毕业设计（论文）-家用多功能切条机设计

基于DCT的JPEG基本系统的MATLAB实现摘要家用切条机是一种常用的家用工具，其主要功能是帮助广大用户快速将果蔬切成长条形，工作效率是人工的十倍以上。家用切条机产生节省了家庭日常生活中大量的时间，大大提高了切条效率。本课题由实际生产应用中提出，并且能够达到实际要求。本文是针对国内外现有的产品，对其进行改进。在此次设计中，在现有切条机为前提的条件下，对带轮、齿轮、轴等相关系统进行全面的设计，着重设计了带轮与齿轮齿条的配合使用，希望在实际生产中能有作用，让此产品更适合用户的需求。最后，希望此次设计的家用切条机能满足日常的切割需求，并能在实际的应用中取得良好的效果。关键词：带轮；齿轮；切条；轴全套图纸加V信153893706或扣3346389411目录摘要 IAbstract II目录 III第1章绪论 11.1选题的背景、目的和意义 11.1.1研究背景 11.1.2研究背景 11.2果蔬切条机械的国内外研究现状及发展趋势 21.2.1国外研究现状 21.2.2国内研究现状 31.2.3发展趋势 41.3研究内容、方法与步骤 51.3.1研究内容 51.3.2研究方法及步骤 5第2章果蔬切条机总体设计 62.1总体方案设计 62.2传动系统设计 72.2.1传动方案的选择 72.2.2传动系统各参数计算 72.3刀具设计 82.4机架及箱体设计 9第3章传动部分设计与计算 113.1V带设计计算 113.2V带轮结构设计 123.3V带传动的张紧与安装 133.3传动轴设计计算 143.4轴承校核 18第4章果蔬切条机主要部件的建模 204.1带轮建模 204.2电机建模 204.3主轴建模 214.4轴承座建模 214.5齿轮建模 224.6轴承建模 234.7基于SolidWorks的果蔬切条机装配 234.8果蔬切条机二维装配图 24第5章设计方案验证 265.1切条机可行性分析 265.2切条机优缺点 26结论 28参考文献 29致谢 30PAGE29第1章绪论1.1选题的背景、目的和意义1.1.1研究背景鲜切果蔬是一种新兴食品工业产品，是对新鲜果蔬进行分级、整理、清洗、切分、保鲜、包装、贮藏等程序处理，并使产品保持生鲜状态，具有新鲜、方便、可食率100%的特点的制品。随着现代生活节奏的加快、人们生活水平的提高及食品加工业及餐饮业的发展，对鲜切果蔬制品的需求量越来越高。据统计，到2000年，美国的鲜切果蔬销量已占果蔬销售总量的25%并且在逐年增长，我国自20世纪90年代进行鲜切果蔬的商业化生产以来，全国各地均建立了蔬菜配送中心，为发展切割果蔬产业提供了有利条件。传统的手工加工方法工作效率低下、劳动强度大、食品的卫生安全不能保证，不能满足蔬菜食品大规模生产要求。以往的果蔬鲜切加工机械模仿人工切割动作即利用刀片对果蔬物料分别进行横向和纵向切割。这种加工方式虽然比人工切割工作效率有了较大提高，但在加工过程中不能实现连续送料、连续切削，并且需对切割果蔬进行夹持，从而影响了加工效率和适应能力，不能满足蔬菜食品的大规模生产要求。因此，为了提高果蔬鲜切加工效率，保证果蔬的鲜切加工质量和食品的原有风味。国内外广泛开展了以三维切割加工方式为主的切条机研制开发。以期实现连续供料、依次切片、切丝、切条的三维加工模式，并可以通过调整刀具的规格和速度等参数来调整产品的规格。虽然果蔬切制机构在农产品和食品加工工业中发挥了重要作用，前景也比较美好。但由于缺乏产业化加工技术与设备，而机构要求耐腐蚀、强度高、使用寿命长、操作舒服、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。果蔬原料形状不一，所以切制的时候往往很难控制其均匀度，导致果蔬的综合利用率低，造成了很多果蔬原材料的浪费，因此设计开发一种合理实用的果蔬加工先进技术和设备是非常必要的。