糕點(diǎn)切片機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　《機(jī)械原理》 </p><p>　　糕點(diǎn)切片機(jī) </p><p>

2、;　　起止日期： 2009 年 月 日 至 2009年 月 日</p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p&g

3、t;<p>　　成 績(jī) </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師（簽 字） </p><p>　　機(jī)械工程學(xué)院（部） </p><p>　　09年 月 日</p>

4、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　2008 — 2009 學(xué)年第 2 學(xué)期</p><p>　　機(jī)械工程 學(xué)院（系、部）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 071 班級(jí)</p><p>　　課程名稱(chēng)： 機(jī)械原理

5、 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 糕點(diǎn)切片機(jī) </p><p>　　完成期限：自 2009 年 06 月 08 日至 2009 年 06 月 14 日共 1 周</p><p>　　指

6、導(dǎo)教師（簽字）： 2009 年 月 日</p><p>　　系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一．設(shè)計(jì)任務(wù)1&l

7、t;/b></p><p>　　二．機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思2</p><p>　　三. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定3</p><p>　　四. 根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖4</p><p>　　五．傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5</p><p>　　六．執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)6</p><p>

8、;　　七．傳動(dòng)系統(tǒng)演示9</p><p><b>　　八．三維視圖10</b></p><p><b>　　九．方案評(píng)價(jià)10</b></p><p><b>　　十．參考資料10</b></p><p>　　十一．創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得10</p><p&g

9、t;<b>　　一 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　?。ㄒ唬?設(shè)計(jì)題目：糕點(diǎn)切片機(jī)</p><p>　　（二） 工作原理及工藝的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　如結(jié)構(gòu)示意圖所示,電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪系減速后，達(dá)到40轉(zhuǎn)/分。再用棘輪機(jī)構(gòu)連接一皮帶組成糕點(diǎn)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，并滿(mǎn)足間歇運(yùn)動(dòng)的要求。同時(shí)通過(guò)另外一組皮帶輪帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)（滑塊上帶切

10、刀），實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)。由于每一次切的過(guò)程都一樣,從而使每一片糕點(diǎn)的大小都一樣。而通過(guò)改變進(jìn)給的距離，可調(diào)整切片的厚度。</p><p>　　（三）機(jī)構(gòu)的一些尺寸</p><p>　　1)糕點(diǎn)厚度：10~20mm。 </p><p>　　2)糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度（亦即切片高）范圍：5~80mm 。</p><p>　

11、　3)切刀切片時(shí)最大作用距離（亦即切片寬度方向）：300mm。 </p><p>　　4)切刀工作節(jié)拍：40次/min。 </p><p>　　5)工作阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈可靠。 </p><p>　　6)電機(jī)可選用，功率0.55KW（或0.75KW）、1390r/min。</p><p><b>　　主要設(shè)計(jì)

12、要求是：</b></p><p>　　（1）通過(guò)調(diào)整進(jìn)給的距離，達(dá)到切出不同厚度糕點(diǎn)的需要。</p><p>　?。?）要確保進(jìn)給機(jī)構(gòu)與切片機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過(guò)程中完成，輸送運(yùn)動(dòng)必須在切刀完全脫離切口后方能開(kāi)始進(jìn)行。</p><p>　　二：機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思</p><p>　　切刀的往復(fù)直線移動(dòng)可采

13、用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、組合機(jī)構(gòu)等；</p><p>　　糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)可選擇連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　1、實(shí)現(xiàn)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　如上圖所示，為一直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，可利用桿3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切刀的上

14、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　如上圖所示，為一幾何封閉凸輪機(jī)構(gòu)?？衫脴?gòu)件1繞A點(diǎn)做偏心轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　如上圖所示，為一偏執(zhí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，可利用它實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。<

15、;/p><p>　　三：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定</p><p>　　方案一：動(dòng)副均為低副，兩運(yùn)動(dòng)副元素為面連接，壓強(qiáng)較小，可承受較大的載荷，且?guī)缀涡螤詈?jiǎn)單，便于加工。而且連桿上各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線，氣形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，從而可以得到形式眾多的連桿曲線，可以這些曲線來(lái)滿(mǎn)足不同曲線的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　此機(jī)構(gòu)雖有上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但她并沒(méi)

