離心式紅薯切片機設(shè)計含11張CAD圖

離心式紅薯切片機設(shè)計含11張CAD圖,離心,紅薯,切片機,設(shè)計,11,CAD XXXX 紅薯切片機的設(shè)計 目錄 摘要 2 Abstract 3 第一章 選題背景 4 第二章 紅薯切片機總體方案的確定 5 2.1 結(jié)構(gòu)特點與工作原理 5 2.1.1 結(jié)構(gòu)特點 5 2.1.2 工作原理及工作條件： 6 2. 2 機構(gòu)的組成部分及特點 6 2.2.1 電動機 6 2.2.2 皮帶傳動裝置的選用 6 2.2.3 軸 6 第三章 電機的選擇 7 第四章 V帶傳動的設(shè)計以及設(shè)計計算 8 5.1 計算功率PC 8 5.2 選則的V帶型號 8 5.3 求出大帶輪d2和小帶輪d1的基準(zhǔn)直徑 8 5.4 計算帶速V 9 4.5 計算V帶的基準(zhǔn)長度Ld和中心距a 9 4.6 計算小帶輪的包角α1 10 4.7 求V帶的數(shù)量 10 第五章 V帶輪的設(shè)計 11 5.1 V帶輪的材料選擇 11 5.2帶輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 11 5.2.1 輪尺寸的設(shè)計 11 第六章 軸的選擇 13 軸 13 6.1測算軸的最小直徑 13 6.2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 14 6.3軸的校核 14 軸的載荷分析圖 15 6.4 校核軸的強度 15 第七章 軸承的選擇和校核 16 7.1 軸承的選擇 16 7.2 軸承的校核 16 第八章 鍵的選擇和校核 17 8.1 鍵的選擇 17 8.2 鍵的校核 17 第九章 刀片的設(shè)計 18 9.1 刀片類型的選擇 18 9.2 刀片形位及尺寸的設(shè)計 20 第十章 機架設(shè)計 22 10.1 機架設(shè)計的要求 22 10.2 機架整體設(shè)計 22 機架 22 第十一章 機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 23 第十二章 結(jié)論 24 參考文獻 25 致謝 26 摘要 在科學(xué)技術(shù)的不斷進步的今天，食品的機械技術(shù)應(yīng)用的越發(fā)廣泛。紅薯營養(yǎng)價值高，好吃，很多人也愛吃。隨著現(xiàn)在生活節(jié)奏的加快，人們對快餐的要求也在變高，而紅薯切片機就可以很好地實現(xiàn)快餐行業(yè)快。例如，我們吃紅薯時，需要把它切成片，于是就有了切片機。本設(shè)計的主要過程包括總體方案的確定、各部件的設(shè)計計算、總裝圖和各部件的裝配圖。整體設(shè)計完成后，對切片機進行了評價，指出了切片機的特點、優(yōu)缺點，并提出了改進措施。這個設(shè)計是為紅薯的形狀而設(shè)計的。本文分別對皮帶、軸、葉片和刀盤進行了設(shè)計以及計算，并對軸承、鍵等部件進行了選擇。本文設(shè)計的切片機效率高，可以對工紅薯莖塊進行高效的加工工作。 關(guān)鍵詞：紅薯，切片機，總裝圖 Abstract With the continuous progress of science and technology, food machinery technology is more and more widely used. Sweet potato has high nutritional value and is delicious. Many people also like to eat it. With the acceleration of the pace of life, people's requirements for fast food are also becoming higher, and the sweet potato slicer can well realize the fast food industry. For example, when we eat sweet potato, we need to cut it into pieces, so we have a slicer. The main process of this design includes the determination of the overall scheme, the design calculation of each component, the general assembly drawing and the assembly