論文題目：基于CATIA的土豆切片機結構設計,畢業(yè)設計答辯,答辯人： 導師：,選題的意義、及對于切片機的要求,1,2,,,選題的意義,對于土豆切片機的要求,,選題的意義,,意義：使用機器來切割土豆能大幅度簡化人工加工過程中繁瑣的操作，解決了手工加工難以實現(xiàn)大規(guī)模生產，工作環(huán)境差，工作勞動強度大，生產率低，產品質量穩(wěn)定性差等等一系列問題。,土豆切片機設計的要求,,土豆屬于圓狀的產品，分析目前市面上的各種關于這種圓狀產品的切片機，結構主要都是通過間歇送料的，對于切刀部分是通過直線往復運動的方式，切片機整體結構比較簡單主要是涵蓋了切刀以及整體的框架跟傳動結構部分，本次設計的切片機主要是一種用在小批量加工的小尺寸機器，整體設計主要是： 1）切削的厚：1~5mm。 2）切片的長度尺寸是：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，并且整體結構相對比較簡單，運動比較平穩(wěn)。 6）在動力部分的選用，選用的電機是功率0.55KW、1800 r/min。,,,3.土豆切片機的傳動機構圖,4.土豆切片機的三維圖,5.土豆切片機的工作原理,重要部分,土豆切片機傳動機構圖,土豆切片機的三維圖,土豆切片機的工作原理,分析本次的結構可以知道，結構整體的傳動部分的動力是電機，并且電機出來的轉速比較大，因此需要用到減速器實現(xiàn)減速的效果，主要是通過減速器降速，之后經過兩個v帶結構進行在此減速，之后就能實現(xiàn)需要的最后的速度了。在此兩個v帶部件，主要是把動力區(qū)分成兩個部分，一個部分是用于間歇傳動的部分，一部分的動力是用在切刀上，滿足用于連續(xù)連續(xù)的動作、間歇部分的運動主要是通過使用的擺動的導桿以及棘輪結構，機構主要是棘爪結構，能夠實現(xiàn)間歇的運動，并且能夠防止空轉，在工作當中，主動棘輪是驅動棘輪運動的，經過鏈傳動能夠實現(xiàn)驅動滾珠絲桿帶動土豆實現(xiàn)往前運動，并且是進行分段運動的。在切刀部分，主要是通過使用的曲柄滑塊結構，曲柄滑塊能夠實現(xiàn)轉動轉位直線的往復動作。因此能夠驅動刀片進行往復的切割的效果，并且能夠進行調整。,土豆切片機的設計總結,1）進料部分：使用的是棘輪部件能夠很好的滿足間歇送進的需求。 2）切刀部分：主要是通過曲柄滑塊部件，能夠把電機的轉動轉化成上限的往復動作。 3）機架：主要是固定各個部件以及傳動部件 4）傳動部分：分析工作的要求計算出工作的動力，選用合適的傳動部件，并且選用合適的減速器結構，完成對各個零件的參數(shù)運算。 5）輸送部分：采用滾珠絲杠結構實現(xiàn)。,Thank You !,摘 要土豆屬于農作物，也是人們經常吃的東西，土豆能夠加工成不同的產品，可以用來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人工來切比較費時間，也是增加人工成本，使用土豆切片機能夠很好的滿足加工的需求，有著非常高的生產效率，并且能顧保證切片的均勻平整。土豆切片機的整體機構比較緊湊，有著非常好的操作性能，能夠滿足對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。能夠滿足對于土豆的高效率切片作業(yè)。本次設計的土豆切片機，主要是結合目前市面上用的切片機結構，通過分析切片的需求和厚度，確定一個合理的方案，并且對主要的零部件進行計算校核，本次機構主要涵蓋了傳動機構以及帶傳動機構和切片機構部分，能夠滿足相同的厚度的土豆切片目的。關鍵詞：土豆切片機；方案確定；計算校核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 國內外研究現(xiàn)狀 2第二章 方案結構設計 .32.1 切片機設計的要求 32.2 切片機設計總結 32.3 傳動方案設定 3第三章 傳動裝置的設計 .53.1 電機的減速器設計 53.2 高速級 V 帶傳動設計 63.2.1 求計算功率 Pc63.2.2 選 v 帶的型號 63.2.3 確定帶輪的基準直徑 73.2.4.計算實際傳動比及其傳動比誤差 73.2.5 算出 V 帶的中心距 a 和基準長度 73.2.6 計算實際中心距和確定中心距的調整范圍 73.2.7 驗算小帶輪包角 83.2.8 計算帶的根數(shù) 83.2.9 計算單根 V 帶的初拉力和計算帶傳動的壓軸力 83.3 低速級 V 帶傳動設計 83.3.1 求計算功率 Pc93.3.2 選 v 帶的型號 93.3.3 明確帶輪的基準直徑 93.3.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 93.3.5 計算實際中心距和確定中心距的調整范圍 93.3.6 驗算小帶輪包角 .103.3.7 確定帶的根數(shù) .103.3.8 計算單根 V 帶的初拉力和計算帶傳動的壓軸力 .103.4 鏈傳動設計 .113.4.1 確定鏈條型號和節(jié)距 .113.4.2 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 .113.4.3 作用在軸上的壓軸力 .113.5 軸的強度校核計算 .123.6 滾珠絲桿的傳動設計 .133.6.1 絲杠螺母的工作狀態(tài)、故障形式 .133.6.2 絲桿螺旋傳動的選用、特征與應用范圍 .133.6.3 滾珠絲桿的設計 .133.6.4 傳動效率和剛度驗算及其校核 .153.6.5 穩(wěn)定性計算 .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 直線導軌的選擇 .163.8 確定滾動直線導軌的長度 .17第四章 棘輪機構設計 194.1 棘輪機構概述 .194.2 棘輪機構的基本形式 .194.3 棘輪設計計算 .194.3.1 確定棘輪齒形 .194.3.2 模數(shù)、齒數(shù)的確定 .204.4 棘輪機構的計算結果 .20第五章 切片機切片裝置的設計 215.1 曲柄滑塊機構的設計 .215.2 切刀的設計 .21結 論 22參考文獻 .23致 謝 24延邊大學本科畢業(yè)設計說明書1第一章 緒論1.1 概述土豆屬于農產品，大家平時沒事干的時候吃的比較多，這些土豆在平時吃的土豆仁都是要通過切片處理出來的，因此都要通過一些食品加工設備來完成，土豆切片機的使用能夠很好的完成一些人工的切片。在過去，土豆基本是手工切片的，這些對于人工來說速度太慢了，有著一定的局限性，尤其是對于大批量的農產品加工當中，沒辦法滿足加工單位的生產要求，并且在人工的成本上，也是有著比較大的負擔，完全沒辦法滿足企業(yè)的加工要求。目前市面上的土豆切片機種類比較多，按照外形尺寸來分的話，有大型切片機跟中小型切片機，這些不同的設備被廣泛的用到各種加工環(huán)境當中，大型的切片機主要是用在一些比較大的食品加工廠，能夠實現(xiàn)每天大批量的加工需求，中小型的設備主要是被用在一些食品作坊以及種植戶。對于這些土豆切片機設備，主要用的是電動驅動，能夠滿足快速運轉脫殼的需要。