畢業(yè)設(shè)計(jì) 食品切斷裝置的設(shè)計(jì)
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分 類 號(hào)
密 級(jí)
寧寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
食品切斷裝置的設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
機(jī)電學(xué)院
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
08機(jī)自1班
姓 名
沈鑫斌
學(xué) 號(hào)
08141010119
指導(dǎo)老師
楊光
2012 年 3 月 30 日
誠(chéng) 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《食品切斷裝置的設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
2012年 3 月 30 日
III
摘 要
目前國(guó)產(chǎn)的設(shè)備大多是對(duì)國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品的簡(jiǎn)單仿制，因此針對(duì)食品機(jī)械關(guān)鍵部件的深入研究，對(duì)原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、功能等分析，提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作方便、機(jī)械化程度高、使用范圍廣的食品機(jī)械是很有必要的。
本文在分析食品機(jī)械的工藝和使用要求的基礎(chǔ)上，通過對(duì)關(guān)鍵部件的理論分析，提出一種實(shí)用、簡(jiǎn)單、可靠和通用的傳動(dòng)系統(tǒng)，將結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等做了較為詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì);本文分析各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，提出可行的優(yōu)化結(jié)構(gòu)滿足切割工藝;對(duì)關(guān)鍵部件提出完整的設(shè)計(jì)方法，旨在滿足市場(chǎng)需求，推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新步伐。
本文借助了Autocad，pro/e等軟件分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析的方法，可以應(yīng)用于其它類型食品機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和分析中。
關(guān)鍵詞：食品機(jī)械 ，傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
Abstract
As the demand for food diversification, personalization, automatic powder food machine applications more generally. Most of the current China-made equipment is to copy。
Simple import of imitation products, the automatic food machine for powder-depth study of key components, the basic principles, structure, movement, functional analysis, to provide a simple and reliable structure, convenient operation, high degree of automation with a wide range of food machines is necessary.
Based on the analysis of powder food machine automatic food processes and the use of the requirements on the basis of the key components of the theoretical analysis, a practical, simple, reliable and versatile drive system, a single package for the bag to expand the size and output of long adjustable structure; for delivery of the film structure, the structure of closed traction, closed-end structure, such as cutting off key parts of the design principles, structural features, such as doing a more detailed study and design; This paper analyzes the law of the Kinematics , optimizing the structure and put forward feasible to meet the food process; a key component of a complete design method, designed to meet the market demand,Promoting innovation.
In this paper, using the autocad, pro/e, such as movement of software analysis and structural design, such as the use of computer-aided design and analysis methods can be applied to other types of food equipment design and analysis.
Key Words: automatic food machine, technology transmission, structure designing, CAD
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒 論 1
1.1食品切斷裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍 1
1.2食品裝置(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1
1.3 食品裝置(機(jī)械)研究開發(fā)的意義 4
第2章 課題研究的內(nèi)容及要求 5
2.1課題研究?jī)?nèi)容 5
2.2 課題的研究要求 5
第3章 食品切斷裝置的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 6
3.1選擇電動(dòng)機(jī)的條件 6
3.2 電動(dòng)機(jī)類型的選擇及功率的確定 6
3.3傳動(dòng)方案的確定 8
3.4各級(jí)傳動(dòng)比的確定 9
第4章 切斷裝置的設(shè)計(jì) 10
4.1切斷裝置間歇比的分配 10
4.1.1 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 10
4.1.2 凸輪式間歇機(jī)構(gòu) 11
4.1.3切斷裝置間歇比的分配 11
4.2 不完全齒輪機(jī)構(gòu)副設(shè)計(jì) 12
4.2.1 基本型式與嚙合特性 12
4.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 14
4.2.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式及工作圖 20
4.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
4.4 刀架設(shè)計(jì) 25
4.5 軸(凸輪,小齒輪)設(shè)計(jì) 26
4.6 刀架上下導(dǎo)桿設(shè)計(jì) 27
4.7 刀架固定定位板設(shè)計(jì) 27
4.8 銷軸(位于凸輪和刀架間)設(shè)計(jì) 28
4.9 軸承座(軸上兩端)設(shè)計(jì) 29
4.10 箱體設(shè)計(jì) 30
4.11切斷裝置的其它部件設(shè)計(jì) 31
總結(jié)與展望 32
參考文獻(xiàn) 33
致 謝 34
第1章 緒論
第1章 緒 論
1.1食品切斷裝置(機(jī)械)的應(yīng)用及適用范圍
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生活中，絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要經(jīng)過機(jī)械加工來提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。而有些產(chǎn)品的包裝要借助包裝技術(shù)及裝備。所以包裝設(shè)備在包裝過程中是不可或缺的工藝手段。
食品切斷裝置是包裝設(shè)備中較為重要的一種機(jī)械設(shè)備形式，可廣泛應(yīng)用于一般塊狀食品的包裝，尤其適用于大批量的轉(zhuǎn)移、稱重、封口 、碼放等過程。利用小型自動(dòng)包裝機(jī)械包裝是提高裝袋速度，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的有效方法。
