糕點(diǎn)切片機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了切片機(jī)在日常生活中的現(xiàn)狀，同時(shí)也展示了切片機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。本次設(shè)計(jì)的切片以市面上已有不同類型，不同功用的切片機(jī)為研究對(duì)象，通過查閱文獻(xiàn)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，充分了解了糕點(diǎn)切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，借鑒同類型不同功能的切片機(jī)器，了解了糕點(diǎn)切片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用處于市場(chǎng)相對(duì)荒蕪的狀態(tài)，本設(shè)計(jì)有一定的實(shí)用價(jià)值。本文首先對(duì)機(jī)器的需求數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，切片的厚度為10mm，頻率在30次、分鐘，并以此進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)，刀具切割運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及間歇物料輸送裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，受力分析和強(qiáng)度計(jì)算，保證了糕點(diǎn)切片機(jī)在使用時(shí)的安全穩(wěn)定性。并繪制了主要零件圖紙和糕點(diǎn)切片機(jī)的裝配圖紙。關(guān)鍵詞：糕點(diǎn)；切片機(jī)；棘輪間歇推料；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)目錄TOC\o"1-3"\h\u25790第1章緒論 14371.1課題背景 195111.2研究現(xiàn)狀 124921.3本文研究?jī)?nèi)容及要求 2300581.3.1研究?jī)?nèi)容 250021.3.2設(shè)計(jì)要求 219804第2章糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì) 3318112.1.該糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)包括 3203952.2糕點(diǎn)間歇進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 355162.2.1糕點(diǎn)切片機(jī)進(jìn)料裝置的設(shè)計(jì) 387832.3切片機(jī)往復(fù)切片裝置方案的設(shè)計(jì) 5175972.3.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 560152.4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和受力分析 6298352.4.1滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 648982.4.2滑塊的行程與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 6135952.4.3滑塊的速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 7146272.4.4滑塊的加速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 814412.4.5曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析 948812.5糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 10235402.6減速機(jī)構(gòu)的確定 104069第3章糕點(diǎn)切片機(jī)各機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì) 11250193.1帶及帶輪的設(shè)計(jì) 1158703.1.1V帶設(shè)計(jì) 11235913.1.2V帶輪設(shè)計(jì) 12284683.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1467403.2.1高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 1417413.2.2低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 18265623.3軸的設(shè)計(jì) 22168893.3.1輸入軸的設(shè)計(jì) 22111403.3.2輸入軸的強(qiáng)度校核 23307203.3.3中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 25251223.3.4中間軸的強(qiáng)度校核 26133543.4軸承壽命的計(jì)算 29202823.4.1輸入軸上的軸承壽命計(jì)算 29172223.4.2中間軸上軸承壽命計(jì)算 29279963.4.3輸出軸上軸承壽命計(jì)算 3068113.5鍵的強(qiáng)度校核 3055733.5.1輸入軸上鍵的校核 30192633.5.2中間軸上鍵的校核 30263323.5.3輸出軸上鍵的校核 3033523.6機(jī)構(gòu)零件尺寸的設(shè)計(jì) 31265223.6.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3118273.6.2棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3259643.6.3傳送帶帶輪尺寸設(shè)計(jì) 33262903.7曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33215853.8刀具的設(shè)計(jì) 3496523.9箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定 346584第4章軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3682784.1計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3621232（1）各軸轉(zhuǎn)速 3623665（2）各輸入軸功率 3615855（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 36147564.2切片軸的設(shè)計(jì) 37223804.3推料軸的設(shè)計(jì) 3814093總結(jié) 4227180參考文獻(xiàn) 439213致謝 44保定理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE2第1章緒論1.1課題背景生坯是一種經(jīng)過發(fā)酵的焙烤制品。以面粉，淀粉，酵母粉等為基礎(chǔ)，添加適量的油脂，糖，雞蛋等；食品添加劑，新鮮果汁，攪拌；用酵母發(fā)酵，成形，成形；發(fā)酵，烘焙等。即食加工糕點(diǎn)，質(zhì)地蓬松。雖然烘焙食品在不同的國家有所不同，但是根據(jù)各國的歷史及各國的膳食特點(diǎn)，將烤制食物作為日用食物的國家，以北美，歐洲，澳大利亞為主；南美，中東的若干個(gè)小國。在歐洲的殖民主義下的亞非國家的國家。隨著風(fēng)俗習(xí)慣的不斷提高，與各地區(qū)國家的文化交流，在中國，西方的面食正逐步被人們所接受，而這些面食又是如何被人們所接受的呢？在制作工藝，一致性，口味上的不同，令人贊嘆{1}。如今，中西兩種文化的發(fā)展也漸漸與蛋糕的生產(chǎn)工藝相融合，漸漸形成了一種新的、受歡迎的食物。不僅贏得了大多數(shù)人的同情，而且占據(jù)了很大的市場(chǎng)份額。家庭中逐漸出現(xiàn)小批量生產(chǎn)的趨勢(shì)，其他價(jià)格實(shí)惠、功能強(qiáng)大的切面刀將有很大的發(fā)展空間。也是未來需要的一種高質(zhì)量、低成本的自動(dòng)化設(shè)備。1.2研究現(xiàn)狀我們國家在70年代就開始使用切片技術(shù)。切片機(jī)在國內(nèi)已被用于中藥，蔬菜，肉類等行業(yè)，尤其是馬鈴薯的應(yīng)用最為顯著。