机械原理及设计多功能蔬菜切丝机

目录第一章 多功能蔬菜切丝机原理简介 2第一节 工作原理 2第二节 原始数据 2第三节 总体方案设计 3一、 总体方案 3二、 机构组合的选择 3（一）传送带 3（二）刀具 4（三）挡板 7附 10第 2 章 减速器设计 11第 1 节 电动机的选择 11第 2 节 传动比的分配 11第 3 节 V 带设计 12第 4 节 齿轮设计 13一、高速啮合齿轮组 13二、低速啮合齿轮组 18第 5 节 轴的设计 22一、高速轴 22二、中间轴 27三、低速轴 28第 6 节 其他零件设计 30第 7 节 箱体结构设计 30第一章 多功能蔬菜切丝机原理简介一一一 工作原理多功能蔬菜切丝机广泛用于各种软硬根茎叶类蔬菜和海带的加工，可切制片、丝、块、丁、菱形、曲线（不同形状刀具）等各种花样。如图 1-1 所示，电动机 D 经减速系统 J 减速后，动力分别由传动机构、输出。传动系统驱动（旋转式或直动式）切刀将物料切片，驱动竖刀上下运动将物料切丝，驱动输送带带动待切物料间歇运动（步进运动） ，驱动夹持带运动以便切菜时夹持、压紧物料，驱动圆毛刷转动完成清带工作。要求机器运行平稳，切菜均匀。物料切菜大小及生产率可调，取决于输送带速度和切刀速度。图 1-1第二节 原始数据切片厚度约 4mm，切丝厚度约 3mm；设切刀工作阻力 P=1000N；旋转式切刀转速 300r/m；或采用直动式切刀，工作频率 300 次/分；行程速比系数 K=1.05；机器运转速度不均匀系数许用值 =0.05；主传动机构许用压力角 主=40，辅传动机构许用压力角 辅=70；生产能力 3002000 kg/h；电动机转速 n电 =1400 r/m；电动机功率储备系数 =1.5。第三节 总体方案设计一、 总体方案电动机输出原动力，通过带传动经减速箱使主轴转速达到合适范围，主轴再经过带传动将动力输出到各个机构上（刀具，传送带等） ，来实现蔬菜切丝的功能。二、机构组合的选择（一） 、传送带传送带采用了间隙运动形式，具体循环为运动 10s 停留 8s，传物带是由棘轮带动，做间歇运动。如下图传送带由带轮和带组成，棘轮通过带轮，再带动蔬菜的运动图 1-2其中：传物带运动时间为：t 1=8s间歇停止时间为：t 2=10s带总长为：L=2.4m （分为 4 段）带的运动速度为：V 带 =0.6/8 m/s=7.5 cm/s带轮的直径为：d=0.32m=32cm带轮的转速为：n 1=0.075*60/(0.16*2*PI) r/min=4.48 r/min图 1-3上图及为棘轮带动带轮的转动；其中棘轮由电机通过减速器后再通过一级减速的转速，棘轮与另一轮通过齿轮啮合由带的间歇运动可知，其有齿的部分为：10*360/18 度=200 度棘轮与另一齿轮的传动比由带轮的转速和减速后棘轮轴的转速可确定。（二） 、刀具切刀与竖刀的运动相同，都是由槽轮和连杆机构（或曲柄滑块机构）共同和组合实现上下来回的间歇运动和左右水平方向的往复运动。其中间歇运动与带轮的间歇运动相配合，达到准确切菜的目的。因为切片厚度要求为：4mm刀具运动的频率为：300 次/min切菜的长度为：20cm=200mm水平运动的速度为：V=2cm/s图 1-4如图及为保证刀具水平运动的基本机构：曲柄滑块机构由带和切刀的运动特性可知，曲柄运动一周所需的总时间为：18s切菜过程的时间为：10s由于其较慢的运动速度，可假定其水平方向的运动为：匀速运动曲柄的转动也可假定为匀速转动，所以其转速为：n 2=1/18 r/s=3.33r/min竖直方向上的运动是首先通过槽轮的带动，再通过齿轮和偏心轮盘让切刀做竖直的往复运动和间歇运动。如下图图 1-5图中即为刀具实现上下来回及间歇运动的基本机构。再配合其水平的运动便实现了切菜的目的其中刀具的运动频率为：300 次/min因此偏心轮的运动转速也同样为：300r/min槽轮连接减速器输出后的主轴，槽轮的相关参数设计根据间歇运动的特性，及 10s 的运动和 8s 的停止特性。中间齿轮的传动比根据槽轮的输出速度和偏心轮的速度可计算出。竖刀的设计与切刀相同，由同样的机构和同样的运动特性组成，只需将竖刀的放置方向变为与切刀垂直的方向即可。如图 1-6，即为竖刀和切刀做整个运动的大致机构图（3） 、挡板机构夹具系统是待切的蔬菜运动到切刀处时由夹具让蔬菜基本固定，方便切刀和竖刀对蔬菜进行切割。蔬菜切割完成后，夹具放开，让切好的蔬菜运动到下一个目的地。由传送带和切刀的运动可知夹具的运动也同样为间歇运动其间歇的时间和切刀一致。如图 1-7 该方案为一简单的凸轮机构。及其通过凸轮的带动让挡板运动当当版运动到最高处及其位移最大时挡板压紧蔬菜从而切刀可切割蔬菜。图 1-7在该凸轮机构中因为切菜的切割时间为 10s，非切割时间为 8s。及可知挡板运到最远处的时间为：10s凸轮的转速为：n 3=3.33r/min如图 1-8该方案与前一方案类似同样为一凸轮的运动，并通过对带有挡板的杆件的推送，使其压紧待切的蔬菜，蔬菜切割完的同时运动到小凸轮部分，带有挡板的杆件课任意绕着铰接点转动，因此蔬菜可随着物带运动到下一点。该结构中由于其需要挡菜的时间为：10s，下一待切菜运动来所需的时间为：8s，所