摘要：本次設(shè)計的題目是冰糕剖切機的設(shè)計，本文運用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了冰糕剖切機的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，構(gòu)建了冰糕剖切機總的指導(dǎo)思想，從而得出了該冰糕剖切機的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且安全系數(shù)高，對提高冰糕的剖切效率，減少人工投入等等起到了很大的作用的結(jié)論。該冰糕剖切機是對傳統(tǒng)的冰糕剖切機的工作原理進行理解，本冰糕剖切機由機架、送糕輸送線、拔輥機構(gòu)、剖切機構(gòu)、手爪和驅(qū)動機構(gòu)等等組成。通過人工放置冰糕在輸送線上面的工裝里面，然后通過拔輥機械手將冰糕輥從冰糕里面拔出來，然后快速將拔出的冰糕棍放入到冰糕棍回收箱體里面。并且把冰糕夾持到剖切輸送線上面，當(dāng)剖切冰糕輸送線上面安裝的光電傳感器冰糕的位置，就會通過中控系統(tǒng)控制剖切機構(gòu)下降，從而對冰糕進行剖切。然后剖切好的冰糕會隨著剖切輸送線自動落入到輸送線盡頭的回收箱里面。關(guān)鍵詞：冰糕剖切機；校驗；驅(qū)動機構(gòu)；回收箱Abstract：This design topic is the ice cutting machine design. In this paper, the use of university knowledge, sorbet profile cutting machine structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed sorbet profile cutting machine total guiding ideology, and concluded that the ice cream cutting machine has the advantages of high efficiency, economy, and high safety factor, to improve the ice cream on the cutting efficiency and reduce labor input and so on plays a great role in the conclusion.The ice cream cutting machine is to traditional ice cream profile cutting machine working principle understanding, this sorbet section cutting machine composed of a machine frame, a feeding cake conveyor line, and pulling mechanism, cutting mechanism, gripper and a driving mechanism and so on. By manually placed in the water ice in the conveying line above the inside and by pulling and manipulator will sorbet and from sorbet pulls out, then quickly pulled out the ice cream stick into the ice cream stick recycling box. And the sorbet clamping to cutting conveying line above, when the cutting ice transmission line installed above the photoelectric sensor sorbet position and will pass in the control system to control the cutting mechanism decreased, thus for ice-cream for cutting. Then the ice cream with good cutting and cutting conveying line automatically into the collection box at the end of the conveyor line inside.Keywords: Ice cutting machine; Calibration;Driving mechanism; Recycling box目 錄摘 要 IAbstract.II1 引 言 11.1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 11.2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 31.3 國 內(nèi) 外 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 41.4 氣 壓 傳 動 的 基 礎(chǔ) 知 識 62 冰 糕 剖 切 機 總 體 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計 72.1 冰 糕 剖 切 機 的 總 體 方 案 圖 82.2 冰 糕 剖 切 機 的 工 作 原 理 .102.2.1 頂 板 的 設(shè) 計 102.2.2 導(dǎo) 向 桿 的 設(shè) 計 102.2.3 軸 承 座 的 設(shè) 計 102.2.4 電 機 安 裝 板 的 設(shè) 計 .112.3 機 械 傳 動 部 分 的 設(shè) 計 計 算 .112.3.1 輸 送 線 電 機 計 算 132.3.2 平 鍵 的 選 型 142.3.3 軸 承 的 選 型 計 算 152.3.4 機 架 的 設(shè) 計 163 各 主 要 零 部 件 強 度 的 校 核 .183.1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 .193.2 軸 承 強 度 的 校 核 計 算 .204 冰 糕 剖 切 機 中 主 要 零 件 的 三 維 建 模 .224.1 進 糕 輸 送 線 的 三 維 建 模 .234.2 機 架 的 三 維 建 模 .254.3 拔 輥 裝 