1、本科畢業論文全套圖紙加V信 sheji1120或扣 3346389411 題 目小型白花菜切碎機總體設計姓 名學 號專 業機械設計制造及其自動化指導教師職 稱分類號 密級華中農業大學本科畢業論文 小型白花菜切碎機設計The design of small cauliflower chopper學生姓名：學生學號：學生專業：機械設計制造及其自動化指導教師： 華中農業大學工學院二一一年六月小型白花菜切碎機總體設計目錄1.緒論11.1研究的目的和意義11.2切碎機在國內外的發展概況12.白花菜切碎機的總體方案確定22.1基本結構22.2設計原則32.3方案分析32.3.1第一方案32.3.2第二方案

2、42.3.3第三種方案43.技術規格參數53.1 白花菜產量及性能53.2 切碎機的切碎長度53.3 切碎機的功率消耗53.3.1刀切功率計算63.3.2刀盤空轉消耗功率63.4技術路線74.切碎裝置設計74.1切碎軸的設計7a. 輸出軸上的功率P1、轉速n1和轉矩T17b. 初步確定軸的最小直徑7c. 軸的結構設計及強度校核8d. 軸承的正反裝形式的選取8e. 校核軸的強度94.2切碎刀及刀盤的設計95.傳動裝置設計115.1傳動鏈設計115.2鏈輪的基本參數及主要尺寸125.2.1小鏈輪的設計計算125.2.2大鏈輪的設計計算146.箱體設計156.1 裝置支撐體設計156.2 機殼及進料

3、斗設計：167.安裝和潤滑維護17 7.1 安裝事項177.2 機器的使用與維護188.結述語18參考文獻19致謝20摘要 本文介紹了一種適用于白花菜切碎加工的小型切碎機的結構和性能特點, 對其切削原理及工作過程進行了分析, 闡明了盤刀式小型白花菜切碎機的工作機理。通過對主要工作部件結構的分析, 確定了最佳工作參數, 使機器性能達到最佳工作狀態。 本切碎機屬農業機械，它由電動機、機架、支承體、機桶、喂料斗和轉子等組成。機器啟動以后，物料經喂料斗進入機桶，轉子上裝有切鍘平面與主軸垂直的平板直刃式刀片，能對物料進行切碎，對各種柔性青鮮飼草、薯類藤莖和各種瓜，果、萊的切碎加工都能適用。機桶內設有與刀

4、片相對應，能阻止物料隨刀片運動而又不妨礙刀片旋轉的擋板，即刀片可從相鄰兩擋板的間隙間切過。該機能有效地減輕對物料的摩擦、撞碰和物料對刀片的阻力，使所切物料無擦傷。不腐爛、不喪水、保持鮮嫩、不流失營養，且運轉平穩、高效、節能、省力。關鍵字: 白花菜；切碎機；工作機理；喂入裝置；結構設計；參數分析ABSTRACTIn this paper, the structure and function features of a kind of small chopper suitable for processing Cauliflower vegetables is introduced. On th

5、e basis of theoretical studies and working process, working mechanism of this type of machine is explicated. Besides, based on the analysis of the main work component structure, the best work parameters are determined, making the machine performance to achieve the best working state. The chopper is

6、a agricultural machinery, which consists of motor, frame, supporting body, machine barrels, rotors, feeding hopper and other components. When the machine starts, material is fed into the machine barrels hopper at the same time. The rotor is equipped with flat straight blades with its cut plane verti

7、cal with the axis. This machine can cut various materials, such as fresh green forage, potato vine stems, and various melons, fruit, vegetable. Machine barrels are equipped with rotating baffles that can prevent materials correspond with the blade movement and not cloggy blades rotating baffle, name

8、ly blades can cut through the gap between two adjacent baffles. The machine can effectively reduce the friction of the material, The hit and the resistance of the material on the blade, so that the cutting material is of no abrasion .No rot, no water loss to keep fresh, no the loss of nutrition, and

9、 stable operation, high efficiency, energy -saving, labor-saving are the advantages of this machine different of other shredding machines.KEY WORDS: Cauliflower; Shredding machine; Working mechanism; Feeding device; Structure design; Parameters analysis271.緒論 目前，我國東北和中部地區有大量的白花菜種植基地，白花菜市場供應量也逐年增加，但白

