糕点切片机的设计毕业设计

成都理工大学工程技术学院毕业论文糕点切片机的设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

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3）其它

摘要

机械的种类是五花八门十分繁多，常见的机械有动力机械、生产机械、起重运输机械、建筑机械、矿山机械、林业机械、农业机械等等。随着科学技术的发展，各类生产机械的数独和精度要求越来越高，同时要考虑环境保护、节省原材料、节约能源，而许多机械设计采用机、电或机、电、液的一体化以满足自动化生产的新要求。一批又一批的新机械不断涌现。

尽管各种机械的结构和用途多种多样，千差万别，但大体上均由四部分组成：动力机、传动系统、执行机构和操纵控制装置。此外，为保证机械正常工作还设有一些辅助装置，如润滑、冷却、安全保护，级数及照明装置等。由此本次所设计的糕点切片机采用先进合理的机械结构，所切糕点厚薄自由可调节，如：切深度，只要调节螺杆即行，都能按各自要求进行调节，从食品接触部位，全部采用进口不锈钢材料，既清洁又卫生。

关键词：机械，糕点切片机，糕点，传动系统

Abstract

Machinery is multifarious very wide range of common mechanical machinery, production machinery, lifting transportation machinery, construction machinery, mining machinery, forestry machinery, 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 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, transmission 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 structure, 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 slicer,pastries,the transmission system

目录

摘要............................................................................................................ I Abstract................................................................................................VII 目录...................................................................................................... VIII 前言.. (1)

1 糕点切片机设计概述 (2)

1.1 糕点切片机的研究现状 (2)

1.2 糕点切片机的设计要求 (2)

1.3 糕点切片机设计的重点 (3)

2 设计方案的选择 (4)

2.1 技术原理 (4)

2.2 装置操作 (4)

2.3 核心部件的设计 (4)

2.3.1 糕点的间歇直线运动 (4)

2.3.2 切刀的直线往复运动 (6)

2.3.3 减速系统 (8)

2.4 设计方案的确定 (9)

2.4.1 糕点的直线间歇运动机构的确定 (9)

2.4.2 切刀往复运动机构的确定 (10)

2.4.3 减速机构的确定 (10)

3 机构零件尺寸的设计 (12)

3.1 曲柄摇杆机构 (12)

3.1.1 曲柄摇杆的引入 (12)

3.1.2曲柄摇杆的几何尺寸设计 (13)

3.2棘轮机 (15)

3.2.1 棘轮的引入 (15)

3.2.2 棘轮机构的几何尺寸设计 (16)

3.2.2 皮带轮的几何尺寸设计 (18)

3.3 曲柄滑块机构 (19)

3.3.1 曲柄摇杆的引入 (19)

3.3.2 曲柄摇杆的几何尺寸设计 (19)

3.4减速系统 (20)

3.4.1 减速系统的引入 (20)

3.4.2 减速系统的几何尺寸设计 (21)

4 机构强度校核 (23)

4.1曲柄摇杆强度校核 (23)

4.1.1弯应力核 (24)

4.1.2切应力校核 (24)

4.2曲柄滑块强度校核 (25)

5 机构运动分析与动力分析 (27)

5.1机构运动分析 (27)

5.1.1曲柄摇杆机构运动分析 (27)

5.1.2 曲柄滑块机构运动分析 (29)

5.2机构动力分析 (30)

机构建模 (36)

6.1 各部件的建模 (36)

6.2 机构的装配 (37)

总结 (38)

致谢 (39)

参考文献 (40)

ff

前言

糕点是我国古老的传统食品，历史悠久、制作考究、花样繁多、造型精美、营养丰富、质地优良、食用方便，至今仍是人们生活中的调理食品，由于富有传统文化特色而闻名于世。

随着和外国的交流更加密切，西式糕点也流入中国，其造型新颖，风格独特，口味清新，颠覆了传统糕点在我国人民中的印象。不仅仅在选材，制作方式，口感方面都给我们一种耳目一新的感觉。而今的糕点的发展更是融合了中西两种风格，成为新一代的流行美食，深受大众的喜欢，市场占有率极高。

糕点作为一种常见的食品，它可以作为早餐、中餐、晚餐，也可以作为主食。从而，在日常生活中扮演者重要的角色。而今，新世纪的糕点中添加了一些保健性的药物，在不影响其自身美味的同时还大大提高了它的的营养价值和药用效果。

糕点切片机发展史已经很多年了，对于家居型的糕点切片也是有市场供应。早就已经发展到了一定的阶段。近几年来，随着经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高。糕点的制作慢慢有家庭小批量的生产趋势，加上糕点庞大的需求量，价格适宜且功能强大的小作坊型糕点切片机变得非常必须，所以研究经济适用快速安全的糕点切片机是非常重要的。

