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多功能切菜机的设计【10张CAD图纸和毕业论文】

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主轴-A2.dwg

减速器-A2.dwg

减速器输出轴-A2.dwg

刮菜板-A2.dwg

多功能切菜机传动原理图-A0.dwg

多功能切菜机装配图-A0.dwg

大圆柱齿轮-A3.dwg

大带轮1-A3.dwg

小带轮1-A3.dwg

机架总图-A0.dwg

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关键词：: 全套CAD图纸和毕业论文多功能切菜机设计全套 cad 图纸以及毕业论文

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摘要

随着人民对生活水平的不断要求，食用蔬菜成为人们重要部分，家用切菜机应用场所广泛，能够减轻人的劳动强度，切制出各种菜品，提高效率。

本次设计的切菜机主要由外壳体、竖直切菜机构、离心切菜机构、电机底座、带传动、齿轮系等组成。在本次设计过程中，首先调查分析了切菜机的研究现况及工作原理，在此基础上提出总体设计方案；接着，对各机构主要零部件进行了详细的设计；最后，采用AutoCAD绘图软件绘制了本家用多功能切菜机的装配图及主要零部件图。

通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；也掌握了普通机械产品的设计方法，并能熟练使用AutoCAD绘图软件，对今后的工作有极大意义。

关键字：切菜机、曲柄滑块、带传动、设计

Abstract

With the people's constant demand for living standards, eating vegetables has become an important part of people. Household cutting machines are widely used to reduce the intensity of labor, cut out various kinds of dishes and improve efficiency.

The vegetable cutting machine mainly consists of shell body, vertical vegetable cutting mechanism, centrifugal vegetable cutting mechanism, motor base, belt drive, gear train and so on. In the process of this design, we first investigated and analyzed the current situation and working principle of the cutting machine. On this basis, the overall design scheme was put forward. Then, the main parts of each organization were designed in detail. Finally, the AutoCAD drawing software was used to draw the assembly drawing and the main parts drawing of the local multi power cutting machine. .

Through this design, we have consolidated the professional knowledge of the University, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing and so on. It also has mastered the design method of ordinary mechanical products, and can use AutoCAD drawing software skillfully, which is of great significance for the future work.

Key words: Vegetable cutting machine, Crank slider, Belt drive, Design

第1章绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外切菜机现状 1

1.3课题主要内容 2

第2章总体方案设计 3

2.1功能及参数要求 3

2.1.1功能要求 3

2.1.2参数要求 3

2.2方案设计 3

2.2.1方案一 3

2.2.2方案二 4

2.3 方案论述与原理分析 4

2.3.1切片功能比较 5

2.3.2实现刀具运动的机构比较 5

2.3.3生产率比较 5

2.3.4方案确定与原理分析 5

第3章动力及传动机构设计 6

3.1 电动机的选择 6

3.2带传动的设计 6

3.2.1带传动1的设计 6

3.2.2带传动2的设计 7

3.3圆柱齿轮的设计 9

3.3.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 9

3.3.2按齿面接触强度设计 9

3.3.3按齿根弯曲强度设计 11

3.3.4几何尺寸计算 12

3.4轴的设计 12

3.4.1轴径的初步估算 12

3.4.2轴的结构设计 13

3.4.3轴的受力分析 13

3.4.4轴的强度校核 14

3.4.5轴上键的校核 14

3.4.6轴承的校核 15

第4章其他机构设计 17

4.1 竖直切菜机构设计 17

4.1.1 设计要求 17

4.1.2 机构设计 17

4.2 离心切菜机构设计 17

4.2.1 设计要求 17

4.2.2 机构设计 18

4.3切刀设计 18

4.4箱体结构设计 20

4.4.1左箱体的设计 20

4.4.2 右箱体的设计 21

总结 22

参考文献 23

致谢 24

第1章绪论

1.1研究背景及意义

机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的壳再生能源，成本的控制，减少或消除坏境污染作为一个超级经济目标和任务。

