一種肉片切片疊片機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】
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一種新型肉片切片疊片機(jī)設(shè)計(jì)
開(kāi)題報(bào)告
一、綜述
背景：目前國(guó)內(nèi)高質(zhì)量的食品加工機(jī)械不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，肉塊切片的切肉機(jī)也是如此，現(xiàn)今，大量的切肉機(jī)都是卷形的，缺乏片形切肉機(jī)。隨著人民生活水平的不斷提高和對(duì)肉類(lèi)食品消費(fèi)的增高，該市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大。
目的：設(shè)計(jì)一種能夠切出不同薄厚、不同形狀，并能折疊成片形的肉片切機(jī)，同時(shí)還要保證切片速度較高，操作簡(jiǎn)單、方便、可靠。
意義：滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，使其產(chǎn)品多樣化。
市場(chǎng)現(xiàn)狀：
圖1 SFS-350G型立式全自動(dòng)凍肉切片機(jī)
特點(diǎn)：
1. 日常免加機(jī)油維護(hù)，避免因缺少日常保養(yǎng)(加油)導(dǎo)致的機(jī)械性損壞，延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命。
2. 大功率電動(dòng)機(jī)，刀片電機(jī)功率高達(dá)550W，走動(dòng)電機(jī)功率高達(dá)750W 。
3. 刀片、大行程，可同時(shí)切三卷羊肉或一卷肥牛，切片厚度0~16mm任意調(diào)節(jié) 。
4. 動(dòng)設(shè)計(jì)使切肉速度達(dá)到50次／分的速度(每小時(shí)能切9200片羊肉) 。
5. 采用高精密蝸桿蝸輪減速機(jī)傳動(dòng)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的低噪音及整機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性極佳。
6. 獨(dú)創(chuàng)的磨刀結(jié)構(gòu)，使磨刀操作更加方便和安全。
7. 機(jī)器配有漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)、點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)，操作更加安全。
8. 機(jī)身采用高強(qiáng)度矩形鋼管焊接噴涂制作，大大增加了整機(jī)強(qiáng)度。
9. 一年364天無(wú)需加油，保養(yǎng)更簡(jiǎn)便壽命更長(zhǎng)久。
圖2 NFC-300 臺(tái)式冷凍肉切片機(jī) 圖3 NFC-300臺(tái)式冷凍肉切片機(jī)
特點(diǎn)：
1、 雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力充沛，工作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小。
2、 機(jī)身材質(zhì)采用鋁鎂合金及不銹鋼，鋁鎂合金經(jīng)陽(yáng)極處理，不生銹，耐腐蝕，保證食品衛(wèi)生。
3、 采用立體交叉結(jié)構(gòu)壓肉，對(duì)肉坯尺寸、形狀沒(méi)限制。
4、 圓刀耐腐蝕性強(qiáng)，磨刀簡(jiǎn)單，刀刃鋒利。
5、 外形美觀，性?xún)r(jià)比強(qiáng)。
6、 每小時(shí)可切5760片（兩排），最后一片也切得很好，可均一切割-7℃以?xún)?nèi)冷凍肉。
7、 配有點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)，急停開(kāi)關(guān)，安全可靠。
8、 特制加大接肉臺(tái)，方便使用。
9、 采用雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式、增強(qiáng)切削動(dòng)力。
10、 配有電機(jī)過(guò)載保護(hù)和失壓保護(hù)裝置、確保機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及操作者的人身安全。
圖4 JNKRD-2L型羊肉切片機(jī) 圖5 JNKRD-2L型羊肉切片機(jī)
特點(diǎn)：
1. 采用立刀直切式原理，根據(jù)客戶(hù)需要可切粗卷、細(xì)卷、等多種卷形，肉卷在零下18度無(wú)需解凍，可直接上機(jī)切片。
2. 加工量為每小時(shí)45-85KG，厚度可調(diào)整為0.3-3mm。
3. 出卷成型好，不連刀，排列整齊，方便客戶(hù)裝盒裝袋。
調(diào)研分析：
第一種機(jī)器，雖有切肉高效，機(jī)器使用使用壽命長(zhǎng)，但操作較復(fù)雜，沒(méi)有切玩肉的對(duì)形狀的管理，直接成卷狀。第二，三種機(jī)器，和第一種一樣，都沒(méi)有切完肉的對(duì)形狀的管理，直接出卷狀?，F(xiàn)今市場(chǎng)普遍的切肉機(jī)都是切完直接成卷狀，沒(méi)有對(duì)切完肉片的管理。設(shè)計(jì)出一款自動(dòng)化的，簡(jiǎn)單，高效的從放肉到切完肉疊片的機(jī)器應(yīng)該是很有市場(chǎng)前景的。
二、研究?jī)?nèi)容
設(shè)計(jì)要求：
1. 設(shè)計(jì)一種能夠切出不同薄厚，并能折疊成所需要的形狀的肉片切機(jī)。
2. 該切機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足所需要的功能要求，同時(shí)還要保證切片速度較高，操作簡(jiǎn)單、方便、可靠。
根據(jù)調(diào)研和設(shè)計(jì)要求提出以下兩種設(shè)計(jì)方案：
方案一：機(jī)械式傳動(dòng)切肉機(jī)
利用聯(lián)軸器連接電動(dòng)機(jī)和軸，使軸具有轉(zhuǎn)速，在軸上連接傳動(dòng)件控制運(yùn)輸帶，切刀和擋板的相互配合，使其形成完美循環(huán)。
方案二：數(shù)控機(jī)床式切肉機(jī)
用數(shù)控機(jī)床來(lái)控制肉的進(jìn)給和切刀，實(shí)現(xiàn)肉塊切成肉片的動(dòng)作。
方案比較：我選擇方案一
方案一優(yōu)點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)單
制造成本低
換刀容易
方案二缺點(diǎn)： 制造成本高
換刀麻煩
設(shè)計(jì)復(fù)雜
主要研究?jī)?nèi)容：運(yùn)輸帶的運(yùn)動(dòng)和刀切肉之間的配合
圖6 機(jī)械式切肉機(jī)原理圖
1-棘輪 2-齒輪 3-固定肉塊裝置 4-疊板裝置
肉塊的進(jìn)給裝置：
肉塊固定在運(yùn)輸帶上，經(jīng)過(guò)棘輪裝置，實(shí)現(xiàn)運(yùn)送帶的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
刀的上下切刀裝置：
在運(yùn)送帶停止時(shí)，刀完成切肉動(dòng)作并提升到一定高度。
疊板的反復(fù)運(yùn)動(dòng)裝置：
在切完肉時(shí)，疊板向下運(yùn)動(dòng)完成疊肉動(dòng)作。
肉片的運(yùn)輸運(yùn)動(dòng)：
用軸帶動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)運(yùn)送帶的勻速運(yùn)動(dòng)。
刀的震刀運(yùn)動(dòng)：
用電機(jī)帶動(dòng)刀的固定裝置，實(shí)現(xiàn)刀的左右擺動(dòng)。
研究的難點(diǎn)重點(diǎn)：
在于棘輪控制的進(jìn)給帶和刀的上下切和疊板反復(fù)運(yùn)動(dòng)之間的相互配合。實(shí)現(xiàn)在進(jìn)給帶停頓時(shí)，刀向下切肉并提升到安全高度，刀切完肉，疊板進(jìn)行疊肉之間的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。
三、實(shí)現(xiàn)方法及技術(shù)方法
實(shí)現(xiàn)方法：在同一軸上利用三者之間的時(shí)間差實(shí)現(xiàn)相互配合。
技術(shù)方法：
1. 棘輪的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸帶一停一進(jìn)的反復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2. 齒輪的勻速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸帶的勻速運(yùn)動(dòng)。
四、對(duì)進(jìn)度的具體安排
1、 第1-4周調(diào)研查閱資料，英文翻譯，完成開(kāi)題報(bào)告。
2、 第5，6周完成理論計(jì)算。
3、 第7，8周完成零件圖繪制。
4、 第9,10,11周完成裝配圖。
5、 第12,13,14周完成三維仿真設(shè)計(jì)。
6、 第15-17周完成設(shè)計(jì)并打印圖紙，整理編寫(xiě)論文，準(zhǔn)備答辯。
五、參考文獻(xiàn)
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15、 徐錦康．機(jī)械設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
