文档介绍：一、机械原理课程设计任务书
1. 设计题目————糕点切片机运动方案设计
2. 原始数据及设计要求
糕点厚度:10~20mm。
糕点切片长度(亦即切片高)范围:5~80mm。
切刀切片时最大作用距离(亦即切片宽度方向):300mm。
切刀工作节拍:40次/min。
要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。
电机可选用,()、1390r/min。
设计指导教师(签字):
二、设计说明书
1. 机械系统运动原理及动作过程
糕点先成型(如长方体、圆柱体)等的薄片后再烘干。糕点切片机要求实现两个动作:
(1)点的直线间歇移动
(2)刀的往复运动
通过两者的动作配合进行切片,变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离,以满足糕点的不同切片厚度的需要。
2. 工艺动作顺序
因为糕点切片机要求实现两个执行动作:糕点的直线间歇运动和切刀的旋转运动。
所以电机启动后,两把切刀连续旋转,同时进行糕点的送进运动,当送进停止(糕点停止)后,第一把切刀切割糕点,切割完成(切刀退出糕点)后,进行糕点的第二次送进运动,送进停止(糕点停止)后,第二把切刀切割糕点,切割完毕后,完成一次循环。
3. 机械系统运动方案设计
——设计前的构想
(1)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。
(2)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:
采用机构:
切刀往复运动:曲柄滑块切刀运动机构
糕点间歇运动:槽轮糕点运动机构
方案一的简图
切刀的往复运动我们用曲柄滑块机构实现,刀装在滑块上当曲柄进行圆周运动可以带动刀的往复运动,另外,采用图示的偏置曲柄滑块机构有急回运动特性,可使刀在向下运动即切糕点时速度加快,从而使切口光滑。
糕点的间歇运动我们采用槽轮实现。
当滑块向上运动即刀向上运动时,槽轮运动带动糕点的移动,当滑块向下运动即刀向下运动时,槽轮静止即糕点静止,进行切割。
方案二:
采用机构
切刀往复运动:凸轮切刀运动机构
糕点间歇运动:槽轮糕点运动机构
方案二的简图
切刀的往复运动我们采用凸轮机构,利用杠杆定理,当推杆行程增大时,刀具切割糕点,当推杆到达最高点时刀具到达最低点,当推杆行程减小时刀具上升。
糕点的间歇运动我们采用槽轮机构实现。
当两锁止弧接触即槽轮静止时推杆向上运动,当两锁止弧分开即槽轮运动时推杆向下运动,利用此规律可根据反转法计算确定凸轮的形状。
方案三:
采用机构:
切刀往复运动:导杆—齿轮切刀运动机构
糕点间歇运动:不完全齿轮糕点运动机构
方案三的简图
切刀的往复运动我们采用摆动导杆机构和齿轮机构实现,利用导杆
构使摇杆D产生一定角度的摆动,控制曲柄和两机架的长度可使摆角达到60°,两啮合齿轮的齿数比为3:1,从而使输出的摆角达到180°,可以在此安装刀具使其来回往复切割,另外此导杆机构具有急回运动特性,可以以糕点高度的不同安装两套传输带,分为刀速较快的一边和刀速较慢的一边。并且由于无论糕点的高低,其放置位置总是与刀切入时刀刃所在的直线存在一定夹角,存在应力集中现象,便于切片过程的实现。
(2)糕点的间歇运动采用不完全齿轮实现。
(3)当刀从对称中心位置往右摆动时左边的不完全齿轮进入啮合,右边的不完全齿轮退出啮合,当刀从右边回到中心位置时右边的不完全齿轮进入啮合,左边的不完全齿轮退出啮合,从而实现刀切割时糕点停止,刀不切割时里糕点前进。
三、主要工作机构的运动循环图
切刀的直线往复运动循环图
糕点的直线间歇运动循环图
四、机构运动方案的选择和评定
——综合考虑方案三较好
方案一:动副均为低副,两运动副元素为面连接,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,但它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:切刀的往复运动我们采用摆动导杆机构和齿轮机构实现,利用导杆机构使摇杆产生一定角度的摆动,控制导杆机构的尺寸,可使刀的摆角达到一定角度,产生一定的齿轮啮合比,可以在此安装刀具使其来回往复切割。并且由于无论糕点的高低,其放置位置总是与刀切入时刀刃所在的直线存在一定夹角,存在应力集中现象,便于切片过程的实现。糕点输送的机构我们采用不完全齿轮机构,在非啮合区,糕点静止,切刀开始切割;进入啮合区,输送带带动糕点输送,切刀停止切割。但此机构中刀的运动具有急回运动特性,为了满足糕点厚度的均匀,我们必须考虑到来