随着时间的推移和时代的进步，国内多功能切菜机的发展越来越快，其自动化程度以及通用性能与发达资本主义国家相比有显著的提高，特别是在切菜质量和效率方面明显缩小了技术上面的差距，从而反应出了中国机械工业的发展状况以及现状。传统的机械式的多功能切菜机已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的多功能切菜机来满足市场需求，因此浙江金明乐公司加大人力开发出五个规格十种类型的多功能切菜机。然而我国所需的多功能切菜机全部依赖进口，这使得国产机械人配备多功能切菜机，成本增加很大，而装备自行开发生产多功能切菜机的市场前景令人乐观。目前国外各个西方资本主义国家都在加大力度研发新型的多功能切菜机，我国从上世纪九十年代开始生产多功能切菜机，于上世纪九十年代就自行设计制造出不同功能和形式的多功能切菜机之后，为了适应玉米加工厂家的需要，2011年又制造了基于单片机的多功能切菜机。并且经过实际应用，该圆盘式多功能切菜机已经得到了越来越广泛的应用，逐渐迈出了国内的市场，在资本主义国家已经得到了普遍的应用和发展，并且获得了越来越广阔的市场前景和利润价值。

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多功能切菜机装配图-A0.png

多功能切菜机传动原理图-A0.png

大带轮1-A3.png

大圆柱齿轮-A3.png

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减速器-A2.png

减速器输出轴-A2.png

小带轮1-A3.png

主轴-A2.png

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内容简介：: 摘要随着人民对生活水平的不断要求，食用蔬菜成为人们重要部分，家用切菜机应用场所广泛，能够减轻人的劳动强度，切制出各种菜品，提高效率。本次设计的切菜机主要由外壳体、竖直切菜机构、离心切菜机构、电机底座、带传动、齿轮系等组成。在本次设计过程中，首先调查分析了切菜机的研究现况及工作原理，在此基础上提出总体设计方案；接着，对各机构主要零部件进行了详细的设计；最后，采用AutoCAD绘图软件绘制了本家用多功能切菜机的装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；也掌握了普通机械产品的设计方法，并能熟练使用AutoCAD绘图软件，对今后的工作有极大意义。关键字：切菜机、曲柄滑块、带传动、设计AbstractWith the peoples constant demand for living standards, eating vegetables has become an important part of people. Household cutting machines are widely used to reduce the intensity of labor, cut out various kinds of dishes and improve efficiency.The vegetable cutting machine mainly consists of shell body, vertical vegetable cutting mechanism, centrifugal vegetable cutting mechanism, motor base, belt drive, gear train and so on. In the process of this design, we first investigated and analyzed the current situation and working principle of the cutting machine. On this basis, the overall design scheme was put forward. Then, the main parts of each organization were designed in detail. Finally, the AutoCAD