16、有機(jī)會(huì)運(yùn)動(dòng)特性。不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間，影響效率。</p><p>　　方案二：只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可承重較大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。</p><p>　　但是凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損。切沒(méi)有急回特性，不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間

17、，影響效率。</p><p>　　方案三：此機(jī)構(gòu)急回特性。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。具有連桿機(jī)構(gòu)的共同優(yōu)點(diǎn)，可承受較大的載荷，運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀簡(jiǎn)單。改變個(gè)機(jī)構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　此機(jī)構(gòu)具有連桿機(jī)構(gòu)的共同缺點(diǎn)，機(jī)械效率降低，這是連桿機(jī)構(gòu)所不能避免的。</p><p>　　方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新改進(jìn)措施:</p><p>

18、　　1.我們開(kāi)始構(gòu)思方案時(shí),考慮到在以后的生活和生產(chǎn)中,自動(dòng)化是必然的趨勢(shì)，因此設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要盡量滿(mǎn)足自動(dòng)化的要求。此機(jī)構(gòu)的運(yùn)作是切糕點(diǎn)與送糕點(diǎn),切的時(shí)候糕點(diǎn)不能動(dòng),沒(méi)有切的時(shí)候,糕點(diǎn)要運(yùn)動(dòng)并前進(jìn)一定的距離到達(dá)指定位置.為了實(shí)現(xiàn)切的動(dòng)作,我們開(kāi)始采用凸輪機(jī)構(gòu),來(lái)實(shí)現(xiàn)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),用凸輪可以很好的控制刀的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)軌跡,可是凸輪的設(shè)計(jì)和制造比較復(fù)雜，且不能傳遞較大的力,而且切糕點(diǎn)也不需要那么高的精度。于是我們考慮用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲

19、柄滑塊機(jī)構(gòu)一樣可以實(shí)現(xiàn)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),可傳遞較大的力,能足我們的需要, 而且其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造方便，能減少生產(chǎn)成本，于是我們確定用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.對(duì)于蛋糕的傳送, 既要滿(mǎn)足間歇運(yùn)動(dòng)的要求,又能通過(guò)改變進(jìn)給距離而切出不同厚度的糕點(diǎn)。我們剛開(kāi)始試用了槽輪機(jī)構(gòu),但我們的糕點(diǎn)切片機(jī)要求可以改變所切糕點(diǎn)長(zhǎng)度的,如用槽輪機(jī)構(gòu)的話, 很難實(shí)現(xiàn)改變切片的長(zhǎng)度,我們想到用齒輪組減速器改變速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。用許多齒

20、輪來(lái)改變速度很復(fù)雜且不太方便操作,于是我們否定了這個(gè)方案。經(jīng)過(guò)查資料后，我們選擇了棘輪機(jī)構(gòu)。用棘輪機(jī)構(gòu)可以方便的實(shí)現(xiàn)改變切片的長(zhǎng)度。且棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)加工簡(jiǎn)單，改變切片的長(zhǎng)度時(shí)操作方便。所以機(jī)構(gòu)的總體方案就這么大概的定下來(lái)了. </p><p>　　四、根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p><b>　　刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)</b></p><p

21、>　　切刀每分鐘得完成切割40次的工作節(jié)拍。所以連接曲柄的齒輪的轉(zhuǎn)速為40次/min，切刀做豎直面內(nèi)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其往下運(yùn)動(dòng)到與最低點(diǎn)相距約5mm至80mm（這是糕點(diǎn)的厚度）時(shí)開(kāi)始切割糕點(diǎn)，此時(shí)糕點(diǎn)靜止不動(dòng)，切割完畢切刀往上運(yùn)動(dòng)到距離最低點(diǎn)約80mm時(shí)糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，把切好的糕點(diǎn)片帶走并把糕點(diǎn)送進(jìn)待切，切刀繼續(xù)往上運(yùn)動(dòng)，直到最高點(diǎn)，之后再往下運(yùn)動(dòng)，直到最低點(diǎn)相距約5mm至80mm（這是糕點(diǎn)的厚度）時(shí)又開(kāi)始切割糕點(diǎn)，此時(shí)糕點(diǎn)又靜止

