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紅薯切片機的設(shè)計 學(xué)生姓名 張海濤 學(xué) 號 8011212239 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動 化 班 級 機械設(shè)計 2 班 指導(dǎo)老師 孟煒 日 期 2016 塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 前 言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，食品機械技術(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，對紅薯的食用要求也越來越高。例如在食用紅薯的時候要將其切成片，因而切片機應(yīng)運而生。本文所 設(shè)計的紅薯切片機是一種體積比較小、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)品加工機械。紅薯切片機設(shè)計的整個過程，其中主要包括總體方案的確定，各部件的設(shè)計與計算，總裝與部裝圖紙以及各零件的圖紙。完成了全部設(shè)計后，對切片機進行了評價，指出它的特點、優(yōu)勢之處，以及存在的一些不足，并提出了一些改進的措施。 關(guān)健詞 ： 切片機；結(jié)構(gòu)；設(shè)計過程 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(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 紅薯切片機總體方案的確定 ................................................................................................... 2 結(jié)構(gòu)特點與工作原理 .......................................................................................................... 2 機構(gòu)的組成部分及特點 ...................................................................................................... 2 3 傳動設(shè)計計算、零部件的強度、剛度計算 ................................................................................... 3 動力計算 .............................................................................................................................. 3 帶的設(shè)計及計算 .................................................................................................................. 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 ................................................................................................................. 15 5 入料斗的設(shè)計及葉輪的設(shè)計 ......................................................................................................... 16 6 機架的設(shè)計 .................................................................................................................................. 17 機架設(shè)計要求 .................................................................................................................... 17 機架材料的選用及 壁厚選擇 ............................................................................................ 17 機架整體設(shè)計 .................................................................................................................... 17 7 機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ........................................................................................................................... 18 結(jié) 論 ................................................................................................................................................... 19 致 謝 ................................................................................................................................................... 20 參考文獻 ............................................................................................................................................. 21 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 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，對紅薯莖塊的需求越來越多。像土豆薯條、薯片等 休閑食品的消費急劇增長。這給莖塊食物的加工帶來了勃勃生機與活力。在莖塊作物的加工過程中需將其切成片。因此切片機應(yīng)運而生。 現(xiàn)在市場上，切片機械己經(jīng)比較常見了， 但是這些機械只適合產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)，而沒有適合農(nóng)民作坊生產(chǎn)的切片機器；另外市場上的這些機械對切片物體的尺寸有著嚴格要求，不太適合塊莖類蔬菜。