糕点切片机说明书(同济大学机械原理课程设计说明书)cmgq.docx

糕点切片机说明书糕点切片片机说明明书第五组易万力、李李华斌、杨永永亮、林林楷、王王博指导老师师：李小小江目录一、设计题目和要求- 3 -1.题目：- 3 -2.工作原理及工艺动作简述- 3 -3.原始数据及设计要求（组号：5 数据号：3）- 3 -4.难点提示及注意事项- 3 -二、执行机构设计- 4 -1工艺动作分解和机构分解- 4 -2. 执行机构的选择及评价- 4 -三、总体方案设计- 7 -1减速机构设计- 7 -2. 调速机构设计- 7 -3. 整机方案机构运动简图- 7 -4.拟订运动循环图- 8 -四、机构尺寸设计- 9 -1.曲柄滑块机构的设计- 9 -2.不完全齿轮机构的设计- 10 -3.摩擦轮设计- 10 -4.减速齿轮设计- 11 -5.锥齿轮设计- 12 -6.滚筒与传送带设计- 13 -五、机构运动分析- 14 -1、解析法- 14 -2、图解法- 18 -六、总结- 19 -七、参考文献- 20 -八、附图- 21 -九、附表- 26 -一、设计计题目和和要求1.题目目：糕点切片片机2.工作作原理及及工艺动动作简述述糕点切片片机的切切刀运动动机构由由电动机机驱动，经经减速后后使切刀刀实现切切片所需需的某种种往复运运动。糕糕点铺在在传送带带上，间间歇地进进行输送送，通过过改变传传送带输输送速度度或每次次间隔的的输送距距离，以以满足糕糕点不同同切片规规格尺寸寸的需要要。糕点点先成型型，经切切片后再再烘干。3.原始始数据及及设计要要求（组组号：55 数据据号：33）（1）糕糕点厚度度：100177mm。（2）糕糕点切片片长度：45mmm。（3）切切刀切片片最大作作用距离离：3000mm。（4）切切刀工作作节拍：50次/miin。（5）生生产阻力力甚小。设计计要求机机构简单单、轻便便、运动动灵活可可靠。（6）电电机参考考规格：0.555KWW/0.75KKW 13300rr/miin。4.难点点提示及及注意事事项（1）切切削速度度较大时时，切片片刀口会会整齐平平滑，因因此切刀刀运动方方案的选选择很关键，切切口机构构应力求求简单适适用、运运动灵活活和运动动空间尺尺寸紧凑凑等。（2）直直线间歇歇运动机机构如何何满足切切片长度度尺寸的的变化要要求，是是需要认认真考虑虑的。调调整机构构必须简简单可靠靠，操作作方便。是是采用调调速方案案，还是是采用调调距离方方案，或或采用其其它调速速方案，均均应对方方案进行行定性分分析比较较。（3）间间歇输送送机构必必须与切切刀运动动机构工工作协调调，即全全部送料料运动应应在切刀刀返回过过程中完完成。需需要注意意的是，切切口有一一定的厚厚度，输输送运动动必须等等切刀完完全脱离离切口后后方能开开始进行行，但输输送机构构的返回回运动则则可与切切刀的工工作行程程在时间间上有一一段重叠叠，以利利提高生生产率，在在设计机机器工作作循环图图时，应应注意上上述特点点并适当当选择输输送运动动机构的的设计参参数。二、执行行机构设设计1工艺艺动作分分解和机机构分解解糕点切片片机要求求完成两两个动作作：（1）糕糕点的直直线间歇歇运动（2） 切刀刀往复直线线运动2.执行行机构的的选择及及评价糕点直线线间歇运运动机构构可采用用棘轮机机构、不不完全齿齿轮机构构、槽轮轮机构等等。切刀往复复直线运运动机构构可采用用导杆机机构、凸凸轮机构构、曲柄柄滑块机机构等。（1） 糕点直线线间歇运运动机构构：机构名称称机构运动动简图原理评价棘轮机构构通过连杆杆机构使使摇杆往往复摆动动，再通通过棘轮轮棘爪转转换为间间歇转动动，最后后转变为为传送带带间歇直直线运动动。1.结构构简单，制制造方便便，运动动可靠2.传动动平稳，转转角准确确3.噪声声、冲击击、磨损损较大4.