土豆切片機屬于農業(yè)機械，也是近幾十年開始被大量的普及使用，這些小型的加工設備，對于工藝和精度要求也都比較低，沒有復雜的工序。隨著現(xiàn)在機械行業(yè)的不斷發(fā)展，對于這些小型加工設備來說，生產和制造也變得非常的簡單，在市面上也都能夠比較容易買到，價格都比較實惠，這些都是現(xiàn)在機械行業(yè)發(fā)展帶來的便利，也為如今的農業(yè)生產以及食品加工工作給予了極大的便利。在大多數(shù)工廠的運轉當中，由于機械的廣泛使用，人員需求量也在大大的減少，很多各種設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中通過人工作業(yè)的繁重工作量。目前對于這些食品加工設備的市場來說，各種設備的種類比較多，尺寸結構也不一樣，就是單獨一種設備都能夠做出非常多的結構尺寸，在工藝上也是做的比較完善，因此市場競爭也是相當大額激烈的，這些對于設備的制造企業(yè)來說也是一個機遇，同時也有不少壓力，想要在行業(yè)當中立足腳跟，就必須生產出能夠更加貼近市場需求，并且性交比高的設備，這樣才能占有更好的銷量。土豆切片機的市場也是比較旺盛，有著非常好的前景。21.2 國內外研究現(xiàn)狀土豆切片機的使用有著一定的歷史時期了，這些設備屬于農業(yè)加工機器，也是國家重點扶持的產業(yè)，在機械設備的研究跟發(fā)展上，我們國家相對來說時間比較遲，基礎比較薄軟，但是我們國家屬于農業(yè)大國，生產的農作物非常的多，很多農產品要經過深加工才能保證比較好的保質期以及更好的售價，這些在使用過程當中就需要用到非常多的農業(yè)機械設備，以往在這些農產品加工設備的研究跟制造上基本上是屬于一片空白，完全沒有自己的技術專利，因此要受制于人，很多大型的設備都沒辦法生產，完全要通過采購國外的設備才能夠滿足加工的要求。這些都長期制約了技術的發(fā)展，并且影響到企業(yè)的加工進度和生產效率，并且也在一定的程度上造成產品的成本比較高，尤其是后期的設備維護和保養(yǎng)上，都需要投入大量的精力。經過幾十年的發(fā)展，國家在農業(yè)設備上的投入也比較大，大力鼓勵有條件的企業(yè)加入到自主研發(fā)的隊伍中，在現(xiàn)有的設備的基礎上不斷的創(chuàng)新，這些都是目前國內在農業(yè)設備上的一個發(fā)展態(tài)勢。在工藝和自動化上來說，我們跟發(fā)達國家的機械設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。現(xiàn)在很多國外的食品加工設備都比較先進，能夠實現(xiàn)自能化加工，并且有些設備能夠完全通過人機對話操作，有著很好的技術性，使用到計算機和機器人這些比較前沿的技術。隨著市場的需求量的不斷擴張，以及國家的大力支持，我們在食品加工設備上還需要做出很大的努力，并且還有很長的一段路程要走。當然目前我們國內在食品加工機械上也還是取得了很大的進步的，有著比較好的成績，特別是在一些小型加工設備上，有些沿海城市做這些設備的企業(yè)比較多，都有著自己的研發(fā)基地，通過大量的技術創(chuàng)新和引進，能夠獨立自主的生產各種需求的設備，并且在功能和工藝上也是作比較突出了。同時能夠滿足海外的訂單生產，部分企業(yè)能夠把這些食品加工設備出口到各個國家，這些也都是這些年來我們從無到有的一個過程，也是取得了很大的突破。隨著機械行業(yè)的不斷成熟，計算機技術的不斷更新，自能化設備是未來的一個趨勢，也是一個時代的步伐，未來的加工機械設備主要就是做的更加人性化以及自能化，這些對于我們行業(yè)從業(yè)人員來說，也是提出了更高的要求。我們要不斷的學習新知識，補充自己的能量，才能在技術發(fā)3展的趨勢當中，更好的做出自己的努力。第二章 方案結構設計2.1 切片機設計的要求土豆屬于圓狀的產品，分析目前市面上的各種關于這種圓狀產品的切片機，結構主要都是通過間歇送料的，對于切刀部分是通過直線往復運動的方式，切片機整體結構比較簡單主要是涵蓋了切刀以及整體的框架跟傳動結構部分，本次設計的切片機主要是一種用在小批量加工的小尺寸機器，整體設計主要是：1）切削的厚：1~5mm。2）切片的長度尺寸是：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，并且整體結構相對比較簡單，運動比較平穩(wěn)。6）在動力部分的選用，選用的電機是功率 0.55KW、1800 r/min。2.2 切片機設計總結（1）進料部分：使用的是棘輪活輪槽部件能夠很好的滿足間歇送進的需求。（2）切刀部分：主要是通過曲柄滑塊部件，能夠把電機的轉動轉化成上限的往復動作。（3）機架：主要是固定各個部件以及傳動部件（4）傳動部分：分析工作的要求計算出工作的動力，選用合適的傳動部件，4并且選用合適的減速器結構，完成對各個零件的參數(shù)運算。（5）輸送部分：采用滾珠絲杠結構實現(xiàn)。2.3 傳動方案設定結構整體傳動圖見圖 2-1圖 2-1 切片機的傳動方案分析本次的結構可以知道，結構整體的傳動部分的動力是電機，并且電機出來的轉速比較大，因此需要用到減速器實現(xiàn)減速的效果，主要是通過減速器降速，之后經過兩個 v 帶結構進行在此減速，之后就能實現(xiàn)需要的最后的速度了。在此兩個 v 帶部件，主要是把動力區(qū)分成兩個部分，一個部分是用于間歇傳動的部分，一部分的動力是用在切刀上，滿足用于連續(xù)連續(xù)的動作、間歇部分的運動主要是通過使用的擺動的導桿以及棘輪結構，機構主要是棘爪結構，能夠實現(xiàn)間歇的運動，并且能夠防止空轉，在工作當中，主動棘輪是驅動棘輪運動的，經過鏈傳動能夠實現(xiàn)驅動滾珠絲桿帶動土豆實現(xiàn)往前運動，并且是進行分段運動的。在切刀部分，主要是通過使用的曲柄滑塊結構，曲柄滑塊能夠5實現(xiàn)轉動轉位直線的往復動作。因此能夠驅動刀片進行往復的切割的效果，并且能夠進行調整。6第三章 傳動裝置的設計3.1 電機的減速器設計選用的電機是 0.55KW 的，轉速是 1800r/min，在進行工作當中，沒工作一分鐘切片大約 40 次，所以刀片的速度也是 40 r/min。以這個速度可以算出工作的整體的傳動比??=180040=45對于減速器部分，電機部分的減速比是 5，高速 v 帶部分是 4.6，低速部分的 v 帶是 1.9.當電機出來時是通過減速器減速，減速器采用的是斜齒輪減速機構，使用的型號是 SEW 電機 R 系列的減速器，根據這種減速器的類型選擇，其結果見圖 3-1、 3-2。圖 3-1 R27 系列的減速電機7圖 3-2 R27 減速電機外形3.2 高速級 V 帶傳動設計分析切片機在工作當中的運動，主要是單向的動作，這種運動的載荷比較穩(wěn)定，工作的額定功率 p=0.55kw 小帶輪轉速。對于 v 帶的設計主要涵蓋了帶的規(guī)格選用，以及基準長度的選擇，帶有幾根，還有中心距，選用什么材料，并且基準直徑和相應的尺寸這些。