一種肉片切片疊片機設計【含CAD圖紙和說明書】

一種肉片切片疊片機設計【含CAD圖紙和說明書】,含CAD圖紙和說明書,一種,肉片,切片,疊片機,設計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 畢業(yè)設計（論文） 題 目：一種肉片切片疊片機設計 學 院： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導老師/督導老師： 起止時間：  目錄 第一章：前言 1.1課題的背景、目的、意義 1.2設計方案的選擇 1.3課題研究的主要內容 第二章：軸的設計及所需標準件的選取 2.1電動機的選定 2.1.1提供主軸動力的電動機的選定 2.1.1.1切刀上下運動的計算 2.1.1.2擋板運動的計算 2.1.1.3運輸帶運動的計算 2.1.2提供振刀動力的電動機的選擇 2.2減速器的選定 2.3運輸帶間歇送進的設計 2.3.1間歇運動所需的機構的選擇 2.3.2棘輪的設計 2.3.3棘輪所在的軸的整體設計 2.3.4運輸帶步進運動另外兩個軸的設計 2.3.5帶動主動擺桿往復運動的帶圓盤的軸的設計 2.4勻速運輸帶的設計 2.4.1與主軸用一對齒輪相嚙合的滾筒軸的設計 2.4.2運輸帶勻速運動另一個軸的設計 2.5主軸的設計 2.6擋板的設計 2.6.1擋板整體的設計 2.6.2凸輪的設計 2.7主軸與勻速運輸帶的定位 2.8軸承的選擇 2.9聯(lián)軸器的選擇 第三章切刀傳動裝置的設計 3.1刀架的設計 3.2導軌的選擇 摘要： 市場上的切肉機基本上都是切成卷狀的，隨著人們對產品多樣化的需求，設計出一種切成片狀的切肉機。 在導師的指導下，設計出一種機械式的切肉機，該切肉機由電動機提供動力，用棘輪機構實現(xiàn)步進運動，進行肉塊的進給，切刀由軸上最外端的圓盤的帶動，切完肉，肉片經擋板進行疊肉，肉片的運輸由勻速運輸帶運送。軸的連接按其需要選取標準的剛性聯(lián)軸器，軸的固定按其所需承受載荷等分析選取標準的深溝球軸承。該切肉機的特點是，操作簡單，方便，切片速度快，可靠性強。 在進行文獻查閱和導師的指導下，設計了切刀的傳動裝置，各個軸的定位及傳動關系，完成了裝配圖和部分零件圖，建立了三維模型進行運動仿真。 關鍵詞：棘輪 步進運動 傳動裝置 Abstract: The cutting machine on the market basically is cut into rolls, as people demand for product diversification, designed a cutting machine cut into flake. Under the guidance of tutor, design a kind of mechanical cutting machine, the cutting machine powered by motor, step motion was achieved through the ratchet mechanism, and to feed meat cutter by the shaft on the outer side of the disk drive, cutting out meat, meat by the baffle to fold the meat, the meat transport by the conveyor belt at a constant speed. Shaft connection according to the need to select standard coupling rigidity, axial fixed according to its load bearing analysis such as the selection criteria for deep groove ball bearings. The characteristics of the cutting machine, the operation is simple, convenient, fast slicing and reliability. Under the guidance of literature review and a mentor, design the gear cutter, each axis positioning and the transmission relationship, completed the assembly drawing and parts drawing, 3 d motion simulation model is established. Keywords: ratchet stepping motion transmission 第一章 1.1課題的背景、目的、意義 背景：目前國內高質量的食品加工機械不能滿足市場需求，肉塊切片的切肉機也是如此，現(xiàn)今，大量的切肉機切出的肉都是卷形的，缺乏片形切肉機。