土豆切片机的结构设计

1、毕 业 设 计土豆切片机的结构设计学生姓名：王鑫专业班级：机械设计制造及其自动化指导教师：学 院：机电工程学院2015年6月土豆切片机的结构设计摘要土豆是人们食用的主要杂粮之一，在食用时，需要把土豆切片和切丝，市场上切片机种类很多，但是大多数都适用于大工厂和大作坊，对于小作坊或普通家庭的使用并不合适。本文所设计的土豆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切片机。本切片机具有很高的效率，不仅可以对土豆切片或者切丝，还可以用来对红薯进行切片。本设计的设计原理简单，利用用电动机提供动力，带轮传动，经过变速装置后，输出轴的末端连接旋转刀盘，旋转刀盘上固定有对称安装的

2、两把刀具，放在盛料箱里面的土豆在推进装置的推进作用下，向旋转刀盘运动，土豆被切成片后从卸料箱流出。该方案结构简单，使用方便，减轻了很多人力。关键词切片机；切片；设计；土豆The Structural Design of Potato Slice MachineAbstractPotatoes are one of the main crops. You need to slice the potatoes and shred when eating. There are many different types on the marke.t. However this slicer is mo

3、re applicable to enterprises and workshops. It is not appropriate to household. Paper presents a family by automatic slicing machine, the machine is propelled by the cutter parts, potatoes and clamping part and adjust the thickness of potato chip device that consists of three parts.The design of my

4、potato slicing machine is a smaller size and the structure is more simple than others. Potato slicing machine is fit for the family restaurant, small workshops. It can be respectively on potato, sweet potato to work. The design principle of the design is very simple, is to use the motor, belt pulley

5、, after a transmission device, the end of the output shaft of the connecting rotating cutter, knife rotating disc is fixed symmetrically installed two knives, put in full box of potatoes in the propulsion system of promotion by, to the rotating knife disc movement, potatoes cut into slices, the outf

6、low discharge box from the material. This scheme has the advantages of simple structure, convenient use, reduce a lot of manpower.Keywordsslicing machine;slice; design; potato目录摘要Abstract1 前言11.1 研究背景11.2 国内外研究现状11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状21.3 研究内容32 切片机总体方案的设计42.1 整体方案的确定42.2 机构特点及工作原理43 重要部件的设计计算及校

7、核73.1 电机的选择73.2 V带及带轮的设计计算73.2.1 V带的设计73.2.2 带轮的设计93.3 齿轮的设计103.3.1 齿轮齿数的确定103.3.2 齿轮模数的确定103.3.3 滑移齿轮的设计103.3.4 齿轮的校核113.4 传动轴的设计123.4.1 最小轴径的计算123.4.2 轴的校核123.5 轴承的选择和寿命计算153.5.1 轴承的选择153.5.2 轴承寿命的计算153.6 键的选择和校核154 其他部件的结构设计174.1 刀盘及刀具的结构设计174.1.1 刀盘的设计174.1.2 刀具的设计174.2 入料斗及卸料斗的设计184.3 机架的设计194.

8、3.1 机架的设计要求194.3.2 机架材料的选用及壁厚的选择194.3.3 机架结构的设计194.4 操纵机构的设计204.5 螺钉及螺栓的选择21结论22参考文献23致谢241 前言1.1 研究背景中国是世界上产薯最多的国家，马铃薯是一种常见的蔬菜，主要存在于家庭餐桌和饭店或者是在工厂被加工成其他产品，在工厂里，马铃薯被加工成为淀粉，粉丝或者淀粉，还有一部分被加工成了常见的熟食，比如薯片等食品。随着生活质量的提高和最近几年餐饮业的快速发展，人们对薯片和薯条的需求量大增，这促进了马铃薯行业的发展，而马铃薯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

9、这些机械只适合产业化的生产，而没有适合农民小作坊生产的切片机器。根据市场需求，对土豆和洋葱等进行切片，且要求切片、大小厚度一致、均匀，效率高，这些要求超出了手工的要求，所以需一种能切片的小型机器，这种机器能够满足切片大小厚均匀一致、效率较高，提高了生产效率，让人从切片劳动中解放出来1。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，有利于机械化的发展普及2。另外，本文所设计的切片机，不仅仅可以切土豆，还可以对红薯和洋葱进行切片，此外，通过切换刀片类型，还可以对土豆进行切丝。本次研究设计通过改进原有的不合理方案，从而改善结构的工艺性。一方面作为食品加工行业的机械产品，土豆切片机的研发有着

