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本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目 基于 proe 的蛋糕切片機(jī)的設(shè)計(jì) 專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二 年 月 日 摘要 本文主要介紹蛋糕切片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 蛋糕切片機(jī)總體 方案分析及確定 蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容所包含的機(jī)械圖紙的繪制 蛋糕切片機(jī)的計(jì) 算 蛋糕切片機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)論與建議 整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)減速器產(chǎn)生動(dòng)力通過小帶輪將需要的動(dòng)力傳遞到大帶輪上 帶輪帶動(dòng)主軸 從而帶動(dòng)整機(jī)裝置運(yùn)動(dòng) 此可以代替人手的繁重勞動(dòng) 顯著減輕工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度 改善勞動(dòng)條件 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平 本論文研究?jī)?nèi)容 1 蛋糕切片機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 蛋糕切片機(jī)工作性能分析 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 4 蛋糕切片機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) 執(zhí)行部件及機(jī)架設(shè)計(jì) 5 對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核 6 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行三維建模 7 繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖 關(guān)鍵詞 蛋糕切片機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 三維建模 電機(jī) Abstract Keywords 目 錄 1 緒 論 1 1 1 蛋糕切片機(jī)裝置 機(jī)械 的應(yīng)用及適用范圍 1 1 2 蛋糕切片機(jī) 機(jī)械 的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 1 1 3 本課題研究的內(nèi)容及方法 4 1 3 1 主要的研究?jī)?nèi)容 4 1 3 2 設(shè)計(jì)要求 4 1 4 本文研究主要內(nèi)容 4 2 蛋糕切片機(jī)機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì) 5 2 1 基本結(jié)構(gòu) 5 2 2 設(shè)計(jì)原則 6 2 3 方案分析 6 3 蛋糕切片機(jī)的機(jī)械部分計(jì)算 7 3 1 電機(jī)的選取 7 3 2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 9 3 2 1 選擇帶型 9 3 2 2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 10 3 2 3 確定中心距離 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 11 3 2 4 確定帶的根數(shù) z 11 3 2 5 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 12 3 2 6 確定帶的張緊裝置 12 3 3 計(jì)算壓軸力 12 3 3 軸的校核 14 3 4 鍵的校核 15 3 5 軸承的校核 15 4 切割裝置元件的計(jì)算 18 4 1 氣缸的選擇 18 4 2 氣缸結(jié)構(gòu) 21 4 3 工作原理 23 總 結(jié) 24 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 26 1 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(huì)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(guó)的交流增加 西式糕點(diǎn)也加入中國(guó) 其造型新穎 風(fēng)格獨(dú)特 口 味清新 更是顛覆了 傳統(tǒng)糕點(diǎn)在我國(guó) 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(fēng)格 成為新一 代的流行美食 深受大眾的喜歡 市場(chǎng)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(jì)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(shí)還大大提高了它的 的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用效果 蛋糕切片機(jī)發(fā)展叱已經(jīng)很多年了 對(duì)亍家居型的蛋糕 切片也 是有市場(chǎng)供應(yīng) 早就已經(jīng)發(fā)展到了一定的階段 近幾年來 隨著經(jīng)濟(jì)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(shì) 加上蛋糕龐大的需求 量 價(jià)格適宜且功能強(qiáng)大的小作坊型蛋糕切片機(jī)變得非常必 2 國(guó)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(chǎng) 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(shè)計(jì) 面對(duì)如今眾多的大學(xué)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(chǎng)是個(gè)很好的機(jī) 會(huì) 所以 一臺(tái)價(jià)格適宜 容易上手 操作簡(jiǎn)單的蛋糕切片機(jī)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(jī)在國(guó)內(nèi)主要存在亍中 大批量生產(chǎn)中 小作坊的蛋糕切片機(jī)在小批量生產(chǎn)的商店 家用有廣大的市場(chǎng) 隨著家電機(jī)械 化程度越 來越高 人仧不再停止純手工勞勱 而且針對(duì)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(jī)器切的 所以小作坊型蛋糕切片機(jī)變得被人仧和市場(chǎng)需要 1 1 蛋糕切片機(jī)裝置 機(jī)械 的應(yīng)用及適用范圍 長(zhǎng)期以來 大部分地區(qū)蛋糕切片機(jī)還沿用傳統(tǒng)的手工勞作方式 勞動(dòng)強(qiáng)度大 生產(chǎn) 效率低 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 蛋糕切片機(jī)開始以一種新型設(shè)備登入市場(chǎng) 蛋糕切片機(jī) 以快捷方便供不應(yīng)求 傳統(tǒng)加工方式已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)的需求 所以蛋糕切片機(jī)蛋糕切 片機(jī)的設(shè)計(jì) 以加快蛋糕切片機(jī)的生產(chǎn)效率 對(duì)剛收獲的蛋糕切片機(jī)進(jìn)行快速收貨 