1、所謂的光輝歲月，并不是以后，閃耀的日子，而是無人問津時，你對夢想的偏執。放棄很簡單，但你堅持到底的樣子一定很酷!12課程設計說明書課程名稱：機械原理課程設計設計題目：糕點切片機專 業：熱能與動力工程（動力機械）班級：1103學生姓名：徐睿、徐波、高新宇、焦世彬、孫益柯、方鑫學 號:3110404066、67、68、69、72、73指導教師：朱云明2012年6月22日目錄一、設計任務二、機械系統運動方案設計的構思三、機構運動方案的選擇和評定四、根據工藝動作和協調要求擬定運動循環圖五、減速系統設計六、執行系統設計七、傳動系統演示八、參考資料九、創新設計心得一、設計任務1.1 設計題目：糕點切片機1

2、.2 工作原理及工藝的動作過程如結構示意圖所示，電動機經皮帶輪和齒輪系減速后， 達到30轉/分。再 通過棘輪機構連接一個皮帶輪構成糕點的進給機構，使它滿足間歇運動的要求。同時通過另外一組皮帶輪帶動凸輪機構， 實現糕點的切片通過設計還可實現切刀 的急回運動。由于每一次切刀的運動過程相同，故每一片糕點的大小也相同；通 過改變進給的距離，可調整切片的厚度。間歇運動機構與切刀往復運動機構協調 工作從而實現糕點的切片。1.3 機構的一些尺寸糕點厚度：25mm糕點切片長度（即切片高）范圍：45mm切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：400mm切刀工作節拍：60次/分；生產阻力很小。要求選用的機構簡

3、單、輕便、運動靈活可靠。電機功率 0.55KW （或 0.75KW） 、1390r/min。主要設計要求是：1.3.1 通過調整進給的距離，達到切出不同厚度糕點的需要。1.3.2 要確保進給機構與切片機構協調工作，全部送進運動應在切刀返回過程 中完成，輸送運動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進行。二、機械系統運動方案設計的構思切刀的往復直線移動可采用連桿機構、凸輪機構、齒輪齒條、組合機構等；糕點的直線間歇運動可選擇連桿機構、齒輪機構、凸輪機構、棘輪機構、槽 輪機構等。2.1 實現切刀往復運動的機構如上圖所示，為一直動導桿機構，可利用桿3的往復運動來實現切刀的上下往復運動。如上圖所示，為一偏心曲

4、柄滑塊機構，可利用它實現切刀的往復運動如上圖所示，為一對心凸輪機構，可利用它實現切刀的往復運動。2.2 糕點的直線間歇運動萬案一糕點直線間歇運動之槽輪機構mt通過槽輪實現直線間歇運動萬案一糕點直線間歇運動之棘輪機構棘輪機構實現直線間歇運動三、機構運動方案的選擇和評定3.1 刀具運動方案一：運動副均為低副，兩運動副元素為面連接，壓力較小，可承受較大的載荷，且幾何形狀簡單，便于加工。此機構雖有上下往復運動，但它并沒有急回運動特性。不能夠實現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間，影響效率。方案二：此機構具有急回特性，結構簡單，具有連桿機構的共同特點，可承受較大的載荷，運動副

5、元素的幾何形狀簡單。但是此機構具有連桿機構的共同缺 點，即機械效率低下。且不符合本次課程設計的具體要求方案三：此機構可以具有急回特性，能實現切刀下切速度慢而收回速度快的 特性。結構簡單，可承受較大的載荷，且符合本次課程設計的實際要求，能夠使 從動件得到各種預期的運動規律。此機構具有凸輪機構的一些共同缺點，加工較為復雜，這是凸輪機構所不能 避免的。綜上所敘，我們選擇了凸輪機構提供往復運動。3.2 直線間歇運動槽輪機構此機構能夠實現直線間歇運動的功能，但是不能實現不同糕點切片厚度的需 要，而且槽輪加工難度大，不符合此次課程設計的具體要求。棘輪機構此機構既能夠實現直線間歇運動的功能，又能通過改變棘輪

6、每次轉過的角度 來實現不同糕點切片厚度的需要，而且結構簡單，制造容易。綜上所述，我們選擇了棘輪機構提供直線間歇運動。3.3 方案設計的創新改進措施：3.3.1 我們開始構思方案時，想使設計的機構要盡量滿足自動化的要求。此機構的運作是切糕點與送糕點，切的時候糕點不能動，沒有切的時候，糕點 要運動并前進一定的距離到達指定位置.為了實現切的動作，我們開始采用曲柄 滑塊機構，曲柄滑塊機構可以實現刀的往復運動，可傳遞較大的力，能滿足我們的 需要，但是機械效率太低，本著提高效率等的原則，我們考慮用凸輪機構，來實現刀的往復運動，用凸輪可以很好的控制刀的運動，實現最優的運動軌跡，又能符 合本次課程設計等要求，

7、于是我們確定用凸輪機構，并且凸輪機構還能實現急回 運動，從而極大地提高了效率。3.3.1對于蛋糕的傳送，既要滿足間歇運動的要求，又能通過改變進給距離而切 出不同厚度的糕點。我們剛開始試用了槽輪機構，但我們的糕點切片機要求可以改變所切糕點長 度的，如用槽輪機構的話，很難實現改變切片的長度，我們想到用齒輪組減速器改 變速度來實現，但是用齒輪來改變速度很復雜且不太方便操作，且零件繁多，于是我們否定了這個方案。經過查資料后，我們最終選擇了棘輪機構。棘輪機構可 以方便地改變切片的長度，且棘輪機構設計加工簡單，改變切片的長度時操作方 便。所以機構的總體方案就是齒輪系降低轉速、 棘輪機構實現間歇運動和凸輪機

