全自動(dòng)家用切菜機(jī)的設(shè)計(jì)
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本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題 目 全自動(dòng)切菜機(jī) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者姓名 學(xué) 號 單 位 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 指導(dǎo)教 師 2015 年 5 月 教 務(wù) 處 編 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明:所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)引用的內(nèi)容外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得聊城大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué) 位證書而使用過的材料。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均在文中以明確的方式表明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。 學(xué)位論文作者簽名: 日期: 指 導(dǎo) 教 師 簽 名 : 日期: 本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) i 摘 要 在對全自動(dòng)家用切菜機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中,包括了原理方案設(shè)計(jì),傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、切削機(jī)構(gòu)和控制裝置的設(shè)計(jì)以及 主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對部分設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行校核。在對切菜機(jī)的設(shè)計(jì)中設(shè)有兩個(gè)進(jìn)料口,節(jié)省了切片切絲換刀的時(shí)間,并且進(jìn)料口帶有感應(yīng)裝置,下料后自動(dòng)開啟,更加智能化、人性化,機(jī)體帶有 制裝置,可使兩切刀單獨(dú)工作,節(jié)省資源。整體機(jī)構(gòu)采用立式布置,結(jié)構(gòu)緊湊,并使用電機(jī)作為動(dòng)力來源,省時(shí)省力。在對能源設(shè)計(jì)方面,重新選擇動(dòng)力來源,改進(jìn)切削方法,不僅增強(qiáng)了家用切片切絲機(jī)的加工能力,還提高了使用的安全性。 關(guān)鍵詞 : 切菜機(jī) ; 全自動(dòng) ; 度調(diào)整 本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) n of s of of of In of of a as a In of of of 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) I 目 錄 . 1 .菜機(jī)介紹 . 2 .驅(qū)動(dòng)裝置 .傳動(dòng)裝置 .檢測裝置 .控制裝置 . 10 .帶的選擇 .帶的選擇 .大小帶輪基準(zhǔn)的直徑計(jì)算 .驗(yàn)算帶速 . a .驗(yàn)算小帶輪包角 .作用在帶輪軸上的壓力 .帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 .軸部件的設(shè)計(jì) .軸的材料選取和結(jié)構(gòu)圖 .計(jì)算主軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)距 .初定軸的最小直徑 .軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定 .科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 軸承的設(shè)計(jì) .軸的校核 .刀部分的設(shè)計(jì) .切片刀的設(shè)計(jì) .縱向小割刀的設(shè)計(jì) .刀盤部分的設(shè)計(jì) .刀盤套筒的設(shè)計(jì) .機(jī)架及機(jī)體壁的設(shè)計(jì) .進(jìn)料斗及下料斗的設(shè)計(jì) . .光電傳感器與 . .結(jié) . 28 參考文獻(xiàn) . 30 致 謝 . 31 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 全自動(dòng)切菜機(jī) 品機(jī)械簡介 食品機(jī)械是將食品的原料加工成食品(或半成品)的一類專業(yè)機(jī)械,是食品工業(yè)方面的技術(shù)裝備。食品工業(yè)想要獲得更好發(fā)展,除了需要先進(jìn)的食品工藝技術(shù)外,還需要先進(jìn)的食品生產(chǎn)設(shè)備,這種技術(shù)保障是不可或缺的,兩者必須協(xié)同發(fā)展,互相促進(jìn)。隨著我國不斷 發(fā)展的經(jīng)濟(jì)建設(shè),我國的食品加工機(jī)械行業(yè)逐漸形成并且逐步發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。在經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展中,社會對食品的需求不但持續(xù)增長,而且要求越來越高,食品機(jī)械將會在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有更加突出的地位和作用。食品機(jī)械有很多優(yōu)點(diǎn):( 1)減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度,省時(shí)省力,提高效率,極大的解放生產(chǎn)力。( 2)能實(shí)現(xiàn)人力所達(dá)不到的特殊加工效果,提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少原材浪費(fèi)。