22、。如此往復(fù)循環(huán)。下圖是刀具的位移運(yùn)動(dòng)圖（兩個(gè)周期）：</p><p><b>　　五： 減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　減速皮帶輪 減速齒輪 送料皮帶輪</p><p>　　本機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為一高速電機(jī),其轉(zhuǎn)速為1390 r/min,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40r/min,所以要減速。對(duì)

23、于減速裝置我們采用皮帶加齒輪的方法。第一級(jí)降速是用皮帶減速,減為240r/min。第二級(jí)是用齒輪減為40r/min。兩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析如下:</p><p>　　(一)皮帶傳達(dá)設(shè)計(jì)：</p><p>　　皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要是采用兩個(gè)半徑不相同的皮帶輪實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由r1*v1=r2*v2，</p><p>　　1390*r1=240*r2；</p&

24、gt;<p>　　r1 /r2=24/139.</p><p>　　由此可見(jiàn)算出電機(jī)上皮帶輪直徑大小r1=36mm；另一端皮帶輪半徑大小r2=220mm。傳動(dòng)比i=139/24.</p><p>　　(二)齒輪系的設(shè)計(jì):</p><p>　　經(jīng)皮帶減速后的轉(zhuǎn)速為240r/min,而我們所要的轉(zhuǎn)速40r/min。因此還需要的傳動(dòng)比為6/1,選用的齒輪為標(biāo)

25、準(zhǔn)齒輪。</p><p><b>　　直齒輪參數(shù)表</b></p><p>　　傳動(dòng)比 i=6/1。</p><p>　　六：執(zhí)行系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)分兩個(gè),第一個(gè)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu),第二個(gè)為棘輪機(jī)構(gòu),現(xiàn)分別介紹如下: </p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

26、 棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)</p><p><b>　?。◣械叮?lt;/b></p><p>　　(一) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　此機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于所切糕點(diǎn)的厚度最大為20mm,所以切刀在20mm之上運(yùn)動(dòng)時(shí),糕點(diǎn)才能運(yùn)動(dòng)。為了給糕點(diǎn)足夠的傳送時(shí)間,設(shè)計(jì)刀的行程為60mm,即曲柄長(zhǎng)30mm；刀

27、的高度設(shè)為37mm?？紤]到衛(wèi)生問(wèn)題,刀不能縮到滑塊的軌道里去,所以設(shè)計(jì)滑塊的長(zhǎng)度為65mm；又設(shè)計(jì)連接桿的長(zhǎng)度為60mm。這樣曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的高度比較高,所以采用皮帶傳動(dòng)。又切刀應(yīng)能剛好切斷糕點(diǎn),綜合曲柄滑塊和棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸,我們得出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為269mm。</p><p>　　所以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸為:</p><p><b>　　曲柄長(zhǎng)30mm;</b&

28、gt;</p><p><b>　　連接桿長(zhǎng)60mm;</b></p><p><b>　　滑塊長(zhǎng)65mm;</b></p><p><b>　　刀片高37mm;</b></p><p><b>　　皮帶長(zhǎng)1.63m</b></p><

29、p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為269mm。</p><p><b>　　(二) 棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　棘輪機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行糕點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),每一次的運(yùn)動(dòng)距離就是所切糕點(diǎn)的長(zhǎng)度。為了更好的控制和改變這個(gè)長(zhǎng)度,設(shè)棘輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)20mm,設(shè)棘輪共有24個(gè)齒,既每齒代表15度。于是一共有四檔,即20,40,60,80mm,也就是說(shuō)棘輪

30、轉(zhuǎn)動(dòng)15,30,45,60度。對(duì)于棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)計(jì)一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿的擺角。即15,30,45,60度。在棘輪外加裝一個(gè)棘輪罩，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)棘輪上的一部分齒。這樣，當(dāng)搖桿順時(shí)針搖動(dòng)時(shí)，棘爪先在罩上滑動(dòng)，然后才嵌入棘輪的齒槽中推動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。被罩遮住的齒越多，則棘輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就越小。棘輪罩設(shè)置四個(gè)轉(zhuǎn)角分別為15，30，45，60度。設(shè)有槽的圓盤(pán)直徑為150mm,棘輪半徑為100mm,

