紅薯切片機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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紅薯切片機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 張海濤 學(xué) 號(hào) 8011212239 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng) 化 班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì) 2 班 指導(dǎo)老師 孟煒 日 期 2016 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 前 言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，食品機(jī)械技術(shù)也得到了大規(guī)模的應(yīng)用。紅薯具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和很好的味道，很多人們喜歡吃。隨著人們的生活水平越來越高，對(duì)紅薯的食用要求也越來越高。例如在食用紅薯的時(shí)候要將其切成片，因而切片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。本文所 設(shè)計(jì)的紅薯切片機(jī)是一種體積比較小、結(jié)構(gòu)比較簡單。適用于家庭、餐廳、小作坊的小型農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械。紅薯切片機(jī)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，其中主要包括總體方案的確定，各部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，總裝與部裝圖紙以及各零件的圖紙。完成了全部設(shè)計(jì)后，對(duì)切片機(jī)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，指出它的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)之處，以及存在的一些不足，并提出了一些改進(jìn)的措施。 關(guān)健詞 ： 切片機(jī)；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)過程 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目 錄 1 工程概況 ......................................................................................................................................... 1 究的目的和意義 ................................................................................................................ 1 外切片概況 ........................................................................................................................ 1 內(nèi)切片概況 ........................................................................................................................ 1 2 紅薯切片機(jī)總體方案的確定 ................................................................................................... 2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理 .......................................................................................................... 2 機(jī)構(gòu)的組成部分及特點(diǎn) ...................................................................................................... 2 3 傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算、零部件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算 ................................................................................... 3 動(dòng)力計(jì)算 .............................................................................................................................. 