8、 構實現刀片的運動。四、根據工藝動作和協調要求擬定運動循環圖刀具往復運動切刀每分鐘完成切割40次的工作節拍，故連接曲柄的齒輪的轉速為 40次/ 分，切刀做豎直面內的往復直線運動，當其往下運動到與最低點相距約 80mm （這 是糕點的厚度）時開始切割糕點，此時糕點靜止不動，切割完畢切刀往上運動到 距離最低點約80mm時糕點運動起來，把切好的糕點片帶走并把糕點送進待切， 切刀繼續往上運動，直到最高點，之后再往下運動，直到最低點相距約80mm這 是糕點的厚度）時又開始切割糕點此時糕點又靜止。 如此往復循環。下圖是刀具 的位移運動圖（一個周期）：五、減速系統設計減速皮帶輪減速齒輪送料皮帶輪本機構的原動

9、件為一高速電機，具轉速為1390 r/min,但我們所需要的轉速 是40r/min,所以需要減速。對于減速裝置我們采用皮帶輪和齒輪系的方法。第 一級降速是通過皮帶輪減速，減速后轉速為200r/min。第二級是通過齒輪系減 速，減速后轉速為40r/min。兩傳動機構設計分析如下：5.1 皮帶輪傳達設計：皮帶傳動設計主要是采用兩個半徑不相同的皮帶輪實現。由于皮帶上線速度相等，由 r1*w1=r2*w2 , 1390v1=200*r2 ; ri/r2=20/139。由此可見算出電機上皮帶輪半徑大小r1=20mm ；另一端皮帶輪半徑大小r2=139mm,既有傳動比 i=139/20。5.2 齒輪系的設

10、計：經皮帶輪減速后的轉速為 200r/min,而我們所要的轉速40r/min。因此還需要 的傳動比為5/1，選用的齒輪為標準齒輪。m=4mm;z1=25,z2=50,z2'=25,z3=75六、執行系統機構設計執行機構分兩個，第一個為對心凸輪機構，第二個為棘輪機構，現分別介紹如對心凸輪機構（帶切刀）棘輪機構轉角的調節6.1 對心凸輪機構這個機構主要是實行切刀的上下往復運動。由于所切糕點的厚度最大為20mm, 所以切刀在20mm之上運動時，糕點才能運動。為了給糕點足夠的傳送并考慮 到衛生問題，設計刀的行程為65mm刀的高度設為35mm設計滑塊的高度為 95mm采用皮帶傳動。切刀應能剛好切

11、斷糕點，綜合曲柄滑塊和棘輪機構的尺 寸，我們得出凸輪機構和棘輪機構的軸心距為 269mm所以對心凸輪機構的基本尺寸為：基圓半徑大小為20mm刀具高度35mm滾子直徑 10mm;滑塊長度110mm；;凸輪機構和棘輪機構軸心距為454mm。6.2 棘輪機構棘輪機構主要是實行糕點的進給運動，每一次的運動距離就是所切糕點的長度。為了更好的控制和改變這個長度，設棘輪每轉動一定角度，糕點運動115mm設棘輪共有 48個齒，既每個齒代表 7.5度。于是一共有三檔，即 10,15,20mm,也就是說棘輪轉動15,22.5,30 度。對于棘輪的轉動，設計一個 曲柄搖桿機構推動棘輪旋轉。于是棘輪的旋轉角度就可以轉

12、化為搖桿的擺角。 即15,22.5,30 度。在棘輪外加裝一個棘輪罩，用以遮蓋搖桿擺角范圍內棘 輪上的一部分齒。這樣，當搖桿順時針搖動時，棘爪先在罩上滑動，然后才 嵌入棘輪的齒槽中推動其轉動。被罩遮住的齒越多，則棘輪每次轉動的角度 就越小。棘輪罩設置三個轉角分別為15,22.5,30 度。在搖桿上裝一個棘爪，棘爪推動棘輪旋轉，棘輪上再固定一個皮帶輪用以帶動皮帶旋轉。曲柄長50mm;連桿長230mm搖桿長290mm棘輪半徑86mm;棘輪齒數48個；皮帶輪直徑76mm皮帶長1.5m.整個機器的關鍵就在于切刀運動與糕點傳送運動之間的協調，因此需要詳細計算。依據零件尺寸，作圖計算得出：推動棘輪的曲柄搖

13、桿機構的行程速比系數為：k=1;又工作周期為2秒，則搖桿推程時間為：1秒，回程時間為：0.5秒，休止時間為：0.5秒。七、傳動系統演示八、參考資料1朱理，機械原理，第2版，北京，高等教育出版社，20102戴娟，機械原理課程設計指導書，北京，高等教育出版社，20113陸鳳儀，機械原理課程設計，北京，機械工業出版社，1999九、創新設計心得經過幾天的努力，機械原理課程設計就要結束了。回顧這些天的勞動，我確 實從中知道了很多，而且也要把 CAD學好，我所完成的不僅僅是一個課程設 計，對課本知識的理解也加深了許多。剛開始，我認為這個課程設計題目很 簡單，我就沒有在之前做準備，到了后面，我發現要畫的圖也有點麻煩，而 且還要給予尺寸的設計。不僅要考慮糕點的傳動，還要考慮糕點的切的動作， 我們寢室的3個人在寢室里討論了將近幾個小時也沒有確定可行的方案，又 是棘輪不知道畫，不完