指導(dǎo)教師：（簽署意見(jiàn)并簽字） 年 月 日
督導(dǎo)教師：（簽署意見(jiàn)并簽字） 年 月 日
領(lǐng)導(dǎo)小組審查意見(jiàn)：
審查人簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目：一種肉片切片疊片機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
專(zhuān) 業(yè)：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)老師/督導(dǎo)老師：
起止時(shí)間：
目錄
第一章：前言
1.1課題的背景、目的、意義
1.2設(shè)計(jì)方案的選擇
1.3課題研究的主要內(nèi)容
第二章：軸的設(shè)計(jì)及所需標(biāo)準(zhǔn)件的選取
2.1電動(dòng)機(jī)的選定
2.1.1提供主軸動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)的選定
2.1.1.1切刀上下運(yùn)動(dòng)的計(jì)算
2.1.1.2擋板運(yùn)動(dòng)的計(jì)算
2.1.1.3運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)的計(jì)算
2.1.2提供振刀動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)的選擇
2.2減速器的選定
2.3運(yùn)輸帶間歇送進(jìn)的設(shè)計(jì)
2.3.1間歇運(yùn)動(dòng)所需的機(jī)構(gòu)的選擇
2.3.2棘輪的設(shè)計(jì)
2.3.3棘輪所在的軸的整體設(shè)計(jì)
2.3.4運(yùn)輸帶步進(jìn)運(yùn)動(dòng)另外兩個(gè)軸的設(shè)計(jì)
2.3.5帶動(dòng)主動(dòng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的帶圓盤(pán)的軸的設(shè)計(jì)
2.4勻速運(yùn)輸帶的設(shè)計(jì)
2.4.1與主軸用一對(duì)齒輪相嚙合的滾筒軸的設(shè)計(jì)
2.4.2運(yùn)輸帶勻速運(yùn)動(dòng)另一個(gè)軸的設(shè)計(jì)
2.5主軸的設(shè)計(jì)
2.6擋板的設(shè)計(jì)
2.6.1擋板整體的設(shè)計(jì)
2.6.2凸輪的設(shè)計(jì)
2.7主軸與勻速運(yùn)輸帶的定位
2.8軸承的選擇
2.9聯(lián)軸器的選擇
第三章切刀傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
3.1刀架的設(shè)計(jì)
3.2導(dǎo)軌的選擇
摘要：
市場(chǎng)上的切肉機(jī)基本上都是切成卷狀的，隨著人們對(duì)產(chǎn)品多樣化的需求，設(shè)計(jì)出一種切成片狀的切肉機(jī)。
在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出一種機(jī)械式的切肉機(jī)，該切肉機(jī)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，用棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行肉塊的進(jìn)給，切刀由軸上最外端的圓盤(pán)的帶動(dòng)，切完肉，肉片經(jīng)擋板進(jìn)行疊肉，肉片的運(yùn)輸由勻速運(yùn)輸帶運(yùn)送。軸的連接按其需要選取標(biāo)準(zhǔn)的剛性聯(lián)軸器，軸的固定按其所需承受載荷等分析選取標(biāo)準(zhǔn)的深溝球軸承。該切肉機(jī)的特點(diǎn)是，操作簡(jiǎn)單，方便，切片速度快，可靠性強(qiáng)。
在進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和導(dǎo)師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)了切刀的傳動(dòng)裝置，各個(gè)軸的定位及傳動(dòng)關(guān)系，完成了裝配圖和部分零件圖，建立了三維模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。
關(guān)鍵詞：棘輪 步進(jìn)運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)裝置
Abstract:
The cutting machine on the market basically is cut into rolls, as people demand for product diversification, designed a cutting machine cut into flake.
Under the guidance of tutor, design a kind of mechanical cutting machine, the cutting machine powered by motor, step motion was achieved through the ratchet mechanism, and to feed meat cutter by the shaft on the outer side of the disk drive, cutting out meat, meat by the baffle to fold the meat, the meat transport by the conveyor belt at a constant speed. Shaft connection according to the need to select standard coupling rigidity, axial fixed according to its load bearing analysis such as the selection criteria for deep groove ball bearings. The characteristics of the cutting machine, the operation is simple, convenient, fast slicing and reliability.
Under the guidance of literature review and a mentor, design the gear cutter, each axis positioning and the transmission relationship, completed the assembly drawing and parts drawing, 3 d motion simulation model is established.
Keywords: ratchet stepping motion transmission
第一章
1.1課題的背景、目的、意義
背景：目前國(guó)內(nèi)高質(zhì)量的食品加工機(jī)械不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，肉塊切片的切肉機(jī)也是如此，現(xiàn)今，大量的切肉機(jī)切出的肉都是卷形的，缺乏片形切肉機(jī)。隨著人民生活水平的不斷提高和對(duì)肉類(lèi)食品消費(fèi)的增高，對(duì)產(chǎn)品的品種需求越來(lái)越多，該市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大。
目的：設(shè)計(jì)一種能夠切出不同薄厚，并能折疊成片形的肉片切機(jī)，同時(shí)還要保證切片速度較高，操作簡(jiǎn)單、方便、可靠。(切片速度90片/分鐘，肉片厚度范圍1-3mm)
意義：滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，使其產(chǎn)品多樣化。
1.2設(shè)計(jì)方案的選擇
方案一：機(jī)械式傳動(dòng)切肉機(jī)
利用聯(lián)軸器連接電動(dòng)機(jī)和軸，使軸具有轉(zhuǎn)速，在軸上連接傳動(dòng)裝置控制運(yùn)輸帶，切刀和擋板的相互配合，使其形成良性循環(huán)，達(dá)到快速，穩(wěn)定的切出肉片。
方案二：數(shù)控機(jī)床式切肉機(jī)
用數(shù)控機(jī)床來(lái)精確實(shí)現(xiàn)肉的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和切刀的切肉運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)肉塊切成肉片的動(dòng)作。
方案比較：我選擇方案一
因?yàn)闄C(jī)械式傳動(dòng)切肉機(jī)切片速度較高，操作簡(jiǎn)單，可靠，方便，制造成本低，換刀容易。而數(shù)控控制式切肉機(jī)雖然操作精度高，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)率高，但制造成本高，換刀麻煩，操作復(fù)雜。
1.3課題研究的主要內(nèi)容
主要研究?jī)?nèi)容：運(yùn)輸帶的運(yùn)動(dòng)，切刀的運(yùn)動(dòng)和擋板的運(yùn)動(dòng)幾者之間的配合。
肉塊的進(jìn)給裝置： 肉塊放在運(yùn)輸帶上，使其一停一頓的運(yùn)動(dòng)，就是實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，其頻率為一分鐘90次。
刀的上下切刀裝置：在運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀與肉塊不接觸，在運(yùn)輸帶停頓時(shí)，刀完成切肉動(dòng)作并提升到不與肉塊有接觸的高度，以此形成循環(huán)。
