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本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)
題 目 基于proe的蛋糕切片機(jī)的設(shè)計(jì)
專 業(yè)
學(xué)生姓名
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
二〇 年 月 日
摘要
本文主要介紹蛋糕切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,蛋糕切片機(jī)總體方案分析及確定,蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容所包含的機(jī)械圖紙的繪制,蛋糕切片機(jī)的計(jì)算,蛋糕切片機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)論與建議。
整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)減速器產(chǎn)生動(dòng)力通過小帶輪將需要的動(dòng)力傳遞到大帶輪上,帶輪帶動(dòng)主軸,從而帶動(dòng)整機(jī)裝置運(yùn)動(dòng),此可以代替人手的繁重勞動(dòng),顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善勞動(dòng)條件,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。
本論文研究?jī)?nèi)容:
(1) 蛋糕切片機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(2) 蛋糕切片機(jī)工作性能分析。
(3)電動(dòng)機(jī)的選擇。
(4) 蛋糕切片機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行部件及機(jī)架設(shè)計(jì)。
(5)對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核。
(6)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行三維建模。
(7)繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖。
關(guān)鍵詞:蛋糕切片機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),三維建模;電機(jī)
Abstract
Keywords:
目 錄
1 緒 論 1
1.1蛋糕切片機(jī)裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍 1
1.2蛋糕切片機(jī)(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1
1.3本課題研究的內(nèi)容及方法 4
1.3.1 主要的研究?jī)?nèi)容 4
1.3.2 設(shè)計(jì)要求 4
1.4 本文研究主要內(nèi)容 4
2 蛋糕切片機(jī)機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì) 5
2.1 基本結(jié)構(gòu) 5
2.2 設(shè)計(jì)原則 6
2.3 方案分析 6
3 蛋糕切片機(jī)的機(jī)械部分計(jì)算 7
3.1電機(jī)的選取 7
3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 9
3.2.1 選擇帶型 9
3.2.2確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 10
3.2.3 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 11
3.2.4確定帶的根數(shù)z 11
3.2.5確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 12
3.2.6確定帶的張緊裝置 12
3.3 計(jì)算壓軸力 12
3.3 軸的校核 14
3.4 鍵的校核 15
3.5 軸承的校核 15
4 切割裝置元件的計(jì)算 18
4.1氣缸的選擇 18
4.2 氣缸結(jié)構(gòu) 21
4.3 工作原理 23
總 結(jié) 24
致 謝 25
參考文獻(xiàn) 26
1 緒 論
1.1 本課題研究的目的、意義
蛋糕是一種面食,通常是甜的,典型的蛋糕是以烤的方式制作出來。蛋糕的 材料主要包括了面粉、甜味劑(通常是蔗糖)、黏合劑(一般是雞蛋,素食主義者可 用面筋和淀粉代替)、起酥油(一般是牛油或人造牛油,低脂肪含量的蛋糕會(huì)以 濃縮果汁代替),液體(牛奶,水或果汁),香精和發(fā)酵劑(例如酵母或者發(fā)酵 粉)。而且根據(jù)地域,口味更是千差萬別。 隨著和外國(guó)的交流增加,西式糕點(diǎn)也加入中國(guó),其造型新穎,風(fēng)格獨(dú)特,口味清新,更是顛覆了 傳統(tǒng)糕點(diǎn)在我國(guó) 人民中的印象。不僅僅在選材,制作方式,口感方面都給我仧一種耳目一新的感 而今的蛋糕的發(fā)展更是融合了中西兩種風(fēng)格,成為新一代的流行美食,深受大眾的喜歡,市場(chǎng)占有率極高蛋糕作為一種常見的食品,在日常生活中扮演者 重要的角色。它可以作為早餐、中餐、晚餐,也可以作為主食。而今,新世紀(jì)的 蛋糕中添加了一些保健性的藥物,在不影響其自身美味的同時(shí)還大大提高了它的 的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用效果。 蛋糕切片機(jī)發(fā)展叱已經(jīng)很多年了, 對(duì)亍家居型的蛋糕 切片也是有市場(chǎng)供應(yīng)。 早就已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段。近幾年來,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高。蛋糕的制作慢慢有家庭小批量的生產(chǎn)趨勢(shì),加上蛋糕龐大的需求量,價(jià)格適宜且功能強(qiáng)大的小作坊型蛋糕切片機(jī)變得非常必 2.