10、花菜的加工技術落后，大部分地方的農民采用手工或半自動加工，效率低下。而且現有的加工白花菜的機械加工技術工藝落后，因此迫切需要一種新型白花菜加工機械。 為落實國家興機富農計劃,充分發揮農業機械在提高勞動生產率,降低農產品生產成本,增加農產品附加值等方面的優勢,現對小型白花菜切碎機進行設計，本機主要對剛收獲的小白花菜進行切碎，以便于后續加工包裝。1.1研究的目的和意義 白花菜屬十字花科甘藍屬，生物學名稱為花柳菜，也稱花菜或菜花。白花菜營養十分豐富，富含蛋白質、脂肪、碳水化合物、食物纖維、多種維生素和鈣、磷、鐵等礦物質?？蒲胁块T的測定顯示它富含對人體有益的十七種微量元素。，明顯高于雪里紅和其它闊葉蔬

11、菜?，F代醫學研究發現，白花菜具有較高的藥用價值，是防癌、抗癌的保健佳品，所含的多種維生素、纖維素、胡蘿b素、微量元素硒都對抗癌、防癌有益，其中所含維生素C較多，加之所含蛋白質及胡蘿b素，可提高細胞免疫功能。并且白花菜提取物蘿b子素可激活分解致癌物的酶，從而減少惡性腫瘤的發生。國外研究還發現白花菜中含有多種吲哚衍生物，能降低雌激素水平，可以預防乳腺癌的發生。脾虛胃弱的胃腸癌患者、乳腺癌患者應多吃白花菜。其莖、葉和根都是較好的中藥材，具有清熱解毒、祛風降濕、開胃健脾、增強食欲、防病治病等多重功效。 長期以來，大部分地區白花菜切碎還沿用傳統的手工勞作方式，勞動強度大，生產效率低。隨著市場經濟的發展，

12、白花菜開始以一種新型包裝綠色食品登入市場，白花菜以一種味美價廉的腌菜環保產品供不應求，傳統加工方式已經不能滿足市場的需求，所以白花菜切碎機的設計，以加快白花菜的生產效率，對剛收獲的白花菜進行快速切碎和加工，以便于包裝,是供應白花菜市場的有效方法。 本文就白花菜切碎這一環節進行研究，目的在于研制出一種新型的白花菜切碎機，加快白花菜的切碎加工過程，縮短白花菜的產品形成周期，提高效率，降低成本。1.2切碎機在國內外的發展概況 隨著我國農產品加工食品行業的發展，對果蔬加工機械的需求量亦逐年增加。目前，自走式果蔬收割機在農業生產中應用較少，而簡易的牽引式收割機和粉碎機卻較多。切碎機的切碎性能主要取決于切

13、碎器。切碎器不外乎滾筒式、盤刀式和銷釘式三種類型。盤刀式切碎器傳動復雜，結構不緊湊，圓盤剛度較差，且擠推角變化不理想，造成切割不均，刀刃磨損不勻，切割質量變壞等一系列后果。銷釘式切碎器性能受秸稈濕度影響很大，濕度提高時，能量比耗直線增加，生產率也急劇下降，也不太理想。滾筒式切碎器又有螺旋滾筒式和直刃斜裝滾筒式兩種區別。它們的普遍缺點是刀片的制造、磨刃和間隙調整較麻煩，切割質量不宜保證，故其使用也受到一定程度限制。為此，研制出一種新型盤刀式切碎勢在必行。2.白花菜切碎機的總體方案確定 2.1基本結構 切碎機其功能部件(1)由支承體(9)、安裝在支承體(9)上的切碎機轉子部件和包圍著轉子部件的機殼

14、或機筒(13)等組成。由功能部件(1)，電動機(8)和機架（6)等構成的切碎機，其特征是轉子上裝有使刀刃切鍘平面垂直于主軸(10)的平板直刃式刀片（15)，功能部件(1)下部內有能使物料自動卸出的斜面（A），機筒或機殼(13)內設有與刀片(15)相對應，能阻止物料隨刀片運動而又不防礙刀片旋轉的擋板(16)。圖2.1.1 立式切碎機示意圖Fig.2.1.1 schematic diagram of vertical shredding machine圖2.1.2 立式切碎機剖面圖Fig.2.1.2 cross-section drawn of vertical shredding machine

15、2.2 設計原則 切碎機的功能部件由支承體、安裝在支承體上的切碎機轉子部件（包括切碎軸與刀片）和包圍著轉子部件的機筒(或機殼)等組成。由功能部件，電動機和機架(或機腳)等構成切碎機。在功能部件中的切碎機轉子上裝有使刀刃切鍘平面垂直于主軸的平板直刃式刀片，功能部件上部有能使物料喂入機筒的進料斗，功能部件下部內有能使物料自動卸出的斜面，機筒(或機殼)內設有與刀片相對應能阻止物料隨刀片運動而又不妨礙刀片旋轉的擋板，即刀片可從相鄰兩擋板的間隙間切過。2.3方案分析2.3.1第一方案 采用平鋪帶式傳送裝置，將白花菜手工放落在傳送帶上，由電動機帶動傳送帶將白花菜送到刀盤處切碎。圓盤處安裝二把刀片，刀片采用

