糕點切片機的設計

糕點切片機的設計designOFCakeslicemachine目錄摘要…………………………1關鍵詞………………………11前言……………………11.1研究的目的和意義……………11.2國內外糕點生產(chǎn)現(xiàn)狀…………21.3研究的主要內容…………………21.4研究的主要目標…………………32糕點切片機的設計…………………32.1糕點切片機設計要求…………32.2間歇進料機構的方案選定………32.3往復切片機構的方案選定………63傳動裝置的設計…………………73.1糕點切片機的電機選擇……………………83.2減速系統(tǒng)的設計…………94軸的設計與計算…………………165糕點切片機推料裝置的設計…………225.1輸送帶的設計……………………236糕點切片機切片裝置的設計……………………236.1切刀的設計………………………247機架的設計………………………258結論………………25參考文獻………………………26致謝……………27糕點切片機裝置的設計摘要：本設計介紹了糕點在生活中的地位和作用，簡要提到了國內外糕點切片機的發(fā)展現(xiàn)狀。設計了一款以電機為原動力，通過帶和齒輪傳動，曲柄滑塊機構為切片裝置，槽輪為間歇推料裝置的糕點切片機。該切片機結構簡單，成本低廉。主要用于家用，小作坊場合。關鍵詞：糕點，切片機，槽輪間歇推料，曲柄滑塊機構DesignOfCakeSliceMachineAbstract:Thisdesignthecake'spositionandroleinthelife,brieflymentionedthecakeslicerdevelopmentathomeandabroad.Designamotorasdrivingforce,throughbeltsandgears,crank-slidermechanismforslicingequipment,cakesliceofGenevaforintermittentfeedingdevice.Theslicingmachineissimpleinstructure,andlowcost.Mainlyusedforhouseholdandsmalloccasions.Keywords：cake,slicemachine,geneva,crank-slidermechanism1前言1.1研究目的和意義糕點是我國古老的傳統(tǒng)食品，源遠流長，歷史悠久。相傳有三四年的歷史。糕點制品無論是民間喜婚相賀，逢年過節(jié)，旅游觀光，古代宮廷皇室中享受的精品。作為生活中非常受歡迎的食品。其種類繁多，制作的方式也是五花八門。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，西式糕點也流入中國，其造型新穎，風格獨特，口味清新，更是顛覆了傳統(tǒng)糕點在我國人民眼中的印象。不僅僅在選材，制作方式，口感方面都給我們一種耳目一新的感覺。而今的糕點的發(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。糕點作為一種常見的食品，在日常生活中扮演著重要的角色。它可以作為早餐、中餐、晚餐，也可以作為主食。而今，新世紀的糕點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營養(yǎng)價值和藥用效果。糕點切片機發(fā)展史已經(jīng)很多年了，對于家居型的糕點切片機也是有市場供應。早就已經(jīng)發(fā)展到了一定階段。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。糕點的制作慢慢有家庭小批量生產(chǎn)的趨勢，加上糕點龐大的需求量。價格適宜且功能強大的小作坊型糕點切片機變得非常必需。1.2國內外研究現(xiàn)狀隨著人民生活水平的提高，人們開始追求生活，不僅僅滿足于在市場，商店里買到的糕點。而且現(xiàn)在自家制作糕點也不再是難事。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，做出軟硬適中的糕點。而且還可以根據(jù)自己的想象去設計。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)。如此龐大的糕點市場是個很好的機會。所以，一臺價格適宜，容易上手，操作簡單的糕點切片機能給他們在糕點制作的過程帶來很大的便捷。不過現(xiàn)階段的糕點切片機在國內主要存在于中大批量生產(chǎn)中。小作坊型的糕點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，人們不再停止純手工勞動。而且針對糕點種類如此之多，質地有硬有軟，人工切片有諸多的不便。而且工作效率比較低，手工切出來的糕點美觀程度也不如機器切的。所以小作坊型糕點切片機變得被人們和市場所需要。小型家庭作坊型糕點切片機變得被人們和市場所需要。如：興化市中遠食品機械廠生產(chǎn)的ZY-Q400切片機，該機功率：0.75KW，