3 帶的設(shè)計(jì)及計(jì)算 .................................................................................................................. 6 軸的選擇 ............................................................................................................................ 10 軸承的選擇和校核 ............................................................................................................ 13 鍵的選擇和校核 ................................................................................................................ 14 4. 刀盤總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 15 5 入料斗的設(shè)計(jì)及葉輪的設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 16 6 機(jī)架的設(shè)計(jì) .................................................................................................................................. 17 機(jī)架設(shè)計(jì)要求 .................................................................................................................... 17 機(jī)架材料的選用及 壁厚選擇 ............................................................................................ 17 機(jī)架整體設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 17 7 機(jī)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................... 18 結(jié) 論 ................................................................................................................................................... 19 致 謝 ................................................................................................................................................... 20 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................. 21 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 工程概況 究的目的和意義 隨著現(xiàn)在的快餐業(yè)迅速崛起，對(duì)紅薯莖塊的需求越來越多。像土豆薯?xiàng)l、薯片等 休閑食品的消費(fèi)急劇增長。這給莖塊食物的加工帶來了勃勃生機(jī)與活力。在莖塊作物的加工過程中需將其切成片。因此切片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 現(xiàn)在市場上，切片機(jī)械己經(jīng)比較常見了， 但是這些機(jī)械只適合產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)，而沒有適合農(nóng)民作坊生產(chǎn)的切片機(jī)器；另外市場上的這些機(jī)械對(duì)切片物體的尺寸有著嚴(yán)格要求，不太適合塊莖類蔬菜。因此根據(jù)市場需求，對(duì)塊莖類疏菜紅薯、土豆等，進(jìn)行切片，而且要求切片、大小厚度一致、均勻，效率要比較高，這些要求超出了手工的要求，加之一些營養(yǎng)成分較高的新鮮蔬菜不易保存，需進(jìn)行加工保存，所以更需一種能切片的小型機(jī)器。該機(jī)器能滿足切片大小厚度一致、均勻，效率較高，提高了勞動(dòng)效率，改善了勞動(dòng)質(zhì)量，讓人從切片勞動(dòng)中解放出來，這樣既減輕了農(nóng)民在加工中的勞動(dòng)強(qiáng)度，也增加了農(nóng)民的收入，有 利于機(jī)械化在農(nóng)村的發(fā)展。 外切片概況 目前，國內(nèi)外已有一些產(chǎn)家研制和生產(chǎn)了此種機(jī)器。在國外的公司，如 :美國的哈克遜公司生產(chǎn)了 300 半自動(dòng)切片機(jī)， 動(dòng)切片機(jī) :意大利碧佳 刀式切片機(jī) :韓國的地質(zhì)公司的肉類切片機(jī) ??2等 。瑞士 G 公司的 列機(jī)，日本 式會(huì)社的 干）系列機(jī)， 日本 式會(huì)社的 美國 司的 列機(jī)等。我國的切片的研究開發(fā)方面雖然已有 30 年的歷史，近幾年來切片機(jī)的研制發(fā)展也非常迅速，但是與發(fā)達(dá)國家相比目前仍然有一定的距離。但我國的切片機(jī)方面仍然沒有根本性突破。 