機械原理課程設計之糕點

切片機Preparedon22November2020一、課程設計題目簡介工作原理及工藝動作過程糕點先成型（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)兩個動作；糕點的直線間歇移動和切刀的往復運動。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歇的輸送距離，以滿足糕點的不同切片厚度的需要。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（亦即切片高）范圍：5~80mm。3） 切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：300mm。4） 切刀工作節(jié)拍：40次/min。5） 工作阻力很小。要求選用的機構(gòu)簡單、輕便、運動靈活可靠。6） 電機可選用，功率（或）、1390r/min。設計方案提示7） 切削速度較大時，切片刀口會整齊平滑，因此切刀運動方案的選擇很關(guān)鍵，切口機構(gòu)應力求簡單適用、運動靈活和運動空間尺寸緊湊等。8） 直線間歇運動機構(gòu)如何滿足切片長度尺寸的變化要求，是需要認真考慮的。調(diào)整機構(gòu)必須簡單可靠，操作方便。是采用調(diào)速方案，還是采用調(diào)距離方案，或采用其它調(diào)速方案，均應對方案進行定性分析比較。9） 間歇機構(gòu)必須與切刀運動機構(gòu)工作協(xié)調(diào)，即全部送進運動應在切刀返回過程中完成。需要注意的是，切口有一定的長度（即高度），輸送運動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進行，但輸送機構(gòu)的返回運動則可與切刀的工作行程在時間上有一段重疊，以利提高生產(chǎn)率，在設計機器工作循環(huán)圖時，應按照上述要求來選擇間歇運動機構(gòu)的設計參數(shù)。設計任務1） 根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬訂運動循環(huán)圖；2） 進行輸送間歇運動、切刀往復直線運動的選型；3） 進行機械運動方案的評價和選擇；4） 根據(jù)選定的電機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬訂機械傳動方案；5） 畫出機械運動方案示意圖；6） 對機械系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸設計；7） 用UG畫出機構(gòu)運動簡圖；8） 對間歇機構(gòu)或往復運動機構(gòu)進行運動仿真分析，繪制從動件的位移、速度、加速度曲線圖；9） 編寫設計說明書。（用B5紙張，封面用標準格式）二、機構(gòu)選用糕點的直線間歇運動糕點的直線間歇運動可以選擇連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等。為了使機構(gòu)簡單、易操作，而且考慮后面的建模與仿真，擬定用凸輪機構(gòu)來完成糕點的直線間歇運動。切刀的直線往復運動切刀的往復直線移動可以選擇連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、組合機構(gòu)等。為了使機構(gòu)簡單、易操作，而且考慮后面的建模與仿真，擬定用凸輪機構(gòu)來完成糕點的直線間歇運動。五、機械傳動系統(tǒng)設計計算1.傳動比的計算電機的轉(zhuǎn)數(shù)為1309r/min，切刀的工作節(jié)拍為40次/min。設電機轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，切刀往復一次，則控制切刀的桿件轉(zhuǎn)數(shù)為40r/min。綜上，總傳動比為、卜誓岫=34.75。n40r/min備注：如果要滿足電機轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，需要切刀往復一次，則做往復運動的那個搖桿的兩個極限位置需要差不多為一個為最高點和一個為最低點。這樣才會滿足以上轉(zhuǎn)數(shù)和傳動比的計算。2.V帶傳動的傳動比選V帶的傳動比為.=2，則減速器總傳動比為if=—=3了5=17.375。1由表查得V帶工作情況系數(shù)kA=1.2，故Pca=kAP=1.2X0.75=0.9KW。根據(jù)p和n選用Z型帶。根據(jù)表，取小帶輪的基準直徑匕1=160mm。則大帶輪的基準直徑d=id=2x160=320mm，根據(jù)表圓整為d=315mm。減速器的傳動比考慮到兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應有相近的浸油深度，兩級齒輪減速器高速級傳動比i與低速級傳動比i的比值取為1.3，即i=1.31。