机械毕业设计（论文）魔芋切片机设计【全套图纸】

1、全套图纸，加153893706题 目 魔芋切片机设计 学生姓名 学号 所在学院 机 械 工 程 学 院 专业班级 机自1007班 指导教师 _ 完成地点 陕 西 理 工 学 院 2014 年 6 月 19 日目 录摘 要11 前 言32 国内外现状52.1国外切片机发展现状、趋势和应用领域52.2国内切片机发展现状、趋势和应用领域53 系统总体方案的确定73.1 结构特点及工作原理73.1.1 结构特点73.1.2 工作原理73.1.3 工作原理简图（总体方案图）83.1.4 系统总体方案设计简图符号有问题84 主要部件的设计计算及校核104.1 电动机的选择104.2 电磁调速控制器的选择1

2、14.3 传动装置的运动和动力参数计算134.4 v带及v带轮的选择计算144.4.1 v 带的选择144.4.2 带轮的设计计算164.5 传动轴的结构设计174.5.1 传动轴的设计计算174.5.2 轴的强度校核计算214.5.3 精确校核轴的疲劳强度214.6 轴承的选择及校核234.7 圆锥滚筒的设计计算244.7.1 圆锥滚筒的设计计算244.8 键的选择与强度校核274.8.1 键的选择274.8.2 键的强度校核275 其他部件的设计286 总结30致 谢32参考文献30魔芋切片机设计学 生: （陕理工机械工程学院机械设计制造及其自动化1007班，陕西 汉中 723003）指导

3、老师: 摘 要 魔芋深加工产品是一种新兴的健康食品，魔芋的切片是其深加工设备中的关键设备，切片的厚度一致性、厚度的可调节性、切削速度的可调整性成为保证切片质量的关键指针。本设计的机构简单可靠实用，结构工艺性强，成本低.不仅能实现切片的机械操作，很好的提高切片效率和质量，而且能保证以上所述切片机切片质量的关键指针。本文所设计的魔芋切片机是一种体积比较小、结构比较简单。适用于家庭、餐厅、小作坊的小型农产品加工机械。本滚刀式切片机采用圆锥型滚筒，由电动机、电动机无级调速控制器、传动系、切片装置和机架构成，设计计算了各主要部件所需参数并进行了校核，完成了装配图及各主要零件的图纸设计，进行了自我总结。关

4、键词 魔芋；切片机；滚刀式the design of konjac slicerstudent: yang hongtao(grade10, class7, major mechanical design, manufacturing and automation, school of shaanxi university of technology, hanzhong 723003, shaanxi)tutor: wei weifeng abstract: further processing products of konjac are a new kind of healthy food

5、. the slicer of it is the essential equipment for further processing. the uniformity of slices thickness, the adjustability of it, and the adjustability of cutting speed have become the important guiding principles of slices quality. this design is simple but practical. it has a great construction a

6、nd a low cost. it can realize the mechanical operation of slices, also it can improve the efficiency and equality. meanwhile, the important guiding principles of slices quality can be assured. the konjac slicer in this paper has a small size and a simple structure. it is a small-size machine for agr

7、icultural products processing, which can be applicable in houses, restaurants and individual workshops. this hobbing-cutter type slicer adopts pyramid-type rollers. it consists of electromotor, electromotor infinite speed controller, transmission system, slice equipments and body frame. this paper c

8、alculates the parameters of main components. at the same time, examine and verify the parameters. it finishes the drawing designs of assembly diagram and of main components. also, it conducts self-summary. keywords: konjac; slicer; hob type 1 前 言 魔芋是有益的碱性食品,对食用动物性酸性食品过多的人,搭配吃魔芋,可以达到食品酸、碱平衡,对人体健康有利。魔