3.2.1 求計算功率 Pc1） 、計算功率 ：工作運動中的載荷不大，查詢參考文獻 1《機械設計》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 帶的型號根據 、 由參考文獻 1 圖 156 頁表 8-11 選用傳動帶的規(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 確定帶輪的基準直徑⑴驗算帶速 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 計算帶的根數(shù)⑴計算出額定功率 ??0由 及查參考文獻 2 表 8-3，并用線性插值法得??1得功率增量△ △??0，根據 傳動 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 2 表 8-5 得包角系數(shù) , 的基準長??1 ???? ????=0.92.由小 帶輪度查表 8-6 得長度系數(shù) ????=1.14⑶確定帶的根數(shù)Z≥ =1.5 (3-8)????（ ??0+△ ??0） ????????故取 2 根3.2.9 計算單根 V 帶的初拉力 ??0和 計 算 帶傳動 的 壓軸 力 ????由參考文獻 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 V 帶傳動設計在工作中，皮帶傳動部分主要是單項運動，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 小帶輪轉速 = 。??118004.6=390r/min對于 v 帶的設計主要涵蓋了帶的規(guī)格選用，以及基準長度的選擇，帶有幾根，還有中心距，選用什么材料，并且基準直徑和相應的尺寸。3.3.1 求計算功率 Pc帶式輸送機載荷變動小，由參考文獻 1 表 8-8 查得工作情況.p=0.605 ????=1.1， ????=???? ????113.3.2 選 v 帶的型號低速級的 V 帶依然是選擇 Z 型 V 帶，選擇小帶輪的直徑 =100mm??13.3.3 明確帶輪的基準直徑=i.??2 ??1=190????,按照參考文獻 1查 表 8?9選 取準 值 ??2=200????3.3.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 ????⑴初定中心距0.7（ ）≤ ≤2（ ）????1+????2 ??0 ????1+????2210≤ ≤600??0初定中心距 ??0=400????⑵計算帶所需的基準長度 ????????0=2??0+??2（ ????1+????2） +（ ????1?????2） 24??0來初算 ????0+ =1277????0≈2×500??2（ 56+250） +（ 256?56） 24×500由參考文獻 2 表 8-6 選基準長度 ????=1250????3.3.5 計算實際中心距和確定中心距的調整范圍a=??0+（ ???????0）2 =386.5????12????????=???0.015????=367.75????????=??+0.03????=4243.3.6 驗算小帶輪包角??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 2 表 8-3，并得 得功率增量??1 出 ??0，以 傳動 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 2 表 8-5 得包角系數(shù) , 的基準長??1 ???? ????=0.95.由小 帶輪度查表 8-6 得長度系數(shù) ????=1.11⑶確定帶的根數(shù)Z≥ =1.9????（ ??0+△ ??0） ????????故取 2 根3.3.8 計算單根 V 帶的初拉力 ??0和 計 算 帶傳動 的 壓軸 力 ????由參考文獻 1 表 8-3 查得 q=0.0613??0=500×????????×（ 2.5?????1） +????348.2N ==140.8N????=2????????（??12）3.4 鏈傳動設計3.4.1 確定鏈條型號和節(jié)距 P切片機的鏈傳動部分采用的是單鏈結構，并且用的是止動棘爪實現(xiàn)，因此傳動比是 1.確定鏈節(jié)距（3-11）??0=??????????????式中： ?????工況系數(shù)， 見 參考文獻 1表 9?6；?????主 動鏈輪齒 數(shù)系數(shù)， 見圖 9?13；多排鏈系數(shù);?????P-傳遞的功率，KwP=0.55Kw, 計算得出 ????=1.0, ????=0.74,????=1.75，??0=0.23????因為 ，轉速 n=40/min，所以鏈輪型號為 10A，那么節(jié)距為??0=0.23????15.875mm，計算鏈速V= =0.3 （3-12）??2??2??60×1000????鏈速適宜143.4.2 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距 =（30~50）p,按下式計算鏈節(jié)數(shù)??0 ????0=20 （3-13）????0=2??0??+??1+??22 +（ ??2???12??） 2????0鏈傳動的最大中心距為= 〔2 〕=42 （3-14 ） ??????????1?? ?????（ ??1+??2）式中， ??1是中心距 計 算系數(shù)，由參考文獻 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 軸的強度校核計算以扭矩來計算軸的強度，軸的扭轉強度條件為= (3-17)??????????≈9550000????0.2??3 =40≤［ ????］ 故強度滿足條件式中： ;?????扭 轉 切 應 力， ??????T 軸所受的扭矩，N? ﹒ ????;?????軸 的抗扭截面系數(shù)， ????315n ;?軸 的 轉 速， ????????P ?軸傳遞 的功率， ????；d ?計 算截面 處軸 的直徑， ????;［ ????］ ?許 用扭 轉 切 應 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 滾珠絲桿的傳動設計3.6.1 絲杠螺母的工作狀態(tài)、故障形式1、工作狀態(tài)傳動結構采用的是滾珠絲桿，這種結構可以使用傳感器實現(xiàn)測量，因此可以很好的指導工作的扭矩以及彎曲的扭矩等數(shù)值。2、故障形式 工作當中載荷大的話，絲杠會承受一個交變應力，因此對于部件的硬度不達標的話，就容易造成工件的磨損以及斷裂。對于這種絲桿來說在工作當中動力跟扭矩相對都比較小。那么失效的主要方式就是磨損，因此可以通過加工當中提高表面質量來盡可能的避免失效發(fā)生。163.6.2 絲桿螺旋傳動的選用、特征與應用范圍絲桿螺旋傳動主要被廣泛用在一些將旋轉運動轉換成直線可以很好地實現(xiàn)功率傳遞，并且可以滿足線性運動和旋轉運動之間的交換。