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甘蔗 自动 剥皮 切断 设计

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长沙学院 CHANGSHA UNIVERSITY毕业设计过程管理资料设 计 题 目： 甘蔗自动剥皮切断机设计 学院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 吴展兴 班 级： 机械4班 学号B20150201406 指导教师姓名： 谈峰 职称 副教授 最终评定成绩 长沙学院教务处 二一九年六月目 录一、 毕业设计课题任务书二、 本科毕业设计开题报告三、 本科毕业设计中期报告四、 毕业设计指导教师评阅表五、 毕业设计评阅教师评阅表六、 毕业设计答辩评审表20 19 届毕业设计课题任务书学院： 机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化指导教师谈峰职称副教授学生姓名吴展兴学号B20150201406班级机械4班课题名称甘蔗自动剥皮切断机内容及任务一： 目的与任务：作为农业机械的一种，甘蔗自动剥皮切断机通过人工将甘蔗放入机器中，由自动送料滚轮对甘蔗进行自动送料，当甘蔗到达剥皮轮位置时，由于剥皮轮是通过电机带动V带传动使剥皮轮旋转从而实现对甘蔗的自动剥皮，然后随着滚轮的继续动作，剥好皮的甘蔗到达切断工序的位置，由（气缸或机械机构）驱动切断刀具对甘蔗进行切断，二： 技术要求：整根甘蔗一般长2米左右，为了利于贮存和运输甘蔗的方便，设计一个机器满足以下几点要求.甘蔗直径30-40mm，长度=2000-2200mm，切后甘蔗每段长200mm左右拟达到的要求或技术指标(1)通过毕业实习或调查研究,到同类工厂了解情况,收集国内外有关资料,查阅文献. 并翻译相关资料。(2) 分析加工工艺过程确定机型及执行机构的运动工作原理。(3) 传动系统设计。(4) 总体方案设计。(5) 运用计算机辅助设计,计算与绘制工程结构图( 总装备图、机构部件图、主要轴等零件图、完成3张零号图纸的工作量)(6) 在分析、计算、选择和设计的基础上,写设计说明书(要求对主要零件进行强度校核）。进度安排起止日期主要工作内容2018.11.25选题甘蔗自动剥皮切断机设计2018.1.12018.1.2领取任务书，细心看清各项要求，大致了解该项任务的设计思路，研究内容2018.1.32019.1.6查阅相关资料，写出开题报告，查阅20篇相关的文献，写好文献综述，包括课题背景与意义，主要研究内容，设计思路，工作原理，设计方案与分析，并给导师检查2019.2.252019.3.17第13周完成所需的资料文献的查找和毕业实习2019.3.182019.3.24第4周方案的确定与分析，整体结构的确定2019.3.252019.3.31第5周各项数据的选定，气缸的选型，电机的选型，传动比的计算2019.4.12019.4.30第69周所有零件（曲轴、传动轴、齿轮等）的设计与计算，验算各零件的安全系数并改正，画出装配图，根据之前的设计计算和装配图，画出各零件图2019.5.42019.5.18第1012周将装配图与零件图给指导老师检查，改正指导老师指出的错误，继续完善装配图2019.5.162019.5.24第13周编写写说明书,检查所有设计的内容和素材并改正打印图纸和说明书主要参考资料1 濮良贵，陈国定，吴立言机械设计（第九版）M北京：高等教育出版社，2013.52 龚溎义 罗盛国 李平林 张立乃机械设计课程设计指导书（第二版）M北京高等出版社，2011.83 龚溎义 潘沛霖 陈秀 严国良机械设计课程设计图册M北京：高等出版社，19894 吴宗泽，罗圣国，高志，李威机械设计课程设计手册第四版M.北京：高等教育出版社，2012.55 徐灏 等机械设计手册第3卷M北京：机械工业出版社，1991.8 6 卜炎中国机械设计大典第3卷M江西：科学技术出版社，2002.3 7 尚久浩，张淳，李思益自动机械设计（第二版）M北京：中国轻工业出版社，2002.6. 8 刘鸿文材料力学（第5版）M北京：高等教育出版社，2011.19 孙恒，陈作模机械原理（第六版）M北京：高等教育出版社，2001.3.教研室意见签名：年 月 日教学院长意见签名：年 月 日注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室、学院审批后一份下达给学生，一份由指导教师保留，一份交学院存档。长沙学院本科毕业设计开题报告 （2019届）学院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 吴展兴 班 级：机械4班 学号B20150201406 指导教师姓名： 谈峰 职称 副教授 2019 年 1 月 6 日课题：甘蔗自动剥皮切断机1课题研究的内容1.1课题研究的背景我国拥有很大的甘蔗市场。在南方，甘蔗是广泛种植的经济作物，并且我国白糖的生产约有80%左右都是以甘蔗为原料，同时甘蔗汁多、味美、甘甜、营养丰富，深受人们的喜爱。现代医学研究表明，甘蔗中含有大量的蔗糖果糖葡萄糖等糖分，极易被人体吸收利用，还含有铁钙磷锰锌等人体必需的微量元素，常食甘蔗可滋补养血清热生津滋养润燥。 然而吃甘蔗削皮却是长期困扰人们的一大难题。由于甘蔗表面比较坚硬，如果直接食用容易划伤口舌等部位，甚至将牙齿崩落。人工削皮后食用是用刀具手工对甘蔗进行削皮，但人工削皮费时费力，而且容易划伤手。目前，在甘蔗汁生产工序中的削皮工序大多由人工完成，效率不高，若采用一种能够对甘蔗高效削皮的机器，将会大大提高生产效率，降低生产成本。因此，对甘蔗削皮机械进行研究在一定程度上改变甘蔗的食用方法和食用安全性具有积极作用。 目前已有一些实现切削功能的甘蔗去皮机的出现，但是去皮效果不太理想，自动化程度不高，噪音比较大，而且切削后的甘蔗皮处理不当会制造出垃圾。这些都注定了甘蔗去皮机无法在高档的餐厅和商场出现。基于此，一种自动化程度比较高，切削效果好，振动噪声少，体积小，而且经济又实用的甘蔗削皮装置值得深入研究和设计。第一代样机：图1.1 第一代样机的切削装置图图1.2 第一代样机整机模型第一代样机存在的问题：（1）切削装置采用直线切削，刀具太少，没有形成封闭的区域，需要来回多次削皮。此外，没有引进运动检测和控制部分，刀架切削运动和进给运动的协调性无法保证。（2）样机整机的重心过高，实际操作时可能会晃动，并产生较大噪音。（3）进给装置采用的是上下一对橡胶轮来同时实现夹紧和进给功能。但是橡胶轮和甘蔗茎秆是线接触，只有通过比较大的夹紧力才能够获得足够大的摩擦力从而实现甘蔗的切削夹紧，但是过大的夹紧力又比较容易压破甘蔗茎秆。此外因为没有自动检测装置及累积误差的原因导致切削和进给运动之间无法长久保持较好的同步协调性。1.2甘蔗自动剥皮切断机的构造特点目前国内已有多种型号、多种规格、不同大小的甘蔗自动剥皮切断机可供各行各业用户选择，但它们的结构基本相似：本实用新型属于食品加工机械领域,具体的涉及一种新型甘蔗自动削皮机,其包括机架,所述机架上设置有电机、甘蔗削皮装置和甘蔗推进装置;所述电机分为刀具旋转电机和甘蔗推进电机;所述甘蔗削皮装置和甘蔗推进装置分别与电机通过皮带连接;所述连杆支承架分别与机架连接:所述甘蔗切削装置固定在机架上:所述切削刀片圆周分布在切削装置内;本实用新型采用圆周切削甘蔗表皮,设计新颖,切削效果较好,适用于大批量甘蔗削皮。结构简图： 1. 机架2.刀具旋转电机3.出口端盖4.滚轮5.连杆支承架6.旋转刀架7. 切削刀片8.支承座9.出口端盖10.皮带11.可伸缩支承杆12.滚轮轴13. 从动滚轮14.主动滚轮15.带轮图1.3 新型甘蔗自动削皮机如图1.3所述,新型甘蔗自动削皮机包括：甘蔗切削装置：电机2、旋转刀架6、切削刀片7和皮带10。甘蔗推进装置：电机2、滚轮4、连杆支承架5和皮带10。（1）工作过程：电机2旋转,通过皮带带动带轮15旋转,从而带动主动滚轮14旋转,甘蔗通过进口导向孔17进入到主动滚轮14与从动滚轮13中间,若甘蔗直径过大会自动将从动滚轮13向上顶起,并在主动滚轮14与从动滚轮13作用下向旋转刀架中心处移动:由于两滚轮中间都带有圆弧形凹槽，增加了甘蔗与滚轮的接触面积，减小了滚轮对甘蔗的挤压。电机2旋转同时也会带动旋转刀架6旋转,从而切削刀片7做圆周运动,当甘蔗直线进给到旋转刀架6并与快速旋转的切削刀片7开始接触时,甘蔗皮会被旋转的切削刀片7快速削去外皮,由于切削刀片7与甘蔗进给方向向内成30度角倾斜放置,故一把刀具就能较大面积削去甘蔗外皮。