擋板的疊肉運(yùn)動(dòng)：當(dāng)肉塊被切成片時(shí)，在其落下運(yùn)輸帶時(shí)擋板完成疊肉動(dòng)作。
肉片的運(yùn)輸運(yùn)動(dòng)：用電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)運(yùn)送帶的勻速運(yùn)動(dòng)。
刀的振刀運(yùn)動(dòng)： 用電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)刀按一定頻率的擺動(dòng)。
第二章
2.1電動(dòng)機(jī)的選定：
2.1.1提供主軸動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)的選定
根據(jù)各部分運(yùn)動(dòng)受力計(jì)算所需功率：
2.1.1.1切刀上下運(yùn)動(dòng)的計(jì)算
根據(jù)切肉速度每分鐘90片，刀上下運(yùn)動(dòng)的效率為每分鐘90圈，肉塊的高度H=60mm，取刀的高度H1=70mm，可得S=2H1=140mm，T=2/3s，刀上下的移動(dòng)速度為V=S/T=0.14m/0.66s=0.21m/s。
切肉所需受力F=600N，根據(jù)Mer=Fr=9550p/n
其中Mer為扭矩，F(xiàn)為受力大小，r為扭轉(zhuǎn)半徑，p為所需功率，n為軸的轉(zhuǎn)速。
可得p=0.2kw=200w。
2.1.1.2擋板運(yùn)動(dòng)的計(jì)算
擋肉所需受力F=60N，根據(jù)Mer=Fr=9550p/n
其中Mer為扭矩，F(xiàn)為受力大小，r為扭轉(zhuǎn)半徑，p為所需功率，n為軸的轉(zhuǎn)速。
可得p=0.02kw=20w。
2.1.1.3運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)的計(jì)算
運(yùn)輸工作拉力F=3500N，運(yùn)輸帶工作速度V=0.04m/s，卷筒直徑D=120mm。
工作機(jī)所需功率Pw=FV/1000=0.14kw
電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd=Pw/η
已知齒輪傳動(dòng)效率η1=0.97，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率η2=0.98
聯(lián)軸器傳動(dòng)效率η3=0.99，卷筒傳動(dòng)效率η4=0.96
η=η12η24η32η4=0.82
Pd=0.14/0.82=0.0.17kw
上述運(yùn)輸帶勻速運(yùn)動(dòng)，棘輪所帶動(dòng)的運(yùn)輸帶為間歇運(yùn)動(dòng)，其所需功率可看作比運(yùn)輸帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率稍低，因此另一個(gè)所需功率相等為0.10kw。
卷筒軸工作轉(zhuǎn)速n=60x1000v/лD=64r/min
蝸輪蝸桿減速器i=10~40
nd=in=640~2560r/min
電機(jī)所需總功率P=200+20+100+170=490w
考慮損耗所需功率為P總=P（1+0.3）=637w
選取標(biāo)準(zhǔn)功率為750w的電機(jī)。
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，價(jià)格，傳動(dòng)比等，選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)閅系列電動(dòng)機(jī)為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)，性能可靠耐用，對(duì)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在空氣中不含易燃、易炸或腐蝕性氣體的場(chǎng)所中使用，適用于無(wú)特殊要求，電源電壓為380V的機(jī)械上，例如機(jī)床、運(yùn)輸帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。無(wú)論是性能方面還是生產(chǎn)成本，均以做到了相對(duì)最優(yōu)化。其選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y802-4，Y表示系列代號(hào)，4表示電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。
主要性能如下
型號(hào) Y802-4 額定功率0.75 kw 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1390r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩2.2
2.1.2提供振刀動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)的選擇
振刀所需受力F=24N，根據(jù)Mer=Fr=9550p/n
其中Mer為扭矩，F(xiàn)為受力大小，r為扭轉(zhuǎn)半徑，p為所需功率，n為軸的轉(zhuǎn)速。
可得p=0.0.175kw=175w。
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，價(jià)格，傳動(dòng)比等，選擇三相異步電動(dòng)機(jī)61K180A-YF，其優(yōu)點(diǎn)是電磁雜訊較少，無(wú)連續(xù)性振動(dòng)和過(guò)度沖擊，使用環(huán)境受溫度影響小等等。適用于流水線(xiàn)設(shè)備，自動(dòng)化設(shè)備。
主要性能如下
型號(hào) 61K180A-YF 極數(shù)4極 額定功率0.18kw 額定轉(zhuǎn)速1400r/min
額定電壓220/380v
2.2減速器的選定
由選定的電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)的主軸的轉(zhuǎn)速n可得傳動(dòng)裝置的總的傳動(dòng)比：i=nm/n
nm=1390r/min，n=90r/min
可得i=15.4
計(jì)算各軸的輸入功率
聯(lián)軸器傳動(dòng)效率η1=0.99，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率η2=0.98，蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率η3=0.8
電動(dòng)機(jī)的功率P=0.75kw
蝸桿軸的功率P1=Pη1η2=0.73kw
蝸輪軸的功率P2=P1η1η2η3=0.56kw
計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nm=1390r/min
蝸桿軸的轉(zhuǎn)速n1=nm=1390r/min
蝸輪軸的轉(zhuǎn)速n2=n1/i=90r/min
計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩Td=9550Pd/nm=5.15Nm
蝸桿軸的輸入轉(zhuǎn)矩T1=9550P1/n1=4.99Nm
蝸輪軸的輸入轉(zhuǎn)矩T2=9550P2/n2=59.93Nm
選取RV系列的蝸輪蝸桿減速器，因?yàn)槠湓诜蠂?guó)家標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)的基礎(chǔ)上，吸取了國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的技術(shù)，箱體外形美觀的方箱型外結(jié)構(gòu)。根據(jù)計(jì)算各軸的功率、轉(zhuǎn)速、輸入轉(zhuǎn)矩，選取標(biāo)準(zhǔn)RV系列蝸輪蝸桿減速器NMRV063,其參數(shù)為：功率0.75kw，轉(zhuǎn)速1400r/min，傳動(dòng)比15，渦輪軸轉(zhuǎn)速93r/min，可承載轉(zhuǎn)矩63Nm，最小軸直徑20mm。
其優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn)
1、 傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比范圍大。
2、 只要設(shè)計(jì)的合理，制造裝配精度符合標(biāo)準(zhǔn)，就能得到高精度和小間隙回差。
3、 熱交換性能好，散熱快。
4、 安裝簡(jiǎn)便，性能優(yōu)越，便于維護(hù)和檢修。
5、 適用性強(qiáng)，適用范圍廣，安全可靠性大。
6、 傳遞同樣的功率和轉(zhuǎn)矩時(shí)的體積小，可用較小的體積傳遞大的轉(zhuǎn)矩，傳動(dòng)總體積小。
2.3運(yùn)輸帶間歇送進(jìn)的設(shè)計(jì)
2.3.1間歇運(yùn)動(dòng)所需的機(jī)構(gòu)的選擇
運(yùn)輸帶在進(jìn)肉時(shí)需要周期地運(yùn)動(dòng)和停歇，稱(chēng)為間歇運(yùn)動(dòng)。常見(jiàn)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)。
棘輪機(jī)構(gòu)：由棘輪與桿上帶棘爪的機(jī)構(gòu)組成。通過(guò)桿的周期運(yùn)動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪周期轉(zhuǎn)動(dòng)。