有著非常好的動力傳遞效果，基本上能夠實現(xiàn) 90%-98%，運動筆記平穩(wěn)，尤其是在低速運動中，不會出現(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 滾珠絲桿的設計在工作中，滾動螺旋結構是承受的軸向運動的載荷的，并且螺母跟螺桿在工作中有摩擦，因此在長期的使用中會造成一定的磨損失效，對此需要進行受力情況計算，具體設計時應根據傳動種類跟工作的環(huán)境，還有失效種類這些。表 3-2 螺旋傳動的常用材料螺旋副 各型號 特點及其應用范圍Q235、Q275v、45、50具有較高的強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給部件的螺桿的最大受力為 200N。,并且支撐17部分的最長距離是 400mm,并且對于定位的精度要求 0.001mm,并且滾珠絲杠收到的載荷也涵蓋了本身的質量，其額定載荷為：'0maxdHCfP3載荷系數(shù)為 1df—有關于動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，工作臺壽命為 T＝15000 0h ，主絲桿螺距t＝5mm。 ，得絲桿轉速n/min10max102Vnt′==因為絲桿螺距是 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)計算，見表所示： 表 3-3 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù)各物理量 代號 計算公式和結果（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 螺母螺母內徑（外循環(huán)） ??1 ??1=??0+(0.2~0.25)????=25.5螺母長度 Ln 333.6.4 傳動效率和剛度驗算及其校核(1)傳動效率計算h= =0.96 (3-19)??????????（ ??+??）（2）剛度驗算，由于工作負載 P 導致 ????的 變 化量D = (3-20)??1??????????Y 的牽引力很大，所以用 Y 來計算參數(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，導致螺栓幾乎沒有變化，所以可以忽略，計算誤差：△=△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)定性計算（4）由絲桿回轉的轉矩 為????= cm (3-22)??_??=????2?? η 200×0.52×3.14×0.96=15.287式中 G-移動部件自重S-導成3.6.6 軸承的選擇及其校核（5）軸承的選擇，初選 6003，動作中沖擊不大，室溫環(huán)境，預期使用周期是5000h,并且絲桿在工作當中承受軸向的載荷，并最大的軸向載荷是 Fa=200N.查手冊可知道 6003 的基本額定負載 Cr=4.32kN,基本額定負載荷 Cor=2.50Kn。Fa/Cor=e=0.228 所以得知 e=0.38當量負載的計算 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，對于允許的軸向載荷跟回轉速度也是有差別的。(1)固定—固定，被普遍的用在精度和轉速比較高的場合。(2)固定—支撐，被普遍用在精度高，轉速中等的場合。(3)固定—，廣泛用在小轉速，中精度的場合。3.7 直線導軌的選擇滾動導軌的選取要實際分析導軌在工作中收到的載荷大小，并且是先按照實際經驗來選擇型號和規(guī)格，并且對導軌的使用壽命進行計算。對于滾動直線導軌的計算要分析受用壽命，并且要實際聯(lián)系工作載荷 F,并且額定所謂動載荷 C 能夠通過選型樣本查出。本次設計導軌選用的是 HIWIN 品牌。并且分析本次切片機的工作情況，導軌收到的重量大約在 40 公斤來算。因此選用的是輕型的 HIWIN 導軌就行，詳細參數(shù)如下：21圖 3-3 IWIN HGH-CA 型導軌圖 3-4 HIWIN HGH-CA 尺寸通過上面圖曉得，本次用的導軌是 HGH 15CA 型，因導軌上的重量大概在40 公斤左右，選用最小規(guī)格就能夠滿足要求。3.8 確定滾動直線導軌的長度分析工作要求，土豆片運動最多需要移動 300mm。那么可以根據這個數(shù)據選用的導軌長度是 300mm 方可，但是導軌在安裝中需要預留螺紋孔，這樣的話就沒辦法滿足安裝要求，需要有一定的預留長度。分析上銀牌導軌選型手冊上的導軌長度有標準長度的要求，如下圖所示：圖 3-5 單只導軌的長度2223第四章 棘輪機構設計4.1 棘輪機構概述主要是包括棘輪跟棘抓部分，能夠滿足間歇運動，這種棘輪機構被普遍的用到一些機床或者要求回轉的工作當中，并且我們平時騎的自行車就是用的這種棘輪機構，能夠很好的滿足單項運動，并且能夠避免逆轉運動。4.2 棘輪機構的基本形式棘輪結構如下：圖 4-1 外嚙合式棘輪機構如今用的比較多的是齒式跟摩擦的棘輪，齒式的簡單一些，制造也比較方便，不過這種結構有著一定的缺陷，在工作當中噪音比較大，因此不能用在一些速度比較大的運動當中。摩擦式棘輪機構傳動比較平穩(wěn)，噪音比較小，能夠實現(xiàn)無極調速，能夠滿足對于一些低速的運動中。棘輪機構種類比較多，不過都只能實現(xiàn)單個方向的間歇運動。4.3 棘輪設計計算對于棘輪結構的計算中，要結合齒形的選用跟模數(shù)尺寸部分說明。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稱梯形結構，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構，分析本次動載荷不大，選用的是不對稱的三角形結構。4.3.2 模數(shù)、齒數(shù)的確定和齒輪計算差不多的，棘輪也是差不多的，棘輪也是用模數(shù)計算，但是棘輪的標準模數(shù)基于其齒頂圓直徑 da 算，m= 棘輪齒數(shù) z 通常由棘輪機構的使用??????條件和運動要求確定。對于一般進給和分度所用的棘輪機構，可根據所要求的棘輪最小角度來確定棘輪的齒數(shù)(z )，然后確定模數(shù)?！?50,一般取 8~30本設計中棘輪齒數(shù)根據 Z=14 個齒計算，棘輪外齒分度圓直徑為 8mm。通過 d=mz，該棘輪的模數(shù)為 m=6。4.4 棘輪機構的計算結果模數(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棘爪底長度 1(0.8)6a25第五章 切片機切片裝置的設計5.1 曲柄滑塊機構的設計根據曲柄滑塊，切刀主要進行往復的運動并且把刀設計在滑塊中，滑塊通過轉動能夠驅動刀的往復運動，并且分析到刀的急回運動特征，使用的是偏心的曲柄滑塊機構，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，因此曲柄滑塊結構如下，桿的長度是520mm曲柄直徑為 103mm。機構的偏心距 e=154mm，并且工作當中有急回的運動，用的是連桿，能夠滿足載荷比較大的運動，并且能夠便于加工。