手動瓜果類蔬菜切片機創(chuàng)新設計

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1、 浙江工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 題　　目： 手動瓜果類蔬菜切片機創(chuàng)新設計 作　　者： 系 （部）： 專業(yè)班級： 指導教師： 　　 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)進料以及對瓜果蔬菜進行進行切片，實現(xiàn)了能夠進料和出料，厚度可調(diào)的功能的裝置。手動瓜果蔬菜切片機的創(chuàng)新設計的目

2、的是按照手動瓜果蔬菜切片機的設計題目的要求，設計可完成一定動作的切片機，完成理論方案的設計。然后對手動瓜果蔬菜切片機的基本結構進行分析，清楚設計手動瓜果蔬菜切片機主要技術關鍵，主要是驅(qū)動裝置和傳動裝置的機構設計，明確切片的原理，并對切片的厚度進行可控制性的調(diào)整設計。最后使用CAXA軟件對手動瓜果蔬菜切片機進行三維造型，模擬運動仿真，進行動畫演示過程。 本文主要對手動瓜果蔬菜切片機的設計進行說明。 關鍵詞：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 3 1.4.2手動瓜果類蔬菜切片機的設計要求 3 1.4.3手動瓜果類蔬菜切片機應滿足的基本要求 3 第二章 切片機原理方案構思和擬定 5 2.1 方案的構思 5 2.2 方案的設計 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 主要標準件的選擇 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實體設計概述 13 結束語 14 謝辭 15 參考文獻 16 I 機電控制工程系畢業(yè)設計(論文) 16 第一章 概述 1.1食品機械與設備主要 包括的內(nèi)容 食品機械與設備的內(nèi)容主要包括：輸送機械與設備、清洗和原料預處理機械與設備、攪拌及均質(zhì)機械與設備、原料及半成品的熱處理機械與設備、真空濃縮設備、干燥機械與設備、排氣及殺菌機械與設備等。 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盤的一側，刀片與原木軸線成一定角度進行切片，處理量為290m3SUB/h,通常情況下木片長度24mm,刀盤直徑3360mm,刀盤轉速249rpm,刀盤上安裝有16只刀片,由４臺馬達帶動，總功率為4315kw,馬達速度為25rps。 1.2.2、制作細胞或組織切片行業(yè)： 用于光學顯微鏡的有旋轉式和滑走式切片機。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口合金鋼材料，可適應高速度、大批次肉片的加工；肉片厚薄自動可調(diào)，并與進料機構精巧配合，使之可根據(jù)所需肉片厚度自動控制推進速度；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、進料筒、轉盤、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盤上，轉盤在動力裝置作用下做旋轉運動，轉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，具有結構簡單、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，確定能夠設備正常工作后關機待用。 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.關機、拔掉電源線，出片尺度掉到零點，徹底清理機器整體，嚴禁用水沖刷機體。 9.每周檢查機油一次，油標低于規(guī)定尺度及時加油。 1.4本論文研究內(nèi)容 1.4.1、目標 根據(jù)要求，設計一個能夠?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滿足的基本要求 手動瓜果類蔬菜切片機應滿足的要求有以下幾個方面： 1、具有預定功能的要求 所設計制造的手動瓜果類蔬菜切片機必須實現(xiàn)預定的解決生產(chǎn)或生活問題的功能，這是機器設計的最基本出發(fā)點。為使所設計的機器具有預定功能，合理選擇機器的工作原理是最重要的。顯然，預定實現(xiàn)的功能不同，設計的要求也不同。 2、經(jīng)濟性要求 機器的經(jīng)濟性是一個綜合指標，在切片機的設計、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。可靠性水平越高，說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；操作機構要適應人的生理條件；手動瓜果類蔬菜切片機的噪聲要??；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 切片機原理方案構思和擬定 2.1 方案的構思 根據(jù)手動瓜果類蔬菜切片機的設計目標和要求，首先要考慮刀片的運動方式，以及采用何

12、種機構帶動刀片運動。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致的無法正確切片。 綜合考慮，經(jīng)過研究，設計的機器通過搖動手柄帶動兩個機構的協(xié)調(diào)運動，最終完成蔬菜的切片技術。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。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，鏈傳動的結構較為緊湊。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；在遠距離傳動時，其結構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的傳動；運轉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用。 3．齒輪傳動 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中廣泛應用的一種傳動形式，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，結構緊湊。 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，結構緊湊；（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，從而帶動圓盤旋轉，使刀具繞圓盤旋轉完

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，從而帶動圓盤旋轉，使刀具繞圓盤旋轉完成切割，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，設計了一個簡易的裝置，在刀具的正前方設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 主要標準件的選擇 3.1軸承的選擇 在設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荷，也可承受一定的軸向負荷。當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，但其設計和制造較為復雜。斜齒圓錐齒輪傳動則應用較少。所以選用了直齒圓錐齒輪。 第四章 基于CAXA的實體設計、虛擬裝配和動畫制作 4.1 CAXA實體設計概述 CAXA實體設計是由北京北航海爾軟件有限公司通過國際合作研發(fā)的具有國際先進水平的三維設計軟件，它使實體設計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復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實體設計的初學者，CAXA實體設計都能提供便利的操作。其采用鼠標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，使設計更快，并獲得更高的交互性能，真正使得實體設計做到了簡單易用。 采用C

21、AXA實體設計軟件進行設計具有以下優(yōu)點： 第一，CAXA實體設計采用工程應用的特征（如孔、槽、螺紋、圓角、倒角等）作為構造零件的基本單元，改變了傳統(tǒng)二維CAD以幾何設計為主的方式，使設計過程更加直觀，設計人員可以將更多的精力用在創(chuàng)造性的產(chǎn)品構思上，提高了設計效率。 第二，三維裝配設計使設計人員可以準確進行結構和曲面復雜的部件設計。通過施加約束與配合關系，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計的周期過

22、長、勞動強度高等弊端。 第三， CAXA實體設計能自動處理從相片真實感到線框的渲染風格。設計環(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計細節(jié)?？缮删哂邢嗥鎸嵏械膱D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雜的關鍵幀動畫功能，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，非常適合做設計作品的模擬演示及與他人的直接溝通。 正是CAXA實體設計的以上眾多優(yōu)點，本次畢業(yè)設計選擇了它。 結束語 本次畢業(yè)設計的題目是《手動瓜果類蔬菜切片機創(chuàng)新設計》。目標是設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的機構運動分析功能，對手動瓜果類蔬菜切片機進行設計和仿真。 這次畢業(yè)論文的撰寫是一次再學習和鍛煉的機會，是對所學知識的一個融會貫通的過程。通過畢業(yè)論文的撰寫，我對所學的知識有了更深層次領悟和掌握，對自己所學的專業(yè)有了一個整體認識。通過這次的畢業(yè)設計，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)，我進一步完善了自己的知識結構，學習了更多的知識。 通過這次畢業(yè)設計，不僅強化了我學習的素質(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。認真寫作畢業(yè)

24、論文，不僅能進一步鞏固所學的理論知識，而且還能進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)設計順利完成之時，首先要感謝學校為我們提供了學習和工作的場所，讓我們在一個安靜的環(huán)境下完成我們的任務。 感謝我的指導老師陳曉英，無論是在理論學習階段，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和幫助。 感謝我的班主任孫儀娟老師，她治學嚴謹，學識淵博，品德高尚，平易近人，在我大學期間不僅傳授了做學問的秘訣，還傳授了做人的準則，這些都將使我受益終生。 感謝我們同組設計的盧康樂

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

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