1 糕点切片机设计概述

1.1 糕点切片机的研究现状

随着人民生活水平的提高，人们开始追求生活，不仅仅满足于市场，商店里买到的糕点。而且现在自家制作糕点也不再是难事。制作工具，原料和配料都容易买到。甚至可以根据自己喜爱的口味，做出软硬适中的糕点，而且还可以根据自己的想法去设计。面对如今众多的大学生创业，下岗工人的再就业创业，如此大的糕点市场是个很好的机会。所以，一台价格适宜，容易上手，操作简单的糕点切片机能给他们在糕点制作的过程中带来很大的便捷。不过现阶段的糕点切片机在国内主要存在于中大批量生产中。小作坊的糕点切片机在小批量生产的商店，家用有广大的市场。随着家电机械化程度越来越高，人们不再停止纯手工劳动。而且针对糕点种类如此之多，质地又软又硬，人工切片有诸多的不便。而且工作效率比较低，手工切出来的糕点美观程度也不如机器切的。所以小作坊型糕点切片机变得被人们和市场需要。

1.2 糕点切片的设计要求

原始数据：

1）糕点厚度：5~20mm；

2）糕点切片长度（即切片高）范围：5~80mm；

3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向）：300mm；

4）切刀工作节拍：40 次/分；

5）生产阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。

6）电机功率 0.55KW（或 0.75KW）、1390r/min。

主要设计要求是：

1. 通过调整进给的距离，达到切出不同厚度糕点的需要。

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。

1.3 糕点切片机设计的重点

研究糕点输送与切片分离的新的工作原理及结构形式，利用槽轮机构实现成型后糕点的间歇输送，采用曲柄滑块机构实现糕点的切片与分离动作，以最大程度地减少动力功耗和总体结构尺寸：

针对不同糕点品种，优化传动与工作部件的结构，使其结构参数达到最优。

本设计以配用小型作坊式的糕点切片机装置的输送及切片分离原理，刀片装置往复运动的特点和所受阻力及糕点的施力方式等，研究糕点切片装置及其输送部件的运动机理及最佳工作参数，对间歇进料机构和往复切片机构进行优化设计，达到简化结构，降低功耗，减少成本，提高作业质量为目标。

2 设计方案的选择

2.1 技术原理

糕点成型（如长方体、圆柱体等）后，须经过切片后才能烘干。

电动机经皮带和齿轮系减速，再用棘轮机构连接一皮带组成糕点的进给机构，并满足间歇运动的要求。同时通过另外一组皮带轮带动偏置曲柄滑块机构运动（滑块上带切刀），实现糕点的切片。

间歇运动机构与切刀运动机构工作协调，由于每一次切的过程都一样,从而使每一片糕点的大小都一样。而通过改变间歇运动的速度或间歇的输送距离，可调整切片的厚度。.

装置结构简捷，操作方便，功能可靠，节能环保。

2.2 装置操作

将待切的糕点放在传送带要求的位置，接通电源，根据自己需要调节档位（共四个档位），启动电机，装置便运作起来，待糕点切完之后，继续安放待切糕点进行批量切割。

2.3核心部件的设计

切刀的往复直线移动可采用偏置曲柄滑块机构、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槽轮+飞轮机构、不完全齿轮机构、棘轮机构等。

2.3.1 糕点的间歇直线运动

方案一槽轮+飞轮机构

槽轮用来实现糕点的直线间歇运动，当主动拨盘上的圆销进入槽轮的槽中时，拨盘拨动槽轮转动，从而带动传送带直线运动，此时切刀悬置；当圆销没有进入槽轮的槽中时，槽轮静止，此间歇切刀进行切割。

