手动瓜果类蔬菜切片机创新设计.doc

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1、浙江工业大学毕业设计（论文）题目： 手动瓜果类蔬菜切片机创新设计 作者： 系 （部）： 专业班级： 指导教师： 职称： 2009年 5 月 28 日摘 要 手动瓜果蔬菜切片机是主要是通过驱动装置，传动装置来实现进料以及对瓜果蔬菜进行进行切片，实现了能够进料和出料，厚度可调的功能的装置。手动瓜果蔬菜切片机的创新设计的目的是按照手动瓜果蔬菜切片机的设计题目的要求，设计可完成一定动作的切片机，完成理论方案的设计。然后对手动瓜果蔬菜切片机的基本结构进行分析，清楚设计手动瓜果蔬菜切片机主要技术关键，主要是驱动装置和传动装置的机构设计，明确切片的原理，并对切片的厚度进行可控制性的调整设计。最后使用CAXA

2、软件对手动瓜果蔬菜切片机进行三维造型，模拟运动仿真，进行动画演示过程。本文主要对手动瓜果蔬菜切片机的设计进行说明。关键词：切片机；手动；驱动装置；传动装置；厚度调整目录第一章 概述11.1食品机械与设备主要包括的内容11.2市场上已出现的切片机11.2.1制浆造纸行业11.2.2制作细胞或组织切片行业11.2.3肉片加工行业21.2.4蔬果加工行业21.3切片机使用要求21.3.1肉片、蔬果加工行业21.4本论文研究内容31.4.1目标31.4.2手动瓜果类蔬菜切片机的设计要求31.4.3手动瓜果类蔬菜切片机应满足的基本要求3第二章 切片机原理方案构思和拟定52.1 方案的构思52.2 方案的

3、设计62.2.1 驱动装置62.2.2传动装置62.2.3切片原理82.2.4切片厚度的控制9第三章 主要标准件的选择113.1 轴承的选择113.2传动带的选择123.3 齿轮的选择12第四章 基于CAXA的虚拟装配和动画制作135.1 CAXA实体设计概述13结束语14谢辞15参考文献16第一章 概述1.1食品机械与设备主要包括的内容食品机械与设备的内容主要包括：输送机械与设备、清洗和原料预处理机械与设备、搅拌及均质机械与设备、原料及半成品的热处理机械与设备、真空浓缩设备、干燥机械与设备、排气及杀菌机械与设备等。1.2市场上已出现的切片机1.2.1、制浆造纸行业：一般形式有刀盘式切片机，鼓

4、式切片机，螺旋切片机等。刀盘式切片机由刀盘、机壳、喂料槽以及传动装置等部分组成。沉重的刀盘还起到飞轮的作用，稳定切片过程。刀片沿盘面辐射状安装，并突出mm左右，原木通过溜槽喂入转盘的一侧，刀片与原木轴线成一定角度进行切片，处理量为290m3SUB/h,通常情况下木片长度24mm,刀盘直径3360mm,刀盘转速249rpm,刀盘上安装有16只刀片,由台马达带动，总功率为4315kw,马达速度为25rps。1.2.2、制作细胞或组织切片行业：用于光学显微镜的有旋转式和滑走式切片机。用于电子显微镜的有超薄切片机，使用玻璃刀或钻石刀制作超薄切片。材料的装置有机械推进式和热膨胀式。用于冷冻切片法的有冷冻

5、切片机、低温恒温器、冷冻超薄切片机。用于徒手切片的有圆筒切片机。1.2.3、肉片加工行业：羊肉、肥牛切片机：该款切片机的刀片采用了进口合金钢材料，可适应高速度、大批次肉片的加工；肉片厚薄自动可调，并与进料机构精巧配合，使之可根据所需肉片厚度自动控制推进速度；工作平台完全由尼龙板制做，可防止肉卷融化，既高档又保证了卫生要求。尤其值得一提的是，从该切片机出来的成品肉片可自然成细卷，而且无需解冻立即包装，非常方便。1.2.4、蔬果加工行业：多功能切丝切片机，由重力棒、进料筒、转盘、切刀、切丝刀、机架、底座、轴、支撑轮，动力装置等组成，切刀和切丝刀安装在转盘上，转盘在动力装置作用下做旋转运动，转盘上的

