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本 科 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目 基于proe的蛋糕切片機的設計 專 業(yè) 學生姓名 班 級 學 號 指導教師 二〇 年 月 日 摘要 本文主要介紹蛋糕切片機的發(fā)展狀況，蛋糕切片機結(jié)構(gòu)設計原理，蛋糕切片機總體方案分析及確定，蛋糕切片機結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容所包含的機械圖紙的繪制，蛋糕切片機的計算，蛋糕切片機的結(jié)構(gòu)設計結(jié)論與建議。 整機結(jié)構(gòu)主要由電動機減速器產(chǎn)生動力通過小帶輪將需要的動力傳遞到大帶輪上，帶輪帶動主軸，從而帶動整機裝置運動,此可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動化水平。 本論文研究內(nèi)容： (1)蛋糕切片機總體結(jié)構(gòu)設計。 (2)蛋糕切片機工作性能分析。 (3)電動機的選擇。 (4)蛋糕切片機的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件及機架設計。 (5)對設計零件進行設計計算分析和校核。 (6)運用計算機輔助設計，對設計的零件進行三維建模。 (7)繪制整機裝配圖及重要部件裝配圖和設計零件的零件圖。 關(guān)鍵詞：蛋糕切片機，結(jié)構(gòu)設計，三維建模；電機 Abstract This paper describes the development of a cake slicer, cake slicer structural design principle, cake slicers overall program analysis and determine, calculate draw cake slicer design content contained mechanical drawings, cake slicer, cake slicer design conclusions and recommendations. The whole structure is mainly produced by the motor reducer power is transmitted to the power required by small pulley large pulley, pulley driven spindle, so as to drive the whole device is moved, this can replace the heavy manual labor, significantly reduce the labor of workers strength, improve working conditions, improve labor productivity and production automation. Contents of this paper: (1) Cake Slicer overall structural design. (2) Cake Slicer performance analysis. (3) Select the motor. (4) Transmission cake slicer, execution unit and rack design. (5) Calculation of design parts design analysis and verification. (6) the use of computer-aided design, the design of the parts three-dimensional modeling. (7) to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing.3 Keywords: cake slicer, structural design, 3D modeling; motor 目 錄 1 緒 論 1 1.1 本課題研究的目的、意義 1 1.2 蛋糕切片機裝置(機械)的應用及適用范圍 1 1.3 蛋糕切片機(機械)的國內(nèi)外發(fā)展情況 2 1.4 本課題研究的內(nèi)容及方法 5 1.4.1 主要的研究內(nèi)容 5 1.4.2 設計要求 5 1.5 本文研究主要內(nèi)容 5 2 蛋糕切片機機構(gòu)總體方案設計 7 2.1 基本結(jié)構(gòu) 7 2.2 設計原則 8 2.3 方案分析 8 3 蛋糕切片機的機械部分計算 9 3.1電機的選取 9 3.2 帶傳動設計 11 3.2.1 選擇帶型 12 3.2.2確定帶輪的基準直徑并驗證帶速 12 3.2.3 確定中心距離、帶的基準長度并驗算小輪包角 13 3.2.4確定帶的根數(shù)z 14 3.2.5確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 14 3.2.6確定帶的張緊裝置 14 3.2.7 計算壓軸力 14 3.3 軸的校核 16 3.4 鍵的校核 17 3.5 軸承的校核 17 4 切割裝置元件的計算 19 4.1氣缸的選擇 19 4.2 氣缸結(jié)構(gòu) 23 4.3 工作原理 24 總 結(jié) 26 致 謝 27 參考文獻 28 1 緒 論 1.1 本課題研究的目的、意義 蛋糕是一種面食，通常是甜的，典型的蛋糕是以烤的方式制作出來。