滾筒鏈式山楂切片機設計-山楂自動定向輸送及切片機構(gòu)含5張CAD圖
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任務書
指導教師
姓名
畢業(yè)設計（論文）題目
山楂切片機設計
職稱
題目類型
理工類
工程設計 □科學實驗 □軟件開發(fā) □理論研究 □綜合
經(jīng)管文
□理論性研究 □應用性研究 □應用軟件設計 □調(diào)查報告
選題學生
院系
學號
專 業(yè) 班 級
1
一、題目簡介：
隨著我國社會的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對果脯蜜餞的需求量日益增長，山楂制品就是一種常見的蜜餞產(chǎn)品，山楂是一種果品,也是一種中藥材,可以生產(chǎn)消食健胃的中成藥。每年秋收時節(jié),我國許多地區(qū)農(nóng)村都會有成片的山楂林收獲山楂，除少量作新鮮果品消費外，大部分要切成山楂片曬干后入庫保存，以便銷售。山楂切片是一個煩瑣的工作，因山楂個體較小，內(nèi)有較為堅硬的籽核，一刀下去未必能切得開，即使切開，工效也是很低的，還有弄傷手指的危險。
本題要求學生設計一個簡易的山楂切片機，從此降低人工的勞動強度，而且出來的山楂片薄厚均勻完整，解決了人工切片時失誤受傷的問題，更是加快了工作進度。
二、主要任務：
該裝置是借助兩套鏈輪結(jié)構(gòu)組成的輸送帶和彈性按壓裝置將山楂送到轉(zhuǎn)動的切刀盤處將山楂切成片。山楂傳送過程中的夾持作用，以保證大小山楂都能送到刀盤處。簡易山楂切片機是由喂入支架機、刀片、電機、轉(zhuǎn)軸等構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)軸由軸承安裝固定在機架上，電機和轉(zhuǎn)軸由各自的皮帶輪和皮帶連接傳動。
三、主要內(nèi)容與基本要求：
搜集并分析有關(guān)山楂切片機的技術(shù)資料，總結(jié)出各類切片機的優(yōu)點和缺點，介紹其應用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢；設計幾種山楂切片機的改進方案，對比分析并確定出最優(yōu)的改進方案；根據(jù)給定的切片機的性能參數(shù)設計所需的參數(shù)，然后進行電機選擇；繪制零件圖和裝配圖，如果時間允許需要利用三維軟件進行建模并仿真。最后，對山楂切片機的進一步研究方向進行展望。
四、計劃進度：
第1周-第2周：查閱山楂切片機的相關(guān)資料準備開題。進行可行性分析并歸納研究現(xiàn)狀，最后根據(jù)任務書撰寫開題報告。
第3周：查閱并篩選出與畢業(yè)設計內(nèi)容相關(guān)性較好的外文資料兩篇，并對其進行研究分析，以便在后面的畢業(yè)論文中對其進行引用。
第4周-第8周：通過搜集和分析有關(guān)山楂切片機的技術(shù)資料，總結(jié)出各類型切片機的優(yōu)點和缺點，總結(jié)出山楂切片機應用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。在篩選相關(guān)資料的基礎上，初步確定設計方案；設計幾種切片機的改進方案，對比分析并確定出最優(yōu)的改進方案。
第9周-第11周：查閱文獻、社會考察、實驗實習、完成開題報告初稿撰。配合老師進行畢業(yè)設計（論文）中期檢查。根據(jù)給定的切片機的性能參數(shù)設計所需的參數(shù)，然后進行電機選擇。完成畢業(yè)論文的撰寫工作和附件的整理并完成裝配圖和零件圖的繪制。向?qū)熖峤划厴I(yè)設計（論文）初稿。
第12周：完成畢業(yè)論文的修改工作，正式提交畢業(yè)設計（論文）終稿。
第13周-第14周：根據(jù)教務科要求整理畢業(yè)設計相關(guān)資料并裝訂成冊，進一步熟悉畢業(yè)設計內(nèi)容，準備畢業(yè)答辯。
5、 主要參考文獻：
[1]程玉來, 張國彤, 楊玉芬,等. 山楂切片機的研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報, 1996, 第1期(1):161-165.
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[3]方青, 許福生. SY—90型山楂圓片切片機防粘技術(shù)研究及特點[J]. 適用技術(shù)市場, 1992, 第3期:19-20.
[4]中城. 多功能切片機[J]. 農(nóng)村百事通, 2012.
[5]何裕友. 山楂切片器: , CN102794781A[P]. 2012.
[6]么永利. 山楂切片去籽機 Hawthorn sliced ??seeded Machine: CN, CN202311127 U[P]. 2012.
[7]石典花, 戴衍朋, 孫立立,等. 山楂切片工藝研究[J]. 中成藥, 2014, 第3期(3):657-659.
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[9]李昌滿, 劉福文. 離心式人參切片機設計研究[J]. 農(nóng)機與食品機械, 1996, 第6期:22-23.
[10]高全勝, 譚立文, 應大君. 大體標本冰凍薄層斷面切片機的研制[J]. 第三軍醫(yī)大學學報, 2004, 23(11):1340-1341.
[11]Hacker K, Kiener L. Skiving machine for flat supple material, particularly leather, as well as use of the machine and process for relief skiving and appropriate template: WO, WO1995027799 A1[P]. 1995.
[12]Roe C C. Skiving machine: US, US2058356[P]. 1936.
六、工作量要求:
（1）查閱文獻資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇；
（2）按畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，完成畢業(yè)設計不少于8000字;
（3）完成山楂切片機的主要零部件圖共2張A3圖紙。
指導教師
（簽名）：
年 月 日
學 生
（簽名）：
年 月 日
學術(shù)團隊意見：
學術(shù)團隊負責人：
年 月 日
本科畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目： 山楂切片機的設計
院 系： 機械工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學 號： 1209301037
姓 名： 王芝新
指導教師： 劉守法
2015年11月
該機構(gòu)是由傳動鏈 1、鏈輪 2、輥筒 3、料斗 4 、滾動毛刷 5、可調(diào)擋板 12、刀槽式送料盤 14、固定切割鋼絲 15 組成，傳動鏈 1 帶動棍筒 3送帶同步嚙合。運動，與摩擦板 8 產(chǎn)生摩擦，棍筒轉(zhuǎn)動，使山楂在兩棍筒之間成橫向排列，并通過滾動毛刷 5 把不成排的山楂刷回。調(diào)擋板與兩個滾筒之間形成的空間保持山楂原來的橫向輸送直接過渡到刀槽式送料盤中，切割鋼絲固定刀架上，刀槽式送料盤旋轉(zhuǎn)切割，自動下料。采用 RV 系列蝸輪蝸桿減速器、帶傳動、鏈與刀槽送料盤之間的傳動采用四個齒輪傳動，傳動比為 1，使鏈輪的轉(zhuǎn)速與刀槽送料盤的轉(zhuǎn)速相等，使刀槽送料盤的送料槽與滾筒鏈式輸送帶同步嚙合。
工作原理：傳動鏈 1 帶動輥筒 3 運動的同時，與摩擦板 6 產(chǎn)生摩擦，使輥筒轉(zhuǎn)動，使山楂在兩輥筒之間成橫向排列，輥筒上部的滾動毛刷 5 把不成排的山楂刷回。可調(diào)擋板與兩個滾筒之間形成的空間，使山楂保持原來的橫向輸送直接過渡到刀槽式送料盤中，切割鋼絲固定刀架上，刀槽式送料盤旋轉(zhuǎn)，山楂穿過切割，最后自動下料。
山楂切片機的設計
摘 要
本文主要研究了一種山楂自動定向輸送切片機，包括機架以及安裝在機架上的電動機、鏈輪和帶輪。滾子鏈的下邊有摩擦板，左端鏈輪上端有料斗，傳動裝置右端外側(cè)有可調(diào)護板。帶輪由皮帶帶動，進而帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，輸送軸上鏈輪與鏈條結(jié)合，將山楂輸送到動刀處，動刀是一排互相間隔的，邊緣帶有凹槽的圓盤形刀具，固定在動刀軸上。動刀軸通過齒輪傳動帶動，輸送軸上的齒輪與動刀軸上的齒輪齒合，二個齒輪形成等速傳動，這樣能使輸送軸與動刀軸的轉(zhuǎn)速相同，鋼絲固定在機架上，相切在動刀軸的邊緣上。當動刀把山楂輸送至于鋼絲相接處時，在鋼絲壓力的作用下，山楂被切成一片一片的，隨著動刀軸帶動山楂轉(zhuǎn)動，山楂被一點一點的切下去，最后被完整的切成若干片，到此切片機的切片過程完成 。
本文主要包括以下內(nèi)容：確定好機械執(zhí)行方案及傳動方案后，按工作機需求選擇好電動機，并對各級傳動機構(gòu)進行傳動比分配。對對V帶進行設計計算，
然后對齒輪進行設計和計算，對滾子鏈進行了設計計算，最后將得到的尺寸徑向三維建，最終裝配成一整個成品。
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，具有廣闊的市場前景。
關(guān)鍵詞 ：切片；凹槽是圓盤形刀具；動刀軸；鋼絲
The hawthorn slicer design
Abstract
This paper studies a hawthorn automatic slicer directional conveyor comprises a frame and a motor, sprockets and pulleys mounted on the rack. Roller chain lower friction plates, top with the left sprocket hopper, right outside of the transmission may have nursing board. Pulley driven by a belt, and then drive sprocket to rotate the shaft conveyor chain and sprocket combination, hawthorn transported to the knife at the knife is a row spacing from each other, with the edge of the disc-shaped cutter grooves, fixed in the knife shaft. Knife shaft driven by gear, transmission gear shaft gear teeth together with the knife shaft, two constant speed drive gear is formed, so make the same transport axis and the knife shaft speed wire fixed to the rack , tangent on the edge of the knife shaft. As for the knife when Hawthorn delivery phase at the wire, the wire under the action of pressure, hawthorn is cut into a piece, with the knife shaft driven to rotate hawthorn, hawthorn cut down a little bit, the last full cut into several pieces, sliced slicer complete this process.
