机械原理课程设计 糕点切片机

机械原理课程设计说明书设计题目糕点切片机

XXXX学院 XXXXXX班学号XXXXXXXXXX

设计者 XXX

指导教师 XXX

2011 年7 月8 日

摘要：随着人类社会生产力的不断提高和迅速发展，世界步入了一个越来越自动化的时代，最为糕点行业的革命性工具之一的糕点切片机正日益成为糕点生产企业的必需品。糕点切片机要求实现两个动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。本文将就应用连杆和棘轮作为主要机构实现糕点切片进行设计。

关键词糕点切片设计连杆棘轮

目录

一．设计任务 (1)

二．机械系统运动方案设计的构思 (2)

三.机构运动方案的选择和评定 (5)

四. 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (6)

五．传动系统设计 (7)

六．执行系统设计 (8)

七．传动系统演示 (10)

八．参考资料 (11)

九．创新设计心得 (11)

一设计任务

（一）设计题目：糕点切片机

（二）工作原理及工艺的动作过程

糕点先成型（如长方体、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。

改变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。

如结构示意图所示,电动机经减速后，达到40转/分。再用棘轮机构连接一皮带组成糕点的进给机构，并满足间歇运动的要求。同时通过另外一组皮带轮带动曲柄滑

块机构运动（滑块上带切刀），实现糕点的切片。间歇运动机构与切刀运动机构工作

协调。由于每一次切的过程都一样,从而使每一片糕点的大小都一样。而通过改变进

给的距离，可调整切片的厚度。

糕点切片机主要结构组成如图1所示

（三）机构的一些尺寸

1)糕点厚度：10-20mm。

2)糕点切片长度（亦即切片高）范围：5-80mm 。

3)切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向）：300mm。

4)切刀工作节拍：40次/min。

5)工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵可靠。

6)电机可选用，功率0.55KW（或0.75KW）、1390r/min。

主要设计要求是：

（1）通过调整进给的距离，达到切出不同厚度糕点的需要。

（2）要确保进给机构与切片机构协调工作，全部送进运动应在切刀返回过程中完成，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。

二：机械系统运动方案设计的构思

糕点切片机主要结构如图1所示

图1

切刀的往复直线移动可采用连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条、组合机构等；

糕点的直线间歇运动可选择连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构

等。

1、实现切刀往复运动的机构

方案一：

如上图所示，为一直动导杆机构，可利用杆3的往复运动来实现切刀的上下往复运

方案二：

如上图所示，为一几何封闭凸轮机构。可利用构件1绕A点做偏心转动来实现切刀的往复运动。

方案三：

如上图所以，为一六杆机构。

2、直线间歇移动

方案一：

如上图所示，为牛头刨床，是可实现直线间隙移动的机构。

方案二：

它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动，作单向的间歇运动。

三：机构运动方案的选择和评定

1、实现切刀往复运动的机构

方案一：动副均为低副，两运动副元素为面连接，压强较小，可承受较大的载荷，且几何形状简单，便于加工。而且连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线，气形状随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到形式众多的连杆曲线，可以这些曲线来满足不同曲线的设计要求。

此机构虽有上下往复运动，但她并没有急回运动特性。不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩短空程的时间，影响效率。

方案二：只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑，可承重较大，运动平稳。

但是凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损。切没有急回特性，不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩短空程的时间，影响效率。

方案三：此机构不仅具有连杆机构的有点以及切刀的急回运动要求，且可使切刀在工作行程中得到近似等速的运动，以满足切削质量。

通过对比，方案三最优。

2、直线间歇移动

方案一：此机构具有机会运动的特性。此机构也是连杆机构，具有连杆机构的共同

此机构没有间歇特性，不能很好的完成直线间歇运动。

方案二：依靠棘齿传动，运动可靠，制造方便，棘轮转角可有级调节。并且在棘轮外面罩上一个光滑的外壳和曲柄摇杆配合既可以实现糕点机构的往复间歇性运动，又可以调整糕点的进给量，结构简单，易设计。

根据要求，选择方案二。

四、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

刀具往复运动

切刀每分钟得完成切割40次的工作节拍。所以连接曲柄的齿轮的转速为40次/min，切刀做竖直面内的往复直线运动，当其往下运动到与最低点相距约5mm至80mm（这是糕点的厚度）时开始切割糕点，此时糕点静止不动，切割完毕切刀往上运动到距离最低点约80mm时糕点运动起来，把切好的糕点片带走并把糕点送进待切，切刀继续往上运动，直到最高点，之后再往下运动，直到最低点相距约5mm至80mm（这是糕点的厚度）时又开始切割糕点，此时糕点又静止。如此往复循环。下图是刀具的位移运动图（两个周期）：

五：减速系统设计

减速皮带轮减速齿轮送料皮带轮

本机构原动件为一高速电机,其转速为1390 r/min,但我们所需要的转速是40r/min,所以要减速。对于减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。第一级降速是用皮带减速,减为240r/min。第二级是用齿轮减为40r/min。两传动机构设计分析如下:

(一)皮带传达设计：

皮带传动设计主要是采用两个半径不相同的皮带轮实现。由于皮带上线速度相等，由

r 1×v

1

=r

2

×v

2

，

1390×r

1

=240×r

2

；

r

1

/r

2

=24/139.

由此可见算出电机上皮带轮直径大小r

1=36mm；另一端皮带轮半径大小r

2

=220mm。传

动比i=139/24.

(二)齿轮系的设计:

经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所要的转速40r/min。因此还需要的传动比为6/1,选用的齿轮为标准齿轮。