糕点切片机课程设计说明书(新)

课程设计说明书

课程名称：机械原理课程设计

设计题目：糕点切片机

专业：热能与动力工程(动力机械)班级：1103

学生姓名:徐睿、徐波、高新宇、焦世彬、孙益柯、方鑫学号:3110404066、67、68、69、72、73

指导教师:朱云明

2012年6月22日

目录

一、设计任务

二、机械系统运动方案设计的构思

三、机构运动方案的选择和评定

四、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

五、减速系统设计

六、执行系统设计

七、传动系统演示

八、参考资料

九、创新设计心得

一、设计任务

1.1 设计题目：糕点切片机

1.2 工作原理及工艺的动作过程

如结构示意图所示,电动机经皮带轮和齿轮系减速后，达到 30 转/分。再通过棘轮机构连接一个皮带轮构成糕点的进给机构，使它满足间歇运动的要求。同时通过另外一组皮带轮带动凸轮机构，实现糕点的切片通过设计还可实现切刀的急回运动。由于每一次切刀的运动过程相同,故每一片糕点的大小也相同；通过改变进给的距离，可调整切片的厚度。间歇运动机构与切刀往复运动机构协调工作从而实现糕点的切片。

1.3 机构的一些尺寸

糕点厚度：25mm；

糕点切片长度（即切片高）范围：45mm；

切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向）：400mm；

切刀工作节拍：60次/分；

生产阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。

电机功率 0.55KW（或 0.75KW）、1390r/min。

主要设计要求是：

1.3.1通过调整进给的距离，达到切出不同厚度糕点的需要。

1.3.2要确保进给机构与切片机构协调工作，全部送进运动应在切刀返回过程中完成，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。

二、机械系统运动方案设计的构思

切刀的往复直线移动可采用连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条、组合机构等；

糕点的直线间歇运动可选择连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。

2.1实现切刀往复运动的机构

方案一

如上图所示，为一直动导杆机构，可利用杆 3 的往复运动来实现切刀的上下往复运动。

方案二

如上图所示，为一偏心曲柄滑块机构，可利用它实现切刀的往复运动。

方案三

如上图所示，为一对心凸轮机构，可利用它实现切刀的往复运动。

2.2糕点的直线间歇运动

方案一

糕点直线间歇运动之槽轮机构

通过槽轮实现直线间歇运动

方案二

糕点直线间歇运动之棘轮机构

棘轮机构实现直线间歇运动

三、机构运动方案的选择和评定

3.1刀具运动

方案一：运动副均为低副，两运动副元素为面连接，压力较小，可承受较大的载荷，且几何形状简单，便于加工。

此机构虽有上下往复运动，但它并没有急回运动特性。不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩短空程的时间，影响效率。

方案二：此机构具有急回特性，结构简单，具有连杆机构的共同特点，可承受较大的载荷，运动副元素的几何形状简单。但是此机构具有连杆机构的共同缺点，即机械效率低下。且不符合本次课程设计的具体要求

方案三：此机构可以具有急回特性，能实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性。结构简单，可承受较大的载荷，且符合本次课程设计的实际要求，能够使从动件得到各种预期的运动规律。

此机构具有凸轮机构的一些共同缺点，加工较为复杂，这是凸轮机构所不能避免的。综上所叙，我们选择了凸轮机构提供往复运动。

3.2直线间歇运动

方案一

槽轮机构

此机构能够实现直线间歇运动的功能，但是不能实现不同糕点切片厚度的需要，而且槽轮加工难度大，不符合此次课程设计的具体要求。

方案二

棘轮机构

此机构既能够实现直线间歇运动的功能，又能通过改变棘轮每次转过的角度来实现不同糕点切片厚度的需要，而且结构简单，制造容易。

综上所述，我们选择了棘轮机构提供直线间歇运动。

3.3方案设计的创新改进措施：

3.3.1我们开始构思方案时,想使设计的机构要尽量满足自动化的要求。

此机构的运作是切糕点与送糕点,切的时候糕点不能动,没有切的时候,糕点要运动并前进一定的距离到达指定位置.为了实现切的动作,我们开始采用曲柄滑块机构,曲柄滑块机构可以实现刀的往复运动,可传递较大的力,能满足我们的需要，但是机械效率太低，本着提高效率等的原则，我们考虑用凸轮机构,来实现刀的往复运动,用凸轮可以很好的控制刀的运动,实现最优的运动轨迹，又能符合本次课程设计等要求，于是我们确定用凸轮机构，并且凸轮机构还能实现急回运动，从而极大地提高了效率。

3.3.1对于蛋糕的传送, 既要满足间歇运动的要求,又能通过改变进给距离而切出不同厚度的糕点。

我们刚开始试用了槽轮机构,但我们的糕点切片机要求可以改变所切糕点长

度的,如用槽轮机构的话,很难实现改变切片的长度,我们想到用齿轮组减速器改

变速度来实现，但是用齿轮来改变速度很复杂且不太方便操作,且零件繁多，于

是我们否定了这个方案。经过查资料后，我们最终选择了棘轮机构。棘轮机构可

以方便地改变切片的长度，且棘轮机构设计加工简单，改变切片的长度时操作方

便。所以机构的总体方案就是齿轮系降低转速、棘轮机构实现间歇运动和凸轮机

构实现刀片的运动。

四、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

刀具往复运动

切刀每分钟完成切割40次的工作节拍，故连接曲柄的齿轮的转速为40次/

分，切刀做竖直面内的往复直线运动，当其往下运动到与最低点相距约80mm （这

是糕点的厚度）时开始切割糕点，此时糕点静止不动，切割完毕切刀往上运动到

距离最低点约 80mm 时糕点运动起来，把切好的糕点片带走并把糕点送进待切，

切刀继续往上运动，直到最高点，之后再往下运动，直到最低点相距约80mm（这

是糕点的厚度）时又开始切割糕点此时糕点又静止。如此往复循环。下图是刀具

的位移运动图（一个周期）：

五、减速系统设计