2812 红薯切片机设计
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湖南农业大学东方科技学院毕业论文(设计)中期检查表学 部: 理工学部 学生姓名 杨轲涵 学 号 200841914118年级专业及班级 2008 级机械制造及其自动化一班指导教师姓名 张岚 指导教师职称 副教授毕业论文题目 红薯切片机设计已完成的主要内容 尚需解决的主要问题毕业论文工作进度完成了所需资料文献的查找,确定了总体结构的设计方案,完成了总体设计的系统设计。1. 总体设计的计算和各零部件的设计计算。2. CAD 图纸的绘制,修改及打印。3. 对设计进行校核和修改计算。4. 指导老师的审查与修改。5. 设计说明书的撰写和定稿。指导教师意见指导教师签名: 年 月 日检查(考核)小组意见检查小组组长签名: 年 月 日本科生毕业设计红薯切片机设计THE DESIGN OF SWEET POTATO SLICING MACHINE学生姓名:学 号:年级专业及班级:指导老师及职称:学 部:目 录摘要1关键词11 前言 1 2 切片机现状 22.1 国外发展情况 2 2.2 国内切片机技术的发展概况 23 红薯切片机总体方案的确定 3 3.1 结构特点和工作原理 33.1.1 结构特点 33.1.2 工作原理及工作条件 4 3.2 机构的组成部分及特点 43.2.1 电动机 43.2.2 皮带传送装置 43.2.3 轴 4 4 电机的选择 45 V 带传动的设计计算 55.1 求计算功率 PC 55.2 选 V 带的型号55.3 求大小带轮 d2、 d1 基准直径55.4 验算带速 V55.5 计算 V 带的基准长度 Ld 和中心距 a55.6 验算小带轮包角 1 65.7 求 V 带的根数 65.8 求作用在带轮轴上的压力 FQ66 V 带轮的设计76.1 V 带轮的要求7 6.2 带轮的结构尺寸的设计 7 6.2.1 带轮结构形式的设计 7 6.2.2 带轮尺寸的设计77 轴的选择 97.1 计算轴的最小直径 97.2 轴的结构尺寸确定 97.3 轴的校核 107.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 118 轴承的选择及校核11 8.1 轴承的选择 118.2 轴承的校核 129 键的选择与校核 139.1 键的选择 139.2 键的校核 1310 刀片的设计1310.1 万片类型的选择1310.2 万片形位及尺寸的设计1511 机架的设计 1511.1 机架设计要求1511.2 机架材料的选用及壁厚选择1611.3 机架整体设计1712 机体结构的设计1713 结论17参考文献18致谢190红薯切片机的设计摘 要:红薯具有很高的营养价值和很好的味道,很多人们喜欢吃。随着人们的生活水平越来越高,对红薯的食用要求也越来越高。例如在食用红薯的时候要将其切成丝或片,因而切片机应运而生。本文设计的切片机主要针对中小型场合,例如加工作坊、食堂、家庭等。本设计针对红薯茎块的形状而设计的。本文分别对带、轴、刀片、刀盘等进行设计计算,对轴承、键等元件进行了选择。本设计的切片机有较高的效率,能对红薯茎块等进行工作。关键词:红薯;切片;切片机;刀片The Design of The Sweet Potato Slice Machine Abstract: The sweet potato has a high nutritional value and taste good ,a lot of people like to eat. With the development of economy, the standard of sweet potato for people is getting higher and higher. For example,people cut the sweet potatoes into pieces when they want to eat it. so the slicing machine born. the slicing machine designed in this paper uses at some small and medium-sized places, such as the workshop、canteen and household. The slicing machine is designed based on the tuber crops of sweet potatoes . In this