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7张CAD高清图纸和文档 YC系列 切菜机 设计 小型 蔬菜 CAD 图纸 文档 YC 系列

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河北科技师范学院本科毕业论文（设计）任务书切菜机的设计 院（系、部）名 称 ： 欧美学院机电科学与工程系 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 王浩兵 学 生 学 号： 9313110218 指 导 教 师： 刘长荣 2014年10月25日河北科技师范学院教务处制 一、主要研究内容1. 查阅相关文献资料，进行市场调研2. 进行结构分析，确定设计方案 3. 驱动电动机的选择 4. 传动机构选择 5. 切削机构的设计 6. 切削刀具的设计 7. 机架机构的设计二、基本要求通过调查研究，查阅相关资料，撰写毕业设计开题报告、文献综述（3000-5000字）、外文翻译（不少于3000汉字）；写出设计说明书一份（不少于10000字），完成各非标准零件的零件图和整机装配图的绘制，至少0号图纸两张；毕业设计完成时，提交毕业设计要求的全部资料并刻成光盘；其它要求参见河北科技师范学院本科毕业论文（设计）条例校教字 201112号。三、工作进度 2014年10月2015年1月：根据指导教师下达毕业设计任务书，搜集资料，完成文献综述，外文翻译, 确定方案，完成开题报告。 2015年1月12开题报告答辩；2015年3月23日2015年5月初：完成装配图、主要零部件图和毕业设计说明书2015年5月初2015年5中旬：在老师的建议下对毕业设计文献进行修改整理2015年5月下旬：完成毕业设计全部资料，答辩。四、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.第二版. 北京：高等教育出版社，20092 吴克坚,于晓红,钱瑞明. 机械设计 M.第一版.北京：高等教育出版社，20033 殷涌光,丁庆宇，罗陈，牟光庆. 食品机械与设备 TS.北京：化学工业出版社，20074 龚溎义,潘沛霖，陈秀，严国良. 机械设计课程设计图册 M.北京:高等教育出版社,20095 孔凌嘉,毛谦德. 简明机械设计手册 M.北京：北京理工大学出版社，20086 Neil Sclater,Nicholas P.Chironis. 机械设计实用机构与装置图册 M. 邹平.北京：机械工业出版社，20077 Werner J Glantschnis. Green design: An introduction to issues and challenges J IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology.Part-A.1994.17(4)指导教师签名： 教研室主任审查签名： 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）切菜机的设计 院（系、部）名 称 ： 欧美学院机电科学与工程系 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 王浩兵 学 生 学 号： 9313110218 指 导 教 师： 刘长荣 2015年3月30日河北科技师范学院教务处制摘 要切菜机是蔬菜加工企业和单位的主要设备之一，在改善人们生活质量和出口加工蔬菜创汇方面起到了重要作用。切菜机机要实现切削蔬菜的功能主要是模仿手工切菜方式，即刀具与蔬菜成一定角度作往复运动，同时蔬菜朝着刀具的切削面作进给运动。本次设计的切菜机主要由外壳体、刀架、弧形刀具、电机底座、推板、丝杠、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、刀具、齿轮、设计AbstractShredder is one of the main equipment vegetable processing enterprises and units in improving peoples quality of life and earning export processing vegetables plays an important role. Shredder confidential realize the function of cutting vegetables are mainly hand-chopping imitate a way that the tool and vegetables angled reciprocate, while vegetables towards the cutting surface of the tool for the feed motion.The design of the shredder is mainly composed of the outer casing, knife, curved knives, motor base, push plates, screws, gears and other components. In this design process, the first investigation and analysis of the research status and works Shredder, the overall design scheme proposed on this basis; then, the main components of the agencies carried out a detailed design; and finally, the use of AutoCAD drawings software to draw the assembly drawing Shredder and main parts diagram.Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; also mastered the design method general machinery products, and can skillfully use AutoCAD mapping software, the future work of great significance.Keywords: Vegetable machine, Tool, gear, Design目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1研究背景及意义11.2国内外切菜机现状11.3切菜机介绍21.3.1 切菜机介绍21.3.2 切菜机的工作原理2第二章 总体方案设计32.1原理和应用分析32.1.1切片运动形式的选择32.2 切菜机方案设计32.2.1刀具方案选择32.2.2进给方案的选择32.2.3传动方案设计32.3 技术参数选择4第三章 动力及传动机构设计53.1 电动机的选择53.2带传动的设计53.2.1带一的设计53.2.2带二的计算63.3圆柱齿轮的设计83.3.1选择齿轮材料、热处理方式和精度等级83.3.2按齿面接触强度设计83.3.3按齿根弯曲强度设计93.3.4几何尺寸计算113.4锥齿轮设计113.4.1 技术要求113.4.2 选定材料、热处理及精度113.4.3 初步设计齿轮传动的主要尺寸123.4.4 强度校核123.4.5 齿轮几何尺寸计算143.4.6 齿轮结构设计153.5 轴的设计153.5.1轴径的初步估算153.5.2轴的结构设计163.5.3轴的受力分析163.5.4轴的强度校核173.5.5轴上键的校核173.5.6轴承的校核18第四章 其他机构设计204.1 切削机构设计204.1.1 设计要求204.1.2 机构设计204.2刀盘部件设计214.2.1新月型刀具214.2.2圆盘刀具214.3箱体结构设计224.3.1左箱体的设计234.3.2 右箱体的设计23总 结25参考文献26致 谢2728河北科技师范学院毕业（论文）设计第一章 绪论1.1研究背景及意义20世纪以来，我国食品工业较改革开放初期有了很大的发展，人民生活有了很大的改善，日益对食品加工和食品包装提出了更高的要求。发展食品工业的基础便是食品机械。不断地研制各种类型的食品机械来促进食品工业的发展，以满足不断提高的人民物质和文化生活的需要，使人们从繁重的家务劳动中解放出来，而以更充裕的时间投入到工作中去。因此研制先进的食品机械，使食品加工迅速地实现机械化和自动化是社会发展必然趋势。随着经济的发展,人们物质生活水平的不断提高,人们的饮食习惯逐步向方便,快捷,营养化发展，在蔬菜的加工方面出现了净菜半成品菜，受到广大人民群众的欢迎。随之而来，半成品菜的加工成为难题。虽然中国劳动力低廉，但手工切出的制品不卫生，规格尺寸不均，破损量大，成本相对较高。切菜机的设计课题研究的目的是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，蔬菜加工出口扩展国际市场也得到蓬勃发展。切菜机是蔬菜加工企业和单位的主要设备之一，在改善人们生活质量和出口加工蔬菜创汇方面起到了重要作用。近年来市场年销量递增，随着国内外对蔬菜加工规格需求范围的扩大，传统切菜机的切菜长度，切菜质量、操作等很难达到用户的要求。因此，对切菜机升级换代势在必得，设计一种使用根据切菜长度自动控制切菜速度等参数的新型切菜机显得更加重要。使其代替繁琐的人工调试，且调整准确、快捷，提高切菜质量和提高生产效率等。1.2国内外切菜机现状切菜机是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（整机（无级）：1200700300MM,外形尺寸：送料槽：长宽=1000140MM）；CHD40型推杆式切菜机QD-DLC2智能型蔬菜切割机；QCJ-型切菜机TW-801A切菜机,机器尺寸：1160（L）530（W）1000（H）(mm)机器重量：135KG切割尺寸1-60mm(叶菜部)产量：300-100kg/HR电源：220V单相马力：3/4HP皮带宽：120mm；DQ180A、DQ180B切菜机；CHD40型料斗式切菜机；作为EMURA的主力产品,其最新推出的切菜机ECD-202型,CHQC-100DI型切菜机规格470410620mm符合Q/WHS02-2001技术条件要求；JW-301型切菜机，技术参数：电压/频率：230-240V/50-60HZ 功率：35W 重量：2kg 线长:18m尺寸：120342210(mm) 大箱尺寸:445420490(mm)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。本文介绍了一种可以切蔬菜，加工多种食品的切菜机，而且生产率很高，尤其适合小型的饮食行业的使用。1.3切菜机介绍1.3.1 切菜机介绍目前我国市场上生产和销售的切菜机主要是针对食品加工厂以及大型的食堂饭店所设计的，根据其功能的多寡主要分为两类：单切型切菜机 单切型切菜机适用于片、段、丝、块茎、叶菜、海带等。