多功能蔬菜切片机专业综合设计说明书.doc

专业综合设计说明书

题 目： 多功能蔬菜切片机
学生姓名：
系 别： 机械与控制工程系
专业年级：2013级机械设计制造及其自动化一班
指导教师： 尹晓丽 何冬青 崔丹薇

中国石油大学胜利学院教务处
2016年 月 日

中国石油大学胜利学院专业综合设计
摘要

多功能蔬菜切片机是主要通过驱动装置，传动装置来实现进料以及对蔬菜进行切片，实现了能够进料和出料，厚度可调的功能的装置。多功能蔬菜切片机的床训设计的目的是按照设计题目的要求，设计可完成一定动作的切片机，完成理论方案的设计。然后对手动蔬菜切片机的基本结构进行分析，清楚设计多功能蔬菜切片机主要技术关键，主要是步进送料装置和传动装置的机构设计，明确切片的原理，并对切片机的厚度进行可控制性的调整设计。
本文主要对多功能蔬菜切片机的设计进行说明。

关键字：切片机；凸轮；齿轮传动；步进送料；驱动装置；厚度调整。
目 录

第一章 概述 1
1.1 食品机械与设备主要包括内容 1
1.2 市场上已出现的切片机 1
1.2.1 制浆造纸行业 1
1.2.2 肉片加工行业 2
1.2.3 蔬果加工行业 2
1.3 切片机使用要求 2
1.3.1 肉片、蔬果加工行业 2
1.4 本设计研究内容 3
1.4.1 目标 3
1.4.2 多功能蔬菜切片机的设计要求 3
1.4.3 多功能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与拟定 5
2.1 方案的构思 5
2.2 方案的设计 6
2.2.1 进料装置 6
2.2.2 转动装置 7
2.2.3 电机的选型 9
2.2.4 带传动的设计 9
2.2.5 齿轮传动的设计 10
2.2.6 机架的设计 10
第三章 动力传动部件的校核 12
3.1 齿轮的计算和校核 12
3.1.1齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定 12
3.1.2确定各主要参数 12
3.1.3传动比 12
3.1.4齿轮模数m 12
3.1.5齿轮接触疲劳强度计算 13
3.1.6齿轮强度校核 14
3.2轴的计算和校核 18
3.2.1轴的预选计算 18
3.2.2轴的校核计算 18
3.3 普通平键的计算与校核 19
3.3.1 键的选取 19
3.3.2 键链接的强度校核 19
3.4 轴承的计算与校核 20
3.4.1 圆锥滚子轴承寿命校核 20
3.4.2 转盘处单向推力球轴承的寿命校核 21
第四章 总结
参考文献
致谢

第一章 概述
1.1 食品机械与设备主要包括内容
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20mm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330mm，刀转速249rpm，刀盘上安装有16只刀片，由4台马达带动，总功率为4x315kw，马达速度为25rps。
1.2.2、肉片加工行业
羊肉、肥肉切片机：该款切片机的刀片采用了进口合金钢材，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成，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。
1.2.3、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，转盘在动力装置做用下旋转运动，转盘上的切刀和切丝刀将原料切割成片或丝，主要用于土豆、萝卜、瓜果、的片、丝加工，具有机构简单、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物体。
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，确定能够是被正常工作后关机待用。
4.若冷冻原料切片之前要解冻。
5.使用过程中严禁用手和其他工具接触圆盘和刀片。
6.放好原料调节好出刀厚度，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，出刀尺度掉到零点，彻底清理机器整体，严禁用睡冲刷机体。
9.每周检查机油一次，油标低于规定尺度几十加油。
1.4本设计研究内容
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，适合各种瓜果蔬菜的自动切片机的合理方案。
1.4.2、多功能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，尽量做到低能高效；
4、能够提高工作的效率；
5、要确保机械的安全性，设计要符合人体工程学；
6、可以调节切片的厚度，从而实现切块切丁等目的；
1.4.3多功能蔬菜切片机应满足的基本要求
多功能蔬菜切片机应瞒足的要求有以下几个方面：
1、具有预定功能的要求 所设计制造的多功能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，经济性要求局势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 在多功能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。简单得讲，安全就是指多功能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 简单讲，可靠性就是多功能蔬菜切片接在使用中性能的稳定性，它是多功能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，能正常工作的时间越长。
5、操作使用方便的要求 多功能蔬菜切片机是一中给生活带来方便的机械产品。在设计多功能蔬菜切片机的时候必须注意操作的时候要轻便省力；对环境无污染，噪声小，便于拆卸，维修和搬运。在满足基本要求的前提下还要瞒足这些特殊要求，以提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。

设计题目七、多功能蔬菜切片机
一、 多功能蔬菜切片机简介（现有设备：QPJ-A蔬菜切片机）
多功能蔬菜切片机模拟手式切菜，采用传送带送料。可用于蔬菜加工企业、餐馆、饭店等，可切质地较硬的蔬菜如土豆、萝卜、胡萝卜、白薯、芋头等，改变刀具还可切丝。