內(nèi)切片概況 在國內(nèi)的公司有 :馬鞍山華寶機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的落地式切片、北京雅寶食品機(jī)械廠生產(chǎn)自動(dòng)切片機(jī)、沈陽清寶食品機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 東省諸城市大洋食品機(jī)械廠的大洋牌土豆切片機(jī)有 400 型、 600 型、江陰鑫達(dá)藥化機(jī)械的中藥 切片機(jī)等。這些機(jī)器的特點(diǎn)是生產(chǎn)率大，速度快，適合于大型的場合。價(jià)格比較貴，對(duì)于農(nóng)民的作坊生產(chǎn)來說不適合。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 2 紅薯切片機(jī)總體方案的確定 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求及適用面來確定切片機(jī)的形式：本設(shè)計(jì)中我采用臥式切片機(jī)， 因?yàn)榕P式切片機(jī)的裝料和卸料都比較容易，結(jié)構(gòu)簡單，操作和維修便易，而且臥式相對(duì)立式工作時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)小，有益于機(jī)械的正常工作，是非常適合作坊的機(jī)械。臥式切片機(jī)有電機(jī)、旋轉(zhuǎn)刀盤、皮帶傳動(dòng)裝置以及輸入輸出物料裝置等組成。 本機(jī)構(gòu)主要有以下優(yōu) 點(diǎn)： 降低了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。 切片的厚度一致性高，損耗低。 切削種類多，能對(duì)土豆、紅薯、洋蔥等進(jìn)行切削。 結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 工作原理及工作條件 臥式切片機(jī)采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，皮帶輪傳動(dòng)減速裝置帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸的末端接一旋轉(zhuǎn)刀盤，刀盤上的刀片隨著刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，把紅薯切成片。切片的厚度由刀與刀盤間的墊片厚度在控制。 如圖所示： 1 2 3 4圖 2紅薯切片機(jī)原理圖 機(jī)構(gòu)的組成部分及特點(diǎn) 電動(dòng)機(jī) 由于臥式切片機(jī)的生產(chǎn)效率為 500kg/h,所以選擇的電動(dòng)機(jī)為 步轉(zhuǎn)速 n=2000/定計(jì)算過程見后面 ). 皮帶傳動(dòng)裝置 切片機(jī)選擇 V 帶輪作為傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)比為 4。 軸采用 45 號(hào)鋼，軸的固定選用深溝球軸承 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 3 傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算、零部件的強(qiáng)度、剛度計(jì)算 動(dòng)力計(jì)算 要參數(shù) 刀盤直徑 :根據(jù)紅薯的外型尺寸，切片時(shí)所需的速度、生產(chǎn)率等條件，確定刀盤直徑為 300削力 :由資料查得到刀片單位長度承受的切削力至少為 0.3 kg/而選擇刀片。 直刃刀片和圓弧刃刀片在切削中受力數(shù)據(jù)資料如下 : 對(duì)直刃刀片而言直刃刀片在切削中的受力數(shù)據(jù)如下表： 表 3直刃刀片分析 表 3圓刃刀片分析 編號(hào) 項(xiàng)目 切削面積 切削阻力 平均切削阻力 切削長度 平均切削阻力 kg kg/ kg/ 順行 24 行 4 順行 6 行 5 順行 3 行 10 順行 行 順行 9 行 順行 2 行 2 均 號(hào) 項(xiàng)目 切削面積 切削阻力 均切削阻力 切削長度 平均切削阻力 kg/ kg/里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 以上兩表可以看出圓刃刀片要比直刃刀片省 力 50%左右，所以本設(shè)計(jì)采用圓刃刀片，材料選用45 鋼。 紅薯在料斗、刀片間被切削的受力分析 紅薯在切削時(shí)的受力情況示意圖 1 2 3圖 3紅薯受力分析圖 紅薯在切削時(shí)，刀片給紅薯一切削力 P，同時(shí)入料斗也給紅薯一反力 N,N 分解為水平分力 行 行 2 順行 2 逆行 16 15 順行 13 行 1 2 10 順行 9 行 2 7 順行 1 19 行 2 9 順行 2 12 行 12 均 里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 和垂直分力 成一對(duì)力矩 22 =使紅薯不跳動(dòng) ,不轉(zhuǎn)動(dòng)，保持平衡則需I+向相反。 由小時(shí)生產(chǎn)效率 500kg/h 來確定轉(zhuǎn)速 n 2160 ????? (1) 1?Z ? 500? 取 L=P=10× 確定 n，則 Z 是料斗中出現(xiàn)的刀片數(shù)量； L 是切片厚度； Q 是該設(shè)備的生產(chǎn)率； s 刀片利用率； 刀盤的不旋空概率； 因此我們將轉(zhuǎn)速定為 n=500 切削功耗 P 切 由前面得知，切削平均阻力 P=刀片在切削長度內(nèi)承受的阻力矩積分得： 圖 3扭矩圖 .