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目 錄 一、設計任務書 2 1.1 設計任務 2 1.2 設計原理 2 1.3 設計要求 2 二、送料管結構設計 2 2.1 送料管的布置 2 2.2 撥桿輪的設計 2 三、刀盤及切削刀的設計與選擇 2 3.1 刀盤的設計 2 3.2 切削刀的選擇設計 2 3.3 刀盤與切削刀的安裝選擇 2 四、輸出卸料口的設計與選擇 2 4.1 方案一設計 2 4.2 方案二設計 2 4.3 方案三設計 2 4.4 方案四設計 2 五、電動機選擇及其外形尺寸設計 2 5.1 電動機的選擇 2 5.2 外形尺寸設計 2 六、設計方案的創(chuàng)新改進 2 七、設計總結 2 八、參考文獻 2 致謝 2 一、設計任務書 1.1 設計任務 設計一種新型的荸薺削皮機械，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工削皮，這種機械不僅能夠有效的出去荸薺的表皮，而且具有較高的圣朝效率，較好的工作性能以及較高的荸薺得率，另外，削皮的機械結構盡量簡單，以達到成本低廉，維修方便的目的。 1.2 設計原理 荸薺削皮機示意圖如下圖1.1所示，此次新型設計，采用了多種設計方案。設計了至少一根送料管4，每個送料管上開有長槽，荸薺可嵌于管中滑動，管的一端裝有至少兩把端面刀5，且成對稱分布。送料管后連有一限位架6，限位架的下部的工作段是兩個基本平行的平面，這兩個平面間的距離略大于削去兩個端面后的荸薺的厚度，以用于將荸薺定位進行徑向削皮。限位架下方裝有擋板3，擋板的兩側分別是刀盤1和牽引帶11。擋板、牽引帶和限位架一起構成定位器，用于限定荸薺被切削時的位置。在未加入荸薺時，刀盤圓周面至牽引帶的最短距離小于荸薺的直徑。在切削過程中，刀盤以及牽引帶分別與荸薺相接觸的兩個點的運動線速度相反，以使被切削的荸薺產生自轉。刀盤的圓周面是一曲面，上面裝有切削刃2，刀盤旋轉后切削刃所形成的輪廓面的軸向剖面線是一曲線。此外，所說的定位器上周期性的形成以大于荸薺軸向截面的空穴，用于荸薺的導出。在后面的設計中會有更詳細的說明。 圖1.1 荸薺削皮機示意圖 1.3 設計要求 （1）、生產能力應達到1000kg/h。 （2）、荸薺削皮后的得率大于80%。 （3）、機械結構簡單，成本低廉，維修方便。 （4）、保證設計的經濟性、可靠性以及環(huán)保性。 二、送料管結構設計 2.1 送料管的布置 送料管的管口布置如下圖1.2所示，該削皮機至少一根送料管，該管是一表面開有長的扁平管道。待加工的荸薺嵌于管中，頂芽從槽中伸出即可在管中滑動。槽和設定的管的扁平度可控制荸薺保持一定的角度以利于加工。槽可如下圖所示只有一條，也可以在送料管上對稱的開兩條，使荸薺可以用兩種規(guī)則角度再管中滑動。管的一端裝有兩把端面刀5，刀刃平行排列并分別對準荸薺的近蒂頭和頂芽的兩個部位。操作者可用帶手套的手不斷在送料管中壓入荸薺，使荸薺向刀刃方向移動，從而荸薺的蒂頭和頂芽這兩個端面部位分別被切下。同時端面刀5的位置可以進行調動，以適應不同大小的荸薺，保證最合適的切削尺度。同時，也可以采用一種推進器將荸薺推向刀刃，如圖1.3中的撥桿輪。 圖1.2 送料管示意圖 2.2 撥桿輪的設計 在將荸薺送入送料口的刀刃上可用如下所示的撥桿來替代人工作業(yè)，這一方面減少了削皮機操作的安全性，另一方面也極大的提高了削皮機的削皮效率，具有很強的經濟性。下圖1.3是采用了四撥桿的的撥桿輪，對于撥桿頭數的選擇，可以根據削皮機的生產能力適當的增減撥桿頭數。圖1.4是撥桿輪的三維圖。 圖1.3 撥桿輪示意圖 圖1.4 撥桿輪的三維圖 三、刀盤及切削刀的設計與選擇 3.1 刀盤的設計 刀盤1的圓周面是一曲面。該曲面可以采用各種形式，從刀盤徑向看，它的投影可以是V形帶，也可以是圓弧。而采用圓弧的刀盤設計更符合荸薺邊緣的形狀，吻合程度更高，削皮效果更好。下圖1.5是刀盤的三維立體圖。 圖1.5 刀盤的三維示意圖 3.2 切削刀的選擇設計 刀盤上裝有的切削刀有多種形式，可以是刀帶或針帶包復在圓周面上，也可以直接把切削刀直接安裝在圓周面上，并用螺釘進行固定。所說的刀帶或針帶是指在牢固的柔性帶上裝有若干微型刀片或者是固定密集的金屬針狀物。所說的直接安裝切削刀的方式是指在刀盤的整個圓周面上開有一個或者數個缺口，用于安裝一把或數把切削刀2。缺口應足夠大以利于切削的順利排出。此削皮機的設計是將切削刀安裝在刀盤上，用螺釘固定。 切削刀的形式有以下6種設計，分別為3中直線刃口與圓弧刃口，如下圖所示。而圓弧刃口更能與荸薺待切削邊緣弧線相吻合。