置 的 三 維 建 模 .264.4 冰 糕 剖 切 機 的 三 維 建 模 .27I5 冰 糕 剖 切 機 的 PLC 控 制 .28結(jié) 論 .29致 謝 .30參 考 文 獻 .31IIxx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計01 緒論1.1 課題的來源與研究的目的和意義當(dāng)今社會，我國生產(chǎn)的冰糕剖切機結(jié)構(gòu)簡陋，剖切效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的冰糕剖切機的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，冰糕剖切機的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，對傳統(tǒng)的冰糕剖切機進行設(shè)計和優(yōu)化乃當(dāng)務(wù)之急。相信此種冰糕剖切機的出現(xiàn)將會大大提高冰糕的剖切能力和質(zhì)量。綜上所述，結(jié)合自身所學(xué)和本次所選課題的難易度，覺得無論是在知識層面還是在軟件的運用技能上面，該課題很適合我，加之本課題來源于當(dāng)今社會機械工業(yè)冰糕剖切設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計出冰糕剖切機，從而來滿足當(dāng)今社會冰糕剖切設(shè)備不足的缺陷，并且能夠在一定程度上為后續(xù)的冰糕剖切機的發(fā)展起到一定的參考價值和借鑒作用。1.2 本課題研究的內(nèi)容本次設(shè)計主要針對冰糕剖切機進行設(shè)計，從冰糕剖切機的整體方案出發(fā)，然后具體細化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個方面：（1）到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料，搜集出各類冰糕剖切機的原理及結(jié)構(gòu)，挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。（2）分析冰糕剖切機的結(jié)構(gòu)與參數(shù)；（3）確定設(shè)計總體方案；（4）確定具體設(shè)計方案；（5）冰糕剖切機的三維圖的繪制、CAD 裝配圖、零件圖的繪制；xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計1（6）設(shè)計說明書的編寫和整理；1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標和任務(wù)。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計2度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學(xué)和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學(xué)科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構(gòu)。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。隨著國際標準化（SIO）的實施，世界冰糕剖切機以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，著眼于產(chǎn)品零部件的標準化、系列化、規(guī)格化、通用化和專業(yè)化以及大批量生產(chǎn)。根據(jù)互換性、模數(shù)制、公差與配合的原理，使得組合、多變、拆裝的冰糕剖切機已經(jīng)進入全面系統(tǒng)設(shè)計的階段，其功能與形式的xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計3結(jié)合更為完美。上世紀八十年代，德國的西蒙德公司將新開發(fā)的冰糕剖切機成功投入市場，經(jīng)過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術(shù)的發(fā)展，能源危機引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護意識的提高，在總結(jié)第一代冰糕剖切機的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，開發(fā)出了性能更佳，剖切能力更大的冰糕剖切機。當(dāng)前，全世界各大冰糕剖切機生產(chǎn)廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進行冰糕剖切機的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名冰糕剖切機的品牌中，都有冰糕剖切機的銷售，全世界冰糕剖切機的應(yīng)用越來越廣泛。有一點值得注意的是，冰糕剖切機的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此冰糕剖切機是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢。2011 年以來，國外特別是日本正在考慮發(fā)展冰糕剖切機的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題，隨后的兩年期間，冰糕剖切機的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入日本的重大科技攻關(guān)計劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國機械工業(yè)發(fā)展的冰糕剖切機。 為了滿足冰糕生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于 2003 年研制了大型冰糕剖切機。也曾設(shè)計制造出多功能型冰糕剖切機，并裝有自動拔輥裝置與過糕報警裝置，經(jīng)過多年實踐摸索，于隨后的 3 年內(nèi)成功地研制能夠同時處理不同規(guī)格的冰糕剖切機，經(jīng)運轉(zhuǎn)實踐證明效果很好。1.4 氣壓傳動的基礎(chǔ)知識廣泛的氣壓工程和多方位的服務(wù)領(lǐng)域都需要氣壓系統(tǒng)的支持，在各行各業(yè)，特別是工程機械領(lǐng)域，氣彈簧的使用非常廣泛，幾乎無處不在。