畢業(yè)設(shè)計（論文）-家用多功能切條機設(shè)計

基于DCT的JPEG基本系統(tǒng)的MATLAB實現(xiàn)摘要家用切條機是一種常用的家用工具，其主要功能是幫助廣大用戶快速將果蔬切成長條形，工作效率是人工的十倍以上。家用切條機產(chǎn)生節(jié)省了家庭日常生活中大量的時間，大大提高了切條效率。本課題由實際生產(chǎn)應(yīng)用中提出，并且能夠達到實際要求。本文是針對國內(nèi)外現(xiàn)有的產(chǎn)品，對其進行改進。在此次設(shè)計中，在現(xiàn)有切條機為前提的條件下，對帶輪、齒輪、軸等相關(guān)系統(tǒng)進行全面的設(shè)計，著重設(shè)計了帶輪與齒輪齒條的配合使用，希望在實際生產(chǎn)中能有作用，讓此產(chǎn)品更適合用戶的需求。最后，希望此次設(shè)計的家用切條機能滿足日常的切割需求，并能在實際的應(yīng)用中取得良好的效果。關(guān)鍵詞：帶輪；齒輪；切條；軸全套圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄摘要 IAbstract II目錄 III第1章緒論 11.1選題的背景、目的和意義 11.1.1研究背景 11.1.2研究背景 11.2果蔬切條機械的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 21.2.1國外研究現(xiàn)狀 21.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 31.2.3發(fā)展趨勢 41.3研究內(nèi)容、方法與步驟 51.3.1研究內(nèi)容 51.3.2研究方法及步驟 5第2章果蔬切條機總體設(shè)計 62.1總體方案設(shè)計 62.2傳動系統(tǒng)設(shè)計 72.2.1傳動方案的選擇 72.2.2傳動系統(tǒng)各參數(shù)計算 72.3刀具設(shè)計 82.4機架及箱體設(shè)計 9第3章傳動部分設(shè)計與計算 113.1V帶設(shè)計計算 113.2V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 123.3V帶傳動的張緊與安裝 133.3傳動軸設(shè)計計算 143.4軸承校核 18第4章果蔬切條機主要部件的建模 204.1帶輪建模 204.2電機建模 204.3主軸建模 214.4軸承座建模 214.5齒輪建模 224.6軸承建模 234.7基于SolidWorks的果蔬切條機裝配 234.8果蔬切條機二維裝配圖 24第5章設(shè)計方案驗證 265.1切條機可行性分析 265.2切條機優(yōu)缺點 26結(jié)論 28參考文獻 29致謝 30PAGE29第1章緒論1.1選題的背景、目的和意義1.1.1研究背景鮮切果蔬是一種新興食品工業(yè)產(chǎn)品，是對新鮮果蔬進行分級、整理、清洗、切分、保鮮、包裝、貯藏等程序處理，并使產(chǎn)品保持生鮮狀態(tài)，具有新鮮、方便、可食率100%的特點的制品。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快、人們生活水平的提高及食品加工業(yè)及餐飲業(yè)的發(fā)展，對鮮切果蔬制品的需求量越來越高。據(jù)統(tǒng)計，到2000年，美國的鮮切果蔬銷量已占果蔬銷售總量的25%并且在逐年增長，我國自20世紀90年代進行鮮切果蔬的商業(yè)化生產(chǎn)以來，全國各地均建立了蔬菜配送中心，為發(fā)展切割果蔬產(chǎn)業(yè)提供了有利條件。傳統(tǒng)的手工加工方法工作效率低下、勞動強度大、食品的衛(wèi)生安全不能保證，不能滿足蔬菜食品大規(guī)模生產(chǎn)要求。以往的果蔬鮮切加工機械模仿人工切割動作即利用刀片對果蔬物料分別進行橫向和縱向切割。這種加工方式雖然比人工切割工作效率有了較大提高，但在加工過程中不能實現(xiàn)連續(xù)送料、連續(xù)切削，并且需對切割果蔬進行夾持，從而影響了加工效率和適應(yīng)能力，不能滿足蔬菜食品的大規(guī)模生產(chǎn)要求。因此，為了提高果蔬鮮切加工效率，保證果蔬的鮮切加工質(zhì)量和食品的原有風味。國內(nèi)外廣泛開展了以三維切割加工方式為主的切條機研制開發(fā)。以期實現(xiàn)連續(xù)供料、依次切片、切絲、切條的三維加工模式，并可以通過調(diào)整刀具的規(guī)格和速度等參數(shù)來調(diào)整產(chǎn)品的規(guī)格。雖然果蔬切制機構(gòu)在農(nóng)產(chǎn)品和食品加工工業(yè)中發(fā)揮了重要作用，前景也比較美好。但由于缺乏產(chǎn)業(yè)化加工技術(shù)與設(shè)備，而機構(gòu)要求耐腐蝕、強度高、使用壽命長、操作舒服、省力、一塊原料一次切出，要使加工的尺寸規(guī)格完全一致，符合食品加工機械衛(wèi)生標準要求。