This article includes the following: implementation of the program to determine a good mechanical and transmission options, the press working machine needs to choose a good motor and transmission gear ratio at all levels of distribution. Pairs of V-belt design calculations,Then gear design and calculation of the roller chain has been designed to calculate the size of a three-dimensional radial finally get built eventually assembled into a finished whole.
????The present invention has a simple structure, easy processing, production efficiency, and has broad market prospects.
Keywords: slice；disc-shaped grooves are knives；knife shaft；steel
目錄
第一章 緒論 1
1.1本發(fā)明的設計內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù) 1
1.1.1設計內(nèi)容 1
1.1.2設計關(guān)鍵技術(shù) 1
1.3.3設計創(chuàng)新點 3
1.2山楂切片機研究現(xiàn)狀 4
1.3山楂切片機市場前景 5
第二章 山楂自動定向輸送切片一體機方案設計 6
2.1山楂切片目前存在的問題 6
2.2方案的選擇 6
2.3總體方案設計 9
第三章 傳動系統(tǒng)的設計 11
3.1負荷計算 11
3.1.1山楂片的切削阻力 11
3.1.2帶的負荷 12
3.1.3鏈傳動的負荷 13
3.1.4電機與減速機的選擇 13
3.2齒輪傳動的設計與計算 14
3.2.1齒輪的計算 14
3.2.2齒輪的零件立體圖 18
3.3帶傳動的設計與計算 19
3.3.1帶的選用 19
3.3.2帶的計算 20
3.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)設計 22
3.4滾鏈式傳送帶的設計 22
3.4.1鏈的設計 22
3.4.2鏈的設計與計算 22
3.4.3滾子鏈的機構(gòu) 24
3.4.4鏈輪的結(jié)構(gòu)設計 25
3.5滾筒的結(jié)構(gòu)設計 27
第四章 切片機構(gòu)的設計 28
4.1切片機構(gòu)刀槽送料盤與鋼絲的設計 28
4.2刀槽送料盤與鋼絲的安裝 28
第五章 其他零部件設計 30
5.1軸承的選擇與壽命的校核 30
5.1.1軸承的選擇 30
5.1.2軸承壽命的計算 30
5.2主要軸的結(jié)構(gòu)設計與計算 31
5.3機架的設計 32
第六章 結(jié)論與展望 33
6.1結(jié)論 33
6.2展望 33
致謝 35
參考文獻 36
第一章 緒論
1.1本發(fā)明的設計內(nèi)容與關(guān)鍵技術(shù)
1.1.1設計內(nèi)容
本論文利用現(xiàn)代設計、制造和控制技術(shù)，通過山楂加工工藝過程的分析研究，進行山楂自動定向、輸送、高速切片機的開發(fā)設計，實現(xiàn)山楂切片過程的自動化。
具體的講：
1、設計輸送部分，使山楂快速、自動規(guī)矩放置；
2、設計切片部分，使山楂高速切制成環(huán)狀片；
3、將輸送和切片兩部分有機的結(jié)合起來。
山楂快速輸送就是要求物料快速輸送到切片機前；自動規(guī)矩放置，即要求山楂沿軸線水平放置，且相互平行進料。高速切制環(huán)片，要求切刀垂直通過山楂兩頭的軸線，實現(xiàn)橫向切割，切制成同心環(huán)狀片。它涉及到了機械、控制、食品等多個學科。
1.1.2設計關(guān)鍵技術(shù)
（1）山楂的輸送裝置的設計
我們擬采用帶傳動或滾子鏈輸送等方式實現(xiàn)其動作。當前國內(nèi)應用實例適用于各類箱、包、托盤等件貨的輸送,散料、小件物品或不規(guī)則的物品需放在托盤上或周轉(zhuǎn)箱內(nèi)輸送；主要用于現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)流水線上，可分為有動力和無動力等多種種類。在單件物品重量大(達數(shù)噸)，輸送速度快(百米/分鐘)，以及要求輸送距離遠，有各種復雜工藝流程的,首選這種機型。
在本設計中，工作要求可靠，且兩軸相距較遠，且主要作輸送用，而且考慮到山楂的自動定向問題，又通過對國內(nèi)現(xiàn)有的輸送設備分析比較，確定本次山楂輸送部分的裝置采用滾子鏈的形式。
鏈傳動是一種具有中間柔性件的嚙合傳動，與屬于摩擦傳動的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張的很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較?。辉谕瑯邮褂脳l件下，鏈傳動結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時，鏈傳動能在高溫及速度較低的情況下工作?？勺鱾鲃佑?，輸送用，曳引提升用以及許多結(jié)構(gòu)巧妙的性能特異的專門用途。具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動力大、效率高、傳動比準確、適應性強、緊湊經(jīng)濟、耐用和維修保養(yǎng)容易等主要特點。設計需要通過實驗測定山楂的平均直徑，確定滾子鏈的節(jié)距，從而使山楂在兩個滾筒之間保持橫向狀態(tài)輸送。
（2）山楂自動定向裝置的設計
目前國內(nèi)自動定向裝置一般采用震動料斗震動到一個特定的軌道上，軌道中設有剔除機構(gòu)，物體在軌道中運動，經(jīng)過剔除機構(gòu)時，位置不滿足要求的物體自然被剔除在外。同時，鏈傳動在一定程度上起到自動定向的作用。例如烤腸的加工?？灸c被夾在滾子中間，也就起到了定向的作用。此外還有其他一些方法，都可以起到自動定向的作用。但是綜合考慮到山楂自動定向裝置與山楂的自動輸送裝置結(jié)合起來，所以決定采用鏈傳動的形式。
由于山楂大小不一，形狀各異，要想快速及自動規(guī)矩放置，難度較大。根據(jù)對山楂的尺寸測量以及鏈的節(jié)距的選擇，要使山楂在兩個滾筒之間自動定向并保持橫向狀態(tài)輸送，確定滾筒的直徑。為了提高輸送能力，恰當選取滾筒的長度。
為了減少滾筒的重量，采用輥筒式的結(jié)構(gòu)，主要由尼龍?zhí)?、滾筒體與滾筒軸三部分組成。滾筒軸的最小直徑等于鏈銷軸的直徑，代替鏈銷軸安裝在鏈中。鏈分布在滾筒的兩邊，滾筒的筒體用兩個尼龍?zhí)着c滾筒軸之間采用間隙配合。滾筒被鏈條帶動，同時在滾筒下方固定有摩擦板，滾筒與摩擦板之間產(chǎn)生摩擦，實現(xiàn)滾筒自轉(zhuǎn)。從而使山楂自動定向。同時，考慮在滾鏈的上方加一至兩個毛刷，進一步確保山楂在兩個滾筒之間定向成功。注意的是，毛刷的選擇要恰當，這樣才能起到確保山楂自動定向的目的，而不至于出現(xiàn)使山楂脫離軌道，或者將山楂表皮滑破的現(xiàn)象。
