摘 要土豆屬于農(nóng)作物，也是人們經(jīng)常吃的東西，土豆能夠加工成不同的產(chǎn)品，可以用來(lái)做土豆泥和薯片這些，并且很多燒烤店都用這種土豆切片串燒。這些后期加工的切片工序通過(guò)人工來(lái)切比較費(fèi)時(shí)間，也是增加人工成本，使用土豆切片機(jī)能夠很好的滿足加工的需求，有著非常高的生產(chǎn)效率，并且能顧保證切片的均勻平整。土豆切片機(jī)的整體機(jī)構(gòu)比較緊湊，有著非常好的操作性能，能夠滿足對(duì)于土豆的高效率切片作業(yè)，被廣泛的用到一些食品加工單位，以及一些大的燒烤攤。能夠滿足對(duì)于土豆的高效率切片作業(yè)。本次設(shè)計(jì)的土豆切片機(jī)，主要是結(jié)合目前市面上用的切片機(jī)結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析切片的需求和厚度，確定一個(gè)合理的方案，并且對(duì)主要的零部件進(jìn)行計(jì)算校核，本次機(jī)構(gòu)主要涵蓋了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和切片機(jī)構(gòu)部分，能夠滿足相同的厚度的土豆切片目的。關(guān)鍵詞：土豆切片機(jī)；方案確定；計(jì)算校核AbstractPotatoes are crops, things that people often eat, potatoes can be processed into different products, can be used to make mashed potatoes and chips, and many barbecue stores are used to slice the potato chips. The slicing process of the later processing is made by manual cutting to compare the cost time, and also to increase the labor cost. The potato chip machine can meet the needs of processing very well, has a very high production efficiency, and can guarantee the smooth and smooth slice. The whole body of the potato chip machine is very compact and has very good operating performance. It can meet the efficient chip operation for potatoes. It is widely used in some food processing units, as well as some large barbecue stalls. It can meet the efficient slicing operation for potatoes. This design of the potato chip machine, mainly combined with the current market section of the slicer structure, through the analysis of the needs and thickness of the slice, to determine a reasonable scheme, and the calculation of the main parts of the calculation and check, this organization mainly covers the transmission mechanism and the belt transmission mechanism and section mechanism part, can be full. The purpose of slicing potatoes with the same thickness.Keywords: potato chip machine；Plan determination；Calculation check目 錄第一章 緒論 .11.1 概述 11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2第二章 方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .32.1 切片機(jī)設(shè)計(jì)的要求 32.2 切片機(jī)設(shè)計(jì)總結(jié) 32.3 傳動(dòng)方案設(shè)定 3第三章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) .53.1 電機(jī)的減速器設(shè)計(jì) 53.2 高速級(jí) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 63.2.1 求計(jì)算功率 Pc63.2.2 選 v 帶的型號(hào) 63.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 73.2.4.計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比及其傳動(dòng)比誤差 73.2.5 算出 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 73.2.6 計(jì)算實(shí)際中心距和確定中心距的調(diào)整范圍 73.2.7 驗(yàn)算小帶輪包角 83.2.8 計(jì)算帶的根數(shù) 83.2.9 計(jì)算單根 V 帶的初拉力和計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力 83.3 低速級(jí) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 83.3.1 求計(jì)算功率 Pc93.3.2 選 v 帶的型號(hào) 93.3.3 明確帶輪的基準(zhǔn)直徑 93.3.