10、广阔的发展前景。另一方面，研究上使用简单可靠的切片机，有着十分重要的现实意义和经济价值。通过改进传统的设计，在其基础上加以创新，同时将现在较为成熟的技术加以应用，使得本次研究有着较为深刻的意义。对于我们机械设计应届本科生来说，完成本次的设计，对自身有较大的帮助。在电机的选型，切片机结构的设计，传动部分的设计，重要零部件的校核方面都能有所锻炼，从而有所进步。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状目前，国内外已经有很多商家研制和生产了各种各样的土豆切片机，图1-1所示的切片机是国外某商家生产的产品。在国外的公司，切片机技术发展要比我国早很多。切片机技术的出现最早可以追溯到60年代，70年代

11、切片机的技术已经成熟。到80年代，国外出现很多切片机制造公司，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；瑞士Meyer-Burger AG公司的TS系列机；日本Tokyo Semitsu 株式会社的TSK（若干）系列机等。我国在切片机的设计方面尽管已有30年的发展历史，但与发达国家的产品相比依然有很大的差距。我国在高端切片机方面的研发仍然没有根本性突破。图1-1国外某种高端土豆切片机1.2.2 国内研究现状我国的切片机技术发展缓慢，较国外发展稍晚

12、一些，到了70年代初期才开始发展。那时候的切片机主要在医药，冻肉和土豆等领域得到应用，其中土豆的应用尤为显著3。虽然我国在切片机的开发研究方面已经有了30年的历史了，并且近些年来切片机行业发展迅速，但是与发达国家相比仍然有一定的距离，我国研制的切片机得不到大面积推广应用，图1-2所示的切片机是国内比较常见的切片机，应用也很广泛5。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6。国内外切片机技术发展的比较可以看出，我国的切片机技术发展晚，并且发展缓慢。马铃薯经常出现在人们的餐

13、桌上，是大多数人喜欢的食物，无论是在餐馆还是在家庭中，人们也更注重效率8。在国内，切片机并没有作为常用设备进入人们的生活，并且在餐馆中也没有出现，而主要是出现在了工厂里，这也是因为目前市场上的切片机体积大，价格昂贵，难以操作、维护和修理9。本设计意在让小型切片机进入家庭和餐馆，尤其是餐馆，可以大大节省人力，提高工作效率，减少工作。下图是我国现有的切片机类型，也是比较常用的切片机。图1-2我国切片机类型1.3 研究内容近些年来餐快餐业发展迅速，随之出现的马铃薯薯片、薯条等休闲食品消费量急剧增长，展现出强劲的势头。这也就促进了马铃薯的生产业和加工业的发展。而在马铃薯的许多工业加工过程中，往往需要将

14、马铃薯进行快速的切片处理，要在短时间内完成大量的马铃薯切片任务，人工是难以完成的，这就使得我们不得不寻找其他高效率的路径来完成这些任务。本文将针对上面提出的问题涉及一种主要用于食堂、餐馆、小作坊和家庭的马铃薯切片机，其中对餐馆的意义更为重大，它的产生对餐馆和酒店来说是一种福利。值得一提的是，本设计不仅可以将马铃薯、洋葱和红薯进行快速切片工作，还可以切丝。本设计的优点主要有以下几个方面：一、能对多种作物进行切削如：马铃薯、红薯、洋葱进行切片；并且厚度均一；二、降低了劳动强度，提高工作效益；三、本设计易操作，结构简单，紧凑。整个设计过程包括电机的选择，V带轮的设计，大带轮小带轮的设计，变速装置的设

15、计刀盘刀具的设计，卸料箱的设计，盛料箱的设计以及以及的设计，其中变速装置的设计又包含轴的选择和校核，齿轮的设计，轴承的选择和寿命计算和箱体的设计。整个设计内容很丰富，充分利用了大学所学到的知识。2 切片机总体方案的设计2.1 整体方案的确定土豆切片机应满足的要求，如表2-1所示。表2-1 土豆切片机应满足的要求要求内容经济性要求机器的经济性是一个综合指标，在切片机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。总之，经济性要求指的就是在满足功能要求的前提下能够将总费用降到最低。安全性要求在土豆切片机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。简单讲，安全性就是指切片机本身的工作安

