机械原理课程设计答辩准备

开篇语

明天就是本学的课程设计答辩了。很荣（bú）幸的我被我亲爱的队友们推（mài）上了台。所以，累了五天的我，晚上还得舍弃搁置已久的视频，转战答辩准备辞。去网上找了不少的网页，但是都没有讨论如何应对答辩，我就写个总结好了。

正文

我与前辈的讨论

一 、为什么做豆腐加工预包装机的设计

要说我们这豆腐加工预包装机的想法， 应该是来源于“机械原理”课上老师给我们放那些自动包装的机器的时候萌生的最初的想法，那时候没想那么多。就想着如果可以利用自己的知识给我妈妈做个自动切菜的机器的话，那以后我妈妈做饭就很方便了。就这个神奇的念头，鬼使神差的驱使我在讨论方案的时候一口咬定了做切菜机的想法。然后，切菜机第一代方案就出来了。那时候的我们，想的就是一个能实现“推动--切断--推动”的初代概念机。

然后，在进行了讨论以后，发现这个功能十分单一，毫无新意，所以我们就改进了切菜机的方案，增补了一个洗菜的过程，这也就是二号概念机。

第二次讨论的时候，我们就洗菜方式爆发了极大地分歧，有的要采用洗鞋机式的滚筒加旋转刷，有的要直接采用喷洒清洗，还有的想要采用浸泡式清洗。五花八门，不一而足，而且我们发现每一种都不是那么好实现的！所以，最后，大家统一口径：改换门庭，不做洗菜了，作包装。然后就项目名字也讨论了下。发现豆腐是最贴合我们的机器的食材，所以我们最后就定下了今天的作品---“豆腐加工预包装机”的名字。

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二 、怎么做的设计

这一问题可以分为两个Part：
（1）我们的构思是怎样的？采用了何种结构？最终成品如何？
（2）在建模装配的过程中遇到了什么问题？

下面请看我一一道来：

（1）我们的构思是怎样的？采用了何种结构？最终成品如何？
1 . 知识涵盖范围：在设计豆腐加工与包装机械系统的过程中，综合应用机械原理课程中所要求的知识，包含平面连杆机构，凸轮机构，齿轮机构，槽轮机构等，在加深对所学知识理解的同时熟悉机械系统方案设计的过程，提高了解决问题、总体设计、绘图软件应用的能力。

2 . 工艺动作：将豆腐送入皮带轮1，在皮带轮1上进行纵向切割后再横向切割，通过斜板将切割好的豆腐块送入皮带轮2上的包装盒，随后在皮带轮2上压膜封装包装盒。纵向切割为刀具的曲线往复运动，纵向切割为刀具的直线往复运动，封装为压膜模具的直线往复运动。豆腐加工与包装机械系统需要完成的工艺动作过程为：纵向与横向切割豆腐

3 . 在运动过程中我们要实现异步运动，所以需要做到间歇运动机构：

对于间歇运动的设计，经讨论得出三种方案：
方案1：槽轮机构结构简单，工作可靠，易加工，拔销进入和退出啮合是槽轮的运动较平稳，转角准确性好，机械效率高，而此处需要用的转速不高，且采用等周期运动循环运动，可采用槽轮机构

槽轮

方案2：棘轮机构结构简单，制造方便，但棘爪在棘轮齿面滑行时将引起噪声和齿尖磨损，传动平稳性差，更换齿轮时要考虑到两齿轮的相互配合，比较复杂，一旦装配完成，机构的运动系数不需要也不能够调整，不推荐采用

棘轮

方案3：不完全齿轮机构运动系数和转角等较灵活，允许选择的范围比棘轮和槽轮机构的大，但从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，不推荐采用。

不完全齿轮机构

4 . 对于整个系统工作流程中豆腐的运动方式，经讨论得出两种方案：
方案1：采用槽轮带动圆盘运输，圆盘1转动时圆盘上的豆腐在4个工位进行操作，分别为送料、纵向切割、横向切割、出料入盒，在最后一个工位出料并落入另一槽轮带动