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 93.3.5 計(jì)算實(shí)際中心距和確定中心距的調(diào)整范圍 93.3.6 驗(yàn)算小帶輪包角 .103.3.7 確定帶的根數(shù) .103.3.8 計(jì)算單根 V 帶的初拉力和計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力 .103.4 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) .113.4.1 確定鏈條型號(hào)和節(jié)距 .113.4.2 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 .113.4.3 作用在軸上的壓軸力 .113.5 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 .123.6 滾珠絲桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì) .133.6.1 絲杠螺母的工作狀態(tài)、故障形式 .133.6.2 絲桿螺旋傳動(dòng)的選用、特征與應(yīng)用范圍 .133.6.3 滾珠絲桿的設(shè)計(jì) .133.6.4 傳動(dòng)效率和剛度驗(yàn)算及其校核 .153.6.5 穩(wěn)定性計(jì)算 .153.6.6 軸承的選擇及其校核 .153.6.7 滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇 .163.7 直線導(dǎo)軌的選擇 .163.8 確定滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的長(zhǎng)度 .17第四章 棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 194.1 棘輪機(jī)構(gòu)概述 .194.2 棘輪機(jī)構(gòu)的基本形式 .194.3 棘輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .194.3.1 確定棘輪齒形 .194.3.2 模數(shù)、齒數(shù)的確定 .204.4 棘輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果 .20第五章 切片機(jī)切片裝置的設(shè)計(jì) 215.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .215.2 切刀的設(shè)計(jì) .21結(jié) 論 22參考文獻(xiàn) .23致 謝 24延邊大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1第一章 緒論1.1 概述土豆屬于農(nóng)產(chǎn)品，大家平時(shí)沒(méi)事干的時(shí)候吃的比較多，這些土豆在平時(shí)吃的土豆仁都是要通過(guò)切片處理出來(lái)的，因此都要通過(guò)一些食品加工設(shè)備來(lái)完成，土豆切片機(jī)的使用能夠很好的完成一些人工的切片。在過(guò)去，土豆基本是手工切片的，這些對(duì)于人工來(lái)說(shuō)速度太慢了，有著一定的局限性，尤其是對(duì)于大批量的農(nóng)產(chǎn)品加工當(dāng)中，沒(méi)辦法滿足加工單位的生產(chǎn)要求，并且在人工的成本上，也是有著比較大的負(fù)擔(dān)，完全沒(méi)辦法滿足企業(yè)的加工要求。目前市面上的土豆切片機(jī)種類比較多，按照外形尺寸來(lái)分的話，有大型切片機(jī)跟中小型切片機(jī)，這些不同的設(shè)備被廣泛的用到各種加工環(huán)境當(dāng)中，大型的切片機(jī)主要是用在一些比較大的食品加工廠，能夠?qū)崿F(xiàn)每天大批量的加工需求，中小型的設(shè)備主要是被用在一些食品作坊以及種植戶。對(duì)于這些土豆切片機(jī)設(shè)備，主要用的是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，能夠滿足快速運(yùn)轉(zhuǎn)脫殼的需要。土豆切片機(jī)屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械，也是近幾十年開(kāi)始被大量的普及使用，這些小型的加工設(shè)備，對(duì)于工藝和精度要求也都比較低，沒(méi)有復(fù)雜的工序。隨著現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于這些小型加工設(shè)備來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)和制造也變得非常的簡(jiǎn)單，在市面上也都能夠比較容易買(mǎi)到，價(jià)格都比較實(shí)惠，這些都是現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)發(fā)展帶來(lái)的便利，也為如今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及食品加工工作給予了極大的便利。