(14035??(2) 丨X?? ? ??) 20 . 70 . 0 0 11 . 0 3 30 . 0 0 15 6 1 9 3 . 560500?????????塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 ???傳動(dòng)、摩擦 等的功率損失 由機(jī)械設(shè)計(jì)上表可得 總總刀盤軸承皮 為：；則、、 ????? ?? 可知 總功率 = (4) 切P =為經(jīng)電動(dòng)機(jī)的傳輸功率 ,其利用率通常在 60%— 70%之間，故選用電動(dòng)機(jī)的額定功率 額，由此得到的額定功率是 們選擇電動(dòng)機(jī)的功率為 選擇電機(jī) 根據(jù)計(jì)算機(jī)算出來的額定功率 ，刀盤轉(zhuǎn)速以及該機(jī)使用的減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，速在自身減速后為 2000作電壓為 380V 的電動(dòng)機(jī)。 切片可靠性的計(jì)算 為了使在切片過程中，物料的進(jìn)給都可靠，顯然要保證物料下落到擋板的時(shí)間 小于刀片間隙的時(shí)間 分析如下：假設(shè)物料道與物料的摩擦系數(shù)為 料道的傾斜角為 45°則對(duì)物料進(jìn)行受力分析： ?? (5) 所以 ?c o ss ? (6) 又 所以 計(jì)算作用在軸上的壓力 Q )2s 02 (7) (???? （包角： 127°計(jì)算見后） 計(jì)算功率 為由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13知選 由公式 ： （ 8） ?? 帶的設(shè)計(jì)及計(jì)算 可用普通 V 帶或窄 V 帶，現(xiàn)選普通 V 帶。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 根據(jù) mi n/20 00,27.6 ? ，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查出為 V 帶為 帶。 大小帶輪 準(zhǔn)直徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中表 13知 0～ 71 在取小輪 3 公式： 2112 /)1( ?? (9) 可得出 1(112 ?????? ? 。其中ε在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查出為 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13 52 雖然 有增大，但其誤差小于 5%，在允許的范圍內(nèi)，所以 50 可以。 驗(yàn)算帶速 V 由公式 （ 10） 則可以算出 V 帶的速度 V= 1000601 ?=π 63× 2000/(60× 1000)=m/s V 帶的帶速度 5～ 25 m/s 的范圍內(nèi)，合適。 計(jì)算 V 帶的基準(zhǔn)長度a 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)由其中計(jì)算 V 帶公式： )21(? （ 11） 初步計(jì)算選取 V 帶的中心距 可 以 得 出 .5(d1+ (63+250)=248 ， 現(xiàn) 在 取 48, 由公式 )21(20)21(7.0 ??? （ 12） 可以得出中心距在其范圍內(nèi)，所以取 50 可以。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)由式： 012120 42( a ???? ）?(13) 可以得出帶長為 L=2×250+ )25063(+ 22504)63250(?? =1026.3 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)查表 13用 V 帶的型號(hào)，對(duì) Z 型帶選用 1000 由其公式： 2/00 ?? (14) 可以確定 V 帶的中心距 a=250— （ ?? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 ?1a 180°2 ?×60° （ 15） 可以得出 ?? 018013250 ?000 ?? 所以得出包角合適。 求 V 帶的根數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)由公式： Z=?)( 00 ??（ 16） 已知 000 r/ 3 查表可以得出 W 由傳動(dòng)比 i=4 查表 13 ?W 由 α1=查表 13 表 13 此可得 Z=??≈以 V 帶取 2 根 求作用在帶輪軸上的壓力 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13出 V 帶每米長的質(zhì)量 q=kg/m 由公式： )00 c ???（ 17） 其中 功率， Z 為 v 帶的根數(shù)， V 為 v 帶的帶速， 可以得出 )??? ?≈ 現(xiàn)在計(jì)算作用在帶輪上的壓力 由公式： 0 ?18） 可以得出 V 帶輪的設(shè)計(jì) V 帶輪材料的選擇 設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求是：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡，輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為 減少帶摩擦，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較均勻。帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號(hào)為 速較高時(shí)采用鑄鋼，小功率采用鑄鋁或塑料?？紤]本設(shè)計(jì)的功率情況和轉(zhuǎn)速，本設(shè)計(jì)采用鑄鐵，材料牌號(hào)為 帶輪結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實(shí)心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為 d（ d 為安裝帶輪的軸的直徑， 可采用實(shí)心式；當(dāng) 300，可采用腹板式；當(dāng) 300，同時(shí) 100，可采用孔板式；當(dāng) 300 時(shí)可采用輪輻式 由 的計(jì)算已知 主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 3 裝軸帶輪軸的直徑 d=25 d ∴小帶輪選用實(shí)心式 從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 32 300 ∴大帶輪選用腹板式 帶輪尺寸的設(shè)計(jì) V 帶輪的輪槽與所選用的 V 帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)，此設(shè)計(jì)選的是 ，根據(jù)書上表格可直接得出 基準(zhǔn)寬度 00 ? 基準(zhǔn)下槽深度 0 槽間距 ? 最小輪緣厚 ? 帶輪寬度 28?B 帶輪的總 長 ?? 圖 3主動(dòng)輪 大 V 輪 d=200于 350，所以采用腹板式。由其軸徑為 35 基準(zhǔn)寬度 00 ? 基準(zhǔn)下槽深度 0 槽間距 ? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 最小輪緣厚 ? 帶輪寬度 26?B 帶輪的總長 45)?? 圖 3從動(dòng)輪 輪槽工作表面的粗糙度為 于這兩個(gè)帶輪在切片機(jī)運(yùn)行過程中起著非常重要的傳動(dòng)作用，所以兩個(gè)帶輪輪槽工作表面的粗糙度均取 軸的選擇 選取軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)軸上零件的安裝、定位及軸的制造工藝， 確定軸的結(jié)構(gòu)如圖 3 圖 3軸 算軸的最小直徑 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 軸的強(qiáng)度計(jì)算，由公式計(jì)算軸的最小直徑，由公式： ? ? 33 055.9 ??（ 19） 得出 ?651 12 3 ?? 計(jì)算軸的輸出力矩 T，由公式： ? 9550（ 20） 可以得出 T =9550×?????軸的輸出直徑顯然不大，且與輪盤和從動(dòng)輪的尺寸比列不協(xié)調(diào)，考慮到與鍵槽和電動(dòng)機(jī)的輸出直徑為 35經(jīng)遠(yuǎn)大于 所以取最小軸徑 35 軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 軸的兩端分別與刀盤的從動(dòng)輪相連接，所以取 5 輪及刀盤采用軸肩定位，且定位高度 h>2 慮此處軸徑，從軸承產(chǎn)品目錄中初步選定 6209 深溝球軸承軸承，其尺寸為 d× D× B=45× 85× 19, 所以 5手冊(cè) 6209 深溝球軸承軸承的軸肩高為 4 以 3 刀盤的尺寸和從動(dòng)輪的尺寸確定 5 5 軸承的尺寸，可以確定50 軸承端蓋的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)軸，確定軸承端蓋的總寬度為 20，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑劑的要求，取 0,0 據(jù)軸的總體尺寸，取 30 軸的校核 求軸上的載荷，首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，作出軸的計(jì)算簡圖。根據(jù)軸的計(jì)算圖，做出軸的彎矩圖 和扭矩圖。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 3軸的載荷分析圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出靠近大帶輪軸承上的截面為危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算的危險(xiǎn)截面處的 M、 選取軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 14經(jīng)算出軸的最小直徑為 35 矩為 36 以，可以計(jì)算出作用在軸上的力圓周力 （ 21） 003536002 ??? 作用在刀片上的力徑向力 030F（ 22） 可以得出 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)和軸的機(jī)構(gòu)以及彎矩和扭矩圖中可以看出，受載荷最大的面是靠近大帶輪的軸承端面，因此求得此截面的彎矩扭矩如下表： 表 3面的彎矩扭矩 載荷 平行于軸 垂直于軸 支反力 F ??? 741 ? 彎矩 M 4245N/mm / /02 ?? ?