软体食材切丁机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

摘要 市场上切丁机多为果蔬切丁机，而软体食材切丁机却不多见，而软体食材的切丁却与日常生活有着很多的联系，在奶茶店、蛋糕店、咖啡屋、饮品店中，对仙草蜜、龟苓膏、寒天水晶冻、水晶果等软质食材的切丁显得尤为重要，而手动切丁无论从效率和效果（易损、不易掌控、不易切制）都显得很不方便，本设计软体食材切丁机解决了这样一个难题。 本切丁机采用智能控制系统，整机由切盒、成型盒、成品盒、刀具、传动系统等部分组成，针对软体食材的特性，合理设计的成型盒，方便煮好的浆液成型、冷却和存放，并可轻松地转移到切盒进行切制，提升了切制效 果和切制效率。独特设置的切盒，可轻松接纳成型盒转移来的软体食材，将切盒放入切丁机的切腔，抽出切盒底板，即可方便快捷地进行切制。丰富多样的刀具，也为本切丁机切制尺寸规格各不相同的成品提供了有力的保障。成品盒，方便切制的成品接收和周转。 关键词： 软体食材；切丁机；设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 on is a of in in on of is in to so a by of to of of be to of to be to of of a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 摘要 . 0 . 1 1 绪论 . 3 引言 . 4 2 软体食材切丁机的结构设计和工作原理 . 5 软体食材切丁机的基本结构 . 5 切丁机构 . 5 传动机构 . 5 图 1 结构简图 . 5 底座支架机构 . 5 工作原理 . 6 3 软体食材切丁机主要部件的确定 . 7 槽轮的设计 . 7 槽轮的设计思想 . 7 槽轮相关计算 . 7 子直动从动件圆柱凸轮的设计 . 8 切盒、成型盒、成品盒的设计 . 9 切盒 . 9 成型盒 . 10 成型盒推杆 . 10 成品盒 . 11 刀具的设计 . 12 纵向刀具 . 12 横向转动刀具 . 12 下压推杆的设计 . 12 电机的选择 . 13 减速器的选择 . 13 4 传动零件的设计、选择、与计算 . 14 齿轮的设计与计算 . 14 设计分析 . 14 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸 . 15 强度校核 . 16 各转轴的结构设计和计算 . 16 轴的设计 . 16 的设计 . 17 轴的设计 . 18 轴的校核计算 . 18 参考文献 . 20 总结与致谢 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 绪论 引言 转眼间大学四年已过，随着毕业设计的到来，我知道我和母校一起相处的日子不久了。虽然有诸多的不舍，虽然四年来没有积累过多少专业知识，但我依然会全身心的以一种严谨认真的态度投入这次设计中。因为 毕业设计是我们在学完大学的全部课程后进行的，是我们对大学四年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练， 这次设计使我们能综合运用机械制零件设计学中的基本理论，并结合 实习中学到的 实践知识，独立地分析和解决设计问题，初步具备设计了一个中等复杂程度产品 （ 软体食材切丁机）。拟订机械设计方案，完成总体结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表 技术 、 资料及编写技术文件 、零件尺寸计算校核 等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。 切丁机多为果蔬切丁机，而软体食材的切丁却很少，针对软体食材的特性，特别设计的成型盒和 切盒可以很好的实现切丁机纵向下压和横向切制的工作，完成对软体食材的切丁，由于网上资料的缺乏，本设计均由 自己设计 和 老师指导 完成的，结合来自图书馆和网上少有的内容，对设计中参数，机构和配合等也有了一定的把握。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 软体食材切丁机的结构设计和工作原理 软体食材切丁机的基本结构 切丁机构 ： 切丁 机构由 六 部分组成：下压推杆、切盒、横向刀具、纵向刀具 、成品盒、成型盒 传动机构 ： 按装配顺序由以下零件 组成：电机、减速器、轴 、槽轮、 齿 轮、 齿 轮、轴、锥齿轮、锥齿轮、轴、 圆柱 凸轮。 