1、全日制普通本科生畢業設計糕點切片機的設計DESIGN OF CAKE SLICE MACHINE 由于部分原因，說明書已刪除大部分，完整版說明書，CAD圖紙等，聯系153893706  學生姓名： 學 號：年級專業及班級：2008級機械設計制造及其自動指導老師及職稱：學 部：理工學部提交日期：2012年5月全日制普通本科生畢業設計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業論文（設計）是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了

2、明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 畢業論文（設計）作者簽名： 年 月 日目 錄摘要1關鍵詞11 前言11.1 研究的目的和意義 1 1.2 國內外糕點生產現狀 21.3研究的主要內容21.4研究的主要目標32 糕點切片機的設計32.1 糕點切片機設計要求 32.2 間歇進料機構的方案選定32.3往復切片機構的方案選定63 傳動裝置的設計73.1糕點切片機的電機選擇 83.2減速系統的設計 94 軸的設計與計算 165 糕點切片機推料裝置的設計225.1輸送帶的設計236 糕點切片機切片裝置的設計236.1切刀的設計247 機架的設計 258 結論25參考文獻

3、26致謝27糕點切片機裝置的設計摘 要：本設計介紹了糕點在生活中的地位和作用，簡要提到了國內外糕點切片機的發展現狀。設計了一款以電機為原動力，通過帶和齒輪傳動，曲柄滑塊機構為切片裝置，槽輪為間歇推料裝置的糕點切片機。該切片機結構簡單，成本低廉。主要用于家用，小作坊場合。關鍵詞：糕點，切片機，槽輪間歇推料，曲柄滑塊機構Design Of Cake Slice Machine (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract:This design the

4、cake's position and role in the life, briefly mentioned the cake slicer development at home and abroad. Design a motor as driving force, through belts and gears, crank-slider mechanism for slicing equipment, cake slice of Geneva for intermittent feeding device. The slicing machine is simple in s

5、tructure, and low cost. Mainly used for household and small occasions.Key words：cake,slice machine, geneva, crank-slider mechanism1 前言1.1 研究目的和意義糕點是我國古老的傳統食品，源遠流長，歷史悠久。相傳有三四年的歷史。糕點制品無論是民間喜婚相賀，逢年過節，旅游觀光，古代宮廷皇室中享受的精品。作為生活中非常受歡迎的食品。其種類繁多，制作的方式也是五花八門。而且根據地域，口味更是千差萬別。隨著和外國的交流增加，西式糕點也流入中國，其造型新穎，風格獨特，口味清新，

6、更是顛覆了傳統糕點在我國人民眼中的印象。不僅僅在選材，制作方式，口感方面都給我們一種耳目一新的感覺。而今的糕點的發展更是融合了中西兩種風格，成為新一代的流行美食。深受大眾的喜歡。市場占有率極高。糕點作為一種常見的食品，在日常生活中扮演著重要的角色。它可以作為早餐、中餐、晚餐，也可以作為主食。而今，新世紀的糕點中添加了一些保健性的藥物，在不影響其自身美味的同時還大大提高了它的營養價值和藥用效果。糕點切片機發展史已經很多年了，對于家居型的糕點切片機也是有市場供應。早就已經發展到了一定階段。近幾年來，隨著經濟的飛速發展，人民生活水平的不斷提高。糕點的制作慢慢有家庭小批量生產的趨勢，加上糕點龐大的需求

7、量。價格適宜且功能強大的小作坊型糕點切片機變得非常必需。1.2 國內外研究現狀隨著人民生活水平的提高，人們開始追求生活，不僅僅滿足于在市場，商店里買到的糕點。而且現在自家制作糕點也不再是難事。制作工具，原料和配料都容易買到。甚至可以根據自己喜愛的口味，做出軟硬適中的糕點。而且還可以根據自己的想象去設計。面對如今眾多的大學生創業，下崗工人的再就業創業。如此龐大的糕點市場是個很好的機會。所以，一臺價格適宜，容易上手，操作簡單的糕點切片機能給他們在糕點制作的過程帶來很大的便捷。不過現階段的糕點切片機在國內主要存在于中大批量生產中。小作坊型的糕點切片機在小批量生產的商店，家用有廣大的市場。隨著家電機械