產(chǎn)量：600-100KG，切片厚度1-7mm

，能適用于中等工作量的切片。還有納賽食品設備有限公司生產(chǎn)的YS-6000W型切片機，該機器尺寸為高1390X寬815X長1405（mm)，切斷能力150-800kg/時，切斷尺寸在0-50mm可調節(jié)方式，入料口尺寸為寬130X高100（mm)，電動機采用3相/380v/800w。適用于各種切片和切段。FOODTOOLS生產(chǎn)的ACCUSONIC-100FS蛋糕切片機功率為208V-240V,60A（kw），該機型非常適合用于流水線切割片狀和圓形食品，它帶有伺服驅動的傳送帶，多軸驅動切割頭和自動裝卸載裝置，性能強勁，可以把圓形蛋糕切割成4-24等份或者把整盤的片狀產(chǎn)品切割成方形、三角形、菱形、平行四邊形等其它指定的多邊形，該機型傳送帶精確定位，產(chǎn)品并列排放，同時切割，可使效率加倍；使用超聲波技術，鈦合金刀片防止了食品粘在刀片上；友好的觸摸屏界面，可儲存170多種甚至更多的切割方案，切割方案自主選擇，并且可裝多個刀片提高生產(chǎn)效率；切面干凈、整潔且美觀，分塊大小精確一致。1.3研究的主要內容研究糕點輸送與切片分離的新的工作原理及結構形式，利用槽輪機構實現(xiàn)成型后糕點的間歇輸送，采用曲柄滑塊機構實現(xiàn)糕點的切片與分離動作，以最大程度地減少動力功耗和總體結構尺寸；針對不同糕點品種，優(yōu)化傳動與工作部件的結構，使其結構參數(shù)和運動參數(shù)達到最優(yōu)。1.4研究的主要目標本設計以配用小型作坊式的糕點切片機裝置為研究對象，適應小批量生產(chǎn)的需求，通過分析糕點切片裝置的輸送及切片分離原理、刀片裝置往復運動的特點和所受阻力及對糕點的施力方式等，研究糕點切片裝置及其輸送部件的運動機理及最佳工作參數(shù)，對間歇進料機構和往復切片機構進行結構優(yōu)化設計，達到簡化結構，降低功耗，減少成本，提高作業(yè)質量為目標。2糕點切片機的設計2.1糕點切片機設計的要求通過對糕點生產(chǎn)現(xiàn)狀、切片方式的調查，研究糕點切片機的間歇進料機構、切刀往復切片機構、機架、傳動裝置、動力裝置等結構，研制適用小型生產(chǎn)的糕點切片機，糕點切片厚度約為10～20mm,切片長度約為5～80mm，切刀工作節(jié)拍為30次／min。具體內容有：2.1.1該糕點切片機設計包括：（1）間歇進料機構：采用棘輪或槽輪機構實現(xiàn)成型后的糕點進行間歇進料。（2）往復切片機構：采用曲柄滑塊機構的形式使切刀做豎直平面上的往復運動。（3）機架：合理安置各個部分。（4）傳動機構：根據(jù)生產(chǎn)需求選用動力，設計減速系統(tǒng)，對相關部件的結構參數(shù)計算和校核。2.2糕點間歇進料機構的確定和設計實現(xiàn)糕點直線間歇移動機構的方案比較方案一如圖1所示，為牛頭刨床，是可以實現(xiàn)直線間歇移動的機構。圖1.牛頭刨床運動示意圖Fag1.Shaperdiagram此擺動導桿機構的優(yōu)點：此機構具有急回運動特性，可以根據(jù)所需的行程比系數(shù)K來設計，先利用式求出極位夾角，然后再設計各桿的尺寸。此擺動導桿機構的缺點：此機構沒有間歇特性，只有急回特性，不能夠很好的完成直線間歇移動。故舍棄。方案二如圖2所示，為一連桿步進輸送機構，也可以實現(xiàn)直線間歇移動機構。圖2步進輸送機示意圖Fag2.Steppingconveyor此連桿機構的傳輸優(yōu)點：就其理想的運動特性來講，此機構能完全實現(xiàn)直線間歇移動。如果連桿設計得當，此機構具有傳遞平穩(wěn)，運動精確等優(yōu)點。此機構的缺點：其中連桿CDC的運動軌跡是一個完全不規(guī)則的曲線，在設計連桿機構時，要想使連桿和掛鉤接觸的部分的運動曲線近似為一直線，機構中的每個連桿的長度和定位都很難。確定連桿的運動的方法包括圖解法，解析法和實驗法。其中解析法超出了我們沒有學習，超出了我們的能力范圍。實驗法不夠精確，不能是其間歇直線運動和切刀的往復運動很好配合起來，所學過的圖解法的知識也不能最終確定尺寸和方位。故舍棄。方案三如圖3所示，為一槽輪機構，可實現(xiàn)直線間歇移動。圖3槽輪機構Fag3.Genevamechanism糕點的間歇移動我們采取槽輪實現(xiàn)：當槽輪靜止時推桿向上運動，當槽輪運動時推桿向下運動，利用這個規(guī)律可以根據(jù)反轉法計算確定不完全圓盤的形狀。