傳統(tǒng)的氣壓傳動形式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今越來越快的工業(yè)腳步的進展，迫切需要氣壓系統(tǒng)進行更新?lián)Q代處理，從而來滿足當(dāng)今社會氣壓工業(yè)發(fā)展的需要?？傊F(xiàn)代氣壓xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計4工程有五個業(yè)務(wù)領(lǐng)域：能源氣壓的開發(fā)和交付，用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的氣壓開發(fā)和交付，在各種氣壓服務(wù)的開發(fā)和交付，以及家庭和個人生活中的應(yīng)用提供了各種氣壓的發(fā)展，氣壓臂的開發(fā)和交付。水利工程的理論基礎(chǔ)的建立和發(fā)展。例如，在工程力學(xué)、流體動力學(xué)流體和壓力的研究；金屬和非金屬材料性能的研究，材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用；熱生成熱力學(xué)，傳導(dǎo)和開關(guān)；各種氣壓部件的研究有不同的功能，工作原理，結(jié)構(gòu)，和氣壓原理和氣壓零件的科學(xué)設(shè)計計算；研究金屬和非金屬成型和金屬切削加工技術(shù)和非技術(shù)等。研究，并開發(fā)新的氣壓產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代氣壓產(chǎn)品來滿足當(dāng)前和未來的需求設(shè)計。氣壓產(chǎn)品包括：規(guī)劃和實施生產(chǎn)設(shè)施；生產(chǎn)調(diào)度生產(chǎn)計劃的發(fā)展和實施的準備；制造工藝；設(shè)計和制造工具，模具和材料定額；確定工作定額；組織加工，裝配，測試和包裝運輸；產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。氣壓機制造企業(yè)的經(jīng)營管理。氣壓系統(tǒng)的氣壓部件通常是由許多獨特的形狀組合，精密零件的加工工藝復(fù)雜的產(chǎn)品。一個單件、小批量的生產(chǎn)量，而且在批量，大批量生產(chǎn)，直到。銷售目標在所有行業(yè)和個人，家庭。還賣的社會經(jīng)濟條件影響下，可能會出現(xiàn)大的波動。因此，氣壓元件制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，和生產(chǎn)管理的研究，規(guī)劃和管理等企業(yè)都開始在氣壓行業(yè)。氣壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護，修理和用于各種工業(yè)和成套氣壓設(shè)備的氣壓改造，氣壓產(chǎn)品保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟。氣壓產(chǎn)品的應(yīng)用。這包括選擇，排序，檢查，安裝，調(diào)整，操作，維護，修理和改造各種工業(yè)用氣壓及成套氣壓設(shè)備，氣壓產(chǎn)品，保證長期使用的可靠性和經(jīng)濟性。2 冰糕剖切機總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計2.1 冰糕剖切機的總體方案圖xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計5冰糕剖切機屬于食品加工設(shè)備的一種，本次設(shè)計的冰糕剖切機由機架、送糕輸送線、拔輥機構(gòu)、剖切機構(gòu)、手爪和驅(qū)動機構(gòu)等等組成。通過人工放置冰糕在輸送線上面的工裝里面，然后通過拔輥機械手將冰糕輥從冰糕里面拔出來，然后快速將拔出的冰糕棍放入到冰糕棍回收箱體里面。并且把冰糕夾持到剖切輸送線上面，當(dāng)剖切冰糕輸送線上面安裝的光電傳感器冰糕的位置，就會通過中控系統(tǒng)控制剖切機構(gòu)下降，從而對冰糕進行剖切。然后剖切好的冰糕會隨著剖切輸送線自動落入到輸送線盡頭的回收箱里面。其總體方案圖如下圖 1-1 所示：1-1 冰糕剖切機總體方案圖2.2 冰糕剖切機的工作原理本次設(shè)計的冰糕剖切機的工作原理為：通過人工放置冰糕在輸送線上面的工裝里面，然后通過拔輥機械手將冰糕輥從冰糕里面拔出來，然后快速將拔出的冰糕棍放入到冰糕棍回收箱體里面。并且把冰糕夾持到剖切輸送線上面，當(dāng)剖切冰糕輸送線上面安裝的光電傳感器冰糕的位置，就會通過中控系統(tǒng)控制剖切機構(gòu)下降，從而對冰糕進行剖切。然后剖切好的冰糕會隨著剖切輸送線自動xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計6落入到輸送線盡頭的回收箱里面。2.2.1頂板的設(shè)計本次設(shè)計的頂板，為了減輕重量，特設(shè)計成中間是空的，這樣整個機架的受力就會減輕，從而節(jié)約了成本。具體的頂板圖紙如下圖所示：2.2.2導(dǎo)向桿的設(shè)計導(dǎo)向桿一般起到導(dǎo)向的作用，在本次設(shè)計中，主要是使與之配合的直線軸承能夠順暢地升降，所以通過查詢相關(guān)資料，采用 45 鋼作為導(dǎo)向桿的材料，從xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計7而來減少摩擦力。下圖即為導(dǎo)向桿零件圖紙：2.2.3軸承座的設(shè)計軸承座，顧名思義，就是用來安裝軸承的零件，其軸承位內(nèi)孔與中心線的垂直度非常重要，所以在這里，選用 45 鋼作為軸承座的材料，表面通過鍍鎳處理，以防止軸承座生銹，具體軸承座圖紙如下圖所示：xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計82.2.4 電機安裝板的設(shè)計電機安裝板是用來安裝電機的零件，通常采用板狀零件來制作，表面通過鍍鎳處理。電機板具體零件圖如下圖所示：xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計92.3 機械傳動部分的設(shè)計計算2.3.1 輸送線電機計算已 知 整 個 輸 送 線 上 面 滾 筒 ， 傳 動 軸 ， 軸 承 以 及 冰 糕 等 其 他 零 部 件 的 總重量 10KG,其他重量 10KG，我們?nèi)】傊亓繛?20Kg，輸送線的移動速度為0.15M/S。