國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勞隨著人民生活水平的提高,人仧開始追求生活,不僅僅滿足亍市場(chǎng),商 店里買到的蛋糕。而且現(xiàn)在自家制作蛋糕也不再是難事。制作工具,原料和 配料都容易買到。甚至可以根據(jù)自己喜愛的口味, 做出軟硬適中的蛋糕, 而且還可以根據(jù)自己的想法去設(shè)計(jì)。面對(duì)如今眾多的大學(xué)生創(chuàng)業(yè),下崗工人的再就業(yè)創(chuàng)業(yè),如此大的蛋糕市場(chǎng)是個(gè)很好的機(jī)會(huì)。所以,一臺(tái)價(jià)格適宜, 容易上手,操作簡(jiǎn)單的蛋糕切片機(jī)能給他仧在蛋糕制作的過程中帶來很大的 便捷。 不過現(xiàn)階段的蛋糕切片機(jī)在國(guó)內(nèi)主要存在亍中、大批量生產(chǎn)中。小作坊的蛋糕切片機(jī)在小批量生產(chǎn)的商店,家用有廣大的市場(chǎng)。隨著家電機(jī)械 化程度越來越高,人仧不再停止純手工勞勱。而且針對(duì)蛋糕種類如此之多,質(zhì)地又軟又硬,人工切片有諸多的不便。而且工作效率比較低,手工切出來 的蛋糕美觀程度也不如機(jī)器切的。所以小作坊型蛋糕切片機(jī)變得被人仧和市場(chǎng)需要。
1.1蛋糕切片機(jī)裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍
長(zhǎng)期以來,大部分地區(qū)蛋糕切片機(jī)還沿用傳統(tǒng)的手工勞作方式,勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,蛋糕切片機(jī)開始以一種新型設(shè)備登入市場(chǎng),蛋糕切片機(jī)以快捷方便供不應(yīng)求,傳統(tǒng)加工方式已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)的需求,所以蛋糕切片機(jī)蛋糕切片機(jī)的設(shè)計(jì),以加快蛋糕切片機(jī)的生產(chǎn)效率,對(duì)剛收獲的蛋糕切片機(jī)進(jìn)行快速收貨,以便于收割,是供應(yīng)蛋糕切片機(jī)市場(chǎng)的有效方法。
本文就蛋糕切片機(jī)這一環(huán)節(jié)進(jìn)行研究,目的在于研制出一種新型的蛋糕切片機(jī)蛋糕切片機(jī),加快蛋糕切片機(jī)的加工過程,縮短蛋糕切片機(jī)的產(chǎn)品形成周期,提高效率,降低成本。
1.2蛋糕切片機(jī)(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況
蛋糕切片機(jī),最初是由美國(guó)于上世紀(jì)五十年代開發(fā)出來的產(chǎn)品。后來日本得到發(fā)展,并于上世紀(jì)六七十年代隨日本經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,技術(shù)性能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。
上世紀(jì)八十年代初,我國(guó)大量引進(jìn)蛋糕切片機(jī)并生產(chǎn)出自己的產(chǎn)品。以日清品牌為代表,主要針對(duì)方便面生產(chǎn)線配套使用。上世紀(jì)九十年代,這種機(jī)型開始大量用于糧食流通,同時(shí)派生出各種各樣的類似包裝機(jī)。隨著機(jī)電一體化的應(yīng)用,粉料自動(dòng)包裝也向著高速全自動(dòng)模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新。
現(xiàn)今國(guó)外開發(fā)的蛋糕切片機(jī)已極其人性化:高速、節(jié)能、全自動(dòng)、模塊化。
就國(guó)內(nèi)外蛋糕切片機(jī)的開發(fā)情況來看,主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行:
(l)不斷擴(kuò)大其通用能力,以滿足多種屬性粉料的包裝。
(2)高速全自動(dòng),配備微機(jī)控制系統(tǒng),借助預(yù)先儲(chǔ)存的程序控制多臺(tái)伺服電機(jī),分別驅(qū)動(dòng)有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
(3)參數(shù)化調(diào)整和設(shè)置,對(duì)主要操作部件(供送、袋成型、牽引、封切等)作適當(dāng)調(diào)整有關(guān)工作參數(shù),便可在較寬的尺寸范圍內(nèi),滿足不同品種不同尺寸的包裝。
(4)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)供送、牽引、封切等主要部件進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立并又能較為自由組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以滿足臥式組合和立式組合的包裝機(jī)。
德國(guó)與美國(guó)、日本、意大利均為世界蛋糕切片機(jī)機(jī)械大國(guó)。在蛋糕切片機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的,其,目標(biāo)是努力為客戶,尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿足客戶要求,德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門采取了諸多措施:?
??? ?(1)工藝流程自動(dòng)化程度越來越高,以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性。采用機(jī)械手完成復(fù)雜的動(dòng)作。操作時(shí),在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下,機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作,確保包裝的質(zhì)量。?