( 3)減少因人與食物的直接接觸而帶來病菌傳播機(jī)會,更好的防止食品污染,保障食品安全。 (4)提高食品生產(chǎn)企業(yè)的市場競爭力。( 5)有利于改進(jìn) 和加強(qiáng)企業(yè)的管理??傊称窓C(jī)械在食品工業(yè)中起著舉足輕重的作用,有著不可替代的地位。 1 菜機(jī)介紹 隨著飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù),人們的生活水平也飛速提高,人們對方便快捷的日常生活的要求也越來越高。因此,為了應(yīng)對生活中的各種困擾,給人們的生活提供便利,提高效率,節(jié)省人力時(shí)間,使用家用機(jī)械產(chǎn)品已然成為家庭生活中的一種趨勢。但是,家庭日常生活中切菜難而且危險(xiǎn)的難題還沒有解決。針對這一問題,設(shè)計(jì)一款家用的切片切絲機(jī),專門用來解決塊狀、根莖類蔬菜切削難的問題。因此,切菜機(jī)應(yīng)滿足以下要求: 要保證切實(shí) 可行性,要和生活相貼近,做到在生活中有必要用,并且切切實(shí)實(shí)用得到;要和時(shí)代主題相適應(yīng),盡量做到綠色環(huán)保,能耗少;要有一定的工作效率;要確保機(jī)械有高的安全性、不發(fā)生切到手的狀況;要能調(diào)節(jié)所切蔬菜片的厚度,確保一定條件下可以使切片的厚度均勻。 除此之外 , 還要 有經(jīng)濟(jì)性要求 機(jī)器的一個(gè)綜合指標(biāo)就是經(jīng)濟(jì)性,在蔬菜切片聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用、維修等各個(gè)環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)??傊?,經(jīng)濟(jì)性就是要求在滿足功能要求的前提下,將機(jī)器的制造成本降到最低。 安全性要求 在切菜機(jī)的設(shè)計(jì)階段就必須對機(jī)器的使用安全給予足夠的重視,因此要在設(shè) 計(jì)過程中特別注意使用者的安全,特別是使用者手的安全。要采用各種防護(hù)措施,試運(yùn)行中的刀具不會與人體直接接觸。 可靠性要求 簡單的說,可靠性就是切菜機(jī)在使用性能中的穩(wěn)定性,它是該切菜機(jī)的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)??煽啃运皆礁撸f明機(jī)器在使用過程發(fā)生故障的概率越小,能正常工作的時(shí)間就越長。 操作方便要求 切菜機(jī)是一種給生活帶來方便的機(jī)械產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中必須注意操作時(shí)要輕便省力;操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理?xiàng)l件;切菜機(jī)的使用噪聲要??;防止污染等。此外,還要方便搬運(yùn)與拆卸維修。設(shè)計(jì)切菜機(jī)是,在滿足基本要求的前提下滿足這些特殊 要求,以提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量。 2 菜機(jī)的工作原理 本機(jī) 用兩個(gè)刀片進(jìn)行切削,菜在重力作用下滑落到切刀處,一處刀片將菜切成片,另一處切刀將菜切成絲,切片刀和縱向割刀配合的方式切絲。將切片刀與軸位置固定,調(diào)整刀盤在軸上的位置來實(shí)現(xiàn)切片的薄厚,這是切絲粗細(xì)的關(guān)鍵之一。主軸即刀盤軸為橫向,動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng),通過電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)速的選擇使獲得一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,切刀由主軸帶動(dòng)進(jìn)行蔬菜切削。 切片時(shí),蔬菜經(jīng)進(jìn)料口滑入下料斗,進(jìn)料口的檢測裝置啟動(dòng),由傳感器將信號傳至 由 由其自身重力和下料斗楔形壁的壓力下,使其緊貼刀盤,切片刀和刀盤同步旋轉(zhuǎn),由于切片刀與刀盤之間存在間隙,切片刀將蔬菜片切下,在離心力和自身重力的作用下,從刀盤間隙甩出。此間隙即為菜片的厚度,通過調(diào)整刀盤定位處的調(diào)整螺母,在彈簧力的作用下就可改變刀盤同切刀之間的間隙,從而調(diào)節(jié)切出的蘿卜片的薄厚。切絲時(shí),蔬菜經(jīng)進(jìn)料口滑入下料斗,進(jìn)料口的檢測裝置啟動(dòng),由傳感器將信號傳至 由 將縱向割刀卡在刀盤的孔中,即可方便的切絲??v向割刀采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),卡刀方便,制造出聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 小刀片之間間隙不同的規(guī)格的型號。通過換刀,同時(shí)又可調(diào)整切片刀與刀盤間的間隙,就可方便的調(diào)整切出的菜絲的粗細(xì)。此即切菜機(jī)的工作原理。由于下料斗采用楔形結(jié)構(gòu),不但保證了切削時(shí)的壓力。而且能適應(yīng)物料大小的不同。 構(gòu)方案的選擇 家用機(jī)械產(chǎn)品的主要?jiǎng)恿碓从腥撕碗妱?dòng)機(jī)兩種。人力的主要特點(diǎn)是:持續(xù)時(shí)間有限,動(dòng)力波動(dòng)較大,但控制方便,清潔無污染。電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是:動(dòng)力可靠,穩(wěn)定性高,工作效率高,占用空間位置不大,消耗電能,需要配套的調(diào)速控制裝置;但小功率的電機(jī)耗能少 ,但轉(zhuǎn)速過高,轉(zhuǎn)矩不大,普通電機(jī)就能滿足要求,能耗也較少,利用率較高。考慮到本設(shè)計(jì)對動(dòng)力的穩(wěn)定性及持續(xù)性的要求優(yōu)先考慮使用電機(jī)作為動(dòng)力來源。確定動(dòng)力源及機(jī)構(gòu)布置形式之后,還需要選擇相匹配的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 帶傳動(dòng)是一種應(yīng)用很廣泛的機(jī)械傳動(dòng)。