蔬菜切丝机毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 本科毕业设计 课题名称： 蔬菜切丝机的设计 课题类别： 工程设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 指导教师： 学生姓名： 20 月 23 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录 一、引言 课题的目的和意义 蔬菜加工机械的种类 国内外研究状况 研究的主要内容 二、 工 作机理与结构分析研究 蔬菜切削有关理论分析 蔬菜夹持输送的研究 设计方案的选择及论证 削部分的设计 料部分的设计 多功能蔬菜加工机的主要结 构 多功能蔬菜切丝饥的工作与传动原理 作原理 动路线 三 、 主要参数与零部件设计 电机的选用 带传动的设计计算 主轴的设计计算 四 、 主要结论和建议 主要结论 存在的问题 进一步研究的建议 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 五、主要参考资料 六、致谢 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 摘 要 随着近年来我国蔬菜出口的迅速崛起，蔬菜加工出口已成为我国的重要创汇渠道。但疏菜加工机械却远远滞后于蔬菜出口的发展，并且价格昂贵。由此我们研制了多功能蔬菜加工机，一机多用，取代了部分功能单一、效率低下、价格昂贵的进口机械。本文首先研究了蔬菜切割、输送、定位、成型的基本理论，然后设计了多功能蔬菜加工机的切削装置、送料装置和传动机构等，使之能够达到对块根状及叶菜状蔬菜进行切片、丝、段等规格形状的加工。同时应用新科技，采用先进的数字调速电机，省去复杂的变速机构与调节机构。试 验表明，该设备出成率、效率达到进口机械水平，价格较进口设备降低 50%以上，可填补此类机械的国内空白，取得良好的经济效益和社会效益 关键词 :多功能，蔬菜，加工机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 of of on o f of is of of is So we is of of of so we of It at of At it it in it of of 0%, of of It of of It 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第一章 引言 题的目的和意义 蔬菜是人生活中必不可少的营养丰富的食品之一，可为人体提供必需的维生素、矿物质、膳食纤维等有益于人体健康的功能成分。随着人们生活水平的不断提高，生活节奏加快，对食用方便、营养丰富、经过加工的精细蔬菜的需求越来越大，对产品的品质要求越来越高。蔬菜出口在我国起步虽晚，但由于中国蔬菜富含营养、品种齐全、质优价廉，深受各国消费者的青睐，因而近几年蔬菜出口发展十分迅速，己成为创汇农业的支柱产业。 调查结果显示，目前我国蔬菜加工机械却远远滞后于蔬菜出口的发展，现在主要靠合资外方从国外进口，价格 昂贵，如牛芬、胡萝卜切丝机，从日本进口一台普通 (长短、粗细不可调 )切丝机，需人民币 适应蔬菜加工的需要，我们设计多功能蔬菜加工机，一机多用，只需更换切刀和部分零件，即可加工各种异型块根状蔬菜，如铅笔屑状 (牛芬 )、各种异型状片 (胡萝卜、土豆的梅花状、菊花、树叶状、球拍状等 )、丝条 (胡萝卜、牛芬等 )、自由片 (牛芬、胡萝卜、姜、蒜等 )及酱菜等。该机的多功能化，取代了部分功能单一、价格昂贵的进口机械，蔬菜加工厂家只需购买一台设备就可加工多适合出口需要的不同规格的产品。投资少，效益高，适应于多品种、批量 生产的需要，提高了设备利用率。 