即： ；NXmgG201??具體的電機設(shè)計計算如下:1、確定運行時間本次設(shè)計加速時間 01(t-)6?Vlxx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計10負載速度（m/min）有速度可知每秒上升 50mm，Vl0.312=.6???ls電機轉(zhuǎn)速電 機 ?lnPB240/min.5電 機 Vlr3.負載轉(zhuǎn)矩 0.3120.51.7329???BgMPTLNm????式中：4.電機轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩 12()263.9(0.32)1.5601??????SNMJLJMT Nmt??必須轉(zhuǎn)矩 ??.TSNmS 為安全系數(shù)，這里取 1.0。根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為 92BL-4020L1，此電機廠家為機電產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下：xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計11根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型號為 92BL-2015H1，電機額定功率為 200w，額定轉(zhuǎn)矩為 1.3N.m，最大轉(zhuǎn)矩為 2.6N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。2.3.2 平鍵的選型鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。其中有類型也可以實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現(xiàn)軸向動聯(lián)結(jié)，于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向固定所以，只需選用常見的普通平鍵，鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點表 5-3-15 選定，鍵的長度根據(jù)軸轂的長度從標準中選取，鍵的 b×h 根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=70mm, 參考資料 2P5-194 表 5-3-18 (GB/T1095-1979)選用xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計12B20×12，B18×11 和 B12×8 的普通 A 型平鍵，鍵長分別為90mm，70mm,，30mm。2.3.3 軸承的設(shè)計計算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命 16×365×8=48720 小時；(1）已知 nⅡ=458.2r/min 兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N；初先兩軸承為深溝球軸承 6208 型。根據(jù)課本 P265（11-12 ）得軸承內(nèi)部軸向力 FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N；(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1 端為壓緊端FA1=FS1=315.1N FA2=FS2=315.1N；(3)計算當(dāng)量載荷P1、P2 根據(jù)課本 P263 表（11-9）取 f P=1.5;根據(jù)課本 P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N； P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N； (4)軸承壽命計算∵P1=P2 故取 P=750.3N； ∵深溝球軸承 ε=3； 2.3.4 機架的設(shè)計機架的設(shè)計主要要保證剛度、強度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評定大多數(shù)機架工作能力的主要準則；強度是定重載機架工作性能的基本準則，機架的強度應(yīng)根據(jù)機器在運轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強度，有時還要校核其疲勞強度。機架的強度和剛度都 需要從靜態(tài)xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計13和動態(tài)兩方面來考慮。動剛度是衡量機架抗振能力的指標，而提高機架的抗振性能應(yīng)從提高機架的構(gòu)件的靜剛度方面入手，合理設(shè)計機架構(gòu)件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證機架正常工作的基本條件，必須要注意。1、機架設(shè)計的一般要求在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應(yīng)要求輕、成本底；抗振性好；由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力最?。唤Y(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件；初步確定機架的形狀和尺寸，機架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，取決于安裝在它們內(nèi)部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決于工藝、所承受的載荷、運動等情況。機架材料的選用主要根據(jù)機架的使用要求，多數(shù)機架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價廉和吸振能力強，所以應(yīng)用最廣。