9、芋为天南星科，属植物的泛称,主要产于东半球热带、亚热带,我国为原产地之一,四川、湖北、云南、贵州、陕西、广东、广西、台湾等省山区均有分布。魔芋种类很多,据统计全世界有260多个品种,我国有记载的为19种,其中8种为我国特有。魔芋地下块茎扁圆形,营养十分丰富,含有多种维生素和钾、磷、硒等矿物质元素,还含有人类所需要的魔芋多糖,并具有低热量、低脂肪和高纤维素的特点。魔芋食品不仅味道鲜美,口感宜人,而且有减肥健身、治病抗癌等功效,但魔芋全株有毒,以块茎为最。中毒后舌、喉灼热,痒痛,肿大，民间用醋加少许姜汁,内服或含漱来解救。魔芋地下块茎扁圆形，如下图，直径可达25厘米以上。图1.1 魔芋块茎 随着社

10、会的不断发展，人们的生活水平日益提高，各种各样的现代新技术越来越多地应用在人们的日常生活中。家庭必备的生活用品在丰富着人们生活的同时也给我的带来了不少方便，其中厨房用品占有很大比例。本设计致力于设计一种滚刀式切片机，它能根据人们的不同需要，结合物料的特性切出如条状、片状等形状的待加工食品，也是农产品加工企业的常用设备。当前，国际农产品加工装备呈“三化”发张趋势。一是标准化。今年来，各国纷纷加强了农产品加工装备国际标准的制定和修订以及标准化的研究工作，采取各种措施使本国或本地区的农产品加工装备标准向国际标准靠拢。二是安全化。为了实现农产品加工装备的安全卫生要求，iso和cen相继制定发布了一系列

11、有关农产品加工机械的安全卫生标准，并被100多个国家效仿采用或协调采用。三是科技化。世界农产品加工机械的贸易壁垒，有80%以上来自技术壁垒。美国、日本以及欧盟等发达国家和地区，凭借自身的技术优势，以保障人类健康、安全、卫生和产品质量为由，采取大量的技术性措施在制定农产品加工机械技术标准、技术法规等方面设置了大量的技术壁垒。当今农产品加工装备的技术创新能力，已经成为世界农产品加工装备竞争力的决定性因素。我国农业水平非常低，不仅体现在土地产出率上，而且在产品加工和安全上也和国外有很大的差距。我国已经进入wto(国际贸易组织)，农产品加工与安全得到了一定的发展，但是，对抵御国际上的冲击还有很多不适应

12、，最近日本等发达国家对我国农产品质量要求不断提高就是一个很好的例子。虽然近几年国家对农业实施了一定的保护措施，但要想我国的农业发展起来就必须参与国际间的竞争，要想在竞争中获得一席之地，就应该缩小我国农产品加工与安全与其他国家的差距大力发展农产品深加工农产品安全检测，农产品加工机械起到了不可替代的作用。 改革开放20多年来，我国农业和农村经济发生了巨大的变化，主要农产品总量已位居世界第1位，进入了农产品供需基本平衡且丰年有余的新阶段，成为世界农业大国。随着农业的进步与工业的发展， 农产品加工业逐步成为一种新兴产业。随着社会的发展和农业可持续发展及农业资源高效利用的理念，农产品加工机械的研究也逐渐

13、向低污染、节能、循环、环保方向发展，特别是农产品的精深加工、贮藏、保鲜、运输、分级与包装更趋合理。但是，目前我国的农产品商品化率比较低，且效益比较差。究其原因主要是大部分产品未经加工或仅经过初加工就进入市场。主要有以下几个问题： 切片厚度的一致性 厚度的可调节性 切削速度的可调节性2 国内外现状2.1国外切片机发展现状、趋势和应用领域国外切片技术于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,像瑞士的迈尔-布格耶公司的卧式内圆切片机,切割棒料直径最大可达到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

14、能全自动切片机相继商品化。就切片机的结构形式而言,主轴以空气轴承或滚动轴承为支撑方式的卧式和立式两种,有内圆切片,也有外圆切片,有单刀切片,还有多刀切片,且以前者较为普遍。就切片机的功能而言,已经相当齐全,而且复合化,切片方式也多种多样。世界生产切片机的著名厂家为数不多,主要有瑞士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disco株式会社的dad系列机,日本okamoto machine株式会社的asm系列机,德国gn公司的ids系列机,美国kayex公司的ds系列机,美国stc公司的stc系列机(该公司于八十年代末被拍

