糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要 機(jī)械的種類是五花八門十分繁多，常見的機(jī)械有動(dòng)力機(jī)械、生產(chǎn)機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、礦山機(jī)械、林業(yè)機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類生產(chǎn)機(jī)械的數(shù)獨(dú)和精度要求越來越高，同時(shí)要考慮環(huán)境保護(hù)、節(jié)省原材料、節(jié)約能源，而許多機(jī)械設(shè)計(jì)采用機(jī)、電或機(jī)、電、液的一體化以滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的新要求。一批又一批的新機(jī)械不斷涌現(xiàn)。 盡管各種機(jī)械的結(jié)構(gòu)和用途多種多樣，千差萬(wàn)別，但大體上均由四部分組成：動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和操縱控制裝置。此外，為保證機(jī)械正常工作還設(shè)有一些輔助裝置，如潤(rùn)滑、冷卻、安全保護(hù)，級(jí)數(shù)及照明裝置等。由此本次所設(shè)計(jì)的糕點(diǎn)切片機(jī)采用先進(jìn)合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，所切

2、糕點(diǎn)厚薄自由可調(diào)節(jié)，如：切深度，只要調(diào)節(jié)螺桿即行，都能按各自要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，從食品接觸部位，全部采用進(jìn)口不銹鋼材料，既清潔又衛(wèi)生。 關(guān)鍵詞 ：機(jī)械，糕點(diǎn)切片機(jī)，糕點(diǎn)，傳動(dòng)系統(tǒng) - IV - Abstract Machinery is multifarious very wide range of common mechanical machinery, production machinery, lifting transportation machinery, construction machinery, mining machinery, forestry ma

3、chinery, agricultural machinery and so on. With the development of science and technology, all kinds of production machinery sudoku and precision demand is higher and higher, at the same time to consider environmental protection, save raw materials, energy saving, and many mechanical design USES of

4、machine, electricity or machine, electricity, liquid integration so as to meet the requirements of automated production. A string of new machinery. In spite of all kinds of mechanical structure and USES a variety of differ in thousands ways, but in general all is made up of four parts: engine, tran

5、smission system, actuators and control devices. In addition, to guarantee the normal work of the machine also has some auxiliary devices, such as lubrication, cooling, security protection, series, lighting, etc. Thus the pastry slice machine design by the use of advanced and reasonable mechanical st

6、ructure, the thickness of QieGao point can be adjusted freely, such as cutting depth, is, as long as the adjusting screw can be adjusted according to the requirements of their respective, from food contact parts, all adopt import stainless steel, clean and sanitary. Keywords:Machinery,pastry slic

7、er, pastries,the transmission system 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 前言 1 1 糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)概述 2 1.1 糕點(diǎn)切片機(jī)的研究現(xiàn)狀 2 1.2 糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)要求 2 1.3 糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 3 2 設(shè)計(jì)方案的選擇 4 2.1 技術(shù)原理......................................................................................4 2.2 裝置操作..................

8、...................................................................4 2.3 核心部件的設(shè)計(jì).........................................................................4 2.3.1 糕點(diǎn)的間歇直線運(yùn)動(dòng)..............................................................4 2.3.2 切刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)...........................

9、..................................6 2.3.3 減速系統(tǒng)..........................................................................8 2.4 設(shè)計(jì)方案的確定.........................................................................9 2.4.1 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定....................................9

10、 2.4.2 切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定...............................................10 2.4.3 減速機(jī)構(gòu)的確定...............................................................10 3 機(jī)構(gòu)零件尺寸的設(shè)計(jì)...........................................................................12 3.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)...........................................

11、..................................12 3.1.1 曲柄搖桿的引入...............................................................12 3.1.2 曲柄搖桿的幾何尺寸設(shè)計(jì)..............................................13 3.2棘輪機(jī) 15 3.2.1 棘輪的引入.....................................................................

12、.15 3.2.2 棘輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計(jì)..............................................16 3.2.2 皮帶輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)..................................................18 3.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)..........................................................................................19 3.3.1 曲柄搖桿的引入.....................

13、..........................................19 3.3.2 曲柄搖桿的幾何尺寸設(shè)計(jì)...............................................19 3.4 減速系統(tǒng).....................................................................................20 3.4.1 減速系統(tǒng)的引入...............................................................

14、20 3.4.2 減速系統(tǒng)的幾何尺寸設(shè)計(jì)................................................21 4 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核........................................................................................23 4.1曲柄搖桿強(qiáng)度校核.......................................................................23 4.1.1 彎應(yīng)力核.............

15、...............................................................24 4.1.2切應(yīng)力校核.........................................................................24 4.2曲柄滑塊強(qiáng)度校核........................................................................25 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析....................................

16、..........................................27 5.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析...............................................................................27 5.1.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析.....................................................27 5.1.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析....................................................29

17、 5.2機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析................................................................................30機(jī)構(gòu)建模....................................................................................................36 6.1 各部件的建模.............................................................................36

18、 6.2 機(jī)構(gòu)的裝配.............................................................................. 37 總結(jié)............................................................................................................38致謝.........................................................................