典型结构为箱式。多功能型切菜机 多功能型切菜机包含单切机的所以功能的同时，也可切圆形如土豆、萝卜等。可将根、茎、叶等蔬菜加工成片、丝、丁、菱、曲线、花丁、花片等。典型的结构有两种：双头型切菜机 一头专切叶菜类，由传送带送菜，往复运动的刀具进行切削；一头专切土豆、萝卜等根茎类、块类蔬菜，原料从倾斜的料筒送入，由旋转刀具进行切削，可同时工作，通过更换刀盘，可以切出各种规格的片、丝、条。组合式切菜机 水平传送带传送原料，由在传送带上间隔分布的成一定角度的多个刀具进行切削，根据需要原料在传送带上经一次或多次切削后成形，成品的形状参数通过调节刀具的切削速度及原料的传送速度来控制。现有的切菜机一般特点是：操作简单方便，性能稳定，故障率低，成熟可靠，维修方便；生产效率高，加工产品形状范围广，破损率较低等。适用于食品行业、蔬菜加工行业、餐饮行业的各类蔬菜加工。1.3.2 切菜机的工作原理切菜机是食品原料预处理机械的一种，其切割过程是利用剪切原理实现物料切断或者切碎的过程，通过物料和切刀之间产生的相对运动来完成。切菜机所加工的物料为蔬菜，加工后的形状和规格也与其他切割机械有较大差异，是一类专用设备。切菜机实现切割的方式主要是模拟手工切菜，蔬菜沿固定方向作进给运动，刀具在某一位置作往复运动，实现切割目的。第二章 总体方案设计2.1原理和应用分析2.1.1切片运动形式的选择切菜机机要实现切削蔬菜的功能主要是模仿手工切菜方式，即刀具与蔬菜成一定角度作往复运动，同时蔬菜朝着刀具的切削面作进给运动。在切削过程中刀具往复运动的频率和蔬菜进给运动的速度需要根据加工对象以及加工要求的不同有所调整。由此我们可以得出：切片切丝机必须具备动力源、力（力矩）传递机构、切削机构、制动机构以及必要的外部支承定位机构，其中力矩传递机构还需要能够实现与动力源运动方式匹配的运动形式转换机能。目前，国内外的切菜机的切片运动形式主要有两种：（1）刀具回转和物料直线进给式；（2）刀具作直线往复运动和物料作直线进给式。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。2.2 切菜机方案设计2.2.1刀具方案选择经过初步的原理讨论分析，我们提出了两种不同的刀具方案，一种为装在圆桶刀架上的弧形刀片，另一种为盘形刀片。由于盘形刀片刀片面积利用率低，圆盘体积过大，且不易实现直线进给，导致效率无法提高，我们更加倾向于弧形刀片方案。2.2.2进给方案的选择常用的进给方案是直线进给和离心进给。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。我们提出了两个直线进给的方案，分别是：（1）依靠弹簧弹力来推动蔬菜不断向切削刀刃移动（2）使用电机带动丝杠，带动推板推动菜向前移动。这种原理类似于普通车床的进给方式，优点在于可以较好的调整速度控制进给量，改变切削尺寸。2.2.3传动方案设计经过分析研究，把分离传动机构改进为整体传动的机构形式（把变速变换齿轮也布置在传动箱内），使其机器的宽度方向尺寸减少到700mm，且刀具中心基本上位于宽度尺寸的中心，增加了机器的美观。本机拟采用同步带传动、齿轮传动、蜗杆传动、链传动等传动方式。综合分析，本设计刀具的传动要求平稳，采用斜齿轮传动。输送带的传动因速度较低，经同步带无级变速后，由蜗轮蜗杆，齿轮传动，链轮传动达到要求的速度。本设计的多功能切菜机的传动原理图如图2.1。（见下图）机构工作原理说明：该方案切菜机主要由外壳体、刀架、弧形刀具、电机底座、推板、丝杠、齿轮系组等组成。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。通过丝杠转动，使推板推动蔬菜向前进给，当推板推动至距离环形刀架距离最近的极限位置时，即可拨动“切换钮”使丝杠反向转动，推板即可回复至图示原始位置，再次向进菜口腔内添加蔬菜，拨动“切换钮”，使丝杠正向转动即可。2.3 技术参数选择本设计的各种技术参数如下：（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、叶类蔬菜、水果、腌制食品、熟制食品、鱼类、海带类、中草药等。（6）物料的形状：片、条、丝、块、段、丁等。第三章 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带一的设计（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带二的计算（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锥齿轮设计3.4.1 技术要求输入功率，小齿轮转速，传动比，由手动驱动，使用年限10年，360天/年， 2次/天，每次工作0.4h。盘状切削机构工作时有轻微冲击，转向不变。3.4.2 选定材料、热处理及精度考虑到本设计的功率以及对整体设计的体积要求，大小齿轮都选用软齿面直齿圆锥齿轮。（1）齿轮材料及热处理根据表9.102初步选大小齿轮材料为45钢。小齿轮调质处理，并齿面淬火，齿面硬度为。大齿轮调质处理，硬度为。按图9.55和图9.582，分别取，在普通齿轮机床上范成加工，齿面终加工不磨齿，必要时剃齿、刮齿或珩齿。考虑到本设计的工作环境比较潮湿，处理的蔬菜酸碱性各异，需要零件表面具有一定的耐磨性、耐腐蚀性，并且美观。所以对大小齿轮均进行发蓝处理，以减少磨损和腐蚀，发挥零件材料的潜力，增加其使用寿命，并提高表面的装饰效果。（2）齿轮精度按GB/T11365-1989，8级，法向侧隙公差种类为C3。