雖然國內(nèi)研究和開發(fā)了30余年，取得了一些進(jìn)展，但是與國外相比還有很大的距離，而且切割技術(shù)還沒有普及。然而，由于目前國內(nèi)已有的切片機(jī)制造公司，例如進(jìn)口馬鈴薯切片機(jī)，山東諸城海洋食品機(jī)械廠400、600等，在對(duì)切片機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用上還沒有從根本上的突破{2}。中國缺少核心技術(shù)，在制造業(yè)中面臨很大的難題，代工生產(chǎn)仍然是“中國制造”的普遍存在的生存模式。在中國生產(chǎn)的產(chǎn)品，表面上列出了很多高端技術(shù)，事實(shí)上，其核心技術(shù)都來自國外。生產(chǎn)方式簡(jiǎn)化：生產(chǎn)工具、原材料、材料一應(yīng)俱全。您可以根據(jù)自己的口味和想法設(shè)計(jì)和制作自己的蛋糕?，F(xiàn)在很多同學(xué)自己開公司找工作，糕點(diǎn)市場(chǎng)就是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。因此，實(shí)惠的價(jià)格、簡(jiǎn)單易用、簡(jiǎn)單易用的切蛋糕功能，將極大地方便他們?cè)诘案庵谱鬟^程中。但現(xiàn)階段的切面刀多為家庭小作坊大量生產(chǎn)。小批量切割機(jī)主要用于糖果行業(yè)，家用電器越來越智能化，不再使用純手工勞動(dòng)。糕點(diǎn)口味參差不齊，手工環(huán)節(jié)效率低下，帶來諸多不便。機(jī)器切蛋糕比人工切蛋糕好很多，所以小作坊對(duì)糕點(diǎn)切片機(jī)的市場(chǎng)需求與日俱增。但是有了電腦，機(jī)器，Plc；隨著資訊科技及其它科技的進(jìn)步，切割器將會(huì)有如下趨勢(shì)：高度的可重復(fù)性：可達(dá)到與驅(qū)動(dòng)器圖表及回饋設(shè)備有關(guān)的基準(zhǔn)精度。反復(fù)就是一個(gè)動(dòng)作有沒有被反復(fù)做過幾次。隨著現(xiàn)代微型控制技術(shù)及電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將使切割機(jī)具有更高的重復(fù)性及更高的精確性，從而使切割機(jī)在軍用、航空等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。模塊化：用于模塊化部件的生產(chǎn)模具。它可以完成切割各種食物。高質(zhì)量的使用也是新一代點(diǎn)心模具的一個(gè)主要特性。生產(chǎn)采用了模塊化設(shè)計(jì)，使得同一臺(tái)機(jī)器，因使用的模塊化而產(chǎn)生了多種功能；會(huì)使糕點(diǎn)切片有更加廣泛的使用，是糕點(diǎn)切片機(jī)的一個(gè)重要發(fā)展方向。1.3本文研究?jī)?nèi)容及要求1.3.1研究?jī)?nèi)容探索糕點(diǎn)輸送和分離的新工作原理和結(jié)構(gòu)形式通過棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇式面團(tuán)輸送，通過曲柄滑動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)面團(tuán)切割和分離，最大限度地降低了能耗和結(jié)構(gòu)尺寸。由于蛋糕的材質(zhì)和形狀不同，對(duì)工作部件和傳動(dòng)部件進(jìn)行優(yōu)化，以優(yōu)化其運(yùn)動(dòng)性能和施工性能。1.3.2設(shè)計(jì)要求（1）蛋糕切片厚度：10mm；（2）蛋糕的切片長度（即切片高度）范圍：100～150mm；（3）切刀切片時(shí)最大距離（即切片寬度）：200mm；（4）切刀的工作頻率：30次/分；（5）生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、運(yùn)動(dòng)靈活可靠。（6）電機(jī)功率：0.55kw、1390r/min。12PAGE38第2章糕點(diǎn)切片機(jī)的設(shè)計(jì)2.1.該糕點(diǎn)切片機(jī)設(shè)計(jì)包括(1)間歇送料機(jī)構(gòu)：采用棘輪機(jī)構(gòu)或槽輪實(shí)現(xiàn)成形餅的間歇送料。(2)往復(fù)式切片機(jī)構(gòu)：刀具以曲柄變速機(jī)構(gòu)形式在垂直平面內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(3)主體機(jī)架：對(duì)各個(gè)部位進(jìn)行合理布置。(4)傳輸機(jī)制：按生產(chǎn)需要選型功率，進(jìn)行減速裝置的設(shè)計(jì)，并對(duì)有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和檢驗(yàn)2.2糕點(diǎn)間歇進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如圖1所示，為一槽輪機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)直線間歇移動(dòng)。圖1槽輪機(jī)構(gòu)對(duì)于間歇性的面團(tuán)運(yùn)動(dòng)，我們使用帶槽口的輪子：當(dāng)滑輪靜止時(shí)，從動(dòng)件向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件向下運(yùn)動(dòng)，利用該定律，可以通過反演法計(jì)算確定不完整圓盤的形狀。當(dāng)滑塊向上移動(dòng)時(shí)，滑輪帶動(dòng)面團(tuán)，當(dāng)滑塊向下移動(dòng)時(shí)，即刀向下移動(dòng)時(shí)，滑輪不動(dòng)，即面團(tuán)靜止不動(dòng)并被切割。這種滑輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、體積小、機(jī)械效率高、分度更平穩(wěn)、斷續(xù)性好。這種滑輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：由于氣缸銷開始進(jìn)出徑向槽，會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊，所以常在轉(zhuǎn)速不太高時(shí)使用，本文設(shè)計(jì)的切面機(jī)轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分。速度不高，這個(gè)缺點(diǎn)可以忽略。比較合理，故選用該機(jī)構(gòu)[3]。2.2.1糕點(diǎn)切片機(jī)進(jìn)料裝置的設(shè)計(jì)皮帶輪的Z型槽數(shù)目和轉(zhuǎn)盤柱腳的k型槽數(shù)目是皮帶輪的兩個(gè)重要參數(shù)。按照本方案的需要，本方案所采用的是單一直接帶輪。從圖3中可以看出，為了將槽輪起動(dòng)和停止旋轉(zhuǎn)的瞬間角速度變?yōu)?，從而避免了剛硬的碰撞，在圓筒形銷軸在開始進(jìn)入和離開徑向槽時(shí)；槽中心線與插針從中央到中央的插針相正交。讓z是平均分布的徑向槽的數(shù)目，從圖2.3可以看出，當(dāng)槽輪轉(zhuǎn)過兩槽的夾角a1時(shí)，撥盤1的轉(zhuǎn)角a2是：a2=π-a1=π-2π/z（29）有公式得z=4，因此，一個(gè)有溝槽的輪子的溝槽數(shù)目是4.在移動(dòng)循環(huán)中，皮帶輪2移動(dòng)的時(shí)刻t和撥盤移動(dòng)的時(shí)刻t之間的比率是移動(dòng)系數(shù)，并且被稱為。當(dāng)刻度盤1在恒定速度下旋轉(zhuǎn)時(shí)，還可以用旋轉(zhuǎn)角之比來表達(dá)。在僅有一根柱狀銷釘?shù)能囕喲b置中，鐘表1轉(zhuǎn)動(dòng)角a2、a1所需要的時(shí)間為tm、t，這樣，車輪裝置的移動(dòng)系數(shù)為（30）由上式可知：因運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ必須大于零（τ為零時(shí)表示槽輪始終保持不動(dòng)），故徑向槽數(shù)z應(yīng)大于或等于3[4].本設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)選4.槽輪的零件圖如下圖11槽輪零件示意圖Fag11Genevamechanism切片機(jī)的送料用輸送帶傳送，輸送帶輪直徑為100mm。輸送帶型號(hào)為1000300EP51000N/mm4+2L2.3切片機(jī)往復(fù)切片裝置方案的設(shè)計(jì)2.3.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一般情況下，曲柄用于等速旋轉(zhuǎn)，該滑板適用于作直線的往復(fù)移動(dòng)，其移動(dòng)速度可以是均勻的，也可以是不均勻的。