糕點(diǎn)切片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 《機(jī)械原理》 糕點(diǎn)切片機(jī) 起止日期： 2009 年 月 日 至 2009年 月 日 學(xué) 生 姓 名 班 級(jí) 學(xué)

2、 號(hào) 成 績 指 導(dǎo) 教 師（簽 字） 機(jī)械工程學(xué)院（部） 09年 月 日 目 錄 一．設(shè)計(jì)任務(wù) 二．方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思 三．傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四．執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 五．參考資料 六．創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得 一 設(shè)計(jì)任務(wù) （一）

3、 設(shè)計(jì)題目：糕點(diǎn)切片機(jī) （二） 工作原理及工藝的動(dòng)作過程 如結(jié)構(gòu)示意圖所示,電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪系減速后，達(dá)到40轉(zhuǎn)/分。再用棘輪機(jī)構(gòu)連接一皮帶組成糕點(diǎn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，并滿足間歇運(yùn)動(dòng)的要求。同時(shí)通過另外一組皮帶輪帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)（滑塊上帶切刀），實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)。由于每一次切的過程都一樣,從而使每一片糕點(diǎn)的大小都一樣。而通過改變進(jìn)給的距離，可調(diào)整切片的厚度。 （三）機(jī)構(gòu)的一些尺寸 糕點(diǎn)規(guī)格：長 5~80mm 寬 <300mm 高 10~20mm 切刀工作節(jié)拍：40次/分 電動(dòng)

4、機(jī)轉(zhuǎn)速：1390r/min 主要設(shè)計(jì)要求是： （1）通過調(diào)整進(jìn)給的距離，達(dá)到切出不同厚度糕點(diǎn)的需要。 （2）要確保進(jìn)給機(jī)構(gòu)與切片機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過程中完成，輸送運(yùn)動(dòng)必須在切刀完全脫離切口后方能開始進(jìn)行。 二 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思 (一) 方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新改進(jìn)措施: 1.我們開始構(gòu)思方案時(shí),考慮到在以后的生活和生產(chǎn)中,自動(dòng)化是必然的趨勢，因此設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要盡量滿足自動(dòng)化的要求。此機(jī)構(gòu)的運(yùn)作是切糕點(diǎn)與送糕點(diǎn),切的時(shí)候糕點(diǎn)不能動(dòng),沒有切的時(shí)候,糕點(diǎn)要運(yùn)動(dòng)并前進(jìn)一定的距離到達(dá)指定位置.為了實(shí)現(xiàn)切的動(dòng)作,我們開始采用凸輪機(jī)構(gòu),來實(shí)現(xiàn)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),用凸輪可以很好

5、的控制刀的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)軌跡,可是凸輪的設(shè)計(jì)和制造比較復(fù)雜，且不能傳遞較大的力,而且切糕點(diǎn)也不需要那么高的精度。于是我們考慮用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一樣可以實(shí)現(xiàn)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),可傳遞較大的力,能足我們的需要, 而且其機(jī)構(gòu)簡單，加工制造方便，能減少生產(chǎn)成本，于是我們確定用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 2.對于蛋糕的傳送, 既要滿足間歇運(yùn)動(dòng)的要求,又能通過改變進(jìn)給距離而切出不同厚度的糕點(diǎn)。我們剛開始試用了槽輪機(jī)構(gòu),但我們的糕點(diǎn)切片機(jī)要求可以改變所切糕點(diǎn)長度的,如用槽輪機(jī)構(gòu)的話, 很難實(shí)現(xiàn)改變切片的長度,我們想到用齒輪組減速器改變速度來實(shí)現(xiàn)。用許多齒輪來改變速度很復(fù)雜且不太方便操作,于是我們否定了這個(gè)方

6、案。經(jīng)過查資料后，我們選擇了棘輪機(jī)構(gòu)。用棘輪機(jī)構(gòu)可以方便的實(shí)現(xiàn)改變切片的長度。且棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)加工簡單，改變切片的長度時(shí)操作方便。所以機(jī)構(gòu)的總體方案就這么大概的定下來了. 減速皮帶輪 減速齒輪 送料皮帶輪 三 減速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為一高速電機(jī),其轉(zhuǎn)速為1390 r/min,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40r/min,所以要減速。對于減速裝置我們采用皮帶加齒輪的方法。第一級(jí)降速是用皮帶減速,減為240r/min。第二級(jí)是用齒輪減為40r/min。兩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析如下: (一)皮帶傳達(dá)設(shè)計(jì)： 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要是采用兩個(gè)半徑不相

7、同的皮帶輪實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由r1*v1=r2*v2， 1390*r1=240*r2； r1 /r2=24/139. 由此可見算出電機(jī)上皮帶輪直徑大小r1=36mm；另一端皮帶輪半徑大小r2=220mm。傳動(dòng)比i=139/24. (二)齒輪系的設(shè)計(jì): 經(jīng)皮帶減速后的轉(zhuǎn)速為240r/min,而我們所要的轉(zhuǎn)速 40r/min。因此還需要的傳動(dòng)比為6/1,選用的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 m=4mm; z1=25,z2=50,z2=25,z3=75。 傳動(dòng)比 i=6/1。 四 執(zhí)行系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分兩個(gè),第一個(gè)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu),