在大多數(shù)工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，由于機(jī)械的廣泛使用，人員需求量也在大大的減少，很多各種設(shè)備就完全能夠很好的滿足加工的需求，可以取代一些在加工當(dāng)中通過(guò)人工作業(yè)的繁重工作量。目前對(duì)于這些食品加工設(shè)備的市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，各種設(shè)備的種類比較多，尺寸結(jié)構(gòu)也不一樣，就是單獨(dú)一種設(shè)備都能夠做出非常多的結(jié)構(gòu)尺寸，在工藝上也是做的比較完善，因此市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也是相當(dāng)大額激烈的，這些對(duì)于設(shè)備的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)機(jī)遇，同時(shí)也有不少壓力，想要在行業(yè)當(dāng)中立足腳跟，就必須生產(chǎn)出能夠更加貼近市場(chǎng)需求，并且性交比高的設(shè)備，這樣才能占有更好的銷量。土豆切片機(jī)的市場(chǎng)也是比較旺盛，有著非常好的前景。21.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀土豆切片機(jī)的使用有著一定的歷史時(shí)期了，這些設(shè)備屬于農(nóng)業(yè)加工機(jī)器，也是國(guó)家重點(diǎn)扶持的產(chǎn)業(yè)，在機(jī)械設(shè)備的研究跟發(fā)展上，我們國(guó)家相對(duì)來(lái)說(shuō)時(shí)間比較遲，基礎(chǔ)比較薄軟，但是我們國(guó)家屬于農(nóng)業(yè)大國(guó)，生產(chǎn)的農(nóng)作物非常的多，很多農(nóng)產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)深加工才能保證比較好的保質(zhì)期以及更好的售價(jià)，這些在使用過(guò)程當(dāng)中就需要用到非常多的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，以往在這些農(nóng)產(chǎn)品加工設(shè)備的研究跟制造上基本上是屬于一片空白，完全沒(méi)有自己的技術(shù)專利，因此要受制于人，很多大型的設(shè)備都沒(méi)辦法生產(chǎn)，完全要通過(guò)采購(gòu)國(guó)外的設(shè)備才能夠滿足加工的要求。這些都長(zhǎng)期制約了技術(shù)的發(fā)展，并且影響到企業(yè)的加工進(jìn)度和生產(chǎn)效率，并且也在一定的程度上造成產(chǎn)品的成本比較高，尤其是后期的設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)上，都需要投入大量的精力。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，國(guó)家在農(nóng)業(yè)設(shè)備上的投入也比較大，大力鼓勵(lì)有條件的企業(yè)加入到自主研發(fā)的隊(duì)伍中，在現(xiàn)有的設(shè)備的基礎(chǔ)上不斷的創(chuàng)新，這些都是目前國(guó)內(nèi)在農(nóng)業(yè)設(shè)備上的一個(gè)發(fā)展態(tài)勢(shì)。在工藝和自動(dòng)化上來(lái)說(shuō)，我們跟發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械設(shè)備制造上還是存在一些缺陷的，這些都是有一定的歷史原因的?，F(xiàn)在很多國(guó)外的食品加工設(shè)備都比較先進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)自能化加工，并且有些設(shè)備能夠完全通過(guò)人機(jī)對(duì)話操作，有著很好的技術(shù)性，使用到計(jì)算機(jī)和機(jī)器人這些比較前沿的技術(shù)。隨著市場(chǎng)的需求量的不斷擴(kuò)張，以及國(guó)家的大力支持，我們?cè)谑称芳庸ぴO(shè)備上還需要做出很大的努力，并且還有很長(zhǎng)的一段路程要走。當(dāng)然目前我們國(guó)內(nèi)在食品加工機(jī)械上也還是取得了很大的進(jìn)步的，有著比較好的成績(jī)，特別是在一些小型加工設(shè)備上，有些沿海城市做這些設(shè)備的企業(yè)比較多，都有著自己的研發(fā)基地，通過(guò)大量的技術(shù)創(chuàng)新和引進(jìn)，能夠獨(dú)立自主的生產(chǎn)各種需求的設(shè)備，并且在功能和工藝上也是作比較突出了。同時(shí)能夠滿足海外的訂單生產(chǎn)，部分企業(yè)能夠把這些食品加工設(shè)備出口到各個(gè)國(guó)家，這些也都是這些年來(lái)我們從無(wú)到有的一個(gè)過(guò)程，也是取得了很大的突破。隨著機(jī)械行業(yè)的不斷成熟，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新，自能化設(shè)備是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)，也是一個(gè)時(shí)代的步伐，未來(lái)的加工機(jī)械設(shè)備主要就是做的更加人性化以及自能化，這些對(duì)于我們行業(yè)從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，也是提出了更高的要求。