同時(shí)，該產(chǎn)品還具備良好的回彈性能。它的設(shè)計(jì)理念是：(1)它的結(jié)構(gòu)是由一個(gè)簡(jiǎn)單的零件和一個(gè)低等級(jí)的零件構(gòu)成的，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，成本低廉。(2)部件的結(jié)構(gòu)力的傳輸由下對(duì)完成，下對(duì)與表面相接觸的下對(duì)每一單位面積的承載力都很低，因此它的機(jī)械承載力也很高[5]。(3)通過對(duì)每個(gè)桿件的尺寸進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)法則。(4)在連桿、框架等結(jié)構(gòu)較長的情況下，能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)，并能進(jìn)行能量的傳輸。它的缺點(diǎn)是它的機(jī)械效率很低，這是它不可避免的。，但出于成本和使用的原因，仍然使用連桿機(jī)構(gòu)。經(jīng)過以上比較，考慮到自動(dòng)化是未來生活和生產(chǎn)的必然趨勢(shì)，所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能滿足自動(dòng)化的要求。該機(jī)構(gòu)的操作是切割和發(fā)送面團(tuán)。切的時(shí)候面團(tuán)一定不能動(dòng)。當(dāng)面團(tuán)沒有被切割時(shí)，面團(tuán)要移動(dòng)并移動(dòng)一定距離才能到達(dá)指定位置。完成分片動(dòng)作，并通過凸輪機(jī)構(gòu)來完成刀具的往復(fù)移動(dòng)，通過凸輪來控制刀具的移動(dòng)，從而獲得最優(yōu)的移動(dòng)軌跡；具有很高的精確度。因此，我們考慮使用滑塊式曲柄機(jī)構(gòu)，這樣還能實(shí)現(xiàn)工具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，能承載更多的力量，能滿足工程需求；同時(shí)，由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工和制作，因此能夠大大降低生產(chǎn)成本，并且符合切片機(jī)的設(shè)計(jì)是針對(duì)小投資作坊的用戶，這就是本設(shè)計(jì)決定使用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的基本原因。圖4偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)和制造簡(jiǎn)單，成本比較低(2)部件采用了低副的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，面接觸是一種低副的接觸方式，具有較小的承載區(qū)域和較大的機(jī)械載荷。(3)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離傳輸。故采用。2.4曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和受力分析2.4.1滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲軸抑制器通常是一個(gè)連桿。這樣的話，滑板的動(dòng)作就跟曲軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于單點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)件設(shè)計(jì)方法。2.4.2滑塊的行程與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系通用型曲軸沖床多為豎向結(jié)合部曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（滑塊軌道和連桿節(jié)點(diǎn)B位于曲柄回轉(zhuǎn)中心O與節(jié)點(diǎn)B的連線上）。圖2-1(a)是曲柄、連桿以及一個(gè)滑動(dòng)裝置的原理圖。圖中O點(diǎn)為曲軸的回轉(zhuǎn)中心，A點(diǎn)為連桿與曲柄的連接點(diǎn)，B點(diǎn)為連桿與滑塊的連接點(diǎn)，B1、B2點(diǎn)為死點(diǎn)和滑塊的下死點(diǎn)分別。圖2-1通用曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖壓力曲柄滑塊的工作距離靠近行程下止點(diǎn)，因此，在研究滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，以滑塊行程下止點(diǎn)B2為起點(diǎn)。行進(jìn)，從B2點(diǎn)滑動(dòng)到B點(diǎn)?；瑝KS的行程。曲柄角是從A0點(diǎn)對(duì)應(yīng)的順時(shí)針方向（與實(shí)際旋轉(zhuǎn)方向相反）指向A點(diǎn)，曲柄角為α?xí)r計(jì)算的。如圖2-1(b)所示，曲柄閥芯在0AB位置時(shí)，閥芯行程S=(R+L)?(RcossinR式（2.2）由于一般小于0.3，對(duì)于通用壓力機(jī)，一般在0.1～0.2范圍內(nèi)，故式子可進(jìn)行簡(jiǎn)化。根據(jù)二項(xiàng)式定理，取代入式子，整理得：式（2.3）式中：——滑塊行程，從下死點(diǎn)算起，以下均同；——曲柄轉(zhuǎn)角，從下死點(diǎn)算路與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反者為正；R——曲柄半徑；——連桿系數(shù)；L——連桿長度(當(dāng)連桿長度可調(diào)時(shí)取最短時(shí)數(shù)值)。因此，已知曲柄半徑R和連桿系數(shù)時(shí)，可從式中求出對(duì)應(yīng)于不同的角的S值。2.4.3滑塊的速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系在找到了滑塊的位置與曲軸轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系之后，將位置S對(duì)時(shí)間t進(jìn)行微分，就可以得出了滑塊的速度v，即：式（2.4）而所以式中——滑塊速度；——曲柄的角速度。又則式（2.5）式中n——曲柄的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，亦即滑塊每分鐘行程次數(shù)。2.4.4滑塊的加速度和曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系在高速?zèng)_壓過程中，必須充分考慮滑板移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力。要做到這一點(diǎn)，就需要要求出滑塊的加速度和曲軸轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，通過對(duì)上面的公式進(jìn)行微分，將上式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)即得：式（2.6）式中——滑塊加速度。由JH31-315壓力機(jī)的行程S=315mm，連桿長度L=1588mm，偏心輪轉(zhuǎn)速n=20轉(zhuǎn)/min，則mm式（2.7）式（2.8）代入以上公式，得運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)表如下：表2-1運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)表01020304000.01670.06620.14650.254702.6310.426523.07440.11500.19110.37420.54330.6922063.206123.767179.6965228.94550607080900.38650.53750.70220.87481.050060.8784.656110.5965137.7810165.3750.81520.90930.97221.00221269.627300.75321.555331.4776330.752.4.5曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析圖2-2是在結(jié)點(diǎn)正置位置上，對(duì)曲軸滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)部件進(jìn)行應(yīng)力分析的簡(jiǎn)圖。