手動瓜果類蔬菜切片機創(chuàng)新設(shè)計

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1、 浙江工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題　　目： 手動瓜果類蔬菜切片機創(chuàng)新設(shè)計 作　　者： 系 （部）： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 　　 職　　稱：　　 　 2009年 5 月 28 日 摘 要 手動瓜果蔬菜切片機是主要是通過驅(qū)動裝置，傳動裝置來實現(xiàn)進(jìn)料以及對瓜果蔬菜進(jìn)行進(jìn)行切片，實現(xiàn)了能夠進(jìn)料和出料，厚度可調(diào)的功能的裝置。手動瓜果蔬菜切片機的創(chuàng)新設(shè)計的目

2、的是按照手動瓜果蔬菜切片機的設(shè)計題目的要求，設(shè)計可完成一定動作的切片機，完成理論方案的設(shè)計。然后對手動瓜果蔬菜切片機的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，清楚設(shè)計手動瓜果蔬菜切片機主要技術(shù)關(guān)鍵，主要是驅(qū)動裝置和傳動裝置的機構(gòu)設(shè)計，明確切片的原理，并對切片的厚度進(jìn)行可控制性的調(diào)整設(shè)計。最后使用CAXA軟件對手動瓜果蔬菜切片機進(jìn)行三維造型，模擬運動仿真，進(jìn)行動畫演示過程。 本文主要對手動瓜果蔬菜切片機的設(shè)計進(jìn)行說明。 關(guān)鍵詞：切片機；手動；驅(qū)動裝置；傳動裝置；厚度調(diào)整 目錄 第一章 概述 1 1.1食品機械與設(shè)備主要包括的內(nèi)容 1 1.2市場上已出現(xiàn)的切片機

3、 1 1.2.1制漿造紙行業(yè) 1 1.2.2制作細(xì)胞或組織切片行業(yè) 1 1.2.3肉片加工行業(yè) 2 1.2.4蔬果加工行業(yè) 2 1.3切片機使用要求 2 1.3.1肉片、蔬果加工行業(yè) 2 1.4本論文研究內(nèi)容 3 1.4.1目標(biāo) 3 1.4.2手動瓜果類蔬菜切片機的設(shè)計要求 3 1.4.3手動瓜果類蔬菜切片機應(yīng)滿足的基本要求 3 第二章 切片機原理方案構(gòu)思和擬定 5 2.1 方案的構(gòu)思 5 2.2 方案的設(shè)計 6 2.2.1 驅(qū)動裝置 6 2.2.2傳動裝置 6 2.2.3切片原理 8 2.2.4切片厚度的控制 9 第三章 主要標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 11 3.1

4、 軸承的選擇 11 3.2傳動帶的選擇 12 3.3 齒輪的選擇 12 第四章 基于CAXA的虛擬裝配和動畫制作 13 5.1 CAXA實體設(shè)計概述 13 結(jié)束語 14 謝辭 15 參考文獻(xiàn) 16 I 機電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(論文) 16 第一章 概述 1.1食品機械與設(shè)備主要 包括的內(nèi)容 食品機械與設(shè)備的內(nèi)容主要包括：輸送機械與設(shè)備、清洗和原料預(yù)處理機械與設(shè)備、攪拌及均質(zhì)機械與設(shè)備、原料及半成品的熱處理機械與設(shè)備、真空濃縮設(shè)備、干燥機械與設(shè)備、排氣及殺菌機械與設(shè)備等。 1.2市場上已出現(xiàn)的切片機 1.2.

5、1、制漿造紙行業(yè)： 一般形式有刀盤式切片機，鼓式切片機，螺旋切片機等。刀盤式切片機由刀盤、機殼、喂料槽以及傳動裝置等部分組成。沉重的刀盤還起到飛輪的作用，穩(wěn)定切片過程。刀片沿盤面輻射狀安裝，并突出２０mm左右，原木通過溜槽喂入轉(zhuǎn)盤的一側(cè)，刀片與原木軸線成一定角度進(jìn)行切片，處理量為290m3SUB/h,通常情況下木片長度24mm,刀盤直徑3360mm,刀盤轉(zhuǎn)速249rpm,刀盤上安裝有16只刀片,由４臺馬達(dá)帶動，總功率為4315kw,馬達(dá)速度為25rps。 1.2.2、制作細(xì)胞或組織切片行業(yè)： 用于光學(xué)顯微鏡的有旋轉(zhuǎn)式和滑走式切片機。用于電子顯微鏡的有超薄切片機，使用玻璃刀或鉆石刀制作超薄