图 1 结构简图 底座支架机构 软体食材切丁机的基座承受切丁的全部负荷。下压推杆通过由槽轮带动的 圆柱 凸轮间歇性下压，对切盒内的软体食材施加向下的压力 ，为保证机器 工作时的稳定性和刚度，箱体选择用薄壁大断面轮廓锻造箱体结构，其尺寸结合网上实体并结合自己对其尺寸进行了加大。其基本尺寸： 430*400*1040（ 箱体中还分为上、中、下三部分，上箱体为传动机构 430*400*550（ 中箱体为切丁机构 430*400*240(下箱体为成品接收 430*400*250（ 其外形精确选材买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 均在总装配图上指明。 作原理 切丁机分为两个方向的 运动：纵向间歇下压运动和横向旋转刀具。纵向由电动机通过减速器达到合适的转速，通过轴带动槽轮转动、通过轴带动 圆柱凸轮间歇转动，从而使下压推杆间歇下压；横向由轴通过 齿 轮 传动 带动轴，通过轴 的转动 ， 在轴下端连接横向转动刀具， 从而实现横向刀具的旋转。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 软体食材切丁机主要部件的确定 槽轮的设计 槽轮的设计思想 为 实现纵向下压推杆的间歇下压，本设计选用了槽轮传动，槽轮传动具有结构简单、传动效率高、比棘轮传动运转平稳和冲击小等特点。 传动式尚存在柔性冲击，故常用在速度不太高的场合，切丁机对速度的要求很低，对机器的平稳性要求却比较高，故选择槽轮机构来实现 间歇 运动。 槽轮相关计算 ： 槽轮带动凸轮，完成五次 进给 设计需要，槽轮的径向槽数 z=6 运动系数： 2 32 0 . 3mt 圆柱销数： 2 2n 根据设计需要，槽 轮的径向槽数 z=6，由上公式可知 或 2 所以这里 ； 中心距 =100销的回转半径： s i n 5 0 m m 圆销半径 : 81r 3R 槽顶高： = c o s z 8 6 . 6S 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 槽深： s i n c o s 1h S L R r L h=45止弧半径： R 查表 z=6则 K= 2 9 m 槽轮一侧顶 厚： b = 0 . 6 0 . 8 r 3 5 m m 锁止弧张开角 ： 12 1 1 122 2n n z 43 子直动从动件 圆柱凸轮的设计 设计中下压推杆的下压运动时有凸轮来实现的 ，凸轮传动结构简单、紧凑、能方便地设计凸轮轮廓以实现从动件预期的运动规律，对于软体食材切丁机这种低载荷的机器，凸轮传动能够很好很方便的达到效果 凸轮按形状可分为盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；在 本设计中，盘形凸轮和圆柱凸轮都可很方便的实现下压推杆的下压运动， 结合 切丁机结构考虑，在这里选用圆柱凸轮，采用滚子从动件，接触处 为 滚动摩擦，磨损较小 。 圆柱凸轮的运动节奏和槽轮的节奏一致，槽轮每转动 60，凸轮也相应转动 60。在槽轮转动一整周，凸轮要完成对下压推杆五次下压和一次上升，下压行程结合设计的切盒高度，总下压行程为 210 设计从动件运动规律图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 2 从动件运动规律图 凸轮运动轮廓曲线 ： 图 3 凸轮运动轮廓曲线 切盒、成型盒、成品盒的设计 切 丁机中，切盒和成型盒的设计，很好的解决了软体食材不宜切制，切制效率低下的缺点，把成型盒中 做好的软体食材转移到切盒中进行切制 材料选择：通过参阅食品通用机械与设备，选择采用 高密度 聚乙烯材料作为容器的材料、 高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为 130 ，相对密度为 具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。 