离心式切片机的设计.doc

全日制普通本科生毕业设计 离心式切片机设计design of leave heart type slice machine 学生姓名： 学 号：年级专业及班级： 指导老师及职称： 湖南长沙提交日期：20*年5月 湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）任务书学生姓名学 号年级专业及班级指导教师及职称学 院20*年3月28日填 写 说 明一、毕业论文（设计）任务书是学校根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求（一）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请把合适的对应选项前的“”涂黑，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（三）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业论文（设计）的进度安排1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%，撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目离心式切片机设计 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 题目完成形式毕业论文 毕业设计 提交作品，并撰写论文 主要内容和要求1主要技术参数：切割装置由回转叶轮和定刀片组成。配套动力：11.5kw切片厚度：25mm 叶轮转速：200550转/分生产率：5001000kg/h2.基本要求：1）所设计的切片机应具有以下特点： 适应于各类水果和块茎类物料； 进行优化设计，达到主要技术参数的要求。2）需要提交的（电子）文稿：（1）完成3张a0图（折合），并要求利用计算机绘图软件绘出装配原理图及各零部件图，正稿电子文档各一份。；（2）撰写不少于10000字设计说明书，提交草稿、正稿、正稿电子文档各一份。要求计算合理、数据可靠，格式按湖南农业大学学报（自然科学版）的规定；（3）设计说明书的内容包括：课题的目的和意义；研究的主要内容；整体方案的确定；主要零、部件的选择和设计；切片过程分析与计算：重要零、部件的计算与校核；参考文献；鸣谢。注：此表如不够填写，可另加页。主要参考文献与外文资料1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.1993.2. 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，1989.3. 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，1993.4. 崔大同主编. 果蔬加工机械m.北京：北京农业大学出版社，1993.5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.工作进度安排阶段起止日期阶段工作内容120091220前选 题220091220-1225下达任务书3200912. 26-20100305开 题420100308-0415设 计520100416-0420中期考核620100421-0513完善与总结课题720100514-0525提交正稿与预审820100528-0604答辩与修改要求完成日期：2010 年 05 月28 日 指导教师签名： 审查日期：20 年 月 日 专业委员会签名： 批准日期：20 年 月 日 学院指导委员会签名（公章）： 接受任务日期：20 年 月 日； 学生签名： 注：签名栏必须有相应责任人亲笔签名。此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）选题审批表学 院： 工学院 毕业论文（设计）题目离心式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汤楚宙职称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： 切碎包含切片、切条和切丁，在块状物料（薯类、洋葱、萝卜、水果等）加工中应用很广泛，是农产品加工企业的常用设备。拟设计一种离心式切碎机，用于块状物料切片。本设计的任务是吸取现有离心式切碎机的优点，结合特殊要求，对离心式切碎机进行规范设计，包括整体方案、传动路线和各工作部件的结构。 承担该项课题的学生要广泛搜集国内外的相关资料、了解国内外在这方面的研究动态，在指导教师的指导下制订周密的研究方案，进行认真的设计与计算。对学生有无特殊要求：无 有： 专业委员会意见：签名： 20 年 月 日学院指导委员会意见： 签名（公章）： 20 年 月 日 注：1.请把选项的涂黑；对学生的要求是指该选题对学生在计算机、英语、绘图、语言文字等方面有何特殊要求。2. 此表可用黑色笔填写，也可打印，但意见栏必须由相应责任人亲笔填写，如不够填写，可另加页。3.此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）中 期 检 查 表学 院： 工学院 学生姓名学 号年级专业及班级指导教师姓名指导教师职称论文（设计）题目离心式切片机设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题 完成了所需资料文献的查找，分析了本设计的国内外研究情况，确定了总体机械结构的设计方案，完成了总体设计的系统设计及计算，各零件初步设计。1、cad电子图的绘制、修改与打印；2、指导老师的审查与修改意见；3、对设计进行校核和修改计算；4、设计说明书的初稿的撰写与定稿。指导教师意见 签名： 年 月 日 检查小组意见 组长签名： 年 月 日 注：1.此表可用黑色签字笔填写，也可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。2.此表可从教务处网站下载中心下载。