红薯条切制机构毕业设计 【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 红薯条切制机构 设计 摘 要： 随着人们的生活水平越来越高，对一些 块茎 作物的食用要求也越来越高。例如在食用土豆或一些薯类的时候要将其切成 条 或片，因而 盘刀 式切条机 应运而生。本文设计的切 条 机主要针对中小型 企业 ，例如加工作坊、食堂、家庭等。本设计针对一些 块茎 的形状而设计的。本文分别对带、轴、刀片、刀盘等进行设计计算，对轴承、键等元件进行了选择。本设计的 切条机 有较高的效率，能分别对 红薯 、 土豆 、洋葱等进行工作。 关键词： 切 条 ； 盘刀 式； 切 条 机；刀片 of is to so in at as is in In of in is of it be to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目 录 摘要 . 1 关键词 . 1 1 前言 . 1 2 国内外现状 . 2 . 2 . 2 3 盘刀 式切 条 机总体方案的确定 . 3 . 3 . 4 4 电机的选择 . 5 5 . 6 C . 6 带的型号 . 6 . 6 . 6 带的基准长度 a . 6 1 . 7 带的根数 . 7 求作用在带轮轴上的压力 . 8 6 . 8 带轮的要求 . 8 . 8 . 10 7 减速箱 的选择 . 11 8 偏心连杆式机构的设计计算 . 11 . 11 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 9 键的选择与校核 . 13 . 13 . 14 10 刀片的设计 . 14 选择 . 14 . 15 11 入料斗的设计 及叶轮的设计 . 15 12 机架的设计 . 16 架设计要求 . 16 架材料的选用及壁厚选择 . 17 架整体设计 . 17 13 机体结构的设计 . 18 14 结论 . 18 参考文献 . 19 致谢 . 19 附录 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 前言 红薯的营养价值非常高，市场潜力巨大。在国外，大约占 40%的红薯加工成食品后进入消费市场。在国内，一向被国人视为不能登大雅之堂的红薯产品也突然间在市场上风靡起来。在北京、上海、广州及西安等全国大中城市，以红薯条、红薯泥为基本原料的麦当劳、肯德基食品已占据我国快餐市场的半壁江山，而从各种渠道进口的其它油炸薯片或膨化食品等也 滚滚而来 1。中国农科院副院长屈东玉博士在日前召开的中国红薯学术年会上指出：“红薯是一种产量高、适应性强、经济价值大的作物，应把红薯主产区列入国家粮食商品粮基地，享受与水稻、小麦等商品粮基地同样的财税待遇，这将是保证我国粮食安全的有效手段。” 红薯条切制机构 在农产品和食品加工业中发挥着重要作用。 机构要求耐腐蚀，强度高，使用寿命长，操作舒适，省力， 一块原料一次切出，要使加工的尺寸规格完全一致，符合食品加工机械卫生标准要求。红薯原料形状不一，大多椭圆形，所以在切制的时候往往很难控制其均匀度，因此，研究设计合 理实用的 红薯条切制机构非常有必要。 随着现在的快餐业迅速崛起，对茎块的食物的需求越来越多。像土豆薯条、薯片等休闲食品的消费急剧增长。这给茎块食物的加工带来了勃勃生机与活力。在茎块作物的加工过程中需将其切成 条 。 因此 切 条 机应运而生。 按刀片安装形式的不同切 条 机可以分为盘刀式、滚刀式和 转盘 三种 2。 本设计 主要 针对 加工效率较高、应用较为普遍的 盘刀 式切 条 机进行设计。 2 国内外现状 国外发展情况 当今国 外的红薯条切制机构设计生产已基本上形成系列化，设计制造工艺娴熟，使用方便操作简单，清洗快捷，携带方便， 但也仍有不足之处，如机器使用时噪音大，常用零件易磨损，更换不方便等，希望能在以后的设计中不断完善创新，不断优化，以促进红薯条切制机构在人们生活领域内的广泛使用。 在发达国家中 红薯条切制机 的应用很早就投入到食品加工机械中，各类 切制 技术的应用也是比较早的，发达国家有很高的食品工业产值，食品工业产值在工业总产值中所占比例一般在 10以上，最高的接近 18，食品工业是发达国家的主要工业支柱产业，发达国家为食品工业提供装备的食品机械行业已经发展成为一个重要的支柱产业，是机械工业的一个重要组成部分，发达国家食品机械性能高 ，自动化程度高，这样大大减少了劳动力，保证了生产速度，降低了劳动成本，节省了劳动时间，从而获得了更多的经济效益。