肉类切片机设计【SolidWorks+CAD+说明书+PPT】.rar

肉 类 切 片 机 设 计答辩人：郑皿海 指导老师：周 汉01论文背景简介研究背景在肉类加工过程中，应根据肉类的结构特点，选用适当的刀角和刀刃。从材料力学的角度来看，切削力、切削热及刀具-材料接触摩擦是刀具设计的基础。肉在加工过程中会散发出一部分湿气，这与液体的流动及传递有关。为了保证处理过程平稳，减少肉类的损耗，一些流体动力学的基本原理是必须要考虑的。肉类切碎机中的齿轮、传动带、滑块、曲柄等运动部件的功率传递、转速和扭矩的计算均涉及到机械动力学问题。另外，机械系统的振动与稳定也离不开该理论的支持。现代的切肉机可能需要配备自动控制系统的电动马达驱动。电动机的选型、控制及优化均建立在电气与自动控制的基础上。在长时间的连续加工过程中，机器可能会发热.为了保证肉制品的品质，在保证肉品品质的前提下，有必要对冷却系统进行设计。02总体方案总体方案确定切割装置传动系统控制系统机身结构输送带清洁系统5研究过程简介01、输入您的小标题Please add the text you need here.Please add the text you need here.Please add the text you need here.Please add the text you need here,Please add the text you need here.Please add the text you need here.Please add the text you need here02、输入您的小标题Please add the text you need here.Please add the text you need here.Please add the text you need here.Please add the text you need here,Please add the text you need here.Please add the text you need here.Please add the text you need here03研究内容肉类在料斗、刀片间被切削的受力分析当它被切割的时候，它的刀刃会产生一个切割力P，而在切割的时候，它会产生一个反作用力N，这个反作用力会产生一个横向的分力R1，纵向的分力N1，这样就会产生一个力矩M1=R1L2，M2=N1L1，为了让它不会跳跃，不会旋转，要维持它的平衡，PL2=M2+M2。反方向。81-刀盘2-肉类3-料斗壁V带轮设计设计选的是SPZ带基准宽度b0=10 mm基准下槽深度hfmin=10 mm槽间距e=140.3 mm最小轮缘厚min=6.5 mm带轮宽度B=28带轮的总长L=（1.52.5）d=40主动带轮从动带轮9轴的选择所选主轴材质为45级钢材，并进行了调质。通过对轴上零件的安装定位和加工过程的分析，10轴的校核为了得到轴受力，先从轴受力的角度出发，给出了轴受力分析的简图。由车桥的设计图纸，绘制车桥的力矩、力矩图表。11切割工作机构设计 电机机的的选型型选择电动机为普通三相异步电动机Y90S-4型。4系列的异步电动机适用于没有易燃、易爆、腐蚀性气体的普通场合，以及对没有特别需求的机器，比如：钢铁切削肉、水泵、风扇、运输机械、混合机、农机、食物机器等。4型三相异步电动机是一种完全密闭的、自扇式、鼠笼式的异步电动机，它的主要型号是按照 IEC的有关规范设计的。4型异步电机具有高效、省电、起动扭矩大、噪声低、震动低、稳定性好、操作及维修简便等特点。12切碎刀及刀盘的设计刀采用弯曲型，半径140mm，刀厚2.5mm，刀宽20mm，材料为65Mn，调质处理，刃口淬火，硬度为HRC62-65。13同步带的设计14切割主轴的设计15选取轴的材料为45钢，调质处理。切割主轴受力分析16对抗疲劳强度以及抗弯曲强度进行设计，均满足此次设计需求。04归档总结论文归档论文归档论文归档归档总结1、确定了电动切肉机的结构方案。分析了电动切肉机的特点，确定了电动切肉机的基本结构和基本尺寸；2、确定了自动切肉机的技术参数和技术参数；本文介绍了一种电动切肉机的设计方案。3、对零部件进行刚度、寿命的计算及校核。在此基础上，计算了各零部件的刚度及使用寿命，以保证其工作可靠性。