1.2食品裝置(機(jī)械)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況
食品機(jī)械，最初是由美國(guó)于上世紀(jì)五十年代開發(fā)出來的產(chǎn)品。后來日本得到發(fā)展，并于上世紀(jì)六七十年代隨日本經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，技術(shù)性能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。
上世紀(jì)八十年代初，我國(guó)大量引進(jìn)食品機(jī)械并生產(chǎn)出自己的產(chǎn)品。以日清品牌為代表，主要針對(duì)方便面生產(chǎn)線配套使用。上世紀(jì)九十年代，這種機(jī)型開始大量用于糧食流通，同時(shí)派生出各種各樣的類似包裝機(jī)。隨著機(jī)電一體化的應(yīng)用，粉料自動(dòng)包裝也向著高速全自動(dòng)模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新。
現(xiàn)今國(guó)外開發(fā)的食品機(jī)械已極其人性化:高速、節(jié)能、全自動(dòng)、模塊化。
就國(guó)內(nèi)外食品機(jī)械的開發(fā)情況來看，主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行:
(l)不斷擴(kuò)大其通用能力，以滿足多種屬性粉料的包裝。
(2)高速全自動(dòng)，配備微機(jī)控制系統(tǒng)，借助預(yù)先儲(chǔ)存的程序控制多臺(tái)伺服電機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
(3)參數(shù)化調(diào)整和設(shè)置，對(duì)主要操作部件(供送、袋成型、牽引、封切等)作適當(dāng)調(diào)整有關(guān)工作參數(shù)，便可在較寬的尺寸范圍內(nèi)，滿足不同品種不同尺寸的包裝。
(4)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)供送、牽引、封切等主要部件進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立并又能較為自由組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足臥式組合和立式組合的包裝機(jī)。
德國(guó)與美國(guó)、日本、意大利均為世界食品機(jī)械機(jī)械大國(guó)。在食品機(jī)械機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國(guó)食品機(jī)械機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的，其，目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿足客戶要求，德國(guó)食品機(jī)械機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門采取了諸多措施：?
??? ?(1)工藝流程自動(dòng)化程度越來越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性。采用機(jī)械手完成復(fù)雜的動(dòng)作。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。?
????(2)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿足生產(chǎn)要求。德國(guó)食品機(jī)械機(jī)械以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和塑料食品機(jī)械機(jī)械見長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)12萬(wàn)瓶/h，小袋食品機(jī)械機(jī)的包裝速度高達(dá)900袋／min。?
?? ??(3)使產(chǎn)品機(jī)械和食品機(jī)械機(jī)械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問題。?
????(4)適應(yīng)產(chǎn)制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因此要求食品機(jī)械機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，使食品機(jī)械機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性的要求。?
????(5)普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快，德國(guó)食品機(jī)械機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了食品機(jī)械機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)周期.
????食品機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6％～8％，其他的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
我國(guó)食品機(jī)械行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界食品機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。?
???? 食品機(jī)械作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指食品機(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指食品機(jī)給用戶提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指食品機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等。所以食品機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說明書編寫及售后服務(wù)預(yù)案等。?
??? ?食品機(jī)械設(shè)計(jì)的類別主要有：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)。如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1．6～4萬(wàn)瓶/h，其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì)。?
???? 由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)就屬于改進(jìn)、開發(fā)性設(shè)計(jì)。對(duì)于中低速運(yùn)行的食品機(jī)，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。而高速運(yùn)行的食品機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外的同類機(jī)型，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。其主要的原因是：(1)大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如高速食品機(jī)械的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等，對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)精度分析等問題還不能模擬解決；(2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn)；(3)整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀調(diào)控的力度，優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理的配置與調(diào)整。?
????在食品機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書尋找同類機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件，部件；(5)設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；(6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對(duì)主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。?
????而今，國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件，可以對(duì)食品機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，其開發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計(jì)的能力，但在實(shí)際食品機(jī)械的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍。?
