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1、計 任 務 書 課 程 設 計 的 內(nèi) 容 和 要 求 一、 工作原理及工藝動作簡介 糕點先成型（如長方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。糕點切片機要求實現(xiàn)兩個 執(zhí)行動作：糕點的直線間歇移動和切刀的往復移動。通過兩者的動作配合進行切 片。改變直線間歇移動速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點不同切片厚度的 需要。 二、 原始數(shù)據(jù)及設計要求 （1） 糕點厚度：10~20mm （2） 糕點切片長度（亦即切片的高）范圍：5~80mm （3） 切刀切片時最大作用距離（亦即切片的的寬度方向）：300mm （4） 切片工作節(jié)拍；30次/min。 （5） 生產(chǎn)阻力很小，要求選用的機構簡單、輕便、

2、運動靈活可靠。 （6） 電動機可選用（或），1450r/min。 三、 設計任務 任務：對設計題目進行工作原理和工藝動作分解；根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬 疋運動循環(huán)圖；進仃執(zhí)仃機構選型；構思該機械運動方案；進仃的選擇和評疋， 確定機械運動的總體方案；根據(jù)任務書中的技術參數(shù)，確定該機械傳動系統(tǒng)的速 比和變速機構，作出機構運動簡圖；對相關執(zhí)行機構的具體尺度進行分析與設計。 要求有設計說明書一份（＞ 10頁），相關圖紙1?2張。（有條件的要求用三維動 畫表述）。 進 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 工作原理分析、工藝動作分析、執(zhí)行機構選型和擬定 運動規(guī)律和運動協(xié)調(diào)設計、繪制運動

3、循環(huán)圖 機構尺度設計 繪制機構運動方案簡圖 整理設計說明書、設計小結(jié) 參 考 資 料 《機械原理》（第二版），朱理主編，咼等教育出版社 《機械原理課程設計指導書》，戴娟主編，，咼等教育出版社 《AUTO CAD201（實用教程》，段紹娥/主編，中南大學出版社 指 導教師（簽字）： 湯迎紅 2012 年6月10日 1. 設計題目：糕點切片機的設計 設計原理：糕點先成型（如長方體、圓柱體等）經(jīng)切片后再烘干。糕點切片機要求實 現(xiàn)兩個執(zhí)行動作：糕點的直線間歇移動和切刀的往復移動。通過兩者的動作配合進行切 片。改變直線間歇移動速度或每次間隔的輸送距離，以滿足糕點不同切片

4、厚度的需要。 設計要求： （1） 糕點厚度：10~20mm （2） 糕點切片長度（亦即切片的高）范圍：5~80mm （3） 切刀切片時最大作用距離（亦即切片的的寬度方向）：300mm （4） 切片工作節(jié)拍;30r/min。 （5） 生產(chǎn)阻力很小，要求選用的機構簡單、輕便、運動靈活可靠。 （6） 電動機可選用（或），1450r/min。 2. 工作原理和工藝動作分解 根據(jù)工藝過程，機構應具有一個電動機和兩個執(zhí)行構件（一個輸送履帶和一把切刀） 兩個執(zhí)行構件的運動形式如下所示： （1） 送料：要求輸送履帶沿著水平方向做間歇的直線移動，將待加工的糕點送至預定的 位置進行加工。 （

5、2） 切片：要求切刀是安裝在鉛垂方向運動的活動構件上， 隨著構件的往復運動而運動, 將位于加工位置上的原料快速切削以使切片刀口整齊平滑。 因此，糕點切片機設計主要集中于間歇機構和往復運動機構的設計。 3. 根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 糕點切片機要求實現(xiàn)兩個執(zhí)行動作：糕點的直線間歇運動和切刀的往復運動。 工藝動作順序：電機啟動后，進行糕點的送進運動，同時切片鉛垂向下運動，當送 進停止（糕點停止）后，切刀切割糕點，切割完成（切刀退出糕點）后，切割完畢后， 完成一次循環(huán)。 表1.運動循環(huán)圖 主軸轉(zhuǎn)角 0o 30o 60o 90o 120o 150o 180o 210o 240

