機械原理課程設計答辯準備

開篇語

明天就是本學的課程設計答辯了。很榮(bú)幸的我被我親愛的隊友們推(mài)上了臺。所以,累了五天的我,晚上還得舍棄擱置已久的視頻,轉戰答辯準備辭。去網上找了不少的網頁,但是都沒有討論如何應對答辯,我就寫個總結好了。

正文

我與前輩的討論
一 、為什么做豆腐加工預包裝機的設計

要說我們這豆腐加工預包裝機的想法, 應該是來源于“機械原理”課上老師給我們放那些自動包裝的機器的時候萌生的最初的想法,那時候沒想那么多。就想著如果可以利用自己的知識給我媽媽做個自動切菜的機器的話,那以后我媽媽做飯就很方便了。就這個神奇的念頭,鬼使神差的驅使我在討論方案的時候一口咬定了做切菜機的想法。然后,切菜機第一代方案就出來了。那時候的我們,想的就是一個能實現“推動--切斷--推動”的初代概念機。

然后,在進行了討論以后,發現這個功能十分單一,毫無新意,所以我們就改進了切菜機的方案,增補了一個洗菜的過程,這也就是二號概念機。

第二次討論的時候,我們就洗菜方式爆發了極大地分歧,有的要采用洗鞋機式的滾筒加旋轉刷,有的要直接采用噴灑清洗,還有的想要采用浸泡式清洗。五花八門,不一而足,而且我們發現每一種都不是那么好實現的!所以,最后,大家統一口徑:改換門庭,不做洗菜了,作包裝。然后就項目名字也討論了下。發現豆腐是最貼合我們的機器的食材,所以我們最后就定下了今天的作品---“豆腐加工預包裝機”的名字。


二 、怎么做的設計

這一問題可以分為兩個Part:
(1)我們的構思是怎樣的?采用了何種結構?最終成品如何?
(2)在建模裝配的過程中遇到了什么問題?

下面請看我一一道來:

(1)我們的構思是怎樣的?采用了何種結構?最終成品如何?
1 . 知識涵蓋范圍:在設計豆腐加工與包裝機械系統的過程中,綜合應用機械原理課程中所要求的知識,包含平面連桿機構,凸輪機構,齒輪機構,槽輪機構等,在加深對所學知識理解的同時熟悉機械系統方案設計的過程,提高了解決問題、總體設計、繪圖軟件應用的能力。

2 . 工藝動作:將豆腐送入皮帶輪1,在皮帶輪1上進行縱向切割后再橫向切割,通過斜板將切割好的豆腐塊送入皮帶輪2上的包裝盒,隨后在皮帶輪2上壓膜封裝包裝盒。縱向切割為刀具的曲線往復運動,縱向切割為刀具的直線往復運動,封裝為壓膜模具的直線往復運動。豆腐加工與包裝機械系統需要完成的工藝動作過程為:縱向與橫向切割豆腐

3 . 在運動過程中我們要實現異步運動,所以需要做到間歇運動機構:

對于間歇運動的設計,經討論得出三種方案:
方案1:槽輪機構結構簡單,工作可靠,易加工,拔銷進入和退出嚙合是槽輪的運動較平穩,轉角準確性好,機械效率高,而此處需要用的轉速不高,且采用等周期運動循環運動,可采用槽輪機構


槽輪

方案2:棘輪機構結構簡單,制造方便,但棘爪在棘輪齒面滑行時將引起噪聲和齒尖磨損,傳動平穩性差,更換齒輪時要考慮到兩齒輪的相互配合,比較復雜,一旦裝配完成,機構的運動系數不需要也不能夠調整,不推薦采用


棘輪

方案3:不完全齒輪機構運動系數和轉角等較靈活,允許選擇的范圍比棘輪和槽輪機構的大,但從動輪在轉動開始和終止時,角速度有突變,沖擊較大,不推薦采用。
不完全齒輪機構

4 . 對于整個系統工作流程中豆腐的運動方式,經討論得出兩種方案:
方案1:采用槽輪帶動圓盤運輸,圓盤1轉動時圓盤上的豆腐在4個工位進行操作,分別為送料、縱向切割、橫向切割、出料入盒,在最后一個工位出料并落入另一槽輪帶動