我們要不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)，補(bǔ)充自己的能量，才能在技術(shù)發(fā)3展的趨勢(shì)當(dāng)中，更好的做出自己的努力。第二章 方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 切片機(jī)設(shè)計(jì)的要求土豆屬于圓狀的產(chǎn)品，分析目前市面上的各種關(guān)于這種圓狀產(chǎn)品的切片機(jī)，結(jié)構(gòu)主要都是通過(guò)間歇送料的，對(duì)于切刀部分是通過(guò)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式，切片機(jī)整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單主要是涵蓋了切刀以及整體的框架跟傳動(dòng)結(jié)構(gòu)部分，本次設(shè)計(jì)的切片機(jī)主要是一種用在小批量加工的小尺寸機(jī)器，整體設(shè)計(jì)主要是：1）切削的厚：1~5mm。2）切片的長(zhǎng)度尺寸是：5~80mm。3）工作中切片最大的距離是：300mm。4）刀片的頻率是：40 次/min。5）本次切片工作的阻力不大，并且整體結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)。6）在動(dòng)力部分的選用，選用的電機(jī)是功率 0.55KW、1800 r/min。2.2 切片機(jī)設(shè)計(jì)總結(jié)（1）進(jìn)料部分：使用的是棘輪活輪槽部件能夠很好的滿足間歇送進(jìn)的需求。（2）切刀部分：主要是通過(guò)曲柄滑塊部件，能夠把電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成上限的往復(fù)動(dòng)作。（3）機(jī)架：主要是固定各個(gè)部件以及傳動(dòng)部件（4）傳動(dòng)部分：分析工作的要求計(jì)算出工作的動(dòng)力，選用合適的傳動(dòng)部件，4并且選用合適的減速器結(jié)構(gòu)，完成對(duì)各個(gè)零件的參數(shù)運(yùn)算。（5）輸送部分：采用滾珠絲杠結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。2.3 傳動(dòng)方案設(shè)定結(jié)構(gòu)整體傳動(dòng)圖見(jiàn)圖 2-1圖 2-1 切片機(jī)的傳動(dòng)方案分析本次的結(jié)構(gòu)可以知道，結(jié)構(gòu)整體的傳動(dòng)部分的動(dòng)力是電機(jī)，并且電機(jī)出來(lái)的轉(zhuǎn)速比較大，因此需要用到減速器實(shí)現(xiàn)減速的效果，主要是通過(guò)減速器降速，之后經(jīng)過(guò)兩個(gè) v 帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行在此減速，之后就能實(shí)現(xiàn)需要的最后的速度了。在此兩個(gè) v 帶部件，主要是把動(dòng)力區(qū)分成兩個(gè)部分，一個(gè)部分是用于間歇傳動(dòng)的部分，一部分的動(dòng)力是用在切刀上，滿足用于連續(xù)連續(xù)的動(dòng)作、間歇部分的運(yùn)動(dòng)主要是通過(guò)使用的擺動(dòng)的導(dǎo)桿以及棘輪結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)主要是棘爪結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)間歇的運(yùn)動(dòng)，并且能夠防止空轉(zhuǎn)，在工作當(dāng)中，主動(dòng)棘輪是驅(qū)動(dòng)棘輪運(yùn)動(dòng)的，經(jīng)過(guò)鏈傳動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿帶動(dòng)土豆實(shí)現(xiàn)往前運(yùn)動(dòng)，并且是進(jìn)行分段運(yùn)動(dòng)的。在切刀部分，主要是通過(guò)使用的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，曲柄滑塊能夠5實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)位直線的往復(fù)動(dòng)作。因此能夠驅(qū)動(dòng)刀片進(jìn)行往復(fù)的切割的效果，并且能夠進(jìn)行調(diào)整。6第三章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)3.1 電機(jī)的減速器設(shè)計(jì)選用的電機(jī)是 0.55KW 的，轉(zhuǎn)速是 1800r/min，在進(jìn)行工作當(dāng)中，沒(méi)工作一分鐘切片大約 40 次，所以刀片的速度也是 40 r/min。以這個(gè)速度可以算出工作的整體的傳動(dòng)比??=180040=45對(duì)于減速器部分，電機(jī)部分的減速比是 5，高速 v 帶部分是 4.6，低速部分的 v 帶是 1.9.當(dāng)電機(jī)出來(lái)時(shí)是通過(guò)減速器減速，減速器采用的是斜齒輪減速機(jī)構(gòu)，使用的型號(hào)是 SEW 電機(jī) R 系列的減速器，根據(jù)這種減速器的類型選擇，其結(jié)果見(jiàn)圖 3-1、 3-2。