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世界最新機(jī)械設(shè)計理念 來源:中國科技期刊 摘要:根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計時的主要思維特點(diǎn)，將產(chǎn)品方案的設(shè)計方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識和智能。這幾種方法的特點(diǎn)及其相互間的有機(jī)聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的努力方向。 關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計方法發(fā)展趨勢 設(shè)計文件是將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點(diǎn)和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計，結(jié)點(diǎn)表示元件化的單元(如設(shè)計任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點(diǎn)間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預(yù)先建立模型，使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。 系統(tǒng)化設(shè)計方法 系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨(dú)立性，各個要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。 系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學(xué)者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，制訂出標(biāo)準(zhǔn)VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。 1. 將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。 2. 將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 3. 將機(jī)械設(shè)計中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分（單元）及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)，正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。 由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不同，進(jìn)行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。 4. 設(shè)計元素法 用五個設(shè)計元素（功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù)）描述“產(chǎn)品解”，認(rèn)為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學(xué)者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。 5. 圖形建模法 研制的“設(shè)計分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。 將設(shè)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實(shí)現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點(diǎn)，將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。 6. “構(gòu)思”—“設(shè)計”法 將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?！皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解?！霸O(shè)計”階段的工作則是具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。 將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實(shí)現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機(jī)械運(yùn)動簡圖)。方案的“設(shè)計”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計專家憑直覺設(shè)計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識的方法，并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計”階段。 7. 鍵合圖法 將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達(dá)元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計方案的方法。 提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。 本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。 以設(shè)計為目錄作為選擇變異機(jī)械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計的解元素進(jìn)行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求→設(shè)計→加工→裝配→成品這一并行工程的實(shí)現(xiàn)成為可能。但是，達(dá)到這些目標(biāo)的重要前提條件之一，就是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件愈來愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計中初露鋒芒。目前，德國等發(fā)達(dá)國家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)STEP，以及標(biāo)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言上基于虛擬環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用。 