（3）快速切片裝置的設計
當前國內(nèi)外食品切片研究現(xiàn)狀：
目前，食品切片技術(shù)在某些產(chǎn)品上已經(jīng)很成熟，如用于凍肉切片的旋轉(zhuǎn)圓盤片裝置，在國內(nèi)市場上可以見到的適用于大規(guī)模生產(chǎn)的人參切片機、馬鈴薯切片機、洋蔥切片機、黃姜切片機等。由于人參、馬鈴薯、黃姜這些食品很不規(guī)則，又要求一定的表面質(zhì)量，所以不宜用夾具夾持。通常的做法是利心切削法進行切削，這樣即可以保證其表面的完好，又可以提高切削率。
山楂切片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計研究，首先確定山楂切片機構(gòu)的方案，然后對切片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設計研究，主要研究切削機構(gòu)的切削特性、切片刀刃形和刀刃傾角對切削的影響及解決辦法、傳動機構(gòu)的設計與分析。切片機性能試驗及參數(shù)優(yōu)化，對切片機構(gòu)進行性能試驗，通過單因素試驗和正交試驗，找出切片參數(shù)的最佳組合，按最佳組合進行切片，對切片結(jié)果進行比較分析。近年來，為了滿足我國山楂制半成品國內(nèi)消費和對外出口的需求，降低人工切片勞動強度，我國科研單位和企業(yè)針對山楂切片加工技術(shù)難題，也開展了對山楂切片機的研究和開發(fā): 鮮山楂較脆，糖分多，有粘性，切制過程破碎率多，難清洗。我們擬采用的方法：刀具固定，輪式送料式，自動下料式。主要解決切片厚度便于調(diào)整、粘接物容易清除以及與送料機構(gòu)可靠連接等問題。刀片的厚度關(guān)系到山楂切片的質(zhì)量。倘若切片薄，那么山楂切片表面光，而且刀具表面粘結(jié)物少，保證了山楂切片的質(zhì)量。同時，設計過程中，要設計好刀具轉(zhuǎn)動的速度，速度越快，切片質(zhì)量越好，但是，刀具轉(zhuǎn)一圈的速度還應限制在山楂能落入刀槽內(nèi)。這樣在一定程度上提高了工作效率，也降低了電機的功耗。所以，設計刀具的轉(zhuǎn)速，應充分結(jié)合鏈傳動的速度。
1.3.3設計創(chuàng)新點
由于此次設計要求工作可靠，兩軸相距較遠，為輸送山楂，則采用滾子鏈的形式。
由于山楂大小不一，形狀各異，要想快速及自動規(guī)矩放置，難度較大。根據(jù)對山楂的尺寸測量以及鏈的節(jié)距的選擇，要使山楂在兩個滾筒之間自動定向并保持橫向狀態(tài)輸送，確定滾筒的直徑。為了提高輸送能力，恰當選取滾筒的長度。滾筒軸的最小直徑等于鏈銷軸的直徑，代替鏈銷軸安裝在鏈中。鏈分布在滾筒的兩邊，滾筒的筒體用兩個尼龍?zhí)着c滾筒軸之間采用間隙配合。滾筒被鏈條帶動，同時在滾筒下方固定有摩擦板，滾筒與摩擦板之間產(chǎn)生摩擦，實現(xiàn)滾筒自轉(zhuǎn)。從而使山楂自動定向。同時，考慮在滾鏈的上方加一至兩個毛刷，進一步確保山楂在兩個滾筒之間定向成功。
鮮山楂較脆，糖分多，有粘性，切制過程破碎率多，難清洗。我們擬采用的方法：刀具固定，輪式送料，自動下料式。主要解決切片厚度便于調(diào)整、粘接物容易清除以及與送料機構(gòu)可靠連接等問題。
通過一系列機構(gòu)組合，從而實現(xiàn)山楂自動定向、輸送、切片工序的一體化。在此過程中，關(guān)鍵是山楂的自動定向，即山楂在輸送過程中，自動完成定向的要求。設計過程中，為了滿足此要求，充分利用了不同機械機構(gòu)的優(yōu)勢，取長補短。鏈在輸送的過程中，通過在滾筒下方裝有摩擦板，摩擦板與滾筒摩擦，滾筒收到徑向力的作用，滾筒便繞著銷軸轉(zhuǎn)動。滾筒自轉(zhuǎn)，山楂便成預期的方式排列起來，類似于當前常吃的烤腸加工過程中的排列方式。為了進一步確保山楂有序排列，在滾子上方加一個毛刷，在鏈帶著山楂向前輸送經(jīng)過轉(zhuǎn)動的毛刷時，毛刷會將無序排列的山楂阻擋下來，直到山楂正常排列在兩個滾筒之間。此處毛刷的選擇也是一個重點。毛刷的毛應偏軟，倘若過硬，山楂經(jīng)過時，毛刷會將山楂表皮刮破，影響山楂色澤和衛(wèi)生。而且，毛刷毛的長短應適宜。過長，毛刷會將已經(jīng)有序排列的山楂剔除在外，同時也會對山楂的表皮造成一定的創(chuàng)傷。
有效解決山楂脆片生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)品產(chǎn)量和效率的限制性工序（切片工序）。切片機構(gòu)采用開刀槽的送料盤式，長200mm，一次能送4 ~ 5個山楂，送料盤中沿著圓周加工出10個山楂大小的送料槽，并軸向每隔 3mm 開有寬度 2mm 刀槽，一共開 39 個。采用 39 根鋼絲來切割，鋼絲的直徑為0.2 ~ 0.5mm，用兩片平行的開有鋼絲大小的小孔板固定在機架上，用蝶形螺母來調(diào)節(jié)鋼絲的張緊，鋼絲方便于安裝和替換。山楂橫向進入刀槽的送料盤的料槽中，用送料盤擋板擋住山楂，送料盤旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)切割。自動下料，并且實現(xiàn)兩次切割。
1.2山楂切片機研究現(xiàn)狀
多功能切絲切片機是市場上比較多見，其構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、安全衛(wèi)生、性能良好，符合國家衛(wèi)生的標準，是蘿卜、土豆、紅薯等瓜果類蔬菜切片和切絲和理想廚房設備本機采用半月刀調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，不用更換刀片，只須使用不同進料斗和點動倒順開關(guān)即可進行切絲切片工作,工作厚度可在一定的范圍下進行調(diào)節(jié)。調(diào)整簡單,維護清洗方便。
全自動落地式切片機適合切無骨肉類和其它類似榨菜帶有彈性的食物，把原材料肉切成肉片等。該設備結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、操作簡便、效率高、耗電小、清潔保養(yǎng)容易、安全衛(wèi)生，切肉效果均勻并可自動成卷狀，采用進口意大利刀片及皮帶及帶有獨有自動潤滑裝置，功率強大,是賓館、酒家、食堂、肉類加工場等單位所不可缺少的肉類加工機械。
以上這些切片機雖有廣泛的用途，但都不適用于山楂的切片，出現(xiàn)的主要問題是：破碎率高，不容易清洗。
山楂切片目前大多手工菜刀切制，這種手工切制生產(chǎn)效率低，勞動強度大，不能滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)要求及市場對山楂的需求；也有少數(shù)企業(yè)使用半自動的山楂切片機，兩相交流電機通過皮帶輪帶動渦輪蝸桿減速器，從而帶動白色尼龍刀槽旋轉(zhuǎn)，放進刀槽的山楂隨之旋轉(zhuǎn)，穿過放置于槽縫的刀片，于是切片。這種切制比手工切制提高了點生產(chǎn)效率，減少點勞動強度，但破碎率高，勞動強度還是很大。