（2）刀具特点：旋转刀架6安装在机架1中层板的中间位置，旋转刀架6为中空圆柱体,在圆柱体外表面切有两条完全相同的皮带凹槽,该皮带凹槽为v型槽,旋转刀架6内设置有刀片固定座,刀片固定座上安装有切削刀片7,切削刀片7沿圆周均匀分布三把刀具，且相互间成120度角,切削刀片7均与甘蔗进给方向向内成30度角倾斜放置,切削刀片7切削刃是带有圆弧倒角的切削刃。1.3国内外甘蔗自动剥皮切断机的技术水平据统计，中国白糖加工的原料有80%来自甘蔗。甘蔗加工前要进行去皮处理，以减少沙石含量，同时还能提高甘蔗的出汁率。目前，在中国甘蔗去皮处理还多采用人工的方式完成，机械化甘蔗去皮虽然也有应用，但仍未大范围推广。人工去皮成本高、效率低。现阶段，已有自动甘蔗去皮机投入市场，但这些设备中所有的动力来源都源自一个电机，这种去皮机的结构为主轴与轴套连接，轴套连接丝盘带动进给机构，以行星轮系的方式带动刀架运动。机器在开启的状态下，未入料时电机也会带动各个机构运动，造成不必要的浪费，而且控制系统较为封闭，出现硬件问题难以维修。目前机械式甘蔗自动剥皮切断机将逐渐被全自动甘蔗自动剥皮切断机所代替。传统的机械式的甘蔗自动剥皮切断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甘蔗自动剥皮切断机来满足市场需求。例如郑州商云高贸有限公司生产的全自动甘蔗剥皮切断机。图1.4 全自动甘蔗剥皮切断机切削部分原理及刀具分析：甘蔗是一种杆状作物，形状不规则，普通刀片无法对其进行去皮。因此，本试验设计一种刀杆可自由伸缩刀片来适应甘蔗的不同径向尺寸与弯曲。采用10个刀片沿圆周方向进行切削，切削后的甘蔗截面呈正十边形，见图1.5 。由于甘蔗的硬度较大，且不易折断，本试验进给部分采用伺服电机作为动力装置，对顶的橡胶轮作为执行装置，来驱动甘蔗前行。图1.5 刀片切削示意图1. 锋利刀片2.弧形挡板3.夹刀板4.连接块5.弹簧伸缩杆图1.6 切削示意图与单个刀具图机械化是甘蔗生产现代化的标志全球产糖大国及发达国家。甘蔗生产已实现了机械化，如澳大利亚、巴西、美国、日本等从甘蔗耕种、灌溉、中耕除草、培土、追肥、有害生物防治、移植到甘蔗收获都实现了机械化 ，其次是古巴、菲律宾、南非等国家也在不同程度上实现机械化，其中澳大利亚甘蔗机械化生产最为进。澳大利亚是世界上甘蔗生产机械化最为先进的国家之一。该国甘蔗种植总面积约520khrn2，平均每户种植甘蔗的面积达67h,n2，澳大利亚有些糖厂还拥用自己的甘蔗农场，周围另有一些家庭农场。糖厂设有农业办公室，指导农户进行甘蔗种植、土壤改良、施肥、品种改良等工作。有专人管理糖厂与农户的协调工作，保障与农户签订合同、支付定金、安排收割运输的工作。许多蔗区有甘蔗机械专业户，为各农户提供机械服务。澳大利亚甘蔗耕、种、管、收等全部采用机械化。我国甘蔗生产机械化：（1）耕整地-甘蔗生产的第一个环节甘蔗生产和其它农作物一样，必须从耕整地开始，实现耕整地机械化，是甘蔗生产全程机械化的第一步。比如我国不仅有适合丘陵、山区使用的小型微耕机，还用效率较高的中型深松犁、圆盘耙（图1.7），以及重型圆盘耙、大型挂式翻转犁，能够满足从小规模农户到大规模农机服务组织等各类用户各种需要。由于耕整地机械的通用性，可以说我国的耕整地机械非常成熟。图1.7 圆盘耙实物图（2）甘蔗种植-甘蔗生产的第二个环节据了解，甘蔗的生长周期一般为7到11个月，传统种植方式，一次种植通常可以留2次根，收获三次。甘蔗种植是一个劳动量很大的生产环节。我国的甘蔗种植机械，既有功能单一的甘蔗种植机，也有功能繁多，可以一次性完成开沟、施肥、切断播种、喷药、覆膜、培土、镇压、铺设滴灌管（可选装)等多道工序的大型种植机械（图1.8）。图1.8 大型种植机械（3）田间管理-甘蔗生产的关键环节甘蔗从种到收，生长周期一般为7到11个月，都是田间管理机械发挥作用的大舞台，直接影响甘蔗的产量和质量。我国有小型破垄施肥盖膜机，单一的蔗田施肥、培土、破垄施肥，一次性完成开行、施肥、松土、培土、除草等多道工序的中根施肥培土、宿根管理机，还有能够适应高杆作物植保的高地隙自走式喷雾机（图1.9）、空中飞行作业的植保无人机（图1.10），依靠支架的支轴式喷灌机等。能够满足甘蔗田间管理的所有需要。图1.9 高地隙自走式喷雾机 图1.10 植保无人机（4）甘蔗收获-甘蔗机械化的瓶颈甘蔗生产的短板是收获，我国的甘蔗收获机械不仅品牌多、样式多，国产、合资、进口品牌应有尽有。按行走方式可以分为轮式和履带式，履带式整杆式的收割机（图1.11）可以减轻土地压实，对宿根来年的发芽率影响较小，通过性较好；按收获方式可以分为整秆收获式和切断式收割机（图1.12）。图1.11 履带式整杆式收割机 图1.12 切断式收割机（5）运输-甘蔗进入糖厂的最后环节完成了甘蔗全程机械化的最难最累的收割环节后，丰收的果实要及时运到糖厂进行压榨，这是保证蔗农利益的关键。相对其他环节的机械来说运输机械虽然样式简单，但生产企业无不进行了精心考虑。有翻斗式（图1.13）、箱体式（图1.14），还有为整杆收割机配套的收集搬运及。图1.13 翻斗式运输机 图1.14 箱体式运输机澳大利亚甘蔗生产机械化（1）在耕整地机械方面，澳大利亚蔗田耕整地作业一般采用各种形式的凿形犁、跳障圆盘犁、系列圆盘犁和双向圆盘犁，抛土性能好，耕后地面平整，没有墒沟，阻力小，耕深为300nml左右；松土一般采用可代替圆盘犁耕地的弹齿松土机，松土深度380450ram；耙地采用偏置式圆盘耙，碎土性能较好，耙地深度一般为120150mm，一般耙三次，第一次纵向，第二次横向，第三次纵向(从另一方向)。其耕整机具与性能与我国的铧式犁和圆盘耙较为接近。图1.15 弹齿松土机（2）种植方面，采用深沟浅种覆盖的播种方法，有利于发芽。甘蔗播种机的作业能开沟、切断、消毒、放种、施肥、覆土、压土等一次完成。三人作业每天能种植甘蔗2733hm2。其种植行距、种植机械作业性能及工效和我国援外农场情况较为接近。图1.16 履带式播种车（3）田间管理方面，包括中耕除草、培土、追肥、植保、破垄作业农机具品目很多，可安装于通用机架，除草弹齿、松土弹齿、破垄圆盘、深松犁、深松铡、深松铲等加上一些标准紧固件，根据生产实际需要组成各式各样切实可行的农机具。图1.17 弹齿中耕机（4） 甘蔗收获方面，使用甘蔗联合收获机作业，主要机型有托夫特公司的TOFT6000、TOFl7000，福格森公司的MFl05、MF205等，从结构上看，ToFr系列收获机是全液压传动，MF系列收获机是半液压半机械传动，这些机型都是收获被烧掉蔗叶的甘蔗(收获前一天放火把蔗叶烧掉)，收获的蔗茎被切成段(每段长250300ram)。图1.17 甘蔗收获机1.4课题研究的意义本文运用大学所学的知识，提出了甘蔗自动剥皮切断机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验,构建了甘蔗自动剥皮切断机总的指导思想，从而得出了该甘蔗自动剥皮切断机的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论通过对甘蔗自动剥皮切断机进行设计,来了解甘蔗自动剥皮切断机的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。该课题来自于甘蔗自动剥皮切断机机械公司的生产实际，通过设计出甘蔗自动剥皮切断机,从而来掌握甘蔗自动剥皮切断机的整个设计生产流程，培养工程意识。相信此种甘蔗自动剥皮切断机的出现将会大大提高甘蔗自动剥皮切断机的皮切断能力和质量,为企业的生产的年产能方面,以及经济效益方面能够带来显著的进步,同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。参考文献1王曙光. 自动化甘蔗削皮装置的研制D. 东华大学, 20152张跃彬, 吴才文. 国内外甘蔗产业技术进展及发展分析J. 20173佚名. 甘蔗刨皮机的刀具:, CN103431742AP. 2013.4徐茂, 张燕. 基于PLC控制的甘蔗去皮机的研究J. 农机化研究, 2014(11):115-118.5吴晓强, 黄云战, 赵永杰. 基于运动控制器的甘蔗去皮机设计J. 食品与机械, 2015(6):124-126.6佚名. 新型甘蔗自动削皮机:, CN 203590919 UP. 2014.7佚名. 甘蔗自动削皮机:, CN1369567P. 2002.8佚名. 一种甘蔗去皮切段机:, CN202891548UP. 2013.9梁兆新. 甘蔗生产机械化发展状况探讨J. 中国农机化学报, 2003(2):14-18.10李如丹, 张跃彬, 刘少春. 