机械原理课程设计糕点
切片机
TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
课程设计任务书
指导教师（签字）：汤迎红 2012年 6月 10日
1.设计题目：糕点切片机的设计
1.1设计原理：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移动。
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。
1.2设计要求：
（1）糕点厚度：10~20mm。
（2）糕点切片长度（亦即切片的高）范围：5~80mm。
（3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片的的宽度方向）：300mm。
（4）切片工作节拍；30r/min。
（5）生产阻力很小，要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。
（6）电动机可选用0.55kw（或0.75kw），1450r/min。
2. 工作原理和工艺动作分解
根据工艺过程，机构应具有一个电动机和两个执行构件（一个输送履带和一把切刀）。
两个执行构件的运动形式如下所示：
（1）送料：要求输送履带沿着水平方向做间歇的直线移动，将待加工的糕点送至预
定的位置进行加工。
（2）切片：要求切刀是安装在铅垂方向运动的活动构件上，随着构件的往复运动而运动，将位于加工位置上的原料快速切削以使切片刀口整齐平滑。
因此，糕点切片机设计主要集中于间歇机构和往复运动机构的设计。
3.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图
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往复运动。
工艺动作顺序：电机启动后，进行糕点的送进运动，同时切片铅垂向下运动，当送进停止（糕点停止）后，切刀切割糕点，切割完成（切刀退出糕点）后，切割完毕后，完成一次循环。
表1.运动循环图
4.糕点切片机的功能分析
实现糕点切片机运动的机构应有下面几种基本功能：
①在输送履带送料时，切刀不能接触到待加工的糕点
②进行切片时，输送履带必须是静止不动的
③输送履带的运动要具有间歇性
④切刀的运动要具有往复性
⑤输送履带与切刀要能够实现联合运动
5. 机构的选型
表2.二执行机构形态学矩阵
根据表2所示的两个执行机构形态学矩阵，可以求出糕点切片机的机械运动方案数为： N=4*2=8
5.1间歇传送机构的选型：
方案一：棘轮机构
优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。
缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。
适用于速度较低和载荷不大的场合。
方案二：槽轮机构
优点：结构简单、外形尺寸小、制造容易、工作可靠、机械效率高，能准确地控制转角，能平稳地、间歇地进行转位。
缺点：主要是在槽轮的启动和停止时加速度变化大、具有柔性冲击，且随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，因此不适用于高速的场合。
方案三：不完全齿轮机构
优点：结构简单，制造容易，工作可靠，设计时从动轮运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。
缺点：在进入和退出啮合时，速度有突变，故一般只用于低速、轻载场合。
方案四：凸轮机构
优点：结构简单；从动件可以实现任意设定的运动规律；
缺点：凸轮轮廓形状复杂,制造困难；由于点、线接触，压强大，易磨损。
间歇运动机构的选择：槽轮机构可以满足间歇直线传动的要求，同时，制造成本也比较低廉，因此，我们选择它作为执行间歇传动的机构。
5.2切口机构的选型
切口运动机构的选择：综合考虑以上二者的优势和缺点，我们选择凸轮机构连杆机构的综合作为切口机构。
5.3 传动系统的选型
带传动和齿轮传动在糕点切片机的机构里都能够完成传动的作用，而在具体的选
择上，我们考虑两者结合起来应用在糕点切片机的传动机构里。
6.机械传动系统的速比
i总=n电机/n执行主轴=1450/30=145/3
所以，机械传动系统的第一级采用带传动，减速为240r/min，起速比为145/24；第二级采用直齿圆柱齿轮传动，减速为30r/min，其传动比为8。
6.1 减速带轮的尺度设计
图6.1 减速带轮
6.2 减速齿轮设计
图6.2 减速轮系
7.送料机构的尺度设计
参数几何尺寸
槽数Z 4
圆销数n 1
中心距L/mm 80
回转半径R/mm 56.56
圆销半径r/mm 9.43
槽顶半径s/mm 56.56 槽深h/mm 43
拨盘轴颈d
1/mm
10
槽轮轴颈d
2/mm
15
槽顶侧壁厚b/mmm 4
锁止弧半径r
0/mm
43.13
8.切片凸轮机构设计
表7.切片凸轮机构的设计
参数几何尺寸
凸轮机构基圆r
/mm 30
行程h/mm 60
推程角﹠
0120°
图7.1 送料机构图8.1 切片凸轮机构
9.机构运动简图
10.参考资料
[1].《机械原理》(第二版)，朱理主编，高等教育出版社
[2].《机械原理课程设计指导书》，戴娟主编，高等教育出版社
[3].《AUTO CAD2010实用教程》，段绍娥/主编，中南大学出版社
11.设计总结
为期一周的课程设计结束了，作为机械专业的学生，这是一次设计的尝试，在尝试这过程中，我们付出了，努力了，同时也收获了。
在刚开始的时候，我们这个组的几位成员都想做出一个自己认为比较好的设计方案来，但是随后发现要想设计一个好的方案并不是一件很容易的事。
它要求我们做到很多方面的事情，而且有很多事情必须努力去做。
虽然我们不怕吃苦，但是时间必定有限，也考虑到自身知识水平有限，所以我们就选择了“糕点切片机”这个相对简单一点的设计课题。
在这一周的课程设计过程中，我学到了许多新的知识和思路，也认识到了自己是多么的无知，在知识的汪洋大海面前，我们还有许多东西需要学习，需要给自己充电。
在软件方面的知识，我还很欠缺，比如说CAD、UG、Word等一些常用的软件，虽然基本的操作会了，但不精，以后在这方面多下功夫；还有就是对于理论知识的掌握太少，比如说对于常见的传动装置的掌握就太少，对于传动比的分配也不是很清楚，对于数据的计算与处理并不能做到游刃有余等，这都需要我能够打牢理论知识，为以后的设计做好准备。
当然，我从中也学到了不少东西，在设计过程中，我们要利用身边的资源查阅自己需要的信息，比如去图书馆翻阅资料，在网上查询资料；同时，我与同学多合作、多交流，也培养了我们分析问题和解决问题的能力。
理论上虽完成，但机器的许多结构尺寸还要进一步深入计算分析，远超出我们的知识范围。
因此这个机器到底能否投入生产还有待考虑。
不管怎样，经历本身就是财富。
这次课程设计增强了我们的合作精神，将我们所学的理论知识应用于具体的生
产实践之中，也使我们看到了自己的不足之处，为以后的设计和学习打下了基础。