适用用于速度度较低、载载荷不大大的场合合不完全齿齿轮机构构通过不完完全齿轮轮的转动动，带动动从动齿齿轮的间间歇转动动，再把把转动转转变成传传送带的的间歇直直线运动动。1.结构构简单，设设计灵活活，制造造容易，工作可可靠2.从动动齿轮在在传动开开始和终终止时，速速度有突突变，会会引起刚刚性冲击击，只适适用于低低速轻载载的工作作场合。3.在无无齿部分分，锁止止圆弧能能使从动动齿轮静静止。槽轮机构构通过主动动轮上的的圆柱销销进入槽槽轮的径径向槽，从从而形成成间歇转转动，再再把转动动转变成成传送带带的间歇歇直线运运动。1.结构构简单，工工作简单单，在圆圆柱销进进入啮合合和退出出啮合时时，传动动平稳。2.启动动和停止止时加速速度变化化大，有有冲击，不适合用于高速场合。3.欲改改变转角角，则需需要重新新设计槽槽轮机构构，因此此槽轮机机构多用用于不要要求经常常调整转转角的运运动中。4.槽轮轮的槽数数不宜过过多，故故每次的的转角较较大。（2） 切刀的往往复直线线运动机机构方案案：机构名称称机构运动动简图原理评价导杆机构构曲柄的整整周转动动通过连连杆带动动导杆上上下往复复运动，从从而带动动安装在在导杆上上的刀片片切割糕糕点1.适当当设计各各杆的尺尺寸，可可实现不不同运动动规律。2.运动动副为面面接触，压压强小，承承载能力力大，耐耐冲击。3几何何形状多多为平面面或圆柱柱面，便便于加工工制造。4.运动动积累误误差较大大，影响响传动精精度；惯惯性力不不好平衡衡而不适适于高速速传动。凸轮机构构凸轮的整整周转动动带动从从动件导导杆的往往复运动动，从而而带动安安装在导导杆上的的刀片切切割糕点点1.设计计简单，可可实现从从动件的的复杂运运动规律律要求。2.结构构简单紧紧凑，控控制准确确有效。3.性能能稳定，故故障少，维维护保养养方便。4.凸轮轮与从动动件为高高副接触触，易于于磨损。5.凸轮轮的轮廓廓曲线通通常比较较复杂，因因而加工工比较困困难。曲柄滑块块机构曲柄的整整周转动动和滑块块的直线线往复运运动带动动安装在在滑块上上的刀片片切割糕糕点1.由简简单的构构件和低低副组成成，故结结构简单单，易于于制造，成成本低廉廉。2.承载载能力大大。3.可以以匀速，也也可以不不匀速；可以具具有急回回特性。（3） 执行机构构方案评评价设计方案评价项目送货机构构切刀往复复运动机机构棘轮机构构不完全齿齿轮机构构槽轮机构构机构连杆机构构凸轮机构构曲柄滑块块机构可靠性999989经济性888979实用性899999复杂程度度7879810工作精度度7988109环境友好好性797899功耗利用用率697799功能完整整性91010101010总计617165697074以上表的的评价内内容为依依据，通通过综合合考虑，糕糕点切片片机的的的送货机机构选取取不完全全齿轮机机构，切切刀往复复运动选选取曲柄柄滑块机机构。三、总体体方案设设计1减速速机构设设计电动机转转速为113000r/mmin，而而切刀工工作节拍拍为500次/miin，需需要设计计减速机机构。减减速机构构采用两两级齿轮轮减速。2.调速速机构设设计糕点厚度度范围可可调，为为1017mmm，故故需要设设计机构构来调节节传送带带进给量量。如果果采用多多个不同同直径的的带轮调调节进给给量（类类似变速速自行车车变速机机构），则则制造成成本高，机机构复杂杂程度高高，调节节过程麻麻烦，且且只能实实现有级级调速，切切出的糕糕点厚度度只能为为有限的的几个值值。故采采用摩擦擦轮机构构，通过过调节摩摩擦轮接接触点与与从动摩摩擦轮中中心的距距离来调调节从动动摩擦轮轮转速，从从而调节节传送带带进给量量，控制制糕点切切片厚度度，且糕糕点厚度度为某一一范围内内的连续续值。3.整机机方案机构构运动简简图整机方案案(未按比比例绘制制)4.