6、切刀和切丝刀将原料切割成片或丝，主要用于土豆、萝卜、芥菜、瓜果、酸菜、白菜，肉类的片、丝加工，具有结构简单、使用安全、操作方便、加工效率高等优点，适合于个人经商使用。1.3切片机使用要求1.3.1、肉片、蔬果加工行业1.切片机只能用于切适于本切片机切片范围的！2.使用前在断电情况下清理刀片和工作台。 3.接通电源、试机，确定能够设备正常工作后关机待用。 4.若冷冻原料切片之前要解冻（去掉原料上的冰层）。 5.使用过程中严禁用手和其他工具接触圆盘和刀片。 6.放好原料调节好出片厚度，开机、推动离合器。 7.推送原料时不宜用力过猛。 8.关机、拔掉电源线，出片尺度掉到零点，彻底清理机器整体，严禁用

7、水冲刷机体。 9.每周检查机油一次，油标低于规定尺度及时加油。1.4本论文研究内容1.4.1、目标根据要求，设计一个能够实现切片厚度均匀且能调整切片厚度，安全可靠，提高工作效率，适合各种瓜果类蔬菜的手动切片机的合理方案，并运用三维软件建立该机器的模型，实现运动仿真。1.4.2、手动瓜果类蔬菜切片机的设计要求1、 要确保机械的切实可行性；2、要贴近生活，做到在生活中切切实实用得到，有必要用；3、要贴近一些时代主题，尽量做到无能耗；4、能够提高工作的效率；5、 要确保机械的安全性，不发生切到手的情况；6、 可以使切片的厚度均匀；7、 能够调整切片的厚度，适合与切多种瓜果类蔬菜。1.4.3 手动瓜果

8、类蔬菜切片机应满足的基本要求 手动瓜果类蔬菜切片机应满足的要求有以下几个方面： 1、具有预定功能的要求 所设计制造的手动瓜果类蔬菜切片机必须实现预定的解决生产或生活问题的功能，这是机器设计的最基本出发点。为使所设计的机器具有预定功能，合理选择机器的工作原理是最重要的。显然，预定实现的功能不同，设计的要求也不同。 2、经济性要求 机器的经济性是一个综合指标，在切片机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。总之，经济性要求就是在满足功能要求的前提下使解救人质机的总费用最低。 3、安全性要求 在手动瓜果类蔬菜切片机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。简单地讲，安全就是指

9、手动瓜果类蔬菜切片机本身的工作安全及使用者的安全，特别是使用者手的安全。因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触 4、可靠性要求 简单地讲，可靠性就是手动瓜果类蔬菜切片机在使用中性能的稳定性，它是手动瓜果类蔬菜切片机的一个重要质量指标。可靠性水平越高，说明机器在使用过程中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。 5、操作使用方便的要求 手动瓜果类蔬菜切片机是一种给生活带来方便的机械产品。在设计手动瓜果类蔬菜切片机时必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；手动瓜果类蔬菜切片机的噪声要小；防止污染等。此外，对有些机器还有一些特殊要求，如建筑机械要便于拆装和搬

10、运、交通机械要重量轻等。设计手动瓜果类蔬菜切片机时，在满足基本要求的前提下还要满足这些特殊要求，以提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。第二章 切片机原理方案构思和拟定2.1 方案的构思根据手动瓜果类蔬菜切片机的设计目标和要求，首先要考虑刀片的运动方式，以及采用何种机构带动刀片运动。采用何种传动装置使蔬菜传递到刀具下完成切片工作，最主要的是如何通过一个力带动两个机构同时运动。以及如何控制切片的厚度，如何让切片顺利排出机器，如何限制被切物的大范围移动所导致的无法正确切片。综合考虑，经过研究，设计的机器通过摇动手柄带动两个机构的协调运动，最终完成蔬菜的切片技术。同时再通过另一个装置来调整切片的厚

11、度。整机如图2-1所示：图2-1 手动瓜果类蔬菜切片机示意图2.2 方案的设计2.2.1驱动装置因为即要做到省力，还要合理利用人力驱动，所以采用何种机构是一个必须解决的问题。我们从小时侯用的手摇卷笔刀上获得灵感，所以我们决定采用手摇式驱动。图2-2 驱动装置示意图如图2-2是切片机的手摇驱动装置，使用者通过摇动手柄带动机器运转。操作简单，几乎人人都能操作。2.2.2传动装置1带传动带传动是一种应用很广泛的机械传动。带传动由主动轮、从动轮和适度张紧在两轮上的封闭环形传动带组成。它是利用传动带作为中间的挠性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动的，主动轴的动力通过挠性传动带传递给从动轴。其优点

12、是：（1）能缓和载荷冲击；（2）运行平稳无噪声；（3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格；（4）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；（5）可增加带长以适应中心距较大的工作条件；其缺点是：（1）有弹性滑动，使传动效率降低并且不能保持准确的传动比；（2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大；（3）带的寿命较短。2链传动链传动是由闭合的挠性环形链条和主、从动链轮所组成的，链轮是有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。链传动是属于带有中间挠性件的啮合传动。其优点是：与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，作用于轴上的径向