1.3山楂切片機市場前景
當前國內(nèi)的山楂加工設備種類少，自動化程度低，難以滿足高質(zhì)量和高效率的山楂加工需求。就山楂自動定向、輸送及切片機而言，市場上沒有完整的一體化設備，全靠手工或半自動化生產(chǎn)。不完全統(tǒng)計全國有大小上萬家山楂深加工企業(yè)。以每家需求 1 臺算，全國需求量約 1 萬臺，每臺售價 4 萬元，設備需求總價值約 4 億元，故存在著巨大的市場潛力，應用前景廣闊。
盡管內(nèi)有廣闊的國內(nèi)市場、外有幾無競爭的國際市場，但中國的山楂產(chǎn)業(yè)無論是企業(yè)的規(guī)模，還是產(chǎn)業(yè)拓展的深度都還面臨較大的差距。專家分析認為：中國傳統(tǒng)的山楂樹基本種植在山地、坡地或家庭庭院，基本以農(nóng)戶個體種植為主，產(chǎn)地分散、規(guī)模小難以形成規(guī)模經(jīng)營；優(yōu)質(zhì)品種推廣面積較少，中國山楂品種現(xiàn)有 704 個，但品質(zhì)好的不超過 20 個。優(yōu)質(zhì)品種較少，就難以形成強勢的吸引力。此外，經(jīng)營山楂業(yè)的企業(yè)基本上是沿用從農(nóng)戶手中或山楂販處收購-進行加工處理-進入市場的傳統(tǒng)產(chǎn)銷鏈形式，真正上規(guī)模、上檔次、專業(yè)化的山楂生產(chǎn)企業(yè)和銷售企業(yè)還沒有形成。
山楂為我國的特產(chǎn)，可以說，我國的產(chǎn)量即世界的產(chǎn)量。隨著我國農(nóng)村種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，山楂已成為我國果樹發(fā)展中一個新的熱點。山楂的健康發(fā)展，不僅可使農(nóng)民得到實惠，而且可賺取外匯，促進整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。對于我國產(chǎn)山楂大省河南，及時摸清其生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在的問題，對于推動其乃至全國山楂的發(fā)展具有積極的指導意義。
第二章 山楂自動定向輸送切片一體機方案設計
2.1山楂切片目前存在的問題
目前國內(nèi)山楂加工以農(nóng)村小企業(yè)居多，他們廠房簡陋，設備落后，生產(chǎn)效率低，衛(wèi)生狀況差，產(chǎn)品質(zhì)量不能保障，具體的講，問題有如下方面：
（1）多數(shù)山楂加工仍采用手工作坊式生產(chǎn)方式，將山楂清洗后熱風干燥，使得產(chǎn)品質(zhì)量差，干燥時間長。
（2）采取手工去核，人工切片，再快速真空干燥的方法，雖然產(chǎn)品的質(zhì)量提高了，但存在生產(chǎn)效率低，清洗不便，安全性差等問題。難以滿足山楂季節(jié)性強，市場需求旺盛的要求。
（3）排序的方法主要由手工排序，用手把山楂橫向排序地放在刀槽送料盤槽中，實現(xiàn)排序的。該法存在的問題主要是生產(chǎn)效率低，勞動強度大，并且操作不安全。
2.2方案的選擇
本論文就山楂自動定向、輸送、切片的問題，提出了如下解決方案。
（1） 方案1
圖2-1 螺旋槽體彈性連桿垂直振動輸送機構(gòu)
1—電機 2—料斗 3—導向桿 4—螺旋槽體 5—山楂 6—固定刀片 7—刀槽式送料盤
8—出料擋板 9—彈性連桿式激振器 10—主振彈簧 11—機座
如圖 2-1 所示，螺旋槽體彈性連桿垂直振動輸送是由料斗 2、彈性連桿式激振器 9、山楂寬度大小的螺旋槽體 4、導向桿 3、固定刀片 6 刀槽式送料盤 7、主振彈簧 10 及機座11 等部分組成。
工作原理：連桿作垂直方向振動，而主振彈簧 10 的布置方向與山楂寬度大小的螺旋槽體 3 相應部位的振動方向接近一致，振動方向線與螺旋槽體 4 底面所成夾角一般為15°~30 °，以使物料從下部螺旋槽體 3 逐漸上升至頂部。并從出料口依次下來送入切片機送料盤中。刀槽式送料盤該方案能實現(xiàn)理料，使山楂橫向定向輸送入切片機送料盤中。
優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，缺點是送料量少，生產(chǎn)效率低，結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。
（2）方案二
圖2-2 履帶式輸送機構(gòu)
1—凹穴 2—光面的條板 3—料斗 4—撥料毛刷 5—輸送輪 6—山楂
7—固定刀片 8—導槽式送料盤 9—振動器
如圖 2-2 所示，履帶式輸送該履帶是由若干組均勻的凹穴 1、光面的條板 2、料斗 3、撥料毛刷 4、輸送輪 5、固定刀片 7、刀槽式送料盤 8 和振動器 9 組成。
工作原理：物料在料斗 3 的底部靠自重和振動器 8 的作用不斷落入板穴中，并由撥料毛刷 4 將板上的多余物料撥回去。當物料移至卸料工位，使之成排掉入刀槽式送料盤。刀片固定刀架上，刀槽式送料盤旋轉(zhuǎn)切割，自動出料。該方案能使物料送成排送入切片機，實現(xiàn)山楂橫向定向輸送，自動切割，送料量多，生產(chǎn)效率高。
優(yōu)點排序、切片可靠度高，缺點是結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高。
（3） 方案三
圖2-3 滾筒鏈式自動定向、輸送及切片機構(gòu)
1—傳動鏈 2—鏈輪 3—滾筒 4—料斗 5—滾動毛刷 6—摩擦板 7—可調(diào)擋板
8—山楂 9—導槽式送料盤 10—固定切割鋼絲 11—送料盤擋板 12—機架
如圖 2-3 所示，滾鏈式輸送機構(gòu)，該機構(gòu)是由傳動鏈 1、鏈輪 2、滾筒 3、料斗 4 、滾動毛刷 5、摩擦板 6、可調(diào)擋板 7、刀槽式送料盤 9、固定切割鋼絲 10、和送料盤擋板組成。
工作原理：傳動鏈 1 帶動輥筒 3 運動的同時，與摩擦板 6 產(chǎn)生摩擦，使輥筒轉(zhuǎn)動，使山楂在兩輥筒之間成橫向排列，輥筒上部的滾動毛刷 5 把不成排的山楂刷回。可調(diào)擋板與兩個滾筒之間形成的空間，使山楂保持原來的橫向輸送直接過渡到刀槽式送料盤中，切割鋼絲固定刀架上，刀槽式送料盤旋轉(zhuǎn)，山楂穿過切割，最后自動下料。
缺點是山楂定向過渡到刀槽式送料盤中要保持鏈輪的轉(zhuǎn)速與刀槽式送料盤轉(zhuǎn)速相等。優(yōu)點是該方案能實現(xiàn)山楂橫向定向輸送，并且送料量多，生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
以上三種方案的優(yōu)缺點對比下如表 2-1 所示。
表2-1 方案的優(yōu)缺點對比
優(yōu)點
缺點
方案一
實現(xiàn)理料，使山楂橫向定向輸送至切片機送料盤中
送料量少，生產(chǎn)效率低，結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高
方案二
實現(xiàn)山楂橫向定向輸送，自動切割，送料量多，生產(chǎn)效率高
結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高
方案三
實現(xiàn)山楂橫向定向輸送，并且送料量多，生產(chǎn)效率多，結(jié)構(gòu)簡單
