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
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1、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
2、- 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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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.
8、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
9、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
10、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
11、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244-783601.2s=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Tkt=1.2s0.
12、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=
13、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
14、=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=12mz30mmm36mmm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
15、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r1r22,传送带带运动距距离为s=r1r221irs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=1.2r2=1.265.45mm
16、=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11300055.22=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()2020齿
17、宽(BB)30.5525.554540分度圆直直径(dd)mz25.55127.540208齿顶高(ha)ha*m1.52齿根高(hf)ha*c*m1.87752.5齿全高(ff)2ha*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)m22.3663.144齿槽宽(ee)m22.3663.144顶隙(c*)c*m0.37750.5标准中心心距(aa)z1z2m2276.55124传动比(i)z2z155.25.锥齿齿轮设计计直齿
18、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9.46680.554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a10.88781.995根锥角f8.05579.113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-
19、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=50260=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
20、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
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