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

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………2 </p><p>　　二、功能分解…………………………………………………………………3 </p><p>　　三、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換…………………………………………………………………4 </p>

2、<p>　　四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇與比較…………………………………………………6</p><p>　　五、原動(dòng)機(jī)……………………………………………………………………10</p><p>　　六、運(yùn)動(dòng)方案擬定……………………………………………………………10</p><p>　　七、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)…………………………………………………………………17</p>

3、<p>　　八、運(yùn)動(dòng)示意圖………………………………………………………………19九、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖………………………………………………………………20十、執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算……………………………………………………………………21</p><p>　　十一、參考資料…………………………………………………………………25</p><p>　　十二、小結(jié)……………………………………………………

4、…………………26 </p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求 </b></p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)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)作過(guò)程</p><p>　　糕點(diǎn)先成型(

5、如長(zhǎng)方體、圓柱體等)經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿(mǎn)足糕點(diǎn)不同切片厚度的需要。</p><p>　　3．原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1)糕點(diǎn)厚度。10～20 mm。</p><p>　　2)糕點(diǎn)切片長(zhǎng)度(亦即切片的高)范圍。5～8

6、0 mm。</p><p>　　3)切刀切片時(shí)最大作用距離(亦即切片的寬度方向)300 mm。</p><p>　　4)切刀工作節(jié)拍。40次／min。</p><p>　　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。</p><p>　　6)電動(dòng)機(jī)可選用0.55kW (或0.75 kW)、1390 r／min。</p>

7、;<p><b>　　4．設(shè)計(jì)方案提示</b></p><p>　　1)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>　　2)直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何滿(mǎn)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，或者

8、采用其它調(diào)整方案，均應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行定性的分析比較。</p><p>　　3)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須與切刀運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進(jìn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)在切刀返回過(guò)程中完成。需要注意的是，切口有一定的長(zhǎng)度(即高度)，輸送運(yùn)動(dòng)必須在切刀完全脫離切口后方能開(kāi)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運(yùn)動(dòng)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)，就應(yīng)按上述要求來(lái)選取間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。</p>&l

9、t;p><b>　　5．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1)根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；</p><p>　　2)進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和切口機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求；</p><p>　　3)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇；</p><p>　　4)根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案

10、；</p><p>　　5)畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖(機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖)；</p><p>　　6)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　二. 功能分解</b></p><p>　　功能分析法是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中探尋功能原理方案的主要方法，這種方法將機(jī)械產(chǎn)品的總功能分解成若干簡(jiǎn)單的功能元，對(duì)功能元求解，然

11、后進(jìn)行組合，往往可以得到機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的多種解。糕點(diǎn)先成型(如長(zhǎng)方體、圓柱體等)經(jīng)切片后再烘干。糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)兩者的動(dòng)作配合進(jìn)行切片。改變直線間歇移動(dòng)速度或每次間隔的輸送距離，以滿(mǎn)足糕點(diǎn)不同切片厚度的需要。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書(shū)中糕點(diǎn)切片機(jī)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作；糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)和切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求，作出糕點(diǎn)切片機(jī)的功能、工藝動(dòng)作圖如下：<

12、/p><p>　　圖1 糕點(diǎn)切片機(jī)的功能、工藝動(dòng)作圖</p><p><b>　　糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)</b></p><p>　　糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)可選擇連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　2..切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)</p><p>　　切刀的往復(fù)直線移動(dòng)可采用連桿機(jī)

13、構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、組合機(jī)構(gòu)等。</p><p><b>　　三. 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換</b></p><p><b>　　1.常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式</b></p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器的某種工藝動(dòng)作形式都對(duì)應(yīng)著某種運(yùn)動(dòng)形式，機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式見(jiàn)下表2。</p><p>　　表2 運(yùn)動(dòng)形式與表達(dá)符

14、號(hào)</p><p>　　2.同一種功能可選用不同的工作原理與不同的機(jī)構(gòu)</p><p>　　實(shí)現(xiàn)同一種功能可選用不同的工作原理，下表說(shuō)明運(yùn)動(dòng)由轉(zhuǎn)動(dòng)換成移動(dòng)等，可采用推拉原理、摩擦傳動(dòng)原理或流體傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)，而且可分別采用不同機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、氣液壓機(jī)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足功能要求。</p><p>　　四．執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇與比較</p><p&

