【机械系统设计计算】主要涉及的是机械工程领域中的机械系统设计,特别是糕点切片机的运动方案设计。设计目标是创建一个能够高效、稳定、可靠地切割不同厚度糕点的设备。以下是对该设计计算内容的详细说明:
1. **设计任务**:设计题目为糕点切片机的运动方案设计,需要满足糕点厚度10~20mm,切片长度5~80mm,最大作用距离300mm,切刀工作节拍40次/min,以及选用简单、轻便、运动灵活可靠的机构,电机功率可选0.55KW或0.75KW,转速1390r/min。
2. **设计过程**:机械系统主要包含两个执行动作:糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。电机启动后,切刀连续旋转,糕点进行间歇性送进,切刀切割完成后,再次送进糕点进行下一次切割。
3. **运动方案设计**:
- **方案一**:采用曲柄滑块机构实现切刀的往复直线移动,利用偏置曲柄滑块机构的急回特性,提高切割效率;槽轮机构实现糕点的直线间歇运动。
- **方案二**:利用凸轮机构实现切刀的往复运动,通过改变推杆行程控制切割动作;依旧使用槽轮机构处理糕点的间歇运动。
- **方案三**:导杆-齿轮机构结合摆动导杆,控制切刀的180°往复切割,并通过不完全齿轮机构实现糕点的间歇运动,兼顾不同糕点高度的切割需求。
4. **运动循环图**:分别给出了切刀的直线往复运动循环图和糕点的直线间歇运动循环图,用以直观展示各个机构的工作原理和运动顺序。
5. **方案选择与评定**:在考虑了各方案的复杂性、效率、可靠性等因素后,方案三被评价为较好的选择,因为它结合了导杆和齿轮机构,既能满足不同糕点高度的切割需求,又能确保切割过程的稳定性。
在实际设计过程中,还需要考虑机械系统的精度、磨损、维护成本以及安全因素。例如,连杆机构和凸轮机构的动态性能、槽轮和不完全齿轮的啮合精度、导杆的摆动角度控制等都需要精确计算和优化。此外,材料的选择也很关键,需要考虑耐磨、耐腐蚀等特性。电机的选择也需要基于负载特性和效率进行匹配。最后,设计过程中应遵循机械设计的基本原则,如强度、刚度、稳定性、寿命和成本等因素,确保设计的可行性和经济性。