paper,the tape、axis、blade and cutter disk are designed and calculated and the components of axle bearing and bond are selected. The design of the slice machine has a high efficiency when it works on the sweet potato tubers.Key words: Sweet potato; Slice; Cut machine; Razor blade1 前言红薯是一种高产稳产的作物,它具有适应性广,抗逆性强,耐旱耐瘠,病虫害较少等特点,在水肥条件较好的地方种植,一般春薯亩产可达 20003000 公斤,中国是世界上产薯最多的国家。红薯含有丰富的淀粉、膳食纤维、胡萝卜素、维生素A、B、C、E 以及钾、铁、铜、硒、钙等 10 余种微量元素和亚油酸等,营养价值很高,被营养学家称为营养最均衡的保健食品。这些物质能保持血管弹性,对防治老年习惯性便秘十分有效。所以现在人们很喜欢吃红薯。随着现在的快餐业迅速崛起,对红薯茎块的需求越来越多。像土豆薯条、薯片等休闲食品的消费急剧增长。这给茎块食物的加工带来了勃勃生机与活力。在茎块作物1的加工过程中需将其切成片。因此切片机应运而生。按刀片安装形式的不同切片机可以分为盘刀式、滚刀式和离心式三种。本设计主要针对加工效率较高、应用较为普遍的离心式切片机进行设计。2 切片机现状2.1 国外发展情况国外的切片机技术始于六十年代, 到七十年代已经发展成熟,八十年代中期,大部分切片机都可以加工 125mm(5 英寸)以上大直径单晶,像瑞士的迈尔-布格耶斯公司的卧式内圆切片机,切割棒料直径最大可以达到 304.8 mm(12 英寸) 。八十年代中期后的一、两年,切片技术发展到了鼎盛时期,相当多的多功能全自动切片机相继商品化。从而诞生了世界上续道著名的切片机厂家,如瑞士 Meyer-Burger AG 公司的 TS系列机,日本 Tokyo Semitsu 株式会社的 TSK(若干)系列机, 日本 Okamoto Machine 株式会社的 ASM 系列机, 美国 STC 公司的 STC 系列机等。就切片机的结构而言,主轴以空气轴承活滚动轴承为支撑方式的卧式和立式两种。发展到现在,就切片机的功能而言,已经相当齐全,而且复合化,切片的方式也多种多样 1。2.2 国内切片机技术的发展概况我国的切片机技术始于七十年代初期,我国的切片机广泛应用于蔬菜、中药、冻肉等领域, 其中土豆的应用尤为显著。目前我国切片机的主要方式有以下几种:(1)直线往复式切片机。直线往复式切片机的结构简单,但效益低。 因此它应用于工作要求不高、效益低的场合。(2)圆盘旋转式切片。圆盘旋转式切片机的机构简单也有较高的生产效益,因此它广泛应用于各种场合。(3)水枪式切片。水枪式切片机耗水量打, 只能切出平直的片, 因此它的应用不是十分广泛。(4)圆形(内圆切片的外圆切片)切片。圆形式切片机有很高的工作效率,但是结构复杂,设计较困难,因此它应用于工作效率要求相当高的专业领域。我国的切片的研究开发方面虽然已有 30 年的历史,近几年来切片机的研制发展也非常迅速,但是与发达国家相比目前仍然有一定的距离,研制的切片机没有得到大面积推广应用。虽然在我过已有切片机的生产厂家如山东省诸城市大洋食品机械厂的大洋牌土豆切片机有 400 型、600 型、江阴鑫达药化机械的中药切片机等。但我国的切片机方面仍然没有根本性突破 1。3 红薯切片机总体方案的确定23.1 结构特点与工作原理3.1.1 结构特点根据本设计的要求及适用面来确定切片机的形式:本设计中我采用离心式, 因为离心式切片机的装料和卸料都比较容易, 结构简单,操作和维修便易,而且离心式相对立式工作时产生的震动小,有益于机械的正常工作,是非常适合作坊的机械。本人设计的红薯切片机,主要是由电动机经 V 带降速并传递给平带动力,从而使平带进行旋转运动并带动切片机内壁旋转运动,物料受到离心力作用紧贴切片机内壁,刀片对物料进行旋切而达到切片作用。本机器主要有以下优点:一、降低了人们的劳动强度,提高了工作效率。二、切片的厚度一致性高,损耗低。三、切削种类多,能对土豆、红薯、洋葱等进行切削。四、结构简单紧凑。按动力种类分,离心式切片机可分为机动和人力两类。机动的包括内燃机驱动和电机驱动。本设计选择效率较高的电机驱动为动力来源。离心切片机由电动机、旋转叶轮、皮带传动装置和输入、输出物料装置等组成。