国内外甘蔗生产技术现状和展望J. 中国糖料, 2009(3):54-56.11朱湘璇. 我国甘蔗生产全程机械化发展的一些探讨J. 广西农业机械化, 2010(4):11-14.12赵伟松, 万鹏, 龙超. 不同角度刀片刃口对甘蔗去皮的影响研究J. 安徽农业科学, 2012, 40(35).13陆鑫, 周会, 朱建荣. 美国农业部甘蔗研究所育种与路易斯安那州甘蔗生产概况J. 云南农业科技, 2012(6):57-60.14陈超平. 美国、巴西甘蔗生产机械化考察报告J. 热带农业工程, 2004(2).15.澳大利亚的甘蔗机械化J.粮油加工与食品机械,1974(Z1):54-59.16.杨丹彤, 黄世醒, 区颖刚,等. 我国甘蔗生产机械化技术与设备探讨J. 现代农业装备, 2004(5):9-11.17.张一哲. 甘蔗生产机械化:任重道远J. 农机质量与监督, 2011(2):15-16.18.满维忠. 浅论我国甘蔗生产全过程机械化的可行性J. 热带农业工程, 2000(1):29-32.19陈超平, 郑伟基, 唐遵峰,等. 澳大利亚甘蔗糖业生产考察分析J. 农业机械, 2006(21):52-53.20谢源. 美国等先进蔗糖国家产业政策对我国的借鉴D. 福建农林大学, 2014.2选题依据及主要研究内容2.1选题依据目前社会上已经出现了一些实现将甘蔗削皮、切断的甘蔗剥皮机，不过就去皮效果来说，并不是太理想，实现自动化的可能性也不大，噪音还很严重，剥完甘蔗皮后，不将皮及时处理会变成许多垃圾，严重影响自身形象。这些情况都已经注定了甘蔗剥皮切断机不能在哪些高档的餐厅和大型的商场里面出现8。于是，迫切的需要一种能够实现高自动化程度的，在将甘蔗去皮后，表面效果好，噪声不是很大，最主要的是体型小，经用又实惠的甘蔗自动削皮切断机，所以这方面值得大家深入研究。如今，国内甘蔗自动剥皮机的研发正朝着运行速度快、去皮效果佳、功能实现多样化、体型轻便的方向发展。便宜实用、操作功能简单、完成后效果佳成为了甘蔗自动剥皮切断机在社会上发展的主题。2.2主要研究内容及研究思路2.2.1研究内容1.本次设计主要从甘蔗送料剥皮切断甘蔗皮的收集这一过程出发，然后分步骤来具体设计三个过程的执行机构,主要包括以下三个方面:送料滚筒机构、剥皮刀机构、切断机构。 2.主要对甘蔗去皮刀具的刃角的大小，对甘蔗去皮效果的影响进行了大致了解与综述，并参照已对刀具刃倾角进行研究的论文文献、提出自己的研究思路、设计方案。 3.总体方案设计的确定与比较。在老师指导下，通过讨论和分析，设计出三种方案，通过比较，选出比较合理的方案进行参考，再具体细化，设计一种满足甘蔗剥皮要求，粗细不同的甘蔗剥皮刀组机构、带有夹紧功能的送料滚筒和切断刀片结构以及整体的框架。 4.切断刀具的运动分析：切断刀片装在拉力导向杆上，通过曲轴带动导向拉力杆上下运动，从而实现切刀的上下运动。单独由三相变频电机套装来控制，通过改变频率改变电机速度，进而改变切刀速度，以满足所需切断的甘蔗的长度要求。2.2.2研究思路1.查阅相关的书籍，将自己的思路简单的列出来，做一个表格记录。2.了解甘蔗自动剥皮切断机工作过程并讲述其大致工作原理。 3.拟定总的传动方案并对方案进行分析。4.整体结构成型和记录整个过程。5.对三种机构进行受力分析。6.将传动部分的计算记录到笔记本上，方便写说明书时查阅：包括电机的选型及传动比计算、带传动或齿轮传动等设计计算、轴承的选型计算等。7.主要零件的校核：比如轴的校核与分析，轴承的强度校核等。8.在老师的指导下，画出甘蔗自动剥皮切断机装配图及主要零件图，同时完成说明书的编写。 具体研究步骤：（1）拟定总的传动方案，方案的比较，合理性的考虑（2）传动设计:传动方式的确定、电机的选择与验算、绘制传动系统图（3）结构设计:送料机构、切断机构、剥皮机构（4）运动分析:运动学分析、动力学分析2.3甘蔗自动剥皮切断机研究方案及工作原理2.3.1研究方案设计方案（一）：1. 剥皮滚齿刀 2. 送料滚轮 3. 切断刀片 4. 沟槽凸轮5. 蜗轮蜗杆 6. 剥皮轮图2.1 甘蔗自动剥皮切断机结构简图该方案是由电机通过V带传动带动送料滚轮的旋转进而带动甘蔗运动，然后剥皮轮对甘蔗进行剥皮，最后，蜗轮蜗杆带动沟槽凸轮转动，刀具上下移动将甘蔗切断。其中，蜗轮蜗杆传动可以得到很大的传动比。但传动效率低，磨损严重。沟槽凸轮使用寿命长。但加工成本高，精度要求高。两者组合起来虽可以实现所需功能，但是制造成本会比较高。同时占用的空间也比较大。因此，该方案不是特别恰当。设计方案（二）：1. 剥皮滚齿刀 2. 送料滚轮 3. 切断刀片 4. 气缸 5.剥皮轮图2.2 甘蔗自动剥皮切断机结构简图该方案是有电机通过V带传动带动送料滚轮的旋转进而带动甘蔗运动，然后剥皮轮对甘蔗进行剥皮，最后由气缸带动刀片运动将剥好皮的甘蔗切断。剥皮轮上只有一个固定的剥皮滚齿刀，由于甘蔗可能粗细不均，这样会造成剥皮不干净或者剥皮太多。该方案剥皮轮放在送料滚轮之间，剥皮后的甘蔗再通过滚轮，会造成甘蔗不干净，影响销售。而且该方案没有考虑甘蔗切断后长度要求这一问题。设计方案（三）：方案三要比其他两种方案好，送料滚筒对甘蔗进行自动送料，由上下滚筒共三组组成送料机构，上面的滚筒安装轴上装有弹簧，不仅有夹紧的作用，还能对不同直径的甘蔗送料，同时，滚筒还起支撑的作用。剥皮刀通过旋转来对甘蔗进行剥皮，可以减小甘蔗剥皮时的阻力。切断刀片由曲轴来驱动，曲轴具有较高的旋转精度，可承受很大的扭转扭矩及不同方向的弯曲力。轴颈的表面耐磨和腐蚀性强，平稳性良好，能接受交变载荷的冲压。而且切断部分单独由三相变频电机组来带动，可以通过改变频率改变电机的转速，进而改变切刀的速度，可以改变切断的甘蔗长度。该方案的整体结构设计比较合理，因此，优选方案三。1. 链轮 2.套筒 3.圆柱滚子轴承 4.轴承座 5.剥皮刀安装架 6.剥皮刀 7.曲轴8. 销 9.导向拉力杆 10.滚筒 11.滚筒轴 12.支架 13.弹簧 14.减速箱15. 带轮 16.联轴器 17.蜗轮蜗杆减速器图2.3 甘蔗自动剥皮机图2.3.2工作原理首先，人工将甘蔗放到滚筒的位置，由于电机通过二级圆柱齿轮减速器减速后，满足滚筒的速度，于是，开始对甘蔗进行送料，上面的滚筒装有弹簧，可对粗细不同的甘蔗起夹紧的作用，前后各装两组滚筒当甘蔗被送到剥皮刀的位置后，电机之间通链传动减速，同时，大链轮与剥皮刀都是通过螺栓连接到套筒上，这样，链轮的转动就会带动剥皮刀旋转从而来实现对甘蔗的自动剥皮，然后随着送进滚筒的继续动作,甘蔗进入到切断工序的位置,由曲轴带动切刀作往复直线运动对甘蔗进行自动切断，切断好的甘蔗通过滑槽自动落入到箱子里面，从而完成对甘蔗的自动剥皮和切断。1.滚筒支架 2.甘蔗 3.大链轮 4.套筒 5.剥皮刀安装架 6.剥皮刀 7.曲轴8.导向拉力杆 9.切刀 10.滚筒 11.小链轮 12.传动轴2 13.锥齿轮 14.传动轴1图2.4 甘蔗自动剥皮机原理图可以看出，其主要有三个运动机构构成：送料机构，剥皮机构，切断机构。（1）送料机构：通过送料滚筒对甘蔗进行自动送料，下面是轴与滚筒之间用键连接，通过轴的转动带动甘蔗运动，上面是轴上下移动，用弹簧来实现，实现夹紧的能，以满足不同粗细的甘蔗也能送料，轴与滚筒之间装有轴承，由甘蔗带动滚筒动。1. 螺栓 2.弹簧 3.滚筒 4.甘蔗 5.工作台 6.毛刷图2.5 送料机构（2）剥皮机构：由三把剥皮刀具组成，刀具上装有弹簧，可以对不同直径的甘蔗进行剥皮，电机带动锥齿轮进行换向，进而带动链轮转动，最后带动剥皮刀旋转。1. 链轮 2.套筒 3.轴承座 4.圆柱滚子轴承 5剥皮刀 6.弹簧 7.刀具安装架 8.甘蔗图2.6 剥皮机构组成图（3）切断机构：切刀连接在刀座上，刀座与导向拉力杆焊接，通过曲轴的旋转，进而带动切刀的上下移动，将甘蔗切断。选用曲轴是因为它具有较高的旋转精度，可承受很大扭矩及不同方向的弯曲力。1. 刀片 2.刀架 3.螺栓 4.拉力导向杆 5.套筒 6.销 7.连杆 8.曲轴图2.7 切断机构组成图3.工作进度及具体安排。起止日期主要工作内容2018.11选题甘蔗自动剥皮切断机设计2018.112018.12领取任务书，细心看清各项要求，大致了解该项任务的设计思路，研究内容2018.122019.1.6查阅相关资料，写出开题报告，查阅20篇相关的文献，写好文献综述，包括课题背景与意义，主要研究内容，设计思路，工作原理，设计方案与分析，并给导师检查2019.2.252019.3.17第13周完成所需的资料文献的查找和毕业实习2019.3.182019.3.24第4周方案的确定与分析，整体结构的确定2019.3.252019.3.31第5周各项数据的选定，气缸的选型，电机的选型，传动比的计算2019.4.12019.4.30第69周所有零件（曲轴、传动轴、齿轮等）的设计与计算，验算各零件的安全系数并改正，画出装配图，根据之前的设计计算和装配图，画出各零件图2019.5.42019.5.18 第1012周将装配图与零件图给指导老师检查，改正指导老师指出的错误，继续完善装配图2019.5.182019.5.24第13周编写写说明书,检查所有设计的内容和素材并改正打印图纸和说明书4.