糕點切片機的設計

1、本科畢業(yè)設計（論文）題目： 糕點切片機的設計 院 系：工學院機械系 專 業(yè)：工業(yè)設計 班 級：工業(yè)設計1101 姓 名：李紅 學 號： 指導教師：張小紅 煙臺南山學院教務處二一六年六月煙臺南山學院畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名： 年 月 日煙臺南山學院關于畢業(yè)設計（論文）使用授權的說明本人完全了解煙臺南山學院有關保留、使用

2、學士學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留、送交論文的復印件，允許論文被查閱，學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印或其他復制手段保存論文。指導教師簽名： 論文作者簽名： 年 月 日 年 月 日糕點切片機的設計摘 要當前世界上機械的種類和數(shù)量都無法計量，什么類型的機械都存在，現(xiàn)在我們?nèi)粘＠锩娼?jīng)常見到的機械有動力方面的機械、生產(chǎn)方面的機械、起重運輸方面的機械、建筑方面的機械、礦山方面的機械、林業(yè)方面的機械、農(nóng)業(yè)方面的機械等等。現(xiàn)在科學技術不斷的進步，這樣在各種生產(chǎn)過程中間對于機械設備的數(shù)獨以及精度的要求更加的嚴格，要求的標準也更高了，于此同時還要求生產(chǎn)機械在環(huán)境方面不能污染環(huán)境，要更加的節(jié)約原

3、材料和能源，現(xiàn)在很多機械都是使用機、電或者機、電、液一體化的設計方式，使用這樣的方式能夠滿足現(xiàn)實社會里面自動化生產(chǎn)的各種要求。一批又一批的新機械不斷涌現(xiàn)。雖然機械的種類和數(shù)量非常的多，樣式也是各種各樣，但是通常情況能夠?qū)C械分成四個組成部分：動力部分、傳動部分、執(zhí)行部分和控制部分。除了上面的這四個基本的部分以外，為了能夠讓機械能夠很好的完成各種工作，通常還會設計一些輔助的設施，比方說潤滑部分、冷卻部分、安全保護部分、級數(shù)以及照明部分等等。所以這次對于糕點切片機進行設計的時候就選擇使用了非常先進的機械機構，這臺糕點切片機能夠調(diào)整切片的厚度，比方想要對機械進行切糕點的深度進行調(diào)整，對相應的調(diào)節(jié)螺桿

4、進行調(diào)節(jié)就行，機械很多的功能實現(xiàn)都只需要調(diào)節(jié)相應的結構就能實現(xiàn)，這臺設備所有接觸到食品的零部件，都是使用的進口的不銹鋼制造的，非常的干凈。（要求200300字）關鍵詞 機械 糕點切片機 糕點 傳動系統(tǒng) An Analysis of the Characteristics of Advertising EnglishABSTRACTMachinery is multifarious very wide range of common mechanical machinery, production machinery, lifting transportation machinery, cons

5、truction machinery, mining machinery, forestry machinery, agricultural machinery and so on. With the development of science and technology, all kinds of production machinery Sudoku and precision demand is higher and higher, at the same time to consider environmental protection, save raw materials, e

6、nergy saving, and many mechanical design USES of machine, electricity or machine, electricity, liquid integration so as to meet the requirements of automated production. A string of new machinery.In spite of all kinds of mechanical structure and USES a variety of differ in thousands ways, but in gen

7、eral all is made up of four parts: engine, transmission system, actuators and control devices. In addition, to guarantee the normal work of the machine also has some auxiliary devices, such as lubrication, cooling, security protection, series, lighting, etc. Thus the pastry slice machine design by t

8、he use of advanced and reasonable mechanical structure, the thickness of Qiegao point can be adjusted freely, such as cutting depth, is, as long as the adjusting screw can be adjusted according to the requirements of their respective, from food contact parts, all adopt import stainless steel, clean

9、and sanitary.Key words Machinery pastry slicer pastries the transmission system目錄前言1第1章 糕點切片機設計概述31.1 糕點切片機的研究現(xiàn)狀31.2 糕點切片的設計要求31.3 糕點切片機設計的重點4第2章 設計方案的選擇52.1 技術原理52.2 裝置操作52.3 核心部件的設計52.3.1 糕點的間歇直線運動52.3.2 切刀的直線往復運動72.3.3 減速系統(tǒng)92.4 設計方案的確定102.4.1 糕點的直線間歇移動機構的確定102.4.2 切刀往復運動機構的確定112.4.3 減速機構的確定12第3章

10、機構零件尺寸的設計133.1曲柄搖桿機構133.1.1 曲柄搖桿機構的引入133.1.2 曲柄搖桿機構的幾何尺寸設計133.2 棘輪機構163.2.1 棘輪的引入163.2.2 棘輪機構的幾何尺寸設計163.3 曲柄滑塊機構193.3.1 曲柄滑塊機構的引入19曲柄滑塊機構的幾何尺寸設計193.4.1 減速系統(tǒng)的引入203.4.2 減速系統(tǒng)的幾何尺寸設計21第4章 機構強度校核234.1 曲柄搖桿機構強度校核234.1.1 彎應力校核244.1.2 切應力校核244.2 曲柄滑塊機構強度校核24第5章 機構運動分析與動力分析265.1 機構運動分析265.1.1 曲柄搖桿機構運動分析265.1