機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進(jìn)，由于產(chǎn)品方案設(shè)計計算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達(dá)到上述目標(biāo)的方案設(shè)計工具軟件。作者認(rèn)為，綜合運(yùn)用文中四種類型設(shè)計方法是達(dá)到這一目標(biāo)有效途徑。雖然這些方法的綜合運(yùn)用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機(jī)械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效，我國設(shè)計學(xué)者也已意識到CAD技術(shù)與國際交流合作的重要性，及其應(yīng)當(dāng)采取的措施。 基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點(diǎn)是：用計算機(jī)能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計算機(jī)輔助設(shè)計，必須研究知識的自動獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者針對機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目: 蛋糕切片機(jī)的設(shè)計 ________________________ 英文題目：The design of cake slicing machine 學(xué) 院：________________________ 專 業(yè)：________________________ 姓 名：________________________ 學(xué) 號：________________________ 指導(dǎo)教師：________________________ 2015年12月14日 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。其他同志對本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解XX學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨既炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計（論文）。保密的畢業(yè)設(shè)計（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘要 蛋糕切片機(jī)的研制，是為解決我國家用食品的加工行業(yè)全部由人工手工作業(yè)勞動強(qiáng)度大、切片效率低而國內(nèi)又沒有適用專用蛋糕切片機(jī)的難題。本文從食品機(jī)械設(shè)計的角度，闡述了該蛋糕切片機(jī)研究開發(fā)的目的、蛋糕切片機(jī)設(shè)計的依據(jù)、蛋糕切片機(jī)作業(yè)的工作原理、蛋糕切片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和切片機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵零部件的設(shè)計和計算，并對該蛋糕切片機(jī)的進(jìn)一步完善設(shè)計提出了改進(jìn)方案。 關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品；蛋糕切片機(jī)；設(shè)計；方案 Abstract The development of cake slicing machine is to solve the domestic food processing industry all by manual labor intensity big, and the efficiency is low and the problem is not applicable to the special cake slicing machine. From the perspective of food machinery design, this paper expounds the purpose of the research and development of the cake, the basis of the design, the working principle, the structure design and calculation of the chip machine, and gives the improvement plan for the further perfection of the cake. Keywords：Machine product;Driving roller ;Design;craft XX學(xué)院機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 摘要 I Abstract II 1引言 1 1.1課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2蛋糕切片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3本課題研究的內(nèi)容 3 2整體總體方案的確定 5 2.1設(shè)計思想 7 2.2主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 2.3蛋糕切片機(jī)的工作原理 10 3機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算 11 3.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 11 3.2滾子鏈傳動的設(shè)計計算 12 3.3軸的設(shè)計計算 14 3.4直線軸承的設(shè)計計算 15 4蛋糕切片機(jī)中主要零件的三維建模 17 4.1偏心輪的三維建模 19 4.2機(jī)架的三維建模 20 4.3傳送滾筒的三維建模 23 4.4蛋糕切片機(jī)的三維建模 23 5三維軟件設(shè)計總結(jié) 24 結(jié)論 25 致謝 26 參考文獻(xiàn) 27 1 緒論 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 蛋糕是我國重要的食品之一，特別是在人們過生日的時候或者是大型的娛樂場所，蛋糕更是必備之食品。近些年來，隨著機(jī)械產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化，蛋糕加工行業(yè)在我國有了快速的發(fā)展。在、遼寧、天津和北京等地，蛋糕的品種和規(guī)模都在逐年擴(kuò)大。