15、卖给日本东京精密,已不复存在)。实质上世界的切片机生产厂商基本形成两大强劲阵容,即西欧的ts系列和东亚的tsk(若干)系列,各领风骚。它们在世界半导体设备切片领域中,堪称首屈一指,不分高低。2.2国内切片机发展现状、趋势和应用领域我国的切片机技术始于七十年代初期，我国的切片机广泛应用于蔬菜、中药、冻肉、水果等领域，其中土豆的应用尤为显著。目前我国切片机的主要方式有以下几种：(1) 直线往复式切片机: 直线往复式切片机的结构简单，但效益低。 因此它应用于工作要求不高、效益低的场合。 (2) 圆盘旋转式切片: 圆盘旋转式切片机的机构简单也有较高的生产效益，因此它广泛用于各种场合。(3) 水枪式切片

16、: 水枪式切片机耗水量大， 只能切出平直的片， 因此它的应用不是十分广泛。(4) 圆形（内圆切片的外圆切片）切片: 圆形式切片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，研制的切片机没有得到大面积推广应用。虽然在我国已有切片机的生产厂家，如山东省诸城市大洋食品机械厂的大洋牌土豆切片机有400 型、600 型、江阴鑫达药化机械的中药切片机等。但我国的切片机方面仍然没有根本性突破。 目前，中国和日本是世界上两大魔芋主产国。虽然日本的

17、魔芋是从中国传去的，但自20世纪60年代以来，日本政府对魔芋的科技研究和产业化发展方面给予了大力支持，所以目前日本是国际上研究利用魔芋水平最高的国家，而且魔芋也已经成为其一项有潜力的产业。目前，中国南方多省大力发展种植魔芋，每年生产魔芋精粉约700吨，四川省的产量占50%以上。魔芋亩产5千至1万斤，从1984年至1999年这15年来看，每斤在0.3元至1.2元之间波动。就按最低亩产最低价格计算，每亩也有1500元收益。丰富多彩的魔芋食品，必将有广阔的前景。魔芋的切片也将必然化。魔芋的切片，如果采用传统的手工切片，不仅效率低，切片厚度和美观也难以保证。而魔芋在切片的过程中，容易造成粘刀，影响外观

18、质量和切片美观的程度。所以，设计魔芋切片机是十分必要的。3 系统总体方案的确定3.1 结构特点及工作原理 魔芋等块茎类切片机的研发比较成熟。它主要有以下几种类型，按动力种类分，可分为机动和人力两类。机动的包括内燃机驱动和电动机驱动；人力的包括手摇式和脚踏式。机动的有盘刀式切片机、滚刀式切片机、离心式切片机三种。其中滚刀式切片在工作时要求工作平稳，整体结构紧凑，机构简单，操作和维修简便，装料卸料容易。切片的厚度均匀，不因卷曲而形成开裂，切条的大小一致，不会中间折断，可根据需要换刀。并且要求环保节能。3.1.1 结构特点 本设计吸收了当前切片机的设计优势，主要由原动机、传动系、工作系（滚筒装置）、

19、机架系四部分构成。原动机采用电动机带动，传动系选择v带传动，因为滚筒转速限制在300-500转/分，所以采用电磁调速电机输出所需转速，工作系由滚筒和刀片组成，其中刀片分为切片刀片和切条刀片，机架系由底座、架身、进料斗、出料斗组成。此外采用全损耗系统用油进行润滑，j型无骨架橡胶密封。主运动轴、轴承、键、都采用标准件，易于更换。3.1.2 工作原理电动机运转，通过电磁调速控制器调控到所需转速，通过v带将动力传到主运动轴，带动滚筒旋转从而使切片机开始工作。在确认机器启动运转平稳后开始喂料，喂料要及时均匀，要观察出料口，如有堵塞及时清除。3.1.3 工作原理简图（总体方案图）3.1.4 系统总体方案设