16、直刃刀切割，將送入刀片處的白花菜進行切碎。此輸送裝置由于需要電機通過軸帶動輸送帶滾筒轉動，故而功率消耗大，成本高，且輸送不連續，切碎不均勻，需要人力較大。切碎機示意圖如下圖所示： 圖2.3.1 臥式切碎機示意圖 Fig.2.3.1 schematic diagram of horizontal shredding machine 據上圖2.3.1臥式切碎機示意圖，不難看出此切碎機包括2個電機，3根軸，滾筒，輸送帶，鏈輪，帶輪等等。切碎機零件眾多，這無疑增加了切碎機的制造成本與維護運行成本。對于廣大的白花菜菜農來說，這種臥式切碎機很顯然不是他們理想的選擇。因此，設計出一款小型且制造成本低廉，適用

17、與廣大白花菜菜農的的白花菜切碎機非常必要。2.3.2第二方案 輸送裝置仍然采用圓管帶式輸送，把小白花菜平鋪在帶上后，隨帶前進，但在輸送帶和切碎口之間安裝兩個喂入輪，喂入輪做相對回轉時，把輸送帶傳送的小白花擠壓夾持后，送入到切碎口，但是白花菜受到喂入輪的擠壓與摩擦，損失了蔬菜水分，使得白花菜等蔬菜不新鮮，不適合家庭使用。且相比于第一套方案而言，又增加了軸和喂入輪的轉動，消耗功率更大，制造成本更高。第一放方案中用直刃刀切割，這里換用凸曲線型刃口的轉刀。凸曲線型刃口的轉刀制造、磨刃均較方便，切割阻力矩變化平緩，但小白花菜有向外推移的現象，刃口磨損也不均勻。而直線型動刀制造、磨刃均比較簡單、強度好，缺

18、點是切割開始時，往往將小白花菜向外推移，此時切割點離軸心的距離較大，因而切割阻力矩大大增加，致使切割阻力矩在切割過程中變化劇烈，刃口磨損也不均勻。 根據實際情況，結合制造、清洗、磨刀、成本等方面因素的考慮，切割刀片采用直刃型刀切碎更有利，因此，切碎方式定為直刃型動刀切割。 2.3.3第三種方案經過以上兩種方案的分析、研究及比較，最終方案確定如下：設計一種小型的立式切碎機取代一般的臥式切碎機既避免了功率消耗大，成本高等缺點；又可讓白花菜少擠壓與擦傷，保持蔬菜的新鮮與口感。參照圖2.1.1、圖2.1.2，立式切碎機由功能部件(1) 、電機支架(2)、電磁調速電機(3)、螺栓(4)、鏈輪(5)、機架

19、(6)等組成。功能部件(1)是本實用新型白花菜切碎機的核心，它由鏈輪(7)、軸承(8)、支承體(9)、主軸(10)、防污密封軸承端蓋(11)、墊套(12)、機殼(13)、螺母、刀片（15）、擋板(16)、出料門(17)等構成。其中，支承體(9)是功能部件(1)的基礎件與支撐件，其上端聯接帶有進料口的機殼(13)，桶內設有與各層刀片相應的擋板(16)， 用以阻止物料隨刀片旋轉，而刀片(15)則可從相鄰兩擋板(16)的間隙間切過。下端有凸耳與機架(6)聯接，內部有一斜面A，它與水平面夾角大于物料對它的摩擦角，經切割的白花菜經此斜面自動卸下。下端(即支承體下側面)設有出料口，與出料門焊接相連。中央是

20、軸承座，用兩套軸承(8)將主軸(10)支承其上。主軸(10)的兩端懸伸，下端懸伸用于安裝鏈輪(7)，輸入動力。上端懸伸于機桶內，用以安裝刀片(15)、軸套(12)、軸端擋圈、螺母等零件，構成了本切碎機的轉子。當轉子上安裝直刃刀片時，采用單刃型直刃刀片時，每層為1至數片(一般為1至3片)，可采用下列安裝形式，即利用輪轂與刀片(15)構成刀盤安裝在主軸(10)上。刀片層數及每層刀片數可根據需要而定，在轉速一定時，層數及刀片數越多，切得越細，所耗功率也越大。安裝刀片時，刀刃斜面朝物料行進方向，以便對物料有順向推進作用。注意各刀片彼此交錯成一定的角度，對軸心呈放射狀均布，以便對物料進行充分切割。密封軸