11、.2 曲柄滑塊機構運動分析285.2 機構動力分析30第6章 機構建模346.1 各部件的建模346.2 機構的裝配35結論37致謝38參考文獻39前言在我們國家古代的時候就有糕點，糕點的歷史非常的久遠，加工的過程也是非常的講究的，加工制造出來的糕點的樣式更是千奇百怪，加工的糕點的造型都是非常好看的，并且糕點的營養(yǎng)價值也是很高的，糕點的質(zhì)量也是非常好的，吃起來也是十分簡便的，到現(xiàn)在糕點也是我們生活過程中的調(diào)節(jié)食品，因為糕點的歷史悠久，含有一定的文化內(nèi)涵因此在世界范圍內(nèi)都很受歡迎。 隨著我們國家和世界各個方面交流更為緊密，國外的糕點也流傳到了中國，尤其是西方的糕點，其造型和中國的糕點截然不同，更

12、為新穎，風格更為的特比恩，口味和中國的糕點也是不一樣的，這樣就讓我們國家的傳統(tǒng)糕點在我們心中的印象有所變化?，F(xiàn)在我們國家在制作的蛋糕不論是在口味上面，材料的選擇方面、加工的方法上面都進行了很大的改進和變化，有一種耳目一新的感覺?，F(xiàn)在我們國家的糕點加工將中國的傳統(tǒng)風格和西方的獨特風格進行相應的結合，現(xiàn)在中國的糕點已經(jīng)成為一種很受人們喜愛的食物，深得廣大人們?nèi)罕姷南矏?，并且在市場上面的占有率也是非常大的。糕點在我們?nèi)粘Ｉ罾锩媸值某Ｒ?，在人們的早餐、午餐和晚餐上都能看到糕點的身影，并且糕點還能夠作為人們的主食。因此，糕點在我們的日常生活里面的地位是非常重要的。現(xiàn)在這個階段，生產(chǎn)加工出來的糕點里面

13、都會含有一些保健藥物，這樣不光會讓糕點的口味更為獨特，還將糕點的營養(yǎng)價值和藥用價值提升了很多。在我們國家，在糕點行業(yè)，很早的時候就有糕點切片機了，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十年了，現(xiàn)在在市面上更是推出了家用型的糕點切片機。現(xiàn)在糕點切片機發(fā)展的也是相當?shù)某墒炝?。最近這幾年以來，市場經(jīng)濟不斷的快速發(fā)展，人們的生活水平也在不斷的提升?，F(xiàn)在糕點加工制造已經(jīng)向著家庭小批量的方向發(fā)展，另外，現(xiàn)在市場上面對于糕點的需求十分的多，因此能夠滿足家庭小作坊生產(chǎn)的糕點切片機非常的受歡迎，因此對于小型的效率非常高的糕點切片機進行研究是非常有必要的。本項目為年產(chǎn)50萬噸低碳烯烴煤化工綜合企業(yè)MTO分廠設計，為內(nèi)蒙古久泰能源煤制甲

14、醇下游子項目。建于鄂爾多斯市準格爾旗大路煤化工基地。項目由甲醇制取低碳烯烴，相較于傳統(tǒng)的烯烴制取方法，碳原子的利用率更高，CO2的排放顯著減少，經(jīng)濟效益更高。本項目的建設投產(chǎn)能緩解我國對于低碳烯烴的巨大供需缺口，減少我國對于乙烯和丙烯的進口依賴1。此外，本項目的建設延長了煤化工的產(chǎn)業(yè)鏈，增加了產(chǎn)品附加值，能有效的解決我國甲醇產(chǎn)能嚴重過剩的現(xiàn)狀。第1章 糕點切片機設計概述1.1 糕點切片機的研究現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟的不斷增長，人們的生活水平隨著經(jīng)濟的增長也在不斷的提高，線人們都在開始享受和追求生活，對于糕點方面的要求，不光要能夠在商店里面能夠買到糕點，不光滿足于市場，還要在自家能夠制造糕點，并且現(xiàn)在在家

15、庭里面加工制造糕點也不是一件難事。在市場上能夠十分簡單的買到糕點生產(chǎn)的工具、原材料。并且能夠在加工以及個人的喜好能夠生產(chǎn)加工出來符合個人口味的糕點，并且在糕點的造型方面也能夠根據(jù)個人的喜好進行設計和制造?，F(xiàn)在社會上許許多多的大學生都走向了創(chuàng)業(yè)的道路，很多的下崗工人夠選擇了再就業(yè)，現(xiàn)在中國這么大的糕點需求市場正式一個十分好的機遇。因此，在糕點加工制造的過程中間，如果有一個價格不貴、操作起來十分的方便的糕點切片機對于生產(chǎn)的過程幫助十分重要，能夠讓糕點的加工過程簡便許多。但是現(xiàn)在在市面上銷售的出售的糕點切片機，都是為大工廠批量生產(chǎn)設計的。像能夠滿足小作坊的、小批量生產(chǎn)的商家的糕點切片機不是太多，因此