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 现今市场普遍的切片机的基本类型的五种，按其结构可分为 : 摇动式切片机 , 轮转式切片机，滑动式切片机，推动式切片机，冰冻切片机 3。普通最常用的是轮转式切片机。 目前，国 外的红薯条切制机构设计均往均匀切制进行研究探讨，红薯条切制机构已在各行各业起到越来越大的作用，这是我们今后对此类机械研究的重点、难点。 国内 切条机 技术的发展概况 我国的 切条机 技术始于七十年代初期，我 国 的 切条机 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 4。目前我国 切条机 的主要方式有以下几种： (1)直线往复式 切条机 。直线往复式 切条机 的结构简单，但效益低。 因此它应用于工作要求不高、效益低的场合。 (2)圆盘旋转式切条 。圆盘旋转式 切条机 的机构简单也有较高的生产效益，因此它广泛应用于各种场合。 (3)水枪式切条 。水枪式 切条机 耗水量打， 只能切出平直的片， 因此它的应用不是十分广泛。 (4)圆形（内圆切片的外圆切条）切条 。圆形式 切条机 有很高的工作效率，但是结构复杂，设计较困难，因此它应用于工作效率要求相当高的 专业领域。 我国的切 条 的研究开发方面虽然已有 30年的历史，近几年来 切条机 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，研制的 切条机 没有得到大面积推广应用。虽然在我过已有 切条机 的生产厂家如山东省诸城市大洋食品机械厂的大洋牌土豆 切条机 有 400型、 600型、江阴鑫达药化机械的中药 切条机 等 5。 但我国的 切条机 方面仍然没有根本性突破。 3 盘刀 式 切条机 总体方案的确定 结构特点与工作原理 结构特点 为了可靠方便的进料， 偏心连杆盘刀式 切条机采用垂直进料，水平进给的方式。偏心连杆 盘刀式 切条机由动力部分，传动部分，连接部分，执行部分，辅助部分组成 6。 动力部分，动力部分由电动机来提供动力，通过电动机的旋转带动一对 转矩传递至偏心轮机构。 传动部分，传动部分由带、带轮、减速器、偏心轮和连杆组成，通过一对 减速器减速后再将旋转运动传递给偏心轮，偏心轮将旋转运动转化为直线运动，推复合刀盘前进，通过连接件发生运动关系。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 连接部分，连接部分比较关键，是该机械系统中比较复杂的部分，主要通过偏心轮机构来实现传动部分和执行部分之间的动作。 执行部分，执 行部分主要由偏心轮机构和凸轮式间歇运动机构来实现，通过偏心轮将旋转运动转化为直线运动，推复合刀盘切割红薯，利用刀盘直接进行退料，使传动紧凑。 辅助部分，辅助部分主要是指对该装置起补充和完善的部分，主要指支撑架部分，红薯接收部分。 其中滑座，刀座的结构形状大小由加工成型的产品来决定，改变料斗出口大小及施加红薯推力可控制进料多少，因而也就决定了红薯条的厚度和高度。 因此，我们按照上述原理，来设计和计算该机械。 盘刀 切条机 由电动机、旋转 转盘 、 皮带传动装置和 输 入、输出物料装置等组成。其结构如图 1： 1机 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11图 1 转盘 切条机 结构简图 of 工作原理 及工作条件： 盘刀 式 切条机 采用电动机作为动力， 电动机带动带传动，再通过减速器减速，带动偏心轮机构将旋转运动转化为直线运动，将 红薯切条 ，利用 复合刀片座 将 切好的薯买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 条推出 。 此外，切 条 与起丝的转换可以通过更换 刀 片 座 来实现。 配套动力： 11.5 条截面是正方形，边长 ： 15 盘 转速： 100250 r/产率 5001000kg/h 3. 2 机构的组成部分及特点 电动机 本设计选择电机为 额定功率为 W, 同步转速为 1390 r/具体选择计算见 第 4部分 ） 7。 皮带传动装置 切条机 选择 动比为 减速箱 选取传动比为 20的单级蜗杆减速器。 4 电机的选择 生产效率 5001000 kg/取 600 kg/h, 配套动力： 11.5 滑杆来回速 度 ： 2s。 茎块一般 为椭圆形，测定其长为 100宽为 45生产效率的公式 Q=60 B r n/1000 a b t z (1) Q=60 80 250 n/1000 70 15 4 得出 n 201 r/ 是刀片长度； r 为刀盘半径； n 为传动轴的转 速 ； a b 分别是 一般茎块 的椭圆的 长和宽； T 为切 条 厚度；这里切 条 厚度为 15 z 为刀片片数，刀片片数为 4. 