13、压力较小；在同样使用条件下，链传动的结构较为紧凑。链传动能在高温及油污恶劣环境中工作。与齿轮传动相比，链传动较易安装，成本较低；在远距离传动时，其结构要比齿轮传动轻便得多。其缺点是：在两平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。3齿轮传动齿轮传动是现代机械中广泛应用的一种传动形式，它主要用来传递空间任意两轴之间的运动和动力，并可改变转动速度和传动方向。其优点是：齿轮传动和其他形式的机械传动相比较，传递的功率和圆周速度范围大，传动效率高，能保证恒定的传动比，工作平稳、安全可靠且使用寿命长，结构紧凑。其缺点是：制造和安装精度要求高，因

14、而成本也较高，并且不宜用于轴间距离较大的传动。4蜗杆传动蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动与动力。它由蜗杆与蜗轮组成，一般蜗杆主动，蜗轮从动，作减速运动。在少数机械中，蜗轮主动蜗杆从动，作减速运动。其优点是：（1）传动比较大，结构紧凑；（2）传动平稳噪声低；（3）可具自锁性其缺点是：因为蜗杆蜗轮在啮合处有较大的相对滑动，因而磨损大，发热量大，效率低。为减少蜗杆传动啮合处的摩擦和磨损，控制发热和防止胶合，蜗轮常采用青铜材料制造，因而成本增高。通过对带传动，链传动，齿轮传动和蜗杆传动工作方式和优缺点的比较以及本课题的设计要求，选取带传动和齿轮传动。从图2-3可以看到通过手柄带动两个同心轴的带轮

15、运作，又通过此带轮带动运输带运动，被切物被运输到刀下完成切片工作，通过另一带轮带动齿轮运转，从而带动圆盘旋转，使刀具绕圆盘旋转完成切割工作。 图2-3 运输带运动2.2.3切片原理通过带传动带动齿轮运转，从而带动圆盘旋转，使刀具绕圆盘旋转完成切割，而运输带周围的挡板起到很好的定位作用，使切割过程顺利完成如图2-4所示。 图2-4 切割过程示意图2.2.4切片厚度的控制 因为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。为了解决这个问题，设计了一个简易的装置，在刀具的正前方设置一个可移动的挡板来挡住被切物。通过控制挡板和刀具的间隙来控制被切物的厚度，如图2-5所示。 图

16、2-5控制挡板第三章 主要标准件的选择3.1轴承的选择 在设计中采用的轴承是滚动轴承，它是依靠主元件间的滚动接触来支撑转动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承具有启动灵活，摩擦阻力小，效率高，润滑简便及易于互换等优点按滚动体的形状我们又分为球轴承和滚子轴承。我们采用的是深沟球轴承推力球轴承如图3-1所示。深沟球轴承主要用于承受径向负荷，也可承受一定的轴向负荷。当轴承的径向游隙加大时，具有角接触球轴承的性能，可承受较大的轴向负荷。轴承组合的固定是通过轴承内圈和轴之间的锁紧，外圈和轴承座孔之间的固定来实现的。推力球轴承主要用于承受轴向负荷，如图3-2所示。 图 3-1 深沟球轴承1.外圈 2.滚珠 3

17、.内圈图 3-2 推力球轴承1钢圈 2.滚珠3.2传动带的选择在设计中采用的带为平带，可用橡胶帆布带，经胶合或缝合的接头，传动时冲击小，传动速度可以高一些。33齿轮的选择 在设计中选用直齿圆锥齿轮传动，用来传递两相交轴之间的运动和动力。圆锥齿轮的轮齿分布在圆锥体上，因此，它的轮齿一端大而另一端小，齿厚由大端到小端逐渐变小，模数和分度圆也随之变化。圆锥齿轮的齿轮有直齿斜齿和曲齿三种类型。直齿圆锥齿轮易于制造，适用于低速轻载传动场合，而曲齿圆锥齿轮传动平稳，承载能力强，常用于高速重载传动的场合，但其设计和制造较为复杂。斜齿圆锥齿轮传动则应用较少。所以选用了直齿圆锥齿轮。第四章 基于CAXA的实体设

