创新设计范例6

（三）机构的一些尺寸： 糕点规格: 长 20~80mm; 宽 <300mm; 高 10~20mm; 切刀工作节拍：40 次/分 电动机转速: 1390r/min; 电动机功率: N=0.55Kw; 主要设计要求是：（1）通过调整进给的距离，达到切
出不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
• 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,要改变切片 的长度很难实现,我们想到用飞轮（即许 多齿轮）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.所以机构的总体方 案就这么大概的定下来了.
• 目录
• 一．设计任务
• 二．方案设计的构思
• 三．传动系统设计
• 四．执行系统设计
• 五．参考资料
•
六．创新设计个人心得
• 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 • 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。.
• 棘轮半径100mm;
• 棘轮齿数24个;
• 皮带轮直径153mm;
减速皮带轮
减速齿轮
送料皮带轮
• 三 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:
100mm,在摇杆上装一个棘爪, 棘爪推动棘轮旋
转,棘轮上再固定一个皮带轮用以带动皮带旋转。
由运动距离可以得出皮带轮的直径为153mm, 这
样棘轮机构就设计完了。
• 其尺寸为:
• 曲柄摇杆机构:
• 曲柄四档:16.3,32.4,47.8,62.8mm;
• 连杆长265mm;
•
摇杆长125mm;
•
机架长286mm;
开始进行。
• 二 机械系统运动方案设计的构思
• (一) 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.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,于是我们确定 用曲柄滑块机构。
•令
R=125mm,
有
r1=16.3mm,
r2=32.4mm,r3=47.8mm,r4=62.8mm;这就确定了
摇杆的四个长度。将摇杆设计为一个圆盘的槽,
槽上按尺寸分布四个小孔,再放一个滑块到槽里
面,滑块上连连杆,连杆连摇杆,滑块可用销钉固
定于四个不同位置，这就构成了一个曲柄摇杆机
பைடு நூலகம்
构 。 设 有 槽 的 圆 盘 直 径 为 150mm, 棘 轮半 径 为
棘轮机构
曲柄滑 块机构 （带切 刀）
• (一) 曲柄滑块机构
• 此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所 切糕点的厚度最大为20mm,所以切刀在20mm之 上运动时,糕点才能运动。为了给糕点足够的传 送时间,设计刀的行程为60mm,即曲柄长30mm； 刀的高度设为37mm。考虑到卫生问题,刀不能 缩到滑块的轨道里去,所以设计滑块的长度为 65mm；又设计连接杆的长度为60mm。这样曲 柄滑块机构的高度比较高,所以采用皮带传动。 又切刀应能刚好切断糕点,综合曲柄滑块和棘轮 机构的尺寸,我们得出曲柄滑块机构和棘轮机构 轴心距为269mm。
• (二) 齿轮系的设计:
• 经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所 要的转速为40r/min。因此还需要的传动比为6/1, 选用的齿轮为标准齿轮。
• m=4mm; z1=25,z2=50,z2'=25,z3=75。 • 传动比 i=6/1。 • 四 执行系统机构设计
• 执行机构分两个,第一个为曲柄滑块机构,第 二个为棘轮机构,现分别介绍如下:
(一) 皮带传动设计: 皮带传动设计主要是采用 两个 半径不 一的皮 带轮来 实
现。由于皮带上的线速度相等,由 r1*v 1=r2*v2 有 1390*r1=240*r2; 则 r1/r2=24/139。
由此可见算出电机上皮带轮直径大小 r1=60mm;另一端皮带轮 半径大小 r2=350mm.传动比 i=139/24。
• 所以曲柄滑块机构的尺寸为:
• 曲柄长30mm;
• 连接杆长60mm;
• 滑块长65mm;
• 刀片高37mm;
• 曲柄滑块机构和棘轮机构轴心距为269mm。
• (二) 棘轮机构
• 棘轮机构主要是执行糕点的进给运动,每一次的 运动距离就是所切糕点的长度。为了更好的控制 和改变这个长度,设棘轮每转动一定角度,糕点运 动20mm,设棘轮共有24个齿,既每齿代表15度。 于是一共有四档,即20,40,60,80mm,也就是说棘 轮转动15,30,45,60度。对于棘轮的转动,设计一 个曲柄摇杆机构推动棘轮旋转。于是棘轮的旋转 角度就可以转化为摇杆的摆角。即15,30,45,60 度。设摆角的一半为α,曲柄长度为r,摇杆的长度 为R,有sinα= r/R,