15、gt;<b>　　糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)</b></p><p><b>　　1.棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)角可在工作過(guò)程中、并可在較大范圍內(nèi)調(diào)整等特點(diǎn)而應(yīng)用廣泛，但運(yùn)動(dòng)角的調(diào)節(jié)是有級(jí)的、傳動(dòng)精度較差，且棘爪在齒面滑行時(shí)引起噪音、沖擊、齒尖易磨損而不宜用于高速。</p><p>

16、　　為改善性能常采用多爪棘輪機(jī)構(gòu)以得到較小的運(yùn)動(dòng)角而又不增加齒數(shù)，采用帶罩板的棘輪機(jī)構(gòu)以調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)角，采用浮動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)停歇時(shí)間，采用其它機(jī)構(gòu)與其組合改變動(dòng)停時(shí)間比，可應(yīng)用于各種場(chǎng)合。</p><p><b>　　齒輪棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　鏈輪棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>

17、　　連桿棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　2.槽輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，工作可靠，機(jī)械效率高，但槽輪的運(yùn)動(dòng)角大小不能調(diào)節(jié)，且在槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的始、末位置有沖擊，不宜用于高速。為避免剛性沖擊，在圓銷(xiāo)進(jìn)入和退出徑向槽的兩個(gè)位置時(shí)要求徑向槽中心線切于圓銷(xiāo)中心的</p><p>　　運(yùn)動(dòng)圓周。

18、為保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要求槽輪槽數(shù)z不小于2，圓銷(xiāo)數(shù)k應(yīng)小于2z/(z-2)。當(dāng)k=1時(shí)，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間少于靜止時(shí)間，當(dāng)k=1、z=4且槽、銷(xiāo)都均布時(shí)，動(dòng)、停時(shí)間相等，k再增加，運(yùn)動(dòng)時(shí)間則大于靜止時(shí)間。若要求各次停歇時(shí)間不等，可將圓銷(xiāo)不均勻，若要求各運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不等，則使各圓銷(xiāo)中心的半徑不等、且各徑向槽的長(zhǎng)度和夾角也作相應(yīng)改變。</p><p>　　當(dāng)需要槽輪停歇時(shí)間短、傳動(dòng)較平穩(wěn)、減少空間尺寸并使主、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向一致時(shí)可采

19、用內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　　槽輪機(jī)構(gòu)一般用于轉(zhuǎn)速不高的自動(dòng)機(jī)械和輕工機(jī)械及儀表中，如電影放映機(jī)中的送片機(jī)構(gòu)、長(zhǎng)圖自動(dòng)記錄儀中的打印機(jī)構(gòu)。也常與其他機(jī)構(gòu)組合作為自動(dòng)線中的傳送或轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　齒輪槽輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　3.凸輪機(jī)構(gòu)</b></p>&l

20、t;p>　　凸輪式間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不僅可傳遞平行軸間還可傳遞交錯(cuò)軸間的間歇運(yùn)動(dòng)。只要合理設(shè)計(jì)廓線、選擇合適的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、減少?zèng)_擊、得到較好的運(yùn)動(dòng)特性，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要。但加工復(fù)雜、安裝要求嚴(yán)格。</p><p>　　凸輪式間歇機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于輕工機(jī)械、沖壓機(jī)械、高速自動(dòng)機(jī)械中，作為分度機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、間歇式送料機(jī)構(gòu)。更多的場(chǎng)合下與其他機(jī)構(gòu)組合使用。</p><

21、p><b>　　蝸桿凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　端面螺線凸輪</b></p><p><b>　　連桿齒輪凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　4.不完全齒輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　不完全齒輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角的范圍

22、大，不像槽輪機(jī)構(gòu)那么受限制。能靈活設(shè)計(jì)，很容易實(shí)現(xiàn)一周中的多次不同動(dòng)、停時(shí)間的間歇運(yùn)動(dòng)。但在進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)速度有突變，產(chǎn)生沖擊，不宜用于高速傳動(dòng)。為改善傳動(dòng)性能、減少?zèng)_擊，可裝置瞬心線附加板L和K，在首齒嚙合前，K、L板先嚙合，是從動(dòng)輪從靜止?fàn)顟B(tài)逐漸加速置w2；末齒脫離嚙合后，又借助另一對(duì)K、L板逐漸減速。</p><p>　　自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)中常用不完全齒輪機(jī)構(gòu)作為工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)，還可作計(jì)

