畢業(yè)設(shè)計（論文）手動紅薯切片機(jī)設(shè)計

1、煙臺大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)第一章 緒 論1.1 食品機(jī)械與設(shè)備主要包括的內(nèi)容食品機(jī)械與設(shè)備的主要內(nèi)容包括：輸送機(jī)械與設(shè)備、清洗和原料預(yù)處理機(jī)械與設(shè)備、攪拌及均質(zhì)機(jī)械與設(shè)備、原料及半成品的熱處理機(jī)械與設(shè)備、真空濃縮設(shè)備、干燥機(jī)械與設(shè)備、排氣及殺菌機(jī)械與設(shè)備等。1.2 市場上已經(jīng)出現(xiàn)的切片機(jī)1.2.1 制漿造紙行業(yè)：一般形式有刀盤式切片機(jī)，鼓式切片機(jī)，螺旋切片機(jī)等。刀盤式切片機(jī)由刀盤、機(jī)殼、喂料槽以及傳動裝置等部分組成。沉重的刀盤還起到飛輪的作用，穩(wěn)定切片過程。刀片由盤面輻射狀安裝，并突出20mm左右，原木通過溜槽喂入轉(zhuǎn)盤的一側(cè)，刀片與原木軸線成一定角度進(jìn)行切片，處理量為290msub/h,通常情況

2、下木片長度24mm，刀盤直徑3360mm,刀盤轉(zhuǎn)速249rpm,刀盤上安裝有16只刀片，由4臺馬達(dá)帶動，總功率為4315kw,馬達(dá)速度為25r/s.1.2.2 制作細(xì)胞或組織切片行業(yè)：用于光學(xué)顯微鏡的有旋轉(zhuǎn)式和滑走式切片機(jī)。用于電子顯微鏡的有超薄切片機(jī)，使用玻璃刀或鉆石刀制作超薄切片。材料的裝置有機(jī)械推進(jìn)式和熱膨脹式。用于冷凍切片法的有冷凍切片機(jī)、低溫恒溫器、冷凍超薄切片機(jī)。用于徒手切片的有圓筒切片機(jī)。1.2.3 肉片加工行業(yè)：羊肉、牛肉切片機(jī)：該類切片機(jī)的刀片采用了進(jìn)口合金鋼材料，可適應(yīng)高速度、大批次肉片的加工：肉片厚薄自動可調(diào)，并與進(jìn)料機(jī)構(gòu)精巧配合，使之可根據(jù)所需肉片厚度自動控制推進(jìn)速度;

3、工作平臺完全由尼龍板制作，可防止肉卷融化，既高檔有保證了衛(wèi)生要求。尤其值得一提的是，從該切片機(jī)出來的成品肉片可自然成細(xì)卷，而且無需解凍立即包裝，非常方便。1.2.4 蔬果加工行業(yè)：多功能切絲切片機(jī)，由重力棒、進(jìn)料筒、轉(zhuǎn)盤、切刀、切絲刀、機(jī)架、底座、軸、支撐輪、動力裝置等組成，切刀和切絲刀安裝在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤在動力裝置的作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，轉(zhuǎn)盤上的切刀和切絲刀將原料切割成片或絲，主要用于土豆、蘿卜、薺菜、瓜果、酸菜、白菜，肉類的片、絲的加工，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用安全、操作方便、加工效率高等優(yōu)點(diǎn)，適合于個人經(jīng)商使用。本次畢業(yè)設(shè)計我要設(shè)計的紅薯切片機(jī)就是屬于最后一類。它主要用于家庭日常生活的紅薯加工切片，

4、適合成年人、老人使用，因此就要求該機(jī)器具有結(jié)構(gòu)簡單，省時省力，加工量小，操作方便等特點(diǎn)。因此，本機(jī)器的設(shè)計理念就是簡潔明了，安全省力，綠色節(jié)能，輕質(zhì)便攜。1.3 切片機(jī)的使用要求（1） 切片機(jī)只能適用于本切片機(jī)切片范圍的?。?） 使用前應(yīng)清理刀片和出物口、進(jìn)物口，防止堵塞。（3） 推送原料時不宜用力過猛。（4） 經(jīng)常清理刀片和箱體，保持箱體和工作部位清潔。1.4 本設(shè)計論文研究內(nèi)容1.4.1目標(biāo) 根據(jù)要求，設(shè)計一個能夠?qū)崿F(xiàn)手動驅(qū)動，安全可靠，具備一定工作效率并能調(diào)節(jié)切片厚度，適合家庭用的紅薯切片機(jī)的合理方案，畫出二維圖，三維圖。1.4.2手動紅薯切片機(jī)的設(shè)計要求 1、要確保急切的切實可行性；