果蔬原料形狀不一，所以切制的時候往往很難控制其均勻度，導(dǎo)致果蔬的綜合利用率低，造成了很多果蔬原材料的浪費，因此設(shè)計開發(fā)一種合理實用的果蔬加工先進技術(shù)和設(shè)備是非常必要的。1.1.2研究背景我國雖然是世界農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)大國，但農(nóng)產(chǎn)品的總體加工水平基礎(chǔ)比較薄弱，發(fā)展起步比較晚，相對于發(fā)達國家來說存在一定差距，產(chǎn)加銷模式仍在不斷改善。作為農(nóng)產(chǎn)品，果蔬產(chǎn)量大，資源豐富，但果蔬加工機械的幵發(fā)和推廣環(huán)節(jié)弱，加工機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能單一，限制了果蔬相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，造成生產(chǎn)力低，資源利用率低因此，大力加強和推進果蔬機械化加工技術(shù)的發(fā)展和壯大，不斷增大加工機械的研發(fā)投入和推廣力度，對于促進果蔬產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和果蔬資源的合理利用具有重大意義，同時也能為我國農(nóng)產(chǎn)品整體加工水平的提高做出貢獻。果蔬切條機械是一種重要的食品加工機械，是食品加工環(huán)節(jié)中的一種重要工藝，在食品加工廠、酒店、飯店、團體食堂、學(xué)校等有加工需求的加工場所發(fā)揮著重要作用。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，果蔬的衍生品的開發(fā)成為關(guān)系民生的重大課題，傳統(tǒng)的人工切削果蔬不僅勞動強度大，而且工作效率低，食品的衛(wèi)生安全得不到保障，不能滿足蔬菜食品大規(guī)模生產(chǎn)要求，因此，本文對果蔬切條機械進行深入研究、設(shè)計與分析，以期成功研制果蔬切條機械，這項研究對于降低加工成本，提高工作效率以及產(chǎn)品質(zhì)量，增加經(jīng)濟效益，促進果蔬加工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和我國果蔬加工業(yè)的發(fā)展具有深遠的意義。1.2果蔬切條機械的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1國外研究現(xiàn)狀早在二十世紀六十年代國外的切條機械技術(shù)己經(jīng)幵始逐步萌芽，到七十年代時技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展相對成熟，到了二十世紀八十年代中期，大部分切條機械都可以加工大于125mm的較大直徑的物料，這類機械主要有瑞士邁爾-布格耶斯公司研制開發(fā)的一臺臥式內(nèi)圓切條機，能夠切割直徑達到304.8mm的物料。八十年代中期以后，國外的切條機械技術(shù)發(fā)展到了一個高潮時期，許多多功能全自動切條機械相繼開發(fā)出來并且商品化，也出現(xiàn)了世界上著名的切條機生產(chǎn)商家，例如有瑞士的Meyer-BurgerAG公司幵發(fā)的TS系列機，日本TokyoSemitsu株式會社開發(fā)的TS系列機，日本株式會社開發(fā)的ASM系列機，美國STC公司設(shè)計的STC系列機等，此外還有美國Urschel公司研發(fā)設(shè)計的G-A型果蔬切蛇機，運用離心切削的原理切片、圓盤刀或柵形刀切絲，最后由條刀切蛇的三維切割進行加工，該機能夠?qū)崿F(xiàn)喂料、加工、成型連續(xù)性作業(yè)，大大提高了切條機械加工的效率和加工的質(zhì)量；比利時FAM水果二維帶式切條機、切條機，通過壓輪的作用將物料送入至切刀，圓盤切刀將物料切割成條形狀，最后橫切割刀再將條狀物料切割成坨狀。到現(xiàn)在，國外的切條機械發(fā)展比較成熟，水平比較高，功能齊全且復(fù)合化，工作原理多樣，切條的方式也實現(xiàn)了多種化。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的果蔬類切條加工技術(shù)與裝備的研究發(fā)展起步比較晚，基礎(chǔ)研究相對于國外來說非常薄弱。20世紀50年代以前，我國的食品機械工業(yè)還沒有幵始萌芽，果蔬加工機械根本沒有發(fā)展的跡象。我國的切條機械技術(shù)始于七十年代初期，剛興起時主要是在蔬菜、中藥、凍肉等的加工領(lǐng)域，其中果蔬加工技術(shù)的應(yīng)用尤為顯著。果蔬的生產(chǎn)加工主要以手工操作為主，勞動成本較高，基本上都是屬于傳統(tǒng)作坊生產(chǎn)方式，只有在沿海一些大城市才會有少量工業(yè)化生產(chǎn)方式的果蔬加工廠，但是加工所用到的設(shè)備也幾乎是國外引進來的。