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家用多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真
學(xué) 院：
專 業(yè)：
姓 名：
指導(dǎo)老師：
學(xué) 號：
職 稱：
畢業(yè)設(shè)計誠信承諾書
本人鄭重承諾：本人承諾呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）《家用的多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設(shè)計（論文）使用的數(shù)據(jù)真實可靠。
本人簽名：
日期： 年 月 日
家用的多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真
摘 要
隨著人民對生活水平的不斷要求，食用蔬菜成為人們重要部分，家用切菜機應(yīng)用場所廣泛，能夠減輕人的勞動強度，切制出各種菜品，提高效率。
本次設(shè)計的切菜機主要由外殼體、豎直切菜機構(gòu)、離心切菜機構(gòu)、電機底座、帶傳動、齒輪系等組成。在本次設(shè)計過程中，首先調(diào)查分析了切菜機的研究現(xiàn)況及工作原理，在此基礎(chǔ)上提出總體設(shè)計方案；接著，對各機構(gòu)主要零部件進行了詳細的設(shè)計；最后，采用AutoCAD繪圖軟件繪制了本家用多功能切菜機的裝配圖及主要零部件圖，并且采用Pro/E構(gòu)件了三維模型及仿真模擬。
通過本次設(shè)計，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機械原理、機械設(shè)計、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機械制圖等；也掌握了普通機械產(chǎn)品的設(shè)計方法，并能熟練使用AutoCAD繪圖軟件、Pro/E三維設(shè)計軟件，對今后的工作有極大意義。
關(guān)鍵字：切菜機、曲柄滑塊、帶傳動、設(shè)計
家用的多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真
Abstract
With the people's standard of living increasing demands, edible vegetables has become one of the most important part, household cutting machine application places widely, can reduce the labor intensity, cut a variety of dishes and improve efficiency.
The design of the cutting machine is mainly composed of shell body, a vertical cutting mechanism, centrifugal cutting mechanism, motor base, belt drive, gear train. In the design process, the first survey analysis of the vegetable cutting machine research status and working principle, overall design scheme was put forward on the basis of this; and then, the detailed design of the main parts of the mechanism is discussed. Finally, using AutoCAD software rendering the capitalists with multifunctional vegetable cutter assembly and major parts of the map, and the use of Pro / E components the 3D model and simulation.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as mechanical principle, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; also mastered the design method of general machinery products, and can skillfully use AutoCAD, Pro / e three dimensional design software, for future work are of great significance.
Key words: Cutting machine, Crank slider, Belt drive, Design
目 錄
1 緒論 1
1.1研究背景及意義 1
1.2國內(nèi)外切菜機現(xiàn)狀 1
1.3課題主要內(nèi)容 1
2 總體方案設(shè)計 2
2.1功能及參數(shù)選擇 2
2.1.1功能選定 2
2.1.2參數(shù)選擇 2
2.2方案分析 2
2.2.1方案一 2
2.2.2方案二 3
2.3 方案選定與原理分析 3
3 動力及傳動機構(gòu)設(shè)計 5
3.1 電動機的選擇 5
3.2帶傳動的設(shè)計 5
3.2.1帶一的設(shè)計 5
3.2.2帶二的設(shè)計 6
3.3圓柱齒輪的設(shè)計 8
3.3.1選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級 8
3.3.2按齒面接觸強度設(shè)計 8
3.3.3按齒根彎曲強度設(shè)計 10
3.3.4幾何尺寸計算 11
3.4軸的設(shè)計 11
3.4.1軸徑的初步估算 11
3.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
3.4.3軸的受力分析 12
3.4.4軸的強度校核 13
3.4.5軸上鍵的校核 13
3.4.6軸承的校核 14
4 其他機構(gòu)設(shè)計 16
4.1 豎直切菜機構(gòu)設(shè)計 16
4.1.1 設(shè)計要求 16
4.1.2 機構(gòu)設(shè)計 16
4.2 離心切菜機構(gòu)設(shè)計 16
4.2.1 設(shè)計要求 16
4.2.2 機構(gòu)設(shè)計 17
4.3切刀設(shè)計 17
4.4箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 19
4.4.1左箱體的設(shè)計 19
4.4.2 右箱體的設(shè)計 20
4.5安裝與調(diào)試 21
5 總 結(jié) 22
參考文獻 23
致 謝 24
25
1 緒論
1.1研究背景及意義
20世紀以來，我國食品工業(yè)較改革開放初期有了很大的發(fā)展，人民生活有了很大的改善，日益對食品加工和食品包裝提出了更高的要求。發(fā)展食品工業(yè)的基礎(chǔ)便是食品機械。不斷地研制各種類型的食品機械，以滿足不斷提高的人民物質(zhì)和文化生活的需要，使人們從繁重的家務(wù)勞動中解放出來，而以更充裕的時間投入到工作中去。因此研制先進的食品機械，使食品加工迅速地實現(xiàn)機械化和自動化是社會發(fā)展必然趨勢。
隨著人民對生活水平的不斷要求，食用蔬菜成為人們重要部分，家用切菜機應(yīng)用場所廣泛，能夠減輕人的勞動強度，切制出各種菜品，提高效率。目前市場上切菜機款式、功能、規(guī)格各異。如何把機械工程及自動化的相關(guān)專業(yè)知識運用到家用切菜機的設(shè)計上，通過了解、分析現(xiàn)有家用切菜機結(jié)構(gòu)，分析比較，設(shè)計一款家用切菜機，以期達到在功能上、結(jié)構(gòu)上、外觀上、成本等方面更加合理、使用方便和價廉物美。
1.2國內(nèi)外切菜機現(xiàn)狀
切菜機是1963年由法國發(fā)明家韋爾登發(fā)明制造的，并申請獲得專利。1971年，他為家庭主婦設(shè)計出一種“魔法”攪拌器，它集切、拌、揉諸多功能于一體。到現(xiàn)在，切菜機的發(fā)展已有將近五十年的歷史了，其功能也越來越強大。目前，在國內(nèi)外有著各種各樣的切菜機，主要有：多功能旋轉(zhuǎn)式切菜機、離心式切菜機、切丁機、圓盤切口機、只顯示多用切菜機等。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)切菜機的廠家不多，現(xiàn)在我國的食品機械行業(yè)的主要機器型號有JY-Q550型切菜機、PQT-580型切菜機、CHD40型推桿式切菜機、QD-DLC2智能型蔬菜切割機等，模擬手工切菜機為多。