5、2、要貼近生活，做到生活中切切實實用得到，有必要用； 3、要貼近時代主題，盡量做到綠色環(huán)保，無能耗； 4、要能夠保證一定的工作效率； 5、要確保機(jī)械的安全性、不發(fā)生切到手的情況； 6、能夠調(diào)節(jié)切片的厚度，一定條件下可以使切片的厚度均勻；7、除了紅薯外，還適合切多種瓜果蔬菜。1.4.3手動紅薯切片機(jī)應(yīng)滿足的要求有以下幾個方面： 1、具有預(yù)定功能的要求 所設(shè)計制造的紅薯切片機(jī)必須事先預(yù)定的解決生產(chǎn)或生活問題的功能，這是機(jī)器設(shè)計的最基本出發(fā)點(diǎn)。為使所設(shè)計的機(jī)器具有預(yù)定功能，合理選擇機(jī)器的工作原理是最重要的。顯然，預(yù)訂實現(xiàn)的功能不同，設(shè)計的要求也不同。 2、經(jīng)濟(jì)性要求 機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個綜合指標(biāo)，在紅

6、薯切片機(jī)的設(shè)計、制造、使用、維修等各個環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)?？傊?，經(jīng)濟(jì)性就是要求在滿足功能要求的前提下，將機(jī)器的制造成本降到最低。 3、安全性要求 在手動紅薯切片機(jī)的設(shè)計階段就必須對機(jī)器的使用安全給予足夠的重視，尤其是對這一款旨在服務(wù)家庭生活的紅薯切片機(jī)來說。因此要在設(shè)計過程中特別注意使用者的安全，特別是使用者手的安全。要采用各種防護(hù)措施，試運(yùn)行中的刀具不會與人體直接接觸。 4、可靠性要求 簡單的說，可靠性就是手動紅薯切片機(jī)在使用性能中的穩(wěn)定性，它是該切片機(jī)的一個重要質(zhì)量指標(biāo)?？煽啃运皆礁撸f明機(jī)器在使用過程發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時間就越長。 5、操作使用方便要求 手動紅薯切片機(jī)是一種給

7、生活帶來方便的機(jī)械產(chǎn)品。在設(shè)計中必須注意操作時要輕便省力；操作機(jī)構(gòu)要適應(yīng)人的生理條件；紅薯切片機(jī)的使用噪聲要小；防止污染等。此外，還要方便搬運(yùn)與拆卸維修。設(shè)計手動紅薯切片機(jī)是，在滿足基本要求的前提下滿足這些特殊要求，以提高機(jī)器的使用性能和保證機(jī)器的工作質(zhì)量。第二章 紅薯切片機(jī)的尺寸設(shè)計及力學(xué)分析2.1 手動紅薯切片機(jī)的總體構(gòu)造及工作原理設(shè)計2.1.1 設(shè)計方案的構(gòu)思根據(jù)手動紅薯切片機(jī)的設(shè)計目的及要求，首先要考慮刀片的運(yùn)動方式，以及采用何種機(jī)構(gòu)帶動刀片運(yùn)動。采用何種傳動裝置使紅薯傳遞到刀具下完成切片工作，最主要的是如何通過一個力帶動兩個機(jī)構(gòu)同時運(yùn)動。以及如何控制切片的厚度，如何讓切片順利排出機(jī)器

8、，如何限制被切勿的大范圍移動所導(dǎo)致的無法正確切片。綜合考慮，經(jīng)過研究，設(shè)計的機(jī)器通過手搖手柄帶動兩個機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)運(yùn)動，最終完成紅薯的切片動作。同時在通過另一個裝置來調(diào)整切片的厚度。整個機(jī)構(gòu)如圖2-1所示：圖 2-1 手動紅薯切片機(jī)工作機(jī)制示意圖2.1.2 方案的設(shè)計（1）驅(qū)動裝置 因為要做到省力，還要合理的利用人力驅(qū)動，所以采用何種機(jī)構(gòu)是一個必須解決的問題?？疾旌土私饬烁鞣N手動驅(qū)動方式后，我最終決定用手柄式手搖驅(qū)動。 如圖2-2是切片機(jī)的手搖驅(qū)動裝置，使用者通過搖動手柄帶動機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。操作簡單，幾乎人人都能操作，適合于家庭日常生活使用。（2）傳動裝置在這里主要有帶轉(zhuǎn)動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動四