6、切片。材料的裝置有機械推進(jìn)式和熱膨脹式。用于冷凍切片法的有冷凍切片機、低溫恒溫器、冷凍超薄切片機。用于徒手切片的有圓筒切片機。 1.2.3、肉片加工行業(yè)： 羊肉、肥牛切片機：該款切片機的刀片采用了進(jìn)口合金鋼材料，可適應(yīng)高速度、大批次肉片的加工；肉片厚薄自動可調(diào)，并與進(jìn)料機構(gòu)精巧配合，使之可根據(jù)所需肉片厚度自動控制推進(jìn)速度；工作平臺完全由尼龍板制做，可防止肉卷融化，既高檔又保證了衛(wèi)生要求。尤其值得一提的是，從該切片機出來的成品肉片可自然成細(xì)卷，而且無需解凍立即包裝，非常方便。 1.2.4、蔬果加工行業(yè)： 多功能切絲切片機，由重力棒、進(jìn)料筒、轉(zhuǎn)盤、切刀、切絲刀、機架、底座、軸、支撐輪，

7、動力裝置等組成，切刀和切絲刀安裝在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤在動力裝置作用下做旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)盤上的切刀和切絲刀將原料切割成片或絲，主要用于土豆、蘿卜、芥菜、瓜果、酸菜、白菜，肉類的片、絲加工，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用安全、操作方便、加工效率高等優(yōu)點，適合于個人經(jīng)商使用。 1.3切片機使用要求 1.3.1、肉片、蔬果加工行業(yè) 1.切片機只能用于切適于本切片機切片范圍的！ 2.使用前在斷電情況下清理刀片和工作臺。 3.接通電源、試機，確定能夠設(shè)備正常工作后關(guān)機待用。 4.若冷凍原料切片之前要解凍（去掉原料上的冰層）。 5.使用過程中嚴(yán)禁用手和其他工具接觸圓盤和刀片。 6.放好原料調(diào)節(jié)好出

8、片厚度，開機、推動離合器。 7.推送原料時不宜用力過猛。 8.關(guān)機、拔掉電源線，出片尺度掉到零點，徹底清理機器整體，嚴(yán)禁用水沖刷機體。 9.每周檢查機油一次，油標(biāo)低于規(guī)定尺度及時加油。 1.4本論文研究內(nèi)容 1.4.1、目標(biāo) 根據(jù)要求，設(shè)計一個能夠?qū)崿F(xiàn)切片厚度均勻且能調(diào)整切片厚度，安全可靠，提高工作效率，適合各種瓜果類蔬菜的手動切片機的合理方案，并運用三維軟件建立該機器的模型，實現(xiàn)運動仿真。 1.4.2、手動瓜果類蔬菜切片機的設(shè)計要求 1、 要確保機械的切實可行性； 2、要貼近生活，做到在生活中切切實實用得到，有必要用； 3、要貼近一些時代主題，盡量做到無能耗； 4

9、、能夠提高工作的效率； 5、 要確保機械的安全性，不發(fā)生切到手的情況； 6、 可以使切片的厚度均勻； 7、 能夠調(diào)整切片的厚度，適合與切多種瓜果類蔬菜。 1.4.3 手動瓜果類蔬菜切片機應(yīng)滿足的基本要求 手動瓜果類蔬菜切片機應(yīng)滿足的要求有以下幾個方面： 1、具有預(yù)定功能的要求 所設(shè)計制造的手動瓜果類蔬菜切片機必須實現(xiàn)預(yù)定的解決生產(chǎn)或生活問題的功能，這是機器設(shè)計的最基本出發(fā)點。為使所設(shè)計的機器具有預(yù)定功能，合理選擇機器的工作原理是最重要的。顯然，預(yù)定實現(xiàn)的功能不同，設(shè)計的要求也不同。 2、經(jīng)濟(jì)性要求 機器的經(jīng)濟(jì)性是一個綜合指標(biāo)，在切片機的設(shè)計、制造、使用、銷

10、售、維修、管理等各個環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)。總之，經(jīng)濟(jì)性要求就是在滿足功能要求的前提下使解救人質(zhì)機的總費用最低。 3、安全性要求 在手動瓜果類蔬菜切片機的設(shè)計階段就必須對機器的使用安全予以足夠的重視。簡單地講，安全就是指手動瓜果類蔬菜切片機本身的工作安全及使用者的安全，特別是使用者手的安全。因此，要采用各種各樣的防護(hù)措施，使運行時刀具不會與人體直接接觸 4、可靠性要求 簡單地講，可靠性就是手動瓜果類蔬菜切片機在使用中性能的穩(wěn)定性，它是手動瓜果類蔬菜切片機的一個重要質(zhì)量指標(biāo)?？煽啃运皆礁撸f明機器在使用過程中發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時間就越長。 5、操作使