蛋糕的 材料主要包括了面粉、甜味劑(通常是蔗糖)、黏合劑(一般是雞蛋，素食主義者可 用面筋和淀粉代替)、起酥油（一般是牛油或人造牛油，低脂肪含量的蛋糕會以 濃縮果汁代替），液體（牛奶，水或果汁），香精和發(fā)酵劑（例如酵母或者發(fā)酵 粉）。而且根據(jù)地域，口味更是千差萬別。 隨著和外國的交流增加，西式糕點也加入中國，其造型新穎，風格獨特，口味清新，更是顛覆了 傳統(tǒng)糕點在我國 人民中的印象。不僅僅在選材，制作方式，口感方面都給我仧一種耳目一新的感 而今的蛋糕的發(fā)展更是融合了中西兩種風格，成為新一代的流行美食，深受大眾的喜歡，市場占有率極高蛋糕作為一種常見的食品，在日常生活中扮演者 重要的角色。它可以作為早餐、中餐、晚餐，也可以作為主食。而今，新世紀的 蛋糕中添加了一些保健性的藥物，在不影響其自身美味的同時還大大提高了它的 的營養(yǎng)價值和藥用效果。 蛋糕切片機發(fā)展叱已經(jīng)很多年了， 對亍家居型的蛋糕 切片也是有市場供應。 早就已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段。近幾年來，隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高。蛋糕的制作慢慢有家庭小批量的生產(chǎn)趨勢，加上蛋糕龐大的需求量，價格適宜且功能強大的小作坊型蛋糕切片機變得非常必 2.國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勞隨著人民生活水平的提高，人仧開始追求生活，不僅僅滿足亍市場，商 店里買到的蛋糕。而且現(xiàn)在自家制作蛋糕也不再是難事。制作工具，原料和 配料都容易買到。甚至可以根據(jù)自己喜愛的口味， 做出軟硬適中的蛋糕， 而且還可以根據(jù)自己的想法去設計。面對如今眾多的大學生創(chuàng)業(yè)，下崗工人的再就業(yè)創(chuàng)業(yè)，如此大的蛋糕市場是個很好的機會。所以，一臺價格適宜， 容易上手，操作簡單的蛋糕切片機能給他仧在蛋糕制作的過程中帶來很大的 便捷。 不過現(xiàn)階段的蛋糕切片機在國內(nèi)主要存在亍中、大批量生產(chǎn)中。小作坊的蛋糕切片機在小批量生產(chǎn)的商店，家用有廣大的市場。隨著家電機械 化程度越來越高，人仧不再停止純手工勞勱。而且針對蛋糕種類如此之多，質(zhì)地又軟又硬，人工切片有諸多的不便。而且工作效率比較低，手工切出來 的蛋糕美觀程度也不如機器切的。所以小作坊型蛋糕切片機變得被人仧和市場需要。 1.2 蛋糕切片機裝置(機械)的應用及適用范圍 長期以來，大部分地區(qū)蛋糕切片機還沿用傳統(tǒng)的手工勞作方式，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，蛋糕切片機開始以一種新型設備登入市場，蛋糕切片機以快捷方便供不應求，傳統(tǒng)加工方式已經(jīng)不能滿足市場的需求，所以蛋糕切片機蛋糕切片機的設計，以加快蛋糕切片機的生產(chǎn)效率，對剛收獲的蛋糕切片機進行快速收貨，以便于食用,是供應蛋糕切片機市場的有效方法。 本文就蛋糕切片機這一環(huán)節(jié)進行研究，目的在于研制出一種新型的蛋糕切片機蛋糕切片機，加快蛋糕切片機的加工過程，縮短蛋糕切片機的產(chǎn)品形成周期，提高效率，降低成本。 1.3 蛋糕切片機(機械)的國內(nèi)外發(fā)展情況 蛋糕切片機，最初是由美國于上世紀五十年代開發(fā)出來的產(chǎn)品。后來日本得到發(fā)展，并于上世紀六七十年代隨日本經(jīng)濟高速發(fā)展，技術(shù)性能得到長足的進步。 上世紀八十年代初，我國大量引進蛋糕切片機并生產(chǎn)出自己的產(chǎn)品。以日清品牌為代表，主要針對方便面生產(chǎn)線配套使用。上世紀九十年代，這種機型開始大量用于糧食流通，同時派生出各種各樣的類似包裝機。隨著機電一體化的應用，粉料自動包裝也向著高速全自動模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新。 現(xiàn)今國外開發(fā)的蛋糕切片機已極其人性化:高速、節(jié)能、全自動、模塊化。 從國際上的蛋糕切片機的開發(fā)情況分析，分析為以下幾點特點: (l)不斷擴大其通用能力，以滿足該粉末包裝的各種性能，不斷地擴大其通用性的能力。 （2）自動由多個先前存儲的伺服電機控制程序的電腦控制系統(tǒng)的快速，分別與致動器的驅(qū)動。 （3）調(diào)整參數(shù)和設置，用于進行與操作參數(shù)相關(guān)聯(lián)的適當調(diào)整主操作構(gòu)件（袋供應等，密封，以形成一個牽引力），以適應不同類型和包裝，尺寸的大小它可以是一個范圍很廣。 （4）采用模塊化設計，飲食，牽引，密封件等主要部件的設計，以滿足相對獨立的橫向和縱向組合包裝機的組合，它可以自由配置組合你。 德國，美國，日本，意大利是世界的蛋糕的切片機的機械動力。機械設計，制造，工藝蛋糕切片機，性能的其他方面的領導者。德國市場研究的一個蛋糕切片機機械設計，基于對市場的分析，目的是，特別是大型企業(yè)，是爭取客戶。為了滿足客戶的要求，切蛋糕的設計部門和機德國機床制造商已經(jīng)采取了一些措施。 ?(1)工藝流程自動化程度越來越高，以提高生產(chǎn)力和靈活性，敏捷性設備。使用機器人來執(zhí)行復雜的動作。在操作中，計算機指令，照相機在由計算機控制的機器人監(jiān)視授權(quán)的信息，來完成，以確保包裝質(zhì)量的必要的操作。? ?(2)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，滿足生產(chǎn)要求的最大值。