21、承端蓋(11)安裝在軸上最下層刀片與上軸承(8)之間，形成密宮式密封，防止水分與污物進入軸承。軸端有軸端擋圈與蓋形螺母，它既能對軸承(8)、刀片(15)等軸上零件實現軸向壓緊定位，又可保護軸端螺紋和防止水分進入其中。上下兩軸承(8)在支承體(9)中的軸向定位由緊固在中央軸承座兩端的軸承蓋來實現。電機支架(2)可連同電機(3)一起繞螺栓(4)沿逆時針方向轉動90度后固定在機架(6)上，使電機(3)平臥，以便用來驅動其它臥式機械，提高電機的利用率。機架(6)是功能部件(1)和電動機(3)的聯系和支承件。電動機分交流電動機和直流電動機兩種。由于生產一般采用三相交流電源，因此無特殊要求是均應選用三相交

22、流電動機。Y系列三相異步電動機是一般用途的全封閉自扇冷式電動機，由于其結構簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，小型白花菜切碎機需要電動機作為動力輸出裝置，根據驅動負荷所需要的功率、負荷的工作類型、負荷要求的工作轉速以及是否需要調速、啟動方式、制動方式、使用環境和條件等因素，參照切碎機的一些參數（P4-P5），所以我優先選用了價格低廉，結構簡單維護方便的三相異步電動機電磁調速電動機YCT 112-4A。 這是因為在功率相同的條件下，三相電動機比單相電動機的體積小、質量輕、振動小、價格低，從經濟角度考慮，應盡量選用Y系列節能型電動機。經過參閱資料最終選用YCT 112-4A三相異步電動機，其額定功

23、率為0.55KW符合該設計的要求，由于切碎所需的轉速并不是很高，所以選擇了同步轉速為125-1500（r/min）的電動機，可以比較方便的通過鏈輪減速達到轉動軸的工作轉速，另外作為異步電動機，它本身具有結構簡單，運行可靠，使用維護方便等眾多優點，經過參考多方資料，此款電動機比較適宜作為該小型白花菜切碎機的動力輸出裝置。最終，切割動力電機采用電磁調速電機，型號為 YCT 112-4A。 3.技術規格參數3.1 白花菜產量及性能 白花菜密度為kg/;生產率為6000公斤/天;每天工作8個小時。3.2 切碎機的切碎長度 切碎長度是切碎機的主要性能指標之一，機器工作時，白花菜被喂入輥卷入切碎機構，該機

24、切碎長度為3-4mm，結合實際計算，本機定切碎長度為3.5mm。3.3 切碎機的功率消耗 由 V=m/ （ 3-1）式中： V 切碎總體積， 單位 M 切割總質量，單位kg 小白花菜密度，kg/由已知條件 M=6000kg, =kg/，帶入3-1中，則切碎總體積V =7.5。取喂入切割截面半徑 r = 7cm ，截面面積為s = = 0.015m。則切碎總長度L=V/S=500m。由每天工作8小時，則切割速度v=500/(83600)=0.017m/s。由已知條件，切碎長度為3.5mm，則圓盤刀切割頻率為v/l=4.8 r/s。3.3.1刀切功率計算由公式 P=Fv （3-2）其中： F 刀切

25、割力，取800N V 刀轉速，單位m/s而 v=, （3-3）其中：刀轉角速度，單位rad/s r 刀的半徑, 單位m又由 =2f （3-4）其中： f刀切割頻率r/s由于刀的半徑每一點速度不一樣，所以用積分公式 P=3Fr dr=3 F1/2r （3-5） =380010 1010 =0.38kw3.3.2刀盤空轉消耗功率由公式 N= （3-6） 其中： J刀的轉動慣量，單位kg.m 刀轉速，單位rad/s; =10 而 J= （3-7） 其中:M刀片質量，單位kg r刀片半徑，單位m 動刀采用直刃型，半徑100mm,刀厚2.5mm，刀寬20mm,材料為65Mn,調質處理，刃口淬火，硬度為H

26、RC62-65。由此可求刀片質量 M=0.39kg所以J=0.39 (0.2)=0.0013 kg.m把數據帶入公式3-6 則 N=0.0013(10)=0.00064kw 所以有用功率P=0.38+0.000643=0.382kw因為傳送裝置采用鏈條傳動，查表可知傳遞效率為=0.95 則總功率P= P/=0.40kw 查表選電磁調速電機 YCT 112-4A,輸出功率0.55kw,額定轉矩T=3.6,調速范圍1230-125（r.min）, 質量m=54kg。3.4技術路線圓盤轉刀切碎軸鏈傳送電動機啟動4.切碎裝置設計4.1切碎軸的設計a. 輸出軸上的功率P1、轉速n1和轉矩T1由鏈輪的傳遞