山楂定向過渡到刀槽式送料盤中要保持鏈輪的轉(zhuǎn)速與刀槽式送料盤轉(zhuǎn)速相等
綜合以上三種方案的優(yōu)缺點，并考慮到機構(gòu)的復雜性、加工成本與本設計的預算成本以及加工的條件問題，本設計選擇方案三。
2.3總體方案設計
圖2-4 山楂自動定向輸送切片機
1-傳動鏈 2-鏈輪 3-滾筒 4-料斗 5-滾動毛刷 6-滾動毛刷帶輪 7-帶 8-摩擦板 9-帶
10-傳動帶輪 11-四個傳動齒輪 12-可調(diào)擋板 13-山楂 14-刀槽式送料盤 15-固定切割鋼絲
16-送料盤擋板 17-減速器 18-電機帶輪 19-電機 20-機架 21-鏈的張緊軸承
圖 3-4 所示滾筒鏈式輸送機構(gòu)，該機構(gòu)是由傳動鏈 1、鏈輪 2、輥筒 3、料斗 4 、滾動毛刷 5、可調(diào)擋板 12、刀槽式送料盤 14、固定切割鋼絲 15 組成，傳動鏈 1 帶動棍筒 3運動，與摩擦板 8 產(chǎn)生摩擦，棍筒轉(zhuǎn)動，使山楂在兩棍筒之間成橫向排列，并通過滾動毛刷 5 把不成排的山楂刷回。調(diào)擋板與兩個滾筒之間形成的空間保持山楂原來的橫向輸送直接過渡到刀槽式送料盤中，切割鋼絲固定刀架上，刀槽式送料盤旋轉(zhuǎn)切割，自動下料。采用 RV 系列蝸輪蝸桿減速器、帶傳動、鏈與刀槽送料盤之間的傳動采用四個齒輪傳動，傳動比為 1，使鏈輪的轉(zhuǎn)速與刀槽送料盤的轉(zhuǎn)速相等，使刀槽送料盤的送料槽與滾筒鏈式輸送帶同步嚙合。
第三章 傳動系統(tǒng)的設計
3.1負荷計算
如圖 3-1 所示傳動原理圖，總動力從減速電機 1 發(fā)出，經(jīng)過帶傳動 2，一部分動力傳給了鏈傳動 3，一部分動力經(jīng)過齒輪傳動 4 到切刀 5，其中一小一部分動力以帶傳動的形式傳到了毛刷。
圖3-1 傳動原理圖
1-減速電機 2-帶傳動 3-鏈傳動 4-齒輪傳動 5-切刀
此系統(tǒng)電機大小的選擇涉及到對各個負載的大小的確定，主要的大負載有：山楂片的切削阻力、帶的負荷、鏈傳動的負荷等，現(xiàn)分別確定如下：
3.1.1山楂片的切削阻力
山楂的物理機械特性在生產(chǎn)、質(zhì)量控制和發(fā)展新產(chǎn)品中起著重要作用，為山楂生產(chǎn)與加工機械的設計提供依據(jù)，其研究有利于深入了解物料的結(jié)構(gòu)，加強對山楂加工中的質(zhì)量控制，山楂的物理機械特性是優(yōu)化切片工藝的重要依據(jù)，山楂物理機械特性也是切削部件設計的基礎。研究山楂等農(nóng)業(yè)物料物理機械特性，完全用理論分析和計算方法是比較困難的，一般都采用試驗和經(jīng)驗的方法來進行。山楂的物理機械特性是研究山楂在外力作用下產(chǎn)生的變形，以及載荷作用的時效。
山楂物理機械特性的力學試驗主要有壓縮試驗、剪切試驗、彎曲試驗、加載一卸載試驗等，測定方法可以分為二類:
1.基本力學測試，例如測定山楂的各種模量、泊松比等基本物理機械特性參數(shù)，這些參數(shù)是物料本身所固有的，與樣品的幾何形狀、載荷狀況以及使用的儀器等無關(guān)，具有明確的力學定義，可以用公式描述。
2.經(jīng)驗測試，測定壓潰力、擠壓能、硬度等參數(shù)，雖沒有明確的數(shù)學定義卻與山楂的物理機械特性較為相關(guān)。
國內(nèi)外用得較多的質(zhì)地測試儀器有 AT.XT 系列物性儀。TA 一 XTZi 是英國 StbaelMICroSystemS 公司生產(chǎn)的新型質(zhì)地測試儀，具有較好的通用性能。TA 一 XTZi 質(zhì)地分析儀主要包括測試主機、操控臺、備用探頭和附件以及與質(zhì)地儀相配套的專用軟件(TextureExpert)。TA 一 XTZi 的測試是圍繞著距離、時間、作用力三者進行的，并通過對這三者相互關(guān)系的處理，獲得對實驗對象的物理機械特性測試結(jié)果。本質(zhì)地儀能夠完成壓縮、拉伸、剪切、彎曲等一系列的實驗動作，集合了多種物理機械特性測試功能，可對測試樣品進行基礎力學測試、經(jīng)驗測試和模擬測試。
山楂表面抗壓強度是山楂在物料導槽內(nèi)受力分析的重要依據(jù)，山楂在物料導槽內(nèi)被切削時，物料導槽內(nèi)壁對山楂的擠壓，容易造成山楂表面的壓傷，測試山楂表面的抗壓強度。利用 TA.XTZ 主質(zhì)地測試儀的壓縮測試功能，綜合分析山楂各個部分的抗壓性能，為切片機設計提供依據(jù)。
山楂切片，用 39 根鋼絲來切割，鋼絲的直徑為0.2 ~ 0.5mm,根據(jù)實驗每根鋼絲的切削阻力為 80N，39 根共需:
山楂刀槽的轉(zhuǎn)矩為：
山楂刀槽轉(zhuǎn)動需功率為：
3.1.2帶的負荷
帶分別用于主傳動和帶動傳動毛刷，其中毛刷阻力實驗測量為：40N。
毛刷的轉(zhuǎn)矩為：
毛刷轉(zhuǎn)動需功率為：
3.1.3鏈傳動的負荷
鏈傳動主要用于帶動滾筒的前進和摩擦后自轉(zhuǎn)，其中實測鏈輪阻力為：2000N。
鏈輪的轉(zhuǎn)矩為：
鏈輪轉(zhuǎn)動需功率為：
3.1.4電機與減速機的選擇
由上面的負載計算可知共需理論動力：
考慮到其它能量損失，給其乘于安全系數(shù) 1.2，取電機功率為 1.5 KW。
蝸桿減速機是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動機械，是最常用的減速機之一。其分類主要有圓柱蝸桿減速機，圓弧轉(zhuǎn)面蝸桿減速機，錐蝸桿減速機和蝸桿——齒輪減速機，其中以圓柱蝸桿減速機最為常用。有普通圓柱蝸桿的和圓弧齒圓柱蝸桿的兩種。其中，中空軸式蝸齒減速機不僅具有以上的特點，而且安裝方便，結(jié)構(gòu)合理，越來越得到廣泛應用。
通過實驗測試，減速器減速比為 1:40 時，山楂輸送速度為最佳。故選 RV 系列蝸輪蝸桿減速器，該產(chǎn)品在符合按國家標準 GB10085-88 圓柱蝸輪蝸桿參數(shù)基礎之上,吸取國內(nèi)外最先進科技,獨具新穎一格的“方箱型”外型結(jié)構(gòu), 箱體外形美觀，以優(yōu)
質(zhì)鋁合金壓鑄而成，具有以下優(yōu)勢性能：
（1）機械結(jié)構(gòu)緊湊，體積輕巧,小型高效；
（2）熱交換性能好,散熱快;
（3）安裝簡易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護檢修；
（4）傳動速比大、扭矩大、承受過載能力高；
（5）運行平穩(wěn)、噪音小、經(jīng)久耐用；
（6）適用性強、安全可靠性大。
電機型號選擇 Y90S2-4-B5，減速機型號選擇 RV90-40-1.5FA-DZ，其中減速機基本數(shù)如下表:
輸入功率
輸入轉(zhuǎn)速
輸出轉(zhuǎn)速
輸出扭矩
3.2齒輪傳動的設計與計算
齒輪傳動裝置利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動，用主、從動輪輪齒直接、傳遞運動和動力的裝置。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪傳動。具有傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大等特點。齒輪傳動的優(yōu)點