為改善切削效果，圖1.6、圖1.7、圖1.8所示的刀刃口彎曲成虛線所示的弧度，如此疊加的結果就可以獲得圖1.9中虛線所示的光滑的與荸薺相吻合的弧線，以獲得最佳的切削效果。圖1.10是刀刃的三維圖。 圖1.6 圖1.7 圖1.8 圖1.9 圖1.10 刀刃口的三維圖 3.3 刀盤與切削刀的安裝選擇 刀盤與切削刃的安裝有以下兩種形式，圖1.11是一種立式安裝方式，圖1.12是橫向安裝方式，兩種方式都使用了三個刀刃進行削皮，可以根據實際的需要進行相應的增減刀刃數量。圖1.13、圖1.14分別是兩種方式的三維圖。 圖1.11 立式安裝 圖1.12 橫向安裝 圖1.13 立式安裝三維圖 圖1.14 橫向安裝三維圖 四、輸出卸料口的設計與選擇 此削皮機械的輸出卸料方式選用了四種方案，下面分別做詳細說明。 4.1 方案一設計 圖1.15所示的牽引帶11上開有若干空洞15，該空洞應略大于荸薺，空洞之間的距離大于一個荸薺的圓周長。當牽引帶沿圖示方向運動，空洞的位置正好運動到荸薺的位置時，該荸薺就會從空洞穿過并通過管道16沿圖示方向滑出。兩個空洞之間的距離所運動的時間極為切削工作時間，調整帶輪轉動速度即可調整切削工作時間。圖1.16是其三維立體圖。 圖1.15 方案一示意圖 圖1.16 方案一三維圖 4.2 方案二設計 方案二采用的是圖1.17所示的槽輪18。槽輪上的槽17的數量可按需確定，該槽輪的軸心線應盡可能與刀盤軸線垂直。槽輪外圓周作為擋板，荸薺立于其上時即在進行正常削皮。槽輪旋轉到某一槽開口完全向上時，荸薺即會落入槽中，并在槽輪某一角度后從槽中滑出。圖1.18是其三維立體圖。 圖1.17 方案二示意圖 圖1.18 方案二三維圖 4.3 方案三設計 方案三采用圖1.19所示的擋板運動的方法。輪20沿某一方向旋轉，其上的凸釘19定時帶動撥桿21擺動，與撥桿相連的擋板3就定時向下擺動，讓出空間使荸薺向下導出。彈簧22可使擋板回復，定位塊23可調節(jié)擋板的空間穩(wěn)定工作位置。 圖1.19 方案三示意圖 4.4 方案四設計 方案四設計方法與方案三的原理類似，如圖1.20所示。只是把擋板直接作為導桿，輪20轉動使擋板定時在槽中滑動，荸薺可由下方導出。彈簧24、定位塊25的作用與方案三中的作用相同。 圖1.20 方案四示意圖 五、電動機選擇及其外形尺寸設計 5.1 電動機的選擇 根據任務要求，要求荸薺的生產能力為100kg/h，對照相應的生產技術，確定電動機的功率為0.15KW，因此應選擇小型的私服電機作為動力源。 5.2 外形尺寸設計 小型家用的荸薺削皮機的體積相對較小一些，一般只有一個送料管。為了滿足需要，設計其外形尺寸長寬高為400×470×470mm。對于生產用的荸薺削皮機，其送料管可以為2個或者更多，因此，其外形尺寸應相應的增加。 六、設計方案的創(chuàng)新改進 為了提高切削工作效率，本實用新型方案進行了如下設計，即每臺機械設置兩套（或者更多，依情況而定）。所有的傳動系統(tǒng)不需改動，只需要將各軸適當的進行延長即可增設一個刀盤，一副牽引系統(tǒng)及撥桿輪，以及限位架、擋板、送料管等基本裝置。如此可使生產效率成倍提高，其效果圖如圖1.21所示。 圖1.21 創(chuàng)新方案設計 七、設計總結 本實用新型提供的技術方案，舍棄了一半切削工序中慣用的以被切削中心定位的方式，采用了以邊緣定位的有勻切削層厚度效果的“無心”切削方式，極大地提高了切削效率，顯著地提高了產品的收得率，減少了切削廢棄料，而且整個機械結構極為簡單，制造成本較低，維修也十分方便。此外，該機對各種原料適應性強，可同時切削大小差別較大的荸薺。對于操作者來說，勞動條件大為改善，勞動強度也能相應的減輕。 八、參考文獻 [1] 濮良貴，紀名剛. 機械設計. 7版. 北京：高等教育出版社，2007. [3] 程友聯. 機械原理. 北京：中國農業(yè)大學出版社，2007. [4] 何銘新，錢可強. 機械制圖. 5版. 北京：高等教育出版社，2003. [5] 王世剛，王樹才. 機械設計實踐與創(chuàng)新. 北京：國防工業(yè)出版社，2009. [6] 楊家軍. 機械創(chuàng)新設計技術. 北京：科學出版社，2008. [7] 文熙. Pro/ENGINEER野火版4.0實例.北京：電子工業(yè)出版社，2008. 致謝 時光匆匆，課程設計已經接近了尾聲。在此我對指導老師王樹才教授表示深深地感謝。從下達任務到最后設計的完成，趙老師給了我們許多寶貴的意見，這對自己設計的開展非常有幫助。同時，王老師對我們的設計也有嚴格的要求，這在潛移默化中督促了我們機械設計任務書的質量，我很感激。 11