drawing of each component. After the completion of the overall design, the slicer is evaluated, the characteristics, advantages and disadvantages of the slicer are pointed out, and the improvement measures are put forward. This design is designed for the shape of sweet potato. In this paper, the belt, shaft, blade and cutter head are designed and calculated, and the components such as bearing and key are selected. The slicer designed in this paper has high efficiency and can process sweet potato stems efficiently. Key words: sweet potato, slicer, general assembly drawing 第一章 選題背景 紅薯是在生活中非常常見的一種農(nóng)作物，廣泛生長在大江南北，是一種高產(chǎn)并且可以穩(wěn)定生產(chǎn)的食物，它對各種土地都有很好地適應(yīng)性，耐干旱，耐貧瘠，并且營養(yǎng)成分充足，富含淀粉、各種維生素以及各種微量元素。我國現(xiàn)在已經(jīng)是世界第一大薯類生產(chǎn)國。但是，紅薯塊頭較大，人們手動加工起來比較麻煩，得益于切片機技術(shù)的發(fā)展，切片機技術(shù)可以很好的加工紅薯，解放人們的雙手。切片機技術(shù)始于1960年左右，1970年左右成熟，到1985年左右，切片機技術(shù)的發(fā)展達到頂峰，大部分切片機可以加工125mm以上的大直徑單晶。我國的切片機技術(shù)從七十年代初期開始發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于蔬菜、餐飲、凍肉等領(lǐng)域， 其中在加工土豆領(lǐng)域最為顯著。我國目前切片機主要有以下幾種方式： (1)直線往復(fù)式切片機。(2)圓盤旋轉(zhuǎn)式切片。(3)水槍式切片。(4)圓形（內(nèi)圓切片的外圓切片）切片。 雖然中國切片機的研發(fā)已有30多年的歷史，近年來，我國的切片機行業(yè)經(jīng)過不斷的研究和發(fā)展，但與國外相比仍存在較大差距，國內(nèi)的國產(chǎn)切片機總體處于初級階段，缺乏自主創(chuàng)新能力，市場布局小，而且切片機還沒有得到廣泛的應(yīng)用。 第二章 紅薯切片機總體方案的確定 2.1 結(jié)構(gòu)特點與工作原理 2.1.1 結(jié)構(gòu)特點 根據(jù)本設(shè)計的要求所確定的切片機的形式為：本切片機采用離心式，因為離心式切片機裝載和拆卸都比較容易，結(jié)構(gòu)簡單，操作維護也方便，并且離心式在垂直工作時產(chǎn)生的振動相對較小，有利于機器的正常工作，非常適合廚房器械。本人設(shè)計的紅薯切片機主要是利用電機通過v帶減速，將其傳給平帶動力，使平帶旋轉(zhuǎn)帶動切片機內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)。它在離心力力的作用下與切片機的內(nèi)壁緊密結(jié)合在一起，刀片可使材料旋轉(zhuǎn)，達到切片效果。本方案主要有以下優(yōu)點： 1、 使人們工作的強度降低了，工作的效率也大大提高了。 2、 切片的厚度具有高一致性，消耗也低。 3、 可以切削多種品種，例如紅薯、土豆、蘋果等。 四、結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 根據(jù)功率的類型，離心式的切片機可以劃分為兩大類：電機、人。電機驅(qū)動包括內(nèi)燃機驅(qū)動和電機驅(qū)動。本設(shè)計將動力源選為高效率的電機驅(qū)動。離心切片機的結(jié)構(gòu)如圖1： 1電動機 2皮帶機皮帶輪 3傳動軸 4葉輪及其刀片 圖1 離心式切片機結(jié)構(gòu)簡圖 2.1.2 工作原理及工作條件： 紅薯切片機的工作原理是以電機的皮帶為主要驅(qū)動力，皮帶輪帶動切片機的輸出軸通過傳動減速裝置的主軸旋轉(zhuǎn)，軸的末端連接有旋轉(zhuǎn)盤，固定刀片隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動將材料切成片，片厚根據(jù)固定刀片與甘薯刀座之間墊片的厚度進行控制，然后通過一定的離心力，將切好的甘薯片紡出材料。 