則2 3 2 3=,T3Fi.3x17.375=4.753；i=f=17375=3.656。f 3i4.7532設高速級齒輪，小齒輪齒數(shù)七=24，大齒輪齒數(shù)%=5=4.753x24?114。設低速級齒輪，小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)％=i3z1=3.656x24?88。備注：分度圓直徑不具體計算，但是在仿真時，必須要滿足以上算出的傳動比六、機械運動方案簡圖的繪制七、機械運動系統(tǒng)機構(gòu)的計算已知搖桿的長度l，搖桿擺角W=60。。假設極位夾角9=30。。設計步驟如下：CD任選一固定鉸鏈點D，選取長度比例尺七。并按搖桿長度婦和擺角w作出搖桿的兩個極限位置CD和C2D。連接C、C，并自C做CC的垂線CM。1 2 2 12 2作ZCCN=90。-9，則直線CN與CM相交于P點。直角三角形CPC中，21 1 2 1 2§PC2=9。以C1P為直徑作直角三角形C1PC2的外接圓，在圓弧C1PC2上任選一點A作為曲柄AB的機架鉸鏈點，并分別與C1、C2相連，則ZC1AC2=^CPC^=9。由圖可知，搖桿在兩極限位置時曲柄和連桿共線，故有AC1=BC+AB和AC2=BC-AB。解此兩方程可得由極位夾角設計出的曲柄搖桿機構(gòu)計算出AB=44mm、BC=164mm、固定鉸鏈A、D的水平距離為104mm，豎直距離為60mm。八、機構(gòu)運動仿真分析圖片?開始運動?糕點開始往回運動備注：這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了53。，刀片抬起了20mm左右，高于糕點的厚度，這時的凸輪才有帶著糕點往回運動的趨勢。這樣會保證刀片和糕點完全脫離，不會造成相互摩擦等不利因素。?刀片上升到最高點，糕點運動到距刀片最遠點備注：這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了180。，刀片上升到最高點，糕點運動到距刀片最遠點。此時為搖桿的另一個極限位置。?糕點已經(jīng)剛回到刀片下備注：這時凸輪和搖桿的最短桿轉(zhuǎn)了115。。這時的刀片利糕點20mm左右，還沒有接觸到糕點。凸輪機構(gòu)開始進行間歇狀態(tài)，糕點靜止不動。這樣保證了刀片完整的切割糕點。?刀片落到最低點以上是機構(gòu)由開始狀態(tài)——糕點開始往回運動——刀片上升到最高點，糕點運動到距刀片最遠點——糕點已經(jīng)剛回到刀片下一一刀片落到最低點整個的運動過程。九、方案特點詳解優(yōu)點?機器可在任何時候啟動或停止，完成實現(xiàn)功能目標良好。?此方案設計的機器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，有利于實際應用。?此方案穩(wěn)定性高，而且能確保機構(gòu)的運轉(zhuǎn)精度。?由于機構(gòu)傳動方案的復雜程度低，符合經(jīng)濟性設計目的。缺點?此方案由于計算時簡化了很多運動約束條件，還只是理論上的產(chǎn)物，如果通不過試驗驗證只是廢品。十、設計感想機械原理課程設計是機械課程當中一個重要環(huán)節(jié)通過了6周的課程設計使我從各個方面都受到了機械原理相關(guān)的訓練，對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認識。在這段時間里我們每天的專注和辛勞，喚回了我對機械原理課程設計的重新的認識，對各個組合機構(gòu)的深刻理解。在理論學習中我們只是簡單是學到了關(guān)于齒輪、連桿和凸輪的簡單知識，只能簡單的對其進行單獨設計，本次課程設計是對一些機構(gòu)連接組合在一起進行設計的，不能單獨只考慮一個或幾個基本構(gòu)件的情況，要綜合考慮，對其傳動比和傳動關(guān)系進行認真考慮，進行整體構(gòu)思。而小組共同設計給我們提供了團體協(xié)作的的途徑，讓我們更能有利于進行思考和設計，一個人的力量是有限的，但是團體的力量是無窮的，在設計過程中要進行換位思考，綜合大家的力量進行初步的理論設計，然后要獨立的完成自己的設計思路。在學習理論知識的同時也要參加實踐活動，同時，分組設計也有利于我們同學之間的團體協(xié)作。把課本上的知識運動到社會實踐當中去，是我們學習專業(yè)理論知識的最終目的。在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足，在今后的學習過程中我們會更加努力和團結(jié)。遇到不懂的地方要和同學共同攻克難關(guān)！由于本次設計是分組的，自己獨立設計的東西不多，但在通過這次設計之后，我想會對以后自己獨立設計打下一個良好的基礎。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！附圖圖片為一般工廠加工的時的糕點切片機，對比來看，我設計的有很多的缺陷。例如，沒有用帶傳動來傳遞糕點，而是用了凸輪機構(gòu)。這樣在效率上大大的降低，并且在糕點安裝上也很費力。還有在刀片做往復運動是采用的搖桿機構(gòu)，