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1、機 械 原 理 課 程 設 計 糕點切片機的功能和設計要求: 功能 原始數(shù)據(jù)及設計要求 功能: 糕點切片機主要完成糕點制成過程中的 切片工作 。 為了實現(xiàn)糕點的切片工作 , 糕點切片機要求實現(xiàn)兩個執(zhí)行動作: 糕點的直線履帶傳送; 切片對糕點的切割。 原始數(shù)據(jù)及設計要求: 糕點厚度 : 1020mm。 糕點切片長度(亦即切片的高)范圍 : 580mm。 切片切片時最大作用距離(亦即切片的寬度方 向) : 300mm。 切片工作節(jié)拍 : 40次 /min。 生產(chǎn)阻力很小。要求選用的機構(gòu)簡單、輕便、 運動靈活可靠。 電動機可選用 0.55kW( 或 0.75kW)、 1390r/min。 工作原理和
2、工藝動作分解 : 根據(jù)分析,糕點切片機要求完成的工藝動作有 以下兩個動作: 糕點的直線間歇移動; 切片的往復運動。 因此,糕點切片機設計主要集中于間歇機構(gòu)和 往復運動機構(gòu)的設計。 功能分解圖 總功能: 糕點切片 子功能: 傳送糕點 子功能: 切刀切片 間歇運動 切刀上升 、 下降 履帶傳送 往復運動 設計任務 : 根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖; 進行間歇運動機構(gòu)和切口機構(gòu)的選型,實現(xiàn)上 述動作要求; 機械運動方案的評定和選擇; 根據(jù)選定的原動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定 機械傳動方案; 畫出機械運動方案簡圖(機械運動示意圖); 對機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺度設計。 糕點切片機的運動
3、循環(huán)圖: 直線式運動循環(huán)圖 直角坐標式運動循環(huán)圖 圓周運動循環(huán)圖 原動機的選擇: 電機型號: Y802-4( Y系列三相異步電動 機) 電機功率: 0.75kW 電流: 2.0A 轉(zhuǎn)速: 1390r/min 效率: 74.5% 功率因數(shù): 0.76 執(zhí)行機構(gòu)的選型: 根據(jù)間歇運動機構(gòu)和切口機構(gòu)這兩個執(zhí)行構(gòu)件動作要 求和結(jié)構(gòu)特點,可以選擇如表的常用機構(gòu)。 表 1:二執(zhí)行機構(gòu)的形態(tài)學矩陣 機械運動方案的選擇: 根據(jù)表 1所示的兩個執(zhí)行機構(gòu)形態(tài)學具鎮(zhèn), 可以求出糕點切片機的機械運動方案數(shù) 為: N=4*2=8 間歇傳送機構(gòu) 的 選型 ; 切口機構(gòu)的選型。 各種間歇機構(gòu) 的比較 間歇運動機構(gòu)的選擇 :
4、 槽輪機構(gòu)可以滿足間歇直線傳動 的要求,同時,制造成本也比較 低廉,因此,我們選擇它作為執(zhí) 行間歇傳動的機構(gòu)。 切口機構(gòu)的 選擇比較 間歇運動機構(gòu)的選擇 : 由于凸輪應用范圍較廣,可 靠性不錯,傳動精度較高, 我們選擇凸輪機構(gòu)作為切口 機構(gòu) 。 糕點切片機傳動系統(tǒng)的選型 : 帶傳動和齒輪傳動在糕點切片機 的機構(gòu)里都能夠完成傳動的作用, 而在具體的選擇上,我們考慮兩 者結(jié)合起來應用在糕點切片機的 傳動機構(gòu)里。 機構(gòu)簡圖 (軸測圖) 傳動件的分析: i總 =n電機 /n執(zhí)行主軸 =1390/40=34.75 所以,機械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳 動,起速比為 5;第二級采用直齒圓柱齒 輪傳動,其傳動
