全自動家用切菜機的設(shè)計

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本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 題 目 全自動切菜機 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 作者姓名 學(xué) 號 單 位 機械與汽車工程學(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，獨立進行研究取得的成果。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的個人和集體，均在文中以明確的方式表明。本人承擔本聲明的相應(yīng)責任。 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 i 摘 要 在對全自動家用切菜機整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，包括了原理方案設(shè)計，傳動機構(gòu)、切削機構(gòu)和控制裝置的設(shè)計以及 主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對部分設(shè)計結(jié)果進行校核。在對切菜機的設(shè)計中設(shè)有兩個進料口，節(jié)省了切片切絲換刀的時間，并且進料口帶有感應(yīng)裝置，下料后自動開啟，更加智能化、人性化，機體帶有 制裝置，可使兩切刀單獨工作，節(jié)省資源。整體機構(gòu)采用立式布置，結(jié)構(gòu)緊湊，并使用電機作為動力來源，省時省力。在對能源設(shè)計方面，重新選擇動力來源，改進切削方法，不僅增強了家用切片切絲機的加工能力，還提高了使用的安全性。 關(guān)鍵詞 ： 切菜機 ； 全自動 ； 度調(diào)整 本科畢業(yè) 設(shè)計 n of s of of of In of of a as a In of of of 科畢業(yè) 設(shè)計 I 目 錄 . 1 .菜機介紹 . 2 .驅(qū)動裝置 .傳動裝置 .檢測裝置 .控制裝置 . 10 .帶的選擇 .帶的選擇 .大小帶輪基準的直徑計算 .驗算帶速 . a .驗算小帶輪包角 .作用在帶輪軸上的壓力 .帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 .軸部件的設(shè)計 .軸的材料選取和結(jié)構(gòu)圖 .計算主軸上的功率、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 軸承的設(shè)計 .軸的校核 .刀部分的設(shè)計 .切片刀的設(shè)計 .縱向小割刀的設(shè)計 .刀盤部分的設(shè)計 .刀盤套筒的設(shè)計 .機架及機體壁的設(shè)計 .進料斗及下料斗的設(shè)計 . .光電傳感器與 . .結(jié) . 28 參考文獻 . 30 致 謝 . 31 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 1 全自動切菜機 品機械簡介 食品機械是將食品的原料加工成食品（或半成品）的一類專業(yè)機械，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，除了需要先進的食品工藝技術(shù)外，還需要先進的食品生產(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。隨著我國不斷 發(fā)展的經(jīng)濟建設(shè)，我國的食品加工機械行業(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)濟的發(fā)展做出了重要貢獻。在經(jīng)濟和社會的發(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，食品機械將會在國民經(jīng)濟建設(shè)中有更加突出的地位和作用。食品機械有很多優(yōu)點：（ 1）減輕人員勞動強度，省時省力，提高效率，極大的解放生產(chǎn)力。（ 2）能實現(xiàn)人力所達不到的特殊加工效果，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少原材浪費。（ 3）減少因人與食物的直接接觸而帶來病菌傳播機會，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 和加強企業(yè)的管理。總之，食品機械在食品工業(yè)中起著舉足輕重的作用，有著不可替代的地位。 1 菜機介紹 隨著飛速發(fā)展的經(jīng)濟水平和科學(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)省人力時間，使用家用機械產(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的難題還沒有解決。針對這一問題，設(shè)計一款家用的切片切絲機，專門用來解決塊狀、根莖類蔬菜切削難的問題。因此，切菜機應(yīng)滿足以下要求： 要保證切實 可行性，要和生活相貼近，做到在生活中有必要用，并且切切實實用得到；要和時代主題相適應(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)濟性要求 機器的一個綜合指標就是經(jīng)濟性，在蔬菜切片聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 2 機的設(shè)計、制造、使用、維修等各個環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)?？傊?jīng)濟性就是要求在滿足功能要求的前提下，將機器的制造成本降到最低。 安全性要求 在切菜機的設(shè)計階段就必須對機器的使用安全給予足夠的重視，因此要在設(shè) 計過程中特別注意使用者的安全，特別是使用者手的安全。要采用各種防護措施，試運行中的刀具不會與人體直接接觸。 可靠性要求 簡單的說，可靠性就是切菜機在使用性能中的穩(wěn)定性，它是該切菜機的一個重要質(zhì)量指標?？煽啃运皆礁撸f明機器在使用過程發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時間就越長。 操作方便要求 切菜機是一種給生活帶來方便的機械產(chǎn)品。在設(shè)計中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；切菜機的使用噪聲要小；防止污染等。此外，還要方便搬運與拆卸維修。設(shè)計切菜機是，在滿足基本要求的前提下滿足這些特殊 要求，以提高機器的使用性能和保證機器的工作質(zhì)量。 