????新型食品機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計(jì)人員不了解食品機(jī)械的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說以前我國(guó)食品機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。
我國(guó)食品行業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績(jī)是顯著的，其起步于20世紀(jì)70年代末，剛起步時(shí)年產(chǎn)值僅七、八千萬(wàn)元，產(chǎn)品品種僅100 余種，技術(shù)水平也較低。在20紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)年代中期十余年的時(shí)間里，才得到快速發(fā)展，年增長(zhǎng)率達(dá)到20%—30% ，到1999年底塑料和食品機(jī)械達(dá)40 大類，品種達(dá)1700種，到2000年產(chǎn)值增加到300億元，且技術(shù)水平也上了個(gè)臺(tái)階，開始出現(xiàn)了規(guī)?；?、自動(dòng)化趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備也開始出現(xiàn)，許多食品機(jī)械如液體塑料灌裝機(jī)等設(shè)備已開始成套出口。
1.3 食品裝置(機(jī)械)研究開發(fā)的意義
針對(duì)國(guó)內(nèi)許多部門對(duì)食品切斷機(jī)械的需求，本設(shè)計(jì)著重探討食品切斷機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊化結(jié)構(gòu)，開發(fā)出具有包裝速度快，通用性好以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、操作方便、自動(dòng)化程度高的新穎食品切斷機(jī)械，對(duì)我國(guó)食品行業(yè)發(fā)展有著積極的意義。
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第2章 課題研究的內(nèi)容及要求
第2章 課題研究的內(nèi)容及要求
2.1課題研究?jī)?nèi)容
食品機(jī)械的切斷裝置是食品加工業(yè)常用的一種設(shè)備，它主要用于各種食品的分割或整形。
圖2-1流水線機(jī)架尺寸
本課題的切斷裝置安裝在生產(chǎn)流水線上，流水線機(jī)架尺寸如上圖,用調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來控制切斷點(diǎn)的間隔，采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，讓刀片以垂直的角度與糕體接觸。
2.2 課題的研究要求
(1)該裝置刀體上下運(yùn)動(dòng)的頻率為每秒鐘4～5次；刀體完成一次動(dòng)作的時(shí)間與停歇時(shí)間之比約為1：19。為了對(duì)流水線上的糕體進(jìn)行定長(zhǎng)分割，擬采用一套不完全齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)刀體的間歇運(yùn)動(dòng)，并利用凸輪機(jī)構(gòu)來轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式。完成該切斷裝置的設(shè)計(jì)。
(2)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪等主要零部件進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校驗(yàn)；
(3)繪制總裝圖和主要零件圖；
(4)撰寫10000字以上的設(shè)計(jì)說明書一份。
第3章 食品切斷裝置的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
第3章 食品切斷裝置的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
3.1選擇電動(dòng)機(jī)的條件
合理選擇電動(dòng)機(jī)類型，對(duì)工作機(jī)械有效的工作，以及機(jī)組運(yùn)行的可靠性、安全、節(jié)能及降低設(shè)備造價(jià)都有重要意義。
電動(dòng)機(jī)類型的選擇要從負(fù)載的要求出發(fā)，考慮工作條件，負(fù)載性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、供電情況等，盡量滿足下述各方面的要求：
1．機(jī)械特性
由電動(dòng)機(jī)類型決定的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械機(jī)械特性配合要適當(dāng)，機(jī)組穩(wěn)定工作；電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、牽入轉(zhuǎn)矩等性能均能滿足工作機(jī)械的要求。
2．轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足工作機(jī)械要求，其最高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速變化率、穩(wěn)速、調(diào)速、變速等性能均能適應(yīng)工作機(jī)械運(yùn)行要求。
3．運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性
從降低整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗及電動(dòng)機(jī)的綜合成本來考慮選擇電動(dòng)機(jī)類型，針對(duì)使用情況選擇不同效率水平的電動(dòng)機(jī)類型；對(duì)一些使用時(shí)間很短、年使用時(shí)數(shù)也不高的機(jī)械，電動(dòng)機(jī)效率低些也不會(huì)使總能耗產(chǎn)生較大的變化，所以并不注重電動(dòng)機(jī)的效率：但另一類年利用小時(shí)較高的機(jī)械，如空調(diào)設(shè)備、循環(huán)泵、冰箱壓縮機(jī)等，就需要選用效率高的電動(dòng)機(jī)以降低總能耗。
3.2 電動(dòng)機(jī)類型的選擇及功率的確定
本機(jī)器的動(dòng)力選用交流380V。食品切斷裝置械中常用的電機(jī)由于整個(gè)載荷比較小，工作速度為240r/s。
電動(dòng)機(jī)的功率可按下式估算
式中： ——電動(dòng)機(jī)功率 ；
——負(fù)載力矩 ；
——負(fù)載轉(zhuǎn)速 ；
——傳動(dòng)裝置的效率，初步估算取0.9；
系數(shù)1.5～2.5為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取1.5
p
如果用直流電機(jī)，由于受轉(zhuǎn)速和力矩的影響，要配減速器。
而如果用步進(jìn)電機(jī)，控制位置精度比較高可以達(dá)到 1.8 度。而且不需要減速器避免造成結(jié)構(gòu)冗繁。因此選擇步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)作為一種新型的自動(dòng)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，進(jìn)入了一些高、精、尖的控制領(lǐng)域。步進(jìn)電機(jī)雖然有一些不足，如啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大時(shí)易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖，且一般無過載能力，往往需要選取有較大轉(zhuǎn)距的電機(jī)來克服慣性力矩。但步進(jìn)電機(jī)點(diǎn)位控制性能好，沒有積累誤差，易于實(shí)現(xiàn)控制，能夠在負(fù)載力矩適當(dāng)?shù)那闆r下，以較小的成本與復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)電機(jī)的同步控制。
因此，選擇了北京和利時(shí)公司的 57BYG250E-0152 型號(hào)電機(jī)。靜轉(zhuǎn)矩為 1.5 NM 。該電機(jī)在相近產(chǎn)品中具有在轉(zhuǎn)速變高一定范圍內(nèi)能夠保持平穩(wěn)的力矩。其力矩隨轉(zhuǎn)速的
關(guān)系如下圖所示。
圖3-2 電機(jī)轉(zhuǎn)矩圖
下面是所選電機(jī)的外形尺寸。
圖3-3
3.3傳動(dòng)方案的確定
不完全齒輪機(jī)構(gòu)
工作原理及特點(diǎn)
工作原理：在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從動(dòng)輪靜止。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、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)：從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。
根據(jù)題設(shè)條件, 可知凸輪帶動(dòng)刀架上下運(yùn)動(dòng)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速為4-5次/min,換算一下也就是帶動(dòng)凸輪的軸的轉(zhuǎn)速為240-300r/s. 還有條件刀體完成一次動(dòng)作的時(shí)間與停歇時(shí)間之比約為1：19。那么結(jié)合具體架結(jié)構(gòu)要求分配間歇時(shí)間。
圖3-4 切斷裝置傳動(dòng)原理圖
電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶動(dòng)切斷裝置傳動(dòng)(切斷裝置由輸入軸帶動(dòng)不完全齒輪傳動(dòng),帶動(dòng)小齒輪及其軸傳動(dòng),帶動(dòng)凸輪刀架上下運(yùn)動(dòng)).