1.1.2研究背景我国虽然是世界农产品生产大国，但农产品的总体加工水平基础比较薄弱，发展起步比较晚，相对于发达国家来说存在一定差距，产加销模式仍在不断改善。作为农产品，果蔬产量大，资源丰富，但果蔬加工机械的幵发和推广环节弱，加工机械产品结构和功能单一，限制了果蔬相关产业的发展，造成生产力低，资源利用率低因此，大力加强和推进果蔬机械化加工技术的发展和壮大，不断增大加工机械的研发投入和推广力度，对于促进果蔬产业的快速发展和果蔬资源的合理利用具有重大意义，同时也能为我国农产品整体加工水平的提高做出贡献。果蔬切条机械是一种重要的食品加工机械，是食品加工环节中的一种重要工艺，在食品加工厂、酒店、饭店、团体食堂、学校等有加工需求的加工场所发挥着重要作用。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，果蔬的衍生品的开发成为关系民生的重大课题，传统的人工切削果蔬不仅劳动强度大，而且工作效率低，食品的卫生安全得不到保障，不能满足蔬菜食品大规模生产要求，因此，本文对果蔬切条机械进行深入研究、设计与分析，以期成功研制果蔬切条机械，这项研究对于降低加工成本，提高工作效率以及产品质量，增加经济效益，促进果蔬加工产业的不断发展和我国果蔬加工业的发展具有深远的意义。1.2果蔬切条机械的国内外研究现状及发展趋势1.2.1国外研究现状早在二十世纪六十年代国外的切条机械技术己经幵始逐步萌芽，到七十年代时技术就已经发展相对成熟，到了二十世纪八十年代中期，大部分切条机械都可以加工大于125mm的较大直径的物料，这类机械主要有瑞士迈尔-布格耶斯公司研制开发的一台卧式内圆切条机，能够切割直径达到304.8mm的物料。八十年代中期以后，国外的切条机械技术发展到了一个高潮时期，许多多功能全自动切条机械相继开发出来并且商品化，也出现了世界上著名的切条机生产商家，例如有瑞士的Meyer-BurgerAG公司幵发的TS系列机，日本TokyoSemitsu株式会社开发的TS系列机，日本株式会社开发的ASM系列机，美国STC公司设计的STC系列机等，此外还有美国Urschel公司研发设计的G-A型果蔬切蛇机，运用离心切削的原理切片、圆盘刀或栅形刀切丝，最后由条刀切蛇的三维切割进行加工，该机能够实现喂料、加工、成型连续性作业，大大提高了切条机械加工的效率和加工的质量；比利时FAM水果二维带式切条机、切条机，通过压轮的作用将物料送入至切刀，圆盘切刀将物料切割成条形状，最后横切割刀再将条状物料切割成坨状。到现在，国外的切条机械发展比较成熟，水平比较高，功能齐全且复合化，工作原理多样，切条的方式也实现了多种化。1.2.2国内研究现状我国的果蔬类切条加工技术与装备的研究发展起步比较晚，基础研究相对于国外来说非常薄弱。20世纪50年代以前，我国的食品机械工业还没有幵始萌芽，果蔬加工机械根本没有发展的迹象。我国的切条机械技术始于七十年代初期，刚兴起时主要是在蔬菜、中药、冻肉等的加工领域，其中果蔬加工技术的应用尤为显著。果蔬的生产加工主要以手工操作为主，劳动成本较高，基本上都是属于传统作坊生产方式，只有在沿海一些大城市才会有少量工业化生产方式的果蔬加工厂，但是加工所用到的设备也几乎是国外引进来的。20世纪50年代到20世纪70年代这段时间内，果蔬加工业以及果蔬机械行业逐渐幵始发展起来，全国各地到处新建了一大批果蔬加工工厂，但是这样的现象仍然没有从根本上改变果蔬加工落后的面貌，这些加工厂采用的手段依然是半机械半手工的旧有生产方式，机械加工主要用在少有的主要工序当中，而其他生产工序依旧采用传统的手工操作方式。20世纪80年代以后，随着改革开放政策的实施和不断扩大，果蔬机械工业明显迅速发展，外商投资不断增加，出现了很多独资、合资等形式的外商果蔬加工企业，从国外引进了大批先进的果蔬加工机械，同时将先进的果蔬生产加工技术引进国内。