隨著人民生活水平的不斷提高和對肉類食品消費的增高，對產品的品種需求越來越多，該市場將進一步擴大。 目的：設計一種能夠切出不同薄厚，并能折疊成片形的肉片切機，同時還要保證切片速度較高，操作簡單、方便、可靠。(切片速度90片/分鐘，肉片厚度范圍1-3mm) 意義：滿足市場的需求，使其產品多樣化。 1.2設計方案的選擇 方案一：機械式傳動切肉機 利用聯(lián)軸器連接電動機和軸，使軸具有轉速，在軸上連接傳動裝置控制運輸帶，切刀和擋板的相互配合，使其形成良性循環(huán)，達到快速，穩(wěn)定的切出肉片。 方案二：數(shù)控機床式切肉機 用數(shù)控機床來精確實現(xiàn)肉的進給運動和切刀的切肉運動，實現(xiàn)肉塊切成肉片的動作。 方案比較：我選擇方案一 因為機械式傳動切肉機切片速度較高，操作簡單，可靠，方便，制造成本低，換刀容易。而數(shù)控控制式切肉機雖然操作精度高，自動化程度高，生產率高，但制造成本高，換刀麻煩，操作復雜。 1.3課題研究的主要內容 主要研究內容：運輸帶的運動，切刀的運動和擋板的運動幾者之間的配合。 肉塊的進給裝置： 肉塊放在運輸帶上，使其一停一頓的運動，就是實現(xiàn)步進運動，其頻率為一分鐘90次。 刀的上下切刀裝置：在運輸帶運動時，刀與肉塊不接觸，在運輸帶停頓時，刀完成切肉動作并提升到不與肉塊有接觸的高度，以此形成循環(huán)。 擋板的疊肉運動：當肉塊被切成片時，在其落下運輸帶時擋板完成疊肉動作。 肉片的運輸運動：用電機帶動傳動裝置實現(xiàn)運送帶的勻速運動。 刀的振刀運動： 用電機帶動傳動裝置，實現(xiàn)刀按一定頻率的擺動。 第二章 2.1電動機的選定： 2.1.1提供主軸動力的電動機的選定 根據(jù)各部分運動受力計算所需功率： 2.1.1.1切刀上下運動的計算 根據(jù)切肉速度每分鐘90片，刀上下運動的效率為每分鐘90圈，肉塊的高度H=60mm，取刀的高度H1=70mm，可得S=2H1=140mm，T=2/3s，刀上下的移動速度為V=S/T=0.14m/0.66s=0.21m/s。 切肉所需受力F=600N，根據(jù)Mer=Fr=9550p/n 其中Mer為扭矩，F(xiàn)為受力大小，r為扭轉半徑，p為所需功率，n為軸的轉速。 可得p=0.2kw=200w。 2.1.1.2擋板運動的計算 擋肉所需受力F=60N，根據(jù)Mer=Fr=9550p/n 其中Mer為扭矩，F(xiàn)為受力大小，r為扭轉半徑，p為所需功率，n為軸的轉速。 可得p=0.02kw=20w。 2.1.1.3運輸帶運動的計算 運輸工作拉力F=3500N，運輸帶工作速度V=0.04m/s，卷筒直徑D=120mm。 工作機所需功率Pw=FV/1000=0.14kw 電動機的輸出功率Pd=Pw/η 已知齒輪傳動效率η1=0.97，滾動軸承傳動效率η2=0.98 聯(lián)軸器傳動效率η3=0.99，卷筒傳動效率η4=0.96 η=η12η24η32η4=0.82 Pd=0.14/0.82=0.0.17kw 上述運輸帶勻速運動，棘輪所帶動的運輸帶為間歇運動，其所需功率可看作比運輸帶勻速運動時的功率稍低，因此另一個所需功率相等為0.10kw。 卷筒軸工作轉速n=60x1000v/лD=64r/min 蝸輪蝸桿減速器i=10~40 nd=in=640~2560r/min 電機所需總功率P=200+20+100+170=490w 考慮損耗所需功率為P總=P（1+0.3）=637w 選取標準功率為750w的電機。 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，價格，傳動比等，選擇Y系列三相異步電動機，因為Y系列電動機為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，具有國際互換性的特點，性能可靠耐用，對負載有較強的適應能力，在空氣中不含易燃、易炸或腐蝕性氣體的場所中使用，適用于無特殊要求，電源電壓為380V的機械上，例如機床、運輸帶、農業(yè)機械等。無論是性能方面還是生產成本，均以做到了相對最優(yōu)化。其選定電動機的型號為Y802-4，Y表示系列代號，4表示電動機的極數(shù)。 主要性能如下 型號 Y802-4 額定功率0.75 kw 滿載轉速1390r/min 堵轉轉矩/額定轉矩2.2 最大轉矩/額定轉矩2.2 2.1.2提供振刀動力的電動機的選擇 振刀所需受力F=24N，根據(jù)Mer=Fr=9550p/n 其中Mer為扭矩，F(xiàn)為受力大小，r為扭轉半徑，p為所需功率，n為軸的轉速。 可得p=0.0.175kw=175w。 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，價格，傳動比等，選擇三相異步電動機61K180A-YF，其優(yōu)點是電磁雜訊較少，無連續(xù)性振動和過度沖擊，使用環(huán)境受溫度影響小等等。適用于流水線設備，自動化設備。 