16、全及使用者的安全，特别是使用者手的安全。因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触。可靠性要求可靠性是指土豆切片机在使用中的稳定性。可靠性水平越高，说明机器在使用过程中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。操作使用方便性要求土豆切片机是一种给生活带来方便的机械产品。在设计切片机时必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；噪声要小；防止污染等。此外，对有些机器还有一些特殊要求，如建筑机械要便于拆装和搬运、交通机械要重量轻等。本设计中我采用立式切片机，因为立式切片机的装料和卸料都比较容易，结构简单，操作和维修便易，而且立式产生的震动小，有益于机械的正常工作，是

17、非常适合小作坊的机械10。该切片机有电机、机架，旋转刀盘、皮带传动装置，变速装置以及装料卸料装置等组成11。在设计过程中，首先要确定电动机的型号，这个可以根据切片机的生产效率来确定所选电机的功率和转速；然后根据传动比来设计大带轮和小带轮以及V带的选择；其次，就是变速装置的设计，本切片机由于切片的厚度最小有1mm，最厚能达到10mm，因此必须要刀盘的转速可以调节，这样方便切不同厚度的切片时有选择的余地，该切片机的变速装置有三级变速，最高转速可达500r/min，最低可达160r/min，变速装置的主要结构由两根轴和齿轮组成，在设计变速装置的过程中，首先是根据功率和转速确定最小轴径，然后是齿轮的设

18、计，最后是校核；接着是切片部位的设计，主要是刀盘和刀片的设计，根据生产效率来设计刀盘和刀具的尺寸；其次，需要设计土豆的盛料装置和卸料装置；最后是设计机架的结构。按照步骤依次完成各个部件的设计。2.2 机构特点及工作原理小型土豆切片机要求实现两个执行动作：土豆的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合从而完成整个切片动作。在完成切片的同时，还要有一个可调整土豆切片的厚度的装置来调节土豆片的厚度，此厚度调节装置就是通过增加或者减少垫片来实现的，每个垫片的厚度是1mm，可以切的最厚切片厚度是10mm，例如要切3mm厚的切片，则需要7片垫片，同理，需要1mm到10mm切片时，通过增加或者减少垫

19、片来实现。切片机在工作过程中，动作分析：切刀旋转往复式运动土豆向前推进土豆被切成片，如图2-1所示。图2-1土豆切片机的动作图本切片机动力为电动机。电机驱动具有很多优点，如工作稳定，污染小，效率高，操作方便，所以本设计采用电机驱动。本设计主要由电动机、皮带传动装置、变速装置，旋转叶轮、进料和出料装置组成。如图2-2所示。图2-2 切片机结构图工作原理：切片机的动力源是电动机，通过V带传动把动力传递到变速装置，变速装置的输出端链接旋转刀盘，旋转刀盘上有两把对称安装的刀片，土豆在盛料箱内被推进装置推向旋转刀盘，把马铃薯切成片，被切下的物料从刀盘底落下，然后经出料口送出。切片的厚度出刀片与刀盘间的垫

20、片厚度来控制。本文设计的切片机结构和装置组成：(1)电动机该切片机选用的是Y系列电动机，型号是Y100L1-4，同步转速为1500r/min，额定功率为2.2KW/h。（选定计算过程见后面）(2) 皮带传动装置切片机的传动装置选择为V带，传动比选为3。按界面的形状不同又可把摩擦型传送带分为平带、V带和特殊截面带（如多楔带、圆带等）三大类。V带传动性能的最主要的优点是由于轮槽的楔形效应，张力相同的情况下，V带传动较平带传动能产生更大的正压力摩擦力。V带传动能够允许较大的传动比，结构紧凑，故本设计选择V带传动。(3)变速装置该变速机构有三级变速，可以控制刀盘以不同的转速旋转，满足了加工不同厚度的切

