切菜机毕业设计论文

切菜机毕业设计论文内容摘要：

4）带有区域性特色 ，且具有使用的季节性。 我国幅员辽阔，民族众多，人们对食品的喜好也差异很大，地方风味及特色产品也较多，反映在食品机械上就形成了食品加工设备的区域特征；此外，相当数量的产品生产周期与原料的生产季节相关，又使食品机械的使用具有季节性特点。 5）是一门十分复杂的学科。 食品机械的生产中所涉及的知识面十分的宽泛，不仅包括一般机械的内容，还涉及到食品工程、食品化学、食品流变学、食品卫生和造型艺术等。 我国食品机械行业的现状与发展趋势 （ 1）我国食品机械行业的现状 我国食品机械工业的发展始于上个世纪 70年代 ，形成于 80年代，高速发展的时期是 80 年代末和 90 年代初期，在这一时期，初步形成了具有门类较全、品种基本配套的独立工业体系，东南大学本科生毕业设计（论文） 3 对我国食品工业装备国产化率和整体发展水平的提高起着重要的作用。 国家组织并实施一批以食品加工为主的农产品深加工重大科技专项，研制出一批技术含量较高的食品加工装备，这些成果大大缩短了我国食品加工装备与国际先进水平的差距，部分领域已接近或达到国际先进水平。 但由于起步较晚、基础薄弱，我国食品工业的整体技术和装备水平仍然落后发达国家约 20年。 食品加工装备制造业产品稳定性、可靠性及安全性都较低， 能耗高，成套性也较差；整体研发能力偏若，关键技术自主创新力不高；一些关键领域对外技术较为依赖，很多高技术含量和高附加价值产品主要依赖进口，部分重大产业核心技术与装备基本依赖进口。 （ 2）我国食品机械行业的发展趋势 作为朝阳工业，我国食品工业有着巨大的发展潜力。 食品工业的高速发展很大程度上依赖与食品机械的发展，但同时也给食品机械工业的发展带来了巨大的推动力。 随着科学技术飞速发展和人类社会的不断进步，食品机械行业的发展也充满活力，其主要发展趋势表现如下：生产高效率化；食品资源高利用化；产品高度节能化；高新技术实 用化；产品标准趋于国际化；产品设计方法不断该进；技术创新成为技术跨越的重要手段。 切菜机介绍 切菜机介绍 目前我国市场上生产和销售的切菜机主要是针对食品加工厂以及大型的食堂饭店所设计的，根据其功能的多寡主要分为两类： 单切型切菜机 单切型切菜机适用于片、段、丝、块茎、叶菜、海带等。 典型结构为箱式。 多功能型切菜机 多功能型切菜机 包含单 切机的所以功能的同时 ，也可切圆形如土豆、萝卜等。 可将根、茎、叶等蔬菜加工成片、丝、丁 、 菱、曲线、花丁、花片等。 典型的结构有两种： 双头型切菜机 一头专切叶菜类，由传送带送菜，往复运动的刀具进行切削；一头专切土豆、萝卜等根茎类 、 块类蔬菜，原料从倾斜的料筒送入，由旋转刀具进行切削，可同时工作，通过更换刀盘，可以切出各种规格的片、丝、条。 组合式切菜机 水平传送带传送原料，由在传送带上间隔分布的成一定角度的多个刀具进行切削，根据需要原料在传送带上经一次或多次切削后成形，成品的形状参数通过调节刀具的切削速度及原料 的传送速度来控制。 现有的切菜机一般特点是：操作简单方便， 性能稳定，故障率低 ，成熟可靠，维修方便；生产效率高，加工产品形状范围广，破损率较低等。 适用于食品行业、蔬菜加工行业、餐饮行业的各类蔬菜加工。 切菜机的发展趋势 在 ，但由于切菜机的功能的实用性及应用范围，东南大学本科生毕业设计（论文） 4 它的发展又有一些新的特点，具体体现在 以下 两个个方面： （ 1)功能集成化 一机多用，不仅能更好的满足生产的需要，还能为大大提高生产效率，节省能源，降低成本。 （ 2)规格两极化 切菜机 的处理物料是蔬菜，大规模的食品加工都要用它对原料进行预处理，企业的不断发展对切菜机的加工程度和加工能力也提出了更为严格的要求，切菜机大型化、自动化是发展的必然趋势。 但随着现代社会的发展，人们生活方式的改变，家庭用户也对切菜机 生 产需求，但目前的切菜机因为功率大、体积大等因素并不适合家庭使用，如何填补这一巨大的市场空白，将是未来切菜机的发展的一个重要方向。 切菜机的工作原理 切菜机 是食品原料预处理机械的一种，其切割过程是利用剪切原理实现物料切断或者切碎的过程，通过物料和切刀之间产生的相对运动来完成。 切菜机所加工的物料为蔬菜，加工后的形状和规格也与其他切割机械有较大差异，是一类专用设备。 切菜机实现切割的方式主要是模拟手工切菜，蔬菜沿 固定方向作进给运动，刀具在某一位置作往复运动，实现切割目的。 