毕 业 设 计 土豆切片机的结构设计 学生姓名： 王鑫 专业班级： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 学 院： 机电工程学院 2015年6月  土豆切片机的结构设计 摘要 土豆是人们食用的主要杂粮之一，在食用时，需要把土豆切片和切丝，市场上切片机种类很多，但是大多数都适用于大工厂和大作坊，对于小作坊或普通家庭的使用并不合适。本文所设计的土豆切片机是一种体积比较小、结构比较简单，适用于家庭、餐厅、小作坊的小型农产品切片机。本切片机具有很高的效率，不仅可以对土豆切片或者切丝，还可以用来对红薯进行切片。本设计的设计原理简单，利用用电动机提供动力，带轮传动，经过变速装置后，输出轴的末端连接旋转刀盘，旋转刀盘上固定有对称安装的两把刀具，放在盛料箱里面的土豆在推进装置的推进作用下，向旋转刀盘运动，土豆被切成片后从卸料箱流出。该方案结构简单，使用方便，减轻了很多人力。 关键词切片机；切片；设计；土豆  The Structural Design of Potato Slice Machine Abstract Potatoes are one of the main crops. You need to slice the potatoes and shred when eating. There are many different types on the marke.t. However this slicer is more applicable to enterprises and workshops. It is not appropriate to household. Paper presents a family by automatic slicing machine, the machine is propelled by the cutter parts, potatoes and clamping part and adjust the thickness of potato chip device that consists of three parts.The design of my potato slicing machine is a smaller size and the structure is more simple than others. Potato slicing machine is fit for the family restaurant, small workshops. It can be respectively on potato, sweet potato to work. The design principle of the design is very simple, is to use the motor, belt pulley, after a transmission device, the end of the output shaft of the connecting rotating cutter, knife rotating disc is fixed symmetrically installed two knives, put in full box of potatoes in the propulsion system of promotion by, to the rotating knife disc movement, potatoes cut into slices, the outflow discharge box from the material. This scheme has the advantages of simple structure, convenient use, reduce a lot of manpower. Keywordsslicing machine;slice; design; potato 目录 摘要 Abstract 1 前言 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外研究现状 1 1.2.1 国外研究现状 1 1.2.2 国内研究现状 2 1.3 研究内容 3 2 切片机总体方案的设计 4 2.1 整体方案的确定 4 2.2 机构特点及工作原理 4 3 重要部件的设计计算及校核 7 3.1 电机的选择 7 3.2 V带及带轮的设计计算 7 3.2.1 V带的设计 7 3.2.2 带轮的设计 9 3.3 齿轮的设计 10 3.3.1 齿轮齿数的确定 10 3.3.2 齿轮模数的确定 10 3.3.3 滑移齿轮的设计 10 3.3.4 齿轮的校核 11 3.4 传动轴的设计 12 3.4.1 最小轴径的计算 12 3.4.2 轴的校核 12 3.5 轴承的选择和寿命计算 15 3.5.1 轴承的选择 15 3.5.2 轴承寿命的计算 15 3.6 键的选择和校核 15 4 其他部件的结构设计 17 4.1 刀盘及刀具的结构设计 17 4.1.1 刀盘的设计 17 4.1.2 刀具的设计 17 4.2 入料斗及卸料斗的设计 18 4.3 机架的设计 19 4.3.1 机架的设计要求 19 4.3.2 机架材料的选用及壁厚的选择 19 4.3.3 机架结构的设计 19 4.4 操纵机构的设计 20 4.5 螺钉及螺栓的选择 21 结论 22 参考文献 23 致谢 24 前言 研究背景 中国是世界上产薯最多的国家，马铃薯是一种常见的蔬菜，主要存在于家庭餐桌和饭店或者是在工厂被加工成其他产品，在工厂里，马铃薯被加工成为淀粉，粉丝或者淀粉，还有一部分被加工成了常见的熟食，比如薯片等食品。随着生活质量的提高和最近几年餐饮业的快速发展，人们对薯片和薯条的需求量大增，这促进了马铃薯行业的发展，而马铃薯的加工过程中需将其切成片，因此切片机应运而生。