20世紀50年代到20世紀70年代這段時間內(nèi)，果蔬加工業(yè)以及果蔬機械行業(yè)逐漸幵始發(fā)展起來，全國各地到處新建了一大批果蔬加工工廠，但是這樣的現(xiàn)象仍然沒有從根本上改變果蔬加工落后的面貌，這些加工廠采用的手段依然是半機械半手工的舊有生產(chǎn)方式，機械加工主要用在少有的主要工序當中，而其他生產(chǎn)工序依舊采用傳統(tǒng)的手工操作方式。20世紀80年代以后，隨著改革開放政策的實施和不斷擴大，果蔬機械工業(yè)明顯迅速發(fā)展，外商投資不斷增加，出現(xiàn)了很多獨資、合資等形式的外商果蔬加工企業(yè)，從國外引進了大批先進的果蔬加工機械，同時將先進的果蔬生產(chǎn)加工技術(shù)引進國內(nèi)。此時，社會對果蔬加工的質(zhì)量、加工種類、數(shù)量要求的不斷提高，極大地促進了我國果蔬工業(yè)以及果蔬機械制造業(yè)的發(fā)展。在消化吸收國外先進的果蔬機械加工技術(shù)的基礎(chǔ)上做一些改進，我國的果蔬機械工業(yè)的整體發(fā)展水平得到了很大提高。20世紀80年代中期，我國果蔬工業(yè)實現(xiàn)了機械化和自動化，20世紀90年代以后，又實現(xiàn)了新一輪的技術(shù)改造，在此工程中，許多果蔬加工廠對設(shè)備進行了更新?lián)Q代，或直接引進國外的全套先進設(shè)備，或采用國內(nèi)廠家消化吸收生產(chǎn)出的新型機械設(shè)備，果蔬機械工業(yè)現(xiàn)已形成了種類較為全面、品種配套的產(chǎn)業(yè)，是機械工業(yè)中的重要產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)階段，國內(nèi)市場上出現(xiàn)的果蔬切條、切條機械比較多，如:廈門天機達科技有限公司研發(fā)了一種TJD-003型切條機和切條機，該機改變了以往的旋轉(zhuǎn)切割模式，利用先進的智能控制系統(tǒng)，安裝了網(wǎng)格狀刀片，可以加工出各種規(guī)格的果蔬丁和果蔬條，工作效率比較高，產(chǎn)品切面平整、成品率高；皇瑞食品機械有限責任公司設(shè)計了一款土豆地瓜切條機，是基于外國先進機型的基礎(chǔ)，結(jié)合用戶的迫切需求而設(shè)計出來的，該機切料出口比較寬，轉(zhuǎn)速比較高，設(shè)計合理，所切品種多、切割質(zhì)量好，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)操作，清洗和維護也比較方便；山東同泰食品機械有限公司開發(fā)出了一種果蔬專用切片機，是將果蔬等物品切成條狀或片狀，適用于食品加工廠使用，具有加工產(chǎn)量大，效率高，噪音小，切片厚度均勻可調(diào)等優(yōu)點；諸城市大洋食品機械廠研制了不同類型的大洋牌薯片薯條機械，有400型號、400-B型號、600型號和600-B型號四種，操作簡便，產(chǎn)量高成型好，既可以單獨切片，也可以單獨切條、切絲，是目前國內(nèi)最先進的蔬菜切片、切條、切絲設(shè)備。此外，還有許多其他種類的切條機:興化市環(huán)城脫水機械廠生產(chǎn)的的HC-QD350三維切條(條)機；北京澤信偉業(yè)食品設(shè)備有限公司生產(chǎn)的小型果蔬切條機。目前我國果蔬切條機械的主要形式有以下幾種:(1)直線往復(fù)式切條機械。直線往復(fù)式切條機的結(jié)構(gòu)簡單，但效益低，應(yīng)用于工作要求不高、效益低的場合。(2)圓盤旋轉(zhuǎn)式切條機械。圓盤旋轉(zhuǎn)式切條機的機構(gòu)簡單，生產(chǎn)效益較高，廣泛應(yīng)用于各種場合。(3)水槍式切條機械。水槍式切條機耗水量大，只能切出平直的片，應(yīng)用不是卡分廣泛。(4)圓形(內(nèi)圓切條和外圓切條)切條機械。圓形式切條機有很高的工作效率，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計比較困難，成本較高，應(yīng)用于工作效率要求相當高的專業(yè)領(lǐng)域。1.2.3發(fā)展趨勢我國果蔬切條機械的研究開發(fā)己有30余年的歷史，近幾年來切條機的研制發(fā)展也非常迅速，但與國外一些發(fā)達國家先進切條機械相比，我國的果蔬加工機械設(shè)備在切條尺寸及其產(chǎn)品質(zhì)量上仍存在很大差距，如存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出料不流暢等缺點，研制的切條機械也沒有得到大面積推廣和應(yīng)用。21世紀，隨著人們生活水平的提高，我國將實現(xiàn)果蔬生產(chǎn)和加工全程機械化，食品加工行業(yè)會逐漸向全程機械化、自動化發(fā)展，以滿足果蔬生產(chǎn)規(guī)?；?