論文題目：基于CATIA的土豆切片機結構設計,畢業(yè)設計答辯,答辯人： 導師：,選題的意義、及對于切片機的要求,1,2,,,選題的意義,對于土豆切片機的要求,,選題的意義,,意義：使用機器來切割土豆能大幅度簡化人工加工過程中繁瑣的操作，解決了手工加工難以實現(xiàn)大規(guī)模生產，工作環(huán)境差，工作勞動強度大，生產率低，產品質量穩(wěn)定性差等等一系列問題。,土豆切片機設計的要求,,土豆屬于圓狀的產品，分析目前市面上的各種關于這種圓狀產品的切片機，結構主要都是通過間歇送料的，對于切刀部分是通過直線往復運動的方式，切片機整體結構比較簡單主要是涵蓋了切刀以及整體的框架跟傳動結構部分，本次設計的切片機主要是一種用在小批量加工的小尺寸機器，整體設計主要是： 1）切削的厚：1~5mm。 2）切片的長度尺寸是：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，并且整體結構相對比較簡單，運動比較平穩(wěn)。 6）在動力部分的選用，選用的電機是功率0.55KW、1800 r/min。,,,3.土豆切片機的傳動機構圖,4.土豆切片機的三維圖,5.土豆切片機的工作原理,重要部分,土豆切片機傳動機構圖,土豆切片機的三維圖,土豆切片機的工作原理,分析本次的結構可以知道，結構整體的傳動部分的動力是電機，并且電機出來的轉速比較大，因此需要用到減速器實現(xiàn)減速的效果，主要是通過減速器降速，之后經過兩個v帶結構進行在此減速，之后就能實現(xiàn)需要的最后的速度了。在此兩個v帶部件，主要是把動力區(qū)分成兩個部分，一個部分是用于間歇傳動的部分，一部分的動力是用在切刀上，滿足用于連續(xù)連續(xù)的動作、間歇部分的運動主要是通過使用的擺動的導桿以及棘輪結構，機構主要是棘爪結構，能夠實現(xiàn)間歇的運動，并且能夠防止空轉，在工作當中，主動棘輪是驅動棘輪運動的，經過鏈傳動能夠實現(xiàn)驅動滾珠絲桿帶動土豆實現(xiàn)往前運動，并且是進行分段運動的。在切刀部分，主要是通過使用的曲柄滑塊結構，曲柄滑塊能夠實現(xiàn)轉動轉位直線的往復動作。因此能夠驅動刀片進行往復的切割的效果，并且能夠進行調整。,土豆切片機的設計總結,1）進料部分：使用的是棘輪部件能夠很好的滿足間歇送進的需求。 2）切刀部分：主要是通過曲柄滑塊部件，能夠把電機的轉動轉化成上限的往復動作。 3）機架：主要是固定各個部件以及傳動部件 4）傳動部分：分析工作的要求計算出工作的動力，選用合適的傳動部件，并且選用合適的減速器結構，完成對各個零件的參數(shù)運算。 5）輸送部分：采用滾珠絲杠結構實現(xiàn)。,Thank You !,摘 要土豆屬于農作物，也是人們經常吃的東西，土豆能夠加工成不同的產品，可以用來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人工來切比較費時間，也是增加人工成本，使用土豆切片機能夠很好的滿足加工的需求，有著非常高的生產效率，并且能顧保證切片的均勻平整。土豆切片機的整體機構比較緊湊，有著非常好的操作性能，能夠滿足對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。能夠滿足對于土豆的高效率切片作業(yè)。本次設計的土豆切片機，主要是結合目前市面上用的切片機結構，通過分析切片的需求和厚度，確定一個合理的方案，并且對主要的零部件進行計算校核，本次機構主要涵蓋了傳動機構以及帶傳動機構和切片機構部分，能夠滿足相同的厚度的土豆切片目的。關鍵詞：土豆切片機；方案確定；計算校核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 國內外研究現(xiàn)狀 2第二章 方案結構設計 .32.1 切片機設計的要求 32.2 切片機設計總結 32.3 傳動方案設定 3第三章 傳動裝置的設計 .53.1 電機的減速器設計 53.2 高速級 V 帶傳動設計 63.2.1 求計算功率 Pc63.2.2 選 v 帶的型號 63.2.3 確定帶輪的基準直徑 73.2.4.計算實際傳動比及其傳動比誤差 73.2.5 算出 V 帶的中心距 a 和基準長度 73.2.6 計算實際中心距和確定中心距的調整范圍 73.2.7 驗算小帶輪包角 83.2.8 計算帶的根數(shù) 83.2.9 計算單根 V 帶的初拉力和計算帶傳動的壓軸力 83.3 低速級 V 帶傳動設計 83.3.1 求計算功率 Pc93.3.2 選 v 帶的型號 93.3.3 明確帶輪的基準直徑 93.3.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 93.3.5 計算實際中心距和確定中心距的調整范圍 93.3.6 驗算小帶輪包角 .103.3.7 確定帶的根數(shù) .103.3.8 計算單根 V 帶的初拉力和計算帶傳動的壓軸力 .103.4 鏈傳動設計 .113.4.1 確定鏈條型號和節(jié)距 .113.4.2 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 .113.4.3 作用在軸上的壓軸力 .113.5 軸的強度校核計算 .123.6 滾珠絲桿的傳動設計 .133.6.1 絲杠螺母的工作狀態(tài)、故障形式 .133.6.2 絲桿螺旋傳動的選用、特征與應用范圍 .133.6.3 滾珠絲桿的設計 .133.6.4 傳動效率和剛度驗算及其校核 .153.6.5 穩(wěn)定性計算 .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 直線導軌的選擇 .163.8 確定滾動直線導軌的長度 .17第四章 棘輪機構設計 194.1 棘輪機構概述 .194.2 棘輪機構的基本形式 .194.3 棘輪設計計算 .194.3.1 確定棘輪齒形 .194.3.2 模數(shù)、齒數(shù)的確定 .204.4 棘輪機構的計算結果 .20第五章 切片機切片裝置的設計 215.1 曲柄滑塊機構的設計 .215.2 切刀的設計 .21結 論 22參考文獻 .23致 謝 24延邊大學本科畢業(yè)設計說明書1第一章 緒論1.1 概述土豆屬于農產品，大家平時沒事干的時候吃的比較多，這些土豆在平時吃的土豆仁都是要通過切片處理出來的，因此都要通過一些食品加工設備來完成，土豆切片機的使用能夠很好的完成一些人工的切片。在過去，土豆基本是手工切片的，這些對于人工來說速度太慢了，有著一定的局限性，尤其是對于大批量的農產品加工當中，沒辦法滿足加工單位的生產要求，并且在人工的成本上，也是有著比較大的負擔，完全沒辦法滿足企業(yè)的加工要求。目前市面上的土豆切片機種類比較多，按照外形尺寸來分的話，有大型切片機跟中小型切片機，這些不同的設備被廣泛的用到各種加工環(huán)境當中，大型的切片機主要是用在一些比較大的食品加工廠，能夠實現(xiàn)每天大批量的加工需求，中小型的設備主要是被用在一些食品作坊以及種植戶。