當滑塊向上運動時，槽輪運動帶動糕點的移動，當滑塊向下運動即刀向下運動時，槽輪靜止即糕點靜止，進行切割。該槽輪機構的優(yōu)點：槽輪機構的機構簡單，工作可靠、外形尺寸小，其機械效率高，并能較平穩(wěn)地、間歇地進行轉位。此槽輪機構的缺點：因圓柱銷開始進入與脫離徑向槽，存在剛性沖擊，故常用于速度不太高的場合，本論文所要設計的糕點切片機中所要求的轉速為30r/min。轉速不高，此缺點可以忽略。比較合理，故選用該機構。2.3切片機往復切片裝置方案的確定本設計切片裝置的三個方案比較及選擇。2.3.1凸輪機構作為直動從動件盤形凸輪機構的等速轉動轉化為從動件的往復直線運動，其移動的位移,速度，加速度與凸輪的輪廓曲線有關。凸輪機構廣泛應用于傳動機構，他有其他機構無可比擬的優(yōu)點：（1）設計簡單，適應性強，可實現(xiàn)從動件的復雜運動規(guī)律要求。（2）結構簡單緊湊，控制準確有效，運動特性好，使用方便。（3）性能穩(wěn)定，故障少，維護保養(yǎng)方便。缺點：凸輪與從動件為高副接觸，易于磨損，可調性差。而且，由于凸輪的輪廓曲線通常比較復雜，因而加工比較困難。2.3.2齒輪齒條機構其結構緊湊，沖擊小，傳動精確，結構比較復雜，比較難于制造，還有其形往復的直線運動，主動件要往復轉動。2.3.3曲柄滑塊機構一般情況下，運用在曲柄作等速轉動，滑塊作往復直線運動，其往復運動可以是勻速，也可以不勻速。它還具有急回特性，效率高。其結構特點：（1）其結構由簡單的構件和低副組成，具有結構簡單，易于制造，成本低廉的特點。（2）構件只建力的傳遞是通過低副實現(xiàn)的，面接觸的低副具有較小的單位面積承載力，故其機構的承載能力大。（3）通過適當?shù)脑O計各桿的尺寸，連桿機構可實現(xiàn)運動規(guī)律的多樣化。（4）當連桿和機架較長時，可實現(xiàn)遠距離的運動和動力的傳遞。缺點是該連桿機構的機械效率較低，是連桿機構不能避免的，但該考慮到成本及使用的場合，還是采用該機構。經(jīng)上述比較，考慮到在以后的生活和生產(chǎn)中,自動化是必然的趨勢，因此設計的機構要盡量滿足自動化的要求。此機構的運作是切糕點與送糕點,切的時候糕點不能動,沒有切的時候,糕點要運動并前進一定的距離到達指定位置。為了實現(xiàn)切片的動作,開始采用凸輪機構,來實現(xiàn)刀的往復運動,用凸輪可以很好的控制刀的運動,實現(xiàn)最優(yōu)的運動軌跡,可是凸輪的設計和制造比較復雜，且不能傳遞較大的力,而且切糕點也不需要那么高的精度。于是我們考慮用曲柄滑塊機構,曲柄滑塊機構一樣可以實現(xiàn)刀的往復運動,可傳遞較大的力,能足設計的需要,而且其機構簡單，加工制造方便，能減少生產(chǎn)成本，符合設計的切片機面向的小投資作坊這一類使用者，于是本設計確定用曲柄滑塊機構。圖4偏置曲柄滑塊機構Fag4Slidercrankmechanism3傳動機構的確定和設計圖5.傳動系統(tǒng)示意圖Fag5.Transmissionsystem3.1電機的選型根據(jù)要求，切片的頻率為30次/min。選擇型號為Y801-4的Y系列異步電動機。電動機功率0.55KW、轉速為1390r/min。3.2減速系統(tǒng)的設計本機構為一高速電機,其轉速為1390r/min,但傳動所需要的轉速是30r/min,所以要減速。對于減速裝置采用帶傳動加齒輪的方法。第一級降速是用皮帶減速,減為240r/min。第二級是用齒輪減為30r/min。下圖為切片的傳動系統(tǒng)示意圖:3.2.1皮帶傳動的設計：皮帶傳動的優(yōu)點為緩沖減振，傳動比精確，傳動輕巧。同步帶傳動具有帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶傳動由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運動和動力，故帶與帶輪間無相對滑動，能保證準確的傳動比。傳動時的線速度可達50m/s，傳動比可達10，效率可達98％。傳動噪音比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小，耐磨性好，不需油潤滑，壽命比摩擦帶長。其主要缺點是制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴格。所以同步帶廣泛應用于要求傳動比準確的中、小功率傳動中。(1)皮帶傳動設計主要是采用兩個半徑不相同的皮帶輪實現(xiàn)。由于皮帶上線速度相等，由r1×v1=r2×v2，(1)1390×r1=240×r2；r1/r2=24/139.由此可見算出電機上皮帶輪直徑大小r1=36mm；另一端皮帶輪半徑大小r2=220mm。傳動比i=139/24.(2)工況系數(shù)KA=1.5。