因此根據(jù)市場需求，對塊莖類疏菜紅薯、土豆等，進行切片，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，需進行加工保存，所以更需一種能切片的小型機器。該機器能滿足切片大小厚度一致、均勻，效率較高，提高了勞動效率，改善了勞動質(zhì)量，讓人從切片勞動中解放出來，這樣既減輕了農(nóng)民在加工中的勞動強度，也增加了農(nóng)民的收入，有 利于機械化在農(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)了此種機器。在國外的公司，如 :美國的哈克遜公司生產(chǎn)了 300 半自動切片機， 動切片機 :意大利碧佳 刀式切片機 :韓國的地質(zhì)公司的肉類切片機 ??2等 。瑞士 G 公司的 列機，日本 式會社的 干）系列機， 日本 式會社的 美國 司的 列機等。我國的切片的研究開發(fā)方面雖然已有 30 年的歷史，近幾年來切片機的研制發(fā)展也非常迅速，但是與發(fā)達國家相比目前仍然有一定的距離。但我國的切片機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 :馬鞍山華寶機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的落地式切片、北京雅寶食品機械廠生產(chǎn)自動切片機、沈陽清寶食品機械有限公司生產(chǎn)的 東省諸城市大洋食品機械廠的大洋牌土豆切片機有 400 型、 600 型、江陰鑫達藥化機械的中藥 切片機等。這些機器的特點是生產(chǎn)率大，速度快，適合于大型的場合。價格比較貴，對于農(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 2 2 紅薯切片機總體方案的確定 結(jié)構(gòu)特點與工作原理 結(jié)構(gòu)特點 根據(jù)本設(shè)計的要求及適用面來確定切片機的形式：本設(shè)計中我采用臥式切片機， 因為臥式切片機的裝料和卸料都比較容易，結(jié)構(gòu)簡單，操作和維修便易，而且臥式相對立式工作時產(chǎn)生的震動小，有益于機械的正常工作，是非常適合作坊的機械。臥式切片機有電機、旋轉(zhuǎn)刀盤、皮帶傳動裝置以及輸入輸出物料裝置等組成。 本機構(gòu)主要有以下優(yōu) 點： 降低了人們的勞動強度，提高了工作效率。 切片的厚度一致性高，損耗低。 切削種類多，能對土豆、紅薯、洋蔥等進行切削。 結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 工作原理及工作條件 臥式切片機采用電動機作為動力，皮帶輪傳動減速裝置帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，軸的末端接一旋轉(zhuǎn)刀盤，刀盤上的刀片隨著刀盤轉(zhuǎn)動，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紅薯切片機原理圖 機構(gòu)的組成部分及特點 電動機 由于臥式切片機的生產(chǎn)效率為 500kg/h,所以選擇的電動機為 步轉(zhuǎn)速 n=2000/定計算過程見后面 ). 皮帶傳動裝置 切片機選擇 V 帶輪作為傳動裝置，傳動比為 4。 軸采用 45 號鋼，軸的固定選用深溝球軸承 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 3 3 傳動設(shè)計計算、零部件的強度、剛度計算 動力計算 要參數(shù) 刀盤直徑 :根據(jù)紅薯的外型尺寸，切片時所需的速度、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 項目 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 項目 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 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，刀片給紅薯一切削力 P，同時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 5 和垂直分力 成一對力矩 22 =使紅薯不跳動 ,不轉(zhuǎn)動，保持平衡則需I+向相反。 由小時生產(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 6 ???傳動、摩擦 等的功率損失 由機械設(shè)計上表可得 總總刀盤軸承皮 為：；則、、 ????? ?? 可知 總功率 = (4) 切P =為經(jīng)電動機的傳輸功率 ,其利用率通常在 60%— 70%之間，故選用電動機的額定功率 額，由此得到的額定功率是 們選擇電動機的功率為 選擇電機 根據(jù)計算機算出來的額定功率 ，刀盤轉(zhuǎn)速以及該機使用的減速機構(gòu)的傳動比，速在自身減速后為 2000作電壓為 380V 的電動機。 切片可靠性的計算 為了使在切片過程中，物料的進給都可靠，顯然要保證物料下落到擋板的時間 小于刀片間隙的時間 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°則對物料進行受力分析： ?? (5) 所以 ?c o ss ? (6) 又 所以 計算作用在軸上的壓力 Q )2s 02 (7) (???? （包角： 127°計算見后） 計算功率 為由機械設(shè)計手冊表 13知選 由公式 ： （ 8） ?? 帶的設(shè)計及計算 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 7 根據(jù) mi n/20 00,27.6 ? ，由機械設(shè)計手冊查出為 V 帶為 帶。 大小帶輪 準直徑 由機械設(shè)計手冊中表 13知 0～ 71 在取小輪 3 公式： 2112 /)1( ?? (9) 可得出 1(112 ?????? ? 。其中ε在機械設(shè)計手冊查出為 機械設(shè)計手冊表 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。 計算 V 帶的基準長度a 查機械設(shè)計手冊由其中計算 V 帶公式： )21(? （ 11） 初步計算選取 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。 查機械設(shè)計手冊由式： 012120 42( a ???? ）?(13) 可以得出帶長為 L=2×250+ )25063(+ 22504)63250(?? =1026.3 機械設(shè)計基礎(chǔ)查表 13用 V 帶的型號，對 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 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) 查機械設(shè)計基礎(chǔ)由公式： Z=?)( 00 ??（ 16） 已知 000 r/ 3 查表可以得出 W 由傳動比 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 機械設(shè)計手冊表 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 V 帶輪材料的選擇 設(shè)計 V 帶輪時應(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)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽工作面要精細加工（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，常用的材料牌號為 速較高時采用鑄鋼，小功率采用鑄鋁或塑料?？