侯滿哲 馬 宏 王立坤 王月亭 孫冰心

(1.河北建筑工程學院，河北 張家口 075000；2.國電電力河北新能源開發(fā)有限公司 河北 張家口075000)

某糕點切片機機構結構設計

侯滿哲1馬 宏1王立坤2王月亭1孫冰心1

(1.河北建筑工程學院，河北 張家口 075000；2.國電電力河北新能源開發(fā)有限公司 河北 張家口075000)

糕點切片機是一種自動將糕點切成片的小型機器，它可以將不同高度的糕點按照要求切成不同厚度的片狀.該機器機構主要由兩部分組成，一是糕點的直線間歇運動機構，二是切刀的往復直線運動機構，二者相互配合完成切片運動.本文根據(jù)機構技術指標要求以及系統(tǒng)的運動方案，計算出各機構的具體尺寸數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，用UG NX6.0畫出三維模型圖.

切片;配合;進給運動;強度校核

0 引 言

糕點切片機是一種將糕點按照一定要求切成小片的機器，這種機構省去了人力勞動的麻煩，切片的尺寸均勻，既節(jié)省時間又能提高衛(wèi)生質(zhì)量.系統(tǒng)主要實現(xiàn)兩種運動，一是切刀的往復直線運動，二是糕點的間歇進給運動，兩者相互配合才能實現(xiàn)切片.能夠?qū)崿F(xiàn)這兩種運動的方案有很多，因此，糕點切片機有很大的發(fā)展空間.

1 切刀機構方案設計

由于切片高度在20～30 mm范圍內(nèi)可調(diào)，所以切刀的高度也要可以改變，為了實現(xiàn)這一現(xiàn)象，切刀的機構設計方案如下圖所示：

圖1 圖2 圖3

其中，圖1所示的是將刀柄與帶輪相連接的零件，圖2所示的是切到部分，圖3所示的是整個切刀機構.

通過調(diào)整刀柄與帶輪配合的位置以及刀具與刀柄配合的位置，就可以實現(xiàn)對不同高度的糕點進行切片.因為切片的高度為20～30 mm可調(diào)，所以，切刀的高度也需要相應的調(diào)整.

2 糕點進給機構方案設計

糕點的間歇進給機構采用棘輪機構，原因如下：不完全齒輪機構，雖然能讓糕點做直線間歇運動，但是，無法調(diào)節(jié)糕點的進給距離，并且，運動時有較大的沖擊，因此，不能選用不完全齒輪.

槽輪機構，雖然也能夠保證糕點的直線間歇運動，但是，它和不完全齒輪一樣，不能調(diào)節(jié)糕點的進給距離，并且，傳動時存在柔性沖擊，因此，也不選用槽輪機構.

綜上所述，糕點的間歇進給機構采用棘輪機構，通過調(diào)整棘輪在四桿機構極位夾角范圍內(nèi)的齒數(shù)來控制糕點的進給距離，達到切出不同厚度糕點的要求.

3 整體設計方案縮略圖

整個系統(tǒng)運動要協(xié)調(diào)，必須使切刀的運動與糕點的運動相配合，在切刀脫離糕點之后，糕點才能進給運動，并且，在切刀下落接觸糕點前，糕點必須停止進給運動.整個系統(tǒng)的方案如圖4所示：

圖4

4 糕點進給機構設計計算

糕點的間歇進給機構采用的是棘輪機構，帶動棘輪機構的四桿機構如圖5所示，其中AB=115 mm，BC=300 mm，CD=250 mm，AD=250 mm.要轉動副A成為周轉副，則AB桿應能處于圖中任何位置.因為AB+BC=415 mm，CD+AD=500 mm，且AB桿為最短桿，則滿足轉動副A為周轉副的條件.曲柄AB為原動件，搖桿的兩個極限位置如圖5所示，極位夾角為69°.

圖5

機構中，棘輪的齒數(shù)選為72，每撥一個齒棘輪轉動的角度是，因為四桿機構的極位夾角為69°，所以，最多撥動的棘輪齒數(shù)為14個[1].

放置糕點的輸送帶的帶輪與棘輪同軸，輸送帶的滾筒直徑為118 mm.棘輪每轉一個齒，滾筒轉過的角度為5U，滾筒帶動輸送帶前進的距離為s=(118×π)5 mm.糕點的切片厚度為5～20 mm可調(diào)，即：當切片厚度要求為5 mm時，只需撥動一個棘輪齒；當切片厚度要求為20 mm時，需要撥動4個棘輪齒[2].

5 三維建模及其裝配

采用UG進行三維建模比較方便，裝配時主要是按照各零件之間的相互位置關系進行約束.典型零件以及整體裝配的三維建模圖如下圖6所示：

棘輪 帶輪

整體裝配圖

6 結 語

本文通過對糕點切片機的運動機構分析，闡述了其工作原理及設計方法，從而對今后的研發(fā)改進具有一定的指導作用.

[1]孫恒，陳作模，葛文杰主編.機械原理第七版[M].北京：高等教育出版社，2006～5

[2]成大先主編.機械設計手冊(第5版)第3卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008～4

he Design of A Pastry Slice Machine

HOUMan-zhe1,MAHong1,WANGLi-kun2,WANGYue-ting1,SUNBing-xin1

(1.Hebei Institute of Architecture Civil Engineering,Zhangjiakou,Hebei 075000;
2.Hebei New Energy Development CO.LTD,GD Power,Zhangjiakou,Hebei 075000)

Pastry slice machine is a kind of small machine,which can cut pastry into pieces automatically.With the pastry slice machine,different heights pastries can be cut into different thickness of the sheet in accordance with different requirements.The machine is mainly composed of two parts:one is the straight intermittent motion mechanism of the pastries,and the other is the reciprocating linear motion of the cutter body,and the two complement must cooperate with each other,so as to complete the slice movement.According to the technical requirements and the sports programs of the system,the specific dimensions of the various parts are calculated,based on which,3-D model with UG NX6.0 is drawn.

slice;cooperate;feed movement;strength check

2015-02-25

侯滿哲(1987-)，男，助教，從事機電一體化及工程圖學研究.

TH 111

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