土豆螺旋切片机的设计

目录摘要3Abstract4第一章 绪论51.1 土豆的制作历史51.2市面螺旋切片机的市场背景研究61.2.1螺旋切片机的选题背景61.2.2螺旋切片机的国内外研究情况61.2.3螺旋切片机的应用前景71.3本文的主要研究内容7第二章 螺旋切片机的总体结构设计82.1螺旋切片机草图的结构分析82.2螺旋切片机的工作原理92.3螺旋切片机的内部结构设计92.3.1动力给定的方案设计92.3.2切刀的方案设计92.3.3制作螺旋状食物串的方案设计102.3.4内部传动机构的方案设计102.3.5切刀的固定方案设计112.3.6食材定位推坐的方案设计112.3.7食材定位器的方案设计122.3.8移动拉杆的支撑方案设计122.3.9防止竹签前端因重力弯曲的方案设计132.4螺旋切片机的传动机构的设计。132.4.1确定传动装置的总传动比和分配传动比13（1）.总传动比13（2）分配传动装置的各级传动比142.4.2运动参数计算14（1）.各轴的转速14 (2)各轴的输出、输入功率:14 (3)各轴的输入转矩162.4.3圆锥齿轮的参数设计20（1）选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数25（2）按齿面接触疲劳强度设计29 按齿根弯曲疲劳强度设计30 (4)几何尺寸计算312.4.4 蜗轮蜗杆计算322.4.5旋转刀架的齿轮设计332.4.6拉伸结构的齿轮齿条设计39 2.5本章小结42 第三章 螺旋切片机的操作方法44 3.1制作用于加工的土豆45 3.2制作薯塔的步骤49 第四章 维修与维护50 4.1维修方法51 4.2维护方法52 结论53 参考文献54 致 谢55摘要随着人们生活水平的提高，越来越多的创新设计应用到了人们的衣食住行，极大的方便了我们的生活。伴随着经济社会的迅猛发展过程中，由于人类过分追求发展所带来的满足和发展的速度而忽视或淡薄了其所带来的负面效应，即使在极大满足自身物欲的同时，也给自身未来的发展埋下了诸多隐患，这些问题随着时间的推移暴露越来越明显，直至威胁到人类自身的生存，如温室效应的出现、水污染等问题。在某种程度上，这些问题都归于人们对发展的片面理解，认为只要经济发展了，一切问题都可以迎忍而解，忽视了环境保护。 随着人们生活水平的不断提高，人们对食品的口感也越来越挑剔，随之一些大型的生产食品的机械厂都纷纷对机械进行改进，生产了各种家用的食品生产机器。众所周知，事实上，只有科学的发展才能不断解决人类所面对的问题。螺旋切片机便是其中的一例，通过使用螺旋切片机，可以很方便的做出样式美观还有美味的薯塔，不但节省了时间和体力，而且压出的小吃也不错。我根据我大学所学的知识，对一种螺旋切片机进行深入的介绍和分析，设计了一款全新的螺旋切片机。利用我们在学所学的CAD软件对螺旋切片机进行结构设计，并用CAD对螺旋切片机进行工程出图。螺旋切片机，采用手动作为动力源，具有结构简单，质量可靠，方便维修等特点，量生产可获得比较高的经济效益。关键词：螺旋切片机、设计、CAD软件 Abstract With the improvement of peoples living standards, more and more innovative design applied to peoples basic necessities, greatly facilitate our lives. With the rapid development of economic and social development process, due to the excessive pursuit of human development brought about by the speed of development and neglect or light of the negative effects brought about by their own, even in the great satisfaction of their own materialism, but also to their own The future development of buried a lot of hidden dangers, these problems with the passage of time exposed more and more obvious, until the threat to the survival of mankind, such as the emergence of greenhouse