11、用方便的要求 手動瓜果類蔬菜切片機是一種給生活帶來方便的機械產(chǎn)品。在設(shè)計手動瓜果類蔬菜切片機時必須注意操作時要輕便省力；操作機構(gòu)要適應(yīng)人的生理條件；手動瓜果類蔬菜切片機的噪聲要小；防止污染等。此外，對有些機器還有一些特殊要求，如建筑機械要便于拆裝和搬運、交通機械要重量輕等。設(shè)計手動瓜果類蔬菜切片機時，在滿足基本要求的前提下還要滿足這些特殊要求，以提高機器的使用性能和保證機器的工作質(zhì)量。 第二章 切片機原理方案構(gòu)思和擬定 2.1 方案的構(gòu)思 根據(jù)手動瓜果類蔬菜切片機的設(shè)計目標(biāo)和要求，首先要考慮刀片的運動方式，以及采用何

12、種機構(gòu)帶動刀片運動。采用何種傳動裝置使蔬菜傳遞到刀具下完成切片工作，最主要的是如何通過一個力帶動兩個機構(gòu)同時運動。以及如何控制切片的厚度，如何讓切片順利排出機器，如何限制被切物的大范圍移動所導(dǎo)致的無法正確切片。 綜合考慮，經(jīng)過研究，設(shè)計的機器通過搖動手柄帶動兩個機構(gòu)的協(xié)調(diào)運動，最終完成蔬菜的切片技術(shù)。同時再通過另一個裝置來調(diào)整切片的厚度。整機如圖2-1所示： 圖2-1 手動瓜果類蔬菜切片機示意圖 2.2 方案的設(shè)計 2.2.1驅(qū)動裝置 因為即要做到省力，還要合理利用人力驅(qū)動，所以采用何種機構(gòu)是一個必須解決的問題。我們從小時侯用的手搖卷筆刀上獲得靈感，所以我們決定采用

13、手搖式驅(qū)動。 圖2-2 驅(qū)動裝置示意圖 如圖2-2是切片機的手搖驅(qū)動裝置，使用者通過搖動手柄帶動機器運轉(zhuǎn)。操作簡單，幾乎人人都能操作。 2.2.2傳動裝置 1．帶傳動 帶傳動是一種應(yīng)用很廣泛的機械傳動。帶傳動由主動輪、從動輪和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)形傳動帶組成。它是利用傳動帶作為中間的撓性件，依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動的，主動軸的動力通過撓性傳動帶傳遞給從動軸。 其優(yōu)點是：（1）能緩和載荷沖擊；（2）運行平穩(wěn)無噪聲；（3）制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴(yán)格；（4）過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；（5）可增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件；

14、 其缺點是：（1）有彈性滑動，使傳動效率降低并且不能保持準(zhǔn)確的傳動比；（2）傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大；（3）帶的壽命較短。 2．鏈傳動 鏈傳動是由閉合的撓性環(huán)形鏈條和主、從動鏈輪所組成的，鏈輪是有特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。 其優(yōu)點是：與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣使用條件下，鏈傳動的結(jié)構(gòu)較為緊湊。鏈傳動能在高溫及油污惡劣環(huán)境中工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動較易安裝，成本較低；在遠(yuǎn)距離傳動時，其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動輕便得多。

15、其缺點是：在兩平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動；運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。 3．齒輪傳動 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中廣泛應(yīng)用的一種傳動形式，它主要用來傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力，并可改變轉(zhuǎn)動速度和傳動方向。 其優(yōu)點是：齒輪傳動和其他形式的機械傳動相比較，傳遞的功率和圓周速度范圍大，傳動效率高，能保證恒定的傳動比，工作平穩(wěn)、安全可靠且使用壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊。 其缺點是：制造和安裝精度要求高，因而成本也較高，并且不宜用于軸間距離較大的傳動。 4．蝸桿傳動 蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動與動力。它由蝸桿與蝸輪組成，一般蝸桿主動，蝸輪從動