8、化程度越來越高，人們不再停止純手工勞動。而且針對糕點種類如此之多，質地有硬有軟，人工切片有諸多的不便。而且工作效率比較低，手工切出來的糕點美觀程度也不如機器切的。所以小作坊型糕點切片機變得被人們和市場所需要。小型家庭作坊型糕點切片機變得被人們和市場所需要。如：興化市中遠食品機械廠生產的ZY-Q400切片機，該機功率：0.75KW， 產量：600-100KG，切片厚度1-7mm ，能適用于中等工作量的切片。還有納賽食品設備有限公司生產的YS-6000W型切片機，該機器尺寸為高1390X寬815X長1405（mm) ，切斷能力150-800kg/時，切斷尺寸在0-50mm可調節

9、方式，入料口尺寸為寬130X高100（mm)，電動機采用3相/380v/800w。適用于各種切片和切段。FOODTOOLS生產的ACCUSONIC-100FS蛋糕切片機功率為208V-240V, 60A（kw），該機型非常適合用于流水線切割片狀和圓形食品，它帶有伺服驅動的傳送帶，多軸驅動切割頭和自動裝卸載裝置，性能強勁，可以把圓形蛋糕切割成4-24等份或者把整盤的片狀產品切割成方形、三角形、菱形、平行四邊形等其它指定的多邊形，該機型傳送帶精確定位，產品并列排放，同時切割，可使效率加倍；使用超聲波技術，鈦合金刀片防止了食品粘在刀片上；友好的觸摸屏界面，可儲存170多種甚至更多的切割方案，切割方案

10、自主選擇，并且可裝多個刀片提高生產效率；切面干凈、整潔且美觀，分塊大小精確一致。1.3 研究的主要內容研究糕點輸送與切片分離的新的工作原理及結構形式，利用槽輪機構實現成型后糕點的間歇輸送，采用曲柄滑塊機構實現糕點的切片與分離動作，以最大程度地減少動力功耗和總體結構尺寸；針對不同糕點品種，優化傳動與工作部件的結構，使其結構參數和運動參數達到最優。1.4 研究的主要目標本設計以配用小型作坊式的糕點切片機裝置為研究對象，適應小批量生產的需求，通過分析糕點切片裝置的輸送及切片分離原理、刀片裝置往復運動的特點和所受阻力及對糕點的施力方式等，研究糕點切片裝置及其輸送部件的運動機理及最佳工作參數，對間歇進料

11、機構和往復切片機構進行結構優化設計，達到簡化結構，降低功耗，減少成本，提高作業質量為目標。2 糕點切片機的設計2.1 糕點切片機設計的要求通過對糕點生產現狀、切片方式的調查，研究糕點切片機的間歇進料機構、切刀往復切片機構、機架、傳動裝置、動力裝置等結構，研制適用小型生產的糕點切片機，糕點切片厚度約為1020mm,切片長度約為580mm，切刀工作節拍為30次min。具體內容有： 該糕點切片機設計包括：（1）間歇進料機構：采用棘輪或槽輪機構實現成型后的糕點進行間歇進料。（2）往復切片機構：采用曲柄滑塊機構的形式使切刀做豎直平面上的往復運動。（3）機架：合理安置各個部分。（4）傳動機構：根據生產需求

12、選用動力，設計減速系統，對相關部件的結構參數計算和校核。2.2 糕點間歇進料機構的確定和設計實現糕點直線間歇移動機構的方案比較方案一如圖1所示，為牛頭刨床，是可以實現直線間歇移動的機構。 圖1.牛頭刨床運動示意圖 Fag1 .Shaper diagram此擺動導桿機構的優點：此機構具有急回運動特性，可以根據所需的行程比系數K來設計，先利用式求出極位夾角，然后再設計各桿的尺寸。此擺動導桿機構的缺點：此機構沒有間歇特性，只有急回特性，不能夠很好的完成直線間歇移動。故舍棄。方案二 如圖2所示，為一連桿步進輸送機構，也可以實現直線間歇移動機構。圖2步進輸送機示意圖Fag2.Stepping conve