6、o 270o 300o 330o 360o 90o 270o 間歇運動機 構 運動 60o 靜止 180o 300o 運動 切口機構 切片靜止 切片下降 切片上升 切片靜止 4. 糕點切片機的功能分析 實現(xiàn)糕點切片機運動的機構應有下面幾種基本功能： ① 在輸送履帶送料時，切刀不能接觸到待加工的糕點 ② 進行切片時，輸送履帶必須是靜止不動的 ③ 輸送履帶的運動要具有間歇性 ④ 切刀的運動要具有往復性 ⑤ 輸送履帶與切刀要能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合運動 5. 機構的選型 表2.二執(zhí)行機構形態(tài)學矩陣 間歇運動機構 棘輪機構 槽輪機構 不完全齒輪機構 凸

7、輪機構 切口機構 連桿機構 凸輪機構 根據(jù)表2所示的兩個執(zhí)行機構形態(tài)學矩陣，可以求出糕點切片機的機械運動方案數(shù)為： N=4*2=8 間歇傳送機構的選型： 方案一：棘輪機構 優(yōu)點：結(jié)構簡單、制造方便、運動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。 缺點：工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場合。 方案二：槽輪機構 優(yōu)點：結(jié)構簡單、外形尺寸小、制造容易、工作可靠、機械效率高，能準確地控制轉(zhuǎn)角， 能平穩(wěn)地、間歇地進行轉(zhuǎn)位。 缺點：主要是在槽輪的啟動和停止時加速度變化大、具有柔性沖擊，且隨著轉(zhuǎn)速的增加 或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，因此不適用于高速的場合。 方案三：不完全齒輪機構

8、 優(yōu)點：結(jié)構簡單，制造容易，工作可靠，設計時從動輪運動時間和靜止時間的比例可在 較大范圍內(nèi)變化。 缺點：在進入和退出嚙合時，速度有突變，故一般只用于低速、輕載場合。 方案四：凸輪機構 優(yōu)點：結(jié)構簡單；從動件可以實現(xiàn)任意設定的運動規(guī)律； 缺點：凸輪輪廓形狀復雜，制造困難；由于點、線接觸，壓強大，易磨損。 間歇運動機構的選擇：槽輪機構可以滿足間歇直線傳動的要求，同時，制造成本也比較 低廉，因此，我們選擇它作為執(zhí)行間歇傳動的機構。 切口機構的選型 表3.切口機構的比較 性能指標 具體項目 評價 連桿機構 凸輪機構  機構示意圖 功能 運動規(guī)律形式 任意性較

9、差，只能達到 有限個精確位置 基本上能任意 傳動精度 較高 較高 工作性能 應用范圍 較廣 較廣 可調(diào)性 較好 較差 運轉(zhuǎn)速度 高 較高 承載能力 較大 較小 性能指標 具體項目 評價 連桿機構 凸輪機構 動力性能 加速度峰值 較大 較小 嘈聲 較小 較大 耐磨性 耐磨 差 可靠性 可靠 可靠 經(jīng)濟性 制造難易程度 易 難 制造誤差敏感 不敏感 敏感 調(diào)整方便性 方便 較麻煩 能耗 一般 一般 結(jié)構緊湊 尺寸 較大 較小 重量 較輕 較重 結(jié)構復雜性 簡單 復雜 切口運動機

10、構的選擇：綜合考慮以上二者的優(yōu)勢和缺點，我們選擇凸輪機構連桿機 構的綜合作為切口機構。 傳動系統(tǒng)的選型 帶傳動和齒輪傳動在糕點切片機的機構里都能夠完成傳動的作用，而在具體的選擇 上，我們考慮兩者結(jié)合起來應用在糕點切片機的傳動機構里。 6. 機械傳動系統(tǒng)的速比 i總=門電機/n執(zhí)行主軸 =1450/30=145/3 所以，機械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳動，減速為 240r/min ,起速比為145/24 ; 第二級采用直齒圓柱齒輪傳動，減速為 30r/min，其傳動比為& 減速帶輪的尺度設計 圖減速帶減速帶輪尺度設計 設計數(shù)據(jù) 電動機皮帶輪 減速皮帶輪 半徑r/mm 2