9、種傳動方式可供選擇；1.帶傳動帶傳動是一種應(yīng)用很廣泛的機(jī)械傳動。帶傳動有主動輪、從動輪和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)形傳動帶組成。它是利用傳動帶作為中間的撓性件，依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運(yùn)動的，主動軸的動力通過撓性傳動帶撓性傳遞給從動軸。 優(yōu)點(diǎn)是：【1】能緩和載荷沖擊；【2】運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲；【3】制造安裝精度不想嚙合傳動那樣嚴(yán)格；【4】過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可以防止其他零件的損壞；【5】可以增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件； 缺點(diǎn)是：【1】有彈性滑動，是傳動效率降低而且不能保持準(zhǔn)確的傳動比；【2】傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動要大;【3】帶的壽命較短。

10、2.鏈傳動鏈傳動是由閉合的撓性環(huán)形鏈條和主、從動鏈輪所組成的，鏈輪是有特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈接的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力。鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。 優(yōu)點(diǎn)是：與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，作用于軸上的徑向壓力??；在同樣使用條件下，鏈傳動的結(jié)構(gòu)比較緊湊。鏈傳動能在高溫及油污惡劣環(huán)境中工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動較易安裝，成本較低；在遠(yuǎn)距離傳動時，其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動輕便的多。 缺點(diǎn)是：在兩平行軸之間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動；運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。3.齒輪傳動 齒輪傳動是現(xiàn)代機(jī)械中廣泛應(yīng)用的一種傳動

11、形式，主要用來傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動和動力，并可以改變轉(zhuǎn)動速度和傳動方向。 其優(yōu)點(diǎn)是：齒輪傳動和其他形式的機(jī)械傳動相比較，傳遞的功率和圓周速度范圍較大，傳動效率高，能保證恒定的傳動比，工作平穩(wěn)、安全可靠且使用壽命長，結(jié)構(gòu)緊湊。 缺點(diǎn)是：制造和安裝精度要求較高，因而成本也較高，并且不宜用于軸間距離較大的傳動。4.蝸桿傳動 蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運(yùn)動和動力。它由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿主動。渦輪從動，做加速運(yùn)動。在少數(shù)機(jī)械中，渦輪主動蝸桿從動，作減速運(yùn)動。 其優(yōu)點(diǎn)是：傳動比較大，結(jié)構(gòu)緊湊；傳動平穩(wěn)噪聲低；具有自鎖性。 其缺點(diǎn)是：因為渦輪蝸桿在嚙合處有較大的相對滑動，因而磨損大，發(fā)熱

12、量大，效率低。為減少螺桿傳動嚙合處的摩擦和磨損，控制發(fā)熱和防止膠合，渦輪常采用青銅材料，因而成本增高。 通過對帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動工作方式和優(yōu)缺點(diǎn)的比較以及本課題的設(shè)計要求，選取帶傳動和齒輪傳動。 從下圖可以看到通過手柄帶動兩個同心軸的帶輪運(yùn)作，又通過此帶輪帶動運(yùn)輸帶運(yùn)動，被運(yùn)輸?shù)降断峦瓿汕衅ぷ魍ㄟ^另一帶輪帶動齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)，是刀具繞刀盤旋轉(zhuǎn)完成切割動作。 如下圖2-3所示：搖柄通過帶輪同時帶動另外兩根軸運(yùn)轉(zhuǎn)，同步帶動完成進(jìn)料和切削的過程，但剛開始時紅薯沒能到達(dá)切削部位，因此切刀在這段時間要進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)。具體傳動圖如下： 圖2-3 運(yùn)輸帶運(yùn)動示意圖（3）切片原理 通

13、過帶傳動帶動齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動刀盤旋轉(zhuǎn)，使刀具繞刀盤旋轉(zhuǎn)完成切割，而懸殊帶周圍的擋板起到了很好的定位作用，是切割過程順利完成。如下圖2-4、圖2-5所示：圖2-4圖2-5（4）切片厚度的控制因為不同情況下說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。為了解決這個問題，設(shè)計了一個簡易的裝置，在刀具的正前方設(shè)置一個可移動的擋板來擋住被切物。通過控制擋板和刀具的間隙來控制被切物的厚度。如圖2-6所示圖2-6 控制擋板2.2 紅薯切片機(jī)的力學(xué)設(shè)計根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊第六卷查得人的肢體用力限度，可以做出如下設(shè)計：原定該機(jī)器為成年人使用，考慮到還有老人使用，成年人身高定為h=1.7m。成年人使用姿

