文档介绍：课程名称:机械设计设计题目:自动切菜机设计院系:机械工程系专业:机制一班年级:2010级姓名:刘元是指导教师:温亚莲西南交通大学峨眉校区2013年5月25日一设计简介随着自动化技术的发展,自动化技术已经广泛用于家庭生活的各个方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,而且能扩展人的器官功能,极大地提高劳动生产率,增强人类认识世界和改造世界的能力。自动切菜机就能把人们从繁重的家务活动中解脱出来,给予人们更多地休息时间。让生活更美好。二设计任务(一)设计题目:自动切菜机(二)工作设计及工艺的动作过程电动机经皮带和齿轮系减速后,达到30转/分。再用棘轮机构连接一皮带组成菜品的进给机构,并满足间歇运动的要求。同时通过另外一组皮带轮带动曲柄滑块机构运动(滑块上带切刀),实现菜品的切割。间歇运动机构与切刀运动机构工作协调。由于每一次切的过程都一样,从而使每一片菜品的大小都一样。而通过改变进给的距离,可调整切片的厚度。(三)机构的一些尺寸1)菜品厚度:10~20mm。2)菜品切片长度(即切片高)范围:5~20mm。3)切刀切片时最大作用距离(亦即切片宽度方向):300mm。4)切刀工作节拍:30次/min。主要设计要求是:(1)通过调整进给的距离,达到切出不同厚度菜品的需要。(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。(四)电机的选择在我国,电源频率为50赫,ns=60f/P(旋转磁场的转速=交流频率/定子的极数)。所以三相交流电机中一对极电机的同步转速为3000转/分,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500转/分,余类推。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差(称为转差)通常在10%以内。由于我们要求的电机的转速为150r/min。故不能选择交流异步电机。最后我们决定选用转速为150r/min,。三机械系统运动方案选择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;菜品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。1、实现切刀往复运动的机构方案一:如上图所示,可利用最短杆的圆周运动来实现切刀的上下往复运动。此连杆机构的优点:运动副为低副,低副的两运动副位面接触,压强较小,可以承受较大的载荷,并且有利于润滑,运动副的集合形状比较简单,便于加工制造。当原动件运动规律不变时,可以改变各构件的长度从而使从动件得到不同的运动规律。连杆上各点的轨迹是不同形状的曲线,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。吃连杆结构的缺点:连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递,传递路程较长,易产生较大的误差累计,使机械效率较低。此机构虽然有上下往复运动,但它没有急回运动特性。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。故放弃。方案二:如下图所示,该机构为封闭的凸轮机构。可利用凸轮的转动来实现切刀的往复运动。此几何凸轮机构的优点: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。凸轮机构可承重较大,运动平稳。此机构的缺点:图轮廓线与推杆之间为点、线接触,易磨损。没有急回运动特性,不能够实现切刀下切速度快二上提速度快的特性。不能够很好的缩短空程的时间,影响效率,因此舍弃该方案。方案三如下图所示,该机构为偏执曲柄滑块机构,可以利用它实现切刀的往复运动。此曲柄滑块机构的优点:由于偏执滑块机构具有偏心距,所以该机构具有很好的急回运动特性。该机构较为简单,可根据已经给定的尺寸要求设计出机构各连杆的长度。此机构为连杆机构,可以承受较大的载荷,并且有利于润滑,运动副几何结构比较简单,便于加工制造。改变各构件的相对长度来使从动件得到预期的运动规律。综上所述,选择方案三是一个比较不错的选择。令该偏执滑块机构的偏距e=10mm。此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所切的菜品厚度最大为30mm,所以切刀在30mm之上运动时,菜品才能运动。为了给菜品足够的传送时间,设计切刀的行程为2倍菜品的最大厚度,即为C1C2长度等于60mm。设刀片高为40mm,刀片不能回缩到滑块轨道上,所以滑块长度应大于C1C2,取滑块长度为65mm。可以令曲柄AB长度为25mm,BC长度为60mm。极为夹角为:cosa=[(BC-AB)²+(AB+BC)²-C1C2²]/2(BC-AB)*(AB+BC)===º综上:曲柄长25mm;连杆长60mm;偏距10mm;刀片高40mm;刀片所在滑块长65mm;极位夹角a=º;2