、經(jīng)營產(chǎn)業(yè)化、果蔬產(chǎn)品多元化、果蔬質(zhì)量無公害化等要求，果蔬機械將集機、電、液于一體，向智能化、自動化跨越。果蔬機械加工將由初級加工裝備向深度加工裝備發(fā)展，由半自動化裝備向全自動化裝備發(fā)展，由功能單一的裝備向多功能裝備發(fā)展。應(yīng)加大對有價值的果蔬加工裝備的研究與開發(fā)力度，研制適應(yīng)性廣泛的原料型果蔬制品加工裝備和保健型食品加工裝備，以促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，滿足生產(chǎn)和生活的需要。1.3研究內(nèi)容、方法與步驟1.3.1研究內(nèi)容論文針對國內(nèi)現(xiàn)有切條結(jié)構(gòu)復(fù)雜、出料不流暢及因參數(shù)不匹配造成在切削大丁時丁斷面弧形大、平整度低、傾斜度大等問題，開展了新型果蔬切條機械的設(shè)計。本文的研究內(nèi)容主要包括:(1)果蔬切條機械整機方案的設(shè)計，從喂料到切割，最后到落料收集等的一系列過程，包括動力的選擇，工作原理的設(shè)計，切條方式的實現(xiàn)，傳動方案的設(shè)計等。(2)切割完成的步驟，是一次性完成切割還是分兩次或多次完成切割工作，如果是釆用縱向切割和橫向切割方式結(jié)合起來，每種切割方式如何正常實現(xiàn)，同時又如何保證整個切割工作協(xié)調(diào)配合。(3)按照果蔬成品的要求進行切割刀片的設(shè)計和選擇，縱向切割和橫向切割時分別采用什么合適刀片來滿足工作要求。1.3.2研究方法及步驟(1)根據(jù)本課題所研究的主要內(nèi)容，查閱相關(guān)文獻資料，打好研究工作的基礎(chǔ)。文獻資料主要包括國內(nèi)外食品加工機械的發(fā)展、紅暮物特性、果蔬加工機械的發(fā)展、果蔬切條和切條機械的研制現(xiàn)狀等方面的內(nèi)容。(2)進行切條機械主要機構(gòu)部件的運動學(xué)及動力學(xué)分析，研究探討關(guān)鍵機構(gòu)在運動過程的具體運動情況分析，分析各部件的主要受力，分析各機構(gòu)如何實現(xiàn)果蔬切條工作，使得整機在理論上達到合理的設(shè)計標準，滿足正常的工作要求。(3)設(shè)計好果蔬切條機械整機方案，完成二維制圖，生產(chǎn)加工出相關(guān)的零部件，完成試驗樣機的組裝；并進行試驗；分析實驗結(jié)果，提出修改意見。第2章果蔬切條機總體設(shè)計2.1總體方案設(shè)計圖2-1果蔬切條機整機示意圖果蔬切條機的整體結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。主要包括動力系統(tǒng)、機架、傳動系統(tǒng)、切削系統(tǒng)。此處著重介紹傳動系統(tǒng)。如圖，傳動系統(tǒng)主要由電機、帶輪、皮帶、皮帶輪、齒輪、齒條構(gòu)成。具體結(jié)構(gòu)見圖2-1。動力由電動機供應(yīng)，電動機動力通過皮帶和皮帶輪傳給主軸，主軸帶動齒輪，齒輪與齒條嚙合，這樣就可實現(xiàn)刀具的上下運動。傳動系統(tǒng)主要由皮帶傳動、齒輪轉(zhuǎn)動以及主軸組成。電動機的動力通過傳動軸傳給主動帶輪，主動帶輪通過與傳動帶的摩擦，將動力通過傳動帶傳給從動輪；從動輪帶動主軸一起旋轉(zhuǎn)。安裝在主軸上的齒輪獲得動力，帶動齒條運動，帶動整個切制機構(gòu)完成果蔬的切條動作。2.2傳動系統(tǒng)設(shè)計2.2.1傳動方案的選擇該切制工作機械需要原動機提供一定形式的機械能才能正常工作。但是，由于工作機對動力的要求各不相同，且一般對于其運動速度和運動形式要求各異；實際應(yīng)用中把工作機和原動機直接連接起來的情況很少，二者連接往往需要加入傳遞動力、改變動力形式或者變更運動狀態(tài)的傳動裝置。傳動系統(tǒng)的主要作用為:對原動機的速度進行增速和減速；根據(jù)生產(chǎn)加工要求進行速度調(diào)整；進行能量的分流和分配；提供過載保護和使其維護方便。傳動方案的設(shè)計必須遵循一定的原則:采用盡可能短的傳動鏈，傳動過程中的能量損失應(yīng)盡可能小，機械傳動效率應(yīng)盡可能高，傳動結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，且各級傳動要能分配到合理的傳動比；應(yīng)能合理安排傳動機構(gòu)的動作順序使其運動過程中不發(fā)生干涉，保證安全經(jīng)濟運行。常用的機械傳動方式主要有帶傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動等。(1)帶傳動。帶傳動是一種繞性傳動，其基本的組成單元為帶輪(一般為前后2個)、傳動帶。當主動輪轉(zhuǎn)動時，依靠傳動帶與帶輪之間摩擦作用將運動和動力傳給從動輪。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、有緩沖吸震和過載保護功能。