加快蔬菜机的发展，提高企业技术装备水平，无疑将成为山东蔬菜出口发展的战略突破口，增值增效潜力巨大。本课题旨在研制一种高效、可靠、实用、多功能蔬菜加工机械，重点解决我国蔬菜加工机械功能单一、进口机械价格昂贵的问题。 菜加工机械的种类 （ 1） 多功能旋转式切菜机，其原理是使需要的切的蔬菜高速旋转，利用离心力使蔬菜紧贴刀片进行加工，是一个蔬菜加工行业、食品行业、脱水蔬菜厂、速冻食品二次加工常用的机器。使用它可将有固定形状的如：芥菜、萝卜、土豆等块切制成所需要厚度的片和丝，一 般采用防腐铝外壳及高级合金刀片，具有结构紧凑、合理、操作简便、调整维修方便、耐腐蚀的特点。其缺点是：切片或切丝的形状不规则。厚度不均。 （ 2） 离心式切菜机采用先进工作原理，其特点为结构紧凑、坚固耐用、易于维修，可提高生产率，降低劳动强度，对萝卜、土豆、白薯、圆白菜等根茎类可加工成菜丝、菜条、菜片、广泛适合大、中型酱菜厂和速冻食品厂使用。 （ 3） 切丁机性能优于其它机器，可一道工序完成块条的加工，省时省力，操做方买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 便，适合芥菜、萝卜、黄瓜（包括咸制黄瓜）、土豆、洋葱、香瓜、胡萝卜、苹果等圆形蔬菜、水果的加工。该机 特点是机构紧凑、设计先进，使用方便，能耗低效率高。 （） 圆盘切菜机是酱菜加工业、食品行业及农产品二次加工的主要机械设备之一。它将芥菜、萝卜等固有形状的块茎切成片，两现翻转后呈交错度切口。该机特点是一台结构新颖，技术先进，操作方便，安全可靠和具有较高效率的生产设备。 （） 直线式多用切菜机，本机模拟手工切菜原理，采用无级调节机构和离心式切片机构等先进技术研制而成复合式多用切菜机，广泛适合用于各种根、茎、叶、丝、菱形、曲线等多种食品加工的花样。该机设计先进，节能高效具同类领先水平。其缺点是电机调速精度低， 切丝长度不宜控制，噪音大，电气化程度低，成本高 内外研究状况 随着我国改革开放，蔬菜加工出口的崛起，各种不同类型加工机械有了很大发展，开发研制的厂家也比较多。从我们文献检索情况来看，国内单一功能的蔬菜加工机械品种较多，功能可靠但开发多功能加工机械的厂家几乎没有，即使所谓的多功能蔬菜加工机械其实也是生产同类型的产品，只不过是针对不同的原料而讲是多功能。生产上除了靠昂贵的进口机械外，主要靠手工加工和酱菜机械或饮事机械来代替，加工成型不规则，成品率低，浪费大，不能满足日益迅速发展的蔬菜加工出口的需要。国 内蔬菜深加工的研究尚属起步阶段，对蔬菜的品质和综合利用的研究与应用无成熟经验。对蔬菜成型机械的研究尚属空白，不能满足日益迅速发展的蔬菜加工出口的需要。 国外情况 : 国外蔬菜生产机械化具有 6个突出特点 :用寿命长 ;6售后服务好。 究的主要内容 蔬菜的深加工，先进的工业化国家起步较早，设备先进，有规范的检验标准，但因其设备昂贵，用户难以承受，加之一些先进的加工技术对我们保密，致使我们不少的蔬菜出口后需要二次加 工，效益流失严重。 本课题旨在研制一种可加工丝条、片、块、酱菜等不同类型的多功能加工机械，具体内容如下 : (1) 研究合理的切削装置，满足多功能 (可加工丝条、片、块、酱菜 )的需要， 3组刀具具有单独控制性，调整方便，以完成多种形状的加工。且规格尺寸在一定范围内可调，确保高效、耐用，操作方便 : (2) 由于蔬菜的种类多种多样，各种蔬菜的物理特性不同，为了保证研制适合加工各种不同形状的物料，蔬菜的输送和固定是非常重要的工作条件，因此必须研制合理的送料机构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 (3) 研制合理的传动机构，要求简练、新颖、实用 的国情，在部件的原理和结构的设计中，以操作维修方便和降低成本为主要研究方向，寻求合理的工作原理，要求功能多样化 ;对结构进行优化设计，以高效、节能、通用和工作可靠为目标 : （ 4)设计能加工各种异型蔬菜产品的刀具。 