19、...................................39參考文獻(xiàn)....................................................................................................40 前言 糕點(diǎn)是我國(guó)古老的傳統(tǒng)食品，歷史悠久、制作考究、花樣繁多、造型精美、營(yíng)養(yǎng)豐富、質(zhì)地優(yōu)良、食用方便，至今仍是人們生活中的調(diào)理食品，由于富有傳統(tǒng)文化特色而聞名于世。 隨著和外國(guó)

20、的交流更加密切，西式糕點(diǎn)也流入中國(guó)，其造型新穎，風(fēng)格獨(dú)特，口味清新，顛覆了傳統(tǒng)糕點(diǎn)在我國(guó)人民中的印象。不僅僅在選材，制作方式，口感方面都給我們一種耳目一新的感覺。而今的糕點(diǎn)的發(fā)展更是融合了中西兩種風(fēng)格，成為新一代的流行美食，深受大眾的喜歡，市場(chǎng)占有率極高。 糕點(diǎn)作為一種常見的食品，它可以作為早餐、中餐、晚餐，也可以作為主食。從而，在日常生活中扮演者重要的角色。而今，新世紀(jì)的糕點(diǎn)中添加了一些保健性的藥物，在不影響其自身美味的同時(shí)還大大提高了它的的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用效果。 糕點(diǎn)切片機(jī)發(fā)展史已經(jīng)很多年了，對(duì)于家居型的糕點(diǎn)切片也是有市場(chǎng)供應(yīng)。早就已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段。近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人

21、民生活水平的不斷提高。糕點(diǎn)的制作慢慢有家庭小批量的生產(chǎn)趨勢(shì)，加上糕點(diǎn)龐大的需求量，價(jià)格適宜且功能強(qiáng)大的小作坊型糕點(diǎn)切片機(jī)變得非常必須，所以研究經(jīng)濟(jì)適用快速安全的糕點(diǎn)切片機(jī)是非常重要的。  1 糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)概述 1.1 糕點(diǎn)切片機(jī)的研究現(xiàn)狀 隨著人民生活水平的提高，人們開始追求生活，不僅僅滿足于市場(chǎng)，商店里買到的糕點(diǎn)。而且現(xiàn)在自家制作糕點(diǎn)也不再是難事。制作工具，原料和配料都容易買到。甚至可以根據(jù)自己喜愛的口味，做出軟硬適中的糕點(diǎn)，而且還可以根據(jù)自己的想法去設(shè)計(jì)。面對(duì)如今眾多的大學(xué)生創(chuàng)業(yè)，下崗工人的再就業(yè)創(chuàng)業(yè)，如此大的糕點(diǎn)市場(chǎng)是個(gè)很好的機(jī)會(huì)。所以，一臺(tái)價(jià)格適宜，容易上手，操作簡(jiǎn)單

22、的糕點(diǎn)切片機(jī)能給他們?cè)诟恻c(diǎn)制作的過程中帶來很大的便捷。不過現(xiàn)階段的糕點(diǎn)切片機(jī)在國(guó)內(nèi)主要存在于中大批量生產(chǎn)中。小作坊的糕點(diǎn)切片機(jī)在小批量生產(chǎn)的商店，家用有廣大的市場(chǎng)。隨著家電機(jī)械化程度越來越高，人們不再停止純手工勞動(dòng)。而且針對(duì)糕點(diǎn)種類如此之多，質(zhì)地又軟又硬，人工切片有諸多的不便。而且工作效率比較低，手工切出來的糕點(diǎn)美觀程度也不如機(jī)器切的。所以小作坊型糕點(diǎn)切片機(jī)變得被人們和市場(chǎng)需要。 1.2 糕點(diǎn)切片的設(shè)計(jì)要求 原始數(shù)據(jù) ： 1）糕點(diǎn)厚度：5~20mm； 2）糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度（即切片高）范圍：5~80mm； 3）切刀切片時(shí)最大作用距離（亦即切片寬度方向）：300mm； 4）切刀工作節(jié)

23、拍：40 次/分； 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）電機(jī)功率 0.55KW（或 0.75KW） 、1390r/min。 主要設(shè)計(jì)要求是： 1. 通過調(diào)整進(jìn)給的距離，達(dá)到切出不同厚度糕點(diǎn)的需要。 2. 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始進(jìn)行。 1.3 糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 研究糕點(diǎn)輸送與切片分離的新的工作原理及結(jié)構(gòu)形式，利用槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)成型后糕點(diǎn)的間歇輸送，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的切片與分離動(dòng)作，以最大程度地減少動(dòng)力功耗和總體結(jié)構(gòu)尺寸： 針對(duì)不同糕點(diǎn)品種，優(yōu)化傳

24、動(dòng)與工作部件的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)。 本設(shè)計(jì)以配用小型作坊式的糕點(diǎn)切片機(jī)裝置的輸送及切片分離原理，刀片裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和所受阻力及糕點(diǎn)的施力方式等，研究糕點(diǎn)切片裝置及其輸送部件的運(yùn)動(dòng)機(jī)理及最佳工作參數(shù)，對(duì)間歇進(jìn)料機(jī)構(gòu)和往復(fù)切片機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低功耗，減少成本，提高作業(yè)質(zhì)量為目標(biāo)。  2 設(shè)計(jì)方案的選擇 2.1 技術(shù)原理 糕點(diǎn)成型（如長(zhǎng)方體、圓柱體等）后，須經(jīng)過切片后才能烘干。 電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶和齒輪系減速，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)，并滿足間歇運(yùn)動(dòng)的要求。同時(shí)通過另外一組皮帶輪帶動(dòng)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)（滑塊上帶切刀），實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的