23、數(shù)機(jī)構(gòu)。常與其它機(jī)構(gòu)組合應(yīng)用。完全齒輪機(jī)構(gòu)也常與其它組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p><b>　　凸輪齒輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　連桿齒輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)</b></p><p><b>　　1.連桿機(jī)構(gòu)

24、</b></p><p><b>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)曲柄整周回轉(zhuǎn)使滑塊往復(fù)移動(dòng)。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊最大行程為曲柄長(zhǎng)度的兩倍，若增加曲柄長(zhǎng)度，可增大行程。</p><p>　　偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特性，當(dāng)曲柄長(zhǎng)度或偏距加大時(shí)，急回特性顯著，而連桿長(zhǎng)度減小時(shí)，急回特性減緩。</p>

25、<p><b>　　移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　連桿為主動(dòng)件，帶動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)桿相對(duì)固定滑塊上下往復(fù)移動(dòng)</p><p><b>　　正弦機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)曲柄以等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)滑塊使導(dǎo)桿上下移動(dòng)，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)角度為0°或180°時(shí)，為導(dǎo)桿的兩極限位置，行程最大。&

26、lt;/p><p><b>　　正切機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)擺動(dòng)導(dǎo)桿為主動(dòng)件時(shí)，通過(guò)滑塊使桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　多桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊，以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p><b>　　雙偏心輪導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)<

27、/b></p><p>　　雙偏心輪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)連桿和弧形導(dǎo)桿及弧形導(dǎo)塊驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件沿水平導(dǎo)路往復(fù)移動(dòng)。</p><p><b>　　2.凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　一般凸輪為主動(dòng)件，作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)，其輪廓曲線的形狀取決于從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便

28、，但由于主從動(dòng)件之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損，適用于運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜、傳力不大的場(chǎng)合。</p><p><b>　　3.齒輪齒條機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　帶環(huán)形齒條的齒輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　當(dāng)輪按某一方向連續(xù)回轉(zhuǎn)與環(huán)形齒條各部分輪齒嚙合，從而帶動(dòng)該齒條左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)。環(huán)形齒條的圓弧部分可保持其上、下直線部分與輪嚙合的平滑過(guò)渡。</p&

29、gt;<p>　　帶不完全齒的雙邊齒條機(jī)構(gòu)</p><p>　　當(dāng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪齒與構(gòu)件上的雙邊齒條之一嚙合，使其在固定導(dǎo)槽內(nèi)沿軸線左右移動(dòng)。</p><p><b>　　齒輪針齒條機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)輪等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒條作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)輪軸位于槽的直線部分時(shí)，齒條等速移動(dòng)，位于圓弧部分時(shí)，輪從上面轉(zhuǎn)移到下面，或

30、從下面轉(zhuǎn)</p><p>　　移到上面，齒條作變速移動(dòng)。</p><p><b>　　4.楔塊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)構(gòu)件沿固定導(dǎo)軌做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)斜面驅(qū)動(dòng)構(gòu)件作往復(fù)水平移動(dòng)。</p><p><b>　　5.斜盤(pán)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)斜盤(pán)繞軸

31、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊作往復(fù)移動(dòng)。由于采用球面運(yùn)動(dòng)副，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活。</p><p><b>　　6.組合機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　凸輪連桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　一般凸輪為主動(dòng)件，能夠?qū)崿F(xiàn)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p><b>　　齒輪連桿機(jī)構(gòu)</b>&l

32、t;/p><p>　　可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p><b>　　凸輪齒輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　凸輪為主動(dòng)件，帶動(dòng)與扇形齒輪固接的擺動(dòng)桿擺動(dòng)，驅(qū)使齒條往復(fù)移動(dòng)。</p><p><b>　　齒輪凸輪連桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)主動(dòng)齒輪回轉(zhuǎn)時(shí)，齒

33、輪及凸輪轉(zhuǎn)一周，另一齒輪轉(zhuǎn)61/60周，擺桿及滑桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次。由于兩齒輪有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故兩端面凸輪的接觸點(diǎn)變化，使圓柱凸輪隨同端面凸輪作微小的軸向位移，改變滑桿往復(fù)行程始、末位置。當(dāng)另一齒輪轉(zhuǎn)60周，齒輪轉(zhuǎn)61周，兩輪的相對(duì)位置及桿恢復(fù)到初始位置，一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，從動(dòng)桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)60次。</p><p><b>　　五．原動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　由于本系統(tǒng)所