3.4.3 初步设计齿轮传动的主要尺寸（1）确定齿数z因为本对齿轮的主要作用是转换运动方向和传递力矩，理想传动比，但为减小配对齿轮啮合的振动并使所有轮齿磨损均匀，故取，齿数比。（2）初选模数m直齿锥齿轮的参数和几何尺寸均以大端为准，且大端模数m直接影响齿根弯曲强度，为防止过载时轮齿突然断裂，按GB/T 12369-1990，选，大端的压力角，齿顶高系数，顶隙系数2。（3）当量齿轮参数计算锥距，分度锥角，。齿宽系数。一般取，故取，则。齿宽中点的分度圆直径（平均分度圆直径）和平均模数齿宽中点处当量齿轮的分度圆直径、当量齿数及齿数比，3.4.4 强度校核直齿锥齿轮强度的简化计算，通常按齿宽中点的当量齿轮进行，可以直接引用直齿圆柱齿轮的相应公式。（1）轮齿受力分析小齿轮传递的转矩 忽略齿面摩擦力，假设法向力集中作用在齿宽中点上，在分度圆上将其分解为圆周力、径向力和轴向力相互垂直的三个分力。载荷系数,，按表9.10、图9.44、表9.192取使用系数，动载荷系数，径向载荷分配系数，得。（2）齿面接触疲劳强度校核许用接触应力小齿轮应力循环次数大齿轮应力循环次数按图9.56、图9.57、表9.152分别取寿命系数，尺寸系数，安全系数。工作硬化系数。试验齿轮的齿面接触疲劳强度极限，则许用接触应力。由表9.14、图9.482分别查得材料弹性系数，节点区域系数，则齿面接触疲劳强度为，故齿面接触疲劳强度满足要求。（3）齿根弯曲疲劳强度校核许用弯曲应力，按图9.59、图9.60以及表9.152分别取寿命系数，尺寸系数，安全系数，试验齿轮的应力修正系数，试验齿轮的弯曲疲劳极限、，则。直齿锥齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度校核公式为：按图9.53以及图9.542分别取齿形系数，应力修正系数，。，则。，则本对齿轮的齿根弯曲疲劳强度满足要求。3.4.5 齿轮几何尺寸计算表4-2 标准直齿锥齿轮传动的主要几何尺寸名称代号圆锥小齿轮圆锥大齿轮分度锥角分度圆直径锥距齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径齿顶角齿根角齿顶锥角齿根锥角分度圆齿厚齿宽当量齿轮当量齿数比平均模数平均分度圆直径当量齿轮的分度圆直径3.4.6 齿轮结构设计由于两圆锥齿轮的齿顶圆直径均小于200mm，且锥齿轮的小端e大于1.6m，故两圆锥齿轮都设计为实心结构，具体结构设计如附图01-10及01-25所示。3.5 轴的设计3.5.1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： mm3.5.2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。3.5.3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3.5.4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。3.5.5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MPa3.5.6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。第四章 其他机构设计4.1 切削机构设计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 机构设计刀具的选择在食品加工中，切割的物料多为蔬果、肉类及面糖食品等块状物料。加工对象的力学性质不同，适宜的刀片形状也各种各样。常用的刀片根据刀片形状及刃口形状的不同主要分为12类：1）锯形刃口圆盘刀；2）光滑刃口圆盘刀；3）圆锥形刀片；4）圆弧形凸刃口刀；5）光滑刃口平板刀；6）梳形刃口刀片；7）鱼鳞形刃口刀；8）锯形刃口平板刀；9）三角刃口刀片；10）螺线型凸刃口刀；11）螺线型凹刃口刀；12）双面磨刃刀片。其中平板刀应用最广泛，本设计中选用光滑刃口平板刀作为切片刀，切丝选用梳形刃口刀片。本设计为切片切丝机，在工作中需要实现切片切丝的转换，为方便快速的实现这一功能，需要两把规格相同的切片刀，两把规格不同的切丝刀，并设计如图3-1所示的盘状刀架，在刀架上对称布置刀片安装位置，切片时，两位置均安装切片刀，需要切丝时，将任一切片刀卸下，换为切丝刀，在切削时，转动刀架，将切丝刀调整到最先开始切削的位置，梳形刃口刀片切削后留下的凸台，刚好被光滑刃口刀片切除，切成的成品均为长条形。调整切片厚度是在安装切片刀时加装相应厚度的垫块，调整切丝规格是通过跟换相应的刀片。图4.1刀架、刀具安装示意图4.2刀盘部件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：4.2.1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4.2.2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：图4.3 新型刀具4.3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。4.3.1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4.3.2 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 下箱体总 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