此时，社会对果蔬加工的质量、加工种类、数量要求的不断提高，极大地促进了我国果蔬工业以及果蔬机械制造业的发展。在消化吸收国外先进的果蔬机械加工技术的基础上做一些改进，我国的果蔬机械工业的整体发展水平得到了很大提高。20世纪80年代中期，我国果蔬工业实现了机械化和自动化，20世纪90年代以后，又实现了新一轮的技术改造，在此工程中，许多果蔬加工厂对设备进行了更新换代，或直接引进国外的全套先进设备，或采用国内厂家消化吸收生产出的新型机械设备，果蔬机械工业现已形成了种类较为全面、品种配套的产业，是机械工业中的重要产业之一。现阶段，国内市场上出现的果蔬切条、切条机械比较多，如:厦门天机达科技有限公司研发了一种TJD-003型切条机和切条机，该机改变了以往的旋转切割模式，利用先进的智能控制系统，安装了网格状刀片，可以加工出各种规格的果蔬丁和果蔬条，工作效率比较高，产品切面平整、成品率高；皇瑞食品机械有限责任公司设计了一款土豆地瓜切条机，是基于外国先进机型的基础，结合用户的迫切需求而设计出来的，该机切料出口比较宽，转速比较高，设计合理，所切品种多、切割质量好，能够实现连续操作，清洗和维护也比较方便；山东同泰食品机械有限公司开发出了一种果蔬专用切片机，是将果蔬等物品切成条状或片状，适用于食品加工厂使用，具有加工产量大，效率高，噪音小，切片厚度均匀可调等优点；诸城市大洋食品机械厂研制了不同类型的大洋牌薯片薯条机械，有400型号、400-B型号、600型号和600-B型号四种，操作简便，产量高成型好，既可以单独切片，也可以单独切条、切丝，是目前国内最先进的蔬菜切片、切条、切丝设备。此外，还有许多其他种类的切条机:兴化市环城脱水机械厂生产的的HC-QD350三维切条(条)机；北京泽信伟业食品设备有限公司生产的小型果蔬切条机。目前我国果蔬切条机械的主要形式有以下几种:(1)直线往复式切条机械。直线往复式切条机的结构简单，但效益低，应用于工作要求不高、效益低的场合。(2)圆盘旋转式切条机械。圆盘旋转式切条机的机构简单，生产效益较高，广泛应用于各种场合。(3)水枪式切条机械。水枪式切条机耗水量大，只能切出平直的片，应用不是卡分广泛。(4)圆形(内圆切条和外圆切条)切条机械。圆形式切条机有很高的工作效率，但是结构复杂，设计比较困难，成本较高，应用于工作效率要求相当高的专业领域。1.2.3发展趋势我国果蔬切条机械的研究开发己有30余年的历史，近几年来切条机的研制发展也非常迅速，但与国外一些发达国家先进切条机械相比，我国的果蔬加工机械设备在切条尺寸及其产品质量上仍存在很大差距，如存在结构复杂，出料不流畅等缺点，研制的切条机械也没有得到大面积推广和应用。21世纪，随着人们生活水平的提高，我国将实现果蔬生产和加工全程机械化，食品加工行业会逐渐向全程机械化、自动化发展，以满足果蔬生产规模化、经营产业化、果蔬产品多元化、果蔬质量无公害化等要求，果蔬机械将集机、电、液于一体，向智能化、自动化跨越。果蔬机械加工将由初级加工装备向深度加工装备发展，由半自动化装备向全自动化装备发展，由功能单一的装备向多功能装备发展。应加大对有价值的果蔬加工装备的研究与开发力度，研制适应性广泛的原料型果蔬制品加工装备和保健型食品加工装备，以促进产业发展，满足生产和生活的需要。1.3研究内容、方法与步骤1.3.1研究内容论文针对国内现有切条结构复杂、出料不流畅及因参数不匹配造成在切削大丁时丁断面弧形大、平整度低、倾斜度大等问题，开展了新型果蔬切条机械的设计。本文的研究内容主要包括:(1)果蔬切条机械整机方案的设计，从喂料到切割，最后到落料收集等的一系列过程，包括动力的选择，工作原理的设计，切条方式的实现，传动方案的设计等。