25、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)，由于每一次切的過程都一樣,從而使每一片糕點(diǎn)的大小都一樣。而通過改變間歇運(yùn)動(dòng)的速度或間歇的輸送距離，可調(diào)整切片的厚度。. 裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，操作方便，功能可靠，節(jié)能環(huán)保。 2.2 裝置操作 將待切的糕點(diǎn)放在傳送帶要求的位置，接通電源，根據(jù)自己需要調(diào)節(jié)檔位（共四個(gè)檔位），啟動(dòng)電機(jī)，裝置便運(yùn)作起來，待糕點(diǎn)切完之后，繼續(xù)安放待切糕點(diǎn)進(jìn)行批量切割。 2.3 核心部件的設(shè)計(jì) 切刀的往復(fù)直線移動(dòng)可采用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、組合機(jī)構(gòu)等； 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)可選擇槽輪+飛輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)等。 2.3.1 糕點(diǎn)的間歇直線運(yùn)動(dòng)

26、 方案一 槽輪+飛輪機(jī)構(gòu) 槽輪用來實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的槽中時(shí)，撥盤撥動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳送帶直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)切刀懸置；當(dāng)圓銷沒有進(jìn)入槽輪的槽中時(shí)，槽輪靜止，此間歇切刀進(jìn)行切割。 飛輪通過改變不同齒輪組合的傳動(dòng)比來改變間歇運(yùn)動(dòng)的速度，進(jìn)而改變蛋糕的進(jìn)給量，調(diào)整切片的厚度。 圖2.1 槽輪+飛輪機(jī)構(gòu) 方案二 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)不完全齒輪上的輪齒與從動(dòng)輪上輪齒相嚙合時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)傳送帶直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)切刀懸置；

27、當(dāng)兩輪上鎖止弧起定位作用時(shí)，從動(dòng)輪靜止，此間歇切刀進(jìn)行切割。 圖2.2不完全齒輪機(jī)構(gòu) 方案三 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)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)就運(yùn)動(dòng)一定距離。 圖2.3 棘輪 2.3.2 切刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 方案一 凸輪機(jī)構(gòu) 可以利用一個(gè)型封閉或封閉的凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)件導(dǎo)桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來滿足刀片切割高點(diǎn)的要求。當(dāng)推桿行程增大時(shí)，刀具切割糕 點(diǎn)，當(dāng)推

28、桿達(dá)到最高時(shí)刀具達(dá)到最低點(diǎn)；當(dāng)推桿行程減小時(shí)，刀具上升。 圖2.4 凸輪機(jī)構(gòu) 方案二 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 利用曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)和固定在導(dǎo)軌上的滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)刀片切割糕點(diǎn)。 曲柄作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以是勻速，也可以不勻速。它還具有急回特性，提高效率。 圖2.5偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 2.3.3 減速系統(tǒng) 蝸桿蝸輪:可以得到很大的傳動(dòng)比，比交錯(cuò)軸齒輪機(jī)構(gòu)緊湊；兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)；蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合

29、傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很?。痪哂凶枣i性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。如在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用；傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重。 蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí)，嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高；蝸桿軸向力較大。 齒輪機(jī)構(gòu)：是傳統(tǒng)和現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)

30、效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣。 缺點(diǎn)：齒輪制造需要專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)。 皮帶機(jī)構(gòu)：帶傳動(dòng)是兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為撓性拉曳零件的傳動(dòng)，工作時(shí)借助零件之間的摩擦（或嚙合）來傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。 優(yōu)點(diǎn)：能緩和載荷沖擊；運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲；制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；可增加帶長(zhǎng)以適應(yīng)中心距較大的工作條件。 缺點(diǎn)：有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率降低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比（同步帶傳動(dòng)是靠嚙合傳動(dòng)的，所以可保證傳動(dòng)同步）；傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大；

31、帶的壽命較短。 2.4 設(shè)計(jì)方案的確定 2.4.1 糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作簡(jiǎn)單，在圓銷進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)，傳動(dòng)平穩(wěn)。能準(zhǔn)確控制傳動(dòng)角度。由于槽輪在啟動(dòng)和停止時(shí)加速度變化大，有沖擊，且隨槽數(shù)減少，轉(zhuǎn)速增高而加劇，因此不適合用于高速場(chǎng)合。 此外，槽輪每次轉(zhuǎn)過的角度與槽輪的槽數(shù)有關(guān)，欲改變轉(zhuǎn)角，則需要改變槽輪槽數(shù)，重新設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)，因此槽輪機(jī)構(gòu)多用于不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)中。由于制造工藝，機(jī)構(gòu)尺寸等條件的限制，槽輪的槽數(shù)不宜過多，故每次的轉(zhuǎn)角較大。飛輪機(jī)構(gòu)的許多齒輪來改變速度很復(fù)雜，而且不方便實(shí)際操作。 故舍棄。 不完全齒輪做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的沖擊很小