11、4 145 減速齒輪設計 圖減速輪系速輪系的設計 幾何 參數(shù) 模數(shù) m 齒數(shù) z 壓力角 a 齒頂咼系數(shù) * ha 頂隙系數(shù)c* 齒輪1 4mm 16 20 1 齒輪2 4mm 32 20 1 齒輪3 4mm 20 20 1 齒輪4 4mm 80 20 1 齒輪5 4mm 50 20 1 齒輪6 4mm 40 20 1 齒輪7 4mm 50 20 1 齒輪8 4mm 40 20 1 7. 送料機構的尺度設計 圖送料機料機構的設計

12、 、I 1 yz 參數(shù) 幾何尺寸 槽數(shù)Z 4 圓銷數(shù)n 1 中心距L/mm 80 回轉(zhuǎn)半徑R/mm 圓銷半徑r/mm 槽頂半徑s/mm 槽深h/mm 43 撥盤軸頸dl/mm 10 槽輪軸頸d2/mm 15 槽頂側(cè)壁厚b/mmm 4 鎖止弧半徑ro/mm 8. 切片凸輪機構設計 圖切片凸輪機構 表7.切片凸輪機構的設計 參數(shù) 幾何尺寸 凸輪機構 基圓ro/mm 30 行程h/mm 60 推程角& 0 120 遠休止角& 01 60 回程角& o 120 近休止角& 01 60 連桿機構 La

13、b/mm 70 Lao/mm 50 Lbc/mm 30 Lcd/mm 80 9. 機構運動簡圖 10. 參考資料 [1] .《機械原理》（第二版），朱理主編，高等教育出版社 [2] .《機械原理課程設計指導書》，戴娟主編，高等教育出版社 [3] .《AUTO CAD201實用教程》，段紹娥/主編，中南大學出版社 11. 設計總結(jié) 為期一周的課程設計結(jié)束了，作為機械專業(yè)的學生，這是一次設計的嘗試，在嘗試 這過程中，我們付出了，努力了，同時也收獲了。 在剛開始的時候，我們這個組的幾位成員都想做出一個自己認為比較好的設計方案 來，但是隨后發(fā)現(xiàn)要想設計一個好的方案并不

14、是一件很容易的事。它要求我們做到很多 方面的事情，而且有很多事情必須努力去做。雖然我們不怕吃苦，但是時間必定有限， 也考慮到自身知識水平有限，所以我們就選擇了 “糕點切片機”這個相對簡單一點的設 計課題。 在這一周的課程設計過程中，我學到了許多新的知識和思路，也認識到了自己是多 么的無知，在知識的汪洋大海面前，我們還有許多東西需要學習，需要給自己充電。在 軟件方面的知識，我還很欠缺，比如說 CAD UG Word等一些常用的軟件，雖然基本的 操作會了，但不精，以后在這方面多下功夫；還有就是對于理論知識的掌握太少，比如 說對于常見的傳動裝置的掌握就太少，對于傳動比的分配也不是很清楚，對于數(shù)據(jù)的計 算與處理并不能做到游刃有余等，這都需要我能夠打牢理論知識，為以后的設計做好準 備。當然，我從中也學到了不少東西，在設計過程中，我們要利用身邊的資源查閱自己 需要的信息，比如去圖書館翻閱資料，在網(wǎng)上查詢資料；同時，我與同學多合作、多交 流，也培養(yǎng)了我們分析問題和解決問題的能力。 理論上雖完成，但機器的許多結(jié)構尺寸還要進一步深入計算分析，遠超出我們的知 識范圍。因此這個機器到底能否投入生產(chǎn)還有待考慮。不管怎樣，經(jīng)歷本身就是財富。 這次課程設計增強了我們的合作精神，將我們所學的理論知識應用于具體的生產(chǎn)實踐之 中，也使我們看到了自己的不足之處，為以后的設計和學習打下了基礎。