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 總彎矩 221 ?M =63999 N/22 9 0 2 0 73 4 2 4 5 ??M =35413 N/矩 T 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 15以及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ? =算軸的應(yīng)力 ,由公式： （ 23） 得出軸的應(yīng)力 前面已經(jīng)選定軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 15查得 [σ 60 所以計(jì)算出軸安全。 故該軸在此截面的右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本機(jī)無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此 ,軸的校驗(yàn)結(jié)束 ,軸的校驗(yàn)合 ? ?12格 。 軸承的選擇和校核 軸承的選擇 由于軸承主要承受的只有機(jī)體中的軸，刀 盤，從動(dòng)輪的徑向力。故選用 6209 深溝球軸承軸承的主要參數(shù)： n=396r/計(jì)壽命為 8 年，工作小時(shí)數(shù) L 預(yù)計(jì)為 24000 小時(shí)。 軸承的校核 深溝球軸承一般是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。內(nèi)圈裝在軸上，外圈裝在機(jī)座和軸承座上。滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的材料應(yīng)具有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊性。一般用含鉻合金鋼制造。工作表面要磨削和拋光。與滑動(dòng)軸承相比，角接觸球軸承具有摩擦阻力小、起動(dòng)靈敏、效率高、能夠同時(shí)承受徑向和軸向的作用力等優(yōu)點(diǎn)。所以選擇深溝球軸承。 因該軸承受 和須求出當(dāng)量動(dòng)載荷 P。計(jì)算時(shí)用到的徑向系數(shù) X、軸向系數(shù) a/查取，而 軸承的徑向額定靜載荷，在軸承型號(hào)未選出前暫時(shí)不知道，故用試算法。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 16取 0r= e= 因 88N， r=e，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 16得 X=Y= 由公式 ? （ 24） P= ???? (?? ??M 23221 ??? ??塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 計(jì)算所需徑向基本額定動(dòng)載荷值，由公式： ?161060 ??????? （ 25） 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 16）； 1（查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 16，因工作溫度不高）； 使用壽命，為 24000h 所以： fC 9101200010 396601 1661??????? ??????????? 910>2900 N 920 N 故 6209 深溝球軸承軸承軸承的 0r=288/1920=原估算接近，適用。 鍵 的選擇和校核 鍵的選擇 均為一般聯(lián)接，可選用普通平鍵中的圓頭普通平鍵。 安裝刀盤處鍵的選擇： 此處軸的直徑 5 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 4鍵的截面尺寸為：寬度 b=8 度 h=7 鍵長 L=14 與皮帶輪聯(lián)接的鍵的選擇： 此處軸徑為 5 理選用鍵的寬度 b=8 度 h=7 鍵長 L=18 的校核 鍵、軸的材料都是鋼，鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 14許用擠壓應(yīng) ? ? ? ? M 3 5,1 5 0~1 2 0 ?? ?? 取 鍵 1 的工作長度 l=4 7 與刀盤的接觸高度 k=.5 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)由公式： p?=02 ? （ 26） 得出 p? 為 116 于 ? ?p? 所以鍵 1 的強(qiáng)度合適。 鍵 2 的工作長度 l=5 19 與皮帶輪的接觸高度 k=mm p?=02 ? （ 27） 得出 p? 為 136 于 ? ?p? 所以鍵 1 的強(qiáng)度合適 T—— 傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩 N· m k—— 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 l—— 鍵的工作長度 d—— 軸的直徑 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 4. 刀盤總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刀盤總成是完成切削過程并且保證切削質(zhì)量的最重要部件；刀盤總成有刀盤、刀片、和調(diào)整墊片以及螺釘 組成，通過調(diào)整墊片即可調(diào)整切片厚度。調(diào)整墊片有多塊，厚度均為 1用調(diào)整墊片時(shí)，可以切 5的片，用一塊墊片則可切 6據(jù)要求，切削厚度為 5刀片需要通過調(diào)節(jié)以保證切削厚度，所以刀片厚度應(yīng)稍大于切削厚度以嵌入刀座并可進(jìn)行調(diào)節(jié)，刀片厚度取 5 考慮到本設(shè)計(jì)的臥式切片機(jī)的切削物料以紅薯等作物為主，刀片的長、寬應(yīng)接近作物的尺寸了?？