drawing software was used to draw the assembly drawing and the main parts drawing of the local multi power cutting machine. .Through this design, we have consolidated the professional knowledge of the University, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing and so on. It also has mastered the design method of ordinary mechanical products, and can use AutoCAD drawing software skillfully, which is of great significance for the future work.Key words: Vegetable cutting machine, Crank slider, Belt drive, Design目录第1章绪论11.1研究背景及意义11.2国内外切菜机现状11.3课题主要内容2第2章总体方案设计32.1功能及参数要求32.1.1功能要求32.1.2参数要求32.2方案设计32.2.1方案一32.2.2方案二42.3 方案论述与原理分析42.3.1切片功能比较52.3.2实现刀具运动的机构比较52.3.3生产率比较52.3.4方案确定与原理分析5第3章动力及传动机构设计63.1 电动机的选择63.2带传动的设计63.2.1带传动1的设计63.2.2带传动2的设计73.3圆柱齿轮的设计93.3.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级93.3.2按齿面接触强度设计93.3.3按齿根弯曲强度设计113.3.4几何尺寸计算123.4轴的设计123.4.1轴径的初步估算123.4.2轴的结构设计133.4.3轴的受力分析133.4.4轴的强度校核143.4.5轴上键的校核143.4.6轴承的校核15第4章其他机构设计174.1 竖直切菜机构设计174.1.1 设计要求174.1.2 机构设计174.2 离心切菜机构设计174.2.1 设计要求174.2.2 机构设计184.3切刀设计184.4箱体结构设计204.4.1左箱体的设计204.4.2 右箱体的设计21总结22参考文献23致谢2425第1章绪论1.1研究背景及意义机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的壳再生能源，成本的控制，减少或消除坏境污染作为一个超级经济目标和任务。随着时间的推移和时代的进步，国内多功能切菜机的发展越来越快，其自动化程度以及通用性能与发达资本主义国家相比有显著的提高，特别是在切菜质量和效率方面明显缩小了技术上面的差距，从而反应出了中国机械工业的发展状况以及现状。传统的机械式的多功能切菜机已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的多功能切菜机来满足市场需求，因此浙江金明乐公司加大人力开发出五个规格十种类型的多功能切菜机。然而我国所需的多功能切菜机全部依赖进口，这使得国产机械人配备多功能切菜机，成本增加很大，而装备自行开发生产多功能切菜机的市场前景令人乐观。目前国外各个西方资本主义国家都在加大力度研发新型的多功能切菜机，我国从上世纪九十年代开始生产多功能切菜机，于上世纪九十年代就自行设计制造出不同功能和形式的多功能切菜机之后，为了适应玉米加工厂家的需要，2011年又制造了基于单片机的多功能切菜机。并且经过实际应用，该圆盘式多功能切菜机已经得到了越来越广泛的应用，逐渐迈出了国内的市场，在资本主义国家已经得到了普遍的应用和发展，并且获得了越来越广阔的市场前景和利润价值。通过毕业设计的训练，使我们能够进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识，使之系统化、综合化。