1） 瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)性較高；
2） 采用非圓齒輪，瞬時傳動比可按所需變化規(guī)律設計；
3） 傳動比變化范圍大，特別是采用行星傳動時，傳動比可到 100~200（單級），適用于減速或增速傳動；
4） 速度范圍大，齒輪的圓周速度可從 V<0.1M/S 達到 200m/s，或更高；轉(zhuǎn)速可從 n<1r/min 到 20000r/min 以上；
5） 傳遞功率范圍大，承載能力高；
6） 傳動效率高，特別是精度較高的圓柱齒輪副，其效率可達η=0.99 以上；
7） 結(jié)構(gòu)緊湊，如使用行星傳動、少齒差傳動，或諧波齒輪傳動，可使部件更為縮小，成為同軸線傳動；
8） 維護簡便。
3.2.1齒輪的計算
（1）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。
切片機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度。
材料均選擇45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240。
齒數(shù)為。
（2） 按齒面接觸強度設計
由《機械設計》設計計算公式進行試算，即
（3）確定公式的各個計算數(shù)值
a) 試選載荷系數(shù)
b) 計算齒輪 1 傳遞的轉(zhuǎn)矩
c) 由《機械設計》選取齒寬系數(shù)
d) 由《機械設計》查得材料的彈性影響系數(shù)
e) 由《機械設計》按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限
；
f) 由《機械設計》計算應力循環(huán)次數(shù)
（4） 計算接觸疲勞許用應力
取失效概率為，安全系數(shù)，由公式得
（5） 計算
試算齒輪分度圓直徑，代入中值
齒輪分度圓直徑
（6） 計算圓周速度
（7）計算齒寬
（8） 計算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
（9） 計算載荷系數(shù)
根據(jù)，7級精度，由《機械設計》查得動載荷系數(shù)， 直齒輪，假設由《機械設計》查得
由《機械設計》查得使用系數(shù)
由《機械設計》查得7級精度、齒輪相對支承布置時，
將數(shù)據(jù)代入后得
由查《機械設計》得；故載荷系數(shù)
（10） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機械設計》得
（11） 計算模數(shù)
（12） 按齒根彎曲強度設計
由《機械設計》得彎曲強度的設計公式為
a）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
由《機械設計》查得齒輪的彎曲疲勞強度極限
由《機械設計》查得齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)
b）計算彎曲疲勞哦許用應力
取彎曲疲勞完全系數(shù)，得
c）計算載荷系數(shù)
查取齒形系數(shù)
查取應力校正系數(shù)
d）計算齒輪的并加以比較
（13） 設計計算
對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲強度設計的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由大于齒根彎曲強度設計的模數(shù)，取分度圓直徑，齒數(shù)
（14） 幾何尺寸計算
a）計算分度圓直徑
b）計算中心距
c）計算齒輪寬度
取
d）驗算
合適
表3-1 圓柱直齒輪尺寸參數(shù)表
名稱
代號
齒輪1
齒輪2
齒輪3
齒輪4
中心距
84
84
84
84
傳動比
1
1
1
1
模數(shù)
3
3
3
3
齒數(shù)
28
28
28
28
分度圓直徑
84
84
84
84
節(jié)圓直徑
84
84
84
84
齒頂圓直徑
90
90
90
90
齒根圓直徑
77
77
77
77
寬度
20
18
18
20
3.2.2齒輪的零件立體圖
齒輪零件立體如圖3-2所示。
圖3-2 齒輪的三維圖
齒輪的裝配圖，如圖3-3所示
齒輪4
齒輪3
齒輪2
齒輪1
圖3-3 齒輪的裝配三維圖
3.3帶傳動的設計與計算
3.3.1帶的選用
帶傳動是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、造價低廉以及緩沖吸振等特點。在帶傳動中，常用的有平帶傳動、V 帶傳動、多楔帶傳動和同步帶傳動等。在一般的機械傳動中，多用 V 帶傳動。V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也作出了相應的輪槽。傳動時，V 帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V 帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是 V 帶傳動性能上的最主要優(yōu)點。再加上 V 帶傳動允許的傳動比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，以及 V 帶多已標準化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點，因而本設計中采用 V 帶傳動。
3.3.2帶的計算
帶有2根，一根是主傳動，一根是毛刷傳動，由于毛刷傳動帶消耗的功很少，故只對主傳動帶做校核計算。
1） 確定計算功率。
依據(jù)所傳遞的功率考慮載荷的性質(zhì)，原動機工作機的類型，每天運轉(zhuǎn)時間
查閱機械設計手冊得到工況系數(shù)；
2）選定帶型。
根據(jù)和減速器輸出速遞，查閱機械設計手冊確定為A型。
3)小輪基準直徑。
查閱機械設計手冊，取。
大輪基準直徑：
查閱機械設計手冊取。
4)帶速
帶的速度合適
5）初定軸間距。按要求取
所需基準長度：
查閱機械設計手冊，選取基準長度1800mm。
實際軸間距。
安裝時所需最小軸間距：
張緊或補償伸長所需最大軸間距：
6）小帶輪包角：
主動輪上的包角合適
7）計算V帶的根數(shù)
單根V帶的基本額定功率。根據(jù)和，查閱機械設計手冊查得Z帶型。
考慮傳動比的影響，額定功率的增量由機械設計手冊查得：
V帶的根數(shù)：
查閱機械設計手冊可得
取1根
8）計算預緊力
單根V帶的預緊力：查閱機械設計手冊
9）計算作用在軸上的壓軸力
3.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)設計
帶輪的材料采用鑄鐵，牌號 HT150.為實心式，《機械設計》圖 8-12a 所示
主動輪帶輪的基準直徑，帶輪的大徑 。
3.4滾鏈式傳送帶的設計
3.4.1鏈的設計