(2)切割完成的步骤，是一次性完成切割还是分两次或多次完成切割工作，如果是釆用纵向切割和横向切割方式结合起来，每种切割方式如何正常实现，同时又如何保证整个切割工作协调配合。(3)按照果蔬成品的要求进行切割刀片的设计和选择，纵向切割和横向切割时分别采用什么合适刀片来满足工作要求。1.3.2研究方法及步骤(1)根据本课题所研究的主要内容，查阅相关文献资料，打好研究工作的基础。文献资料主要包括国内外食品加工机械的发展、红暮物特性、果蔬加工机械的发展、果蔬切条和切条机械的研制现状等方面的内容。(2)进行切条机械主要机构部件的运动学及动力学分析，研究探讨关键机构在运动过程的具体运动情况分析，分析各部件的主要受力，分析各机构如何实现果蔬切条工作，使得整机在理论上达到合理的设计标准，满足正常的工作要求。(3)设计好果蔬切条机械整机方案，完成二维制图，生产加工出相关的零部件，完成试验样机的组装；并进行试验；分析实验结果，提出修改意见。第2章果蔬切条机总体设计2.1总体方案设计图2-1果蔬切条机整机示意图果蔬切条机的整体结构如图2-1所示。主要包括动力系统、机架、传动系统、切削系统。此处着重介绍传动系统。如图，传动系统主要由电机、带轮、皮带、皮带轮、齿轮、齿条构成。具体结构见图2-1。动力由电动机供应，电动机动力通过皮带和皮带轮传给主轴，主轴带动齿轮，齿轮与齿条啮合，这样就可实现刀具的上下运动。传动系统主要由皮带传动、齿轮转动以及主轴组成。电动机的动力通过传动轴传给主动带轮，主动带轮通过与传动带的摩擦，将动力通过传动带传给从动轮；从动轮带动主轴一起旋转。安装在主轴上的齿轮获得动力，带动齿条运动，带动整个切制机构完成果蔬的切条动作。2.2传动系统设计2.2.1传动方案的选择该切制工作机械需要原动机提供一定形式的机械能才能正常工作。但是，由于工作机对动力的要求各不相同，且一般对于其运动速度和运动形式要求各异；实际应用中把工作机和原动机直接连接起来的情况很少，二者连接往往需要加入传递动力、改变动力形式或者变更运动状态的传动装置。传动系统的主要作用为:对原动机的速度进行增速和减速；根据生产加工要求进行速度调整；进行能量的分流和分配；提供过载保护和使其维护方便。传动方案的设计必须遵循一定的原则:采用尽可能短的传动链，传动过程中的能量损失应尽可能小，机械传动效率应尽可能高，传动结构尽可能紧凑，且各级传动要能分配到合理的传动比；应能合理安排传动机构的动作顺序使其运动过程中不发生干涉，保证安全经济运行。常用的机械传动方式主要有带传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。(1)带传动。带传动是一种绕性传动，其基本的组成单元为带轮(一般为前后2个)、传动带。当主动轮转动时，依靠传动带与带轮之间摩擦作用将运动和动力传给从动轮。其特点是结构简单、传动平稳、有缓冲吸震和过载保护功能。V带传动允许传递的功率比较大，结构较紧凑，以及V带有易标准化并且大量生产的优点。(2)齿轮传动。齿轮传动就是利用一对相互啮合的齿轮传递运动和动力的机械传动形式。其特点是效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，传动比稳定，低速重载场合应用比较多。(3)蜗轮蜗杆传动。蜗轮蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递动力和运动一种传动方式。其特点是能够实现大的传动比，传动平稳噪音小，摩擦损失严重，效率低。根据本切削机的动力传动特点，要求具有大的传动比，传动平稳，载荷低，存在冲击，故选择普通V带传动。2.2.2传动系统各参数计算根据用途，选用小型直流电机切割刀具所需的最大功率查表[13]2-1取，带传动效率1=0.95，齿轮效率2=0.9，得电动机到工作机间的总效率为总=12=0.95*0.9=0.855选择电动机功率电动机所需工作效率为：P0=Pw/总=50/0.855Kw=58.5w主动轴的工作转速为选择原动机时应考虑的因素1）必须考虑到现场能源的供应情况。