恳请老师批评指正答辩学生：郑皿海 指导老师：周 汉 本科生毕业论文（设计）(2024 届)题 目：题 目：肉类切片机设计 学 院：学 院：机电工程学院 专 业：专 业：机械设计制造及自动化 班 级：班 级：机械设计制造及自动化（专升本）二班 学生姓名：学生姓名：郑皿海 学号：学号：2022014020126 指导教师：指导教师：周汉 职称：职称：副教授 合作导师：合作导师：职称：职称：完成时间：完成时间：2024 年 年 4 月 月 10 日 日 本科生毕业论文（设计）诚信声明本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师的指导下取得的成果，论文（设计）写作严格遵循学术规范。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人对所写的内容负责，如有违规行为发生，自愿承担一切责任。毕业论文（设计）作者签名：日期：年 月 日 本科生毕业论文（设计）使用授权声明本科生毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解学校有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，同意海南科技职业大学保留并向有关部门或机构送交毕业论文（设计）的书面版和电子版，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南科技职业大学将本设计（论文）的全部或部分内容网上公开或编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等方式保存和汇编本设计（论文）。对于保密毕业论文（设计），按保密的有关规定和程序处理。毕业论文（设计）作者签名：指导教师签名：日期：年 月 日 日期：年 月 日 I摘摘 要要本文旨在设计一款肉类切片机，以满足市场对肉类加工设备的需求。首先，文章对肉类切片机的研究背景和意义进行了概述，详细梳理了国内外在肉类加工设备领域的研究现状，并进行了综合性的研究述评。确定了肉类切片机的总体设计方案，包括传动设计计算、零部件的强度与刚度计算等关键环节。在传动设计的计算中，通过对肉类在料斗和刀片之间的切割作用力的研究，对其转速、切削功耗、传动损耗、摩擦损耗等进行了计算，确定了合理的电动机，并对其进行了可靠性的计算。并按设计需要，对 V 带的型号、大小皮带轮的参考直径进行了校核和计算，对皮带的速度、包角、带根数和对带轮的受力情况进行了分析和计算。在 V 带轮的设计中，文章提出了带轮结构形式的设计思路，并给出了带轮尺寸的具体设计方法。此外，还对轴的选择进行了详细分析，包括轴的结构尺寸确定、轴的校核以及按弯扭合成应力校核轴的强度等步骤。切割工作机构作为肉类切片机的核心部分，本文对其进行了深入设计。主要内容有：电机的选择，切刀和刀盘的设计，同步带传动的设计，切削轴的设计。在对带传动进行分析时，首先对同步带的选择进行了计算，并对其进行了具体的设计。切削轴的计算涉及到最小直径的计算，轴上载荷的计算，弯曲扭转综合应力的计算，轴的强度的计算，轴的疲劳强度的计算。对肉类切片机的设计进行了总结，得出了设计方案的可行性及优越性，为肉类加工设备的研发与应用提供了有益的参考。本文的研究成果不仅丰富了肉类加工设备的设计理论，也为实际生产中的肉类切片加工提供了高效、安全的解决方案，具有重要的理论和实践意义。关键词：关键词：肉类；切片机；带传动；轴IIAbstractThis paper aims to design a meat slicer to meet the market demand for meat processing equipment.Firstly,the paper summarizes the research background and significance of meat slicer,sorts out the research status in the field of meat processing equipment at home and abroad in detail,and makes a comprehensive research review.The overall design scheme of meat slicer is determined,including the key links of transmission design calculation and component strength and stiffness