槽輪機(jī)構(gòu)：一個(gè)帶槽的槽輪與一個(gè)帶圓銷(xiāo)件的機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)圓銷(xiāo)插入槽輪的槽中，帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而圓銷(xiāo)離開(kāi)槽時(shí)，槽輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
連桿機(jī)構(gòu)：由幾根連桿組成。連桿機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)主要通過(guò)加大某一個(gè)連桿的鉸位孔使它成一個(gè)長(zhǎng)的孔，而使得運(yùn)動(dòng)的某一部分失效而得到的間歇運(yùn)動(dòng)。
不完全齒輪機(jī)構(gòu)：用一個(gè)沒(méi)有布滿(mǎn)圓周的齒輪組成的機(jī)構(gòu)。有齒的部分會(huì)帶動(dòng)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，而沒(méi)有齒的一段圓弧就不會(huì)帶動(dòng)從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)輸帶所需要的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的單向反復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)，因此我選擇的是棘輪機(jī)構(gòu)。
2.3.2棘輪的設(shè)計(jì)
棘輪機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)介
棘輪機(jī)構(gòu)通過(guò)棘輪的停頓運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所在軸的停頓運(yùn)動(dòng)將往復(fù)的運(yùn)動(dòng)或連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成單向步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
棘輪的輪齒通常使用單向齒，棘爪鉸接于搖桿上，為彈性連接，當(dāng)搖桿逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，使棘爪插入棘輪齒推動(dòng)棘輪同向運(yùn)動(dòng)；當(dāng)搖桿順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪上滑過(guò)，棘輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。為了確保棘輪不發(fā)生反轉(zhuǎn)，常在固定件上加上止逆棘爪，止逆棘爪為彈性連接。搖桿的往復(fù)擺動(dòng)可由齒輪機(jī)構(gòu)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。棘輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度成為動(dòng)程。動(dòng)程的大小可利用改變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)或遮齒罩的位置等方法調(diào)節(jié)，也可以在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)。如果希望調(diào)節(jié)的精度高于一個(gè)棘齒所對(duì)硬的角度，可使用多棘爪棘輪機(jī)構(gòu)。
我選擇的搖桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是由軸上連接圓盤(pán)來(lái)驅(qū)動(dòng)擺桿的，因?yàn)榧喌鹊霓D(zhuǎn)動(dòng)都是由軸來(lái)帶動(dòng)的。
棘輪機(jī)構(gòu)分類(lèi)方式
按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)：?jiǎn)蝿?dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)，雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。
單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：當(dāng)主動(dòng)擺桿按某一個(gè)方向擺動(dòng)時(shí)，推動(dòng)棘輪單向轉(zhuǎn)動(dòng)，不能反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)擺桿向兩個(gè)方向往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，分別帶動(dòng)兩個(gè)棘爪，推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)棘爪都是主動(dòng)棘爪，不起固定作用。
按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)：齒式棘輪機(jī)構(gòu)，摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。
齒式棘輪機(jī)構(gòu)：運(yùn)動(dòng)與停止的時(shí)間比通過(guò)選擇合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（例如用凸輪，棘輪）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。
缺點(diǎn)：動(dòng)程只能做有級(jí)調(diào)節(jié)，噪音、沖擊、磨損較大，不宜用于高速運(yùn)動(dòng)。
摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)：用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘爪，用無(wú)齒摩擦代替棘輪。
優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)程可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪音，無(wú)沖擊。
缺點(diǎn)：因?yàn)榭磕Σ亮鲃?dòng)，會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，雖然可起到安全保護(hù)的作用，但是傳動(dòng)精度不高，適用于低速?gòu)捷d荷的運(yùn)動(dòng)。
按嚙合方式分類(lèi)：外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。
外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)：棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外在部分，在棘輪外部驅(qū)動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
特點(diǎn)：加工、安裝、維修等方便簡(jiǎn)單，應(yīng)用面較廣。
內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)：棘爪或楔塊均安裝在棘輪的內(nèi)在部分，在棘輪內(nèi)部驅(qū)動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
特點(diǎn)：外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝精度高。
因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的是單向傳動(dòng)，需要合適的運(yùn)動(dòng)與挺值的時(shí)間比，不能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置來(lái)帶動(dòng)的，不可能實(shí)現(xiàn)在棘輪內(nèi)部帶動(dòng)，所以，通過(guò)分析，我選用的是單動(dòng)式、齒式、外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。其示意圖如下
上圖由主動(dòng)擺桿，主動(dòng)棘爪，棘輪，止回棘爪和機(jī)架組成。止回棘爪彈性連接在機(jī)架上，主動(dòng)擺桿空套在與棘輪固定連接的從動(dòng)軸上，并與主動(dòng)棘爪用移動(dòng)副相連，也是彈性連接。當(dāng)主動(dòng)擺桿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其帶動(dòng)主動(dòng)棘爪就插入棘輪的齒槽中，使棘輪帶著從動(dòng)軸跟著轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，此時(shí)，止回棘爪在棘輪的齒背上滑過(guò)，不起作用。當(dāng)主動(dòng)擺桿順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)時(shí)，止回棘爪起固定作用，防止棘輪發(fā)生順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，而主動(dòng)棘爪在棘輪齒背上滑過(guò)，棘輪不動(dòng)，保證從動(dòng)軸靜止不動(dòng)。因此，當(dāng)主動(dòng)擺桿作連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪做逆時(shí)針?lè)较虻拈g歇運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)軸做間歇運(yùn)動(dòng)。