14、勢為站姿，而且在使用過程中，手搖搖柄的過程主要使用推力和拉力。使用時手離開膝關(guān)節(jié)的水平距離定為500mm，手高于膝關(guān)節(jié)的距離為570mm。肘高0.6h,膝高0.2667h。所以查表得人在此姿勢下的用力限度為227n。在這里我們要設(shè)計的是家用小型機(jī)械，取工作用力為100n，作為寬松環(huán)境用力。 在這里也設(shè)計出該紅薯切片機(jī)的工作年限及工作強(qiáng)度：預(yù)計工作年限為10年，1班制，工作時間為8小時。運(yùn)動簡圖注：為了將機(jī)械中的運(yùn)動情況盡可能的表現(xiàn)出來，該圖個州的位置關(guān)系不完全合理，具體位置關(guān)系，以后面的尺寸關(guān)系設(shè)計圖為準(zhǔn)。圖中：軸 1、2、3、4、5皮帶輪 6、7、8、9v帶 10、11、12錐齒輪 13、1

15、4刀盤 15切刀 16根據(jù)查表和實際情況，在這里設(shè)定紅薯切片機(jī)動力源運(yùn)動情況為：=60r/min f=100n r=200mm即：=1r/s f=100n r=0.2m則初始功率2.3 帶和帶輪的尺寸設(shè)計2.3.1. 帶輪7和帶輪8的設(shè)計計算設(shè)定軸2 d=30mm,則軸2上的帶輪7和帶輪8設(shè)計如下：帶輪7采用實心式，采用ht150,帶輪7，的具體參數(shù)設(shè)計如下：n7=60r/mind=30mm =2d=60mm=2.5d=75mmv帶選擇z型帶d=77mm=8.5mm=7.0mm= =7mme=12mm根據(jù)設(shè)定帶輪8也采用實心式,ht150,帶輪8的轉(zhuǎn)速設(shè)定為n8=90r/min.則帶輪8為相對

16、帶輪7的小帶輪。由v7=v8可得d=1.5d。則d=50mm,d1=2d=40mm ,d=20mmv帶選擇z型d=52mm=8.5mm=7.0mm= =7mme=12mm帶輪7和帶輪8根據(jù)=kap,由表8-7【機(jī)械設(shè)計課本p156】可以查得ka=1.0，由可得帶輪7和帶輪8之間的中心距為。則帶長=697mm根據(jù)表8-2【機(jī)械設(shè)計課本p156】選取,實際中心距又由于最終取包角： 驗證成立確定帶的根數(shù)：根據(jù)實際情況，由于帶輪7和帶輪8之間受力較小，一根帶足以傳動力矩，所以這里設(shè)計帶輪7和帶輪8之間的v型帶的根數(shù)為1根。帶的材料選型參考機(jī)械工程手冊和機(jī)械設(shè)計課本，最后總確定該處v型帶的類型為繩芯v帶

17、，帶型為z型2.3.2.帶輪7和帶輪9的設(shè)計計算根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)定帶輪7和帶輪9之間的傳動比為1，所以則帶輪9的具體參數(shù)和帶輪7的相同=2.5d=75mmd=77mm=8.5mm=7.0mm= =7mme=12mm帶輪7和帶輪9根據(jù)=kap,由表8-7【機(jī)械設(shè)計課本p156】可以查得ka=1.0，由可得帶輪7和帶輪8之間的中心距為帶輪7和帶輪8根據(jù)=kap,由表8-7【機(jī)械設(shè)計課本p156】可以查得ka=1.0，由可得帶輪7和帶輪8之間的中心距為則帶長=600+150+0 =836mm根據(jù)表8-2【機(jī)械設(shè)計課本p156】可得=900mm ,=1.03實際中心距mm 又由于最終取包角 驗證成立

18、確定帶的根數(shù)：根據(jù)實際情況，由于帶輪7和帶輪9之間受力較小，一根帶足以傳動力矩，所以這里設(shè)計帶輪7和帶輪9之間的v型帶的根數(shù)為1根。帶的材料選型參考機(jī)械工程手冊和機(jī)械設(shè)計課本，最后總確定該處v型帶的類型為繩芯v帶，帶型為z型總結(jié)可得：軸2和軸4之間的中心距a=350mm,帶輪7和帶輪9包角，帶的根數(shù)1根。帶長900mm,帶輪采用實心式ht150。 n9=60r/min =75mm =75mm d2=d4=30mm2.3.3.帶輪9和帶輪6的設(shè)計和計算根據(jù)設(shè)計要求，帶輪6和帶輪9的傳動比為1，則可以很容易得到：dd9=dd6=75mm,d=30mm 帶輪9和帶輪6的中心距為：=kap,由表8-7