图7-1
如图7-1，电动机D经减速系统J减速后，动力分别由传动机构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ输出。传动系统Ⅰ驱动切刀运动，Ⅱ驱动输送带带动待切物料步进运动，Ⅲ驱动夹持带运动以便切菜时夹持、压紧物料。此外，还有清带系统完成输送带的清理工作（图中未画出）。要求机器运行平稳，切片均匀。物料切片厚度及生产率可调，取决于输送带速度和切刀速度。
二、设计要求
通过专业综合设计实习，请全面分析实验室现有设备：机器动力源、工作原理、主要技术参数（如生产率、电动机型号、电动机转速、电动机功率、适应参数范围等）；包含哪些执行机构，执行机构自由度是多少；从电动机到执行构件的传动比是多少，传动方案是什么等。
请指出实验室设备的缺陷，且不必拘泥于“机械、机构”的研究范畴，尝试从功能角度提出改进创意。
本题目设计参数如下：
设切刀工作阻力=1000N；
切片厚度约3mm（或切丁厚度10mm）；
旋转式切刀转速150 r/m（设装设两把切刀）；
或采用直动式切刀，工作频率300次/分；
行程速比系数=1；
机器运转速度不均匀系数许用值=0.05；
主传动机构许用压力角=40°，辅传动机构许用压力角=70°；
生产能力300~2000 kg/h；
电动机转速=1400 r/m；
电动机功率储备系数=1.5。
三、设计任务
1．设计减速系统
①设计减速传动系统。电动机转速=1400r/min，要减到工作频率（切刀转速），试确定传动方案及各级减速传动比的大小，绘制传动简图。说明机器的过载保护装置。
②设计齿轮传动。若减速系统采用了齿轮传动，按等强度或等寿命条件设计齿轮传
动，绘制齿轮传动啮合图。编写程序计算基本几何尺寸，验算重合度、小轮齿顶厚度、不根切条件及过渡曲线不干涉条件。
2．设计切刀传动系统（传动系统Ⅰ）
①设计运动方案，绘制机构示意图。
②设计机构尺寸，绘制机构运动简图。
③机构运动分析，打印结果数表，绘制输出构件的位移、速度、加速度图。
④机构受力分析，打印结果数表，绘制等效驱动力矩、阻力矩图。
⑤设计飞轮转动惯量，确定电动机功率。
⑥若要改变切片厚度或生产率，应如何调节切刀速度和输送带、夹持带速度？请提出你的设想。试就变化的参数对机构进行运动分析和受力分析，输出必要的图表，得出对比结论。
3．设计输送系统（传动系统Ⅱ）
①设计运动方案，绘制机构示意图。
②设计机构尺寸，绘制机构运动简图。
③机构运动分析，打印结果数表，绘制输出构件的转角、角速度、角加速度图。
4．设计夹持系统（传动系统Ⅲ）：要求同3。
5．设计清带系统：要求同3。
四、设计说明
①每人都须检索同类设备文献；绘制整机工作的运动循环图；做1及2~5中一题。
②机构受力分析时，只计算切刀阻力，不计其它构件重量及运动副的摩擦阻力。
③就详细分析结果数表考察方案的技术特性，评价方案的优劣。如果发现有问题，要反馈到方案设计中对设计方案加以修正说明。

11
第二章 去壳机的结构及工作原理

2.1 花生去壳机的结构组成
根据刮板式花生去壳机的剥壳原理可知道，花生是从上至下依次经过集料斗、剥壳箱、栅格、下箱出口、分选口，花生仁收集斗这些部件的，因此设计剥壳机的整体结构的依据就出来了。
设计过程是从上往下，从花生的装集开始，最上面是集料斗，集料斗下方是剥壳箱，集料斗可与剥壳箱设计为一个整体。在剥壳箱内，花生必须经过刮板的撞击和挤压作用才能进行剥壳，因此，将刮板设计置在剥壳箱内。花生经过刮板的撞击和挤压进行剥壳后，要经过位于剥壳箱底部的栅格[7]。花生穿过栅格后经过剥壳箱底部的出口往下落，在下落过程中，设计一个风机的出口，其作用是将经过剥壳的花生壳与花生仁进行分离，重量稍重的不被风吹走，而重量较轻的花生壳将被风机吹来的气流带入到花生壳收集通道，通道的底部设计成一定角度。经过分离的花生仁往下落，落入花生仁收集通道，将此通道与花生壳收集通道的底面设计成一个整体，这样的设计可以让被风吸走的花生仁通过自身的重量往下回滚到下一环节。

图2-1 花生去壳机的改良结构图

第三章 主要部件的结构设计

花生去壳机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆废品。设计合理，机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠[7]。
3.1 设计前各项参数的确定
3.1.1 锯齿形圆柱滚子个数，半径大小
。
第四章 总结