?(2)提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,最大限度地滿足生產(chǎn)要求。德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和塑料蛋糕切片機(jī)機(jī)械見長(zhǎng),具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)12萬瓶/h,小袋蛋糕切片機(jī)機(jī)的包裝速度高達(dá)900袋/min。?(3)使產(chǎn)品機(jī)械和蛋糕切片機(jī)機(jī)械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝,以提高生產(chǎn)效率。如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備,就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化,關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問題。?
????(4)適應(yīng)產(chǎn)制品變化,具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng),產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變,甚至一個(gè)季度一變,生產(chǎn)量又都很大,因此要求蛋糕切片機(jī)機(jī)械具有良好的柔性和靈活性,使蛋糕切片機(jī)機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期,這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性的要求。
? (5)普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快,德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù),大大縮短了蛋糕切片機(jī)機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)周期.
??蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率,還要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本,更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本,因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6%~8%,其他的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
我國(guó)蛋糕切片機(jī)行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代,在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一,無論是產(chǎn)量,還是品種上,都取得了令人矚目的成就,為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前,我國(guó)已成為世界蛋糕切片機(jī)工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。?
???? 蛋糕切片機(jī)作為一種產(chǎn)品,它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義,而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指食品機(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能;隱形產(chǎn)品是指食品機(jī)給用戶提供的實(shí)際效用;延伸產(chǎn)品是指食品機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等。所以食品機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括:市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說明書編寫及售后服務(wù)預(yù)案等。?
??? ?蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)的類別主要有:測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)。如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1.6~4萬瓶/h,其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì)。?
?? ?高速運(yùn)行的食品機(jī),特別是一些先進(jìn)機(jī)型,大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外的同類機(jī)型,進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。其主要的原因是:(1)大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,如高速蛋糕切片機(jī)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等,對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)精度分析等問題還不能模擬解決;(2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密,理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用,設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn);(3)整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀調(diào)控的力度,優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理的配置與調(diào)整。
在蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法:(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書尋找同類機(jī)型作為樣機(jī);(2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍;(3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖;(4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件,部件;(5)設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖;(6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖;(7)對(duì)主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核;(8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。
而今,國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件,可以對(duì)食品機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),其開發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAD/CAM軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計(jì)的能力,但在實(shí)際蛋糕切片機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍。?