這些廠家生產(chǎn)的切菜機的主要不足是功能少和價格高昂，因此設(shè)計多功能的高效率而體積小的多用切菜機是十分必要的。本文介紹了一種具有多功能的切菜及，具有切片、切塊、切丁、切絲等功能，而且生產(chǎn)率很高，尤其適合家庭使用。
1.3課題主要內(nèi)容
（1）根據(jù)收集的資料，分析存在的問題，確定設(shè)計目標，每個目標分別構(gòu)思方案（不少于2個創(chuàng)意）。
（2）對所構(gòu)思的草案從科學(xué)性、經(jīng)濟性、可操作性等方面進行初步評價，在此基礎(chǔ)上確定最佳方案。
（3）進行各環(huán)節(jié)的具體設(shè)計，并完成以下內(nèi)容：
1）家用切菜機的設(shè)計計算；
2）家用切菜機裝配圖、零件圖繪制；
3）家用切菜機三維建模（或運動仿真）。
2 總體方案設(shè)計
2.1功能及參數(shù)選擇
2.1.1功能選定
根據(jù)家庭常需切菜要求，本次設(shè)計的多功能切菜機選定如下功能：
（1）可把瓜薯類蔬菜切成片，絲，丁 ，曲線，菱形；
（2）還可把細長類蔬菜（韭菜，豆角等）切成段，以及把葉類蔬菜切成絲；
（3）菜的長短厚薄可調(diào)。
2.1.2參數(shù)選擇
技術(shù)參數(shù)：
外形尺寸：850×430×600mm
電機功率：0.75kw
豎刀切速：300次/min；撥盤轉(zhuǎn)速：440r/min
2.2方案分析
刀具切削蔬菜的主要方式有兩種：往復(fù)直線運動與轉(zhuǎn)動，因此提出以下兩種設(shè)計方案：
2.2.1方案一
蔬菜通過豎直或向上傾斜設(shè)置的料筒內(nèi)，依靠重力自動向下運動；刀具在水平或豎直平面作旋轉(zhuǎn)運動，可通過連桿機構(gòu)、帶傳動、鏈傳動或齒輪傳動等實現(xiàn)；切片切絲的轉(zhuǎn)換通過更換不同型號的刀具來實現(xiàn)；利用重力或離心作用收集加工好的蔬菜，如下圖所示：
圖2-1 方案一簡圖
該方案工作原理為：電動轉(zhuǎn)動通過傳送帶帶動變速器工作從而帶動絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠帶動推菜板將蔬菜推到刀具處，使得刀具對蔬菜進行切削。通過物料和切刀之間產(chǎn)生的相對運動來完成。蔬菜沿固定方向作進給運動，刀具在圓筒上進行旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)對蔬菜的切制。
2.2.2方案二
蔬菜通過傳送帶在水平方向作直線運動；刀具做往復(fù)直線運動，通過曲柄滑塊或凸輪機構(gòu)等實現(xiàn)；切片切絲的轉(zhuǎn)換通過在蔬菜傳送線路上設(shè)置刀具的數(shù)目及刀具形狀來決定，切片厚度由蔬菜及刀具相對運動速度決定；在傳送帶的末端設(shè)置收集機構(gòu)。如下圖所示：
圖2-2 方案二簡圖
2.3 方案選定與原理分析
根據(jù)前述選定的本機功能要求包含：
（1）可把瓜薯類蔬菜切成片，絲，丁，曲線，菱形；
（2）還可把細長類蔬菜（韭菜，豆角等）切成段，以及把葉類蔬菜切成絲；
（3）菜的長短厚薄可調(diào)。
因此選定方案二更合適，其工作原理如下：
（1）主要有機架、輸送帶、壓菜帶、切片機構(gòu)、調(diào)速箱或塔輪調(diào)速機構(gòu)組成
（2）離心式切片機構(gòu)用于果蔬類硬菜的切片，片厚可在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，豎刀部分可將葉類軟菜或切好的片加工成不同規(guī)格的塊、丁、菱形等各種形狀。切菜長度通過 “可調(diào)偏心輪”在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整。因豎刀模擬手工切菜原理，加工表面平整光滑，成型規(guī)則，被切蔬菜組織完好，保持新鮮。
3 動力及傳動機構(gòu)設(shè)計
3.1 電動機的選擇
電動機分交流電動機和直流電動機兩種。由于生產(chǎn)單位一般都采用三相交流電源，因此，無特殊要求時均選用三相交流電動機，其中以三相異步交流電動機應(yīng)用最廣泛。對于載荷比較穩(wěn)定、長期連續(xù)運行的機械,只要所選電動機的額定功率等于或稍大于所需的電動機工作功率，電動機就能安全工作，不會過熱，因此通常不必校驗電動機的發(fā)熱和啟動轉(zhuǎn)矩。因為切菜機屬于一般機械，無特殊要求，故可以選擇的電動機的額定功率小于1kW。
容量相同的三相異步電動機，一般有3000、1500、1000及750r/min四種同步轉(zhuǎn)速。電動機同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)愈少，外部尺寸愈小，價格愈低。但是電動機轉(zhuǎn)速愈高，傳動裝置總傳動比愈大，會使傳動裝置外部尺寸增加，提高制造成本。而電動機同步轉(zhuǎn)速愈低，其優(yōu)缺點則相反。
本設(shè)計選擇電動機型號為Y802-4；
額定功率：0.75 kW
額定轉(zhuǎn)速：1390 r/min
最大轉(zhuǎn)矩：2.3 N·m
3.2帶傳動的設(shè)計
3.2.1帶一的設(shè)計
（1）確定計算功率Pca
載荷變動由[1]帶傳動工作情況系數(shù)表查得
（2）選擇帶型
根據(jù)計算功率Pca=0.33kW，小帶輪轉(zhuǎn)速r/min
因此選擇Z型窄V帶。
（3）確定帶輪基準直徑
11）依據(jù)[1]初選小帶輪的基準直徑mm
2）驗算帶的速度v
在5～25m/s標準范圍之間
33）確定中心距a和帶的基準長度。
依據(jù)帶傳動帶幾何關(guān)系，計算所需帶的基準長度
mm
依據(jù)[1]基準長度系列，選擇帶長為1700mm。
（4）驗算主動輪上的包角。
（5）確定帶的根數(shù)。
(3.1)
式中包角系數(shù)依據(jù)[1]查得
長度系數(shù)依據(jù)[1]查得
單根V帶的基本額定功率查[2]得=0.294kW
查[2]得=0.03kW
根
故取1根Z型窄V帶。
（6）確定帶得預(yù)緊力。
N
（7）計算帶傳動作用在軸上的力。
N
結(jié)論：選擇Z型窄V帶，兩個可調(diào)帶輪的基準直徑為，兩可調(diào)帶輪之間的中心距為500mm，帶長1700mm
3.2.2帶二的設(shè)計
（1）確定計算功率Pca
載荷變動由[1]帶傳動工作情況系數(shù)表查得
（2）選擇帶型
根據(jù)計算功率Pca=0.44kW，小帶輪轉(zhuǎn)速r/min
因此選擇Z型窄V帶。
（3）確定帶輪基準直徑。
11）依據(jù)[1]初選小帶輪的基準直徑mm
2）驗算帶的速度v
在5～25m/s標準范圍之間
33）確定中心距a和帶的基準長度。
依據(jù)帶傳動帶幾何關(guān)系，計算所需帶的基準長度
mm
依據(jù)[1]基準長度系列，選擇帶長為1800mm。
（4）驗算主動輪上的包角。
（5）確定帶的根數(shù)。
(3.1)
式中包角系數(shù)依據(jù)[1]查得
長度系數(shù)依據(jù)[1]查得
單根V帶的基本額定功率查[2]得=0.294kW
查[2]得=0.03kW
根
故取1根Z型窄V帶。
（6）確定帶得預(yù)緊力。
N
（7）計算帶傳動作用在軸上的力。
N
結(jié)論：選擇Z型窄V帶，兩個可調(diào)帶輪的基準直徑為，兩可調(diào)帶輪之間的中心距為615mm，帶長1800mm
3.3圓柱齒輪的設(shè)計
3.3.1選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級
考慮到本設(shè)計切菜機傳送件的功率，為一般機械，要求傳動平穩(wěn)，噪聲小，故選用斜齒輪傳動。大齒輪選用45號鋼，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)并表面淬火，HRC40～45，選用7級精度。選小齒輪齒數(shù)Z1=24, 大齒輪齒數(shù)Z2=48
3.3.2按齒面接觸強度設(shè)計
（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：
N·mm
2)初選，則。
3)查[2]由材料硬度選擇齒寬系數(shù)=1。
4)由表查得材料的彈性影響系數(shù)。
5）由圖按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限
6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7)接觸疲勞壽命系數(shù)
8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則有：
（2）計算
1）試算小齒輪直徑，代入中較小的值：
mm
經(jīng)查表，取mm
2）計算圓周速度v
3)計算齒寬b
mm
4)計算齒寬與齒高之比
模數(shù)mm
齒高mm
5)計算載荷系數(shù)
根據(jù)v=0.565m/s,7級精度，由圖查得動載系數(shù)；
直齒輪，；
由表查得使用系數(shù)；
由表用差值法查得7級精度、小齒輪相對支撐對稱布置時；
由=10.67，查圖得；故載荷系數(shù)
3.3.3按齒根彎曲強度設(shè)計
彎曲強度設(shè)計公式為
確定公式中的各計算數(shù)值