主要技术指标 :(1)配套电机为 750(2)每小时生产率 (以 5达到 400 3)适应加工的蔬菜 :块根状蔬菜，如牛芬、胡萝卜、土豆、姜、蒜、萝卜、地瓜等状蔬菜，如菠菜、大白菜等。 (4)加工功能 :可加工成长 20粗为 2度为 笔屑状，颗粒直径为 为 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第二章 工作机理与结构分析研究 菜切削有关理论分析 众所周知，切割金属时可假定消耗的切割功直接与切割材料的横截面大小成比例。相反，在切割蔬菜时，由于蔬菜具有特殊的结构 (纤维 )阻力，此力的大小主要与切割方向有关，而与切割的横截面大小关系不大。换句话说，切割阻力和功耗主要与割刀相对蔬菜的位置有关。 割刀相对蔬菜的各种位置如图 序号 刀刃相对蔬菜的位置 切割方法 和角变化 范围 切割时发生 的现象 1 p 12横向切割 (砍 切 ) =0 =0 开始时蔬菜被刀刃挤压然后开始切割 2 1p 2 p 3p 4斜切 0 90 =0 开始时蔬菜被刀刃挤压然后斜切 3 倾斜的斜切 0 90 0 90 开始时蔬菜被刀刃挤压然后斜 向切开 4 纵向歪切 =0 0 90 开始时蔬菜被刀刃挤压然后切开 (没有滑切 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 5 纵向切割 =0 =90 开始时蔬菜被刀刃纵向挤压 然 后切开 6 纵向斜切 =0 90 开始时蔬菜被刀刃挤压然后斜向切开 7 p 1纵向轴向切割 =0 =0 沿蔬菜纤维方向切 图 2. 1蔬菜不同的切割方法 根据测定，采用斜切及歪切不管其横截面增大多少，其切割阻力和功耗均比正切减少很多 (割刀相对蔬菜轴成 45。时可以减少 30%。此外，克拉马连科的测定结果表明，斜切的功耗降低很多，歪切的阻力约降低 60%。故此设计机械采用歪切。 菜夹持输送的研究 由于蔬菜种类很多，有叶茎类的软菜，又有根茎类的硬菜，也有块根状小型的，总起来说形状千奇百怪，尺寸与刚度也相差很大。因此，要想有效地切削蔬菜，有效地定位与输送是加工的关键。 以前我们采用手动加工时，输送浪费了大量的人工与物力，由于这几年人工费地提高，手动己远远落后于形势。并且手动加工不规则，成品率低，不卫生等等缺点，迫切要求设计一种既能输送有效定位、适合多种蔬菜的输送机构，以实现规则的加工，适应出口蔬菜的要求。本设计采用单皮带夹持输送，其中上方为夹紧装置悬浮状态，工作时保证对加工物料的压紧。为了防止物料的打滑，我们在皮带的上方设有弹簧对压力进行调整，实现传动过程不打滑。如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 多功能蔬菜加工机械夹紧装置示意图 计方案的选择及论证 不同的食用要求对被切碎物料的规格和质量各不相同。食用时可将叶菜类蔬菜切割成碎段，将块根类蔬菜切割成片、丝和末、酱等不同的形状。因此，为达到需要，对切削的工艺要求是：（ 1）切割省力，耗用功率少；（ 2）加工质量好，特别是切割营养丰富、含水分多，流变性突出的蔬菜时，要求碎屑电话少和流汁少，这就是要求切刀刃薄二锋利；（ 3） 适合加工切割成不同的几何形状和大小的成品；（ 4）切碎工作部分有足够的强 度和刚度；（ 5）有效的送料，解决耗用大量劳动力的问题。 蔬菜种类很多，叶菜类如大白菜、菠菜等，块根类如胡萝卜、马铃薯、甘薯等，上述物料在形态上的共同点是类似球形，椭圆形，圆柱形和不规则形状，他们都要经过尺寸减少的加工处理过程，将其切成一定形状，我们把这类机械统称为蔬菜切碎机，即加工机。通常这类加工机主要有两种类型；盘刀式加工机和滚刀式加工机。