飞轮通过改变不同齿轮组合的传动比来改变间歇运动的速度，进而改变蛋糕的进给量，调整切片的厚度。

图2.1 槽轮+飞轮机构

方案二不完全齿轮机构

当不完全齿轮上的轮齿与从动轮上轮齿相啮合时，从动轮转动，从而带动传送带直线运动，此时切刀悬置；当两轮上锁止弧起定位作用时，从动轮静止，此间歇切刀进行切割。

图2.2不完全齿轮机构

方案三棘轮机构

棘轮机构是执行糕点的进给运动,每一次的运动距离就是所切糕点的长度。

为了控制和改变这个长度,设棘轮每转动一定角度,糕点就运动一定距离。

图2.3 棘轮

2.3.2切刀的直线往复运动

方案一凸轮机构

可以利用一个型封闭或封闭的凸轮的转动带动从动件导杆的往复运动来满足刀片切割高点的要求。当推杆行程增大时，刀具切割糕

点，当推杆达到最高时刀具达到最低点；当推杆行程减小时，刀具上升。

图2.4 凸轮机构

方案二偏置曲柄滑块机构

利用曲柄的整周转动和固定在导轨上的滑块的直线往复运动带动刀片切割糕点。

曲柄作等速转动，滑块作往复直线运动，其往复运动可以是匀速，也可以不匀速。它还具有急回特性，提高效率。

图2.5偏置曲柄滑块机构

2.3.3 减速系统

蜗杆蜗轮:可以得到很大的传动比，比交错轴齿轮机构紧凑；两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构；蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小；具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用；传动效率较低，磨损较严重。

蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高；蜗杆轴向力较大。

齿轮机构：是传统和现代机械中应用最为广泛的一种传动机构。

优点：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围很广。

缺点：齿轮制造需要专用机床和设备，成本较高；精度低时，振动和噪声较大；不宜用于轴间距离大的传动。

皮带机构：带传动是两个或多个带轮之间用带作为挠性拉曳零件的传动，

工作时借助零件之间的摩擦（或啮合）来传递运动或动力。

优点：能缓和载荷冲击；运行平稳无噪声；制造和安装精度不像啮合传动那样严格；过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；可增加带长以适应中心距较大的工作条件。

缺点：有弹性滑动和打滑，使效率降低和不能保持准确的传动比（同步带传动是靠啮合传动的，所以可保证传动同步）；传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大；带的寿命较短。

2.4 设计方案的确定

2.4.1糕点的直线间歇移动机构的确定

槽轮机构结构简单，工作简单，在圆销进入啮合和退出啮合时，传动平稳。能准确控制传动角度。由于槽轮在启动和停止时加速度变化大，有冲击，且随槽数减少，转速增高而加剧，因此不适合用于高速场合。

此外，槽轮每次转过的角度与槽轮的槽数有关，欲改变转角，则需要改变槽轮槽数，重新设计槽轮机构，因此槽轮机构多用于不要求经常调整转角的转位运动中。由于制造工艺，机构尺寸等条件的限制，槽轮的槽数不宜过多，故每次的转角较大。飞轮机构的许多齿轮来改变速度很复杂，而且不方便实际操作。

故舍弃。

不完全齿轮做间歇转动的冲击很小。与其他间歇机构相比，不完全齿轮机构具有结构简单，设计灵活的特点。主动轮每转一周，从动轮运动的角度，从动轮停歇的次数及每次停歇的时间，相比棘轮机构和槽轮+飞轮机构有更宽的范围。但不完全齿轮机构中的从动齿轮在传动开始和终止时速度有突变，会引起刚性冲击，只适用于低速轻载的工作场合。

故舍弃。

棘轮机构的结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位，能实现糕点厚度的调节，故采用此机构。

故采用。

2.4.2切刀往复运动机构的确定

作为直动从动件盘形凸轮机构的等速转动转化为从动件的往复直线运动，其移动的位移,速度，加速度与凸轮的轮廓曲线有关。凸轮机构广泛应用于传动机构，他有其他机构无可比拟的优点：

1）设计简单，适应性强，可实现从动件的复杂运动规律要求。

2）结构简单紧凑，控制准确有效，运动特性好，使用方便。

3）性能稳定，故障少，维护保养方便。

缺点：凸轮与从动件为高副接触，易于磨损，可调性差。而且，由于凸轮

的轮廓曲线通常比较复杂，因而加工比较困难。

故舍弃。

曲柄滑块机构有如下结构特点：

1）其结构由简单的构件和低副组成，具有结构简单，易于制造，成本低廉的特点。

2）构件只建力的传递是通过低副实现的，面接触的低副具有较小的单位面积承载力，故其机构的承载能力大。

3）通过适当的设计各杆的尺寸，连杆机构可实现运动规律的多样化。

4）当连杆和机架较长时，可实现远距离的运动和动力的传递。

故采用。

2.4.3 减速机构的确定

涡轮蜗杆机构只能在一定的距离里面产生较大的传动比，所以不适宜用于连续不停转动，而且机构效率较低，成本较高。皮带能缓和载荷冲击，运行时平稳、低噪声，制造和安装精度较低，有较强的过载保护作用。所以采用高速级用皮带传动，低速级用齿轮来作为减速系统。

综上所述，选用棘轮机构可以方便的实现改变切片的长度，且棘轮机构设计加工简单，改变切片的长度时操作方便。

选用曲柄滑块机构可以实现刀的往复运动,可传递较大的力,能足我们的需要, 而且其机构简单，加工制造方便，能减少生产成本。