糕點(diǎn)切片機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　糕點(diǎn)切片機(jī)說(shuō)明書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目和要求- 3 -</p><p>　　1.題目：- 3 -</p><p>　　2.工作原理及工藝動(dòng)作簡(jiǎn)述- 3 -</p><p>　　3

2、.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（組號(hào)：5 數(shù)據(jù)號(hào)：3）- 3 -</p><p>　　4.難點(diǎn)提示及注意事項(xiàng)- 3 -</p><p>　　二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　1．工藝動(dòng)作分解和機(jī)構(gòu)分解- 3 -</p><p>　　2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及評(píng)價(jià)- 3 -</p><p>　　三、總體方

3、案設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　1．減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　2. 調(diào)速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　3. 整機(jī)方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖- 3 -</p><p>　　4.擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖- 3 -</p><p>　　四、機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)- 3 -</p><p&g

4、t;　　1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　2.不完全齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　3.摩擦輪設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　4.減速齒輪設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　5.錐齒輪設(shè)計(jì)- 3 -</p><p>　　6.滾筒與傳送帶設(shè)計(jì)- 3 -</p>

5、<p>　　五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析- 3 -</p><p>　　1、解析法- 3 -</p><p>　　2、圖解法- 3 -</p><p>　　六、總結(jié)- 3 -</p><p>　　七、參考文獻(xiàn)- 3 -</p><p>　　八、附圖- 3 -</p><p>　　九

6、、附表- 3 -</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目和要求</b></p><p><b>　　1.題目：</b></p><p><b>　　糕點(diǎn)切片機(jī)</b></p><p>　　2.工作原理及工藝動(dòng)作簡(jiǎn)述</p><p>　　糕點(diǎn)切片機(jī)的切

7、刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速后使切刀實(shí)現(xiàn)切片所需的某種往復(fù)運(yùn)動(dòng)。糕點(diǎn)鋪在傳送帶上，間歇地進(jìn)行輸送，通過(guò)改變傳送帶輸送速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點(diǎn)不同切片規(guī)格尺寸的需要。糕點(diǎn)先成型，經(jīng)切片后再烘干。</p><p>　　3.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（組號(hào)：5 數(shù)據(jù)號(hào)：3）</p><p>　?。?）糕點(diǎn)厚度：10~17mm。</p><p>　?。?）糕點(diǎn)切

8、片長(zhǎng)度：45mm。</p><p>　　（3）切刀切片最大作用距離：300mm。</p><p>　　（4）切刀工作節(jié)拍：50次/min。</p><p>　?。?）生產(chǎn)阻力甚小。設(shè)計(jì)要求機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。</p><p>　?。?）電機(jī)參考規(guī)格：0.55KW/0.75KW 1300r/min。</p><

9、p>　　4.難點(diǎn)提示及注意事項(xiàng)</p><p>　?。?）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，切口機(jī)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單適用、運(yùn)動(dòng)靈活和運(yùn)動(dòng)空間尺寸緊湊等。</p><p>　?。?）直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何滿足切片長(zhǎng)度尺寸的變化要求，是需要認(rèn)真考慮的。調(diào)整機(jī)構(gòu)必須簡(jiǎn)單可靠，操作方便。是采用調(diào)速方案，還是采用調(diào)距離方案，或采用其它調(diào)速方案，均應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行定性分析比較

10、。</p><p>　　（3）間歇輸送機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送料運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過(guò)程中完成。需要注意的是，切口有一定的厚度，輸送運(yùn)動(dòng)必須等切刀完全脫離切口后方能開始進(jìn)行，但輸送機(jī)構(gòu)的返回運(yùn)動(dòng)則可與切刀的工作行程在時(shí)間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設(shè)計(jì)機(jī)器工作循環(huán)圖時(shí)，應(yīng)注意上述特點(diǎn)并適當(dāng)選擇輸送運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。</p><p><b>　　二、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)&

