蛋糕切片机说明书

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1、蛋糕切片机说明书蛋糕切片机说明书机械原理课程设计任务书 1 设计题目：糕点切片机 2 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动作： （a）糕点的直线间歇移动 （b）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歇的输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。 3 原始数据及设计要求 1） 糕点厚度：1020mm。 2） 糕点切片长度（亦即切片高）范围：580mm。 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：40 次/min。 5） 工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运

2、动灵活可靠。 6） 电机可选用，功率 0.55KW（或 0.75KW） 、1390r/min。 4、 根据工艺动作顺序和协调要求拟订的运动循环图。 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。 工艺动作顺序：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。糕点的送停时间比为 1：3。 运动循环图 电动机连续旋转停带送传送料传送带停第 一把刀切第 二把刀切送料空程空程2255、 执行机构的选型与评价

3、 方案： 切刀连续运动：凸轮连杆机构 糕点间歇运动：不完全齿轮机构 主动齿轮凸轮切刀不完全齿轮齿轮传送带切刀的往复运动我们用凸轮连杆机构实现，刀装在滑块上，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。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不完全齿轮实现。 当滑块向上运动即刀向上运动时，不完全齿轮进入啮合区，运动带动糕点的移动，当滑块向下运动即刀向下运动时，不完全齿轮进入非啮合区即糕点静止，进行切割。 该方案结构简单，但对于不完全齿轮来说，啮合时会有

4、较大冲击，易损坏， 同时该系统整体尺寸较大，工作效率较低，结构不紧凑，调试性较低。 方案： 切刀往复运动：齿轮曲柄导杆机构 糕点间歇运动：不完全齿轮机构 不完全齿轮切刀机构锥齿轮电动机同步带切刀机构切刀直齿轮锥齿轮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

5、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，我们必须考虑到来改变机构的自由度的数目，结构过于复杂，较难制造和计算。 方案： 切刀往复运动：齿轮机构 糕点间歇运动：槽轮机构 切刀从动槽轮主动拨盘直齿轮锥齿轮电动机同步带对于此结构我们选刀的运动为连续旋转，而且采用两把刀的情况，这样的话系统的效率将会得到很大的提高，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。此机构采用多个齿轮连接，传动稳定，传动比可靠，同时整个系统机构设计简单，易于制造。 我们采用槽轮机构来完成糕点的间歇运

6、动，在带动刀的齿轮旋转一周的过程中，拨盘旋转四周，来完成糕点的切割动作。 对于糕点的厚度，因槽轮的运动确定，采用改变摩擦轮的直径来改变糕点的输送距离达到改变糕点切片的厚度。 槽轮机构的结构简单，外形尺寸较小，其机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转位。 综合比较三个方案的优劣，方案三为我们所选的最终方案。 6、机械传动系统的速比和变速机构 通过原始数据： 1）糕点厚度：1020mm。 2）糕点切片长度（亦即切片高）范围：580mm。 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：40 次/min。 5）工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。 6

7、）电机可选用，功率 0.55KW（或 0.75KW） 、1390r/min。 可以得出： 机构总传动比为：i 总=1390/20=69.5， 周期：T=60/20=3s 故需采用三级减速，选带传动减速和齿轮减速。 传动比的分配：带传动的传动比为 i=n1/n210；锥齿轮传动的传动比为 115;直齿轮的传动比为 110； 故我们选择带传动的传动比为 i1=6.95，第二级齿轮传动比 i2=2.5则第三级中锥齿轮的传动比 i3=i 总/i1/i2 =4，直齿轮的传动比i4=i3=4。 7、系统流程分析 切刀的旋转运动 糕点的直线间歇运动 糕点停止输送，切刀切割 电动机连续旋转 切割完毕，进入下一

8、循环 8、机构结构简图 序号 名称 1 电动机 2 同步带 3 直齿轮 4 直齿轮 5 锥齿轮 6 锥齿轮 7 锥齿轮 8 锥齿轮 9 直齿轮 10 主动拨盘 11 直齿轮 12 从动槽轮 13 切刀 14 摩擦轮 9、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算 1） 、电动机的选型 题目已知电动机功率 0.55KW、转速为 1390r/min，查机械设计手册可以得到电动机的型号为 Y801-4。电动机可放在机架的左侧或下侧。 选用 Y 系列异步电动机，它具有国际互换性。该电动机一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑或其他杂质物侵入电动机内部之特点，B 级绝缘，工作环境温度不超

9、过+40，相对湿度不超过 95%，海拔高度不超过 1000m，额定电压 380v, 频率50Hz。适用于无特殊要求的机械上。 同步转速 1500 r/min,4 极 电动机型号 额定功率 /kw 满载转速 （r/min） 堵转转距 最大转距 质量 /kg 额定转距 额定转距 Y801-4 0.55 1390 2.4 2.3 17 Y801-4 的尺寸极其安装：（单位 mm） 机座号 级数 A B C D E F G H K AB AC AD HD BB L 80 4 125 100 50 19 +0.009 40 6 15.5 90 10 165 165 150 170 130 285 一级减