指导教师意见（对课题方案的可行性、深度、广度及工作量的意见）。该课题为针对甘蔗自动剥皮切断领域的生产实践中的设计课题，有一定的适用性，工作量达到设计要求。本课题是针对大学四年所学的专业知识和实践的一次综合运用检验，能较好的提高学生的创新能力和实践能力 ，特别是锻炼学生再学习能力，此课题方案可行。同意开题。指导教师： 2019年 1月 6日5.教研室意见教研室主任： 年 月 日说明：开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在指导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计成绩考查的重要依据，经指导师和教研室审查后签署意见生效。长 沙 学 院毕业设计中期报告学院机电工程学院专业班级机械4班学生姓名吴展兴指导教师谈峰课题名称：甘蔗自动剥皮切断机设计课题主要任务：分析工艺过程确定执行机构（送料机构、剥皮机构、切断机构）的组成。总体方案设计及确定。传动部分设计与计算，包括电机的选型，各传动比的分配，V带传动，链传动，减速器的设计计算。绘制装配图.(剥皮机构部件图, 切断机构部件图,主要轴、齿轮，链轮等零件图，减速器设计图)在分析,计算,选择和设计的基础上,写设计说明书.1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 （1）根据课题要求查阅课题相关介绍及设计资料并撰写课题开题报告； （2）确定总体方案的拟定； （3）传动部分设计及主要参数计算；（4）绘制部分零件图及装配图设计；2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排1、 完成个零件的设计，主要零件的强度校核；2、 完善装配图细节部分、剖视图、局部视图，将整台机器的工作原理表达清楚；3、 完成零件图及手工图；4、继续编写、整理说明书。3、存在的具体问题（1）甘蔗自动剥皮机由送料滚轮与甘蔗之间产生摩擦力来对甘蔗进行送料，切刀对甘蔗进行剥皮时的阻力有200N左右，当刀片的刃角为15度时，切割速度为10米每秒，剥皮效果最好，所以刀片的作用力为51.76N，远大于送料滚轮与甘蔗之间产生的摩擦力，可能在刀具对甘蔗剥皮时由于阻力是甘蔗往右移动，无法完成正常的工序。因此，该问题有待解决。（2）结构设计方面及计算还需加强学习和查阅相关资料。4、指导教师对该生前期研究工作的评价该生在前期毕业设计中按进度要求较好完成规定任务，进度适中。能及时和老师交流解决所遇到的问题，希望后期更加努力，争取把毕业设计做好。指导教师签名：日 期： 长沙学院20 19 届毕业设计指导教师评阅表学院： 机电工程学院 学生姓名吴展兴学 号B20150201406班 级机械4班专 业机械设计制造及其自动化指导教师姓名谈峰课题名称甘蔗自动剥皮切断机设计评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力。）该同学毕业设计课题为甘蔗自动剥皮切断机设计，工作量适中。说明书，图纸等资料符合要求，能较好的利用CAD软件进行绘图，能利用所学专业知识进行独立思考、设计。该同学毕业设计主要针对甘蔗自动剥皮机的机构设计，包括：送料机构，剥皮机构，切断机构的设计。其中送料机构采用的是上、下滚筒对甘蔗自动送料，下滚筒是主动轮，上滚筒是从动轮。剥皮机构利用链轮的旋转带动剥皮刀旋转对甘蔗剥皮，由三把剥皮刀组成，刀具上装有弹簧。切断机构利用曲轴的旋转带动切刀的往复直线运动实现对甘蔗的切断。设计原理正确，有较好的综合运用知识能力。该生较好的利用校内网络图书馆及网络资源多种检索工具，阅读了大量相关资料，该生在设计中对甘蔗自动剥皮切断机原理进行了详细分析，工作原理合理。在切断机构中对曲轴做了结构设计计算。在送料机构、剥皮机构的设计过程中做了方案的比较与选择，对主要零部件进行了设计、计算、校核，达到毕业设计要求。但由于实验经验不足，所以，该同学在设计中依然存在着甘蔗不能连续送料的问题。希望该同学在以后的工作中积累和提高自己的综合分析和设计能力，并继续保持努力、勤奋的做事方式，争取在某些方面有一定创新。同意参加答辩。选题与文献综述（15分）分值：14创新性(15分)分值：10基础理论和专业知识(25分)分值：23学习态度、平时表现(15分)分值：13说明书和图纸完整性、规范性 (30分)分值：25合 计分值：85是否同意参加答辩：是 否指导教师签字： 2019 年 5 月23 日说明：各项成绩的百分比由各专业自己确定，但应控制在给定标准的20左右。长沙学院20 19 届毕业设计评阅教师评阅表学 院： 机电工程学院学生姓名吴展兴学 号B20150201406班 级机械4班专 业机械设计制造及其自动化评阅教师姓名陈蕾课 题金属切管机设计评语：（对论文学术评语。包括选题意义；文献利用能力；所用资料可靠性；创新成果及写作规范化和逻辑性）该同学设计的甘蔗自动剥皮切断机，包括送料机构、剥皮机构、切断机构。其中送料机构采用的是上、下滚筒对甘蔗自动送料，下滚筒是主动轮，上滚筒是从动轮。剥皮机构利用链轮的旋转带动剥皮刀旋转对甘蔗剥皮，由三把剥皮刀组成，刀具上装有弹簧。切断机构中运用曲轴的旋转达到切刀的往复运动，使刀片能够进行自动的上下切割运动。该设计具有一定的应用价值。该生在完成总体方案的确定后，对送料机构，剥皮机构，切断机构进行了结构设计，对主要零部件进行了设计、计算、校核。该生能较好的检索和利用校内网络图书馆及网络资源等多种检索工具，阅读了大量的相关资料，有较好的文献运用能力，在审阅该生说明书内容中，所引用的相关资料有一定的可靠性。该生在设计期间能够较好的利用所学的专业知识进行设计，能主动与指导老师沟通，学习态度良好。该生完成了甘蔗自动剥皮切断机的整体装配图及传动部分、送料部分、切断部分的零部件图。完成了设计要求任务，工作量饱满，送料滚筒不仅能对甘蔗进行送料、同时也起到夹紧的作用。由于缺乏实际工作经验，在设计过程中存在着一定的不足，甘蔗不能连续送料的问题，图纸及说明书需要进一步的完善。同意参加答辩。选题与文献综述（20分）分值：18创新性(15分)分值：12基础理论和专业知识(35分)分值：29说明书和图纸完整性、规范性(30分)分值：26合 计分值：85是否同意参加答辩是 否评阅人（签名）： 2019 年 5 月 23 日说明：各项成绩的百分比由各专业自己确定，但应控制在给定标准的20左右。长沙学院毕业设计答辩评审表学生姓名吴展兴学号B20150201406班级机械4 班答辩日期5.25课题名称甘蔗自动剥皮切断机设计指导教师谈峰地点理工楼C503答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）夏尊凤教授李河清副教授程立志讲师张翼讲师答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：问题1：送料滚筒对甘蔗送料时，甘蔗粗细不同是否能够对甘蔗进行送料？答：送料滚筒对甘蔗送料，下滚筒为主动轮，上滚筒为从动轮，上滚筒的滚筒支承轴上装有弹簧，因此可以上下伸缩，对甘蔗起到夹紧的作用，因此满足要求。问题2：剥皮机构处由一个轴承座支承，会造成机构左右摆动？答：是的，一个轴承座支承会造成两边受力不均，这是没有考虑到的问题，应再加一个轴承座。问题3：甘蔗的切断是怎么实现？答：是通过曲轴的旋转运动来带动连杆上下移动，连杆一端连接刀片，从而带动切刀上下移动实现将甘蔗切断。问题4：甘蔗送料传动部分通过二级圆柱齿轮减速器减速，其传动比为多大？答：传动比为32。电动机的转速为1440，送料滚筒的速度为0.2，滚筒直径为85，按公式计算得出转速44.96，由公式计算出其传动比为32，查阅机械设计课程设计指导书，二级圆柱齿轮减速器的传动比范围是840，计算出的传动比为32，选择合理。