机械创新设计范例6.ppt

* 目录 一．设计任务 二．方案设计的构思 三．传动系统设计 四．执行系统设计 五．参考资料 六．创新设计个人心得 一 设计任务 （一） 设计题目：糕点切片机 （二） 工作原理及工艺的动作过程 如结构示意图所示,电动机经皮带和齿轮系减速后，达到40转/分。再用棘轮机构连接一皮带组成糕点的进给机构，并满足间歇运动的要求。同时通过另外一组皮带轮带动曲柄滑块机构运动（滑块上带切刀），实现糕点的切片。间歇运动机构与切刀运动机构工作协调。由于每一次切的过程都一样,从而使每一片糕点的大小都一样。而通过改变进给的距离，可调整切片的厚度。. 二 机械系统运动方案设计的构思 (一) 方案设计的创新改进措施: 1.我们开始构思方案时,考虑到在以后的生活和生产中,自动化是必然的趋势，因此设计的机构要尽量满足自动化的要求。此机构的运作是切糕点与送糕点,切的时候糕点不能动,没有切的时候,糕点要运动并前进一定的距离.为了实现切的动作,我们开始采用凸轮机构,来实现刀的往复运动,用凸轮可以很好的控制刀的运动,实现最优的运动轨迹,可是凸轮的设计和制造比较复杂，且不能传递较大的力,而且切糕点也不需要那么高的精度。于是我们考虑用曲柄滑块机构,曲柄滑块机构一样可以实现刀的往复运动,可传递较大的力,能足我们的需要,于是我们确定用曲柄滑块机构。 2.对于蛋糕的传送, 既要满足间歇运动的要求,又能通过改变进给距离而切出不同厚度的糕点。我们刚开始试用了槽轮机构,但我们的糕点切片机要求可以改变所切糕点长度的,如用槽轮机构的话,要改变切片的长度很难实现,我们想到用飞轮（即许多齿轮）改变速度来实现。用许多齿轮来改变速度很复杂且不太方便操作,于是我们否定了这个方案。经过查资料后，我们选择了棘轮机构。用棘轮机构可以方便的实现改变切片的长度.所以机构的总体方案就这么大概的定下来了. 三 减速系统设计 本机构原动件为一高速电机,其转速为1390 r/min,但我们所需要的转速是40r/min,所以要减速。对于减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。第一级降速是用皮带减速,减为240r/min。第二级是用齿轮减为40r/min。两传动机构设计分析如下: (二) 齿轮系的设计: 经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所要的转速为40r/min。因此还需要的传动比为6/1,选用的齿轮为标准齿轮。 m=4mm; z1=25,z2=50,z2=25,z3=75。 传动比 i=6/1。 四 执行系统机构设计 执行机构分两个,第一个为曲柄滑块机构,第二个为棘轮机构,现分别介绍如下: (一) 曲柄滑块机构 此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所切糕点的厚度最大为20mm,所以切刀在20mm之上运动时,糕点才能运动。为了给糕点足够的传送时间,设计刀的行程为60mm,即曲柄长30mm；刀的高度设为37mm。考虑到卫生问题,刀不能缩到滑块的轨道里去,所以设计滑块的长度为65mm；又设计连接杆的长度为60mm。这样曲柄滑块机构的高度比较高,所以采用皮带传动。又切刀应能刚好切断糕点,综合曲柄滑块和棘轮机构的尺寸,我们得出曲柄滑块机构和棘轮机构轴心距为269mm。 所以曲柄滑块机构的尺寸为: 曲柄长30mm; 连接杆长60mm; 滑块长65mm; 刀片高37mm; 曲柄滑块机构和棘轮机构轴心距为269mm。 (二) 棘轮机构 棘轮机构主要是执行糕点的进给运动,每一次的运动距离就是所切糕点的长度。为了更好的控制和改变这个长度,设棘轮每转动一定角度,糕点运动20mm,设棘轮共有24个齿,既每齿代表15度。于是一共有四档,即20,40,60,80mm,也就是说棘轮转动15,30,45,60度。对于棘轮的转动,设计一个曲柄摇杆机构推动棘轮旋转。于是棘轮的旋转角度就可以转化为摇杆的摆角。即15,30,45,60度。设摆角的一半为α,曲柄长度为r,摇杆的长度为R,有sinα= r/R, 令R=125mm,有r1=16.3mm, r2=32.4mm,r3=47.8mm,r4=62.8mm;这就确定了摇杆的四个长度。将摇杆设计为一个圆盘的槽,槽上按尺寸分布四个小孔,再放一个滑块到槽里面,滑块上连连杆,连杆连摇杆,滑块可用销钉固定于四个不同位置，这就构成了一个曲柄摇杆机构。设有槽的圆盘直径为150mm,棘轮半径为100mm,在摇杆上装一个棘爪, 棘爪推动棘轮旋转,棘轮上再固定一个皮带轮用以带动皮带旋转。由运动距离可以得出皮带轮的直径为153mm, 这样棘轮机构就设计完了。 其尺寸为: 曲柄摇杆机构: 曲柄四档:16.3,32.4