现在市场上，切片机械己经比较常见了，但是这些机械只适合产业化的生产，而没有适合农民小作坊生产的切片机器。根据市场需求，对土豆和洋葱等进行切片，且要求切片、大小厚度一致、均匀，效率高，这些要求超出了手工的要求，所以需一种能切片的小型机器，这种机器能够满足切片大小厚均匀一致、效率较高，提高了生产效率，让人从切片劳动中解放出来[1]。这样既减轻了农民在加工中的劳动强度，也增加了农民的收入，有利于机械化的发展普及[2]。另外，本文所设计的切片机，不仅仅可以切土豆，还可以对红薯和洋葱进行切片，此外，通过切换刀片类型，还可以对土豆进行切丝。 本次研究设计通过改进原有的不合理方案，从而改善结构的工艺性。一方面作为食品加工行业的机械产品，土豆切片机的研发有着广阔的发展前景。另一方面，研究上使用简单可靠的切片机，有着十分重要的现实意义和经济价值。通过改进传统的设计，在其基础上加以创新，同时将现在较为成熟的技术加以应用，使得本次研究有着较为深刻的意义。对于我们机械设计应届本科生来说，完成本次的设计，对自身有较大的帮助。在电机的选型，切片机结构的设计，传动部分的设计，重要零部件的校核方面都能有所锻炼，从而有所进步目前，国内外已经有很多商家研制和生产了各种各样的土豆切片机，图1-1所示的切片机是国外某商家生产的产品。在国外的公司，切片机技术发展要比我国早很多。切片机技术的出现最早可以追溯到60年代，70年代切片机的技术已经成熟。到80年代，国外出现很多切片机制造公司，如:美国的哈克逊公司生产了BIZERBA SE12、FAC F300半自动切片机，BIZERBA SE12D自动切片机；意大利碧佳 ES25、ES30斜刀式切片机；韩国的地质公司的肉类切片机；瑞士Meyer-Burger AG公司的TS系列机；日本Tokyo Semitsu 株式会社的TSK（若干）系列机等。我国在切片机的设计方面尽管已有30年的发展历史，但与发达国家的产品相比依然有很大的差距。我国在高端切片机方面的研发仍然没有根本性突破1-1国外某种高端土豆切片机 国内研究现状 我国的切片机技术发展缓慢，较国外发展稍晚一些，到了70年代初期才开始发展。那时候的切片机主要在医药，冻肉和土豆等领域得到应用，其中土豆的应用尤为显著[3]。虽然我国在切片机的开发研究方面已经有了30年的历史了，并且近些年来切片机行业发展迅速，但是与发达国家相比仍然有一定的距离，我国研制的切片机得不到大面积推广应用，图1-2所示的切片机是国内比较常见的切片机，应用也很广泛[5]。虽然在我国已有切片机的生产厂家如山东省诸城市大洋食品机械厂的大洋牌土豆切片机有400型、600型、江阴鑫达药化机械的中药切片机等，但我国的切片机方面仍然没有根本性突破[6]。 国内外切片机技术发展的比较可以看出，我国的切片机技术发展晚，并且发展缓慢。马铃薯经常出现在人们的餐桌上，是大多数人喜欢的食物，无论是在餐馆还是在家庭中，人们也更注重效率[8]。在国内，切片机并没有作为常用设备进入人们的生活，并且在餐馆中也没有出现，而主要是出现在了工厂里，这也是因为目前市场上的切片机体积大，价格昂贵，难以操作、维护和修理[9]。本设计意在让小型切片机进入家庭和餐馆，尤其是餐馆，可以大大节省人力，提高工作效率，减少工作。下图是我国现有的切片机类型，也是比较常用的切片机1-2我国切片机类型 研究内容 近些年来餐快餐业发展迅速，随之出现的马铃薯薯片、薯条等休闲食品消费量急剧增长，展现出强劲的势头。这也就促进了马铃薯的生产业和加工业的发展。而在马铃薯的许多工业加工过程中，往往需要将马铃薯进行快速的切片处理，要在短时间内完成大量的马铃薯切片任务，人工是难以完成的，这就使得我们不得不寻找其他高效率的路径来完成这些任务。本文将针对上面提出的问题涉及一种主要用于食堂、餐馆、小作坊和家庭的马铃薯切片机，其中对餐馆的意义更为重大，它的产生对餐馆和酒店来说是一种福利。值得一提的是，本设计不仅可以将马铃薯、洋葱和红薯进行快速切片工作，还可以切丝。本设计的优点主要有以下几个方面：一、能对多种作物进行切削如：马铃薯、红薯、洋葱进行切片；并且厚度均一；二、降低了劳动强度，提高工作效益；三、本设计易操作，结构简单，紧凑。 整个设计过程包括电机的选择，V带轮的设计，大带轮小带轮的设计，变速装置的设计刀盘刀具的设计，卸料箱的设计，盛料箱的设计以及以及的设计，其中变速装置的设计又包含轴的选择和校核，齿轮的设计，轴承的选择和寿命计算和箱体的设计。整个设计内容很丰富，充分利用了大学所学到的知识土豆切片机应满足的要求，如表2-1所示。 表2-1 土豆切片机应满足的要求 要求 内容 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，经济性要求指的就是在满足功能要求的前提下能够将总费用降到最低。 安全性要求 在土豆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。简单讲，安全性就是指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直接接触。 可靠性要求 可靠性是指土豆切片机在使用中的稳定性。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。 操作使用方便性要求 土豆切片机是一种给生活带来方便的机械产品。在设计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；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运、交通机械要重量轻等。 本设计中我采用立式切片机，因为立式切片机的装料和卸料都比较容易，结构简单，操作和维修便易，而且立式产生的震动小，有益于机械的正常工作，是非常适合小作坊的机械[10]。该切片机有电机、机架，旋转刀盘、皮带传动装置，变速装置以及装料卸料装置等组成[11]。在设计过程中，首先要确定电动机的型。