2. 2 機構(gòu)的組成部分及特點 2.2.1 電動機 根據(jù)計算功率，刀盤的轉(zhuǎn)動速度以及傳動比得出，此設(shè)計的電機型號定為y90l-4，電動機的額定功率為1.5KW，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。 2.2.2 皮帶傳動裝置的選用 選用v帶輪機構(gòu)作為本設(shè)計的傳動裝置，傳動的傳動比為3.53。 2.2.3 軸 軸采用45號鋼，深溝球軸承固定軸：軸肩定位。 第三章 電機的選擇 生產(chǎn)效率q為500kg/h，配套功率1~1.5kw，葉輪的轉(zhuǎn)速為200~550r/min，閥桿的長度為65-80mm，寬45-60mm。從生產(chǎn)效率公式得：當(dāng)傳動比為3.53時，電機轉(zhuǎn)速:50×3.53=1235.5r/min，根據(jù)匹配功率1~1.5KW，選用y90l-4電機。 電動機結(jié)構(gòu)如下圖： 電動機 第四章 V帶傳動的設(shè)計以及設(shè)計計算 5.1 計算功率PC 5.2 選則的V帶型號 我所選的v帶是普通V帶。PC=1.65kw，nd=1500r/min。 5.3 求出大帶輪d2和小帶輪d1的基準(zhǔn)直徑 由《機械設(shè)計手冊》可知小帶輪的范圍d1=50～71 mm，取小輪d1=71 mm 由公式： 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》可知知，大帶輪d2=236，其誤差小于5%，在允許的范圍內(nèi)。 5.4 計算帶速V 由公式 V= (4) 算出V帶的速度為V===5.57 m/s V帶的速度在5～25 m/s范圍內(nèi)，速度合適。 4.5 計算V帶的基準(zhǔn)長度Ld和中心距a 查《機械設(shè)計手冊》由其中計算V帶公式： a0=1.5(d1+d2) (5) 初步計算選取V帶的中心距a0得出 可以得出中心距在其范圍內(nèi)，所以取a0=470可以。 查《機械設(shè)計手冊》由式： 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得可用V帶的型號，Z型帶可以選用Ld=1600 mm。 再由其公式： 4.6 計算小帶輪的包角α1 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》根據(jù)公式 所以得出包角合適。 4.7 求V帶的數(shù)量 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，根據(jù)公式得： 所以V帶可以選用3根。 第五章 V帶輪的設(shè)計 5.1 V帶輪的材料選擇 V帶輪設(shè)計主要選用優(yōu)質(zhì)的鑄鐵，轉(zhuǎn)速和功率高時主要采用優(yōu)質(zhì)鑄鋼，功率低時采用鑄鋁或優(yōu)質(zhì)塑料。滑輪的設(shè)計主要采用的是優(yōu)質(zhì)鑄鐵。 5.2帶輪結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 5.2.1 輪尺寸的設(shè)計 根據(jù)書上表格可直接得出 基準(zhǔn)寬度 基準(zhǔn)下槽的深度 槽間距 最小輪的緣的厚度 帶輪的寬 帶輪總長度 圖3 主動輪 大V帶輪d=236mm小于350，采用腹板式。軸直徑為25 mm 圖4：從動輪 兩個滑輪工作表面的粗糙度選為1.6。 第六章 軸的選擇 軸的材料選為45號鋼。根據(jù)軸上零件的安裝定位和軸的制造工藝，最終確定軸的結(jié)構(gòu)如圖所示： 軸 6.1測算軸的最小直徑 根據(jù)機械設(shè)計上的表，取c=107—118，取 由公式算軸的最小直徑得： 取最小軸徑d為25 mm。 6.2 軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 軸的兩端分別與刀盤的兩個從動輪連接，可取d1-2=d7-8=25 mm。帶輪和刀盤采用的是軸肩定位，定位的高度為：h>0.07d d2-3=d6-7=30 mm。 根據(jù)刀盤的尺寸以及從動輪的尺寸確定l1-2=26 mm ,l7-8=35 mm。由軸承的尺寸，可以確定l3-4=l5-6=17 mm。