会议主持人：记 录 人：年 月 日长沙学院 CHANGSHA UNIVERSITY本科生毕业设计说明书设 计 题 目： 甘蔗自动剥皮切断机设计 学院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 吴展兴 班 级： 4班 学号B20150201406 指导教师姓名： 谈峰 职称 副教授 最终评定成绩 长沙学院教务处 二一九年六月长沙学院毕业设计长沙学院本科生毕业设计甘蔗自动剥皮切断机设计学 院： 机电工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化学 号： B20150201406 学生姓名： 吴展兴 指导教师： 谈 峰 副教授 2019年6月摘 要本次设计的甘蔗自动剥皮切断机，从送料去皮切断这一整体构思出发，设计出三个过程的机构组成，即送料机构、剥皮机构和切断机构，并确定整体方案，然后开始进一步的设计。整个过程是人工将甘蔗放入滚筒，利用送料滚筒对甘蔗自动送料，通过剥皮刀对甘蔗剥皮后，利用曲轴旋转带动切刀实现对甘蔗的切断。送料机构采用的是上、下滚筒对甘蔗自动送料，下滚筒是主动轮，上滚筒是从动轮。剥皮机构利用链轮的旋转带动剥皮刀旋转对甘蔗剥皮，由三把剥皮刀组成，刀具上装有弹簧。切断机构利用曲轴的旋转带动切刀的往复直线运动实现对甘蔗的切断。关键词：送料机构，曲轴，剥皮刀，滚筒IABSTRACTBased on the whole conception of feeding, peeling and cutting, the automatic peeling and cutting machine of sugar cane was designed, which was the feeding mechanism, peeling mechanism and cutting mechanism, and the whole scheme was determined. Then began further design.In the whole process, the sugar cane was put into the drum manually, and the sugar cane was automatically fed by the feeding drum. After the sugar cane was peeled by the peeling knife, the cutting tool was driven by the crankshaft rotation to realize the cutting of the sugar cane. The feeding mechanism adopted the upper and lower rollers to automatically feed sugar cane, the lower drum was the active wheel, and the upper drum was the follower wheel. The peeling mechanism used the sprocket rotation to drive the peeling knife to peel the sugar cane, which was composed of three peeling knives with springs on the cutting tools. The cutting mechanism used the rotation of the crankshaft to drive the reciprocating straight line motion of the cutter to cut off the sugar cane.Key words: Feeding mechanism, Crankshaft, Peeling knife, DrumII目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1甘蔗自动剥皮切断机研究的背景11.2甘蔗自动剥皮切断机研究的意义11.3国内外甘蔗自动剥皮切断机发展水平21.4甘蔗自动剥皮切断机在我国未来的发展趋势2第2章 总体方案的拟定42.1选题依据42.2主要研究内容及研究思路42.2.1研究内容42.2.2研究思路52.3甘蔗自动剥皮切断机研究方案及工作原理52.3.1研究方案52.3.2工作原理8第3章 传动部分计算与设计113.1电动机的选择113.1.1作用力的计算113.1.2电机工作功率计算123.1.3电机的转速选择123.2传动比的分配133.4带传动的设计143.5链传动的设计153.6齿轮传动的设计和校核173.6.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数173.6.2按齿面接触强度设计173.6.3按齿根弯曲强度计算193.6.4几何尺寸计算20第4章 执行机构的设计与校核224.1曲轴的结构设计及校核224.1.1曲轴上的功率,转速和转矩的设计224.1.2初步确定曲轴的最小直径224.1.3曲轴的强度校核244.2传动轴的设计264.2.1轴1上的功率,转速和转矩的计算264.2.2轴1的结构设计274.2.3轴1的校核294.2.4轴2的结构设计30第5章 主要零件设计与校核325.1送料滚筒的设计及计算325.1.1滚筒的传动部分设计325.1.2滚筒上弹簧的设计335.1.3弹簧的校核355.2切刀的设计及校核365.2.2切刀的设计365.2.1切刀的强度校核375.3甘蔗自动剥皮切断机最后设计效果37结 论39参考文献40致 谢41IV 长沙学院毕业设计第1章 绪论1.1甘蔗自动剥皮切断机研究的背景甘蔗在我们国家市场中占的比分比较大1。就比如在南方，很多地方都种植了甘蔗，它是一种特别重要的经济作物，而且我国糖的制作过程大多数都是将甘蔗作为原材料，不管是甘蔗榨出的汁还是用嘴嚼水分都多、味道鲜美、香甜、尤其是它的营养很丰富，快到夏天的时候，在街道上会有很多卖甘蔗的小贩，周围挤满了人，因此，人们对甘蔗的喜爱甚至超过了自己。现在，人们的生活水平也变得越来越高，医学方面的发展也比较先进，它们的研究结果表明，甘蔗中含有许多的对人体有好处的营养成分，这些特别容易被人体的细胞吸收利用，此外，还含有铁钙磷锰锌等人体必需的微量元素，天气热经常吃甘蔗不仅可以清热解暑，还能起到降温的作用。 但是对于吃甘蔗把皮削干净却是一个比较大的问题，也一直困扰着人们。主要是甘蔗表面的皮有点坚硬，不能够直接食用2，否则口舌等部位会被刮伤，有可能牙齿都会崩落。人工对甘蔗削皮不仅速度慢，一根甘蔗皮还没有削完，削过皮的那一端就可能会发生氧化反应，会影响视觉效果，人们看到之后，就会觉得口感不好，就会影响到卖甘蔗的收益，人工进行削皮耗费时间又耗费力气，而且一不小心手上就被刮伤了一道口子。就现在来说，在制作甘蔗汁的过程中的，去皮这一道工序大部分还是通过人工来完成，因此，生产效率就不会很高，倘若能够使用一种自动对甘蔗去皮、时间快，去皮效果好的机器，这样生产率不仅会增加，成本上的消费也会适当的减少。因此，对甘蔗自动剥皮切断机进行研究后，要慢慢地将甘蔗的食用方法改变，设计出的机器最好在自动化这一方面的性能要比较高。 目前社会上已经出现了一些实现将甘蔗削皮、切断的甘蔗剥皮机，不过就去皮效果来说，并不是太理想，实现自动化的可能性也不大，噪音还很严重，剥完甘蔗皮后，不将皮及时处理会变成许多垃圾，严重影响自身形象。这些情况都已经注定了甘蔗剥皮切断机不能在哪些高档的餐厅和大型的商场里面出现3。于是，迫切的需要一种能够实现高自动化程度的，在将甘蔗去皮后，表面效果好，噪声不是很大，最主要的是体型小，经用又实惠的甘蔗自动削皮切断机，所以这方面值得大家深入研究。1.2甘蔗自动剥皮切断机研究的意义该篇文章主要通过大学四年所学的机械设计方面的知识，提出了甘蔗自动剥皮切断机的整体结构的组成、实际的工作原理以及主要零件的设计，比如滚筒、切刀、轴的设计，对于周来说，要对它进行计算和相关强度校核,构建了整机总的指导设计与分析，从而得出了该甘蔗自动剥皮切断机的好处是高效，去皮快，经济实用，并且校正质量高，运行起来可以处于平稳状态的结论。该课题在郑州顺鹏科技公司以经有了的实际生产出的机器，它能够在9s内对甘蔗去皮和切断，达到人们所需要的要求，而且通过从设计到生产再到投入市场使用的整个过程,进而掌握相关的设计知识，来培养员工的工程意识和提高创新意识，增加该公司在市场的竞争力。相信这种甘蔗自动剥皮切断机的出现和投入社会的使用，不仅会提高商贩们的收入，也会促使社会的进步与发展，同时，同时甘蔗自动剥皮切断机在切断能力和切断后甘蔗质量也会相应的提高,使企业的生产朝着不断提升的方面发展,还能在经济效益上满足人们理想的要求,在某种程度上会给中国的机械工业带来高效、不错的经济发展。