帶傳動(dòng)有主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)形傳動(dòng)帶組成。它是利用傳動(dòng)帶作為中間的撓性件,依靠傳動(dòng)帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)的,主動(dòng)軸的動(dòng)力通過撓性傳動(dòng)帶撓性傳遞給從動(dòng)軸。優(yōu)點(diǎn)是:能緩和載荷沖擊;運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲;制造安裝精度不想嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格;過載 時(shí)將引起帶在帶輪上打滑,因而可以防止其他零件的損壞;可以增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件 3。 圖 凸輪機(jī)構(gòu)一般是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件構(gòu)成,通常選取凸輪作主動(dòng)件,通過設(shè)計(jì)凸輪的形狀使從動(dòng)件得到預(yù)期運(yùn)動(dòng),從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)主要是直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng),因而在本設(shè)計(jì)中不考慮使 用凸輪機(jī)構(gòu)。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 圖 蝸輪蝸桿傳動(dòng)主要用于兩軸交錯(cuò)、傳動(dòng)比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合,雖然可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的預(yù)期目的,但其傳動(dòng)效率低,成本較高,不適宜用在本設(shè)計(jì)中。 圖 鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相類似,是由裝在平行軸上的主、從動(dòng)鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成,以鏈作為中間撓性件,靠鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。以上兩種傳動(dòng)都是實(shí)現(xiàn)平行軸間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞,在本設(shè)計(jì)中如將平行軸豎直布置可實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的。 圖 連桿機(jī)構(gòu)是由若干構(gòu)件用低副連接而成,構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式多樣,可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)和平面或空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng),可用于剛體導(dǎo)引、實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)軌跡或運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在本設(shè)計(jì)中要應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)將主動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)或直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為實(shí)刀具在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng),可采用雙曲柄機(jī)構(gòu)或者逆向運(yùn)用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 圖 齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),可以用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,并可以改變轉(zhuǎn)動(dòng)速度和傳動(dòng)方向。其優(yōu)點(diǎn)是:齒輪傳動(dòng)和其他形式的機(jī)械傳動(dòng)相比較,傳遞的功率和圓周速度范圍較大,傳動(dòng)效率高,能保證恒定的傳動(dòng)比,工作平穩(wěn)、安全可靠且使用壽命長,結(jié)構(gòu)緊湊。在本設(shè)計(jì)中可以利用齒輪機(jī)構(gòu)或齒輪齒條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)所需功能。 4 圖 根據(jù)上述分析,帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等都可實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的,但考慮到本設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)要緊湊,綜合考慮機(jī)器更易執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作,并能夠在動(dòng)作中給構(gòu)件施加較大的力,因而不考慮齒輪齒條機(jī)構(gòu)以及會產(chǎn)生死點(diǎn)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。經(jīng)對比分析之后,選用帶傳動(dòng)和直齒圓錐齒輪傳動(dòng) ,不僅可實(shí)現(xiàn)傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的目的,還可使整體結(jié)構(gòu)緊湊。 