槽輪帶動圓盤

的圓盤2上的包裝盒,并在圓盤2上進行包裝。
方案2:采用傳送帶運輸,在傳送帶1上進行縱向切割和橫向切割,通過斜板運送到傳送帶2上的包裝盒,在傳送帶2上運送并壓膜包裝。


傳送帶運輸

方案1優缺點:
優:周期內運動規律容易確定,便于計算和運動循環圖的調整,從圓盤1落料到圓盤2時只需直接落下進入包裝盒即可。
缺:豆腐塊被運輸時作圓周運動,由于離心力的緣故可能會發生豆腐塊偏移,而豆腐塊呈正方形,容易出現切割位置不準確的情況,切出的豆腐不美觀。

方案2優缺點:
優:傳送帶運動較平穩,不易偏移,且豆腐不易變形。運輸時豆腐塊作直線運動,易于流水線操作,便于增減工位,比如在縱向切割前增設淋洗豆腐裝置、在后方增設對角線方向切割的裝置。
缺:在傳送帶的尾端圓形部位豆腐塊不會直接豎直下落,故在兩傳送帶之間增設了斜板便于豆腐塊滑落入盒。

5 . 對于實現切割和壓膜的機構,經討論得出如下幾種情況:
1、 曲柄搖桿機構:桿件間的傳動能力好,搖桿的一端是圓周運動,若用于橫向切割將會切出圓弧面,故只適用于縱向切割;當其到達極限位置時的搖桿上各點作用力并不均勻,故不適用于壓膜。
2、 曲柄滑塊機構:桿件間的傳動能力較好,輸出滑塊的直線運動,適用于橫向切割運動;當其到達極限位置時剛性沖擊較大,故不適用于壓膜。
3、 凸輪機構:桿件間的傳動能力適中,不適用于切割運動;采用正弦加速度規律設計輪廓當其到達極限位置時沒有剛性沖擊和柔性沖擊,故適用于壓膜。
最終確定方案為:豆腐運動采用傳送帶傳動,兩傳送帶之間采用斜板連接便于裝盒,縱向切割采用曲柄搖桿機構,橫向切割采用曲柄滑塊機構,壓膜采用凸輪機構。

最終的運動關系.gif

(2)在建模裝配的過程中遇到了什么問題?
在整個實現過程中我們遇到了很多的困難問題,所幸大多數都被我們一一解決,不會影響系統的總體運行,還有部分細節之處并且進行周到的處理,下面容我一一陳述:
1 . 齒輪配合
第一次做齒輪配合,我們都是想盡辦法,希望憑借著自己的上課所學到的知識,找出能夠利用那些簡單面線的配合做出齒輪配合的效果,殊不知,還有“機械配合--齒輪配合”這種好東西,所以這個問題完全是由于信息的不對稱所帶來的,嚴格上來說算不得是一個問題。

運動效果圖

2 . 槽輪的接觸運動
關于槽輪配合的問題,在網絡上尋找了許久,終于知道原來是系統的Motion插件存在錯誤,沒法打開Motion分析,也就不能讓實體接觸有效,槽輪只能以此次被撥盤穿過去而沒有辦法傳動。這也就衍生了如何修復Motion插件的問題,所以又是一番搜索,終于找到行之有效的方案,遂修復之。

槽輪.gif

3 . 這個也是一個比較煩惱的一個問題,那就是凸輪的傳動問題。在建模的過程中,我們遇到了凸輪面不能完美縫合成一個面的問題,后來在朋友的指導下, 我們采用了“方程式畫出構造線,描點出光滑樣條曲線”的辦法, 也可以看做是曲線救國,不過也是一種比較好的解決方案了。方程式如下:

sin(t)*(5+5*(t/(0.75*pi)-sin(8*t/3)/(2*pi))) 
cos(t)*(5+5*(t/(0.75*pi)-sin(8*t/3)/(2*pi)))
凸輪.gif
三 、效果怎么樣?

效果甚好!請看答辯效果視頻
http://119.29.74.46/%E7%AD%94%E8%BE%A9.htm

結束語

現在是北京時間2017/1/13 ------ 10:20


Time

現在我覺得可能全年級最叼的一個機構正在做答辯。娘的,課程設計--七天做出來的東西,我怎么感覺他比別個的畢業設計還厲害。我服

膜大神
最后編輯于
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