在毕业设计中着重培养我们独立工作、独立思考并运行用已学的知识解决实际工程技术问题的能力，结合课题的需要更应注意培养我们独立的获得新知识的能力。通过毕业设计加强对我们计算、绘图、编辑设计文件、使用规范手册等基本工作的实际能力培养。通过毕业设计的训练，使我们树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点；树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。工程设计的训练实践是最富创造性的内容。设计能力不同于理论分析能力、表达能力和动手能力，它是一种如何将思维形式的知识转化为客观尚未存在的而可以实现的物质实体的创造能力。不仅是认识客观、表达客观而且是创造客观的能力。因此设计能力的培养对作为工科学生的我们尤为重要。毕业设计在人才培养中的地位与作用毕业设计是人才培养中的一个重要环节，是整个教学过程的总结。一般在教学计划中毕业设计约占15-16周，其所占的学时在教学中没有哪一门课或哪个教学环节能与其相提并论哪个教学环节能与其相提并论。在前几学期的设计中，我们只是初步掌握了一些在设计中所用到的基本知识和技能，而毕业设计将是我们展示在大学期间所学到的成果的一次测试，所以非常的重要，而且要认真对待。1.2国内外切菜机现状随着时间的推移和时代的进步，国内多功能切菜机的发展越来越快，其自动化程度以及通用性能与发达资本主义国家相比有显著的提高，特别是在切菜质量和效率方面明显缩小了技术上面的差距，从而反应出了中国机械工业的发展状况以及现状。传统的机械式的多功能切菜机已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的多功能切菜机来满足市场需求，因此浙江金明乐公司加大人力开发出五个规格十种类型的多功能切菜机。然而我国所需的多功能切菜机全部依赖进口，这使得国产机械人配备多功能切菜机，成本增加很大，而装备自行开发生产多功能切菜机的市场前景令人乐观。目前国外各个西方资本主义国家都在加大力度研发新型的多功能切菜机，我国从上世纪九十年代开始生产多功能切菜机，于上世纪九十年代就自行设计制造出不同功能和形式的多功能切菜机之后，为了适应玉米加工厂家的需要，2011年又制造了基于单片机的多功能切菜机。并且经过实际应用，该圆盘式多功能切菜机已经得到了越来越广泛的应用，逐渐迈出了国内的市场，在资本主义国家已经得到了普遍的应用和发展，并且获得了越来越广阔的市场前景和利润价值。切菜机是1963年由法国发明家韦尔登发明制造的，并申请获得专利。1971年，他为家庭主妇设计出一种“魔法”搅拌器，它集切、拌、揉诸多功能于一体。到现在，切菜机的发展已有将近五十年的历史了，其功能也越来越强大。目前，在国内外有着各种各样的切菜机，主要有：多功能旋转式切菜机、离心式切菜机、切丁机、圆盘切口机、只显示多用切菜机等。目前，国内生产切菜机的厂家不多，现在我国的食品机械行业的主要机器型号有JY-Q550型切菜机、PQT-580型切菜机、CHD40型推杆式切菜机、QD-DLC2智能型蔬菜切割机等，模拟手工切菜机为多。这些厂家生产的切菜机的主要不足是功能少和价格高昂，因此设计多功能的高效率而体积小的多用切菜机是十分必要的。本文介绍了一种具有多功能的切菜及，具有切片、切块、切丁、切丝等功能，而且生产率很高，尤其适合家庭使用。1.3课题主要内容（1）根据收集的资料，分析存在的问题，确定设计目标，每个目标分别构思方案。（2）对所构思的草案从科学性、经济性、可操作性等方面进行初步评价，在此基础上确定最佳方案。（3）进行各环节的具体设计，并完成以下内容：1）家用切菜机的设计计算；2）家用切菜机装配图、零件图绘制；第2章总体方案设计2.1功能及参数要求2.1.1功能要求（1）切菜机应把传动部件与切菜料的工件部分严格隔开；（2）应有安全装置和措施；（3）手动进料应有限位措施，并与机动进料间应有互锁装置；（4）旋转刀具及旋转拨盘与设有铰链构件的防护罩间必须有互锁装置；（5）成型菜料应形状规整，均匀，稳定；（6）切制成型菜料应表面平整，棱角清晰，被切割表面不得有明显的撕裂纤维痕迹；（7）在进料，切割，出料的过程中，菜料应顺利通畅，不得有诸塞现象；（8）整机应运动平稳，不允许有异常音响，发热，冲击，卡死，漏油等现象。