目 录摘 要1关键词11前 言12国内外现状2 2.1国外发展情况22.2国内切片机技术的发展概况23离心式切片机总体方案的确定3 3.1结构特点与工作原理3 3.2机构的组成部分及特点44电机的选择45 v带的传动设计计算5 5.1求计算功率pc5 5.2选v带的型号5 5.3求大小带轮d2、 d1基准直径5 5.4验算带速v6 5.5计算v带的基准长度ld和中心距a6 5.6验算小带轮包角16 5.7求v带的根数65.8 求作用在带轮轴上的压力fq76 v带轮的设计7 6.1 v带轮的要求7 6.2带轮的结构尺寸77轴的选择9 7.1计算轴的最小直径10 7.2轴的结构尺寸确定10 7.3轴的校核10 7.4按弯扭合成应力校核轴的强度128轴承的选择及校核12 8.1轴承的选择12 8.2轴承的校核139键的选择与校核13 9.1键的选择14 9.2键的校核1410刀片的设计1411 入料斗的设计及叶轮的设计1612 机架的设计1612.1 机架设计要求1612.2 机架材料的选用及壁厚选择1712.3 机架整体设计1813机体结构的设计1814结论19参考文献19致谢20离心式切片机的设计学 生：*指导老师：*（湖南农业大学东方科技学院，*）摘 要：随着人们的生活水平越来越高，对一些茎块作物的食用要求也越来越高。例如在食用土豆或一些薯类的时候要将其切成丝或片，因而离心式切片机应运而生。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。本设计针对一些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，能分别对土豆、红薯、洋葱等进行工作。关键词：切片；离心式；切片机；刀片the design of leave heart type slice machine student：*tutor: *college of oriental science, *abstract: as the development of the economy, the tuber crops standard for the peple is getting better and better. for example，people wanted to cut the potatoes and batata into pieces, so the slicing machine born. the slicing machine designed in this tesis maily aim at some small and medium-sized places, such as the workshop、canteen and household. the slicing machine designed for some tuber crops in this tesis. in this design，the author designs and calculates the tape、axis、disk and razor,then selects the components of axle bearing and key. the slice machine designed in this thesis have more efficient , and it can be uesed to slice the soil bean, batata and onions.keyword: slice; leave heart type; cut machine ; razor blade1 前言薯类作物在我国分布很广，有二十多个省、自治区种植，是我国主要粮食作物之一，马铃薯还是一种很好的蔬菜作物。我国薯类作物种植面积1.4亿亩左右，总产量达2 3千万吨，是世界上产薯最多的国家。随着现在的快餐业迅速崛起，对茎块的食物的需求越来越多。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 国内外现状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，象瑞士的迈尔-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。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。3 离心式切片机总体方案的确定3.1 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。本人设计的里离心式切片机，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。本机构主要有以下优点：一、降低了人们的劳动强度，提高了工作效率，能达到5001000kg/h。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：图1 离心式切片机结构简图fig.1 leave heart type slice of structure1-电动机 2-皮带机皮带轮 3-传动轴 4-叶轮及其刀片3.1.2 工作原理及工作条件：离心式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离心甩到边上通过固定刀片切成片， 切片的厚度出刀片与转盘间的垫片厚度在控制。此外，切片与起丝的转换可以通过更换切片来实现。配套动力：11.5 kw 切片厚度：25 mm 叶轮转速：200550 r/min 生产率 5001000kg/h3. 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为 5001000 kg/h所以q取600 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/10007034得出n396 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4.由v带动传的传动比为3.53，则电机的转速范围是3963.53=1320.57 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，i1=3.53则由机械设计手册表13-15可知选ka=1.1则由公式 ： pc= ka p （2）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）则可以算出v带的速度v=5.57 m/sv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)a0120所以得出包角合适。