我設(shè)計(jì)的主動(dòng)擺桿由固定在軸上的圓盤(pán)帶動(dòng)一個(gè)連桿連接主動(dòng)擺桿，由于圓盤(pán)的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)擺桿的往復(fù)擺動(dòng)?，F(xiàn)取主動(dòng)擺桿的長(zhǎng)度h1=100mm，連桿的長(zhǎng)度h2=100mm，連桿連在圓盤(pán)上的位置據(jù)圓盤(pán)圓心的位置的長(zhǎng)度h3=50mm，在軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿的位置變化如下圖所示往復(fù)擺動(dòng)。
圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)主動(dòng)擺桿自由擺動(dòng)的那一端作半徑R=100mm的圓，兩根主動(dòng)擺桿所形成的最大轉(zhuǎn)角就是主動(dòng)擺桿做半徑圓只與圓盤(pán)有一個(gè)相交點(diǎn)的位置，其位置為圓盤(pán)最低端和圓盤(pán)最頂端靠左一點(diǎn)的位置。通過(guò)h1=100mm，h2=100mm，可得最大轉(zhuǎn)角為32o。因?yàn)閳A盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，主動(dòng)擺桿逆時(shí)針?biāo)D(zhuǎn)動(dòng)的角度為170o，順時(shí)針?biāo)D(zhuǎn)動(dòng)的角度為190o，所以棘輪的動(dòng)、停時(shí)間比為逆時(shí)針?biāo)D(zhuǎn)動(dòng)的角度比上順時(shí)針?biāo)D(zhuǎn)動(dòng)的角度17:19。根據(jù)轉(zhuǎn)角32o，經(jīng)過(guò)處理，可看作30o，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為1/12，為方便棘輪的運(yùn)轉(zhuǎn)，棘輪的齒數(shù)應(yīng)為12的倍數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，故取棘輪的齒數(shù)Z=72。模數(shù)m=1mm，棘輪齒高取h=0.75mm，棘輪齒頂厚a=1mm，棘輪齒頂圓直徑da=mz=72mm，棘輪根圓直徑df=da-2h=70.5mm，棘輪齒槽夾角θ=60o，棘輪齒槽圓角半徑r=1.5mm，棘輪厚度b=4mm，棘爪工作長(zhǎng)度l=2лm,棘爪高度h1=2.75mm，棘爪齒頂圓角半徑r1=2mm，棘爪底長(zhǎng)度a1=1mm。
2.3.3棘輪所在的軸的整體設(shè)計(jì)
由棘輪所在的軸帶動(dòng)另一個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榧喪情g歇運(yùn)動(dòng)，所以?xún)奢S之間由運(yùn)輸帶套在軸上的滾筒以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸帶的間歇運(yùn)動(dòng)。要想實(shí)現(xiàn)由棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)控制運(yùn)輸帶的間歇運(yùn)動(dòng)，棘輪和滾筒都是固定于此軸上的。棘輪軸的轉(zhuǎn)速選擇，所在的軸和它所帶動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)速可以對(duì)比于蝸輪蝸桿減速器上渦輪軸，渦輪軸的轉(zhuǎn)速為90r/min，可看成棘輪所在的軸的轉(zhuǎn)速為90r/min，棘輪軸的功率選擇，棘輪軸的功率可對(duì)比于運(yùn)輸帶的功率，運(yùn)輸帶的功率為0.17kw，棘輪軸的功率可略低，取其為0.1kw,其最小直徑為d>=A（p/n)1/3,最小直徑為11mm，考慮傳動(dòng)損耗，因此選擇軸的最小直徑為大于等于15mm。
因軸上所傳遞的功率不大，又無(wú)特殊要求，故材料選擇最常用的45號(hào)鋼，因所要的切片厚度為1-3mm，故運(yùn)輸帶一次動(dòng)停最大運(yùn)動(dòng)距離為3mm，最小運(yùn)動(dòng)距離為1mm，運(yùn)輸帶的運(yùn)動(dòng)距離等于主動(dòng)棘爪所帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度比上一圈的角度360o乘上棘輪軸上滾筒的周長(zhǎng)。初步設(shè)定主動(dòng)棘爪所帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為5o，10o，15o；所對(duì)應(yīng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的齒數(shù)為1,2,3；對(duì)應(yīng)運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)的距離為1,2,3mm。實(shí)現(xiàn)主動(dòng)棘爪帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可調(diào)的辦法為在棘輪上裝上一個(gè)棘輪罩，調(diào)整棘輪罩所遮蓋的棘輪齒數(shù)，從而改變棘輪轉(zhuǎn)角的大小，也就改變了棘輪的動(dòng)程和動(dòng)、停時(shí)間比。如下圖所示
棘輪罩可遮蓋的轉(zhuǎn)角范圍為0-90o，將其分成18個(gè)擋，每移動(dòng)一擋，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角5o。計(jì)算主動(dòng)棘爪帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)5o，棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)1個(gè)齒數(shù)，運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)距離為1mm時(shí)所需的滾筒的直徑D=23mm，棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為10o，15o，棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)2,3個(gè)齒數(shù)，運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)的距離為2,3mm，所需的滾筒直徑也是D=23mm，因此棘輪軸上的滾筒直徑為D=23mm。
此軸的尺寸如下
直徑為25mm，長(zhǎng)度為50mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為30mm，長(zhǎng)度為15mm的軸上安裝齒數(shù)為72，模數(shù)為1mm的棘輪。直徑為35mm，長(zhǎng)度為35mm的軸起固定作用。直徑為15mm，長(zhǎng)度為190mm的那段軸上安裝在左端安裝直徑為23mm，長(zhǎng)度為70mm的滾筒，依次安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。
2.3.4運(yùn)輸帶步進(jìn)運(yùn)動(dòng)另外兩個(gè)軸的設(shè)計(jì)
此軸上所傳遞的功率不大，又無(wú)特殊要求，故材料選擇最常用的45號(hào)鋼，軸的直徑只要保證大于等于棘輪軸的直徑15mm，即可保證軸的剛度，承載力矩，使用壽命等符合標(biāo)準(zhǔn)，故此軸最小直徑大于等于15mm。因?yàn)榧嗇S上的滾筒直徑為23mm，為保證運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高，因此此軸上的滾筒直徑也為23mm。
此軸的尺寸如下
直徑為15mm，長(zhǎng)度為180mm的軸上安裝一個(gè)直徑為23mm，長(zhǎng)度為70mm的滾筒在其右端，在其左端安裝軸套和d=15mm,D=30mm,B=8mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為20mm，長(zhǎng)度為30mm的軸起固定滾筒的作用。直徑為15mm，長(zhǎng)度為80mm的那段軸上安裝軸套和d=15mm,D=30mm,B=8mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。
2.3.5帶動(dòng)主動(dòng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的帶圓盤(pán)的軸的設(shè)計(jì)