蛋糕切片機飲料，啤酒灌裝機，吸塑機見長的蛋糕切片機，高速，全自動，可靠性好，高德機。高達1200萬瓶/小時的飲料灌裝速度，再加快蛋糕切片機小袋包裝機/分鐘900袋。 ?(3) 機械和產(chǎn)物的蛋糕預定切斷機器的機械整合。包裝直接生產(chǎn)的要求后，眾多的產(chǎn)品，提高生產(chǎn)效率。如德國生產(chǎn)的巧克力的制造和包裝設備的，由系統(tǒng)控制執(zhí)行。兩者一體化，關(guān)鍵是產(chǎn)能來解決彼此的良好匹配。? ? ???(4)適應產(chǎn)制品變化，以適應產(chǎn)品的產(chǎn)量的變化，并具有良好的柔韌性和靈活性。在激烈的市場競爭中，產(chǎn)品的交換循環(huán)將會縮短。如化妝品制造三年的變化，甚至四分之一的變化，和生產(chǎn)大，蛋糕切片機比產(chǎn)品的生命周期的機械壽命，需要一臺機器這樣蛋糕切片機，它具有良好的柔韌性和彈性，以便使大很多，以滿足經(jīng)濟要求。 （5）計算機仿真設計技術(shù)的傳播。在新產(chǎn)品開發(fā)的步伐不斷加快，切片機德國蛋糕的機械設計，一般大大降低了切片機的蛋糕的設計周期的發(fā)展，這將是由計算機仿真設計技術(shù)被使用。 切割蛋糕的機器，不僅要著眼于能力和效率，以及正在設計中，將重點放在經(jīng)濟。對于費用的只有6％到8％，另一種是運行成本，即所謂的完全機械上更重要的是本身成本設備的經(jīng)濟性，操作成本，而不是設備的折舊。 我們的蛋糕切片機產(chǎn)業(yè)，始于20世紀80年代末到20世紀70年代和90年代快速發(fā)展。機械工業(yè)，它生產(chǎn)的，還是品種，顯著的成績，以提供強有力的保證，你是否有中國包裝行業(yè)的快速發(fā)展，已成為10個重點產(chǎn)業(yè)之一。目前，中國已成為切削世界機床消費國的蛋糕和工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)之一。 蛋糕切片機作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指食品機本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指食品機給用戶提供的實際效用；延伸產(chǎn)品，食品機械是指質(zhì)量，保證使用指導和售后服務。市場調(diào)研，概要設計，結(jié)構(gòu)設計，建筑設計，S手冊和服務計劃，如：那么，設計應包括食品機械。 高速運轉(zhuǎn)的食品機械，尤其是先進的機型，主要測繪，仿制海外類似的模式，請做一部分，國內(nèi)設計的串行設計。主要理由如下。 （1）它也確實是解決了一個問題，大部分的設計師，先進的設計技術(shù)，如學習，不具有高速動態(tài)精度分析條件的機構(gòu)模擬，如理論和這樣一個高速蛋糕切片機的動態(tài)設計方法你不能。 （2）生產(chǎn)和學習，實際設計中，使用缺乏及時的技術(shù)人員培訓，研究和充分的理論研究成果緊密及時的設計;（3）行業(yè)在整個宏觀調(diào)控心血不足，資源的優(yōu)勢，不能得到合理設置和調(diào)整。 在蛋糕切片機設計領域，很多技術(shù)員還是在按老方法設計： (1) 并按照目前設計工作找到相同的型號； (2) 參考原型，以制定績效指標和技術(shù)范圍：蛋糕切片機在設計上及使用范圍； (3)畫出工作原理圖、傳動系統(tǒng)圖； (4) 設計主要零件和部件； (5)設計總裝圖； (6)設計部件圖和零件圖； (7)對主要部件中的關(guān)鍵零件進行強度、剛度校核； (8)設計控制原理圖、施工圖等。 那么，國內(nèi)的一些高校和設計軟件，常用于食品機械機制的有限元分析和優(yōu)化設計使用，凸輪連桿機構(gòu)已開發(fā)的CAD / CAM軟件，但我還是能夠滿足的凸輪連桿機構(gòu)的企業(yè)能力獨立設計，其實就是一個蛋糕切片機設計中的應用并不廣泛。 新蛋糕切片機是，在許多情況下，機械和電氣和氣動設備。伺服電機驅(qū)動器和其他分離技術(shù)，采用氣動執(zhí)行機構(gòu)，充分利用信息化產(chǎn)品全面的最新成果，非常，非常的結(jié)構(gòu)大大簡化了整體提高了精度和工作速度的傳輸它是可以縮短鏈。一個重要的技術(shù)是使用同步電動機驅(qū)動控制技術(shù)的倍數(shù)。事實上，這一技術(shù)的一些設計師，不明白蛋糕的切片機的發(fā)展趨勢，就不難把握。前者蛋糕，學習切削機械設計的情況下舞臺，因為它是模仿，現(xiàn)在，我們需要有創(chuàng)新的設計感。 當年產(chǎn)值已開始只是輕微7,8000元，近期的食品行業(yè)技術(shù)和機械在中國取得的成就，只有各種產(chǎn)品100余種，在70年代末啟動每一年，這一點很重要一些，技術(shù)水平也有更多的低。在20世紀中期到80年代，20世紀中期，是超過10年的時間，1700以上的快速發(fā)展，20％-30在小塑料切片機和多達40種1999年底的％每年的增長速度，物種，如收購，這樣的液體塑料，2000年產(chǎn)值和技術(shù)水平的新水平30十億人民幣，開始了規(guī)模化，自動化的趨勢，傳動復雜，后來被還顯示在高科技設備，一套完整的許多蛋糕切片機設備灌裝機，已經(jīng)開始出口。 1.4 本課題研究的內(nèi)容及方法 1.4.1 主要的研究內(nèi)容 在查閱了國內(nèi)外大量的有關(guān)蛋糕切片機設計理論及相關(guān)知識的資料和文獻基礎上，綜合考慮蛋糕切片機結(jié)構(gòu)特點、具體作業(yè)任務特點以及蛋糕切片機的推廣應用，分析確定使用蛋糕切片機配合生產(chǎn)工序，實現(xiàn)自動化的目的。