圖 3-1 R27 系列的減速電機(jī)7圖 3-2 R27 減速電機(jī)外形3.2 高速級(jí) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)分析切片機(jī)在工作當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)，主要是單向的動(dòng)作，這種運(yùn)動(dòng)的載荷比較穩(wěn)定，工作的額定功率 p=0.55kw 小帶輪轉(zhuǎn)速。對(duì)于 v 帶的設(shè)計(jì)主要涵蓋了帶的規(guī)格選用，以及基準(zhǔn)長(zhǎng)度的選擇，帶有幾根，還有中心距，選用什么材料，并且基準(zhǔn)直徑和相應(yīng)的尺寸這些。3.2.1 求計(jì)算功率 Pc1） 、計(jì)算功率 ：工作運(yùn)動(dòng)中的載荷不大，查詢參考文獻(xiàn) 1《機(jī)械設(shè)計(jì)》pc表 8-8 查的工作情況， = (3-1)????=1.1 cP???????=1.1×0.55=0.605????83.2.2 選 v 帶的型號(hào)根據(jù) 、 由參考文獻(xiàn) 1 圖 156 頁(yè)表 8-11 選用傳動(dòng)帶的規(guī)格跟小帶輪的直pc1n徑，分析可知選用的是 Z 型 V 帶，選擇小帶輪的直徑 ??1=56????3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑⑴驗(yàn)算帶速 v (3-2)??=??×56×180060×1000????=5.3????由于 5 ,滿足要求 ????120°那么包角合格。3.2.8 計(jì)算帶的根數(shù)⑴計(jì)算出額定功率 ??0由 及查參考文獻(xiàn) 2 表 8-3，并用線性插值法得??1得功率增量△ △??0，根據(jù) 傳動(dòng) 比由表 8?4查 ??0,??0=0.36,??0=0.03⑵確定各修正系數(shù)10由包角 及查參考文獻(xiàn) 2 表 8-5 得包角系數(shù) , 的基準(zhǔn)長(zhǎng)??1 ???? ????=0.92.由小 帶輪度查表 8-6 得長(zhǎng)度系數(shù) ????=1.14⑶確定帶的根數(shù)Z≥ =1.5 (3-8)????（ ??0+△ ??0） ????????故取 2 根3.2.9 計(jì)算單根 V 帶的初拉力 ??0和 計(jì) 算 帶傳動(dòng) 的 壓軸 力 ????由參考文獻(xiàn) 1 表 8 -3 查得 q=0.06(3-9)??0=500×????????×（ 2.5?????1） +????350.7N =(3-10) ????=2????????（??12） =174.9??3.3 低速級(jí) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)在工作中，皮帶傳動(dòng)部分主要是單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，在工作中的載荷也是穩(wěn)定的，要用到的額定功率是 p=0.55kw 小帶輪轉(zhuǎn)速 = 。??118004.6=390r/min對(duì)于 v 帶的設(shè)計(jì)主要涵蓋了帶的規(guī)格選用，以及基準(zhǔn)長(zhǎng)度的選擇，帶有幾根，還有中心距，選用什么材料，并且基準(zhǔn)直徑和相應(yīng)的尺寸。3.3.1 求計(jì)算功率 Pc帶式輸送機(jī)載荷變動(dòng)小，由參考文獻(xiàn) 1 表 8-8 查得工作情況.p=0.605 ????=1.1， ????=???? ????113.3.2 選 v 帶的型號(hào)低速級(jí)的 V 帶依然是選擇 Z 型 V 帶，選擇小帶輪的直徑 =100mm??13.3.3 明確帶輪的基準(zhǔn)直徑=i.??2 ??1=190????,按照參考文獻(xiàn) 1查 表 8?9選 取準(zhǔn) 值 ??2=200????3.3.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ????⑴初定中心距0.7（ ）≤ ≤2（ ）????1+????2 ??0 ????1+????2210≤ ≤600??0初定中心距 ??0=400????⑵計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ????????0=2??0+??2（ ????1+????2） +（ ????1?????2） 24??0來(lái)初算 ????0+ =1277????0≈2×500??2（ 56+250） +（ 256?56） 24×500由參考文獻(xiàn) 2 表 8-6 選基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ????=1250????3.3.5 計(jì)算實(shí)際中心距和確定中心距的調(diào)整范圍a=??0+（ ???????0）2 =386.5????12????????=???0.015????=367.75????????=??+0.03????=4243.3.6 驗(yàn)算小帶輪包角??1=180°?（ ????2?????1） ×57.3°??=165°120°那么包角合格。3.3.7 確定帶的根數(shù)⑴算出額定功率 ??0由 及查參考文獻(xiàn) 2 表 8-3，并得 得功率增量??1 出 ??0，以 傳動(dòng) 比由表 8?4查△ △??0,??0=0.14,??0=0.01⑵確定各修正系數(shù)由包角 及查參考文獻(xiàn) 2 表 8-5 得包角系數(shù) , 的基準(zhǔn)長(zhǎng)??1 ???? ????=0.95.由小 帶輪度查表 8-6 得長(zhǎng)度系數(shù) ????=1.11⑶確定帶的根數(shù)Z≥ =1.9????（ ??0+△ ??0） ????????故取 2 根3.3.8 計(jì)算單根 V 帶的初拉力 ??0和 計(jì) 算 帶傳動(dòng) 的 壓軸 力 ????