以 便于收割 是供應(yīng)蛋糕切片機(jī)市場(chǎng)的有效方法 本文就蛋糕切片機(jī)這一環(huán)節(jié)進(jìn)行研究 目的在于研制出一種新型的蛋糕切片機(jī)蛋糕 切片機(jī) 加快蛋糕切片機(jī)的加工過程 縮短蛋糕切片機(jī)的產(chǎn)品形成周期 提高效率 降 低成本 1 2 蛋糕切片機(jī) 機(jī)械 的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 蛋糕切片機(jī) 最初是由美國(guó)于上世紀(jì)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(jì)六七十年代隨日本經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展 技術(shù)性能得到長(zhǎng)足的進(jìn)步 上世紀(jì)八十年代初 我國(guó)大量引進(jìn)蛋糕切片機(jī)并生產(chǎn)出自己的產(chǎn)品 以日清品牌為 2 代表 主要針對(duì)方便面生產(chǎn)線配套使用 上世紀(jì)九十年代 這種機(jī)型開始大量用于糧食 流通 同時(shí)派生出各種各樣的類似包裝機(jī) 隨著機(jī)電一體化的應(yīng)用 粉料自動(dòng)包裝也向 著高速全自動(dòng)模塊化的方向發(fā)展及創(chuàng)新 現(xiàn)今國(guó)外開發(fā)的蛋糕切片機(jī)已極其人性化 高速 節(jié)能 全自動(dòng) 模塊化 就國(guó)內(nèi)外蛋糕切片機(jī)的開發(fā)情況來看 主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行 l 不斷擴(kuò)大其通用能力 以滿足多種屬性粉料的包裝 2 高速全自動(dòng) 配備微機(jī)控制系統(tǒng) 借助預(yù)先儲(chǔ)存的程序控制多臺(tái)伺服電機(jī) 分別 驅(qū)動(dòng)有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3 參數(shù)化調(diào)整和設(shè)置 對(duì)主要操作部件 供送 袋成型 牽引 封切等 作適當(dāng)調(diào)整有 關(guān)工作參數(shù) 便可在較寬的尺寸范圍內(nèi) 滿足不同品種不同尺寸的包裝 4 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)供送 牽引 封切等主要部件進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立并又能較為自由 組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 以滿足臥式組合和立式組合的包裝機(jī) 德國(guó)與美國(guó) 日本 意大利均為世界蛋糕切片機(jī)機(jī)械大國(guó) 在蛋糕切片機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì) 制造 技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位 德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市 場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的 其 目標(biāo)是努力為客戶 尤其是為大型企業(yè)服務(wù) 為滿足客戶要求 德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門采取了諸多措施 1 工藝流程自動(dòng)化程度越來越高 以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性 采用機(jī)械手 完成復(fù)雜的動(dòng)作 操作時(shí) 在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下 機(jī)械手按電腦指 令完成規(guī)定動(dòng)作 確保包裝的質(zhì)量 2 提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本 最大限度地滿足生產(chǎn)要求 德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī)械以飲 料 啤酒灌裝機(jī)械和塑料蛋糕切片機(jī)機(jī)械見長(zhǎng) 具有高速 成套 自動(dòng)化程度高和可靠 性好等特點(diǎn) 其飲料灌裝速度高達(dá) 12 萬瓶 h 小袋蛋糕切片機(jī)機(jī)的包裝速度高達(dá) 900 袋 min 3 使產(chǎn)品機(jī)械和蛋糕切片機(jī)機(jī)械一體化 許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝 以提高生產(chǎn)效率 如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備 就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的 兩者一體化 關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問題 4 適應(yīng)產(chǎn)制品變化 具有良好的柔性和靈活性 由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng) 產(chǎn)品更新?lián)Q代 的周期越來越短 如化妝品生產(chǎn)三年一變 甚至一個(gè)季度一變 生產(chǎn)量又都很大 因此 要求蛋糕切片機(jī)機(jī)械具有良好的柔性和靈活性 使蛋糕切片機(jī)機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的 壽命周期 這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性的要求 5 普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù) 隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快 德國(guó)蛋糕切片機(jī)機(jī) 械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù) 大大縮短了蛋糕切片機(jī)機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)周期 蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率 還要注重其經(jīng)濟(jì)性 所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī) 械設(shè)備本身的成本 更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本 因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的 6 8 其他 的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本 我國(guó)蛋糕切片機(jī)行業(yè)起步于 20 世紀(jì) 70 年代 在 80 年代末和 90 年代中得到迅速發(fā) 3 展 已成為機(jī)械工業(yè)中的 10 大行業(yè)之一 無論是產(chǎn)量 還是品種上 都取得了令人矚目 的成就 為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障 目前 我國(guó)已成為世界蛋糕切 片機(jī)工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一 蛋糕切片機(jī)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(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能 