calculation.In the calculation of transmission design,through the study of the cutting force between the hopper and the blade,the rotation speed,cutting power consumption,transmission loss,friction loss are calculated,and the reasonable motor is determined,and the reliability is calculated.According to the design needs,the reference diameter of the V belt was checked and calculated,and the speed of the belt,the number of the belt and the force of the belt are analyzed and calculated.In the design of V belt wheel,the design idea of the structure and the specific design method of the size.In addition,the selection of the shaft is analyzed in detail,including the structural size of the shaft,the shaft and the strength of the shaft.As the core part of the meat slicing machine,it is designed in depth in this paper.The main contents are:the choice of motor,the design of cutter and cutter plate,the design of synchronous belt drive,the design of cutting shaft.In the analysis of the belt drive,the first calculation of the belt selection,and its specific design.The calculation of the cutting axis involves the calculation of the minimum diameter,the load on the axis,the calculation of the comprehensive stress of bending and torsion,the strength of the axis,and the fatigue strength of the axis.The design of the meat slicer is summarized,and the feasibility and superiority of the design scheme,which provides a useful reference for the development and application of meat processing equipment.The research results of this paper not only enrich the design theory of meat processing equipment,but also provide an efficient and safe solution for meat slice processing in practical production,which is of great theoretical and practical significance.IIIKey words:Meat;slicer;belt drive;shaft1目 录摘摘 要要.IAbstract.II1 绪论1 绪论.11.1 研究背景.11.2 研究意义.11.3 国内外研究现状.21.3.1 国外研究现状.21.3.2 国内研究现状.21.3.3 研究述评.32 