V帶傳動允許傳遞的功率比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及V帶有易標準化并且大量生產(chǎn)的優(yōu)點。(2)齒輪傳動。齒輪傳動就是利用一對相互嚙合的齒輪傳遞運動和動力的機械傳動形式。其特點是效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定，低速重載場合應(yīng)用比較多。(3)蝸輪蝸桿傳動。蝸輪蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞動力和運動一種傳動方式。其特點是能夠?qū)崿F(xiàn)大的傳動比，傳動平穩(wěn)噪音小，摩擦損失嚴重，效率低。根據(jù)本切削機的動力傳動特點，要求具有大的傳動比，傳動平穩(wěn)，載荷低，存在沖擊，故選擇普通V帶傳動。2.2.2傳動系統(tǒng)各參數(shù)計算根據(jù)用途，選用小型直流電機切割刀具所需的最大功率查表[13]2-1取，帶傳動效率1=0.95，齒輪效率2=0.9，得電動機到工作機間的總效率為總=12=0.95*0.9=0.855選擇電動機功率電動機所需工作效率為：P0=Pw/總=50/0.855Kw=58.5w主動軸的工作轉(zhuǎn)速為選擇原動機時應(yīng)考慮的因素1）必須考慮到現(xiàn)場能源的供應(yīng)情況。在有電源的情況下盡量選擇電力驅(qū)動，因為它的成本低、操作控制方便，機械活動范圍廣。2）必須考慮到原動機的機械特性和工作制度與工作機相匹配。如紡織機械上用電動機應(yīng)選用連續(xù)的工作制，而起重機械上用的電動機應(yīng)根據(jù)起重機工作的頻繁程度選相應(yīng)的工作制。3）必須考慮到工作機對原動機提出的啟動、過載、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、調(diào)速和控制等方面的要求。4）必須考慮到工作環(huán)境的因素。如防爆、防塵、防腐蝕等。5）必須考慮工作可靠，操作簡易，維修方便。6）為了提高機械系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，必須考慮經(jīng)濟成本：包括初始成本和運轉(zhuǎn)維護成本。結(jié)合以上原動機的各種選擇要求，我選定設(shè)計中的原動機為電動機。考慮到電動機的選用原則以及電動機的成本和果蔬切條機的設(shè)計要求，我最后決定選用實用又廉價的直流電機，額定功率為100w，滿載轉(zhuǎn)速為360r/min。2.3刀具設(shè)計刀具是果蔬切條機重要工作部件。它的參數(shù)設(shè)計是否合理，對切條質(zhì)量，功率消耗，以及機器運轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。切條性能好的機器，應(yīng)是結(jié)構(gòu)簡單，刀片制造、安裝、刃磨方便、切割省力，負荷均勻，切割質(zhì)量好，果蔬相對動定刀片不產(chǎn)生滑移。切削器的技術(shù)要求如下：（1）產(chǎn)生滑切滑切可減小阻力。滑切角和滑切系數(shù)都是用來表示滑切作用大小的指標。在一定滑切角范圍內(nèi)，滑切程度越大，切割越省力。通常刀片滑切角為20～60°。（2）切割要穩(wěn)定果蔬相對刀片沒有滑動的切割叫切割穩(wěn)定，它是保證切割質(zhì)量的主要因素。要求切割穩(wěn)定，不產(chǎn)生滑動切割，應(yīng)滿足如下切割條件：式中：，—果蔬與動定刀片之間摩擦角，一般＝12°，＝38°?！茢D角，動刀刃線和定刀刃線間夾角。切割穩(wěn)定條件是指刀片最大推擠角小于動定刀片摩擦角之和，即≤50°，常?。?0～50°。（3）切割阻力矩要均勻（4）切割速度大量的實驗表面，切割速度對切割阻力也有很大影響，隨著切割速度的加大，切割阻力幾乎成直線下降。前蘇聯(lián)的H·E·P推薦最佳切割速度范圍是35～40m/s，常用的是18～37m/s。刀片材料可用5碳素工具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼65Mn或70Mn。刀片可工作寬度區(qū)域刃部淬火硬度為HRC47～56，而非淬火區(qū)為28HRC。2.4機架及箱體設(shè)計由于本產(chǎn)品是用來切果蔬，屬于食用類別，所以選擇材料要能滿足食用要求外殼和滾到選擇304不銹鋼，食用等級。這樣的材料能夠保證機構(gòu)的耐用性，也能保證切出來的丁能夠食用。不銹鋼小知識，食用級不銹鋼，201202301304316403408430。不銹鋼有200系列，300系列，400系列。200系列指201202材料，300系列比較長見有304301316，400系列：403408430外觀判斷：三種材料都是銀白色，200和300，無磁性或者微磁，比較難區(qū)分。通常用藥水鑒別。400一般帶有磁性，可以用磁鐵判斷性能：日常生活重最常見的三種型號有201，304，430。