16、這種糕點切片機的未來十分的好。現(xiàn)在家庭的機械化程度也在不斷的增加，人們不再進行相應的人工勞動。但是因為糕點的種類非常的多，形式和樣式也是非常的復雜，糕點的特點也是不一樣的，因此使用人工切片的方式不能夠滿足相應額要求，給糕點的生產(chǎn)帶了很多不方便得地方。并且使用人工切片的方式效率非常的低，人工切出來的糕點的樣式和外觀沒有機器切出來的好。因此在市場上面小作坊的糕點切片機非常的受歡迎。1.2 糕點切片的設計要求原始數(shù)據(jù) ：（1）糕點厚度：520mm； （2）糕點切片長度（即切片高）范圍：580mm； （3）切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：300mm； （4）切刀工作節(jié)拍：40 次/分； （

17、5）生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機構簡單、輕便、運動靈活可靠。 （6）電機功率 0.55KW（或 0.75KW） 、1390r/min。 主要設計要求是： （1）通過調(diào)整進給的距離，達到切出不同厚度糕點的需要。 （2）要確保進給機構與切片機構協(xié)調(diào)工作，全部送進運動應在切刀返回過程中完成，輸送運動必須在切刀完全脫離切口后方能開始進行。1.3 糕點切片機設計的重點對糕點切片機里面的糕點傳輸和切片分離的工作原理以及結構形式進行研究，使用槽論機構來讓切片完成以后成型的糕點進行間歇性的傳輸，使用曲柄滑塊機構來讓糕點進行切片和分離，盡最大的努力來講糕點切片機的能量消耗和外形尺寸進行降低和減小。針對不同糕點品種

18、，優(yōu)化傳動與工作部件的結構，使其結構參數(shù)達到最優(yōu)。這次進行設計的糕點切片機裝置的輸送以及切片分離的原理、刀片裝置往返運動的特點以及在這個過程中間受到的各種作用力等等方面的研究都是滿足小型的作坊式的糕點切片機得，對于糕點切片機得切片裝置和輸送部分的運動原理以及最好的工作參數(shù)進行相應的研究和分析，將切片機的間歇性給料裝置以及往返式的切片裝置進行相應的優(yōu)化設計，最終的目標就是能夠讓切片機的結構非常的簡單，工作時候消耗的能量非常的少，進而將糕點生產(chǎn)的成本進行降低，將生產(chǎn)的質(zhì)量進行提升。第2章 設計方案的選擇2.1 技術原理將糕點加工成相應制定的形狀以后，比方說長方體、圓柱體等等，一定要經(jīng)過切片工序以后

19、，才能夠進行相應的烘干。在皮帶和相應的此輪組合的方式將電動機傳動的速度降低下來，在利用棘輪機構和皮帶相連接就形成了糕點的進料機構，并且這樣的設計也能股符合間歇運動的需求。于此同時還需要設置另外一個皮帶輪和偏執(zhí)曲柄結構進行連接，在結構的滑塊上面連接上切刀，這樣就能夠?qū)Ω恻c進行了切片了。系統(tǒng)里面的間歇運動結構和切刀結構的動作能夠相互的協(xié)調(diào)，因此切刀的工作是重復性的動作，每次都是一樣的，這樣就能保證切出來的糕點的形狀和尺寸都是一樣的。想要對切片厚度進行調(diào)整只需要將間歇運動的距離或者速度進行相應的調(diào)整，就能夠到達目的。切片機得各個裝置結構都是十分的簡單的，操作起來非常的簡單，但是相應的功能卻十分的牢靠

20、，并且設備非常的節(jié)約能源，也不會對環(huán)境產(chǎn)生什么影響。2.2 裝置操作將需要進行切片的糕點放到切片機的相應的輸送位置上面以后，將切片機的電源打開，就能夠根據(jù)設備上面的檔位設置進行相應的調(diào)整，設定好切片檔位以后，將設備的電子開關打開，這樣糕點切片機就能夠工作了，等到將糕點切片完成以后，將下一個需要進行切片的蛋糕再放到糕點輸送位置上面進行上面的操作，就能夠重復的對糕點進行切片了。2.3 核心部件的設計切刀的往復直線移動可采用偏置曲柄滑塊機構、凸輪機構、齒輪齒條、組合機構等；糕點的直線間歇運動可選擇槽輪+飛輪機構、不完全齒輪機構、棘輪機構等。 糕點的間歇直線運動方案一 槽輪+飛輪機構使用槽輪就能夠?qū)⒏?/p>

21、點的直線間歇運動進行實現(xiàn)，根據(jù)下面圖上的標識的，當主動撥盤上面的圓銷卡入到了槽輪的卡槽里面以后，撥盤就能夠讓槽輪轉(zhuǎn)動，這樣就能夠帶動相應的傳送裝置進行直線運動，在這個時間段里面切刀是懸在空中的，當圓銷沒有卡如到槽輪的卡槽里面的時候，槽輪不會轉(zhuǎn)動，這個時間段切刀就會工作，將糕點進行切割。飛輪能夠利用此輪咬合的不同，來講齒輪傳動的比例輸出進行改變，這樣也就讓間歇運動的速度發(fā)生了相應的變化，進而能夠?qū)⒌案庠谇衅恢玫牧扛淖兞耍湍軌驅(qū)⒌案馇衅暮穸冗M行調(diào)整了。 圖2.1 槽輪+飛輪機構方案二 不完全齒輪機構 根據(jù)下面圖像示意的情況，有一個齒輪的齒不是完全的，或者說有一個齒輪只有一部齒，這樣當這個齒輪