由參考文獻(xiàn) 1 表 8-3 查得 q=0.0613??0=500×????????×（ 2.5?????1） +????348.2N ==140.8N????=2????????（??12）3.4 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.4.1 確定鏈條型號(hào)和節(jié)距 P切片機(jī)的鏈傳動(dòng)部分采用的是單鏈結(jié)構(gòu)，并且用的是止動(dòng)棘爪實(shí)現(xiàn)，因此傳動(dòng)比是 1.確定鏈節(jié)距（3-11）??0=??????????????式中： ?????工況系數(shù)， 見(jiàn) 參考文獻(xiàn) 1表 9?6；?????主 動(dòng)鏈輪齒 數(shù)系數(shù)， 見(jiàn)圖 9?13；多排鏈系數(shù);?????P-傳遞的功率，KwP=0.55Kw, 計(jì)算得出 ????=1.0, ????=0.74,????=1.75，??0=0.23????因?yàn)?，轉(zhuǎn)速 n=40/min，所以鏈輪型號(hào)為 10A，那么節(jié)距為??0=0.23????15.875mm，計(jì)算鏈速V= =0.3 （3-12）??2??2??60×1000????鏈速適宜143.4.2 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距 =（30~50）p,按下式計(jì)算鏈節(jié)數(shù)??0 ????0=20 （3-13）????0=2??0??+??1+??22 +（ ??2???12??） 2????0鏈傳動(dòng)的最大中心距為= 〔2 〕=42 （3-14 ） ??????????1?? ?????（ ??1+??2）式中， ??1是中心距 計(jì) 算系數(shù)，由參考文獻(xiàn) 1表 9?73.4.3 作用在軸上的壓軸力 ????= =1800N （3-15）????1000????=1890N （3-16）????≈??????????式中： ?????有效 圓 周力， ??；???????壓軸 力系數(shù)3.5 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算以扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為= (3-17)??????????≈9550000????0.2??3 =40≤［ ????］ 故強(qiáng)度滿足條件式中： ;?????扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力， ??????T 軸所受的扭矩，N? ﹒ ????;?????軸 的抗扭截面系數(shù)， ????315n ;?軸 的 轉(zhuǎn) 速， ????????P ?軸傳遞 的功率， ????；d ?計(jì) 算截面 處軸 的直徑， ????;［ ????］ ?許 用扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力， ??????,如下表表 3-1 軸常用幾種材料的 值［ ????］ 及 ??0軸的材料 Q235A、20 Q275、35 45 40Cr,35SiMn［ ????］ ??????15~25 20~35 25~45 35~55??0 149~126 135~112 126~103 112~97由上式可得軸的直徑d = =13 (3-18)??9550000??0.2 ［ ????］ ????0?????3.6 滾珠絲桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.6.1 絲杠螺母的工作狀態(tài)、故障形式1、工作狀態(tài)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用的是滾珠絲桿，這種結(jié)構(gòu)可以使用傳感器實(shí)現(xiàn)測(cè)量，因此可以很好的指導(dǎo)工作的扭矩以及彎曲的扭矩等數(shù)值。2、故障形式 工作當(dāng)中載荷大的話，絲杠會(huì)承受一個(gè)交變應(yīng)力，因此對(duì)于部件的硬度不達(dá)標(biāo)的話，就容易造成工件的磨損以及斷裂。對(duì)于這種絲桿來(lái)說(shuō)在工作當(dāng)中動(dòng)力跟扭矩相對(duì)都比較小。那么失效的主要方式就是磨損，因此可以通過(guò)加工當(dāng)中提高表面質(zhì)量來(lái)盡可能的避免失效發(fā)生。163.6.2 絲桿螺旋傳動(dòng)的選用、特征與應(yīng)用范圍絲桿螺旋傳動(dòng)主要被廣泛用在一些將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線可以很好地實(shí)現(xiàn)功率傳遞，并且可以滿足線性運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的交換。有著非常好的動(dòng)力傳遞效果，基本上能夠?qū)崿F(xiàn) 90%-98%，運(yùn)動(dòng)筆記平穩(wěn)，尤其是在低速運(yùn)動(dòng)中，不會(huì)出現(xiàn)爬行的情況，并且精度非常的高。耐磨性和可靠性都非常的好。3.6.3 滾珠絲桿的設(shè)計(jì)在工作中，滾動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)是承受的軸向運(yùn)動(dòng)的載荷的，并且螺母跟螺桿在工作中有摩擦，因此在長(zhǎng)期的使用中會(huì)造成一定的磨損失效，對(duì)此需要進(jìn)行受力情況計(jì)算，具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)種類跟工作的環(huán)境，還有失效種類這些。