机械原理课程设计-荸荠削皮机设计【全套图纸】.doc

目 录全套图纸，加153893706一、设计任务书11.1 设计任务11.2 设计原理11.3 设计要求2二、送料管结构设计22.1 送料管的布置22.2 拨杆轮的设计2三、刀盘及切削刀的设计与选择23.1 刀盘的设计23.2 切削刀的选择设计23.3 刀盘与切削刀的安装选择2四、输出卸料口的设计与选择24.1 方案一设计24.2 方案二设计24.3 方案三设计24.4 方案四设计2五、电动机选择及其外形尺寸设计25.1 电动机的选择25.2 外形尺寸设计2六、设计方案的创新改进2七、设计总结2八、参考文献2致谢2一、设计任务书1.1 设计任务设计一种新型的荸荠削皮机械，代替传统的手工削皮，这种机械不仅能够有效的出去荸荠的表皮，而且具有较高的圣朝效率，较好的工作性能以及较高的荸荠得率，另外，削皮的机械结构尽量简单，以达到成本低廉，维修方便的目的。1.2 设计原理荸荠削皮机示意图如下图1.1所示，此次新型设计，采用了多种设计方案。设计了至少一根送料管4，每个送料管上开有长槽，荸荠可嵌于管中滑动，管的一端装有至少两把端面刀5，且成对称分布。送料管后连有一限位架6，限位架的下部的工作段是两个基本平行的平面，这两个平面间的距离略大于削去两个端面后的荸荠的厚度，以用于将荸荠定位进行径向削皮。限位架下方装有挡板3，挡板的两侧分别是刀盘1和牵引带11。挡板、牵引带和限位架一起构成定位器，用于限定荸荠被切削时的位置。在未加入荸荠时，刀盘圆周面至牵引带的最短距离小于荸荠的直径。在切削过程中，刀盘以及牵引带分别与荸荠相接触的两个点的运动线速度相反，以使被切削的荸荠产生自转。刀盘的圆周面是一曲面，上面装有切削刃2，刀盘旋转后切削刃所形成的轮廓面的轴向剖面线是一曲线。此外，所说的定位器上周期性的形成以大于荸荠轴向截面的空穴，用于荸荠的导出。在后面的设计中会有更详细的说明。图1.1 荸荠削皮机示意图1.3 设计要求（1）、生产能力应达到1000kg/h。（2）、荸荠削皮后的得率大于80%。（3）、机械结构简单，成本低廉，维修方便。（4）、保证设计的经济性、可靠性以及环保性。二、送料管结构设计2.1 送料管的布置送料管的管口布置如下图1.2所示，该削皮机至少一根送料管，该管是一表面开有长的扁平管道。待加工的荸荠嵌于管中，顶芽从槽中伸出即可在管中滑动。槽和设定的管的扁平度可控制荸荠保持一定的角度以利于加工。槽可如下图所示只有一条，也可以在送料管上对称的开两条，使荸荠可以用两种规则角度再管中滑动。管的一端装有两把端面刀5，刀刃平行排列并分别对准荸荠的近蒂头和顶芽的两个部位。操作者可用带手套的手不断在送料管中压入荸荠，使荸荠向刀刃方向移动，从而荸荠的蒂头和顶芽这两个端面部位分别被切下。同时端面刀5的位置可以进行调动，以适应不同大小的荸荠，保证最合适的切削尺度。同时，也可以采用一种推进器将荸荠推向刀刃，如图1.3中的拨杆轮。图1.2 送料管示意图2.2 拨杆轮的设计在将荸荠送入送料口的刀刃上可用如下所示的拨杆来替代人工作业，这一方面减少了削皮机操作的安全性，另一方面也极大的提高了削皮机的削皮效率，具有很强的经济性。下图1.3是采用了四拨杆的的拨杆轮，对于拨杆头数的选择，可以根据削皮机的生产能力适当的增减拨杆头数。图1.4是拨杆轮的三维图。图1.3 拨杆轮示意图 图1.4 拨杆轮的三维图三、刀盘及切削刀的设计与选择3.1 刀盘的设计刀盘1的圆周面是一曲面。该曲面可以采用各种形式，从刀盘径向看，它的投影可以是V形带，也可以是圆弧。而采用圆弧的刀盘设计更符合荸荠边缘的形状，吻合程度更高，削皮效果更好。下图1.5是刀盘的三维立体图。图1.5 刀盘的三维示意图3.2 切削刀的选择设计刀盘上装有的切削刀有多种形式，可以是刀带或针带包复在圆周面上，也可以直接把切削刀直接安装在圆周面上，并用螺钉进行固定。所说的刀带或针带是指在牢固的柔性带上装有若干微型刀片或者是固定密集的金属针状物。所说的直接安装切削刀的方式是指在刀盘的整个圆周面上开有一个或者数个缺口，用于安装一把或数把切削刀2。缺口应足够大以利于切削的顺利排出。