22、有齒的部分和從動輪進行相應的咬合的時候，從動輪就會轉(zhuǎn)動，這樣從動輪就能夠帶動糕點進行直線運動，在這個時間階段，切刀是懸掛在空中的，而當齒輪沒有齒的部分和從動輪進行咬合的時候，從動輪就不會轉(zhuǎn)動，糕點就不會動作，在這個階段切片進行工作，將糕點進行切片。 圖2.2不完全齒輪機構方案三 棘輪機構棘輪機構是糕點機對糕點進行送料的執(zhí)行機構，每一次給進機構行進的距離就是能夠切斷的糕點長度。為了能夠?qū)@個切片的長度進行控制和改變，就能夠?qū)喌霓D(zhuǎn)動角度進行設定，這樣就能夠?qū)π羞M距離進行控制了。 圖2.3 棘輪 切刀的直線往復運動方案一 凸輪機構可以利用一個型封閉或封閉的凸輪的轉(zhuǎn)動帶動從動件導桿的往復運動來滿足

23、刀片切割高點的要求。當推桿行程增大時，刀具切割糕點，當推桿達到最高時刀具達到最低點；當推桿行程減小時，刀具上升。 圖2.4 凸輪機構方案二 偏置曲柄滑塊機構 利用曲柄的整周轉(zhuǎn)動和固定在導軌上的滑塊的直線往復運動帶動刀片切割糕點。曲柄作等速轉(zhuǎn)動，滑塊作往復直線運動，其往復運動可以是勻速，也可以不勻速。它還具有急回特性，提高效率。 圖2.5偏置曲柄滑塊機構 減速系統(tǒng)蝸桿蝸輪:使用蝸輪蝸桿裝置能夠得到比較大的傳動比，并且這樣的機構結構要比交錯軸齒輪結構要緊湊很多，在這個機構里面的齒輪接觸面都是直線面，這樣的齒輪能夠承受的轉(zhuǎn)動力更大，比交錯齒輪軸要大很多。蝸桿傳動和螺旋傳動的原理是一樣的，通常都是多齒

24、咬合傳動，因此使用這樣的傳動方式的優(yōu)點就是非常的穩(wěn)定，并且?guī)淼脑胍粑廴痉浅５男?，除了這些優(yōu)點意外，這樣的傳動方式還有一定的閉鎖功能。當蝸桿的齒輪咬合之間的當量摩擦角比蝸桿的導程角大的時候，這樣的傳動結構就能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖，并且還能夠進行反向的自鎖，換句話來講也就是傳動只能夠是蝸桿帶動蝸桿進行運作，不能夠讓蝸輪當主動裝置，渦輪不能夠帶動蝸桿。如果在起重機械設備里面利用了自鎖蝸桿機構，這個機構的反向自鎖功能就能夠起到一定的安全保護功能；但是這樣的傳動機構的效率不是很高，并且對于齒輪的破壞比較嚴重。渦輪和蝸桿咬合進行傳動的時候，這樣在咬合傳動過程中間兩個齒輪的相對的速度之間的差額比較的大，因此摩擦呆來

25、的損害還是比較的大的，并且傳動的效率并不理想。除了這以外呢，兩個齒輪之間的相對速度差額較大的話，會讓齒輪齒磨損較快，并且發(fā)熱十分的嚴重，為了能夠?qū)⑦@兩個方面的缺點進行客服，常常都會使用一些耐磨性較好并且能夠減磨的材料，并且使用很好的潤滑裝置，這些材料和裝置的費用非常的高，讓生產(chǎn)成本增加了不少。并且蝸桿軸向的力也是比較大的。在現(xiàn)代設計以及平時使用的機械里面，最為普遍的傳動機構就是齒輪機構。齒輪機構在使用過程里面，具有工作十分的可靠，并且使用的時間比較廠，即便是瞬間啟動這個機構就能夠讓齒輪機構的傳動比為常數(shù)，相對來講齒輪傳動的效率非常的高；這樣的機構的結構非常的緊湊；這樣的機構在功率和速度方面能夠

26、在很多的方面使用。齒輪機構在使用過程中也有一定的缺陷，在對齒輪機構進行制作的時候一定要使用專門加工的設備和機床，這樣生成的成本比較的高，如果在加工的過程中間精度達不到要求的話，使用中間就會出現(xiàn)比較大的振動和噪音；這樣的傳動裝置不太適合使用在軸間距比較大的機構里面。皮帶傳動機構說的就是能夠帶動兩個或者兩個以上的皮帶輪之間的作用進行饒性拉拽零件的傳動，在這樣的機構進行工作的時候是依據(jù)各個零部件之間的摩擦力進行的傳動或者傳遞能量的。使用皮帶傳動機構的有很多的好處，比方說能夠降沖擊載荷進行緩和，讓機構能夠十分平穩(wěn)和緩和的進行運作，并且運行帶來的噪音也是很小的；并且在對這樣的傳動機構機械加工和安裝的時候

27、，在精度方面的要求并不是很高；但是如果系統(tǒng)出現(xiàn)了過載的現(xiàn)象的時候，皮帶輪就會出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，這樣就能夠?qū)ζ渌牧悴考M行相應的保護，這種傳動裝置能夠增加皮帶的長度來增加傳動的中心距，滿足中心距較大的工作條件。使用皮帶傳動的缺點就是這樣的傳動裝置有一定的彈性滑動，容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，并且這樣的傳動裝置效率也不是很理想，傳動比不是十分的穩(wěn)定，如果傳動一樣的圓周力的時候，輪廓尺寸以及軸上面的壓力都要比齒輪傳動力大，因此皮帶的使用時間不長。2.4 設計方案的確定 糕點的直線間歇移動機構的確定槽輪機構相對來講十分的簡便，并且工作原理也不復雜，在圓銷卡入卡槽和退出卡槽的時候，設備傳動的十分平穩(wěn)。并且還能夠?qū)?/p>