16、，作減速運動。在少數(shù)機械中，蝸輪主動蝸桿從動，作減速運動。 其優(yōu)點是：（1）傳動比較大，結(jié)構(gòu)緊湊；（2）傳動平穩(wěn)噪聲低；（3）可具自鎖性 其缺點是：因為蝸桿蝸輪在嚙合處有較大的相對滑動，因而磨損大，發(fā)熱量大，效率低。為減少蝸桿傳動嚙合處的摩擦和磨損，控制發(fā)熱和防止膠合，蝸輪常采用青銅材料制造，因而成本增高。 通過對帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動和蝸桿傳動工作方式和優(yōu)缺點的比較以及本課題的設(shè)計要求，選取帶傳動和齒輪傳動。 從圖2-3可以看到通過手柄帶動兩個同心軸的帶輪運作，又通過此帶輪帶動運輸帶運動，被切物被運輸?shù)降断峦瓿汕衅ぷ鳎ㄟ^另一帶輪帶動齒輪運轉(zhuǎn)，從而帶動圓盤旋轉(zhuǎn)，使刀具繞圓盤旋轉(zhuǎn)完

17、成切割工作。 圖2-3 運輸帶運動 2.2.3切片原理 通過帶傳動帶動齒輪運轉(zhuǎn)，從而帶動圓盤旋轉(zhuǎn)，使刀具繞圓盤旋轉(zhuǎn)完成切割，而運輸帶周圍的擋板起到很好的定位作用，使切割過程順利完成如圖2-4所示。 圖2-4 切割過程示意圖 2.2.4切片厚度的控制 因為不同的蔬菜瓜果所要求的切片厚度都不相同，所以厚薄度的可控性是非常必要的。為了解決這個問題，設(shè)計了一個簡易的裝置，在刀具的正前方設(shè)置一個可移動的擋板來擋住被切物。通過控制擋板和刀具的間隙來控制被切物的厚度，如圖2-5所示。

18、 圖2-5控制擋板 第三章 主要標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 3.1軸承的選擇 在設(shè)計中采用的軸承是滾動軸承，它是依靠主元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承具有啟動靈活，摩擦阻力小，效率高，潤滑簡便及易于互換等優(yōu)點 按滾動體的形狀我們又分為球軸承和滾子軸承。我們采用的是深溝球軸承推力球軸承如圖3-1所示。深溝球軸承主要用于承受徑向負(fù)荷，也可承受一定的軸向負(fù)荷。當(dāng)軸承的徑向游隙加大時，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向負(fù)荷。 軸承組合的固定是通過軸承內(nèi)圈和軸之間的鎖緊，外圈和軸承座孔之間的固定來實現(xiàn)的。 推力球軸承主要用于承受軸向負(fù)荷，

19、如圖3-2所示。 圖 3-1 深溝球軸承 1.外圈 2.滾珠 3.內(nèi)圈 圖 3-2 推力球軸承 1鋼圈 2.滾珠 3.2傳動帶的選擇 在設(shè)計中采用的帶為平帶，可用橡膠帆布帶，經(jīng)膠合或縫合的接頭，傳動時沖擊小，傳動速度可以高一些。 3．3齒輪的選擇 在設(shè)計中選用直齒圓錐齒輪傳動，用來傳遞兩相交軸之間的運動和動力。圓錐齒輪的輪齒分布在圓錐體上，因此，它的輪齒一端大而另一端小，齒厚由大端到小端逐漸變小，模數(shù)和分度圓也隨之變化。圓錐齒輪的齒輪有直齒斜齒和曲齒三種類型。直齒圓錐齒輪易于制造，適用于低速輕載傳動場合，而曲齒圓錐齒輪傳動平穩(wěn)，承載能力強，常用于高

20、速重載傳動的場合，但其設(shè)計和制造較為復(fù)雜。斜齒圓錐齒輪傳動則應(yīng)用較少。所以選用了直齒圓錐齒輪。 第四章 基于CAXA的實體設(shè)計、虛擬裝配和動畫制作 4.1 CAXA實體設(shè)計概述 CAXA實體設(shè)計是由北京北航海爾軟件有限公司通過國際合作研發(fā)的具有國際先進(jìn)水平的三維設(shè)計軟件，它使實體設(shè)計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復(fù)雜性方面受到的限制，不論是經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員，還是剛接觸CAXA實體設(shè)計的初學(xué)者，CAXA實體設(shè)計都能提供便利的操作。其采用鼠標(biāo)拖放式全真三維操作環(huán)境，具有無可比擬的運行速度、靈活性和強大功能，使設(shè)計更快，并獲得更高的交互性能，真正使得實體設(shè)計做到了簡單易用。 采用C