鏈傳動是一種具有中間柔性件的嚙合傳動，與屬于摩擦傳動的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張的很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較??；在同樣使用條件下，鏈傳動結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時，鏈傳動能在高溫及速度較低的情況下工作。可作傳動用，輸送用，曳引提升用以及許多結(jié)構(gòu)巧妙的性能特異的專門用途。具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動力大、效率高、傳動比準確、適應性強、緊湊經(jīng)濟、耐用和維修保養(yǎng)容易等主要特點。
本設計采用滾子鏈輸送。
3.4.2鏈的設計與計算
（1） 選擇鏈輪齒數(shù)
取鏈速，由《機械設計》選取主動鏈輪齒數(shù)，從動鏈輪齒數(shù)。
計算功率
式中：—傳遞的額定功率
—工作情況系數(shù)，由《機械設計》查得工作情況系數(shù)
（2） 確定鏈條鏈節(jié)數(shù)
初定中心距，則鏈節(jié)數(shù)為
取141節(jié)。
（3）確定鏈條的節(jié)矩
由《機械設計》圖 9-13 按鏈輪轉(zhuǎn)速估計，鏈工作在功率曲線頂點右側(cè)時,可能出現(xiàn)滾子，套筒沖擊疲勞破壞。由《機械設計》查得鏈輪齒數(shù)系數(shù)
鏈長系數(shù)
選取單排鏈，由《機械設計》查得單排鏈系數(shù)，故所需傳遞的功率為
根據(jù)鏈輪轉(zhuǎn)速及功率，由《機械設計》選擇鏈號為16A單排鏈。由《機械設計》查的鏈的節(jié)矩為
（4） 確定鏈長及中心距
中心距小少量
實際中心距
取
驗算鏈速
與假設相符。
（5） 驗算鏈輪轂輪
由《機械設計》驗算許用最大直徑，取
（6）作用在軸上的壓軸力
有效圓周力
按水平布置去壓軸力系數(shù)故
（7） 滾子鏈標記：
3.4.3滾子鏈的機構(gòu)
滾子鏈由內(nèi)鏈板 1、套筒 2、銷軸 3、外鏈板 4 和滾子 5 組成，如圖 5-1 所示。內(nèi)鏈板和套筒、外鏈板和銷軸用過盈配合固定，構(gòu)成內(nèi)鏈節(jié)和外鏈節(jié)。銷軸和套筒之間為間隙配合，構(gòu)成鉸鏈，將若干內(nèi)外鏈節(jié)依次鉸接形成鏈條。滾子松套在套筒上可自由轉(zhuǎn)動，鏈輪輪齒與滾子之間的摩擦主要是滾動摩擦。鏈條上相鄰兩銷軸中心的距離稱為節(jié)距，用戶表示，節(jié)距是鏈傳動的重要參數(shù)。節(jié)距 p 越大，鏈的各部分尺寸和重量也越大，承載能力越高，且在鏈輪齒數(shù)一定時，鏈輪尺寸和重量隨之增大。因此，設計時在保證承載能力的前提下，應盡量采取較小的節(jié)距。
圖3-4 滾子鏈
內(nèi)鏈板 1、套筒 2、銷軸 3、外鏈板 4、滾子 5
表3-2 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)
鏈號
節(jié)矩（）
排距（）
棍子外徑（）
內(nèi)鏈節(jié)鏈寬（）
銷軸直徑（）
內(nèi)鏈板高度（）
極限拉伸載荷
質(zhì)量（）
16A
25.4
29.29
15.88
15.75
7.92
24.13
55600
2.6
3.4.4鏈輪的結(jié)構(gòu)設計
（一）鏈輪的結(jié)構(gòu)制成整體式
齒數(shù)
分度圓直徑
式中：—分度圓直徑系數(shù)，查《鏈傳動設計與應用手冊》，取
齒頂圓直徑
取
齒頂圓直徑
鏈輪轂輪孔直徑
滾子鏈鏈輪的主要設計尺寸如表3-3
表3-3 滾子鏈鏈輪的主要設計尺寸
名稱
代號
數(shù)值
分度圓直徑
162.37
齒數(shù)
20
齒頂圓直徑
178.24
齒根圓直徑
146.49
輪轂孔直徑
30
輪轂厚度
15
輪轂直徑
60
輪轂長度
22
齒寬
15
（2） 鏈輪的結(jié)構(gòu)與布置
鏈輪的結(jié)構(gòu)采用整體式，分布在軸的兩邊，安裝是兩邊要對位，其立體圖與在軸上的布置圖，如圖 4-4所示
圖3-5 鏈輪的結(jié)構(gòu)布置
3.5滾筒的結(jié)構(gòu)設計
（1) 滾筒的直徑選擇
根據(jù)對山楂的尺寸測量，山楂直徑，長度 ，要使山楂在兩個滾筒之間自動定向并保持橫向狀態(tài)輸送，以及根據(jù)以上鏈的節(jié)距，選擇滾筒的直徑，為了提高輸送能力，取滾筒的長度，即兩個滾筒之間能排有個山楂。
為了減少滾筒的重量，采用輥筒式的結(jié)構(gòu)。主要由尼龍?zhí)?，滾筒體與滾筒三部分組成。滾筒軸的最小直徑等于鏈銷軸的直徑，代替鏈銷軸安裝在鏈中。鏈分布在滾筒的兩邊，滾筒的筒體用兩個尼龍?zhí)着c滾筒軸之間采用間隙配合。滾筒被鏈條帶動，滾筒與摩擦板產(chǎn)生摩擦，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。滾筒與鏈的三維裝配圖如圖4-5。
圖3-6 鏈與滾筒的裝配三維圖
第四章 切片機構(gòu)的設計
4.1切片機構(gòu)刀槽送料盤與鋼絲的設計
目前，食品切片技術(shù)在某些產(chǎn)品上已經(jīng)很成熟，如用于凍肉切片的旋轉(zhuǎn)圓盤片裝置，在國內(nèi)市場上可以見到的適用于大規(guī)模生產(chǎn)的人參切片機、馬鈴薯切片機、洋蔥切片機、黃姜切片機等。由于人參、馬鈴薯、黃姜這些食品很不規(guī)則，又要求一定的表面質(zhì)量，所以不宜用夾具夾持。
近年來，為了滿足我國山楂制半成品國內(nèi)消費和對外出口的需求，降低人工切片勞動強度，我國科研單位和企業(yè)針對山楂切片加工技術(shù)難題，也開展了對山楂切片機的研究和開發(fā): 鮮山楂較脆，糖分多，有粘性，切制過程破碎率多，難清洗。我們擬采用的方法：刀具固定，輪式送料；刀具旋轉(zhuǎn)，自動下料等。
山楂切片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計研究，首先確定山楂切片機構(gòu)的方案，然后對切片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設計研究，主要研究切削機構(gòu)的切削特性、切片刀刃形和刀刃傾角對切削的影響及解決辦法、傳動機構(gòu)的設計與分析。切片機性能試驗及參數(shù)優(yōu)化，對切片機構(gòu)進行性能試驗，通過單因素試驗和正交試驗，找出切片參數(shù)的最佳組合，按最佳組合進行切片，對切片結(jié)果進行比較分析。主要解決切片厚度便于調(diào)整、粘接物容易清除以及與送料機構(gòu)可靠連接等問題。刀片的厚度關(guān)系到山楂切片的質(zhì)量。倘若切片薄，那么山楂切片表面光，而且刀具表面粘結(jié)物少，保證了山楂切片的質(zhì)量。同時，設計過程中，要設計好刀具轉(zhuǎn)動的速度，速度越快，切片質(zhì)量越好，但是，刀具轉(zhuǎn)一圈的速度還應限制在山楂能落入刀槽內(nèi)。這樣在一定程度上提高了工作效率，也降低了電機的功耗。所以，設計刀具的轉(zhuǎn)速，應充分結(jié)合鏈傳動的速度。
切片機構(gòu)采用開刀槽的送料盤式，長,一次能送個山楂，送料盤中沿著圓周加工出10個山楂大小的送料槽，并軸向每隔開有寬度刀槽，一共開39個。
4.2刀槽送料盤與鋼絲的安裝