成型工艺：注塑成型 切盒 ： 尺寸： 150*150*200（ 壁厚： 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 4 切盒 成型盒 ： 尺寸： 150*150*170（ 壁厚： 2 5 成型盒 成型盒推杆 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 材料：不锈钢 具体尺寸见零件图 成品盒 ： 尺寸： 250*250*200（ 壁厚： 2 6 成品盒 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 刀具的设计 纵向刀具 软体食材切丁机要把软体食材切成丁状，所以在刀具的设计中，把 纵向 刀具设计成网格状，为了能够切制大小规格不同的形 状，设计了多种大小不同的网格状刀具 如下图： 图 6 刀具 尺寸： 170*170*10(刀片厚度： 料选择：不锈钢 成型工艺： 铸塑成型 由于切割的材料为软体食材，载荷小，无需对刀具进行强度和刚度校核。 横向转动刀具 ： 刀片厚度 料选择：不锈钢 成型工艺 : 铸塑成型 下压推杆的设计 由于下压推杆要和软体食材直接接触，通过参阅 食品通用机械与设备 ，选用不锈钢材料，形状尺寸 见零件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 电机的选择 计算下压推杆工作时的功 率 1000 0倍，通过对成型盒内软体食材重量估计为 F=1050N， s， 1 ，得 P15W 横向旋转的刀具切割软体食材，功率与下压推杆工作功率相当，则 P30W 因此这里选择电机时我选择了小功率电机，考虑到电机工作还有各传动件点功率的损耗，我选择了 座代号 63，功率为 180W，转速 1400r/率为 64%，最大转矩 减速器的选择 结合切丁机工作原理和欲达到软体食材切丁的效果，初定减速器的减速比为1:40，由于电机的安装时卧式的，电机输出轴为横向， 而切丁机工作需要输出轴在纵向转动，因此这里我选择了 率为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 4 传动零件的设计、选择、与 计算 齿 轮的设计与计算 设计分析 使用条件分析 ： 传递功率： 1 1 8 0 0 . 9 0 . 6 4 1 3 0 . 7 ； 主动轮转速： 1 3 5 / m ； 齿数比： 1u ； 转矩： 661110 . 1 0 39 . 5 5 1 0 9 . 5 5 2 8 1 0 4 . 235 m ； 圆周速度：估计 1/v m s 属于低速、低载、重要性和可靠性一般的齿轮传动。 处理方式 按使用条件，属于低速、低载、重要性一般的齿轮传动，所以可以选择软齿面，也可选择硬齿面齿轮，在本设计中选择软齿面齿轮。 由于 u=1，两齿轮相同， 这里选用 45号钢作为齿轮的材料。 热处理 :可采用调质或正火处理，处理后硬度不超过 280300确定许用应力 确定极限应力面硬度，两齿轮都按 200机械设计图 300H M P a ， 20F M P a 。 计算应力循环次数 N，确定寿命系数 6 0 1 3 5 ( 2 3 5 0 1 0 ) 1 . 4 7 1 0N a n t 由机械设计图 31 ； 1 . 计算许用应力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 查机械设计表 3，则有 l i mm i 0 1 5801Z M P l i mm i 0 2 1 3 1 4 . 2 81 . 4F S T P (其中齿轮修正系数 2) 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸 选择齿轮类型 根据齿轮传动的工作条件（低速、低载、 1/v m s 等 ） ，可选择直齿圆柱齿轮传动，也可选用斜齿圆柱齿轮传动，这里选择直齿圆柱齿轮传动。 选择齿轮精度等级 按估计的圆周速度，由机械设计表 3级精度 选择相关参数 由结构设计计算，中心距 a= 齿轮和齿轮等大，则分度圆直径12 1 4 0 . 2d d a m m ； 圆周速度： 11 0 . 2 5 6 /6 0 1 0 0 0m s 计算齿宽 b，查机械设计表 3根据齿轮相对于轴承的位置为悬臂布置，软齿面选择 齿圆柱齿轮选择小值，则这里取 0 . 3 1 4 0 . 2 4 2db d m m 计算齿宽与齿高之比 械设计表 3 m=2 齿高 ： 1 . 2 5 2 . 2 5 2 4 . 5h h m m m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 则 70dz m 齿轮其他相关尺寸根据机械设计表 6强度校核 1 222 2 1 . 