19、【機(jī)械設(shè)計課本p156】可以查得ka=1.0，由可得帶輪6和帶輪9之間的中心距為則帶長 =600+150+0 =836mm根據(jù)表8-2【機(jī)械設(shè)計課本p156】可得=900mm , =1.03實際中心距mm 又由于最終取包角 驗證成立確定帶的根數(shù)根據(jù)實際情況，帶輪6和帶輪9以及與他們配合的v帶要承擔(dān)傳送帶的作用將紅薯運(yùn)送到另一端的切刀附近，所以這條帶要承受更多的力，因此在此選擇用兩條v帶。v帶選擇z型。總結(jié)得：軸1和軸4之間間距為l=350mm;帶輪6和帶輪9包角，v帶z型2根； ,2.4.齒輪的設(shè)計2.4.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1） 選用標(biāo)注錐齒輪（2） 錐齒輪的傳動速度不高，

20、因此選用8級精度，為一般齒輪（3） 材料選擇選擇齒輪13、14材均為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度280hbs（4） 選擇齒輪13齒數(shù)z=24,，齒輪13與齒輪14的齒數(shù)比為12.4.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算先計算該齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩軸2的轉(zhuǎn)矩=fr=1000.2=則傳遞到軸3的轉(zhuǎn)矩所以齒輪13的轉(zhuǎn)矩=10=按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值：由表10-7【機(jī)械設(shè)計課本】選取齒寬系數(shù)=1，由圖10-21e【機(jī)械設(shè)計課本】查得試選載荷系數(shù)由表10-6查得由表10-30查得區(qū)域系數(shù) 由圖10-30查得則計算 23.36mm取30mm2.4.3計算圓周速度2.4.4 計算齒寬和模數(shù) 2.4.5 計

21、算載荷系數(shù)根據(jù)齒輪參數(shù)v=0.1413m/s,8級精度可由圖10-8查得：=1.00;由表10-3查得;由表10-2查得：使用系數(shù)故載荷系數(shù)2.4.6 按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑2.4.7 計算模數(shù) 2.4.8 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算設(shè)計 （1） 計算載荷系數(shù)由圖10-13【機(jī)械設(shè)計課本】查得則（2） 由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限（3） 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)（4） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞許用應(yīng)力安全系數(shù)s=1.4，由式（10-12）得（5） 查取齒形系數(shù)由表10-5查得，查得應(yīng)力校正系數(shù)為（6） 計算，兩者一樣大（7） 設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面

22、接觸疲勞強(qiáng)度計算得模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)。由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅于齒輪直徑有關(guān)，可由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)2.25就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2按接疲勞強(qiáng)度算得得分度圓直徑d=36.667算出齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計的齒數(shù)傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。2.4.9 錐齒輪的幾何尺寸計算 （1）錐齒距r （2）齒寬b圓整b=8mm （3）計算 （4）大小齒輪分度圓直徑d1=d2=47.667mm第三章 切片機(jī)具體零件的選擇與設(shè)計3.1 軸承的選擇在設(shè)計中采用的軸承是滾動

23、軸承，它是依靠元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承具有啟動靈活，摩擦阻力小，效率高，潤滑簡便及易于互換等優(yōu)點(diǎn)。按滾動體的形狀我們又分為球軸承和滾子軸承。我們采用的是深溝球軸承，如下圖3-1所示。深溝球軸承主要用于承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷。當(dāng)軸承的徑向游隙加大時，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向載荷。軸承組合的固定是通過內(nèi)圈和軸之間的鎖緊，外圈和軸承座孔之間的固定來實現(xiàn)的。在該設(shè)計中，紅薯切片機(jī)的軸承主要承受徑向載荷，幾乎沒有承受軸向載荷，而且轉(zhuǎn)速較低。同時處于經(jīng)濟(jì)性原則考慮，我們選擇了深溝球軸承，它的特點(diǎn)是主要承受徑向載荷，也可同時承受小的軸向載荷，可

24、大量生產(chǎn)，價格最低。同時，根據(jù)設(shè)計需求，我在設(shè)計中需要的軸承的內(nèi)徑有15mm，20mm，30mm3中，根據(jù)gb/t 276-1994，我最終選擇6202（15mm）、6204（20mm）、6206（30mm）三種軸承。3.2傳動帶的選擇在前面的設(shè)計中，我選擇了皮帶傳動的傳動方式。與其他傳動方式相比，帶傳動的優(yōu)點(diǎn)是：能緩和載荷沖擊；運(yùn)行平穩(wěn)無噪聲；制造安裝精度不想嚙合傳動那樣嚴(yán)格；過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可以防止其他零件的損壞；可以增加帶長以適應(yīng)中心距較大的工作條件； 根據(jù)工作原理的不同，帶傳動可以分為摩擦型傳動和嚙合型傳動。在摩擦型傳動中，根據(jù)傳動帶的橫截面積形狀的不同，又可分為平帶傳