由 电机的转速范围是 201 r/ 由配套功率为 11.5 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比 ， 选择电机为 额定功率为 同步转速为 1390 r/图 二所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2 电动机 V 带传动的设计计算 求计算功率 为n 1390 r/由 机械设计手册 表 13知选 由公式 ： （ 2） 则得出 选 V 带的型号 可用普通 带，现选普通 根据 1390 r/ 机械设计手册 查出为 型带 求大小带轮 由 机械设计手册中 表 130 71 现在 取小轮 1 公式： d2=（ 3） 可得出 d2= 71 56.2 中 在机械设计手册查出为 机械设计手册 表 1360但其误差小于 5%，在允许的范围内，所以 6013。 验算带速 V 由公式 V= 1000601 （ 4） 则可以算出 = 1000601 = =m/s 速度 5 25 m/适。 计算 V 带的基准长 度 a 查机械设计手册由其中计算 .5(d1+ （ 5） 初步 计算选取 心距 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 则可以得出 .5(d1+(71+160)=504，现在 取 70,由公式0.7(d1+20 所以 得出 包角 合适 。 求 V 带的根数 查机械设计基础 由 公 式 ： Z=)( 00 （ 10） 已知 390 r/ 1 查表 可以 得 出 W 由 传动比 i=表 13W 由 1= 查表 13表 13L=此可得 Z= 以 2根 求作用在带轮轴上的压力 机械设计手册 表 13 q=kg/ 式 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 )00 c （ 11） 其中 Z 为 V为 包角修正系数可以 查表得出其值为 以得出 2) 现在计算 作用在 带轮 上的压力 由 公式： 0 12） 可以得出 6 V 带轮的设计 V 带轮 材料的选择 设计 量小，结构工艺好，无过大的铸造内应力，质量分布均匀，转速高时要经过动平衡，轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为 减少带摩擦，各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较均匀 8。 带轮的材料主要采用铸铁 ，常用的材料牌号为 速较高时采用铸钢，小功率采用铸铝或塑料。考虑本设计的功率情况和转速，本设计采用铸铁，材料牌号为 轮的结构尺寸 的设计 轮结构形式的设计 铸铁 制 1、实心式； 2、腹板式； 3、孔板式； 4、椭圆轮辐式 9。 V 带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径为 d（ d 为安装带轮的轴的直径， 可采用实心式；当 300采用 腹板式 ；当 300时 100采用孔 板式 ；当 300时可采用轮辐式 由 小带轮基准直径 1 装轴带轮轴的直径 d=38 d 小带轮选用实心式 大 带轮基准直径 60 300 大带轮选用 腹板 式 轮尺寸的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 V 带轮的轮槽与所选用的 V 带的型号相对应， 此设计选的是 Z 带，根据书上表格 可直接 得 出 10 基准宽度 .5 基准下槽深度 .0 间距 e=12 0.3 小轮缘厚 .5 轮宽度 B=28轮的总长 L=（ d=38图 3 主动轮 3 V轮 d=16050，所以采用腹板式。由其轴径为 39 基准宽度 .5 基准下槽深度 .0 间距 e=12 0.3 小轮缘厚 .5 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 带轮宽度 B=28轮的总长 L=（ d=45图 4 从动轮 4 槽 工作表面的粗糙度为 于这两个带轮在 切条机 运行过程中起着非常重要的传动作用，所以两个带轮 轮槽 工作表面的粗糙度均取 小带轮上键的选取与强度校核 键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定一传递转矩。