2 菜機的工作原理 本機 用兩個刀片進行切削，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現(xiàn)切片的薄厚，這是切絲粗細的關(guān)鍵之一。主軸即刀盤軸為橫向，動力由電動機經(jīng)帶傳動，通過電動機功率和轉(zhuǎn)速的選擇使獲得一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，切刀由主軸帶動進行蔬菜切削。 切片時，蔬菜經(jīng)進料口滑入下料斗，進料口的檢測裝置啟動，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，蔬菜經(jīng)進料口滑入下料斗，進料口的檢測裝置啟動，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向割刀采用標準設(shè)計，卡刀方便，制造出聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 3 小刀片之間間隙不同的規(guī)格的型號。通過換刀，同時又可調(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。此即切菜機的工作原理。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 家用機械產(chǎn)品的主要動力來源有人和電動機兩種。人力的主要特點是：持續(xù)時間有限，動力波動較大，但控制方便，清潔無污染。電動機的主要特點是：動力可靠，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；但小功率的電機耗能少 ，但轉(zhuǎn)速過高，轉(zhuǎn)矩不大，普通電機就能滿足要求，能耗也較少，利用率較高。考慮到本設(shè)計對動力的穩(wěn)定性及持續(xù)性的要求優(yōu)先考慮使用電機作為動力來源。確定動力源及機構(gòu)布置形式之后，還需要選擇相匹配的傳動機構(gòu)。 帶傳動是一種應(yīng)用很廣泛的機械傳動。帶傳動有主動輪、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撓性傳遞給從動軸。優(yōu)點是：能緩和載荷沖擊；運行平穩(wěn)無噪聲；制造安裝精度不想嚙合傳動那樣嚴格；過載 時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 凸輪機構(gòu)一般是由凸輪、從動件和機架三個構(gòu)件構(gòu)成，通常選取凸輪作主動件，通過設(shè)計凸輪的形狀使從動件得到預(yù)期運動，從動件的運動主要是直線上的往復(fù)運動，因而在本設(shè)計中不考慮使 用凸輪機構(gòu)。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 4 圖 蝸輪蝸桿傳動主要用于兩軸交錯、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合，雖然可以實現(xiàn)本設(shè)計的預(yù)期目的，但其傳動效率低，成本較高，不適宜用在本設(shè)計中。 圖 鏈傳動與帶傳動相類似，是由裝在平行軸上的主、從動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動和動力。以上兩種傳動都是實現(xiàn)平行軸間運動和動力的傳遞，在本設(shè)計中如將平行軸豎直布置可實現(xiàn)預(yù)期目的。 圖 連桿機構(gòu)是由若干構(gòu)件用低副連接而成，構(gòu)件運動形式多樣，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動、擺動、移動和平面或空間復(fù)雜運動，可用于剛體導(dǎo)引、實現(xiàn)已知運動軌跡或運動規(guī)律。在本設(shè)計中要應(yīng)用連桿機構(gòu)將主動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動或直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為實刀具在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，可采用雙曲柄機構(gòu)或者逆向運用曲柄滑塊機構(gòu)。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 5 圖 齒輪機構(gòu)是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣泛的傳動機構(gòu)，可以用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運動和動力，并可以改變轉(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較大，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。在本設(shè)計中可以利用齒輪機構(gòu)或齒輪齒條傳動實現(xiàn)所需功能。 4 圖 根據(jù)上述分析，帶傳動、鏈傳動等都可實現(xiàn)預(yù)期目的，但考慮到本設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)要緊湊，綜合考慮機器更易執(zhí)行轉(zhuǎn)動動作，并能夠在動作中給構(gòu)件施加較大的力，因而不考慮齒輪齒條機構(gòu)以及會產(chǎn)生死點的曲柄滑塊機構(gòu)。經(jīng)對比分析之后，選用帶傳動和直齒圓錐齒輪傳動 ，不僅可實現(xiàn)傳遞運動及動力的目的，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，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 6 圖 工作原理 ： 光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(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)送器對準目標發(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 ， 把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(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。