某糕點(diǎn)切片機(jī)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

侯滿哲 馬 宏 王立坤 王月亭 孫冰心

(1.河北建筑工程學(xué)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(diǎn)切片機(jī)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(xué)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(diǎn)切片機(jī)是一種自動(dòng)將糕點(diǎn)切成片的小型機(jī)器，它可以將不同高度的糕點(diǎn)按照要求切成不同厚度的片狀.該機(jī)器機(jī)構(gòu)主要由兩部分組成，一是糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，二是切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，二者相互配合完成切片運(yùn)動(dòng).本文根據(jù)機(jī)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)要求以及系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案，計(jì)算出各機(jī)構(gòu)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(jìn)給運(yùn)動(dòng);強(qiáng)度校核

0 引 言

糕點(diǎn)切片機(jī)是一種將糕點(diǎn)按照一定要求切成小片的機(jī)器，這種機(jī)構(gòu)省去了人力勞動(dòng)的麻煩，切片的尺寸均勻，既節(jié)省時(shí)間又能提高衛(wèi)生質(zhì)量.系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)，一是切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，二是糕點(diǎn)的間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，兩者相互配合才能實(shí)現(xiàn)切片.能夠?qū)崿F(xiàn)這兩種運(yùn)動(dòng)的方案有很多，因此，糕點(diǎn)切片機(jī)有很大的發(fā)展空間.

1 切刀機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

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(shí)現(xiàn)這一現(xiàn)象，切刀的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)切刀機(jī)構(gòu).

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(shí)現(xiàn)對(duì)不同高度的糕點(diǎn)進(jìn)行切片.因?yàn)榍衅母叨葹?0～30 mm可調(diào)，所以，切刀的高度也需要相應(yīng)的調(diào)整.

2 糕點(diǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

糕點(diǎn)的間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用棘輪機(jī)構(gòu)，原因如下：不完全齒輪機(jī)構(gòu)，雖然能讓糕點(diǎn)做直線間歇運(yùn)動(dòng)，但是，無法調(diào)節(jié)糕點(diǎn)的進(jìn)給距離，并且，運(yùn)動(dòng)時(shí)有較大的沖擊，因此，不能選用不完全齒輪.

槽輪機(jī)構(gòu)，雖然也能夠保證糕點(diǎn)的直線間歇運(yùn)動(dòng)，但是，它和不完全齒輪一樣，不能調(diào)節(jié)糕點(diǎn)的進(jìn)給距離，并且，傳動(dòng)時(shí)存在柔性沖擊，因此，也不選用槽輪機(jī)構(gòu).

綜上所述，糕點(diǎn)的間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用棘輪機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整棘輪在四桿機(jī)構(gòu)極位夾角范圍內(nèi)的齒數(shù)來控制糕點(diǎn)的進(jìn)給距離，達(dá)到切出不同厚度糕點(diǎn)的要求.

3 整體設(shè)計(jì)方案縮略圖

整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)，必須使切刀的運(yùn)動(dòng)與糕點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)相配合，在切刀脫離糕點(diǎn)之后，糕點(diǎn)才能進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并且，在切刀下落接觸糕點(diǎn)前，糕點(diǎn)必須停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng).整個(gè)系統(tǒng)的方案如圖4所示：

圖4

4 糕點(diǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

糕點(diǎn)的間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用的是棘輪機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)的四桿機(jī)構(gòu)如圖5所示，其中AB=115 mm，BC=300 mm，CD=250 mm，AD=250 mm.要轉(zhuǎn)動(dòng)副A成為周轉(zhuǎn)副，則AB桿應(yīng)能處于圖中任何位置.因?yàn)锳B+BC=415 mm，CD+AD=500 mm，且AB桿為最短桿，則滿足轉(zhuǎn)動(dòng)副A為周轉(zhuǎn)副的條件.曲柄AB為原動(dòng)件，搖桿的兩個(gè)極限位置如圖5所示，極位夾角為69°.

圖5

機(jī)構(gòu)中，棘輪的齒數(shù)選為72，每撥一個(gè)齒棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是，因?yàn)樗臈U機(jī)構(gòu)的極位夾角為69°，所以，最多撥動(dòng)的棘輪齒數(shù)為14個(gè)[1].

放置糕點(diǎn)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(zhuǎn)一個(gè)齒，滾筒轉(zhuǎn)過的角度為5U，滾筒帶動(dòng)輸送帶前進(jìn)的距離為s=(118×π)5 mm.糕點(diǎn)的切片厚度為5～20 mm可調(diào)，即：當(dāng)切片厚度要求為5 mm時(shí)，只需撥動(dòng)一個(gè)棘輪齒；當(dāng)切片厚度要求為20 mm時(shí)，需要撥動(dòng)4個(gè)棘輪齒[2].

5 三維建模及其裝配

采用UG進(jìn)行三維建模比較方便，裝配時(shí)主要是按照各零件之間的相互位置關(guān)系進(jìn)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(jié) 語

本文通過對(duì)糕點(diǎn)切片機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析，闡述了其工作原理及設(shè)計(jì)方法，從而對(duì)今后的研發(fā)改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)作用.

[1]孫恒，陳作模，葛文杰主編.機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第5版)第3卷[M].北京：化學(xué)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(jī)電一體化及工程圖學(xué)研究.

TH 111

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