在滑塊上，它會(huì)受到工件變形抗力P的影響，在不考慮摩擦力的前提下，P力是由連桿上給予滑塊的作用力所決定及導(dǎo)軌給予滑塊上的反作用力Q相平衡。根據(jù)力的平衡原理得：式（2.9）式（2.10）由前推導(dǎo)得知，，若=0.3，當(dāng)時(shí)，＝0。當(dāng)＝時(shí)，，在通常情況下，特別是對(duì)通用壓力機(jī)，遠(yuǎn)小于0.3，故遠(yuǎn)小于。由于角較小，因此，可以認(rèn)為，，故上述二式寫成：式（2.11）式（2.12）圖2-2節(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖2.5糕點(diǎn)的直線間歇移動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案滑輪機(jī)構(gòu)的操作和結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，在工作條件下傳動(dòng)比其他傳動(dòng)方式更穩(wěn)定。傳輸角度可精確控制。由于從起步到停止加速過程中皮帶輪轉(zhuǎn)速變化較大，會(huì)發(fā)生碰撞。但是，當(dāng)滑槽數(shù)目減小時(shí)，滑槽的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)大幅度提高，從而影響滑槽的速度。此外，每一次旋轉(zhuǎn)的角度都與滑輪溝道數(shù)目有關(guān)，為了實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，要通過調(diào)整滑輪溝道數(shù)目來實(shí)現(xiàn)，還需對(duì)滑輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。所以，一般情況下，槽輪裝置，只能在轉(zhuǎn)動(dòng)角度較小的情況下使用。皮帶輪裝置的制作過程比較繁瑣，而且其齒輪的嚙合比例和夾角不能進(jìn)行合理的調(diào)整。故放棄。該棘輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形小巧、高效、穩(wěn)定的特點(diǎn)；傳送角調(diào)整容易，切割厚度也可以通過此機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，棘輪機(jī)構(gòu)的使用受到本次設(shè)計(jì)采用[6]。2.6減速機(jī)構(gòu)的確定由于蝸輪機(jī)構(gòu)在特定的行程上有很大的變速能力，所以它不適用于作持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而成本高，效率低，造價(jià)高。輸送帶經(jīng)得起負(fù)載的撞擊，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢，制造及安裝準(zhǔn)確度高；對(duì)過載的防護(hù)能力也很好。這樣，用于高速傳輸?shù)膸В糜诘退賯鬏數(shù)凝X輪?？傊?，切割的長度可以通過棘輪機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)，棘輪機(jī)構(gòu)的加工方法和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，切片厚度也很容易改變。刀片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由曲柄滑動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，傳遞力大，生產(chǎn)成本低，制作簡(jiǎn)單，適用于糕點(diǎn)切片機(jī)。保定理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE38第3章糕點(diǎn)切片機(jī)各機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1帶及帶輪的設(shè)計(jì)3.1.1V帶設(shè)計(jì)1．確定計(jì)算功率Pca由[2]中查得工作系數(shù)KA=1.1，故Pca=1.1×0.55KW=0.605KW2．選擇V帶帶型據(jù)Pca和n由[2]中圖8-11選用Z型帶。3．：（1），由[2]中表8-7和8-9，取小帶輪直徑dd1=75mm。（2）驗(yàn)算帶速v，有：因?yàn)?.46m/s在5m/s~30m/s之間，故帶速合適。（3），取dd2=280mm新的傳動(dòng)比i==3.475（1）據(jù)[2]式8-20初定中心距（2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長度L=1330mm（3）計(jì)算實(shí)際中心距中心局變動(dòng)范圍：5.驗(yàn)算小帶輪上的包角6．計(jì)算帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率P由dd1=75mm和n1=1390r/min查[2]表8-4a，得P=0.3KW根據(jù)n1=1390r/min，i=3.475和Z型帶，查[2]8-5得P=0.03KW查[2]表8-6得Kα=0.91，KL=1.13，于是：Pr=(P0+P0)KLKα=（0.3+0.03）1.130.91=0.34KW（2）計(jì)算V帶根數(shù)z取2根。7．由[2]中表8-3得Z型帶的單位長質(zhì)量。所以應(yīng)使實(shí)際拉力8．計(jì)算壓軸力Fp壓軸力的最小值為：=2F0sin=2250.190.96=193.23N3.1.2V帶輪設(shè)計(jì)1．傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸：轉(zhuǎn)速：n=1390輸入功率：P=P=0.55KW輸出轉(zhuǎn)矩：T=9.55=9.55=3779NmmⅠ軸（高速軸）轉(zhuǎn)速：n=400r/min輸入功率：P1=P=0.523KW輸入轉(zhuǎn)矩：T1=9.55II軸（中間軸）轉(zhuǎn)速：n2=125r/min輸入功率：P=P=0.502KW輸入轉(zhuǎn)矩：T=9.55Ⅲ軸（低速軸）轉(zhuǎn)速：n3=40r/min輸入功率：PP=0.482KW輸入轉(zhuǎn)矩：TNⅣ軸（輸出軸）：轉(zhuǎn)速：輸入功率：P4=P3=0.482×0.99=0.477KW輸入轉(zhuǎn)矩：N各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表3-1中。表3-1各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表軸號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)矩（N.mm）轉(zhuǎn)速（r/min）電機(jī)軸0.55377913901軸0.52312486.64002軸0.50238352.81253軸0.482115077.5404軸0.477113883402．V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滑輪材質(zhì)：選用HT150鑄鐵。小帶輪的構(gòu)造尺寸：其構(gòu)造形式為整體式。大型皮帶輪的構(gòu)造尺寸：初步計(jì)算大型皮帶輪的開口量：初步選擇減速器輸入軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取，則：減速器輸入端的最小直徑：我們將dI-II=16毫米，也就是大的皮帶輪直徑d大的皮帶輪直徑

d=16毫米查[2]中表19-5得：采用四孔板輪式，腹板厚度為s=10mm，確定尺寸如下：輪緣槽尺寸(V帶型號(hào)SPZ)：；；；；；，?。?。輪緣寬度：B=Z-1外徑：，輪槽角：φ=38°d?。海琇=?。?，ssDdd取V帶輪的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，圖3-1V帶輪結(jié)構(gòu)圖3．刀具帶輪設(shè)計(jì)因?yàn)榍衅念l率是40

r/min，而棘輪和刀具的運(yùn)動(dòng)頻率是一樣的，所以兩個(gè)帶輪的尺寸是一樣的，按照3.3.2來進(jìn)行計(jì)算，得出了帶數(shù)是1，帶輪的直徑是40.5