由圖查得小齒輪彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪彎曲疲勞強度極限
由圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)
計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,
計算載荷系數(shù)K
查取齒形系數(shù)
由表查得
查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表查得
計算大、小齒輪的,并加以比較
設(shè)計計算
根據(jù)模數(shù)系列查得m應(yīng)取1；
小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù)
3.3.4幾何尺寸計算
（1）計算分度圓直徑
mm；mm；
（2）計算中心距
mm
（3）計算齒輪寬
mm
計算結(jié)果匯總：模數(shù)m=1mm；，中心距a=45mm；齒寬mm，mm；分度圓mm,mm。
同理可計算得第二級齒輪結(jié)果匯總?cè)缦拢?
模數(shù)m=1.25mm；，中心距a=60mm；齒寬mm，mm；
分度圓mm,mm。
3.4軸的設(shè)計
3.4.1軸徑的初步估算
由材料力學(xué)可知，軸受轉(zhuǎn)矩的作用時，其強度條件為：
mm （3.7）
式中:—軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（MPa）；
P—軸傳遞的功率（kW）；
n—軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；
—許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（MPa）；
C—由許用扭轉(zhuǎn)剪 應(yīng)力確定的系數(shù)；
d—軸的直徑（mm）。
查[2]得C的值為106。由公式（3.7）得：
mm
3.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
在軸的基本直徑定下以后，要進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，定出軸的各部分的形狀和尺寸。根據(jù)切菜機的設(shè)計要求和前面的總體分析，軸的結(jié)構(gòu)如圖 3.2所示。
3.4.3軸的受力分析
由齒輪的計算可知：
切向力N
徑向力N
軸承總的支承反力為：
N
圖3.2 軸結(jié)構(gòu)圖和軸受力分析圖
3.4.4軸的強度校核
已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸頸可能不足的截面）做彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應(yīng)力
通常由彎矩所對稱循環(huán)變應(yīng)力。產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計算應(yīng)力為
由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，所以=0.6。則軸的彎扭合成強度條件為
故軸的設(shè)計滿足要求。
3.4.5軸上鍵的校核
平鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時兩側(cè)面受到擠壓，對于按標準選擇尺寸及鍵為常用材料的普通平鍵聯(lián)接其主要失效形式是鍵、軸槽和轂槽三者中強度最弱的工作面被壓潰。校核時，按工作面的平均擠壓力進行計算，其公式為：
MPa （3.11）
式中:T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·m）；
d—軸的直徑（mm）；
l—鍵的工作長度（mm），58mm；
、b—鍵的公稱長度和鍵寬（mm）；
k—鍵與轂槽的接觸高度（mm）；
—許用應(yīng)力（MPa）。
由式（3.11）得：
MPa
查[2]有沖擊載荷時=120～150MPa。顯然滿足強度條件。
綜上計算得設(shè)計參數(shù)：軸材料選用40Cr；軸徑取16mm；
軸的總支反力
N，N；
鍵的壓應(yīng)力
MPa
3.4.6軸承的校核
對于傳動的滾動軸承，其滾動體和滾到發(fā)生的疲勞點蝕是主要的失效形式，因而主要是進行壽命計算，必要時再作靜強度校核。本次驗算為刀片傳動中齒輪軸兩側(cè)的軸承的校核，其型號為7204C。
（1）求兩軸承的計算軸向力和。
由[2]得7204C派生軸向力，初取e＝0.42 估算。
N
N
N
N
由[2]插值計算得、
再計算
N
N
N
N
確定 、 ，N、N
（2）求軸承當(dāng)量動載荷和。
由[2] 分別進行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)：
軸承1
軸承2
因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13.6 取
N
N
（3）驗算軸承壽命。
因為所以按軸承1得受力大小驗算：
h
已知本機器使用5年，一班制，預(yù)期壽命為：
h
故本軸承能夠滿足設(shè)計要求。
4 其他機構(gòu)設(shè)計
4.1 豎直切菜機構(gòu)設(shè)計
4.1.1 設(shè)計要求
由于料筒內(nèi)的原料在豎直方向的進給量固定，調(diào)整較難，切削機構(gòu)作為本設(shè)計實現(xiàn)目標功能的執(zhí)行機構(gòu)，不僅要實現(xiàn)刀具對原料切削，還要能夠改變切削形狀，調(diào)整切削參數(shù)。
切削機構(gòu)在工作中是直接與原料接觸的部分，出于安全考慮，不僅其構(gòu)件需要選擇無污染材料，還要注意將切削部件與機械傳動部件隔離開來，減少原料污染的可能性。
4.1.2 機構(gòu)設(shè)計
本次豎直切菜機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示：
圖4-1 豎直切菜機構(gòu)
4.2 離心切菜機構(gòu)設(shè)計
4.2.1 設(shè)計要求
離心進給為市面上常見的切菜機所采用的進給方式，使菜品旋轉(zhuǎn)并于一定的力與固定的刀片接觸摩擦致蔬菜被切碎。使用離心原理的缺點是噪音大，機器震動大，而且體積很難壓縮。
4.2.2 機構(gòu)設(shè)計
本次離心切菜機構(gòu)采用撥菜板快速撥動蔬菜繞同比旋轉(zhuǎn)，從而與布置在筒臂上的離心切刀接觸摩擦致蔬菜被切碎，其中最主要的結(jié)構(gòu)就是結(jié)構(gòu)撥菜板，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示：
圖4-2 離心撥菜板
4.3切刀設(shè)計
刀盤部件設(shè)計主要為刀具的設(shè)計，刀具的形狀決定了切片的形狀?？梢酝ㄟ^換用不同的刀具切不同的物料，切出各式的形狀。此多功能切菜機主要采用的刀具有兩種：新月型刀具和圓盤刀具?，F(xiàn)分別介紹如下：
（1）新月型刀具
主要用于切削軟的物料，如食品，葉類蔬菜等。
新月形刀具又分為單刀和雙刀兩種。如圖(5.1)在物料輸送速度一定的條件下，用雙刀具時的物料切片厚度為采用單刀時的切片厚度的一半。在本機上，當(dāng)要求切片厚度變?yōu)?mm時，只能采用雙刀進行切削。
單刀用于加工莖類，葉類，長細狀的物料。加工尺寸范圍較大，加工長度為2～30mm?？梢郧衅?，也可以切絲。
雙刀也用于加工莖類，葉類，長細狀的物料。加工長度為1～16mm。也可以切片，切絲。
(a) 單 刀 (b) 雙 刀
圖4.2 新月型刀具
（2）圓盤刀具
主要應(yīng)用于切削物料形狀不規(guī)則，短而硬的物料，如土豆，洋蔥等。因為刀片時按在圓盤上，所以一方面增加了刀具的剛性，另一方面刀盤可以擋住刀具不切削時的物料送進而不致使物料掉下來（當(dāng)物料短時），以便保證物料的切削厚度的均勻性和可靠性。
圓盤刀具同樣又分為單刀圓盤刀和雙刀圓盤刀。如圖(5.2)它們之間的切削厚度的關(guān)系與新月形刀具的單刀和雙刀的切削厚度關(guān)系相同。采用圓盤刀具的一個重要的特點是它能夠調(diào)整切片厚度。
它可以根據(jù)刀片厚度的要求，在圓盤刀架安裝刀具的表面和刀具定位面之間加入一個可調(diào)厚度的墊片來調(diào)整刀具的高度，從而可以改變切削厚度。
雖然刀片為不銹鋼材質(zhì)，但是要在刀具使用之后用水洗凈，烘干，涂油保管起來，不要與其它硬件放在一起，以免碰壞刀片的刀刃。
圖4.3 圓盤刀具
本次設(shè)計結(jié)合上述新月型刀具和圓盤刀具的特點設(shè)計出一種新型刀具如下圖示：
共有4把刀片，可切片、塊、絲、丁、菱形、曲線型多種花樣：
圖4.4 豎直刀具
刀片參數(shù)如下：
切丁刀片切丁寬度：19毫米
菱形刀片切出厚度：16毫米
離心機切片厚度2-10毫米可調(diào)
傳送帶切片切絲厚度1-25毫米可調(diào)節(jié)
4.4箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計