21、片时所需要的转速，操纵起来也很方便，其中轴的材料为45号钢，选用深沟球轴承固定轴，采用轴肩定位。(4)切片装置切片装置由旋转刀盘和切刀组成，切刀固定在旋转刀盘上，切刀是圆刃切刀，其构如下图2-3所示。图2-3 切刀示意图(5)盛料箱和卸料箱盛料箱和卸料箱都是用薄钢板做成的，固定在机架上。总结本机构主要有以下优点：(1)降低了人们的劳动强度，提高了工作效率。(2)切片的厚度一致性高，损耗低。(3)切削种类多，能对土豆、红薯、洋葱等进行切削。(4)结构简单紧凑。3 重要部件的设计计算及校核3.1 电机的选择所设计切片机的生产效率Q不小于400kg/h，取Q=500 kg/h。切片机的加工对象一般为

22、椭圆形茎块，测定其长一般为65-80 mm,宽度一般为45-60 mm。由生产效率的公式： (3-1)得出n417r/min。式中：B-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-为切片厚度；这里切片厚度为2mm； Z-为刀片片数，刀片片数为2；所选V带的传动比定为3，由此得出电机的转速范围是417×3=1250r/min。并且考虑到电动机和传动装置的重量、尺寸、价格和带传动、减速器的传动比，电机选Y100L1-4型号，额定功率为2.2kw/h，同步转速为1500r/min。3.2 V带及带轮的设计计算3.2.1 V带的设计(1)

23、功率的确定与带型的选择 (3-2)代入数据得kw。式中：PCV带的设计功率根据已知：,选择V带类型为A型，小带轮基准直径不应小于75mm10，取，。 (3-3)代入数据得,取。实际传动比： (3-4)代入数据得。理论传动比： (3-5)代入数据得。传动比相对误差：故允许验算带速V： (3-6)代入数据得，带速在，故带速合适。(2)确定带长和中心距并验算小带轮包角 (3-7)代入数据得，初步选取中心距 (3-8)代入数据得带长,选用基准长度10，则实际中心距 (3-9)代入数据得。小带轮包角 (3-10)代入数据得，所以包角合适。(3)确定V带根数已知， (3-11)代入数据得Z=1.7,因此，

24、取Z=2(4)带轮结构设计带轮宽度B=(z-1)e+2f=(2-1)×15+2×12=39mm(5)V带每米长的质量q=0.07 kg/m由公式： (3-12)式中：Pc功率， Zv带的根数， Vv带的带速， 包角修正系数。代入数据得。现在计算作用在带轮上的压力FQ ,由公式：FQ= (3-13)代入数据得出FQ=509.4 N。3.2.2 带轮的设计本设计采用铸铁，材料牌号HT200。V带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径（为安装带轮的轴的直径，mm）时可采用实心式；当300mm时，同时100mm时，可采用孔板式；当>300时可采用轮辐式。已知：主动轮基准直

25、径mm，安装轴的直径=40mm，由于因此小带轮选用实心式。从动轮基准直径=300mm，由于300mm，大带轮选用孔板式。(1)主动轮各参数如下，如图3-1所示。基准宽度=11mm，基准下槽深度=11mm，槽间距e=15±0.3mm，最小轮缘厚=6mm，带轮宽度B=39mm。图3-1 主动轮(2)从动轮各参数如下，图3-2所示。大V轮d=300mm小于350，所以采用孔板式。由其轴径为20mm，基准宽度=11mm，基准下槽深度=11mm，槽间距e=15±0.3mm，最小轮缘厚=6mm，带轮宽度B=39mm。图3-2 从动轮示意图3.3 齿轮的设计3.3.1 齿轮齿数的确定根据

26、转速分布进行确定各传动副齿轮的齿数如下表3-1所示。表3-1 组传动副齿轮齿数的选择10传动比SZ小齿数大齿数18040401.580324838020603.3.2 齿轮模数的确定根据下面公式确定模数： (3-14) (3-15)已知：，K=1.1，齿轮45钢，调质处理，齿面硬度250HBS，综上计算，取。3.3.3 滑移齿轮的设计切片机变速装置滑移齿轮总长 (3-16)其中：齿轮宽度 插齿刀退刀槽宽度 换位用拨叉槽的宽度 取 拨叉槽边到齿轮端面的距离 拨叉槽深度 代入数据得 3.3.4 齿轮的校核校核齿数为40的一对齿轮，另外两对齿轮的校核方法类似。(1) 齿面接触疲劳强度的校核：齿轮材料