2.1.2参数要求技术参数：（1）电机额定功率：小于1kW；（2）外形尺寸：小于13007001100mm3；（3）切片厚度调整范围：1-30mm可调；（4）生产率：30-500kg/h（片）；（5）可切物料的种类：根、茎类蔬菜、水果等；（6）物料的形状：片、条、丝、块等.2.2方案设计刀具切削蔬菜的主要方式有两种：往复直线运动与转动，因此提出以下两种设计方案：2.2.1方案一蔬菜通过竖直或向上倾斜设置的料筒内，依靠重力自动向下运动；刀具在水平或竖直平面作旋转运动，可通过连杆机构、带传动、链传动或齿轮传动等实现；切片切丝的转换通过更换不同型号的刀具来实现；利用重力或离心作用收集加工好的蔬菜，如下图所示。该方案工作原理为：电动转动通过传送带带动变速器工作从而带动丝杠转动，丝杠带动推菜板将蔬菜推到刀具处，使得刀具对蔬菜进行切削。通过物料和切刀之间产生的相对运动来完成。蔬菜沿固定方向作进给运动，刀具在圆筒上进行旋转运动，实现对蔬菜的切制。图2-1 方案一简图2.2.2方案二蔬菜通过传送带在水平方向作直线运动；刀具做往复直线运动，通过曲柄滑块或凸轮机构等实现；切片切丝的转换通过在蔬菜传送线路上设置刀具的数目及刀具形状来决定，切片厚度由蔬菜及刀具相对运动速度决定；在传送带的末端设置收集机构。如下图所示：图2-2 方案二简图2.3 方案论述与原理分析食品机械的特点之一就是工作的执行机构模拟人手的动作实现其功能，以保证制出的食品具有良好的形状，保持原来的食品味道和颜色及质量。性能良好的多功能切菜机的切片运动形式当然也应该是模拟人手动作的。2.3.1切片功能比较对于刀具回转的刀片：通过设计出一定刀刃曲线在物料直线进给的条件下，刀具不仅对物料具有切的作用而且同时还具有割的作用，因此，是具有模拟人手工切片的动作。从而使刀具对物料的挤压力小，对物料损伤小，可以保持其水分，且切片形状规则，因而切片质量好。此外，尚可以设计不同机构的圆盘刀具，可以一次切出所需的不同形状的物料（条、丝、块等）。对于刀具作直线往复运动，其刀片刃口为一直线，刀具简单。但刀具对物料挤压力大，对物料损伤大，水分损失多，切片质量差。 2.3.2实现刀具运动的机构比较实现刀具回转运动的机构比较简单，传动平稳，传动元件不易磨损，机器寿命长。实现刀具直线往复运动必须采用曲柄连杆滑块机构或凸轮。相对而言机构较复杂、有冲击、振动大、传动元件易磨损，机器寿命低。2.3.3生产率比较刀具回转和物料直线进给式，由于无冲击、振动小，可以高速切片，因而生产率高。刀具直线往复运动和物料直线进给式，由于运动中有冲击、振动大，切片速度提高受到限制，所以生产率低。由于上面分析比较可以得出如下结论：刀具作回转运动切片时，切片质量好，生产率高，切形多样化（可通过不同种类的圆盘刀具来实现）代表了切菜机的发展方向，所以本设计仍然采用刀具回转的切片运动形式。2.3.4方案确定与原理分析根据前述选定的本机功能要求包含：（1）可把瓜薯类蔬菜切成片，丝，丁，曲线，菱形；（2）还可把细长类蔬菜（韭菜，豆角等）切成段，以及把叶类蔬菜切成丝；（3）菜的长短厚薄可调。因此选定方案二更合适，其工作原理如下：（1）主要有机架、输送带、压菜带、切片机构、调速箱或塔轮调速机构组成（2）离心式切片机构用于果蔬类硬菜的切片，片厚可在一定范围内自由调节，竖刀部分可将叶类软菜或切好的片加工成不同规格的块、丁、菱形等各种形状。切菜长度通过 “可调偏心轮”在一定范围内任意调整。因竖刀模拟手工切菜原理，加工表面平整光滑，成型规则，被切蔬菜组织完好，保持新鲜。第3章动力及传动机构设计3.1 电动机的选择电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于生产单位一般都采用三相交流电源，因此，无特殊要求时均选用三相交流电动机，其中以三相异步交流电动机应用最广泛。对于载荷比较稳定、长期连续运行的机械,只要所选电动机的额定功率等于或稍大于所需的电动机工作功率，电动机就能安全工作，不会过热，因此通常不必校验电动机的发热和启动转矩。因为切菜机属于一般机械，无特殊要求，故可以选择的电动机的额定功率小于1kW。容量相同的三相异步电动机，一般有3000、1500、1000及750r/min四种同步转速。电动机同步转速愈高，磁极对数愈少，外部尺寸愈小，价格愈低。但是电动机转速愈高，传动装置总传动比愈大，会使传动装置外部尺寸增加，提高制造成本。