27、效率=0.95，則P=P其中： P電機輸出功率，單位kw代入可得：P=0.550.95=0.523kw已知轉速=300r/min,可求出 T=9550000 P/ =16650N.mmb. 初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表15-3，取A0=112,于是得 d= A0其中： P輸出軸上的功率，單位kw n軸的轉速，單位r/min把已知數據帶入得 = 112=13.47mm因為軸上有4個鍵槽，所以軸徑至少增大20%，所以取最小直徑為20mm. 圖4.1 切割軸結構簡圖Fig.4.1 structure diagram of Cutt

28、ing shaftc. 軸的結構設計及強度校核擬定軸上零件的裝配方案： 根據各種方案分析比較，選用如下圖4-8所示方案：用兩套軸承將主軸支承其上。主軸的兩端懸伸，下端懸伸用于安裝鏈輪輸入動力。上端懸伸于機桶內，用以安裝刀片、刀盤、墊套、蓋形螺母等零件，對物料進行切割。 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：軸-的端軸上顯然要安裝鏈輪，由計算得出的鏈輪直徑可取25mm，故-的端軸的直徑可取dI-II = 25mm， 左端用軸端擋圈定位，為了保證軸端擋圈只壓在鏈輪上而不壓在軸的端面上 ，按軸端直徑取擋圈直徑D = 30mm。軸端擋圈用螺釘與六角螺母與切削軸固定。鏈輪與軸配合的轂孔長度為16mm

29、，軸段長度至少要大于鍵槽的長度，這里取lI-II = 25mm。為了滿足鏈輪的軸向定位要求-軸段右端制出一軸肩，故取-段的直徑dII-III = 28mm，長度取為lII-III =17mm。 由于-段上安裝軸承，故初步選擇滾動軸承。因軸承主要受軸向力，徑向固定。故選角接觸球軸承，參照工作要求并根據dIII-IV =30mm，選用70000B系列（=40o）角接觸球軸承，軸向承受能力較大。其尺寸dDB=30mm55mm13mm。取lIII-IV=13mm。取過渡軸。 軸-處裝有軸承，和-面上尺寸一樣， 同樣，VI-VII段與II-III段一樣，則VII-VIII軸上裝有圓盤，圓盤上裝有切刀，圓

30、盤輪轂與軸用鍵連接，由于該段直徑為整段軸的最小直徑20mm ，查手冊的平鍵截面bh=6mm6mm(GB1096-79)，平鍵長12mm，而計劃裝三片刀盤，故此段軸長度取lVII-VIII=80mm，dVII-VIII=20mm。 軸上零件的周向定位：鏈輪與軸采用平鍵聯結。按，查手冊的平鍵截面bh=8mm7mm(GB1096-79)，平鍵長12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長14mm，為了保證鏈輪與軸配合良好，鏈輪與軸的配合選定為為H7/n6,。滾動軸承的定位有過渡配合來保證，此處選軸的直徑公差為m6。確定軸上的圓角和倒角尺寸：取軸端倒角為145，III-IV與V-VI與過渡軸相接的圓角為1.2，其

31、他圓角為1.0。d. 軸承的正反裝形式的選取角接觸球軸承和圓錐滾子軸承一般成對使用，根據調整、安裝以及使用場合的不同，有如下兩種排列方式。1正裝（外圈窄端面相對）兩角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的壓力中心距離小于兩個軸承中點跨距時，稱為正裝。該方式的軸系，結構簡單，裝拆、調整方便，但是，軸的受熱伸長會減小軸承的軸向游隙，甚至會卡死。2反裝（外圈寬端面相對）兩角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的壓力中心距離大于兩個軸承中點的跨距時，稱為反裝，顯然，軸的熱膨脹會增大軸承的軸向游隙。另外，反裝的結構較復雜，裝拆、調整不便。3正、反裝的剛度分析當傳動零件懸臂安裝時，反裝的軸系剛度比正裝的軸系高，這是因為反裝的軸承