11、lt;/b></p><p>　　1．工藝動(dòng)作分解和機(jī)構(gòu)分解</p><p>　　糕點(diǎn)切片機(jī)要求完成兩個(gè)動(dòng)作：</p><p>　?。?） 糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)</p><p>　　（2） 切刀往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)</p><p>　　2. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及評(píng)價(jià)</p><p>　　糕點(diǎn)直線間歇

12、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　切刀往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可采用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　糕點(diǎn)直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：</p><p>　　切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案：</p><p>　　以上表的評(píng)價(jià)內(nèi)容為依據(jù)，通過(guò)綜合考慮，糕點(diǎn)切片機(jī)的的送貨機(jī)構(gòu)選取不完全齒輪機(jī)構(gòu)，切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)

13、選取曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　三、總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1．減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1300r/min，而切刀工作節(jié)拍為50次/min，需要設(shè)計(jì)減速機(jī)構(gòu)。減速機(jī)構(gòu)采用兩級(jí)齒輪減速。</p><p><b>　　2.

14、 調(diào)速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　糕點(diǎn)厚度范圍可調(diào)，為10~17mm，故需要設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)傳送帶進(jìn)給量。如果采用多個(gè)不同直徑的帶輪調(diào)節(jié)進(jìn)給量（類似變速自行車變速機(jī)構(gòu)），則制造成本高，機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度高，調(diào)節(jié)過(guò)程麻煩，且只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，切出的糕點(diǎn)厚度只能為有限的幾個(gè)值。故采用摩擦輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)摩擦輪接觸點(diǎn)與從動(dòng)摩擦輪中心的距離來(lái)調(diào)節(jié)從動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)傳送帶進(jìn)給量，控制糕點(diǎn)切片厚度，且糕點(diǎn)

15、厚度為某一范圍內(nèi)的連續(xù)值。</p><p>　　3. 整機(jī)方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　整機(jī)方案(未按比例繪制)</p><p><b>　　4.擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p>　　由于切刀工作節(jié)拍為50次/min，則完成一次糕點(diǎn)輸送和切片過(guò)程所需時(shí)間為1.2s（T=1.2s）。</p>&

16、lt;p>　　一個(gè)周期內(nèi)，切刀向下運(yùn)動(dòng)時(shí)間為</p><p><b>　　向上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為</b></p><p><b>　　傳送帶運(yùn)動(dòng)時(shí)間為</b></p><p><b>　　停止時(shí)間為</b></p><p>　　兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下圖</p>

17、<p><b>　　運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p><b>　　四、機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸如下圖所示（切刀安裝在滑塊上）。轉(zhuǎn)角α=78°時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C1點(diǎn)，轉(zhuǎn)角α=244°時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)到C2點(diǎn)。轉(zhuǎn)

18、角從78到244°過(guò)程滑塊向下運(yùn)動(dòng)（切片），從244°到78°過(guò)程滑塊向上運(yùn)動(dòng)（回程）。</p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)極位夾角</p><p><b>　　θ=14°</b></p><p><b>　　行程速比系數(shù)</b></p><p>　　K=(18

19、0°+θ)/(180°-θ)=1.169</p><p>　　曲柄長(zhǎng)AB=38.05mm，連桿長(zhǎng)BC=105.13mm。行程H=80mm,偏距e=30mm。當(dāng)轉(zhuǎn)角α=180°時(shí)（曲柄為水平位置），最大壓力角為40°。</p><p><b>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　2.不完全齒輪機(jī)構(gòu)

20、的設(shè)計(jì)</p><p>　　已知數(shù)據(jù)：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為ω=5π/3 rad/s，即T=1.2s</p><p>　　要求主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一圈（360°），從動(dòng)輪轉(zhuǎn)過(guò)90°，休止270°</p><p>　　不完全齒輪齒形采用漸開線齒形</p><p><b>　　取運(yùn)動(dòng)特性系數(shù) </b></p&