為了實現(xiàn)上述目標，本文擬進行的研究內(nèi)容如下: 1 根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)的環(huán)境要求和蛋糕切片機本身的結(jié)構(gòu)特點，確定蛋糕切片機整體設計方案。 2 確定蛋糕切片機的性能參數(shù)，對初步模型進行靜力學分析，根據(jù)實際情況選擇電機。 3 從所要功能的實現(xiàn)出發(fā)，完成蛋糕切片機各零部件的結(jié)構(gòu)設計； 4 完成主要零部件強度與剛度校核。 1.4.2 設計要求 1 根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，提出蛋糕切片機的整體設計方案； 2 完成蛋糕切片機結(jié)構(gòu)的詳細設計； 3 通過相關(guān)設計計算，完成電機選型； 4 完成蛋糕切片機結(jié)構(gòu)造型；繪制蛋糕切片機結(jié)構(gòu)總裝配圖、主要零件圖。 1.5 本文研究主要內(nèi)容 通過利用網(wǎng)絡工具、圖書館的書籍和各類期刊、雜志查閱了解蛋糕切片機的相關(guān)知識，確定本設計符合要求，滿足需要。具體設計方法如下： 1、查閱資料、結(jié)合所學專業(yè)課程，產(chǎn)生蛋糕切片機結(jié)構(gòu)設計的基本思路； 2、查閱各類機械機構(gòu)手冊，確定合理的蛋糕切片機結(jié)構(gòu)； 3、根據(jù)給定技術(shù)參數(shù)來選擇合適的部位； 4、重點對驅(qū)動機構(gòu)及控制機構(gòu)進行設計研究； 5、通過研究國內(nèi)外情況，確定本設計課題的重點設計； 6、完成2D裝配圖的設計和繪制，并由此繪制零件圖； 7、編寫設計說明書； 8、檢查并完善本設計課題。 本設計采用的方法是理論設計與經(jīng)驗設計相結(jié)合的方案，所運用的資料來源廣泛，內(nèi)容充足。 29 2 蛋糕切片機機構(gòu)總體方案設計 2.1 基本結(jié)構(gòu) 蛋糕切片機其功能部件由支承體、帶動力裝置的蛋糕切片機等組成。由功能部件(1)，電動機和機架等構(gòu)成的蛋糕切片機，下圖是該機器的工作原理圖。 圖2.1 蛋糕切片機總體圖 圖2.2 切刀圖 2.2 設計原則 蛋糕切片機其功能部件由支承體、帶動力裝置的蛋糕切片機切刀部件和包壓線或機筒等組成。由功能部件，電動機和機架(或機腳)等構(gòu)成蛋糕切片機。 2.3 方案分析 采用平鋪帶式傳送裝置，將蛋糕手工放落在傳送帶上，由氣缸帶動切糕刀將蛋糕送到切割。 此輸送裝置由于需要電機通過軸帶動輸送帶滾筒轉(zhuǎn)動難看出此蛋糕切片機包括2個電機，3根軸，滾筒，輸送帶，帶輪，帶輪等等。蛋糕切片機零件眾多，這無疑增加了蛋糕切片機的制造成本與維護運行成本。對于廣大的蛋糕來說，這種臥式蛋糕切片機很顯然不是他們理想的選擇。因此，設計出一款小型且制造成本低廉，適用與蛋糕切片機非常必要。 蛋糕切片機其功能部件由支承體、帶動力裝置的蛋糕切片機切割部件和機筒等組成。由功能部件，電動機(和機架等構(gòu)成的蛋糕切片機，其特征是轉(zhuǎn)子上裝有使刀刃切鍘平面垂直于主軸的切割功能部件下部內(nèi)有能使物料自動卸出，設有與刀片相對。 3 蛋糕切片機的機械部分計算 3.1電機的選取 蛋糕切片機在工作時，在運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好（保障運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的條件：有足夠的轉(zhuǎn)動慣量；發(fā)動機有足夠的儲備功率和較靈敏的調(diào)速器）的條件下，其功率總耗用N 由兩部分組成：一部分用于克服空轉(zhuǎn)而消耗的功率（占總功率消耗的5%-7%），一部分用于克服脫粒阻力而消耗的功率（占總功率消耗的93%-95%），所以裝置的功率消耗為： N =+ （kW ） (4) 1)其中空轉(zhuǎn)功率消耗: =+ 式中：——系數(shù)，為克服軸承及傳動裝置的摩擦阻力的功率消耗， B——系數(shù)，為克服滾筒轉(zhuǎn)動時消耗的功率， . 其中消耗:這個過程比較復雜， 由于計算較為復雜，初步采用估算的方法，擬采用Y132M-4電動機。 查《機械設計課程設計手冊》得： 選擇，其銘牌如下表3-1： 表3-1 Y系列三相異步電動機 電動機型號 額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Kg 　Y132M-4 　 7.5 同步轉(zhuǎn)速1500 r/min,4級 1440 2.2 2.2 　81 （a） （b） 圖3-1 電動機的安裝及外形尺寸示意圖 表3-2 電動機的安裝技術(shù)參數(shù) 中心高/mm 外型尺寸/mm L×（AC/2+AD）×HD 底腳安裝 尺寸A×B 地腳螺栓 孔直徑K 軸伸尺 寸D×E 裝鍵部位 尺寸F×GD 132 515× 345× 315 216 ×178 12 38× 80 10 ×43 3.2 帶傳動設計 輸出功率P=7.