28、傳動角度進行很好的控制。因此槽輪在開啟和停止的時候加速度變化非常的大，并且也有一定的沖擊力，而是隨著卡槽的數(shù)量的降低，槽輪轉(zhuǎn)動的速度就會增加，所以，這樣的裝置不適合使用到一些轉(zhuǎn)速比較高的場合。除了這些以外呢，槽輪每一次轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)過的角度和槽輪上面的槽數(shù)有很大的關系，想要對這個角度進行控制和改變的話，還需要對槽輪機構進行重新的設計并且制造，所以，這種傳動機構常常被使用在一些不需要對轉(zhuǎn)動角度進行調(diào)整的轉(zhuǎn)動運作當中。因此制造的工藝以及機構的尺寸等等各個方面的原因，槽輪上面的槽數(shù)不能夠被預留和加工的太多，因此這樣機構每次轉(zhuǎn)動的角度比較的大。飛輪機構的很多的齒輪來對速度進行改變也是十分困難和復雜的，因此這樣

29、不太容易實現(xiàn)，實際的操作性不強。故舍棄。不完全齒輪進行間歇性的運動和轉(zhuǎn)動帶來的沖擊力比較的小，和別的間歇性結構對比的話，不完全齒輪機構也是非常的簡單的，并且在機構的靈活性非常的好。主動輪每轉(zhuǎn)動一圈的話，從動輪就會運動一定的角度，從動輪就會間歇一定次數(shù)以及每一次間歇相應的時間段，和棘輪結構以及槽輪+飛輪的機構相比較的話，應用不完全齒輪的傳動方式更為的廣泛、但是不完全齒輪機構里面的從動輪在機構剛剛啟動以及終止的時候速度上有一定的突然改變，這樣就會帶來很大的剛性沖擊，因此這樣的機構僅僅能夠使用到速度比較低并且載荷很輕的場合。故舍棄。棘輪機構的結構簡單，外形尺寸小，其機械效率高，并能較平穩(wěn)地，間歇地進

30、行轉(zhuǎn)位，能實現(xiàn)糕點厚度的調(diào)節(jié)，故采用此機構。故采用。 切刀往復運動機構的確定作為直動從動件盤形凸輪機構的等速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為從動件的往復直線運動，其移動的位移,速度，加速度與凸輪的輪廓曲線有關。凸輪機構廣泛應用于傳動機構，他有其他機構無可比擬的優(yōu)點：（1）設計簡單，適應性強，可實現(xiàn)從動件的復雜運動規(guī)律要求。（2）結構簡單緊湊，控制準確有效，運動特性好，使用方便。（3）性能穩(wěn)定，故障少，維護保養(yǎng)方便。缺點：凸輪與從動件為高副接觸，易于磨損，可調(diào)性差。而且，由于凸輪的輪廓曲線通常比較復雜，因而加工比較困難。故舍棄。曲柄滑塊機構有如下結構特點：（1） 這樣的結構組成非常的簡單，僅僅是一些常見的構件和低副組

31、成的，非常容易進行加工制造，加工制造的成本也是很低的等特點。（2） 構件進行傳動的作用力都是通過低副來進行的，低副進行接觸的時候都是面接觸，這樣就讓單位面積承載的作用力非常的小，所以整個機構就能夠承受比較大的承載力。（3）通過適當?shù)脑O計各桿的尺寸，連桿機構可實現(xiàn)運動規(guī)律的多樣化。（4）當連桿和機架較長時，可實現(xiàn)遠距離的運動和動力的傳遞。故采用。 減速機構的確定渦輪蝸桿機構想要獲得比較大的傳動比的話就一定需要一定的距離，因此這樣的結構并不適合使用在連續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動結構里面，并且蝸輪蝸桿機構的傳動效率也是很低的，生成成本卻很高。皮帶能夠?qū)⑤d荷的沖擊力進行緩解，使結構能夠非常平穩(wěn)和可靠的運行，運行過程

32、中間帶了的噪音也是很小的，對皮帶裝置的加工以及安裝精度要求非常的低，并且這樣的機構還有比較的過載保護功能。因此使用高速級別的皮帶傳動、低速級別使用的齒輪來作為整套系統(tǒng)的減速系統(tǒng)。綜上所述，選用棘輪機構可以方便的實現(xiàn)改變切片的長度，且棘輪機構設計加工簡單，改變切片的長度時操作方便。選用曲柄滑塊機構可以實現(xiàn)刀的往復運動,可傳遞較大的力,能足我們的需要, 而且其機構簡單，加工制造方便，能減少生產(chǎn)成本。第3章 機構零件尺寸的設計3.1曲柄搖桿機構 曲柄搖桿機構的引入設計要求糕點厚度：520mm，現(xiàn)取5,10,15，20mm這四個長度來計算,也就是說棘輪轉(zhuǎn)動15,30,45,60度。對于棘輪的轉(zhuǎn)動,設計