10、速采用同步带传动 其优点为缓冲减振，传动比精确，传动轻巧。同步带传动具有带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力，故带与带轮间无相对滑动，能保证准确的传动比。传动时的线速度可达 50m/s，传动比可达 10，效率可达 98。传动噪音比带传动、链传动和齿轮传动小，耐磨性好，不需油润滑，寿命比摩擦带长。其主要缺点是制造和安装精度要求较高，中心距要求较严格。所以同步带广泛应用于要求传动比准确的中、小功率传动中。 2） 、同步带的选择 所选电动机为 Y 系列三相异步电动机（普通转矩鼠笼式） ，功率为P=0.55KW 1、 由机械设计手册 （单行本-机械传动）表 12

11、-1-67 得工况系数KA=1.5。传动功率 P=0.55KW，得同步带的设计功率Pd=KaxPd=0.55x1.5KW=0.825KW。 2、小带轮转速 n1=1390r/min。初选同步带为模数制，因带轮转速较高，故同步带模数应选较小值，初定模数 m=1.5，则同步带相关数据，由机械设计手册表 12-1-51 可得： 模数 m/mm 节距 Pb/mm 齿形角 2/ 齿根厚 s/mm 齿高 hf/mm 齿根圆 齿顶圆 带高 hs/mm 齿顶厚 st/mm 节顶距 /mm 带宽 bs/mm 角半径 r r 1.5 4.712 40 2.16 0.9 0.15 1.65 1.5 0.375 20

12、 3、由机械设计手册表 12-1-68 得小带轮最少齿数 zmin=12，初定小带轮的齿数为 z1=20. 4、小带轮节圆直径 d1=mz1=1.5x20=30mm。 5、带速 v=vmax，v=2.18m/s，由 vmax=4050m/s，得 v 满足条件。 .1000x601n1d6、传动比 i=n1/n210，其中 n2 为大带轮转速，r/min，定传动比为6.95。 则大带轮齿数 z2=iz1=139，其节圆直径 d2=mz2=1.5x139=208.5mm。 7、初定中心距 a0，0.7（d1+d2）1, 故所选齿轮满足要求。 4） 、直齿锥齿轮 5、6、7、8 的设计 本设计采用直

13、齿锥齿轮传动，一方面起到了换向的作用，另一方面，锥齿轮传动具有以下主要特点：1、齿形简单，制造容易，成本较低。2、承载能力较低。3、轴向力较小，且方向离开锥顶。 （摘自机械设计手册 单行本 机械传动成大先 主编 第三章 锥齿轮传动） 65对于锥齿轮 5 和 6 的传动，其传动比为 i56=4，对于锥齿轮，其不发生根切的最少齿数为 zmin=2ha*cos/sin2a，通常小齿轮的齿数为z=1630，在此，根据结构强度的要求： 初选锥齿轮 5 的分度圆直径为 36，按照模数第一系列标准选取m=2，则可得 锥齿轮 5 的齿数 z5=36/2=18，则锥齿轮 6 的齿数为z6= i56z5=72。则

14、其他相关参数计算如下： ha*=1，c*=0.25， 分锥角：5=arctan(z5/z6)=14 6=90-5=76 齿顶高：ha=ha*m=2mm 齿根高：hf=(ha*+c*)m=2.5mm 分度圆直径：d5=m5z5=36mm d6=m6z6=144mm 齿顶圆直径：da5=d5+2hacos5=39.88mm da6=d6+2hacos6=144.97mm 齿根圆直径：df5=d5-2hfcos5=31.15mm df6=d6-2hfcos6=142.79mm 锥距：R=m(z52+z62)1/2/2=74.22mm 齿根脚：tanf=hf/R=0.0337 顶锥角：a5=5+f=1

15、5.93 a6=6+f=77.93 根锥角：a5=5-f=12.07 a6=6-f=74.07 顶隙：c=c*m=0.25 分度圆齿厚：s=m/2=3.14 当量齿数：zv5=z5/cos5=18.55 zv6=z6/cos6=297.62 齿宽：BR/3=24.74=24 va5=arccos=31.98 *2hazv5cos5.zvva6=arccos=21.03 *2hazv6cos6.zv端面重合度：=zv5(tanva5-tan)+ zv6(tanva6-tan)/2=1.541 故直齿锥齿轮 5、6 满足传动要求。 对于锥齿轮 7 和 8，我们以上面同样的方法可以得到其相关数据。

16、初选直齿锥齿轮 7 的分度圆直径为 100mm，7、8 的传动比为 i=1，按照第一系列标准选择直齿锥齿轮 7 和 8 的模数均为4，z7=100/4=25，z8=z5i=25。 分锥角：7=arctan(z7/z8)=45 8=90-7=45 齿顶高：ha=ha*m=4mm 齿根高：hf=(ha*+c*)m=5mm 分度圆直径：d7=m7z7=100mm d8=m8z8=100mm 齿顶圆直径：da7= da8=d7+2hacos7=101.414mm 齿根圆直径：da7= da8=d7-2hfcos7=98.23mm 锥距：R=m(z72+z82)1/2/2=70.71mm 齿根脚：tanf=hf/R=0.07071mm 顶锥角：a7=a8=7+f=49.045 根锥角：a7=a8=7-f=40.96 顶隙：c=c*m=1 mm 分度圆齿厚：