5.7 求v带的根数查机械设计基础由公式：z= （10）已知n1=1500 r/min ，d1=71 查表可以得出 p0=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=2.357所以v带取3根5.8 求作用在带轮轴上的压力fq查机械设计手册表13-1得出v带每米长的质量q=0.06 kg/m由公式：f0= （11）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 n现在计算作用在带轮上的压力fq ,由公式：fq= （12）可以得出fq=402.5 n6 v带轮的设计6.1 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，d2：小带轮基准直径d1=71 mm安装轴带轮轴的直径d=25 mm ddd 小带轮选用实心式小带轮基准直径d2=236 mm dd300mm 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 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作用，所以两个带轮轮槽工作表面的粗糙度均取1.67 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，确定轴的结构如图五：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：dmin= （14）得出dmin=17 mm计算轴的输出力矩t，由公式：t=9550* （15）可以得出t =955036 n.m轴的输出直径显然不大，且与轮盘和从动轮的尺寸比列不协调，考虑到与键槽和电动机的输出直径为24mm。已经远大于dmin, 所以取最小轴径dmin取25 mm7.2 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、mh、mv。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36 n.m所以，可以计算出作用在轴上的力圆周力ft：ft= （16）ft=288 n 作用在刀片上的力径向力fr： （17）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支反力f1125 nn弯矩mmh=34245n/mm总弯矩=63999 n/mm=35413 n/mm扭矩tt2=131759.8 n.mm7.4 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： （18）得出轴的应力：=37.6 mpa前面已经选定轴的材料为45号钢，调质处理，由机械设计表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lh预计为12000小时8.2 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x、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。根据机械设计基础表16-11，暂取fa/c0r=0.17，则e=0.5。因fr=288n，fa =166.2n，则fa/fr=0.57e，由机械设计基础表16-11查得x=0.44，y=1.4。由公式p=x fr +y fa （19）p=计算所需径向基本额定动载荷值，由公式： （20）fp=1.2（查机械设计基础表16-9得）；ft=1（查机械设计基础表16-8得，因工作温度不高）；lh是使用寿命，为12000h所以：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表4-1得键的截面尺寸为：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：= （21）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= （22）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 kgkg/cm2 mm kg/mm1顺行 2.4*1.32.20.705 240.092逆行1.4*0.655.952140.3752顺行 1.6*0.820.694160.125逆行1.4*0.621.786150.1333顺行 0.7*1.322.198130.667逆行1.0*0.51.53100.154顺行 1.9*1.231.31690.158逆行0.7*0.63.58.33370.55顺行 1.9*0.81.50.987190.79逆行0.9*0.834.16790.3336顺行 1.2*0.721.681120.167逆行1.2*0.622.778120.167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 0.2226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，刀片是在机壳内壁上固定，通过叶轮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4把刀片，即在平带运动一周的时间内，刀片切削4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，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 入料斗的设计及叶轮的设计入料斗是保证进料顺利，同时起定力刃的作用，根据本机构的整体特点，入料斗设计成倾斜的矩形状，这样物料可以出重力自动下滑，入料斗和叶轮之间的距离不能太大或太小，必须保证切片的厚度， 所以设计入料斗与刀盘之间的距离为100 m左右。现考虑如何让茎块进入料斗后能顺利下滑，来完成切割工序，首先查表得到物料与物料之间的摩擦系数为0.4， 在分析茎块在料斗中的受力情况。 要让茎块能顺利下滑，必须要求向fn向x轴的投影在x轴的正方向上， 那样茎块才能顺利下滑，那么就必须要求，斜坡角度的确定过程如下：fr= fn+f1 （21）要想让茎块能顺利下滑的话， 那么必须gsin(-)0，也就是说时茎块就能顺利下滑， f=tg=0.4，得到=21.8，而， 所以取=45，也就是说料斗的倾斜角度=450。 叶轮的设计图如下：图7：叶轮fig.7 vane wheel叶轮是顺时钟旋转，是通过键槽连接固定在轴上。为了防止叶轮沿轴方向串动，叶轮顶部端盖通过螺母连接固定在轴上。叶片是通过焊接在连接叶轮上面。叶片设计成圆弧形是为了更好的将茎块作物顶在到刀片口使物料能够更好的切削。12 机架的设计12.1 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。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。、12.2 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