箱體的主要功能是支承并容納各種零件，如傳動零件、軸、軸承等，使其能夠保持正常的運動關(guān)系和運動精度；安全保護和密封作用，在保證箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境影響的同時又保護操作者的人身安全，還具有一定的隔振、隔熱和隔音作用。本設(shè)計的箱體在實現(xiàn)以上功能的基礎(chǔ)上，還需改善機體的造型，使整體造型美觀，更受人們的青睞。
為減輕整個設(shè)計的重量，箱體的材料選擇熱塑性塑料高密度聚乙烯（PE），其耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良，沖擊強度突出，耐磨、耐疲勞。
4.4.1左箱體的設(shè)計
左箱體結(jié)構(gòu)如圖4.6所示，主要作用是與下箱體配合，支承并限定軸、軸承等零件的位置；為了提高軸承孔附近的聯(lián)結(jié)剛度，在軸承孔兩側(cè)制有凸臺，以安裝聯(lián)結(jié)螺栓，凸臺的表面需要機械加工。
考慮到成品的收集，左箱體外殼需要避開出料口，故選擇錐形與長方體形相結(jié)合的造型；又橫軸為懸臂布置，箱體側(cè)邊需“開口”，并向外延伸一段長度，為內(nèi)部零部件的裝配和調(diào)整提供空間。
圖4.6 左箱體
4.4.2 右箱體的設(shè)計
下箱體是本設(shè)計的基礎(chǔ)部件，既起支承作用，承受其他零部件的重量；又起基準作用，保證部件間的相對位置。下箱體的尺寸和位置精度對設(shè)計產(chǎn)生整體性的影響，因而必須合理選擇下箱體的各項精度；下箱體要有足夠的剛度，需增加其壁厚，但若單靠增加壁厚提高剛度，又必定會使下箱體笨重、浪費材料，故本設(shè)計中下箱體的壁厚取15mm，并用加強筋的辦法增加局部剛度，從而提高連接剛度，加強筋的厚度為壁厚的0.8倍，取12mm。
圖4.7 右箱體
4.5安裝與調(diào)試
（1）將機器放置在水平的工作場地，確保機器放置平穩(wěn)、可靠；
（2）使用前對各部件進行檢查，緊固件是否在運輸途中松動，開關(guān)及電源線是否因運輸而破損，并及時采取相應(yīng)措施；
（3）檢查旋轉(zhuǎn)料筒內(nèi)是否有異物，如有異物清理干凈，以免引起刀具損壞；
（4）確定電源電壓與本機額定電壓相符合。在外罩接地標記處可靠接地，將電源軟線伸長找專業(yè)電工將機器電源線接在全極斷開大開距電源上，接通電源，按下“ON”按鈕，檢查轉(zhuǎn)向，V帶輪的轉(zhuǎn)向與標志一致為正確。否則，切斷電源，調(diào)整接線。
5 總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機會，通過這次對切菜機設(shè)計中理論知識和實際設(shè)計的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運用所學(xué)專業(yè)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高了我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范能力以及其他專業(yè)知識水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。
這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在，提高是有限的但卻是全面的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計讓我積累了許多實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝起來，也必然讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。
順利如期的完成本此畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，但同時也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足與欠缺，留下了些許遺憾，不過不足與遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新科技新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進知識，更好的為祖國的四化服務(wù)。
參考文獻
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[13] Werner J Glantschnis. Green design: An introduction to issues and challenges [J] IEEE Transactions on Components. Packaging and Manufacturing Technology.Part-A.1994.17(4)
致 謝
大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的幾年里，讓我結(jié)識了許許多多熱心的朋友、工作嚴謹教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠摯的感謝。
首先，向本設(shè)計的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進展狀況，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計重點，如何合理安排時間和論文的編寫，同時在畢業(yè)設(shè)計過程中，她和我們在一起共同解決了設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。
其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。
另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。
總之，本次的設(shè)計是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計的一個月里，我們合作的非常愉快，教會了大我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！
家用多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真
學(xué) 院：
專 業(yè)：
姓 名：
指導(dǎo)老師：
學(xué) 號：
職 稱：
畢業(yè)設(shè)計誠信承諾書
本人鄭重承諾：本人承諾呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）《家用的多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設(shè)計（論文）使用的數(shù)據(jù)真實可靠。
本人簽名：
日期： 年 月 日
家用的多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真
摘 要
隨著人民對生活水平的不斷要求，食用蔬菜成為人們重要部分，家用切菜機應(yīng)用場所廣泛，能夠減輕人的勞動強度，切制出各種菜品，提高效率。
本次設(shè)計的切菜機主要由外殼體、豎直切菜機構(gòu)、離心切菜機構(gòu)、電機底座、帶傳動、齒輪系等組成。在本次設(shè)計過程中，首先調(diào)查分析了切菜機的研究現(xiàn)況及工作原理，在此基礎(chǔ)上提出總體設(shè)計方案；接著，對各機構(gòu)主要零部件進行了詳細的設(shè)計；最后，采用AutoCAD繪圖軟件繪制了本家用多功能切菜機的裝配圖及主要零部件圖，并且采用Pro/E構(gòu)件了三維模型及仿真模擬。
通過本次設(shè)計，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機械原理、機械設(shè)計、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機械制圖等；也掌握了普通機械產(chǎn)品的設(shè)計方法，并能熟練使用AutoCAD繪圖軟件、Pro/E三維設(shè)計軟件，對今后的工作有極大意義。
關(guān)鍵字：切菜機、曲柄滑塊、帶傳動、設(shè)計
家用的多功能切菜機設(shè)計及動畫仿真
Abstract
With the people's standard of living increasing demands, edible vegetables has become one of the most important part, household cutting machine application places widely, can reduce the labor intensity, cut a variety of dishes and improve efficiency.