32、。與其他間歇機(jī)構(gòu)相比，不完全齒輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)。主動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)的角度，從動(dòng)輪停歇的次數(shù)及每次停歇的時(shí)間，相比棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪+飛輪機(jī)構(gòu)有更寬的范圍。但不完全齒輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)齒輪在傳動(dòng)開始和終止時(shí)速度有突變，會(huì)引起剛性沖擊，只適用于低速輕載的工作場(chǎng)合。 故舍棄。 棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，其機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地，間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，能實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)厚度的調(diào)節(jié)，故采用此機(jī)構(gòu)。 故采用。 2.4.2 切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 作為直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的等速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其移動(dòng)的位移,速度，加速度與凸輪的輪廓曲線有關(guān)。凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，

33、他有其他機(jī)構(gòu)無可比擬的優(yōu)點(diǎn)： 1）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求。 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，控制準(zhǔn)確有效，運(yùn)動(dòng)特性好，使用方便。 3）性能穩(wěn)定，故障少，維護(hù)保養(yǎng)方便。 缺點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件為高副接觸，易于磨損，可調(diào)性差。而且，由于凸輪的輪廓曲線通常比較復(fù)雜，因而加工比較困難。 故舍棄。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）其結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單的構(gòu)件和低副組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，成本低廉的特點(diǎn)。 2）構(gòu)件只建力的傳遞是通過低副實(shí)現(xiàn)的，面接觸的低副具有較小的單位面積承載力，故其機(jī)構(gòu)的承載能力大。 3）通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)各桿的尺寸，連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的多樣化。 4）當(dāng)連桿

34、和機(jī)架較長(zhǎng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。 故采用。 2.4.3 減速機(jī)構(gòu)的確定 渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)只能在一定的距離里面產(chǎn)生較大的傳動(dòng)比，所以不適宜用于連續(xù)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，而且機(jī)構(gòu)效率較低，成本較高。皮帶能緩和載荷沖擊，運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)、低噪聲，制造和安裝精度較低，有較強(qiáng)的過載保護(hù)作用。所以采用高速級(jí)用皮帶傳動(dòng)，低速級(jí)用齒輪來作為減速系統(tǒng)。 綜上所述，選用棘輪機(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。 選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)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。

35、  3 機(jī)構(gòu)零件尺寸的設(shè)計(jì) 3.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 3.1.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的引入 設(shè)計(jì)要求糕點(diǎn)厚度：5~20mm，現(xiàn)取5,10,15，20mm這四個(gè)長(zhǎng)度來計(jì)算,也就是說棘輪轉(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)，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)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如3-1 圖3.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.1.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法：圖解法 設(shè)計(jì)過程如

36、下： 機(jī)構(gòu)的類型選擇：從安全方面考慮，棘輪的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須為單自由度機(jī)構(gòu)，另一方面，各構(gòu)件之間為面接觸，單位面積所受壓力小，易于潤(rùn)滑，磨損較小，而且制造簡(jiǎn)單，精度高，能滿足不同運(yùn)動(dòng)和速度變化的要求，所以確定要設(shè)計(jì)一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)各桿件的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)方法選擇：我們所設(shè)計(jì)的曲柄搖桿是一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)屬于平面連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)的常用設(shè)計(jì)方法有圖解法和解析法兩種。 解析法是通過建立數(shù)學(xué)模型用數(shù)學(xué)解析求解，在求解過程中還需要用到數(shù)值分析、計(jì)算機(jī)編程等知識(shí)。但是，解析法計(jì)算復(fù)雜，且已知數(shù)據(jù)太少，故轉(zhuǎn)而考慮圖解法。 圖解法是運(yùn)用幾何學(xué)原理求解，比較直觀，而且本來機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，需要合理地給定

37、幾個(gè)未知量，進(jìn)而可以得到所有的數(shù)據(jù)，因此我們最終采用圖解法。 圖解法的基本思想是：根據(jù)根據(jù)給定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要求，建立各個(gè)桿件之間的幾何模型，計(jì)算出未知桿件長(zhǎng)度和未知角度。 利用圖解法進(jìn)行曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體步驟如下： 令該曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1，可以求出機(jī)構(gòu)的極位夾角 則A，B，C三點(diǎn)在同一直線上，如圖3—2所示。 圖3.2的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 令CD=140mm ，AD=180mm ,BC=160mm ,AB=r , , 則，， 得, 故； 當(dāng)時(shí)，r=18.3mm； 當(dāng)時(shí)，r=36.2mm；

38、 當(dāng)時(shí)，r=53.6mm； 當(dāng)時(shí)，r=70.0mm。 曲柄、不定點(diǎn)存在性的驗(yàn)證： 因?yàn)椋疫B架桿為最短桿，所以存在曲柄AB，且此非不定點(diǎn)機(jī)構(gòu)。 r的調(diào)節(jié): 實(shí)際中，桿件AB用一圓盤替代，盤上有滑槽和滑塊，B點(diǎn)為滑塊上的移動(dòng)副，這樣滑塊可以在滑槽內(nèi)移動(dòng)到相應(yīng)位置1,2,3,4處來改變A點(diǎn)與B點(diǎn)的距離，即r的大小，如圖3-3所示。 圖3.3變化的曲柄桿長(zhǎng) 至此，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸就設(shè)計(jì)完畢。 3.2 棘輪機(jī)構(gòu) 3.2.1 棘輪的引入 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)