主要性能如下 型號 61K180A-YF 極數(shù)4極 額定功率0.18kw 額定轉速1400r/min 額定電壓220/380v 2.2減速器的選定 由選定的電動機滿載轉速nm和工作機的主軸的轉速n可得傳動裝置的總的傳動比：i=nm/n nm=1390r/min，n=90r/min 可得i=15.4 計算各軸的輸入功率 聯(lián)軸器傳動效率η1=0.99，滾動軸承傳動效率η2=0.98，蝸輪蝸桿傳動效率η3=0.8 電動機的功率P=0.75kw 蝸桿軸的功率P1=Pη1η2=0.73kw 蝸輪軸的功率P2=P1η1η2η3=0.56kw 計算各軸的轉速 電動機軸的轉速nm=1390r/min 蝸桿軸的轉速n1=nm=1390r/min 蝸輪軸的轉速n2=n1/i=90r/min 計算各軸的輸入轉矩 電動機軸的輸入轉矩Td=9550Pd/nm=5.15Nm 蝸桿軸的輸入轉矩T1=9550P1/n1=4.99Nm 蝸輪軸的輸入轉矩T2=9550P2/n2=59.93Nm 選取RV系列的蝸輪蝸桿減速器，因為其在符合國家標準的參數(shù)的基礎上，吸取了國內外最先進的技術，箱體外形美觀的方箱型外結構。根據(jù)計算各軸的功率、轉速、輸入轉矩，選取標準RV系列蝸輪蝸桿減速器NMRV063,其參數(shù)為：功率0.75kw，轉速1400r/min，傳動比15，渦輪軸轉速93r/min，可承載轉矩63Nm，最小軸直徑20mm。 其優(yōu)點有以下幾點 1、 傳動效率高，傳動比范圍大。 2、 只要設計的合理，制造裝配精度符合標準，就能得到高精度和小間隙回差。 3、 熱交換性能好，散熱快。 4、 安裝簡便，性能優(yōu)越，便于維護和檢修。 5、 適用性強，適用范圍廣，安全可靠性大。 6、 傳遞同樣的功率和轉矩時的體積小，可用較小的體積傳遞大的轉矩，傳動總體積小。 2.3運輸帶間歇送進的設計 2.3.1間歇運動所需的機構的選擇 運輸帶在進肉時需要周期地運動和停歇，稱為間歇運動。常見的間歇運動機構有：棘輪機構、槽輪機構、連桿機構和不完全齒輪機構。 棘輪機構：由棘輪與桿上帶棘爪的機構組成。通過桿的周期運動，棘爪推動棘輪周期轉動。 槽輪機構：一個帶槽的槽輪與一個帶圓銷件的機構組成。當圓銷插入槽輪的槽中，帶動槽輪轉動，而圓銷離開槽時，槽輪停止轉動。 連桿機構：由幾根連桿組成。連桿機構的間歇運動主要通過加大某一個連桿的鉸位孔使它成一個長的孔，而使得運動的某一部分失效而得到的間歇運動。 不完全齒輪機構：用一個沒有布滿圓周的齒輪組成的機構。有齒的部分會帶動從動輪運動，而沒有齒的一段圓弧就不會帶動從動輪運動，而實現(xiàn)間歇運動。 運輸帶所需要的運動是穩(wěn)定的單向反復間歇運動，因此我選擇的是棘輪機構。 2.3.2棘輪的設計 棘輪機構的簡介 棘輪機構通過棘輪的停頓運動帶動所在軸的停頓運動將往復的運動或連續(xù)的轉動轉換成單向步進運動。 棘輪的輪齒通常使用單向齒，棘爪鉸接于搖桿上，為彈性連接，當搖桿逆時針方向擺動時，使棘爪插入棘輪齒推動棘輪同向運動；當搖桿順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉動。為了確保棘輪不發(fā)生反轉，常在固定件上加上止逆棘爪，止逆棘爪為彈性連接。搖桿的往復擺動可由齒輪機構，曲柄搖桿機構等實現(xiàn)。棘輪每次轉過的角度成為動程。動程的大小可利用改變驅動機構的結構參數(shù)或遮齒罩的位置等方法調節(jié)，也可以在運轉過程中調節(jié)。如果希望調節(jié)的精度高于一個棘齒所對硬的角度，可使用多棘爪棘輪機構。 我選擇的搖桿的往復運動是由軸上連接圓盤來驅動擺桿的，因為棘輪等的轉動都是由軸來帶動的。 棘輪機構分類方式 按從動件運動形式分類：單動式棘輪機構，雙動式棘輪機構。 單動式棘輪機構：當主動擺桿按某一個方向擺動時，推動棘輪單向轉動，不能反方向轉動。 雙動式棘輪機構：主動擺桿向兩個方向往復擺動時，分別帶動兩個棘爪，推動棘輪轉動，兩個棘爪都是主動棘爪，不起固定作用。 按結構形式分類：齒式棘輪機構，摩擦式棘輪機構。 齒式棘輪機構：運動與停止的時間比通過選擇合適的驅動機構（例如用凸輪，棘輪）來實現(xiàn)。 優(yōu)點：機構結構簡單，制造方便。 缺點：動程只能做有級調節(jié)，噪音、沖擊、磨損較大，不宜用于高速運動。 摩擦式棘輪機構：用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構中的棘爪，用無齒摩擦代替棘輪。 優(yōu)點：動程可無級調節(jié)，傳動平穩(wěn)，無噪音，無沖擊。 缺點：因為靠摩擦力傳動，會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，雖然可起到安全保護的作用，但是傳動精度不高，適用于低速徑載荷的運動。 按嚙合方式分類：外嚙合棘輪機構，內嚙合棘輪機構。 外嚙合棘輪機構：棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外在部分，在棘輪外部驅動棘輪轉動。 特點：加工、安裝、維修等方便簡單，應用面較廣。 