The design of the cutting machine is mainly composed of shell body, a vertical cutting mechanism, centrifugal cutting mechanism, motor base, belt drive, gear train. In the design process, the first survey analysis of the vegetable cutting machine research status and working principle, overall design scheme was put forward on the basis of this; and then, the detailed design of the main parts of the mechanism is discussed. Finally, using AutoCAD software rendering the capitalists with multifunctional vegetable cutter assembly and major parts of the map, and the use of Pro / E components the 3D model and simulation.
Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as mechanical principle, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; also mastered the design method of general machinery products, and can skillfully use AutoCAD, Pro / e three dimensional design software, for future work are of great significance.
Key words: Cutting machine, Crank slider, Belt drive, Design
目 錄
1 緒論 1
1.1研究背景及意義 1
1.2國內(nèi)外切菜機現(xiàn)狀 1
1.3課題主要內(nèi)容 1
2 總體方案設(shè)計 2
2.1功能及參數(shù)選擇 2
2.1.1功能選定 2
2.1.2參數(shù)選擇 2
2.2方案分析 2
2.2.1方案一 2
2.2.2方案二 3
2.3 方案選定與原理分析 3
3 動力及傳動機構(gòu)設(shè)計 5
3.1 電動機的選擇 5
3.2帶傳動的設(shè)計 5
3.2.1帶一的設(shè)計 5
3.2.2帶二的設(shè)計 6
3.3圓柱齒輪的設(shè)計 8
3.3.1選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級 8
3.3.2按齒面接觸強度設(shè)計 8
3.3.3按齒根彎曲強度設(shè)計 10
3.3.4幾何尺寸計算 11
3.4軸的設(shè)計 11
3.4.1軸徑的初步估算 11
3.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
3.4.3軸的受力分析 12
3.4.4軸的強度校核 13
3.4.5軸上鍵的校核 13
3.4.6軸承的校核 14
4 其他機構(gòu)設(shè)計 16
4.1 豎直切菜機構(gòu)設(shè)計 16
4.1.1 設(shè)計要求 16
4.1.2 機構(gòu)設(shè)計 16
4.2 離心切菜機構(gòu)設(shè)計 16
4.2.1 設(shè)計要求 16
4.2.2 機構(gòu)設(shè)計 17
4.3切刀設(shè)計 17
4.4箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 19
4.4.1左箱體的設(shè)計 19
4.4.2 右箱體的設(shè)計 20
4.5安裝與調(diào)試 21
5 總 結(jié) 22
參考文獻 23
致 謝 24
24
1 緒論
1.1研究背景及意義
20世紀以來，我國食品工業(yè)較改革開放初期有了很大的發(fā)展，人民生活水平的提高，越來越多的食品和食品包裝提出了更高的要求。發(fā)展的基礎(chǔ)，食品工業(yè)是食品機械不同類型的食品，以改善人民的物質(zhì)文化需要，人們從沉重的家務(wù)勞動中解脫出來，更多的時間在工作中去。發(fā)展先進的食品機械、食品和快速的機械化和自動化程度是社會發(fā)展的必然。
隨著人們生活的重要組成部分，作為蔬菜食用的蔬菜，應(yīng)用廣，強度，減輕人民法院的，切割效率不同，目前市場上的蔬菜和不同風(fēng)格、功能、規(guī)格等。機械制造及自動化專業(yè)為國內(nèi)蔬菜的設(shè)計，通過了解和分析現(xiàn)有國內(nèi)蔬菜機結(jié)構(gòu)的對比分析，規(guī)劃預(yù)算，以蔬菜，在功能、結(jié)構(gòu)、外形美觀、造價合理等，方便和便宜。
1.2國內(nèi)外切菜機現(xiàn)狀
切菜機是1963年由法國發(fā)明家韋爾登發(fā)明制造的，并申請獲得專利。1971年，他設(shè)計了一個“神奇”的家庭主婦，她集切割，攪拌，混合和捏合許多功能。到目前，已發(fā)展蔬菜近50年的歷史，其功能更多。目前，有各種各樣的蔬菜，主要有：多功能旋轉(zhuǎn)離心的蔬菜，蔬菜，骰子光盤切割只顯示多，蔬菜等。
蔬菜的國內(nèi)生產(chǎn)廠家不多，現(xiàn)在的食品機械行業(yè)在中國的主要機型有JY Q550 PQT 580蔬菜，蔬菜，蔬菜chd40推，QD dlc2模擬人工智能切菜機，蔬菜很多。
這些制造商的主要缺點是昂貴的菜機較少的功能和設(shè)計功能，高效率和緊湊的多用蔬菜是非常重要的。本文提出了一種多功能蔬菜和骰子，片，絲等功能，生產(chǎn)效率高，特別適合家庭使用。
1.3課題主要內(nèi)容
（1）根據(jù)收集的資料，分析存在的問題，確定設(shè)計目標，每個目標分別構(gòu)思方案（不少于2個創(chuàng)意）。
（2）對所構(gòu)思的草案從科學(xué)性、經(jīng)濟性、可操作性等方面進行初步評價，在此基礎(chǔ)上確定最佳方案。
（3）進行各環(huán)節(jié)的具體設(shè)計，并完成以下內(nèi)容：
1）家用切菜機的設(shè)計計算；
2）家用切菜機裝配圖、零件圖繪制；
3）家用切菜機三維建模（或運動仿真）。
2 總體方案設(shè)計
2.1功能及參數(shù)選擇
2.1.1功能選定
根據(jù)家庭常需切菜要求，本次設(shè)計的多功能切菜機選定如下功能：
（1）可把瓜薯類蔬菜切成片，絲，丁 ，曲線，菱形；
（2）還可把細長類蔬菜（韭菜，豆角等）切成段，以及把葉類蔬菜切成絲；
（3）菜的長短厚薄可調(diào)。
2.1.2參數(shù)選擇
技術(shù)參數(shù)：
外形尺寸：850×430×600mm
電機功率：0.75kw
豎刀切速：300次/min；撥盤轉(zhuǎn)速：440r/min
2.2方案分析
刀具切削蔬菜的主要方式有兩種：往復(fù)直線運動與轉(zhuǎn)動，因此提出以下兩種設(shè)計方案：
2.2.1方案一
蔬菜通過豎直或向上傾斜設(shè)置的料筒內(nèi)，依靠重力自動向下運動；刀具在水平或豎直平面作旋轉(zhuǎn)運動，可通過連桿機構(gòu)、帶傳動、鏈傳動或齒輪傳動等實現(xiàn)；切片切絲的轉(zhuǎn)換通過更換不同型號的刀具來實現(xiàn)；利用重力或離心作用收集加工好的蔬菜，如下圖所示：
圖2-1 方案一簡圖
該方案工作原理為：電動轉(zhuǎn)動通過傳送帶帶動變速器工作從而帶動絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠帶動推菜板將蔬菜推到刀具處，使得刀具對蔬菜進行切削。通過物料和切刀之間產(chǎn)生的相對運動來完成。蔬菜沿固定方向作進給運動，刀具在圓筒上進行旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)對蔬菜的切制。