20、计4 主要部件的设计计算及校核 由总体方案图可知，本切片机需要计算及校核的主要部件有原动机，v带的设计计算和校核，传动轴的结构设计及计算，轴承的选择及校核，圆锥滚筒的设计计算及校核，键的选择及校核等。4.1 电动机的选择（1）选择电动机的类型需要调节转速，电磁调速电机既可以无极调速，又价格便宜，调速系统结构简单，使用和维护方便。因此，选用电磁调速电机。（2）生产效率为q=4001000kg/h；切片厚度为t=13mm，。切削力f：查资料得单位长度刀片上的切削力约为0.3kg/mm,本设计刀片长度为210mm,具体设计在下文。所以切削力f2100.310=630n。茎块一般为圆形，测定其直径为1

21、00250mm。由生产效率的公式q=60brn/1000dtz （1）q=6021093n/100070t3取q=400kg/h得出n150t(r/min)150450(r/min)b:刀片长度；r:为刀盘半径；n:为传动轴的转速；d:一般茎块的圆的直径；t:切片厚度；这里切片厚度为13mm,可调； z:刀片数量，值为3；切削线速度v=2nr=2tr/6010001.4t(m/s) 1.44.2(m/s)工作机功率=fv/1000=6301.4t/1000=0.88t(kw)0.882.65(kw)电动机所需工作功率为： /=0.882.65/0.94090.942.8(kw)总效率。 执行机

22、构的转速n为300500r/min经查表按推荐的传动比合理范围，带传动的传动比取1，则电动机转速的可选范围为nn1（300500）300500r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动，选定型号为yct132-4a的电磁调速电动机，额定功率为1.1kw。图4.1 jd1型系列电磁调速控制器 yct系列电磁调速电动机（立式）下面的表格就是电动机的技术参数、性能以及外形尺寸的数据：表4. 电动机性能表电机型号额定功率(kw）额定转矩（nm）调速范围(r/min)额定电流(a)重量（kg）参考价格（元）yct132-4a1.17.112301252.785100表4.2 yct1

23、32-4a电动机的安装尺寸和外形尺寸 （单位：mm）机座号安装尺寸外形尺寸awbwcehdfgkadabhdlyct132-4a216241401.5500.3113224820121653103305704.2 电磁调速控制器的选择电磁调速控制器分为：a手操普通型、b手操精密型、c信号控制精密型三类，因为魔芋切片机不需要太精密的装置，所以选择a手操普通型。表4.3 主要技术数据型号电源电压最大输出定额可控制电机功率测速发电机额定转速时的转速变化率稳速精度jdia-11-220v 10 频率50-60hz直流90v 3.15a0.55-11kw单相或三相中频 电压转速比为2v/100min31

24、（2）基本工作原理：图4.2 系列方框图从图1方框图可知，控制器由可控硅主回路、给定电路、触发电路、测速负反馈电路等环节组成。主回路：采用可控硅半波整流电路。由于励磁线圈是一个电感性负载，为了让电流连续，因此在励磁线圈前并联一个续流二级管(g2)。主回路的保护装置：用熔断器(rd)进行短路保护，用压敏电阻1(ry)进行交流侧浪涌电压保护。给定电路：49v交流电压由变压器副边经bz01桥式整流，rl、cl、ci兀型滤波后，以wd2wd1稳压管加到给定电位器w1两端。测速负反馈电路：测速发电机三相(或单相)电压经d6x6桥式整流后由c3滤波加到反馈电位器w2二端，此直流电压随调速电机的转速变化成线

25、性变化，作为速度反馈信号与给定信号相比较，由于它的极性是与给定信号电压相反的，它的增加将减少综合信号(等于给定信号减反馈信号)，即起着负反馈的作用。使骨差沾实现嵌恒转矩无级调速。从图4.3可知，jdia型的速度指令信号电压是由装在控制箱面板上的转速操作电位器产生的，从而实现手动控制的目的。图4.3为jdia型各点电压波型图。 图4.3 jdia型电器原理图图4.4 jdia型各点波型图4.3 传动装置的运动和动力参数计算图4.5 带传动简图 按横截面形状环形带可分为平带、v带和特殊截面带（如圆带等）三大类。平带的横截面为扁平矩形，工作时带的环形内表面与轮缘相接触；v带的横截面为等腰梯形，工作时