??新型蛋糕切片機(jī)往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果,采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù),可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短,結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化,工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難,只是一些設(shè)計(jì)人員不了解蛋糕切片機(jī)的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說以前我國(guó)蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段,那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。
我國(guó)食品行業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績(jī)是顯著的,其起步于20世紀(jì)70年代末,剛起步時(shí)年產(chǎn)值僅七、八千萬元,產(chǎn)品品種僅100 余種,技術(shù)水平也較低。在20紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)年代中期十余年的時(shí)間里,才得到快速發(fā)展,年增長(zhǎng)率達(dá)到20%—30% ,到1999年底塑料和蛋糕切片機(jī)達(dá)40 大類,品種達(dá)1700種,到2000年產(chǎn)值增加到300億元,且技術(shù)水平也上了個(gè)臺(tái)階,開始出現(xiàn)了規(guī)模化、自動(dòng)化趨勢(shì),傳動(dòng)復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備也開始出現(xiàn),許多蛋糕切片機(jī)如液體塑料灌裝機(jī)等設(shè)備已開始成套出口。
1.3本課題研究的內(nèi)容及方法
1.3.1 主要的研究?jī)?nèi)容
在查閱了國(guó)內(nèi)外大量的有關(guān)蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)理論及相關(guān)知識(shí)的資料和文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,綜合考慮蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、具體作業(yè)任務(wù)特點(diǎn)以及蛋糕切片機(jī)的推廣應(yīng)用,分析確定使用蛋糕切片機(jī)配合生產(chǎn)工序,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),本文擬進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容如下:
1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境要求和蛋糕切片機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定蛋糕切片機(jī)整體設(shè)計(jì)方案。
2 確定蛋糕切片機(jī)的性能參數(shù),對(duì)初步模型進(jìn)行靜力學(xué)分析,根據(jù)實(shí)際情況選擇電機(jī)。
3 從所要功能的實(shí)現(xiàn)出發(fā),完成蛋糕切片機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
4 完成主要零部件強(qiáng)度與剛度校核。
1.3.2 設(shè)計(jì)要求
1 根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能,提出蛋糕切片機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案;
2 完成蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì);
3 通過相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算,完成電機(jī)選型;
4 完成蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)造型;繪制蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)總裝配圖、主要零件圖。
1.4 本文研究主要內(nèi)容
通過利用網(wǎng)絡(luò)工具、圖書館的書籍和各類期刊、雜志查閱了解蛋糕切片機(jī)的相關(guān)知識(shí),確定本設(shè)計(jì)符合要求,滿足需要。具體設(shè)計(jì)方法如下:
1、查閱資料、結(jié)合所學(xué)專業(yè)課程,產(chǎn)生蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思路;
2、查閱各類機(jī)械機(jī)構(gòu)手冊(cè),確定合理的蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu);
3、根據(jù)給定技術(shù)參數(shù)來選擇合適的部位;
4、重點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究;
5、通過研究國(guó)內(nèi)外情況,確定本設(shè)計(jì)課題的重點(diǎn)設(shè)計(jì);
6、完成2D裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制,并由此繪制零件圖;
7、編寫設(shè)計(jì)說明書;
8、檢查并完善本設(shè)計(jì)課題。
本設(shè)計(jì)采用的方法是理論設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方案,所運(yùn)用的資料來源廣泛,內(nèi)容充足。
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2 蛋糕切片機(jī)機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)
2.1 基本結(jié)構(gòu)
蛋糕切片機(jī)其功能部件由支承體、帶動(dòng)力裝置的蛋糕切片機(jī)等組成。由功能部件(1),電動(dòng)機(jī)和機(jī)架等構(gòu)成的蛋糕切片機(jī),下圖是該機(jī)器的工作原理圖。
圖2.1 蛋糕切片機(jī)總體圖
圖2.2 切刀圖
2.2 設(shè)計(jì)原則
蛋糕切片機(jī)其功能部件由支承體、帶動(dòng)力裝置的蛋糕切片機(jī)切刀部件和包壓線或機(jī)筒等組成。由功能部件,電動(dòng)機(jī)和機(jī)架(或機(jī)腳)等構(gòu)成蛋糕切片機(jī)。在功能部件中的蛋糕切片機(jī)轉(zhuǎn)子上裝有使切割
2.3 方案分析
采用平鋪帶式傳送裝置,將蛋糕手工放落在傳送帶上,由氣缸帶動(dòng)切糕刀將蛋糕送到切割。此輸送裝置由于需要電機(jī)通過軸帶動(dòng)輸送帶滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)難看出此蛋糕切片機(jī)包括2個(gè)電機(jī),3根軸,滾筒,輸送帶,帶輪,帶輪等等。蛋糕切片機(jī)零件眾多,這無疑增加了蛋糕切片機(jī)的制造成本與維護(hù)運(yùn)行成本。對(duì)于廣大的蛋糕來說,這種臥式蛋糕切片機(jī)很顯然不是他們理想的選擇。因此,設(shè)計(jì)出一款小型且制造成本低廉,適用與蛋糕切片機(jī)非常必要。
蛋糕切片機(jī)其功能部件由支承體、帶動(dòng)力裝置的蛋糕切片機(jī)切割部件和機(jī)筒等組成。由功能部件,電動(dòng)機(jī)(和機(jī)架等構(gòu)成的蛋糕切片機(jī),其特征是轉(zhuǎn)子上裝有使刀刃切鍘平面垂直于主軸的切割功能部件下部?jī)?nèi)有能使物料自動(dòng)卸出,設(shè)有與刀片相對(duì)。
3 蛋糕切片機(jī)的機(jī)械部分計(jì)算
3.1電機(jī)的選取
蛋糕切片機(jī)在工作時(shí),在運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好(保障運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的條件:有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的儲(chǔ)備功率和較靈敏的調(diào)速器)的條件下,其功率總耗用N 由兩部分組成:一部分用于克服空轉(zhuǎn)而消耗的功率(占總功率消耗的5%-7%),一部分用于克服脫粒阻力而消耗的功率(占總功率消耗的93%-95%),所以裝置的功率消耗為:
N =+ (kW ) (4) 1)其中空轉(zhuǎn)功率消耗: =+
式中:——系數(shù),為克服軸承及傳動(dòng)裝置的摩擦阻力的功率消耗,
B——系數(shù),為克服滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的功率, .
