某糕点切片机机构结构设计

侯满哲 马 宏 王立坤 王月亭 孙冰心

(1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000；2.国电电力河北新能源开发有限公司 河北 张家口075000)

某糕点切片机机构结构设计

侯满哲1马 宏1王立坤2王月亭1孙冰心1

(1.河北建筑工程学院，河北 张家口 075000；2.国电电力河北新能源开发有限公司 河北 张家口075000)

糕点切片机是一种自动将糕点切成片的小型机器，它可以将不同高度的糕点按照要求切成不同厚度的片状.该机器机构主要由两部分组成，一是糕点的直线间歇运动机构，二是切刀的往复直线运动机构，二者相互配合完成切片运动.本文根据机构技术指标要求以及系统的运动方案，计算出各机构的具体尺寸数据，并根据这些数据，用UG NX6.0画出三维模型图.

切片;配合;进给运动;强度校核

0 引 言

糕点切片机是一种将糕点按照一定要求切成小片的机器，这种机构省去了人力劳动的麻烦，切片的尺寸均匀，既节省时间又能提高卫生质量.系统主要实现两种运动，一是切刀的往复直线运动，二是糕点的间歇进给运动，两者相互配合才能实现切片.能够实现这两种运动的方案有很多，因此，糕点切片机有很大的发展空间.

1 切刀机构方案设计

由于切片高度在20～30 mm范围内可调，所以切刀的高度也要可以改变，为了实现这一现象，切刀的机构设计方案如下图所示：

图1 图2 图3

其中，图1所示的是将刀柄与带轮相连接的零件，图2所示的是切到部分，图3所示的是整个切刀机构.

通过调整刀柄与带轮配合的位置以及刀具与刀柄配合的位置，就可以实现对不同高度的糕点进行切片.因为切片的高度为20～30 mm可调，所以，切刀的高度也需要相应的调整.

2 糕点进给机构方案设计

糕点的间歇进给机构采用棘轮机构，原因如下：不完全齿轮机构，虽然能让糕点做直线间歇运动，但是，无法调节糕点的进给距离，并且，运动时有较大的冲击，因此，不能选用不完全齿轮.

槽轮机构，虽然也能够保证糕点的直线间歇运动，但是，它和不完全齿轮一样，不能调节糕点的进给距离，并且，传动时存在柔性冲击，因此，也不选用槽轮机构.

综上所述，糕点的间歇进给机构采用棘轮机构，通过调整棘轮在四杆机构极位夹角范围内的齿数来控制糕点的进给距离，达到切出不同厚度糕点的要求.

3 整体设计方案缩略图

整个系统运动要协调，必须使切刀的运动与糕点的运动相配合，在切刀脱离糕点之后，糕点才能进给运动，并且，在切刀下落接触糕点前，糕点必须停止进给运动.整个系统的方案如图4所示：

图4

4 糕点进给机构设计计算

糕点的间歇进给机构采用的是棘轮机构，带动棘轮机构的四杆机构如图5所示，其中AB=115 mm，BC=300 mm，CD=250 mm，AD=250 mm.要转动副A成为周转副，则AB杆应能处于图中任何位置.因为AB+BC=415 mm，CD+AD=500 mm，且AB杆为最短杆，则满足转动副A为周转副的条件.曲柄AB为原动件，摇杆的两个极限位置如图5所示，极位夹角为69°.

图5

机构中，棘轮的齿数选为72，每拨一个齿棘轮转动的角度是，因为四杆机构的极位夹角为69°，所以，最多拨动的棘轮齿数为14个[1].

放置糕点的输送带的带轮与棘轮同轴，输送带的滚筒直径为118 mm.棘轮每转一个齿，滚筒转过的角度为5U，滚筒带动输送带前进的距离为s=(118×π)5 mm.糕点的切片厚度为5～20 mm可调，即：当切片厚度要求为5 mm时，只需拨动一个棘轮齿；当切片厚度要求为20 mm时，需要拨动4个棘轮齿[2].

5 三维建模及其装配

采用UG进行三维建模比较方便，装配时主要是按照各零件之间的相互位置关系进行约束.典型零件以及整体装配的三维建模图如下图6所示：

棘轮 带轮

整体装配图

6 结 语

本文通过对糕点切片机的运动机构分析，阐述了其工作原理及设计方法，从而对今后的研发改进具有一定的指导作用.

[1]孙恒，陈作模，葛文杰主编.机械原理第七版[M].北京：高等教育出版社，2006～5

[2]成大先主编.机械设计手册(第5版)第3卷[M].北京：化学工业出版社，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

侯满哲(1987-)，男，助教，从事机电一体化及工程图学研究.

TH 111

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