有些类型的键还可实行轴上零件的轴向固定或轴上移动，对于轴上不需要滑动的需固定位置的齿轮采用平键。而对于经常移动的齿轮则采用花键连接，具体选型则根据其所在的轴确定。 带轮上键的 选取与强度校核 根据电动机的 轴 d=19查 机械设计手册 11选取键宽 B键高 6长 6 小 T=9550P/n=9550 390=m (13) 小 419333/02 33 pp m p ak l （ 14） T 传递的转矩，单位为 K 键与轮毂键槽的接触高度 k=此处 位为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 l 键的工作长 度，单位为 圆头平键 l=,单位为 d 轴的直径，单位为 p 键、轴、轮毂三者是最弱材料的许用压力，单位为 查得 p =120 带轮上键的 选取与强度校核 根据减速器的轴 d=30查 机械设计手册 11选取键宽 B键高 0 8长 6 大 T=9550Pi/n=9550 390=m 小 02 33 pp m p ak l T 传递的转矩，单位为 K 键与轮毂键槽的接触高度 k=此处 位为 l 键的工作长度，单位为 圆头平键 l=,单位为 d 轴的直径，单位为 p 键、轴、轮毂三者是最弱材料的许用压力，单位为 查得 p =120 7 减速器 轴的选择 减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。 减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。 根据偏心滑柱式紧压茶叶机的工作原理和要求，减速器应满足传动比大，实现交错轴传动。蜗杆减速 器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动大，工作平稳，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的是单级蜗杆减速器。由上述要求，选取传动比为 20的单级蜗杆减速器，减速器的型号为 502。 故该轴在此截面的右侧的强度也是足够的。本机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 ,轴的校验结束 ,轴的校验合格。 8 偏心连杆式机构的设计计算 偏心连杆式机构的要求 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 偏心连杆式 机构是将偏心轮上的旋转运动通过偏心轮机构转化为直线运动，利用连杆将动力传递给滑柱对红薯 茶叶进行切制成形加工 13。 要求在切制红薯时连杆的力恒为 3000N，红薯条为长方体，长为 120度为 15度为 15柱的行程为100空行程中要能实现快速退回，以提高生产效率。一般为间歇工作，每次工作时间短，工作速度也不高。该机械在加工时，应当满足工作强度要低，劳动生产率要高的要求。 偏心轮机构的设计 根据 偏心连杆式 机构 滑柱的行程为 100空行程中要能实现快速退回的要求和机构的结构设计要求，如图 5所示，选取 偏心轮回转中心与滑柱中心线的距离 8心轮的偏心 距 e=38杆 30柱 20 图 3 图 5 偏心轮机构 偏心轮机构的极位夹角和行程速比系数的计算 图 3所示为一偏心轮机构，偏心轮为原动件，则偏心距 偏心距 2两次共线时，偏心距 14。 =程速比系数 K 0 01 8 01 8 0 00 k （ 15） 偏心轮机构存在急回运动。 机构的这种急回作用，在机构中常被用来节省空回行程的时间，以提高劳动生产率。 心轮机构的的传动角和压力角的计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 当偏心距 压力角最大 ,传动角最小 ,计算最小传动角 0222222 )(a r c c 040 （ 16） 机构的传力性能好 15。 最大压力角的计算 0- （ 17） 偏心轮机构以偏心轮为原动件 ,能够做整周回转 ,因此 ,机构的传动性能好 ,无死点位置。 柱的强度的计算 根据 压制成型茶的试验可得，滑柱所受的压力 F=3000N,选取滑柱的直 径为 30材料为 表得许用应力 = 150算连杆的应力和校核 = )2030(300044222 坡角度的确定过程如下： 1 （ 21） 要想让 茎块 能顺利下滑的话， 那么必须 0，也就是说 时 茎块 就能顺利下滑， f=到 =而 ， 所以取 =45，也就是说料斗的 倾斜角度 =450。 料斗 的设计图如下： 图 7 料斗 片座 是 直线来回运动 ，是通过键槽连接固定在 导轨上 。 