有軸承端蓋的結(jié)構(gòu)和傳動軸，得出軸承端蓋的總寬度為20，根據(jù)要求，選擇l2-3=l6-7=60 mm。根據(jù)軸的總體尺寸，選擇l4-5=100 mm。 6.3軸的校核 首先，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，軸的計算如下圖。根據(jù)軸的計算圖，軸的彎矩和扭矩如下圖。 軸的載荷分析圖 從上圖可以看出，靠近大滑輪軸承的部位是危險部位。危險區(qū)段的M、 MH和MV現(xiàn)在計算。 軸的材料選為45號鋼。根據(jù)《機械設(shè)計》,得出軸的最小直徑為25 mm，扭矩為40 N·m 所以，可以計算出作用在軸上的力圓周力Ft： Ft= (15) Ft==320 N 作用在刀片上的力徑向力Fr： (16) 可以得出Fr=166.2 N 根據(jù)上面的數(shù)據(jù)和軸的機構(gòu)及圖中可以看出，受載荷最大的面是靠近大帶輪的軸承端面，因此得出此截面的彎矩和扭矩如下表： 6.4 校核軸的強度 根據(jù)《機械設(shè)計》表的數(shù)據(jù)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力取=0.6，計算軸的應(yīng)力,由公式： 得出軸的應(yīng)力： 已經(jīng)確定的軸的材料為45號鋼，由《機械設(shè)計》課本中的表可查得 所以計算出軸安全。 因此，即使此時，橫截面右側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸的運動強度也完全足夠。此機器沒有大的瞬時過載和過為嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱，所以可以省略靜強度校核。到這里，軸的校驗工作完成，軸的校驗合格。 第七章 軸承的選擇和校核 7.1 軸承的選擇 由于軸承主要承受的只有機體中的軸，葉輪，從動輪的徑向力。故選用角接觸軸 承 7207C角接觸球軸承。 軸承主要參數(shù)為：n=396r/min，壽命為8年，工作時間預(yù)計為12000小時。 7.2 軸承的校核 因Fr=288N，F(xiàn) =166.2N，則F/Fr=0.57>e，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查得X=0.44，Y=1.4。 由公式 P=X Fr +Y F (18) P= 計算所需徑向基本額定動載荷值，由公式： (19) f=1.2（查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》得）； ft=1（查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》得，因工作溫度不高）； L是使用壽命，為12000h 所以： Cr=2910>2900 N C0r=1920 N 故7207C的角接觸球軸承軸承的Fa/C0r=288/1920=0.15與原估算接近，所以適用。 第八章 鍵的選擇和校核 8.1 鍵的選擇 安裝刀盤處鍵的選擇： 這里軸的直徑d1選用25 mm，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》得出，鍵的截面尺寸為：寬度 高度 取鍵長 與皮帶輪在聯(lián)接地方鍵的選擇： 這里軸的直徑徑選用 同理選用鍵的寬度 高度 取鍵長 8.2 鍵的校核 鍵、軸采用的材料都是鋼材，鍵則采用靜聯(lián)接的方式。查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》得，許用擠壓應(yīng)力 取 。 鍵1的工作長度 鍵與刀盤的接觸高度 通過查機械設(shè)計手冊由公式： = (20) 得出σp為116 M·pa小于[σp]所以鍵1的強度合適。 鍵2的工作長度l=L-b=25 -6 =19 mm，鍵與皮帶輪的接觸高度k=0.5h=3mm = (21) 得出σp為136 M·pa小于[σp]所以鍵1的強度合適。 第九章 刀片的設(shè)計 9.1 刀片類型的選擇 切削切割刀片主要類型有兩類分為大型直刃加工切削切割刀片和小型圓刃加工切削切割刀片兩種,現(xiàn)對其分別進行了直刃加工切削切割刀片和圓刃切削刀片在不同切削操作過程過途中的不同受力條件作用下的對比分析,從而正確選擇如何進行切削合適的切割刀片。 直刃刀片受力的數(shù)據(jù)如下表: 圓刃刀片受力的數(shù)據(jù)如下表： 通過上面兩個表可以看出，圓刃刀片比直刃刀片要省力50%左右，所以我選用圓刃刀片，材料選用45#。 