2 2 8 1 0 4 . 2 4 . 2 2 4 . 0 9 ( ) 2 2 04 2 2 7 0 Y M P a M P ab m z 查 机械设计 表 6 查 机械设计 表 6 复合齿形系数 220F M 2 8 1 0 4 . 2 m 42b 校核计算安全 各转轴的结构设计和计算 轴的设计 ： 轴为动力输出轴，与减速器通过联轴器连接，先计算轴，以方便确定其他轴的位置关系 选择轴的材料 根据软体食材切丁机的归属应用类型，为食品机械，选用不锈钢1机械设计表 6得： 550b M ， 200s M ，1 205M ，1 120M ；查表 6 1 75b M 初步计算轴径 查表 6 C=125， 331 m i n 0 . 1 0 31 2 5 1 1 . 335 m m m 考虑到轴 端 装联轴器需开键槽，将其轴径增加 4%5%，故取轴的直径为 12 轴的结构设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 按工作要求，轴 上所支承的零件主要有齿轮、轴端联轴器 、槽轮拨盘 、轴套、键 以及轴承 。 轴端联轴器选用；根据轴的受力，主要是轴向力，选择 5110（ 5895向推力球轴承，其尺寸 d D B为 12 26 9据轴上零件的定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，可以得出轴的结构。 拨盘通过轴套和轴肩完成轴向定位，用平键 4 20 （ 1096周向固定 ； 齿轮通过 轴肩和轴套轴向定位，用平键 4 36 （ 1096周向定位 。 设计轴的结构尺寸见零件图。 的设计 料的选择 轴，材料和轴相同，都采用 合金 钢 1与轴通过槽轮连接，机械损耗很小，参数与轴相同。 轴的直径 32 m 所以轴与轴取相同的直径22轴 的结构设计 按 工作要求，轴上所支承的零件主要有槽轮、圆柱凸轮、轴端挡圈、轴套、键以及轴承。 槽轮通过轴端挡圈和轴环进行轴向定位，通过平键 46 1096向固定； 圆柱凸轮通过轴环和轴套轴向定位，通过平键 4 63 1096向固定； 由于轴主要受到的是轴向载荷，这里选择使用 51101型（ 5859向推力球轴承， d D B为 12 26 9 根据轴上零件的定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，可以得出轴的结构图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 轴 的设计 材料的选择 轴也选用 合金 钢 1与轴通过齿轮连接，齿轮的传动效率为 以轴的最小直径 3 2 1所 以轴直径也取 12轴的结构设计 按工作要求，轴上所支承的零件主要有齿轮、轴承、齿端挡圈以及横向转动刀具， 其中横向转动刀具与轴的定位采用销定位 ； 齿轮的轴向定位采用轴套和轴端挡圈，采用平键 4 40 1096向固定； 由于轴主要受到的是轴向载荷，这里选择使用 51101型（ 5859向推力球轴承， d D B为 12 26 9。 由于此轴直接与横向刀具连接，推力球轴承内部泄露的润滑油可能流到刀具上，故采用一个毡圈密封。 根据轴上零件的定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，可以得出轴的结构图。 轴的 校核计算 因为轴的尺寸规格都相同，轴上的载荷最大，只要轴能满足其他轴就能够满足要求，所以只需要校核轴 轴上受力分析 轴传递的转矩： 661110 . 1 0 39 . 5 5 1 0 9 . 5 5 2 8 1 0 4 . 235 m 639 . 5 5 1 00 . 2T d n 式中： T 扭转切应力，单位为 轴所受的扭矩，单位为 ； 轴的抗扭截面系数，单位为 n 轴的转速，单位为 r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 轴传递的功率，单位为； d 计算截面处轴的直径，单位为 T 许用扭转切应力，单位为 轴的材料为不锈钢，查机械设计书表 15T 的值在 1225 计 算 T = 轴的扭转刚度校核计算 轴的扭转变形用每米长的扭转角 来表示，阶梯轴的计算公式： 411= I 式中： 轴所受的扭矩，单位为 N 轴的材料的剪切弹性模量，单位为 对于钢材， 48 0G M P