316由于高抗腐蝕一般用于水下零件304和430，由于含鉻高，耐腐蝕，廣泛用于軍事，航空，家用器具，等由于安全無毒，也稱食用級不銹鋼201成本便宜，有一定的抗腐蝕性，普遍用于干燥的環(huán)境中，裝飾，支撐。比如衣架等需要注意的是201，錳含量比較高，不能作為餐具使用，但304價格比較貴，廠家為了減少成本普遍使用201材料做餐具430也屬于食用級不銹鋼，但由于帶磁性，在傳統(tǒng)認識誤區(qū)里認為帶磁性就是鐵，所以不被大多數(shù)人接受，所以在餐具上使用不普遍。三種抗腐蝕性分別為：304≥430≥201雖然最好的是304，但304和201比較難分，所以餐具最安全的還是用430。第3章傳動部分設(shè)計與計算3.1V帶設(shè)計計算需傳動的功率，電機轉(zhuǎn)速，切條機齒輪轉(zhuǎn)速，則傳動比為。（1）確定計算功率計算功率是根據(jù)傳動功率，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)時間長短等因素的影響而確定的。即選，則（2）選擇帶型根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速＝360r/min由表8－8選擇Z型普通V帶（3）確定帶輪的基準直徑和。1）初選小帶輪的基準直徑選取。為了提高v帶的壽命，宜選取較大的直徑。選。2）驗算帶的速度v計算帶的速度3）計算從動輪的基準直徑（4）確定中心距a和帶的基準長度初步定中心距，取0.7×＜＜2×即0.7×（26+40）＜＜2×（26+40）所以46.2＜＜132取取定后，根據(jù)帶傳動的幾何關(guān)系，按下式計算所需帶的基準長度：根據(jù)選取和相近的v帶的基準長度。再根據(jù)來計算實際中心距?？紤]安裝調(diào)整和補償預(yù)緊力（如帶伸長而松弛后的張緊）的需要，中心距的變動范圍為：（5）計算主動輪上的包角﹥（6）確定帶的根數(shù)z其中＝0.97，由＝0.96，由＝0.81，由＝0.15則根取2根帶。（7）確定帶的預(yù)緊力，由由于新帶容易松弛，所以對非自動張緊的帶傳動，安裝新帶時的預(yù)緊力應(yīng)為上述預(yù)緊力的1.5倍即15.6N。（8）計算帶傳動作用在軸上的力（簡稱壓軸力）3.2V帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)V帶輪的基準直徑和帶輪輪速等已知條件，確定帶輪材料為HT200；帶輪基準直徑，采用腹板式帶輪；輪槽截面尺寸參照《機械設(shè)計》表8-10進行設(shè)計，對于大帶輪，因同時，則大帶輪采用孔板式帶輪，其與減速器相連。繪制帶輪零件圖如下：圖3.1小帶輪圖3.2大帶輪3.3V帶傳動的張緊與安裝V帶傳動的張緊V帶傳動運轉(zhuǎn)一段時間后，會因為帶的塑性變形和磨損而松弛。為了保證帶傳動正常工作，應(yīng)定期檢查帶的松弛程度，采取定期改變中心距的方法來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。V帶傳動的安裝帶輪的軸線應(yīng)相互平行，各帶輪相對應(yīng)的V型槽的對稱平面應(yīng)重合，誤差不得超過。多跟V帶傳動時，為避免各根V帶的載荷分布不均，帶的配組公差應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)（參見GB/T13575.1—92）。3.3傳動軸設(shè)計計算傳動軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速n＝240r/min，先求齒輪作用在軸上的力由有效圓周力按水平布置取壓軸系數(shù)，故（1）軸上零件的安裝方案，如圖3-1圖a）所示：圖3-1圖3-1b圖3-1圖3-1d圖3-1e圖3-圖3-1圖3-1滾刀軸的載荷分析圖（2）選擇軸的材料該軸傳遞小功率且轉(zhuǎn)速較低，故選用45鋼并調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性質(zhì)如下：（3）初步計算軸的直徑選取A0＝126～103，取A0＝115考慮鏈輪和鍵槽對軸的強度的削弱，軸徑增加10%左右，然后將軸徑圓整取d＝10mm（此值作為承受扭矩作用的軸段的最小軸徑）（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初選角接觸球軸承，為了便于裝配，取裝軸承處的直徑，初選角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)代號為16002，其外形尺寸為d×D×B＝15×32×8；根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑、長度，如圖3—2圖a）所示：，此段為軸承，長度取L1＝47mm；，此處為帶輪安裝處，同時考慮軸承座的安裝，長度取L2＝20mm；，此處為齒輪，根據(jù)其寬度，長度可取L3＝15mm；即此軸的總長度為；L＝L1+L2+L3+L4＝47+346+57+88＝538mm（5）軸的校核轉(zhuǎn)動扭矩T＝95.5×105P/n＝95.5×105×0.15/240＝89.5N·mm（其中P為帶輪的輸送功率為0.15Kw），則，。