而电动机同步转速愈低，其优缺点则相反。本设计选择电动机型号为Y802-4；额定功率：0.75 kW 额定转速：1390 r/min最大转矩：2.3 Nm3.2带传动的设计3.2.1带传动1的设计（1）确定计算功率Pca载荷变动由1带传动工作情况系数表查得（2）选择带型根据计算功率Pca=0.33kW，小带轮转速r/min因此选择Z型窄V带。（3）确定带轮基准直径 11）依据1初选小带轮的基准直径mm 2）验算带的速度v在525m/s标准范围之间 33）确定中心距a和带的基准长度。依据带传动带几何关系，计算所需带的基准长度mm依据1基准长度系列，选择带长为1700mm。（4）验算主动轮上的包角。（5）确定带的根数。 (3.1) 式中包角系数依据1查得长度系数依据1查得单根V带的基本额定功率查2得=0.294kW查2得=0.03kW 根故取1根Z型窄V带。（6）确定带得预紧力。N（7）计算带传动作用在轴上的力。N结论：选择Z型窄V带，两个可调带轮的基准直径为，两可调带轮之间的中心距为500mm，带长1700mm3.2.2带传动2的设计（1）确定计算功率Pca载荷变动由1带传动工作情况系数表查得（2）选择带型根据计算功率Pca=0.44kW，小带轮转速r/min因此选择Z型窄V带。（3）确定带轮基准直径。 11）依据1初选小带轮的基准直径mm 2）验算带的速度v在525m/s标准范围之间 33）确定中心距a和带的基准长度。依据带传动带几何关系，计算所需带的基准长度mm依据1基准长度系列，选择带长为1800mm。（4）验算主动轮上的包角。（5）确定带的根数。 (3.1) 式中包角系数依据1查得长度系数依据1查得单根V带的基本额定功率查2得=0.294kW查2得=0.03kW 根故取1根Z型窄V带。（6）确定带得预紧力。N（7）计算带传动作用在轴上的力。N结论：选择Z型窄V带，两个可调带轮的基准直径为，两可调带轮之间的中心距为615mm，带长1800mm3.3圆柱齿轮的设计3.3.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级考虑到本设计切菜机传送件的功率，为一般机械，要求传动平稳，噪声小，故选用斜齿轮传动。大齿轮选用45号钢，小齿轮选用40Cr，调质并表面淬火，HRC4045，选用7级精度。选小齿轮齿数Z1=24, 大齿轮齿数Z2=483.3.2按齿面接触强度设计（1）确定公式内的各计算数值 1)小齿轮传递的转矩： Nmm 2)初选，则。3)查2由材料硬度选择齿宽系数=1。4)由表查得材料的弹性影响系数。5）由图按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限6）应力循环次数7)接触疲劳寿命系数 8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，则有：（2）计算 1）试算小齿轮直径，代入中较小的值：mm经查表，取mm2）计算圆周速度v3)计算齿宽bmm4)计算齿宽与齿高之比模数mm齿高mm5)计算载荷系数根据v=0.565m/s,7级精度，由图查得动载系数；直齿轮，；由表查得使用系数；由表用差值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称布置时；由=10.67，查图得；故载荷系数3.3.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度设计公式为确定公式中的各计算数值由图查得小齿轮弯曲疲劳强度极限；大齿轮弯曲疲劳强度极限由图取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,计算载荷系数K 查取齿形系数由表查得查取应力校正系数由表查得计算大、小齿轮的,并加以比较设计计算根据模数系列查得m应取1；小齿轮齿数大齿轮齿数3.3.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径mm；mm；（2）计算中心距mm（3）计算齿轮宽mm计算结果汇总：模数m=1mm；，中心距a=45mm；齿宽mm，mm；分度圆mm,mm。