32、壓力中心距離較大，使軸承的反力、變形及軸的最大彎矩和變形均小于正裝。當傳動零件介于兩軸承中間時，正裝使軸承壓力中心距離減小而有助于提高軸的剛度，反裝則相反。4. 本設計正反裝的選取由于本設計的小型白花菜切碎機主軸兩端懸伸，分別用來裝配刀盤（刀盤上裝有切削刀片）與鏈輪，根據以上對于角接觸球軸承正反裝的受力特性與適用場合分析，本切碎機選用的一對角接觸球軸承采用反裝的形式，此時軸承的反力、變形及軸的最大彎矩和變形均小于正裝。e. 校核軸的強度經對裝置進行分析，因軸主要受扭矩，按扭轉強度校核計算，取A0=112 d= A其中： P輸出軸上的功率，單位kw n軸的轉速，單位r/min把已知數據帶入得 =

33、 112=13.47mm而軸的最小直徑為20mm，遠遠大于13.47mm，故軸的設計強度足夠，無危險性。4.2切碎刀及刀盤的設計由切割寬度200mm,高度約50mm, 設計刀的參數如下： 刀采用直刃型，半徑100mm，刀厚2.5mm，刀寬20mm，材料為65Mn,調質處理，刃口淬火，硬度為HRC62-65。65Mn 鋼板強度、硬度、彈性和淬透性均比65號鋼高，具有過熱敏感性和回火脆性傾向，水淬有形成裂紋傾向。退火態可切削性尚可，冷變形塑性低，焊接性差。故此處刀片左端均勻布置了三個螺紋孔，由于與刀盤的螺栓連接，而不選擇直接將刀片焊接在刀盤上。具體如圖4.2.1所示： 圖4.2.1 切碎刀結構簡圖

34、Fig.4.2.1 structure diagram of cutter blade由于切碎軸裝定刀盤采用鍵連接的方式，根據切碎軸此段直徑20mm，查手冊的平鍵截面bh=6mm6mm(GB1096-79)，平鍵長12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長14mm，為了保證鏈輪與軸配合良好，鏈輪與軸的配合選定為為H7/n6，那么，由此選定的圓環盤外徑徑40mm，內徑10mm，輪轂的厚度為6mm，轂孔長16mm，通過平鍵與套筒裝定在軸上，切削軸末端用軸端擋圈定位，保證軸端擋圈只壓在圓盤上而不壓在軸的端面上，軸端擋圈用螺釘與六角螺母與切削軸固定，軸端有蓋形螺母，它既能對軸承、刀片等軸上零件實現軸向壓緊定位，

35、又可保護軸端螺紋和防止水分進入其中。具體如圖4.2.2所示：帶轂孔的刀盤，刀盤與刀片用六角頭螺栓連接，螺紋規格6M8。圖4.2.2 刀盤結構簡圖Fig.4.2.2 structure diagram of cutter5.傳動裝置設計5.1傳動鏈設計a. 選擇鏈輪齒數z1、z2或傳動比i 小齒輪齒數z1對鏈傳動的平穩性和使用壽命有較大的影響。由于鏈接數常是偶數，為考慮磨損均勻，鏈輪齒數一般應取與鏈節數互為質數的奇數，并優先選用一下數列:17、19、21、23、25、38、57、76 這里取小齒輪數為=19 由調速電機的調速為600r/min,由刀切頻率5r/s,可求出傳動比ii=600/300

36、 =2 從動鏈輪齒數 =i=219=38b. 確定計算功率 計算功率 式中：計算功率，單位為kw； P傳遞的功率，單位kw； K工作情況系數，見表9-7. 根據情況取=1.0K齒數系數，見圖9-13. 根據情況取=1.0，單排鏈。 把數據代入到4-17中求出 =0.55kw c. 選擇鏈條型號和節距 根據 =0.55kw及=600r/min 查圖9-11，可選鏈號為08A-1單排鏈。再由表9-1查得鏈節距p=12.70mm。d. 計算鏈節數和中心距初選中心距=（3050）p =（3050）12.70 =381635mm。取=508mm。則相應的鏈節數為：取鏈長節數Lp=108 節查表9-8 得

37、到中心距計算系數f1=0.24925， 則鏈傳動的最大中心距為e. 計算鏈速v，確定潤滑方式 由v =2.4m/s 和鏈號08A-1，查圖9-14 可知應采用油盤飛濺潤滑。f計算壓軸力Fp有效圓周力為：按鏈輪豎直布置時，取壓軸力系數，故g. 驗算小鏈輪轂孔由表查得小鏈輪觳孔許用最大直徑，大于電動機軸徑D=19mm,故合適。5.2鏈輪的基本參數及主要尺寸5.2.1小鏈輪的設計計算 分度圓直徑 d= sin() = sin()=77.43mm 齒頂圓直徑 =d+1.25p-d1 =77.43+1.2512.7-7.9 =85.35mm =d + (1-)p-d1 =77.43+(1-)12.7-7