25、動、圓帶傳動、v帶傳動和多楔帶傳動。由于v帶允許的傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，而且大多數(shù)的v帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。在這里比較符合我們的要求，因此，我們選擇v型帶。 v帶分為簾布芯v帶和繩芯v帶，繩芯v帶柔韌性能好，主要用于載荷不大和帶輪直徑較小的場合。在這里我選擇繩芯v帶。同時，根據(jù)表8-1【機(jī)械設(shè)計課本p145】，我們選擇z型v帶?？紤]到我們要用其中兩根v帶作為傳送紅薯的傳送帶，單v帶上表面較窄，在這里我要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)，既可以加大傳動帶的表面積，有可以增加傳動帶的摩擦力和紅薯在傳送帶上的穩(wěn)定性。向指導(dǎo)老師請教和查詢資料后，我決定設(shè)計u形鐵，設(shè)計如下圖：u型鐵具體尺寸設(shè)計如下圖：具體尺寸：d=1，r=3（此處

26、的兩個孔為兩個m3的孔，安上螺釘，以固定） l1=60，l2=12，l3=40 u形鐵的高度h=10mm在需要作為傳動帶的兩根皮帶上均勻的裝上這種u形鐵這樣，既增加了傳動帶的傳動面積，又防止了紅薯在傳動過程中的側(cè)向移動，增加了傳動帶的摩擦，同時保證了兩根帶同步傳動，避免了兩個傳動帶中有一根皮帶打滑造成的傳動不平穩(wěn)現(xiàn)象。3.3齒輪的選擇在設(shè)計中選用直尺圓錐齒輪傳動，用來傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動和動力。圓錐齒輪的輪齒分布在圓錐體上，因此，他的輪齒一端大而另一端小，齒厚由大端到小端逐漸變小。圓錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒曲齒三種類型。直齒圓錐齒輪易于制造，適用于低速輕載傳動場合，而曲齒圓錐齒輪傳動平穩(wěn)，承

27、載能理清，常用于高速重載傳動的場合，但設(shè)計和制造較為復(fù)雜。斜齒圓錐齒輪傳動則應(yīng)用較少，說宜選用了直齒圓錐齒輪。3.4 箱體的材料選擇本次設(shè)計我要設(shè)計的是家庭用的小型機(jī)械，所以應(yīng)盡量減少成本，減輕重量，所以想用金屬材料作為箱體材料就有些不太合適了。所以這里我們要尋早一種更輕更便宜的材料作為箱體材料。最初我想到的是木質(zhì)箱體，但用木質(zhì)箱體的話又會有很多缺點(diǎn)：裝配精度無法保證，易腐蝕朽壞，不能保證其工作年限。這些缺點(diǎn)決定了它不適合作為該機(jī)寫的箱體材料。經(jīng)過查閱資料和請教指導(dǎo)老師，我決定選用鋁合金。 鋁抗大氣腐蝕性好，易于加工成型具有良好的塑性和低的強(qiáng)度。單純鋁的強(qiáng)度硬度都較低，不適合制作手里的機(jī)械零件

28、，向鋁中加入適量的合金元素制成鋁合金。這些鋁合金既具有高強(qiáng)度又保持了純鋁的優(yōu)良特性，以此我們選擇鋁合金作為箱體材料。但在這里我設(shè)計的機(jī)械需要的箱體壁較薄，加工不方便，所以我們采用焊接方法成型。具體圖如下：經(jīng)過查資料，我們選定al-si系鑄造鋁合金zl102，然后進(jìn)行焊接成形。鋁合金焊接的特點(diǎn)是：（1）鋁與氧的親和力很大，極易氧化生成氧化鋁。氧化鋁組織致密，熔點(diǎn)高達(dá)2050攝氏度，覆蓋在金屬表面，能阻礙金屬融合。氧化鋁密度較大，易使焊縫形成夾渣缺陷。（2）鋁的導(dǎo)熱系數(shù)較大，焊接中要使用大功率或能量集中的熱源。工件較為厚大時應(yīng)考慮預(yù)熱。鋁的膨脹系數(shù)也較大，易產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，并可能導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生