傳動功率P=0.55KW，得同步帶的設計功率Pd=KaxPd=0.55x1.5KW=0.825KW。小帶輪轉速n1=1390r/min。初選同步帶為模數(shù)制，因帶輪轉速較高，故同步帶模數(shù)應選較小值，初定模數(shù)m=1.5。(3)帶速v=vmax，v=2.62m/s，由vmax=40~50m/s，得v滿足條件。(4)初定中心距a0，0.7（d1+d2）<a0<2(d1+d2),即179.2<a0<512,選定中心距為a0=300mm。(5)初定帶的節(jié)線長度L0p及其齒數(shù)zb，由Lop≈2a0+π/2（d1+d2）+=1029mm(6)選取較接近的值則節(jié)線長度Lp=980.18mm，則齒數(shù)zb=208.(7)實際中心距a，中心距可調整a≈a0+=275.5mm。(8)帶寬bs≥=25.82mm，F(xiàn)c=mbv2，其中小帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)Kz=1.0查得代為帶寬的許用拉力Fa=5N/mm，帶的單位寬度、單位長度的質量mb=1.8g..。(9)作用在軸上的力Fr=Pd/v=378.44N。根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以查得應該選用m×zb×bs(模數(shù)×齒數(shù)×帶寬)=1.5×208×30（mm），其節(jié)線長Lp=980.18mm的同步帶。3.2.2兩級齒輪設計:經(jīng)皮帶減速后的轉速為240r/min,而我們所要的轉速30r/min。因此還需要的傳動比為8/1,選用的齒輪為標準齒輪。切片機為一般工作機器，速度不高，選用7級精度（GB10095-88）。選擇小齒輪材料為40Cr(調質)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。表1齒輪傳動參數(shù)Table1geartransmissionparameters齒數(shù)255025100模數(shù)2mm2mm2mm2mm分度圓50mm100mm50mm200mm傳動比i=8/1。對漸開線標準直齒圓柱齒輪的設計用標準齒輪傳動設計簡單，使用方便，互換性好。標準漸開線直齒輪主要參數(shù)設計(1)初選中心距：取初始標準安裝中心距a=65mm(2)模數(shù)、傳動比及中心距確定：在一般動力傳動中，模數(shù)m不應小于2mm。齒輪選用45號鋼制作。取第一系列模數(shù)m=2mm。齒輪的傳動比i34=u1=z4/z=4則由中心距公式a1=(z1+z2)m/2a2=(z4+z3)m/2，則實際標準安裝中心距為a1=(z1+z2)m/2=75mma2=(z3+z4)m/2=125mm則齒輪1、2的實際傳動比i12=z2/z1=50/25=2齒輪3、4的實際傳動比i34==100/25=4(3)齒輪的強度計算及校核關于第一對齒輪Z1和Z2和強度計算按齒面接觸強度設計由設計計算公式（10-9a）進行計算，即（3）確定公式內的各計算數(shù)值(4)試選載何系數(shù)(5)小齒輪傳遞的名義轉矩(6)選取齒寬系數(shù)(7)查得材料的彈性影響系數(shù)(8)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限；(9).計算應力循環(huán)次數(shù)（4）(10).查得接觸疲勞壽命系數(shù)［22］；(11).計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，（5）計算載荷系數(shù)根據(jù)v=2.62m/s,7級精度，查得動載系數(shù)；直齒輪，假設。查得動載荷系數(shù)；查得使用系數(shù)；由b/h=8.90,查；故載荷系數(shù)(6)按齒根彎曲強度設計得彎曲強度的設計公式為（7）確定公式內的各計算數(shù)值(1)查得小齒輪的彎曲疲勞極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；(2)由查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；(3)計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，(8)(4)計算載荷系數(shù)K（9）(5)查取齒形系數(shù)查得；(6)查取應力校正系數(shù)查得；(7)計算大、小齒的并加以比較（10）大齒輪的數(shù)值大。(8)設計計算(11)對此計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.105并就近圓整為標準值m=1.5mm，而設計確定的模數(shù)為2mm，符合強度要求。