21、gt;<p><b>　　主動(dòng)輪上鎖止弧數(shù) </b></p><p><b>　　從動(dòng)輪上鎖止弧數(shù) </b></p><p><b>　　系數(shù) </b></p><p>　　從動(dòng)輪上鎖止弧間齒數(shù) </p><p>　　主動(dòng)輪上鎖止弧間齒數(shù) </p>

22、<p><b>　　從動(dòng)輪假想齒數(shù) </b></p><p><b>　　主動(dòng)輪假想齒數(shù) </b></p><p><b>　　模數(shù)m=3</b></p><p>　　主動(dòng)輪首、末齒的修正齒頂高系數(shù)</p><p>　　不完全齒輪幾何尺寸如下表</p>

23、<p><b>　　3.摩擦輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)摩擦輪主動(dòng)輪半徑為 ,從動(dòng)輪半徑為 ，錐齒輪傳動(dòng)比為 i , 傳送帶滾筒的半徑加傳送帶厚度為 ,摩擦輪接觸點(diǎn)到從動(dòng)摩擦輪的距離為 ，傳送帶運(yùn)動(dòng)距離為s。</p><p>　　一個(gè)周期內(nèi)，主動(dòng)摩擦輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)一次，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為0.36s，轉(zhuǎn)角為 。</p>&l

24、t;p>　　由于主、從動(dòng)摩擦輪接觸點(diǎn)的線速度相等（忽略滑差率），得主動(dòng)摩擦輪輪轉(zhuǎn)過(guò) 時(shí)，從動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)過(guò) ，傳送帶運(yùn)動(dòng)距離為</p><p>　　設(shè)計(jì)圓錐齒輪的傳動(dòng)比i=6，取 </p><p>　　由于s的調(diào)節(jié)范圍為10~17mm，代入上式得 變化范圍為65.45~38.5mm?？紤]到接觸點(diǎn)不宜調(diào)節(jié)到從動(dòng)摩擦輪的邊沿，故取</p><p><b>

25、;　　圓整后取</b></p><p><b>　　兩輪的寬度</b></p><p>　　取 ，得B=20mm。</p><p>　　摩擦輪加壓裝置采用彈簧加壓，兩摩擦輪材料均為橡膠，其摩擦系數(shù)μ=0.45~0.60。</p><p><b>　　4.減速齒輪設(shè)計(jì)</b></p&

26、gt;<p>　　采用兩級(jí)齒輪減速，一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)比為5，二級(jí)減速齒輪傳動(dòng)比為5.2，電動(dòng)機(jī)功率為7.5KW，轉(zhuǎn)速為1300r/min，減速后轉(zhuǎn)速為1300 5 5.2=50r/min。減速齒輪相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。</p><p><b>　　5.錐齒輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　直齒錐齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)傳動(dòng)比i=6</p><p&

27、gt;<b>　　模數(shù)m=1.5mm</b></p><p>　　小齒輪（主動(dòng)輪）齒數(shù) </p><p><b>　　大齒輪齒數(shù) </b></p><p><b>　　壓力角 </b></p><p>　　6.滾筒與傳送帶設(shè)計(jì)</p><p>　　兩滾筒

28、直徑一樣大，傳送帶厚度為5mm，滾筒直徑d=2*=90mm,滾筒寬度均為400mm。滾筒上固結(jié)一軸，直齒錐齒輪的大齒輪安裝在軸上。</p><p><b>　　五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　對(duì)本糕點(diǎn)切片機(jī)，主要進(jìn)行曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析。我們分別采用解析法和圖解法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。</p><p><b>　　1、解析

29、法</b></p><p>　　解析法運(yùn)動(dòng)分析是借助機(jī)構(gòu)分析系統(tǒng)（MAD）完成的。</p><p>　　根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸在MAD中畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖。以節(jié)點(diǎn)1處的機(jī)架為原點(diǎn)，水平向右方向?yàn)閤方向，垂直向上為y方向。</p><p>　　構(gòu)件1為主動(dòng)件曲柄，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度為</p><p>　　我們用MAD進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模