滚刀式加工机的特点是动刀片刃口线的运动轨迹呈圆柱形。切碎器为滚筒式，整机结构比较紧凑，切割质量比较好，负载比较均匀，但由于叶菜与块茎类蔬菜的切割阻力，需在滚筒主轴一侧配 置飞轮以增加转动惯量，那样，刀片对滚筒主轴会引起明显的轴向力，此外磨刀刃比较困难。盘刀式加工机的特点式动刀片刃口线的运动轨迹是一个垂直于回转轴的圆形平面。物料由输送带传送，切割部分安装在回转轴的圆盘上。这类加工机的通用性广，切割质量更好，生产效率高，刀片拆卸和安装方便，自动化程度较高。此设计方案中的刀具是完全按照手工切菜的方法安装的有横刀和竖刀， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 削部分的设计 蔬菜要求规格要一致；长度误差小，切片厚薄均匀；切面质量好，组织新鲜；形状各异，品种繁多，一机多用。因此，要求加工机（ 1）切割副必须 配合合理（ 2）刀具具有一定的强度和高度（ 3）喂入口配置合理（ 4）道具具有互换性，通过刀具的简单更换，满足加工各种不同规格形状蔬菜的要求，以达到质量要求，因此设计切削部分必须满足能够切削丝条、片、末、段、等规格形状与质量的要求。 切割副结构参数的确定：动刀片和定刀片组成的切割副的切割参数如图 r,刃口锐角，切割角，刀片安装角，动定刀片之间的间隙 Z。 口锐角是一个独立的几何参数，它不取决于磨刃角 于切割蔬菜，刃口锐角 =20 100微米足够。为了磨刃到开始时的的锐利程度，一般在刃口处留处宽度为的磨刃区域，而 = 为了延长刀片的使用期， 过实验，我们取 0度。 1 x(a)动刀片结构参数（ b）动刀片安装角（ c）切割副 1. 动刀片 2动刀片 图 片结构参数 料部分的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 蔬菜的形状是不规则的，自动送料的问题一直困扰着我们，所以大多数的蔬菜 加工机都是手动送料，研究适合加工各种不同形状的送料机构，达到生产的连续性，提高产品加工质量和生产效率是本设计送料部分的宗旨。我们查阅了大量的资料，确定送料机构采用辊压操作、皮带输送、自动调整夹持的设计方案，要求的远动过程是：压辊的直径相等，速度相等，且同时驱动；被压物料等速运动；物料仅承受压辊施加的力作用；输送的对象是连续的，机械性质是均匀的；输送物料的物料与化学性质不能发生变化。 输送结构的确定：我们根据以上的分析，参考常用的国内外输送设备确定其结构如图 动双链轮 15通过下滚子轮 16带动中间链齿轮 18传动，中间链齿轮 18与下带驱动齿轮 19啮合，下尼龙输送带 12在下带驱动辊 20作用下，向前方转动。同时，主动双联链轮 15又通过上滚子轮 10带动驱动轮 9同步转动，这样，上尼龙输送带 3在上驱动辊 8作用下，向前方转动。因此，物料在两辊间的压力及物料重力作用下，在物料表面产生外摩擦力，在物料间产生内摩擦力，带动物料连续整体被输送，而不致发生打滑与翻滚现象。为增加摩擦力，调节拉簧 4将整个上带输送机构拉近来缩小上下辊的间隙。而整个上带输送机构可围绕上带驱动辊 8的中心转动。上带调节螺丝 6与 下带调节螺丝 14可调节输送带的松紧，以达有效的输送。 动 齿轮 图 菜输送机构图 功能蔬菜加工机的主要结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 本机主要有机架物料输送及夹持部分、切削成型部分、传动部分等结构组成，其结构简单如下： 切削成型部分由调速电机，皮带轮，主轴，动刀盘，动刀，定刀，定刀座等组成； 物料输送夹持部分：下带带驱动轮，下带从动轮，下带中间轮，下带涨紧调节螺丝，下输送带，上带驱动轮，上带从动轮，上带涨紧轮，上带涨紧调节螺丝，上输送带，上带拉紧簧，拉簧挡块等组成； 传动部分主要由调速电机，皮带轮，驱动链轮，双联链轮，中间传动链轮，驱动齿轮，滚子链等组成。 