糕点切片机设计方案与分析
1．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执行动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。
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隔的输送距离，以满足糕点不同切片厚度的需要。
2．原始数据及设计要求
1）糕点厚度：10~20mm。
2）糕点切片长度（亦即切片的高）范围：5~80 mm。
3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片的宽度方向）：300 mm。
4）切刀工作节拍：40 次/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）、1400 r/min。
可采用减速电机。
3．设计方案提示
1）切削速度较大时，切片刀口会整齐平滑，因此切刀运动方案的选择很关键，切口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑等。
2）直线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求，是需要认真考虑的。
调整机构必须简单可靠，操作方便。
是采用调速方案，还是采用调距离方案，或者采用其它调整方案，均应对方案进行定性的分析比较。
3）间歇运动机构必须与切刀运动机构工作协调，即全部送进运动应在切刀返回过程中完成。
需要注意的是，切口有一定的长度（即高度），输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行，但输送机构的返回运动则可与切刀的工作行程运动在时间上有一段重叠，以利提高生产率，在设计机器工作循环图时，就应按上述要求来选取间歇运动机构的设计参数。
4．设计任务
1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；
2）进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；
3）机械运动方案的评定和选择；
4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；
5）画出机械运动方案简图（机械运动简图）；
6）对机械传动系统和执行机构进行尺度设计。
7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。
8）在三号图纸上完成机械运动简图。
9）准备答辩。
一、设计任务
（一）设计题目：糕点切片机
（二）工作原理及工艺动作过程：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隔的输送距离，以满足糕
点不同切片厚度的需要。
（三）机构尺寸
3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片的宽度方向）：300 mm。
4）切刀工作节拍：40 次/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）、1400 r/min。
可采用减速电机。
（四）设计要求
1）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。
2）间歇运动机构必须与切刀运动机构工作协调，即全部送进运动应在切刀返回过程中完成。
二、机械系统运动方案的构思与选择
糕点的直线间歇运动：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。
切刀的直线往复运动：曲柄滑块机构、偏心轮机构、凸轮机构等糕点的直线间歇运动
●方案一
棘轮机构：轮齿式棘轮机构运动可靠，从动棘轮的转角容易实现有级的调节，但在工作过程中有噪音和冲击，棘齿易磨损，在高速时尤其严重，所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。
●方案二
槽轮机构：槽轮机构结构简单，工作可靠，在进入和脱离啮合时运动较平
稳，能准确控制转动的角度。
但槽轮的转角大小不能调节，而且在槽轮转动的始、末位置加速度变化较大，所以有冲击。
槽轮机构一般应用于转速不高和要求间歇运动的装置中。
同时，增加一级齿轮传动可以使槽轮转位所产生的冲击主要有中间轴吸收，使运转更为平稳。
方案三
不完全齿轮机构：不完全齿轮机构与槽轮机构相比，其从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度范围都较大，设计较灵活。
但其加工工艺较复杂，而且从动轮的开始与终止时冲击较大，故一般用于低速、轻载的场合，如在自动机和半自动机中用于工作台的间歇转位，以及要求具有间歇运动的进给机构、计数机构等等。
结论：不完全齿轮的制作工艺较复杂，成本较高，所以排除方案三。
槽轮机构同样能实现间歇移动，而且结构简单可靠，工作时产生的冲击也能通过增加一级齿轮传动解决，但其传动速度恒定，无法满足切割不同厚度糕点的要求，所以排除方案二。
棘轮机构虽然有着噪音和冲击，棘齿易磨损的缺点，但在低速时不大明显，本机构就是低速下运行的，而且轮齿式棘轮机构运动可靠，从动棘轮的转角容易实现有级的调节，所以选用方案一。
切刀的往复运动
●方案一
曲柄滑块机构：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小；制造方便，易获得较高的精度。
缺点是当运动较多时，需要的构件数和运动副较多，使结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中作平面复杂运动和做往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的震动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。
●方案二
偏心轮机构：多用来带动机械的开关、活门等。
方案三
凸轮机构：其优点是只需适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便。
缺点是凸轮从动件件为点或线接触，易磨损，只宜用于传力不大的场合，凸轮轮廓加工比较困难；从动件的行程不能过大，否则会使凸轮变得笨重。
结论：偏心轮显然不适宜用于该结构，而凸轮又由于加工困难、传力不大等缺点，不适宜切刀的往复运动结构，所以选择曲柄滑块结构。
对于该运动，可以使用较简单的曲柄滑块机构，制造方便，精较高，也避免了当构建较多时的缺点，而且有机会特性，切糕点时力量比较集中，使切面更加光滑，也缩短了工作行程
综合考虑选择方案三。
三、机构的组合方式
方案一
齿轮::能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠;传递的功
率和速度范围较大;结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比;传动效率高,使用寿命长;齿轮的制造、安装要求较高，过载时起不到保护；不适用于较长距离的传动。
方案二
皮带-齿轮：有效的避免了单独使用齿轮或皮带的缺点。
结论：单独使用齿轮和皮带都不能很好的将两种结构联结在一起，有着无法避免的缺点，所以同时使用皮带和齿轮，有效的避免了单独
使用齿轮或皮带的缺点，所以选择方案二。