同理可计算得第二级齿轮结果汇总如下：模数m=1.25mm；，中心距a=60mm；齿宽mm，mm；分度圆mm,mm。3.4轴的设计3.4.1轴径的初步估算由材料力学可知，轴受转矩的作用时，其强度条件为： mm （3.7）式中:轴剖面中最大扭转剪应力（MPa）； P轴传递的功率（kW）； n轴的转速（r/min）；许用扭转剪应力（MPa）； C由许用扭转剪应力确定的系数； d轴的直径（mm）。查2得C的值为106。由公式（3.7）得： mm3.4.2轴的结构设计在轴的基本直径定下以后，要进行轴的结构设计，定出轴的各部分的形状和尺寸。根据切菜机的设计要求和前面的总体分析，轴的结构如图 3.2所示。3.4.3轴的受力分析由齿轮的计算可知：切向力N径向力N轴承总的支承反力为：N图3.2 轴结构图和轴受力分析图3.4.4轴的强度校核已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴颈可能不足的截面）做弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力通常由弯矩所对称循环变应力。产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数，则计算应力为由于扭转切应力为脉动循环变应力，所以=0.6。则轴的弯扭合成强度条件为故轴的设计满足要求。3.4.5轴上键的校核平键的两侧面是工作面，工作时两侧面受到挤压，对于按标准选择尺寸及键为常用材料的普通平键联接其主要失效形式是键、轴槽和毂槽三者中强度最弱的工作面被压溃。校核时，按工作面的平均挤压力进行计算，其公式为： MPa （3.11）式中:T传递的转矩（Nm）； d轴的直径（mm）； l键的工作长度（mm），58mm；、b键的公称长度和键宽（mm）； k键与毂槽的接触高度（mm）；许用应力（MPa）。由式（3.11）得：MPa查2有冲击载荷时=120150MPa。显然满足强度条件。综上计算得设计参数：轴材料选用40Cr；轴径取16mm；轴的总支反力 N，N；键的压应力MPa3.4.6轴承的校核对于传动的滚动轴承，其滚动体和滚到发生的疲劳点蚀是主要的失效形式，因而主要是进行寿命计算，必要时再作静强度校核。本次验算为刀片传动中齿轮轴两侧的轴承的校核，其型号为7204C。（1）求两轴承的计算轴向力和。由2得7204C派生轴向力，初取e0.42 估算。NNNN 由2插值计算得、再计算NNNN确定、，N、N（2）求轴承当量动载荷和。由2 分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数：轴承1 轴承2 因轴承运转中有中等冲击载荷，按表13.6 取NN（3）验算轴承寿命。因为所以按轴承1得受力大小验算：h已知本机器使用5年，一班制，预期寿命为：h故本轴承能够满足设计要求。第4章其他机构设计4.1 竖直切菜机构设计4.1.1 设计要求由于料筒内的原料在竖直方向的进给量固定，调整较难，切削机构作为本设计实现目标功能的执行机构，不仅要实现刀具对原料切削，还要能够改变切削形状，调整切削参数。切削机构在工作中是直接与原料接触的部分，出于安全考虑，不仅其构件需要选择无污染材料，还要注意将切削部件与机械传动部件隔离开来，减少原料污染的可能性。4.1.2 机构设计本次竖直切菜机构采用曲柄滑块机构，其结构尺寸如下图示：图4-1 竖直切菜机构4.2 离心切菜机构设计4.2.1 设计要求离心进给为市面上常见的切菜机所采用的进给方式，使菜品旋转并于一定的力与固定的刀片接触摩擦致蔬菜被切碎。使用离心原理的缺点是噪音大，机器震动大，而且体积很难压缩。4.2.2 机构设计本次离心切菜机构采用拨菜板快速拨动蔬菜绕同比旋转，从而与布置在筒臂上的离心切刀接触摩擦致蔬菜被切碎，其中最主要的结构就是结构拨菜板，其结构尺寸如下图示：图4-2 离心拨菜板4.3切刀设计刀盘部件设计主要为刀具的设计，刀具的形状决定了切片的形状。可以通过换用不同的刀具切不同的物料，切出各式的形状。此多功能切菜机主要采用的刀具有两种：新月型刀具和圆盘刀具。现分别介绍如下：（1）新月型刀具主要用于切削软的物料，如食品，叶类蔬菜等。新月形刀具又分为单刀和双刀两种。如图(5.1)在物料输送速度一定的条件下，用双刀具时的物料切片厚度为采用单刀时的切片厚度的一半。