effect, water pollution and other issues. To some extent, these problems are attributed to the development of one-sided understanding, that as long as the economic development, and all problems can be satisfied, ignoring the environmental protection. With the continuous improvement of peoples living standards, peoples taste of food is also increasingly picky, followed by some large-scale production of food machinery plants have to improve the machinery, the production of a variety of household food production machines. As we all know, in fact, only the development of science can continue to solve the problems faced by mankind. Potato tower machine is one of the cases, through the use of potato tower crane, you can easily make a beautiful style and delicious potato tower, not only save time and physical, but also out of the snack is also good. I am based on the knowledge I have learned, a potato tower crane in-depth introduction and analysis, the design of a new potato tower crane. Using our learning UG and CAD software on the potato tower crane structural design, and the use of CAD on the potato tower crane project. Potato tower machine, using manual as a power source, with a simple structure, reliable quality, easy maintenance and other characteristics, the amount of production can be relatively high economic efficiency.Keywords: pressing machine, design, UG Software第一章 绪论1.1 土豆的制作历史土豆即马铃薯，马铃薯原产于南美洲安第斯山区，人工栽培历史最早可追溯到大约公元前8000年到5000年的秘鲁南部地区，所以距今已有一万年左右的历史了。马铃薯，属茄科多年生草本植物，块茎可供食用，是全球第三大重要的粮食作物，仅次于小麦和玉米。马铃薯又称地蛋、土豆 、洋山芋等，茄科植物的块茎。与小麦、玉米、稻谷、高粱并成为世界五大作物。随着西班牙殖民者对安第斯山区的征服，马铃薯也被殖民者作为一种“战利品”带回了欧洲，在登陆欧洲之后差不多整整一个世纪，马铃薯还只限于园圃栽植，人们对其食用价值几乎一无所知。马铃薯作为粮食作物在欧洲大陆得以广泛传播，很大一部分功劳要归于一位平凡的法国农学家巴曼奇，是他认识到马铃薯良好的食用价值：它可以制作面包，而且容易蒸煮。当历史迈过19世纪的门槛时，马铃薯已经传遍了全欧洲。现代科学证明，除了碳水化合物所具有的能量外，马铃薯还能提供相当多的蛋白质和维生素，它所缺乏的只是维生素A，这通过喝牛奶就可以补充了 马铃薯还在无意中终结了坏血病。随着马铃薯自动削皮机的发明，马铃薯片从小规模制作变成销售量最大的零食。一个美国南方的旅行推销员赫尔曼莱带着皮箱在美国南部的杂货店叫卖此机器，之后他更创立了公司，令他的名字“乐事(Lays)”几乎成为马铃薯片的同义词。从上世纪60年代开始，通过遍布世界的麦当劳连锁店，薯条开始在全世界流行起来。