13、yor此連桿機構的傳輸優點：就其理想的運動特性來講，此機構能完全實現直線間歇移動。如果連桿設計得當，此機構具有傳遞平穩，運動精確等優點。此機構的缺點：其中連桿CDC的運動軌跡是一個完全不規則的曲線，在設計連桿機構時，要想使連桿和掛鉤接觸的部分的運動曲線近似為一直線，機構中的每個連桿的長度和定位都很難。確定連桿的運動的方法包括圖解法，解析法和實驗法。其中解析法超出了我們沒有學習，超出了我們的能力范圍。實驗法不夠精確，不能是其間歇直線運動和切刀的往復運動很好配合起來，所學過的圖解法的知識也不能最終確定尺寸和方位。 故舍棄。方案三如圖3所示，為一槽輪機構，可實現直線間歇移動。圖3 槽輪機構Fag3.

14、Geneva mechanism糕點的間歇移動我們采取槽輪實現： 當槽輪靜止時推桿向上運動，當槽輪運動時推桿向下運動，利用這個規律可以根據反轉法計算確定不完全圓盤的形狀。當滑塊向上運動時，槽輪運動帶動糕點的移動，當滑塊向下運動即刀向下運動時，槽輪靜止即糕點靜止，進行切割。該槽輪機構的優點：槽輪機構的機構簡單，工作可靠、外形尺寸小，其機械效率高，并能較平穩地、間歇地進行轉位。此槽輪機構的缺點：因圓柱銷開始進入與脫離徑向槽，存在剛性沖擊，故常用于速度不太高的場合，本論文所要設計的糕點切片機中所要求的轉速為30r/min。轉速不高，此缺點可以忽略。比較合理，故選用該機構。2.3 切片機往復切片裝置方

15、案的確定此處已刪除 （30）由上式可知：因運動系數必須大于零（為零時表示槽輪始終保持不動），故徑向槽數z應大于或等于3.本設計槽輪機構的槽數選4.槽輪的零件圖如下圖11 槽輪零件示意圖Fag11 Geneva mechanism切片機的送料用輸送帶傳送，輸送帶輪直徑為100mm。輸送帶型號為1000 300 EP 5 1000N/mm 4+2 L6糕點切片機切片裝置的設計6.1曲柄滑塊機構的設計切刀的往復運動可以用曲柄滑塊機構實現，刀具裝在滑塊上，當曲柄做圓周運動可以帶動刀的往復運動，另外，考慮到刀具的急回運動特性，采取偏置的曲柄滑塊機構?？梢允沟毒呦蛏锨懈恻c的速度加快，從而使切口光滑平整。根

16、據要求給定的糕點切片的厚度為10-20mm，設計出來的曲柄滑塊機構如圖桿長分別為80mm和30mm。機構的偏心距e=40mm，有急回的特性。而且該機構為連桿機構，具有連桿機構可以承受較大載荷，并且有利于潤滑，運動副元素的集合形狀較簡單，便于加工制造。改變各構件的相對長度來使動件得到預期的運動規律等特點。6.2刀具的設計此機構主要是執行切刀的上下往復運動。由于所切糕點的厚度最大為20mm,所以切刀在糕點之下運動時,糕點才能運動。為了給糕點足夠的傳送時間,設計刀的行程為70mm,即曲柄長30mm。由已知條件糕點切片長度（亦即切片高）范圍：5-80mm及切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：2

17、60mm，即糕點的最大寬度為260mm。 圖12 偏置曲柄滑塊示意圖Fag12 Slider crank mechanism根據要求，切刀的可切寬度為260mm，而由于是曲柄滑塊機構驅動切刀自下向上運動，考慮到切刀的平穩移動，在設計切刀的時候將寬度增至266mm，在機架上安裝刀片的機架壁上設置兩個平行槽，使得刀片的兩端嵌入機架壁，并能在平行槽內移動，并使切刀運動平穩。出于節省材料，節約成本，但是又能保證切刀的切片質量，將切刀下半部分設計成梯形。刀具采用45號鋼制作，由于切刀專用于切質地較軟的糕點，熱處理采取調質，然后對刀口進行淬火，使硬度達到HRC 55-58.刀片下方由于要連接曲柄滑塊機構，

