花式立体冰激凌机构设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

花式立体冰激凌机构设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

的一种单向间歇运动机构。 它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。 棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当 摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。 为了确保棘轮不反转，常在固定构件上加装止逆棘爪。 摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现，在传递很小动力时，也有用电磁铁直接驱动棘爪的。 棘轮每次转过的角度称为动程。 动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节，也可以在运转过程中加以调节。 如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度，可应用多棘爪棘轮机构。 棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。 棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。 在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。 1. 棘轮 2. 机架 3. 片簧 4. 止回棘爪 5. 棘爪 图 32 棘轮机构的组成 图 32 棘轮机构由棘轮、棘爪及机架组成，用于输送带每次步进时的定位。 主动杆空套在与棘轮固连的从动轴上，驱动棘爪与主动杆用转动副相连， 当 主动杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽，使棘轮跟着转过某一角度，这时止回棘爪在棘轮的齿 背毕业设计 9 上滑过。 当主动杆顺时针方向摆动时，止回棘爪阻止棘轮发生顺时针方向转动，同时驱动棘爪在棘轮的齿背上滑过，此时棘轮静止不动。 棘轮每次步进的角度转化为排链的步进距离，即为相邻两杯座之间的距离。 棘轮上取八个齿槽，均匀分布。 齿轮的尺寸，棘轮的位置及杯座间距的关系公式如式31： L= (1/4) πR （ 31） 其中： L——相邻杯座间距； R——齿轮半径。 棘轮机构的作用 棘轮 机构的主要用途有：间歇送进、制动和超越等。 1. 间歇送进 为了切削工件，带轮需作连续往复直线运动，工作台作间歇移动。 当曲柄 1 转动时，经连杆 2 带动摇杆 5 作往复摆动；摇杆 5 上装有双向棘轮机构的棘爪 3，棘轮 4与丝杠 6 固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动，从而使螺母（即工作台）作间歇进给运动。 若改变驱动棘爪的摆角，可以调节进给量；改变驱动棘爪的位置（绕自身轴线转过 180176。 后固定），可改变进给运动的方向。 图示 32 为杠杆控制的带式制动器，制动轮与外棘轮 2 固结，棘爪 3 铰接于制动轮 4 上 A 点，制 动轮上围绕着由杠杆 5 控制的钢带 6。 制动轮 4 按逆时针方向自由转动，棘爪 3 在棘轮齿背上滑动，若该轮向相反方向转动，则 4 轮被被制动。 图示 32 的棘轮机构可以用来实现快速超越运动。 运动由蜗杆传到蜗轮，通过安装在蜗轮上的棘爪 3 驱动棘轮固连的输出轴 5 按图示 32 方向慢速转动。 当需要轴快速转动时，可按输出轴的方向快速转动输出轴上的手柄，这时由于手动转速大于蜗轮转速，所以棘爪在棘轮齿背滑过，从而在蜗轮继续转动时，可用快速手动来实现输出轴超越蜗轮的运动。 棘轮机构的设计 棘轮机构的设计主要应 考虑：棘轮齿形的选择、模数齿数的确定、齿面倾斜角的确定、行程和动停比的调节方法。 1．棘轮齿形的选择 图示 32 为常用齿形，不对称梯形用于承受载荷较大的场合；当棘轮机构承受的载荷较小时，可采用三角形或圆弧形齿形；矩形和对称梯形用于双向式棘轮机构。 毕业设计 10 2．模数、齿数的确定 与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数 m 作为计算的基本参数，但棘轮的标准模数要按棘轮的顶圆直径 da 来计算，如式 32： m = da/z （ 32） 棘轮齿数 z 一般由棘轮机构的使用条件和运动要求选定。 对于一般进给和分度所用的棘轮机构，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮的齿数（ z ≤250，一般取 z = 8～ 30），然后选定模数。 3．齿面倾斜角的确定 棘轮齿面与径向线所夹 α 称为齿面倾斜角。 棘爪轴心与轮齿顶点的连线与过 A点的齿面法线 nn 的夹角 β 称为棘爪轴心位置角。 为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘齿对棘爪的法向反作用力 N 对心轴的力矩大于摩擦力 Ff（ 沿齿面）对心轴的力矩 从而 Ff/N tanβ 因为 f = tan = Ff/N 所以 tanβ tanφ 即 β φ （ 33） 式中 f 和分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数和摩擦角，取 f=。 