肉类切片机总体方案的确定肉类切片机总体方案的确定.53 传动设计计算、零部件的强度、刚度计算传动设计计算、零部件的强度、刚度计算.73.1 动力计算.73.1.1 主要参数.73.1.2 肉类在料斗、刀片间被切削的受力分析.93.1.3 输出轴的转速计算.93.1.4 切削功耗 P 切.103.1.5 传动、摩擦等的功率损失.103.1.6 选择电机.113.1.7 切片可靠性的计算.113.1.8 求计算功率 PC.113.1.9 选 V 带的型号.113.2 求大小带轮 d2、d1 基准直径.123.2.1 验算带速 V.123.2.2 计算 V 带的基准长度 Ld 和中心距 a.123.2.3 验算小带轮包角 1.133.2.4 求 V 带的根数.133.2.5 求作用在带轮轴上的压力 FQ.134 V 带轮的设计带轮的设计.1524.1 带轮结构形式的设计.154.2 带轮尺寸的设计.155 轴的选择轴的选择.176.1 轴的结构尺寸确定.176.2 轴的校核.186.3 按弯扭合成应力校核轴的强度.196 切割工作机构设计切割工作机构设计.206.1 电机的选型.206.2 切碎刀及刀盘的设计.216.3 同步带传动计算.226.3.1 同步带计算选型.226.3.2 同步带的设计.256.4 切割主轴的设计.256.4.1 确定切割主轴最小直径.256.4.2 求轴上的载荷.266.4.3 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度.276.4.4 精确校核轴的疲劳强度.27结论结论.31参考文献参考文献.32致致 谢谢.3411 绪论1.1 研究背景在肉类加工过程中，应根据肉类的结构特点，选用适当的刀角和刀刃。从材料力学的角度来看，切削力、切削热及刀具-材料接触摩擦是刀具设计的基础。肉在加工过程中会散发出一部分湿气，这与液体的流动及传递有关。为了保证处理过程平稳，减少肉类的损耗，一些流体动力学的基本原理是必须要考虑的。肉类切碎机中的齿轮、传动带、滑块、曲柄等运动部件的功率传递、转速和扭矩的计算均涉及到机械动力学问题。另外，机械系统的振动与稳定也离不开该理论的支持。现代的切肉机可能需要配备自动控制系统的电动马达驱动。电动机的选型、控制及优化均建立在电气与自动控制的基础上。在长时间的连续加工过程中，机器可能会发热.为了保证肉制品的品质，在保证肉品品质的前提下，有必要对冷却系统进行设计。在我国经济步入现代社会后，人民群众对物质、精神、社会福利等方面的需求不断提高，肉制品、禽蛋蛋白等被大量使用。近年来，中国的肉类食物家禽制品的加工制造业得到了迅猛的发展，它在社会主义时代已是国民经济与社会发展中的一项主要的支柱产业。肉类消费的可承受性，是一个发达国家政治、社会、经济生活质量与发达国家之间的关系。肉制品加工行业的迅速发展，已逐渐成为一个重要的龙头企业，直接带动了农业、畜牧业、饲料等多个行业的迅速发展。目前，中小型企业管理体制的改革和创新得到大力推进，使国民经济保持平稳增长，走上了可持续发展的道路。1.2 研究意义目前出现的大量问题都是因为注重工艺，对设备的重视程度不够，这一点从很多专门从事食品科学研究的机构和各种食品机器加工厂的专业技术人才编制比例、经费投入以及课题时间安排等方面就能得到充分的说明。我国虽然资源丰富，但严重依赖国外先进生产技术与设备，构建完善的食品机械生产制造及科研服务体系已成为当务之急。肉类切肉机已成为现代食品生产、加工制造领域中不可或缺的一部分，受到越来越多中小型食品加工企业的关注。传统的食品加工机2械模拟人工切肉，用刀把肉的横、纵两部分分开。与其它传统手工剪切切割工艺相比，该工艺具有诸多优点和优点，但在加工过程中不能实现连续进给、切；而且在肉加工过程中，还需要夹住肉，这会影响肉加工的效率和肉的品质。1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状上个世纪七十年代末，国外的切肉机发展得很快，因为国外的切肉机比其他国家的切肉机要先进得多，所以现在的切肉机已经很成熟了。国外的切肉机公司很多，他们起步比较早，技术也比较成熟，价格也比较便宜1。八十年代中后期，国际上的肉类切割设备得到了迅猛的发展，八十年代中叶之后的一到两年时间里，又有了长足的进步，各种全自动、多用途的肉类切割机器相继问世，以横向内圆式切割机为代表2。21 世纪初期，外国肉类切割设备不再仅仅满足于独立研发，开始向自主研发和优化方面发展，一种新型肉类切割设备的刀具头部已问世，其刀刃位于两块驱动器中间，通过与光盘连接进行动力。