21、AXA實體設(shè)計軟件進(jìn)行設(shè)計具有以下優(yōu)點： 第一，CAXA實體設(shè)計采用工程應(yīng)用的特征（如孔、槽、螺紋、圓角、倒角等）作為構(gòu)造零件的基本單元，改變了傳統(tǒng)二維CAD以幾何設(shè)計為主的方式，使設(shè)計過程更加直觀，設(shè)計人員可以將更多的精力用在創(chuàng)造性的產(chǎn)品構(gòu)思上，提高了設(shè)計效率。 第二，三維裝配設(shè)計使設(shè)計人員可以準(zhǔn)確進(jìn)行結(jié)構(gòu)和曲面復(fù)雜的部件設(shè)計。通過施加約束與配合關(guān)系，采用拖放方式操作，使得零件裝配就像搭積木一樣方便，對裝配、子裝配的零件、裝配特征、約束及輔助視圖以記錄樹形式進(jìn)行管理，可以完成裝配件爆炸、剖切、干涉檢查、運動仿真、最小間隙計算、零件列表等活動，避免了需要試制樣機再驗證更改完善設(shè)計的周期過

22、長、勞動強度高等弊端。 第三， CAXA實體設(shè)計能自動處理從相片真實感到線框的渲染風(fēng)格。設(shè)計環(huán)境下集成的真實紋理、貼圖和表面凸痕效果可用于體現(xiàn)諸如螺紋和隔柵等設(shè)計細(xì)節(jié)。可生成具有相片真實感的圖象和生成任意數(shù)量的平行光、點光源或聚光光源；其特殊效果包括霧化效果和膠體效果。同時智能動畫提供了復(fù)雜的關(guān)鍵幀動畫功能，包括三維動畫軌跡編輯和渲染效果圖以 GIF 和 AVI 文件的形式輸出，非常適合做設(shè)計作品的模擬演示及與他人的直接溝通。 正是CAXA實體設(shè)計的以上眾多優(yōu)點，本次畢業(yè)設(shè)計選擇了它。 結(jié)束語 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是《手動瓜果類蔬菜切片機創(chuàng)新設(shè)計》。目標(biāo)是設(shè)計出一臺切片均勻且可調(diào)整厚度，

23、安全可靠，適合于多種瓜果類蔬菜的切片機。 主要用到的軟件是CAXA，通過CAXA實體建模，CAXA零件裝配，以及CAXA的機構(gòu)運動分析功能，對手動瓜果類蔬菜切片機進(jìn)行設(shè)計和仿真。 這次畢業(yè)論文的撰寫是一次再學(xué)習(xí)和鍛煉的機會，是對所學(xué)知識的一個融會貫通的過程。通過畢業(yè)論文的撰寫，我對所學(xué)的知識有了更深層次領(lǐng)悟和掌握，對自己所學(xué)的專業(yè)有了一個整體認(rèn)識。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我真正懂得理論聯(lián)系實際的重要性，通過查找資料和數(shù)據(jù)，我進(jìn)一步完善了自己的知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)了更多的知識。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，不僅強化了我學(xué)習(xí)的素質(zhì)、研究素質(zhì)和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)，而且培養(yǎng)了我的創(chuàng)新意識，激發(fā)了我探求新知的欲望。認(rèn)真寫作畢業(yè)

24、論文，不僅能進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，而且還能進(jìn)一步提高自己的各項基本技能，實踐能力和解決問題的能力。 謝辭 在這次畢業(yè)設(shè)計順利完成之時，首先要感謝學(xué)校為我們提供了學(xué)習(xí)和工作的場所，讓我們在一個安靜的環(huán)境下完成我們的任務(wù)。 感謝我的指導(dǎo)老師陳曉英，無論是在理論學(xué)習(xí)階段，還是在論文的選題、資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到他的悉心指導(dǎo)和幫助。 感謝我的班主任孫儀娟老師，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，品德高尚，平易近人，在我大學(xué)期間不僅傳授了做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則，這些都將使我受益終生。 感謝我們同組設(shè)計的盧康樂

25、同學(xué)，感謝你在設(shè)計期間給了我很多的支持。 最后我要向關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的所有領(lǐng)導(dǎo)、同事和朋友們表示真摯的謝意！ 魏君波 2009-5-28 參考文獻(xiàn) [1] 王茂元.機械制造技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社,2006 [2] 孫志禮.機械設(shè)計[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，2003 [3] 鄒慧君.機械原理[M].北京：高等教育出版社

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