由于計(jì)算較為復(fù)雜,初步采用估算的方法,擬采用Y132M-4電動(dòng)機(jī)。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》得:
選擇,其銘牌如下表3-1:
表3-1 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率 KW
滿載轉(zhuǎn)速 r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
質(zhì)量 Kg
Y132M-4
7.5
同步轉(zhuǎn)速1500 r/min,4級(jí)
1440
2.2
2.2
81
(a)
(b)
圖3-1 電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸示意圖
表3-2 電動(dòng)機(jī)的安裝技術(shù)參數(shù)
中心高/mm
外型尺寸/mm
L×(AC/2+AD)×HD
底腳安裝
尺寸A×B
地腳螺栓 孔直徑K
軸伸尺
寸D×E
裝鍵部位
尺寸F×GD
132
515× 345× 315
216 ×178
12
38× 80
10 ×43
3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
輸出功率P=7.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=500r/min
表3-1 工作情況系數(shù)
工作機(jī)
原動(dòng)機(jī)
ⅰ類
ⅱ類
一天工作時(shí)間/h
10~16
10~16
載荷
平穩(wěn)
液體攪拌機(jī);離心式水泵;通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)();離心式壓縮機(jī);輕型運(yùn)輸機(jī)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷
變動(dòng)小
帶式運(yùn)輸機(jī)(運(yùn)送砂石、谷物),通風(fēng)機(jī)();發(fā)電機(jī);旋轉(zhuǎn)式水泵;金屬切削機(jī)床;剪床;壓力機(jī);印刷機(jī);振動(dòng)篩
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷
變動(dòng)較大
螺旋式運(yùn)輸機(jī);斗式上料機(jī);往復(fù)式水泵和壓縮機(jī);鍛錘;磨粉機(jī);鋸木機(jī)和木工機(jī)械;紡織機(jī)械
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
載荷
變動(dòng)很大
破碎機(jī)(旋轉(zhuǎn)式、顎式等);球磨機(jī);棒磨機(jī);起重機(jī);挖掘機(jī);橡膠輥壓機(jī)
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn),兩班工作制(16小時(shí)),查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4,
取KA=1.1。即
3.2.1 選擇帶型
普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13-11選取。
圖3-1 帶型圖
根據(jù)算出的Pd=8.25kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1440r/min ,查圖得:dd=80~100可知應(yīng)選取A型V帶。
3.2.2確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P298表13-7查得,小帶輪基準(zhǔn)直徑為80~100mm
則取dd1=90mm> ddmin.=75 mm(dd1根據(jù)P295表13-4查得)
表3-2 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
20
50
75
125
200
355
500
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”,得=250mm
① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比: (為彈性滑動(dòng)率)
誤差 符合要求
② 帶速
滿足5m/s
300mm,所以宜選用E型輪輻式帶輪。
總之,小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu),大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。
帶輪的材料:選用灰鑄鐵,HT200。
3.2.6確定帶的張緊裝置
選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。
3.3 計(jì)算壓軸力
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P303表13-12查得,A型帶的初拉力F0=133.46N,上面已得到=153.36o,z=8,則
對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高,以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡,對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板(輪輻)和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣,輪緣是帶輪的工作部分,用以安裝傳動(dòng)帶,制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°,為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小,故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°(按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定),輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂,是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅(腹板),用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。
表3-5 普通V帶輪的輪槽尺寸(摘自GB/T13575.1-92)
項(xiàng)目
符號(hào)
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
基準(zhǔn)寬度
b p
5.3
8.5
11.0
14.0
19.0
27.0
32.0
基準(zhǔn)線上槽深
h amin
1.6
2.0
2.75
3.5
4.8
8.1
9.6
基準(zhǔn)線下槽深
h fmin
4.7
7.0
8.7
10.8
14.3
19.9
23.4
槽間距
e
8 ± 0.3
12 ± 0.3
15 ± 0.3
19 ± 0.4
25.5 ± 0.5
37 ± 0.6
44.5 ± 0.7
第一槽對(duì)稱面至端面的距離
f min
6
7
9
11.5
16
23
28
最小輪緣厚
5
5.5
6
7.5
10
12
15
帶輪寬
B
B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù)
外徑
d a
輪 槽 角
32°
對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d
≤ 60
-
-
-
-
-
-
34°
-
≤ 80
≤ 118
≤ 190
≤ 315
-
-
36°
60
-
-
-
-
≤ 475
≤ 600
38°
-
> 80
> 118
> 190
> 315
> 475
> 600
極限偏差
± 1
± 0.5
V帶輪按腹板(輪輻)結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式:
(1) 實(shí)心帶輪:用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5~3)d時(shí)),如圖3-2a。
(2) 腹板帶輪:用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí)),如圖3-2b。
(3) 孔板帶輪:用于尺寸較大的帶輪((dd-d)> 100 mm 時(shí)),如圖3-2c 。
(4) 橢圓輪輻帶輪:用于尺寸大的帶輪(dd> 500mm 時(shí)),如圖3-2d。
(a) (b) (c) (d)
圖3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,可以得出結(jié)論:小帶輪選擇實(shí)心帶輪,如圖(a),大帶輪選擇腹板帶輪如圖(b)
3.3 軸的校核
需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗(yàn)算傾角時(shí),若支撐類型相同則只需驗(yàn)算支反力最大支撐處傾角;當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí),則齒輪處傾角不必驗(yàn)算。驗(yàn)算撓度時(shí),要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處,但通??沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度(誤差<%3).