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,因此 ,光電傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 圖 工作原理 : 光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的 。 光電傳感器在一般情況下,有三部分構(gòu)成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面,裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈 等。在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。此外,光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維 5。 分類和工作方式: 槽型光電傳感器 , 把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)組成槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光,在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時(shí),光被遮擋,光電開關(guān)便動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號,切斷或接通負(fù)載電流,從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。 對射型光電傳感器,若把發(fā)光器和收光器分離開,就可使檢測距離加大,一個(gè)發(fā)光器 和一個(gè)收光器組成對射分離式光電開關(guān),簡稱對射式光電開關(guān)。對射式光電開關(guān)的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用對射式光電開關(guān)時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè),檢測物通過時(shí)阻擋光路,收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。 圖 反光板型光電開關(guān) , 把發(fā)光器和收光器裝 入同一個(gè)裝置內(nèi),在前方裝一塊反光聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 板,利用反射原理完成光電控制作用,稱為反光板反射式 (或反射鏡反射式 )光電開關(guān)。正常情況下,發(fā)光器發(fā)出的光源被反光板反射回來再被收光器收到 ;一旦被檢測物擋住光路,收光器收不到光時(shí),光電開關(guān)就動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。 擴(kuò)散反射型光電開關(guān) , 擴(kuò)散反射型光電開關(guān)的檢測頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器,但擴(kuò)散反射型光電開關(guān)前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。在檢測時(shí),當(dāng)檢測物通過時(shí)擋住了光,并把光部分反射回來,收光器就收到光信號,輸出一個(gè)開關(guān)信號 6。 綜合以 上資料及經(jīng)濟(jì)性的考慮可選擇對射型光電傳感器 。 離合器是一種在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中 , 可將傳動(dòng)系統(tǒng)隨時(shí)分離或結(jié)合的裝置 , 在各類機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用 。 對其基本要求有:接合平穩(wěn),分離迅速而徹底;調(diào)節(jié)和修理方便;外廓尺寸??;質(zhì)量??;耐磨性好和有足夠的散熱能力;操作方便省力 。 離合器類似于開關(guān),接合或斷離動(dòng)力傳遞作用,離合器機(jī)構(gòu)其主動(dòng)部分與從動(dòng)部分可以暫時(shí)分離,又可以逐漸接合,并且在傳動(dòng)過程中還要有可能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器的主動(dòng)件與從動(dòng)件之間不可采用剛性聯(lián)系 。 離合器的工作原理 : 離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借 接觸面間的摩擦作用,或是用液體作為傳動(dòng)介質(zhì)(液力偶合器),或是用磁力傳動(dòng)(電磁離合器)來傳遞轉(zhuǎn)矩,使兩者之間可以暫時(shí)分離,又可逐漸接合,在傳動(dòng)過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng) 。 電磁離合器 , 靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。電磁離合器可分為:干式單片電磁離合器,干式多片電磁離合器,濕式多片電磁離合器,磁粉離合器,轉(zhuǎn)差式電磁離合器等。電磁離合器工作方式又可分為:通電結(jié)合和斷電結(jié)合。 干式單片電磁離合器:線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁力吸合 “ 銜鐵 ” 片,離合器處于接合狀態(tài);線圈斷電時(shí) “ 銜鐵 ” 彈回,離合器處于分離狀態(tài)。干式多片、 濕式多片電磁離合器:原理同上,另外增加幾個(gè)摩擦付,同等體積轉(zhuǎn)矩比干式單片電磁離合器大,濕式多片電磁離合器工作時(shí)必須有油液或其它冷卻液冷卻。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 8 圖 磁粉離合器 , 在主動(dòng)與從動(dòng)件之間放置磁粉,不通電時(shí)磁粉處于松散狀態(tài),通電時(shí)磁粉結(jié)合,主動(dòng) 件與從動(dòng)件同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn):可通過調(diào)節(jié)電流來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩,允許較大滑差。