39、度,設(shè)棘輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)5mm,設(shè)棘輪共有24個(gè)齒,既每齒代表15度。設(shè)計(jì)要求有四檔,即5,10,15,20mm,也就是說棘輪轉(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)，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)。 圖3.4外嚙合齒式棘輪 3.2.2棘輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法：圖解法 設(shè)計(jì)過程如下： 考慮到棘爪在運(yùn)動(dòng)時(shí)，要自動(dòng)滑入棘輪齒槽，從而有效推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，首先要考慮齒偏角的設(shè)計(jì)，其次設(shè)計(jì)棘輪上的其他尺寸。 棘輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下幾個(gè)方

40、面： 機(jī)構(gòu)的類型選擇：要求棘輪動(dòng)與停的時(shí)間比可通過選擇合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，低速輕載，再考慮到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，故采用外嚙合齒式棘輪機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)各桿件的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)方法選擇：我們所設(shè)計(jì)的死點(diǎn)式托爪是一個(gè)平面四桿機(jī)構(gòu)屬于平面連桿機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)的常用設(shè)計(jì)方法有圖解法和解析法兩種。 解析法是通過建立數(shù)學(xué)模型用數(shù)學(xué)解析求解，在求解過程中還需要用到數(shù)值分析、計(jì)算機(jī)編程等知識(shí)，對(duì)于復(fù)雜的棘輪尺寸設(shè)計(jì)不適用。 圖解法是運(yùn)用幾何學(xué)原理求解，比較直觀，能夠很直接地提供所需參數(shù)的數(shù)值，故在此處選用圖解法。 圖解法的基本思想是：根據(jù)給定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)要求，建立機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾何模型，即幾何圖的比例關(guān)系，再

41、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解。 利用圖解法進(jìn)行棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體步驟如下： 棘爪與棘齒嚙合時(shí)的受力分析，如圖3-5所示： 圖3.5 棘爪受力分析圖 ——正壓力，F(xiàn)——摩擦力； 要求在工作時(shí)，棘爪在和F作用下，能自動(dòng)滑入棘輪齒槽。 條件是兩者對(duì)的力矩要滿足： > 將力分解為徑向和切向分量， sinL>FcosL 因F=f， 代入得： tan>f=tan 故> 當(dāng)f=0.2時(shí)，，取。 圖3.6 棘輪部分幾何尺寸 棘輪的其它相關(guān)尺寸： 齒 數(shù) ， 頂圓直徑 ， 模 數(shù) ， 齒 間

42、 距 ， 齒 高 ， 齒頂弦長(zhǎng) ， 齒 偏 角 ， 棘爪長(zhǎng)度 。 3.2.3 皮帶輪的幾何尺寸設(shè)計(jì) 搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，糕點(diǎn)即皮帶向前移動(dòng)，則由 解得 即皮帶輪半徑。 至此，外嚙合齒式棘輪的幾何尺寸就設(shè)計(jì)完畢。 3.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3.3.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的引入 切削速度較大時(shí)，切片刀口會(huì)整齊平滑，因此切刀運(yùn)動(dòng)方案的選擇很關(guān)鍵，切刀機(jī)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單適用、運(yùn)動(dòng)靈活和運(yùn)動(dòng)空間尺寸緊湊，在此引入曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 3.3.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的幾何尺寸設(shè)計(jì) 該機(jī)構(gòu)采用試湊法獲得機(jī)構(gòu)的尺寸，在這里可以假定機(jī)構(gòu)中幾個(gè)位置的關(guān)系，通過直角坐標(biāo)法分析出桿長(zhǎng)。

43、由實(shí)驗(yàn)原理可知，為已知量。設(shè)最長(zhǎng)桿為，最短桿為，如圖3-7所示。 聯(lián)立上面的式子解得： 在這個(gè)機(jī)構(gòu)中可以根據(jù)角度算的各個(gè)邊長(zhǎng) 刀片高37mm，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為267mm。 圖3.7 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3.4 減速系統(tǒng) 3.4.1 減速系統(tǒng)的引入 本機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為一高速電機(jī),其轉(zhuǎn)速為1390,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40,所以要減速。 3.4.2 減速系統(tǒng)的幾何尺寸設(shè)計(jì) 由皮帶輪進(jìn)行第

44、一級(jí)減速，由多級(jí)齒輪進(jìn)行第二級(jí)減速。皮帶輪將電機(jī)由1390降到240。齒輪機(jī)構(gòu)將由240降到40。 圖3.8 皮帶傳動(dòng)圖 皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要是采用兩個(gè)半徑不同的皮帶實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等即： 由此可以算出電機(jī)上皮帶輪直徑大小，另一端皮帶輪半徑大小，傳動(dòng)比。 表3.1 齒輪參數(shù) 名稱 齒數(shù) 模數(shù) 分度圓半徑 齒輪 25 4mm 100mm 齒輪