2.2.2方案二
蔬菜通過傳送帶在水平方向作直線運動；刀具做往復(fù)直線運動，通過曲柄滑塊或凸輪機構(gòu)等實現(xiàn)；切片切絲的轉(zhuǎn)換通過在蔬菜傳送線路上設(shè)置刀具的數(shù)目及刀具形狀來決定，切片厚度由蔬菜及刀具相對運動速度決定；在傳送帶的末端設(shè)置收集機構(gòu)。如下圖所示：
圖2-2 方案二簡圖
2.3 方案選定與原理分析
根據(jù)前述選定的本機功能要求包含：
（1）可把瓜薯類蔬菜切成片，絲，丁，曲線，菱形；
（2）還可把細長類蔬菜（韭菜，豆角等）切成段，以及把葉類蔬菜切成絲；
（3）菜的長短厚薄可調(diào)。
因此選定方案二更合適，其工作原理如下：
（1）主要有機架、輸送帶、壓菜帶、切片機構(gòu)、調(diào)速箱或塔輪調(diào)速機構(gòu)組成
（2）離心式切片機構(gòu)用于果蔬類硬菜的切片，片厚可在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，豎刀部分可將葉類軟菜或切好的片加工成不同規(guī)格的塊、丁、菱形等各種形狀。切菜長度通過 “可調(diào)偏心輪”在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整。因豎刀模擬手工切菜原理，加工表面平整光滑，成型規(guī)則，被切蔬菜組織完好，保持新鮮。
3 動力及傳動機構(gòu)設(shè)計
3.1 電動機的選擇
電動機分交流電動機和直流電動機兩種。這些單位通常是三相交流電源沒有特殊要求，所以采用三相交流電機的三相異步電動機最負荷相對穩(wěn)定，長期以來存在的機器，只要等于或大于選定的發(fā)動機的發(fā)動機功率的發(fā)動機安全工作，不會過熱，因此通常不考慮電機的發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩。因為蔬菜屬于機械，并沒有特殊的要求，所以你可以小于電機額定功率千瓦。
在同容量三相異步電動機3000 1500 1000，程度，和四個電機的同步轉(zhuǎn)速／min。同步轉(zhuǎn)速越高，越少的極對數(shù)的外部尺寸越小，價格就越低。但總的驅(qū)動裝置的電機轉(zhuǎn)速越高，更多的外部尺寸的傳輸成本的增加。同步轉(zhuǎn)速低，發(fā)動機的優(yōu)缺點正好相反。
本設(shè)計選擇電動機型號為Y802-4；
額定功率：0.75 kW
額定轉(zhuǎn)速：1390 r/min
最大轉(zhuǎn)矩：2.3 N·m
3.2帶傳動的設(shè)計
3.2.1帶一的設(shè)計
（1）確定計算功率Pca
載荷變動由[1]帶傳動工作情況系數(shù)表查得
（2）選擇帶型
根據(jù)計算功率Pca=0.33kW，小帶輪轉(zhuǎn)速r/min
因此選擇Z型窄V帶。
（3）確定帶輪基準直徑
11）依據(jù)[1]初選小帶輪的基準直徑mm
2）驗算帶的速度v
在5～25m/s標準范圍之間
33）確定中心距a和帶的基準長度。
依據(jù)帶傳動帶幾何關(guān)系，計算所需帶的基準長度
mm
依據(jù)[1]基準長度系列，選擇帶長為1700mm。
（4）驗算主動輪上的包角。
（5）確定帶的根數(shù)。
(3.1)
式中包角系數(shù)依據(jù)[1]查得
長度系數(shù)依據(jù)[1]查得
單根V帶的基本額定功率查[2]得=0.294kW
查[2]得=0.03kW
根
故取1根Z型窄V帶。
（6）確定帶得預(yù)緊力。
N
（7）計算帶傳動作用在軸上的力。
N
結(jié)論：選擇Z型窄V帶，兩個可調(diào)帶輪的基準直徑為，兩可調(diào)帶輪之間的中心距為500mm，帶長1700mm
3.2.2帶二的設(shè)計
（1）確定計算功率Pca
載荷變動由[1]帶傳動工作情況系數(shù)表查得
（2）選擇帶型
根據(jù)計算功率Pca=0.44kW，小帶輪轉(zhuǎn)速r/min
因此選擇Z型窄V帶。
（3）確定帶輪基準直徑。
11）依據(jù)[1]初選小帶輪的基準直徑mm
2）驗算帶的速度v
在5～25m/s標準范圍之間
33）確定中心距a和帶的基準長度。
依據(jù)帶傳動帶幾何關(guān)系，計算所需帶的基準長度
mm
依據(jù)[1]基準長度系列，選擇帶長為1800mm。
（4）驗算主動輪上的包角。
（5）確定帶的根數(shù)。
(3.1)
式中包角系數(shù)依據(jù)[1]查得
長度系數(shù)依據(jù)[1]查得
單根V帶的基本額定功率查[2]得=0.294kW
查[2]得=0.03kW
根
故取1根Z型窄V帶。
（6）確定帶得預(yù)緊力。
N
（7）計算帶傳動作用在軸上的力。
N
結(jié)論：選擇Z型窄V帶，兩個可調(diào)帶輪的基準直徑為，兩可調(diào)帶輪之間的中心距為615mm，帶長1800mm
3.3圓柱齒輪的設(shè)計
3.3.1選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級
考慮到本設(shè)計切菜機傳送件的功率，為一般機械，要求傳動平穩(wěn)，噪聲小，故選用斜齒輪傳動。大齒輪選用45號鋼，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)并表面淬火，HRC40～45，選用7級精度。選小齒輪齒數(shù)Z1=24, 大齒輪齒數(shù)Z2=48
3.3.2按齒面接觸強度設(shè)計
（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：
N·mm
2)初選，則。
3)查[2]由材料硬度選擇齒寬系數(shù)=1。
4)由表查得材料的彈性影響系數(shù)。
5）由圖按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限
6）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7)接觸疲勞壽命系數(shù)
8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則有：
（2）計算
1）試算小齒輪直徑，代入中較小的值：
mm
經(jīng)查表，取mm
2）計算圓周速度v
3)計算齒寬b
mm
4)計算齒寬與齒高之比
模數(shù)mm
齒高mm
5)計算載荷系數(shù)
根據(jù)v=0.565m/s,7級精度，由圖查得動載系數(shù)；
直齒輪，；
由表查得使用系數(shù)；
由表用差值法查得7級精度、小齒輪相對支撐對稱布置時；
由=10.67，查圖得；故載荷系數(shù)
3.3.3按齒根彎曲強度設(shè)計
彎曲強度設(shè)計公式為
確定公式中的各計算數(shù)值
由圖查得小齒輪彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪彎曲疲勞強度極限
由圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)
計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,
計算載荷系數(shù)K
查取齒形系數(shù)
由表查得
查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表查得
計算大、小齒輪的,并加以比較
設(shè)計計算
根據(jù)模數(shù)系列查得m應(yīng)取1；
小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù)
3.3.4幾何尺寸計算
（1）計算分度圓直徑
mm；mm；
（2）計算中心距
mm
（3）計算齒輪寬
mm
計算結(jié)果匯總：模數(shù)m=1mm；，中心距a=45mm；齒寬mm，mm；分度圓mm,mm。
同理可計算得第二級齒輪結(jié)果匯總?cè)缦拢?