槽轮带动圆盘

的圆盘2上的包装盒，并在圆盘2上进行包装。
方案2：采用传送带运输，在传送带1上进行纵向切割和横向切割，通过斜板运送到传送带2上的包装盒，在传送带2上运送并压膜包装。

传送带运输

方案1优缺点：
优：周期内运动规律容易确定，便于计算和运动循环图的调整，从圆盘1落料到圆盘2时只需直接落下进入包装盒即可。
缺：豆腐块被运输时作圆周运动，由于离心力的缘故可能会发生豆腐块偏移，而豆腐块呈正方形，容易出现切割位置不准确的情况，切出的豆腐不美观。

方案2优缺点：
优：传送带运动较平稳，不易偏移，且豆腐不易变形。运输时豆腐块作直线运动，易于流水线操作，便于增减工位，比如在纵向切割前增设淋洗豆腐装置、在后方增设对角线方向切割的装置。
缺：在传送带的尾端圆形部位豆腐块不会直接竖直下落，故在两传送带之间增设了斜板便于豆腐块滑落入盒。

5 . 对于实现切割和压膜的机构，经讨论得出如下几种情况：
1、 曲柄摇杆机构：杆件间的传动能力好，摇杆的一端是圆周运动，若用于横向切割将会切出圆弧面，故只适用于纵向切割；当其到达极限位置时的摇杆上各点作用力并不均匀，故不适用于压膜。
2、 曲柄滑块机构：杆件间的传动能力较好，输出滑块的直线运动，适用于横向切割运动；当其到达极限位置时刚性冲击较大，故不适用于压膜。
3、 凸轮机构：杆件间的传动能力适中，不适用于切割运动；采用正弦加速度规律设计轮廓当其到达极限位置时没有刚性冲击和柔性冲击，故适用于压膜。
最终确定方案为：豆腐运动采用传送带传动，两传送带之间采用斜板连接便于装盒，纵向切割采用曲柄摇杆机构，横向切割采用曲柄滑块机构，压膜采用凸轮机构。

最终的运动关系.gif

（2）在建模装配的过程中遇到了什么问题？
在整个实现过程中我们遇到了很多的困难问题，所幸大多数都被我们一一解决，不会影响系统的总体运行，还有部分细节之处并且进行周到的处理，下面容我一一陈述：
1 . 齿轮配合
第一次做齿轮配合，我们都是想尽办法，希望凭借着自己的上课所学到的知识，找出能够利用那些简单面线的配合做出齿轮配合的效果，殊不知，还有“机械配合--齿轮配合”这种好东西，所以这个问题完全是由于信息的不对称所带来的，严格上来说算不得是一个问题。

运动效果图

2 . 槽轮的接触运动
关于槽轮配合的问题，在网络上寻找了许久，终于知道原来是系统的Motion插件存在错误，没法打开Motion分析，也就不能让实体接触有效，槽轮只能以此次被拨盘穿过去而没有办法传动。这也就衍生了如何修复Motion插件的问题，所以又是一番搜索，终于找到行之有效的方案，遂修复之。

槽轮.gif

3 . 这个也是一个比较烦恼的一个问题，那就是凸轮的传动问题。在建模的过程中，我们遇到了凸轮面不能完美缝合成一个面的问题，后来在朋友的指导下， 我们采用了“方程式画出构造线，描点出光滑样条曲线”的办法， 也可以看做是曲线救国，不过也是一种比较好的解决方案了。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)))

凸轮.gif

三 、效果怎么样？

效果甚好！请看答辩效果视频
http://119.29.74.46/%E7%AD%94%E8%BE%A9.htm

结束语

现在是北京时间2017/1/13 ------ 10：20

Time

现在我觉得可能全年级最叼的一个机构正在做答辩。娘的，课程设计--七天做出来的东西，我怎么感觉他比别个的毕业设计还厉害。我服

膜大神

膜