29、。（3）液態(tài)鋁能吸收大量氫氣，而固態(tài)鋁卻幾乎不能溶解氫。因此在熔池凝固中易產(chǎn)生氣孔（4）鋁在高溫時的強(qiáng)度和塑性很低，焊接中常由于不能支持熔池金屬而形成焊縫崩塌。因此需采用墊板進(jìn)行焊接。 目前焊接鋁及鋁合金的常用方法有氬弧焊、氣焊、電焊、縫焊和釬焊。氣焊常用于要求不高的鋁及鋁合金工件的焊接。因此決定用氣焊焊接箱體。由于箱體中的軸系和皮帶較多而且空間關(guān)系較復(fù)雜，這里不適合將箱體分為上下兩個箱蓋，因此，我決定將其分為前后兩個箱蓋，用螺栓螺母緊固，以便能順利裝配，圖如下： 裝配時先將后蓋的軸承裝上，再裝上軸、皮帶輪、皮帶、擋板等，最后進(jìn)行配合，然后將箱體前后箱蓋用螺釘螺母緊固，最后在安裝外面的搖柄。這

30、樣既能保證安裝精度，又方便拆卸。其安裝先后順序為后箱體軸承軸套軸皮帶輪軸承前箱體螺栓緊固。同時我們要在手柄處加裝端蓋，用螺釘緊固，以確保搖柄搖動過程中不會出現(xiàn)軸向移動的現(xiàn)象，確保配合的精度。搖柄的具體設(shè)計如下圖：搖柄在設(shè)計時要考慮到設(shè)計最初保證的力矩長度，同時要保證搖柄在搖動過程中的強(qiáng)度，而且要便于拆卸，因此在此我們有必要對搖柄進(jìn)行具體的尺寸設(shè)計，具體設(shè)計圖如下。如果要在搖柄上安裝螺釘，那在每次拆裝的時候還要拆卸螺釘，非常不方便，不符合我們的設(shè)計理念，因此舍棄該思路。經(jīng)過考慮之后，決定將搖柄安裝處的光孔改為螺紋孔，同時將搖柄一端加工出臺階，并加工出螺紋，這樣在選到一定程度后，臺階面將自動靠上另

31、一面，起到定位的作用。具體設(shè)計如下圖：3.5搖柄的設(shè)計d1=13mm d2=30mm l1=200mml2=30mm l3=100mm r=20mm為了裝配時方便，我們特意在d1出加工了一端螺紋，方便安裝和拆卸。3.6 皮帶輪的選擇與設(shè)計v帶輪有輪緣、輪輻和輪轂組成。根據(jù)輪輻的不同，v帶輪可以分為實心式、腹板式、孔板式、橢圓輪輻式。v帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。在這里，帶輪基準(zhǔn)直徑小于2.5d，所以我們采用實心式。v帶輪的輪槽與所選的v帶的型號相對應(yīng)。v帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)與輪槽底部相接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度h和。輪槽的工作表面粗糙度為3.2或1.6.鑄

32、造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面進(jìn)行修補(bǔ)；帶輪轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動平衡。第四章 紅薯切片機(jī)軸系配合的尺寸設(shè)計4.1 軸1及相關(guān)零件的尺寸配合設(shè)計d1=20mm, d2=30mm d3=35mm, d4=30mmd5=38mm, d6=20mmd7=24mml1=12mm, l2=100mml3=35mm, l4=139mml=26mm圖中有兩個軸承，根據(jù)d1=20mm,可以得到軸承內(nèi)徑也為20mm。根據(jù)gb/t 276-1994可以得到，軸承選擇6204其尺

33、寸為:d=47mm，d=20mmb=14mm帶輪6：=77mm=75mmd= 30mmd1=60mm=8.5mm=7.0mm=34=7mme=12mm圖中的鍵選擇平鍵根據(jù)gb/t 1096-2003選擇鍵為bh=87槽深4mm，長l=22mm根據(jù)其配合得到軸承6204的配合為內(nèi)圈為過渡配合，外圈為過盈配合。d1的極限偏差為，d6的極限偏差為，d4的極限偏差為，鍵的配合為間隙配合，所以鍵寬的極限偏差為。同時要保證d3段的圓跳動，d4段的圓跳動和圓柱度，以及鍵槽的對稱度。具體數(shù)值見圖。4.2 軸2及相關(guān)零件的尺寸配合設(shè)計d1=20mm, d2=30mm, d3=35mm, d4=30mm, d5=

34、45mm, d6=20mm, d7=24mmd8=16mm, d9=14mml1=12mm, l2=100mm, l3=23mm, l4=48mm, l5=5mm, l6=127mm, l7=30mm，l8=28mm， l=50mm ，l1=2mm, l2=10mm, l3=26mm圖中有兩個軸承，根據(jù)d1=20mm,可以得到軸承內(nèi)徑也為20mm。根據(jù)gb/t 276-1994可以得到，軸承選擇6204,其尺寸為:d=47mm，d=20mm,b=14mm帶輪7：=77mm,=75mm,d= 30mm,d1=60mm,=8.5mm,=7.0mm,=34,=7mme=12mm圖中的鍵選擇平鍵根據(jù)g