mm3.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2.1高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1．選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及模數(shù)（1）（2）因?yàn)楦恻c(diǎn)切片機(jī)轉(zhuǎn)速不高，故用8級(jí)精度，（3）材料選定。由[2]表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，大齒輪的材料為45鋼（正火）硬度為200HBS，兩者硬度差為40HBS[4]；（4）選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)，初定傳動(dòng)比i=3.2。則：Z2=iZ1=3.2×20=64。2．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)疲勞強(qiáng)度計(jì)算如下（由[2]中公式可知）：（1）確定公式中各數(shù)值[2]試選。由[2]表10-7選取齒寬系數(shù)[5]。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面計(jì)算可知：。由[2]表10-5查的材料的彈性影響系數(shù)由[2]圖10-25d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。。ααε[24×tan31.79°-tan20°計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN取接觸疲勞壽命系數(shù)：KNH1=0.90；KNH1=0.93。取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，有：（2）計(jì)算確定小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值計(jì)算小齒輪的分度圓直徑，由計(jì)算公式可得：d1t：計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)，據(jù)，8階的精確度從圖10-8可以看出，Kv和KFalpha分別為1和1。從圖10-13可以看出，KFbeta=1.309，從圖10-3可以看出：KHalpha=KHbeta=1負(fù)載因數(shù)：按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：計(jì)算模數(shù)m：m=d/z=32.75/20=1.64mm3．按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由[2]中式（10-7）試算模數(shù)：（1）確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。=1.5查取齒形系數(shù)：由[2]圖10-17查得查取應(yīng)力修正系數(shù)：由圖10-18查得，由圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)：，則有：計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較=經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大，所以，取==0.0188（2）調(diào)整齒輪模數(shù)圓周速度v由以下公式進(jìn)行計(jì)算：v=齒寬b：寬高比b/h：（3）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF根據(jù)，8級(jí)精度，由[2]中圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由，KAFt1/b=1×1224.2/20.4=60N/mm＜100N/mm，查[2]中表10-3得齒間載荷分配系數(shù)KFα=1.2。由[2]中表10-4用插值法查得：KHβ=1.402，結(jié)合b/h=8.9，查[2]中圖10-13，得KFβ負(fù)載因數(shù)：由[2]中式（10-13），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了以抗彎疲勞強(qiáng)度為基準(zhǔn)的模量，并選取了標(biāo)準(zhǔn)的

m=1。對(duì)小齒輪的分度圓直徑d1=32.75進(jìn)行了計(jì)算，并算出了小齒輪的齒數(shù)：。?。海瑒t大齒輪齒數(shù)：，取，與互為質(zhì)數(shù)。如此設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，不僅要達(dá)到齒面接觸疲勞強(qiáng)度，還要達(dá)到齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，還要達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊的效果。避免浪費(fèi)。4．幾何尺寸計(jì)算：；計(jì)算中心距：=69.5mm計(jì)算齒輪寬度：由于存在著無法避免的裝配錯(cuò)誤，因此，在確保設(shè)計(jì)的齒寬度b的同時(shí)，通常會(huì)對(duì)小齒輪進(jìn)行稍微的加寬（5~10）mm。即：取b1=40mm，而使大齒輪齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬。即：。5．齒輪強(qiáng)度校核（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核如上方法計(jì)算，先計(jì)算[2]中式（10-10）中各參數(shù)計(jì)算結(jié)果：=齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法，先計(jì)算[2]中式（10-6）各參數(shù)結(jié)果為：齒面彎曲疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。6．主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)：、；模數(shù)：；壓力角：，中心距：；齒寬：、。大、小齒輪都是45鋼制的，經(jīng)過調(diào)質(zhì)后，經(jīng)過了不同程度的校正。按照8階的精確度進(jìn)行了齒輪的設(shè)計(jì)。3.2.2低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1.所選齒輪類型、精度等級(jí)、材料、模數(shù)(1)根據(jù)要求的傳動(dòng)圖，選擇正齒輪；(2)因?yàn)榍忻鏅C(jī)的速度不高，精度為8；(3)選擇材料。由[2]表10-1可知，齒輪材質(zhì)為45（正火）鋼，硬度為200HBS，小齒輪材質(zhì)為45（淬火）鋼，硬度為240HBS，硬度相差40HBS；(4)首先選擇小輪齒Z1=20和大輪齒Z2，先設(shè)定齒輪比i=3.125，則：Z2=iZ1=3.125×20=62.5，取。2．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按[2]中公式：（1）確定公式中各數(shù)值試選。由[2]中表10-7可查得選取齒寬系數(shù)。小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩的計(jì)算，由前面計(jì)算可知：，n=40r/min。由[2]表10-5查的材料的彈性影響系數(shù)。由[2]圖10-25d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。由[2]式中（10-19）計(jì)算解除疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。ααεα=[24×tan31.79°-tan20°+63×(tan24.28°-tan20°)]Zε計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN取接觸疲勞壽命系數(shù)。取失效概率為，安全系數(shù)，有（2）計(jì)算確定小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值計(jì)算小齒輪的分度圓直徑，由計(jì)算公式可得：計(jì)算圓周速度。計(jì)算齒寬b：計(jì)算載荷系數(shù)K：已知使用系數(shù)，8級(jí)精度。由[2]圖10-8得Kv=1，KFα=1.由[2]圖10-13查得KFβ=1.309，由[2]圖10-3查得KHα=KHβ=1。故載荷系數(shù)：按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：計(jì)算模數(shù)m：m=d/z=47.73/20=2.39mm3．按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由[2]中式（10-7）試算模數(shù)：（1）確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)：查取齒形系數(shù)：由圖10-17查得，。