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=500r/min 表3-1 工作情況系數(shù) 工作機 原動機 ⅰ類 ⅱ類 一天工作時間/h 10~16 10~16 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機；離心式水泵；通風機和鼓風機（）；離心式壓縮機；輕型運輸機 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷 變動小 帶式運輸機（運送砂石、谷物），通風機（）；發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機床；剪床；壓力機；印刷機；振動篩 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷 變動較大 螺旋式運輸機；斗式上料機；往復式水泵和壓縮機；鍛錘；磨粉機；鋸木機和木工機械；紡織機械 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷 變動很大 破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機；橡膠輥壓機 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時），查《機械設計》P296表4， 取KA＝1.1。即 3.2.1 選擇帶型 普通V帶的帶型根據(jù)傳動的設計功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機械設計》P297圖13－11選取。 圖3-1 帶型圖 根據(jù)算出的Pd＝8.25kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1440r/min ，查圖得：dd=80～100可知應選取A型V帶。 3.2.2確定帶輪的基準直徑并驗證帶速 由《機械設計》P298表13－7查得，小帶輪基準直徑為80～100mm 則取dd1=90mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得） 表3-2 V帶帶輪最小基準直徑 槽型 Y Z A B C D E 20 50 75 125 200 355 500 由《機械設計》P295表13-4查“V帶輪的基準直徑”，得=250mm ① 誤差驗算傳動比： （為彈性滑動率） 誤差 符合要求 ② 帶速 滿足5m/s300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。 總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。 帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。 3.2.6確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。 3.2.7 計算壓軸力 由《機械設計》P303表13－12查得，A型帶的初拉力F0＝133.46N，上面已得到=153.36o，z=8，則 對帶輪的主要要求是質(zhì)澆鑄和內(nèi)部應力也小滑輪，從輪緣的滑輪，和轂幅（分支）的三個部分?；喌耐猸h(huán)形部分，梯形輪的帶槽的邊緣已經(jīng)形成，并且用于安裝工作的滑輪的一部分，它被稱為輪輞。因此，為了散發(fā)出來小適應時彎曲到V型帶的兩側(cè)之間的角度的V形皮帶輪部分的楔角的變形，是因為它是40°，32°中定義的常規(guī)V形的帶輪槽角，34° ，36°（根據(jù)確定模型的直徑和帶的滑輪）38°表示在表7-3的圓形槽的尺寸。連接到輪轂，這是所謂的圓筒形部分的軸線，它是聯(lián)接滑輪和軸的一部分。中間部分作為一個整體，輪輻式帶輪。 表3-5 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項目 符號 槽型 Y Z A B C D E 基準寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32° 對應的基準直徑 d d ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時)，如圖3-2a。  （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時)，如圖3-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時)，如圖3-2c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時)，如圖3-2d。 （a） （b） （c） （d） 圖3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型 根據(jù)設計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）. 3.3 軸的校核 需要驗算傳動軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。驗算傾角時，若支撐類型相同則只需驗算支反力最大支撐處傾角；當此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時，則齒輪處傾角不必驗算。驗算撓度時，要求驗算受力最大的齒輪處，但通?？沈炈銈鲃虞S中點處撓度（誤差<%3）. 當軸的各段直徑相差不大，計算精度要求不高時，可看做等直徑，采用平均直徑進行計算，計算花鍵軸傳動軸一般只驗算彎曲剛度，花鍵軸還應進行鍵側(cè)擠壓驗算。彎曲剛度驗算；的剛度時可采用平均直徑或當量直徑。一般將軸化為集中載荷下的簡支梁，其撓度和傾角計算公式見【5】表7-15.分別求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號，在同一平面上進行代數(shù)疊加，不在同一平面上進行向量疊加。：通過受力分析， 最大撓度： 查【1】表3-12許用撓度； 。 