其结构如图 1:1 电动机 2 皮带机皮带轮 3 传动轴 4 叶轮及其刀片图 1 离心式切片机结构简图Fig.1 Leave heart type slice of structure3.1.2 工作原理及工作条件:红薯切片机采用电动机作为动力,皮带轮传动减速装置带动输出轴转动,轴的末端接一旋转盘,固定的刀片随着转盘的转动把物料切成片,切片的厚度由刀片和刀座间的垫片厚度控制,然后通过离心力将红薯片甩出下料。此外,切片与起丝的转换可以通过更换切片来实现。33. 2 机构的组成部分及特点3.2.1 电动机本设计选择电机为 Y90L-4,其额定功率为 1.5 KW, 同步转速为 1500 r/min (具体选择计算见第 4 部分) 。3.2.2 皮带传动装置 切片机选择 V 带轮作为传动装置,传动比为 3.53。3.2.3 轴轴的材料为 45 号钢,轴的固定选用深沟球轴承:采用轴肩定位。4 电机的选择生产效率 Q 取 500 kg/h, 配套动力:11.5 kw, 叶轮转速:200550 r/min。茎块一般为椭圆形,测定其长为 65-80 mm, 宽为 45-60 mm。由生产效率的公式Q=60Brn/1000abtz (1)Q=6080250n/10007033 得出 n350 r/minB 是刀片长度; r 为刀盘半径; n 为传动轴的转速;a b 分别是一般茎块的椭圆的长和宽;T 为切片厚度;这里切片厚度为 3 mm.z 为刀片片数,刀片片数为 3.由 V 带动传的传动比为 3.53,则电机的转速范围是 3503.53=1235.5 r/min。 由配套功率为 11.5 kw, 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,选择电机为 Y90L-4,其额定功率为 1.5 kw, 同步转速为 1500 r/min 电动机结构如图二所示:图 2 电动机Fig.2 Electric voltage5 V 带传动的设计计算5.1 求计算功率 PC因为 1.5kW,n1500 r/min,i 1=3.53 则由机械设计手册表 13-15 可知dP选 KA=1.1则由公式 : PC= KA P (2)4则得出 PC =1.51.1=1.65 kw5.2 选 V 带的型号可用普通 V 带或窄 V 带,现选普通 V 带。根据 PC=1.65 kw, nd1500 r/min,由机械设计手册查出为 V 带为 Z 型带5.3 求大小带轮 d2、d1 基准直径 由机械设计手册 1中表 13-9 可知 d1=5071 mm,现在取小轮 d1=71 mm由公式:d2=n1d1(1-)/n2 (3)可得出 d2=n1d1(1-)/n2=3.53710.98=245.617 mm。其中 在机械设计手册查出为 0.02由机械设计手册 2表 13-9 取 d2=236 虽然 n2略有增大,但其误差小于 5%,在允许的范围内,所以 d2=236 可以。5.4 验算带速 V由公式V= (4)106nd则可以算出 V 带的速度 V= = =5.57 m/s106nd106574.3V 带的带速度 525 m/s 的范围内,合适。5.5 计算 V 带的基准长度 Ld和中心距 a查机械设计手册 2由其中计算 V 带公式:a0=1.5(d1+d2) (5)初步计算选取 V 带的中心距 a0则可以得出 a0=1.5(d1+d2)=1.5(71+236)=460.5,现在取 a0=470,由公式0.7(d1+d2)12047036所以得出包角合适。5.7 求 V 带的根数查机械设计基础 3由公式:Z= (10)LcKP)(0已知 n1=1500 r/min ,d 1=71 查表可以得出 P 0=0.30 KW由传动比 i=3.53 查表 13-5 得 P0=0.03 KW由 1=159.88 查表 13-7 得 K=0.95,查表 13-2 得 KL=1.16,由此可得Z= 2.35716.950)34.0(所以 V 带取 3 根5.8 求作用在带轮轴上的压力 FQ查机械设计手册 2表 13-1 得出 V 带每米长的质量 q=0.06 kg/m 由公式:F0= (11)2)15.(qvKzvPc其中 Pc 为功率,Z 为 v 带的根数,V 为 v 带的带速,K 为包角修正系数可以查表得出其值为 0.95可以得出 F0= 82.4 N2)57.(06.)195.2(7.365现在计算作用在带轮上的压力 FQ ,由公式:FQ= (12)2sin10z可以得出 FQ=402.5 N6 V 带轮的设计66.1 V 带轮材料的选择设计 V 带轮时应满足的要求是:质量小,结构工艺好,无过大的铸造内应力,质量分布均匀,转速高时要经过动平衡,轮槽工作面要精细加工(表面粗糙度一般为 3.2 以减少带摩擦,各槽的尺寸和角度应保持一定的精度,以使载荷分布较均匀。