中北大学机械原理课程设计糕点切片机

机 械 原 理 课 程 设 计 糕点切片机的功能和设计要求： 功能 原始数据及设计要求 功能： 糕点切片机主要完成糕点制成过程中的 切片工作 。 为了实现糕点的切片工作 ， 糕点切片机要求实现两个执行动作： 糕点的直线履带传送； 切片对糕点的切割。 原始数据及设计要求： 糕点厚度 : 1020mm。 糕点切片长度（亦即切片的高）范围 : 580mm。 切片切片时最大作用距离（亦即切片的宽度方 向） : 300mm。 切片工作节拍 : 40次 /min。 生产阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、 运动灵活可靠。 电动机可选用 0.55kW（ 或 0.75kW）、 1390r/min。 工作原理和工艺动作分解 : 根据分析，糕点切片机要求完成的工艺动作有 以下两个动作： 糕点的直线间歇移动； 切片的往复运动。 因此，糕点切片机设计主要集中于间歇机构和 往复运动机构的设计。 功能分解图 总功能： 糕点切片 子功能： 传送糕点 子功能： 切刀切片 间歇运动 切刀上升 、 下降 履带传送 往复运动 设计任务 : 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图； 进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上 述动作要求； 机械运动方案的评定和选择； 根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定 机械传动方案； 画出机械运动方案简图（机械运动示意图）； 对机械传动系统和执行机构进行尺度设计。 糕点切片机的运动循环图： 直线式运动循环图 直角坐标式运动循环图 圆周运动循环图 原动机的选择： 电机型号： Y802-4（ Y系列三相异步电动 机） 电机功率： 0.75kW 电流： 2.0A 转速： 1390r/min 效率： 74.5% 功率因数： 0.76 执行机构的选型： 根据间歇运动机构和切口机构这两个执行构件动作要 求和结构特点，可以选择如表的常用机构。 表 1：二执行机构的形态学矩阵 机械运动方案的选择： 根据表 1所示的两个执行机构形态学具镇， 可以求出糕点切片机的机械运动方案数 为： N=4*2=8 间歇传送机构 的 选型 ； 切口机构的选型。 各种间歇机构 的比较 间歇运动机构的选择 ： 槽轮机构可以满足间歇直线传动 的要求，同时，制造成本也比较 低廉，因此，我们选择它作为执 行间歇传动的机构。 切口机构的 选择比较 间歇运动机构的选择 ： 由于凸轮应用范围较广，可 靠性不错，传动精度较高， 我们选择凸轮机构作为切口 机构 。 糕点切片机传动系统的选型 ： 带传动和齿轮传动在糕点切片机 的机构里都能够完成传动的作用， 而在具体的选择上，我们考虑两 者结合起来应用在糕点切片机的 传动机构里。 机构简图 （轴测图） 传动件的分析： i总 =n电机 /n执行主轴 =1390/40=34.75 所以，机械传动系统的第一级采用带传 动，起速比为 5；第二级采用直齿圆柱齿 轮传动，其传动比为 6.95。 带轮的计算： 查表 KA=1.2， P=0.75kW ,确定计算功率 Pc=KAP=1.2*0.75=0.9。 确定带的型号：由 Pc及主动轮转速 n1=1390r/min,查表得到选用的 V带型号是 A型 V 带。 确定带轮节圆直径 d1和 d2： 查表可取 d1=100mm， 则 d2=5* d1=500mm。 带轮的计算： 确定中心距 a0： 0.7（ d1+ d2） a02（ d1+ d2） ， 即 420mm a0Pc/P0， 由于 v=( d1n1)/60000=7.278m/s， 根据 v和 d1， 查表得出： P0=0.95kW。 所以 z0.9/0.95 ， z的最小值为 1。 齿轮的计算： 取 z1=20， 则 z2=i*z1=6.95*20=139 其模数取 m=5mm。 齿轮的各项尺寸计算如表 凸轮的分析与计算： 凸轮的分类、比较 与选择； 从动件设计 ； 凸轮轮廓曲线设计。 凸轮的 分类和比较 因此，我们选用滚子凸轮 作为切口机构，并对此进 行计算，对直动从动件滚 子凸轮进行设计。 从动件 s、 v、 a图 从动件 s图 从动件 v图 由于速度较低 ， 所以速 度可以忽略不计 ， 故 从动件 a值始终为零，故 不作从动件 a图。 凸轮参数选定： 基圆半径 r0=120mm 滚子半径 rb=20mm 偏心距 e=0 从动件行程 h=60mm 角速度 =4.189rad/s 凸轮轮廓曲线设计： 理论廓线 ； 实际廓线 。 理论廓线方程： x=(s0+s)sin y=(s0+s)cos s0= r0=120mm 当 0， 60 时 ， s=0； 当 60 ， 180 时 ， s=90(-/3)/； 当 180， 300 时 ， s=60-90(-/2)/； 当 300 ， 360时， s=0。 实际廓线方程： xa=x+rr(dy/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2 ya=y-rr(dx/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2 dx/d=(r0+s)cos+(ds/d)sin dy/d=-(r0+s)sin+(ds/d)cos 当 0， 60 时 ， ds/d=0； 当 60 ， 180 时 ， ds/d=90/； 当 180， 300 时 ， ds/d=-90/； 当 300 ， 360时， ds/d=0。 理论轮廓曲线 实际轮廓曲线 槽轮的分析与计算： 槽轮机构是一种最常用的间歇运动机构， 在分度、转位等传动中广泛应用。槽轮 机构由外槽轮机构和内槽轮机构两种形 式，均用于平行轴之间的间歇传动。当 槽轮的直径无穷大时，槽轮的间歇转动 变为间歇移动。当需要在两交错轴之间 进行间歇传动时，可采用球面槽轮机构。 各类槽轮的比较： 外槽轮机构 的转臂等速转动时 ， 槽轮在转位过 程中产生柔性冲击 。 内槽轮机构转位时的速度变化和外槽轮机构大 不相同 ， 动力性能要好得多 。 球面槽轮机构 的动力特性比外槽轮机构好得多 而稍差于内槽轮机构 ， 但它的动停时间比与槽 数无关 ， 恒等于 1。 不完全齿轮机构 也是间歇机构的一种形式，机 构形式很多，工作原理类似。 槽轮机构 的选择： 间歇运动机构选择多 滚子外槽轮机构。 槽轮机构的 设计数据 小组成员： 陈隽 李颖华 俞蓓君 谢谢！