軸受力情況如圖b)所示，其中CA＝22mm，CB＝18mm，DB＝10mm1）求軸上的載荷軸上受力如圖，分別在水平面內(nèi)圖c）和垂直面內(nèi)圖e）進行計算。由（水平面見圖c）得，方向按左順右逆原則，則由力平衡方程，則由（垂直面見圖e）得，方向按左順右逆原則，則由力平衡方程，則合成支反力2）計算水平面的彎矩，畫彎矩圖，方向按左順右逆原則，如圖d）所示3）計算垂直面的彎矩，畫彎矩圖，方向按左順右逆原則，如圖f）所示4）合成彎矩，并畫總彎矩圖公式為其中表示水平面方向的彎矩，表示垂直面方向的彎矩，對應(yīng)點合成，如圖g）所示N·mmN·mmN·mm5）由圖g）可知危險截面為C、B，強度條件為為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)α，當扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時，取α≈0.3；當扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取α≈0.6；當扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力時，取α≈1；此處取0.6，則αT＝0.6×8953=53.72N·mm查得W＝0.1d3C截面取M最大值即22.677N·mm，W＝0.1d3＝0.1×303＝27則故C截面安全B截面取M＝21.36，W＝0.1d3＝0.1×303＝27則故B截面安全根據(jù)上述的計算來看，系統(tǒng)各項參數(shù)達到了設(shè)計性能要求，同時系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，效率高。盡管對軸的設(shè)計校核工作沒有全部進行，但根據(jù)對重要軸系的校核結(jié)果來看，其它軸系的設(shè)計應(yīng)能滿足該系統(tǒng)剛度和強度的要求，因此，系統(tǒng)工作過程中能夠滿足其安全性要求。3.4軸承校核傳遞的轉(zhuǎn)矩具體受力情況見下圖（1）軸I受力分析齒輪的圓周力齒輪的徑向力齒輪的軸向力（2）計算軸上的支反力經(jīng)計算得垂直面內(nèi)，

水平面內(nèi)，（3）軸承的校核初選軸承型號為30206輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù)①

計算軸承A受的徑向力軸承B受的徑向力②計算附加軸向力查表得3000型軸承附加軸向力則軸承A，軸承B③計算軸承所受軸向載荷由于，即A軸承放松，B軸承壓緊由此得④計算當量載荷軸承Ae=0.37，則，軸承Be=0.37，則⑤軸承壽命計算因，按軸承B計算第4章果蔬切條機主要部件的建模Solidworks是參數(shù)化技術(shù)的先驅(qū)，參數(shù)化是其最突出特點。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)汽車行業(yè)、工程機械行業(yè)和產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)不可替代位置。本論文運用solidworks軟件對果蔬切條機各零件進行建模，然后進行裝配。通過solidworks的建模清楚、形象、直觀地表達減速器各部分的特點[15]。4.1帶輪建模帶輪可通過SolidWorks的旋轉(zhuǎn)命令生成。然后運用切除命令得到鍵槽。帶輪的三維模型如圖4-1所示。圖4-1帶輪模型4.2電機建模電機為標準件，一般可通過SolidWorks的標準庫內(nèi)找到。并不需要自己繪制。通過電機型號調(diào)取到該果蔬切條機的電機模型。如圖4-2所示。圖4-2電機模型4.3主軸建模要想得到主軸的三維模型，首先使用旋轉(zhuǎn)命令，得到主軸的外形尺寸，然后再在主軸外圓生成鍵槽。滾刀的三維模型如圖4-3所示。圖4-3主軸模型4.4軸承座建模軸承座起安裝軸承的作用，本次設(shè)計將兩個軸承安裝在同一個軸承座內(nèi)，為了防止軸承軸向竄動，使用孔用彈性擋圈對軸承進行定位，通過“拉伸”和切除、孔特征命令即可生成。軸承座的三維建模如圖4-4所示。圖4-4軸承座的三維模型4.5齒輪建模齒輪可通過SolidWorks的標準庫命令生成。輸入齒輪的各個參數(shù)即可生成齒輪模型。齒輪的三維模型如圖4-5所示。圖4-5齒輪的三維模型4.6軸承建模軸承采用分步建模然后在裝配，分別使用“旋轉(zhuǎn)”命令生成軸承內(nèi)圈、外圈和滾子，然后裝配完成軸承的建模，軸承的三維模型如圖4-6所示。圖4-6軸承的三維模型4.7基于SolidWorks的果蔬切條機裝配切條機的三維裝配將使設(shè)計好的各零件的裝配關(guān)系直觀地展現(xiàn)在人們面前，同時在裝配過程中可以意識到設(shè)計中各個零部件的尺寸是否正確，外觀是否美觀等。