模數(shù)m=1.25mm；，中心距a=60mm；齒寬mm，mm；
分度圓mm,mm。
3.4軸的設(shè)計
3.4.1軸徑的初步估算
由材料力學(xué)可知，軸受轉(zhuǎn)矩的作用時，其強度條件為：
mm （3.7）
式中:—軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（MPa）；
P—軸傳遞的功率（kW）；
n—軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；
—許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（MPa）；
C—由許用扭轉(zhuǎn)剪 應(yīng)力確定的系數(shù)；
d—軸的直徑（mm）。
查[2]得C的值為106。由公式（3.7）得：
mm
3.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
在軸的基本直徑定下以后，要進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，定出軸的各部分的形狀和尺寸。根據(jù)切菜機的設(shè)計要求和前面的總體分析，軸的結(jié)構(gòu)如圖 3.2所示。
3.4.3軸的受力分析
由齒輪的計算可知：
切向力N
徑向力N
軸承總的支承反力為：
N
圖3.2 軸結(jié)構(gòu)圖和軸受力分析圖
3.4.4軸的強度校核
已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸頸可能不足的截面）做彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應(yīng)力
通常由彎矩所對稱循環(huán)變應(yīng)力。產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常常不是為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計算應(yīng)力為
由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，所以=0.6。則軸的彎扭合成強度條件為
故軸的設(shè)計滿足要求。
3.4.5軸上鍵的校核
平鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時兩側(cè)面受到擠壓，對于按標準選擇尺寸及鍵為常用材料的普通平鍵聯(lián)接其主要失效形式是鍵、軸槽和轂槽三者中強度最弱的工作面被壓潰。校核時，按工作面的平均擠壓力進行計算，其公式為：
MPa （3.11）
式中:T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·m）；
d—軸的直徑（mm）；
l—鍵的工作長度（mm），58mm；
、b—鍵的公稱長度和鍵寬（mm）；
k—鍵與轂槽的接觸高度（mm）；
—許用應(yīng)力（MPa）。
由式（3.11）得：
MPa
查[2]有沖擊載荷時=120～150MPa。顯然滿足強度條件。
綜上計算得設(shè)計參數(shù)：軸材料選用40Cr；軸徑取16mm；
軸的總支反力
N，N；
鍵的壓應(yīng)力
MPa
3.4.6軸承的校核
滾動軸承的滾動體和滾傳動的疲勞，可能是最大的錯誤，特別是計算的預(yù)期壽命，如果需要進一步的靜態(tài)強度。本次計算后的葉片軸承的齒輪箱中的齒輪軸兩側(cè)。其型號為7204C。
（1）求兩軸承的計算軸向力和。
由[2]得7204C派生軸向力，初取e＝0.42 估算。
N
N
N
N
由[2]插值計算得、
再計算
N
N
N
N
確定 、 ，N、N
（2）求軸承當(dāng)量動載荷和。
由[2] 分別進行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)：
軸承1
軸承2
因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13.6 取
N
N
（3）驗算軸承壽命。
因為所以按軸承1得受力大小驗算：
h
已知本機器使用5年，一班制，預(yù)期壽命為：
h
故本軸承能夠滿足設(shè)計要求。
4 其他機構(gòu)設(shè)計
4.1 豎直切菜機構(gòu)設(shè)計
4.1.1 設(shè)計要求
因為在桶襯固定在垂直方向的調(diào)整機制，如難以切割的設(shè)計執(zhí)行的目標函數(shù)不僅是原料切割工具，包括調(diào)整的形式，參數(shù)改變。
在工作的機構(gòu)直接接觸物料部分，出于安全原因，不僅需要無污染的部件材料的選擇，我們還必須注意的是分離的部分和機械傳動，減少了污染的危險。
4.1.2 機構(gòu)設(shè)計
本次豎直切菜機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示：
圖4-1 豎直切菜機構(gòu)
4.2 離心切菜機構(gòu)設(shè)計
4.2.1 設(shè)計要求
離心進給為市面上常見的切菜機所采用的進給方式，使菜品旋轉(zhuǎn)并于一定的力與固定的刀片接觸摩擦致蔬菜被切碎。使用離心原理的缺點是噪音大，機器震動大，而且體積很難壓縮。
4.2.2 機構(gòu)設(shè)計
本次離心切菜機構(gòu)采用撥菜板快速撥動蔬菜繞同比旋轉(zhuǎn)，從而與布置在筒臂上的離心切刀接觸摩擦致蔬菜被切碎，其中最主要的結(jié)構(gòu)就是結(jié)構(gòu)撥菜板，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示：
圖4-2 離心撥菜板
4.3切刀設(shè)計
刀頭的設(shè)計，特別是作為切削工具的工具，確定的形式。通過一個不同的工具，可以與不同的材料不同的切口，切口的形式。多功能蔬菜主要有兩種類型的刀和刀工具：新月?，F(xiàn)綜述如下：
（1）新月型刀具
特別是對較軟的材料，如食品，蔬菜等。
新月工具分為單、雙刀兩種。如圖（5.1）在一定條件下材料的運輸速度與刀具材料的切片厚度切片厚度在單一的本機時，1毫米厚片，用刀切。
用于加工（莖，葉，長細-尺寸，加工長度為2至30毫米。也可以切片，切絲。
包括兩個刀用于加工長莖，葉，細晶粒的材料，長度從1到16 mm也切片，切絲。
(a) 單 刀 (b) 雙 刀
圖4.2 新月型刀具
（2）圓盤刀具