在有电源的情况下尽量选择电力驱动，因为它的成本低、操作控制方便，机械活动范围广。2）必须考虑到原动机的机械特性和工作制度与工作机相匹配。如纺织机械上用电动机应选用连续的工作制，而起重机械上用的电动机应根据起重机工作的频繁程度选相应的工作制。3）必须考虑到工作机对原动机提出的启动、过载、运转平稳、调速和控制等方面的要求。4）必须考虑到工作环境的因素。如防爆、防尘、防腐蚀等。5）必须考虑工作可靠，操作简易，维修方便。6）为了提高机械系统的经济效益，必须考虑经济成本：包括初始成本和运转维护成本。结合以上原动机的各种选择要求，我选定设计中的原动机为电动机。考虑到电动机的选用原则以及电动机的成本和果蔬切条机的设计要求，我最后决定选用实用又廉价的直流电机，额定功率为100w，满载转速为360r/min。2.3刀具设计刀具是果蔬切条机重要工作部件。它的参数设计是否合理，对切条质量，功率消耗，以及机器运转均匀程度有直接影响。切条性能好的机器，应是结构简单，刀片制造、安装、刃磨方便、切割省力，负荷均匀，切割质量好，果蔬相对动定刀片不产生滑移。切削器的技术要求如下：（1）产生滑切滑切可减小阻力。滑切角和滑切系数都是用来表示滑切作用大小的指标。在一定滑切角范围内，滑切程度越大，切割越省力。通常刀片滑切角为20～60°。（2）切割要稳定果蔬相对刀片没有滑动的切割叫切割稳定，它是保证切割质量的主要因素。要求切割稳定，不产生滑动切割，应满足如下切割条件：式中：，—果蔬与动定刀片之间摩擦角，一般＝12°，＝38°。—推挤角，动刀刃线和定刀刃线间夹角。切割稳定条件是指刀片最大推挤角小于动定刀片摩擦角之和，即≤50°，常取＝40～50°。（3）切割阻力矩要均匀（4）切割速度大量的实验表面，切割速度对切割阻力也有很大影响，随着切割速度的加大，切割阻力几乎成直线下降。前苏联的H·E·P推荐最佳切割速度范围是35～40m/s，常用的是18～37m/s。刀片材料可用5碳素工具钢或优质碳素结构钢65Mn或70Mn。刀片可工作宽度区域刃部淬火硬度为HRC47～56，而非淬火区为28HRC。2.4机架及箱体设计由于本产品是用来切果蔬，属于食用类别，所以选择材料要能满足食用要求外壳和滚到选择304不锈钢，食用等级。这样的材料能够保证机构的耐用性，也能保证切出来的丁能够食用。不锈钢小知识，食用级不锈钢，201202301304316403408430。不锈钢有200系列，300系列，400系列。200系列指201202材料，300系列比较长见有304301316，400系列：403408430外观判断：三种材料都是银白色，200和300，无磁性或者微磁，比较难区分。通常用药水鉴别。400一般带有磁性，可以用磁铁判断性能：日常生活重最常见的三种型号有201，304，430。316由于高抗腐蚀一般用于水下零件304和430，由于含铬高，耐腐蚀，广泛用于军事，航空，家用器具，等由于安全无毒，也称食用级不锈钢201成本便宜，有一定的抗腐蚀性，普遍用于干燥的环境中，装饰，支撑。比如衣架等需要注意的是201，锰含量比较高，不能作为餐具使用，但304价格比较贵，厂家为了减少成本普遍使用201材料做餐具430也属于食用级不锈钢，但由于带磁性，在传统认识误区里认为带磁性就是铁，所以不被大多数人接受，所以在餐具上使用不普遍。三种抗腐蚀性分别为：304≥430≥201虽然最好的是304，但304和201比较难分，所以餐具最安全的还是用430。第3章传动部分设计与计算3.1V带设计计算需传动的功率，电机转速，切条机齿轮转速，则传动比为。