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1、機(jī) 械 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 糕點(diǎn)切片機(jī)的功能和設(shè)計(jì)要求： 功能 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 功能： 糕點(diǎn)切片機(jī)主要完成糕點(diǎn)制成過(guò)程中的 切片工作 。 為了實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片工作 ， 糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作： 糕點(diǎn)的直線(xiàn)履帶傳送； 切片對(duì)糕點(diǎn)的切割。 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求： 糕點(diǎn)厚度 : 1020mm。 糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度（亦即切片的高）范圍 : 580mm。 切片切片時(shí)最大作用距離（亦即切片的寬度方 向） : 300mm。 切片工作節(jié)拍 : 40次 /min。 生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、 運(yùn)動(dòng)靈活可靠。 電動(dòng)機(jī)可選用 0.55kW（ 或 0.75kW）、 1390r/min。 工作原理和
2、工藝動(dòng)作分解 : 根據(jù)分析，糕點(diǎn)切片機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有 以下兩個(gè)動(dòng)作： 糕點(diǎn)的直線(xiàn)間歇移動(dòng)； 切片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 因此，糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)主要集中于間歇機(jī)構(gòu)和 往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 功能分解圖 總功能： 糕點(diǎn)切片 子功能： 傳送糕點(diǎn) 子功能： 切刀切片 間歇運(yùn)動(dòng) 切刀上升 、 下降 履帶傳送 往復(fù)運(yùn)動(dòng) 設(shè)計(jì)任務(wù) : 根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖； 進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和切口機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)上 述動(dòng)作要求； 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇； 根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定 機(jī)械傳動(dòng)方案； 畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖（機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖）； 對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)。 糕點(diǎn)切片機(jī)的運(yùn)動(dòng)
3、循環(huán)圖： 直線(xiàn)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 圓周運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 原動(dòng)機(jī)的選擇： 電機(jī)型號(hào)： Y802-4（ Y系列三相異步電動(dòng) 機(jī)） 電機(jī)功率： 0.75kW 電流： 2.0A 轉(zhuǎn)速： 1390r/min 效率： 74.5% 功率因數(shù)： 0.76 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型： 根據(jù)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和切口機(jī)構(gòu)這兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要 求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇如表的常用機(jī)構(gòu)。 表 1：二執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇： 根據(jù)表 1所示的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)具鎮(zhèn)， 可以求出糕點(diǎn)切片機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù) 為： N=4*2=8 間歇傳送機(jī)構(gòu) 的 選型 ； 切口機(jī)構(gòu)的選型。 各種間歇機(jī)構(gòu) 的比較 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ：
4、 槽輪機(jī)構(gòu)可以滿(mǎn)足間歇直線(xiàn)傳動(dòng) 的要求，同時(shí)，制造成本也比較 低廉，因此，我們選擇它作為執(zhí) 行間歇傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 切口機(jī)構(gòu)的 選擇比較 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 ： 由于凸輪應(yīng)用范圍較廣，可 靠性不錯(cuò)，傳動(dòng)精度較高， 我們選擇凸輪機(jī)構(gòu)作為切口 機(jī)構(gòu) 。 糕點(diǎn)切片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的選型 ： 帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)在糕點(diǎn)切片機(jī) 的機(jī)構(gòu)里都能夠完成傳動(dòng)的作用， 而在具體的選擇上，我們考慮兩 者結(jié)合起來(lái)應(yīng)用在糕點(diǎn)切片機(jī)的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)里。 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （軸測(cè)圖） 傳動(dòng)件的分析： i總 =n電機(jī) /n執(zhí)行主軸 =1390/40=34.75 所以，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳 動(dòng)，起速比為 5；第二級(jí)采用直齒圓柱齒 輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)