3.4各級(jí)傳動(dòng)比的確定
刀架每分鐘上下4次,即對(duì)應(yīng)的軸轉(zhuǎn)速為240r/s。
第4章 切斷裝置的設(shè)計(jì)
第4章 切斷裝置的設(shè)計(jì)
4.1切斷裝置間歇比的分配
4.1.1 不完全齒輪機(jī)構(gòu)
它由一個(gè)或幾個(gè)齒的不完全齒輪1，具有正常輪齒和帶鎖止弧的齒輪2及機(jī)架組成。在輪1主動(dòng)等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)中，當(dāng)主動(dòng)輪1上的輪齒與從動(dòng)輪2的正常齒相嚙合時(shí)，主動(dòng)輪1驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)主動(dòng)輪1的鎖止弧s1與從動(dòng)輪2的鎖止弧s2接觸時(shí)，則從動(dòng)輪2停歇不動(dòng)并停止在確定的位置上，從而實(shí)現(xiàn)周期性的單向間歇運(yùn)動(dòng)。圖1所示的不完全齒輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪1每轉(zhuǎn)1周，從動(dòng)輪2只轉(zhuǎn)1/4周。
不完全齒輪機(jī)構(gòu)有外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)嚙合不完全機(jī)構(gòu)。如圖1和圖2所示兩種形式，一般常見外嚙合形式。外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)，兩輪轉(zhuǎn)向相反。內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)，兩輪轉(zhuǎn)向相同。
圖 4-1-1 內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu) 圖4-1-2外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)
不完全齒輪機(jī)構(gòu)與其他間歇運(yùn)動(dòng)
機(jī)構(gòu)相比，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方
便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的
比例不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。缺點(diǎn)是從
動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)開始和終止時(shí)，角速度有
突變，沖擊較大，故一般只用于低速
或輕載場(chǎng)合。如果用于高速，則可安
裝瞬心附加桿使從動(dòng)件的角速度由零 圖4-1-3 齒條不完全齒
輪機(jī)構(gòu)逐漸增加到某一數(shù)值，以使機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)。
不完全齒輪機(jī)構(gòu)常用于多工位自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位及某些間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)中，如蜂窩煤壓制工作臺(tái)轉(zhuǎn)盤的間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)等。
其它不完全齒輪機(jī)構(gòu)，如圖3所示為齒條與不完全齒輪機(jī)構(gòu)，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤通過銷帶動(dòng)不完全齒輪擺動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.1.2 凸輪式間歇機(jī)構(gòu)
圖4所示是一種圓柱凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪1為具有曲線溝槽的圓柱凸輪，從動(dòng)件2則為均布有柱銷3的圓盤。當(dāng)主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，撥動(dòng)柱銷3，使從動(dòng)圓盤2作間歇運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)圓盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€可滿足機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。不過，凸輪加工較復(fù)雜，加工精度要求較高，裝配調(diào)整的要求也較嚴(yán)格。這種機(jī)構(gòu)常用在輕載情況下的間歇運(yùn)動(dòng)（如火柴包裝機(jī)），間歇運(yùn)動(dòng)的頻率每分鐘可高達(dá)1500次左右。
凸輪式間歇機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)動(dòng)可靠、傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力較大；轉(zhuǎn)盤可以實(shí)現(xiàn)任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)要求；轉(zhuǎn)盤停歇時(shí)一般依靠凸輪棱邊進(jìn)行定位，不需要附加任何定位裝置。缺點(diǎn)是凸輪加工精度要求較高。因此，凸輪式間歇機(jī)構(gòu)常用于各種高速機(jī)械的分度、 圖4-1-4
轉(zhuǎn)位裝置和步進(jìn)機(jī)構(gòu)中。
4.1.3切斷裝置間歇比的分配
根據(jù)題設(shè)，刀體完成一次動(dòng)作的時(shí)間與停歇時(shí)間之比約為1：19。機(jī)構(gòu)設(shè)定的結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體實(shí)際，確定通過不完全齒輪副的動(dòng)作時(shí)間/該機(jī)構(gòu)周期時(shí)間取1：5，凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的時(shí)間/該機(jī)構(gòu)周期時(shí)間為1：4。那么總的間歇比為1：(5×4-1)=1:19。