27、为45钢，调质处理，齿面硬度250HBS (3-17)对于标准直齿圆柱齿轮传动，已知：， (3-18)代入数据得。 (3-19)代入数据得。由于工作平稳，取。齿轮精度7,v=3.14m/s,齿轮非对称布置，取， (3-20)代入数据得T=40301N mm。 (3-21)代入数据得。M (3-22)代入数据得K=1.008又代入公式 (3-23)得。故齿面接触疲劳强度足够。(2) 齿根弯曲疲劳强度的校核 (3-24)由上述已知，确定验算公式中各参数因，由 (3-25)得故齿根弯曲疲劳强度足够。3.4 传动轴的设计3.4.1 最小轴径的计算轴的材料均采用45钢，通过采用调质处理增强其性能。已知各

28、部件传动效率：直齿，轴承，V带，则电动机 轴I 轴II 根据公式： (3-26)、轴均选45号钢调制处理，已知查得，取。装带轮处的轴径该有一个键槽，故轴径应该增大5%=,mm取 ,取花键轴的选用是根据计算的最小的直径选用规格为6×32mm×28mm×6mm。3.4.2 轴的校核对轴1进行校核，另外一根轴的校核方法类似。轴1通过大带轮传递扭矩为： (3-27)已知d1=300mm，r/min，得圆周力: (3-28)代入数据得径向力: (3-29)代入数据得轴2对轴1的传递扭矩为 39155N·m圆周力N则轴1的受力分析如图3-3所示。图3-3 轴的受力图

29、计算轴上的支反力：在水平面内以A点做为基点，由于整体所受力矩和力平衡，即： 即 (3-30)代入数据解得： 即 (3-31)代入数据解得：N在垂直的平面内，同样以点为参考点，由于整体所受力矩和力平衡，即： 即： (3-32)代入数据并计算得：N 即： (3-33)代入数据计算得：N水平面内的剪力、扭矩图如图3-4所示。图3-4 水平面的剪力扭矩图垂直平面内的剪力、扭矩图如图3-5所示。图3-5 垂直面的剪力扭矩图合成弯矩图如图3-6所示。图3-6 合成弯矩图由于该轴的传递的转矩为N·m，则该轴的扭矩分布图如图3-7所示。图3-7 扭矩分布图由公式得 (3-34)带入计算得867N&#

30、183;m。弯曲应力 (3-35)代入数据得。已知45钢MPa，故该轴的强度足够。3.5 轴承的选择和寿命计算3.5.1 轴承的选择由于轴承主要承受的力有机体中的轴，刀盘，从动轮的径向力等。故选用深沟球轴承，一般用含铬合金钢制造。工作表面要磨削和抛光。轴承的主要参数如下：1轴：滚动轴承 6005 GB/T 276-1994；2轴：滚动轴承 6207 GB/T276-1994。3.5.2 轴承寿命的计算轴1上轴承寿命的计算:A点受力： C点受力： A点径向载荷： C点径向载荷： C点径向载荷 > A点径向载荷,故按C点处轴承计算轴承寿命。 (3-36)由于工作温度低于120°，已

31、知,由此可求得 (3-37)带入数据得L10h=84219。3.6 键的选择和校核(1)均选普通平键A型键，如下表3-6所示。表3-6 键的选择键的位置型号尺寸大带轮小带轮刀盘齿数40齿轮齿数48齿轮齿数60齿轮(2)键、轴的材料都是钢。已知许用挤压应力=120150Mpa,取=135Mpa。刀盘键工作长度l=L-b=18-8=10mm,键与刀盘的接触高度k=0.5h=3.5m。由公式：= (3-38)式中：T转矩， K是键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h； D轴颈的高度，； H键的高度，； 键的工作长度，；圆头平键，为键的公称长度，；b为键的宽度，；键、轮毂、轴三者中较弱材料的许用挤压应力