紤]到平帶是圓周運(yùn)動(dòng)，因此我設(shè)計(jì)在每隔一定的距離安裝一把刀片，有效的利用圓周運(yùn)動(dòng)，大大的提高工作效率。在整個(gè)刀座上裝有 2 把刀片，即在平帶運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，刀片切削 2 次 。刀片的尺寸為長取 105取 53用鉚釘將刀片鉚上去。鉚釘?shù)拇笮∵x?。翰捎贸令^的型式，,10 ?? 。 圖 4 刀片 刀盤是鑄造而成，要求其質(zhì)量分布均勻，保證轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5 入料斗的設(shè)計(jì)及葉輪的設(shè)計(jì) 入料斗是保證進(jìn)料順利，同時(shí)起定力刃的作用，根據(jù)本機(jī)構(gòu)的整體特點(diǎn)，入料斗設(shè)計(jì)成傾斜的矩形狀，這樣物料可以出重力自動(dòng)下滑，入料斗和葉輪之間的距離不能太大或太小，必須保證切片的厚度， 所以設(shè)計(jì)入料斗與刀盤之間的距離為 100m m 左右?，F(xiàn) 考慮如何讓莖塊進(jìn)入料斗后能順利下滑，來完成切割工序，首先查表得到物料與物料之間的摩擦系數(shù)為 在分析莖塊在料斗中的受力情況。要讓莖塊能順利下滑，必須要求向 x 軸的投影在 x 軸的正方向上， 那樣莖塊才能順利下滑，那么就必須要求ɑ >δ，斜坡角度的確定過程如下： 1?要想讓莖塊能順利下滑的話， 那么必須 0)?? ??G ，也就是說ɑ >δ時(shí)莖塊就能順利下滑， ?到 ，而 ??? ， 所以取 045?? °，也就是說料斗的傾斜角度 045?? 圖 5料口 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 6 機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架設(shè)計(jì)要求 機(jī)架起到在機(jī)器中支承或容納零、部件的作用，機(jī)架的設(shè)計(jì)主要應(yīng)保證以下三點(diǎn)： 足夠的強(qiáng)度和剛度； 形狀簡單，便于制造； 便于在機(jī)架上安裝附件等。 絕定機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則是剛度。在臥式切片機(jī)的中剛度決定著切片機(jī)的生產(chǎn)效率和切削精度。 強(qiáng)度是評(píng)定重載機(jī)架工 作性能的基本準(zhǔn)則。機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強(qiáng)度。此外還要校核其疲勞強(qiáng)度。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來考慮。動(dòng)剛度是衡量機(jī)架抗震能力的指標(biāo)，而提高機(jī)架抗振能力應(yīng)從提高機(jī)架構(gòu)件的靜剛度，控制固有頻率，加大阻尼等方面著手。 機(jī)架受壓結(jié)構(gòu)及受壓彎結(jié)構(gòu)都存在失穩(wěn)問題。有些構(gòu)件制成薄壁腹式也存在局部失穩(wěn)。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件。必須加以校核。 為了滿足穩(wěn)定切片和切削效率的要求，本設(shè)計(jì)的臥式切片機(jī)采用機(jī)座機(jī)箱鑄成一體使得整體的結(jié)構(gòu)更加 簡單、合理、穩(wěn)定，減少震動(dòng)。 機(jī)架材料的選用及 壁厚選擇 鑄造機(jī)架常用材料： 鑄鐵：鑄鐵流動(dòng)性好，體收縮和線收縮小，容易獲得形狀復(fù)雜的鑄件。鑄鐵的內(nèi)摩擦大、阻尼作用強(qiáng)，故動(dòng)態(tài)剛性好。另外還有切削性能好、價(jià)格便宜和易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。鑄鐵主要 有灰鑄鐵、球墨鑄鐵。 鑄造碳鋼：鑄鋼的彈性模量大，強(qiáng)度也比鑄鐵高，故用于受力較大的機(jī)架。由于鋼水流動(dòng)性差，在鑄型中凝固冷卻時(shí)體收縮和線收縮都較大，故不宜設(shè)計(jì)復(fù)雜形狀的鑄件。 鑄造鋁合金：鋁合金密度小、重量輕，通過熱處理強(qiáng)化，具有足夠高的強(qiáng)度、較好的塑性，良好的韌 性。 材料的選用，主要是根據(jù)機(jī)架的使用要求。本設(shè)計(jì)中的離心式切片機(jī)的形狀較復(fù)雜。鑄鐵的鑄造性能好、價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，應(yīng)用也最廣。焊接機(jī)架具有制造周期短、重量輕和成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于本設(shè)計(jì)的機(jī)架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了滿足支撐其它各零件的要求，本離心式切片機(jī)機(jī)架各零件零件采用 體選擇焊接的方式。 壁厚選擇當(dāng)機(jī)架零件的外廓尺寸一定時(shí)，因而在滿足強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)穩(wěn)定性等條件下，應(yīng)盡量選用最小的壁厚。 機(jī)架整體設(shè)計(jì) 機(jī)架整體應(yīng)起到固定及連接各零件的作用。機(jī)架由以下幾部分組成：支腿、底板、電機(jī)護(hù)罩、輸出滑 板、機(jī)殼、刀片座、連接板、支板、連接板、固定箱、固定箱蓋。