1.3国内外甘蔗自动剥皮切断机发展水平据数字统计，中国白糖加工的原料有80%来自甘蔗。在甘蔗加工前要进行去皮处理，目的是为了减少碎石和其他杂质4，在非洲，由于发展水平的落后，他们直接将收割来的甘蔗去榨汁，榨出后颜色都是黑的，所以，要对甘蔗去皮，同时还能提高甘蔗的出汁率。就现在来说，在制作甘蔗汁的过程中的，去皮这一道工序大部分还是通过人工来完成，机械式甘蔗去皮机即使也有应用，却在推广方面做的并不是很到位。人工去皮成本高、效率低、效果差。虽然，已有自动甘蔗去皮机在市场上使用，但这些设备中无非所有的刀具都由一个电动机来带动5，这种去皮机的结构为电机与联轴器连接，然后连接装有曲柄的圆盘，以连杆的形式让刀架连接起来，以曲柄滑块的方式带动刀架运动，刀架上装有九把刀，分不同的方向、角度摆放、使其围成一个九边形，就可以达到要求。当机器在开始工作的时候，并没有将甘蔗送入时，电机也会带动各个机构运动，造成不必要的损失，而且控制系统设计的处于封闭的状态，一旦出现问题维修起来就比较困难。传统的机械式的甘蔗自动剥皮切断机无法满足当今市场的需要，达不到轻携、操作规程简单的要求，所以，对于实现多种功能，比如可以改变切断后甘蔗的长度、能够完完全全的实现自动送料的甘蔗自动剥皮切断机的出现，会极其受到大家的欢迎。机械化的发展水平是甘蔗生产现代化的标志，澳大利亚是世界上甘蔗生产机械化最为先进的国家之一。澳大利亚甘蔗耕、种、管、收等全部采用机械化6。1.4甘蔗自动剥皮切断机在我国未来的发展趋势甘蔗是我国制糖的重要原料，制糖过程：甘蔗收割清洗与去皮压榨过滤杂质，煮沸成糖浆并加热浓缩成糖蜜用旋转分离机分离糖蜜最后烘干成糖粒。同时，甘蔗作为人们喜爱的食物，吃甘蔗去皮也成为了一大难题，去皮的效果直接影响到糖的生产，也会影响到口感。中国在很早就生产这种设备7，只不过之前的技术水平不高，传统意义上的机械式的甘蔗自动剥皮切断机，不仅笨重、功能少、结构还相对比较起来有点复杂，无法满足现在市场的需求，由于大家的好奇心强，一旦出现新玩意就会激发潜能，因此，功能方面能够更加先进的甘蔗自动剥皮切断机就值得我们的深入讨论和设计。如今，国内甘蔗自动剥皮机的研发正朝着运行速度快、去皮效果佳、功能实现多样化、体型轻便的方向发展。便宜实用、操作功能简单、完成后效果佳成为了甘蔗自动剥皮切断机在社会上发展的主题。第2章 总体方案的拟定2.1选题依据目前社会上已经出现了一些实现将甘蔗削皮、切断的甘蔗剥皮机，不过就去皮效果来说，并不是太理想，实现自动化的可能性也不大，噪音还很严重，剥完甘蔗皮后，不将皮及时处理会变成许多垃圾，严重影响自身形象。这些情况都已经注定了甘蔗剥皮切断机不能在哪些高档的餐厅和大型的商场里面出现8。于是，迫切的需要一种能够实现高自动化程度的，在将甘蔗去皮后，表面效果好，噪声不是很大，最主要的是体型小，经用又实惠的甘蔗自动削皮切断机，所以这方面值得大家深入研究。如今，国内甘蔗自动剥皮机的研发正朝着运行速度快、去皮效果佳、功能实现多样化、体型轻便的方向发展。便宜实用、操作功能简单、完成后效果佳成为了甘蔗自动剥皮切断机在社会上发展的主题。2.2主要研究内容及研究思路2.2.1研究内容1.本次设计主要从甘蔗送料剥皮切断甘蔗皮的收集这一过程出发，然后分步骤来具体设计三个过程的执行机构,主要包括以下三个方面:送料滚筒机构、剥皮刀机构、切断机构。 2.主要对甘蔗去皮刀具的刃角的大小，对甘蔗去皮效果的影响进行了大致了解与综述，并参照已对刀具刃倾角进行研究的论文文献、提出自己的研究思路、设计方案。 3.总体方案设计的确定与比较。在老师指导下，通过讨论和分析，设计出三种方案，通过比较，选出比较合理的方案进行参考，再具体细化，设计一种满足甘蔗剥皮要求，粗细不同的甘蔗剥皮刀组机构、带有夹紧功能的送料滚筒和切断刀片结构以及整体的框架。 4.切断刀具的运动分析：切断刀片装在拉力导向杆上，通过曲轴带动导向拉力杆上下运动，从而实现切刀的上下运动。单独由三相变频电机套装来控制，通过改变频率改变电机速度，进而改变切刀速度，以满足所需切断的甘蔗的长度要求。5.影响切断甘蔗力的因素：查阅相关资料可知，甘蔗直径的大小，切刀的速度，切刀的刃角对切断甘蔗所需的力都会有影响，参考不同角度刀片对甘蔗去皮的影响甘蔗切跟力切割参数组合的优化分析，当切刀刃角为15时，能够达到比较好的效果。2.2.2研究思路1.查阅相关的书籍，将自己的思路简单的列出来，做一个表格记录。2.了解甘蔗自动剥皮切断机工作过程并讲述其大致工作原理。 3.拟定总的传动方案并对方案进行分析。4.整体结构成型和记录整个过程。5.对三种机构进行受力分析。6.将传动部分的计算记录到笔记本上，方便写说明书时查阅：包括电机的选型及传动比计算、带传动或齿轮传动等设计计算、轴承的选型计算等。7.主要零件的校核：比如轴的校核与分析，轴承的强度校核等。8.在老师的指导下，画出甘蔗自动剥皮切断机装配图及主要零件图，同时完成说明书的编写。 具体研究步骤：（1）拟定总的传动方案，方案的比较，合理性的考虑（2）传动设计:传动方式的确定、电机的选择与验算、绘制传动系统图（3）结构设计:送料机构、切断机构、剥皮机构（4）运动分析:运动学分析、动力学分析2.3甘蔗自动剥皮切断机研究方案及工作原理2.3.1研究方案设计方案（一）：1. 剥皮滚齿刀 2. 送料滚轮 3. 切断刀片 4. 沟槽凸轮5. 蜗轮蜗杆 6. 剥皮轮图2.1 甘蔗自动剥皮切断机结构简图该方案是由电机通过V带传动带动送料滚轮的旋转进而带动甘蔗运动，然后剥皮轮对甘蔗进行剥皮，最后，蜗轮蜗杆带动沟槽凸轮转动，刀具上下移动将甘蔗切断。 优点：其中，蜗轮蜗杆传动可以得到很大的传动比，沟槽凸轮使用寿命长。缺点：传动效率低，磨损严重。加工成本高，精度要求高。两者组合起来虽可以实现所需功能，但是制造成本会比较高。同时占用的空间也比较大。因此，该方案不是特别恰当。设计方案（二）：1. 剥皮滚齿刀 2. 送料滚轮 3. 切断刀片 4. 气缸 5.剥皮轮图2.2 甘蔗自动剥皮切断机结构简图该方案是有电机通过V带传动带动送料滚轮的旋转进而带动甘蔗运动，然后剥皮轮对甘蔗进行剥皮，最后由气缸带动刀片运动将剥好皮的甘蔗切断。优点：结构简单，能够基本实现其功能缺点：剥皮轮上只有一个固定的剥皮滚齿刀，由于甘蔗可能粗细不均，这样会造成剥皮不干净或者剥皮太多。该方案剥皮轮放在送料滚轮之间，剥皮后的甘蔗再通过滚轮，会造成甘蔗不干净，影响销售。而且该方案没有考虑甘蔗切断后长度要求这一问题。设计方案（三）：方案三要比其他两种方案好，送料滚筒对甘蔗进行自动送料，由上下滚筒共三组组成送料机构，上面的滚筒安装轴上装有弹簧，不仅有夹紧的作用，还能对不同直径的甘蔗送料，同时，滚筒还起支撑的作用。剥皮刀通过旋转来对甘蔗进行剥皮，可以减小甘蔗剥皮时的阻力。优点：结构设计合理，切断刀片由曲轴来驱动，曲轴具有较高的旋转精度，可承受很大的扭转扭矩及不同方向的弯曲力。轴颈的表面耐磨和腐蚀性强，平稳性良好，能接受交变载荷的冲压。而且切断部分单独由三相变频电机组来带动，可以通过改变频率改变电机的转速，进而改变切刀的速度，可以改变切断的甘蔗长度。缺点：制造成本高。该方案的整体结构设计比较合理，因此，优选方案三。1. 链轮 2.套筒 3.圆柱滚子轴承 4.轴承座 5.剥皮刀安装架 6.剥皮刀 7.曲轴8. 销 9.导向拉力杆 10.滚筒 11.滚筒轴 12.支架 13.弹簧 14.减速箱15. 带轮 16.联轴器 17.蜗轮蜗杆减速器图2.3 甘蔗自动剥皮机图2.3.2工作原理首先，人工将甘蔗放到滚筒的位置，由于电机通过二级圆柱齿轮减速器减速后，满足滚筒的速度，于是，开始对甘蔗进行送料，上面的滚筒装有弹簧，可对粗细不同的甘蔗起夹紧的作用，前后各装两组滚筒当甘蔗被送到剥皮刀的位置后，电机之间通链传动减速，同时，大链轮与剥皮刀都是通过螺栓连接到套筒上，这样，链轮的转动就会带动剥皮刀旋转从而来实现对甘蔗的自动剥皮，然后随着送进滚筒的继续动作,甘蔗进入到切断工序的位置,由曲轴带动切刀作往复直线运动对甘蔗进行自动切断，切断好的甘蔗通过滑槽自动落入到箱子里面，从而完成对甘蔗的自动剥皮和切断。1.滚筒支架 2.甘蔗 3.大链轮 4.套筒 5.剥皮刀安装架 6.剥皮刀 7.曲轴8.导向拉力杆 9.切刀 10.滚筒 11.小链轮 12.传动轴2 13.锥齿轮 14.传动轴1图2.4 甘蔗自动剥皮机原理图可以看出，其主要有三个运动机构构成：送料机构，剥皮机构，切断机构。