在本机上，当要求切片厚度变为1mm时，只能采用双刀进行切削。单刀用于加工茎类，叶类，长细状的物料。加工尺寸范围较大，加工长度为230mm。可以切片，也可以切丝。双刀也用于加工茎类，叶类，长细状的物料。加工长度为116mm。也可以切片，切丝。 (a) 单刀 (b) 双刀图4.2 新月型刀具（2）圆盘刀具主要应用于切削物料形状不规则，短而硬的物料，如土豆，洋葱等。因为刀片时按在圆盘上，所以一方面增加了刀具的刚性，另一方面刀盘可以挡住刀具不切削时的物料送进而不致使物料掉下来（当物料短时），以便保证物料的切削厚度的均匀性和可靠性。圆盘刀具同样又分为单刀圆盘刀和双刀圆盘刀。如图(5.2)它们之间的切削厚度的关系与新月形刀具的单刀和双刀的切削厚度关系相同。采用圆盘刀具的一个重要的特点是它能够调整切片厚度。它可以根据刀片厚度的要求，在圆盘刀架安装刀具的表面和刀具定位面之间加入一个可调厚度的垫片来调整刀具的高度，从而可以改变切削厚度。虽然刀片为不锈钢材质，但是要在刀具使用之后用水洗净，烘干，涂油保管起来，不要与其它硬件放在一起，以免碰坏刀片的刀刃。图4.3 圆盘刀具本次设计结合上述新月型刀具和圆盘刀具的特点设计出一种新型刀具如下图示：共有4把刀片，可切片、块、丝、丁、菱形、曲线型多种花样：图4.4 竖直刀具刀片参数如下：切丁刀片切丁宽度：19毫米菱形刀片切出厚度：16毫米离心机切片厚度2-10毫米可调传送带切片切丝厚度1-25毫米可调节4.4箱体结构设计箱体的主要功能是支承并容纳各种零件，如传动零件、轴、轴承等，使其能够保持正常的运动关系和运动精度；安全保护和密封作用，在保证箱体内的零件不受外界环境影响的同时又保护操作者的人身安全，还具有一定的隔振、隔热和隔音作用。本设计的箱体在实现以上功能的基础上，还需改善机体的造型，使整体造型美观，更受人们的青睐。为减轻整个设计的重量，箱体的材料选择热塑性塑料高密度聚乙烯（PE），其耐化学腐蚀性优良，冲击强度突出，耐磨、耐疲劳。4.4.1左箱体的设计左箱体结构如图4.6所示，主要作用是与下箱体配合，支承并限定轴、轴承等零件的位置；为了提高轴承孔附近的联结刚度，在轴承孔两侧制有凸台，以安装联结螺栓，凸台的表面需要机械加工。考虑到成品的收集，左箱体外壳需要避开出料口，故选择锥形与长方体形相结合的造型；又横轴为悬臂布置，箱体侧边需“开口”，并向外延伸一段长度，为内部零部件的装配和调整提供空间。图4.6 左箱体4.4.2 右箱体的设计下箱体是本设计的基础部件，既起支承作用，承受其他零部件的重量；又起基准作用，保证部件间的相对位置。下箱体的尺寸和位置精度对设计产生整体性的影响，因而必须合理选择下箱体的各项精度；下箱体要有足够的刚度，需增加其壁厚，但若单靠增加壁厚提高刚度，又必定会使下箱体笨重、浪费材料，故本设计中下箱体的壁厚取15mm，并用加强筋的办法增加局部刚度，从而提高连接刚度，加强筋的厚度为壁厚的0.8倍，取12mm。图4.7 右箱体总结毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次对切菜机设计中理论知识和实际设计的相结合，锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在，提高是有限的但却是全面的，正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装起来，也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本此毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，但同时也发现了自己的许多不足与欠缺，留下了些许遗憾，不过不足与遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新科技新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进知识，更好的为祖国的四化服务。参考文献1 龚溎义, 罗圣国，李平林，张立乃，黄少颜.机械设计课程设计指导书M.第

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