拟订订运动循循环图由于切刀刀工作节节拍为500次/mmin，则则完成一一次糕点点输送和和切片过程程所需时时间为11.2ss（T=1.22s）。一个周期期内，切切刀向下下运动时时间为244°-78°360°×1.2s=0.553s向上运动动时间为为1.2s-0.553s=0.647s传送带运运动时间间为T×kt=1.2s×0.3=0.36s停止时间间为1.2s-0.36s=0.84s两个执行行机构运运动循环环图如下下图运动循环环图四、机构构尺寸设设计1.曲柄柄滑块机机构的设设计设计曲柄柄滑块机机构的尺尺寸如下下图所示示（切刀刀安装在在滑块上上）。转角=788°时，滑滑块运动动到最高高点C11点，转转角=2444°时，滑滑块运动动到C22点。转转角从78到2444°过程滑滑块向下下运动（切切片），从从2444°到78°过程滑滑块向上上运动（回回程）。曲柄滑块块机构极极位夹角角=144°行程速比比系数K=(1180°°+)/(1800°-)=11.1669曲柄长AAB=338.005mmm，连杆长长BC=1055.133mm。行行程H=80mmm,偏偏距e=30mmm。当当转角=1880°时时（曲柄柄为水平平位置），最大压力角为40°。曲柄滑块块机构2.不完完全齿轮轮机构的的设计已知数据据：主动动轮转速速为=5/3 raad/ss，即T=1.22s要求主动动轮转一一圈（3360°°），从从动轮转转过900°，休休止2770°不完全齿齿轮齿形形采用渐渐开线齿齿形取运动特特性系数数kt=0.361.2=0.3主动轮上上锁止弧弧数M=1从动轮上上锁止弧弧数N=4系数K=2从动轮上上锁止弧弧间齿数数z2=4主动轮上上锁止弧弧间齿数数z1=z2+1=5从动轮假假想齿数数z2'=Nz2+K=24主动轮假假想齿数数z1'=M/ktz1+K-1=20模数m=3主动轮首首、末齿齿的修正正齿顶高高系数f1*=0.85不完全齿齿轮几何何尺寸如如下表几何参数数主动轮从动轮节圆半径径r=12mz'30mmm36mmm齿顶圆半半径ra=12m(z'+2)33mmm39mmm齿根圆半半径rf=12m(z'-2.5)26.225mmm32.225mmm齿轮宽度度B70mmm65mmm中心距a=12m(z1'+z2')66mmm周节t=m9.4228mmm主动轮首首、末齿齿顶圆半半径ra1*=12m(z1'+2f1*)32.555mmm3.摩擦擦轮设计计设摩擦轮轮主动轮轮半径为为r1 ,从动轮轮半径为为r2，锥齿齿轮传动动比为ii , 传送带带滚筒的的半径加加传送带带厚度为为rs ,摩擦轮轮接触点点到从动动摩擦轮轮的距离离为r2'，传传送带运运动距离离为s。一个周期期内，主主动摩擦擦轮间歇歇转动一一次，转转动时间间为0.36ss，转角角为2。由于主、从从动摩擦擦轮接触触点的线线速度相相等（忽忽略滑差差率），得得主动摩摩擦轮轮轮转过2时时，从动动摩擦轮轮转过r1r2'×2，传送带带运动距距离为s=r1r2'×2×1i×rs设计圆锥锥齿轮的的传动比比i=6，取取r1=50mm=rs由于s的的调节范范围为110117mmm，代入入上式得得r2'变化范范围为665.445338.55mm。考考虑到接接触点不不宜调节节到从动动摩擦轮轮的边沿沿，故取取r2=1.2×r2'=1.2×65.45mm=78.54mm圆整后取取r2=80mm两轮的宽宽度B=×2r1取=0.2，得BB=200mm。摩擦轮加加压装置置采用弹弹簧加压压，两摩摩擦轮材材料均为为橡胶，其其摩擦系系数=0.450.660。4.减速速齿轮设设计采用两级级齿轮减减速，一一级减速速齿轮传传动比为为5，二二级减速速齿轮传传动比为为5.22，电动动机功率率为7.5KWW，转速速为13300rr/miin，减减速后转转速为113000÷5÷5.22=500r/mmin。减速齿轮相关尺寸数据见下表。