肉类加工中常用的切肉器在使用过程中容易发生化学侵蚀，为了改善其抗腐蚀性，对其进行了专门的改性。猪肉切片在国际上发展比较快，而且发展得比较完善，其中以丹麦、布格耶等为代表。由于目前国际上对肉类切割设备的研究日趋完善，所以一些外国肉类加工企业也逐渐放弃了人工加工，转而朝着智能加工的方向发展4。2012 年国际食品业展览会上，日本 Nantsune 展示了一种高精度切肉机 Libra165C，该设备被称为 Libra165C。Libra165C 切肉机是专门用来切肉的，它可以预先设定好要切的肉的大小和数量，其原理是通过三维模型来模拟切肉，然后再进行切割，这样得到的肉才会更加的精准5。Libra165C 切肉机一小时能切出六千块，这台切肉机的价格在一百万左右，主要用在工厂和餐厅里6。1.3.2 国内研究现状在 20 世纪 90 年代后期，北京市首次开发了全自动 SH-全自动自动切羊刀，取得了良好的经济效益。本产品具有使用简便、构造简易、拆装容易、易清洁、安全性高、功耗小、切羊肉时能自动收线、降低人工损耗等优点。SH-山羊切片机是一款多用途、多用途、多用途的自动切割装置，适用于酒店、餐馆、食堂等。3从 21 世纪开始，中国的肉类切割机器得到了飞速的发展，而且随着科技的不断进步，它的售价也在不断降低，而且利润也在不断的增加7。中国人口众多，粮食消耗量巨大，随着人民生活水平的不断提高，对肉类食品的需求量越来越大，推动了肉类切肉机的发展8。广东嘉宏股份有限公司引进了全球第一款全自动（不需要电源）198 B 手持圆形刀具的肉类切割设备。产品简介：本产品具有：工作简便、安全、舒服、耗电少、工作效率高、工作效率高、安全性高。本产品的裁断结果可以应用在伦比市的各种类型的全自动和半切片机中；裁切速度可达 120 件/分钟；用广东锐迩威公司生产的小蛮刀具 121 C 直刀式切片机9。小蛮刀 121 C 型直刀切肉机具有切片均匀，操作简便，干净卫生，清洗方便，符合人们对于安全卫生的要求，体积小方，便于搬运，效率高。小蛮刀 121 C 直刀切肉机，对于一些坚硬的蔬果来说，是一种非常不错的工具，可以随意调整切肉的厚度，而不是只用来切肉，还可以用来切其他的东西。这款绞肉机经过特殊处理，比其他绞肉机更坚固，更耐腐蚀，寿命更长10。该传动系统采用自润滑方式进行润滑，从而延长了其使用寿命。刀片是用高速钢高密度制造的，比其他刀具更耐久，但是成本也更高。体积小，移动方便，能耗低，多用于餐厅，学校餐厅，工厂餐厅，家庭厨房11。苏州和谐康机械厂开发的“和康切碎机”以一次切、二次切削为主。和和康肉品切肉机的主要特征在于：简易的操作平台，易于操作，设有专用的收纳盒，用于对被裁下的物料进行回收，切肉底部设有可活动的皮带轮，其刀片组采用了悬挂形式，可以很容易地将其拆除与清理，具有紧急开关，可以对用户的身体进行保障。本机适合于校园餐厅、肉食厂、饭店等场所使用12。1.3.3 研究述评从肉类加工机械的研究和发展来看，不断进步的技术和市场需求是紧密结合的。国产切肉机的研发体现了本土化的需求。SH-羊肉切片机是一种把羊肉加工和自动化技术有机地结合在一起的产品。而手动圆刀 198 B 型切肉机、小蛮刀 121 C 型直刀型，则是兼顾了操作简单、功能强大、经济实用的特点，能够满足不同人群的需求。和谐康切肉制品在功能上做了进一步的改进，实现了一次切片，二次切片的多功能设计13。它的通用性无疑能满足高效率，多功能的市场需要。42 肉类切片机总体方案的确定切割装置：肉类切片机的切割装置通常由刀片和刀架组成。刀片是切割肉类的主要部件，其锋利度和耐磨性直接影响到切割效果和使用寿命。刀架则用于固定刀片，保证切割过程中的稳定性。传动系统：肉类切片机的传动系统通常采用电机驱动，通过皮带或链条将动力传递给切割装置。传动系统的设计和选用对切割速度、精度和噪音等性能指标有很大影响14。控制系统：肉类切片机的控制系统主要包括开关、调速器和安全保护装置等。开关用于控制设备的启动和停止，调速器用于调节切割速度，安全保护装置则用于防止操作过程中的意外伤害。机身结构：肉类切片机的机身结构通常采用不锈钢材质，具有较好的耐腐蚀性和耐磨性。机身内部的布局和结构设计应充分考虑设备的操作便捷性、清洗方便性和维修保养的可行性。输送带：肉类切片机的输送带主要用于将待切割的肉类送入切割区域。输送带的材质、厚度和表面处理方式等因素会影响到肉类在切割过程中的稳定性和切割质量15。