在solidworks組件壞境下以箱體為載體調(diào)用已完成建模的所有零部件，完成果蔬切條機裝配。三維裝配模型圖如圖4-7所示。圖4-7果蔬切條機的裝配模型4.8果蔬切條機二維裝配圖AutoCAD是美國Autodesk公司首次于1982年生產(chǎn)的自動計算機輔助設(shè)計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設(shè)計文檔和基本三維設(shè)計，具有完善強大的圖形繪制和編輯能力，其支持多種平臺、通用性和易用性強的特點在全世界范圍內(nèi)吸引了不少客戶，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具[16]。本文運用AutoCAD繪制切條機裝配圖和主要零件圖。雖然科技進步，技術(shù)發(fā)達的今天，但在產(chǎn)品設(shè)計中二維的裝配圖還是畢不可少的。總裝配圖如圖4-8所示。圖4-8果蔬切條機二維裝配圖第5章設(shè)計方案驗證發(fā)展食品工業(yè)的基礎(chǔ)便是食品機械，不斷研制各種類型的食品機械來促進食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以滿足不斷提高人民對物質(zhì)和文化生活的需要，使人們從繁重的家務(wù)勞動中解放出來，而以更充裕的時一間投入到工作中去。因而，研制先進的食品機械，使食品加土迅速實現(xiàn)機械化和自動化是社會發(fā)展的需要。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀切條機的基本工作原理是:電動機通過蝸桿、蝸輪驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤帶動環(huán)形刀架作圓周運動，從而將投料槽內(nèi)的物料切成片或丁。目前市場上的切條機主要是大中型為主，而這些切條機主要是針對食品加工廠以及大型的食堂飯店所設(shè)計的。在比較大的食堂飯店至少有一臺切條機。所以切條機的應(yīng)用廣泛。然而，涉及家庭用的多功能切條機卻很少。切條機目前雖然出現(xiàn)了很多類型，雖然效率高、操作方便、能耗低，但體積大、功率高，只適合工廠、學(xué)校飯?zhí)?、食品加工廠、蔬菜廠等使用，不能滿足家庭生活的需要，研制和改進多功能切條機，能夠更好的滿足用戶需求，有實用價值。對于這類機械如果做得小，并且功能多的話，能滿足廣大普通家庭的需求。我國研制的PS-3型食品切條機，是專供食品行業(yè)大量加工生產(chǎn)用的，它是在使用已經(jīng)十年的PS-2機型上改進了設(shè)計十多處，以保證切制質(zhì)量、不破壞食物纖維、不連刀，使機器操作簡便，清洗容易，保養(yǎng)方便，保證衛(wèi)生。使機具具有更高的使用性能和壽命，并創(chuàng)造了長期正常運行的使用丁件。按起動與運行方式可劃分：電容起動式單相異步電動機、電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。5.1切條機可行性分析本方案主要原理是通過電機帶動皮帶輪，通過皮帶，將動力傳動到主軸上的大帶輪，然后帶動齒輪，與齒條嚙合，實現(xiàn)刀具的上下運動，從而完成切條動作。另外果蔬一般比較易切條，電機完全能夠滿足使用要求安全性方面，考慮材料的安全性，選擇能夠達到食用級別的不銹鋼作為材料，能夠滿足使用。5.2切條機優(yōu)缺點本產(chǎn)品，能夠完全滿足家用使用要求，體積小，能夠放在廚房臺架上，不需要專門設(shè)置很大的空間去不值.重量輕，方便攜帶，工作穩(wěn)定，成本不高。是家庭必備的好手。本產(chǎn)品選用全金屬制造，有可能會相對于塑料產(chǎn)品增加成本，但是在耐久耐用耐撞擊方面本產(chǎn)品相對塑料茶農(nóng)有絕對優(yōu)勢。結(jié)論經(jīng)過了兩個多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《果蔬切條機構(gòu)設(shè)計》的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學(xué)到了很多知識也有很多感受，從對課題一無所知，對行業(yè)技術(shù)很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學(xué)習(xí)和試驗，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了博客這一新興的出版方式給我們生活帶來的樂趣，在屬于自己的網(wǎng)絡(luò)空間上，盡情宣泄自己的情感，表達自己的感受，并且把自己的想法與他人分享，我也有了一個屬于自己的博客空間。然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一個文