對于這些土豆切片機設備，主要用的是電動驅動，能夠滿足快速運轉脫殼的需要。土豆切片機屬于農業(yè)機械，也是近幾十年開始被大量的普及使用，這些小型的加工設備，對于工藝和精度要求也都比較低，沒有復雜的工序。隨著現(xiàn)在機械行業(yè)的不斷發(fā)展，對于這些小型加工設備來說，生產和制造也變得非常的簡單，在市面上也都能夠比較容易買到，價格都比較實惠，這些都是現(xiàn)在機械行業(yè)發(fā)展帶來的便利，也為如今的農業(yè)生產以及食品加工工作給予了極大的便利。在大多數(shù)工廠的運轉當中，由于機械的廣泛使用，人員需求量也在大大的減少，很多各種設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中通過人工作業(yè)的繁重工作量。目前對于這些食品加工設備的市場來說，各種設備的種類比較多，尺寸結構也不一樣，就是單獨一種設備都能夠做出非常多的結構尺寸，在工藝上也是做的比較完善，因此市場競爭也是相當大額激烈的，這些對于設備的制造企業(yè)來說也是一個機遇，同時也有不少壓力，想要在行業(yè)當中立足腳跟，就必須生產出能夠更加貼近市場需求，并且性交比高的設備，這樣才能占有更好的銷量。土豆切片機的市場也是比較旺盛，有著非常好的前景。21.2 國內外研究現(xiàn)狀土豆切片機的使用有著一定的歷史時期了，這些設備屬于農業(yè)加工機器，也是國家重點扶持的產業(yè)，在機械設備的研究跟發(fā)展上，我們國家相對來說時間比較遲，基礎比較薄軟，但是我們國家屬于農業(yè)大國，生產的農作物非常的多，很多農產品要經過深加工才能保證比較好的保質期以及更好的售價，這些在使用過程當中就需要用到非常多的農業(yè)機械設備，以往在這些農產品加工設備的研究跟制造上基本上是屬于一片空白，完全沒有自己的技術專利，因此要受制于人，很多大型的設備都沒辦法生產，完全要通過采購國外的設備才能夠滿足加工的要求。這些都長期制約了技術的發(fā)展，并且影響到企業(yè)的加工進度和生產效率，并且也在一定的程度上造成產品的成本比較高，尤其是后期的設備維護和保養(yǎng)上，都需要投入大量的精力。經過幾十年的發(fā)展，國家在農業(yè)設備上的投入也比較大，大力鼓勵有條件的企業(yè)加入到自主研發(fā)的隊伍中，在現(xiàn)有的設備的基礎上不斷的創(chuàng)新，這些都是目前國內在農業(yè)設備上的一個發(fā)展態(tài)勢。在工藝和自動化上來說，我們跟發(fā)達國家的機械設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)在很多國外的食品加工設備都比較先進，能夠實現(xiàn)自能化加工，并且有些設備能夠完全通過人機對話操作，有著很好的技術性，使用到計算機和機器人這些比較前沿的技術。隨著市場的需求量的不斷擴張，以及國家的大力支持，我們在食品加工設備上還需要做出很大的努力，并且還有很長的一段路程要走。當然目前我們國內在食品加工機械上也還是取得了很大的進步的，有著比較好的成績，特別是在一些小型加工設備上，有些沿海城市做這些設備的企業(yè)比較多，都有著自己的研發(fā)基地，通過大量的技術創(chuàng)新和引進，能夠獨立自主的生產各種需求的設備，并且在功能和工藝上也是作比較突出了。同時能夠滿足海外的訂單生產，部分企業(yè)能夠把這些食品加工設備出口到各個國家，這些也都是這些年來我們從無到有的一個過程，也是取得了很大的突破。隨著機械行業(yè)的不斷成熟，計算機技術的不斷更新，自能化設備是未來的一個趨勢，也是一個時代的步伐，未來的加工機械設備主要就是做的更加人性化以及自能化，這些對于我們行業(yè)從業(yè)人員來說，也是提出了更高的要求。我們要不斷的學習新知識，補充自己的能量，才能在技術發(fā)3展的趨勢當中，更好的做出自己的努力。第二章 方案結構設計2.1 切片機設計的要求土豆屬于圓狀的產品，分析目前市面上的各種關于這種圓狀產品的切片機，結構主要都是通過間歇送料的，對于切刀部分是通過直線往復運動的方式，切片機整體結構比較簡單主要是涵蓋了切刀以及整體的框架跟傳動結構部分，本次設計的切片機主要是一種用在小批量加工的小尺寸機器，整體設計主要是：1）切削的厚：1~5mm。2）切片的長度尺寸是：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，并且整體結構相對比較簡單，運動比較平穩(wěn)。6）在動力部分的選用，選用的電機是功率 0.55KW、1800 r/min。2.2 切片機設計總結（1）進料部分：使用的是棘輪活輪槽部件能夠很好的滿足間歇送進的需求。（2）切刀部分：主要是通過曲柄滑塊部件，能夠把電機的轉動轉化成上限的往復動作。（3）機架：主要是固定各個部件以及傳動部件（4）傳動部分：分析工作的要求計算出工作的動力，選用合適的傳動部件，4并且選用合適的減速器結構，完成對各個零件的參數(shù)運算。（5）輸送部分：采用滾珠絲杠結構實現(xiàn)。2.3 傳動方案設定結構整體傳動圖見圖 2-1圖 2-1 切片機的傳動方案分析本次的結構可以知道，結構整體的傳動部分的動力是電機，并且電機出來的轉速比較大，因此需要用到減速器實現(xiàn)減速的效果，主要是通過減速器降速，之后經過兩個 v 帶結構進行在此減速，之后就能實現(xiàn)需要的最后的速度了。在此兩個 v 帶部件，主要是把動力區(qū)分成兩個部分，一個部分是用于間歇傳動的部分，一部分的動力是用在切刀上，滿足用于連續(xù)連續(xù)的動作、間歇部分的運動主要是通過使用的擺動的導桿以及棘輪結構，機構主要是棘爪結構，能夠實現(xiàn)間歇的運動，并且能夠防止空轉，在工作當中，主動棘輪是驅動棘輪運動的，經過鏈傳動能夠實現(xiàn)驅動滾珠絲桿帶動土豆實現(xiàn)往前運動，并且是進行分段運動的。在切刀部分，主要是通過使用的曲柄滑塊結構，曲柄滑塊能夠5實現(xiàn)轉動轉位直線的往復動作。因此能夠驅動刀片進行往復的切割的效果，并且能夠進行調整。6第三章 傳動裝置的設計3.1 電機的減速器設計選用的電機是 0.55KW 的，轉速是 1800r/min，在進行工作當中，沒工作一分鐘切片大約 40 次，所以刀片的速度也是 40 r/min。以這個速度可以算出工作的整體的傳動比??=180040=45對于減速器部分，電機部分的減速比是 5，高速 v 帶部分是 4.6，低速部分的 v 帶是 1.9.當電機出來時是通過減速器減速，減速器采用的是斜齒輪減速機構，使用的型號是 SEW 電機 R 系列的減速器，根據這種減速器的類型選擇，其結果見圖 3-1、 3-2。圖 3-1 R27 系列的減速電機7圖 3-2 R27 減速電機外形3.2 高速級 V 帶傳動設計分析切片機在工作當中的運動，主要是單向的動作，這種運動的載荷比較穩(wěn)定，工作的額定功率 p=0.55kw 小帶輪轉速。對于 v 帶的設計主要涵蓋了帶的規(guī)格選用，以及基準長度的選擇，帶有幾根，還有中心距，選用什么材料，并且基準直徑和相應的尺寸這些。