带轮的材料主要采用铸铁,常用的材料牌号为 HT150 或 HT200,转速较高时采用铸钢,小功率采用铸铝或塑料。考虑本设计的功率情况和转速,本设计采用铸铁,材料牌号为 HT200。6.2 带轮的结构尺寸的设计6.2.1 带轮结构形式的设计铸铁制 V 带轮的典型结构有以下几种形式:1、实心式;2、腹板式;3、孔板式;4、椭圆轮辐式。V 带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径为 ddd(d 为安装带轮的轴的直径,mm)时可采用实心式;当 dd300mm 时,可采用腹板式;当dd300mm 时,同时 D1-d1100mm 时,可采用孔板式;当 dd300 时可采用轮辐式由 5.3 中的计算已知 d1,d 2:小带轮基准直径 d1=71 mm安装轴带轮轴的直径 d=25 mm d dd 小带轮选用实心式小带轮基准直径 d2=236 mm d d300mm 大带轮选用腹板式6.2.2 带轮尺寸的设计V 带轮的轮槽与所选用的 V 带的型号相对应,此设计选的是 Z 带,根据书上表格可直接得出基准宽度 b0=8.5 mm 基准下槽深度 hfmin=7.0 mm槽间距 e=120.3 mm最小轮缘厚 min=5.5 mm带轮宽度 B=45带轮的总长 L=(1.52.5)d=50 7图 3 主动轮Fig. 3 Drive sprocket大 V 轮 d=236mm 小于 350,所以采用腹板式。由其轴径为 25 mm.基准宽度 b0=8.5 mm 基准下槽深度 hfmin=7.0 mm槽间距 e=120.3 mm最小轮缘厚 min=4.5 mm带轮宽度 B=37带轮的总长 L=(1.52.5)d=50 图 4:从动轮Fig. 4 Follower sprocket轮槽工作表面的粗糙度为 1.6 或 3.2,由于这两个带轮在切片机运行过程中起着非常重要的传动常作用,所以两个带轮轮槽工作表面的粗糙度均取 1.6。7 轴的选择选取轴的材料为 45 号钢,调质处理。根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺,确定轴的结构如图 5:8图 5:轴Fig.5 Axle7.1 计算轴的最小直径根据表(机械设计第七版高等教育出版社。下同)取 C=107118,则有17根据课本表 14-2,可知 45 钢可取 =35 Mpa,C=112轴的强度计算 ,由公式计算轴的最小直径,由公式:d = (13)min3362.0159npc得出 d = 17 mmin396.*计算轴的输出力矩 T,由公式:T=9550* (14)np可以得出 T =9550 40 Nm350.1轴的输出直径显然不大,且与轮盘和从动轮的尺寸比例不协调,考虑到与键槽和电动机的输出直径为 24mm。已经远大于 d , 所以取最小轴径 d 取 25 min minmm。7.2 轴的结构尺寸确定轴的两端分别与刀盘的从动轮相连接,所以取 d1-2=d7-8=25 mm。带轮及刀盘采用轴肩定位,且定位高度 h0.07d d2-3=d6-7=30 mm。考虑此处轴径,出轴承产品目录中初步选定 7207c 角接触球轴承,其尺寸为 dDB=357217, 所以 d3-4= d5-6=35mm。查手册 7207c 角接触球轴承的轴肩高为 4 mm,所以 d4-5=43 mm由刀盘的尺寸和从动轮的尺寸确定 l1-2=26 mm ,l7-8=35 mm。由轴承的尺寸,可以确定 l3-4=l5-6=17 mm。有轴承端盖的结构和传动轴,确定轴承端盖的总宽度为 20,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑剂的要求,去 l2-3=l6-7=60 mm。根据轴的总体尺寸,取 l4-5=100 mm。7.3 轴的校核9求轴上的载荷,首先根据轴的结构,作出轴的计算简图。根据轴的计算图,做出轴的弯矩图和扭矩图。图 6 轴的载荷分析图Fig.6 The analyzing of axiss load 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出靠近大带轮轴承上的截面为危险截面。现将计算的危险截面处的 M、M H、M V。选取轴的材料为 45 号钢,调质处理。