32、，；带入公式得出小于，所以键1的强度合适。4 其他部件的结构设计4.1 刀盘及刀具的结构设计4.1.1 刀盘的设计刀盘总成是完成切削过程并且保证切削质量的最重要部件；刀盘总成有刀盘、刀片、和调整垫片以及螺钉组成，通过调整垫片即可调整切片厚度。调整垫片有多块，厚度均为1mm，不用调整垫片时，可以切2mm厚的片，用一块垫片则可切3mm。根据要求，切削厚度为5mm，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刀座并可进行调节，刀片厚度取5mm。考虑到本设计的切片机的切削物料以土豆等作物为主，刀片的长、宽应接近作物的尺寸。考虑到平带是圆周运动，为了合理利用切刀，因此设计在刀盘上

33、对称安装两把刀片，有效的利用圆周运动，大大的提高工作效率。在平带运动一周的时间内，刀片切削2次。刀片的尺寸为长取196mm，宽取100mm。用铆钉将刀片铆上去。铆钉的大小选取沉头的型式。另外，刀盘的质量直接影响切片的质量，所以刀盘的设计是最重要的部分，刀盘是铸造而成，要求其质量分布均匀，保证转动平稳；其次，刀盘的的表面要求光滑平整，质量不能太轻，刀盘不能太厚。刀盘在不用的时候要清洗，保持表面的光洁度。4.1.2 刀具的设计在切削过程中，切刀的形状影响土豆片的质量和刀具的寿命，刀盘直径:根据红薯的外型尺寸，切片时所需的速度、生产率等条件，确定刀盘直径为490mm切削力:由资料查得到刀片单位长度承

34、受的切削力至少为0.3 kg/mm。下面是直刃刀片和圆弧刃刀片在切削中受力的对比。直刃刀片在切削中的受力数据如下表4-1所示。表4-1 直刃刀片分析编号项目 切削面积 切削阻力平均切削阻力切削长度平均切削阻力cm2kgkg/cm2mmkg/mm1顺行2.4×1.32.20.705 240.092逆行1.4×0.655.952140.3752顺行1.6×0.820.694160.125逆行1.4×0.621.786150.1333顺行0.7×1.322.198130.667逆行1.0×0.51.53100.154顺行1.9×1

35、.231.31690.158逆行0.7×0.63.58.33370.55顺行1.9×0.81.50.987190.79逆行0.9×0.834.16790.3336顺行1.2×0.721.681120.167逆行1.2×0.622.778120.167平均 2.799 0.258圆刃刀片在切削中的受力数据如下表4-2所示。表4-2 圆刃刀片分析编号项目 切削面积 切削阻力平均切削阻力切削长度平均切削阻力cm2kgkg/cm2mmkg/mm1顺行2.4×0.51.5逆行1.4×0.62.52顺行1.5×0.721.90

36、5160.133逆行1.4×0.81.51.339150.1073顺行 1.7×0.31.50.629130.088逆行1.0×0.512100.14顺行1.8×0.72.51.98490.139逆行0.7×0.628.47770.2865顺行 1.8×0.210.455190.056逆行0.9×0.822.77890.2226顺行1.9×0.120.887120.05逆行1.2×0.61.52.083120.125平均 1.92 0.133从上面两表比较可以看出，圆刃刀片要比直刃刀片节省45%的力左右，

37、因此本切片机的刀片优先选用用圆刃刀片，材料选用45钢。4.2 入料斗及卸料斗的设计根据整体的结构要求，土豆在盛料箱内需要在推进装置的作用下推向旋转刀盘，由于切刀是做圆周运动，为了最大程度利用切刀的长度，因此盛料箱的截面形状也要成弧形，与刀盘合理配合。为此，入料斗设计成水平放置的筒状，其结构示意图如图4-1所示，土豆从上面的入口放入盛料箱，左端有推板，通过推板把土豆推向旋转刀盘，把土豆切成片。另外，由于要调节土豆片厚度，需要增加或者减少刀盘上的垫片厚度，为了拆卸方便，入料斗是通过螺钉固定到机架上的，方便清洗和安装厚度调节垫片。入料斗是薄钢板做成的，材料是45号钢，另外，由于工作环境比较湿润，入料