查取應(yīng)力修正系數(shù)：由圖10-18查得Y=1.58，Y=1.76由圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：。由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù)，[7]。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1，則有：[]=197.8Mp[]=186.9MP計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較=經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大，所以，?。?=0.0188試算模數(shù)（2）調(diào)整齒輪模數(shù)圓周速度v。d1v=π齒寬b：b=寬高比b/hh=2b/h=29.6/3.33=8.89（3）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF根據(jù)，8級(jí)精度，由[2]中圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由：，KAFt1/b=1×2591.4/29.6=87.5N/mm＜100N/mm，查[2]中表10-3得齒間載荷分配系數(shù)KFα=1.2。由[2]中表10-4用插值法查得KHβ=1.402，結(jié)合b/h=8.9，查[2]中圖10-13，得KF則載荷系數(shù)為：由[2]中式（10-13），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)m=通過比較和計(jì)算得出，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所計(jì)算的模數(shù)

m要比由齒根彎曲所計(jì)算的模數(shù)要大，因?yàn)辇X輪模數(shù)m的數(shù)值在很大程度上是由彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力所決定的，所以從彎曲疲勞強(qiáng)度所算出的模數(shù)是比較合適的，取標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1=47.73，算出小齒輪齒數(shù)。?。?，則大齒輪齒數(shù)：，?。?，與互為質(zhì)數(shù)。。采用這種方法所得到的齒輪，不僅能達(dá)到齒面的接觸和齒根處的彎曲疲勞，而且還能使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，避免浪費(fèi)。4．幾何尺寸計(jì)算計(jì)算公式由[1]中查得（1）計(jì)算分度圓直徑：；（2）計(jì)算中心距：=101mm（3）計(jì)算齒輪寬度：b=在考慮到無法避免的安裝誤差的情況下，為確保設(shè)計(jì)齒寬b并節(jié)約材料，通常情況下，將小齒輪稍微加寬（5~10)mm，即：，取b1=54mm，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即：。5．齒輪強(qiáng)度校核（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核按前類似做法，[2]中先計(jì)算式（10-10）中各參數(shù)計(jì)算結(jié)果：代入（10-10）得=齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按前述類似做法，先計(jì)算[2]中式（10-6）各參數(shù)結(jié)果為：齒面彎曲疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。6．主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)：、；模數(shù)：；壓力角：，中心距：；齒寬：、。大小齒輪均采用45鋼，分別進(jìn)行正火和調(diào)質(zhì)處理。齒輪按8級(jí)精度設(shè)計(jì)。3.3軸的設(shè)計(jì)3.3.1輸入軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料選取45鋼調(diào)質(zhì)，硬度230HBS，強(qiáng)度極限：，屈服極限：，彎曲疲勞極限：，剪切疲勞極限：，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許應(yīng)力：。（2）初步估算軸的最小直徑取，則：減速器輸入端的最小直徑：研究到，在軸段I-II處，鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的影響，所以，需要將軸的直徑增大7%，因此，將dI-II=16mm，也就是大帶輪孔徑

d大帶輪孔徑=d=16mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu)域設(shè)計(jì)如圖3-2所示。該軸的各段的長度確定如下：圖3-2輸入軸裝配草圖軸的各段直徑確定如下：自右向左第一段軸：；第二段軸：，（取定位軸間高度h=3.5）；第三段軸：（軸承型號(hào)取6205）；第四段軸：（取定位軸間h=2），第五段軸：小齒輪1的分度圓直徑：d=33mm，齒根圓直徑：df=30.5mm，第六段軸：，第七段軸：。軸的各段長度確定如下：自右向左第一段軸：（帶輪輪轂寬B=26mm）；第三段軸：，式中：—軸承的內(nèi)端面到內(nèi)腔的間距通常為10-15毫米。第二節(jié)軸線：第四段軸：第五段軸：，第六段軸：，第七段軸：。工件在軸上的軸向位置為：在輸入端部，V型皮帶輪和軸之間的軸向位置通過平面鑰匙連接按，查[3]中表15-20得：選用普通平鍵C5×16（GB1095-79），鍵的截面尺寸為b×h=5×5，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為16mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB1096-79），為保證v帶輪轂與軸具有良好的對(duì)中性，采用H7/k6的配合方式8]。通過過渡配合保證軸承與軸的軸向定位，軸的直徑尺寸公差為m6。軸間處的過渡圓角確定如下：由[3]中表13-15查得，軸間II處的過渡圓角半徑r=0.4mm，其余軸間處的圓角半徑r=0.5mm，軸1端的倒角為，軸7端的倒角為：。輸入軸的最終尺寸如圖3-3所示。圖3-3輸入軸3.3.2輸入軸的強(qiáng)度校核1．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度（圖3-3）。圖3-3輸入軸的強(qiáng)度校核2．計(jì)算作用在小齒輪1上的力：FFr1Fa13．計(jì)算支反力垂直面（v面）：ΣMFNV1FNV1=282.5×41.5+172.5×33/2ΣMFNV1FNV2=282.5×41.5?172.5×33/2水平面（H面）ΣMFNH1FNH1ΣMFNH2FNH2垂直面彎矩：MV1MV2水平面彎矩：MH合成彎矩：M1M2轉(zhuǎn)矩T=12486.6Nmm4．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度在檢查的時(shí)候，一般情況下，只對(duì)危險(xiǎn)部分的強(qiáng)度進(jìn)行檢查，從軸的結(jié)構(gòu)圖、彎矩圖和扭矩圖中，我們可以看到，部分A是軸的危險(xiǎn)部分。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6軸的計(jì)算應(yīng)力：=6.47MP選用軸的材料為45鋼，進(jìn)行調(diào)制處理，可查得[]=60Mp，，故安全。3.3.3中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇軸的材料選取45鋼調(diào)質(zhì)，硬度230HBS，強(qiáng)度極限：，屈服極限：，彎曲疲勞極限：，剪切疲勞極限：，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許應(yīng)力：。（2）初步估算軸的最小直徑取，則：減速器輸入端的最小直徑：研究到在軸段I-II處，鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的影響，因此，必須將軸的直徑增大7%，將dI-II=20mm，也就是大帶輪的孔徑。d大帶輪孔徑=d=20mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)副軸的構(gòu)造見圖3~4。軸桿的每一節(jié)的直徑及長度按下列方式測(cè)定：圖3-4中間軸裝配草圖（4）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度分段的齒輪是一個(gè)高速度的階段，根據(jù)上面的推算，齒輪的直徑是31