因?yàn)榕c主動(dòng)擺桿相連的連桿是鉸接在圓盤(pán)上的，此圓盤(pán)必須在最外端，否則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿會(huì)卡死在此軸上，因此圓盤(pán)不能直接固定在蝸輪軸上，需通過(guò)一對(duì)大小相等的直齒圓柱齒輪嚙合，使此軸與蝸輪軸具有相同的轉(zhuǎn)速。因?yàn)檫B桿與圓盤(pán)的鉸接點(diǎn)是距圓盤(pán)圓心的距離為50mm，圓盤(pán)的直徑為130mm，所以此軸與蝸輪軸之間的距離應(yīng)大于65mm，選取標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其分度圓直徑應(yīng)大于65mm，故選取模數(shù)為3mm，齒輪齒數(shù)為30，齒頂高系數(shù)為1，齒底隙系數(shù)為0.25，壓力角30o，齒寬為10mm的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。其齒輪的分度圓直徑為90mm，兩軸之間的距離為90mm>65mm。此軸上所傳遞的功率不大，又無(wú)特殊要求，故材料選擇最常用的45號(hào)鋼，因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)動(dòng)是靠減速器帶動(dòng)的，減速器的最小軸徑為20mm，故不用計(jì)算，軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的強(qiáng)度，剛度，承受載荷，使用壽命等符合要求，故此軸最小直徑大于等于20mm。將圓盤(pán)固定在軸的一端，保證圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿能正常轉(zhuǎn)動(dòng)。
此軸的尺寸如下
直徑為20mm，長(zhǎng)度為95mm的軸左端連接上一個(gè)直徑為120mm的圓盤(pán)。直徑為25mm，長(zhǎng)度為28mm的軸上安裝一個(gè)齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm齒輪。直徑為30mm，長(zhǎng)度為10mm的軸起固定齒輪的作用。直徑為20mm，長(zhǎng)度為63.5mm的軸上安裝軸套和d=20mm,D=42mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。
2.4勻速運(yùn)輸帶的設(shè)計(jì)
2.4.1與主軸用一對(duì)齒輪相嚙合的滾筒軸的設(shè)計(jì)
因?yàn)檫\(yùn)輸工作拉力F=3500N，運(yùn)輸帶工作速度V=0.04m/s，卷筒直徑D=120mm，卷筒軸工作轉(zhuǎn)速計(jì)算為60r/min，主軸的轉(zhuǎn)速為90r/min，所以主軸與此滾筒軸的速度比為2:3。主軸與此軸可用一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的直齒圓柱齒輪相嚙合，使此軸轉(zhuǎn)速達(dá)到60r/min。一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合條件為模數(shù)和壓力角分別相等。因?yàn)榫硗仓睆綖?20mm，所以?xún)升X輪的分度圓直徑相加應(yīng)大于120mm，選取模數(shù)為3mm，壓力角為30o，一個(gè)齒輪的齒數(shù)為20，另一個(gè)為30，其分度圓直徑相加為150mm，150>120，符合要求。此軸轉(zhuǎn)速為60r/min，兩齒輪的轉(zhuǎn)速比等于其齒輪個(gè)數(shù)的反比，因此此軸上的齒輪個(gè)數(shù)為30。齒輪其他參數(shù)齒頂高系數(shù)為1，齒底隙系數(shù)為0.25，齒輪的變位系數(shù)為0，齒寬為10mm。因此軸上所傳遞的功率不大，又無(wú)特殊要求，故材料選擇最常用的45號(hào)鋼，而軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的強(qiáng)度，承受力矩等符合要求，故此軸最小直徑大于等于20mm。
此軸的尺寸如下
直徑為30mm，長(zhǎng)度為30mm的那段軸上安裝齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪。直徑為30mm，長(zhǎng)度為70mm的那段軸上安裝直徑為120mm，長(zhǎng)度為70mm的滾筒。直徑為35mm，長(zhǎng)度為18mm的那段軸是起使齒輪和滾筒固定的作用。直徑為25mm，長(zhǎng)度為32mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為25mm，長(zhǎng)度為140mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。
2.4.2運(yùn)輸帶勻速運(yùn)動(dòng)另一個(gè)軸的設(shè)計(jì)
因與之配合的軸上的滾筒直徑為120mm，為保證運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度較好，因此此軸上的滾筒直徑也為120mm。此軸上所傳遞的功率不大，又無(wú)特殊要求，故材料選擇最常用的45號(hào)鋼，軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，使用壽命等符合標(biāo)準(zhǔn)，故此軸最小直徑大于等于20mm。
此軸的尺寸如下
直徑為30mm，長(zhǎng)度為70mm的那段軸上安裝直徑為120mm，長(zhǎng)度為70mm的滾筒。兩個(gè)直徑為25mm，長(zhǎng)度為110mm的那段軸上安裝軸套和d=25mm,D=47mm,B=12mm的深溝球軸承，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。
2.5主軸的設(shè)計(jì)
此切肉機(jī)的傳動(dòng)樞紐就在主軸上，減速器與主軸用一對(duì)完全相同的齒輪嚙合，齒輪齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm，因此主軸獲得與減速器輸出軸相同的轉(zhuǎn)速90r/min，主軸上有步進(jìn)運(yùn)輸帶所需的動(dòng)力，勻速運(yùn)輸帶所需的動(dòng)力，切刀上下運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力，擋板疊肉所需的動(dòng)力。步進(jìn)運(yùn)輸帶所需的功率為100w，勻速運(yùn)輸帶所需的功率為170w，切刀上下運(yùn)動(dòng)所需的功率為200w，擋板疊肉所需的功率為20w，因此主軸所需的功率為490w，取500w，主軸的最小直徑為d>=A（p/n)1/3,其最小直徑為18mm，取最小直徑為20mm，此軸上所傳遞的功率不算大，又無(wú)任何特殊要求，故材料選擇最常用的45號(hào)鋼，軸的直徑只要保證大于等于最小直徑20mm，即可保證軸的正常轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)度，剛度，使用壽命等符合標(biāo)準(zhǔn)，故此軸最小直徑大于等于20mm。
此軸的尺寸如下
直徑為20mm，長(zhǎng)度為82mm的軸在最外端固定一個(gè)直徑為120mm的圓盤(pán)，此圓盤(pán)帶動(dòng)切刀的上下運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫B桿是鉸接在圓盤(pán)上的，此圓盤(pán)必須在最外端，否則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)連桿移動(dòng)時(shí)，連桿會(huì)卡死在此軸上。依次安裝有凸輪，軸套和d=20mm,D=42mm,B=12mm的深溝球軸承，通過(guò)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)擋板進(jìn)行疊肉，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用。直徑為30mm，長(zhǎng)度為26mm的軸上安裝齒數(shù)為20，模數(shù)為3mm的齒輪，用來(lái)帶動(dòng)勻速運(yùn)輸帶。直徑為35mm，長(zhǎng)度為10mm的軸為固定裝置，固定它兩邊的齒輪。直徑為30mm，長(zhǎng)度為98mm的軸的左端上安裝齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪，減速器的輸出軸上也有齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪，通過(guò)齒輪嚙合，電機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。依次有軸套，軸套起固定齒輪的作用。直徑為25mm，長(zhǎng)度為30mm的軸上安裝有安裝齒數(shù)為30，模數(shù)為3mm的齒輪，用來(lái)帶動(dòng)步進(jìn)運(yùn)輸帶。直徑為20mm，長(zhǎng)度為89mm的軸上安裝有軸套，d=20mm,D=42mm,B=12mm的深溝球軸承和凸輪，軸套起固定齒輪的作用，深溝球軸承起固定軸的作用，凸輪起帶動(dòng)擋板進(jìn)行疊肉的作用。軸的最外端固定一個(gè)直徑為120mm的圓盤(pán)，此圓盤(pán)帶動(dòng)切刀的上下運(yùn)動(dòng)，與最左端形成對(duì)稱(chēng)。
2.6擋板的設(shè)計(jì)
2.6.1擋板整體的設(shè)計(jì)
擋板的疊肉運(yùn)動(dòng)是和切刀的切肉速度同步的，切刀切下一片肉，擋板進(jìn)行一次疊肉。切刀的切肉速度是每分鐘90片，因此擋板的疊肉速度也是每分鐘90次。擋板是安裝在勻速運(yùn)輸帶上方的，只需切下肉是快速的擋一下肉片，因此設(shè)計(jì)成擋板的末端有一個(gè)小的推動(dòng)就行，選擇凸輪就可以帶動(dòng)。主軸的轉(zhuǎn)速是90r/min，因此在主軸上安裝一個(gè)凸輪就行了。
其示意圖如下