3.4 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表6-2查的許用擠壓應力,取其中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式（6-1）可得 可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 3.5 軸承的校核 ⑴、軸軸承的校核 Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6206，其基本額定負荷為19.5KN, 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值，所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據(jù)設計要求，應該對Ⅰ軸未端的滾子軸承進行校核。 ②軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 ∴ 受力 根據(jù)圖3.12受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為: 圖3.12受力分析和受力圖 在水平面： 在水平面： ∴ ④因軸承在運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，【4】表13-6查得載荷系數(shù)，取，則有： ⑤軸承的壽命計算:所以按軸承的受力大小計算壽命 故該軸承6206能滿足要求。 ⑵、其他軸的軸承校核同上，均符合要求。 4 切割裝置元件的計算 切割裝置采用的是氣缸往下壓的方式進行。 4.1氣缸的選擇 氣缸的選用要根據(jù)以下方面進行分析： 1、類型的選擇 根據(jù)工作要求和條件，正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應選擇緩沖氣缸；要求重量輕，應選輕型缸；要求安裝空間窄且行程短，可選薄型缸；有橫向負載，可選帶導桿氣缸；要求制動精度高，應選鎖緊氣缸；不允許活塞桿旋轉(zhuǎn)，可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸；高溫環(huán)境下需選用耐熱缸；在有腐蝕環(huán)境下，需選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下，需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時需要選用無給油或無油潤滑氣缸等。 2、安裝形式 根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下，采用固定式氣缸。在需要隨工作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床、磨床等），應選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運動外，還需作圓弧擺動時，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時，應選擇相應的特殊氣缸。 3、作用力的大小 即缸徑的選擇。根據(jù)負載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力，根據(jù)不同速度選擇不同的負載率，使氣缸輸出力稍有余量。缸徑過小，輸出力不夠，但缸徑過大，使設備笨重，成本提高，又增加耗氣量，浪費能源。在夾具設計時，應盡量采用擴力機構(gòu)，以減小氣缸的外形尺寸。 4、活塞行程 與使用的場合和機構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選滿行程，防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機構(gòu)等，應按計算所需的行程增加10～20㎜的余量。 5、活塞的運動速度 主要取決于氣缸輸入壓縮氣油流量、氣缸進排氣口大小及導管內(nèi)徑的大小。要求高速運動應取大值。氣缸運動速度一般為50～800㎜/s。對高速運動氣缸，應選擇大內(nèi)徑的進氣管道；對于負載有變化的情況，為了得到緩慢而平穩(wěn)的運動速度，可選用帶節(jié)流裝置或氣—液阻尼缸，則較易實現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意：水平安裝的氣缸推動負載時，推薦用排氣節(jié)流調(diào)速；垂直安裝的氣缸舉升負載時，推薦用進氣節(jié)流調(diào)速；要求行程末端運動平穩(wěn)避免沖擊時，應選用帶緩沖裝置的氣缸。 圖4.1 氣缸實物圖 6、氣缸的選型步驟及其類型介紹 程序1：根據(jù)操作形式選定氣缸類型： 氣缸操作方式有雙動，單動彈簧壓入及單動彈簧壓出等三種方式 程序2：選定其它參數(shù)： 1、選定氣缸缸徑大小? ?? ? 根據(jù)有關(guān)負載、使用氣油壓力及作用方向確定 2、選定氣缸行程? ?? ?? ??工件移動距離 3、選定氣缸系列 4、選定氣缸安裝型式? ?? ? 不同系列有不同安裝方式，主要有基本型、腳座型、法蘭型、U型鉤、軸耳型 5、選定緩沖器? ?? ?? ?? 無緩沖、橡膠緩沖、氣緩沖、油壓吸震器 6、選定磁感開關(guān)? ?? ?? ??主要是作位置檢測用，要求氣缸內(nèi)置磁環(huán) 7、選定氣缸配件? ?? ?? ??包括相關(guān)接 （一）單作用氣缸 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮氣油，實現(xiàn)一個方向運動。