（1）送料机构：通过送料滚筒对甘蔗进行自动送料，下面是轴与滚筒之间用键连接，通过轴的转动带动甘蔗运动，上面是轴上下移动，用弹簧来实现，实现夹紧的能，以满足不同粗细的甘蔗也能送料，轴与滚筒之间装有轴承，由甘蔗带动滚筒动。1. 螺栓 2.弹簧 3.滚筒 4.甘蔗 5.工作台 6.毛刷图2.5 送料机构（2）剥皮机构：由三把剥皮刀具组成，刀具上装有弹簧，可以对不同直径的甘蔗进行剥皮，电机带动锥齿轮进行换向，进而带动链轮转动，最后带动剥皮刀旋转。1. 链轮 2.套筒 3.轴承座 4.圆柱滚子轴承 5剥皮刀 6.弹簧 7.刀具安装架 8.甘蔗图2.6 剥皮机构组成图（3）切断机构：切刀连接在刀座上，刀座与导向拉力杆焊接，通过曲轴的旋转，进而带动切刀的上下移动，将甘蔗切断。选用曲轴是因为它具有较高的旋转精度，可承受很大扭矩及不同方向的弯曲力。1. 刀片 2.刀架 3.螺栓 4.拉力导向杆 5.套筒 6.销 7.连杆 8.曲轴图2.7 切断机构组成图第3章 传动部分计算与设计3.1电动机的选择传动方案的简述：本次设计是送料滚筒和剥皮机构使用同一电机，电机与V带连接（不减速，传动比为1），V带之后通过二级圆柱齿轮减速箱连接到滚筒，从而实现送料，同时V带之后还通过锥齿轮进行换向，然后通过链传动带动剥皮刀旋转对甘蔗剥皮。而切刀机构使用的是变速电机，直接通过蜗轮蜗杆减速箱来减速，即可达到所需要求。蜗轮蜗杆传启动转矩大、占空间小、运行稳定、具有较高的可靠性、缓冲和自锁等等优势，且传动的效率比高，传动比相对更准确，寿命长，工作时安全等这些特点。动力输入是由电动机带来的，送料部分通过减速箱减速传动，达到送料滚筒所需速度，剥皮机构通过链传动减速达到速度要求。3.1.1作用力的计算为了使剥皮效果达到最佳，参考不同角度刀片刃口对甘蔗去皮影响，查得阻力F为200N，且当刀片刃角为15时，剥皮效果最佳。计算剥皮所需作用力F19 （3.1）式中：阻力刀片刃角图3.1 甘蔗受力图将各值带入得因此，剥皮所需作用力为51.76N。3.1.2电机工作功率计算 （3.2）剥皮刀的切割速度为6m/s,送料滚筒的速度为0.2m/s。表3.1 传动效率表名称蜗轮蜗杆滚动轴承带传动联轴器滚筒链传动齿轮传动效率由以上可知剥皮机构部分总的传动效率为:由此可知所选剥皮机构所需电机功率为 3.1.3电机的转速选择 （3.3）（1） 送料机构电机选择取二级圆柱齿轮减速器传动比,计算出转速的取值区间为满足要求的转速有：。（2）剥皮机构电机选择取链传动传动比为,转速的范围为适合的转速有。综上，选定的电动机额定功率只要大过即可。综上所得的结论，查机械设计课程设计手册，选取电机为10：Y系列的封闭式三相异步电动机，代号：，功率：，额定输出转速：。表3.2 电机型号表电动机型号额定功率满载转速同步转速额定转矩（2） 切刀机构电机选型切刀是由曲轴来带动，曲轴的直径为，单独由变速电机来带动，之间通过蜗轮蜗杆减速器减速，以达到曲轴的速度。选购三相变频器电机套装：功率为4KW，最高转速和变频器。型号：。可调转速为2002800r/min。当甘蔗切断后每段甘蔗长度为5cm，由于送料滚筒的速度为0.2m/s，所以，送5cm所需时间就为0.25s，曲轴直径为200mm，曲轴的速度就为0.8m/s，所以曲轴的转速就为传动比i=280076.4337,因此，选蜗轮蜗杆减速器，型号HWT350-37-1 JB/T 7936，传动比为37，按此方法，计算切断后甘蔗的不同长度对应的曲轴速度即切刀速度。3.2传动比的分配（1）送料滚筒传动比 （3.4）（2）剥皮机构传动比（3.5）（3）切刀机构传动比（3.6）3.3减速器的选择（1）送料机构部分传动比为i=32，可查减速机选用手册选用减速器 的型号，其传动比为32，采用二级圆柱齿轮减速。（2）切刀机构部分传动比为i=37，可查减速机选用手册选用减速器 的型号，其传动比为37，采用蜗轮蜗杆减速。3.4带传动的设计该带传动设计不减速，传动比为1，电机功率，转速,每天工作8h11。表3.3 带传动计算表步骤计算过程结果1.确定计算功率，2.选择V带的带型根据、查图选用A型。根据、查图选用A型。3.确定带轮的基准直径并验算带速4.确定V带的中心距a和基准长度Ld。由表选带的基准长度Ld=1250mm5.计算实际中心距a。6.验算小带轮上包角1.7.计算带的根数z。由和，查。据，i=1和A型带，查表。得,取4根。8.计算单根V带的初拉力F09.计算压轴力Fp。10.主要设计结论选用A型普通V带4根，带基准长度。带轮基准直径。中心距控制在。单根带初拉力12。1. 带轮结构设计图图3.2 带轮结构图3.5链传动的设计功率，主动链轮转速，传动比i=2.4，载荷平稳，中心线垂直布置。按步骤进行计算，记录于下表。表3.4 链传动计算表步骤计算过程及公式结果1. 选择链轮齿数，2. 确定计算功率，3. 选择链条型号和节距,4. 计算链节数和中心距a0=600mm5. 计算链速v，确定润滑方式采用油盘飞溅润滑6. 计算压轴力7. 主要设计结论链条型号,链轮齿数，链节数，中心距1.链轮结构图3.3 小链轮结构图图3.4 大链轮结构图3.6齿轮传动的设计和校核已知输入功率，转速，传动比，工作寿命为20年（设每年工作300天），8小时制13。3.6.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数a）按需要的传动要求，采用标准直齿锥齿轮传动，压力角； b）甘蔗自动剥皮切断机为一般机器，可以采用级精度； c）材料的选择。由机械设计表选择齿轮的材料为（调质），其硬度为。 d）选用主齿轮，从齿轮。3.6.2按齿面接触强度设计试算齿轮分度圆直径，即 （3.7）3.6.2.1确定公式内得各计算数值1) 试选载荷系数2) 计算齿轮传递的转矩 （3.8）3) 选取齿宽系数。4) 由表查得材料的弹性影响系数5) 查得主齿轮的接触疲劳强度极限；从齿轮的接触疲劳强度极限；6) 由式计算（3.9）（3.10）7) 由图1023查得；8) 计算许用应力取安全系数，由式（1012）得 （3.11） （3.12）3.6.2.2齿轮计算1) 试算齿轮分度圆直径，代入中比较小的值（3.13） =124.044mm2) 计算圆周速度 （3.14）3) 计算齿宽 （3.15）4) 计算载荷系数已知，七级精度，由图10-8查得动载系数近似；由表10-3查得；由表10-2查得使用系数；由表10-4查得7级精度、 （3.16） 故载荷系数（3.17）5) 算得分度圆直径，由式（10-10a）得 （3.18）6) 计算模数（3.19）3.6.3按齿根弯曲强度计算试算模数公式为： （3.20）3.6.3.1确定公式内得各计算值1) 齿轮的弯曲疲劳强度极限。2) 弯曲疲劳寿命系数。3) 计算许用应力取安全系数，由式（10-14）（3.21）4) 查取齿形系数由表10-17查得5) 查取应力校正系数由表10-18查得，计算。3.6.3.2设计计算 （3.22）6） 计算圆周速度 （3.23）7) 计算齿宽 （3.24）8) 计算载荷系数已知，七级精度，由图10-8查得动载系数近似；由表10-3查得；由表10-2查得使用系数；由表10-4查得 （3.25）故载荷系数（3.26）9) 算得分度圆直径，由式（10-10a）（3.27）对比计算结果，可取由弯曲模数并就近圆整为标准值，按接触强度算分度圆直径，主齿轮齿数 从齿轮齿数 3.6.4几何尺寸计算3.6.4.1计算分度圆直径（3.28）（3.29）3.6.4.2计算齿轮宽度（3.30）3.6.4.3齿轮各参数见下表14表3.5 锥齿轮相关参数(单位mm)名称符号计算公式及说明模数2压力角 齿顶高齿根高全齿高 分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径锥距分锥角图3.5 锥齿轮第4章 执行机构的设计与校核4.1曲轴的结构设计及校核这里选用曲轴的目的是通过曲轴旋转带动切刀作往复直线运动将甘蔗切断，它能够将切断甘蔗的力通过连杆转换成转矩，而且有很高的强度和刚度。曲轴的材料为45号钢并调质处理，由与甘蔗的直径大概在30mm40mm之间。所以对于切刀的行程要求并不高15。因此可设计曲轴的行程为100mm。其基本外形如图所示：即切刀的行程为两倍曲轴行程既为200mm。 图4.1曲轴结构图4.1.1曲轴上的功率,转速和转矩的设计若选取联轴器传动效率,涡轮蜗杆减速箱的传动效率，则:，切刀所使用的电机是变速电机，这里按切刀的最大速度来计算，即切断后甘蔗每段长5cm时调速电机达到的转速来计算。（4.1）4.1.2初步确定曲轴的最小直径根据参考文献11表15-3，取，于是得：（4.2）在、两端需要安装轴承，但由于处轴有734mm，所以，此处也需装轴承座来起支撑作用。