糕点切片创新设计课程说明书

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1、目 录一 设计任务2二 机械系统运动方案设计的构思3三 机构运动方案的评定和选择6四 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图7五 传动系统设计7六 执行系统设计10七 方案评价16八 参考资料16九 创新设计心得161一 设计任务1 工作原理及工艺动作过程糕点先成型(如长方体、圆柱体等)经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间隔的输送距离，以满足糕点不同切片厚度的需要。2 设计任务1)根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；2)进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求；3)机械运动方案

2、的评定和选择；4)根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；5)画出机械运动方案简图(机械运动示意图)；6)对机械传动系统和执行机构进行尺度设计。3 原始数据及设计要求1)糕点厚度1020mm；2)糕点切片长度(亦即切片的高)范围。580mm；3)切刀切片时最大作用距离(亦即切片的宽度方向)300mm；4)切刀工作节拍40次min； 5)电动机可选用0.55kW(或0.75kW)、1390rmin； 6)生产阻力很小，要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。主要设计要求是：（1）通过调整进给的距离，达到切出不同厚度糕点的需要。（2）要确保进给机构与切片机构协调工作，全部送进运动应在

3、切刀返回过程中完成，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。二 机械系统运动方案设计的构思切刀的往复直线移动可采用连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条、组合机构等；糕点的直线间歇运动可选择连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。方案一：凸轮连杆机构从动件在某一侧极限位置停歇的间歇移动机构；1、机构组成图一所示机构由凸轮机构和连杆机构所组成。固定在凸轮4在a角的范围内沟槽是一段凹圆弧，以圆弧的半径r为连杆5的杆长，圆心为滑块1与连杆5的铰链中心。2、工作原理主动导杆3匀速转动，带动同时也在凸轮沟槽中运动的滚子2，通过连杆5使滑块1作往复移动。当导杆3在a角范围内转动时，滑块一在左极限位

4、置停歇，从而实现单侧停歇的间歇移动。3、机构的优缺点1）优点：连杆部分运动副均为低副，底副的两运动副元素为面接触，压强较小，可承受较大的载荷，并且有利于润滑，运动副元素的几何形状较简单，便于加工制造。当原动件的运动规律不变，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线，其形状还随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到形式众多的连杆曲线，我们可以利用这些曲线来满足不同曲线的设计要求。2） 缺点：连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，传递路线较长，易产生较大的误差累计，使机械效率降低。 不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩

5、短空程的时间，影响效率。故放弃。4、各执行机构的设计1）曲柄滑块机构 此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所切糕点的厚度最大为20mm,所以切刀在20mm之上运动时,糕点才能运动。为了给糕点足够的传送时间,设计刀的行程为90mm,即曲柄长45mm。2）棘轮机构、曲柄摇杆机构 已知棘轮机构的半径R 曲柄长：64mm 连杆长：112.46mm 连架杆：76mm 机架长：108.49mm5、设计过程 根据曲柄滑块的摇杆摆角范围14度229度，所设计的曲柄摇杆机构范围为14度229度即能满足设计要求，我们利用杆与机构的运动关系及借助计算机VB程序辅助计算得到曲柄长64mm,连杆长112.46mm，

6、连架杆76mm,机架长108.49mm。6、齿轮系的设计经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所要的转速为40r/min。因此还需要的传动比为6/1,选用的齿轮为标准齿轮：m=4mm，z1=25,z2=50,z2'=25,z3=75，传动比i=6/1。方案二：1、 机构组成 皮带齿轮减速机构，曲柄滑块切片机构，摩擦轮送料机构。2、工作原理1）通过皮带齿轮减速机构将1390r/min的电动机减速到40r/min。2通过曲柄滑块机构实现刀具的往复运动（曲柄转动一周通过连杆带动滑块实现一个行程为80的来回运动）。3）通过摩擦轮实现单向间歇移动（凸轮主轴顺时针转动，轮上的突出圆弧廓线与工

7、件接触时，2,3轮对滚，轮间的摩擦力使工件1左移送进。当轮2的廓线与工件脱离接触后，工件则静止。轮2转动一周，工件完成一个周期的送进和停歇动作）。3、 该机构优缺点 皮带齿轮减速机构可以实现较长距离的运动传送，切刀的往复移动所采用的曲柄滑块机构杆机构具有急回特性，可使刀在向下运动及切糕时速度加快，从而使切口光滑。同时该机构可承受较大载荷，运动副元素的几何形状简单。改变个机构件的相对长度来使从动件得到预期的运动规律。此机构具有连杆机构的共同缺点，机械效率降低，这是连杆机构所不能避免的。糕点的直线间歇移动采用了摩擦轮机构，这是步进式的单向送进机构，适合与板条形状工件输送，且机构设计简单，成本低，但

8、很难实现改变切片的长度。方案三：1、 机构组成皮带齿轮机构，曲柄滑块机构，棘轮机构，曲柄摇杆机构。2、 工作原理1）通过皮带齿轮减速机构将1390r/min的电动机减速到40r/min。2）通过偏置的曲柄滑块机构实现刀具的往复运动，从而实现糕点的切割。3）通过皮带轮的旋转带动曲柄的摆动，进而是摇杆往复摆动一定角度，随而推动棘轮摆动，由于皮带轮和棘轮以共同角速度转动，继而使传送带向前移动10mm20mm。3、机构优缺点该机构能实现间歇直线运动，并能通过调节遮板来调节传送带的前进距离。缺点是该机构的磨损较大，应采用铸铁铸造完成。三 机构运动方案的评定和选择方案一： 动副均为低副，两运动副元素为面连

9、接，压强较小，可承受较大的载荷，且几何形状简单，便于加工。而且连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线，气形状随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到形式众多的连杆曲线，可以这些曲线来满足不同曲线的设计要求。此机构虽有上下往复运动，但她并没有机会运动特性。不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩短空程的时间，影响效率。方案二： 只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑，可承重较大，运动平稳。但是凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损。切没有急回特性，不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩短空程的时间，影响效率