隱形產(chǎn)品是指食品機(jī)給用戶提供的實(shí)際效用 延伸產(chǎn)品是指食品機(jī)的質(zhì)量保證 使用指 導(dǎo)和售后服務(wù)等 所以食品機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括 市場(chǎng)調(diào)研 原理圖設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 施 工圖設(shè)計(jì) 使用說明書編寫及售后服務(wù)預(yù)案等 蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)的類別主要有 測(cè)繪仿制設(shè)計(jì) 開發(fā)性設(shè)計(jì) 改進(jìn)性設(shè)計(jì) 系列化設(shè) 計(jì) 如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為 1 6 4 萬瓶 h 其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從 48 個(gè) 60 個(gè) 90 個(gè)到 120 個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì) 高速運(yùn)行的食品機(jī) 特別是一些先進(jìn)機(jī)型 大多是測(cè)繪 仿制國(guó)外的同類機(jī)型 進(jìn) 行國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì) 其主要的原因是 1 大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒有真正掌握先進(jìn) 的設(shè)計(jì)方法 如高速蛋糕切片機(jī)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等 對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài) 精度分析等問題還不能模擬解決 2 產(chǎn) 學(xué) 研結(jié)合不夠緊密 理論上的科研成果不能 及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用 設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn) 3 整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀調(diào)控的 力度 優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理的配置與調(diào)整 在蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域 絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法 1 根據(jù)設(shè)計(jì)任 務(wù)書尋找同類機(jī)型作為樣機(jī) 2 參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍 3 設(shè)計(jì)工 作原理圖 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 4 設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件 部件 5 設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖 6 設(shè)計(jì)部件圖 總裝圖和零件圖 7 對(duì)主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度 剛度校核 8 設(shè) 計(jì)控制原理圖 施工圖等 而今 國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件 可以對(duì)食品機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化 設(shè)計(jì) 其開發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu) CAD CAM 軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主 設(shè)計(jì)的能力 但在實(shí)際蛋糕切片機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍 新型蛋糕切片機(jī)往往是機(jī) 電 氣一體化的設(shè)備 充分利用信息產(chǎn)品的最新成果 采用 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù) 可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短 結(jié)構(gòu)大為 簡(jiǎn)化 工作精度和速度大大提高 其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制 技術(shù) 其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難 只是一些設(shè)計(jì)人員不了解蛋糕切片機(jī)的這一發(fā)展趨 勢(shì) 如果說以前我國(guó)蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)是仿制 學(xué)習(xí)階段 那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì) 的意識(shí) 我國(guó)食品行業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績(jī)是顯著的 其起步于 20 世紀(jì) 70 年代 末 剛起步時(shí)年產(chǎn)值僅七 八千萬元 產(chǎn)品品種僅 100 余種 技術(shù)水平也較低 在 20 紀(jì) 80 年代中期至 20 世紀(jì)年代中期十余年的時(shí)間里 才得到快速發(fā)展 年增長(zhǎng)率達(dá)到 20 30 到 1999 年底塑料和蛋糕切片機(jī)達(dá) 40 大類 品種達(dá) 1700 種 到 2000 年產(chǎn)值增加 4 到 300 億元 且技術(shù)水平也上了個(gè)臺(tái)階 開始出現(xiàn)了規(guī)模化 自動(dòng)化趨勢(shì) 傳動(dòng)復(fù)雜 技術(shù)含量高的設(shè)備也開始出現(xiàn) 許多蛋糕切片機(jī)如液體塑料灌裝機(jī)等設(shè)備已開始成套出 口 1 3 本課題研究的內(nèi)容及方法 1 3 1 主要的研究?jī)?nèi)容 在查閱了國(guó)內(nèi)外大量的有關(guān)蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì)理論及相關(guān)知識(shí)的資料和文獻(xiàn)基礎(chǔ)上 綜合考慮蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 具體作業(yè)任務(wù)特點(diǎn)以及蛋糕切片機(jī)的推廣應(yīng)用 分析確 定使用蛋糕切片機(jī)配合生產(chǎn)工序 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的目的 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo) 本文擬進(jìn)行的研究?jī)?nèi)容如下 1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境要求和蛋糕切片機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 確定蛋糕切片機(jī)整體設(shè) 計(jì)方案 2 確定蛋糕切片機(jī)的性能參數(shù) 