內嚙合棘輪機構：棘爪或楔塊均安裝在棘輪的內在部分，在棘輪內部驅動棘輪轉動。 特點：外形尺寸小，結構緊湊，安裝精度高。 因為我設計的是單向傳動，需要合適的運動與挺值的時間比，不能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，棘輪的轉動是由電動機通過傳動裝置來帶動的，不可能實現(xiàn)在棘輪內部帶動，所以，通過分析，我選用的是單動式、齒式、外嚙合棘輪機構。其示意圖如下 上圖由主動擺桿，主動棘爪，棘輪，止回棘爪和機架組成。止回棘爪彈性連接在機架上，主動擺桿空套在與棘輪固定連接的從動軸上，并與主動棘爪用移動副相連，也是彈性連接。當主動擺桿逆時針方向轉動時，其帶動主動棘爪就插入棘輪的齒槽中，使棘輪帶著從動軸跟著轉過一定角度，此時，止回棘爪在棘輪的齒背上滑過，不起作用。當主動擺桿順時針方向移動時，止回棘爪起固定作用，防止棘輪發(fā)生順時針方向移動，而主動棘爪在棘輪齒背上滑過，棘輪不動，保證從動軸靜止不動。因此，當主動擺桿作連續(xù)的往復擺動時，棘輪做逆時針方向的間歇運動，從而帶動從動軸做間歇運動。 我設計的主動擺桿由固定在軸上的圓盤帶動一個連桿連接主動擺桿，由于圓盤的勻速轉動，實現(xiàn)主動擺桿的往復擺動?，F(xiàn)取主動擺桿的長度h1=100mm，連桿的長度h2=100mm，連桿連在圓盤上的位置據(jù)圓盤圓心的位置的長度h3=50mm，在軸連續(xù)轉動時，連桿的位置變化如下圖所示往復擺動。 圓盤轉動時，通過主動擺桿自由擺動的那一端作半徑R=100mm的圓，兩根主動擺桿所形成的最大轉角就是主動擺桿做半徑圓只與圓盤有一個相交點的位置，其位置為圓盤最低端和圓盤最頂端靠左一點的位置。通過h1=100mm，h2=100mm，可得最大轉角為32o。因為圓盤勻速轉動，圓盤轉動一圈時，主動擺桿逆時針所轉動的角度為170o，順時針所轉動的角度為190o，所以棘輪的動、停時間比為逆時針所轉動的角度比上順時針所轉動的角度17:19。根據(jù)轉角32o，經過處理，可看作30o，轉動的角度為1/12，為方便棘輪的運轉，棘輪的齒數(shù)應為12的倍數(shù)，經過計算，故取棘輪的齒數(shù)Z=72。模數(shù)m=1mm，棘輪齒高取h=0.75mm，棘輪齒頂厚a=1mm，棘輪齒頂圓直徑da=mz=72mm，棘輪根圓直徑df=da-2h=70.5mm，棘輪齒槽夾角θ=60o，棘輪齒槽圓角半徑r=1.5mm，棘輪厚度b=4mm，棘爪工作長度l=2лm,棘爪高度h1=2.75mm，棘爪齒頂圓角半徑r1=2mm，棘爪底長度a1=1mm。 2.3.3棘輪所在的軸的整體設計 由棘輪所在的軸帶動另一個軸的轉動，因為棘輪是間歇運動，所以兩軸之間由運輸帶套在軸上的滾筒以實現(xiàn)運輸帶的間歇運動。要想實現(xiàn)由棘輪的轉動控制運輸帶的間歇運動，棘輪和滾筒都是固定于此軸上的。棘輪軸的轉速選擇，所在的軸和它所帶動的軸的轉速可以對比于蝸輪蝸桿減速器上渦輪軸，渦輪軸的轉速為90r/min，可看成棘輪所在的軸的轉速為90r/min，棘輪軸的功率選擇，棘輪軸的功率可對比于運輸帶的功率，運輸帶的功率為0.17kw，棘輪軸的功率可略低，取其為0.1kw,其最小直徑為d>=A（p/n)1/3,最小直徑為11mm，考慮傳動損耗，因此選擇軸的最小直徑為大于等于15mm。 因軸上所傳遞的功率不大，又無特殊要求，故材料選擇最常用的45號鋼，因所要的切片厚度為1-3mm，故運輸帶一次動停最大運動距離為3mm，最小運動距離為1mm，運輸帶的運動距離等于主動棘爪所帶動棘輪轉動的角度比上一圈的角度360o乘上棘輪軸上滾筒的周長。初步設定主動棘爪所帶動棘輪轉動的角度為5o，10o，15o；所對應棘輪轉動的齒數(shù)為1,2,3；對應運輸帶運動的距離為1,2,3mm。實現(xiàn)主動棘爪帶動棘輪轉動的角度可調的辦法為在棘輪上裝上一個棘輪罩，調整棘輪罩所遮蓋的棘輪齒數(shù)，從而改變棘輪轉角的大小，也就改變了棘輪的動程和動、停時間比。如下圖所示 棘輪罩可遮蓋的轉角范圍為0-90o，將其分成18個擋，每移動一擋，可調節(jié)轉角5o。計算主動棘爪帶動棘輪轉動5o，棘輪轉動1個齒數(shù)，運輸帶運動距離為1mm時所需的滾筒的直徑D=23mm，棘輪轉動的角度為10o，15o，棘輪轉動2,3個齒數(shù)，運輸帶運動的距離為2,3mm，所需的滾筒直徑也是D=23mm，因此棘輪軸上的滾筒直徑為D=23mm。 此軸的尺寸如下 直徑為25mm，長度為50mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為30mm，長度為15mm的軸上安裝齒數(shù)為72，模數(shù)為1mm的棘輪。直徑為35mm，長度為35mm的軸起固定作用。直徑為15mm，長度為190mm的那段軸上安裝在左端安裝直徑為23mm，長度為70mm的滾筒，依次安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。 