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 7 機(jī)體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)體就是由機(jī)座和箱體焊接而成，材料為 體的安裝傳動(dòng)軸的， 為了減少整個(gè)機(jī)體的重量，采用機(jī)座把箱體支撐起來， 再把箱體和箱蓋相連接，使得整體結(jié)構(gòu)更簡單、合理、穩(wěn)定，減少震動(dòng)。 機(jī)座的下面安裝電機(jī)，將帶輪設(shè)置在機(jī)體外面，這樣方便調(diào)節(jié)比帶輪的松緊，檢查皮帶的安裝是否正確到位。 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 本機(jī)構(gòu)主要是針對(duì)中小型場合而設(shè)計(jì)的， 它可以對(duì)多種莖塊類作物進(jìn)行工作，且有較高的生產(chǎn)效率。同時(shí)該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積比較小，重量比較 輕，生產(chǎn)率處于大型機(jī)械與手工勞動(dòng)之間，適合勞動(dòng)作坊等小場合。 圖 7接圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 結(jié) 論 本機(jī)構(gòu)主要是針對(duì)中小型場合而設(shè)計(jì)的 ,它可以對(duì)多種莖塊類作物進(jìn)行工作 ,且有較高的生產(chǎn)效率。 本機(jī)構(gòu)主要內(nèi)容： 1 切片機(jī)研究的目的、意義、國內(nèi)外研究的動(dòng)態(tài)； 2 切片機(jī)總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算； 3 切片機(jī)傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算， 主要工作部件的設(shè)計(jì)； 4 切片機(jī)受力零件的強(qiáng)度或壽命校核計(jì)算； 5 切片機(jī)裝置總圖、部件圖、零件工作圖的繪制。由于本設(shè)計(jì)因?yàn)閭€(gè)人知識(shí)有限，本切片機(jī)采用臥式刀盤，因此在 切片的過程中難免會(huì)出現(xiàn)切片厚度不均勻的情況，還有就是本切片機(jī)占空間大。設(shè)計(jì)的切片機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單。主要改進(jìn)措施是為了解決不均勻的問題，解決方案是： 在切片過程中始終保持切片的物體壓緊，使其不跳動(dòng)、不滑移。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)艱辛的任務(wù)，但在老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助下圓滿完成。在此向各位指導(dǎo)老師、特別是向孟煒老師表示感謝。同時(shí) ,也要感謝在論文寫作過程中，幫助過我、并且共同奮斗四年的大學(xué)同學(xué)們，能夠順利完成論文。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，自己所學(xué)知識(shí)得到了鞏固、完善，并且孟煒老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)沉穩(wěn)的學(xué)風(fēng)，在我的學(xué)習(xí)、生活中產(chǎn)生了積極作用，也使得本次設(shè)計(jì)能夠順利完成。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從中收益良多。在設(shè)計(jì)過程中，使我將在大學(xué)所學(xué)到的理論知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系在一起，了解了機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和流程，特別是怎樣思考問題和解決問題，使得我所學(xué)的知識(shí)，得到一次比較全面地鞏固。同時(shí)通過這次設(shè)計(jì)提高了自己的自學(xué)能力，從而學(xué)到了很多以前沒有接觸過的新知識(shí)，為以后能更好地從事這項(xiàng)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！ 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) [1] 王先逵 M]械工業(yè)出版社 [2] 聞邦椿 M]械工業(yè)出版社 00[3] 李國斌 M]械工業(yè)出版社 9[4] 濮良貴 ,紀(jì)明剛 M]. 北京：高等教育出版社第八版 . 143[5] 王 與 ,王順喜 R]. 北京：糧食與飼料工業(yè) 2007， 10 [6] 王 昆 ,何小柏 ,汪信遠(yuǎn) 程設(shè)計(jì) [M]. 北京：高等教育出版社 1996 年版 130[7] 劉曼茹 J]. 北京：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 3(54) [8] 沈長山 J]. 北京：糧食與飼料工業(yè) 4 [9] 王衛(wèi)國 J]. 北京： 稂食與飼料工業(yè) 2001， 11 [10] 沈再春 M]中國農(nóng)業(yè)出版社 75[11] 李良藻 ,湯楚宙 M]南教育 出版社， 1989. 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