34、需要的動(dòng)力不大，要求轉(zhuǎn)速也不是很高，綜合考慮下采用了如下的電機(jī)：</p><p>　　電機(jī)型號(hào)：Y801-4。</p><p>　　Y: 異步電動(dòng)機(jī)</p><p>　　801： 機(jī)座中心高</p><p><b>　　4：極數(shù)</b></p><p><b>　　使用條件<

35、/b></p><p>　　環(huán)境溫度：隨季節(jié)變化，但不超過(guò)40攝氏度</p><p>　　頻 率：50Hz</p><p>　　電 壓：380V</p><p><b>　　接 法：Y接</b></p><p><b>　　工作方式：連續(xù)</b><

36、;/p><p><b>　　電機(jī)參數(shù)</b></p><p>　　功 率：0.55KW</p><p>　　電 流：1.5A</p><p>　　轉(zhuǎn) 速：1390r/min</p><p>　　效 率：73%</p><p><b>　　功率因

37、數(shù)：0.76</b></p><p>　　六．運(yùn)動(dòng)方案擬定 </p><p>　　糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)可選擇連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可采用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條、組合機(jī)構(gòu)等；</p><p>　　實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)直線間歇移動(dòng)的機(jī)構(gòu)</p><p>

38、;<b>　　方案一：</b></p><p>　　如上圖所示，為一齒式棘輪機(jī)構(gòu)，利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　如上圖所示，為一不完全齒輪機(jī)構(gòu)，可利用它加皮帶輪來(lái)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案

39、三：</b></p><p>　　如上圖所示，為槽輪機(jī)構(gòu)，可利用它加皮帶輪來(lái)實(shí)現(xiàn)糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案選擇與評(píng)定</b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　齒式棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；動(dòng)與停的時(shí)間比可通過(guò)選擇合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)

40、構(gòu)實(shí)現(xiàn)。該機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是動(dòng)程只能作有級(jí)調(diào)節(jié)；噪音、沖擊和磨損較大，故不宜用于高速。</p><p>　　糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)是在較低的速度下運(yùn)動(dòng)的，所以該機(jī)構(gòu)適合于本系統(tǒng)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　不完全齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活、從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角范圍大，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。但加工復(fù)雜；

41、在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度有突變，引起剛性沖擊，不宜用于高速轉(zhuǎn)動(dòng)；主、從動(dòng)輪不能互換。</p><p>　　在本系統(tǒng)中沒(méi)有必要采用加工如此復(fù)雜的機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　槽輪機(jī)構(gòu)可將主動(dòng)盤(pán)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、</p><p>　　尺寸小、機(jī)械效率高、

42、能較平穩(wěn)地間歇轉(zhuǎn)位等特點(diǎn)。但是每次間歇的時(shí)間長(zhǎng)度一定，很難滿(mǎn)足本系統(tǒng)中改變所切糕片長(zhǎng)度的功能。</p><p>　　方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新改進(jìn)措施:</p><p>　　對(duì)于蛋糕的傳送, 既要滿(mǎn)足間歇運(yùn)動(dòng)的要求,又能通過(guò)改變進(jìn)給距離而切出不同厚度的糕點(diǎn)。剛開(kāi)始試用了槽輪機(jī)構(gòu),但糕點(diǎn)切片機(jī)要求可以改變所切糕點(diǎn)長(zhǎng)度的,如用槽輪機(jī)構(gòu)的話, 很難實(shí)現(xiàn)改變切片的長(zhǎng)度,想到用齒輪組減速器改變速度來(lái)實(shí)現(xiàn)。用許多

43、齒輪來(lái)改變速度很復(fù)雜且不太方便操作,于是我們否定了這個(gè)方案。經(jīng)過(guò)查資料后，選擇了棘輪機(jī)構(gòu)。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。所以機(jī)構(gòu)的總體方案就這么大概的定下來(lái)了。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　如上圖所示，為

44、一直動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，可利用桿3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　如上圖所示，為一幾何封閉凸輪機(jī)構(gòu)。可利用構(gòu)件1繞A點(diǎn)做偏心轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　如上圖所示，為一偏