5、比為 6.95。 帶輪的計算: 查表 KA=1.2, P=0.75kW ,確定計算功率 Pc=KAP=1.2*0.75=0.9。 確定帶的型號:由 Pc及主動輪轉(zhuǎn)速 n1=1390r/min,查表得到選用的 V帶型號是 A型 V 帶。 確定帶輪節(jié)圓直徑 d1和 d2: 查表可取 d1=100mm, 則 d2=5* d1=500mm。 帶輪的計算: 確定中心距 a0: 0.7( d1+ d2) a02( d1+ d2) , 即 420mm a0Pc/P0, 由于 v=( d1n1)/60000=7.278m/s, 根據(jù) v和 d1, 查表得出: P0=0.95kW。 所以 z0.9/0.95 ,
6、 z的最小值為 1。 齒輪的計算: 取 z1=20, 則 z2=i*z1=6.95*20=139 其模數(shù)取 m=5mm。 齒輪的各項尺寸計算如表 凸輪的分析與計算: 凸輪的分類、比較 與選擇; 從動件設計 ; 凸輪輪廓曲線設計。 凸輪的 分類和比較 因此,我們選用滾子凸輪 作為切口機構(gòu),并對此進 行計算,對直動從動件滾 子凸輪進行設計。 從動件 s、 v、 a圖 從動件 s圖 從動件 v圖 由于速度較低 , 所以速 度可以忽略不計 , 故 從動件 a值始終為零,故 不作從動件 a圖。 凸輪參數(shù)選定: 基圓半徑 r0=120mm 滾子半徑 rb=20mm 偏心距 e=0 從動件行程 h=60mm
7、 角速度 =4.189rad/s 凸輪輪廓曲線設計: 理論廓線 ; 實際廓線 。 理論廓線方程: x=(s0+s)sin y=(s0+s)cos s0= r0=120mm 當 0, 60 時 , s=0; 當 60 , 180 時 , s=90(-/3)/; 當 180, 300 時 , s=60-90(-/2)/; 當 300 , 360時, s=0。 實際廓線方程: xa=x+rr(dy/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2 ya=y-rr(dx/d)/(dx/ d)2+(dy/ d)21/2 dx/d=(r0+s)cos+(ds/d)sin dy/d=-(r0+s)sin+(d
8、s/d)cos 當 0, 60 時 , ds/d=0; 當 60 , 180 時 , ds/d=90/; 當 180, 300 時 , ds/d=-90/; 當 300 , 360時, ds/d=0。 理論輪廓曲線 實際輪廓曲線 槽輪的分析與計算: 槽輪機構(gòu)是一種最常用的間歇運動機構(gòu), 在分度、轉(zhuǎn)位等傳動中廣泛應用。槽輪 機構(gòu)由外槽輪機構(gòu)和內(nèi)槽輪機構(gòu)兩種形 式,均用于平行軸之間的間歇傳動。當 槽輪的直徑無窮大時,槽輪的間歇轉(zhuǎn)動 變?yōu)殚g歇移動。當需要在兩交錯軸之間 進行間歇傳動時,可采用球面槽輪機構(gòu)。 各類槽輪的比較: 外槽輪機構(gòu) 的轉(zhuǎn)臂等速轉(zhuǎn)動時 , 槽輪在轉(zhuǎn)位過 程中產(chǎn)生柔性沖擊 。 內(nèi)槽輪機構(gòu)轉(zhuǎn)位時的速度變化和外槽輪機構(gòu)大 不相同 , 動力性能要好得多 。 球面槽輪機構(gòu) 的動力特性比外槽輪機構(gòu)好得多 而稍差于內(nèi)槽輪機構(gòu) , 但它的動停時間比與槽 數(shù)無關(guān) , 恒等于 1。 不完全齒輪機構(gòu) 也是間歇機構(gòu)的一種形式,機 構(gòu)形式很多,工作原理類似。 槽輪機構(gòu) 的選擇: 間歇運動機構(gòu)選擇多 滾子外槽輪機構(gòu)。 槽輪機構(gòu)的 設計數(shù)據(jù) 小組成員: 陳雋 李穎華 俞蓓君 謝謝!