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關(guān)便動作，輸出一個開關(guān)控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(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，一個發(fā)光器 和一個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)的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用對射式光電開關(guān)時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關(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 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，光電開關(guān)就動作，輸出一個開關(guān)控制信號。 擴散反射型光電開關(guān) ， 擴散反射型光電開關(guān)的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但擴散反射型光電開關(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，當檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關(guān)信號 6。 綜合以 上資料及經(jīng)濟性的考慮可選擇對射型光電傳感器 。 離合器是一種在機械運轉(zhuǎn)中 ， 可將傳動系統(tǒng)隨時分離或結(jié)合的裝置 ， 在各類機械中得到廣泛的應(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；外廓尺寸小；質(zhì)量小；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)，接合或斷離動力傳遞作用，離合器機構(gòu)其主動部分與從動部分可以暫時分離，又可以逐漸接合，并且在傳動過程中還要有可能相對轉(zhuǎn)動。離合器的主動件與從動件之間不可采用剛性聯(lián)系 。 離合器的工作原理 ： 離合器的主動部分和從動部分借 接觸面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動介質(zhì)（液力偶合器），或是用磁力傳動（電磁離合器）來傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時分離，又可逐漸接合，在傳動過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動 。 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 “ 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 8 圖 磁粉離合器 ， 在主動與從動件之間放置磁粉，不通電時磁粉處于松散狀態(tài)，通電時磁粉結(jié)合，主動 件與從動件同時轉(zhuǎn)動。優(yōu)點：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：較大滑差時溫升較大，相對價格較高 。 圖 粉離合器 轉(zhuǎn)差式電磁離合器：離合器工作時，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度和轉(zhuǎn)速差 。勵磁電流保持不變，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩增加而劇烈下降；轉(zhuǎn)矩保持不變，勵磁電流減少，轉(zhuǎn)速減少得更加嚴重。轉(zhuǎn)差式電磁離合器由于主、從動部件間無任何機械連接，無磨損消耗，無磁粉泄漏，無沖擊，調(diào)整勵磁電流可以改變轉(zhuǎn)速，作無級變速器使用，這是它的優(yōu)點。該離合器的主要缺點是轉(zhuǎn)子中的渦流會產(chǎn)生熱量，該熱量與轉(zhuǎn)速差成正比。低速運轉(zhuǎn)時的效率很低，效率值為主、從動軸的轉(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，它基本上是由主動部分、從動部分、壓緊機構(gòu)和操縱機構(gòu)四部分組成。主、從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離 合器處于接合狀態(tài)并能傳動動力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機構(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，首先消除分離間隙，并在壓盤、從動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 9 下向后移動，產(chǎn)生自由間隙，離合器接合。 液力離合器 ， 用流體（一般用油）作傳動介質(zhì)，與機械式離合器相比，除傳動特性有各種變化以外，還主要吸收因主動軸和從動軸 轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的振動和沖擊。 液力離合器的結(jié)構(gòu)包括一個輸入軸，具有一個增速齒輪系；一個工作液流腔，由一個葉輪、一個從動輪和一個葉輪殼構(gòu)成；一個輸出軸，帶有從動輪，并且從動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 而實現(xiàn)整個動作。 圖 為機器的整體基本結(jié)構(gòu)圖，其中用離合器來實現(xiàn)互鎖。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 10 圖 器的整體基本結(jié)構(gòu)圖 機的選擇 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 11 9550 （式 則 （式 由于考慮到電機需正反轉(zhuǎn)，為了使用方便，選用三相異步電動機，額定電壓是380閱機械課程設(shè)計手冊，可選用小功率異步電動機 Y 系列，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，質(zhì)量以及傳動比。采用 V 帶傳動，設(shè)計 V 帶傳動比為 3即可，因此選定電動機的型號是 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 , ,由機械設(shè)計手冊8得，選普通 型帶。 由于采用 動比為 3的方案。所以只需一級傳動即可實現(xiàn)，設(shè)計 。由表 13 7，取 , 53)1(d 12 （式 由機械設(shè)計手冊 8，取 。 