糕点切片机的设计

目录

一．设计要求和设计条件 (2)

二．原始数据 (2)

三．设计方案 (3)

四．机构方案设计的确定 (7)

五．设计机构中典型运动分析 (9)

六．机构尺寸设计 (10)

七．切削机构的运动分析 (13)

八．力学分析 (15)

九.自我评价及感想 (15)

十一.参考文献 (16)

糕点切片机要求实现两个执行动作：糕点的直线间歇运动和切刀的往复运动，通过两者的运动配合进行切片。改变每次间隔的输送距离，以获得不同厚度的糕点切片，要求生产阻力小，要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。

1.糕点厚度10～20mm

2.糕点切片厚度范围5～80mm

3.切刀切片时最大位移30mm

4.切刀工作节拍40次/min

5.电动机可选用0.55kw（0.75kw）、1390r/min

三．设计方案

1.糕点直线间歇运动

方案一.棘轮式曲柄滑块机构

图（1）

机构运动说明：棘爪的连续往复摆动，带动棘轮间歇性的单向转动，从而带动与其相连的圆盘1间歇转动，通过连杆3使滑块4（即送糕点平板）完成往复间歇平动。

方案二.端面凸轮顶杆机构

图（2）

机构运动说明：电动机带动轮1匀速转动，从而带动与轮1相连接的端面凸轮匀速转动，当端面内导槽设计为一定形状曲线时，其推动顶杆（连一送料板）3间歇性的向前运动，由于弹簧4的作用使顶杆返回，从而在一个周期内完成往复间歇直线运动。另外，当端面凸轮为一标准椭圆端面时，可选择在轮1处加一间歇转动机构，最终达到间歇往复直线运动之目的。

方案三.棘轮式皮带轮机构

图（3）

机构运动说明：棘爪连接往复摆动，带动棘轮间歇性地单向转动，从而带动与其相连的皮带轮1同角速度地间歇性转动，进而与另一皮带轮4相配合使皮带3作间歇性地直线运动，故皮带上的糕点随皮带一起完成间歇直线运动。

方案四.凹槽圆柱凸轮机构

图（4）

机构运动说明：皮带轮（原动机）带动凹槽凸轮以一定转速匀速转动，槽内的活动销带动摆杆2摆动，当凹槽线性设计为可使圆柱销有间歇运动的形状时，摆杆2可带动导杆3作往复间歇直线运动，进而使处于导杆3上的糕点作往复间歇直线运动。另外，也可以在一般凹槽设计的为普通椭圆流线型的基础上，在对凹槽凸轮自身设计间歇运动机构，从而达到设计运动要求。

2.切刀直线切削运动

方案一.凸轮顶杆机构

图（5）

机构运动说明：当盘形凸轮1以一定角速度匀速转动时，滚子与凸轮接触，并推动顶杆以一定周期规律垂直运动，从而带动滑块（即切刀）完成一定范围内的竖直切削运动，弹簧3有减震作用。方案二.摆动导杆——摇杆滑块机构

图（6）

机构运动说明：带销圆盘以一定角速度匀速运转时，通过滑块带动摇杆2进行一定角度的摆动，进而带动连杆3有一定规律的运动，最终推动滑块4（即刀片）进行竖直切削运动。

方案三.六连杆机构

图（七）

机构运动说明：曲柄1以一定角速度匀速运转，带动连杆2以一定形式运动，通过三角架带动连杆3以一定规律运动，最终带动滑块4（即切刀）进行竖直切削运动。

四．机构方案设计的确定

糕点直线间歇运动

在四种方案中：

方案一的棘轮曲柄滑块机构，结构简单，运动形式明确，对

心机构无急回特性，在工作行程中，棘轮可较精确控制送料间歇距离；但在回程阶段，仍按工作时进行运转，使总体效率变低，故不应作为最佳方案。

方案二的端面凸轮顶杆机构，虽可采用棘轮、不完全齿轮等间歇运动机构使其满足间歇运动要求，但由于糕点尺寸较大，对端面凸轮的设计有一定困难，而且顶杆与端面接触时压力角很大，影响传动效果，也对端面带来一定磨损，此方案也不宜采用。

方案三是棘轮式皮带轮机构，结构简单、轻便，运转灵活，棘轮的设计也便于间歇性调速与调距，运动平稳，结构紧凑，运转时连续性好，由于糕点属于轻载，故皮带在传输时运动形式明确、稳定；综合各方面考虑，此方案合理、可行。

方案四是带凹槽的圆柱凸轮机构，虽然结构简单，在一定程度上可达到预期目的，但摆杆运动情况仍不甚明确，尤其在带动导杆3作往复间歇直线运动时，运行不十分平稳，流畅，而且凹槽壁与摆杆之间压力角大，对传动有不利影响，同端面凸轮一样，长期工作会对凹槽有一定程度磨损，此方案也不宜采用。

综合各方面考虑，选用方案三棘轮式皮带轮机构作为此执行运动的最佳方案。

切刀竖直切削运动

在所设计的三种方案中：

方案一的滚子直动从动件盘形凸轮机构，其结构简单，具有一定的急回特性，但同时也具有一定程度的刚性冲击，当切刀（即滑块）满足所需要的工作行程时，对主动件凸轮的尺寸要求也较高，同时此机构压力角大，高副的受力较差，长期工作会造成一定程度的磨损，因而此方案不宜采用。

方案二是摆动导杆——摇杆机构，其结构简单、紧凑，运动形式明确，且摆杆受力条件好，适当选择导路位置，可使工作段压力角小，在某种程度上，其执行运动形式更易实现。

方案三是六连杆机构，其运动形式平稳，而且由于三角构件的存在，可以较容易实现预期工作行程，但由于整体结构较复杂，各构件运动形式不易计算，故对其不易进行精确设计，此方案不易采用。

综合各方面因素考虑，选择方案二摆动导杆——摇杆滑块机构作为切刀竖直切削运动的执行运动最佳方案。

因此，两个执行运动的最佳设计方案确定为：

1.糕点直线间歇运动：棘轮式皮带轮送料机构

2.切刀竖直切削运动：摆杆导杆——摇杆滑块机构

五.设计机构中典型运动分析

棘轮的间歇转动

图(8)

齿轮的传动1、2，带动曲柄摇杆机构2、3、4运动，摇杆4的摆动使棘爪5摆动，进而带动棘轮机构4、5、6、7运动，棘爪5在非工作状态时，从棘轮齿背上滑过，此时棘轮不转动；在工作状态时，棘爪5插入棘轮6齿槽，驱动棘轮顺时针转动。改变曲柄长度o2A，来调节棘轮每次转过角度，最终达到预期间歇转动。

六.机构尺寸设计

1.间歇直线运动送料机构

a.棘轮设计

设烘干后整大块糕点总长2000mm，切削后小块宽100mm，则每一个工作循环需在行程中间歇20次，切削20次。