此削皮机的设计是将切削刀安装在刀盘上，用螺钉固定。切削刀的形式有以下6种设计，分别为3中直线刃口与圆弧刃口，如下图所示。而圆弧刃口更能与荸荠待切削边缘弧线相吻合。为改善切削效果，图1.6、图1.7、图1.8所示的刀刃口弯曲成虚线所示的弧度，如此叠加的结果就可以获得图1.9中虚线所示的光滑的与荸荠相吻合的弧线，以获得最佳的切削效果。图1.10是刀刃的三维图。图1.6 图1.7 图1.8 图1.9图1.10 刀刃口的三维图3.3 刀盘与切削刀的安装选择刀盘与切削刃的安装有以下两种形式，图1.11是一种立式安装方式，图1.12是横向安装方式，两种方式都使用了三个刀刃进行削皮，可以根据实际的需要进行相应的增减刀刃数量。图1.13、图1.14分别是两种方式的三维图。图1.11 立式安装 图1.12 横向安装图1.13 立式安装三维图 图1.14 横向安装三维图四、输出卸料口的设计与选择此削皮机械的输出卸料方式选用了四种方案，下面分别做详细说明。4.1 方案一设计图1.15所示的牵引带11上开有若干空洞15，该空洞应略大于荸荠，空洞之间的距离大于一个荸荠的圆周长。当牵引带沿图示方向运动，空洞的位置正好运动到荸荠的位置时，该荸荠就会从空洞穿过并通过管道16沿图示方向滑出。两个空洞之间的距离所运动的时间极为切削工作时间，调整带轮转动速度即可调整切削工作时间。图1.16是其三维立体图。图1.15 方案一示意图图1.16 方案一三维图4.2 方案二设计方案二采用的是图1.17所示的槽轮18。槽轮上的槽17的数量可按需确定，该槽轮的轴心线应尽可能与刀盘轴线垂直。槽轮外圆周作为挡板，荸荠立于其上时即在进行正常削皮。槽轮旋转到某一槽开口完全向上时，荸荠即会落入槽中，并在槽轮某一角度后从槽中滑出。图1.18是其三维立体图。图1.17 方案二示意图 图1.18 方案二三维图4.3 方案三设计方案三采用图1.19所示的挡板运动的方法。轮20沿某一方向旋转，其上的凸钉19定时带动拨杆21摆动，与拨杆相连的挡板3就定时向下摆动，让出空间使荸荠向下导出。弹簧22可使挡板回复，定位块23可调节挡板的空间稳定工作位置。图1.19 方案三示意图4.4 方案四设计方案四设计方法与方案三的原理类似，如图1.20所示。只是把挡板直接作为导杆，轮20转动使挡板定时在槽中滑动，荸荠可由下方导出。弹簧24、定位块25的作用与方案三中的作用相同。图1.20 方案四示意图五、电动机选择及其外形尺寸设计5.1 电动机的选择根据任务要求，要求荸荠的生产能力为100kg/h，对照相应的生产技术，确定电动机的功率为0.15KW，因此应选择小型的私服电机作为动力源。5.2 外形尺寸设计小型家用的荸荠削皮机的体积相对较小一些，一般只有一个送料管。为了满足需要，设计其外形尺寸长宽高为400470470mm。对于生产用的荸荠削皮机，其送料管可以为2个或者更多，因此，其外形尺寸应相应的增加。六、设计方案的创新改进为了提高切削工作效率，本实用新型方案进行了如下设计，即每台机械设置两套（或者更多，依情况而定）。所有的传动系统不需改动，只需要将各轴适当的进行延长即可增设一个刀盘，一副牵引系统及拨杆轮，以及限位架、挡板、送料管等基本装置。如此可使生产效率成倍提高，其效果图如图1.21所示。图1.21 创新方案设计七、设计总结本实用新型提供的技术方案，舍弃了一半切削工序中惯用的以被切削中心定位的方式，采用了以边缘定位的有匀切削层厚度效果的“无心”切削方式，极大地提高了切削效率，显著地提高了产品的收得率，减少了切削废弃料，而且整个机械结构极为简单，制造成本较低，维修也十分方便。此外，该机对各种原料适应性强，可同时切削大小差别较大的荸荠。对于操作者来说，劳动条件大为改善，劳动强度也能相应的减轻。八、参考文献1 濮良贵，纪名刚. 机械设计. 7版. 北京：高等教育出版社，2007.3 程友联. 机械原理. 北京：中国农业大学出版社，2007.4 何铭新，钱可强. 机械制图. 5版. 北京：高等教育出版社，2003.5 王世刚，王树才. 机械设计实践与创新. 北京：国防工业出版社，2009.6 杨家军. 机械创新设计技术. 北京：科学出版社，