刀槽送料盤與鋼絲調(diào)節(jié)裝置。采用39根鋼絲來切割，鋼絲的直徑為,用兩片平行的開有鋼絲大小的小孔板固定在機架上，用蝶形螺母來調(diào)節(jié)鋼絲的張緊，鋼絲方便于安裝和替換。山楂橫向進入刀槽的送料盤的料槽中用送料盤擋板擋住山楂，送料盤旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)切割。自動下料，并且實現(xiàn)兩次切割，把刀槽中山楂的碎片切出去。
第五章 其他零部件設計
5.1軸承的選擇與壽命的校核
5.1.1軸承的選擇
外球面球軸承實際上是深溝球軸承的一種變型，特點是它的外圈外徑表面為球面，可以配入軸承座相應的凹球面內(nèi)起到調(diào)心的作用。
雖然它的基本性能與深溝球軸承應是相似的，但是由于這種軸承大都應用在比較粗糙的機械中，安裝定位不夠精確，軸與座孔的軸線對中性差，或是軸長而撓度大等的情況下，而且軸承本身精度也不夠高，有的結(jié)構(gòu)也較粗糙，因此共性能的實際表現(xiàn)比較相同規(guī)格的深溝球軸承要打上相當?shù)恼劭?。例如帶頂絲的外球面球軸承應用于剛度差撓度大的通軸，這種軸承兩面帶密封圈，能嚴密防止污物侵入，出廠時巳裝填適量的潤滑劑，安裝前不需清洗，不需補加潤滑劑，軸承內(nèi)圈凸出端上的頂絲螺釘在軸上緊固時．允許的軸向負荷不得超過額定動負荷的。
帶偏心套的外球面球軸承與帶頂絲的外球面軸承性能基本相同，只是頂絲不在內(nèi)圈上，而是在偏心套上。圓錐孔外球面球軸承的內(nèi)孔為帶錐度的圓錐孔，可直接安裝在錐形軸上，或借助緊定襯套安裝在無軸肩光軸上，并可微調(diào)軸承游隙。
軸承的選擇型號帯立式座外球面球軸承 UCP205 GB/T7810 和帶滑塊座外球面球軸承UCK205。
5.1.2軸承壽命的計算
軸承的徑向載荷，軸向載荷，軸承轉(zhuǎn)速，預計壽命15000
（1） 求比值
根據(jù)《機械設計》，外球面球軸承的最大值值為1，故。
（2） 初步計算當量動載荷
按照機械設計手冊，。
（3） 根據(jù)《機械設計》，求軸承應有的基本額定動載荷值
按照滾動軸承產(chǎn)品樣本，查的此軸承的基本額定靜載荷。驗算帯立式座外球面球軸承 UC205 的壽命，根據(jù)《機械設計》。
5.2主要軸的結(jié)構(gòu)設計與計算
1） 軸上的功率，轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)矩
2）求作用在鏈輪上的徑向力
已知鏈輪的分度圓直徑為，則作用在鏈輪上的徑向力
3） 初步確定軸的最小直徑
按《機械設計》初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)查表，去，則
4） 輸出軸的最小直徑是安裝帶輪和齒輪的直徑，取。
5） 擬定軸上的零件裝配方案如圖4-1。
圖5-1 軸的機構(gòu)與裝配
5.3機架的設計
機架采用不銹等邊角鋼鋼和不銹槽鋼焊接成的。機架總體尺寸如圖 4-2 所示。查《機械零件手冊》等邊角鋼采用
槽鋼采用201。
第六章 結(jié)論與展望
6.1結(jié)論
這次的設計是我做過的結(jié)構(gòu)最為復雜，難度最高，所用知識最多的一次設計，現(xiàn)在我才知道以前的課程是多么的重要，都是為最后的課程設計做鋪墊我.此次的山楂切片機生產(chǎn)設計以及研發(fā)的時間已經(jīng)很長，但是還是有很多的問題不斷地產(chǎn)生。任何的行業(yè)都需要基礎行業(yè)的支持，尤其是機械行業(yè)更是萬丈高樓的地基。通過這次的機械設計，不僅山楂切片機有了更深入的了解和認識，也在設計的過程中對機械這個行業(yè)有了更深刻的認識。
本次的設計是對山楂切片機的整體進行設計，包括了材料的挑選，機器的整體結(jié)構(gòu)，具體構(gòu)造，還有受力的分析，以及關(guān)于環(huán)境保護，提高機器效率以及自動化這些新問題做了研究，例如通過對的結(jié)構(gòu)改良，自動送料裝置，不僅簡化了機械的復雜程度，減輕機器的重量，節(jié)約生產(chǎn)成本，而且起到更好地作用，大大加長了山楂切片機的使用壽命，維修起來也更加的方便簡單。好的機器都是通過長時間的使用不斷地改良不斷地發(fā)展，新的技術(shù)也在不斷地改進中起到了很好的作用。
在使用中機器的潤滑是必不可少的一個環(huán)節(jié)，尤其是在大型的機械中，良好的潤滑不僅可以使機械保持較高的精度，而且可以延長使用壽命，降低成本，提高效率。
6.2展望
本山楂切片機，操縱方便省力，堅固耐用，滿足各種惡劣條件下的使用要求，防護性好，不宜損壞；結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，利于推廣；山楂切片機雖然具有許多優(yōu)點，但本設計還存在以下一些問題。
1） 送料還需要人工送料，并未完全實現(xiàn)人工自動化。
2） 此切片機只能將山楂切片，還不能實現(xiàn)自動打包、包裝、封帶等一系列操作。
3） 此次設計還未完成考慮工藝性、易裝配、易加工等特性。
畢業(yè)設計雖然結(jié)束了，但我的求學之路遠遠沒有結(jié)束，通過這次畢業(yè)設計，我也學到了不少知識，學到了書本上不曾涉及的知識，極大豐富了我的知識面，當然，不斷以后是繼續(xù)求學還是出去工作，我都會本著虛心好學的態(tài)度，不斷的學習自己不曾涉及的領(lǐng)域，在這次畢業(yè)設計，也要感謝老師一直以來的幫助，沒有老師的指導，我肯定完不成我的畢業(yè)設計，謝謝老師一路來的陪伴，不管我以后去向何方，我將永遠都會銘記你對我這段時間的教育。謝謝您！
致謝
短暫的畢業(yè)設計是緊張而有效的，在掌握了四年所業(yè)學的專知識后，自己能夠綜合的運用并能完成自己和同學擬訂的畢業(yè)設計，這也是對自己所學專業(yè)知識的考察和溫習，雖然這是第一次全面的從完成由構(gòu)思到設計完成，我從中也學到了很多。
綜合運用了課本知識，再加上實際生產(chǎn)所用到的一些設計工藝，認真的對自己設計的數(shù)據(jù)進行計算和核對，嚴格按照設計的步驟和自己已經(jīng)標出的設計過程來進行計算。這些都是自己在設計中所能獲得的好處。雖然在計算的過程中也遇到了很多在課本中沒有遇到過的問題，這些都是在實際生產(chǎn)中所要考慮到的細節(jié)問題，而自己往往都會遺漏這樣的設計，但在畢業(yè)設計指導老師指導下，她給出我們在設計中必須及在實際中所要考慮到的細節(jié)的講解，使我體會到了理論聯(lián)系實踐的重要性。另外在設計的過程中需要用大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都是計算得來的，因此需要翻閱大量的相關(guān)設計的文獻。再進行數(shù)次的核對最終有了正確的設計數(shù)據(jù)。
畢業(yè)設計能夠順利的完成與指導老師的指導是分不開的。遇到的問題和自己不能設計的步驟，都是在指導老師的講解下得到滿意的答案。從而加快了自己設計的進度和設計的正確性、嚴謹性。對學校要求的設計格式，老師也反復的檢查每一個格式和布局的美觀，這樣我們才能設計出符合標準的設計。
時間就這樣在自己認真設計的過程中慢慢的過去了，幾周的時間過的是有效和充實的。到最后看到自己設計的題目完成后心情是非常喜悅的。因為這凝結(jié)了自己辛苦的勞動和指導老師的指導，所以說這次和同學完成設計收獲甚多。
最后在對老師感激的同時，
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