45、執(zhí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，可利用它實(shí)現(xiàn)切刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　方案選擇與評(píng)定：</b></p><p>　　方案一：運(yùn)動(dòng)副均為低副，兩運(yùn)動(dòng)副為面連接，壓強(qiáng)較小，可承受較大的載荷，且?guī)缀涡螤詈?jiǎn)單，便于加工。而且連桿上各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線，氣形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，從而可以得到形式眾多的連桿曲線，可以這些曲線來(lái)滿(mǎn)足不同曲線的設(shè)計(jì)要求。&l

46、t;/p><p>　　此機(jī)構(gòu)雖有上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但它并沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)特性。不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間，影響效率。</p><p>　　方案二：只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可承重較大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。</p><p>　　但是凸輪輪廓線與推桿之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損。而且沒(méi)有急回

47、特性，不能夠?qū)崿F(xiàn)切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能夠很好的縮短空程的時(shí)間，影響效率。</p><p>　　方案三：此機(jī)構(gòu)有急回特性。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。具有連桿機(jī)構(gòu)的共同優(yōu)點(diǎn)，可承受較大的載荷，運(yùn)動(dòng)副的幾何形狀簡(jiǎn)單。改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　此機(jī)構(gòu)具有連桿機(jī)構(gòu)的共同缺點(diǎn)，機(jī)械效率降低，這是連桿機(jī)構(gòu)所不能避免的。</p><p&g

48、t;　　方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)新改進(jìn)措施:</p><p>　　開(kāi)始構(gòu)思方案時(shí),考慮到在以后的生活和生產(chǎn)中,自動(dòng)化是必然的趨勢(shì)，因此設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要盡量滿(mǎn)足自動(dòng)化的要求。此機(jī)構(gòu)的運(yùn)作是切糕點(diǎn)與送糕點(diǎn),切的時(shí)候糕點(diǎn)不能動(dòng),沒(méi)有切的時(shí)候,糕點(diǎn)要運(yùn)動(dòng)并前進(jìn)一定的距離到達(dá)指定位置.為了實(shí)現(xiàn)切的動(dòng)作,開(kāi)始時(shí)采用凸輪機(jī)構(gòu),來(lái)實(shí)現(xiàn)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),用凸輪可以很好的控制刀的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的運(yùn)動(dòng)軌跡,可是凸輪的設(shè)計(jì)和制造比較復(fù)雜，且不能傳遞較大的力

49、,而且切糕點(diǎn)也不需要那么高的精度。于是考慮用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一樣可以實(shí)現(xiàn)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng),可傳遞較大的力,能滿(mǎn)足需要, 而且其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造方便，能減少生產(chǎn)成本，于是確定用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　3.實(shí)現(xiàn)減速的機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　減速機(jī)構(gòu)要將電機(jī)的1390r/min降為40r/min?？刹捎玫臋C(jī)構(gòu)為渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)以及皮帶—齒輪

50、機(jī)構(gòu)。</p><p>　　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（蝸輪軸心確定，蝸桿向前送進(jìn)），所以不適宜用于連續(xù)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，而且蝸輪從側(cè)面看與齒輪不同的是其中間位置有一定弧度的下凹，對(duì)加工而言會(huì)產(chǎn)生一定的難度。而且相對(duì)齒輪而言，渦輪蝸桿嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度過(guò)大，使得摩擦損耗較大，因而傳動(dòng)效率過(guò)低，易出現(xiàn)發(fā)熱和溫度過(guò)高的現(xiàn)象，磨損也叫嚴(yán)重，會(huì)降低整體的使用壽命，而且成本較高，因此采用多個(gè)齒輪傳動(dòng)來(lái)替

51、代蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　七．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　1.實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)：</p><p><b>　　皮帶傳動(dòng)</b></p><p>　　皮帶傳動(dòng)能起緩沖和吸振作用，可使傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。過(guò)載時(shí)，帶在輪面上打滑，可以防止損壞其他零件，起安全保護(hù)作用。適用于兩軸

52、中心距較大的場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，維護(hù)方便，成本低廉，但是因?yàn)槠鲃?dòng)受摩擦力和帶的彈性交形的影響，所以不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，效率較低。</p><p><b>　　2）齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)能保證恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，傳遞功率的范圍比較寬，可以從很小的功率直到幾萬(wàn)馬力經(jīng)過(guò)磨齒的齒輪傳動(dòng)圓周速度可達(dá)100米／秒；機(jī)械傳動(dòng)效率比