输送带 输送带是带动杯座实现步进运动，移动杯座到不同工位进行操作的传送装置。 输送带是通过双排链传 动实现其传动的，那么，杯座与链条之间是如何连接的呢。 在图 33 中给出了简图： 图 33 杯座与链条联接关系简图 从图 33 中可以看出，杯座与链条是通过中装片连接在一起的，从而实现了杯座随链条的步进运动。 毕业设计 11 输送带采用了双排链传动。 打开机架的左侧盖，转动手轮可以调整链轮的位置，达到链条张紧的目的，以防止链条垂度过大引起的啮合不良和振动等现象。 链条及输送导轨的润滑均采用使用油脂。 目前市场上销售的输送带有以下几种： 1）强力型输送带：尼龙输送带（ NN 输送带）和聚酯输送带（ EP 输送带），其中聚酯输送带每平米比尼 龙输送带高 1 元。 其中尼龙输送带的价格为：  尼龙 100（ NN100 输送带）： 20 元 /平米。  尼龙 150（ NN150 输送带）： 22 元 /平米。  尼龙 200（ NN200 输送带）： 24 元 /平米。 2） . 耐热输送带：普通耐热输送带和 Ep 耐热输送带 表 31 普通耐热输送带各参数 型号 最高试验温度 /℃ 最高短时运行温度 /℃ 代号 价格 （元 /平米） Ⅰ 100 150 T1 22 Ⅱ 125 170 T2 24 Ⅲ 150 200 T3 27 Ⅳ 175 250 T4 30 表 32 Ep 耐热输送带各参数 型号 EP100 价格 元 /平米 EP200 价格 元 /平米 EP300 价格 元 /平米 Ⅰ 30 34 38 Ⅱ 34 38 42 Ⅲ 38 42 44 Ⅳ 42 44 46 表 31 为普通耐热输送带各参数，表 32 为 Ep 耐热输送带各参数。 从表 31 和表 32中比较后我们选择的输送带是普通耐热输送带 Ⅱ 型，温度条件满足要求，并且价格也适中。 综合以上各方面，机架及传动部件满足了立体花式冰淇淋成型机的工艺要求，同时也达到了设计的要求。 毕业设计 12 料 斗组件的设计 送料机构采用的是以 V型储料，经偏心轮导向的方式运动的，偏心轮固定在 V型料槽右下侧，偏心轮高低可调，在调整部位安装一个强力弹簧，可根据工件直径的大小，调整偏心轮向 V型料槽的挺进的尺寸。 料斗固定在分度头的右侧不动，在料斗下面设计送料滑槽 A，滑槽的高度可调（由手轮 B 来调整：手轮的转动可使 α角的大小产生变化，导致 h 的数值也随之发生变化，从而达到适合不同直径的工件的调整使用）调整的幅度为 50mm以上，由汽缸推动滑槽向左或向右运动。 料斗 V型槽两侧斜板可调，调整范围各 30mm。 接料部位，如没什么特殊 地要求，就在出料口装一个斜板，使由下料汽缸推出的冰淇淋料经斜板自由滚落至下方的接料箱中。 机体结构全采用钢板焊接而成，整体稳固，可以承受更大负荷的运动，使用高刚性线性滑轨，能达到运动速度快、高效能、震动小、使用寿命长的要求。 且操作简单，占用空间小，可以完全满足生产形式及需求。 料斗组件示意图如图 34： 毕业设计 13 图 34 料斗组件示意图 毕业设计 14 图 35 调整板示意图 图 36 支承板示意图毕业设计 15 图 37 接料槽示意图 图 38 盖板示意图 毕业设计 16 模具头组件 所设计 的模具头是立体花式冰淇淋成型机的一个十分重要的结构部件，其设计的好坏关系到冰淇淋产品的花型完美与否、品种数量多少以及灌注质量的好坏。 图 39 模具头组件示意图 我们所设计的立体花式冰淇淋成型机模具头部分在产品结构上采用了一些铸铝的板件、铸件，是在原有资料基础上，经过老师的指导以及自己的深思熟虑而逐渐设计出来的。 该部件结构合理、布局紧凑、外形简洁，整体协调，给人一种赏心悦目的清新之感。 模具造型头 通过软件程序的配置与模具造型头的更换，以及气动有关参数的调整，可以实现多种立体花式冰淇淋的造型。 模具造型头要求与立轴固连，更换方便灵活，在结构和尺寸上具有一定的互换性。 所设计的模具头在模具造型头转动或摆动过程中套筒及接料口相对不动，要求套筒与模具头有较高精度的间隙配合。 材料选择及热处理、公差配合、润滑及其它 造型头材料大多选用铸铝合金，大件选用 ZAL102，如固定板、活动板、支脚架等，这是因为铸铝合金具有铸造性能好、密度较小，质量较轻、外观漂亮等优点。 ZLA102 合金板的上、下面均经抛光处理，这样可以增加结构的外形美观，上面安装位置有凸台，减少加工面，降低加工成本。 而活 动板由于要有导柱，导套装置，其下面必毕业设计 17 须有凸台部分，用于安装导柱、导套。 导套材料选用 ZQSn663，导柱采用不锈钢；导柱导套间有相对运动，故他们之间的配合采用间隙配合；导套与活动板之间无相对运动，采用压配或过渡配合，导柱必须保证与上、下面垂直，在设计中是靠导柱上采用轴肩与固定板的下表面相接触的方法来将导柱与固定板的垂直度控制在许可偏差范围之内。 在导柱加工时，只要保证加工轴肩端面的进刀方向与导柱的轴心线相垂直就能保证加工出来的导柱安装后与固定板的垂直度。 为了在装配时保证这种垂直关系，导柱的上端与固定板配合处采用间隙配合，保证轴肩端面与固定板之间的接触。 对于不同的立体花式冰淇淋产品，在模具造型头中执行缸的形成范围也是不同的。 为了适应产品更换的要求，档块之间的距离必须是可调的，因此，档块不采用固定的挡块，而采用可以调整的档块。 对于直行升降气缸，只要松开支撑柱的上、下档块，调整移动到所需位置，再拧紧档块上螺钉，即可实现模具造型头上、下动作的行程。 为了提高使用寿命，在导柱与导套之间需要润滑，采用油环结构，开油杯孔即可实现。 为使在安装过程中调整。