表 3-2 螺旋傳動(dòng)的常用材料螺旋副 各型號(hào) 特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍Q235、Q275v、45、50具有較高的強(qiáng)度和較好的切削加工性。40Cr、65Mn、T12、40WMn、適合于高頻淬火、火焰淬火等表面硬化處理。螺桿9Mn2V、CrWMn、38CrMoA1用于制造截面較大、形狀復(fù)雜、工作條件繁重下的各種冷沖模具和工具。螺母 ZCuA19FeNi7Mn2ZCuZn25A16Fe3Mn3材又高的力學(xué)性能，在大氣、淡水和海水中耐蝕性好，鑄造性能好,合金組織致密,氣密性高,耐磨性好,可以焊接,不易釬焊。滾珠絲杠螺母副和刀具進(jìn)給部件的螺桿的最大受力為 200N。,并且支撐17部分的最長(zhǎng)距離是 400mm,并且對(duì)于定位的精度要求 0.001mm,并且滾珠絲杠收到的載荷也涵蓋了本身的質(zhì)量，其額定載荷為：'0maxdHCfP3載荷系數(shù)為 1df—有關(guān)于動(dòng)載荷的硬度影響系數(shù)， =1'Hf 'Hf—最大化的軸向載荷maxP靜態(tài)載荷為 C0=2000 N，工作臺(tái)壽命為 T＝15000 0h ，主絲桿螺距t＝5mm。 ，得絲桿轉(zhuǎn)速n/min10max102Vnt′==因?yàn)榻z桿螺距是 5，所以選擇 W 系列完循環(huán)絲桿副尺寸系列 W2005-2.5 圈一列滾珠絲桿螺母副的幾何參數(shù)計(jì)算，見(jiàn)表所示： 表 3-3 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù)各物理量 代號(hào) 計(jì)算公式和結(jié)果（mm ）公稱直徑 0d20螺 距 t 5接觸角 ?? 45°鋼球直徑 ???? 3.175 螺紋滾道法面直徑 R R=0.52????=1.651螺紋滾道偏心距 e e=(R- )sinb=0.0449????218螺紋升角 ?? G=arctg =4.37??????0 °螺桿外徑 d d=??0?(0.2~0.25)????=19.4螺桿內(nèi)徑 ??1 R=16.788????=??0+2???2螺桿螺桿接觸直徑 ???? ????=??0?????????????=22.59螺母螺紋外徑 D D=??0?2??=2??=23.312 螺母螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） ??1 ??1=??0+(0.2~0.25)????=25.5螺母長(zhǎng)度 Ln 333.6.4 傳動(dòng)效率和剛度驗(yàn)算及其校核(1)傳動(dòng)效率計(jì)算h= =0.96 (3-19)??????????（ ??+??）（2）剛度驗(yàn)算，由于工作負(fù)載 P 導(dǎo)致 ????的 變 化量D = (3-20)??1??????????Y 的牽引力很大，所以用 Y 來(lái)計(jì)算參數(shù)P=400 材料為 45 鋼????=0.5F=p =2.213 （3-??221）19所以△L1=± =±2.194 cm200×0.520.6×106×2.213 ×10?5由于扭矩的原因，導(dǎo)致螺栓幾乎沒(méi)有變化，所以可以忽略，計(jì)算誤差：△=△L1 =4.97100??0 ??????查表得知絲桿允許誤差為 ，故剛度足夠。6????3.6.5 穩(wěn)定性計(jì)算（4）由絲桿回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩 為????= cm (3-22)??_??=????2?? η 200×0.52×3.14×0.96=15.287式中 G-移動(dòng)部件自重S-導(dǎo)成3.6.6 軸承的選擇及其校核（5）軸承的選擇，初選 6003，動(dòng)作中沖擊不大，室溫環(huán)境，預(yù)期使用周期是5000h,并且絲桿在工作當(dāng)中承受軸向的載荷，并最大的軸向載荷是 Fa=200N.查手冊(cè)可知道 6003 的基本額定負(fù)載 Cr=4.32kN,基本額定負(fù)載荷 Cor=2.50Kn。Fa/Cor=e=0.228 所以得知 e=0.38當(dāng)量負(fù)載的計(jì)算 P=200N 可算得軸承壽命 [6]= ???16667?? （ ????????????） ??溫度系數(shù) =1，載荷系數(shù) =1，UCFU203 軸承座，壽命指數(shù)為 e=3???? ????因此該軸承適合203.6.7 滾珠絲桿螺母的支承方式的選擇滾珠絲桿的支撐涵蓋四類，并且支撐的方法不一樣，對(duì)于允許的軸向載荷跟回轉(zhuǎn)速度也是有差別的。(1)固定—固定，被普遍的用在精度和轉(zhuǎn)速比較高的場(chǎng)合。(2)固定—支撐，被普遍用在精度高，轉(zhuǎn)速中等的場(chǎng)合。(3)固定—，廣泛用在小轉(zhuǎn)速，中精度的場(chǎng)合。3.7 直線導(dǎo)軌的選擇滾動(dòng)導(dǎo)軌的選取要實(shí)際分析導(dǎo)軌在工作中收到的載荷大小，并且是先按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇型號(hào)和規(guī)格，并且對(duì)導(dǎo)軌的使用壽命進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的計(jì)算要分析受用壽命，并且要實(shí)際聯(lián)系工作載荷 F,并且額定所謂動(dòng)載荷 C 能夠通過(guò)選型樣本查出。本次設(shè)計(jì)導(dǎo)軌選用的是 HIWIN 品牌。并且分析本次切片機(jī)的工作情況，導(dǎo)軌收到的重量大約在 40 公斤來(lái)算。