30、擬，并繪制出節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4的位置、速度、加速度曲線。</p><p>　　將運(yùn)動(dòng)分析的結(jié)果導(dǎo)出到EXCEL中，整理后得到曲柄為任意轉(zhuǎn)角時(shí)（每隔1°取一個(gè)值）的節(jié)點(diǎn)位置、速度、加速度，表格見(jiàn)附表。</p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)MAD圖</p><p>　　節(jié)點(diǎn)3的位移曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸為</p><

31、p>　　位置（單位：mm），曲線1為節(jié)點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，曲線2為節(jié)點(diǎn)3的</p><p><b>　　縱坐標(biāo)。</b></p><p>　　節(jié)點(diǎn)3的速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸</p><p>　　為節(jié)點(diǎn)3速度（單位：mm/s），其中曲線1為節(jié)點(diǎn)3的水平方向</p><p>　　速度，曲線

32、2為節(jié)點(diǎn)3的垂直方向速度。</p><p>　　節(jié)點(diǎn)3的加速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸</p><p>　　為節(jié)點(diǎn)3加速度（單位： ），其中曲線1為節(jié)點(diǎn)3的水平方</p><p>　　向加速度，曲線2為節(jié)點(diǎn)3的垂直方向加速度。</p><p>　　節(jié)點(diǎn)4的位移曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸

33、為</p><p>　　節(jié)點(diǎn)4的y坐標(biāo)（單位： ）。</p><p>　　節(jié)點(diǎn)4的速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸為</p><p>　　節(jié)點(diǎn)4的速度（單位： ）。</p><p>　　節(jié)點(diǎn)4的加速度曲線如下，橫軸為曲柄的轉(zhuǎn)角（單位：°），縱軸為</p><p>　　節(jié)點(diǎn)4的加速度（

34、單位： ）。</p><p><b>　　2、圖解法</b></p><p>　　圖解法進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，我們分別對(duì)曲柄轉(zhuǎn)角為0°、72°、144°、216°、288°等5個(gè)位置進(jìn)行了位移、速度、加速度分析。</p><p>　　為用圖解法分析，我們分別作出了這5個(gè)位置的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)

35、，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖僅作出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，而略去其他部分。</p><p>　　轉(zhuǎn)角0° ：易萬(wàn)力</p><p><b>　　轉(zhuǎn)角72° ：王博</b></p><p>　　轉(zhuǎn)角144°：李華斌</p><p><b>　　轉(zhuǎn)角216°：林楷</b></p&

36、gt;<p>　　轉(zhuǎn)角288°：楊永亮</p><p>　　具體圖解法過(guò)程見(jiàn)附表之后。</p><p>　　[1] 濮良貴，紀(jì)名剛。機(jī)械設(shè)計(jì)。8版。北京。高等教育出版社。2006. </p><p>　　[2] 孫桓，陳作模，葛文杰。機(jī)械原理。7版。北京。高等教育出版社。2006.</p><p>　　[3] 王昆，何

37、小柏，汪信遠(yuǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)。1版。高等教育出版社。1995.</p><p>　　[4] 許連元，李強(qiáng)德，徐祖茂。機(jī)械制圖。5版。同濟(jì)大學(xué)出版社。2010.</p><p>　　[5] 同濟(jì)大學(xué)航天與力學(xué)學(xué)院。理論力學(xué)。1版。同濟(jì)大學(xué)出版社。2005</p><p><b>　　八、附圖</b></p><p>

38、;<b>　　不完全齒輪小齒輪</b></p><p><b>　　不完全齒輪大齒輪</b></p><p><b>　　摩擦輪主動(dòng)輪</b></p><p><b>　　摩擦輪從動(dòng)輪</b></p><p><b>　　一級(jí)減速齒輪小齒輪<

39、;/b></p><p><b>　　一級(jí)減速齒輪大齒輪</b></p><p><b>　　二級(jí)減速齒輪小齒輪</b></p><p><b>　　二級(jí)減速齒輪大齒輪</b></p><p><b>　　錐齒輪主動(dòng)輪</b></p>