對(duì)初步模型進(jìn)行靜力學(xué)分析 根據(jù)實(shí)際情況選擇電 機(jī) 3 從所要功能的實(shí)現(xiàn)出發(fā) 完成蛋糕切片機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 完成主要零部件強(qiáng)度與剛度校核 1 3 2 設(shè)計(jì)要求 1 根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能 提出蛋糕切片機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案 2 完成蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 3 通過相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算 完成電機(jī)選型 4 完成蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)造型 繪制蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)總裝配圖 主要零件圖 1 4 本文研究主要內(nèi)容 通過利用網(wǎng)絡(luò)工具 圖書館的書籍和各類期刊 雜志查閱了解蛋糕切片機(jī)的相關(guān)知 識(shí) 確定本設(shè)計(jì)符合要求 滿足需要 具體設(shè)計(jì)方法如下 1 查閱資料 結(jié)合所學(xué)專業(yè)課程 產(chǎn)生蛋糕切片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思路 2 查閱各類機(jī)械機(jī)構(gòu)手冊(cè) 確定合理的蛋糕切片機(jī)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(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究 5 通過研究國(guó)內(nèi)外情況 確定本設(shè)計(jì)課題的重點(diǎn)設(shè)計(jì) 6 完成 2D 裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制 并由此繪制零件圖 7 編寫設(shè)計(jì)說明書 8 檢查并完善本設(shè)計(jì)課題 本設(shè)計(jì)采用的方法是理論設(shè)計(jì)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方案 所運(yùn)用的資料來源廣泛 內(nèi)容充足 5 2 蛋糕切片機(jī)機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì) 2 1 基本結(jié)構(gòu) 蛋糕切片機(jī)其功能部件由支承體 帶動(dòng)力裝置的蛋糕切片機(jī)等組成 由功能部件 1 電動(dòng)機(jī)和機(jī)架等構(gòu)成的蛋糕切片機(jī) 下圖是該機(jī)器的工作原理圖 圖 2 1 蛋糕切片機(jī)總體圖 圖 2 2 切刀圖 6 2 2 設(shè)計(jì)原則 蛋糕切片機(jī)其功能部件由支承體 帶動(dòng)力裝置的蛋糕切片機(jī)切刀部件和包壓線 或機(jī)筒等組成 由功能部件 電動(dòng)機(jī)和機(jī)架 或機(jī)腳 等構(gòu)成蛋糕切片機(jī) 在功能部件 中的蛋糕切片機(jī)轉(zhuǎn)子上裝有使切割 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(dòng)切糕刀將蛋糕 送到切割 此輸送裝置由于需要電機(jī)通過軸帶動(dòng)輸送帶滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)難看出此蛋糕切片機(jī) 包括 2 個(gè)電機(jī) 3 根軸 滾筒 輸送帶 帶輪 帶輪等等 蛋糕切片機(jī)零件眾多 這 無疑增加了蛋糕切片機(jī)的制造成本與維護(hù)運(yùn)行成本 對(duì)于廣大的蛋糕來說 這種臥式 蛋糕切片機(jī)很顯然不是他們理想的選擇 因此 設(shè)計(jì)出一款小型且制造成本低廉 適 用與蛋糕切片機(jī)非常必要 蛋糕切片機(jī)其功能部件由支承體 帶動(dòng)力裝置的蛋糕切片機(jī)切割部件和機(jī)筒等組 成 由功能部件 電動(dòng)機(jī) 和機(jī)架等構(gòu)成的蛋糕切片機(jī) 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?jī)?nèi)有能使物料自動(dòng)卸出 設(shè)有與刀片相對(duì) 7 3 蛋糕切片機(jī)的機(jī)械部分計(jì)算 3 1 電機(jī)的選取 蛋糕切片機(jī)在工作時(shí) 在運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好 保障運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的條件 有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量 發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的儲(chǔ)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kN 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 tN N kW 4 kt 1 其中空轉(zhuǎn)功率消耗 k A3B 式中 系數(shù) 為克服軸承及傳動(dòng)裝置的摩擦阻力的功率消耗 310 2 A B 系數(shù) 為克服滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的功率 3 68 4 B 由于計(jì)算較為復(fù)雜 初步采用估算的方法 擬采用 Y132M 4 電動(dòng)機(jī) 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 得 選擇 其銘牌如下表 3 1 表 3 1 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 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(jí) 1440 2 2 2 2 81 8 a b 圖 3 1 電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸示意圖 9 表 3 2 電動(dòng)機(jī)的安裝技術(shù)參數(shù) 3 2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P 7 5kW 轉(zhuǎn)速 n1 1440r min n2 500r minedAdPK 表 3 1 工作情況系數(shù) AK 原動(dòng)機(jī) 類 類 一天工作時(shí)間 h工作機(jī) 10 10 16 16 0 10 16 16 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機(jī) 離心式水泵 通 風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī) 7 5kW 離心式壓縮機(jī) 輕型運(yùn)輸機(jī) 1 0 1 1 1 2 1 1 1 2 1 3 載荷 變動(dòng)小 帶式運(yùn)輸機(jī) 運(yùn)送砂石 谷物 通風(fēng)機(jī) 發(fā)電 機(jī) 旋轉(zhuǎn)式水泵 金屬切削機(jī) 床 剪床 壓力機(jī) 印刷機(jī) 振動(dòng)篩 1 1 1 2 1 3 1 2 1 3 1 4 載荷 變動(dòng)較大 螺旋式運(yùn)輸機(jī) 斗式上料機(jī) 往復(fù)式水泵和壓縮機(jī) 鍛錘 磨粉機(jī) 鋸木機(jī)和木工機(jī)械 紡織機(jī)械 1 2 1 3 1 4 1 4 1 5 1 6 載荷 變動(dòng)很大 破碎機(jī) 旋轉(zhuǎn)式 