（1）确定计算功率计算功率是根据传动功率，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即选，则（2）选择带型根据计算功率和小带轮转速＝360r/min由表8－8选择Z型普通V带（3）确定带轮的基准直径和。1）初选小带轮的基准直径选取。为了提高v带的寿命，宜选取较大的直径。选。2）验算带的速度v计算带的速度3）计算从动轮的基准直径（4）确定中心距a和带的基准长度初步定中心距，取0.7×＜＜2×即0.7×（26+40）＜＜2×（26+40）所以46.2＜＜132取取定后，根据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准长度：根据选取和相近的v带的基准长度。再根据来计算实际中心距。考虑安装调整和补偿预紧力（如带伸长而松弛后的张紧）的需要，中心距的变动范围为：（5）计算主动轮上的包角﹥（6）确定带的根数z其中＝0.97，由＝0.96，由＝0.81，由＝0.15则根取2根带。（7）确定带的预紧力，由由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力应为上述预紧力的1.5倍即15.6N。（8）计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力）3.2V带轮结构设计根据V带轮的基准直径和带轮轮速等已知条件，确定带轮材料为HT200；带轮基准直径，采用腹板式带轮；轮槽截面尺寸参照《机械设计》表8-10进行设计，对于大带轮，因同时，则大带轮采用孔板式带轮，其与减速器相连。绘制带轮零件图如下：图3.1小带轮图3.2大带轮3.3V带传动的张紧与安装V带传动的张紧V带传动运转一段时间后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛。为了保证带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，采取定期改变中心距的方法来调节带的初拉力，使带重新张紧。V带传动的安装带轮的轴线应相互平行，各带轮相对应的V型槽的对称平面应重合，误差不得超过。多跟V带传动时，为避免各根V带的载荷分布不均，带的配组公差应在规定的范围内（参见GB/T13575.1—92）。3.3传动轴设计计算传动轴传递的功率，转速n＝240r/min，先求齿轮作用在轴上的力由有效圆周力按水平布置取压轴系数，故（1）轴上零件的安装方案，如图3-1图a）所示：图3-1图3-1b图3-1图3-1d图3-1e图3-图3-1图3-1滚刀轴的载荷分析图（2）选择轴的材料该轴传递小功率且转速较低，故选用45钢并调质处理，其力学性质如下：（3）初步计算轴的直径选取A0＝126～103，取A0＝115考虑链轮和键槽对轴的强度的削弱，轴径增加10%左右，然后将轴径圆整取d＝10mm（此值作为承受扭矩作用的轴段的最小轴径）（4）轴的结构设计初选角接触球轴承，为了便于装配，取装轴承处的直径，初选角接触球轴承的结构代号为16002，其外形尺寸为d×D×B＝15×32×8；根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径、长度，如图3—2图a）所示：，此段为轴承，长度取L1＝47mm；，此处为带轮安装处，同时考虑轴承座的安装，长度取L2＝20mm；，此处为齿轮，根据其宽度，长度可取L3＝15mm；即此轴的总长度为；L＝L1+L2+L3+L4＝47+346+57+88＝538mm（5）轴的校核转动扭矩T＝95.5×105P/n＝95.5×105×0.15/240＝89.5N·mm（其中P为带轮的输送功率为0.15Kw），则，。轴受力情况如图b)所示，其中CA＝22mm，CB＝18mm，DB＝10mm1）求轴上的载荷轴上受力如图，分别在水平面内图c）和垂直面内图e）进行计算。