33、一個曲柄搖桿機構推動棘輪旋轉(zhuǎn)，在搖桿上裝一個棘爪, 棘爪推動棘輪旋轉(zhuǎn),棘輪上再固定一個皮帶輪用以帶動皮帶旋轉(zhuǎn)。曲柄搖桿機構簡圖如3-1 圖3.1 曲柄搖桿機構簡圖 曲柄搖桿機構的幾何尺寸設計設計方法：圖解法設計過程如下：機構的類型選擇：從安全方面考慮，棘輪的驅(qū)動機構必須為單自由度機構，另一方面，各構件之間為面接觸，單位面積所受壓力小，易于潤滑，磨損較小，而且制造簡單，精度高，能滿足不同運動和速度變化的要求，所以確定要設計一個曲柄搖桿機構。機構各桿件的運動尺寸設計方法選擇：我們所設計的曲柄搖桿是一個平面四桿機構屬于平面連桿機構。平面連桿機構的常用設計方法有圖解法和解析法兩種。解析法是通過建立數(shù)學

34、模型用數(shù)學解析求解，在求解過程中還需要用到數(shù)值分析、計算機編程等知識。但是，解析法計算復雜，且已知數(shù)據(jù)太少，故轉(zhuǎn)而考慮圖解法。圖解法是運用幾何學原理求解，比較直觀，而且本來機構較為簡單，需要合理地給定幾個未知量，進而可以得到所有的數(shù)據(jù)，因此我們最終采用圖解法。圖解法的基本思想是：根據(jù)根據(jù)給定機構的運動設計要求，建立各個桿件之間的幾何模型，計算出未知桿件長度和未知角度。利用圖解法進行曲柄搖桿機構設計的具體步驟如下：令該曲柄搖桿機構的行程速比系數(shù)K=1，可以求出機構的極位夾角則A，B，C三點在同一直線上，如圖32所示。 圖3.2的曲柄搖桿機構簡圖令CD=140mm ，AD=180mm ,BC=16

35、0mm ,AB=r , ,則，得,故；當時，r=18.3mm；當時，r=36.2mm；當時，r=53.6mm；當時，r=70.0mm。曲柄、不定點存在性的驗證：因為，且連架桿為最短桿，所以存在曲柄AB，且此非不定點機構。r的調(diào)節(jié):實際中，桿件AB用一圓盤替代，盤上有滑槽和滑塊，B點為滑塊上的移動副，這樣滑塊可以在滑槽內(nèi)移動到相應位置1,2,3,4處來改變A點與B點的距離，即r的大小，如圖3-3所示。 圖3.3變化的曲柄桿長至此，曲柄搖桿機構的幾何尺寸就設計完畢。3.2 棘輪機構 棘輪的引入棘輪機構主要是執(zhí)行糕點的進給運動,每一次的運動距離就是所切糕點的長度。為了更好的控制和改變這個長度,設棘輪

36、每轉(zhuǎn)動一定角度,糕點運動5mm,設棘輪共有24個齒,既每齒代表15度。設計要求有四檔,即5,10,15,20mm,也就是說棘輪轉(zhuǎn)動15,30,45,60度。對于棘輪的轉(zhuǎn)動,設計一個曲柄搖桿機構推動棘輪旋轉(zhuǎn)，在搖桿上裝一個棘爪, 棘爪推動棘輪旋轉(zhuǎn),棘輪上再固定一個皮帶輪用以帶動皮帶旋轉(zhuǎn)。 圖3.4外嚙合齒式棘輪 棘輪機構的幾何尺寸設計設計方法：圖解法設計過程如下：考慮到棘爪在運動時，要自動滑入棘輪齒槽，從而有效推動棘輪轉(zhuǎn)動一定角度，首先要考慮齒偏角的設計，其次設計棘輪上的其他尺寸。棘輪機構運動設計內(nèi)容包括以下幾個方面：機構的類型選擇：要求棘輪動與停的時間比可通過選擇合適的驅(qū)動機構實現(xiàn)，低速輕載，

37、再考慮到結構簡單，加工方便，故采用外嚙合齒式棘輪機構。機構各桿件的運動尺寸設計方法選擇：我們所設計的死點式托爪是一個平面四桿機構屬于平面連桿機構。平面連桿機構的常用設計方法有圖解法和解析法兩種。解析法是通過建立數(shù)學模型用數(shù)學解析求解，在求解過程中還需要用到數(shù)值分析、計算機編程等知識，對于復雜的棘輪尺寸設計不適用。圖解法是運用幾何學原理求解，比較直觀，能夠很直接地提供所需參數(shù)的數(shù)值，故在此處選用圖解法。圖解法的基本思想是：根據(jù)給定機構的運動設計要求，建立機構設計的幾何模型，即幾何圖的比例關系，再用計算機進行求解。利用圖解法進行棘輪機構設計的具體步驟如下：棘爪與棘齒嚙合時的受力分析，如圖3-5所示

38、： 圖3.5 棘爪受力分析圖正壓力，F(xiàn)摩擦力；要求在工作時，棘爪在和F作用下，能自動滑入棘輪齒槽。條件是兩者對的力矩要滿足：>將力分解為徑向和切向分量， sinL>FcosL因F=f， 代入得：tan>f=tan故>當f=0.2時，取。 圖3.6 棘輪部分幾何尺寸棘輪的其它相關尺寸：齒 數(shù) ，頂圓直徑 ，模 數(shù) ，齒 間 距 ，齒 高 ，齒頂弦長 ，齒 偏 角 ，棘爪長度 。 皮帶輪的幾何尺寸設計搖桿轉(zhuǎn)動，糕點即皮帶向前移動，則由解得即皮帶輪半徑。至此，外嚙合齒式棘輪的幾何尺寸就設計完畢。3.3 曲柄滑塊機構 曲柄滑塊機構的引入切削速度較大時，切片刀口會整齊平滑，因此切