顎式等 球磨機(jī) 棒磨機(jī) 起重機(jī) 挖 掘機(jī) 橡膠輥壓機(jī) 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(shí) 查 機(jī)械設(shè)計(jì) P 296表 4 取 KA 1 1 即 1 758 2kWdAedPK 3 2 1 選擇帶型 普通 V 帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按 機(jī)械設(shè)計(jì) P297 圖 13 11 選取 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 10 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 d d 80 100 可知應(yīng)選取 A 型 V 帶 3 2 2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由 機(jī)械設(shè)計(jì) P 298表 13 7 查得 小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80 100mm 則取 dd1 90mm ddmin 75 mm d d1根據(jù) P295表 13 4 查得 表 3 2 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind 槽型 Y Z A B C D Emind 20 50 75 125 200 355 50021 240 8 90 85 25ddi 所 以 由 機(jī)械設(shè)計(jì) P 295表 13 4 查 V 帶輪的基準(zhǔn)直徑 得 250mm2d 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比 1250 83 9 1 di 誤 為彈性滑動(dòng)率 誤差 符合要求12 830 10 58 i 誤 帶速 194v 6 79 66dnms 11 滿足 5m s v300mm 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(jiǎn)單 調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置 3 3 計(jì)算壓軸力 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 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1a 1a153 72sin 8 46sinN 209 8ooFz 對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻 工藝性好 與帶接觸的工作表面加工精 度要高 以減少帶的磨損 轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡 對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要 小 帶輪由輪緣 腹板 輪輻 和輪轂三部分組成 帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣 輪緣是帶輪的工作部分 用以安裝傳動(dòng)帶 制有梯形輪槽 由于普通 V 帶兩側(cè)面間的 夾角是 40 為了適應(yīng) V 帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小 故規(guī)定普通 V 帶 輪槽角 為 32 34 36 38 按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定 輪槽尺寸見表 7 3 裝在軸上的筒形部分稱為輪轂 是帶輪與軸的聯(lián)接部分 中間部分稱為輪幅 腹板 用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體 13 表 3 5 普通 V 帶輪的輪槽尺寸 摘自 GB T13575 1 92 槽型 項(xiàng)目 符號(hào) Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5 3 8 5 11 0 14 0 19 0 27 0 32 0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1 6 2 0 2 75 3 5 4 8 8 1 9 6 基準(zhǔn)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(duì)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 32 60 34 80 118 190 315 36 60 475 600 38 對(duì)應(yīng)的 基準(zhǔn)直 徑 d d 80 118 190 315 475 600 輪 槽 角 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(shí)心帶輪 用于尺寸較小的帶輪 dd 2 5 3 d 時(shí) 如圖 3 2a 2 腹板帶輪 用于中小尺寸的帶輪 dd 300mm 時(shí) 如圖 3 2b 3 孔板帶輪 用于尺寸較大的帶輪 dd d 100 mm 時(shí) 如圖 3 2c 4 橢圓輪輻帶輪 用于尺寸大的帶輪 dd 500mm 時(shí) 如圖 3 2d 14 a b c d 圖 3 2 帶輪結(jié)構(gòu)類型 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果 可以得出結(jié)論 小帶輪選擇實(shí)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(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度 驗(yàn)算傾角時(shí) 若支撐類型相同則只需驗(yàn) 算支反力最大支撐處傾角 當(dāng)此傾角小于安裝齒輪處規(guī)定的許用值時(shí) 則齒輪處傾角不 必驗(yàn)算 驗(yàn)算撓度時(shí) 要求驗(yàn)算受力最大的齒輪處 但通?？沈?yàn)算傳動(dòng)軸中點(diǎn)處撓度 誤差 3 當(dāng)軸的各段直徑相差不大 計(jì)算精度要求不高時(shí) 可看做等直徑 采用平均直徑 進(jìn)行1d 計(jì)算 計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸一般只驗(yàn)算彎曲剛度 花鍵軸還應(yīng)進(jìn)行鍵側(cè)擠壓驗(yàn)算 彎曲剛 度驗(yàn)算 的剛度時(shí)可采用平均直徑 或當(dāng)量直徑 一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁 1d2d 其撓度和傾角計(jì)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(hào) 在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加 不在同一平面上進(jìn)行向量疊加 通過受力分析 NdTF mnPr 7 153 012 86 2 860 9 905 96 最大撓度 mEIbl3 4349222max1068 10647 53 6 3974064 124mdII MPaEE 軸 的 材 料 彈 性 模 量 式 中 查 1 表 3 12 許用撓度 y12 15 所 以 合 格 yYB 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(yīng)力 取其MPap120 中間值 鍵的工作長(zhǎng)度 鍵與輪榖鍵槽MPap10 mbLl 682 的接觸高度 由 4 式 6 1 可得mhk5 37 5 PaMPaldT pp 10 106 382 式 中 表鍵 弱 材 料 的 許 用 擠 壓 應(yīng) 力鍵 軸 輪 轂 三 者 中 最 鍵 的 直 徑 為 鍵 的 寬 度 為 鍵 的 公 稱 長(zhǎng) 度 圓 頭 平 鍵鍵 的 工 作 長(zhǎng) 度 為 鍵 的 高 