關于第二對齒輪和的計算按齒面接觸強度設計由設計計算公式（10-9a）進行計算，即（12）確定公式內的各計算數(shù)值1.試選載何系數(shù)2.小齒輪傳遞的轉矩3.選取齒寬系數(shù)4.由表查得材料的彈性影響系數(shù)5.由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限；6.由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)(13)7.由查得接觸疲勞壽命系數(shù)；8.計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1計算圓周速度v（14）計算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.314m/s,7級精度，查得動載系數(shù)；直齒輪，假設。查得動載荷系數(shù)；查得使用系數(shù)查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，將數(shù)據(jù)代入后得由b/h=8.90，查得；故載荷系數(shù)按齒根彎曲強度設計得彎曲強度的設計公式為（15）確定公式內的各計算數(shù)值(1).由查得小齒輪的彎曲疲勞極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；(2).查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；(3).計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得(4).計算載荷系數(shù)K(5).查取齒形系數(shù)由查得(6).查取應力校正系數(shù)由查得(7).計算大、小齒的并加以比較大齒輪的數(shù)值大。表2齒輪傳動參數(shù)Table2geartransmissionparameters模數(shù)2222嚙合角20°齒頂高2222齒根高2.5齒頂圓直徑5410454202齒根圓直徑459545195基圓直徑50.7497.7350.74189.82齒距6.28基圓齒距5.90齒厚3.14齒槽寬3.14分度圓直徑5010050200(8)設計計算對此計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.086并就近圓整為標準值m=1.25mm，而設計確定的模數(shù)為2mm，符合強度要求=m/2=25mm=m/2=50mm=m/2=25mm=m/2=100mmra2=+ha*m=52mmra3=+ha*m=27mmra4=+ha*m=102mmαa1=arccos(r1cosα/ra1)=arccos(25cos20°/27)=32.25°αa2=arccos(r2cosα/ra2)=arccos(50cos20°/52)=25.88°故1、2兩齒輪的重合度：ξα=[z1(tanαa1-tanα)+z2(tanαa2-tanα)]/2π=[25(tan32.25°-tan20°)+50(tan25.88°-tan20°)]/2π=1.63>1,故所選齒輪滿足要求。對于3、4兩齒輪αa3=arccos(r3cosα/ra3)=arccos(25cos20°/27)=32.25°αa4=arccos(r4cosα/ra4)=arccos(100cos20°/102)=23.89°表3齒輪傳動參數(shù)Table3geartransmissionparametersZ5Z6模數(shù)2mm2mm嚙合角20o20o齒根圓直徑155mm155mm齒數(shù)8080齒頂圓直徑164mm164mm分度圓直徑160mm160mm基圓直徑150.35mm150.35mm故兩齒輪的重合度：ξα=[z3(tanαa3-tanα)+z4(tanαa4-tanα)]/2π=[25(tan32.25°-tan20°)+100(tan23.89°-tan20°)]/2π=1.67>1,故所選齒輪滿足要求。推料軸和切片軸間用傳動比為1：1的齒輪傳動。4軸的設計與計算4.1計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)本設計重點設計切片軸以及推料軸，高速軸和中間軸用示意圖表示。（1）各軸轉速為進行傳動件的設計計算，將傳動裝置中各軸由高速至低速依次定為高速軸，中間軸，切片軸，推料軸。