根据机械设计表 14-2,已经算出轴的最小直径为 25 mm,扭矩为 40 Nm所以,可以计算出作用在轴上的力圆周力 Ft:Ft= (15)dT2Ft= =320 N 540*作用在刀片上的力径向力 Fr:(16)03tanrF可以得出 Fr=166.2 N 根据上面的数据和轴的机构以及弯矩和扭矩图中可以看出,受载荷最大的面是靠近大带轮的轴承端面,因此求得此截面的弯矩扭矩如下表: 表 3 截面的弯矩扭矩Table3 Cross-section of bending moment torque载荷 平行于轴 垂直于轴10支反力 F 1125 N741QF NNFNV46.10246.20VF弯矩 M MH=34245N/mm mM/7.51V92总弯矩 =63999 N/mm217.54063=35413 N/mm229扭矩 T T2=131759.8 Nmm7.4 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面 C)的强度。根据机械设计式(15-5) ,以及上表的数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取 =0.6,计算轴的应力,由公式:(17)WTMca2321)(得出轴的应力:=37.6 Mpaca2321)(前面已经选定轴的材料为 45 号钢,调质处理,由机械设计 4表 15-1 可查得 -1=60 Mpa ,所以计算出轴安全。故该轴在此截面的右侧的强度也是足够的。本机无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核。至此,轴的校验结束,轴的校验合格。8 轴承的选择和校核8.1 轴承的选择由于轴承主要承受的只有机体中的轴,叶轮,从动轮的径向力。故选用角接触轴承 7207C 角接触球轴承。轴承的主要参数:n=396r/min预计寿命为 8 年工作小时数 L 预计为 12000 小时h8.2 轴承的校核角接触球轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈装在轴上,外圈装在机座和轴承座上。内圈上有滚道,当内外圈相对旋转时,滚动体将沿着滚道滚11动。保持架的作用是把滚动体均匀地隔开。滚动体与内外圈的材料应具有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击性。一般用含铬合金钢制造。工作表面要磨削和抛光。与滑动轴承相比,角接触球轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、能够同时承受径向和轴向的作用力等优点。所以选择角接触球轴承。由上述可知,选择7207C 的角接触球轴承,现对其进行校核。因该轴承受 和 的作用,必须求出当量动载荷 P。计算时用到的径向系数rFaX、轴向系数 Y 要根据 Fa/C0r值查取,而 C0r是轴承的径向额定静载荷,在轴承型号未选出前暂时不知道,故用试算法。根据机械设计基础 3表 16-11,暂取Fa/C0r=0.17,则 e=0.5。因 Fr=288N,F =166.2N,则 F /Fr=0.57e,由机械设计基础 3表 16-11aa查得 X=0.44,Y=1.4。由公式P=X Fr +Y F (18)aP= N3594.2.164.28.0计算所需径向基本额定动载荷值,由公式:(19)6htPRLnfCf =1.2(查 机械设计基础 3表 16-9 得) ;pft=1(查机械设计基础 3表 16-8 得,因工作温度不高) ;L 是使用寿命,为 12000hh所以: NNLnfPCehtr 291010396152.106 31 Cr=29102900 N C0r=1920 N故 7207C 的角接触球轴承轴承的 Fa/C0r=288/1920=0.15 与原估算接近,适用。9 键的选择和校核9.1 键的选择均为一般联接,可选用普通平键中的圆头普通平键。安装刀盘处键的选择:此处轴的直径 d1=25 mm,查机械设计课程设计手册 6表 4-1 得键的截面尺寸12为:宽度 b=8 mm,高度 h=7 mm,取键长 L=14 mm.与皮带轮联接的键的选择:此处轴径为 d2=25 mm,同理选用键的宽度 b=8 mm,高度 h=7 mm,取键长 L=18 mm.9.2 键的校核键、轴的材料都是钢,键采用静联接,冲击轻微。查机械设计基础 3表 14-1得许用挤压应力p=120150 Mpa,取p=135 Mpa。键 1 的工作长度 l=L-b=14 -7 =7 mm,键与刀盘的接触高度 k=0.5h=3.5 mm 查机械设计手册由公式:= (20)pkldT320得出 p 为 116 Mpa 小于p所以键 1 的强度合适。