名称计算公式式一级减速速齿轮主主动轮一级减速速齿轮从从动轮二级减速速齿轮主主动轮二级减速速齿轮从从动轮模数（mm）1.52压力角（）20°20°齿宽（BB）30.5525.554540分度圆直直径（dd）m×z25.55127.540208齿顶高（ha）ha*×m1.52齿根高（hf）ha*c*××m1.87752.5齿全高（ff）2×ha*c*×mm3.37754.5齿顶圆直直径（da）z22ha*×mm28.55130.544212齿根圆直直径（df）z22ha*-2c*××m21.775123.7535203齿距（pp）×m4.7116.288齿厚（ss）×m÷÷22.3663.144齿槽宽（ee）×m÷÷22.3663.144顶隙（c*）c*×m0.37750.5标准中心心距（aa）z1z2××m÷2276.55124传动比(i)z2÷z155.25.锥齿齿轮设计计直齿锥齿齿轮相关关数据传传动比ii=6模数m=1.55mm小齿轮（主主动轮）齿齿数z1=16大齿轮齿齿数 z2=96压力角n=20°名称代号计算结果果小齿轮大齿轮分锥角9.466°80.554°齿顶高ha1.5齿根高hf1.8分度圆直直径d24144齿顶圆直直径da26.996144.49齿根圆直直径df20.445143.41锥距R72.999齿根角f1.411°顶锥角a10.887°81.995°根锥角f8.055°79.113°顶隙c0.3分度圆齿齿厚s2.366当量齿数数zv16.222584.09齿宽B156.滚筒筒与传送送带设计计两滚筒直直径一样样大，传传送带厚厚度为55mm，滚筒直径d=2*（rs-5）=90mm,滚筒宽度均为400mm。滚筒上固结一轴，直齿锥齿轮的大齿轮安装在轴上。五、机构构运动分分析对本糕点点切片机机，主要要进行曲曲柄滑块块机构的的机构运运动分析析。我们们分别采采用解析析法和图图解法进进行运动动分析。1、解析析法解析法运运动分析析是借助助机构分分析系统统（MAAD）完完成的。（1） 根据曲柄柄滑块机机构的尺尺寸在MMAD中中画出机机构运动动简图如如下图。以节点1处的机架为原点，水平向右方向为x方向，垂直向上为y方向。构件1为为主动件件曲柄，逆逆时针转转动，其其角速度度为=50×2÷60=5.236rad/s（2） 我们用MMAD进进行运动动模拟，并并绘制出出节点33和节点点4的位位置、速速度、加加速度曲曲线。（3） 将运动分分析的结结果导出出到EXXCELL中，整整理后得得到曲柄柄为任意意转角时时（每隔隔1°取取一个值值）的节节点位置置、速度度、加速速度，表表格见附附表。曲柄滑块块机构MMAD图图节点3的的位移曲线线如下，横横轴为曲曲柄的转转角（单单位：°°），纵纵轴为位置（单单位：mmm），曲曲线1为为节点33的横坐坐标，曲曲线2为为节点33的纵坐标。节点3的的速度曲曲线如下下，横轴轴为曲柄柄的转角角（单位位：°），纵纵轴为节点33速度（单单位：mmm/ss），其其中曲线线1为节节点3的的水平方方向速度，曲曲线2为为节点33的垂直直方向速速度。节点3的的加速度度曲线如如下，横横轴为曲曲柄的转转角（单单位：°°），纵纵轴为节点33加速度度（单位位：mm/s2），其其中曲线线1为节节点3的的水平方方向加速度度，曲线线2为节节点3的的垂直方方向加速速度。节点4的的位移曲线线如下，横横轴为曲曲柄的转转角（单单位：°°），纵纵轴为节点4的的y坐标标（单位位：mm）。节点4的的速度曲曲线如下下，横轴轴为曲柄柄的转角角（单位位：°），纵纵轴为节点4的的速度（单单位：mm/s）。节点4的的加速度度曲线如如下，横横轴为曲曲柄的转转角（单单位：°°），纵纵轴为节点4的的加速度度（单位位：mm/s2）。