高速軸（15）中間軸切片軸推料軸（2）各輸入軸功率高速軸（16）中間軸切片軸推料軸各輸出功率為：高速軸中間軸切片軸推料軸（3）各軸輸入轉矩電動機軸輸出轉矩（17）各輸入轉矩為：高速軸（18）中間軸輸出軸各軸輸出轉矩為：高速軸中間軸輸出軸各軸的輸出功率高速軸(18)中間軸切片軸推料軸本設計重點設計其切片軸和推料軸。4.2切片軸的設計已知：輸出軸上的功率，轉速，轉矩，該軸上的齒輪分度圓直徑d=200mm和d=160mm。則作用在軸上的力為：(19)初步確定軸的最小直徑初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理［26］。取，于是得(20)輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉矩，查表［26］，考慮到轉矩變化很小，故取，則：(21)按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查手冊［26］，選用HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為160000N·mm。半聯(lián)軸器的孔徑，故??；半聯(lián)軸器長L=52mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=38mm。軸的結構設計根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，左端需制出一軸肩右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=30mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=38mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故取的長度應比L1略短一些。（2）初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力，故選用常用滾動軸承。參考軸的最小直徑和齒輪分度圓，選用常用滾動軸承6005，其尺寸為d×D×B=25mm×47mm×12mm。左端軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查得6005型軸承的定位軸肩高度h=2.5mm，因此，?。?）取安裝齒輪處的軸的直徑為46mm；齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為38mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取其長度33mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑60mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取長度為12mm。（4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離l=30mm（5）軸的右端為連接切片裝置，根據(jù)切片切刀位置，確定軸右端的長度為92mm。并在軸端設計兩個直徑為4的孔。與偏心輪連接。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸的示意圖如下圖6切片軸示意圖Fag6Sectionaxis4.3推料軸的設計已知：推料軸上的功率為0.463kw，轉速，轉矩，該軸上的齒輪分度圓直徑d=160mm。則作用在軸上的力為：p=3\*ROMAN初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據(jù)表15-3，取，于是得dmin=A0推料軸最小直徑為安裝軸承處，取最小直徑為30mm。軸上安裝一個分度圓直徑為160mm的齒輪，取安裝齒輪處的軸的直徑為40mm；齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為38mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取其長度33mm。齒輪的左端采用軸肩定位［29］，軸肩高度h>0.07d，取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑60mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取長度為12mm。推料軸右端與槽輪機構連接，在軸右端面設計一個直徑為5mm的孔。推料軸的成型圖如下圖所示因小齒輪分度圓較小，固此將齒輪和軸做成一體，則軸的材料和齒輪一樣，也為鋼，調質處理。