由（水平面见图c）得，方向按左顺右逆原则，则由力平衡方程，则由（垂直面见图e）得，方向按左顺右逆原则，则由力平衡方程，则合成支反力2）计算水平面的弯矩，画弯矩图，方向按左顺右逆原则，如图d）所示3）计算垂直面的弯矩，画弯矩图，方向按左顺右逆原则，如图f）所示4）合成弯矩，并画总弯矩图公式为其中表示水平面方向的弯矩，表示垂直面方向的弯矩，对应点合成，如图g）所示N·mmN·mmN·mm5）由图g）可知危险截面为C、B，强度条件为为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数α，当扭转切应力为静应力时，取α≈0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取α≈0.6；当扭转切应力为对称循环变应力时，取α≈1；此处取0.6，则αT＝0.6×8953=53.72N·mm查得W＝0.1d3C截面取M最大值即22.677N·mm，W＝0.1d3＝0.1×303＝27则故C截面安全B截面取M＝21.36，W＝0.1d3＝0.1×303＝27则故B截面安全根据上述的计算来看，系统各项参数达到了设计性能要求，同时系统结构简单，效率高。尽管对轴的设计校核工作没有全部进行，但根据对重要轴系的校核结果来看，其它轴系的设计应能满足该系统刚度和强度的要求，因此，系统工作过程中能够满足其安全性要求。3.4轴承校核传递的转矩具体受力情况见下图（1）轴I受力分析齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的轴向力（2）计算轴上的支反力经计算得垂直面内，

水平面内，（3）轴承的校核初选轴承型号为30206轻微冲击，查表得冲击载荷系数①

计算轴承A受的径向力轴承B受的径向力②计算附加轴向力查表得3000型轴承附加轴向力则轴承A，轴承B③计算轴承所受轴向载荷由于，即A轴承放松，B轴承压紧由此得④计算当量载荷轴承Ae=0.37，则，轴承Be=0.37，则⑤轴承寿命计算因，按轴承B计算第4章果蔬切条机主要部件的建模Solidworks是参数化技术的先驱，参数化是其最突出特点。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内汽车行业、工程机械行业和产品设计领域占据不可替代位置。本论文运用solidworks软件对果蔬切条机各零件进行建模，然后进行装配。通过solidworks的建模清楚、形象、直观地表达减速器各部分的特点[15]。4.1带轮建模带轮可通过SolidWorks的旋转命令生成。然后运用切除命令得到键槽。带轮的三维模型如图4-1所示。图4-1带轮模型4.2电机建模电机为标准件，一般可通过SolidWorks的标准库内找到。并不需要自己绘制。通过电机型号调取到该果蔬切条机的电机模型。如图4-2所示。图4-2电机模型4.3主轴建模要想得到主轴的三维模型，首先使用旋转命令，得到主轴的外形尺寸，然后再在主轴外圆生成键槽。滚刀的三维模型如图4-3所示。图4-3主轴模型4.4轴承座建模轴承座起安装轴承的作用，本次设计将两个轴承安装在同一个轴承座内，为了防止轴承轴向窜动，使用孔用弹性挡圈对轴承进行定位，通过“拉伸”和切除、孔特征命令即可生成。轴承座的三维建模如图4-4所示。图4-4轴承座的三维模型4.5齿轮建模齿轮可通过SolidWorks的标准库命令生成。输入齿轮的各个参数即可生成齿轮模型。齿轮的三维模型如图4-5所示。图4-5齿轮的三维模型4.6轴承建模轴承采用分步建模然后在装配，分别使用“旋转”命令生成轴承内圈、外圈和滚子，然后装配完成轴承的建模，轴承的三维模型如图4-6所示。