8、第二個(gè)為棘輪機(jī)構(gòu),現(xiàn)分別介紹如下: 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié) （帶切刀） (一) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 此機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于所切糕點(diǎn)的厚度最大為20mm,所以切刀在20mm之上運(yùn)動(dòng)時(shí),糕點(diǎn)才能運(yùn)動(dòng)。為了給糕點(diǎn)足夠的傳送時(shí)間,設(shè)計(jì)刀的行程為60mm,即曲柄長30mm；刀的高度設(shè)為37mm。考慮到衛(wèi)生問題,刀不能縮到滑塊的軌道里去,所以設(shè)計(jì)滑塊的長度為65mm；又設(shè)計(jì)連接桿的長度為60mm。這樣曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的高度比較高,所以采用皮帶傳動(dòng)。又切刀應(yīng)能剛好切斷糕點(diǎn),綜合曲柄滑塊和棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸,我們得出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸

9、心距為269mm。 所以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸為: 曲柄長30mm; 連接桿長60mm; 滑塊長65mm; 刀片高37mm; 皮帶長1.63m 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為269mm。 (二) 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行糕點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),每一次的運(yùn)動(dòng)距離就是所切糕點(diǎn)的長度。為了更好的控制和改變這個(gè)長度,設(shè)棘輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)20mm,設(shè)棘輪共有24個(gè)齒,既每齒代表15度。于是一共有四檔,即20,40,60,80mm,也就是說棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)15,30,45,60度。對于棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)計(jì)一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿

10、的擺角。即15,30,45,60度。在棘輪外加裝一個(gè)棘輪罩，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)棘輪上的一部分齒。這樣，當(dāng)搖桿順時(shí)針搖動(dòng)時(shí)，棘爪先在罩上滑動(dòng)，然后才嵌入棘輪的齒槽中推動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。被罩遮住的齒越多，則棘輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就越小。棘輪罩設(shè)置四個(gè)轉(zhuǎn)角分別為15，30，45，60度。設(shè)有槽的圓盤直徑為150mm,棘輪半徑為100mm,在搖桿上裝一個(gè)棘爪, 棘爪推動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn),棘輪上再固定一個(gè)皮帶輪用以帶動(dòng)皮帶旋轉(zhuǎn)。由運(yùn)動(dòng)距離可以得出皮帶輪的直徑為153mm, 這樣棘輪機(jī)構(gòu)就設(shè)計(jì)完了。 其尺寸為: 曲柄搖桿機(jī)構(gòu): 曲柄長50mm; 連桿長210mm; 搖桿長200mm; 棘輪半徑86mm;

11、 棘輪齒數(shù)24個(gè); 皮帶輪直徑153mm; 皮帶長1.5m. 整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵就在于切刀運(yùn)動(dòng)與糕點(diǎn)傳送運(yùn)動(dòng)之間的協(xié)調(diào),因此需要詳細(xì)計(jì)算． 依據(jù)零件尺寸，作圖計(jì)算得出： 推動(dòng)棘輪的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)為：k=1；又工作周期為1.5秒，則搖桿推程時(shí)間為：0.75秒，回程時(shí)間為：0.75秒． 因此，切刀在0.75秒的時(shí)間內(nèi)不能接觸糕點(diǎn)（最大厚度為20mm）,而在0.75秒的時(shí)間里切刀應(yīng)完成切糕點(diǎn)的動(dòng)作并離開糕點(diǎn)表面．即切刀在糕點(diǎn)外運(yùn)動(dòng)的時(shí)間應(yīng)大于0.75秒．據(jù)此驗(yàn)證切刀的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸．計(jì)算得切刀在20mm以上的高度運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1秒，滿足設(shè)計(jì)要求． 五：主要參考資料：

12、 《機(jī)械原理》 朱理 2004年 《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊》 鄒慧君 1998年 六：創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得： 經(jīng)過幾天的努力，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。回顧這些天的勞動(dòng)，我收獲頗豐，所完成的不僅僅是一個(gè)課程設(shè)計(jì)，對課本知識(shí)的理解也加深了許多。 剛開始，我認(rèn)為這個(gè)課程設(shè)計(jì)題目很簡單，根本沒有把它當(dāng)回事，可開頭的傳動(dòng)輪選擇就給我上了一課。我本來認(rèn)為傳動(dòng)只負(fù)責(zé)把糕點(diǎn)從一端傳到另一端就好了，可在我們討論的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)了。這個(gè)不僅要考慮糕點(diǎn)的傳動(dòng)，還要考慮糕點(diǎn)的切的動(dòng)作，我們6個(gè)人那天中午在教室里討論了將近1小時(shí)也沒有確定可行的方案，只好將討論時(shí)的幾種方案記下，回頭再研究?；厝ノ覀兘?jīng)過再三的商量，最終才確立了這套方案。 過程時(shí)辛苦的，但結(jié)果是甜蜜的，我們的課程設(shè)計(jì)終于做好了。通過這次課程設(shè)計(jì)，我懂的了：1、對課本知識(shí)掌握的還不牢靠，還要更深一層的理解；2、在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，要注意知識(shí)和實(shí)際的結(jié)合，切記學(xué)死知識(shí)，那樣就是學(xué)好了，將來也時(shí)無用；3、團(tuán)隊(duì)的精神，一個(gè)人的能力畢竟是有限的，只有團(tuán)結(jié)更多的人，才能做出更出色的成績來。