26、其两侧面与轮槽的侧面相接触，而v带与槽轮底并不接触。由于轮槽的楔形效应，初拉力相同时，v带的传动较平带传动能力产生更大的摩擦力，故具有较大的牵引能力。因此本设计采用v形环形带联结两轮。 v带又分为普通v带、窄v带、宽v带、大楔角v带、汽车v带等多种类型，其中普通v带和窄v带的应用最广。v带由抗拉体、顶胶、底胶和包布组成.当带受纵向弯曲时，在带中保持原长度不变的周线称为节线，由全部节线构成的面称为节面。带的宽度称为节宽（），带受纵向弯曲时，该宽度保持不变。这两种v带都已经标准化，按截面尺寸的不同，普通v带和窄v带有以下几种型号，见表4.5。因为本设计机械部分不需要减速，所以采用大小相同的两个带轮

27、。主从动轮的转速均为450转/分,输出功率为1.1千瓦，根据设计要求，经查机械设计表8-6和表8-8得到带轮初选的基准直径为180mm。初步确定选普通v带a型，基准长度为1400mm。（2）实际工作时，应对v带的基本额定功率值加以修正。修正后既得实际工作条件下v带所能传递的功率，称为许用功率：=(+)式中：-功率增量。 -包角修正系数。 -带长修正系数。经查表；。=（1.1+0.00）x1x0.96=1.0561符合要求。所以主动带轮的基准直径因选择180mm。（3）根数的确定 设p为传动的额定功率（km），为工作情况，则计算功率为：；式中：-工作情况系数,查表得1.3。则：v带的根数由式：计

28、算确定，带入数据计算得=1.35；确定为两根。表4.5 v带截面尺寸（gb/t11544-1997）类型节宽/mm顶宽/mm高度/mm单位长度质量普 v 带窄v带y 5.36.04.00.04z8.510.06.00.06(spz)81080.07a11.013.08.00.1(spa)1113100.12b14.017.011.00.17(spb)1417140.2c19.022.014.00.30(spc)1922180.37d27.032.019.00.60e3238.023.00.874.4.2 带轮的设计计算带轮通常用铸铁制造，一般采用ht150或ht200材料，允许的最大圆周速度为

29、25米/秒。带轮较小时可采用实心式；中等直径的带轮可采用腹板式；直径小于300mm时可采用腹板式如图4.6，本设计采用腹板式。图4.6 带轮中心距的确定 初步选定中心距： 取=540mm，符合）。由式得带长： （2） 经查机械设计表8-2得a型带基准长度=1800mm。再由计算实际中心距： （3） =618mm 综上所述，可以确定v带选用普通v带a型，=1800mm，中心距为618mm；主从带轮直径均为180mm。4.5 传动轴的结构设计 轴是切片机中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件和传递转矩。根据轴承受载荷的不同，可分为转轴、传动轴和心轴。转轴既传递转矩又承受弯矩，如齿轮减速器中的轴；

30、传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小；而心轴则只承受弯矩而不传递转矩。轴一般采用碳素钢和合金钢材料来制造。35、45等优质碳素钢因具有较高的综合力学性能，应用较多，为了改善力学性能，应进行正火或调质处理。合金钢具有较高的力学性能与较好的热处理性能，但价格较贵，多用于特殊要求的轴。4.5.1 传动轴的设计计算1.主运动轴（从动轴）的设计. 求主运动轴上的功率p，转速，转矩。由上述可知最大，最大，.求作用在从带轮上的力已知低速带轮的基准圆直径为=180而初步知道：圆周力： （4） 径向力： （5） 轴向力：7.530.246734=1.90n （6）. 初步确定主运动轴的最小直径 先按课本初步估