2、图解解法图解法进进行机构构运动分分析，我我们分别别对曲柄柄转角为为0°、772°、1144°°、2116°、2288°°等5个个位置进进行了位位移、速速度、加加速度分分析。为用图解解法分析析，我们们分别作作出了这这5个位位置的机机构运动动简图。为为简便起起见，机机构运动动简图仅仅作出曲柄柄滑块机机构，而而略去其其他部分分。 转转角0°° ：易万力力转角722° ：王博转角1444°：李华斌斌转角2116°：林楷转角2888°：杨永亮亮 具具体图解解法过程程见附表表之后。六、总结结经过十多多周的课课程设计计，艰辛辛和欣慰慰并存，欣欣慰是五五个人经经历很久久解决一一个棘手手的问题题，艰辛辛是在炎炎炎夏日日还要凑凑在一起起讨论，每每个人都都为此付付出了很很多课余余生活。我们在上上学期经经常有一一个疑问问，我们们学这些些东西干干嘛，经经历了大大半个学学期的设设计课，我我们都恍恍然大悟悟，学到到了课堂堂里永远远都学不不到的东东西，比比如把理理论付诸诸实践、和和同学们们并肩合合作，这这些都是是今后我我们缺少少不了的的。在两年大大学生活活里，如如此充实实快乐课课程很少少，在实实践中学学习，又又在学习习中实践践。不仅仅解决我我们学完完就忘的的毛病，夯夯实我们们的文化化知识，更更使我们们感受到到了机械械的魅力力，这是是很重要要的。在在这次课课程设计计中也使使我们的的同学关关系更进进一步了了，同学学之间互互相帮助助，有什什么不懂懂的大家家在一起起商量，听听听不同同的看法法对我们们更好的的理解知知识，互互相学习习，共同同提高。在此还要要感谢我我们的指指导老师师李老师师对我们们的悉心心的指导导，感谢谢老师给给我们的的帮助。在在设计过过程中遇遇到困难难时，是是老师的的指导帮帮助我们们少走弯弯路，少少犯错误误。老师师身上有有太多的的经验值值得我们们学习，这这是书与与网络无无法教给给我们的的。在整个设设计中我我们懂得得了许多多东西，也也培养了了我们独独立工作作与协调调合作的的能力，树树立了对对自己工工作能力力的信心心，相信信会对今今后的学学习工作作生活有有非常重重要的影影响。而而且大大大提高了了动手的的能力，使使我们充充分体会会到了在在创造过过程中探探索的艰艰难和成成功时的的喜悦。就就算这个个设计的的结果不不如人意意，但是是在设计计过程中中所学到到的东西西才是这这次课程程设计的的最大收收获和财财富，将将使我们们终身受受益。七、参考考文献1 濮良贵，纪纪名刚。机机械设计计。8版版。北京京。高等等教育出出版社。220066. 2 孙桓，陈陈作模，葛葛文杰。机机械原理理。7版版。北京京。高等等教育出出版社。220066.3 王昆，何何小柏，汪汪信远。机机械设计计基础课课程设计计。1版版。高等等教育出出版社。119955.4 许连元元，李强强德，徐徐祖茂。机机械制图图。5版版。同济济大学出出版社。220100.5 同济大大学航天天与力学学学院。理理论力学学。1版版。同济济大学出出版社。220055八、附图图不完全齿齿轮小齿齿轮不完全齿齿轮大齿齿轮摩擦轮主主动轮摩擦轮从从动轮一级减速速齿轮小小齿轮一级减速速齿轮大大齿轮二级减速速齿轮小小齿轮二级减速速齿轮大大齿轮锥齿轮主主动轮锥齿轮从从动轮九、附表表转角x3y3y4v3v4(vvy4)a3a4(aay4)138.0044 0.6664 105.4866 199.2300 199.4666 10433.1667 61.7720 238.0027 1.3228 106.1511 199.2300 199.6411 10433.1667 42.9962 337.9998 1.9991 106.8177 199.2300 199.7522 10433.1667 23.8843 437.9957 2.6554 107.4833 199.2300 199.7999 10433.1667 4.3771 537.9905 3.3116 