缺點(diǎn):較大滑差時(shí)溫升較大,相對價(jià)格較高 。 圖 粉離合器 轉(zhuǎn)差式電磁離合器:離合器工作時(shí),主、從部分必須存在某一轉(zhuǎn)速差才有轉(zhuǎn)矩傳遞。轉(zhuǎn)矩大小取決于磁場強(qiáng)度和轉(zhuǎn)速差 。勵(lì)磁電流保持不變,轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩增加而劇烈下降;轉(zhuǎn)矩保持不變,勵(lì)磁電流減少,轉(zhuǎn)速減少得更加嚴(yán)重。轉(zhuǎn)差式電磁離合器由于主、從動(dòng)部件間無任何機(jī)械連接,無磨損消耗,無磁粉泄漏,無沖擊,調(diào)整勵(lì)磁電流可以改變轉(zhuǎn)速,作無級變速器使用,這是它的優(yōu)點(diǎn)。該離合器的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子中的渦流會產(chǎn)生熱量,該熱量與轉(zhuǎn)速差成正比。低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率很低,效率值為主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速比,即 =n2/ 摩擦離合器 , 是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器,它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離 合器處于接合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu),而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。 在分離過程中,踩下離合器踏板,在自由行程內(nèi)首先消除離合器的自由間隙,然后在工作行程內(nèi)產(chǎn)生分離間隙,離合器分離。在接合過程中,逐漸松開離合器踏板,壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動(dòng),首先消除分離間隙,并在壓盤、從動(dòng)盤和飛輪工作表面上作用足夠的壓緊力;之后分離軸承在復(fù)位彈簧的作用聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 9 下向后移動(dòng),產(chǎn)生自由間隙,離合器接合。 液力離合器 , 用流體(一般用油)作傳動(dòng)介質(zhì),與機(jī)械式離合器相比,除傳動(dòng)特性有各種變化以外,還主要吸收因主動(dòng)軸和從動(dòng)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊。 液力離合器的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)輸入軸,具有一個(gè)增速齒輪系;一個(gè)工作液流腔,由一個(gè)葉輪、一個(gè)從動(dòng)輪和一個(gè)葉輪殼構(gòu)成;一個(gè)輸出軸,帶有從動(dòng)輪,并且從動(dòng)輪與葉輪可以操作地組合在一起;一般葉輪殼和葉輪由具有小比重和大應(yīng)力承受范圍的材料構(gòu)成,以減小離心應(yīng)力 。 圖 根據(jù)需要選用電磁離合器。 由 而實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)作。 圖 為機(jī)器的整體基本結(jié)構(gòu)圖,其中用離合器來實(shí)現(xiàn)互鎖。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 圖 器的整體基本結(jié)構(gòu)圖 機(jī)的選擇 經(jīng)查閱手冊 7及相關(guān)資料,刀盤軸轉(zhuǎn)矩滿足 T 能滿足一般蔬菜的切削,并且刀盤轉(zhuǎn)速反不宜太快,不僅不能保證質(zhì)量,而且還 存在安全隱患,所以初步選定轉(zhuǎn)速為 450r/轉(zhuǎn)矩為 T=15 N. m。由于 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 9550 (式 則 (式 由于考慮到電機(jī)需正反轉(zhuǎn),為了使用方便,選用三相異步電動(dòng)機(jī),額定電壓是380閱機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊,可選用小功率異步電動(dòng)機(jī) Y 系列,綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸,質(zhì)量以及傳動(dòng)比。采用 V 帶傳動(dòng),設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)比為 3即可,因此選定電動(dòng)機(jī)的型號是 本參數(shù)為:額定功率 壓 380V;轉(zhuǎn)速1390r/ 帶的選擇 1 4 0 0 r /m 7 5 K W , ,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊8得,選普通 型帶。 由于采用 動(dòng)比為 3的方案。所以只需一級傳動(dòng)即可實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì) 。由表 13 7,取 , 53)1(d 12 (式 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 8,取 。 m /40075100060 1 (式 V在 s/ 范圍內(nèi),合適。 帶基準(zhǔn)長度 a 初步選取中心距: )(1021 (式 6 0 8 m 取 0a ,得帶長 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 02122100 422 ()( 9 53 0 04 752 2 42 2 92 2 )()( 。 (式 查表 9,對 120 計(jì)算實(shí)際中心距: d 0 (式 21 (式 合適。 求 i n/ 0 0n 11d 得,查表,令 需要傳遞功率為 選用兩根 10。 查得 帶的單位長度質(zhì)量為 q=0.1 kg/m8,故由公式得單根 20 )00 F c2 ()( =117N (式 作用在軸上的壓力 4542 i i 0 (式 小帶輪轂孔徑 ,帶輪基準(zhǔn)直徑 1 , 故小帶輪采用實(shí)心式,大帶輪采用孔板式。 