度此 處度鍵 與 輪 轂 鍵 槽 的 接 觸 高傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 264 5 0 p MPamd mbmLbll hkkN 可見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了 鍵的標(biāo)記為 20319680 TGB鍵 3 5 軸承的校核 軸軸承的校核 軸選用的是深溝球軸承 6206 其基本額定負(fù)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(duì)軸承的要求越高 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 應(yīng)該對(duì) min80r 軸未端的滾子軸承進(jìn)行校核 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 nPT950 mN 869 7 受力 dFr 7 15302 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 16 在水平面 NlFrAH14026387 152 在水平面 lAV 5 8394 3210 NFAVH 7 21 1022 因軸承在運(yùn)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 pf 1pf NPA24 78 23 軸承的壽命計(jì)算 所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命 hPCnLh 5840 713 24 81950 6 013 6 故該軸承 6206 能滿足要求 其他軸的軸承校核同上 均符合要求 17 18 4 切割裝置元件的計(jì)算 切割裝置采用的是氣缸往下壓的方式進(jìn)行 4 1 氣缸的選擇 氣缸的選用要根據(jù)以下方面進(jìn)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(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和 撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸 要求重量輕 應(yīng)選輕型缸 要求安裝空間窄且行程短 可選 薄型缸 有橫向負(fù)載 可選帶導(dǎo)桿氣缸 要求制動(dòng)精度高 應(yīng)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(shí)需要選用無給油或無油潤(rùn)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(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí) 如車床 磨床等 應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸 在要求活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外 還需作圓弧擺動(dòng)時(shí) 則選用軸銷式氣缸 有特殊要求時(shí) 應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸 3 作用力的大小 即缸徑的選擇 根據(jù)負(fù)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(fù)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(shè)備笨重 成本提高 又增加耗氣量 浪 費(fèi)能源 在夾具設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu) 以減小氣缸的外形尺寸 4 活塞行程 與使用的場(chǎng)合和機(jī)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(jī)構(gòu)等 應(yīng)按計(jì)算所需的行程增加 10 20 的余量 5 活塞的運(yùn)動(dòng)速度 主要取決于氣缸輸入壓縮氣油流量 氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小 要求高 速運(yùn)動(dòng)應(yīng)取大值 氣缸運(yùn)動(dòng)速度一般為 50 800 s 對(duì)高速運(yùn)動(dòng)氣缸 應(yīng)選擇大內(nèi)徑的 進(jìn)氣管道 對(duì)于負(fù)載有變化的情況 為了得到緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度 可選用帶節(jié)流裝 置或氣 液阻尼缸 則較易實(shí)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(dòng)負(fù)載時(shí) 推薦用排氣節(jié)流調(diào)速 垂直安裝的氣缸舉升負(fù)載時(shí) 推薦用進(jìn)氣節(jié) 流調(diào)速 要求行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)避免沖擊時(shí) 應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸 19 圖 5 1 氣缸實(shí)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(dòng) 單動(dòng)彈簧壓入及單動(dòng)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(fù)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(dòng)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(cè)用 要求氣缸內(nèi)置磁環(huán) 7 選定氣缸配件 包括相關(guān)接頭 一 單作用氣缸 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮氣油 實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) 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 5 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(diǎn)是 1 僅一端進(jìn) 排 氣 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 耗氣量小 2 用彈簧力或膜片力等復(fù)位 壓縮氣油能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力 因而減小了活塞桿的輸出力 3 缸內(nèi)安裝彈簧 膜片等 一般行程較短 與相同體積的雙作用氣缸相比 有效行 程小一些 4 氣缸復(fù)位彈簧 膜片的張力均隨變形大小變化 因而活塞桿的輸出力在行進(jìn)過程 中是變化的 20 由于以上特點(diǎn) 單作用活塞氣缸多用于短行程 其推力及運(yùn)動(dòng)速度均要求不高場(chǎng)合 如氣吊 定位和夾緊等裝置上 單作用柱塞缸則不然 可用在長(zhǎng)行程 高載荷的場(chǎng)合 二 雙作用氣缸 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮氣油 實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸 其結(jié)構(gòu)可分為雙 活塞桿式 單活塞桿式 雙活塞式 緩沖式和非緩沖式等 此類氣缸使用最為廣泛 1 雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種 2 缸體固定時(shí) 其所帶載荷 如工作臺(tái) 與氣缸兩活塞桿連成一體 壓縮氣油 依次進(jìn)入氣缸兩腔 一腔進(jìn)氣另一腔排氣 