45、 50 4mm 200mm 齒輪 25 4mm 100mm 齒輪 75 4mm 300mm 由上表可計(jì)算出齒輪的傳動(dòng)比為： 圖3.9 齒輪傳動(dòng)圖  4 機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核 4.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件曲柄為主要受力桿件，由于曲柄搖桿桿件所用材料及樣式相同，所以主要分析原動(dòng)件的強(qiáng)度。 在這個(gè)機(jī)構(gòu)中可以知道：

46、 電動(dòng)機(jī)，減速后， 由此可以計(jì)算出轉(zhuǎn)矩： 曲柄在兩個(gè)極限位置時(shí)，B點(diǎn)受力為0，或者過程中，B點(diǎn)所受力均是先變大后變小，經(jīng)分析，當(dāng)AB垂直于BC時(shí)，B點(diǎn)受力最大。如圖4-1所示， 圖4.1 曲柄受力分析 由平衡方程 , 解得 4.1.1 彎應(yīng)力校核 曲柄材料采用Q235普通碳鋼，其屈服極限為235MPa，取安全系數(shù)，則許用彎應(yīng)力235/1.5=157MPa 。 ∴曲柄抗彎模量， 取截面尺寸為高，寬之矩形鋼件， 其抗彎模量 ∵ ∴ 所設(shè)計(jì)套管抗彎能力足夠，可用，尺寸為高，寬。 4.1.2 切

47、應(yīng)力校核 取曲柄的材料為Q235鋼，接合處為圓形截面，取安全系數(shù)為， 則，則圓形截面的最小面積，，取，從而切應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用切應(yīng)力，所以桿件抗剪強(qiáng)度足夠，不存在強(qiáng)度問題。 4.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核 曲柄滑塊中原動(dòng)件為主要受力桿件，由于曲柄滑塊桿件所用材料及樣式相同，所以主要分析原動(dòng)件的強(qiáng)度。 在這個(gè)機(jī)構(gòu)中可以知道： 電動(dòng)機(jī)， 由此可以計(jì)算出轉(zhuǎn)矩： 通過減速機(jī)構(gòu)等可以獲得 圖4.2 AB桿件受力分析 如上圖所示，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)BC垂直AB時(shí)有最大剪力。 ： 求得： 材料為Q235,由于銷軸受剪，取安全系數(shù)，銷軸的許用切應(yīng)力為： 由以上計(jì)算

48、可知桿件切應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用切應(yīng)力，所以桿件抗剪強(qiáng)度足夠，不存在強(qiáng)度問題。 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析 5.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析就是根據(jù)在機(jī)構(gòu)各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)尺寸已確定、且原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（通常原動(dòng)件做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）已知來確定其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度和加速度（或某些構(gòu)件的位置、角位移、角速度、角加速度）等運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 為了確定機(jī)構(gòu)工作過程的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能，往往要知道機(jī)構(gòu)構(gòu)件上某些點(diǎn)的速度、加速度及其變化規(guī)律。對(duì)于高速和重載機(jī)械，其運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的慣性力往往很大，因此，在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、動(dòng)力特性分

49、析和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)（如機(jī)構(gòu)平衡）時(shí)常需要計(jì)算構(gòu)件慣性力。因而，也就要求首先對(duì)機(jī)構(gòu)的速度和加速度進(jìn)行分析。 平面上一個(gè)點(diǎn)的位置可以用該點(diǎn)的兩個(gè)坐標(biāo)表示，運(yùn)用解析法的關(guān)鍵是建立構(gòu)件上一些特殊點(diǎn)的位置方程，從而得到它們速度與加速度的變化規(guī)律，來分析構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。 5.1.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 分析過程如 圖5.1 曲柄搖桿坐標(biāo)圖 如圖5-1中坐標(biāo)所示，以A點(diǎn)為原點(diǎn)（0，0），，，。AB為原動(dòng)件，已知原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，就是已知AB桿繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位置為、角速度和角加速度，由于3個(gè)桿的尺寸約束， 、、距離不變，所以可寫出B的位置方程為：

50、 （5-1） 其中，，AB桿的角位置為，可立即計(jì)算出來，從而得到鉸接點(diǎn)B的位置。 速度和加速度方程如下：將式（5-1）對(duì)時(shí)間t分別作一次、二次求導(dǎo)，可得到鉸接點(diǎn)B的 （5-2） 其中。 （5-3） 其中，根據(jù)已知的和，由式（5-2）和（5-3）就可以求出鉸接點(diǎn)B的速度和加速度。 確定從動(dòng)件BC上點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)之后，必須再確定構(gòu)件BC上另一點(diǎn)

51、C，才能確定構(gòu)件BC桿的運(yùn)動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)尺寸的約束，、、的尺寸不變， D，則有C點(diǎn)的位置方程如下： （5-4） 其中由式（5-1）中，可求得，又因?yàn)?，所以，所以由式?-4）可求得。 將式（5-4）進(jìn)行整理： (5-5) 對(duì)式（5-5）進(jìn)行對(duì)時(shí)間t的一階和二階導(dǎo)數(shù)，可以得到C點(diǎn)的速度方程： (5-6) 其中，已經(jīng)由式（1-2）求出，只有，兩個(gè)未知數(shù)，可求出C點(diǎn)的速度。 C點(diǎn)的