2.3.4運輸帶步進運動另外兩個軸的設計 此軸上所傳遞的功率不大，又無特殊要求，故材料選擇最常用的45號鋼，軸的直徑只要保證大于等于棘輪軸的直徑15mm，即可保證軸的剛度，承載力矩，使用壽命等符合標準，故此軸最小直徑大于等于15mm。因為棘輪軸上的滾筒直徑為23mm，為保證運輸帶運動平穩(wěn)，精度高，因此此軸上的滾筒直徑也為23mm。 此軸的尺寸如下 直徑為15mm，長度為180mm的軸上安裝一個直徑為23mm，長度為70mm的滾筒在其右端，在其左端安裝軸套和d=15mm,D=30mm,B=8mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為20mm，長度為30mm的軸起固定滾筒的作用。直徑為15mm，長度為80mm的那段軸上安裝軸套和d=15mm,D=30mm,B=8mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。 2.3.5帶動主動擺桿往復運動的帶圓盤的軸的設計 因為與主動擺桿相連的連桿是鉸接在圓盤上的，此圓盤必須在最外端，否則圓盤轉動時帶動連桿運動時，連桿會卡死在此軸上，因此圓盤不能直接固定在蝸輪軸上，需通過一對大小相等的直齒圓柱齒輪嚙合，使此軸與蝸輪軸具有相同的轉速。因為連桿與圓盤的鉸接點是距圓盤圓心的距離為50mm，圓盤的直徑為130mm，所以此軸與蝸輪軸之間的距離應大于65mm，選取標準齒輪，其分度圓直徑應大于65mm，故選取模數(shù)為3mm，齒輪齒數(shù)為30，齒頂高系數(shù)為1，齒底隙系數(shù)為0.25，壓力角30o，齒寬為10mm的標準直齒圓柱齒輪。其齒輪的分度圓直徑為90mm，兩軸之間的距離為90mm>65mm。此軸上所傳遞的功率不大，又無特殊要求，故材料選擇最常用的45號鋼，因為軸的轉動是靠減速器帶動的，減速器的最小軸徑為20mm，故不用計算，軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的強度，剛度，承受載荷，使用壽命等符合要求，故此軸最小直徑大于等于20mm。將圓盤固定在軸的一端，保證圓盤轉動時，連桿能正常轉動。 此軸的尺寸如下 直徑為20mm，長度為95mm的軸左端連接上一個直徑為120mm的圓盤。直徑為25mm，長度為28mm的軸上安裝一個齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm齒輪。直徑為30mm，長度為10mm的軸起固定齒輪的作用。直徑為20mm，長度為63.5mm的軸上安裝軸套和d=20mm,D=42mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。 2.4勻速運輸帶的設計 2.4.1與主軸用一對齒輪相嚙合的滾筒軸的設計 因為運輸工作拉力F=3500N，運輸帶工作速度V=0.04m/s，卷筒直徑D=120mm，卷筒軸工作轉速計算為60r/min，主軸的轉速為90r/min，所以主軸與此滾筒軸的速度比為2:3。主軸與此軸可用一對標準的直齒圓柱齒輪相嚙合，使此軸轉速達到60r/min。一對標準直齒圓柱齒輪的嚙合條件為模數(shù)和壓力角分別相等。因為卷筒直徑為120mm，所以兩齒輪的分度圓直徑相加應大于120mm，選取模數(shù)為3mm，壓力角為30o，一個齒輪的齒數(shù)為20，另一個為30，其分度圓直徑相加為150mm，150>120，符合要求。此軸轉速為60r/min，兩齒輪的轉速比等于其齒輪個數(shù)的反比，因此此軸上的齒輪個數(shù)為30。齒輪其他參數(shù)齒頂高系數(shù)為1，齒底隙系數(shù)為0.25，齒輪的變位系數(shù)為0，齒寬為10mm。因此軸上所傳遞的功率不大，又無特殊要求，故材料選擇最常用的45號鋼，而軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的強度，承受力矩等符合要求，故此軸最小直徑大于等于20mm。 此軸的尺寸如下 直徑為30mm，長度為30mm的那段軸上安裝齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪。直徑為30mm，長度為70mm的那段軸上安裝直徑為120mm，長度為70mm的滾筒。直徑為35mm，長度為18mm的那段軸是起使齒輪和滾筒固定的作用。直徑為25mm，長度為32mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為25mm，長度為140mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。 2.4.2運輸帶勻速運動另一個軸的設計 因與之配合的軸上的滾筒直徑為120mm，為保證運輸帶運動平穩(wěn)，精度較好，因此此軸上的滾筒直徑也為120mm。此軸上所傳遞的功率不大，又無特殊要求，故材料選擇最常用的45號鋼，軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的正常轉動，使用壽命等符合標準，故此軸最小直徑大于等于20mm。 