由于本設(shè)計是用于淀粉的加工設(shè)備中，屬于重型機架，而圓錐篩的設(shè)備可以從淀粉的加工工藝流程圖可以看到，此設(shè)備一般會布置到二摟，而不會在底層，這就要求機架的重量輕，所以采用焊接機架，而且焊接機架具有制造周期短、重量輕、成本底且強度和剛度高、施工簡便等優(yōu)點，主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。左端架起篩筒那部分采用板焊結(jié)構(gòu)，主要就是鋼板拼焊而成，右端機架采用型鋼結(jié)構(gòu)，主要由槽鋼，角鋼，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時應(yīng)注意以下幾點：材料的可焊性 可焊性差的材料會造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設(shè)計考慮到材料的可焊性選用 Q235A 低碳鋼。合理布置焊縫 焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件，焊縫布置要盡可能對稱和減少焊縫的數(shù)量、尺寸，且焊線要短，主要焊線要連續(xù)；xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計14提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對抗振能力要求高的焊接件應(yīng)采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來吸收振動；合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。盡可能選用標準型材、板材，合理確定焊縫尺寸。2、支撐機構(gòu)在機器中支撐或容納零部件的零件稱之為機架，所以機架是底座、機體、床身、橋架、殼體、箱體以及基礎(chǔ)平臺等零件的統(tǒng)稱。按機架分類所用材料分類，圓錐篩采用的是金屬焊接機架。主要是焊接機架結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活、壁厚可以相差很大，并且可根據(jù)工況需要不同部位選用不同性能的材料，但其抗振性能比較差。強度、剛度、穩(wěn)定性是機架設(shè)計的主要準則，也是評價機架工作能力的主要標準，合理的設(shè)計機架的截面形狀和尺寸、注意機架的整體布局。設(shè)計機架通過了以下幾個設(shè)計步驟：（1）初定機架的形狀和尺寸 機架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸取決于安裝在它內(nèi)部的零件和部件的 形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決與所受載荷、運動等情況，然后，綜合上述情況和有關(guān)資料，并參考現(xiàn)有同類型機架，初定擬定出機架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。由于在小麥谷朊粉的加工過程中，由其加工工藝流程圖可知，離心篩的裝置都在上層，所以不可能采用又重又笨的鑄鐵機架，所以采用由鋼板、型鋼、鑄鋼焊接而成的機架。機架的大致尺寸為高1117㎜、長 993㎜、寬 750㎜，要考慮起具體形狀和電機、軸承座的安裝還有帶輪罩的固定。（2）機架的造型設(shè)計，雖然材料一定，但機架也要求內(nèi)外質(zhì)量的統(tǒng)一，考慮到角鋼的等邊性把角鋼用于底座和支撐軸承座，外觀上做成梯形架子，兩邊角鋼xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計15分別向兩邊斜去，這樣既增加了機架的穩(wěn)定性、又使整個機架看上去簡單輕便。同樣角鋼上面是四塊角鋼焊接的一個長方形用來支撐板，板在角鋼上焊接，下空，因而有利于在板上打通孔和軸承的調(diào)節(jié)，軸承調(diào)節(jié)是通過連接部分的螺栓孔做成長圓狀的來實現(xiàn)。而下面是由兩個空心鋼來支撐電機下的板，空心鋼強度和剛度都很高，所以不會出現(xiàn)強度或剛度不足現(xiàn)象。（3）作為焊接機架應(yīng)合理布置焊縫和提高焊縫的可靠性，而且焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件；焊縫布置應(yīng)盡量對稱，最好至中性軸的距離 相等；盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短；焊縫要不要布置在加工面和需要進行表面處理的部位上；更要注意不要讓焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫聯(lián)系。減少應(yīng)力集中，如盡量采用對接接頭；減少殘余應(yīng)力，焊后熱處理等。（4）盡可能采用標準型材，板材，減少加工量。機架主要由空心鋼、角鋼、鋼板等型鋼焊接拼而成，它們性能的好壞直接決定著機架整體性聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度直接影響機器的工作性能。為保證機架剛度應(yīng)注意改善聯(lián)結(jié)部位的受力狀況、合理提高接觸表面的平面度公差等級及改善其表面粗糙度、螺栓最好前后、左右對稱布置。整個機架設(shè)計完以后，既要注意滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求，又要注意外形的美觀和人機工程性，方便操作。造型好，使其既適用經(jīng)濟，又美觀大方。3 各主要零部件強度的校核3.1 機架強度的校核與計算機架的選擇根據(jù)整個系統(tǒng)的總重量來定，方管機架受力分析得出，由分析xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計16得出底架在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖：即底架上面的所有零部件以及輸送線等等給的壓力為 G=1300N（130Kg）+(100X20N)=3300N;根據(jù)方管承載力計算公式：M=Pac/L(M：彎矩，P 集中力，a 集中力距支座距離，c 集中力距另一支座距離，L 跨度，L=a+c) （僅用于截面) bhW=12?f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度/ 安全系數(shù)）。