其活塞桿只能借助外力將其推回；通常借助于彈簧力，膜片張力，重力等。其原理及結(jié)構(gòu)見下圖： 圖4.2單作用氣缸 1— 缸體；2—活塞；3—彈簧；4—活塞桿； 單作用氣缸的特點是： 1）只有一邊進（排）氣，結(jié)構(gòu)簡單，耗氣量小。 2）由彈簧力或膜片復位力，從而減小活塞桿的功率輸出壓縮用于克服膜片或拉伸彈簧力的能量的氣流體的一部分。 3）缸內(nèi)安裝彈簧、膜片等，一般行程行程小，用相同體積的雙作用氣缸的比較小。 4）氣缸復位彈簧、膜片的張力均隨變形大小變化，我們處理移動膜片的張力變化的變化的大小，并通過輸出并因此活塞桿的力而變形。 由于這些特性，單動用于短行程活塞缸。推力和速度，掛在氣體中，是非常嚴峻的形勢定位和夾緊和其他設備。單作用活塞缸，長沖程，不能用于高負荷。 （二） 雙作用氣缸 雙作用氣缸，兩個房間，意味著它可以壓縮的氣流體，將為了實現(xiàn)氣缸的雙向的運動輸入。它的結(jié)構(gòu)是2桿式，單桿，雙活塞，緩沖的，可分為，如在非緩沖。這樣的圓柱體已經(jīng)最廣泛使用的。 1）雙作用氣缸雙桿缸，是雙桿氣缸固定和固定位移活塞桿。 2）如果汽缸是固定的，氣缸的兩腔室（工作油已在腔室被壓縮的）的其他腔室中的廢氣的繼續(xù)，活塞桿的驅(qū)動和熔融兩個氣缸的活塞桿它有一個負載例如一個表（）表機芯，3倍于有效沖程的相等移動表范圍。安裝普遍占據(jù)用于小型設備的空間大。 當活塞桿被固定，用于管道連接的方便性，左或從空心熔融空心活塞桿的右到氣流體壓縮進入氣缸兩個腔室的活塞桿，汽缸和一個負載（表）氣缸驅(qū)動左或向左移動，使得從，表的S運動的范圍內(nèi)，以兩倍更有效行程表。它適用于中型和大型設備。 圖4.3雙活塞桿雙作用氣缸 a）缸體固定；b）活塞桿固定 1—缸體；2—工作臺；3—活塞；4—活塞桿；5—機架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等，它等于雙桿缸的活塞桿的直徑的兩端，這樣的力是在活塞區(qū)域的兩側(cè)相等。如果輸入壓力和流速是相同的，從運動能力和速度相等。 (三)?緩沖氣缸 緩沖氣缸對于接近緩沖缸沖程的氣缸，活塞振動的高速的越結(jié)束時，引起機械損傷不采取必要的措施，這將影響到大的力（能量）的端帽?；钊麤_程運動平穩(wěn)，使的端部，而不會影響的現(xiàn)象。此外，氣缸典型地被設計，以提供被稱為一個緩沖氣缸的緩沖裝置的兩端。主活塞桿，活塞2的下方緩沖缸，所述緩沖柱塞3，止回閥5，節(jié)氣門6和蓋7等組成。其工作原理是，當移動到所述壓縮工作流體的右側(cè)是由廢氣通過活塞的活塞的氣缸蓋的氣缸孔的右腔室從動通風口4,8。當活塞靠近活塞的緩沖柱塞3-4柱塞孔的右側(cè)的行程的末端移動時，殘留的氣體繼續(xù)在汽缸室的右側(cè)是通過節(jié)流閥權(quán)利慢慢壓縮被圍封運動和活塞的所有能量已被從移動活塞6和8的排氣口時的緩沖作用具有平衡防止將得到順利使得其可以通過壓縮氣體產(chǎn)生的壓力在活塞行程端部的運動，沒有任何影響。 6以調(diào)整節(jié)氣門開度的大小，確定在（稱為緩沖室）的壓力的大小被壓縮體積來調(diào)整緩沖效果，可控制多少位移你。如果活塞8輸入使從壓縮的運動的反向毛孔氣油，直接的，頂開單向閥5，所以可以推動活塞的左側(cè)的運動。 6為固定節(jié)流閥的開度，被稱為非可調(diào)緩沖氣缸中，非調(diào)節(jié)的。 圖3.4緩沖氣缸 1—活塞桿；2—活塞；3—緩沖柱塞；4—柱塞孔；5—單向閥 6—節(jié)流閥；7—端蓋；8—氣孔 4.2 氣缸結(jié)構(gòu) 氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示： 1）缸筒 缸筒的內(nèi)徑的大小表示氣缸輸出的力的大小。氣缸，以使所述滑動順暢的往復活塞的內(nèi)側(cè)，氣缸的表面的表面粗糙度必須是到達Ra0.8um。鋼瓶是，內(nèi)表面，以減少摩擦，以防止磨損和腐蝕，它應該是鍍硬鉻。外或高強度鋁合金，黃銅比其他缸高碳鋼材料，。小氣缸，采用的是不銹鋼管。在腐蝕性的環(huán)境中使用的氣缸時磁性開關(guān)或氣缸，氣缸，應使用不銹鋼，鋁或黃銅，其它材料。無鉚釘螺母環(huán)雙向密封連結(jié)，使用活塞和活塞桿的SMC cm 2的氣缸活塞的組合。 2）端蓋　進氣口和排氣口，有些功能還沒有蓋，蓋子提供的沖擊吸收機構(gòu)。這防止泄漏，混合外部氣缸活塞桿，為了防止來自外部的灰塵，并具有防塵圈密封件和桿側(cè)端帽。當延長筒，下彎的壽命，減少活塞桿的量，以提高所述導向管的準確性和活塞桿承受橫向負荷量小，設置在引導套筒蓋的桿側(cè)是我們。導向套，通常情況下，燒結(jié)合金油，是前青銅工作。過去常見的可鍛鑄鐵端蓋，現(xiàn)在體重和生銹，為了減少頻繁使用鋁壓鑄件，所述微柱是黃銅材料。 3）活塞下　壓件活塞氣缸。它吹活塞密封圈相互以防止約2活塞室。氣缸的活塞環(huán)的磨損是減少摩擦，以減少活塞環(huán)的磨損，可以提高取向性。環(huán)長度聚氨酯，聚四氟乙烯，合成樹脂，請穿布或其它材料。的大小和活塞環(huán)滑動，以確定所需要的部分的寬度的長度?；瑒硬糠痔?，它可以導致具有耐磨和烘烤在早期階段。通常，活塞材料在鋁中使用和鑄鐵，黃銅制的小氣缸的活塞。 4）活塞桿　氣缸活塞桿的是最重要的分力。通常情況下，使用高碳鋼，硬鉻的表面處理，或接種了使用不銹鋼，以防止腐蝕和改進密封件的磨損。 5）密封圈　旋轉(zhuǎn)或密封件的運動的往復運動件是一個動態(tài)密封件被稱為，固定構(gòu)件的密封部分被稱為一個固定密封。端帽的連接管是如下。積分，鉚接式，螺桿式聯(lián)軸器，法蘭型，桿型。 