31、算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据机械设计的公式15-2： （7）式中：c由轴的材料和承载情况确定的常数； p传递的功率； n轴的转速。代入数据： 轴的最小直径取20mm，显然是安装在轴承上的直径,为了使所选的轴与轴承吻合,故需同时选取轴承的型号。.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 初步设计主运动轴（从动轴）如图4.7：图4.7 轴简图1） 为了满足安装定位要求,如上图，ab段安装从动带轮，bc段安装轴承，de段安装圆锥滚筒，为了使轴在运动时不轴向运动，在ce段两头要安装止推轴承，ef段安装另一轴承。在左侧应钻螺纹孔，起轴向固定作用。初步选择滚动轴承 因轴承同时受有径

32、向力和轴向力的作用,但轴向力相对较小，故选用单列深沟球轴承。参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组标准精度级的单列深沟球轴承6004型， 2. 主运动轴各轴段长度直径的确定 对于选取的单向深沟球轴承其尺寸为的,故直径;；。而长度，考虑到实际工作情况，将工作轴段调整为。这样轴的总长为350mm。3.求轴上各载荷 首先根据结构图做出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时,查机械设计手册得对于6004型的深沟球轴承,作为简支梁的轴的支承跨距.由上述可知，圆周力：=195n，径向力：=74.1n，轴向力：= 48.1n1）求垂直面的支承反力 （8） 2）求水平面的支承反力 （9）3）

33、f力在支点产生的反力 （10） （11）4）绘垂直面的弯矩图 （12）5）绘水平弯矩图 （13）6）f力产生的弯矩图 （14）a_a截面f力的弯矩为： （15）7）合成弯矩图考虑到最不利的情况，把与直接相加 （16） 8）求轴传递的转矩 （17）9）求危险截面的当量弯矩 （18）假设扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数=0.6，代入前式可得10）计算危险截面处轴的直径轴的材料选用45钢，调质处理，查表的，由表查得,则 （19）考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%，故d=1.535+30.7从动轴的载荷分析如图4.8: 图4.8 轴载荷分析图图4.8 轴载荷分布图综合上述计算，传动轴总体设计结构

34、如图4.9:图4.9 传动轴4.5.2 轴的强度校核计算 （1） 扭转强度条件计算查表15-3得=45mpa。 （2）按弯曲扭转合成应力校核轴的强度根据 （20）前已选轴材料为45钢，调质处理，查表15-1得=60mpa此轴合理安全。4.5.3 精确校核轴的疲劳强度 应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面1和2处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面1上的应力最大.截面的应力集中的影响和截面的相近,但是截面不受扭矩作用,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,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故c截面也不必做强度校核,截面和显然更加不必要做强度校核.由附录可知,键槽

35、的应力集中较系数比过盈配合的小，因而,该轴只需校核截面1左右两侧证即可。(1)截面1左侧。抗弯系数 抗扭系数 轴的材料为45钢。调质处理。由课本表查得： 因： 经插入后得： 轴性系数为 所以 综合系数为： 碳钢的特性系数 取0.1 取0.05计算安全系数 （21） （22） （23）所以它是安全的(2)截面1右侧抗弯系数 抗扭系数 截面1左侧的弯矩m为 m=53截面上的扭矩为 截面上的弯曲应: （24）截面上的扭转应力： （25） （26）所以 综合系数为： 碳钢的特性系数 取0.1 取0.05安全系数 所以它是安全的4.6 轴承的选择及校核滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈

36、装在轴上，外圈装在机座和轴承座上。内圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。保持架的作用是把滚动体均匀地隔开。滚动体与内外圈的材料应具有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击性。一般用含铬合金钢制造。工作表面要磨削和抛光。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换等优点。所以选择滚动轴承。由上述计算可知，假设选择6004的单排滚动轴承不成立，要选择6006型号的。现对其进行校核。(1)求当量动载荷 因该轴承受 和的作用，必须求出当量动载荷p。计算时用到的径向系数x、轴向系数y要根据值查取，而是轴承的径向额定静载荷，在轴承型号未选出前暂时不知道