第一方面，对国内农用机械产品——花生去壳机的设计的研究现状、发展动向作了简要说明，特别是花生剥壳原理及装备，进行了一定的概括和分析。
另一方面，我通过对花生去壳机结构设计、尺寸等各种设计计算过程，让我把大学的专业知识得以应用复习。我对设计中涉及的几个问题也作了一定的研究,为我以后在实际工作中更深入地研究打下了基础。
同时从这次设计中也可以看出一些问题：
1、心态：应该保持认真的态度，坚持冷静独立的解决问题。
2.、基本：认真学好基本知识,扎实自己的基本知识，使面对问题时不会遇到很多挫折，从而打击自己的信心，结果使自己很浮躁，越来越不想搞这设计，故应该好好学习基本知识，一步一步的来,不要急功近利！
3.、树立自己的良好形象，乐观的面对生活，坚持自己的想法和意识。
总的说来，虽然在这次设计中自己学到了很多的东西，取得一定的成绩，但同时也存在一定的不足和缺陷，我想这都是这次设计的价值所在，以后的日子以后自己应该更加努力认真，以冷静沉着的心态去办好每一件事情！

参考文献

[1] 肖旭霖.食品机械与设备[M].北京：科学出版社，2006.
[2] 唐增宝，何永然，刘安俊.机械设计课程设计[M].武汉：华中理工大学出版社 1999.3.
[3] 石一兵.食品机械与设备[M].北京：中国商业出版社,1992.6.
[4] 尚书旗，刘曙光，王方燕．花生生产机械的应用现状与进展分析[J]．花生学报，2003，(增刊).
[5] 王延耀，张岩，尚书旗，等．气爆式花生脱壳性能的试验研究[J]．农业工程学报，1998，14(1).
[6] 成大先.机械设计手册.单行本.机械传动[M].北京：化学工业出版社.2004.1.
[7] 王智才．我国农机市场需求及发展前景[J]．农机质量与监督，2002，(5).
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[9] 周瑞宝.花生加工技术[M].北京：化学工业出版社.2003.1.
[10] 中国标准出版社第一编辑室.中国食品工业标准汇编[M].北京：中国标准出版社，2004.
[11] 段淑芬，胡文广，李秀平，等．世界花生生产现状分析[J]．花生学报，1999，(增刊).

中国石油大学胜利学院本科毕业设计(论文)
致 谢

毕业设计是考验大学四年所学知识的一种良好手段。通过实际设计相结合，锻炼了我综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平。

本文是在 老师的精心指导和关怀下完成的， 老师渊博的学识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风、高度的责任心对我产生了深深的影响。这不仅是我顺利完成了此项设计，而且也将使我受益终生的宝贵财富。
当完成设计论文的那一刻，感受到的不仅是长途跋涉到达终点后的喜悦，还有对导师发自内心的诚挚谢意。感谢我的导师 晓老师，对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点， 老师多次询问进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。 老师工作比较繁忙，但仍会定期开会了解我们学习上的问题并给予细心的指导。 老师为人随和，是我们的良师益友，深受大家的尊敬和爱戴。
最后，我再次向 老师致以诚挚的感谢！感谢他的细心指导！谢谢！
《专业综合设计》评阅书
题目

学生姓名

学号

指导教师评语及成绩

指导教师签名：
年 月 日
评语及成绩

教师签名：
年 月 日
教研室意见

总成绩：

室主任签名：
年 月 日

目 录
第一章 总论 1
一、项目概况 1
二、项目提出的理由与过程 6
三、项目建设的必要性 8
四、项目的可行性 12
第二章 市场预测 15
一、市场分析 15
二、市场预测 16
三、产品市场竞争力分析 19
第三章 建设规模与产品方案 22
一、建设规模 22
二、产品方案 22
三、质量标准 22
第四章 项目建设地点 25
一、项目建设地点选择 25
二、项目建设地条件 25
第五章 技术方案、设备方案和工程方案 28
一、技术方案 28
二、产品特点 30
三、主要设备方案 32
四、工程方案 32
第六章 原材料与原料供应 35
一、原料来源及运输方式 35
二、燃料供应与运输方式 35
第七章 总图布置、运输、总体布局与公用辅助工程 37
一、总图布置 37
二、 运输 38
三、总体布局 38
四、公用辅助工程 39
第八章 节能、节水与安全措施 44
一、主要依据及标准 44
二、节能 44
三、节水 45
四、消防与安全 45
第九章 环境影响与评价 47
一、法规依据 47
二、项目建设对环境影响 48
三、环境保护措施 48
四、环境影响评价 49
第十章 项目组织管理与运行 50
一、项目建设期管理 50
二、项目运行期组织管理 52
第十一章 项目实施进度 55
第十二章 投资估算和资金筹措 56
一、投资估算 56
二、资金筹措 58
第十三章 财务评价与效益分析 61
一、项目财务评价 61
二、财务评价结论 65
三、社会效益 68
四、生态效益 68
第十四章 风险分析 70
一、主要风险分析识别 70
二、风险程度分析及防范风险的措施 70
第十五章 招标方案 72
一、招标范围 72
二、招标组织形式 72
三、招标方式 72
第十六章 结论与建议 74
一、可行性研究结论 74
二、建议 75
附 件 77
一、附表 77
二、附件 77
三、附图 77

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