機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-糕點(diǎn)切片機(jī)

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1、計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 課 程 設(shè) 計(jì) 的 內(nèi) 容 和 要 求 一、 工作原理及工藝動(dòng)作簡(jiǎn)介 糕點(diǎn)先成型（如長(zhǎng)方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。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)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)移動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切 片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片厚度的 需要。 二、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 （1） 糕點(diǎn)厚度：10~20mm （2） 糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度（亦即切片的高）范圍：5~80mm （3） 切刀切片時(shí)最大作用距離（亦即切片的的寬度方向）：300mm （4） 切片工作節(jié)拍；30次/min。 （5） 生產(chǎn)阻力很小，要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、

2、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。 （6） 電動(dòng)機(jī)可選用（或），1450r/min。 三、 設(shè)計(jì)任務(wù) 任務(wù)：對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行工作原理和工藝動(dòng)作分解；根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬 疋運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；進(jìn)仃執(zhí)仃機(jī)構(gòu)選型；構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案；進(jìn)仃的選擇和評(píng)疋， 確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)的總體方案；根據(jù)任務(wù)書(shū)中的技術(shù)參數(shù)，確定該機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速 比和變速機(jī)構(gòu)，作出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；對(duì)相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體尺度進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。 要求有設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（＞ 10頁(yè)），相關(guān)圖紙1?2張。（有條件的要求用三維動(dòng) 畫(huà)表述）。 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 工作原理分析、工藝動(dòng)作分析、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型和擬定 運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、繪制運(yùn)動(dòng)

3、循環(huán)圖 機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì) 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)小結(jié) 參 考 資 料 《機(jī)械原理》（第二版），朱理主編，咼等教育出版社 《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，戴娟主編，，咼等教育出版社 《AUTO CAD201（實(shí)用教程》，段紹娥/主編，中南大學(xué)出版社 指 導(dǎo)教師（簽字）： 湯迎紅 2012 年6月10日 1. 設(shè)計(jì)題目：糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理：糕點(diǎn)先成型（如長(zhǎng)方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。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)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)移動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切 片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片

4、厚度的需要。 設(shè)計(jì)要求： （1） 糕點(diǎn)厚度：10~20mm （2） 糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度（亦即切片的高）范圍：5~80mm （3） 切刀切片時(shí)最大作用距離（亦即切片的的寬度方向）：300mm （4） 切片工作節(jié)拍;30r/min。 （5） 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。 （6） 電動(dòng)機(jī)可選用（或），1450r/min。 2. 工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)工藝過(guò)程，機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件（一個(gè)輸送履帶和一把切刀） 兩個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式如下所示： （1） 送料：要求輸送履帶沿著水平方向做間歇的直線移動(dòng)，將待加工的糕點(diǎn)送至預(yù)定的 位置進(jìn)行加工。 （

5、2） 切片：要求切刀是安裝在鉛垂方向運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)構(gòu)件上， 隨著構(gòu)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng), 將位于加工位置上的原料快速切削以使切片刀口整齊平滑。 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)。 3. 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 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)的直線間歇運(yùn)動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 工藝動(dòng)作順序：電機(jī)啟動(dòng)后，進(jìn)行糕點(diǎn)的送進(jìn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)切片鉛垂向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)送 進(jìn)停止（糕點(diǎn)停止）后，切刀切割糕點(diǎn)，切割完成（切刀退出糕點(diǎn)）后，切割完畢后， 完成一次循環(huán)。 表1.運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 主軸轉(zhuǎn)角 0o 30o 60o 90o 120o 150o 180o 210o 240

6、o 270o 300o 330o 360o 90o 270o 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu) 運(yùn)動(dòng) 60o 靜止 180o 300o 運(yùn)動(dòng) 切口機(jī)構(gòu) 切片靜止 切片下降 切片上升 切片靜止 4. 糕點(diǎn)切片機(jī)的功能分析 實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)切片機(jī)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)應(yīng)有下面幾種基本功能： ① 在輸送履帶送料時(shí)，切刀不能接觸到待加工的糕點(diǎn) ② 進(jìn)行切片時(shí)，輸送履帶必須是靜止不動(dòng)的 ③ 輸送履帶的運(yùn)動(dòng)要具有間歇性 ④ 切刀的運(yùn)動(dòng)要具有往復(fù)性 ⑤ 輸送履帶與切刀要能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合運(yùn)動(dòng) 5. 機(jī)構(gòu)的選型 表2.二執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸

7、輪機(jī)構(gòu) 切口機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 根據(jù)表2所示的兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，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： 方案一：棘輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。 缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。 方案二：槽輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，能準(zhǔn)確地控制轉(zhuǎn)角， 能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。 缺點(diǎn)：主要是在槽輪的啟動(dòng)和停止時(shí)加速度變化大、具有柔性沖擊，且隨著轉(zhuǎn)速的增加 或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，因此不適用于高速的場(chǎng)合。 方案三：不完全齒輪機(jī)構(gòu)

8、 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，設(shè)計(jì)時(shí)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在 較大范圍內(nèi)變化。 缺點(diǎn)：在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，速度有突變，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。 方案四：凸輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；從動(dòng)件可以實(shí)現(xiàn)任意設(shè)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 缺點(diǎn)：凸輪輪廓形狀復(fù)雜，制造困難；由于點(diǎn)、線接觸，壓強(qiáng)大，易磨損。 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇：槽輪機(jī)構(gòu)可以滿足間歇直線傳動(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)的選型 表3.切口機(jī)構(gòu)的比較 性能指標(biāo) 具體項(xiàng)目 評(píng)價(jià) 連桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)  機(jī)構(gòu)示意圖 功能 運(yùn)動(dòng)規(guī)律形式 任意性較