37、，故用试算法。根据机械设计表16-11，暂取，则e=0.22。因，则，由机械设计表16-11查得x=0.56，y=1.71。由式 （27）(2)计算所需径向基本额定动载荷值由式: （28）式中：=1.2（查机械设计表16-9得）； =1（查机械设计表16-8得，因工作温度不高）； 是使用寿命，定为10000h所以：查表可知故6006轴承的，与原估算接近，适用。4.7 圆锥滚筒的设计计算滚刀式按滚筒的形状有圆锥滚筒、圆柱滚筒和双圆锥形滚筒三种。滚刀式切片机的刀片安装在圆锥形或圆柱形滚筒上，刀刃的运动轨迹为圆锥或圆柱形。因为滚筒制造比较麻烦，常采用焊接件连接各部分零件。它的设计如下图4.10：图4

38、.10 圆锥滚筒简图4.7.1 圆锥滚筒的设计计算 良好的切片器应该是切片质量高，即成品的切割面光滑整齐，耗用动力小，结构紧凑，工作平稳，刀刃便于磨锐，使用和维修方便。刀片安装时应满足一下三方面的要求:(1)钳住物料，保证切割 设ab为动刀刃口，cd为出料斗壁相当于定刀刃口，夹角为动、定刀片对物料的钳住角。当物料开始被刀片切割时，对同一物料引起的摩擦角也不通。设直线形动刀刃ab对圆柱形物料切割时的正压力为，摩擦力为为动刀片对物料的摩擦系数。定刀刃对物体的正压力为，摩擦力为为定刀刃对物体的摩擦系数，见下图4.11：图4.11 物体受力分析图要使物体不被推出，稳定切割的条件是： （29）将两式联立

39、后得：两边除以,得： （30）因为，代入后得： （31） 式中： 定刀刃对物料的摩擦角，由实验求得； 动刀刃对物料的摩擦角，由实验求得。 由上述计算可知，刀片的钳住角a必须小于才能钳住物料，保证稳定切割。(2)切割功率要小 切割功率消耗与刀片的切割方式能否产生滑切，单位刃口长度上的承受压力大小以及刀片的特性系数等因素有关。若要切割功率消耗小，必须满足下列条件：a:产生滑切 设动刀对定刀有三种配置方法，如下图4.12:a-垂直切割 b-斜切（直线形刀刃） c-斜切（曲线形刀刃）图4.12 切刀相对被切物体的三种位置 如图a动刀刃ab的切割方向垂直刀刃，以速度v对物体进行切割；b、c是动刀刃的切割

40、方向与刃口倾斜。切割速度v可以分解为垂直刃口的法向速度vn和沿刃口滑动的切向速度vt两个分量。vn称正切速度或者砍切速度，vt为滑切速度。v和vn的夹角叫滑切角g。 刀刃滑切作用的大小，可用vt和vn的比值来表示，即： （32）式中：滑切系数； 滑切角。 角越大，滑切作用越大。当=0时，只有砍切或正切。此时v=vn没有滑切速度，只有砍切速度。当时，称为斜切。物体与刀刃间没有相对滑动，在正压力下切割物体，需要的动力较大。 当时，称为滑切，刀刃即对物体施加正压力，又沿着物体滑切，其切割阻力减小。滑切比砍切（正切）省力，这是一种物理现象。(3)切割阻力矩均匀 切刀工作时，不但要求耗用动力少，而且要求

41、从切割开始参加切割，直到切割终了的切割力矩基本不变，以保持切片机能够平稳工作。4.8 键的选择与强度校核4.8.1 键的选择 键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递转矩。键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键。本设计采用平键连接，它的两侧是工作面，上表面与轮毂槽底之间留有间隙。4.8.2 键的强度校核(1)选择键联接的类型和尺寸一般9精度的尺寸的齿轮没有定心精度要求，用平键比较好。查机械设计课程设计手册表4-2取： 键宽 =8mm 键高=7mm 键长=25mm =12mm =8mm =45mm =12mm =8mm =45 mm其中键o安装在从动带轮上，键1、2安装在圆锥滚筒上。(