键 2 的工作长度 l=L-b=25 -6 =19 mm,键与皮带轮的接触高度 k=0.5h=3mm= (21) pkldT310得出 p 为 136 Mpa 小于p所以键 1 的强度合适T传动的转矩 Nmk键与轮毂键槽的接触高度l键的工作长度 mmd轴的直径10 刀片的设计10.1 刀片类型的选择切削刀片有直刃刀片和圆刃刀片两种,现对直刃刀片和圆刃刀片在切削中的受力作用下分析,从而选择切削刀片。本设计将针对常用型号的刀片进行受力分析从而选择出适合本型号离心式切片机的最优方案。直刃刀片在切削中的受力数据如下表:表 4 直刃刀片分析Table4 The analyzing of straight bit编号 项目 切削面积 切削阻力 平均切削阻力 切削长度 平均切削阻力cm2 kg kg/cm2 mm kg/mm1 顺行 2.4*1.3 2.2 0.705 24 0.09213逆行 1.4*0.6 5 5.952 14 0.3752 顺行 1.6*0.8 2 0.694 16 0.125逆行 1.4*0.6 2 1.786 15 0.1333 顺行 0.7*1.3 2 2.198 13 0.667逆行 1.0*0.5 1.5 3 10 0.154 顺行 1.9*1.2 3 1.316 9 0.158逆行 0.7*0.6 3.5 8.333 7 0.55 顺行 1.9*0.8 1.5 0.987 19 0.79逆行 0.9*0.8 3 4.167 9 0.3336 顺行 1.2*0.7 2 1.681 12 0.167逆行 1.2*0.6 2 2.778 12 0.167平均 2.799 0.258圆刃刀片在切削中的受力数据如下表:表 5 圆刃刀片分析Table5 The analyzing of arc bit编号 项目 切削面积 切削阻力cm2 kg平均切削阻力 切削长度 平均切削阻力kg/cm2 mm kg/mm1 顺行 2.4*0.5 1.5逆行 1.4*0.6 2.5 1.25 24 0.0632.98 14 0.1792 顺行 1.5*0.7 2逆行 1.4*0.8 1.5 1.905 16 0.1331.339 15 0.1073 顺行 1.7*0.3 1.5 0.629 13 0.088逆行 1.0*0.5 1 2 10 0.14 顺行 1.8*0.7 2.5 1.984 9 0.139逆行 0.7*0.6 2 8.477 7 0.2865 顺行 1.8*0.2 1 0.455 19 0.056逆行 0.9*0.8 2 2.778 9 0.222续表 5编号 项目 切削面积 切削阻力cm2 kg平均切削阻力 切削长度 平均切削阻力kg/cm2 mm kg/mm146 顺行 1.9*0.1 2 0.887 12 0.05逆行 1.2*0.6 1.5 2.083 12 0.125平均 1.92 0.133以上两表可以看出圆刃刀片要比直刃刀片省力 50%左右,所以本设计采用圆刃刀片,材料选用 45#。10.2 刀片形位及尺寸的设计因为根据设计要求,刀片是在刀片座上固定,通过刀片的旋转使物料相对刀片运动从而达到切削的目的。所以刀片应适当弯曲,刀片弯曲半径 r0应接近机壳内壁的半径。r0=(0.40.55)D (D 为机壳内壁上刀座的直径)D=282mm 因为考虑到刀片将会需要调节以保证切削厚度,所以 r0可稍大于刀座直径取 r0=142mm根据要求,切削厚度为 3mm,且刀片需要通过调节以保证切削厚度,所以刀片厚度应稍大于切削厚度以嵌入刀座并可进行调节,刀片厚度取 4mm。考虑到本设计的离心式切片机的切削物料以土豆等作物为主,刀片的长、宽应接近作物的尺寸了。考虑到平带是圆周运动,因此我设计在每隔一定的距离安装一把刀片,有效的利用圆周运动,大大的提高工作效率。在整个刀座上装有 3 把刀片,即在平带运动一周的时间内,刀片切削 3 次。刀片的尺寸为长取 65mm,宽取 50mm。 ,用铆钉将刀片铆上去。铆钉的大小选取:采用沉头的型式, 。同时,mdL4,10为防止刀片的强度由于有沟槽而降低,在刀座装有刀片的地方也铆上薄铁皮,能有效的减少因开有沟槽而造成的强度降低。11 机架的设计11.1 机架设计要求机架起到在机器中支承或容纳零、部件的作用,机架的设计主要应保证以下三点:1.足够的强度和刚度;2.形状简单,便于制造;3.便于在机架上安装附件等。绝定机架工作能力的主要准则是刚度。在离心式切片机的中刚度决定着切片机的生产效率和切削精度。15强度是评定重载机架工作性能的基本准则。机架的强度应根据机器在运转过程中可能发生最大载荷或安全装置所能传递的最大载荷来校核其静强度。