3.2.1 求計算功率 Pc1） 、計算功率 ：工作運動中的載荷不大，查詢參考文獻 1《機械設計》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 帶的型號根據 、 由參考文獻 1 圖 156 頁表 8-11 選用傳動帶的規(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 確定帶輪的基準直徑⑴驗算帶速 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 計算帶的根數(shù)⑴計算出額定功率 ??0由 及查參考文獻 2 表 8-3，并用線性插值法得??1得功率增量△ △??0，根據 傳動 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 2 表 8-5 得包角系數(shù) , 的基準長??1 ???? ????=0.92.由小 帶輪度查表 8-6 得長度系數(shù) ????=1.14⑶確定帶的根數(shù)Z≥ =1.5 (3-8)????（ ??0+△ ??0） ????????故取 2 根3.2.9 計算單根 V 帶的初拉力 ??0和 計 算 帶傳動 的 壓軸 力 ????由參考文獻 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 V 帶傳動設計在工作中，皮帶傳動部分主要是單項運動，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 小帶輪轉速 = 。??118004.6=390r/min對于 v 帶的設計主要涵蓋了帶的規(guī)格選用，以及基準長度的選擇，帶有幾根，還有中心距，選用什么材料，并且基準直徑和相應的尺寸。3.3.1 求計算功率 Pc帶式輸送機載荷變動小，由參考文獻 1 表 8-8 查得工作情況.p=0.605 ????=1.1， ????=???? ????113.3.2 選 v 帶的型號低速級的 V 帶依然是選擇 Z 型 V 帶，選擇小帶輪的直徑 =100mm??13.3.3 明確帶輪的基準直徑=i.??2 ??1=190????,按照參考文獻 1查 表 8?9選 取準 值 ??2=200????3.3.4 確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 ????⑴初定中心距0.7（ ）≤ ≤2（ ）????1+????2 ??0 ????1+????2210≤ ≤600??0初定中心距 ??0=400????⑵計算帶所需的基準長度 ????????0=2??0+??2（ ????1+????2） +（ ????1?????2） 24??0來初算 ????0+ =1277????0≈2×500??2（ 56+250） +（ 256?56） 24×500由參考文獻 2 表 8-6 選基準長度 ????=1250????3.3.5 計算實際中心距和確定中心距的調整范圍a=??0+（ ???????0）2 =386.5????12????????=???0.015????=367.75????????=??+0.03????=4243.3.6 驗算小帶輪包角??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 2 表 8-3，并得 得功率增量??1 出 ??0，以 傳動 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 2 表 8-5 得包角系數(shù) , 的基準長??1 ???? ????=0.95.由小 帶輪度查表 8-6 得長度系數(shù) ????=1.11⑶確定帶的根數(shù)Z≥ =1.9????（ ??0+△ ??0） ????????故取 2 根3.3.8 計算單根 V 帶的初拉力 ??0和 計 算 帶傳動 的 壓軸 力 ????由參考文獻 1 表 8-3 查得 q=0.0613??0=500×????????×（ 2.5?????1） +????348.2N ==140.8N????=2????????（??12）3.4 鏈傳動設計3.4.1 確定鏈條型號和節(jié)距 P切片機的鏈傳動部分采用的是單鏈結構，并且用的是止動棘爪實現(xiàn)，因此傳動比是 1.確定鏈節(jié)距（3-11）??0=??????????????式中： ?????工況系數(shù)， 見 參考文獻 1表 9?6；?????主 動鏈輪齒 數(shù)系數(shù)， 見圖 9?13；多排鏈系數(shù);?????P-傳遞的功率，KwP=0.55Kw, 計算得出 ????=1.0, ????=0.74,????=1.75，??0=0.23????因為 ，轉速 n=40/min，所以鏈輪型號為 10A，那么節(jié)距為??0=0.23????15.875mm，計算鏈速V= =0.3 （3-12）??2??2??60×1000????鏈速適宜143.4.2 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距 =（30~50）p,按下式計算鏈節(jié)數(shù)??0 ????0=20 （3-13）????0=2??0??+??1+??22 +（ ??2???12??） 2????0鏈傳動的最大中心距為= 〔2 〕=42 （3-14 ） ??????????1?? ?????（ ??1+??2）式中， ??1是中心距 計 算系數(shù)，由參考文獻 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 軸的強度校核計算以扭矩來計算軸的強度，軸的扭轉強度條件為= (3-17)??????????≈9550000????0.2??3 =40≤［ ????］ 故強度滿足條件式中： ;?????扭 轉 切 應 力， ??????T 軸所受的扭矩，N? ﹒ ????;?????軸 的抗扭截面系數(shù)， ????315n ;?軸 的 轉 速， ????????P ?軸傳遞 的功率， ????；d ?計 算截面 處軸 的直徑， ????;［ ????］ ?許 用扭 轉 切 應 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 滾珠絲桿的傳動設計3.6.1 絲杠螺母的工作狀態(tài)、故障形式1、工作狀態(tài)傳動結構采用的是滾珠絲桿，這種結構可以使用傳感器實現(xiàn)測量，因此可以很好的指導工作的扭矩以及彎曲的扭矩等數(shù)值。2、故障形式 工作當中載荷大的話，絲杠會承受一個交變應力，因此對于部件的硬度不達標的話，就容易造成工件的磨損以及斷裂。對于這種絲桿來說在工作當中動力跟扭矩相對都比較小。那么失效的主要方式就是磨損，因此可以通過加工當中提高表面質量來盡可能的避免失效發(fā)生。163.6.2 絲桿螺旋傳動的選用、特征與應用范圍絲桿螺旋傳動主要被廣泛用在一些將旋轉運動轉換成直線可以很好地實現(xiàn)功率傳遞，并且可以滿足線性運動和旋轉運動之間的交換。