糕点切片机说明书同济大学机械原理课程设计说明书

糕点切片机说明书

第五组

易万力、李华斌、杨永亮、林楷、王博

指导老师：李小江

目录

一、设计题目和要求

1.题目：

糕点切片机

2.工作原理及工艺动作简述

糕点切片机的切刀运动机构由电动机驱动，经减速后使切刀实现切片所需的某种往复运动。糕点铺在传送带上，间歇地进行输送，通过改变传送带输送速度或每次间隔的输送距离，以满足糕点不同切片规格尺寸的需要。糕点先成型，经切片后再烘干。

3.原始数据及设计要求（组号：5 数据号：3）

（1）糕点厚度：10~17mm。

（2）糕点切片长度：45mm。

（3）切刀切片最大作用距离：300mm。

（4）切刀工作节拍：50次/min。

（5）生产阻力甚小。设计要求机构简单、轻便、运动灵活可靠。

（6）电机参考规格： 1300r/min。

4.难点提示及注意事项

（1）切削速度较大时，切片刀口会整齐平滑，因此切刀运动方案的选择很关键，切口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑

等。

（2）直线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求，是需要认真考虑的。调整机构必须简单可靠，操作方便。是采用调速方案，还

是采用调距离方案，或采用其它调速方案，均应对方案进行定性分

析比较。

（3）间歇输送机构必须与切刀运动机构工作协调，即全部送料运动应在切刀返回过程中完成。需要注意的是，切口有一定的厚度，输送运

动必须等切刀完全脱离切口后方能开始进行，但输送机构的返回运

动则可与切刀的工作行程在时间上有一段重叠，以利提高生产率，

在设计机器工作循环图时，应注意上述特点并适当选择输送运动机

构的设计参数。

二、执行机构设计

1．工艺动作分解和机构分解

糕点切片机要求完成两个动作：

（1）糕点的直线间歇运动

（2）切刀往复直线运动

2. 执行机构的选择及评价

糕点直线间歇运动机构可采用棘轮机构、不完全齿轮机构、槽轮机构等。

切刀往复直线运动机构可采用导杆机构、凸轮机构、曲柄滑块机构等。

（1）糕点直线间歇运动机构：

（2）切刀的往复直线运动机构方案：

（3）执行机构方案评价

以上表的评价内容为依据，通过综合考虑，糕点切片机的的送货机

构选取不完全齿轮机构，切刀往复运动选取曲柄滑块机构。三、总体方案设计

1．减速机构设计

电动机转速为1300r/min，而切刀工作节拍为50次/min，需要设计

减速机构。减速机构采用两级齿轮减速。

2. 调速机构设计

糕点厚度范围可调，为10~17mm，故需要设计机构来调节传送带进给

量。如果采用多个不同直径的带轮调节进给量（类似变速自行车变速

机构），则制造成本高，机构复杂程度高，调节过程麻烦，且只能实

现有级调速，切出的糕点厚度只能为有限的几个值。故采用摩擦轮机

构，通过调节摩擦轮接触点与从动摩擦轮中心的距离来调节从动摩擦

轮转速，从而调节传送带进给量，控制糕点切片厚度，且糕点厚度为

某一范围内的连续值。

3. 整机方案机构运动简图

整机方案(未按比例绘制)

4.拟订运动循环图

由于切刀工作节拍为50次/min，则完成一次糕点输送和切片过程所需时间为（T=）。

一个周期内，切刀向下运动时间为

244°−78°

×1.2s=0.553s

向上运动时间为

1.2s−0.553s=0.647s

传送带运动时间为

T×k t=1.2s×0.3=0.36s

停止时间为

1.2s−0.36s=0.84s

两个执行机构运动循环图如下图

运动循环图

四、机构尺寸设计

1.曲柄滑块机构的设计

设计曲柄滑块机构的尺寸如下图所示（切刀安装在滑块上）。转角α=78°时，滑块运动到最高点C1点，转角α=244°时，滑块运动到C2点。转角从78到244°过程滑块向下运动（切片），从244°到78°过程滑块向上运动（回程）。

曲柄滑块机构极位夹角

θ=14°

行程速比系数

K=(180°+θ)/(180°-θ)=

曲柄长AB=，连杆长BC=。行程H=80mm,偏距e=30mm。当转角α=180°时（曲柄为水平位置），最大压力角为40°。

曲柄滑块机构

2.不完全齿轮机构的设计

已知数据：主动轮转速为ω=5π/3 rad/s，即T=

要求主动轮转一圈（360°），从动轮转过90°，休止270°

不完全齿轮齿形采用渐开线齿形

⁄=0.3

取运动特性系数k t=0.361.2

主动轮上锁止弧数M=1

从动轮上锁止弧数N=4

系数K=2

从动轮上锁止弧间齿数z2=4

主动轮上锁止弧间齿数z1=z2+1=5

从动轮假想齿数z2′=N(z2+K)=24

主动轮假想齿数z1′=M/k t(z1+K−1)=20

模数m=3

主动轮首、末齿的修正齿顶高系数f1∗=0.85

不完全齿轮几何尺寸如下表

3.摩擦轮设计

设摩擦轮主动轮半径为r1 ,从动轮半径为r2，锥齿轮传动比为 i ,

传送带滚筒的半径加传送带厚度为r s ,摩擦轮接触点到从动摩擦轮的距离为r2′，传送带运动距离为s。

一个周期内，主动摩擦轮间歇转动一次，转动时间为，转角为π

2。

由于主、从动摩擦轮接触点的线速度相等（忽略滑差率），得主动摩擦轮

轮转过π

2

时，从动摩擦轮转过

r1

r2′

×π

2

，传送带运动距离为

s=

r1

2

′

×

π

×

1

×r s

设计圆锥齿轮的传动比i=6，取r1=50mm=r s

由于s的调节范围为10~17mm，代入上式得r2′变化范围为~。考虑到接触点不宜调节到从动摩擦轮的边沿，故取

r2=1.2×r2′=1.2×65.45mm=78.54mm

圆整后取

r2=80mm

两轮的宽度

B=ψ×2r1

取ψ=0.2，得B=20mm。

摩擦轮加压装置采用弹簧加压，两摩擦轮材料均为橡胶，其摩擦系数μ=~。

4.减速齿轮设计

采用两级齿轮减速，一级减速齿轮传动比为5，二级减速齿轮传动比为，电动机功率为，转速为1300r/min，减速后转速为÷÷=50r/min。减速齿轮相关尺寸数据见下表。