此外还要校核其疲劳强度。机架的强度和刚度都需要从静态和动态两方面来考虑。动刚度是衡量机架抗震能力的指标,而提高机架抗振能力应从提高机架构件的静刚度,控制固有频率,加大阻尼等方面着手。机架受压结构及受压弯结构都存在失稳问题。有些构件制成薄壁腹式也存在局部失稳。稳定性是保证机架正常工作的基本条件。必须加以校核。为了满足稳定切片和切削效率的要求,本设计的离心式切片机在功能上应该完成以下几点要求:1.在满足强度和刚度的前提下,机架的重量应要求轻、成本低。2.抗振性好。3 .噪声小。4.温度场分布合理,热变形对精度的影响小。5.结构设计合理,工艺性良好,便于铸造、焊接和机械加工。6.结构便于安装、调整及修理。7.导轨面受力合理、耐磨性良好。8.造型好。 、11.2 机架材料的选用及壁厚选择铸造机架常用材料:1.铸铁:铸铁流动性好,体收缩和线收缩小,容易获得形状复杂的铸件。铸铁的内摩擦大、阻尼作用强,故动态刚性好。另外还有切削性能好、价格便宜和易于大量生产等优点。铸铁主要 有灰铸铁、球墨铸铁。2.铸造碳钢铸钢的弹性模量大,强度也比铸铁高,故用于受力较大的机架。由于钢水流动性差,在铸型中凝固冷却时体收缩和线收缩都较大,故不宜设计复杂形状的铸件。3.铸造铝合金铝合金密度小、重量轻,通过热处理强化,具有足够高的强度、较好的塑性,良好的韧性。材料的选用,主要是根据机架的使用要求。本设计中的离心式切片机的形状较复杂。铸铁的铸造性能好、价廉和吸振能力强,应用也最广。焊接机架具有制造周期短、16重量轻和成本低等优点。由于本设计的机架结构较为复杂,为了满足支撑其它各零件的要求,本离心式切片机机架各零件零件采用 HT200,整体选择焊接的方式。壁厚选择当机架零件的外廓尺寸一定时,因而在满足强度、刚度、振动稳定性等条件下,应尽量选用最小的壁厚。11.3 机架整体设计机架整体应起到固定及连接各零件的作用。机架结构如下图。图 8:机架Fig.8 Machine frame机架由以下几部分组成:支腿、底板、电机护罩、输出滑板、机壳、刀片座、连接板、支板、连接板、固定箱、固定箱盖。12 机体结构的设计机体就是由机座和箱体焊接而成,材料为 HT200,箱体的安装传动轴的, 为了减少整个机体的重量,采用机座把箱体支撑起来, 再把箱体和箱盖相连接,使得整体结构更简单、合理、稳定,减少震动。机座的下面安装电机,比带轮设置在机体外面,这样方便调节比带轮的松紧,检查皮带的安装是否正确到位。13 结论本机构主要是针对中小型场合而设计的, 它可以对多种茎块类作物进行工作,且有较高的生产效率。本机构主要内容:1 离心式切片机研究的目的、意义、国内外研究的动态;2 离心式切片机总体方案的拟定和梳脱装置主要参数的设计计算;3 离17心式切片机传动方案的确定及设计计算,主要工作部件的设计;4 离心式切片机抓哟受力零件的强度或寿命校核计算;5 离心式切片机装置总图、部件图、零件工作图的绘制。通过这次毕业设计, 我从中受益良多;在设计过程中,是我在大学所学的理论知识系统的联系在一起,了解了机械设计的方法和流程,特别是思考问题和解决问题的能力,也使得我所学的知识得到一次比较全面的巩固,同时通过这次设计有学到了很多以前没有接触过的新知识,提高了自己的自学能力,从而为我以后更好地从事这项工作奠定了良好的基础。在此要感谢我的张岚老师对我悉心的指导,感谢老师给我的帮助。在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好,但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富,使我终身受益。由于本设计因为个人知识有限,本切片机采用卧式刀盘,因此在切片的过程中难免会出现切片厚度不均匀的情况,还有就是本切片机占空间大。设计的切片机结构比较简单。主要改进措施是为了解决不均匀的问题,解决方案是: 在切片过程中始终保持切片的物体压紧,使其不跳动、不滑移。还有就是轴承的润滑比较的困难。还有能够通过人为去调节速度。参考文献 1 程凌敏.食品加工机械M.北京:农业出版社.1993.3-192 闻邦椿.机械设计手册M.北京:机械工业出版社.2010.100-1253 李国斌.机械设计基础M.北京:机械工业出版社.2010.79-1214 濮良贵、纪明刚.机械设计M. 北京:高等教育出版社第八版. 143-2725 王与、王顺喜.饲料粉碎机发展现状分析J. 北京:粮食与饲料工业 2007,106 王昆、何小柏,汪信远.机械设计课程设计M. 北京:高等教育出版社 1996 年版 130-1527 刘曼茹.锤片粉碎机的研究J. 