M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計初定 L 為 1980mm；則 M=13456N.M，初定方管為 40x40x5。計算 W 得出bhW=12? 210.4cm462M3456f=1.350a=12.a0.cm由 于 ??NP折算后位 270Mpa；查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強度為 375~500Mpa，由于 270Mpa 遠遠小于 375Mpa，所以初定方管滿足要求。以下即為機架的零件圖紙：xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計173.2 軸承強度的校核計算軸承的選用在以上的說明中已經(jīng)給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號為 22218CK/W33+H318，其基本參數(shù)為主要是額定載荷：C =240000N， =322000N，e=0.23,Y =2.5, ，假定軸承的壽命為 3r0r 124.Y?年，每天工作 10 小時，一年工作 300 天，所以軸承的基本額定動載荷可按一下公式進行計算：C= ；0hmdrntfPC?其中：C—基本額定動載荷計算值，單位 N；xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計18P—當(dāng)量動載荷，按式 計算， 為軸承所受徑向載荷，rapXFY??r軸向動載荷，X 為徑向動載荷系數(shù)，Y 為軸向動載荷系數(shù)；—壽命因數(shù)，按表 7-2-8 選??；hf—速度因數(shù)，按表 7-2-9 選??；n—力矩載荷因數(shù)，力矩較小時 =1.5,力矩較大時 =2;mf mf mf—沖擊載荷因數(shù),按表 7-2-10 選取;d—溫度系數(shù),按表 7-2-11 選取;Tf—軸承尺寸及性能表中所列基本額定動載荷;0rC由表查得 =1.19, =0.366, =1.5, =1.2（中等沖擊）, =;1.0；hfnfmfdf Tf因為軸向載荷 =0，即 ，所以當(dāng)量動載荷aF/are?10rPXYF???即 ， ，1rPY??2.54368092?,所以此軸承選的合適,能91.38.60hmdntfC??0rC滿足要求。4 冰糕剖切機中主要零件的三維建模4.1 進糕輸送線的三維建模xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計194.2 機架的三維建模xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計204.3 拔輥裝置的三維建模4.4 冰糕剖切機的三維建模xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計215 冰糕剖切機的PLC控制該冰糕剖切機主要是通過西門子S7-200PLC控制系統(tǒng)來控制它的動作，通過各個電磁閥來控制氣缸的動作。由于PLC控制系統(tǒng)屬于智能化的控制系統(tǒng)，所以其控制精度和控制靈活度都能夠滿足該設(shè)備的具體要求，一下即為PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計22結(jié) 論時光荏苒，現(xiàn)在我的畢業(yè)設(shè)計總算接近尾聲了，通過這次對于冰糕剖切機的設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，本文所設(shè)計的是冰糕剖切機的設(shè)計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計23致 謝歷時幾個月的畢業(yè)設(shè)計終于完成，在這這段時間里，我運用大學(xué)四年的專業(yè)知識比較成功的完成了本次畢業(yè)設(shè)計，在畢業(yè)設(shè)計中通過方案論證，理論設(shè)計計算，機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，工程圖的繪制，設(shè)計說明書的撰寫等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，已經(jīng)使個人理論水平和實際動手能力有了一次飛躍，鍛煉了個人在設(shè)計、分析，動手實踐等方面的能力，同時使所學(xué)專業(yè)知識得到一次全面的鞏固和加強。此次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，我得到了很多老師、同學(xué)的關(guān)心、幫助和支持，在此本人首先向他們表示感謝。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我的指導(dǎo)老師周星元老師給予很多專業(yè)方面的幫助。在設(shè)計前期的準備時，周老師就非常關(guān)注我的選題，指明選題方向，幫助分析題目的可行性和實際中可能出現(xiàn)的問題以及需要注意的事項；在進行方案選擇時，為我指出所需要重點掌握的知識范圍，并幫助我分析相應(yīng)知識難點的原理，使我的畢業(yè)設(shè)計能順利進行。同時，我也要感謝大學(xué)所有教過和沒有教過但給我很多幫助的老師，是他們的教導(dǎo)讓我能在這里學(xué)到很多的專業(yè)知識，給我以后工作和學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)，是他們的諄諄教誨使我明白了更多為人處事的道理，給我今后的人生足跡烙下更深的印跡，在此我衷心地感謝所有幫助過我的老師。此外，非常感謝許多其他同學(xué)，他們很多想法和建議對我啟發(fā)很大。在此一并致謝！還有在其他場合給提供我?guī)椭闹烂趾筒恢烂值呐笥?，在此也一并致謝，謝謝你們！由于時間和個人知識及能力水平有限，論文中難免會有一些紕漏或錯誤之處，懇請各位老師批評指正。不勝感謝！xx 學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計24參考文獻[1]張福學(xué)編著.冰糕剖切機的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。[2]何發(fā)昌著，邵遠編著.冰糕剖切機的原理.北京：高等教育出版社，1996。[3]張利平著. 實用技術(shù)速查手冊. 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