9、差，只能達(dá)到 有限個(gè)精確位置 基本上能任意 傳動(dòng)精度 較高 較高 工作性能 應(yīng)用范圍 較廣 較廣 可調(diào)性 較好 較差 運(yùn)轉(zhuǎn)速度 高 較高 承載能力 較大 較小 性能指標(biāo) 具體項(xiàng)目 評(píng)價(jià) 連桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 動(dòng)力性能 加速度峰值 較大 較小 嘈聲 較小 較大 耐磨性 耐磨 差 可靠性 可靠 可靠 經(jīng)濟(jì)性 制造難易程度 易 難 制造誤差敏感 不敏感 敏感 調(diào)整方便性 方便 較麻煩 能耗 一般 一般 結(jié)構(gòu)緊湊 尺寸 較大 較小 重量 較輕 較重 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 切口運(yùn)動(dòng)機(jī)

10、構(gòu)的選擇：綜合考慮以上二者的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，我們選擇凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī) 構(gòu)的綜合作為切口機(jī)構(gòu)。 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。 6. 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比 i總=門(mén)電機(jī)/n執(zhí)行主軸 =1450/30=145/3 所以，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng)，減速為 240r/min ,起速比為145/24 ; 第二級(jí)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，減速為 30r/min，其傳動(dòng)比為& 減速帶輪的尺度設(shè)計(jì) 圖減速帶減速帶輪尺度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)皮帶輪 減速皮帶輪 半徑r/mm 2

11、4 145 減速齒輪設(shè)計(jì) 圖減速輪系速輪系的設(shè)計(jì) 幾何 參數(shù) 模數(shù) m 齒數(shù) z 壓力角 a 齒頂咼系數(shù) * ha 頂隙系數(shù)c* 齒輪1 4mm 16 20 1 齒輪2 4mm 32 20 1 齒輪3 4mm 20 20 1 齒輪4 4mm 80 20 1 齒輪5 4mm 50 20 1 齒輪6 4mm 40 20 1 齒輪7 4mm 50 20 1 齒輪8 4mm 40 20 1 7. 送料機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 圖送料機(jī)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

12、 、I 1 yz 參數(shù) 幾何尺寸 槽數(shù)Z 4 圓銷數(shù)n 1 中心距L/mm 80 回轉(zhuǎn)半徑R/mm 圓銷半徑r/mm 槽頂半徑s/mm 槽深h/mm 43 撥盤(pán)軸頸dl/mm 10 槽輪軸頸d2/mm 15 槽頂側(cè)壁厚b/mmm 4 鎖止弧半徑ro/mm 8. 切片凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖切片凸輪機(jī)構(gòu) 表7.切片凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 參數(shù) 幾何尺寸 凸輪機(jī)構(gòu) 基圓ro/mm 30 行程h/mm 60 推程角& 0 120 遠(yuǎn)休止角& 01 60 回程角& o 120 近休止角& 01 60 連桿機(jī)構(gòu) La

13、b/mm 70 Lao/mm 50 Lbc/mm 30 Lcd/mm 80 9. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 10. 參考資料 [1] .《機(jī)械原理》（第二版），朱理主編，高等教育出版社 [2] .《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，戴娟主編，高等教育出版社 [3] .《AUTO CAD201實(shí)用教程》，段紹娥/主編，中南大學(xué)出版社 11. 設(shè)計(jì)總結(jié) 為期一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，作為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，這是一次設(shè)計(jì)的嘗試，在嘗試 這過(guò)程中，我們付出了，努力了，同時(shí)也收獲了。 在剛開(kāi)始的時(shí)候，我們這個(gè)組的幾位成員都想做出一個(gè)自己認(rèn)為比較好的設(shè)計(jì)方案 來(lái)，但是隨后發(fā)現(xiàn)要想設(shè)計(jì)一個(gè)好的方案并不

14、是一件很容易的事。它要求我們做到很多 方面的事情，而且有很多事情必須努力去做。雖然我們不怕吃苦，但是時(shí)間必定有限， 也考慮到自身知識(shí)水平有限，所以我們就選擇了 “糕點(diǎn)切片機(jī)”這個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)的設(shè) 計(jì)課題。 在這一周的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了許多新的知識(shí)和思路，也認(rèn)識(shí)到了自己是多 么的無(wú)知，在知識(shí)的汪洋大海面前，我們還有許多東西需要學(xué)習(xí)，需要給自己充電。在 軟件方面的知識(shí)，我還很欠缺，比如說(shuō) CAD UG Word等一些常用的軟件，雖然基本的 操作會(huì)了，但不精，以后在這方面多下功夫；還有就是對(duì)于理論知識(shí)的掌握太少，比如 說(shuō)對(duì)于常見(jiàn)的傳動(dòng)裝置的掌握就太少，對(duì)于傳動(dòng)比的分配也不是很清楚，對(duì)于數(shù)據(jù)的計(jì) 算與處理并不能做到游刃有余等，這都需要我能夠打牢理論知識(shí)，為以后的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn) 備。當(dāng)然，我從中也學(xué)到了不少東西，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們要利用身邊的資源查閱自己 需要的信息，比如去圖書(shū)館翻閱資料，在網(wǎng)上查詢資料；同時(shí)，我與同學(xué)多合作、多交 流，也培養(yǎng)了我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 理論上雖完成，但機(jī)器的許多結(jié)構(gòu)尺寸還要進(jìn)一步深入計(jì)算分析，遠(yuǎn)超出我們的知 識(shí)范圍。因此這個(gè)機(jī)器到底能否投入生產(chǎn)還有待考慮。不管怎樣，經(jīng)歷本身就是財(cái)富。 這次課程設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我們的合作精神，將我們所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于具體的生產(chǎn)實(shí)踐之 中，也使我們看到了自己的不足之處，為以后的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。