此機(jī)構(gòu)由凸輪，連桿，接觸塊，擋板組成。連桿中間有一段槽，用螺船穿過(guò)槽固定在箱體上，讓連桿只能在安裝螺栓的槽中移動(dòng)，連桿一端連接在凸輪的外端，一端連接在接觸塊的一端，接觸塊的另一端連接擋板。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪運(yùn)動(dòng)到突出部分時(shí)，帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，連桿帶動(dòng)接觸塊運(yùn)動(dòng)，擋板就運(yùn)動(dòng)了。
2.6.2凸輪的設(shè)計(jì)
凸輪的簡(jiǎn)介：因?yàn)橥馆喰螤畹牟灰?guī)則性，能帶動(dòng)其傳動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，獲得的運(yùn)動(dòng)與其輪廓曲線(xiàn)有關(guān)，因此，設(shè)計(jì)凸輪，就是設(shè)計(jì)它的輪廓曲線(xiàn)。
凸輪按其形狀分為三類(lèi)：盤(pán)形凸輪，移動(dòng)凸輪，圓柱凸輪
盤(pán)形凸輪：其徑向輪廓線(xiàn)變化的繞軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪。
移動(dòng)凸輪：盤(pán)形凸輪的徑向輪廓線(xiàn)變化很大時(shí)，使其相當(dāng)于直線(xiàn)移動(dòng)，這種凸輪稱(chēng)作移動(dòng)凸輪。
圓柱凸輪：凸輪是圓柱形的。
我選擇的凸輪是盤(pán)形凸輪，因?yàn)樵O(shè)計(jì)所需要的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)只是圓形有一點(diǎn)的突出即可。
2.7軸的定位
主軸與勻速運(yùn)輸帶的定位
以主軸為基準(zhǔn)，切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置比主軸的軸線(xiàn)高40mm，勻速運(yùn)輸帶的上表面應(yīng)該和切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置重合，滾筒的直徑為120mm，所以切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置比勻速運(yùn)輸帶軸線(xiàn)的位置高60mm，主軸軸線(xiàn)的位置比勻速運(yùn)輸帶軸線(xiàn)的位置高20mm。勻速運(yùn)輸帶的一個(gè)軸是和主軸用齒輪來(lái)傳動(dòng)的，主軸上的齒輪為齒數(shù)20，模數(shù)3mm，勻速運(yùn)輸帶上與主軸傳動(dòng)的的齒輪為齒數(shù)30，模數(shù)3mm，兩軸的直線(xiàn)距離為兩軸上兩齒輪的半徑和75mm，兩軸的水平距離為72mm。
主軸與步進(jìn)運(yùn)輸帶的定位
以主軸為基準(zhǔn)，切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置比主軸的軸線(xiàn)高40mm，圓盤(pán)的直徑為120mm，所以切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置比帶動(dòng)主動(dòng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的帶圓盤(pán)的軸的軸線(xiàn)位置最少高60mm，設(shè)定此軸的軸線(xiàn)比主軸的軸線(xiàn)位置低30mm，帶動(dòng)主動(dòng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的帶圓盤(pán)的軸是和主軸用齒輪來(lái)傳動(dòng)的，主軸上的齒輪為齒數(shù)30，模數(shù)3mm，帶動(dòng)主動(dòng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的帶圓盤(pán)的軸上的齒輪為齒數(shù)30，模數(shù)3mm，兩軸的直線(xiàn)距離為兩軸上兩齒輪的半徑和90mm，兩軸的水平距離為85mm。步進(jìn)運(yùn)輸帶的上表面應(yīng)該和切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置重合，因?yàn)榧嗇S軸上的棘輪直徑比滾筒直徑大，所以不能直接用此軸上的滾筒對(duì)比與切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置，要用此棘輪軸和兩個(gè)一樣的軸配合，這兩個(gè)軸上最大的直徑為滾筒的直徑，根據(jù)切刀運(yùn)動(dòng)的最低位置比主軸的軸線(xiàn)高40mm，此軸的軸線(xiàn)位置比主軸的軸線(xiàn)位置高28.5mm。棘輪軸的位置根據(jù)擺桿的運(yùn)動(dòng)軌跡確定此軸的軸線(xiàn)比帶動(dòng)主動(dòng)擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的帶圓盤(pán)的軸的軸線(xiàn)位置低100mm，因此此軸的軸線(xiàn)位置比主軸的軸線(xiàn)位置低130mm。示意圖如下
2.8軸承的選擇
軸承的作用：從字面上來(lái)講，就是作用在軸上使軸固定的元件，實(shí)際上，軸承不僅起固定軸的作用，還能降低軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦系數(shù)，減少機(jī)器損耗，控制軸的徑向和軸向的移動(dòng)，保證軸的回轉(zhuǎn)精度。
軸承主要分為三大類(lèi)：滑動(dòng)軸承，關(guān)節(jié)軸承，滾動(dòng)軸承。
滑動(dòng)軸承：由于沒(méi)有滾珠等滾動(dòng)體，承受大的摩擦力，采用耐摩擦材料，適用于低速，重載荷的場(chǎng)所。
關(guān)節(jié)軸承：聽(tīng)名字就知道主要用于有轉(zhuǎn)動(dòng)的地方，轉(zhuǎn)動(dòng)的地方，受載荷應(yīng)盡量小，因此它用在低載荷的場(chǎng)所。
滾動(dòng)軸承：摩擦力小，適用于高速，能承受不同方向的載荷。
設(shè)計(jì)所需要的軸承需要摩擦力小，能承受不同方向的載荷，有較高的轉(zhuǎn)速，因此，我選擇滾動(dòng)軸承。
滾動(dòng)軸承主要有推力球軸承，角接觸球軸承，深溝球軸承，調(diào)心滾子軸承，圓錐滾子軸承等等。
推力球軸承：從名字可以看出，是承受推力載荷的，承受單向軸向載荷，不能承受徑向載荷。適用于只承受軸向載荷，載荷較大，轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合。
角接觸球軸承：和所需要接觸的角度有關(guān)，有不同角度的角接觸球軸承。接觸角越大，軸向承受載荷能力越大，轉(zhuǎn)速越低，接觸角越小，軸向承受載荷能力越小，轉(zhuǎn)速越高，接觸角大小和轉(zhuǎn)速成反比?？沙惺茌S向載荷和徑向載荷。主要用于高速旋轉(zhuǎn)，承受載荷較低的場(chǎng)合。
深溝球軸承：由一個(gè)內(nèi)圈，一組鋼球，一個(gè)外圈，一組保持架組成?？沙惺茌S向載荷和徑向載荷，但其主要承受徑向載荷，當(dāng)其只承受徑向載荷時(shí)，接觸角為零。當(dāng)需要較大的軸向載荷時(shí)，可調(diào)大徑向游隙，使其和角接觸球軸承一樣，接觸角越大，軸向承受載荷能力越大。它的摩擦系數(shù)很小，造成的損失很少。適用于高速旋轉(zhuǎn)，低震動(dòng)，低噪聲的場(chǎng)合。
調(diào)心滾子軸承：由于軸承外圈滾道是球面形，所以調(diào)心性能很好，能很好的補(bǔ)償同軸度誤差，減少同軸度誤差?？沙惺軓较蜉d荷和軸向載荷，但主要承受徑向載荷，不能承受只有軸向載荷的場(chǎng)所。能承受很高的徑向載荷，有較好的抗沖擊能力。適用于重載荷，工作轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合。
圓錐滾子軸承：其由內(nèi)外圈組成，都有錐形軌道，因此通常是分離型的。可承受單一方向軸向載荷和徑向載荷，當(dāng)其承受徑向載荷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向分力，因此，需要附加一個(gè)能和其產(chǎn)生軸向分力相反的軸承來(lái)抵消。調(diào)整游隙的大小，可承受較大的軸向載荷。主要適用于承受徑向載荷為主，少量軸向載荷的聯(lián)合載荷，承受載荷大，轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合。
設(shè)計(jì)需要的是能承受徑向載荷和軸向載荷的軸承，轉(zhuǎn)速不需太高，摩擦系數(shù)小的軸承，因此我選擇深溝球軸承。
2.9聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器的作用：聽(tīng)名字就可以知道，連接軸的元件，例如，電動(dòng)機(jī)與軸的聯(lián)接，不同機(jī)構(gòu)中軸和軸的聯(lián)接。聯(lián)軸器在實(shí)際中，不僅起軸聯(lián)接的作用，根據(jù)不同種類(lèi)的聯(lián)軸器，起不同的作用。例如，補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移，減少緩沖，減震的作用。
常用的聯(lián)軸器主要分為三大類(lèi)：剛性聯(lián)軸器，有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器
剛性聯(lián)軸器:剛性代表著不可動(dòng)性，因此沒(méi)有一點(diǎn)回轉(zhuǎn)間隙，兩連接件不能產(chǎn)生相對(duì)位移，要求兩軸有對(duì)中性。不管有沒(méi)有誤差產(chǎn)生負(fù)載時(shí)，剛性聯(lián)軸器都是剛性傳動(dòng)扭矩。優(yōu)點(diǎn)是重量輕，維護(hù)簡(jiǎn)單，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，主要用于載荷較平穩(wěn)的地方。