mm，要使得套管的端面和大的齒輪能夠被可靠的擠壓，這個(gè)軸部分應(yīng)該稍微小于齒輪的輪轂的寬度故取l=31mm，=20mm。III-IVl=8mm，d=24mm。IV-V段為低速級(jí)小齒輪的軸向定位，由其寬度為48mm可取l=46mm，=20mm。V-VI段為軸承，也選擇了深溝球軸承6202，使用了一個(gè)套筒來進(jìn)行齒輪的定位，并將它安裝在了它的左端，取l=37mm，。（5）軸上零件的周向定位通常采用平鍵連接作為軸與齒輪間的連接。按由[5]P表4-1查得平b,按d得平鍵截面b=6其與軸的配合均為n6[10]。其軸向位置采用了過渡裝配法，這里選擇了軸徑尺寸的誤差為m6。（6）確定軸上圓角和倒角尺寸由[3]中表13-15查得，軸間II處的過渡圓角半徑r=0.4mm，其余軸間處的圓角半徑r=0.5mm，軸兩端的倒角為。中間軸的最終設(shè)計(jì)如圖3-5所示圖3-5中間軸尺寸3.3.4中間軸的強(qiáng)度校核1．計(jì)算作用在大齒輪1上的力：Ft2Fr2Fa22．作用在小齒輪2上的受力Ft3Fr3Fa33．計(jì)算支反力垂直面（v面）：ΣMFNV1FNV1=ΣFNV2FNV1=水平面（H面）：ΣFFΣFF垂直面彎矩：MMM=M水平面彎矩：MM合成彎矩：MM轉(zhuǎn)矩T2=38352.8Nmm軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖3-6所示。圖3-6彎矩和扭矩圖4．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度是我們常用的校核，從軸的彎矩圖以及結(jié)構(gòu)圖和扭矩圖中，對(duì)于截面B則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取，軸的計(jì)算應(yīng)力：45鋼是我們選取的材料，處理方式是調(diào)質(zhì)，由[2]中表15-1查得，。對(duì)于IV的右側(cè)由[2]表15-1查得；；由[2]表3-8查得；由[2]附圖3-4查得由[2]中和得碳鋼的特性系數(shù)，取，故綜合系數(shù)為故IV右側(cè)的安全系數(shù)為：>S=1.5故該軸在截面IV的右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。綜上計(jì)算所得該軸安全。3.4軸承壽命的計(jì)算3.4.1輸入軸上的軸承壽命計(jì)算預(yù)期壽命：軸承型號(hào)6205已知N，9.8×107h>72000h故輸入軸上的軸承6205在有效期限內(nèi)安全。3.4.2中間軸上軸承壽命計(jì)算預(yù)期壽命：軸承型號(hào)6202已知，3885256h>36000h故中間軸上的軸承6202在有效期限內(nèi)安全。3.4.3輸出軸上軸承壽命計(jì)算預(yù)期壽命：軸承型號(hào)為6207，已知10×107h>72000h故輸出軸上的軸承6207滿足要求。3.5鍵的強(qiáng)度校核3.5.1輸入軸上鍵的校核查[2]中表6-2得許用擠壓應(yīng)力為[11]I-II段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度l=L-0.5d=16-0.5×5=13.5mm故此鍵能安全工作。3.5.2中間軸上鍵的校核查[2]中許表6-2得許用擠壓應(yīng)力為段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度故此鍵能安全工作。段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度l=L-b=25-6=19故此鍵能安全工作。3.5.3輸出軸上鍵的校核查[2]中許表6-2得許用擠壓應(yīng)力為段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度l=L-b=28-8=20mm故此鍵能安全工作。IV-V段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度l=L-b=28-12=16mm故此鍵能安全工作。3.6機(jī)構(gòu)零件尺寸的設(shè)計(jì)3.6.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研，面團(tuán)厚度一般在10mm左右。因此，該刀具部件的設(shè)計(jì)尺寸為10毫米，棘爪的轉(zhuǎn)角為30度。采用曲柄、搖桿等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)棘輪的支承。搖桿上安裝了一個(gè)卡爪，它通過推卡爪來完成卡爪的旋轉(zhuǎn)[13]。該制動(dòng)器帶有一個(gè)可由機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)的滑輪。圖3-7簡(jiǎn)略的曲軸搖擺。圖3-7曲柄搖桿簡(jiǎn)圖假設(shè)曲軸搖臂速比系數(shù)如果

K=1，那么可以求出該機(jī)械裝置的極限角度，那么，A,B,

C三個(gè)點(diǎn)在一條線上。。例如CD=140mm,AD=180mm,BC=160mm,AB=r,∠C1DC2=則：AC1=460-r，AC2=160+r；得：C1C2=2r所以：r=140；當(dāng)時(shí)，r=36.2mm；圖3-8時(shí)曲柄搖桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.6.2棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)該裝置的作用是將生坯送入到生坯中，每個(gè)生坯在生坯上的位移即為生坯的長度。要想調(diào)節(jié)和變化它的長短，就需要把它的棘輪旋轉(zhuǎn)到1個(gè)角，這樣面團(tuán)就會(huì)運(yùn)動(dòng)5毫米。本產(chǎn)品具有24個(gè)齒輪，每個(gè)齒輪15°角[14]。因?yàn)樵O(shè)計(jì)糕點(diǎn)切片的厚度為10mm，棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為30度。曲柄搖桿的設(shè)計(jì)見3-9。棘輪見圖3-10。圖3-9棘輪棘爪與棘輪嚙合時(shí)的受力分析如圖3-10所示。圖3-10棘爪的受力分析要滿足兩者對(duì)O2的力矩的條件：Mpn〉M將力分解為徑向和切向分量，因?yàn)镕=Pnf，帶入得：tan當(dāng)f=0.2時(shí)，，?。?。圖3-11棘輪幾何尺寸3.6.3傳送帶帶輪尺寸設(shè)計(jì)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)：，糕點(diǎn)即皮帶向前移動(dòng)l=5mm，由此可得：解得：即皮帶輪的半徑：。3.7曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在高速切割條件下，切割面光滑平整。所以，裁剪裝置應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、移動(dòng)敏捷、體積小等特點(diǎn)；這就需要使用一種變速裝置來完成。在圖3-12中可以看到。圖3-12曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)短桿為L1，長桿為L2有以下2個(gè)求解公式：(l1解得：l1=160mm，l2=200mm。3.8刀具的設(shè)計(jì)刀片的前進(jìn)、后退和上下移動(dòng)是刀片的基本功能。由于薄片可以有150毫米厚。于是，切就會(huì)被舉起來，然后再被切開。通過對(duì)目前市場(chǎng)上糕點(diǎn)大小的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)最大糕點(diǎn)的長度和寬度均為150毫米×150毫米，因此，將其設(shè)計(jì)成160毫米×150毫米。托架保證了刀具的順利運(yùn)轉(zhuǎn)。刀是用45號(hào)鋼做的，因?yàn)榈妒菍ｉT用來切蛋糕的，蛋糕的質(zhì)地很軟，所以把刀調(diào)制好，刀刃經(jīng)過回火處理，硬度達(dá)到55HBS。工具末端焊接在曲柄臂上。3.9箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定該箱在電氣設(shè)備中具有多種功能，可保證內(nèi)部軸系統(tǒng)的良好運(yùn)行，保護(hù)內(nèi)部系統(tǒng)免受設(shè)計(jì)電箱需要考慮到外部環(huán)境的影響，如防水、防塵、防震等，以滿足實(shí)際使用的要求。同時(shí)，為了方便維護(hù)和操作，還需要考慮箱體的開啟方式和內(nèi)部布局，以確保在維護(hù)操作時(shí)能夠方便、快捷地進(jìn)行。