31、在搖桿上裝一個(gè)棘爪, 棘爪推動(dòng)棘輪旋轉(zhuǎn),棘輪上再固定一個(gè)皮帶輪用以帶動(dòng)皮帶旋轉(zhuǎn)。由運(yùn)動(dòng)距離可以得出皮帶輪的直徑為153mm, 這樣棘輪機(jī)構(gòu)就設(shè)計(jì)完了。</p><p><b>　　其尺寸為:</b></p><p><b>　　曲柄搖桿機(jī)構(gòu):</b></p><p><b>　　曲柄長(zhǎng)50mm;</b>

32、;</p><p><b>　　連桿長(zhǎng)210mm;</b></p><p><b>　　搖桿長(zhǎng)200mm;</b></p><p><b>　　棘輪半徑86mm;</b></p><p><b>　　棘輪齒數(shù)24個(gè);</b></p><

33、p>　　皮帶輪直徑153mm;</p><p><b>　　皮帶長(zhǎng)1.5m.</b></p><p>　　整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵就在于切刀運(yùn)動(dòng)與糕點(diǎn)傳送運(yùn)動(dòng)之間的協(xié)調(diào),因此需要詳細(xì)計(jì)算．</p><p>　　依據(jù)零件尺寸，作圖計(jì)算得出：</p><p>　　推動(dòng)棘輪的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)為：k=1；又工作周期為1.5

34、秒，則搖桿推程時(shí)間為：0.75秒，回程時(shí)間為：0.75秒．</p><p>　　因此，切刀在0.75秒的時(shí)間內(nèi)不能接觸糕點(diǎn)（最大厚度為20mm）,而在0.75秒的時(shí)間里切刀應(yīng)完成切糕點(diǎn)的動(dòng)作并離開(kāi)糕點(diǎn)表面．即切刀在糕點(diǎn)外運(yùn)動(dòng)的時(shí)間應(yīng)大于0.75秒．據(jù)此驗(yàn)證切刀的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸．計(jì)算得切刀在20mm以上的高度運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1秒，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求．</p><p><b>　　七：傳動(dòng)系

35、統(tǒng)演示</b></p><p><b>　　八：三維視圖</b></p><p><b>　　九：方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)精確性：由于齒輪設(shè)計(jì)和棘輪設(shè)計(jì)都是按照糕點(diǎn)長(zhǎng)度5~80mm來(lái)設(shè)計(jì)的，因此改變棘輪的轉(zhuǎn)角就能得到相應(yīng)的長(zhǎng)度的糕點(diǎn)。而且達(dá)到40r/min。</p><p&

36、gt;<b>　　十：主要參考資料</b></p><p>　　《機(jī)械原理》 朱 理 2004年</p><p>　　《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 鄒慧君 1998年</p><p><b>　　十一：創(chuàng)新設(shè)計(jì)心得</b></p><

37、p>　　經(jīng)過(guò)幾天的努力，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了?；仡欉@些天的勞動(dòng)，我收獲頗豐，所完成的不僅僅是一個(gè)課程設(shè)計(jì)，對(duì)課本知識(shí)的理解也加深了許多。</p><p>　　剛開(kāi)始，我認(rèn)為這個(gè)課程設(shè)計(jì)題目很簡(jiǎn)單，根本沒(méi)有把它當(dāng)回事，可開(kāi)頭的傳動(dòng)輪選擇就給我上了一課。我本來(lái)認(rèn)為傳動(dòng)只負(fù)責(zé)把糕點(diǎn)從一端傳到另一端就好了，可在我們討論的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)了。這個(gè)不僅要考慮糕點(diǎn)的傳動(dòng)，還要考慮糕點(diǎn)的切的動(dòng)作，我們6個(gè)人那天中午在教室

38、里討論了將近1小時(shí)也沒(méi)有確定可行的方案，只好將討論時(shí)的幾種方案記下，回頭再研究。回去我們經(jīng)過(guò)再三的商量，最終才確立了這套方案。</p><p>　　過(guò)程是辛苦的，但結(jié)果是甜蜜的，我們的課程設(shè)計(jì)終于做好了。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我懂的了：1、對(duì)課本知識(shí)掌握的還不牢靠，還要更深一層的理解；2、在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，要注意知識(shí)和實(shí)際的結(jié)合，切記學(xué)死知識(shí)，那樣就是學(xué)好了，將來(lái)也時(shí)無(wú)用；3、團(tuán)隊(duì)的精神，一個(gè)人的能力畢竟是有限的，只