清洁系统：为了确保肉类切片机的卫生安全，一些高端设备还配备了清洁系统，如自动喷水清洗、高压空气吹扫等。这些功能可以有效降低设备的清洗难度，提高生产效率。如图所示：1-刀盘 2-传动轴 3-皮带以及皮带轮 4-电动机图 2.1 肉类切片机原理图53 传动设计计算、零部件的强度、刚度计算3.1 动力计算3.1.1 主要参数刀盘的直径：根据甘薯的外形大小，根据切割时需要的速度和生产率等条件，选择了 300 毫米的刀盘直径。切割力：根据资料显示，每一根刀刃所能承受的切割力最低为 0.3 公斤/毫米。下面介绍了在切削过程中，直刀刃与弧形刀刃之间的受力情况，以便选用合适的刀具16。表 3.1 直刃刀片分析编号项目切削面积 cm2切削阻力 kg平均切削阻力 kg/cm2切削长度 mm平均切削阻力 kg/mm顺行2.41.32.20.705240.0921逆行1.40.656.952140.375顺行1.60.820.694160.1252逆行1.40.621.786150.133顺行0.71.322.198130.6673逆行1.00.51.53100.15顺行1.91.231.31690.1584逆行0.70.63.58.33370.5顺行1.90.81.50.987190.795逆行0.90.834.16790.333顺行1.20.721.681120.1676逆行1.20.622.778120.167平均2.7990.2586表 3.2 圆刃刀片分析编号项目切削面积 cm2切削阻力 kg平均切削阻力 kg/cm2切削长度 mm平均切削阻力 kg/mm顺行2.40.51.51逆行1.40.62.5顺行1.50.721.905160.1332逆行1.40.81.51.339150.107顺行1.70.31.50.629130.0883逆行1.00.512100.1顺行1.80.72.51.98490.1394逆行0.70.628.47770.286顺行1.80.210.455190.0565逆行0.90.822.77890.222顺行1.90.120.887120.056逆行1.20.61.52.083120.125平均1.920.1337由上述两个表格可知，圆形刃口的刀具较之直线刃口的刀具节省了约 50%的人力，因此在本次设计中，选择了 45#材质为圆形刃口的刀具。3.1.2 肉类在料斗、刀片间被切削的受力分析肉类在切削时的受力情况示意图1-刀盘 2-肉类 3-料斗壁图 3.1 肉类受力分析图当它被切割的时候，它的刀刃会产生一个切割力 P，而在切割的时候，它会产生一个反作用力 N，这个反作用力会产生一个横向的分力 R1，纵向的分力N1，这样就会产生一个力矩 M1=R1L2，M2=N1L1，为了让它不会跳跃，不会旋转，要维持它的平衡，PL2=M2+M2。反方向。3.1.3 输出轴的转速计算由小时生产效率 500kg/h 来确定转速 nQ=60*B*r*n/1000*a*b*l*zZ=1V=SLQ=500kg/hK1=0.7K2=0.2取 L=0.5，P=1.033100.001 来确定 n，则Z 是料斗中出现的刀片数量；L 是切片厚度；8Q 是该设备的生产率；K1 是刀片利用率；K2 是刀盘的不旋空概率；Q=60*B*r*n/1000*a*b*l*z=60*80*250*n/1000*70*3*4=350因此我们将转速定为 n=350rpm。3.1.4 切削功耗 P 切由前面得知，切削平均阻力 P=0.3kg/mm，则刀片在切削长度内承受的阻力矩积分得：图 3.2 扭矩图P=0.30.5X|=2756.3Kg3.1.5 传动、摩擦等的功率损失由机械设计上表可得可知9总功率=0.960.970.970.96=0.9033=1.4140.9033=1.565Kw由此得到的额定功率是 1.56Kw，我们选择电动机的功率为 1.5Kw。3.1.6 选择电机按照电脑计算的额定功率、刀盘速度和本机采用的减速机构的齿轮比，选取1.5 kw。旋转速度在其本身的减速之后为 1500 rpm，操作电压为 380 V。3.1.7 切片可靠性的计算在切割期间，为了确保材料的输送是稳定的，很明显，材料落入隔板的时刻t1 比刀片缝隙的时刻 t2 要短。