當(dāng)軸的各段直徑相差不大,計(jì)算精度要求不高時(shí),可看做等直徑,采用平均直徑進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度,花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算。彎曲剛度驗(yàn)算;的剛度時(shí)可采用平均直徑或當(dāng)量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁,其撓度和傾角計(jì)算公式見【5】表7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角,然后疊加,注意方向符號(hào),在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加,不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。:通過受力分析,
最大撓度:
查【1】表3-12許用撓度;
。
3.4 鍵的校核
鍵和軸的材料都是鋼,由【4】表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值,。鍵的工作長(zhǎng)度,鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式(6-1)可得
可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了,鍵的標(biāo)記為:
3.5 軸承的校核
⑴、軸軸承的校核
Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6206,其基本額定負(fù)荷為19.5KN, 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值,所以齒輪越小越靠近軸承,對(duì)軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,應(yīng)該對(duì)Ⅰ軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核。
②軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
∴
受力
根據(jù)圖3.12受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為:
圖3.12受力分析和受力圖
在水平面:
在水平面:
∴
④因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷,又由于不受軸向力,【4】表13-6查得載荷系數(shù),取,則有:
⑤軸承的壽命計(jì)算:所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命
故該軸承6206能滿足要求。
⑵、其他軸的軸承校核同上,均符合要求。
4 切割裝置元件的計(jì)算
切割裝置采用的是氣缸往下壓的方式進(jìn)行。
4.1氣缸的選擇
氣缸的選用要根據(jù)以下方面進(jìn)行分析:
1、類型的選擇
根據(jù)工作要求和條件,正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸;要求重量輕,應(yīng)選輕型缸;要求安裝空間窄且行程短,可選薄型缸;有橫向負(fù)載,可選帶導(dǎo)桿氣缸;要求制動(dòng)精度高,應(yīng)選鎖緊氣缸;不允許活塞桿旋轉(zhuǎn),可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸;高溫環(huán)境下需選用耐熱缸;在有腐蝕環(huán)境下,需選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下,需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時(shí)需要選用無給油或無油潤(rùn)滑氣缸等。
2、安裝形式
根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下,采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)(如車床、磨床等),應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外,還需作圓弧擺動(dòng)時(shí),則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時(shí),應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。
3、作用力的大小
即缸徑的選擇。根據(jù)負(fù)載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力,根據(jù)不同速度選擇不同的負(fù)載率,使氣缸輸出力稍有余量。缸徑過小,輸出力不夠,但缸徑過大,使設(shè)備笨重,成本提高,又增加耗氣量,浪費(fèi)能源。在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu),以減小氣缸的外形尺寸。
4、活塞行程
與使用的場(chǎng)合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),但一般不選滿行程,防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機(jī)構(gòu)等,應(yīng)按計(jì)算所需的行程增加10~20㎜的余量。
5、活塞的運(yùn)動(dòng)速度
主要取決于氣缸輸入壓縮氣油流量、氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小。要求高速運(yùn)動(dòng)應(yīng)取大值。氣缸運(yùn)動(dòng)速度一般為50~800㎜/s。對(duì)高速運(yùn)動(dòng)氣缸,應(yīng)選擇大內(nèi)徑的進(jìn)氣管道;對(duì)于負(fù)載有變化的情況,為了得到緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度,可選用帶節(jié)流裝置或氣—液阻尼缸,則較易實(shí)現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意:水平安裝的氣缸推動(dòng)負(fù)載時(shí),推薦用排氣節(jié)流調(diào)速;垂直安裝的氣缸舉升負(fù)載時(shí),推薦用進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速;要求行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)避免沖擊時(shí),應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸。
圖5.1 氣缸實(shí)物圖
6、氣缸的選型步驟及其類型介紹
程序1:根據(jù)操作形式選定氣缸類型:
氣缸操作方式有雙動(dòng),單動(dòng)彈簧壓入及單動(dòng)彈簧壓出等三種方式
程序2:選定其它參數(shù):
1、選定氣缸缸徑大小? ?? ? 根據(jù)有關(guān)負(fù)載、使用氣油壓力及作用方向確定
2、選定氣缸行程? ?? ?? ??工件移動(dòng)距離
3、選定氣缸系列
4、選定氣缸安裝型式? ?? ? 不同系列有不同安裝方式,主要有基本型、腳座型、法蘭型、U型鉤、軸耳型
5、選定緩沖器? ?? ?? ?? 無緩沖、橡膠緩沖、氣緩沖、油壓吸震器
6、選定磁感開關(guān)? ?? ?? ??主要是作位置檢測(cè)用,要求氣缸內(nèi)置磁環(huán)
7、選定氣缸配件? ?? ?? ??包括相關(guān)接頭
(一)單作用氣缸
? ? 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮氣油,實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。其活塞桿只能借助外力將其推回;通常借助于彈簧力,膜片張力,重力等。其原理及結(jié)構(gòu)見下圖:
圖5.2單作用氣缸
1— 缸體;2—活塞;3—彈簧;4—活塞桿;
單作用氣缸的特點(diǎn)是:
1)僅一端進(jìn)(排)氣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,耗氣量小。
2)用彈簧力或膜片力等復(fù)位,壓縮氣油能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力,因而減小了活塞桿的輸出力。
3)缸內(nèi)安裝彈簧、膜片等,一般行程較短;與相同體積的雙作用氣缸相比,有效行程小一些。