經(jīng)過計算，高速軸和中間軸的各段長度和直徑，畫出兩軸的示意圖分別如下：圖7.推料軸示意圖Fag7.Pushershaft計算軸的彎矩并畫出彎矩圖水平面彎矩QUOTEMHBMHB-QUOTEFt2L2Ft2L2+FH2(L2+L3)=0(23)MHB=9482╳＋8321╳(70+42)=-356260n·mmQUOTEMHCMHC+FHL3=0MHC=-8321╳47.4=-441013N·mm圖8.高速軸示意圖Fag8.Highspeedshaft圖9.中間軸示意圖Fag9.Intermediateshaft垂直面彎矩-MVB-Fr2L2-Fv2(L2+L3)=0MVB=3451╳74.2+2035(74.2+47.4)=4487n·mmMVC-FV2L3=0MVC=-2035╳47.4=-107855n·mm合成彎矩MB=MHB2+MVB2=MC=MHC2+ME.畫扭矩圖，計算并畫當量彎矩圖，轉矩按靜載荷計算，取α=0.3αT2=0.3╳474.09╳103=142227n·mmMeB==3562882+1422272=383627n·MeC=MC=454010n根據(jù)計算得出的數(shù)據(jù)畫出彎矩圖圖10.彎矩示意圖Fag10.Bendingmomentdiagram軸的強度校核按彎扭合成應力校核軸的強度軸的彎扭合成強度條件為（26）已知 ，T=0由表［27］15-4可知（27）式中，d=30mm，b=8mm，t=4mm將數(shù)據(jù)代入公式得：W=由以上數(shù)據(jù)可得：(28)查表［25］15-1可知則有，，符合強度要求5.糕點切片機推料裝置的設計槽輪槽數(shù)z和撥盤圓柱銷數(shù)k是槽輪機構的主要參數(shù)。根據(jù)設計的要求，設計的槽輪為單圓柱銷槽輪。如圖3所示，為了使槽輪啟動和終止轉動的瞬時角速度為零，以避免剛性沖擊，在圓柱銷開始進入徑向槽及自徑向槽脫出時，槽的中心線垂直于撥盤中心與圓柱銷中心線的連線。設z為均勻分布的徑向槽數(shù)目，則有圖2.3可見，當槽輪轉過兩槽的夾角a1時，撥盤1的轉角a2為a2=π-a1=π-2π/z（29）有公式得：z=4.所以槽輪的槽數(shù)為4.在一個運動循環(huán)內，槽輪2的運動時間t與撥盤運動時間t之比成為運動系數(shù)，用表示。當撥盤1做等速轉動時，也可以用轉角之比來表示。對于只有一個圓柱銷的槽輪機構來說，tm和t分別為撥盤1轉過的角度a2和a1所用的時間，因此這種槽輪機構的運動系數(shù)為：（30）由上式可知：因運動系數(shù)必須大于零（為零時表示槽輪始終保持不動），故徑向槽數(shù)z應大于或等于3.本設計槽輪機構的槽數(shù)選4.槽輪的零件圖如下圖11槽輪零件示意圖Fag11Genevamechanism切片機的送料用輸送帶傳送，輸送帶輪直徑為100mm。輸送帶型號為1000300EP51000N/mm4+2L6糕點切片機切片裝置的設計6.1曲柄滑塊機構的設計切刀的往復運動可以用曲柄滑塊機構實現(xiàn)，刀具裝在滑塊上，當曲柄做圓周運動可以帶動刀的往復運動，另外，考慮到刀具的急回運動特性，采取偏置的曲柄滑塊機構?？梢允沟毒呦蛏锨懈恻c的速度加快，從而使切口光滑平整。根據(jù)要求給定的糕點切片的厚度為10-20mm，設計出來的曲柄滑塊機構如圖桿長分別為80mm和30mm。機構的偏心距e=40mm，有急回的特性。而且該機構為連桿機構，具有連桿機構可以承受較大載荷，并且有利于潤滑，運動副元素的集合形狀較簡單，便于加工制造。改變各構件的相對長度來使動件得到預期的運動規(guī)律等特點。6.2刀具的設計此機構主要是執(zhí)行切刀的上下往復運動。由于所切糕點的厚度最大為20mm,所以切刀在糕點之下運動時,糕點才能運動。為了給糕點足夠的傳送時間,設計刀的行程為70mm,即曲柄長30mm。由已知條件糕點切片長度（亦即切片高）范圍：5-80mm及切刀切片時最大作用距離（亦即切片寬度方向）：260mm，即糕點的最大寬度為260mm。圖12偏置曲柄滑塊示意圖Fag12Slidercrankmechanism根據(jù)要求，切刀的可切寬度為260mm，而由于是曲柄滑塊機構驅動切刀自下向上運動，考慮到切刀的平穩(wěn)移動，在設計切刀的時候將寬度增至266mm，在機架上安裝刀片的機架壁上設置兩個平行槽，使得刀片的兩端嵌入機架壁，并能在平行槽內移動，并使切刀運動平穩(wěn)。出于節(jié)省材料，節(jié)約成本，但是又能保證切刀的切片質量，將切刀下半部分設計成梯形。刀具采用45號鋼制作，由于切刀專用于切質地較軟的糕點，熱處理采取調質，然后對刀口進行淬火，使硬度達到HRC55-58.刀片下方由于要連接曲柄滑塊機構，故設計一個的連接塊，并用M8的螺栓連接［26］。