38、斗容易生锈，因此，入料斗的内部要在加工之前要抛光处理，每次用完之后要清洗干燥。图4-1 入料斗结构示意图卸料斗的设计相对简单，方案很多，在满足整体结构匀称的前提下，设计成如下图4-2所示的形状，材料用的也是薄钢板，通过螺钉固定在机架上。卸料斗具体结构形状是根据切片机整体结构设计而成的。图4-2 卸料斗结构示意图4.3 机架的设计4.3.1 机架的设计要求机架在机器中起支承作用，设计机架时应保证以下几点：（1）在强度满足的前提下，机架的重量应要求轻，成本要低。（2）抗振性好。（3）噪声小。（4）温度场分布合理，热变形对精度的影响小。（5）便于铸造、焊接和机械加工。（6）结构便于安装、调整及修理。

39、（7）导轨面受力合理、耐磨性良好。（8）造型好。决定机架工作能力的主要是机架的刚度。在切片机中刚度决定着切片机的生产效率和切削精度以及切片机的寿命。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13。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。4.3.2 机架材料的选用及壁厚的选择材料的选用主要是根据机架的使用要求选用，一般都选用铸铁，因为铸铁的性能好、价廉，容易获得形状复杂的铸件。铸铁的内摩擦大、阻尼作用强14。另外还有切削性能好、价格便宜和易于大量生产等优点15。焊接机架具有制造周期短、重量轻和成本低

40、等优点。本切片机的机架结构较为简单，切片机机架材料采用HT200，整体选择焊接的方式。此外，在选择壁厚时，当机架零件的整体轮廓尺寸一定时，在满足使用条件下，应尽量选用最小的壁厚。4.3.3 机架结构的设计在设计机架的结构时，在满足使用条件的前提下，尽量设计的简单，质量轻，成本少，这样有助于生产加工，此外，由于该切片机在工作时，要求尽量平稳工作，支架起支撑固定作用，因此，对其稳定性有较高的要求，此外，机座的下面安装电机，带轮在机体外面，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，综上所述机架设计成如下图4-3所示的形状。图4-3 机架结构示意图4.4 操纵机构的设计摆动式操纵机构原理图

41、如图4-4所示。图4-4 摆动式操纵原理图三联滑移齿轮操纵机构设计：已知S=50考虑结构形状，取,滑块高L=20mm (4-1)代入数据得<0.3L (4-2)代入数据得R=53.12mm (4-3)代入数据得所以满足条件。4.5 螺钉及螺栓的选择螺钉和螺栓的选择是根据安装部位的尺寸大小合理选用的，具体各个位置选用的螺钉或者螺栓规格如下表4-1所示。表4-1 螺栓的选择螺钉位置型号尺寸数量（个）带轮螺钉GB/T 6170-2000 M83轴承端盖螺钉GB/T 6170-2000 M1024箱盖链接螺栓GB/T 6170-2000 M84机架螺钉GB/T 6170-2000 M105地脚螺

42、栓GB/T 6170-2000 M164结论鉴于目前餐饮行业和小作坊对切片机的特殊要求，在设计这款实用型马铃薯切片机的过程中。首先要根据切片机的生产效率来确定所选电机的功率和转速，接着选定电动机的型号；然后根据传动比来设计大带轮和小带轮以及V带的选择；其次，就是变速装置的设计，本切片机由于切片的厚度最小有1mm，最厚能达到10mm，因此必须要控制刀盘的转速是可变的，这样方便切不同厚度的切片时有选择的余地，该切片机的变速装置有三级变速，最高转速可达500r/min，最低可达160r/min，变速装置的主要结构由两根轴和齿轮组成，在设计变速装置的过程中，首先是根据功率和转速确定最小轴径，然后是齿轮的设计和箱体的设计，最后是校核；接着是切片部位的设计，主要是刀盘和刀片的设计，根据生产效率来设计刀盘和刀具的尺寸；其次，需要设计土豆的盛料装置和卸料装置；最后是设计机架的结构。按照步骤依次完成各个部件的设计。参考文献1 王昆, 何小柏, 汪信远.机械设计课程设计M. 北京:高等教育出版社, 1996:130-152.2 张淑娟, 全腊珍. 画法几何与机械制图M. 中国农业出版社, 2007:43-44.3 张勋. 马铃薯生产机械化与产业发展战略M. 农机化研究, 2