6）氣缸　壓縮工作依賴于氣活塞油霧潤滑。此外還有無油的氣缸的一小部分。 4.3 工作原理 根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時應使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設備笨重、成本高，同時耗氣量增大，造成能源浪費。在夾具設計時，應盡量采用增力機構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。 氣缸 下面是氣缸理論出力的計算公式： F：氣缸理論輸出力(kgf) F′：效率為85％時的輸出力(kgf)－－(F′＝F×85％） D：氣缸缸徑(mm) P：工作壓力(kgf／cm2) 例：直徑340mm的氣缸，工作壓力為3kgf／cm2時，其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少? 將P、D連接，找出F、F′上的點，得： F＝2800kgf；F′＝2300kgf 在工程設計時選擇氣缸缸徑，可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從經(jīng)驗表1－1中查出。 下壓機構(gòu)氣缸的計算 估算壓緊力的計算（50N），其中上壓板的重量為20N。當氣缸下壓時，氣缸只需提供30N的壓力。所以實際氣缸負載的大小為30/0.6=50N。 根據(jù)設計要求，確定氣缸的行程為100mm。 設定其負荷率為0.7，使用壓力0.5MPa，與氣壓缸出力163N，查下表可知氣壓剛內(nèi)徑為16mm，選型為CM2L16—100。 氣缸的校核 輸出力的大小為： 回收的時候 經(jīng)驗算，可以達到使用要求。 總 結(jié) 本文設計了一種蛋糕切片機，詳細地設計了移動蛋糕切片機的各個部分，在全面分析各個系統(tǒng)的基礎上，對系統(tǒng)研究過程中所遇到的一些問題也進行了深入的研究。 蛋糕切片機是一種具有很大的研究價值和應用前景的蛋糕切片機，在不方便操作的地方都扮演著很重要的角色，本次設計對蛋糕切片機的結(jié)構(gòu)進行了設計 l 通過功能和設計任務的分析，初步制定了蛋糕切片機的總體方案。 l 接下來進行了結(jié)構(gòu)的設計。 l 重要零部件的受力分析與校核。 l 電機選型與計算。 l 主要零件工程圖繪制。 通過本次設計，把大學期間所學的知識都綜合的利用起來，這再次加深了我對所學知識的印象，提高了我對知識的利用能力。但是，由于本人的水平和能力有限，本次設計一定存在一些不合理之處，希望老師給予批評和指正。 本文所完成的工作達到了預期的目標，但是仍有進一步研究的必要，需要進一步改進的工作是本文在設計時考慮到的蛋糕切片機的工作范圍仍然是有限的，在將來可以集成更多的傳感器在的車身上，以便移動平臺能夠更好的適應室外的工作環(huán)境。 在設計過程中，我所以請看到的經(jīng)驗和交流向老師咨詢等和學生自學了很多資料，他不僅學到了很多知識，經(jīng)歷了很多困難它是，但收獲同樣很大。在設計中，我不僅知道了很多事情，獨立運作，發(fā)展自己的能力，以建立工作能力，勞動信心，我相信，在研究未來生活給予了非常重要的影響。但是，又由于提高能力的手，我被喜悅感激完全創(chuàng)作過程中探索很難成功。它不是完美的，雖然，但學習和有設計過程中，我認為持續(xù)一生，最大增益和豐富的設計，受益終身。 致 謝 本論文是在導師的悉心指導下完成的，在這次畢業(yè)設計中，老師給了我很大的幫助，不僅讓我在規(guī)定時間能完成了畢業(yè)設計，還使我學到了很多有用的經(jīng)驗。在這里我衷心的感謝高老師。我還要感謝這四年能教授我知識的老師們，還有曾經(jīng)幫過我的同學們。 經(jīng)過幾個月的努力，畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲。由于實踐經(jīng)驗的匱乏，本次設計難免有考慮不周的地方。如果沒有老師的悉心指導以及本組人員的支持，恐怕設計不會這么順利完成。自開題一來老師一直認真指導設計的每個環(huán)節(jié)，從資料的查閱到具體方案的修改，老師都提出了寶貴的建議，讓我受益匪淺。除此之外，老師科學嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和淵博的專業(yè)知識更是我永遠學習的榜樣。再次對老師及本組的同學表示衷心的感謝！ 最后還要感謝曾指導過和給我?guī)椭睦蠋?！是你們曾?jīng)辛勤的付出才有了我今天知識的積累。 參考文獻 [1] 成大先. 《機械設計手冊》 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社,2008． [2] 尚久浩. 《自動機械設計》[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社,2006． [3] 顧曉勤.工程力學ⅠⅡ[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2008． [4] 盧秉恒.機械制造技術(shù)基礎[M] ．北京：機械工業(yè)出版社,2008． [5] 單輝祖. 材料力學[M]．北京：高等教育出版社， 2010． [6] 張鐵,謝存禧.蛋糕切片機學[M].廣州:華南理工大學出版社,2001. 17-18 [7] 余達太,馬香峰.工業(yè)蛋糕切片機應用工程[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2001. 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