108.1499 199.2300 199.7811 10433.1667 -15.4477 637.8842 3.9777 108.8144 199.2300 199.6966 10433.1667 -35.6022 737.7766 4.6337 109.4800 199.2300 199.5433 10433.1667 -56.0866 837.6680 5.2996 110.1455 199.2300 199.3222 10433.1667 -76.8899 937.5582 5.9552 110.8099 199.2300 199.0300 10433.1667 -98.0033 1037.4472 6.6007 111.4711 199.2300 198.6688 10433.1667 -1199.4116 1137.3351 7.2660 112.1333 199.2300 198.2344 10433.1667 -1411.1117 1237.2219 7.9111 112.7933 199.2300 197.7277 10433.1667 -1633.0996 1337.0075 8.5559 113.4511 199.2300 197.1466 10433.1667 -1855.3441 1436.9920 9.2005 114.1077 199.2300 196.4911 10433.1667 -2077.8339 1536.7753 9.8448 114.7611 199.2300 195.7611 10433.1667 -2300.5777 1636.5576 10.4488 115.4122 199.2300 194.9544 10433.1667 -2533.5444 1736.3387 11.1125 116.0611 199.2300 194.0700 10433.1667 -2766.7223 1836.1188 11.7758 116.7066 199.2300 193.1099 10433.1667 -3000.1003 1935.9977 12.3388 117.3488 199.2300 192.0699 10433.1667 -3233.6669 2035.7755 13.0014 117.9866 199.2300 190.9511 10433.1667 -3477.4005 2135.5523 13.6636 118.6211 199.2300 189.7533 10433.1667 -3711.2997 2235.2279 14.2254 119.2511 199.2300 188.4755 10433.1667 -3955.3229 2335.0025 14.8867 119.8777 199.2300 187.1177 10433.1667 -4199.4886 2434.7760 15.4476 120.4988 199.2300 185.6799 10433.1667 -4433.7552 2534.4485 16.0081 121.1155 199.2300 184.1599 10433.1667 -4688.1110 2634.1199 16.6680 121.7266 199.2300 182.5588 10433.1667 -4922.5444 2733.9903 17.2274 122.3322 199.2300 180.8755 10433.1667 -5177.0337 2833.5596 17.8863 122.9322 199.2300 179.1111 10433.1667 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