蛋糕的銷量增大、產(chǎn)量的提高，極大地豐富了市場，也成為農(nóng)民依靠制作蛋糕脫貧致富的一條有效途徑。但長期以來，蛋糕的二次加工管理等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，大都以人工手工作業(yè)為主，勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高，這嚴(yán)重制約了蛋糕產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，需要機(jī)械化來解決當(dāng)前的問題，所以設(shè)計一款蛋糕自動切片機(jī)勢在必行！ 1.2 蛋糕切片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 窗體頂端 隨著機(jī)械工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，各類糕點(diǎn)加工業(yè)發(fā)展迅速，其不僅豐富了市場，滿足了人們的消費(fèi)要求和工業(yè)原料要求，且人們的收入獲得較大幅度的增加。但是目前糕點(diǎn)加工生產(chǎn)基本處于人工作業(yè)階段，其勞動強(qiáng)度大、效率低、作業(yè)質(zhì)量差，況且蛋糕是一項(xiàng)時效性強(qiáng)的作業(yè)，影響了各類糕點(diǎn)加工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。二十世紀(jì)初期，有美國公司將新開發(fā)的蛋糕切片機(jī)應(yīng)用到西方資本主義國家的各個角落，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術(shù)的發(fā)展，能源危機(jī)引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識的提高，在總結(jié)第一代蛋糕切片機(jī)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，開發(fā)出了性能更佳，功能更強(qiáng)大的蛋糕切片機(jī)。當(dāng)前，全世界各大蛋糕加工機(jī)械的廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進(jìn)行蛋糕切片機(jī)的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名蛋糕切片機(jī)的品牌中，都有蛋糕切片機(jī)的銷售，全世界蛋糕切片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，蛋糕切片機(jī)的市場，由最初的美國，非洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此蛋糕切片機(jī)是當(dāng)今蛋糕生產(chǎn)加工企業(yè)的主要設(shè)備之一。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展蛋糕切片機(jī)的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題。自上世紀(jì)八十年代開始蛋糕切片機(jī)的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入德國的重大科技攻關(guān)計劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的蛋糕切片機(jī)。 我國從二十世紀(jì)初期就年開始生產(chǎn)蛋糕切片機(jī)，2000年自行設(shè)計制造出了第一款蛋糕切片機(jī)之后，為了適應(yīng)更加廣闊的生產(chǎn)廠家的需要，2001年又制造了功能更加強(qiáng)大的蛋糕切片機(jī)。 為了滿足糕點(diǎn)加工工業(yè)發(fā)展需要，我國于2003年研制了大型蛋糕切片機(jī)。該機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，切割質(zhì)量和效率很高，并且可以同時對不同直徑規(guī)格的蛋糕進(jìn)行切片。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計主要針對蛋糕切片機(jī)進(jìn)行設(shè)計，從蛋糕切片機(jī)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面： （1）查閱相關(guān)資料，搜集各類蛋糕切片機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。 （2）分析蛋糕切片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和布局 （3）對各個總體方案進(jìn)行分析和比較 （4）確定具體設(shè)計方案 （5）蛋糕切片機(jī)的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。 （6）說明書的編制 2 整體總體方案的確定 2.1 設(shè)計思想 本課題是以機(jī)器經(jīng)濟(jì)性好、人性化設(shè)計、環(huán)境友好性好、可靠性高、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、易于維修等為設(shè)計思想。 2.2 主要結(jié)構(gòu)確定 考慮到蛋糕切片機(jī)應(yīng)用的范圍的不同，蛋糕的規(guī)格直徑的區(qū)別，因此，本次設(shè)計選擇傳統(tǒng)的直線式輸送方式來設(shè)計這個蛋糕切片機(jī)。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、外型美觀、制造容易、強(qiáng)度可靠、安全系數(shù)高；盡量選用國家標(biāo)準(zhǔn)件及通用零部件；機(jī)具使用、調(diào)節(jié)、維護(hù)方便，使用可靠，便于安裝和掛接。 整機(jī)采用焊接機(jī)架組成，由于焊接件強(qiáng)度和剛性都比較好，所以予以采用，其他部分例如蛋糕的輸送部分以及切片部分都是在這個焊接機(jī)架上面完成。 主要組成部分見上圖所示。 2.3 蛋糕切片機(jī)的工作原理 蛋糕切片機(jī)在作業(yè)時，由人工加待切片的蛋糕放在過渡滾筒上面，通過推送蛋糕到輸送線上面，當(dāng)系統(tǒng)檢測到有蛋糕到輸送線上面的切刀的下面的時候，通過中控系統(tǒng)控制蛋糕切片機(jī)的蛋糕開始動作，切刀在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的作用下下降，對輸送線上面的蛋糕機(jī)型切片，該機(jī)構(gòu)執(zhí)行靈活，高效，能夠保證切出來的蛋糕片均勻，外觀好看，然后蛋糕被切片后，就自動會隨著輸送線移動到出料斗的位置，隨著出料斗的角度滑落到現(xiàn)成配備的裝蛋糕切片的箱子里面，完成一個作業(yè)循環(huán)。 