大约在16世纪中期，马铃薯从南北两条路线传入中国并广布于大部分地区。第一路：马铃薯可能由荷兰从海路引进京津和华北地区。第二路：马铃薯由荷兰人从东南亚引种到台湾后传入闽粤沿海各省，在广东、福建一带，并向江浙一带传播，在这里马铃薯又被称为荷兰薯。约在16世纪末到17世纪初，由外国传教士把马铃薯带入我国，在中国约有400多年的栽培历史。现已遍布全国，由于其分布广泛，除了马铃薯学名外，各地还有许多土名，北方多叫土豆，南方多称洋芋。由于制条、调味的不同，从而使中国各地出现了数以千计的土豆烹饪做法，遍及各地。例如：土豆泥，青椒土豆丝，酸辣土豆丝，土豆烧牛肉，土豆烧排骨，嘛辣土豆，烤土豆片，炸土豆巴，土豆烧汤.由于土豆营养丰富，粮菜兼用，含有丰富的维生素及钙、钾等微量元素，且易于消化吸收，老少皆宜，功能齐全，颇受人们称赞。有的称誉它为“第二面包”，有的赞扬它是“植物之王”。如图1-1，图1-2. 图1-1 爆炒土豆丁 图1-2酸辣土豆丝1.2市面螺旋切片机的市场背景研究1.2.1螺旋切片机的选题背景薯类作物在我国分布很广，有二十多个省、自治区种植，是我国主要粮食作物之一，马铃薯还是一种很好的蔬菜作物。我国薯类作物种植面积1.4亿亩左右，总产量达2 3千万吨，是世界上产薯最多的国家1。在茎块作物的加工过程中需将其切成片。因此切片机应运而生。现在市场上，切片机械己经比较常见了，但是这些机械只适合产业化的生产，而没有适合农民作坊生产的切片机器；另外市场上的这些机械对切片物体的尺寸有着严格要求，不太适合块茎类蔬菜。因此根据市场需求，对块茎类疏菜，如:红薯、土豆等，进行切片，而且要求切片、大小厚度一致、均匀，效率要比较高，这些要求超出了手工的要求，加之一些营养成分较高的新鲜蔬菜不易保存，需进行加工保存，如:土豆，所以更需一种能切片的小型机器。该机器能满足切片大小厚度一致、均匀，效率较高，提高了劳动效率，改善了劳动质量，让人从切片劳动中解放出来，这样既减轻了农民在加工中的劳动强度，也增加了农民的收入，有利于机械化在农村的发展随着人们生活水平的不断提高，人们对食品的口感也越来越挑剔，随之一些大型的生产食品的机械厂都纷纷对机械进行改进，生产了各种家用的食品生产机器众所周知，马铃薯是我们日常生活的主食之一， 土豆不仅含有含有丰富的维生素及钙、钾等微量元素，而且易于消化吸收，增强免疫力、平衡营养吸收等功效，所以土豆备受人们的喜爱。然而，土豆制作方法单一，没有创新。为了满足人们日常生活的需求，让人们方便快捷地制作出有创新价值的土豆制品，市面上出现了对土豆进行旋切的机器，这类产品不仅具有使用功能和相应的审美形式，又具有物质功能和文化功能的双重属性。路边的街边小吃都出现的螺旋切片机这种机器，所以如何把土豆加工成独具特色的食品成为一个热点，螺旋切片机就这样应运而生。然而现在市面上的食品成型机种类繁多,可将土豆、魔芋、红薯等块状食品制成各种形状, 来满足人们的饮食需求, 其中的大多数螺旋状成型设备在切削时不能在旋切同时将食物在竹签上均匀拉开,只能是旋切完毕后,再手工拉开。因此,易造成食品切削片螺距不均匀、不整齐、不美观,且费工费时。有些食品成型设备将传动部件与切削部件设计在同一壳体内, 容易对食品造成污染, 达不到生产食品所需的卫生要求，所以设计新型螺旋切片机有很大的市场需求。1.2.2螺旋切片机的国内外研究情况本次设计的螺旋切片机主要面向的市场是小吃店，目前现有市场同类型的土豆旋切机，体积都比较大，操作也比较复杂，或者无法清洁安全的制作食品，从经济实用角度上来看大多不太适合商用。现有的螺旋切片机在美观方面考虑地一直较少，且重量较大，不易携带，不适合小吃店的经营。这些螺旋切片机工序复杂、笨重不方便、清洁不便，设计的螺旋切片机应尽量改善这些。目前，国内外已有一些产家研制和生产了此种机器。在国外的公司，如:美国的哈克逊公司生产了BIZERBA SE12、FAC F300半自动切片机，BIZERBA SE12D自动切片机:意大利碧佳 ES25、ES30斜刀式切片机:韩国的地质公司的肉类切片机等2。瑞士Meyer-Burger AG公司的TS系列机，日本Tokyo Semitsu 株式会社的TSK（若干）系列机， 日本Okamoto Machine 株式会社的ASM系列机， 美国STC公司的STC系列机等。我国的切片的研究开发方面虽然已有30年的历史，近几年来切片机的研制发展也非常迅速，但是与发达国家相比目前仍然有一定的距离。但我国的切片机方面仍然没有根本性突破. 在国内的公司有:马鞍山华宝机械设备有限公司生产的落地式切片、北京雅宝食品机械厂生产QR-300型自动切片机、沈阳清宝食品机械有限公司生产的CWS-350A。山东省诸城市大洋食品机械厂的大洋牌土豆切片机有400型、600型、江阴鑫达药化机械的中药切片机等。