4.2 不完全齒輪機(jī)構(gòu)副設(shè)計(jì)
圖4-1-5
如上圖示，不完全齒輪的輪齒部分只占整個(gè)圓周的72°，也就是72°/360°=1/5,這樣大齒輪的齒數(shù)和小齒輪的齒數(shù)和模數(shù)都相同。當(dāng)不完全齒輪對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周也只能帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周。那樣就可以實(shí)現(xiàn)不完全齒輪副的動(dòng)作時(shí)間/該機(jī)構(gòu)周期時(shí)間取1：5。
不完全漸開線齒輪機(jī)構(gòu)能將主動(dòng)輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)輪的間歇運(yùn)動(dòng)。其動(dòng)停時(shí)間比不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制，制造方便，但是從動(dòng)輪在每次間歇運(yùn)動(dòng)的始末有劇烈沖擊，故一般只用于低速，輕載及機(jī)構(gòu)沖擊不影響正常工作的場(chǎng)所。若設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)可改善機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能。
4.2.1 基本型式與嚙合特性
不完全齒輪機(jī)構(gòu)分外嚙合與內(nèi)嚙合兩類（圖4-2-22、4-2-23）。機(jī)構(gòu)由三部分組成：主動(dòng)輪1與 2；一對(duì)鎖止弧3，主動(dòng)輪上的凸弧和從動(dòng)輪上的凹弧可以直接切出或裝配而成，也可單獨(dú)制成一對(duì)鎖止弧；緩沖結(jié)構(gòu)，用以緩和或消除間歇涌動(dòng)始.末時(shí)的劇烈沖擊，改善機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能。本節(jié)只討論沒有緩沖結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與尺寸設(shè)計(jì)。
根據(jù)工作特點(diǎn),在這選擇外嚙合齒輪副。
圖4-2-22 圖4-2-23
不完全齒輪的嚙合特性：每一次簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，可以只由一對(duì)齒嚙合來完成，也可以由若干對(duì)齒來完成。不完全齒輪機(jī)構(gòu)首.末二對(duì)齒的嚙合過程與完全齒輪機(jī)構(gòu)不同，而中間各對(duì)齒的嚙合過程與完全齒輪相同。首對(duì)齒：從動(dòng)輪所處的靜止位置，應(yīng)使主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)其首齒S能順利地通過二輪頂圓右側(cè)交點(diǎn)G，從動(dòng)輪具有鎖止弧的齒K嚙合（圖4-2-24a b）。
首嚙點(diǎn)E由從動(dòng)輪的靜止位置決定，它可能位于從動(dòng)輪齒頂圓弧上（圖b）或嚙合線段BP上（圖a）。首齒開始推動(dòng)從動(dòng)輪.鎖止弧恰好脫開。輪齒在段嚙合時(shí)，從動(dòng)輪變速轉(zhuǎn)動(dòng)；E點(diǎn)離B點(diǎn)越遠(yuǎn)，則開始嚙合時(shí)沖擊越大；齒輪在段嚙合時(shí)，從動(dòng)輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如所選參數(shù)滿足連續(xù)傳動(dòng)條件，則第一對(duì)齒到B點(diǎn)終止嚙合時(shí)，第二對(duì)齒已進(jìn)入嚙合。
末對(duì)齒：末對(duì)齒嚙合至B點(diǎn)時(shí)，因無后續(xù)齒所以并不立即脫齒，而以主動(dòng)齒頂尖角與從動(dòng)末齒根部嚙合，經(jīng)圓弧，最終于二頂圓左側(cè)交點(diǎn)F處分離。在段嚙合過程中，從動(dòng)輪角速度逐漸降低。在F點(diǎn)終止嚙合時(shí)，鎖止弧恰好鎖住，從動(dòng)輪突然停止。
中間各對(duì)齒開始嚙合與B點(diǎn)，終止嚙合于B點(diǎn)。
圖4-2-24ab
僅由一對(duì)齒嚙合來完成一次間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)，嚙合軌跡的前半段EBP（或EP）與首對(duì)齒的前半段相同；后半段PBF與末對(duì)齒的后半段相同。
同時(shí)看到，由于嚙合軌跡較長(zhǎng)，每次間歇運(yùn)動(dòng)中，從動(dòng)輪所轉(zhuǎn)過的角度較大，其中包含的周節(jié)數(shù)為z
z=z-1+k (4-2-1)
式中z——一次間歇運(yùn)動(dòng)中，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)；
k——鎖止弧覆蓋部分所包含的周節(jié)數(shù)加上0.5，一般k取整數(shù)。當(dāng)z=1時(shí)，從動(dòng)輪每次轉(zhuǎn)過k個(gè)周節(jié)。
4.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算
（1）k值與首.末齒齒頂高、的確定
從動(dòng)輪的靜止位置由二齒頂圓的交點(diǎn)F確定，當(dāng)模數(shù)m.壓力角α和布滿齒后的假象齒數(shù)確定后，可通過改變齒頂高來改變F點(diǎn)的位置。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)步驟，通常取k為整數(shù)，從動(dòng)輪在靜止位置時(shí)鎖止弧對(duì)稱與連心線OO，從動(dòng)輪齒頂高系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值=1，而僅改變主動(dòng)輪首,末二齒的齒頂高系數(shù)、。
為保證從動(dòng)輪每次轉(zhuǎn)位前都具有相同的靜止位置，應(yīng)使從動(dòng)輪過（2β-δ）的角度內(nèi)，恰好包含K個(gè)周節(jié)（圖4-2-25）