38、.92 = 81.03mm取齒頂圓直徑 =82mm分度圓齒弦高 =(0.625+)p-0.5 =(0.625+)12.7-0.57.92 = 4.495mm =0.5(p-)=0.5(12.7-7.92)=2.38mm 取分度圓齒弦高為=3mm齒根圓直徑 =d-d1=77.43-7.95=69.48mm取=70mm.側齒凸緣直徑 pcot-1.04h2-0.76mm=12.7cot9.47-1.0412.07-0.76=60mm 齒寬 =0.93b1=0.937.85=7.4mm 導角寬 =(0.10.15)p=1.271.91mm 取 =1.6mm導角半徑 p,取=14mm導角深 h=0.5

39、p=6.35mm齒側凸緣圓角半徑=0.04p=0.5mm 設計具體如圖5.2.1所示 圖5.2.1小鏈輪結構簡圖Fig.5.2.1 structure diagram of Small sprocket 5.2.2大鏈輪的設計計算分度圓直徑 d= sin() = sin() =154mm 齒頂圓直徑 =d+1.25p-d1 =154+1.2512.7-7.92 =161.95mm =d+(1-)p-d1 =77.43+(1-)12.7-7.92 =158.25mm取齒頂圓直徑 =160mm分度圓齒弦高 =(0.625+)p-0.5 =(0.625+)12.7-0.57.95 =4.495mm

40、=0.5(p-) = 0.5(12.7-7.95) = 2.38mm 取分度圓齒弦高為=3mm齒根圓直徑 =d-d1=160-7.92=146.08mm取=146mm.側齒凸緣直徑 pcot-1.04h2-0.76mm =153.32-1.0412.07-0.76=140mm 齒寬 =0.93b1=0.937.85=7.4mm 導角寬 =(0.10.15)p=1.271.91mm,取ba=1.6mm導角半徑 p，取=14mm導角深 h=0.5p=6.35mm齒側凸緣圓角半徑=0.04p=0.5mm 大鏈輪的設計如圖5.2.2所示:8圖5.2.2 大鏈輪結構簡圖Fig.5.2.2structur

41、e diagram of Small sprocket6.箱體設計6.1 裝置支撐體設計 切碎機其功能部件由支承體、安裝在支承體上的切碎機轉子部件和包圍著轉子部件的機桶或機殼等組成，在功能部件中的切碎機轉子上裝有使刀刃切鍘平面垂直于主軸的平板直刃式刀片，功能部件下部內有能使物料自動卸出的斜面，功能部件下端有凸耳，凸耳的用途是將切碎機機械裝置固定在機架上，用的是M10螺紋規格螺栓3組。由此可見，支撐體是此小型花菜切碎機的骨架構件。支撐體外圓柱筒厚度為5mm，內圈直徑為286mm，外圈圓筒直徑為296mm，高度為215mm；中間用于安裝切碎軸的圓柱筒中間段厚度為5mm，兩端由于固定軸承端蓋部分厚度

42、為15mm，高度為20mm，中間圓柱筒直徑為55mm，大于切碎軸的最大直徑35mm，以便切碎軸的安裝與拆卸。此用于安裝切碎軸的內圓筒高度為185mm。支撐體斜面傾斜39，以便物料隨斜面自由落下，高度及長度見圖中所示。支撐體內外圓柱筒以及斜面連接各處圓角處理為R3.0。支撐體由于固定進料斗的部分用M612螺紋規格的螺栓2組，固定進料斗與支撐體。進料斗上的擋板用M816螺紋規格的螺栓3組固定，以便刀片能從幾組擋板間隙穿過，而物料卻不隨刀片一起旋轉，保證切削效果。支撐體下端凸耳用M1030螺紋規格的螺栓3組將3組凸耳與機架連接以固定切碎功能部件。其基本尺寸及構造如下圖所示：圖6.1 裝置支撐體結構簡

43、圖Fig.6.1 structure diagram of device support body6.2 機殼及進料斗設計：進料斗與機殼是物料進入切碎以前所經過的機構，主要是對物料進行喂入和必要的擠壓，以便刀片切碎物料時高效容易。此處白花菜切碎機的機殼及進料斗設計結構如下：機殼為圓柱型薄壁筒，壁厚約為3mm，高度為155mm。其上開5個螺紋孔，其中2個M6螺紋孔用于機殼與支撐體的螺栓連接；其它3個M8螺紋孔用于機殼與擋板之間的螺栓連接。機殼上部一部分封閉，另一部分開口用于與進料斗的連接，物料即順著進料斗從此處開口進入切削過程。進料斗與機殼之間采用焊接連接，焊接牢固可靠，焊縫焊接均勻。由于機殼壁