这些机器的特点是生产率大，速度快，适合于大型的场合3。价格比较贵，对于农民的作坊生产来说不适合我国的切片机技术始于20世纪70年代，我国的切片机广泛应用于蔬菜，中药，冻肉 等领域，其中土豆的应用尤为显著。我国的切片及研究开发方面也有30多年的历史，近几年来切片机的研究发展也非常迅速，但是与发达国家相比目前仍有一定的差距，研制的切片及也没有得到大面积的应用，虽然在我国已有切片机的生产厂家如山东省大洋食品机械厂的大洋牌土豆切片机400型，600型等，但我国的切片机方面仍然没有根本性突破。近年来中国切片机机行业取得了很大的发展，但是行业发展中也存在一些问题，和国外相比仍有很大的差距2。中国制造业由于缺乏核心技术，贴牌生产仍然是“中国制造”普遍的生存模式。很多高端产品表面上市中国生产，其实核心技术都来自国外国外切片技术始于六十年代而到七十年代末已经发展成熟，八十年代中期，大部分切片机都可加工125mm(5英寸)以上大直径单晶，象瑞士的迈尔布格耶公司的卧式内圆切片机，切割捧科直径最大可达304.8mm (12英寸) 在八十年代中期以后的一、二年，切片技术发展到鼎盛时期，相当的多功能全自动切片机相继商品化。如瑞士的Meyer-Burger AG公司的TS系列机，日本Tokyo Semites株式会社的TSK若干系列机。TS系列机和TSK 系列机，是八十年代中期以来代表世界先进水平的典型产品。发展到现在，就切片机的功能而言，已经相当的齐全，而且复合化切片的方式也多种多样。不过现阶段的切片机在国内主要存在于中大批量生产中。小作坊的切片机在小批量生产的商店，家用有广大的市场。随着家电机械化程度越来越高，人们不再停止纯手工劳动。而且针对种类如此之多，质地又软又硬，人工切片有诸多的不便。而且工作效率比较低，手工切出来的土豆美观程度也不如机器切的。所以小作坊切片机变得被人们和市场需要。小型家庭作坊型切片机变得被人们和市场所需要。如3：兴化市中远食品机械厂生产ZY-Q400切片机，该机功率：0.75KW,产量600-100Kg，切片厚度1-7mm，能适用于中等量的切片。还有纳塞食品设备有限公司生产的YS-6000W型切片机，该机器尺寸为高1390(mm)宽815(mm)长1405（mm），切断能力150-800KG/时，切断尺寸在0-50mm可调节方式，入料口尺寸为宽130X高100（mm）,电动机采用/380V/800W。适用于各种切片和切段。FOODTOOLS生产的ACCUSONIC-100FS蛋糕切片机功率为208V-240V,60A(KW),该机型非常适合用于流水线割片状和圆形食品，它带有伺服驱动的传送带，多轴驱动切割头和自动装卸装置，性能强劲，可以把圆形蛋糕切割成4-24等份或者把整盘的片状产品切割成方形、三角形、菱形、平行四边形等其他指定的多边形，该机型传送带精确定位，产品并列排放，同时切割，可使效率加倍：使用超声波技术，钛合金刀片防止食品粘在刀片上；友好的触摸屏面，可存储170多种甚至更多的切割方案，切割方案自主选择，并且可装多个刀片提高生产效率；切面干净，整洁且美观，分块大小精确一致。但是近年来的一些研究进展不大，所研制的中药切片机始终没能得到推广。主要原因是对中药的切削加工工艺还缺乏了解，中药的脆性较大、水分含量高且形状不规则等。因而在中药薄片切削时普遍存在装夹困难表面易压溃药片易粘刀和破碎等问题。所以湖北农学院研制了一种盘式砍切型切片机，其工作原理为中药放在竖直的导向内底部由挡板顶住在导向筒底部和挡板之间装有旋转刀盘刀盘旋转带动刀片横向切割中药切出的药片被刀片底面后部的药片刷推到落料槽内。另外国内实用新型专利95235217.6 公开了一种切片机其工作原理类似于上述机型。机械工业食品装备设计研究所李树君研制了一种滑切型切片机其工作原理为在定向进给机构中沿与刀片成40o 角的方向进给圆盘刀既做上下垂直运动又做水平面内的旋转运动由于刀片沿一定斜角逐渐切削因此有效地降低了碎片率。但此种切削方式加工出的片是斜薄片有一定的局限性1.2.3螺旋切片机的应用前景现在市面上的食品旋切机种类繁多,可将土豆、魔芋、红薯等室块类果蔬食材制成各种姓票旋状形状,丰富人们的美食样式,满足人们的美食需求 。 但是,以往的螺旋串旋切机所采用的切刀均为直线移动式,令食材进行旋转,此种机型存在诸多问题 :要么只有旋切功能,需手工拉串,外观失雅、不卫生,安装和加工费时、费力,要么虽旋切与拉仲可以同步,但旋切的食材和竹签的规格尺寸受到严格限定,食材选择面小,浪费较大,且切刀和卡扣多暴漏在外,存在使用安全隐患等诺多问题。要求此次设计的螺旋切片机具有结构紧凑、体积小、造型新颖、操作简单、维修方便、光洁卫生、可流动作业等特点，能够制作不同样式的旋切样式。