糕点切片机说明书

机械原理课程设计任务书

1．设计题目：糕点切片机

2．工作原理及工艺动作过程

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：

（a）糕点的直线间歇移动

（b）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。

3．原始数据及设计要求

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、运动灵活可靠。6）电机可选用，功率0.55KW（或0.75KW）、1390r/min。

4、根据工艺动作顺序和协调要求拟订的运动循环图。

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旋转运动。

工艺动作顺序：电机启动后，两把切刀连续旋转，同时进行糕点的送进运动，当送进停止（糕点停止）后，第一把切刀切割糕点，切割完成（切刀退出糕点）后，进行糕点的第二次送进运动，送进停止（糕

点停止）后，第二把切刀切割糕点，切割完毕后，完成一次循环。糕点的送停时间比为1：3。

运动循环图

°°

电动机

连续旋

转

停

带

送

传

送

料

传送

带

停

第

一

把

刀

切

第 二

把

刀

切

送

料

空

程

空

程

225°

5、执行机构的选型与评价

方案Ⅰ：

切刀连续运动：凸轮—连杆机构

糕点间歇运动：不完全齿轮机构

切刀的往复运动我们用凸轮—连杆机构实现，刀装在滑块上，利用杠杆定理，当推杆行程增大时，刀具切割糕点，当推杆到达最高点时刀具到达最低点，当推杆行程减小时刀具上升。另外，采用图示的偏置曲柄滑块机构有急回运动特性，可使刀在向下运动即切糕点时速度加快，从而使切口光滑。

糕点的间歇运动我们采用不完全齿轮实现。

当滑块向上运动即刀向上运动时，不完全齿轮进入啮合区，运动带动糕点的移动，当滑块向下运动即刀向下运动时，不完全齿轮进入非啮合区即糕点静止，进行切割。

该方案结构简单，但对于不完全齿轮来说，啮合时会有较大冲击，易损坏，同时该系统整体尺寸较大，工作效率较低，结构不紧凑，调试性较低。

方案Ⅱ：

切刀往复运动：齿轮—曲柄导杆机构

糕点间歇运动：不完全齿轮机构

切刀机构

切刀的往复运动我们采用摆动导杆机构和齿轮机构实现，利用导

杆机构使摇杆产生一定角度的摆动，控制导杆机构的尺寸，可使刀的摆角达到一定角度，产生一定的齿轮啮合比，可以在此安装刀具使其来回往复切割。并且由于无论糕点的高低，其放置位置总是与刀切入时刀刃所在的直线存在一定夹角，存在应力集中现象，便于切片过程的实现。

糕点输送的机构我们采用不完全齿轮机构，在非啮合区，糕点静止，切刀开始切割；进入啮合区，输送带带动糕点输送，切刀停止切割。

但此机构中刀的运动具有急回运动特性，为了满足糕点厚度的均匀，我们必须考虑到来改变机构的自由度的数目，结构过于复杂，较难制造和计算。

方案Ⅲ：

切刀往复运动：齿轮机构

糕点间歇运动：槽轮机构

对于此结构我们选刀的运动为连续旋转，而且采用两把刀的情况，这样的话系统的效率将会得到很大的提高，并且由于无论糕点的高低，其放置位置总是与刀切入时刀刃所在的直线存在一定夹角，存在应力集中现象，便于切片过程的实现。此机构采用多个齿轮连接，传动稳定，传动比可靠，同时整个系统机构设计简单，易于制造。

我们采用槽轮机构来完成糕点的间歇运动，在带动刀的齿轮旋转一周的过程中，拨盘旋转四周，来完成糕点的切割动作。

对于糕点的厚度，因槽轮的运动确定，采用改变摩擦轮的直径来改变糕点的输送距离达到改变糕点切片的厚度。

槽轮机构的结构简单，外形尺寸较小，其机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转位。

综合比较三个方案的优劣，方案三为我们所选的最终方案。

6、机械传动系统的速比和变速机构

通过原始数据：

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、运动灵活可靠。

6）电机可选用，功率0.55KW（或0.75KW）、1390r/min。

可以得出：

机构总传动比为：i总=1390/20=69.5，

周期：T=60/20=3s

故需采用三级减速，选带传动减速和齿轮减速。

传动比的分配：带传动的传动比为i=n1/n2≤10；锥齿轮传动的传动比为1~15;直齿轮的传动比为1~10；

故我们选择带传动的传动比为i1=6.95，第二级齿轮传动比i2=2.5则第三级中锥齿轮的传动比i3=i总/i1/i2 =4，直齿轮的传动比i4=i3=4。

7、系统流程分析

8、机构结构简图

9、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算

1）、电动机的选型

题目已知电动机功率0.55KW、转速为1390r/min，查《机械设计手册》可以得到电动机的型号为Y801-4。电动机可放在机架的左侧或下侧。

选用Y系列异步电动机，它具有国际互换性。该电动机一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑或其他杂质物侵入电动机内部之特点，B级绝缘，工作环境温度不超过+40℃，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过1000m，额定电压380v, 频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上。

同步转速1500 r/min,4极

Y801-4的尺寸极其安装：（单位mm）