即 K==整數(shù) (4-2-2)
式中β為從動(dòng)輪具有標(biāo)準(zhǔn)齒頂高，主動(dòng)輪為修正齒頂高h(yuǎn)as=ham時(shí)，二頂圓交點(diǎn)G，F(xiàn)所對(duì)從動(dòng)輪中心角之半 =
（4-2-3）
圖4-2-25ab
δ為=1時(shí)從動(dòng)輪吃頂圓齒槽所對(duì)中心角
（4-2-4）
為從動(dòng)輪齒頂壓力角，其中（）值應(yīng)化成度數(shù)后代入
（4-2-5）
將式（4-2-4）~式（4-2-6）代入式（4-2-2）后，仍有兩個(gè)未知數(shù)K、，不能直接解得。可先假定求出近視值和（圖4-2-25b）。這時(shí)可能不是整數(shù)。
令±小數(shù)=整數(shù)，并解出。當(dāng)+小數(shù)=整數(shù)時(shí)，>1;當(dāng)小數(shù)=整數(shù)時(shí)，<1。式中“±”應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)要求和考慮到加工的方便來確定。
K值與假象齒數(shù)，分度圓壓力角α，齒頂高系數(shù)、有關(guān)，而與模數(shù)無關(guān)。表4-2-74列出α=20°，=1時(shí)，不產(chǎn)生齒頂干涉的主動(dòng)輪末齒齒頂高系數(shù)與、、K的數(shù)值。
處于中間值時(shí)，不能從表中用插值法求，應(yīng)按式（4-2-2）~式（4-2-4）計(jì)算，才能保證從動(dòng)輪有確定的靜止位置。在理論上，可使=，但實(shí)際上考慮加工精度的影響，為了保證進(jìn)入嚙合時(shí)不發(fā)生齒頂干涉，取
≤ （4-2-6）
（2）連續(xù)傳動(dòng)性能
由于首齒齒頂高被修正，為避免產(chǎn)生二次沖擊，須校核首齒與第二對(duì)齒之間的重合度。 （4-2-7）
式中——主動(dòng)輪首齒的齒頂壓力角，
（4-2-8）
K與
K=1
K=2
15
0.278
0.114
0.013
1.147
1.050
0.979
0.874
0.803
0.753
0.714
K=2
20
0.085
1.085
0.892
0.759
0.661
0.587
0.481
0.410
0.359
0.320
25
1.161
0.857
0.661
0.525
0.428
0.353
0.248
0.177
0.126
0.970
K=3
30
1.019
0.708
0.511
0.376
0.277
0.203
0.979
0.859
0.773
0.707
35
0.910
0.599
0.401
0.265
0.167
0.968
0.791
0.670
0.582
0.517
40
0.837
0.523
0.323
0.188
0.964
0.838
0.659
0.538
0.450
0.382
50
0.722
0.407
0.208
0.932
0.766
0.641
0.461
0.340
0.979
0,878
K=4
60
0.651
0.334
0.135
0.806
0.640
0.514
0.334
0.925
0.790
0.688
70
0.612
0.293
0.946
0.720
0.553
0.426
0.971
0.785
0.650
0.548
80
0.552
0.235
0.884
0.657
0.489
0.362
0.860
0.674
0.539
0.436
15
20
25
30
35
40
50
60
70
80
表4-2-29
（3）鎖止弧設(shè)計(jì)
1）從動(dòng)輪鎖止凹弧的設(shè)計(jì)（圖4-2-26）
鎖止弧占有k個(gè)齒，為了保證始嚙合點(diǎn)E不致因磨損而變動(dòng)，建議鎖止弧凹弧兩側(cè)留有0.5模數(shù)的齒頂厚，其所對(duì)的中心角為
（4-2-9）
當(dāng)凹弧圓心在O時(shí)，凹弧半徑R為（mm） （4-2-10）
2）主動(dòng)輪鎖止弧設(shè)計(jì)
主動(dòng)輪首齒位于始嚙點(diǎn)E時(shí)，主動(dòng)輪上鎖止凸弧的終點(diǎn)S恰好落在連心線上（圖4-2-87）；當(dāng)主動(dòng)輪末齒到達(dá)F點(diǎn)嚙合時(shí)，主動(dòng)輪上鎖止凸弧的起點(diǎn)T也應(yīng)恰好落在連心線上（圖4-2-26）。凸弧的半徑，凸弧的圓心在O。
① 鎖止凸弧終點(diǎn)S的確定：即確定通過S點(diǎn)的向徑OS與首齒中線OMs之間的夾角Qs。
圖4-2-26、27
第一種情況：始嚙點(diǎn)E落在從動(dòng)輪吃頂圓弧段上（不包括B1點(diǎn)，圖4-2-27），即（）>（）時(shí)
（4-2-11）
——主動(dòng)輪過E點(diǎn)的向徑之間的夾角，
（4-2-12）
向徑OE與首齒中線Ms之間的夾角
（4-2-13）
——主動(dòng)輪過E點(diǎn)的壓力角， （4-2-14）
第二種情況：始嚙點(diǎn)E與B點(diǎn)重合，或落在BP段上（圖4-2-28）；即≤時(shí),當(dāng)嚙合點(diǎn)由E移動(dòng)到節(jié)P，主、從動(dòng)輪漸開線輪廓在分度圓上對(duì)應(yīng)的二點(diǎn)M、N都移到節(jié)點(diǎn)P。因此從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過角，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)角
（4-2-15）
圖4-2-28
鎖止凸弧起T的確定：即確定通過T點(diǎn)的向徑OT與末齒中線OMm之間夾角Q，（圖4-2-26）。
（4-2-16）
式中β——在終齒點(diǎn)嚙合時(shí)，主動(dòng)輪上向徑OT與OF間的夾角，
（4-2-17）
——主動(dòng)輪上頂圓齒厚所對(duì)中心角之半，
（4-2-18）
——主動(dòng)輪末齒頂圓壓力角，
（4-2-19）
（4）運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間
間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間是設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)輪在一次間歇運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以看成z=1時(shí)傳動(dòng)所需的時(shí)間與（z-1）對(duì)中間齒傳動(dòng)所需時(shí)間之和。