4)氣缸復(fù)位彈簧、膜片的張力均隨變形大小變化,因而活塞桿的輸出力在行進(jìn)過程中是變化的。
由于以上特點(diǎn),單作用活塞氣缸多用于短行程。其推力及運(yùn)動(dòng)速度均要求不高場(chǎng)合,如氣吊、定位和夾緊等裝置上。單作用柱塞缸則不然,可用在長(zhǎng)行程、高載荷的場(chǎng)合。
(二) 雙作用氣缸
雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮氣油,實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸。其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等。此類氣缸使用最為廣泛。
1) 雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。
2) 缸體固定時(shí),其所帶載荷(如工作臺(tái))與氣缸兩活塞桿連成一體,壓縮氣油依次進(jìn)入氣缸兩腔(一腔進(jìn)氣另一腔排氣),活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍等于其有效行程s的3倍。安裝所占空間大,一般用于小型設(shè)備上。
活塞桿固定時(shí),為管路連接方便,活塞桿制成空心,缸體與載荷(工作臺(tái))連成一體,壓縮氣油從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔,使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程s的2倍。適用于中、大型設(shè)備。
圖3.3雙活塞桿雙作用氣缸
a)缸體固定;b)活塞桿固定
1—缸體;2—工作臺(tái);3—活塞;4—活塞桿;5—機(jī)架
雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等,故活塞兩側(cè)受力面積相等。當(dāng)輸入壓力、流量相同時(shí),其往返運(yùn)動(dòng)力及速度均相等。
(三)?緩沖氣缸
緩沖氣缸對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸,不采取必要措施,活塞就會(huì)以很大的力(能量)撞擊端蓋,引起振動(dòng)和損壞機(jī)件。為了使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置,一般稱為緩沖氣缸。緩沖氣缸見下圖,主要由活塞桿1、活塞2、緩沖柱塞3、單向閥5、節(jié)流閥6、端蓋7等組成。其工作原理是:當(dāng)活塞在壓縮氣油推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)時(shí),缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔4及缸蓋上的氣孔8排出。在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí),活塞右側(cè)的緩沖柱塞3將柱塞孔4堵死、活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮,緩慢地通過節(jié)流閥6及氣孔8排出,被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡,即會(huì)取得緩沖效果,使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不產(chǎn)生沖擊。調(diào)節(jié)節(jié)流閥6閥口開度的大小,即可控制排氣量的多少,從而決定了被壓縮容積(稱緩沖室)內(nèi)壓力的大小,以調(diào)節(jié)緩沖效果。若令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí),從氣孔8輸入壓縮氣油,可直接頂開單向閥5,推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)。如節(jié)流閥6閥口開度固定,不可調(diào)節(jié),即稱為不可調(diào)緩沖氣缸。
圖3.4緩沖氣缸
1—活塞桿;2—活塞;3—緩沖柱塞;4—柱塞孔;5—單向閥
6—節(jié)流閥;7—端蓋;8—?dú)饪?
4.2 氣缸結(jié)構(gòu)
氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示:
1)缸筒
缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?;钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng),缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒,內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻,以減小摩擦阻力和磨損,并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外,還是用高強(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸,缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。
SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封,活塞與活塞桿用壓鉚鏈接,不用螺母。
2)端蓋
端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口,有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈,以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套,以提高氣缸的導(dǎo)向精度,承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載,減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量,延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵,現(xiàn)在為減輕重量并防銹,常使用鋁合金壓鑄,微型缸有使用黃銅材料的。
3)活塞
活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣,設(shè)有活塞密封圈?;钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性,減少活塞密封圈的磨耗,減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長(zhǎng)使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料。活塞的寬度由密封圈尺寸和必要的滑動(dòng)部分長(zhǎng)度來決定?;瑒?dòng)部分太短,易引起早期磨損和卡死?;钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵,小型缸的活塞有黃銅制成的。
4)活塞桿
活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼,表面經(jīng)鍍硬鉻處理,或使用不銹鋼,以防腐蝕,并提高密封圈的耐磨性。
5)密封圈
回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)密封,靜止件部分的密封稱為靜密封。
缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種:
整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。
6)氣缸工作時(shí)要靠壓縮氣油中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤(rùn)滑。也有小部分免潤(rùn)滑氣缸。
4.3 工作原理
根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了,輸出力不夠,氣缸不能正常工作;但缸徑過大,不僅使設(shè)備笨重、成本高,同時(shí)耗氣量增大,造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu),以減少氣缸的尺寸。
氣缸
下面是氣缸理論出力的計(jì)算公式:
F:氣缸理論輸出力(kgf)
F′:效率為85%時(shí)的輸出力(kgf)--(F′=F×85%)
D:氣缸缸徑(mm)
P:工作壓力(kgf/cm2)
例:直徑340mm的氣缸,工作壓力為3kgf/cm2時(shí),其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少?