12 机架的设计 机架设计要求 机架起到 在机器中支承或容纳零、部件 的作用， 机架的设计主要应保证 以下三点： 于制造； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 绝定 机架工作能力的主要准则是刚度。在 盘刀 式 切条机 的 中刚度决定着 切条机 的生产效率和 切削精度。 强度是评定 重载 机架工作性能的基本准则。机架的强度应根据机器在运转过程中可能发生最大载荷或安全装置所能传递的最大载荷来校核其静强度。此外还要校核其疲劳强度。机架的强度和刚度都需要从静态和动态两方面来考虑。动刚度是衡量机架抗震能力的指标，而提高机架抗振能力应从提高机架构件的静刚度，控制固有频率，加大阻尼等方面着手 22。 机架受压结构及受压弯结构都存在失稳问题。有些构件制成薄壁腹式也存在局部失稳。稳定性是保证机架正常工作的基本条件。必须加以校核 17。 为了满足稳定切片和切削效率的要求，本设计的 转盘 切条机 在功能上应该完成以下 几点要求： 架的重量应要求轻、成本低。 变形对精度的影响小。 艺性良好，便于铸造、焊接和机械加工。 机架材料的选用 及 壁厚选择 材料的选用，主要是根据机架的使用要求。 本设计中的 红薯 切条机 的形状较复杂。铸铁的铸造性能好、价廉和吸振能力强， 应用 也 最广。焊接机架具有制造周期短、重量轻和成本低等优点 。由于本设计的机架结构较为复杂，为了满足支撑其它各零件的要求， 本 红薯 切条机 机 架各零件 零件采用 体选择焊接的方式 。 壁厚选择 当机架零件的外廓尺寸一定时，因而在满足强度、刚度、振动稳定性等条件下，应尽量选用最小的壁厚。 机架整体设计 机架整体应起到固定及连接各零件的作用。 机架结构如下图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 8 机架 架由以下几部分组成： 支腿、底板、电机护罩、输出滑板、机壳、连接板、支板、连接板、固定箱、固定箱盖。 13 机体结构的设计 机体就是由机座和箱体 焊接 而成，材料为 体的安装， 为了减少整个机体的重 量，采用机座把箱体支撑起来， 再把箱体和箱盖相连接，使得整体结构更简单、合理、稳定，减少震动。 机座的下面安装电机，比带轮设置在机体外面，这样方便调节比带轮的松紧，检查皮带的安装是否正确到位 。 14 结论 设计的优点 本 切条机 有多种功能，能将多种径类作物切成 条 ，也能将其切成丝；同时该 切条机 结构简单，体积小，重量轻，生产效率处于大型接卸与手工劳动之间。适合工作与作坊、食堂、家庭等中小场合；另外该机构的明显要求就是切片无的尺寸要求低，使用广泛。 在的问题及改进的措施 由于 本设计因为个人知 识有限， 本 切条机 采用 复合 刀盘 座 ，因此在切片的过程中难免会出现切片厚度不均匀的情况，还有就是 本 切条机 占空间大 。 设计的 切条机 结构比较简单。 主要改进措施是为了解决不均匀的问题，解决方案是： 在切片过程中始终保持切片的物体压紧 ，使其不跳动、不滑移。 还有就是 导轨 的润滑比较的困难。还有能够通过人为去调节速度。 本机构主要是针对中小型场合而设计的， 它可以对多种茎块类作物进行工作，且有较高的生产效率。本机构主要内容： 1红薯切条机 研究的目的、意义、国内外研究的动态； 2红薯切条机 总体方案的拟定和 刀盘 装置主要参数的设计计算； 3红薯切条机 传动方案的确定及设计计算，主要工作部件的设计； 4红薯切条机 受力零件的强度或寿命校核计算； 5红薯切条机 装置总图、部件图、零件工作图的绘制。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 通过这次毕业设计， 我从中受益良多；在设计过程中，是我在大学所 学 的理论知识系统的联系在一起，了解了机械设计的方法和流程，特别是思考问题和解决问题的能力，也使得我所学的知识得到一次比较全面的巩固，同时通过这次设计有学到了很多以前没有接触过的新知识，提高了自己的自学能力，从而为我以后更好地从事这项工作奠定了良好的基础。 参考文献 1 濮良贵、纪明刚 . 机械设计 M. 北京： 高等教育出版社第八版 . 1432 王与、王顺喜 . 饲料粉碎机发展现状分析 J. 北京： 粮食与饲料工业 2007， 10 3 王昆、何小柏 ,汪信远 M. 北京： 高等教育出版社 1996年版 1304 刘曼茹锤片粉碎机的研究 J. 北京： 农业机械学报， 3(54) 5 沈长山 . 饲料粉碎粒度对营养和加工成本的影响 J. 北京： 粮食与饲料工业 4 6 王卫国 . 饲料