图4-6轴承的三维模型4.7基于SolidWorks的果蔬切条机装配切条机的三维装配将使设计好的各零件的装配关系直观地展现在人们面前，同时在装配过程中可以意识到设计中各个零部件的尺寸是否正确，外观是否美观等。在solidworks组件坏境下以箱体为载体调用已完成建模的所有零部件，完成果蔬切条机装配。三维装配模型图如图4-7所示。图4-7果蔬切条机的装配模型4.8果蔬切条机二维装配图AutoCAD是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计，具有完善强大的图形绘制和编辑能力，其支持多种平台、通用性和易用性强的特点在全世界范围内吸引了不少客户，现已经成为国际上广为流行的绘图工具[16]。本文运用AutoCAD绘制切条机装配图和主要零件图。虽然科技进步，技术发达的今天，但在产品设计中二维的装配图还是毕不可少的。总装配图如图4-8所示。图4-8果蔬切条机二维装配图第5章设计方案验证发展食品工业的基础便是食品机械，不断研制各种类型的食品机械来促进食品产业的发展，以满足不断提高人民对物质和文化生活的需要，使人们从繁重的家务劳动中解放出来，而以更充裕的时一间投入到工作中去。因而，研制先进的食品机械，使食品加土迅速实现机械化和自动化是社会发展的需要。国内外研究现状切条机的基本工作原理是:电动机通过蜗杆、蜗轮驱动转盘转动，转盘带动环形刀架作圆周运动，从而将投料槽内的物料切成片或丁。目前市场上的切条机主要是大中型为主，而这些切条机主要是针对食品加工厂以及大型的食堂饭店所设计的。在比较大的食堂饭店至少有一台切条机。所以切条机的应用广泛。然而，涉及家庭用的多功能切条机却很少。切条机目前虽然出现了很多类型，虽然效率高、操作方便、能耗低，但体积大、功率高，只适合工厂、学校饭堂、食品加工厂、蔬菜厂等使用，不能满足家庭生活的需要，研制和改进多功能切条机，能够更好的满足用户需求，有实用价值。对于这类机械如果做得小，并且功能多的话，能满足广大普通家庭的需求。我国研制的PS-3型食品切条机，是专供食品行业大量加工生产用的，它是在使用已经十年的PS-2机型上改进了设计十多处，以保证切制质量、不破坏食物纤维、不连刀，使机器操作简便，清洗容易，保养方便，保证卫生。使机具具有更高的使用性能和寿命，并创造了长期正常运行的使用丁件。按起动与运行方式可划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。5.1切条机可行性分析本方案主要原理是通过电机带动皮带轮，通过皮带，将动力传动到主轴上的大带轮，然后带动齿轮，与齿条啮合，实现刀具的上下运动，从而完成切条动作。另外果蔬一般比较易切条，电机完全能够满足使用要求安全性方面，考虑材料的安全性，选择能够达到食用级别的不锈钢作为材料，能够满足使用。5.2切条机优缺点本产品，能够完全满足家用使用要求，体积小，能够放在厨房台架上，不需要专门设置很大的空间去不值.重量轻，方便携带，工作稳定，成本不高。是家庭必备的好手。本产品选用全金属制造，有可能会相对于塑料产品增加成本，但是在耐久耐用耐撞击方面本产品相对塑料茶农有绝对优势。结论经过了两个多月的学习和工作，我终于完成了《果蔬切条机构设计》的论文。从开始接到论文题目到系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受，从对课题一无所知，对行业技术很不了解的状态，我开始了独立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会让我兴奋好一段时间。从中我也充分认识到了博客这一新兴的出版方式给我们生活带来的乐趣，在属于自己的网络空间上，尽情宣泄自己的情感，表达自己的感受，并且把自己的想法与他人分享，我也有了一个属于自己的博客空间。然我的论文作品不是很成熟，还有很多不足之处，但我可以自豪的说，这里面的每一个文