53、較高，一般圓柱齒輪傳動(dòng)效率可達(dá)98％以上，而且使用壽命也較長(zhǎng)。齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，體積比較小。但是傳動(dòng)噪音比較大，對(duì)沖擊比較放敏感，不宜用在軸線距離較大的部件上。齒輪制造精度要求比較高，不能緩沖，高速傳動(dòng)精度不夠是有噪音，無(wú)過(guò)載保護(hù)，相應(yīng)的成本也比較高</p><p><b>　　3）鏈傳動(dòng)</b></p><p>　　傳動(dòng)比固定不變，結(jié)構(gòu)比帶傳動(dòng)緊湊。不需要太大的張

54、緊力，因而不會(huì)給予軸承增加額外的載荷而且載荷能均勻地分布于軸銷(xiāo)與住軸套間的所有接觸面積上。它能低速傳遞較大的裁荷并能使一個(gè)主動(dòng)軸向時(shí)帶動(dòng)幾個(gè)從動(dòng)軸，其軸距的變化范圍比齒輪傳動(dòng)大。但是瞬時(shí)速度不均勻，高速不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)，在震動(dòng)沖擊負(fù)荷下壽命大為縮短。軸距的變化范圍不宜過(guò)大，一般不超過(guò)５～６　米，它在—般應(yīng)用于中距離傳動(dòng)。</p><p><b>　　2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選定</b></p>

55、;<p>　　鑒于以上各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及糕點(diǎn)切片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)，我們最終選擇皮帶傳動(dòng)和齒輪減速傳動(dòng)。</p><p><b>　　3.傳動(dòng)系統(tǒng)演示</b></p><p><b>　　八，運(yùn)動(dòng)示意圖</b></p><p><b>　　九．運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p>

56、<p>　　切刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p><b>　　十．執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算</b></p><p>　　棘輪和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：</p><p>　　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)度，設(shè)棘

57、輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，糕點(diǎn)運(yùn)動(dòng)20mm，設(shè)棘輪共有24個(gè)齒，即每齒代表15度。于是一共有四檔，即20、40、60、80mm，也就是說(shuō)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)。于是棘輪的旋轉(zhuǎn)角度就可以轉(zhuǎn)化為搖桿的擺角。即15、30、45、60度。在棘輪外加裝一個(gè)棘輪罩，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)棘輪上的一部分齒。這樣，當(dāng)搖桿順時(shí)針搖動(dòng)時(shí)，棘爪先在罩上滑動(dòng)，然后才嵌入棘輪的齒槽中推動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。被罩遮住的齒越多

58、，則棘輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就越小。棘輪罩設(shè)置四個(gè)轉(zhuǎn)角分別為15、30、45、60度。設(shè)有槽的圓盤(pán)直徑為150mm，棘輪半徑為100mm，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)。由運(yùn)動(dòng)距離可以得出皮帶輪的直徑為153mm，這樣棘輪機(jī)構(gòu)就設(shè)計(jì)完了。</p><p><b>　　其尺寸為：</b></p><p><b>　　曲柄

59、搖桿機(jī)構(gòu)：</b></p><p><b>　　曲柄長(zhǎng)50mm；</b></p><p><b>　　連桿長(zhǎng)210mm；</b></p><p><b>　　搖桿長(zhǎng)200mm；</b></p><p><b>　　棘輪半徑86mm；</b>&l

60、t;/p><p><b>　　棘輪齒數(shù)24個(gè)；</b></p><p>　　皮帶輪直徑153mm；</p><p>　　整個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵就在于切刀運(yùn)動(dòng)與糕點(diǎn)傳送運(yùn)動(dòng)之間的協(xié)調(diào)，因此需要詳細(xì)計(jì)算。</p><p>　　依據(jù)零件尺寸，作圖計(jì)算得出：</p><p>　　推動(dòng)棘輪的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)為

61、：k=1；又工作周期為1.5秒，則搖桿推程時(shí)間為：0.75秒，回程時(shí)間為：0.75秒。</p><p>　　因此，切刀在0.75秒的時(shí)間內(nèi)不能接觸糕點(diǎn)（最大厚度為20mm），而在0.75秒的時(shí)間里切刀應(yīng)完成切糕點(diǎn)的動(dòng)作并離開(kāi)糕點(diǎn)表面。即切刀在糕點(diǎn)外運(yùn)動(dòng)的時(shí)間應(yīng)大于0.75秒。據(jù)此驗(yàn)證切刀的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸。計(jì)算得切刀在20mm以上的高度運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1秒，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　