44、厚約為3mm，故采用焊接的方法，將其固定在支撐體上的方法不如將其與支撐體進行螺栓連接有優勢。經螺栓連接的支撐體與機殼可以隨時方便的拆卸，便于對切碎機內部部件進行維護和保養，也可在切碎機功能故障時進行故障檢測判斷，而如果機殼與支撐體焊接在一起，則拆卸不方便，更談不上故障檢測。具體的裝置尺寸如下圖所示：圖6.2 進料斗及機殼結構簡圖Fig.6.2structure diagram of feed hopper7.安裝和潤滑維護7.1 安裝事項安裝時，先將支撐體與機架通過支撐體下端的凸耳擰緊安裝，然后支撐體上安裝切削軸，切削軸擁有一對軸承固定在支撐體上，軸兩端懸伸，上端安裝刀盤，套筒，軸端擋圈與固定

45、螺釘，下端安裝套筒，鏈輪，軸端擋圈與固定螺釘。主要功能部件順次安裝完畢之后，然后在機架上安裝好實現預留的電動機安裝位置，將電動機與切削軸鏈輪之間安裝鏈條，將機殼（焊接了進料斗）與機桶用螺栓固定連接。同時檢查各工作部件裝好后能否靈活轉動。安裝完畢后試運行機器，進行噪音調試。并加入指定部位所需的潤滑油，減少機器磨損，延長機器使用壽命。7.2 機器的使用與維護 機架的表面涂上防銹漆，可以防止鋼材的氧化生銹，并可起到一定的美觀作用。由于在箱體內物料自動卸料，少數物料容易留在箱體的死角部位，因此每隔一段時間應清洗一下筒體內部卸料斜面。切削軸上的刀盤上的刀片數量增加或者減少或者直刃換曲刃，需要拆卸時，應先

46、卸下機桶，然后再換刀盤，支撐軸的桶體體內定期加入潤滑脂，在非維修時不能拆開，應保持密封性良好。8.結述語1. 開始設計小型白花菜切碎機的時候，初步考慮的方案為滾筒帶式輸送臥式切碎機，而不是此論文所設計的自動卸料式立式切碎機。臥式切碎機機構復雜，零件眾多，包括傳動軸、切碎軸、帶輪、鏈輪、喂入輥等等，這毫無疑問增加了機械設計及機器制造的成本?？紤]到本切碎機設計的小型化，便捷化，以便讓更多的種植白花菜的農戶能夠買得起，用得起。本方案即采用簡捷，成本相對較低的立式切碎機。該立式切碎機主要由支撐體、喂入料斗和機殼、切碎裝置和機架組成。與市面上普通的臥式切碎機相比，既避免了功率消耗大，成本高等缺點；又可讓

47、白花菜少擠壓與擦傷，保持蔬菜的新鮮與口感。2. 該立式切碎機與臥式切碎機相比較的另外不同之處在于對物料粗細的控制不是很精確，臥式切碎機采用的是調節滾筒的傳輸速度或者通過調速電機改變刀片的轉速來控制粗細，而立式切碎機由于雖然也能通過調速電機改變刀片的轉速或者是增加輪轂的數量來調節物料的粗細，但是由于切割過程近似在一個封閉的機桶內進行且物料在機桶內下落的過程中受到多次的切割，所以對物料粗細的調節不能做到非常精確。3. 切割采用圓盤刀直刃型切割，并物料下落過程中能對其進行多次切割。物料喂入采用手工喂入。故本立式切碎機不僅對白花菜等根莖類蔬菜能有效地切割，對于蘋果、胡蘿卜、黃瓜等瓜果類食物也能有效地切

48、割，不僅能作為種植白花菜農戶白花菜切碎機，亦能在普通家庭中推廣使用。另一方面，此立式切碎機的制造成本及運營成本低廉，故我相信此白花菜切碎機的市場前景也必然是一片光明。參考文獻1 于長江，戴鐵禮.玉米青貯收獲機械存在的問題及發展建議J.農村牧區機械化，2004，（12）：35382 陳鳳琴.我國飼草加工機械發展現狀及需求方向淺析J.畜牧機械，1992，（5）：31333 郭華平，陳曦論我國農產品加工面對經濟全球化的發展農業與農村發展，農業經濟2002/114 藺公報等輪刀切碎器切碎干飼草的功耗研究與分析農業機械學報，1997，(1)，70735 中國農業機械化科學研究院籍農業機械設計手冊(下冊)

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