土豆在我国食品类很受欢迎。农副产品深加工是中国十五期间重点扶持行业, 随着经济条件的改善和人们对绿色新颖的食品的需求与日俱增，该课题市场前景广阔，具有重要的应用价值1.3本文的主要研究内容为了满足人们日常生活的需求，让人们方便快捷 地制作出别具一格的土豆样式，为此开展了螺旋切片机的三维设计研究。传统的通用机械产品的设计是先将产品以二维平面图的形式表达出来， 然后进行反复校核和修改，最后由加工者把图样上的内容转化为成形的产品。这样不仅设计周期长、成本高，而且当产品制造出来后，零部件之间相互干涉，经常会出现无法安装或装配不到位等问题，反复修改势必会延长产品投放市场的周期，应用ug,proE等高端三维设计软件就可以很好地解决这些问题。直接采用三维设计，使设计者能够了解产品的每一个细节，并利用其参数化设计的思想，使零件的设计、修改变得简单易行 ，并在后期使用CAD制图画出二维图纸用于加工。这样就可以完成产品的系列化设计。第二章 螺旋切片机的总体结构设计2.1螺旋切片机草图的结构分析多功能螺旋切片机,包括机売,机売的上部设置环形的刀座,刀座上设置螺纹和切刀,切刀随刀座旋转,刀座的外周设置传动圈与机売内传动组件啮合;机売上设置贯通窜梭的移动拉杆,移动拉杆的上部安装竹签定位器;机売的上面设置手动的弹性食材定位推座;夹子的中心、切刀的中心和卡爪盘的中心三心同线且依此序固定排列机壳内部使用锥齿轮传动，蜗轮蜗杆还有齿轮传动;实现旋切与拉伸的同步进行。如图2.1所示,包括机壳,机売的上端设置环形的刀座,刀座上设置切刀,切刀能够相对刀座旋转。如图所示,切刀的旋转中心处开设通孔,切刀上开设条形刀口,条形刀口的一端与通孔相通,条形刀口的一侧为切刀的刀刃。切刀上设置传动圏齿轮。机売上设置移动拉杆, 机壳上设有为移动拉杆直线移动导向的轨道。移动拉杆与轨道之问可以是通过燕尾槽结构配合滑动 。移动拉杆的上安装竹签定位器,用夹紧插在土豆等食材上的竹签或金属签,其夹持位置是定位点。机壳的上设置食材定位推座。为确保食材定位推座压紧食材的方向,机売的上可设有滑轨,食材定位推座能直接沿或滑轨配合相对机壳滑动。食材定位推座的一端设置带竹签槽的卡爪盘,卡爪盘朝向切刀的一侧设有卡爪。竹签定位器的定位点、切刀的旋转中心和卡爪盘的中心三点共线,以确保旋切出螺旋状食物串时,食物不易断裂。 移动拉杆和食材定位推座分别能相对切刀直线移动,其移动方向与切刀旋转方向垂直,以分别实现竹签定位器拉动竹签远离切刀和卡爪盘推动食材压紧切刀。机壳上安装传动机构,传动机构分别为切刀的旋转和移动拉杆的直线移动提供动力。此方案旋切过程中竹签定位器是夹紧并拉动竹签前端直线移动 ,此方案中竹签定位器可以是普通的夹子,用于夹紧固定竹签,其夹紧点为定位点。 图2-1螺旋切片机草图2.2螺旋切片机的工作原理螺旋切片机是通过手柄的转动带动锥齿轮及其与之配合的蜗杆轴，使之旋转，带动在上方的刀座顺时针旋转，蜗杆带动蜗轮轴，把动力传递到下方的齿条上，使之左右移动，这为竹签的拉伸运动。机売上安装的传动机构为旋切和拉伸实现了同步有机联动和动力传递。多功能食品旋切机,实现了以旋刀方式对食材进行同步的旋切与拉伸,实现了对任意规格的食材和竹签的选用,也实现了旋切螺旋串和长丝的多功能组合 。2.3螺旋切片机的内部结构设计2.3.1动力给定的方案设计传动机构分别为切刀的旋转和移动拉杆的直线移动提供动力，所述传动机构可以是两个独立的驱动机构,分别驱动切刀转动和移动拉杆直线移动,例如:其中一个可以由电机和齿轮构成,传动圈齿轮为外齿圏,电机和齿轮通过与传动圏啮合带动切刀旋转。另一个可以是电动推杆或气缸驱动移动拉杆直线运动。移动拉杆也可采手动直接推拉实现直线移动，经过考虑传动机构采用手动操作。2.3.2切刀的方案设计所述切刀可如图所示为盘形切刀,为节省材料切刀的外形也可为条形,但旋切的稳定性相对盘形切刀较差 ，将食材旋切成螺旋状的切刀为平刀刃,条形刀口的刀刃一側可略高于另一側直边,使整个盘型平面形成微螺旋面样式、旋面布局,条形刀口与通孔相通便于食材的旋切挤出和竹签的拉伸穿越，所以选择盘形切刀。如图2-2 图2-2 切刀2.3.3制作螺旋状食物串的方案设计制作螺旋状食物串时,先将土豆等块状食材沿其中轴位置穿上竹签或金属签,竹签两端位于食材外;再将食材插于卡爪上,竹签穿过通孔且位于竹签槽,并使竹签经过卡爪盘的中心,将竹签一端夹紧锁定于竹签定位器上;然后,可手动推动食材定位推座,在旋切过程中使食材始终与切刀紧密配合;最后,通过传动机构带动切刀转动,同时拉动移动拉杆,如此,切刀对食材进行连续旋切,同时,移动拉杆通过竹签将食材被旋切掉的部分逐渐出拉出并拉伸,卡爪盘不断推动食材进给, 从而将食材加工成如弹簧般的螺旋形状。如图2-3. 