62、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（刀具）的設(shè)計(jì)：</p><p>　　此機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于所切糕點(diǎn)的厚度最大為20mm，所以切刀在20mm之上運(yùn)動(dòng)時(shí)，糕點(diǎn)才能運(yùn)動(dòng)。為了給糕點(diǎn)足夠的傳送時(shí)間，設(shè)計(jì)刀的行程為60mm，即曲柄長(zhǎng)30mm；刀的高度設(shè)為37mm?？紤]到衛(wèi)生問(wèn)題,刀不能縮到滑塊的軌道里去,所以設(shè)計(jì)滑塊的長(zhǎng)度為65mm；又設(shè)計(jì)連接桿的長(zhǎng)度為60mm。這樣曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的高度比較高，所以采用皮帶傳動(dòng)。又切刀應(yīng)能剛

63、好切斷糕點(diǎn)，綜合曲柄滑塊和棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸，我們得出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為400mm。</p><p>　　所以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸為：</p><p><b>　　曲柄長(zhǎng)30mm；</b></p><p><b>　　連接桿長(zhǎng)60mm；</b></p><p><b>　　滑塊長(zhǎng)65

64、mm；</b></p><p><b>　　刀片高37mm；</b></p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)軸心距為400mm。</p><p>　　齒輪皮帶減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　減速皮帶輪 減速齒輪 送料皮帶輪</p>&

65、lt;p>　　本機(jī)構(gòu)原動(dòng)件為一高速電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1390 r/min，但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40r/min，所以要減速。對(duì)于減速裝置我們采用皮帶加齒輪的方法。第一級(jí)降速是用皮帶減速，減為240r/min。第二級(jí)是用齒輪減為40r/min。兩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析如下：</p><p><b>　　1.皮帶傳達(dá)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要是采用兩個(gè)

66、半徑不相同的皮帶輪實(shí)現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由r1*v1=r2*v2，</p><p>　　1390*r1=240*r2；</p><p>　　r1 /r2=24/139。</p><p>　　由此可見(jiàn)算出電機(jī)上皮帶輪直徑大小r1=36mm；另一端皮帶輪半徑大小r2=220mm。傳動(dòng)比i=139/24。</p><p><b>　

67、　2.齒輪系的設(shè)計(jì):</b></p><p>　　經(jīng)皮帶減速后的轉(zhuǎn)速為240r/min，而我們所要的轉(zhuǎn)速40r/min。因此還需要的傳動(dòng)比為6/1，選用的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。</p><p><b>　　直齒輪參數(shù)表</b></p><p>　　傳動(dòng)比 i=6/1。</p><p><b>　　十一．

68、參考資料</b></p><p>　　《機(jī)械原理教程》 清華大學(xué) 申永勝 </p><p>　　《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 高等教育 鄒慧君 </p><p><b>　　十二．小結(jié)</b></p>&l

69、t;p>　　經(jīng)過(guò)幾天的努力，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。回顧這些天的勞動(dòng)，我收獲頗豐，所完成的不僅僅是一個(gè)課程設(shè)計(jì)，對(duì)課本知識(shí)的理解也加深了許多。</p><p>　　剛開(kāi)始，我認(rèn)為這個(gè)課程設(shè)計(jì)題目很簡(jiǎn)單，根本沒(méi)有把它當(dāng)回事，可開(kāi)頭的傳動(dòng)輪選擇就給我上了一課。我本來(lái)認(rèn)為傳動(dòng)只負(fù)責(zé)把糕點(diǎn)從一端傳到另一端就好了，可在我們討論的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)了。這個(gè)不僅要考慮糕點(diǎn)的傳動(dòng)，還要考慮糕點(diǎn)的切的動(dòng)作。后來(lái)我們就仔細(xì)的看書(shū)

70、，分析討論，發(fā)覺(jué)也不是很難，只要認(rèn)真學(xué)，大膽做，還是可以做好的 </p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，我們主要收獲了：</p><p>　　增加對(duì)課本的理解。這次課程設(shè)計(jì)，從方案的選擇到確定與計(jì)算過(guò)程中，我們翻了很多遍書(shū)，加深了課本知識(shí)的理解。</p><p>　　2增加了對(duì)本專(zhuān)業(yè)的興趣?？吹阶约耗苡H自動(dòng)手解決自己身邊的一些小問(wèn)題的時(shí)候，對(duì)本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)的應(yīng)用也有了實(shí)際