此軸的尺寸如下 直徑為30mm，長度為70mm的那段軸上安裝直徑為120mm，長度為70mm的滾筒。兩個直徑為25mm，長度為110mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。 2.5主軸的設計 此切肉機的傳動樞紐就在主軸上，減速器與主軸用一對完全相同的齒輪嚙合，齒輪齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm，因此主軸獲得與減速器輸出軸相同的轉速90r/min，主軸上有步進運輸帶所需的動力，勻速運輸帶所需的動力，切刀上下運動所需的動力，擋板疊肉所需的動力。步進運輸帶所需的功率為100w，勻速運輸帶所需的功率為170w，切刀上下運動所需的功率為200w，擋板疊肉所需的功率為20w，因此主軸所需的功率為490w，取500w，主軸的最小直徑為d>=A（p/n)1/3,其最小直徑為18mm，取最小直徑為20mm，此軸上所傳遞的功率不算大，又無任何特殊要求，故材料選擇最常用的45號鋼，軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的正常轉動，強度，剛度，使用壽命等符合標準，故此軸最小直徑大于等于20mm。 此軸的尺寸如下 直徑為20mm，長度為82mm的軸在最外端固定一個直徑為120mm的圓盤，此圓盤帶動切刀的上下運動，因為連桿是鉸接在圓盤上的，此圓盤必須在最外端，否則圓盤轉動時帶動連桿移動時，連桿會卡死在此軸上。依次安裝有凸輪，軸套和d=20mm,D=42mm,B=12mm的深溝球軸承，通過凸輪的轉動，帶動擋板進行疊肉，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為30mm，長度為26mm的軸上安裝齒數(shù)為20，模數(shù)為3mm的齒輪，用來帶動勻速運輸帶。直徑為35mm，長度為10mm的軸為固定裝置，固定它兩邊的齒輪。直徑為30mm，長度為98mm的軸的左端上安裝齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪，減速器的輸出軸上也有齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪，通過齒輪嚙合，電機通過減速器帶動主軸轉動。依次有軸套，軸套起固定齒輪的作用。直徑為25mm，長度為30mm的軸上安裝有安裝齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪，用來帶動步進運輸帶。直徑為20mm，長度為89mm的軸上安裝有軸套，d=20mm,D=42mm,B=12mm的深溝球軸承和凸輪，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用，凸輪起帶動擋板進行疊肉的作用。軸的最外端固定一個直徑為120mm的圓盤，此圓盤帶動切刀的上下運動，與最左端形成對稱。 2.6擋板的設計 2.6.1擋板整體的設計 擋板的疊肉運動是和切刀的切肉速度同步的，切刀切下一片肉，擋板進行一次疊肉。切刀的切肉速度是每分鐘90片，因此擋板的疊肉速度也是每分鐘90次。擋板是安裝在勻速運輸帶上方的，只需切下肉是快速的擋一下肉片，因此設計成擋板的末端有一個小的推動就行，選擇凸輪就可以帶動。主軸的轉速是90r/min，因此在主軸上安裝一個凸輪就行了。 其示意圖如下 此機構由凸輪，連桿，接觸塊，擋板組成。連桿中間有一段槽，用螺船穿過槽固定在箱體上，讓連桿只能在安裝螺栓的槽中移動，連桿一端連接在凸輪的外端，一端連接在接觸塊的一端，接觸塊的另一端連接擋板。當主軸轉動時，帶動凸輪轉動，凸輪運動到突出部分時，帶動連桿運動，連桿帶動接觸塊運動，擋板就運動了。 2.6.2凸輪的設計 凸輪的簡介：因為凸輪形狀的不規(guī)則性，能帶動其傳動件獲得較復雜的運動，獲得的運動與其輪廓曲線有關，因此，設計凸輪，就是設計它的輪廓曲線。 凸輪按其形狀分為三類：盤形凸輪，移動凸輪，圓柱凸輪 盤形凸輪：其徑向輪廓線變化的繞軸線轉動的凸輪。 移動凸輪：盤形凸輪的徑向輪廓線變化很大時，使其相當于直線移動，這種凸輪稱作移動凸輪。 圓柱凸輪：凸輪是圓柱形的。 我選擇的凸輪是盤形凸輪，因為設計所需要的運動曲線只是圓形有一點的突出即可。 2.7軸的定位 主軸與勻速運輸帶的定位 以主軸為基準，切刀運動的最低位置比主軸的軸線高40mm，勻速運輸帶的上表面應該和切刀運動的最低位置重合，滾筒的直徑為120mm，所以切刀運動的最低位置比勻速運輸帶軸線的位置高60mm，主軸軸線的位置比勻速運輸帶軸線的位置高20mm。勻速運輸帶的一個軸是和主軸用齒輪來傳動的，主軸上的齒輪為齒數(shù)20，模數(shù)3mm，勻速運輸帶上與主軸傳動的的齒輪為齒數(shù)30，模數(shù)3mm，兩軸的直線距離為兩軸上兩齒輪的半徑和75mm，兩軸的水平距離為72mm。 