本文的研究目的和主要研究内容 已有的切片切丝机虽然效率高、操作方便、能耗低，但体积大、功率高，只适合工厂、学校饭堂、食品加工厂、蔬菜厂等使用，不能满足家庭生活的需要， 为此设计一款小巧实用的家用 切菜机 ， 能够 更好的满足用户需求，有实用价值。 本 课题任务是针对家庭生活中比较难以切削的根茎 类、 块类蔬菜设计一款简 单实用家用切片切丝机。 包括原理方案设计、传动机构设计、切削机构设计、夹持定位机构设计及主要零部件的设计和校核。 本论文共分为 三个部分 ，主要内容如下： 第一 部分： 绪论 ， 即本论文的第 1 章， 简要介绍食品机械的总体情况，以及现有切菜机，说明本论文的研究目的和内容。 第二 部分：根茎 类、 块 类蔬菜家用切片切丝机的设计，是本论文的 25 章，第 2 章介绍原理方案的设计；第 3 章介绍切削机构和定位压紧机构的设计；第 4章介绍传动机构的设计，详细 论述了运动参数的选择、重要零件工作能力设计和校核两个方面的内容； 第 5 章介绍结构设计 ， 主要根 据前面的设计数据，绘制出 根茎 类、 块类蔬菜 家用切片切丝机的总装配图及部件图。 第 三部分： 结果与讨论 ，论文的第 6 章， 包括设计结果总结，以及对结果进行的分析讨论等。 东南大学本科生毕业设计（论文） 5 原始数据及技术要求 原始数据 本 切片切丝机属于所处理的对象是家庭生活中常见的块状蔬菜 ，主要的设计参数来源于对蔬菜形状以及切削蔬菜时力的测量。 表 11 中列出的是对马铃薯、山药、胡萝卜、白萝卜以及藕这五种蔬菜切削力的测定结果，本测定实验选用的蔬菜是家庭生活中较为常见的种类，切削刀具选用普通的家用水果刀，在最大直径处竖直切削，并通过电 子秤测定切削时的最大重量，然后转换得到对不同蔬菜的近似切削力。 根据表 11，选定藕的最大切削力作为设计参照，在综合考虑形状及测量精度等因素，最终确定设计参数切削力为 90N。 考虑到块状蔬菜形状差异较大，限定本设计可加工的最大直径为 90mm。 依据烹饪对食材的不同尺寸要求，设定可加工的片状蔬菜厚度为： 110mm，可加工的丝状蔬菜直径需分粗细两种（根据切丝刀的型号选定）。 表 11 蔬菜切削力测定 蔬菜 种类 蔬菜特征 切削力（ N） 切削力最大值（ N） 最大直径（ mm） 自重（ g） 1 2 3 4 马铃薯 56 200 山药 62 240 胡萝卜 30 70 白萝卜 78 320 藕 68 140 根据大多数家庭的生活习惯，确定该切片切丝机的工作时间为：使用年限 10年， 360 天 /年， 2 次 /天，每 次工作。 技术要求 （ 1） 设计应符合国家规范要求 ,计算方法应该尽可能的采用最新研究成果； （ 2） 要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠 ； （ 3） 设计安全实用。 东南大学本科生毕业设计（论文） 6 原理方案设计 原理分析 由 节的介绍可知，切片切丝机要实现切削蔬菜的功能主要是模仿手工切菜方式，即刀具与蔬菜成一定角度作往复运动，同时蔬菜朝着刀具的切削面作进给运动。 在切削过程中刀具往复运动的频率和蔬菜进给运动的速度需要根据加工对象以及加工要求的不同有所调整。 由此我们可以得出：切片切丝机必须具备动力源、力 （力矩）传递机构、切削机构、制动机构以及必要的外部支承定位机构，其中力矩传递机构还需要能够实现与动力源运动方式匹配的运动形式转换机能。 刀具切削蔬菜的主要方式有两种：往复直线运动与转动。 制动机构与动力来源相匹配。 在使用人力时，机构的运转与否取决于操作者是否施力，以及机械结构的设计；但使用电动机时，必须有相应的控制电路。 在不考虑动力源的情况下，提出以下两种设计方案： 方案一：蔬菜通过传送带在水平方向作直线运动；刀具做往复直线运动，通过曲柄滑块或凸轮机构等实现；切片切丝的转换通过在蔬菜传送线路上设置刀具的数 目及刀具形状来决定，切片厚度由蔬菜及刀具相对运动速度决定；在传送带的末端设置收集机构。 方案二：蔬菜通过竖直 或向上倾斜设置的料筒内，依靠重力自动向下运动；刀具在水平或竖直平面作旋转运动，可通过连杆机构、带传动、链传动或齿轮传动等实现；切片切丝的转换通过更换不同型号的刀具来实现；利用重力或离心作用收集加工好的蔬菜。 方案选定 分析了切菜机的功能原理之后，发现除离心式切菜机外，现有切菜机的工作方式都可划分在上述两种方案中，对比之后得出 以 下结论： （ 1）根据方案一设计的切菜机一般适用于切削叶菜类蔬菜，虽然 也可以切削根茎类 、 块类蔬菜但切片切丝质量较差，工作时噪音较大，整个机构体积也过大。 （ 2）根据方案二设计的切菜机一般适用于切削根茎类 、 块类蔬菜，与方案一相比，切片切丝质量较好，并不使用传送带，减少了传动机构，结构较为紧凑。 因此，选定方案二作为本次家用切片切丝机设计的基础，进行创新设计。 整体机构布置 方案二的整体机构布置形式还可以分为水平布置和立式布置两种 ，因此为选择适宜的方案，还需要对两种布置形式作进一步的分析。 （ 1）水平布置 目前最常见的布置形式，在水平方向，依次布置动力机构，传动机构 ，切削机构，最后是向东南大学本科生毕业设计（论文） 7 上倾斜的料筒。 刀具在竖直平面内旋转，蔬菜被放入料筒后，因自重沿筒壁向下运动实现进给。 加工好的蔬菜在自重及离心力的作用下落入位于刀具下方的收集盒内。 主要优点是水平布置分散受力，结构稳定，各个机构独立性较好。 缺点是料筒位置固定，不易做到蔬菜的分类收集。 （ 2）立式布置 在竖直方向依次布置料筒、切削机构、传动机构、动力机构，其中传动机构和动力机构可平行布置，并需要在设置料筒的一侧留有成品收集盒的空间。 立式布置的有点是：料筒竖直布置，所占空间较小，可在刀具旋转路径上布置多个进料口，并且蔬菜的运 动总是竖直向下，各个料筒的工作不会互相干涉。 缺点比较明显，立式布置结构相对集中，对支承机构的强度要求较高。 出于提高切片切丝机的工作能力的考量，期望实现多种蔬菜同时切削并分类收集的目的，因此本设计的整体机构布置形式选择立式。 动力选择 家用机械产品的主要动力来源有人和电动机两种。 人力的主要特点是：持续时间有限，动力波动较大，但控制方便，清洁无污染。 电动机的主要特点是：动力可靠，稳定性高，工作效率高，但需要占用一定的空间位置，消耗电能，需要配套的调速控制装置；小功率的电机耗能少，但转速过高，转矩不 大；普通电机转矩满足要求，但体积过大，能耗偏高，利用率较低。 考虑到本设计对体积和能耗方面的限制较多，以及对动力的稳定性及持续性要求不高的特点优先考虑使用人力作为动力来源。 确定动力源及机构布置形式之后，还需要选择相匹配的传动机构。 传动机构选型 使用人力作为动力源，一般是通过操作者转动或者推拉、按压等传动构件，使其获得运动所需的力（力矩），进而可带动相关机构运动，实现预期目的。 传递力（力矩）的常用机构有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆机构、以及带传动、链传动等。 凸轮机构一般是由凸轮、从动件和 机架三个构件构成，通常选取凸轮作主动件，通过设计凸轮的形状使从动件得到预期运动，从动件的运动主要是直线上的往复运动，因而在本设计中不考虑使用凸轮机构。 涡轮蜗杆传动主要用于两轴交错、传动比较大、传递功率不太大或间歇工作的场合，虽然可以实现本设计的预期目的，但其传动效率低，成本较高，不适宜用在本设计中。 带传动分摩擦传动型和啮合传动型两大类，但在两类传动中都采用带作为中间挠性元件来传递运动和动力。 链传动与带传动相类似，是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，以链作为中间挠性件，靠链与链轮轮 齿的啮合来传递运动和动力。 以上两种传动都是实现平行轴间运动和动力的传递，在本设计中如将平行轴竖直布置可实现预期目的。 连杆机构是由若干构件用低副连接而成，构件运动形式多样，可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，可用于刚体导引、实现已知运动轨迹或运动规律。 在本设计中要应用连杆机东南大学本科生毕业设计（论文） 8 构将主动构件的转动或直线往复运动转换为实刀具在水平面内的转动，可采用双曲柄机构或者逆向运用曲柄滑块机构。 齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，可以用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。 在本设计中可以利用齿轮机构或齿轮齿 条传动实现所需功能。 根据上述分析，带传动、链传动等都可实现预期目的，但考虑到本设计的整体结构要紧凑，故不选用轴竖直布置的带传动、链传动以及直齿圆柱齿轮传动。 综合考虑人的生理及生活习惯，操作者更易执行转动动作，并能够在动作中给构件施加较大的力，因而不考虑齿轮齿条机构以及会产生死点的曲柄滑块机构。 经对比分析之后，选用直齿圆锥齿轮传动。