现在进行以下的分析：假定物质道与物质之间的摩擦因子为 0.4，而送料道的倾角为 45 度，那么对物质进行受力分析：F=mgsina-N;N=mgcosa 所以 F=mgsina-mgcosa又 F=ma 所以 a=101.6N计算作用在轴上的压力 QQ=2zFf0sin(/2)=25101.6sin（132.7/2）=930.67（包角：127计算见后）3.1.8 求计算功率 PC因为=3.13kW 则由机械设计手册表 13-15 可知选 KA=1.1则由公式：PC=KAP则得出 PC=1.4141.1=1.55kw3.1.9 选 V 带的型号可用普通 V 带或窄 V 带，现选普通 V 带。根据 PC=1.5kw，nd1500 r/min，由机械设计手册查出为 V 带为 SPZ 型带。103.2 求大小带轮 d2、d1 基准直径由机械设计手册中表 13-9 可知 d1=5071 mm，现在取小轮 d1=63 mm由公式：d2=n1d1(1-)/n2可得出 d2=n1d1(1-)/n2=3.53710.98=252 mm。其中在机械设计手册查出为 0.02由机械设计手册表 13-9 取 d2=2526 虽然 n2 略有增大，但其误差小于 5%，在允许的范围内，所以 d2=250 可以。3.2.1 验算带速 V由公式V=则可以算出V带的速度V=632000/(601000)=8.12 m/sV 带的带速度 525 m/s 的范围内，合适。3.2.2 计算 V 带的基准长度 Ld 和中心距 a查机械设计手册由其中计算 V 带公式：a0=1.5(d1+d2)初步计算选取 V 带的中心距 a0则可以得出 a0=1.5(d1+d2)=1.5(63+250)=248，现在取 a0=248，由公式0.7(d1+d2)a0120所以得出包角合适。3.2.4 求 V 带的根数查机械设计基础由公式：Z=已知 n1=1500 r/min，d1=63 查表可以得出 P0=1.45 KW由传动比 i=4 查表 13-5 得 P0=0.45 KW由1=132.7查表 13-7 得 K=0.87，查表 13-2 得 KL=0.90，由此可得Z=1.81所以 V 带取 2 根3.2.5 求作用在带轮轴上的压力 FQ查机械设计手册表 13-1 得出 V 带每米长的质量 q=0.07 kg/m 由公式：F0=其中 Pc 为功率，Z 为 v 带的根数，V 为 v 带的带速，K为包角修正系数可以查表得出其值为 0.95可以得出 F0=82.4 N12现在计算作用在带轮上的压力 FQ，由公式：FQ=可以得出 FQ=402.5 N134 V 带轮的设计在设计三角皮带轮时，要满足重量轻、结构技术好、不存在过量的内应力、重量均匀、高速运转时要做好动平衡、对轮槽面进行精细加工（为了减少皮带的磨擦）、对每一条沟槽的大小及角度要保持适当的精度，从而使载荷分配相对均衡。辊筒的材料主要是铸铁，通常选用 HT150 和 HT200 等材料，在高速时选用钢铁，在慢速时选用铝合金，塑料等材料。考虑到项目的动态情况和施工进度，本项目采用 HT200 材料的铸铁。4.1 带轮结构形式的设计常见的生铁三角带轮有实心、腹板、孔板式和椭圆形轮辐等多种类型。V 型皮带轮的几何形状与其参考口径密切相关。滑轮参考直径为 dd d(d是滑轮所用轴线的直径，单位：毫米），可以使用整体型；在直径小于 300 毫米的情况下，可以使用网状结构；在 dd 小于 300 毫米的情况下，d1d1 大于 100毫米的情况下，可以使用孔片型；从 6.3 的计算可知 d1、d2：主动轮基准直径 d1=63 mm安装轴带轮轴的直径 d=25 mmddd小带轮选用实心式从动轮基准直径 d2=232 mmdd300mm大带轮选用腹板式4.2 带轮尺寸的设计V 带轮的轮槽与所选用的 V 带的型号相对应，此设计选的是 SPZ 带，根据书上表格可直接得出基准宽度 b0=10 mm基准下槽深度 hfmin=10 mm槽间距 e=140.3 mm最小轮缘厚min=6.5 mm带轮宽度 B=28带轮的总长 L=（1.52.5）d=4014图 4.1 主动轮大 V 轮 d=200mm 小于 350，所以采用腹板式。由其轴径为 35 mm.基准宽度 b0=10 mm基准下槽深度 hfmin=10 mm槽间距 e=140.3 mm最小轮缘厚min=6.5 mm带轮宽度 B=26带轮的总长 L=（1.52.5）d=45图 4.2 从动轮轮槽面的粗糙度分别为 1.6 和 4.2，因为这两个皮带轮对切割机的运转有很大的影响，因此两个皮带轮的磨削加工时，其粗糙度都是 1.6。155 轴的选择所选主轴材质为 45 级钢材，并进行了调质。