（s） （4-2-20）
式中n——主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min。（s） （4-2-21）重要參數(shù)之一。當(dāng)主動(dòng)輪等速
式中N——主動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，完成間歇運(yùn)動(dòng)次數(shù)。
4.2.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算公式及工作圖
（1） 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算公式
名稱
符號(hào)
計(jì)算公式
假象在主、從動(dòng)輪上布滿齒時(shí)的齒數(shù)
、
按工作條件決定 =25 =72
模數(shù)
m
按強(qiáng)度條件決定，并按GB1357-1987取標(biāo)值
壓力角
α
Α=20°
主、從動(dòng)輪的標(biāo)準(zhǔn)齒數(shù)頂高系數(shù)
中心距
α
(mm) 75
主動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)輪完成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的次數(shù)
N
按工作要求決定
在每次間歇運(yùn)動(dòng)中，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過角度內(nèi)所包含的周節(jié)數(shù)
按設(shè)計(jì)要求決定
的一對(duì)齒輪，齒頂圓交點(diǎn)、所對(duì)的從動(dòng)輪中心角之半
時(shí)，從動(dòng)輪的齒頂壓力角
時(shí)，從動(dòng)輪頂圓齒槽所對(duì)的中心角
在一次間歇運(yùn)動(dòng)中，主動(dòng)輪僅有一個(gè)齒時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過角度內(nèi)所包含的周節(jié)數(shù)，一般取整數(shù)
K
小數(shù)部分=整數(shù)
或由表4-2-74按、查得
主動(dòng)輪在相鄰二鎖止弧之間的齒數(shù)
為修正齒頂高系數(shù)時(shí)，二輪頂高系數(shù)時(shí)，二輪頂圓交點(diǎn)（F、G）所對(duì)從動(dòng)輪中心角之半
主動(dòng)輪末齒修正齒頂高系數(shù)
查表4-2-30或由下式解出
主動(dòng)輪首齒修正齒頂高系數(shù)
主動(dòng)輪首齒的齒頂壓力角
首齒與第二對(duì)齒之間的重合度
從動(dòng)輪上具有0.5模數(shù)的頂圓齒厚所對(duì)的中心角
一對(duì)鎖止弧凹弧與凸弧的半徑，中心在主動(dòng)輪軸心O
主動(dòng)輪上過齒嚙點(diǎn)E的向徑與間的夾角
主動(dòng)輪齒槽在始嚙點(diǎn)E處的壓力角
主動(dòng)輪上過始嚙點(diǎn)的向徑與首齒中間線的夾角
過主動(dòng)輪鎖止凸弧終點(diǎn)S的向徑與首齒中間線之間的夾角
第一種情況：時(shí)，
第二種情況：
在終嚙點(diǎn)嚙合時(shí)，主動(dòng)輪上向徑與之間的夾角
主動(dòng)輪末齒的齒頂壓力角
主動(dòng)輪上頂圓齒厚所對(duì)中心角之半
過主動(dòng)輪鎖止凸弧起點(diǎn)T的向徑與末齒中線之間的夾角
主動(dòng)輪等輸旋轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)輪在一次間歇運(yùn)動(dòng)中的時(shí)間，靜止時(shí)間
（s）；（s）
一次間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)間t==60/(S)式中——主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min
表4-2-30
根據(jù)GB10095-1988規(guī)定,齒輪精度等級(jí)分為12級(jí),1級(jí)最高,12級(jí)最低,常用6～9級(jí)。根據(jù)表7-8 選用7級(jí)精度的齒輪。
嚙合齒輪的幾何尺寸(不完全齒輪和小齒輪參數(shù))
名稱
符號(hào)
公式
分度圓直徑
齒頂高
齒根高
齒全高
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
齒距
齒厚
齒槽寬
中心距
頂隙
表 4-2-31
其中Z2是不完全齒輪的全齒參數(shù),齒部只有72個(gè)齒。
4.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
如上圖所示，凸輪帶動(dòng)刀架運(yùn)動(dòng)只能是在圖示90度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)刀架上下。也就是90°/360°=1/4,其實(shí)真正實(shí)現(xiàn)凸輪功能的也就是在這部分。當(dāng)其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周也只能帶動(dòng)刀架上下運(yùn)動(dòng)一次。那樣就可以實(shí)現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀架的動(dòng)作時(shí)間/該機(jī)構(gòu)周期時(shí)間取1：4。
圖4-3-1
4.4 刀架設(shè)計(jì)
固定和帶動(dòng)刀上下動(dòng)的
圖4-4-1
4.5 軸(凸輪,小齒輪)設(shè)計(jì)
固定凸輪小齒輪傳動(dòng)的軸
圖4-5-1
4.6 刀架上下導(dǎo)桿設(shè)計(jì)
圖4-6-1
4.7 刀架固定定位板設(shè)計(jì)
刀架固定定位板,固定刀架和起導(dǎo)向作用的
圖4-7-1
4.8 銷軸(位于凸輪和刀架間)設(shè)計(jì)
一端固定刀架,一端連接凸輪,實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)
圖4-8-1
4.9 軸承座(軸上兩端)設(shè)計(jì)
固定軸承,防止軸承跑出,使軸承定位定向.