活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范 圍等于其有效行程 s 的 3 倍 安裝所占空間大 一般用于小型設(shè)備上 活塞桿固定時(shí) 為管路連接方便 活塞桿制成空心 缸體與載荷 工作臺(tái) 連成一 體 壓縮氣油從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔 使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左 運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程 s 的 2 倍 適用于中 大型設(shè)備 圖 3 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(tái) 3 活塞 4 活塞桿 5 機(jī)架 雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等 故活塞兩側(cè)受力面積相等 當(dāng)輸入壓力 流 量相同時(shí) 其往返運(yùn)動(dòng)力及速度均相等 三 緩沖氣缸 緩沖氣缸對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸 不采取必要措施 活塞就會(huì)以很大 的力 能量 撞擊端蓋 引起振動(dòng)和損壞機(jī)件 為了使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 不產(chǎn) 生沖擊現(xiàn)象 在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置 一般稱為緩沖氣缸 緩沖氣缸見下圖 主要由 活塞桿 1 活塞 2 緩沖柱塞 3 單向閥 5 節(jié)流閥 6 端蓋 7 等組成 其工作原理是 當(dāng) 活塞在壓縮氣油推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔 4 及缸蓋上的氣孔 8 排出 21 在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí) 活塞右側(cè)的緩沖柱塞 3 將柱塞孔 4 堵死 活塞繼續(xù)向右運(yùn) 動(dòng)時(shí) 封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮 緩慢地通過節(jié)流閥 6 及氣孔 8 排出 被壓縮 的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡 即會(huì)取得緩沖效果 使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 不產(chǎn)生沖擊 調(diào)節(jié)節(jié)流閥 6 閥口開度的大小 即可控制排 氣量的多少 從而決定了被壓縮容積 稱緩沖室 內(nèi)壓力的大小 以調(diào)節(jié)緩沖效果 若 令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí) 從氣孔 8 輸入壓縮氣油 可直接頂開單向閥 5 推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng) 如節(jié)流閥 6 閥口開度固定 不可調(diào)節(jié) 即稱為不可調(diào)緩沖氣缸 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 大 小 代 表 了 氣 缸 輸 出 力 的 大 小 活 塞 要 在 缸 筒 內(nèi) 做 平 穩(wěn) 的 往 復(fù) 滑 動(dòng) 缸 筒 內(nèi) 表 面 的 表 面 粗 糙 度 應(yīng) 達(dá) 到 Ra0 8um 對(duì) 鋼 管 缸 筒 內(nèi) 表 面 還 應(yīng) 鍍 硬 鉻 以 減 小 摩 擦 阻 力 和 磨 損 并 能 防 止 銹 蝕 缸 筒 材 質(zhì) 除 使 用 高 碳 鋼 管 外 還 是 用 高 強(qiáng) 度 鋁 合 22 金 和 黃 銅 小 型 氣 缸 有 使 用 不 銹 鋼 管 的 帶 磁 性 開 關(guān) 的 氣 缸 或 在 耐 腐 蝕 環(huán) 境 中 使 用 的 氣 缸 缸 筒 應(yīng) 使 用 不 銹 鋼 鋁 合 金 或 黃 銅 等 材 質(zhì) SMC CM2 氣 缸 活 塞 上 采 用 組 合 密 封 圈 實(shí) 現(xiàn) 雙 向 密 封 活 塞 與 活 塞 桿 用 壓 鉚 鏈 接 不 用 螺 母 2 端 蓋 端 蓋 上 設(shè) 有 進(jìn) 排 氣 通 口 有 的 還 在 端 蓋 內(nèi) 設(shè) 有 緩 沖 機(jī) 構(gòu) 桿 側(cè) 端 蓋 上 設(shè) 有 密 封 圈 和 防 塵 圈 以 防 止 從 活 塞 桿 處 向 外 漏 氣 和 防 止 外 部 灰 塵 混 入 缸 內(nèi) 桿 側(cè) 端 蓋 上 設(shè) 有 導(dǎo) 向 套 以 提 高 氣 缸 的 導(dǎo) 向 精 度 承 受 活 塞 桿 上 少 量 的 橫 向 負(fù) 載 減 小 活 塞 桿 伸 出 時(shí) 的 下 彎 量 延 長(zhǎng) 氣 缸 使 用 壽 命 導(dǎo) 向 套 通 常 使 用 燒 結(jié) 含 油 合 金 前 傾 銅 鑄 件 端 蓋 過 去 常 用 可 鍛 鑄 鐵 現(xiàn) 在 為 減 輕 重 量 并 防 銹 常 使 用 鋁 合 金 壓 鑄 微 型 缸 有 使 用 黃 銅 材 料 的 3 活 塞 活 塞 是 氣 缸 中 的 受 壓 力 零 件 為 防 止 活 塞 左 右 兩 腔 相 互 竄 氣 設(shè) 有 活 塞 密 封 圈 活 塞 上 的 耐 磨 環(huán) 可 提 高 氣 缸 的 導(dǎo) 向 性 減 少 活 塞 密 封 圈 的 磨 耗 減 少 摩 擦 阻 力 耐 磨 環(huán) 長(zhǎng) 使 用 聚 氨 酯 聚 四 氟 乙 烯 夾 布 合 成 樹 脂 等 材 料 活 塞 的 寬 度 由 密 封 圈 尺 寸 和 必 要 的 滑 動(dòng) 部 分 長(zhǎng) 度 來 決 定 滑 動(dòng) 部 分 太 短 易 引 起 早 期 磨 損 和 卡 死 活 塞 的 材 質(zhì) 常 用 鋁 合 金 和 鑄 鐵 小 型 缸 的 活 塞 有 黃 銅 制 成 的 4 活 塞 桿 活 塞 桿 是 氣 缸 中 最 重 要 的 受 力 零 件 通 常 使 用 高 碳 鋼 表 面 經(jīng) 鍍 硬 鉻 處 理 或 使 用 不 銹 鋼 以 防 腐 蝕 并 提 高 密 封 圈 的 耐 磨 性 5 密 封 圈 回 轉(zhuǎn) 或 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 處 的 部 件 密 封 稱 為 動(dòng) 密 封 靜 止 件 部 分 的 密 封 稱 為 靜 密 封 缸 筒 與 端 蓋 的 連 接 方 法 主 要 有 以 下 幾 種 整 體 型 鉚 接 型 螺 紋 聯(lián) 接 型 法 蘭 型 拉 桿 型 6 氣 缸 工 作 時(shí) 要 靠 壓 縮 氣 油 中 的 油 霧 對(duì) 活 塞 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 也 有 小 部 分 免 潤(rùn) 滑 氣 缸 23 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(shí) 應(yīng) 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(shè) 備 笨 重 成 本 高 同 時(shí) 耗 氣 量 增 大 造 成 能 源 浪 費(fèi) 在 夾 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 盡 量 采 用 增 力 機(jī) 構(gòu) 以 減 少 氣 缸 的 尺 寸 氣 缸 下 面 是 氣 缸 理 論 出 力 的 計(jì) 算 公 式 F 氣 缸 理 論 輸 出 力 kgf F 效 率 為 85 時(shí) 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(shí) 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(diǎn) 得 F 2800kgf F 2300kgf 在 工 程 設(shè) 計(jì) 時(shí) 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(yàn) 表 1 1 中 查 出 下 壓 機(jī) 構(gòu) 氣 缸 的 計(jì) 算 估算壓緊力的計(jì)算 50N 其中上壓板的重量為 20N 當(dāng)氣缸下壓時(shí) 氣缸只需提供 30N 的壓力 所以實(shí)際氣缸負(fù)載的大小為 30 0 6 50N 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 確定氣缸的行程為 100mm 設(shè)定其負(fù)荷率為 0 7 使用壓力 0 5MPa 與氣壓缸出力 163N 查下表可知?dú)鈮簞們?