52、加速度方程為： (5-7) 其中只有，兩個(gè)未知數(shù)，即可求出C點(diǎn)的加速度。 至此，B、C鉸接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都得到確定，BC桿的運(yùn)動(dòng)得以確定。 5.1.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 圖5.2 曲柄滑塊坐標(biāo)圖 如圖5-2所示，以A為原點(diǎn)（0,0），由尺寸分析可以得到，。在該機(jī)構(gòu)中桿AB和齒輪（減速系統(tǒng)）連接，所以桿AB為原動(dòng)件，已知原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，就是已知AB桿繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角位置為、角速度和角加速度，由于兩個(gè)桿的尺寸約束， 、距離不變，所以可寫出B的位置方程為：

53、 (1) 其中，，AB桿的角位置，、可立即計(jì)算出來，從而可以獲得B點(diǎn)的位置。 將式（5-1）對(duì)時(shí)間t分別作一次、二次求導(dǎo)，可得到鉸接點(diǎn)B的速度和加速度方程如下： (2) 其中。 (3) 其中，根據(jù)已知的和，由式（5-2）和（5-3）就可以求出鉸接點(diǎn)B的速度和加速度。 確

54、定從動(dòng)件BC上點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)之后，必須再確定構(gòu)件BC上另一點(diǎn)C，即滑塊的運(yùn)動(dòng)，由于運(yùn)動(dòng)尺寸的約束，的尺寸不變。 (4) 其中由式（1）中，可求得，又因?yàn)橐阎?，所以可以求出，這樣就可以求得。 將（4）式進(jìn)行整理得： （5） 對(duì)（5）式進(jìn)行對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)，即可求得C點(diǎn)的速度方程： （6） 其中和已

55、知，滑塊在y軸方向速度為0，只有一個(gè)未知數(shù)，所以可以求出C點(diǎn)的速度。 對(duì)（5）式進(jìn)行對(duì)時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)或者對(duì)（6）式進(jìn)行對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)就可以求得C點(diǎn)的速度方程： 其中，，為已知量，并且滑塊在y軸方向沒有運(yùn)動(dòng)即，通過上式即可求得。 至此，B，C點(diǎn)的位移，速度，加速度都可以求得，曲柄、連桿，滑塊的運(yùn)動(dòng)就可以確定出來。 5.2 機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析 機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析主要研究機(jī)構(gòu)中的受力與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。我們所遇到的問題是已知機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)求作用于機(jī)構(gòu)上的力，屬于機(jī)構(gòu)

56、動(dòng)力學(xué)的逆問題，這里我們將采用動(dòng)態(tài)靜力分析的研究方法。 確定機(jī)構(gòu)的平衡力（平衡力矩）在工程上具有重要的意義：當(dāng)平衡力作用在機(jī)構(gòu)中的原動(dòng)件上時(shí)，平衡力的大小是確定機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置的主要依據(jù)；當(dāng)平衡力作用在機(jī)構(gòu)中的工作構(gòu)件上時(shí)，則平衡力的大小是確定機(jī)構(gòu)工作能力的主要依據(jù)。 由于棘輪機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，仿真存在困難，所以我們只對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真，在ADAMS中建模并仿真，并輸出仿真曲線，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，分析過程如下： 圖5.1 搖桿角速度、角加速度 圖5.2搖桿運(yùn)動(dòng)特性 在這里我們主要目的是

57、確定平衡力和構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)副反力。我們將切刀簡(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在ADAMS中建模并仿真，并輸出仿真曲線，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，分析過程如下： 圖5.3滑塊運(yùn)動(dòng)特性 對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析如下： 圖5.4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析 從整體上分析，機(jī)構(gòu)中總共有3個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，則可以寫出9個(gè)平衡方程，共有4個(gè)運(yùn)動(dòng)副，共有8個(gè)運(yùn)動(dòng)副反力未知數(shù)，再加平衡力矩，共計(jì)9個(gè)。所以機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析是可解并有唯一一個(gè)解。 設(shè)定原動(dòng)件1的運(yùn)動(dòng)為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，我

58、們知道所選構(gòu)件為同一種均勻材料，所質(zhì)心位置就是基本桿的中心位置，通過ADAMS分析可以求得各個(gè)構(gòu)件的速度、加速度，計(jì)算出各個(gè)構(gòu)件的角位置、角速度和角加速度；根據(jù)構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)確定出慣性力和慣性力矩。將慣性力、重力和作用在機(jī)構(gòu)上的所有已知外力等施加到各個(gè)相應(yīng)的構(gòu)件上，為方便求解，應(yīng)將各個(gè)構(gòu)件上所受到的所有集中外力平移到構(gòu)件的質(zhì)心。 分析機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力的順序?yàn)椋阂驗(yàn)闄C(jī)構(gòu)3上的作用力是已知外力，所以機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析應(yīng)該從構(gòu)件3開始，即先對(duì)構(gòu)件2、3組成的II級(jí)桿組進(jìn)行分析。利用構(gòu)件2和構(gòu)件3的六個(gè)平衡方程，求出轉(zhuǎn)動(dòng)副C的反力、、移動(dòng)副C的反力、和轉(zhuǎn)動(dòng)副B的反力、；最后利用構(gòu)件1的三個(gè)