39、刀運動方案的選擇很關鍵，切刀機構應力求簡單適用、運動靈活和運動空間尺寸緊湊，在此引入曲柄滑塊機構來實現(xiàn)。曲柄滑塊機構的幾何尺寸設計該機構采用試湊法獲得機構的尺寸，在這里可以假定機構中幾個位置的關系，通過直角坐標法分析出桿長。由實驗原理可知，為已知量。設最長桿為，最短桿為，如圖3-7所示。聯(lián)立上面的式子解得：在這個機構中可以根據(jù)角度算的各個邊長刀片高37mm，曲柄滑塊機構和棘輪機構軸心距為267mm。 圖3.7 偏置曲柄滑塊機構3.4 減速系統(tǒng) 減速系統(tǒng)的引入 本機構原動件為一高速電機,其轉(zhuǎn)速為1390,但我們所需要的轉(zhuǎn)速是40,所以要減速。 減速系統(tǒng)的幾何尺寸設計由皮帶輪進行第一級減速，由多級

40、齒輪進行第二級減速。皮帶輪將電機由1390降到240。齒輪機構將由240降到40。 圖3.8 皮帶傳動圖皮帶傳動設計主要是采用兩個半徑不同的皮帶實現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等即：由此可以算出電機上皮帶輪直徑大小，另一端皮帶輪半徑大小，傳動比。 表3.1 齒輪參數(shù) 名稱 齒數(shù) 模數(shù) 分度圓半徑 齒輪 25 4mm 100mm 齒輪 50 4mm 200mm 齒輪 25 4mm 100mm 齒輪 75 4mm 300mm由上表可計算出齒輪的傳動比為： 圖3.9 齒輪傳動圖第4章 機構強度校核4.1 曲柄搖桿機構強度校核曲柄搖桿機構中原動件曲柄為主要受力桿件，由于曲柄搖桿桿件所用材料及樣式相同，所以主要

41、分析原動件的強度。在這個機構中可以知道：電動機，減速后，由此可以計算出轉(zhuǎn)矩：曲柄在兩個極限位置時，B點受力為0，或者過程中，B點所受力均是先變大后變小，經(jīng)分析，當AB垂直于BC時，B點受力最大。如圖4-1所示， 圖4.1 曲柄受力分析由平衡方程, 解得 彎應力校核曲柄材料采用Q235普通碳鋼，其屈服極限為235MPa，取安全系數(shù)，則許用彎應力235/1.5=157MPa 。曲柄抗彎模量，取截面尺寸為高，寬之矩形鋼件，其抗彎模量 所設計套管抗彎能力足夠，可用，尺寸為高，寬。 切應力校核取曲柄的材料為Q235鋼，接合處為圓形截面，取安全系數(shù)為， 則，則圓形截面的最小面積，取，從而切應力遠小于許用切

42、應力，所以桿件抗剪強度足夠，不存在強度問題。 4.2 曲柄滑塊機構強度校核曲柄滑塊中原動件為主要受力桿件，由于曲柄滑塊桿件所用材料及樣式相同，所以主要分析原動件的強度。在這個機構中可以知道：電動機，由此可以計算出轉(zhuǎn)矩：通過減速機構等可以獲得圖4.2 AB桿件受力分析如上圖所示，在曲柄滑塊機構中，當BC垂直AB時有最大剪力。：求得：材料為Q235,由于銷軸受剪，取安全系數(shù)，銷軸的許用切應力為：由以上計算可知桿件切應力遠小于許用切應力，所以桿件抗剪強度足夠，不存在強度問題。第5章 機構運動分析與動力分析5.1 機構運動分析機構運動分析就是根據(jù)在機構各構件運動尺寸已確定、且原動件的運動規(guī)律（通常原動

43、件做勻速轉(zhuǎn)動）已知來確定其他構件上某些點的軌跡、位移、速度和加速度（或某些構件的位置、角位移、角速度、角加速度）等運動參數(shù)。為了確定機構工作過程的運動和動力性能，往往要知道機構構件上某些點的速度、加速度及其變化規(guī)律。對于高速和重載機械，其運動構件的慣性力往往很大，因此，在進行強度計算、動力特性分析和機構動力學設計（如機構平衡）時常需要計算構件慣性力。因而，也就要求首先對機構的速度和加速度進行分析。平面上一個點的位置可以用該點的兩個坐標表示，運用解析法的關鍵是建立構件上一些特殊點的位置方程，從而得到它們速度與加速度的變化規(guī)律，來分析構件的運動。 曲柄搖桿機構運動分析分析過程如 圖5.1 曲柄搖桿