將P、D連接,找出F、F′上的點(diǎn),得:
F=2800kgf;F′=2300kgf
在工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇氣缸缸徑,可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小,從經(jīng)驗(yàn)表1-1中查出。
下壓機(jī)構(gòu)氣缸的計(jì)算
估算壓緊力的計(jì)算(50N),其中上壓板的重量為20N。當(dāng)氣缸下壓時(shí),氣缸只需提供30N的壓力。所以實(shí)際氣缸負(fù)載的大小為30/0.6=50N。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,確定氣缸的行程為100mm。
設(shè)定其負(fù)荷率為0.7,使用壓力0.5MPa,與氣壓缸出力163N,查下表可知?dú)鈮簞們?nèi)徑為16mm,選型為CM2L16—100。
氣缸的校核
輸出力的大小為:
回收的時(shí)候
經(jīng)驗(yàn)算,可以達(dá)到使用要求。
總 結(jié)
本文設(shè)計(jì)了一種蛋糕切片機(jī),詳細(xì)地設(shè)計(jì)了移動(dòng)蛋糕切片機(jī)的各個(gè)部分,在全面分析各個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)研究過程中所遇到的一些問題也進(jìn)行了深入的研究。
蛋糕切片機(jī)是一種具有很大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景的蛋糕切片機(jī),在不方便操作的地方都扮演著很重要的角色,本次設(shè)計(jì)對(duì)蛋糕切片機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)
l 通過功能和設(shè)計(jì)任務(wù)的分析,初步制定了蛋糕切片機(jī)的總體方案。
l 接下來進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
l 重要零部件的受力分析與校核。
l 電機(jī)選型與計(jì)算。
l 主要零件工程圖繪制。
通過本次設(shè)計(jì),把大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)都綜合的利用起來,這再次加深了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的印象,提高了我對(duì)知識(shí)的利用能力。但是,由于本人的水平和能力有限,本次設(shè)計(jì)一定存在一些不合理之處,希望老師給予批評(píng)和指正。
本文所完成的工作達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),但是仍有進(jìn)一步研究的必要,需要進(jìn)一步改進(jìn)的工作是本文在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到的蛋糕切片機(jī)的工作范圍仍然是有限的,在將來可以集成更多的傳感器在的車身上,以便移動(dòng)平臺(tái)能夠更好的適應(yīng)室外的工作環(huán)境。
在設(shè)計(jì)過程中,我通過查閱大量有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué),并向老師請(qǐng)教等方式,使自己學(xué)到了不少知識(shí),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹立了對(duì)自己工作能力的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然做得還不是很完善,但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益。
致 謝
本論文是在導(dǎo)師XX的悉心指導(dǎo)下完成的,在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,老師給了我很大的幫助,不僅讓我在規(guī)定時(shí)間能完成了畢業(yè)設(shè)計(jì),還使我學(xué)到了很多有用的經(jīng)驗(yàn)。在這里我衷心的感謝高老師。我還要感謝這四年能教授我知識(shí)的老師們,還有曾經(jīng)幫過我的同學(xué)們。
經(jīng)過幾個(gè)月的努力,畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的匱乏,本次設(shè)計(jì)難免有考慮不周的地方。如果沒有老師的悉心指導(dǎo)以及本組人員的支持,恐怕設(shè)計(jì)不會(huì)這么順利完成。自開題一來老師一直認(rèn)真指導(dǎo)設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié),從資料的查閱到具體方案的修改,老師都提出了寶貴的建議,讓我受益匪淺。除此之外,老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的專業(yè)知識(shí)更是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。再次對(duì)老師及本組的同學(xué)表示衷心的感謝!
最后還要感謝曾指導(dǎo)過和給我?guī)椭睦蠋?!是你們?cè)?jīng)辛勤的付出才有了我今天知識(shí)的積累。
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