刀具成型圖如下圖13切刀示意圖Fag13Cuttingknife切片裝置與間歇進料裝置的配合切片為30次/min，其過程包括刀片向上運動、切糕點、切片動作完成，急回。利用槽輪控制的間歇機構，有一根圓柱銷，槽輪旋轉一周的時間為2s，在旋轉一圈的過程中，停頓時間為1.5s,而進給時間為0.5s。所以切片機切片開始到完成的時間在1.5s內，而刀片從最低點開始運動到糕點位置的時間為0.5s，切片時間為1.5s，所以在一個周期開始的前0.5s，槽輪機構帶動輸送帶傳動，刀片從最低點運動到糕點位置，周期的后1.5s，輸送帶停頓，刀具完成切片過程，并回到最低點。至此完成一次完整的切片過程。7機架的設計所有的零件和裝置都已經(jīng)確定，根據(jù)各個部件的配合。通過cad的草圖繪制，得出各個部件的空間位置，并得出機架的形狀以及外型尺寸。如下圖所示。機架用10mm的45號鋼鋼板焊接。為方便維修和檢測。機架兩邊的鋼板用螺栓固定。機架壁上要安裝薄壁軸承。所有尺寸詳見機架圖圖14機架圖Fag.14Framediagram5結論設計之初，在圖書館找了很多關于切片機的資料，然后在鄒老師的講解下了解了關于切片機的各個構件的運作。接下來開始了一段時間的設計。切片機里面的一些零件機構的計算和校核雖說繁瑣，但是還是堅持下來，逐步零件設計到機架到最后總裝圖的完成。花了許多時間，但是到最后完成設計的時候還是很開心。不過同時也看到了自己專業(yè)知識的不足。以后還要多多學習，提高自己本專業(yè)的知識。最后，在畢業(yè)前最后的一次設計里，我相信，付出就有收獲。參考文獻[1]薛效賢.蛋糕加工技術及工藝配方[M].北京市：科學技術文獻出版社，2000(10):13-15.[2]（蘇）艾特林（Б.В.Этлин）.糕餅生產(chǎn)工人技術指南[J].輕工業(yè)出版社，1958:1-20.[3]李湘庭，陳明里.蛋糕大全配方/制作/裝飾[J].汕頭市：汕頭大學出版社,2006(1)：1-8.[4]（英）E.B.Bennion,（英）G.S.T.Bamford著,金茂國，金屹譯.蛋糕加工工藝[J].北京市：中國輕工業(yè)出版社，2004（5）:5-8.[5]楊定安,家庭巧做西菜系列-西式香酥糕點2[J].南昌市：江西科學技術出版社,2001,(2)：12.[6]黎國雄．蛋糕制作精選[J]．廣州市：廣東經(jīng)濟出版社，2004，(12)：23-30．[7]朱念琳.中國焙烤食品市場分析報告[J].中國食品工業(yè),2004,(05):56-62.[8]陳玲.加入WTO對我國糕點食品業(yè)的影響及對策[J].商業(yè)研究,2002,(07):42-65.[9]牛志新,孫成正.提高我國傳統(tǒng)糕點營養(yǎng)質量的設想[J].食品科學,1989,(11):20-40.[10]胡嘉鵬.\o"糕點消費五問相似度73%"糕點消費五問[J].中國食品,1987,(08):15-20.[11]尹傳紅.\o"糕點的起源相似度68%"糕點的起源[J].中國食品,1990,(01)：65-70.[12]趙剛.新世紀中國糕點業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新[J].中外食品,2001,(02):48-56.[13]杜連起.我國糕點業(yè)的發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代商貿工業(yè),1999,(10):31-45.[14]高波.國有糕點企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略[J].食品工業(yè)科技,1999,(S1).21-32.[15]陳玲.加入WTO對我國糕點食品業(yè)的影響及對策[J].商業(yè)研究,2002,(07).54-64.[16]朱念琳.中國焙烤食品市場分析報告[J].中國食品工業(yè),2004,(05).:21-54.[17]張治國.創(chuàng)新技術提高糕點產(chǎn)品質量[J].食品研究與開發(fā),2001,(01):15-33.[18]牛志新,孫成正.提高我國傳統(tǒng)糕點營養(yǎng)質量的設想[J].食品科學,1989,(11).:84-95.[19]胡嘉鵬.\o"糕點消費五問相似度73%"糕點消費五問[J].中國食品,1987,(08).:12-32.[20]錢阿炳,龔太生,徐森.\o"蘇州特產(chǎn)蘇式糕點相似度68%"蘇州特產(chǎn)蘇式糕點[J].食品工業(yè)科技,1980,(04).135-154.[21]尹傳紅.\o"糕點的起源相似度68%"糕點的起源[J].中國食品,1990,(01):52-61.[22]王文富,杜久信.HYPERLINK"/kns50/detail.aspx?dbnam