5、比為 6.95。 帶輪的計(jì)算： 查表 KA=1.2， P=0.75kW ,確定計(jì)算功率 Pc=KAP=1.2*0.75=0.9。 確定帶的型號(hào)：由 Pc及主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1=1390r/min,查表得到選用的 V帶型號(hào)是 A型 V 帶。 確定帶輪節(jié)圓直徑 d1和 d2： 查表可取 d1=100mm， 則 d2=5* d1=500mm。 帶輪的計(jì)算： 確定中心距 a0： 0.7（ d1+ d2） a02（ d1+ d2） ， 即 420mm a0Pc/P0， 由于 v=( d1n1)/60000=7.278m/s， 根據(jù) v和 d1， 查表得出： P0=0.95kW。 所以 z0.9/0.95 ，
6、 z的最小值為 1。 齒輪的計(jì)算： 取 z1=20， 則 z2=i*z1=6.95*20=139 其模數(shù)取 m=5mm。 齒輪的各項(xiàng)尺寸計(jì)算如表 凸輪的分析與計(jì)算： 凸輪的分類(lèi)、比較 與選擇； 從動(dòng)件設(shè)計(jì) ； 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)。 凸輪的 分類(lèi)和比較 因此，我們選用滾子凸輪 作為切口機(jī)構(gòu)，并對(duì)此進(jìn) 行計(jì)算，對(duì)直動(dòng)從動(dòng)件滾 子凸輪進(jìn)行設(shè)計(jì)。 從動(dòng)件 s、 v、 a圖 從動(dòng)件 s圖 從動(dòng)件 v圖 由于速度較低 ， 所以速 度可以忽略不計(jì) ， 故 從動(dòng)件 a值始終為零，故 不作從動(dòng)件 a圖。 凸輪參數(shù)選定： 基圓半徑 r0=120mm 滾子半徑 rb=20mm 偏心距 e=0 從動(dòng)件行程 h=60mm
7、 角速度 =4.189rad/s 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)： 理論廓線(xiàn) ； 實(shí)際廓線(xiàn) 。 理論廓線(xiàn)方程： x=(s0+s)sin y=(s0+s)cos s0= r0=120mm 當(dāng) 0， 60 時(shí) ， s=0； 當(dāng) 60 ， 180 時(shí) ， s=90(-/3)/； 當(dāng) 180， 300 時(shí) ， s=60-90(-/2)/； 當(dāng) 300 ， 360時(shí)， s=0。 實(shí)際廓線(xiàn)方程： xa=x+rr(dy/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2 ya=y-rr(dx/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2 dx/d=(r0+s)cos+(ds/d)sin dy/d=-(r0+s)sin+(d
8、s/d)cos 當(dāng) 0， 60 時(shí) ， ds/d=0； 當(dāng) 60 ， 180 時(shí) ， ds/d=90/； 當(dāng) 180， 300 時(shí) ， ds/d=-90/； 當(dāng) 300 ， 360時(shí)， ds/d=0。 理論輪廓曲線(xiàn) 實(shí)際輪廓曲線(xiàn) 槽輪的分析與計(jì)算： 槽輪機(jī)構(gòu)是一種最常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)， 在分度、轉(zhuǎn)位等傳動(dòng)中廣泛應(yīng)用。槽輪 機(jī)構(gòu)由外槽輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)兩種形 式，均用于平行軸之間的間歇傳動(dòng)。當(dāng) 槽輪的直徑無(wú)窮大時(shí)，槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 變?yōu)殚g歇移動(dòng)。當(dāng)需要在兩交錯(cuò)軸之間 進(jìn)行間歇傳動(dòng)時(shí)，可采用球面槽輪機(jī)構(gòu)。 各類(lèi)槽輪的比較： 外槽輪機(jī)構(gòu) 的轉(zhuǎn)臂等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 槽輪在轉(zhuǎn)位過(guò) 程中產(chǎn)生柔性沖擊 。 內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位時(shí)的速度變化和外槽輪機(jī)構(gòu)大 不相同 ， 動(dòng)力性能要好得多 。 球面槽輪機(jī)構(gòu) 的動(dòng)力特性比外槽輪機(jī)構(gòu)好得多 而稍差于內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu) ， 但它的動(dòng)停時(shí)間比與槽 數(shù)無(wú)關(guān) ， 恒等于 1。 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 也是間歇機(jī)構(gòu)的一種形式，機(jī) 構(gòu)形式很多，工作原理類(lèi)似。 槽輪機(jī)構(gòu) 的選擇： 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇多 滾子外槽輪機(jī)構(gòu)。 槽輪機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 小組成員： 陳雋 李穎華 俞蓓君 謝謝！
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