图2-3 螺旋薯塔片2.3.4内部传动机构的方案设计为确保螺旋状食材的螺距相等,且食材旋切部分宽度相等,并进一步保证连续旋切食材不断,则必须确保切刀旋切和移动拉杆同步动作,为此设计以下方案:所述传动机构包括主传动轴,主传动轴安装于机壳内。在主传动轴上安装主动齿轮和第一锥齿轮,传动圏是外齿轮圈,主动齿轮与传动圈啮合，机売上安装锥齿轮轴,锥齿轮轴上安装第二锥齿轮,第一锥齿轮齿合第二锥齿轮,锥齿轮轴穿出机壳外部与摇柄连接,揺柄输入动力。主传动轴上设置蜗杆,蜗杆啮合蜗轮,蜗轮的蜗轮轴与机売配合,蜗轮轴上设置滑动离合齿轮,滑动离合齿轮与蜗轮轴为导向键连接,移动拉杆的侧部设置导向齿条, 当滑动高合齿轮与导向齿条齿合时输出拉伸分动力。机売上安装手动的拨又, 拨叉能够拨动滑动离合齿轮在蜗轮轴上轴向滑动,以实现滑动离合齿轮与导向齿条之间啮合、分离状态的切换 。 上述传动机构为一个动力输入两个个动力输出,使切刀的旋切与移动拉杆的拉伸实现了同步有机联动。为了在一次旋切完成后快速推动移动拉杆复位,通过拨又调整滑动高合齿轮的位置,使滑动离合齿轮与导向齿条分离,此时,可直接推动移动拉杆反向移动复位,即在移动拉杆复位时不会带动切刀旋转,減小复位阻力,提高复位的速度。主动齿轮的主动轴连接揺柄以实现手动驱动 。如下图2-4 图 2-4 螺旋切片机俯视草图2.3.5切刀的固定方案设计为方便根据不同食材的体积和形状而更換不同规格的刀,所述切刀可有螺纹与刀架连接构成,在刀架内部打上螺纹孔，在切刀的外圈打上螺纹，两者可以旋转的安装在一起。切刀通过螺社或其他可拆装的结构连接, 以便更换。 例如,可配套加工出平刀刃的刀片和带刀齿的长丝刀片,平刀刃的刀片与换刀卡环连接固定,可将食材切成螺旋状;将平刀刃的刀片拆下,并将带刀齿的长丝刀片与换刀卡环连接固定,可将食材切成长丝 。2.3.6食材定位推坐的方案设计所述的食材定位推座与切刀位于机壳同侧,食材定位推座上设有滑动条,滑动条是一根倒扣在机売平面上的横断面为型的曹杆,滑动条另一端被套装在一个固定于机壳上远离切刀的弹簧盖板内,在滑动条内设置一根弹簧,弹簧的一端顶住滑动条的内端壁,另一端顶在弹簧盖板内的内壁上,弹簧为滑动条提供向切刀移动的弹力,滑动条在弹簧盖板内只能做直线弹拉不能转动,滑动条的外端设置手持拉动部位。 固定食材时,先将食材定位推座克服弹簧的弹力拉开,再食材放于卡爪盘和切刀之间,最后,弹簧可通过滑动条和食材定位推座推动食材顶紧切刀同时,卡爪盘上的卡爪会在弹力作用下插入食材内,防止食材在旋切过程中转动。所述的食材定位推座上设有滑动条,机売上可设有为滑动条导向的道轨。滑动条上设置弹性挤圧装置,以对卡爪盘始终施加圧力。所述的弹性挤压装置由弹簧、滑动条和弹簧盖板组成,弹簧套装在滑动条外周,滑动条上设置挡块,弹簧盖板固定安装在机壳内,弹簧的两端端分别与挡块和弹簧盖板配合。 弹簧盖板可以为保护箱体,有效保护弹簧。2.3.7食材定位器的方案设计在如图1的方案中,所述的竹签定位器还可为弹簧卡或夹片,夹片可以两个片之间,两个个片之间通过螺纹、栓较接,并装有扭簧;两个个片也可以采用一个固定片一个活动片,活动片连接带有弧形边的翻转杆,翻转杆翻转后可以将活动片与固定片配合 。 竹签定位器还可以是现有的其他快速夹持或松开的夹持或锁定机构。 其他竹签定位器,不限于上述实施例 。 竹签定位器与竹签的夹紧处可设置数条凸纹或者摩擦片,以提高与竹签连接的稳定性。2.3.8移动拉杆的支撑方案设计竹签通常采用移动拉杆移动、机壳固定的方式,此时,移动拉杆的端部下側设置支撑轮,支撑轮与机壳的底部平齐,能够支撑移动拉杆。若为移动拉杆固定,机売移动时,则应在机壳下安装滑轮。如图2-6 图2-6 移动拉杆2.3.9防止竹签前端因重力弯曲的方案设计为确保竹签前端带动被旋切掉的部分伸出后竹签不会因重力而弯曲,如图8所示,所述切刀、卡爪盘和竹签定位器依次排列时,移动拉杆上设有定位架,定位架上设有定位孔或槽,定位孔或槽、切刀、卡爪盘和竹签定位器依次排列,且定位孔或槽、竹签定位器的定位点、切刀的旋转中心和卡爪盘的中心四点共线。定位架和竹签定位器在移动拉杆的带动下同步移动。2.4螺旋切片机的传动机构的设计。2.4.1确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）.总传动比输入参数初步处理，设人手的操作手柄的作用力10KG，而手柄的长度为60mm，则输入转矩为6N/m,转速为60r/min即1r/s。螺旋切片机要求旋切速度3mm/s,刀具旋转速度为1r/s.a.旋切传动链的总传动比为 机器拉伸的速度为15mm/s,拉伸工作的齿轮-齿条变速组初定齿轮半径为45mm,则齿轮转速为r/sb. 拉伸传动链的总传动比为 （2）分配传动装置的各级传动比a.