9.2 刀片形位及尺寸的設(shè)計 因為根據(jù)切削機械設(shè)計的技術(shù)要求,刀片橫向切削就是在切割物料對整個刀片的切削底座基礎(chǔ)上固定,通過對物料刀片的高速旋轉(zhuǎn)橫向運動可以使得切削物料相對刀片的橫向運動從而更好地直接達到了對刀片進行切削的主要工作目的。所以刀片應(yīng)適當(dāng)彎曲，刀片彎曲半徑r0應(yīng)接近機殼內(nèi)壁的半徑。 r0=（0.4≈0.55）D （D為機殼內(nèi)壁上刀座的直徑） 因為D=282mm 因為考慮到刀片將會需要調(diào)節(jié)以保證切削厚度，所以r0可稍大于刀座直徑 所以取r0=142mm 根據(jù)要求，切削厚度為3mm，刀片可厚度取4mm。 第十章 機架設(shè)計 10.1 機架設(shè)計的要求 機架在機器中起的作用是支撐或容納零部件。機架在設(shè)計上應(yīng)主要保證以下三點： 1.要有足夠的強度以及剛度； 2.形狀要簡單，方便制造； 3.機架上要有安裝附件的地方等。 保證傳動架的正常運行和安全是保證傳動架正常工作的基本和重要的功率控制條件。為滿足穩(wěn)定切片、提高切割精度和效率的技術(shù)要求，我公司設(shè)計的新型離心切片機在結(jié)構(gòu)和功能上應(yīng)滿足以下要求： 1.車架重量輕，成本低，但是強度跟剛度要達到要求。 2.抗振性能要好。 3.噪聲要小。 4.結(jié)構(gòu)的設(shè)計要合理，工藝性良好。 5.導(dǎo)軌表面應(yīng)力分布合理，耐磨性良好。 10.2 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。 機架結(jié)構(gòu)如下圖。 機架 機架組成：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。 第十一章 機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 機體由整個傳動架和安裝箱組成，并相互焊接，箱體整體內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)采用傳動軸，為了有效地地減少整個機座安裝箱和機體的傳動重量,采用了傳動機座把整個安裝箱體內(nèi)部牢固的支撐了起來,再把整個安裝箱體和主機箱蓋相互連接，兩者之間進行了無縫連接,使得該機整體的安裝結(jié)構(gòu)更簡單、合理、穩(wěn)定,減少了機體震。 將電機安裝在機座下面，帶輪設(shè)在外面，可以方便帶輪的調(diào)節(jié)與帶輪安裝的檢查。 第十二章 結(jié)論 本研究機構(gòu)主要的產(chǎn)品是專門針對中小型的場合而進行設(shè)計的,它在工作時可以對多種莖塊類型的農(nóng)作物同時進行切割工作,且同時具有較高的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。通過這次畢業(yè)設(shè)計， 我從中學(xué)到了很多；在設(shè)計過程中，是我在機械設(shè)計大學(xué)時期所學(xué)的機械設(shè)計理論知識系統(tǒng)的與機械聯(lián)系在一起,了解了一些機械設(shè)計的基本操作方法和機械設(shè)計流程,特別是有較強的思考問題和對解決實際問題的邏輯分析能力,也由此使得我以前所學(xué)的機械設(shè)計知識和能力得到一次比較全面的提升和鞏固,同時通過這次設(shè)計我也學(xué)到了很多以前沒有學(xué)到的知識，提高了自己各方面的能力，從而為我以后更好地從事這項工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 參考文獻 [1] 程凌敏.食品加工機械[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社.1993.3-19 [2] 聞邦椿.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社.2010.100-125 [3] 李國斌.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社.2010.79-121 [4] 濮良貴、紀明剛.機械設(shè)計[M]. 北京：高等教育出版社第八版. 143-272 [5] 王與、王順喜.飼料粉碎機發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 北京：糧食與飼料工業(yè)2007，10 [6] 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