小帶輪 其中: s L (式 3 3m B (式 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 (式 )(H (式 得 8: e=12 0.3 mm m , , 取大帶輪軸和小帶輪軸相同。則大帶輪的參數(shù)如下: B=( z 1) e+2f=( 2 1) 15+2 9=33 (式 4 3.2 m (式 d (式 42dd )( (式 1S (式 2S (式 83624)22 (式 取跟 3在轉(zhuǎn)速不是特別高的情況下,帶輪的材料一般采用 軸部件的設(shè)計(jì) 選取軸的材料為 45 號鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)軸上零件的安裝、定位及軸的制造工藝,確定軸的結(jié)構(gòu)如圖: 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 14 圖 速、轉(zhuǎn)距 功率 0 ( 式 取三角帶傳送功率 ,則 P 扭矩 N . ( 式 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來估算直徑,公式如下: 3 ( 式 式中, C 為由軸的材料和承載情況決定的系數(shù),根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 8查得 45 鋼,C=118106,考慮到軸還要承受一定的彎矩,取 C=112;這里 n 應(yīng)取最小值,考慮到圓盤刀具轉(zhuǎn)速為 0500 n=467入上式中得: 7 要增大軸徑,初定最小軸徑 20 此時(shí),可初步確定連接大帶輪的軸段直徑 d=20此可確定大帶輪的結(jié)構(gòu)形式為腹板式,輻板厚度 S=10余結(jié)構(gòu)尺寸如下: 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 圖 構(gòu)示意圖 輪轂直徑 12 , ( 式 取 M p 5 5 0/ 。 軸的兩端分別與刀盤的從動(dòng)輪相連接,所以取 0輪及刀盤采用軸肩定位,且定位高度 h 5慮此處軸徑,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選定整體有襯正滑動(dòng)軸承,其尺寸為 dDB=303850, 所以 0機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 8整體有襯正滑動(dòng)軸承的軸肩高為 4以 8 刀盤的尺寸和從動(dòng)輪的尺寸確定 5 0軸承的尺寸,可以確定 50據(jù)軸承的裝拆及便于對軸承添加潤滑劑的要求,取65據(jù)軸的總體尺寸,取 05 由軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定,安裝軸承的軸直徑是 30機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 8 選取安裝簡單的整體有襯正滑動(dòng)軸承。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 表 型號 d D R B b L h H1 d1 質(zhì)量/ 0 38 30 50 40 150 110 70 35 20 10 1 主要外形安裝尺寸如圖 圖 (1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算,用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸的精確計(jì)算,也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計(jì)算。其強(qiáng)度條件為: M p 5 5 0/ (式 式中: 為軸的扭切應(yīng)力, 抗扭截面系數(shù),對圓截面 33 (式 p 為傳遞的功率, n 為軸的轉(zhuǎn)速, d 為軸的直徑, 為許用扭切應(yīng)力。所以,把相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式中得: M p 5 0 363 由于軸聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 的選材為 45號鋼,所以查表 8可知 45號鋼的許用扭切應(yīng)力為, =25 45 。經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合轉(zhuǎn)矩要求 (2)按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核 徑向力: r 3 9 360s (式 r 2 2 760co (式 1)垂直面的支承反力(圖 b) 由 0得 221 (式 由 0 )2 2 575(75 21 F (式 271 , 082 2)求水平面的支承反力 由 0得 121 (式 由 0 )2 2 575(75 21 F (式 931 , 5722 3)繪垂直面的彎矩圖 0 (式 1 1 92 2 575 21 (式 0 (式 4)繪水平面的彎矩圖 同理可得 0 (式 20622575 21 (式 0 (式 5)求合成彎矩圖 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 18 0 (式 3822 (式 0 (式 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 19 F v v v v M 的載荷分析圖 6)求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 20 由( 1)扭矩的校核可得扭矩 7)校核軸的強(qiáng)度 校正系數(shù) = 從圖可見, 彎矩為 23800023822 (式 33 264932 (式 5 (式 47002 (式 4 22 (式 軸材料為 45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,由資料查 9得許用彎曲應(yīng)力 1 =60 則 1 軸 彎曲強(qiáng)度滿足條件。完成了軸的彎扭合成強(qiáng)度校核。 