按直齿锥齿轮的传动比一般不大于3，故取=1，实际总传动比b.蜗轮蜗杆的传动比取,滑移齿轮与齿条的传动比为实际总传动比2.4.2运动参数计算（1）.各轴的转速 锥齿轮轴是1轴，蜗杆轴是2轴，蜗轮轴是3轴，那么各轴的转速为： (2)各轴的输出、输入功率:锥齿轮的传动功率;齿轮的传动效率;滚动轴承传动效率;蜗轮蜗杆传动效率;人手的输入功率为0.03140.98=0.0307kw轴的输入，输出功率：=0.0307x0.96=0.0294kw0.0294x=0.0285kw轴的输入，输出功率：0.0285x0.5x0.73=0.0104kw0.0104=0.01kw(3)各轴的输入转矩 2.4.3圆锥齿轮的参数设计 圆锥齿轮设计过程参考下列计算，（1）选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数 a按传动方案选用直齿锥齿轮传动。 b螺旋切片机为一般工作机械，速度不高约为1m/s，故选用9级精度。 c材料选择,有表10-1查选齿轮材料为45钢，调质，硬度为240HBS。 d选小齿轮齿数则：。（2）按齿面接触疲劳强度设计 按参考文献1式12.39计算即 a确定公式内的各项数值 使用寿命 由表12.9 =1.1 锥齿轮的转矩：6 齿间载荷分布系数 ，由表12.10，估计(表12.19) 齿向载荷分布系数，由表12.20及其注3，取=1.9载荷系数K弹性系数，由表12.12 节点区域系数，由表12.16=2.5接触疲劳强度极限，由图12.17c =680MPa；接触最小安全系数，由表12.14接触寿命系数，由题意知 接触许用应力 =676MPa=676MPa b计算 计算齿轮分度圆直径 =mm 计算圆周速度=m/s按齿根弯曲疲劳强度设计a确定计算参数 计算载荷系数。 由图12.23c查出： 小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380MPa 由参考文献1查表弯曲疲劳寿命系数=0.92,=0.95。 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数=1.4=328.57MPa =257.86MPa 由参考文献1图12.30和图12.31查取齿形系数及应力校正系数，查表得； =2.61，=1.60， 计算 b校核强度，由式（10-22）（10-23）得；， 45HRC,蜗轮材料砂型造型。.（2） 参数的计算 当量摩擦系数 设 根据表13.6，机械设计P265 选值 根据图13.11，机械设计P265 （3）中心距计算 蜗轮转矩 使用系数 根据表13.9，机械设计P215 转速系数 弹性系数 根据表13.2，机械设计P260 寿命系数 接触系数 根据图13.12，机械设计P271 接触疲劳极限 根据表13.2，机械设计P260 接触疲劳最小 自定 安全系数 中心距a （4）传动基本尺寸 蜗杆头数 根据图13.11，机械设计P270 蜗杆齿数 模数 蜗杆分度圆直径 蜗轮分度圆直 蜗杆导程角 蜗轮宽度 蜗杆圆周速 相对滑动速 当量摩擦系数 根据表13.6，机械设计P268 （5）齿面接触疲劳强度验算 许用接触应力 最大接触应力 （6）齿根弯曲疲劳强度验算 齿根弯曲 根据表13.2，机械设计P260 疲劳极限 弯曲疲劳最小 自取 安全系数 许用弯曲 疲劳应力 轮齿最大 弯曲许用应力 合格（7）蜗杆轴挠度验算 轴惯性矩 允许蜗杆挠 蜗杆轴挠度 2.4.5旋转刀架的齿轮设计 （1）选择齿轮类型 设计选用直齿圆柱齿轮传动。 螺旋切片机是一般的工作机器，速度不高，根据机械设计P207，表12.6， 选用8级精度。 材料选择，根据机械设计P211，表11.7，齿轮用调质处理，硬度229HB-286HB， 取240HB。 （2）传动主要尺寸实际分度圆直径中心距 根据设计需要中心距定位120 小齿轮直径 大齿轮直径 齿宽b （3）齿轮弯曲疲劳强度计算与齿面接触疲劳强度校核根据上面的锥齿轮与蜗轮蜗杆的校核计算，强度完全满足，故根据经验，齿轮弯 曲 疲劳强度计算与齿面接触疲劳强度校核无需校核。2.4.6拉伸结构的齿轮齿条设计（1） 选择齿轮类型 设计选用直齿条与圆柱齿轮传动。 螺旋切片机是一般的工作机器，速度不高，根据机械设计P207，表12.6， 选用8级精度。 材料选择，根据机械设计P211，表11.7，齿轮用调质处理， 硬度229HB-286HB 取240HB。齿条使用45钢调质处理，硬度229HB-286HB， 取240HB。