北京:农业机械学报,l990,3(54) 8 沈长山.饲料粉碎粒度对营养和加工成本的影响J. 北京:粮食与饲料工业.2000,4189 王卫国.饲料粉碎粒度最新研究进展J. 北京: 稂食与饲料工业 2001,1110 沈再春主编.农产品加工机械与设备M.北京.中国农业出版社.1993. 75-8211 李良藻、汤楚宙主编.农产品加工机械M.长沙:湖南教育出版社,1989.12 无锡轻工业学院主编.食品工厂机械与设备 M.北京:中国轻工业版社,1993.13 崔大同主编.果蔬加工机械M.北京:北京农业大学出版社,1993.14 第一机械工业部农业机械研究所.农业机械设计手册(上、下册)M.北京:机械工业出版社,1972. 15 饶应昌.饲料加工工艺与设备M.北京.中国农业出版社.1996. 137-145 16 中国农业机械化科学研究院.实用机械设计手册M.北京.中国农业机械出版社.1984.17 谷文英.配合饲料工艺学M.北京.中国轻工业出版社.1999. 88-9218 沈再春.农产品加工机械与设备M.北京.中国轻工业出版社.1993. 105-12019 庞声海.饶应昌.饲料加工机械使用与维修M.北京.中国农业出版社.2000.20 厉建国.赵涛.食品加工机械M.成都.四川科学技术出版社出版.1984.130-15221 许学勤.食品工厂机械与设备M. 北京.中国轻工业出版社.2008.138-14222 马海乐.食品机械与设备M. 北京.中国农业出版社.2004.75-8523 肖旭霖.食品机械与设备M. 北京.科学出版社.2006.75-85.24 You Bum-JaeHwangbo MyungetcDevelopment of a Home Service Robot IEEEInternational Conference on Intelligent Robots and Systems2003,3:26302635.24 Toshininchi Illinova, Horsham Kinwra,Junichi shim and others A Transmission:290291致 谢本论文是在张岚老师的悉心指导和热情关怀下完成的。在历时数月的努力后,终于完成了本次设计,在整个设计过程中,自己所学知识得到了巩固、完善,并且张岚老师治学严谨、踏实沉稳的学风给人以深厚影响,在我的学习、生活中产生了积极作用,也使得本次设计能够顺利完成。在此表示衷心的感谢,祝教授身体健康,工作顺利。同时也感谢在本次设计中给予我帮助的同学和老师。在整个设计过程中,自己所学知识得到了巩固、完善。此外,还要感谢在大学四年中帮助我的人,同时,也要感谢在论文写作过程中,帮助过我、并且共同奋斗四年的大学同学们,能够顺利完成论文,是因为一路上有你、19有你们,衷心地感谢所有在我论文写作过程中给予过我帮助的人,十分感谢!湖南农业大学东方科技学院毕业论文(设计)选题审批表学 部: 理工学部 专业: 机械设计制造及其自动化 毕业论文题目 红薯切片机设计选题来源( )结合科研课题 课题名称:()生产实际或社会实际 ( )其他选题性质 ( )基础研究 ()应用研究 ( )其他选题完成形式 ( )毕业论文 ()毕业设计 ( )提交作品,并撰写论文指导教师姓名张岚职称 副教授是否主持或参与过科研课题()是( )否选题依据(科学性、可行性论证)和内容简要(宋体五号,行间距单倍行距)在 食 品 界 , 国 内 市 场 对 红薯类 食 品 的 青 睐 及 其 难 以 为 广 大 中 低 收 入 消 费 者 所 接 受 的 高价 位 , 亟 需 开 发 我 国 红薯全 粉 及 其 产 品 。 而 它 的 整 个 生 产 过 程 包 括 : 原 料 红薯的 拣 选 清洗 去 皮 切 片 蒸 煮 调 整 干 燥 筛 选 检 验 包 装 。 整 个 过 程 中 的 切 片 技 术 尤 为 关键 , 直 接 影 响 后 续 加 工 的 质 量 。 红薯切片机是一种农业产品加工设备,主要用于红薯薯片的制作,可提高生产效率,降低劳动强度,促进农产品深加工,增加农民收入,因此本设计有积极的意义。主要内容:1. 进行原理的分析及方案的比较2. 进行总体结构设计3. 进行传动部分设计4. 进行执行部分设计5. 进行必要的设计计算(含动力参数、运动学分析、刚度计算、强度计算等)专业委员会意见专业委员会主任签名:年 月 日 注:请在选项前的“( )”内打“”;意见栏必须由相应责任人亲笔填写,不够填写时可另加页。
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