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(shí)候 經(jīng)驗(yàn)算 可以達(dá)到使用要求 NmPaAF 501401605 226 2036 7 8 2661 24 總 結(jié) 本文設(shè)計(jì)了一種蛋糕切片機(jī) 詳細(xì)地設(shè)計(jì)了移動(dòng)蛋糕切片機(jī)的各個(gè)部分 在全面分 析各個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 對(duì)系統(tǒng)研究過程中所遇到的一些問題也進(jìn)行了深入的研究 蛋糕切片機(jī)是一種具有很大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景的蛋糕切片機(jī) 在不方便操作的地方 都扮演著很重要的角色 本次設(shè)計(jì)對(duì)蛋糕切片機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì) 通過功能和設(shè)計(jì)任務(wù)的分析 初步制定了蛋糕切片機(jī)的總體方案 接下來進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 重要零部件的受力分析與校核 電機(jī)選型與計(jì)算 主要零件工程圖繪制 通過本次設(shè)計(jì) 把大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)都綜合的利用起來 這再次加深了我對(duì)所學(xué) 知識(shí)的印象 提高了我對(duì)知識(shí)的利用能力 但是 由于本人的水平和能力有限 本次設(shè) 計(jì)一定存在一些不合理之處 希望老師給予批評(píng)和指正 本文所完成的工作達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo) 但是仍有進(jìn)一步研究的必要 需要進(jìn)一步改進(jìn)的 工作是本文在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到的蛋糕切片機(jī)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(dòng)平臺(tái)能夠更好的適應(yīng)室外的工作環(huán)境 在設(shè)計(jì)過程中 我通過查閱大量有關(guān)資料 與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué) 并向老師請(qǐng)教等方 式 使自己學(xué)到了不少知識(shí) 也經(jīng)歷了不少艱辛 但收獲同樣巨大 在設(shè)計(jì)中我懂得了 許多東西 也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力 樹立了對(duì)自己工作能力的信心 相信會(huì)對(duì)今后 的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響 而且大大提高了動(dòng)手的能力 使我充分體會(huì)到了在 創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅 雖然做得還不是很完善 但是在設(shè)計(jì)過程中所 學(xué)到的東西是這次設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富 使我終身受益 25 致 謝 本論文是在導(dǎo)師 XX 的悉心指導(dǎo)下完成的 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 老師給了我很大的幫 助 不僅讓我在規(guī)定時(shí)間能完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 還使我學(xué)到了很多有用的經(jīng)驗(yàn) 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(shí)的老師們 還有曾經(jīng)幫過我的同學(xué) 們 經(jīng)過幾個(gè)月的努力 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲 由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的匱乏 本次設(shè)計(jì)難免有考 慮不周的地方 如果沒有老師的悉心指導(dǎo)以及本組人員的支持 恐怕設(shè)計(jì)不會(huì)這么順利 完成 自開題一來老師一直認(rèn)真指導(dǎo)設(shè)計(jì)的每個(gè)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(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博 的專業(yè)知識(shí)更是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣 再次對(duì)老師及本組的同學(xué)表示衷心的感謝 最后還要感謝曾指導(dǎo)過和給我?guī)椭睦蠋?是你們?cè)?jīng)辛勤的付出才有了我今天知 識(shí)的積累 26 參考文獻(xiàn) 1 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 2 尚久浩 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2006 3 顧曉勤 工程力學(xué) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 4 盧秉恒 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 5 單輝祖 材料力學(xué) M 北京 高等教育出版社 2010 6 張鐵 謝存禧 蛋糕切片機(jī)學(xué) M 廣州 華南理工大學(xué)出版社 2001 17 18 7 余達(dá)太 馬香峰 工業(yè)蛋糕切片機(jī)應(yīng)用工程 M 北京 冶金工業(yè)出版社 2001 8 吳琰琨 氣與氣動(dòng)技術(shù) M 北京 人民郵電出版社 2008 9 周伯英編 工業(yè)蛋糕切片機(jī)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 33 35 10 加藤一郎編 上海交通大學(xué)蛋糕切片機(jī)及蛋糕切片機(jī)研究室譯 蛋糕切片機(jī)圖冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出 版社 1979 11 濮良貴 紀(jì)名剛主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 第七版 高等教育出版社 2001 12 周開勤主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第五版 高等教育出版社 2001 13 華大年主編 機(jī)械原理 第二版 高等教育出版社 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