3 機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算 3.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 本次選用的切刀往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖1所示，此機(jī)構(gòu)主要是執(zhí)行切刀的上下往復(fù)運(yùn)動。由于所切糕點(diǎn)的厚度為20-100mm,所以切刀在20mm之上運(yùn)動時,糕點(diǎn)才能運(yùn)動。為了給糕點(diǎn)足夠的傳送時間,設(shè)計刀的行程為60mm,刀的高度設(shè)為130mm?？紤]到衛(wèi)生問題,刀不能碰觸到輸送帶表面,所以設(shè)計的搖桿長度為527mm，這樣曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的高度比較高,所以采用皮帶傳動。 3.2 滾子鏈傳動的設(shè)計計算 已知p=1.5KW，小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1=720r/min，傳動比i=2.8，載荷平穩(wěn)，兩班工作制，兩鏈輪中心距a=500~600mm范圍，中心距可調(diào)，兩輪中心連線與水平面夾角近于35o，小鏈輪孔徑 dk=40; 計算： （1）小鏈輪齒數(shù)z1 ???? z1=29-2i=29-2*2.8=23.4???? 取整數(shù)z1=23 i 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6 z1 31~27 27~25 25~23 23~21 21~17 17~15 ? 優(yōu)先選用齒數(shù)：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114 z1、z2取奇數(shù)，則鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，可使鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻。在高速或有沖擊載荷的情況下，小鏈輪齒最小應(yīng)有25齒。 （2）大鏈輪齒數(shù)z2 ?? Z2=iz1=2.8*23=64.4?? 取整z2=65 （3）實(shí)際傳動比i= （4）設(shè)計功率???Z1=Z2工況系數(shù)，查表5.4-3 Ka=1， （5）單排鏈條傳遞功率，查表5.4-4和5.4-5，齒數(shù)系數(shù)，排數(shù)系數(shù) =0.4kw （6）鏈節(jié)距p 根據(jù)Pa=0.4kw，n1=720r/min，查圖5.4-1功率曲線和n1確定的點(diǎn)，應(yīng)在所選型號鏈的功率曲線下方附近（不超過直線）。結(jié)果為10A，節(jié)距p=15.875mm， （7）驗(yàn)算小鏈輪軸直徑 鏈輪中心孔最大許用直徑 （8）初定中心距 為優(yōu)，無張緊輪時取 i <4 ≥4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i-1)p ? （9）確定鏈條節(jié)數(shù)=115.3 取; （10）鏈條長度 （11）計算（理論）中心距 當(dāng)時， 當(dāng)時， 查表5.4-9，若有必要可使用插值 (12)實(shí)際中心距a (13)鏈速 (14)有效圓周率 (15)作用在軸上的力F 水平或傾斜的傳動 接近垂直的傳動 ??Ka工況系數(shù)，見表5.4-3 F=1.2×1×2283.1=2739.7N; (16)潤滑方式。 (17)鏈條標(biāo)記：10A-1-116 GB 1243-1997; ?1表示排數(shù)，116表示節(jié)數(shù) (18)鏈輪的幾何尺寸 ?1) 滾子直徑? p=15.875mm ?2）齒頂圓 ?對于三圓弧-直線齒形 小鏈輪齒頂圓mm，取整124mm; 大鏈輪齒頂圓，取整337mm; 3)齒根圓直徑 df=d-d1； 小鏈輪齒根圓直徑df=d-d1；= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm; 大鏈輪齒根圓直徑df=d-d1；= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm; 4)節(jié)距多變形以上的齒高h(yuǎn)a=0.27p=0.27×15.875=4.286mm（對于三圓弧-直線齒形） 5)最大齒根距 奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 小鏈輪; 大鏈輪 6)軸凸緣直徑 小鏈輪=99.045mm; 大鏈輪 7)輪轂厚度h ，—孔的直徑 d <50 50~100 100~150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 小鏈輪取整14mm 大鏈輪取整數(shù)22mm 8)輪轂長度l l=3.3h??? 小鏈輪l=3.3×14=46.2mm，取整46mm 大鏈輪l=3.3×22=72.6mm，取整72mm 9)輪轂直徑 小鏈輪=68mm 大鏈輪=104mm 10)齒寬 單排b單=0.95×9.4=8.93mm 11)齒側(cè)半徑 ? 12)倒角寬,取2.1mm 13)倒角深h=0.5p=0.5×15.875=7.9375mm 14)齒側(cè)凸緣圓角半徑=0.635mm (9)鏈輪公差 ? 1)齒根圓直徑和量柱測量距極限偏差 項(xiàng)? 目 極限偏差 孔徑 H8 齒頂圓 h11 齒根圓直徑極限偏差 h11 齒寬 h14 量柱測量距極限偏差 h11 ?小鏈輪齒根圓直徑= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm; 大鏈輪齒根圓直徑= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm; 小鏈輪量柱測量距 大鏈輪量柱測量距 2)徑向圓跳動 小鏈輪徑向圓跳動=min{0.0008df+0.008,0.76}=0.0008106.43+0.008=0.093144 端面跳動=min{0.0009df+0.008,1.14}; 3.3 軸的設(shè)計計算 （1）初步確定軸的直徑 mm （3.32） 根據(jù)工作條件，取mm （2）傳動軸受力分析 N （3.33） N （3.34） N （3.35） 圖4.1 傳動軸的受力簡圖 （3）繪制傳動軸的受力簡圖，求支座反力 ①垂直面支反力： 由，得： （3.36） 由，得： N （3.37） ②水平面支反力： 由，得： （3.38） N 由，得： N （3.39） （4）作彎矩圖： ①垂直面彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （3.40） ②水平面彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （3.41） ③合成彎矩圖： C點(diǎn) N·mm （3.42） （5）作轉(zhuǎn)矩T圖： N·mm （6）校核軸的強(qiáng)度： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取，軸的計算應(yīng)力 MPa （3.43） 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm （3.44） 抗扭截面系數(shù) mm （3.45） 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。