紤]本設(shè)計的功率情況和轉(zhuǎn)速，本設(shè)計采用鑄鐵，材料牌號為 帶輪結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計 鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 基準直徑有關(guān)。當帶輪基準直徑為 d（ d 為安裝帶輪的軸的直徑， 可采用實心式；當 300，可采用腹板式；當 300，同時 100，可采用孔板式；當 300 時可采用輪輻式 由 的計算已知 主動輪基準直徑 3 裝軸帶輪軸的直徑 d=25 d ∴小帶輪選用實心式 從動輪基準直徑 32 300 ∴大帶輪選用腹板式 帶輪尺寸的設(shè)計 V 帶輪的輪槽與所選用的 V 帶的型號相對應(yīng)，此設(shè)計選的是 ，根據(jù)書上表格可直接得出 基準寬度 00 ? 基準下槽深度 0 槽間距 ? 最小輪緣厚 ? 帶輪寬度 28?B 帶輪的總 長 ?? 圖 3主動輪 大 V 輪 d=200于 350，所以采用腹板式。由其軸徑為 35 基準寬度 00 ? 基準下槽深度 0 槽間距 ? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 最小輪緣厚 ? 帶輪寬度 26?B 帶輪的總長 45)?? 圖 3從動輪 輪槽工作表面的粗糙度為 于這兩個帶輪在切片機運行過程中起著非常重要的傳動作用，所以兩個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 11 軸的強度計算，由公式計算軸的最小直徑，由公式： ? ? 33 055.9 ??（ 19） 得出 ?651 12 3 ?? 計算軸的輸出力矩 T，由公式： ? 9550（ 20） 可以得出 T =9550×?????軸的輸出直徑顯然不大，且與輪盤和從動輪的尺寸比列不協(xié)調(diào)，考慮到與鍵槽和電動機的輸出直徑為 35經(jīng)遠大于 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 6209 深溝球軸承軸承的軸肩高為 4 以 3 刀盤的尺寸和從動輪的尺寸確定 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)，作出軸的計算簡圖。根據(jù)軸的計算圖，做出軸的彎矩圖 和扭矩圖。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 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截面?，F(xiàn)將計算的危險截面處的 M、 選取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機械設(shè)計》表 14經(jīng)算出軸的最小直徑為 35 矩為 36 以，可以計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 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)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。根據(jù)《機械設(shè)計》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 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機械設(shè)計》表 15查得 [σ 60 所以計算出軸安全。 故該軸在此截面的右側(cè)的強度也是足夠的。本機無大的瞬時過載及嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核。至此 ,軸的校驗結(jié)束 ,軸的校驗合 ? ?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體中的軸，刀 盤，從動輪的徑向力。故選用 6209 深溝球軸承軸承的主要參數(shù)： n=396r/計壽命為 8 年，工作小時數(shù) L 預(yù)計為 24000 小時。 軸承的校核 深溝球軸承一般是由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。內(nèi)圈裝在軸上，外圈裝在機座和軸承座上。滾動體與內(nèi)外圈的材料應(yīng)具有高的硬度和接觸疲勞強度、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。與滑動軸承相比，角接觸球軸承具有摩擦阻力小、起動靈敏、效率高、能夠同時承受徑向和軸向的作用力等優(yōu)點。所以選擇深溝球軸承。 因該軸承受 和須求出當量動載荷 P。計算時用到的徑向系數(shù) X、軸向系數(shù) a/查取，而 軸承的徑向額定靜載荷，在軸承型號未選出前暫時不知道，故用試算法。根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 16取 0r= e= 因 88N， r=e，由《機械設(shè)計基礎(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 14 計算所需徑向基本額定動載荷值，由公式： ?161060 ??????? （ 25） 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 16）； 1（查《機械設(shè)計基礎(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 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》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《機械設(shè)計基礎(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 機械設(shè)計手冊由公式： p?=02 ? （ 26） 得出 p? 為 116 于 ? ?p? 所以鍵 1 的強度合適。 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 的強度合適 T—— 傳動的轉(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 15 4. 刀盤總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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，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行調(diào)節(jié)，刀片厚度取 5 考慮到本設(shè)計的臥式切片機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。考慮到平帶是圓周運動，因此我設(shè)計在每隔一定的距離安裝一把刀片，有效的利用圓周運動，大大的提高工作效率。在整個刀座上裝有 2 把刀片，即在平帶運動一周的時間內(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)動的平穩(wěn)性。