有著非常好的動力傳遞效果，基本上能夠實現(xiàn) 90%-98%，運動筆記平穩(wěn)，尤其是在低速運動中，不會出現(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 滾珠絲桿的設計在工作中，滾動螺旋結構是承受的軸向運動的載荷的，并且螺母跟螺桿在工作中有摩擦，因此在長期的使用中會造成一定的磨損失效，對此需要進行受力情況計算，具體設計時應根據傳動種類跟工作的環(huán)境，還有失效種類這些。表 3-2 螺旋傳動的常用材料螺旋副 各型號 特點及其應用范圍Q235、Q275v、45、50具有較高的強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給部件的螺桿的最大受力為 200N。,并且支撐17部分的最長距離是 400mm,并且對于定位的精度要求 0.001mm,并且滾珠絲杠收到的載荷也涵蓋了本身的質量，其額定載荷為：'0maxdHCfP3載荷系數(shù)為 1df—有關于動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，工作臺壽命為 T＝15000 0h ，主絲桿螺距t＝5mm。 ，得絲桿轉速n/min10max102Vnt′==因為絲桿螺距是 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)計算，見表所示： 表 3-3 滾珠絲桿螺母副幾何參數(shù)各物理量 代號 計算公式和結果（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 螺母螺母內徑（外循環(huán)） ??1 ??1=??0+(0.2~0.25)????=25.5螺母長度 Ln 333.6.4 傳動效率和剛度驗算及其校核(1)傳動效率計算h= =0.96 (3-19)??????????（ ??+??）（2）剛度驗算，由于工作負載 P 導致 ????的 變 化量D = (3-20)??1??????????Y 的牽引力很大，所以用 Y 來計算參數(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，導致螺栓幾乎沒有變化，所以可以忽略，計算誤差：△=△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)定性計算（4）由絲桿回轉的轉矩 為????= cm (3-22)??_??=????2?? η 200×0.52×3.14×0.96=15.287式中 G-移動部件自重S-導成3.6.6 軸承的選擇及其校核（5）軸承的選擇，初選 6003，動作中沖擊不大，室溫環(huán)境，預期使用周期是5000h,并且絲桿在工作當中承受軸向的載荷，并最大的軸向載荷是 Fa=200N.查手冊可知道 6003 的基本額定負載 Cr=4.32kN,基本額定負載荷 Cor=2.50Kn。Fa/Cor=e=0.228 所以得知 e=0.38當量負載的計算 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，對于允許的軸向載荷跟回轉速度也是有差別的。(1)固定—固定，被普遍的用在精度和轉速比較高的場合。(2)固定—支撐，被普遍用在精度高，轉速中等的場合。(3)固定—，廣泛用在小轉速，中精度的場合。3.7 直線導軌的選擇滾動導軌的選取要實際分析導軌在工作中收到的載荷大小，并且是先按照實際經驗來選擇型號和規(guī)格，并且對導軌的使用壽命進行計算。對于滾動直線導軌的計算要分析受用壽命，并且要實際聯(lián)系工作載荷 F,并且額定所謂動載荷 C 能夠通過選型樣本查出。本次設計導軌選用的是 HIWIN 品牌。并且分析本次切片機的工作情況，導軌收到的重量大約在 40 公斤來算。因此選用的是輕型的 HIWIN 導軌就行，詳細參數(shù)如下：21圖 3-3 IWIN HGH-CA 型導軌圖 3-4 HIWIN HGH-CA 尺寸通過上面圖曉得，本次用的導軌是 HGH 15CA 型，因導軌上的重量大概在40 公斤左右，選用最小規(guī)格就能夠滿足要求。3.8 確定滾動直線導軌的長度分析工作要求，土豆片運動最多需要移動 300mm。那么可以根據這個數(shù)據選用的導軌長度是 300mm 方可，但是導軌在安裝中需要預留螺紋孔，這樣的話就沒辦法滿足安裝要求，需要有一定的預留長度。分析上銀牌導軌選型手冊上的導軌長度有標準長度的要求，如下圖所示：圖 3-5 單只導軌的長度2223第四章 棘輪機構設計4.1 棘輪機構概述主要是包括棘輪跟棘抓部分，能夠滿足間歇運動，這種棘輪機構被普遍的用到一些機床或者要求回轉的工作當中，并且我們平時騎的自行車就是用的這種棘輪機構，能夠很好的滿足單項運動，并且能夠避免逆轉運動。4.2 棘輪機構的基本形式棘輪結構如下：圖 4-1 外嚙合式棘輪機構如今用的比較多的是齒式跟摩擦的棘輪，齒式的簡單一些，制造也比較方便，不過這種結構有著一定的缺陷，在工作當中噪音比較大，因此不能用在一些速度比較大的運動當中。摩擦式棘輪機構傳動比較平穩(wěn)，噪音比較小，能夠實現(xiàn)無極調速，能夠滿足對于一些低速的運動中。棘輪機構種類比較多，不過都只能實現(xiàn)單個方向的間歇運動。4.3 棘輪設計計算對于棘輪結構的計算中，要結合齒形的選用跟模數(shù)尺寸部分說明。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稱梯形結構，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構，分析本次動載荷不大，選用的是不對稱的三角形結構。4.3.2 模數(shù)、齒數(shù)的確定和齒輪計算差不多的，棘輪也是差不多的，棘輪也是用模數(shù)計算，但是棘輪的標準模數(shù)基于其齒頂圓直徑 da 算，m= 棘輪齒數(shù) z 通常由棘輪機構的使用??????條件和運動要求確定。對于一般進給和分度所用的棘輪機構，可根據所要求的棘輪最小角度來確定棘輪的齒數(shù)(z )，然后確定模數(shù)?！?50,一般取 8~30本設計中棘輪齒數(shù)根據 Z=14 個齒計算，棘輪外齒分度圓直徑為 8mm。通過 d=mz，該棘輪的模數(shù)為 m=6。4.4 棘輪機構的計算結果模數(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棘爪底長度 1(0.8)6a25第五章 切片機切片裝置的設計5.1 曲柄滑塊機構的設計根據曲柄滑塊，切刀主要進行往復的運動并且把刀設計在滑塊中，滑塊通過轉動能夠驅動刀的往復運動，并且分析到刀的急回運動特征，使用的是偏心的曲柄滑塊機構，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，因此曲柄滑塊結構如下，桿的長度是520mm曲柄直徑為 103mm。機構的偏心距 e=154mm，并且工作當中有急回的運動，用的是連桿，能夠滿足載荷比較大的運動，并且能夠便于加工。