刀部分的設(shè)計(jì) 為防止生銹和保證機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和硬度,采用通用不銹鋼型號 片刀的形狀 11如圖 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 21 圖 圖 刀面要進(jìn)行研磨,保證刀片的鋒利及合適的粗糙度,以使切出來的蔬菜絲表面細(xì)致聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 22 光滑,由良好的口感。刀 片要裝在刀柄上,以保持與主軸的垂直度。刀柄的結(jié)構(gòu)及尺寸 圖 要防止生銹和保證機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和硬度,采用通用不銹鋼型號 由于切絲機(jī)的設(shè)計(jì)要能切出來不同粗細(xì)的蔬菜絲,這就要求在調(diào)整切片刀的同時(shí),還要通過縱向割刀的更換來實(shí)現(xiàn)。首先,縱向割刀采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),能方便的從到盤上取下和裝上??v向割刀制成上面小刀片間隙 r 從 0 10刀系列。其形狀和基本尺寸如圖 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 圖 刀盤是蔬菜切削平面接觸的面,其 保持清潔和不生銹是很重要的,材料也選用不銹鋼型號 盤是和切片刀一起確定切片厚度的關(guān)鍵部件,它與道是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的,與到軸向?qū)R的地方,開洞,以是切出來的蔬菜片和蔬菜絲甩出來。它開的另一個(gè)洞石用來安縱向割刀的。其結(jié)構(gòu)及尺寸 12如圖 圖 刀盤套筒是切片刀定位及刀盤安裝的部件,套筒內(nèi)外都開有鍵槽,分別用于和聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 24 軸及刀盤進(jìn)行周向定位。但盤可以在套筒上面軸向滑動(dòng),此舉在與彈簧配合調(diào)整切片刀與刀盤的間隙,以達(dá)到切出任意薄厚的片,不同粗細(xì)的絲。套筒的外形及尺寸 圖 筒 體的設(shè)計(jì) 機(jī)架采用角鋼焊接,牌號為 3,在安軸承座的地方采用牌號為 4的角鋼。機(jī)架的設(shè)計(jì)應(yīng)充分的烤爐到軸、電動(dòng)機(jī)的安裝,刀盤的尺寸等。為減輕機(jī)體重量,機(jī)體壁采用薄鐵板。 為防止生銹,故進(jìn)料斗采用不銹鋼型號 料斗的結(jié)構(gòu) 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 25 圖 料斗 下料斗采用楔形,能夠使蔬菜貼緊刀盤,提供足夠的切削力。下料斗也采用通用不銹鋼型號 行制造,這樣也能保證機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和硬度 13。 采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 14基本構(gòu)成為: ( 1) 電源 , 可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此,可編程邏輯控制器 的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將 ( 2) 中央處理單元 ( 中央處理單元 (可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、 I/能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入 I/O 映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用 戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 26 或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性,對大型可編程邏輯控制器還采用雙 采用三 表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個(gè) 現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 2 ( 3) 存儲器 , 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器 ; 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 ( 4) 輸入輸出接口 電路 , 現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路,作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道?,F(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。 15 ( 5) 功能模塊 , 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。 ( 6) 通信模塊 。 圖 信模塊 電信號作為 入信號的開關(guān)量,當(dāng)有光電信號時(shí) 用兩線制光電傳感器 16,兩 線制(即只有 2根線)一般接法:一根接 一根接 入端。 圖 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 27 表 相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) 、指令表 圖 相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 28 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn) I/停機(jī)按鈕, 照其 I/程如下: 1)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)過程 點(diǎn)動(dòng) 2閉合 動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) 1閉合自鎖 1分?jǐn)嗷ユi Y- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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