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1、机械设计课程设计设计说明书设计题目糕点切片机目录一、 设计任务书3二、 切刀往复运动方案的选择和评价4三、 糕点直线间歇运动方案的选择与评价6四、 执行机构的简图及运动循环图8五、 执行系统的设计10六、 减速器的设计14七、 参考文献41一、设计任务书1、设计题目：糕点切片机2、工作原理糕点切片机需要完成两个执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复直线运动。通过两者动作的配合进行切片，通过改变直线间歇移动的距离，以满足糕点的不同切片宽度的要求。3、原始数据已知条件方案12345678工作机输入功（KW）2.52.32.22.12.01.91.81.7生产率（片/min）60585552504
2、84542糕点尺寸：长度：200mm， 厚度：580mm， 宽度：10、20、30mm（可调）工作条件：载荷有轻微冲击，一班制使用期限：十年，大修期为三年生产批量：小批量生产（少于十台）动力来源：电力，三相交流（220V/380V）转速允许误差：5%4、 设计任务执行部分机构设计（1） 分析切刀、输送机构的方案（2） 拟定执行机构方案，画出总体机构方案示意图（3） 画出执行机构运动循环图（4） 执行机构尺寸设计，画出总体机构方案图，并标明主要尺寸（5） 画出执行机构运动简图（6） 对执行机构进行运动分析传动装置设计（7） 选择电动机（8） 计算总传动比，并分配传动比（9） 计算各轴的运动和动力
3、参数（10） 传动件的设计计算（11） 选择联轴器（12） 轴的结构设计（13） 绘制减速器装配图（14） 轴的强度校核（15） 滚动轴承的选择、寿命计算和组合设计（16） 键的选择和强度计算（17） 绘制轴、齿轮零件图二、切刀往复运动方案的选择与评价实现切刀往复运动的机构：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。方案一：凸轮机构工作原理：由凸轮的转动带动切刀的上下往复运动，最大行程为凸轮的相对于转动点的最高点与最低点的差，通过增减凸轮的长度来增大或减小行程。优点：只要设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的的运动规律，而且机构简单，结构紧凑，可承载较大的载荷
4、，运动平稳。缺点：凸轮轮廓与推杆之间为点、线接触，易磨损。而且没有急回特性，不能够实现切刀下切速度快使切口平滑，也不能很好的的缩短空程的时间，影响效率。所以该方案不能符合要求，故舍弃。方案二：连杆机构 工作原理：通过轮盘的旋转带动连杆的转动，从而带动切刀的上下往复运动。可通过调节连杆的长度来增减行程。优点：结构简单，容易实现，且具有连杆的共同优点。有快慢行程之分，提高工作效率。其运动副均为低副，两运动副连接为面接触，压强较小，可承载较大的载荷。切形状简单易于加工，而且连杆机构的运功轨迹是各种不同的曲线，其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，可以用这些曲线满足不同
5、的曲线设计要求。 缺点：这种机构所占据的空间位置较大，传递的路线长。而针对这部分的设计可通过杆长的选择来解决。能符合我们设计的切刀往复运动的要求，故切刀的往复运动选择该机构。方案三：正弦机构工作原理：当曲柄以恒定角速度转动时，通过滑块使导杆上下移动，实现切刀的往复直线运动。其位移的行程即为曲柄的长度。优点：能够使切刀做正弦形式的往复运动，可承载较大的载荷，只要适当的选取曲柄的长度就能设计出所需要的运动的距离，原理简单易行。缺点：没有急回特性，不能达到切刀的预运动要求。且曲柄的与运动角度是受到限制的，摆角必须严格控制，这会增加机构设计的难度，故该方案舍弃。三、糕点直线间歇运动方案的选择与评价糕点
6、的直线间歇运动机构： 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：利用棘轮的间歇传动特点达到目的工作原理：曲柄转动一定的角度范围时带动连杆的运动，与连杆相连的棘爪插入齿轮内，带动从动棘轮转过一定的角度。当曲柄转过另一个角度，另一侧的棘爪阻止棘轮反向转动，与连杆相连的棘爪在棘轮齿上滑过。从而实现曲柄的连续转动带动棘轮的单向间歇运动。优缺点：齿式棘轮机构结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。因为其噪声大，并且大多数人的设计基本选择该机构，因此经过讨论我们决定舍弃