最終，要保證箱體具有足夠的剛度和密封性，以保護(hù)操作人員不受內(nèi)部零件傷害，并滿足尺寸要求和安裝要求。在設(shè)計(jì)電箱時(shí)，需要考慮到外部環(huán)境的影響，如防水、防塵、防震等。這些因素會(huì)對(duì)電箱的使用和維護(hù)產(chǎn)生很大的影響。例如，在潮濕的環(huán)境中使用電箱，必須要有足夠的防水措施，否則電箱內(nèi)部的設(shè)備和電路可能會(huì)受到損害。同樣，在灰塵較多的環(huán)境中使用電箱，需要考慮到防塵措施，以避免灰塵的進(jìn)入影響電箱的使用效果。此外，防震措施也是必不可少的，以保護(hù)電箱內(nèi)部的設(shè)備在震動(dòng)環(huán)境下的正常運(yùn)行。同時(shí)，在電箱的設(shè)計(jì)中，還需要考慮到箱體的開啟方式和內(nèi)部布局。開啟方式應(yīng)簡(jiǎn)便，以便于維護(hù)操作人員更加方便地進(jìn)行操作。內(nèi)部布局應(yīng)合理，以便于設(shè)備的安裝和維護(hù)。在設(shè)計(jì)布局時(shí)，應(yīng)考慮到不同設(shè)備之間的安全距離和通風(fēng)等因素，并合理利用內(nèi)部空間，以達(dá)到最佳的使用效果。最終，為了保證電箱具有足夠的剛度和密封性，以保護(hù)操作人員不受內(nèi)部零件傷害，并滿足尺寸要求和安裝要求，設(shè)計(jì)電箱時(shí)必須仔細(xì)考慮每一個(gè)細(xì)節(jié)。箱體材質(zhì)的選擇、密封膠條的使用、開關(guān)控制器的安裝等因素都需要認(rèn)真考慮。只有在各個(gè)方面都符合要求的情況下，才能保證電箱的安全可靠，并達(dá)到預(yù)期的使用效果。更影響整個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)的整體運(yùn)行效果，所以箱體的結(jié)構(gòu)尺寸，包括它的螺絲固定位置、電纜集線器位置和安裝配合，也是一個(gè)大不了的重要因素。

第4章軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)本設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)切片軸以及推料軸，高速軸和中間軸用示意圖表示。（1）各軸轉(zhuǎn)速為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，將傳動(dòng)裝置中各軸由高速至低速依次定為高速軸，中間軸，切片軸，推料軸。高速軸（15）中間軸切片軸推料軸（2）各輸入軸功率高速軸（16）中間軸切片軸推料軸各輸出功率為：高速軸中間軸切片軸推料軸（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩（17）各輸入轉(zhuǎn)矩為：高速軸（18）中間軸輸出軸各軸輸出轉(zhuǎn)矩為：高速軸中間軸輸出軸各軸的輸出功率高速軸(18)中間軸切片軸推料軸本設(shè)計(jì)重點(diǎn)設(shè)計(jì)其切片軸和推料軸。4.2切片軸的設(shè)計(jì)已知：輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，該軸上的齒輪分度圓直徑d=200mm和d=160mm。則作用在軸上的力為：(19)初步確定軸的最小直徑初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理［14］。取，于是得(20)輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表［15］，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則：(21)按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)［15］，選用HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為160000N·mm。半聯(lián)軸器的孔徑，故??；半聯(lián)軸器長L=52mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=38mm。軸桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)按照軸向位置的需要來決定每一節(jié)的直徑和長度(1)為了保證半耦合器的軸向定位，在其左端處設(shè)置一個(gè)軸凸緣，在右端處安裝一個(gè)軸凸緣，在其右端處安裝一個(gè)軸凸緣。止動(dòng)環(huán)的直徑取決于軸末端的直徑D=30毫米。所述耦合器與所述半個(gè)車架的所述中心孔L1具有38毫米的長度。為了保證軸末端的鎖扣只受力于半耦合器，而不受力于軸表面，其長度應(yīng)稍短于L1。(2)預(yù)選滾子軸承。因?yàn)橹ё唤邮軓较虻淖饔昧?，所以一般采用的是滾子支座。參照軸和齒輪分度輪的最小直徑，選擇了經(jīng)常使用的滾動(dòng)軸承6005，其尺寸為d×D×B=25mm×47mm×12mm。從說明書中可以看出，6005型軸承的位置軸肩高h(yuǎn)=2.5毫米。(3)在所述裝配齒輪上，將所述軸的直徑設(shè)定為46毫米。在傳動(dòng)裝置中，將傳動(dòng)裝置的右側(cè)末端和右側(cè)支承裝置相連接。眾所周知，該傳動(dòng)裝置的輪轂的寬是38mm，為了使得該套管的末端表面與該齒輪相接觸，該軸節(jié)應(yīng)該比該輪轂的寬稍短，因而該軸節(jié)的長是33mm。齒輪的左端部位于軸凸緣的后面，軸凸緣的高度h0.07，如果h=6毫米，那么凸緣的直徑就是60毫米。法蘭的寬b大于等于1.4米，長度為12毫米。(4)支承罩的整個(gè)寬度是20毫米。由于支承端帽的安裝拆卸以及支承上機(jī)油的便利，支承帽的外端表面到半耦合器的左端表面的間距為30毫米。(5)所述桿的右端部與所述切割設(shè)備相連，所述桿的右端部具有取決于所述切割刀的所處的92mm的長度。并且在轉(zhuǎn)軸末端有兩個(gè)孔洞，孔洞的直徑為4，與轉(zhuǎn)軸相連。到目前為止，已經(jīng)對(duì)每一節(jié)的軸徑和軸長進(jìn)行了初探。軸的示意圖如下圖6切片軸示意圖4.3推料軸的設(shè)計(jì)已知：推料軸上的功率為0.463kw，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，該軸上的齒輪分度圓直徑d=160mm。則作用在軸上的力為：QUOTEp=3\*ROMANIII=2T確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15]15-3，取，于是得QUOTEdmin=A03P在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，各個(gè)零部件的尺寸和安裝方式等都需要精心考慮。以下是某機(jī)械零部件的關(guān)鍵點(diǎn)介紹：首先是壓輥，其最小直徑應(yīng)該位于安裝軸承處，而且最小直徑不能小于30mm，這是為了保證壓輥的穩(wěn)定性和安全性。其次是齒條節(jié)圓直徑和安裝齒條的軸直徑，需要注意它們的比例關(guān)系。具體來說，齒條節(jié)圓直徑應(yīng)該為160mm，安裝齒條的軸直徑為40mm。再來看右齒輪和軸承的安裝方式。右齒輪和軸承的右端需要套上套筒，套筒端部要壓住齒輪的長度至少為33mm。這樣可以保證右齒輪和軸承的穩(wěn)定性和工作效率。接下來是齒輪左端的設(shè)計(jì)。齒輪左端應(yīng)該位于軸肩[29]上，并且軸肩高度h不能小于0.07d。例如，若h=6mm，那么法蘭直徑應(yīng)該為60mm。此外，法蘭的寬度b應(yīng)該不小于1.4h，長度為12mm。因?yàn)樾↓X輪分度輪很小，齒輪和軸是一體的，軸的材質(zhì)和齒輪一樣，也是鋼，經(jīng)過淬火和鍛造。計(jì)算出高速軸和中間軸各段的長度和直徑后，畫出兩軸示意圖如下：圖7.推料軸示意圖計(jì)算軸的彎矩并畫出彎矩圖水平面彎矩QUOTEMHBMHB-QUOTEFt2L2Ft2L2+FH2(L2+L3)=0(23)MHB=9482╳＋8321╳(70+42)=-356260n·mmQUOTEMHCMHC+FHL3=0MHC=-8321╳47.4=-441013N·mm圖8.高速軸示意圖圖9.中間軸示意圖垂直面彎矩-MVB-Fr2L2-Fv2(L2+L3)=0MVB=3451╳74.2+2035(74.2+47.4)=4487n·mmMVC-FV2L3=0MVC=-2035╳47.4=-107855n·mm合成彎矩QUOTEMBQUOTE3562602+44872

MB=MQUOTEMCQUOTEMHC2+MVC2QUOTE44010132+1078552ME.繪制力矩曲線，并繪制等價(jià)力矩曲線，力矩為靜態(tài)荷載，其中a=0.3αT2=0.3╳474.09╳103=142227n·mmQUOTEMeBQUOTE3562882+1422272MeB=MMecQUOTEMeC=MCQUOTEMC=454