42、2)校核键联接的强度 查得 工作长度 mm mm(3)键与轮毂键槽的接触高度 =0.5 h=5 =0.5 h=6 由公式得： （33） （34） 两者都合适取键标记为： 键0：825a gb/t1096-1979 键1：1245a gb/t1096-19795 其他部件的设计本切片除了上述主要零部件外，还有机架底座，刀片，其中机架底座由进料斗、出料斗和机架组成。因为根据设计要求，刀片是圆锥滚筒上固定，通过滚筒带动刀片的旋转使物料相对刀片运动从而达到切削的目的。（1） 刀片设计：我设计的材料为45，切削厚度为1mm3mm，且刀片需要通过调节以保证切削厚度，所以刀片厚度应稍大于切削厚度以嵌入滚筒并

43、可进行调节，刀片厚度取5mm。 考虑到本设计的切片机的切削物料以魔芋为主，刀片的长、宽应接近物料的尺寸。本设计总共设有3把刀，平均分布在滚筒圆周上，一个周期的时间内，每把刀片切削1次，总共切片3次，大大的提升了切片效率。刀片的尺寸为长取210mm，宽取40mm。在本设计4.1章已经计算出切刀刀片的线速度v=1.44.2m/s。刀片尺寸如图5.1：图5.1 刀片尺寸图(2)料斗和机架的设计：材料的选用，主要是根据机架的使用要求。本设计中的魔芋切片机的形状比较复杂。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。为了满足支撑其它各零件的要求，本切片机机

44、架各零件采用ht200。壁厚选择： 5mm入料斗如图5.2：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，入料斗要保证物料顺利进入切割刀口。根据切削要求及工作原理，将入料斗设计成倾斜的矩形形状，上大下小，倾斜角度为65，这样待加工物料就能顺利滑下，不会造成堵塞。各零件用焊接结好后由螺钉连接上下料斗在机架上。 出料斗如图5.3：选ht200为出料斗材料，出料斗的作用：主要是让已经加工的物料只从这个通道出来，其次是包裹住刀片起到安全作用及整体结构上的平衡，美化外观。连接如料斗。图5.2 入料斗 图5.3 出料斗机架底座 机架底座主要采用l形钢焊接而成，

45、起固定工作机，安装电动机、减速器等零部件的作用。具体形状如附件上零件图。6 总结相对传统的手工式魔芋切片机，本设计的特点主要有一下几点：（1）入料斗 在设计入料斗时，考虑到所切物料大小不同，下滑速度不相同，所以将入料斗设计上大下小，便于在接近与刀片时能够稳定被切。（2）本设计采用电磁调速电机，主要原因如下：a.电磁调速电机传递效率高，因为机械传动部分不用减速，所以损失功率比较小；b.起调节切片速度的作用。c.控制功率小，便于手控，自控和遥控，适用广。d.结构简单，使用维护方便，价格低廉。（3）本设计切片厚度可调节。本设计还存在以下缺点：a.滚刀式切刀刀片横装在滚筒上，刀刃运动轨迹是圆形。所以切

46、出的物料也是圆弧形。这种物料落下后，虽由于本身重量或外力作用而伸直，但被拉伸的一面形成裂纹，降低了魔芋片质量。b.被切下的物料落在圆筒内部后，由于离心力的作用使它不易落出，有时在滚筒内滚动，以致造成碎片。建议解决方法：在圆锥滚筒内壁设置3把刷子，用刷子把贴在圆锥滚筒内壁的魔芋片刷出去。c.由于滚筒式的刀刃对物料的切削方向时刻在改变，切削力也在时刻改变，这样入料斗的形状很难保证物料被切削时位置的稳定。致 谢 毕业设计的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 说心里话，作为一个本科生，在最初试图以本课题为题材进行研究时，还是颇有顾虑的，最大的难题在于自己对切片机缺乏足够的了解，更有茫茫然不知从何处下手的思想。几经酝酿思索，最后在魏伟锋老师的鼓励和帮助下，最终确定对以滚刀式切片机为作为我的毕业设计课题方案，由此才展开此切片机的设计和说明书的撰写工作。本毕业设计是在老师魏伟锋老师的亲切关怀与细心指导下完成的。从课题的选择到论文的最终完成，魏老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，并且在耐心指导论文之余，魏老师仍不忘拓展我们的知识视野，让我们感受到了知