圖4-9-1
4.10 箱體設(shè)計(jì)
箱體采用拼接焊接的方式成型,由于是輕載負(fù)荷,故采用3mm的鋼板焊接形成即可.
圖4-10-1
4.11切斷裝置的其它部件設(shè)計(jì)
由于該裝置目前主要針對(duì)糕點(diǎn)類的食品進(jìn)行的一個(gè)定長(zhǎng)切斷處理，屬于輕載負(fù)荷狀態(tài)。各部件選擇常規(guī)的零配件進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布局即可。其支架采用鋼板拼接焊接的辦法。軸承選擇常用的深溝球軸承。其他的結(jié)構(gòu)件采用鋼板加工的辦法。
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
一、總結(jié)
本設(shè)計(jì)是對(duì)食品機(jī)械進(jìn)行的一次有效的理論討論。通過對(duì)食品機(jī)各級(jí)傳動(dòng)比的分配研究計(jì)算，了解了食品機(jī)實(shí)現(xiàn)送瓶，間歇運(yùn)動(dòng)及送料這一完整的過程。這為進(jìn)一步了解包裝的其他功能和發(fā)展要求打下了一定的基礎(chǔ)。對(duì)食品機(jī)進(jìn)行有效的理論分析，不僅有一定的使用價(jià)值，更有較高的理論參考價(jià)值，這有利于我們技術(shù)人員消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家包裝業(yè)的差距。
在設(shè)計(jì)中，我通過分析研究食品機(jī)的功能和各級(jí)傳動(dòng)比，提出了設(shè)計(jì)不完全齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)食品機(jī)的有效間歇?jiǎng)幼鱽硗瓿墒称窓C(jī)的功能要求。
我著重討論了電機(jī)到主傳動(dòng)帶的傳動(dòng)鏈以及設(shè)計(jì)了機(jī)構(gòu)傳動(dòng)路線和其它的機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。
二、今后研究方向
今后將理論計(jì)算應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，理論指導(dǎo)實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)
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致 謝
致 謝
本論文是在導(dǎo)師楊光的悉心指導(dǎo)下完成的，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測(cè)，是每一個(gè)合格的大學(xué)生的必經(jīng)過程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；也同時(shí)讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)能力。在本次設(shè)計(jì)過程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識(shí)，而且也對(duì)自己的知識(shí)面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過程中，使用了AUTOCAD、PRO-E、等二維和三維繪圖軟件，并同時(shí)進(jìn)行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖識(shí)圖的能力。
在學(xué)校的學(xué)習(xí)生涯，將隨著畢業(yè)論文的結(jié)束畫上圓滿的句號(hào)，在這里，在所有老師的細(xì)心教育和自己的刻苦努力下，我學(xué)到了很多很實(shí)用的知識(shí)，更重要的是，我學(xué)到不僅僅是書本上的知識(shí)，更是一種學(xué)習(xí)的能力，相信這一定可以幫助自己在今后的工作中起到積極的作用。
在這次畢業(yè)論文中，給予我?guī)椭畲鬅o疑就是我的指導(dǎo)老師。雖然老師工作繁忙，但卻對(duì)我的關(guān)心卻絲毫不受工作的影響，電話交流非常頻繁，并利用因特網(wǎng)及時(shí)進(jìn)行護(hù)動(dòng)交流，給予我很大的發(fā)展空間，不斷拓展自己的思維，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、處理問題的能力。在這次論文中，真的感覺學(xué)到了很多很多知識(shí)，在此表示我衷心的感謝。
由于本人知識(shí)有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足，因此我的設(shè)計(jì)還存在著很多的不足之處，敬請(qǐng)各位老師指正，本人將不勝感激！
最后，再次感謝所有在這次論文中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)。
附 錄
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