特別是對材料的形狀不規(guī)則，短，硬材料，如土豆，洋蔥等）.denn，當(dāng)?shù)镀谇衅?，所以，一方面增加了刀具的剛性，另一方面，刀頭的切削工具可以不去掉料（材料為材料，以確保短期）的材料，厚度，均勻性和可靠性。
刀具包括刀桿和刀盤，兩個盤。如圖（5.2），它們之間的關(guān)系與月牙形刀厚度之間的單和雙刀盤刀具具有相同的厚度。的一個重要特性是它可以調(diào)整切片厚度。
它可以根據(jù)需要在圓盤刀片的厚度，一個工具，一個工具定位之間的表面和表面厚度可調(diào)墊片工具的高度調(diào)整，以改變的厚度。
雖然不銹鋼刀片的工具，但在隨后的水洗、干燥和油的保管，不能和其他硬件來摔東西的聲音。
圖4.3 圓盤刀具
本次設(shè)計結(jié)合上述新月型刀具和圓盤刀具的特點設(shè)計出一種新型刀具如下圖示：
共有4把刀片，可切片、塊、絲、丁、菱形、曲線型多種花樣：
圖4.4 豎直刀具
刀片參數(shù)如下：
切丁刀片切丁寬度：19毫米
菱形刀片切出厚度：16毫米
離心機切片厚度2-10毫米可調(diào)
傳送帶切片切絲厚度1-25毫米可調(diào)節(jié)
4.4箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計
其主要功能是支持和對身體的不同部分，如傳動零件、軸、軸承等，在他們的正常位置，運動和運動精度，安全和密封盒內(nèi)的零件，而且不受外界環(huán)境影響，保護操作者的人身安全，但也有一定的隔離振動和熱schalld?mmung.das設(shè)計在實現(xiàn)上述功能箱，必要性的基礎(chǔ)上，改進的形狀，外觀也是由人。
以整體重量的設(shè)計，材料的選擇熱塑性塑料的高密度聚乙烯（PE），優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性、疲勞強度的名人。
4.4.1左箱體的設(shè)計
左箱結(jié)構(gòu)如圖4.6所示，主要作用是支承并與底盒的定義，作為部分的軸，定位附近的孔中的剛度，在雙方的老板孔，安裝螺栓，老板需要的機械加工表面。
考慮到成品收集、左箱外殼要避免出料口，錐形形狀的選擇結(jié)合與x軸是懸臂安裝在側(cè)箱需要“開放”，并向外延伸一段長度，組裝部件的內(nèi)部空間和調(diào)整提供。
圖4.6 左箱體
4.4.2 右箱體的設(shè)計
右箱體是本設(shè)計的基礎(chǔ)部件，不僅起到支撐作用，承受重量的其他部分也起著基礎(chǔ)性作用；之間的相對位置，以保證零件的尺寸和位置。對成型精度的情況下的選擇，這樣的精度必須在底箱和身體必須有足夠的剛度，則可增加壁厚，壁厚提高只有通過增加剛度，底盒，也太笨重，材料浪費，所以本設(shè)計中、下盒15毫米厚的肋，和的機會，增加局部剛度，從而提高連接剛度加固厚度的0.8倍，壁厚12毫米。
圖4.7 右箱體
4.5安裝與調(diào)試
（1）將機器放置在水平的工作場地，確保機器放置平穩(wěn)、可靠；
（2）使用前對各部件進行檢查，緊固件是否在運輸途中松動，開關(guān)及電源線是否因運輸而破損，并及時采取相應(yīng)措施；
（3）檢查旋轉(zhuǎn)料筒內(nèi)是否有異物，如有異物清理干凈，以免引起刀具損壞；
（4）確定電源電壓與本機額定電壓相符合。在外罩接地標記處可靠接地，將電源軟線伸長找專業(yè)電工將機器電源線接在全極斷開大開距電源上，接通電源，按下“ON”按鈕，檢查轉(zhuǎn)向，V帶輪的轉(zhuǎn)向與標志一致為正確。否則，切斷電源，調(diào)整接線。
5 總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)的一個非常罕見的結(jié)合，理論與實踐的學(xué)習(xí)機會，通過蔬菜設(shè)計的理論知識和實踐相結(jié)合，鍛煉了我的設(shè)計，應(yīng)用知識，解決問題的能力，而且我的文學(xué)，設(shè)計手冊和設(shè)計技能和其他專業(yè)知識，而且對整個控制由地方?jīng)Q定的，以及自由裁量權(quán)的細節(jié)，我的技能訓(xùn)練，經(jīng)驗豐富和意志力、毅力、承受壓力的能力和不同程度的提高。
這是對我們所有人都希望我們的設(shè)計，也就是全面的，是有限的，但是，這是一個項目，我有很多的經(jīng)驗，更好的為我的頭腦的知識，也讓我在以后的工作和學(xué)習(xí)，成就更大的適應(yīng)性，更多的溝通和理解。
如期完成畢業(yè)設(shè)計給了我很大的自信，我學(xué)到了知識，而且在專業(yè)發(fā)展，對未來的信心，但也發(fā)現(xiàn)，許多的缺點和不足，但它留下了遺憾，沒有遺憾，不僅僅是我對我的新開地。我對技術(shù)的新技術(shù)和新設(shè)備的出現(xiàn)，并試圖盡快對這些先進的知識，更好的為祖國的四個現(xiàn)代化。
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致 謝
大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的幾年里，我有許多朋友，嚴格教學(xué)的老師的幫助。他的設(shè)計是成功的，沒有他們的幫助和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，在所有和我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。
首先，對設(shè)計的老師表示最誠摯的謝意。在自己的緊張，我們?nèi)栽谂Φ臅r候，我們努力學(xué)習(xí)，老師要求我們幫助。在整個設(shè)計過程中，對現(xiàn)場實際借款的證據(jù)，他指示我學(xué)習(xí)書中不僅學(xué)到了很多知識，學(xué)習(xí)操作，并了解如何設(shè)計的重點，論文和編寫的時間，而在畢業(yè)設(shè)計過程中，我們和他們在一起的不同的設(shè)計問題。
其次，這個設(shè)計幫助學(xué)生、教師的發(fā)展過程中，非常感謝你，你給了我很大的幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是，為我們提供了很多技術(shù)方面的數(shù)據(jù)在你的感謝，沒有這些數(shù)據(jù)是不是一個完整的文件。
學(xué)生也幫助了我，感謝。
總之，教師和學(xué)生一起設(shè)計，使設(shè)計的結(jié)果在一個月，這是一個很好的合作，一個偉大的教會我許多東西，我一輩子的財富給我，我想再次感謝老師和學(xué)生！