糕点切片机课程设计

糕点切片机课程设计

LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

湖南工业大学

课程设计

资料袋

机械工程学院（系、部） 2016 学年第 2 学期课程名称机械原理指导教师邹培海职称

学生姓名曹琪专业班级机械1412 学号

题目糕点切片机的设计

成绩起止日期 2016 年 6 月 15 日～ 2016 年 6 月 24 日

目录清单

机械原理

设计说明书

糕点切片机的设计

起止日期： 2016 年 6 月 15 日至 2016 年 6 月 24 日学生姓名曹琪

班级材料1402

学号

成绩

指导教师(签字)

机械工程学院

2016 年 6月 24 日

目录

0.设计任务书 (1)

1.工作原理和工艺动作分解 (2)

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (2)

3.执行机构选型 (3)

4.机械运动方案的评定和判断 (3)

5.减速系统设计 (6)

6.执行系统机构设计 (8)

7.机械运动简图 (10)

8.三维视图 (11)

9.参考资料 (12)

10.设计总结 (13)

湖南工业大学

课程设计任务书

2010 ～2011 学年第 2 学期

机械工程学院（系、部）材料成型专业材料1402 班级

课程名称：机械原理课程设计

设计题目：糕点切片机的设计

完成期限：自 2010 年 6 月 15 日至 2010 年 6 月 24 日共 1 周

指导教师： 2016 年6 月24 日

1. 工作原理和工艺动作分解

（一）糕点切片机要求实现两个执行动作：

1、糕点的直线间歇移动

2、切刀的往复运动

（二）通过两者的动作配合进行切片

1、糕点的直线间歇移动

糕点的直线间歇移动，是为了保证切刀在切糕点时，糕点是静止的，这样切出的糕点才符合要求。另外，糕点的直线间歇移动的快慢，决定了被切出的糕点的厚度大小。糕点在停歇后，如果移动的快，糕点的厚度就相对大一些；否则，反之。

2、切刀的往复运动

切刀的往复运动，这是切刀所必须的运动，如果只有一次运动，这样就只能切一次。同时，切刀的往复运动的时间和高度都必须控制。切刀切下和收起的总时间必须小于糕点的间歇时间；切刀的最低高度必须高于糕点的最大高度。

2.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）：

3.执行机构选型

如结构示意图所示,电动机经皮带和齿轮系减速后，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。

4.机械运动方案的评定和判断

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。

1、实现切刀往复运动的机构

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动。

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。

如上图所示，为一偏执曲柄滑块机构，可利用它实现切刀的往复运动。

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，但她并没有机会运动特性。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：此机构急回特性。结构简单。具有连杆机构的共同优点，可承受较大的载荷，运动副元素的几何形状简单。改变个机构件的相对长度来使从动件得到预期的运动规律。此机构具有连杆机构的共同缺点，机械效率降低，这是连杆机构所不能避免的。

方案设计的创新改进措施:

1.我们开始构思方案时,考虑到在以后的生活和生产中,自动化是必然的趋势，因此设计的机构要尽量满足自动化的要求。此机构的运作是切糕点与送糕点,切的时候糕点不能动,没有切的时候,糕点要运动并前进一定的距离到达指定位置.为了实现切的动作,我们开始采用凸轮机构,来实现刀的往复运动,用凸轮可以很好的控制刀的运动,实现最优的运动轨迹,可是凸轮的设计和制造比较复杂，且不能传递较大的力,而且切糕点也不需要那么高的精度。于是我们考虑用曲柄滑块机构,曲柄滑块机构一样可以实现刀的往复运动,可传递较大的力,能足我们的需要, 而且其机构简单，加工制造方便，能减少生产成本，于是我们确定用曲柄滑块机构。

2.对于蛋糕的传送, 既要满足间歇运动的要求,又能通过改变进给距离而切出不同厚度的糕点。我们刚开始试用了槽轮机构,但我们的糕点切片机要求可以改变所切糕点长度的,如用槽轮机构的话, 很难实现改变切片的长度,我们想到用齿轮组减速器改变速度来实现。用许多齿轮来改变速度很复杂且不太方便操作,于是我们否定了这个方案。经过查资料后，我们选择了棘轮机构。用棘轮机构可以方便的实现改变切片的长度。且棘轮机构设计加工简单，改变切片的长度时操作方便。所以机构的总体方案就这么大概的定下来了.

5.减速系统设计

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

r1*v1=r2*v2，