主軸與步進運輸帶的定位 以主軸為基準，切刀運動的最低位置比主軸的軸線高40mm，圓盤的直徑為120mm，所以切刀運動的最低位置比帶動主動擺桿往復運動的帶圓盤的軸的軸線位置最少高60mm，設定此軸的軸線比主軸的軸線位置低30mm，帶動主動擺桿往復運動的帶圓盤的軸是和主軸用齒輪來傳動的，主軸上的齒輪為齒數(shù)30，模數(shù)3mm，帶動主動擺桿往復運動的帶圓盤的軸上的齒輪為齒數(shù)30，模數(shù)3mm，兩軸的直線距離為兩軸上兩齒輪的半徑和90mm，兩軸的水平距離為85mm。步進運輸帶的上表面應該和切刀運動的最低位置重合，因為棘輪軸軸上的棘輪直徑比滾筒直徑大，所以不能直接用此軸上的滾筒對比與切刀運動的最低位置，要用此棘輪軸和兩個一樣的軸配合，這兩個軸上最大的直徑為滾筒的直徑，根據(jù)切刀運動的最低位置比主軸的軸線高40mm，此軸的軸線位置比主軸的軸線位置高28.5mm。棘輪軸的位置根據(jù)擺桿的運動軌跡確定此軸的軸線比帶動主動擺桿往復運動的帶圓盤的軸的軸線位置低100mm，因此此軸的軸線位置比主軸的軸線位置低130mm。示意圖如下 2.8軸承的選擇 軸承的作用：從字面上來講，就是作用在軸上使軸固定的元件，實際上，軸承不僅起固定軸的作用，還能降低軸轉動過程中的摩擦系數(shù)，減少機器損耗，控制軸的徑向和軸向的移動，保證軸的回轉精度。 軸承主要分為三大類：滑動軸承，關節(jié)軸承，滾動軸承。 滑動軸承：由于沒有滾珠等滾動體，承受大的摩擦力，采用耐摩擦材料，適用于低速，重載荷的場所。 關節(jié)軸承：聽名字就知道主要用于有轉動的地方，轉動的地方，受載荷應盡量小，因此它用在低載荷的場所。 滾動軸承：摩擦力小，適用于高速，能承受不同方向的載荷。 設計所需要的軸承需要摩擦力小，能承受不同方向的載荷，有較高的轉速，因此，我選擇滾動軸承。 滾動軸承主要有推力球軸承，角接觸球軸承，深溝球軸承，調心滾子軸承，圓錐滾子軸承等等。 推力球軸承：從名字可以看出，是承受推力載荷的，承受單向軸向載荷，不能承受徑向載荷。適用于只承受軸向載荷，載荷較大，轉速較低的場合。 角接觸球軸承：和所需要接觸的角度有關，有不同角度的角接觸球軸承。接觸角越大，軸向承受載荷能力越大，轉速越低，接觸角越小，軸向承受載荷能力越小，轉速越高，接觸角大小和轉速成反比?？沙惺茌S向載荷和徑向載荷。主要用于高速旋轉，承受載荷較低的場合。 深溝球軸承：由一個內圈，一組鋼球，一個外圈，一組保持架組成。可承受軸向載荷和徑向載荷，但其主要承受徑向載荷，當其只承受徑向載荷時，接觸角為零。當需要較大的軸向載荷時，可調大徑向游隙，使其和角接觸球軸承一樣，接觸角越大，軸向承受載荷能力越大。它的摩擦系數(shù)很小，造成的損失很少。適用于高速旋轉，低震動，低噪聲的場合。 調心滾子軸承：由于軸承外圈滾道是球面形，所以調心性能很好，能很好的補償同軸度誤差，減少同軸度誤差。可承受徑向載荷和軸向載荷，但主要承受徑向載荷，不能承受只有軸向載荷的場所。能承受很高的徑向載荷，有較好的抗沖擊能力。適用于重載荷，工作轉速較低的場合。 圓錐滾子軸承：其由內外圈組成，都有錐形軌道，因此通常是分離型的?？沙惺軉我环较蜉S向載荷和徑向載荷，當其承受徑向載荷時，會產生一個軸向分力，因此，需要附加一個能和其產生軸向分力相反的軸承來抵消。調整游隙的大小，可承受較大的軸向載荷。主要適用于承受徑向載荷為主，少量軸向載荷的聯(lián)合載荷，承受載荷大，轉速低的場合。 設計需要的是能承受徑向載荷和軸向載荷的軸承，轉速不需太高，摩擦系數(shù)小的軸承，因此我選擇深溝球軸承。 2.9聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的作用：聽名字就可以知道，連接軸的元件，例如，電動機與軸的聯(lián)接，不同機構中軸和軸的聯(lián)接。聯(lián)軸器在實際中，不僅起軸聯(lián)接的作用，根據(jù)不同種類的聯(lián)軸器，起不同的作用。例如，補償兩軸的相對位移，減少緩沖，減震的作用。 常用的聯(lián)軸器主要分為三大類：剛性聯(lián)軸器，有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，無彈性元件的撓性聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器:剛性代表著不可動性，因此沒有一點回轉間隙，兩連接件不能產生相對位移，要求兩軸有對中性。不管有沒有誤差產生負載時，剛性聯(lián)軸器都是剛性傳動扭矩。優(yōu)點是重量輕，維護簡單，可傳遞較大的轉矩，主要用于載荷較平穩(wěn)的地方。 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器：由彈性元件代表著具有緩沖減震的作用，撓性代表著對于相連接的兩軸，如果產生相對位移，其有補償能力。主要用于轉矩不大的場合。 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：撓性代表著對于相連接的兩軸，如果產生相對位移，其有補償能力。無彈性元件代表著不具備緩沖減震的作用。主要用于轉矩不大的場合。 