因此選用的是輕型的 HIWIN 導(dǎo)軌就行，詳細(xì)參數(shù)如下：21圖 3-3 IWIN HGH-CA 型導(dǎo)軌圖 3-4 HIWIN HGH-CA 尺寸通過(guò)上面圖曉得，本次用的導(dǎo)軌是 HGH 15CA 型，因?qū)к壣系闹亓看蟾旁?0 公斤左右，選用最小規(guī)格就能夠滿足要求。3.8 確定滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的長(zhǎng)度分析工作要求，土豆片運(yùn)動(dòng)最多需要移動(dòng) 300mm。那么可以根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)選用的導(dǎo)軌長(zhǎng)度是 300mm 方可，但是導(dǎo)軌在安裝中需要預(yù)留螺紋孔，這樣的話就沒(méi)辦法滿足安裝要求，需要有一定的預(yù)留長(zhǎng)度。分析上銀牌導(dǎo)軌選型手冊(cè)上的導(dǎo)軌長(zhǎng)度有標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的要求，如下圖所示：圖 3-5 單只導(dǎo)軌的長(zhǎng)度2223第四章 棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 棘輪機(jī)構(gòu)概述主要是包括棘輪跟棘抓部分，能夠滿足間歇運(yùn)動(dòng)，這種棘輪機(jī)構(gòu)被普遍的用到一些機(jī)床或者要求回轉(zhuǎn)的工作當(dāng)中，并且我們平時(shí)騎的自行車就是用的這種棘輪機(jī)構(gòu)，能夠很好的滿足單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，并且能夠避免逆轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。4.2 棘輪機(jī)構(gòu)的基本形式棘輪結(jié)構(gòu)如下：圖 4-1 外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)如今用的比較多的是齒式跟摩擦的棘輪，齒式的簡(jiǎn)單一些，制造也比較方便，不過(guò)這種結(jié)構(gòu)有著一定的缺陷，在工作當(dāng)中噪音比較大，因此不能用在一些速度比較大的運(yùn)動(dòng)當(dāng)中。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比較平穩(wěn)，噪音比較小，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)極調(diào)速，能夠滿足對(duì)于一些低速的運(yùn)動(dòng)中。棘輪機(jī)構(gòu)種類比較多，不過(guò)都只能實(shí)現(xiàn)單個(gè)方向的間歇運(yùn)動(dòng)。4.3 棘輪設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于棘輪結(jié)構(gòu)的計(jì)算中，要結(jié)合齒形的選用跟模數(shù)尺寸部分說(shuō)明。4.3.1 確定棘輪齒形在工作載荷大的工作條件下常用的是不對(duì)稱梯形結(jié)構(gòu)，如果收到的載荷比24較小的話，一般用的是三角形或者是圓弧形的機(jī)構(gòu)，分析本次動(dòng)載荷不大，選用的是不對(duì)稱的三角形結(jié)構(gòu)。4.3.2 模數(shù)、齒數(shù)的確定和齒輪計(jì)算差不多的，棘輪也是差不多的，棘輪也是用模數(shù)計(jì)算，但是棘輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)基于其齒頂圓直徑 da 算，m= 棘輪齒數(shù) z 通常由棘輪機(jī)構(gòu)的使用??????條件和運(yùn)動(dòng)要求確定。對(duì)于一般進(jìn)給和分度所用的棘輪機(jī)構(gòu)，可根據(jù)所要求的棘輪最小角度來(lái)確定棘輪的齒數(shù)(z )，然后確定模數(shù)。≤250,一般取 8~30本設(shè)計(jì)中棘輪齒數(shù)根據(jù) Z=14 個(gè)齒計(jì)算，棘輪外齒分度圓直徑為 8mm。通過(guò) d=mz，該棘輪的模數(shù)為 m=6。4.4 棘輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果模數(shù) m=6分度圓直徑 6148admz??齒高 0.755h齒根圓直徑 20.75fadhzm??齒距 3.1468.pm????齒頂弦厚齒寬 B=10mm棘輪齒槽圓角半徑 r=1.5齒槽夾角 60??棘爪高度 ，則1,hm1(.27)8hm?:棘爪頂尖圓角半徑 r棘爪底長(zhǎng)度 1(0.8)6a25第五章 切片機(jī)切片裝置的設(shè)計(jì)5.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)曲柄滑塊，切刀主要進(jìn)行往復(fù)的運(yùn)動(dòng)并且把刀設(shè)計(jì)在滑塊中，滑塊通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且分析到刀的急回運(yùn)動(dòng)特征，使用的是偏心的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，能夠讓刀具切土豆的速度比較快，而且表面切斷的面比較好。分析本次切片的厚度在 1 到 5 毫米，因此曲柄滑塊結(jié)構(gòu)如下，桿的長(zhǎng)度是520mm曲柄直徑為 103mm。機(jī)構(gòu)的偏心距 e=154mm，并且工作當(dāng)中有急回的運(yùn)動(dòng)，用的是連桿，能夠滿足載荷比較大的運(yùn)動(dòng)，并且能夠便于加工。