圆周力径向力轴向力根据坏境选取角接触球轴承。轴承转速,装轴承处的轴颈直径可在内选取，运转时有轻微冲击，预期计算寿命。1)求比值（4.3）由机械设计表13-5，轴承最大值为，所以得。2)求当量动载荷P可由根据式（13-8a）得（4.4）由表13-6，由表13-5，等于， 暂取一中间值等于，则3)求轴承应有的基本额定动载荷值（4.5）4)按照轴承样本或设计手册选取的轴承，此轴承的基本额定静载荷。验算如下：求相对轴向载荷对应的值和Y值，在表中介于之间，对应的值为，Y值为（4.6）故,求当量动载荷 5)校核型角接触球轴承的寿命，根据式（13-5）（4.7）即高于预期寿命，所以满足。安装轴承处直径。曲轴采用整体铸造。4.1.3曲轴的强度校核图4.2 轴的载荷分析图考虑疲劳缺口因数和尺寸因数。疲劳强度的校核公式为：（4.8）（4.9）（4.10）式中 ：只考虑弯矩作用时的安全因数；只考虑转矩作用时的安全因数；弯曲和扭转的平均应力；弯曲和扭转应力幅；材料的弯曲和扭转疲劳极限；弯曲和扭转时曲轴的疲劳缺口因数；曲轴的尺寸因数；材料对应力循环不对称性的敏感因数（4.12）推荐式中的和按下式计算：式中：曲轴旋转一周过程中，作用在曲柄过渡圆角所在界面处的最大和最小绕轴的弯矩；曲轴旋转一周过程中，作用在曲颈过渡圆角所在截面处的最大和最小绕轴的转矩；曲柄抗弯截面系数曲颈抗扭截面系数。可分别从中国机械设计大典 （3）图21.1-26、图21.1-27和图21.1-28中查取。代入计算得，即曲轴强度合适。4.2传动轴的设计4.2.1轴1上的功率,转速和转矩的计算 若取联轴器传动效率,轴承的效率，带轮传动效率，则 4.2.1.1锥齿轮上传导的力 因已知锥齿轮分度圆直径为而 圆周力 径向力 轴向力 4.2.1.2初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。根据参考文献11表15-3，取，于是得输出轴的最小直径在轴的两端，轴径大于13.8mm即可。本次设计轴的端是安装联轴器的。为了使所选的轴的直径与联轴器的轴径相适应，所以要选取联轴器的型号，首先，计算联轴器的转矩，根据参考文献11查表14-1，考虑转矩的变化范围不是特别大，故选取，所以（4.13） 按照计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准，选用GY4凸缘联轴器。其公称转矩为224。半联轴器的孔径，故轴的最小端直径取；半联轴器长度。4.2.2轴1的结构设计4.2.2.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 图4.3 传动轴的基本尺寸结构图1)根据最小直径，考虑到轴的刚度和震动，现取I段直径，为了满足锥齿轮上的轴向定位要求,III段之间右端需制一轴肩,故取IIIII段长度为，段为了满足带轮的定位，所以选取直径为，由于带轮的尺寸,现取 段长度为。2)由于该轴较长，处需加一个轴承座，选取轴承内径为,由参考文献初步选取轴承座型号为SN208(摘自GB/T7813-2008)表4.1 SN208滚动轴承立式轴承座参数dgA5040803392由于，现取段长为,段处轴承放在机架上，轴承内径同样选取，使轴受力均匀。2）选择滚动轴承。轴承型号为7008C，II取直径。3）安装带轮处的轴得直径；带轮的右端与右边联轴器之间采用套筒定位。按照之前的设计，带轮的宽度为，则安装带轮处轴的长度为。4）本次设计的轴承端盖宽度为24。取端盖的外端面与带轮端面的距离。轴承的宽度为，故取段长为。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。4.2.2.2轴上零件的周向定位带轮、锥齿轮、半联轴器与轴的定位均采用平键联接。带轮的轴径为，联轴器的为,由手册查得平键截面,加工带轮处键长为，联轴器处键长大致为，齿轮轴径为，查机械设计课程设计手册得平键,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是借过盈配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为16。4.2.3轴1的校核（1）根据轴的结构图作出轴的计算简图17。图4.4 轴的载荷分析图通过弯扭图可以明显看出在带轮处的弯扭强度最大 M=12189.6Nmm T=23013Nmm按第三强度理论18，计算应力（4.14）因为由扭矩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不是对称循环变应力。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（4.15）式中的弯曲应力为对称循环应力。当扭转应力为静应力时，取；当扭转切应力为脉动循环应力时，取；此处取。由参考文献1式（15-5）有（4.16）式中：轴的计算应力，单位为； M轴所受的扭矩，单位为 ； T轴所受的扭矩，单位为； W轴的抗弯截面系数，单位为，此处W； 对称循环变应力时的轴的许用弯曲应力，由文献1表15-1查得45调质。由以上计算可知轴的设计是安全的4.2.4轴2的结构设计图4.4 轴基本尺寸设计图按同样的方法计算轴的相关参数，由于该两根轴类似，就不作强度校核，轴的直径大于最小直径即可，该轴的设计强度合格。4.2.4.1功率计算（4.17）4.2.4.2转矩计算（4.18）4.2.4.3锥齿轮上传导的力圆周力径向力轴向力4.2.4.4初步确定轴的最小直径（4.19）4.2.4.5轴承选型选角接触球轴承7008C4.2.4.6确定各段长度及直径端需要与链轮相连，前面计算了链轮的宽度为，确定了链轮的轴径为，即该段长为,该段轴的直径为,、处需安装轴承座来支撑，选择轴承的型号为，因此这两端轴的直径为，长度分别为。处安装锥齿轮，前面计算了齿轮宽度为,轴径为,即该段长为,该段轴的直径为。、之间需要定位，所以根据轴承座型号，确定中间直径为，长度选择为。至此，确定的轴的长度。4.2.4.7轴上零件的定位链轮、锥齿轮与轴的周向定位均采用平键联接。链轮的轴径为，由手册查得平键截面,加工带轮处键长为，齿轮轴径为，查机械设计课程设计手册得平键,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择链轮与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是借过盈配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。第5章 主要零件设计与校核5.1送料滚筒的设计及计算5.1.1滚筒的传动部分设计1.滚筒的作用是起传动作用，对甘蔗自动送料，下滚筒为主动轮且起支撑作用，上滚筒为从动轮且装有弹簧，能够起到夹紧的作用。滚筒的材料为45 钢，一个滚筒的总重量为5Kg,滚筒与甘蔗之间取摩擦系数：，则滚筒的摩擦力。2.轴承的摩擦系数为,则轴承转动的的摩擦力为。滚筒的转速为。1. 外筒 2. 螺钉 3. 轮毂 4. 键 5. 滚筒轴图5.1 滚筒结构图滚筒与滚筒之间通过链传动来对甘蔗进行送料，但链传动不减速，因此i=1；按照之前设计链的步骤，计算结果如下表：表5.1 链轮计算结果表步骤计算公式结果1.齿数选择，2.确定计算功率3.选择链条型号和节距，4.计算链节数和中心距按公式计算5.计算链速v，确定润滑方式采用定期人工润滑6.计算压轴力7.主要设计结论中心距a=1100mm8.分度圆计算9.主要设计结论齿数链型：16A1定期人工润滑中心距a=1100mm链轮分度圆5.1.2滚筒上弹簧的设计1. 轮毂 2.外筒 3.螺钉 4.支架 5.弹簧 6.轴承 7.滚筒轴图5.2 滚筒结构图图5.3 弹簧1.刀具支承块 2.螺栓 3.刀具支架 4.刀具 5.垫片 6.垫片 7.螺母 8.螺栓9.弹簧 10.刀具挡块 11.十字槽沉头螺钉 12.十字槽沉头螺钉 13.刀片图5.3 刀具组结构图本次设计滚筒上与剥皮刀上弹簧为同一弹簧，前者是起夹紧作用，后者是对不同粗细的甘蔗使其剥皮完整。因此，需要确定最大工作载荷。参考不同角度刀片对甘蔗去皮的影响甘蔗切跟力切割参数组合的优化分析，可知，当刀片刃角为15时，阻力F=200N，所以，切断甘蔗的力当切刀对甘蔗切断时，上面的送料滚筒上装有弹簧，会起到夹紧的作用，下面的滚筒则起到支承作用，前面已经计算当甘蔗被滚筒夹紧时的摩擦力f=7.5N，弹簧提供的下压力可取为100N，即即滚筒对弹簧的拉力为弹簧的最大工作负载。弹簧变形