有彈性元件的撓性聯(lián)軸器：由彈性元件代表著具有緩沖減震的作用，撓性代表著對(duì)于相連接的兩軸，如果產(chǎn)生相對(duì)位移，其有補(bǔ)償能力。主要用于轉(zhuǎn)矩不大的場(chǎng)合。
無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器：撓性代表著對(duì)于相連接的兩軸，如果產(chǎn)生相對(duì)位移，其有補(bǔ)償能力。無(wú)彈性元件代表著不具備緩沖減震的作用。主要用于轉(zhuǎn)矩不大的場(chǎng)合。
設(shè)計(jì)中用到聯(lián)軸器的地方是電機(jī)和軸的連接，其載荷較平穩(wěn)，需要聯(lián)軸器的性能為兩軸有對(duì)中性，不能產(chǎn)生相對(duì)位移。因此我選擇的是剛性聯(lián)軸器。
剛性聯(lián)軸器主要有：凸緣聯(lián)軸器，平行軸聯(lián)軸器，套筒聯(lián)軸器
凸緣聯(lián)軸器：將聯(lián)軸器突出的部分用螺栓連接，其聯(lián)軸器是一分為二的，兩部分相同，兩個(gè)半聯(lián)軸器與軸的連接是用鍵連接。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和拆卸方便，維護(hù)容易，成本低廉，由于剛性大，通過(guò)摩擦可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，各個(gè)結(jié)構(gòu)是固定的，不具備徑向，軸向的位移補(bǔ)償，因此不能承受大的徑向載荷和軸向載荷，具有良好的對(duì)中性。適用于載荷不大的場(chǎng)合。
平行軸聯(lián)軸器：從名字可以看出，此聯(lián)軸器是連接兩個(gè)平行的軸的元件，連接的兩軸不在同一條線(xiàn)上。連接的兩軸通過(guò)中心圓盤(pán)來(lái)傳遞，圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿的擺動(dòng)，因此，軸心是可變化的，通過(guò)調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度，可平行調(diào)整軸心的位置，沒(méi)有側(cè)面載荷，偏心可調(diào)節(jié)，具有徑向偏差補(bǔ)償?shù)哪芰?。適用于徑向載荷較大的場(chǎng)合
套筒聯(lián)軸器：有兩個(gè)連接在一起的套筒組成，將軸用鍵，銷(xiāo)等剛性元件固定在套筒里，實(shí)現(xiàn)兩軸傳遞動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但相比凸緣聯(lián)軸器其安裝拆卸復(fù)雜，不易于維護(hù)。由于全部是剛性元件，不具有軸向，徑向的位移補(bǔ)償，不能承受較大的軸向載荷和徑向載荷。適用于低速，無(wú)沖擊載荷的場(chǎng)合。
通過(guò)對(duì)比，我選擇的是凸緣聯(lián)軸器，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝和拆卸容易，嚴(yán)格要求兩軸對(duì)中。
第三章切刀傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
3.1刀架的設(shè)計(jì)
刀架的示意圖如下
此圖主要由一個(gè)橫著的導(dǎo)軌和滑塊，兩個(gè)豎著的導(dǎo)軌和滑塊，起固定作用的角鋼，電機(jī)，連桿切刀組成。
此圖分為兩個(gè)動(dòng)力機(jī)構(gòu)，一部分為振刀機(jī)構(gòu)，一部分為切肉機(jī)構(gòu)，要保證在切肉時(shí)振刀，因此振刀部分要與切刀部分的滑塊有所關(guān)聯(lián)。
切刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在機(jī)架的內(nèi)側(cè)兩端做對(duì)稱(chēng)的兩條導(dǎo)軌，使滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，在此兩個(gè)滑塊上安裝角鋼，在兩個(gè)角鋼之間固定上一個(gè)橫著的支架，在此支架的內(nèi)側(cè)做一條導(dǎo)軌，使滑塊在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，再在此滑塊上安裝角鋼，使切刀固定在此角鋼上，就能保證切肉時(shí)振刀。
振刀機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸上固定一個(gè)圓盤(pán)，圓盤(pán)踞圓心35mm遠(yuǎn)的地方連接連桿，用兩根連桿連到與橫著滑動(dòng)的滑塊相連的角鋼上，組成一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，以完成反復(fù)振刀。因?yàn)檫B桿是鉸接在圓盤(pán)上的，此圓盤(pán)必須在最外端，否則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)連桿移動(dòng)時(shí)，連桿會(huì)卡死在此軸上。電動(dòng)機(jī)不能固定在與橫著的導(dǎo)軌看成直線(xiàn)上下拉動(dòng)所形成的面上，必須與此有一定的偏角，因?yàn)閳A盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿有擺動(dòng)，若在一個(gè)面上，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有撞擊，圓盤(pán)不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.2導(dǎo)軌的選擇
導(dǎo)軌選擇的是DA25C,DA30C，是HG滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌滑塊系列，其主要是滾動(dòng)摩擦。
此類(lèi)型導(dǎo)軌有以下優(yōu)點(diǎn)：
運(yùn)動(dòng)時(shí)磨損?。夯瑒?dòng)導(dǎo)軌面上有流體潤(rùn)滑，減少其摩擦對(duì)它的磨損，而由于滑塊的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于接觸所產(chǎn)生的油膜的浮動(dòng)，造成的運(yùn)動(dòng)精度的誤差是不可避免的。在大多數(shù)情況下，流體潤(rùn)滑只局限于邊界區(qū)域，由運(yùn)動(dòng)所造成的直接摩擦是不可避免的，在這樣的過(guò)程中，大量的能量白白浪費(fèi)掉了。在這樣的情況下，滾動(dòng)摩擦由于接觸摩擦耗能小，整個(gè)面的摩擦損失也就相對(duì)大大減少，故能使?jié)L動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌破損較小，使用的潤(rùn)滑油也少，使得潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及維護(hù)方面變得更方便。
能承受較大力矩，承載力好：滑動(dòng)導(dǎo)軌在平行接觸的面所承受的力和力矩的能力挺好，可在其側(cè)面所能承受的力和力矩就不行了，本設(shè)計(jì)中，需承受力和力矩不只是水平接觸的，因此滑動(dòng)導(dǎo)軌就不行了。而滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌就能符合要求的，它是由滾珠組成的，能承受不同方向的力和力矩載荷，如承受搖動(dòng)力矩和擺動(dòng)力矩，上下左右各個(gè)方向的力，因此，滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌具有很好的載荷適應(yīng)性。在設(shè)計(jì)制造中，可以適當(dāng)?shù)募有╊A(yù)加載荷，增加阻尼，用來(lái)提高抗震性，同時(shí)可以消除高頻振動(dòng)的現(xiàn)象。
定位精度高：滑動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌是靠摩擦力來(lái)運(yùn)動(dòng)的，導(dǎo)軌副的摩擦阻力高，定位精度低。而滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)是靠鋼球滾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，產(chǎn)生的摩擦力小，所以導(dǎo)軌副的摩擦阻力小，動(dòng)靜摩擦阻力的差值不大，速度低時(shí)，不易產(chǎn)生爬行。重復(fù)定位的精度高，適合做頻繁換向或頻繁啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，設(shè)計(jì)所需要的導(dǎo)軌需要頻繁換向。根據(jù)不同的需要，適當(dāng)增加預(yù)載荷，保證鋼球不發(fā)生滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，提高部件的穩(wěn)定性。
組裝容易并具有互換性：滑動(dòng)導(dǎo)軌更換時(shí)對(duì)于導(dǎo)軌面必須進(jìn)行刮研，非常麻煩，而且當(dāng)精度不夠時(shí)，需進(jìn)行二次刮研。而滾動(dòng)導(dǎo)軌就不用，由于滾動(dòng)導(dǎo)軌具有互換性，只需更換所需要的那部分就行，而且更換完成重新具有很高的精度。
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