35、b/t 1096-2003選擇鍵為b*h=8*7槽深4mm，長l=44mm根據(jù)其配合得到軸承6204的配合為內(nèi)圈為過渡配合，外圈為過盈配合。d1的極限偏差為，d6的極限偏差為，d4的極限偏差為，鍵的配合為間隙配合，所以鍵寬的極限偏差為。同時要保證d8段的圓跳動，d4段的圓跳動和圓柱度，以及鍵槽的對稱度。具體數(shù)值見圖。4.3 軸3及相關(guān)零件的尺寸配合設(shè)計d1=15mm, d2=20mm, d3=24mm, d4=24mm, d5=30mm, d6=20mm, d7=30mmd8=15mm, d9=20mml1=7mm, l2=129mm, l3=25mm, l4=5mm, l5=14mm, l6

36、=10mm, l7=127mml8=134mm在這里我選擇錐齒輪，根據(jù)前面的計算，我們可以得到，錐齒輪的分度圓直徑d=47mm，b=8mm，z=24，m=2。圖中有兩個軸承，根據(jù)d1=15mm,可以得到軸承內(nèi)徑也為15mm。根據(jù)gb/t 276-1994可以得到，軸承選擇6202,其尺寸為:d=32mm，d=15mm,b=9mm圖中有兩處鍵槽，我們選擇平鍵，尺寸分別為上面的鍵為鍵1，下面的鍵為鍵2 。根據(jù)gb/t 1096-2003選擇鍵1為bh=66槽深3.5mm，長l=20mm.鍵2為bh=66槽深3.5mm，長l=10mm。帶輪8：=52mm,=50mm,d= 20mm,d1=40mm,

37、=8.5mm,=7.0mm,=34,=7mme=12mm根據(jù)其配合得到軸承6202的配合為內(nèi)圈為過渡配合，外圈為過盈配合。d1的極限偏差為，d2的極限偏差為，d6的極限偏差為，d9的極限偏差為鍵的配合為間隙配合，所以鍵寬的極限偏差為。同時要保證d8段的圓跳動和圓柱度，d2段的圓跳動和圓柱度，以及鍵槽的對稱度。具體數(shù)值見圖。4.4 軸4及相關(guān)零件的尺寸配合設(shè)計d1=20mm， d2=30mm， d3=35mm， d4=30mm, d5=40mm, d6=24mm, d7=20mm l1=12mm, l2=100mm, l3=23mm, l4=10mm, l5=139mm, l6=151mm帶輪9

38、：=52mm,=50mm,d= 20mm,d1=40mm,=8.5mm,=7.0mm,=34,=7mme=12mm圖中有一個鍵槽，我們選擇平鍵。根據(jù)gb/t 1096-2003選擇鍵1為bh=87，槽深4mm，長l=32mm。 圖中有兩個軸承，根據(jù)d1=20mm,可以得到軸承內(nèi)徑也為20mm。根據(jù)gb/t 276-1994可以得到，軸承選擇6204,其尺寸為:d=47mm，d=20mm,b=14mm根據(jù)其配合得到軸承6204的配合為內(nèi)圈為過渡配合，外圈為過盈配合。d1的極限偏差為，d4的極限偏差為，d7的極限偏差為，鍵的配合為間隙配合，所以鍵寬的極限偏差為。同時要保證d2段的圓跳動和圓柱度，d

39、4段的圓跳動和圓柱度，以及鍵槽的對稱度。具體數(shù)值見圖。4.5 軸5及相關(guān)零件的尺寸配合設(shè)計d1=20mm，d2=35mm， d3=30mm， d4=35mm，d5=65mm；l1=24mm，l2=191mm，l3=61.5mm， l4=16mm，l5=20mm，l6=16mmd=5mm，l=70mm。在這里我選擇錐齒輪，根據(jù)前面的配合，我們可以得到，錐齒輪和軸3上的錐齒輪完全相同。分度圓直徑d=47mm，b=8mm，z=24，m=2。圖中有兩個軸承，根據(jù)d3=30mm,可以得到軸承內(nèi)徑也為30mm。根據(jù)gb/t 276-1994可以得到，軸承選擇6204,其尺寸為:d=62mm，d=30mm,b=16mm圖中有兩處鍵槽，我們選擇平鍵，尺寸分別為上面的鍵