功能蔬菜切丝饥的工 作与传动原理 作原理 如图所示 物料放在输送带上时，下输送带带动物料向前运动，进入上输送带与下输送带之间，上下输送带将物料夹住。本设计的传动使上下夹持传动带具有相同的线速度。这时物料运动的速度与上下输送带的速度同步。与此同时，主轴带动动刀盘做旋转运动，刀盘带动刀也做旋转运动。当物料前进到刀前端的位置时，动刀切削物料，根据刀盘上安装刀具的不同，便将物料切削为不同的形状。根据不同的物料调节进料间隙，也由于蔬菜的外形复杂，即使同一种蔬菜的粗细程度也不一样，因此要求送料间隙应能够自由调节，这样 才能达到多功能加工的目的，为此我们设计了上输送带由上输送带弹簧调节其与下输送带自己建的间隙。当物料比较粗时上带拉紧弹簧被拉开，物料进入上下输送带时，将物料紧紧夹住，是物料随输送带同步运动。当输送物料比较细时，将上带拉紧弹簧 调紧，物料进入上下输送带时，将物料紧紧夹住，使物料随输送带同步运 动 。 图 多功能加工机工作原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 根据不同的物料的加工要求调节切片的厚度或切短的长短。上、下输送带通过双联链轮传动达到同步运动，由调速电机调节皮带轮的转速， 进而调节驱动链轮的转速，这样可以调节输送带的运输速度，从而调节切片的厚度或切段的长短。另外通过调节主轴的转速，也可以微调切片的厚度或切段的长短，影响比较小。 动路线 多功能蔬菜机为了实现对物料价格多种尺寸和形状的产品。采用了特殊的传动方式，保证加工物料传动。如图 夹持输送带和下夹持输送带为定速传动，分别有带传动、齿轮传动、链传动等组成，并保证使上下夹持带在夹持物料处具有相同的线速度。另一路传动是采用调速机，带动刀盘旋转。采用调速电机可使传动系统简单，机器对多种的物料适应性大大 增强。 本机特点：（ 1）通过换刀具，可加工各种哦你不同形状的蔬菜；片、段、丝等提高了设备利用率，（ 2）采用单向电容调速电动机适合加工各种形状的蔬菜，同时省去了复杂的变速结构，降低了设备的生产成本。（ 3）采用可调带式传动机构，可自动送料，连续加工。 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第三章 主要参数与零部件设计 机的选用 采用电磁调速电动机，型号： 动机主参数： 最大额定输出：直流 90速发电机：三相交流 2V/100r/速变化率： 3% 静态精度： 1% 输入电源：交流 220V 10% 50 60传动的设计计算 （ 1） 电动机功率的预选 功率 p=60W 最高转速 00r/ 2） 带的选择 （ 3） 选择主动轮的基准直径 选择主动轮的基准直径 5mm 25/39075100060 D 01 （ 4）计算从动轮的基准直径 2D 圆整为 2D =2655) 确定中心距和带的基准长度 1D + 2D )0a2( 1D + 2D ) 23800a=250 2 a+2( 1D + 2D )+02124)( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 =2 6 72504 752657526522502 取 000实际中心距 d=2166)主动轮包角计算 最小包角要求 1201 a 6018 0 121 =147 120 符合要求 （ 7）确定带的根数 ( 选取 91.0k z 取 z=3根 3 3 主轴的设计计算 （ 1）计算主轴上的功率、转速、转矩 功率 02 取三角带传动功率 则 7 32 扭矩 5 0 0 0 0/ 0 0 0 0T 22 （ 2）初步确定轴的最小直径及该处的长度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 选取轴的材料为 45钢，调质处理。 