18、故設計一個的連接塊，并用M8的螺栓連接26。刀具成型圖如下圖13 切刀示意圖Fag13 Cutting knife切片裝置與間歇進料裝置的配合切片為30次/min，其過程包括刀片向上運動、切糕點、切片動作完成，急回。利用槽輪控制的間歇機構，有一根圓柱銷，槽輪旋轉一周的時間為2s，在旋轉一圈的過程中，停頓時間為1.5s,而進給時間為0.5s。所以切片機切片開始到完成的時間在1.5s內，而刀片從最低點開始運動到糕點位置的時間為0.5s，切片時間為1.5s，所以在一個周期開始的前0.5s，槽輪機構帶動輸送帶傳動，刀片從最低點運動到糕點位置，周期的后1.5s，輸送帶停頓，刀具完成切片過程，并回到最低點

19、。至此完成一次完整的切片過程。7機架的設計所有的零件和裝置都已經確定，根據各個部件的配合。通過cad的草圖繪制，得出各個部件的空間位置，并得出機架的形狀以及外型尺寸。如下圖所示。機架用10mm的45號鋼鋼板焊接。為方便維修和檢測。機架兩邊的鋼板用螺栓固定。機架壁上要安裝薄壁軸承。所有尺寸詳見機架圖圖14 機架圖Fag.14 Frame diagram 5 結論 設計之初，在圖書館找了很多關于切片機的資料，然后在鄒老師的講解下了解了關于切片機的各個構件的運作。接下來開始了一段時間的設計。切片機里面的一些零件機構的計算和校核雖說繁瑣，但是還是堅持下來，逐步零件設計到機架到最后總裝圖的完成?；嗽S多

20、時間，但是到最后完成設計的時候還是很開心。不過同時也看到了自己專業知識的不足。以后還要多多學習，提高自己本專業的知識。最后，在畢業前最后的一次設計里，我相信，付出就有收獲。參考文獻1 薛效賢.蛋糕加工技術及工藝配方M. 北京市：科學技術文獻出版社，2000(10):13-15.2 （蘇）艾特林（.）. 糕餅生產工人技術指南J. 輕工業出版社，1958:1-20.3 李湘庭，陳明里.蛋糕大全配方/制作/裝飾J.汕頭市：汕頭大學出版社,2006(1)：1-8.4 （英）,（英）著,金茂國，金屹譯. 蛋糕加工工藝J. 北京市：中國輕工業出版社，2004（5）:5-8.5 楊定安,家庭巧做西菜系列-西

21、式香酥糕點 2 J. 南昌市：江西科學技術出版社,2001,(2)：12.6 黎國雄蛋糕制作精選J廣州市：廣東經濟出版社，2004，(12)：23-307 朱念琳.中國焙烤食品市場分析報告J. 中國食品工業,2004,(05):56-62.8 陳玲.加入WTO對我國糕點食品業的影響及對策J. 商業研究,2002,(07):42-65.9 牛志新,孫成正.提高我國傳統糕點營養質量的設想J. 食品科學,1989,(11):20-40.10 胡嘉鵬.糕點消費五問J. 中國食品,1987,(08):15-20.11 尹傳紅.糕點的起源J. 中國食品,1990,(01)：65-70.12 趙剛.新世紀中

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23、,(11).:84-95.19 胡嘉鵬.糕點消費五問J. 中國食品,1987,(08). :12-32.20 錢阿炳,龔太生,徐森.蘇州特產 蘇式糕點J. 食品工業科技,1980,(04).135-154 .21尹傳紅.糕點的起源J. 中國食品,1990,(01):52-61.22王文富,杜久信.勇于創新的糕點技師劉世奎J. 中國食品,1985,(01):12-32 .23洪光住.我國糕點起源初探J. 中國食品,1980,(09). 11-15.24鄭建勛.京華糕點 香飄四方J. 中國食品,1986,(01).:55-56.25機械原理M 西北工業大學 孫恒 2006.26機械原理課程設計手冊M 鄒慧君 2005.27西北工業大學機械原理及機械零件教研室M 編著 濮良貴 紀名剛主編. 機械設計24（第七版）,高等教育出版社.28成大先 主編.機械設計手冊（單行本）M 機械傳動,化學工業出版社. 29成大先 主編.機械設計手冊（單行本）M 齒輪, 化學工業出版社. 30成大先 主編.機械設計手冊（單行本）M軸及其聯接, 化學工業出版社.31成大先 主編