7、该机构。方案二：运用非完整齿轮与完整齿轮间歇啮合传动来达到目的。工作原理：主动齿轮作连续转动，当主动轮的吃齿进入啮合，从动轮转动；主动轮退出啮合时，由于两齿轮的的凸凹锁止弧的作用，从动轮保持可靠停歇，从而实现从动轮的间歇转动。优缺点：不完全齿轮机构设计灵活、从动轮的运动角范围大，很容易实现一个周期中的多次动、停时间不等的间歇运动。但加工复杂；在进入和退出啮合时速度有突变，引起刚性冲击，不宜用于高速转动；主、从动轮不能互换。并且不好控制进给的距离，所在此机构中不宜采用此构件。方案三：工作原理：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件接触时，使皮带滚筒与凸轮对滚，轮间的
8、摩擦力使皮带移动进料。当凸轮的凸出廓线与皮带脱离接触后，皮带则静止。凸轮转动一周，工件完成一个周期的送进和停歇动作）。优缺点：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，但很难实现改变切片的长度。而且为了可靠的送料，还需要加轴向的预紧力。故该方案舍弃。方案四：连杆凸轮机构工作原理：主动曲柄连续转动，通过连杆带动行星轮往复运动，与曲柄固联的凸轮，以其轮廓带动两齿轮弧往复运动，从而控制行星轮中的中心轮做间歇转动，达到间歇传动的要求。优缺点：传动平稳、精确度好，通过改变曲柄的长度就可以改变中心轮的转角。容易控制所需的进给量，实物操作便捷。只是结构稍显复杂，不
9、过综合考虑各方面的因素，其做为糕点的间歇移动是比较理想的选择。四、执行机构的简图及运动循环图1、执行机构的简图：备注：这是我们设计的整体的机构的简图，由连杆凸轮机构带动糕点的间歇移动，用连杆机构实现切刀的往复运动。连杆的急回特性能使糕点的切口平滑、美观，整体的设计思路符合任务书所给的要求。且经过设计能够实现糕点间歇和刀具往复运动的协调性能。2.运动循环图刀具往复运动切刀每分钟得完成切割55次的工作节拍。所以连接曲柄的齿轮的转速为55次/min，切刀做竖直面内的往复直线运动，当其往下运动到与最低点相距约5mm至80mm（这是糕点的厚度）时开始切割糕点，此时糕点静止不动，切割完毕切刀往上运动到距离
10、最低点约80mm时糕点运动起来，把切好的糕点片带走并把糕点送进待切，切刀继续往上运动，直到最高点，之后再往下运动，直到最低点相距约5mm至80mm（这是糕点的厚度）时又开始切割糕点，此时糕点又静止。如此往复循环。1） 糕点切片机运动循环图（同心圆式）2） 糕点切片机运动循环图（直角坐标式）五、执行系统的设计1、连杆凸轮的设计计算1)摆角的计算 先跟据式设计摆角的大小：根据实际情况送料带轮半径一般不小于60mm，得 9.55，所以去第一个摆角 为10，则第二个摆角为20，第三个摆角为302）四连杆曲柄和连杆长度的确定 1、根据使可求行程系数，取1 =15，摇杆 长400mm，则由作图法求曲柄 及
11、连杆 的长度 及 机架 的长度得 曲柄 连杆 机架 2、根据第一步所求得的摇杆及机架长求当摆角20时的曲柄和连杆长 有作图法知 得曲柄 连杆 同时由作图法得急回夹角为代入式知3)同理当摇杆摆角为30时由作图法知 曲柄 连杆可调节长度的曲柄和连杆的设计 等轴视图正视图2、刀具往复运动的设计计算刀具的往复运动要求有急回特性，因此用连杆来设计刀具的往复运动。如图为所设计的机构：由图可得 ， 其中e为偏距，a轮盘的半径，b为连杆的长度。即为极位夹角。根据切割时糕点的高度的要求C1C2的长度要大于80mm。即：C1C2=C1D-C2D根据切刀与皮带间歇运动的协调性要求取极位夹角=60，由此可初步取：a=
12、50mm ，b=150mm ，e=100mm六：减速器的设计第一部分：运动和动力参数计算计算说明结果一：电机的选择型号额定功率KW满载转速r/min效率%功率因数Y100L-63144086.70.81二：分配传动比 选 则 查参考文献三图12得三、各轴转速、功率和转矩轴名功率转矩转速I轴2.3431.07720II轴2.23121.08175.6III轴2.12402.8450.17该计算部分公式和有关数据皆引自参考文献三第12页到14页 总传动比 减速器高速级传动比 减速器低速级传动比该部分公式及数据引自参考文献三第7页表一和第17页图12主要参数该部分公式引自参考文献三第19页到21页选择电动机型号：Y100L6同步转速 二：传动零件的设计计算计算说明结果一：带轮传动设计计算1、选择V带型号 选择A型带2、 确定带轮直径 圆整为3、验算带速在范围内带速合适4、 确定和 得：初定为+ 圆整 圆整为5、 验算小带轮包角 包角合适6、 确定带的根数 圆整取7、确定初拉力 2、 齿轮传动的设计计算 高速级齿轮传动设计计算1、 设计小齿轮直径 接触疲劳强度设计公式： 2、确定中心距 圆整为3、 选定模数、齿数和螺旋角 一般， 查表圆整为