設計中用到聯(lián)軸器的地方是電機和軸的連接，其載荷較平穩(wěn)，需要聯(lián)軸器的性能為兩軸有對中性，不能產生相對位移。因此我選擇的是剛性聯(lián)軸器。 剛性聯(lián)軸器主要有：凸緣聯(lián)軸器，平行軸聯(lián)軸器，套筒聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器：將聯(lián)軸器突出的部分用螺栓連接，其聯(lián)軸器是一分為二的，兩部分相同，兩個半聯(lián)軸器與軸的連接是用鍵連接。其結構簡單，安裝和拆卸方便，維護容易，成本低廉，由于剛性大，通過摩擦可傳遞較大轉矩，各個結構是固定的，不具備徑向，軸向的位移補償，因此不能承受大的徑向載荷和軸向載荷，具有良好的對中性。適用于載荷不大的場合。 平行軸聯(lián)軸器：從名字可以看出，此聯(lián)軸器是連接兩個平行的軸的元件，連接的兩軸不在同一條線上。連接的兩軸通過中心圓盤來傳遞，圓盤的轉動是通過軸的轉動帶動連桿的擺動，因此，軸心是可變化的，通過調節(jié)連桿的長度，可平行調整軸心的位置，沒有側面載荷，偏心可調節(jié)，具有徑向偏差補償?shù)哪芰Α＿m用于徑向載荷較大的場合 套筒聯(lián)軸器：有兩個連接在一起的套筒組成，將軸用鍵，銷等剛性元件固定在套筒里，實現(xiàn)兩軸傳遞動力，結構簡單，成本低廉，但相比凸緣聯(lián)軸器其安裝拆卸復雜，不易于維護。由于全部是剛性元件，不具有軸向，徑向的位移補償，不能承受較大的軸向載荷和徑向載荷。適用于低速，無沖擊載荷的場合。 通過對比，我選擇的是凸緣聯(lián)軸器，因其結構簡單，成本低廉，安裝和拆卸容易，嚴格要求兩軸對中。 第三章切刀傳動裝置的設計 3.1刀架的設計 刀架的示意圖如下 此圖主要由一個橫著的導軌和滑塊，兩個豎著的導軌和滑塊，起固定作用的角鋼，電機，連桿切刀組成。 此圖分為兩個動力機構，一部分為振刀機構，一部分為切肉機構，要保證在切肉時振刀，因此振刀部分要與切刀部分的滑塊有所關聯(lián)。 切刀機構的設計 在機架的內側兩端做對稱的兩條導軌，使滑塊在導軌上運動，在此兩個滑塊上安裝角鋼，在兩個角鋼之間固定上一個橫著的支架，在此支架的內側做一條導軌，使滑塊在導軌上運動，再在此滑塊上安裝角鋼，使切刀固定在此角鋼上，就能保證切肉時振刀。 振刀機構的設計 用電動機帶動軸轉動，在軸上固定一個圓盤，圓盤踞圓心35mm遠的地方連接連桿，用兩根連桿連到與橫著滑動的滑塊相連的角鋼上，組成一個曲柄滑塊機構，以完成反復振刀。因為連桿是鉸接在圓盤上的，此圓盤必須在最外端，否則圓盤轉動時帶動連桿移動時，連桿會卡死在此軸上。電動機不能固定在與橫著的導軌看成直線上下拉動所形成的面上，必須與此有一定的偏角，因為圓盤轉動時，連桿有擺動，若在一個面上，轉動時有撞擊，圓盤不能正常轉動。 3.2導軌的選擇 導軌選擇的是DA25C,DA30C，是HG滾動直線導軌滑塊系列，其主要是滾動摩擦。 此類型導軌有以下優(yōu)點： 運動時磨損?。夯瑒訉к壝嫔嫌辛黧w潤滑，減少其摩擦對它的磨損，而由于滑塊的運動，對于接觸所產生的油膜的浮動，造成的運動精度的誤差是不可避免的。在大多數(shù)情況下，流體潤滑只局限于邊界區(qū)域，由運動所造成的直接摩擦是不可避免的，在這樣的過程中，大量的能量白白浪費掉了。在這樣的情況下，滾動摩擦由于接觸摩擦耗能小，整個面的摩擦損失也就相對大大減少，故能使?jié)L動直線導軌破損較小，使用的潤滑油也少，使得潤滑系統(tǒng)設計及維護方面變得更方便。 能承受較大力矩，承載力好：滑動導軌在平行接觸的面所承受的力和力矩的能力挺好，可在其側面所能承受的力和力矩就不行了，本設計中，需承受力和力矩不只是水平接觸的，因此滑動導軌就不行了。而滾動直線導軌就能符合要求的，它是由滾珠組成的，能承受不同方向的力和力矩載荷，如承受搖動力矩和擺動力矩，上下左右各個方向的力，因此，滾動直線導軌具有很好的載荷適應性。在設計制造中，可以適當?shù)募有╊A加載荷，增加阻尼，用來提高抗震性，同時可以消除高頻振動的現(xiàn)象。 定位精度高：滑動直線導軌是靠摩擦力來運動的，導軌副的摩擦阻力高，定位精度低。而滾動直線導軌的運動是靠鋼球滾動來實現(xiàn)的，產生的摩擦力小，所以導軌副的摩擦阻力小，動靜摩擦阻力的差值不大，速度低時，不易產生爬行。重復定位的精度高，適合做頻繁換向或頻繁啟動的運動部件，設計所需要的導軌需要頻繁換向。根據(jù)不同的需要，適當增加預載荷，保證鋼球不發(fā)生滑動，實現(xiàn)平穩(wěn)運動，提高部件的穩(wěn)定性。 組裝容易并具有互換性：滑動導軌更換時對于導軌面必須進行刮研，非常麻煩，而且當精度不夠時，需進行二次刮研。而滾動導軌就不用，由于滾動導軌具有互換性，只需更換所需要的那部分就行，而且更換完成重新具有很高的精度。 [1] 機床設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社.1986年版. 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