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 5 入料斗的設(shè)計及葉輪的設(shè)計 入料斗是保證進料順利，同時起定力刃的作用，根據(jù)本機構(gòu)的整體特點，入料斗設(shè)計成傾斜的矩形狀，這樣物料可以出重力自動下滑，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)計入料斗與刀盤之間的距離為 100m m 左右。現(xiàn) 考慮如何讓莖塊進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 17 6 機架的設(shè)計 機架設(shè)計要求 機架起到在機器中支承或容納零、部件的作用，機架的設(shè)計主要應(yīng)保證以下三點： 足夠的強度和剛度； 形狀簡單，便于制造； 便于在機架上安裝附件等。 絕定機架工作能力的主要準則是剛度。在臥式切片機的中剛度決定著切片機的生產(chǎn)效率和切削精度。 強度是評定重載機架工 作性能的基本準則。機架的強度應(yīng)根據(jù)機器在運轉(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度。此外還要校核其疲勞強度。機架的強度和剛度都需要從靜態(tài)和動態(tài)兩方面來考慮。動剛度是衡量機架抗震能力的指標，而提高機架抗振能力應(yīng)從提高機架構(gòu)件的靜剛度，控制固有頻率，加大阻尼等方面著手。 機架受壓結(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)計的臥式切片機采用機座機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。 機架材料的選用及 壁厚選擇 鑄造機架常用材料： 鑄鐵：鑄鐵流動性好，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，故動態(tài)剛性好。另外還有切削性能好、價格便宜和易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點。鑄鐵主要 有灰鑄鐵、球墨鑄鐵。 鑄造碳鋼：鑄鋼的彈性模量大，強度也比鑄鐵高，故用于受力較大的機架。由于鋼水流動性差，在鑄型中凝固冷卻時體收縮和線收縮都較大，故不宜設(shè)計復(fù)雜形狀的鑄件。 鑄造鋁合金：鋁合金密度小、重量輕，通過熱處理強化，具有足夠高的強度、較好的塑性，良好的韌 性。 材料的選用，主要是根據(jù)機架的使用要求。本設(shè)計中的離心式切片機的形狀較復(fù)雜。鑄鐵的鑄造性能好、價廉和吸振能力強，應(yīng)用也最廣。焊接機架具有制造周期短、重量輕和成本低等優(yōu)點。由于本設(shè)計的機架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，為了滿足支撐其它各零件的要求，本離心式切片機機架各零件零件采用 體選擇焊接的方式。 壁厚選擇當機架零件的外廓尺寸一定時，因而在滿足強度、剛度、振動穩(wěn)定性等條件下，應(yīng)盡量選用最小的壁厚。 機架整體設(shè)計 機架整體應(yīng)起到固定及連接各零件的作用。機架由以下幾部分組成：支腿、底板、電機護罩、輸出滑 板、機殼、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 18 7 機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 機體就是由機座和箱體焊接而成，材料為 體的安裝傳動軸的， 為了減少整個機體的重量，采用機座把箱體支撐起來， 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。 機座的下面安裝電機，將帶輪設(shè)置在機體外面，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)計的優(yōu)點 本機構(gòu)主要是針對中小型場合而設(shè)計的， 它可以對多種莖塊類作物進行工作，且有較高的生產(chǎn)效率。同時該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積比較小，重量比較 輕，生產(chǎn)率處于大型機械與手工勞動之間，適合勞動作坊等小場合。 圖 7接圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 結(jié) 論 本機構(gòu)主要是針對中小型場合而設(shè)計的 ,它可以對多種莖塊類作物進行工作 ,且有較高的生產(chǎn)效率。 本機構(gòu)主要內(nèi)容： 1 切片機研究的目的、意義、國內(nèi)外研究的動態(tài)； 2 切片機總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計計算； 3 切片機傳動方案的確定及設(shè)計計算， 主要工作部件的設(shè)計； 4 切片機受力零件的強度或壽命校核計算； 5 切片機裝置總圖、部件圖、零件工作圖的繪制。由于本設(shè)計因為個人知識有限，本切片機采用臥式刀盤，因此在 切片的過程中難免會出現(xiàn)切片厚度不均勻的情況，還有就是本切片機占空間大。設(shè)計的切片機結(jié)構(gòu)比較簡單。主要改進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、不滑移。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 致 謝 畢業(yè)設(shè)計是一項艱辛的任務(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 ,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。在整個設(shè)計過程中，自己所學(xué)知識得到了鞏固、完善，并且孟煒老師治學(xué)嚴謹、踏實沉穩(wěn)的學(xué)風，在我的學(xué)習、生活中產(chǎn)生了積極作用，也使得本次設(shè)計能夠順利完成。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我從中收益良多。在設(shè)計過程中，使我將在大學(xué)所學(xué)到的理論知識系統(tǒng)地聯(lián)系在一起，了解了機械設(shè)計的方法和流程，特別是怎樣思考問題和解決問題，使得我所學(xué)的知識，得到一次比較全面地鞏固。同時通過這次設(shè)計提高了自己的自學(xué)能力，從而學(xué)到了很多以前沒有接觸過的新知識，為以后能更好地從事這項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，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！ 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 參考文獻 [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 程設(shè)計 [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)機械學(xué)報， 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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