通过对轴上零件的安装定位和加工过程的分析，得出了轴的结构如下，5.1：图 5.1 轴轴的强度计算，由公式计算轴的最小直径，由公式：dmin=得出 dmin=28 mm计算轴的输出力矩 T，由公式：T=9550可以得出 T=9550经带轮转换后扭矩36 N.m很明显，该轴的输出直径并不很大，并且与轮盘及驱动轮的大小比例不相称，将 35 毫米的输出与键槽及电机相比较。由于 dmin 比 dmin 大得多，因此最小的轴直径 dmin 为 35 毫米。6.1 轴的结构尺寸确定该轴的两个端部都与该刀片的驱动轮相连，因此，d12=2d78=35 毫米。对 皮 带 轮 和 刀 盘 进 行 了 台 肩 位 置 的 调 整，调 整 的 位 置 高 度 h 大 于0.07dd23=d67=42 毫米。从这里的轴径来看，在轴承产品目录中，我们可以在这里选择 6209 深沟球轴承，它的尺寸为 d D B=458519，因此d3-4=d5-6=45 mm。参考说明书 6209 深沟滚珠轴承，其轴肩高度是 4 毫米，因此16d4-5=53 毫米12=25 毫米，18=35 毫米，这取决于刀片的大小和驱动轮的大小。根据支座的大小，l34=l56=50 毫米。有轴承端盖的结构和传动轴，将轴承端盖的总宽度确定为 20，以轴承端盖的安装及便于对轴承添加润滑剂的需要为依据，去l2-3=30，l6-7=50 mm。以轴杆的整体大小为准，选取长 45 为 130 毫米。6.2 轴的校核为了得到轴受力，先从轴受力的角度出发，给出了轴受力分析的简图。由车桥的设计图纸，绘制车桥的力矩、力矩图表。图 7 轴的载荷分析图通过对传动轴的构造图和力矩、力矩曲线的分析，可知在皮带大支承上接近的部分是有风险的部分。本文给出了在临界断面上的平均速度。所选用的主轴材质是经过调质的 45 型钢。由机械设计中的表格 14-2 可知，该轴的最小直径是 35 毫米，转矩是 36 牛米，因此，能够算出该轴的力圆周力 Ft：Ft=Ft=200N作用在刀片上的力径向力 Fr：F，=Ftan30可以得出 Fr=166.2 N根据上面的数据和轴的机构以及弯矩和扭矩图中可以看出，受载荷最大的面17是靠近大带轮的轴承端面，因此求得此截面的弯矩扭矩如下表：表 3 截面的弯矩扭矩载荷平行于轴垂直于轴支反力 F1125 N弯矩 MMH=34245N/mm=63999 N/mm总弯矩=35413 N/mm扭矩 TT2=131759.8 N.mm6.3 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度。根据机械设计式（15-5），以及上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，计算轴的应力，由公式：得出轴的应力：=37.6 Mpa前面已经选定轴的材料为 45 号钢，调质处理，由机械设计表 15-1 可查得-1=60 Mpa，所以计算出轴安全。故该轴在此截面的右侧的强度也是足够的。本机无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，轴的校验结束，轴的校验合格。186 切割工作机构设计6.1 电机的选型参考市场上同类产品，考虑到本机器体积小，功率消耗不大。只是旋转运动。初步选择电动机为普通三相异步电动机 Y90S-4 型。用于一般场合和无特殊要求90S-4 型三相异步电机功率：1.1KW 电压：220V 电流：2.7A 绝缘：B 噪音：67 dB(A)转速 1440 r/min该产品可用于不含易燃、易爆、腐蚀性的普通场所，也可用于对机械设备没有特别的需求，例如：金属切割肉类设备，泵，风机，输送机械，混合器，农业机械，食物机械等等。4 系列的异步电动机适用于没有易燃、易爆、腐蚀性气体的普通场合，以及对没有特别需求的机器，比如：钢铁切削肉、水泵、风扇、运输机械、混合机、农机、食物机器等。4 型三相异步电动机是一种完全密闭的、自扇式、鼠笼式的异步电动机，它的主要型号是按照 IEC 的有关规范设计的。4型异步电机具有高效、省电、起动扭矩大、噪声低、震动低、稳定性好、操作及维修简便等特点。图 6.1 电动机196.2 切碎刀及刀盘的设计设计刀的参数如下：刀采用弯曲型，半径 140mm，刀厚 2.5mm，刀宽 20mm，材料为65Mn，调质处理，刃口淬火，硬度为 HRC62-65。图 6.2 刀盘65 MN 具有比 65 MN 更高的强度、硬度、回弹性和淬硬性能，但存在着过热敏感性和回火脆性，并且在水淬过程中易产生裂纹。易切削热处理的不足之处在于冷变形能力较弱，易熔合。这样，由于刮刀没有采用与