自动米饭售卖机执行机构设计 11
3 机械结构的详细设计及计算
3.1 设计任务
切刀 推力： 10N ， 行程： 800mm 切力： 1N ， 行程： 90mm 盘子尺寸： 800mm ×600 mm ×80mm 每份米饭尺寸： 100 mm×50mm ×80 mm
3.2 详细设计过程
3.2.1 机构简图
如图3-1所示：
图3-1 切刀机构简图
最终决定采用曲柄滑块机构，切刀的伸出靠电磁阀的吸合拉动钢丝绳带动曲柄的转动；切刀的收回通过弹簧的拉力复位。 3.2.2 结构分析
****大学毕业设计说明书 12
所用机构为一曲柄滑块机构。D的工作行程为90mm，为使工作时各杆摆动灵活，故应使机构避开死点位置。考虑到若BC与CD的夹角过大时，会产生过大的压力角。在满足 压力角αman≤50°的前提下，应使BC
由以上分析，现预取BC=60mm，最大工作角度转至∠CBD=10°，工作时BC摆角设为?12=90°。如图3-2所示：
图3-2 切刀机构的尺寸设计计算
''CCC将C2沿D移动方向移动-S=90mm得2，作12的中垂线交D的移动中的线于D，
则BC1D1为所求杆。测得CD=92.94mm，取CD=93mm。 3.2.4 验证
如图3-3所示：
自动米饭售卖机执行机构设计 13
图3-3 切刀机构的压力角分析
当杆BC处于复位状态BC1处，此时压力角α=∠C1DB为最大，由图测得α=∠C1DB=40°<50°。 3.2.5 受力分析
（1）切刀两种状态的示意图，如图3-4所示：
图3-4 切刀两种状态示意图
（2）切刀两种状态的受力分析图，如图3-5所示：
图3-5 切刀两种状态受力分析图
****大学毕业设计说明书 14
a） 当CD杆处于工作状态时（C2D2处），所受的压力为最大。F压=Fcosα2=Ft=2×cos6°=1.99N。
b） 当切刀接触米饭开始做功时，即工作行程达10mm时，压力角较大，受力为F（若压力角再大，F=0）。因此，此时杆CD受到的垂直铰链方向的弯曲力为最大，F弯=Fsinα=Fn=2×sin40°=1.29N。
说明：因为BC F′压、F′弯均小于CD上的力，所以不再对BC杆进行受力分析，假设使之与CD受力相等，进行计算（F′为CD传递给BC的力）。 3.2.6 杆件材料及截面形状 （1）材料的选用 虽然铝合金质量小于钢铁，加工较钢铁也方便，力学性能较工程塑料好，但铝铰链磨损后有铝屑污染，对人体有害。工程塑料质量很轻，但该机构工作温度较高，有受热变形的可能，故需用材料为餐具常用材料——不锈钢。 （2）截面及主要参数 由经验选取不锈钢的截面形状为圆形，加工方便，价格低廉，通用性好，其主要规格参数见表3-1： 表3-1 不锈钢规格参数 型号 1Cr18Ni9Ti ?s/MPa ?b/MPa 200 550 ?5/% E/GPa ?/g/cm3 40 55 7.9 1Cr18Ni9Ti又称304奥氏体不锈钢 ，18 %Cr， 10%Ni， 0.06%C Cr——抗腐蚀 Ni——与Cr提高强度 3.2.7 杆件截面的设计 ∵304为塑性材料 ∴［ ?］取200Mpa ?=F/A≤［?］ （3-1） ?4?1.99?0.113mm??200由 4Fd?∴ ???? （3-2） 自动米饭售卖机执行机构设计 故取d=3mm的杆件即可满足实用需求。 3.2.8 校核 （1）建立机构的力学模型 CD模型化为简支梁，如图3-6所示： 图3-6 CD杆建模 （2）列平衡方程 Fy=Fn=Fsinα=1.29N M=FnL=1.29×92.94=Nmm （3）作弯矩图 弯矩图如图3-7所示： 图3-7 CD杆弯矩图 （4）强度校核 ??MmaxW?Md3/32?45.25Mpa?[?]?200MpaZ?满足许用应力的要求，故设计合理。 说明：∵BC的力均为CD传递的分力，且BC 15 3-3） 3-4） 3-5） （（ （ 搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新经管营销自动米饭售卖机执行机构设计毕业论文 (3)全文阅读和word下载服务。
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