蛋糕切片机设计
第1章 问题的提出
1.1 项目背景
从开始这门课程，我们就在思考什么样的问题能够使我们更好的回顾《机械原理》所学的知识，并且能够从对这个项目的研究当中能够提升自己的能力，接触一些原来没有学到的知识，思考了很久，没有什么结果，在吃早饭的时候吃到面包，突然想到可不可以制作一个家庭型的自制面包、蛋糕的机器呢？通过查相关的资料，了解到了蛋糕切片机构造和组成。与《机械原理》中学到的知识有紧密的联系，从四杆机构到凸轮齿轮等都可以应用。我们想通过自己知识的运用制作一种简易的、可以方便实用的蛋糕切片机。
糕点成型（如长方体、圆柱体等）后，须经过切片后才能烘干。电动机经皮带和齿轮系减速，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偏置曲柄滑块机构运动（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。而通过改变间歇运动的速度或间歇的输送距离，可调整切片的厚度。
通过分析与研究，我们小组计划设计一种简单便携、体积小、工作效率高的家庭自制蛋糕切片机，方便使用，操作简单，方便生活中的蛋糕所需。该设备的研制将降低家庭食用蛋糕的花费。具有很大的市场空间。
1.2 设计要求
（1）糕点切片机要求完成两个动作：糕点的直线间歇运动；切刀的直线往复运动。
（2）通过调整进给的距离，达到切出不同厚度糕点的需要。
（3）要确保进给机构与切片机构协调工作，全部送进运动应在切刀返回过程中完成，输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。
（4）整体要求：该装置应该轻便、可靠、环保，易于操作，对于整体结构而言，必须简洁、不拖沓。
第2章 设计方案的选择
2.1整体结构设想
根据第1章1.2节所提出的设计要求，考虑到可操作性和实用性，我们所设计的切蛋糕装置的整体结构图如图2-1所示，根据结构特点，定名为“蛋糕切片机”。
2.2 技术原理
糕点成型（如长方体、圆柱体等）后，须经过切片后才能烘干。
电动机经皮带和齿轮系减速，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偏置曲柄滑块机构运动（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。而通过改变间歇运动的速度或间歇的输送距离，可调整切片的厚度。.
装置结构简捷，操作方便，功能可靠，节能环保。
2.3 装置操作
将待切的糕点放在传送带要求的位置，接通电源，根据自己需要调节档位（共四个档位），启动电机，装置便运作起来，待糕点切完之后，继续安放待切糕点进行批量切割。
2.4 核心部件的设计
切刀的往复直线移动可采用偏置曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮齿条、组合机构等；
糕点的直线间歇运动可选择槽轮+飞轮机构、不完全齿轮机构、棘轮机构等。
目录
第1章 问题的提出--------------------------------------------------------------------------------------1
1.1项目背景----------------------------------------------------------------------------------------------1
1.2设计要求----------------------------------------------------------------------------------------------1
第2章 设计方案的选择---------------------------------------------------------------------------------1
2.1整体设计构想-----------------------------------------------------------------------------------------1
2.1技术原理-----------------------------------------------------------------------------------------------2
2.3装置操作-----------------------------------------------------------------------------------------------2
2.4核心部件的设计--------------------------------------------------------------------------------------2
2.4.1糕点的间歇直线运动-------------------------------------------------------------------------2
2.4.2切刀的直线往复运动-------------------------------------------------------------------------4
2.4.3 减速系统---------------------------------------------------------------------------------------6
2.5设计方案的确定--------------------------------------------------------------------------------------7
2.5.1 糕点的直线间歇运动机构的确定---------------------------------------------------------7
2.5.2 切刀往复运动机构的确定------------------------------------------------------------------7
2.5.3 减速机构的确定------------------------------------------------------------------------------8
第3章 机构尺寸设计---------------------------------------------------------------------------------------8
3.1曲柄摇杆机构-----------------------------------------------------------------------------------------8
3.1.1曲柄摇杆的引入-------------------------------------------------------------------------------8
3.1.2曲柄摇杆的几何尺寸设计-------------------------------------------------------------------9
3.2棘轮机------------------------------------------------------------------------------------------------12
3.2.1棘轮的引入-----------------------------------------------------------------------------------12
3.2.2棘轮机构的几何尺寸设计-----------------------------------------------------------------12
3.3曲柄滑块机构----------------------------------------------------------------------------------------14
3.3.1 曲柄摇杆的引入----------------------------------------------------------------------------14
3.3.2 曲柄摇杆的几何尺寸设计----------------------------------------------------------------15
3.4 减速系统--------------------------------------------------------------------------------------------16
3.4.1减速系统的引入-----------------------------------------------------------------------------16
3.4.2 减速系统的几何尺寸设计----------------------------------------------------------------16
第4章 机构强度校核---------------------------------------------------------------------------------------18
4.1曲柄摇杆强度校核---------------------------------------------------------------------------------18
4.1.1 弯应力核-------------------------------------------------------------------------------------19
4.1.2切应力校核-----------------------------------------------------------------------------------20
4.2曲柄滑块强度校核---------------------------------------------------------------------------------20
第5章 机构运动分析与动力分析-----------------------------------------------------------------------21
5.1机构运动分析---------------------------------------------------------------------------------------21
5.1.1曲柄摇杆机构运动分析--------------------------------------------------------------------22
5.1.2 曲柄滑块机构运动分析-------------------------------------------------------------------24
5.2机构动力分析---------------------------------------------------------------------------------------26
第6章 机构建模--------------------------------------------------------------------------------------------30
6.1 各部件的建模--------------------------------------------------------------------------------------30
6.2 机构的装配--------------------------------------------------------------------------------------- 31
结束语 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------33
参考文献 ------------------------------------------------------------------------------------------------------34
参考文献
[1] 谢进 万朝燕 杜立杰.机械原理.第二版.北京：高等教育出版社，2004.；
[2] 邱宣怀.机械设计.第四版.北京：高等教育出版社，1997.；
[3] 李庆华.材料力学.第二版.成都：西南交大出版社，1994.；
[4] 朱张笑.工程材料.第三版.北京：清华大学出版社，2001.；
[5] 大卫 G·乌尔曼.机械设计过程.北京：机械工业出版社，2006.；
[6] 机械原理课程设计指导书.成都：西南交大出版社，2007年.；
[8] 邹慧君 殷鸿梁.间歇运动机构设计与应用创新.第二版.北京：机械工业出版社，2002。
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