取 1123020m i 则 因为前面取带轮的宽度为 50的内径为 20以初步确定最小直径0i n 最小直径处的长度 （ 3）轴的结构设计 A：根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度。 B:初选滚动轴承及周的各段尺寸 因轴承主要受径向 力的作用，同时考虑带轮及轴承的安装、定位和尺寸，所以选取只受径向载荷的向心球轴承 205，其尺寸 25,15522565 故左边轴承的定位用轴肩，轴肩高度 025, 则，取1 ;43,25 212 考虑箱体的厚度，3 4332 。 确定轴的总长度 L=1968,17,2 655454 (4) 轴的危险截面的疲劳强度校 核 A: 12 截面处 m 截面上的扭转切应力 p 经插值后可查得 ，得轴按磨削加工，得表面质量系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 轴未被表面强化处理，即 1q则 剖面右侧一定安全。 B:截面 6右侧的安全性校核 抗弯截面系数 w dd 抗扭截面系数 2 7202 323 弯矩及弯曲应力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 p 轴按磨削加工取右侧安全 C:校核键的强度 (1)刀盘处 平键 强度足够M p ak l 1 4 2210243783 （ 2） 带轮处 平键 强度足够M p ak l 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第 四 章 主要结论和建议 本文紧紧围绕着设计一种能把各种形状的蔬菜加工成片、丝、末、段等规格尺寸的机器来开展研究工作的，主要是在前人研究的基础上设计制造出一种可以在生产上实用、安全可靠、高效的机器，取得了一些有参考价值的成果，井取得一些社会与经济效益。 要结论 研究了多功能蔬菜加工机合理的切削机构，采用了标准刀片与圆盘切刀相结合方式，显著改善了切削效果，调节加工尺寸简单容易，满足了多规格的需要，使机器的性能达到较高水平 ; 设计制造了多功能蔬菜加工机的输送料机构，采用上、下输送带夹持与输送方式，经过反 复试验改进，特别对上、下压辊参数的设计和优化和通过拉簧自动调节压辊力，实现了各种蔬菜在输送带上既能同步前进又能固定位置的要求，满足了多种蔬菜输送要求，克服了前人设备上的不足 ; 采用调速电机，可调节切刀转速与输送带速度，以满足切削规格要求，该电机安全、可靠、耐用可以直接应用到实际生产中 ; 设计多功能蔬菜加工机经过更换刀具即可用于各种形状及尺寸的蔬菜加工，更换切削刀盘可将蔬菜加工成不同型式，调节电机无级变速来调节加工规格，可合理地利用原料，提高出成率。实现了自动送料，解决了手动和半自动送料的技术难题 ; 对 设计的多功能蔬菜加工机从制造厂家、使用单位等不同角度进行了经济效益和社会效益分析。表明使用该课题的研究成果优于以往使用的其它种类的加工机。 在的问题 由于刀具尺寸与电机调速范围的局限性，一些蔬菜要加工成比较大规格或小尺寸 ，加工机的能力达不到，有待于进一步提高机械性能 ; 切丝条时，丝条有点弯曲 ; 刀盘品种少，不能完成对一些异形状的加工 : 输送橡胶带时间长老化，在涨紧轮作用下断裂，影响生产 ; 一步研究的建议 在试验研究的基础上，加强对切削刀具应用范围的研究，进一步加大调速范围，完 善加工机的性能，从生产的角度进行效果的验证 ; 对刀具材料进行详细的研究，尽量采用常见尺寸和材料，以降低机器的制造成本 ; 改进输送带，尽量用一种无毒、结实、防滑、耐用的材料 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 五 主要参考资料