18、计、虚拟装配和动画制作4.1 CAXA实体设计概述CAXA实体设计是由北京北航海尔软件有限公司通过国际合作研发的具有国际先进水平的三维设计软件，它使实体设计跨越了传统参数化造型在复杂性方面受到的限制，不论是经验丰富的专业人员，还是刚接触CAXA实体设计的初学者，CAXA实体设计都能提供便利的操作。其采用鼠标拖放式全真三维操作环境，具有无可比拟的运行速度、灵活性和强大功能，使设计更快，并获得更高的交互性能，真正使得实体设计做到了简单易用。采用CAXA实体设计软件进行设计具有以下优点： 第一，CAXA实体设计采用工程应用的特征（如孔、槽、螺纹、圆角、倒角等）作为构造零件的基本单元，改变了传统二维C

19、AD以几何设计为主的方式，使设计过程更加直观，设计人员可以将更多的精力用在创造性的产品构思上，提高了设计效率。第二，三维装配设计使设计人员可以准确进行结构和曲面复杂的部件设计。通过施加约束与配合关系，采用拖放方式操作，使得零件装配就像搭积木一样方便，对装配、子装配的零件、装配特征、约束及辅助视图以记录树形式进行管理，可以完成装配件爆炸、剖切、干涉检查、运动仿真、最小间隙计算、零件列表等活动，避免了需要试制样机再验证更改完善设计的周期过长、劳动强度高等弊端。第三， CAXA实体设计能自动处理从相片真实感到线框的渲染风格。设计环境下集成的真实纹理、贴图和表面凸痕效果可用于体现诸如螺纹和隔栅等设计细

20、节。可生成具有相片真实感的图象和生成任意数量的平行光、点光源或聚光光源；其特殊效果包括雾化效果和胶体效果。同时智能动画提供了复杂的关键帧动画功能，包括三维动画轨迹编辑和渲染效果图以 GIF 和 AVI 文件的形式输出，非常适合做设计作品的模拟演示及与他人的直接沟通。正是CAXA实体设计的以上众多优点，本次毕业设计选择了它。结束语本次毕业设计的题目是手动瓜果类蔬菜切片机创新设计。目标是设计出一台切片均匀且可调整厚度，安全可靠，适合于多种瓜果类蔬菜的切片机。主要用到的软件是CAXA，通过CAXA实体建模，CAXA零件装配，以及CAXA的机构运动分析功能，对手动瓜果类蔬菜切片机进行设计和仿真。这次毕

21、业论文的撰写是一次再学习和锻炼的机会，是对所学知识的一个融会贯通的过程。通过毕业论文的撰写，我对所学的知识有了更深层次领悟和掌握，对自己所学的专业有了一个整体认识。通过这次的毕业设计，我真正懂得理论联系实际的重要性，通过查找资料和数据，我进一步完善了自己的知识结构，学习了更多的知识。通过这次毕业设计，不仅强化了我学习的素质、研究素质和创业素质，而且培养了我的创新意识，激发了我探求新知的欲望。认真写作毕业论文，不仅能进一步巩固所学的理论知识，而且还能进一步提高自己的各项基本技能，实践能力和解决问题的能力。谢辞在这次毕业设计顺利完成之时，首先要感谢学校为我们提供了学习和工作的场所，让我们在一个安静

22、的环境下完成我们的任务。感谢我的指导老师陈晓英，无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到他的悉心指导和帮助。感谢我的班主任孙仪娟老师，她治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我大学期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则，这些都将使我受益终生。感谢我们同组设计的卢康乐同学，感谢你在设计期间给了我很多的支持。最后我要向关心和支持我学习的所有领导、同事和朋友们表示真挚的谢意！ 魏君波 2009-5-28参考文献1 王茂元.机械制造技术M.北京：机械工业出版社,20062 孙志礼.机械设计M.沈阳：东北大学出版社，20033 邹慧君.机械原理

23、M.北京：高等教育出版社，20044 陈立德.机械设计基础M.北京：高等教育出版社，20005 胡建生,张力.CAXA实体设计实用案例教程M.北京：化学工业出版社，20056 吴宪泽.机械设计师手册M. 北京：机械工业出版社， 20027 巩云鹏.机械设计课程设计M.沈阳：东北大学出版社，20038 许锡祺.画法几何及机械制图M.北京：中央广播电视大学出版社，19969 孙志礼,冷兴聚,魏延刚.机械设计M.沈阳：东北大学出版社,200010 张春林,傅祥志.机械原理M.北京：高等教育出版社,199911 郑志祥,张磊.机械零件M.北京：高等教育出版社,200212 陈立德.机械设计基础课程设计指导书M.北京：高等教育出版社,200013 陈大先.机械设计图册M.北京：高等教育出版社,200214 王玉新.机构创新设计方法学M.天津：天津大学出版社,199615 吴天生,闻百桥.机械制图M.北京：高等教育出版社,200316 王茂元.机械制造技术M.北京：机械工业出版社,2006