m /40075100060 1 （式 V在 s/ 范圍內(nèi)，合適。 帶基準長度 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 12 02122100 422 （）（ 9 53 0 04 752 2 42 2 92 2 ）（）（ 。 （式 查表 9，對 120 計算實際中心距： 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 ，帶輪基準直徑 1 ， 故小帶輪采用實心式，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 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 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 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)機械設(shè)計手冊 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，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 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軸承，其尺寸為 dDB=303850, 所以 0機械設(shè)計手冊 8整體有襯正滑動軸承的軸肩高為 4以 8 刀盤的尺寸和從動輪的尺寸確定 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機械設(shè)計手冊 8 選取安裝簡單的整體有襯正滑動軸承。 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 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)強度計算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動軸的精確計算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計算。其強度條件為： 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 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)計的軸符合轉(zhuǎn)矩要求 (2)按彎扭合成強度進行校核 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 18 0 （式 3822 （式 0 （式 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 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 20 由（ 1）扭矩的校核可得扭矩 7）校核軸的強度 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 彎曲強度滿足條件。完成了軸的彎扭合成強度校核。 刀部分的設(shè)計 為防止生銹和保證機體有足夠的強度和硬度，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 21 圖 圖 刀面要進行研磨，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致聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 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體有足夠的強度和硬度，采用通用不銹鋼型號 由于切絲機的設(shè)計要能切出來不同粗細的蔬菜絲，這就要求在調(diào)整切片刀的同時，還要通過縱向割刀的更換來實現(xiàn)。首先，縱向割刀采用標準化設(shè)計，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 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 24 軸及刀盤進行周向定位。但盤可以在套筒上面軸向滑動，此舉在與彈簧配合調(diào)整切片刀與刀盤的間隙，以達到切出任意薄厚的片，不同粗細的絲。套筒的外形及尺寸 圖 筒 體的設(shè)計 機架采用角鋼焊接，牌號為 3，在安軸承座的地方采用牌號為 4的角鋼。機架的設(shè)計應(yīng)充分的烤爐到軸、電動機的安裝，刀盤的尺寸等。為減輕機體重量，機體壁采用薄鐵板。 為防止生銹，故進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 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，這樣也能保證機體有足夠的強度和硬度 13。 采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 14基本構(gòu)成為： （ 1） 電源 ， 可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、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)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +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誤。當可編程邏輯控制器投入運行時，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 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)運行，直到停止運行。為了進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 現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 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，當有光電信號時 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 27 表 相異步電動機正反轉(zhuǎn) 、指令表 圖 相異步電動機正反轉(zhuǎn) 聊城大學(xué)本 科畢業(yè) 設(shè)計 28 三相異步電動機正反轉(zhuǎn) I/停機按鈕， 照其 I/程如下： 1)正轉(zhuǎn)啟動過程 點動 2閉合 動機正轉(zhuǎn) 1閉合自鎖 1分斷互鎖 Y