44、坐標圖 如圖5-1中坐標所示，以A點為原點（0，0），。AB為原動件，已知原動件的運動，就是已知AB桿繞A點轉(zhuǎn)動的角位置為、角速度和角加速度，由于3個桿的尺寸約束， 、距離不變，所以可寫出B的位置方程為： （5-1） 其中，AB桿的角位置為，可立即計算出來，從而得到鉸接點B的位置。速度和加速度方程如下：將式（5-1）對時間t分別作一次、二次求導，可得到鉸接點B的 （5-2） 其中。 （5-3） 其中，根據(jù)已知的和，由式（5-2）和（5-3）就可以求出鉸接點B的速度和加速度。確定從動件BC上點B的運動之后，必須再確定構件BC上另一點C，才能確定構件BC桿的運動，由于運動尺寸的約束，、的尺寸不變，

45、 D，則有C點的位置方程如下： （5-4） 其中由式（5-1）中，可求得，又因為，所以，所以由式（5-4）可求得。 將式（5-4）進行整理： (5-5) 對式（5-5）進行對時間t的一階和二階導數(shù)，可以得到C點的速度方程： (5-6) 其中，已經(jīng)由式（1-2）求出，只有，兩個未知數(shù)，可求出C點的速度。C點的加速度方程為： (5-7) 其中只有，兩個未知數(shù)，即可求出C點的加速度。 至此，B、C鉸接點的運動參數(shù)都得到確定，BC桿的運動得以確定。 曲柄滑塊機構運動分析 圖5.2 曲柄滑塊坐標圖如圖5-2所示，以A為原點（0,0），由尺寸分析可以得到，。在該機構中桿AB和齒輪（減速系統(tǒng)）連接，所以桿A

46、B為原動件，已知原動件的運動，就是已知AB桿繞A點轉(zhuǎn)動的角位置為、角速度和角加速度，由于兩個桿的尺寸約束， 、距離不變，所以可寫出B的位置方程為： (1)其中，AB桿的角位置，、可立即計算出來，從而可以獲得B點的位置。將式（5-1）對時間t分別作一次、二次求導，可得到鉸接點B的速度和加速度方程如下： (2) 其中。 (3) 其中，根據(jù)已知的和，由式（5-2）和（5-3）就可以求出鉸接點B的速度和加速度。確定從動件BC上點B的運動之后，必須再確定構件BC上另一點C，即滑塊的運動，由于運動尺寸的約束，的尺寸不變。 (4) 其中由式（1）中，可求得，又因為已知，所以可以求出，這樣就可以求得。 將（4

47、）式進行整理得： （5） 對（5）式進行對時間的一階導數(shù)，即可求得C點的速度方程： （6） 其中和已知，滑塊在y軸方向速度為0，只有一個未知數(shù)，所以可以求出C點的速度。對（5）式進行對時間的二階導數(shù)或者對（6）式進行對時間的一階導就可以求得C點的速度方程： 其中，為已知量，并且滑塊在y軸方向沒有運動即，通過上式即可求得。至此，B，C點的位移，速度，加速度都可以求得，曲柄、連桿，滑塊的運動就可以確定出來。5.2 機構動力分析機構動力學分析主要研究機構中的受力與機構運動之間的關系。我們所遇到的問題是已知機構的運動求作用于機構上的力，屬于機構動力學的逆問題，這里我們將采用動態(tài)靜力分析的研究方法。確定

48、機構的平衡力（平衡力矩）在工程上具有重要的意義：當平衡力作用在機構中的原動件上時，平衡力的大小是確定機構驅(qū)動裝置的主要依據(jù)；當平衡力作用在機構中的工作構件上時，則平衡力的大小是確定機構工作能力的主要依據(jù)。由于棘輪機構過于復雜，仿真存在困難，所以我們只對曲柄搖桿機構和曲柄滑塊機構進行仿真，在ADAMS中建模并仿真，并輸出仿真曲線，進行運動分析，分析過程如下： 圖5.1 搖桿角速度、角加速度 圖5.2搖桿運動特性在這里我們主要目的是確定平衡力和構件之間的運動副反力。我們將切刀簡化成曲柄滑塊機構，在ADAMS中建模并仿真，并輸出仿真曲線，進行運動分析，分析過程如下： 圖5.3滑塊運動特性對曲柄滑塊機

49、構進行動態(tài)靜力分析如下： 圖5.4曲柄滑塊機構動態(tài)靜力分析從整體上分析，機構中總共有3個活動構件，則可以寫出9個平衡方程，共有4個運動副，共有8個運動副反力未知數(shù)，再加平衡力矩，共計9個。所以機構的動態(tài)靜力分析是可解并有唯一一個解。設定原動件1的運動為勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，我們知道所選構件為同一種均勻材料，所質(zhì)心位置就是基本桿的中心位置，通過ADAMS分析可以求得各個構件的速度、加速度，計算出各個構件的角位置、角速度和角加速度；根據(jù)構件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)確定出慣性力和慣性力矩。將慣性力、重力和作用在機構上的所有已知外力等施加到各個相應的構件上，為方便求解，應將各個構件上所受到的所有集中外力平移到構件的質(zhì)心。分析機構的動態(tài)靜力的順序為：因為機構3上的作用力是已知外力，所以機構的動態(tài)靜力分析應該從構件3開始，即先對構件2、3組成的II級桿組進行分析。利用構件2和構件3的六個平衡方程，求出轉(zhuǎn)動副C的反力、移動副C的反力、和轉(zhuǎn)動副B的反力、；最后利用構件1的三個平衡方程，求出轉(zhuǎn)動副A的運動副反力、和平衡力矩。在這個曲柄滑塊機構中