MPa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸按精車加工，可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52） 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及?。阂?，， ， 軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 （3.53） 軸的截面形狀系數(shù)為 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 3.4 直線軸承的設(shè)計計算 通過切刀上下運(yùn)行，為了要保證平穩(wěn)，需要有導(dǎo)向裝置，這里就需要設(shè)計導(dǎo)向光桿和直線軸承配合整個切片裝置。 1直線軸承的選擇 用于測試的POM工程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場所，按下列公式確定型軸承的計算。 硬度：硬度系數(shù)FH HRC58的硬度，hrc52-58，F(xiàn)H = 0.6-1.0 FH = 1。 FT的溫度系數(shù)：工作溫度小于100C，F(xiàn)T = 1，溫度100oc-125oc，F(xiàn)T = 1.0-0.95。 接觸系數(shù)FC： 每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C=1.0 每根軸裝二套軸承，F(xiàn)C=0.81 每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C=0.72 每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=0.66 載荷系數(shù)FW： 小于15米/分鐘的速度，無沖擊，無振動，F(xiàn)W = 1.0-1.5； 小于60米/分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩，F(xiàn)W = 1.5~2.0； 運(yùn)行速度大于60米/分鐘，或有更大的沖擊，振動，F(xiàn)W = 2.0～5.0。 時間是生命的LH =（10000×1）/ 2 * L（S * N1 * 60）（單位：小時小時）L：長度壽命 (萬米)， LS：工作行程 (米)， N1：每分鐘往復(fù)次數(shù) 已知行程L=0.2米，工作溫度60oC，每分鐘往復(fù)次數(shù)n1=20，微小沖擊，軸承工作載荷PC=200Kg，硬度大于HRC60，期望壽命Lh=5000小時，試選擇軸承型號。 按以上工作條件： 根據(jù)本次載荷重量為2000N，我們選用兩個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動軸承的所受負(fù)載就平均分配，上下六個滑動軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導(dǎo)向光桿的滑動軸承處的所受負(fù)載為166N。本次設(shè)計中所選擇的滑動軸承為帶法蘭形狀的。 4 蛋糕切片機(jī)中主要零件的三維建模 4.1偏心輪的三維建模 4.2 機(jī)架的三維建模 4.3傳送滾筒的三維建模 4.4蛋糕切片機(jī)的三維建模 5 三維軟件設(shè)計總結(jié) 通過本次設(shè)計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個復(fù)雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實(shí)體部分，但其建模過程和實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實(shí)體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實(shí)體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程中零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應(yīng)該選擇第二個方法以及。 由于該零件的設(shè)計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下4個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。 標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊[新建]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)，SolidWorks文件”對話框中，單擊“選項(xiàng)”對話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計工作。 結(jié) 論 光陰似箭，一轉(zhuǎn)眼幾個月的畢業(yè)設(shè)計就接近尾聲了，讓我感到唏噓不已，在做這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，每當(dāng)我遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度本文所設(shè)計的是蛋糕切片機(jī)的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。 在我們正式進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計后，我自己遇到過很多問題和困難，但老師每周都能在百忙之中騰出時間為我們悉心講解，并且給我提出過很多中肯的建議，而且老師每周都能及時了解我們的畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況，并給我們提出具體的設(shè)計任務(wù)。老師的治學(xué)態(tài)度和為人的直率、誠懇都給我們樹立了良好的榜樣，有時間的時候也教我們做人的道理，使我們受益終生。在此，在實(shí)習(xí)當(dāng)中跟我們講解我們所碰到的問題，我對老師表示崇高的敬意。 參考文獻(xiàn) [1] 萬全, 李力. 蛋糕切片機(jī)的研制[J]. 食品與機(jī)械, 2002, 05: 27-38. 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