59、平衡方程，求出轉(zhuǎn)動(dòng)副A的運(yùn)動(dòng)副反力、和平衡力矩。 在這個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，為平衡力矩，并且作用在主動(dòng)件1上，所以根據(jù)確定出來的最大值可以確定出驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)能夠提供驅(qū)動(dòng)力矩。同時(shí)根據(jù)求出的副反力的最大值與已知力的比值，可以對(duì)機(jī)構(gòu)的傳力性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。在這里由于篇幅問題就不再一一敘述探討。 綜上分析：曲線變化基本與理論分析吻合，所以機(jī)構(gòu)符合設(shè)計(jì)要求。 6 機(jī)構(gòu)建模 6.1 各部件的建模 圖6.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)建模圖 圖6.2 棘輪建模圖

60、 圖6.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)建模圖 6.2 機(jī)構(gòu)的裝配 在完成了蛋糕切片機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)、零件的建模之后，接下來我們對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配，裝配之后的蛋糕切片機(jī)如6-4所示。 圖6.4 總體裝配圖 裝配后的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示， 1.皮帶輪 2.糕點(diǎn) 3.切 刀 4.桿件 5.曲 柄 6.皮帶 7.搖 桿 8

61、.棘爪 9.連架桿 10.曲柄 11.皮帶輪 12.棘輪  總結(jié) 經(jīng)過將近一個(gè)學(xué)期的努力，到切刀機(jī)構(gòu)和送給機(jī)構(gòu)等設(shè)計(jì)、校核，再到可控式救撈裝置的運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力分析以及仿真，經(jīng)過一次又一次的討論研究和分析比較，糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)已基本完成，這凝聚了我和彭宗峰指導(dǎo)老師很多心血和汗水。 通過對(duì)已學(xué)知識(shí)的整合，包括對(duì)構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)、受力等，運(yùn)用了《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等大學(xué)已學(xué)課程知識(shí)來完成糕點(diǎn)切片機(jī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。，最后通過軟件SolidWorks繪制了“蛋糕切片機(jī)”重要組成部

62、件，運(yùn)用了ADAMS進(jìn)行了分析。通過這些運(yùn)用讓我回顧了大學(xué)所學(xué)到的知識(shí)，并能夠運(yùn)用。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，在彭宗峰講師的幫助下最終確定了糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并且教會(huì)我用ADAMS和SolidWorks建模，讓我受益頗多。然后在送給運(yùn)動(dòng)（曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)）分析和切刀運(yùn)動(dòng)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）分析和減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等反面給了我很多指導(dǎo)和建議！！ 在糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，我遇到了很多問題，比如說對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的遺忘，但是后對(duì)遺忘知識(shí)的復(fù)習(xí)。讓我又收獲了很多，也提高了很多。明白復(fù)習(xí)的重要性和只有在不斷的提出問題之后才能解決問題。也讓我對(duì)大學(xué)所學(xué)課程有了一個(gè)宏觀的把握，能夠把所學(xué)的知識(shí)對(duì)號(hào)入座；通過對(duì)以

63、往課程的復(fù)習(xí)以及資料的查詢，逐漸能夠把所學(xué)到的東西與應(yīng)用聯(lián)系到一起來；在糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了SolidWorks、ADAMS等軟件；通過對(duì)糕點(diǎn)切片機(jī)的講解，讓我在工作匯報(bào)及語(yǔ)言表達(dá)上有了一定的提高。 順利完成這次設(shè)計(jì)，我深刻體會(huì)到像這樣的實(shí)踐是相當(dāng)必要的，一方面能夠提高自對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，另一方面可以促進(jìn)我們的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)對(duì)新事物了解和認(rèn)識(shí)，在一定程度上開闊了我們?cè)诮窈髮W(xué)習(xí)以及在工作視野，鍛煉了自己設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)合作方面的能力 致謝 本次設(shè)計(jì)得到了彭宗峰老師的悉心指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)方案的分析、確定以及向本人提供選擇參考方面提供了很大的幫助，老師嚴(yán)格要求，

64、耐心的指導(dǎo)，極大地曾加了我們解決問題的信心。在此表示深深的感謝！設(shè)計(jì)的過程中本人也得到了學(xué)校提供的各種軟硬件的設(shè)備的幫助。同時(shí)也得到了同學(xué)的良好的建議，在此也表示衷心的感謝。由于本人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足及能力有限，錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)加以斧正，以便我在今后的學(xué)習(xí)和工作中不斷完善自我。  參考文獻(xiàn) [1] 謝進(jìn) 杜立杰.機(jī)械原理.第二版.北京：高等教育出版社，2004.； [2] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).第四版.北京：高等教育出版社，1997.； [3] 李慶華.材料力學(xué).第二版.成都：西南交大出版社，1994.； [4] 朱張笑.工程材料.第三版.北京：清華大學(xué)出版社，2001.； [5] 大衛(wèi) G烏爾曼.機(jī)械設(shè)計(jì)過程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.； [6] 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.成都：西南交大出版社，2007年.； [8] 鄒慧君 殷鴻梁.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新.第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 -37-