（2）传动主要尺寸实际分度圆直径 中心距 根据设计需要中心距定位64 小齿轮直径 齿条长度 根据需要定为 齿宽b （3）齿轮弯曲疲劳强度计算与齿面接触疲劳强度校核根据上面的锥齿轮与蜗轮蜗杆的校核计算，强度完全满足，故根据经验，齿轮弯曲疲劳强度计算与齿面接触疲劳强度校核无需校核。2.5轴承的选择与校核1、 蜗杆轴轴承的校核（1） 一个轴承选用角接触球轴承7002C/AC。查（2）第128页表131得： 查（1）第321页表136得： （2） 轴上受力分析轴上传递的转矩 ： 齿轮的圆周力：齿轮的径向力：齿轮的轴向力： （3） 计算作用于轴上的支反力由材料力学知识求得： ， ， 所以有： （1） 计算派生轴向力 查（2）128页知30207轴承的Y=1.6。 查（1）322页表137公式得S1=Fr1/2Y1=1308/2/1.6=408NS2=Fr2/2Y2=3033/2/1.6=948N（5） 计算轴承所受的轴向载荷 所以，轴承2被压紧，轴承1被放松。由此得 ， （6） 计算当量动载荷 查（2）第128页表13-1，知： 轴承1：查得：径向动载荷系数 轴向动载荷系数故轴承1的当量动载荷为 轴承2： 查得：径向动载荷系数 轴向动载荷系数故轴承2的当量动载荷为（7） 计算轴承寿命查（1）第318页表133，可得预期计算寿命因，故应按轴承2 来计算寿命。因为滚子轴承应取，所以 所以轴承7002C/AC合格2、 下轴承的选择与校核（1） 选用圆锥滚子轴承30302，采用反装。查（2）第128页表131得： 查（1）第321页表136得： （2） 计算径向力产生的力产生的力 ， ， 所以有： （1） 计算派生轴向力 查（2）128页知30302轴承的Y=1.6。 查（1）322页表137公式得S1=Fr1/2Y1=2150/2/1.6=672NS2=Fr2/2Y2=1100/2/1.6=343N轴向动载荷系数故轴承2的当量动载荷为 (5) 计算轴承寿命查（1）第318页表133，可得预期计算寿命因，故应按轴承1来计算寿命。因为滚子轴承应取，所以 所以轴承30302合格2.6涡轮轴的校核（1）判断危险截面截面A,B只受扭据作用，虽然键槽，轴肩及过渡配合所引起的应力集均将削弱轴的疲劳强度，但是由于轴的最小直径是按扭据强度较为宽裕确定的，所以截面A,B均无需校核。 从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最重要；从受载的情况来看，截面C上的应力最为集中。截面V上的应力集中的影响和截面的相近，但截面V不受扭据作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面C上虽然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C上也不必进行校核。截面和显然更不需校核。由第三章附录可知，键槽的应力集中糸数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面左右两侧即可。（2）截面的右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面的右侧的弯矩M为 截面上的扭矩T3为 截面上的弯曲应力截面上扭矩切应力轴的材料为45号钢，调质处理。有表15-1查得 。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按附表3-2查取。因，经插值后可查得= 2.0，=1.31又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为，故有效应力集中系数按式（附表3-4）为由附图3-2的尺寸系数；由附图3-3的扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即,则按式（3-12）及其（3-12a）得综合系数为又由3-1的尺寸及3-2的碳钢的特性系数于是，计算安全系数Sca值，按式（15-6）（15-8）则得故可知其安全。（3）截面左侧抗弯截面系数W按表15-4中的公式计算。抗扭截面系数弯矩M及弯曲应力为扭矩T3及扭矩切应力为T3=667819N.mm过盈配合处，由附表3-8用插值法求出，并取，于是得轴按磨削加工，由附表3-4得表面质量系数为故得综合系数为所以轴在截面右侧的安全系数为故该轴在截面右侧的强度也是足够的。本题因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，轴的设计计算即告结束。 绘制轴的受力弯矩图，见下图。2.7本章小结本章对螺旋切片机的总体结构进行了设计计算，重点对其中的锥齿轮配合和蜗轮蜗杆配合进行了尺寸计算，并联系实际依靠机械设计手册等参考工具对其中的参数进行优化设