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1、设计计算说明书课程名称学生姓名学 号专业班级指导教师完成日期切菜机设计说明书作品内容简介随着经济的发展，人们物质生活水平的不断提高，人们的饮食习惯逐步向方便， 快捷，营养化发展，在蔬菜的加工方面出现了净菜半成品菜，受到了广大人民群众的欢 迎。随之而来，半成品菜的加工成为难题。虽然中国劳动力低廉，但手工切出的制品不 卫生，规格尺寸不均，破损量大，成本相对较高。基于能使人们更加享受饮食烹饪的初衷，我们小组设计了这款家用便捷切菜机。该 作品为纯机械结构，不消耗电力，节能环保， 整个切菜过程只需通过抬按菜刀即可完 成，可快速实现块状蔬菜的切丝，使用便捷。该设计采用齿轮与棘轮传动设计，由底座、机盒等几部
2、分组成，只要把所切的蔬菜 放在砧板上，抬动菜刀轻易便可切出你所需要的丝、片等。无论是土豆、胡萝卜、黄瓜、 豆角、白菜、肉类等各种食材都可以切。1 研制背景及意义20 世纪以来，我国食品工业较改革开放初期有了很大的发展，人民生活有了很大的 改善，日益对食品加工和食品包装提出了更高的要求。发展食品工业的基础便是食品机 械。不断地研制各种类型的食品机械来促进食品工业的发展，以满足不断提高的人民物 质和文化生活的需要，使人们从繁重的家务劳动中解放出来，而以更充裕的时间投入到 工作中去。因此研制先进的食品机械，使食品加工迅速地实现机械化和自动化是社会发 展必然趋势。2 主要功能和性能指标该装置用于硬菜（
3、萝卜、土豆、水果、薯类）的切片，厚度能自由调整；往复竖刀将切 成的菜片或软菜（韭菜、芹菜）切成直丝、段或方丁。菜刀抬起的高度能决定所切 丝段的宽度；应注意被切菜直径较粗时（大于30毫米）出片效果才好，便于切丁，直径小 时制的片或丁将会杂乱。被切菜加工面平整光滑、规则，组织完好，保持手工切制的效果进入查 看。3 设计方案1、动力选择： 电机驱动：电机驱动可使机构简化，但这样就必须给工作台安装电源，长时期不使 用时，电源易损坏；若接外部电源，电源线使用十分不便。手动：即指纯机械传动，纯机械传动可靠度高，即使长期不用，机构也不易老化， 可靠性较高。不使用电力，环保节能，符合节能减排的号召。2、传动方
4、案： 在机盒内采用齿轮（棘轮）传动，菜刀由夹具固定在机盒外表面，菜板与机架固定 不动。菜刀在竖直面上的运动带动机盒内齿轮的转动并逐级传动到固定在底座螺杆处的 棘轮，完成菜刀抬刀时棘轮由螺杆做水平直线运动，放刀时，棘轮在水平方向不做运动。图 1 ）该夹具内有夹片，将菜刀至于内左端面与夹片之间，并通过六角螺母拧紧夹片将菜 刀固定。飞轮（棘轮）（图 3）该飞轮与底座螺杆直接连接，内部含有棘轮结构。棘轮具有齿形表面或摩擦表面的 轮子，由棘爪推动作步进运动，类似齿轮的，与号盘配合、控制号盘变换的零件。4 理论设计计算4.1计算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
5、对蔬菜形状以及切削蔬菜时力的测量。表1-1,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，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1-1.选定藕的最大切削力作为设计参照，在综合考虑形状及测认精度等因 素，最终确定设计参数切削力为F 90 N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D = 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：l-10mm，可加工 的丝状疏菜直径需分粗细两种（根据切丝刀的型
6、号选定）。表1T疏菜切削力测定蔬菜种 类蔬菜特征最大直 径（mm）自重（g）1马铃薯5620030.87山药6224010.34胡萝卜307043.51白萝卜7832023.33藕6814072.13切削力（N）切削力 最大值（N）23440.5740.1837.7340.5711.1710.0010.6810.6846.3546.4546.0646.4520.3816.2716.4623.3365.7656.5459.6872.13根据大多数家庭的生活习惯，确定该切菜机的工作时间为:使用年限10年,360天/年，2次/天。每次工作为t = 0.4h本设计进给采用棘轮丝杠联动机构。已知与丝杠联
7、动的棘轮齿数为z = 20大齿轮齿数为z = 40丝杠导程为s = 1.25 mm棘轮的最小转角为360。十 20 = 18 即最小进给量为18。一 360 x 1.25 = 0.06mm随着菜刀在竖直面上的运动角度的增大，也就是切菜时菜刀抬得越高，所切丝段的 宽度越大。4.2 选材根据查表以及实际经验所选如下表零件名称材料热处理齿轮轴45钢发蓝处理大、小齿轮45 钢发蓝处理齿轮箱盖HT200时效底座HT200时效齿轮箱HT200时效六角螺钉45 钢黑色氧化处理丝杠45 钢黑色氧化处理光杠45钢黑色氧化处理注：考虑到本设计的工作环境比较潮湿，处理的蔬菜酸碱性各异，需要零件表面具有一 定的耐磨性
8、、耐腐蚀性，并且美观。所以对大小齿轮均进行发蓝处理，以减少磨损和腐 蚀，发挥零件材料的潜力，增加其使用寿命，以提高表面的装饰效果。5 工作原理及性能分析在机盒内采用齿轮（棘轮）传动，菜刀由夹具固定在机盒外表面，菜板与机架固定 不动。通过抬按菜刀来完成切丝的动作，当菜刀抬刀时菜刀做水平直线运动，放刀时， 菜刀在水平方向不做运动。设计完成后，作品的三维模型如图 1 所示。6创新点及应用1）操作方式简便，轻松上手，居家必备。2）改良设计，安全可靠。3）菜刀是普通菜刀，砧板是常用砧板，不需特制，且换洗方便，干净卫生 因此应用前景很广。参考文献1 中国石油物资装备总公司.常用金属材料切削数据手册.北京：石油工业出版社，1995.2 王凡.实用机械制造工艺设计手册.北京：机械工业出版社出版，2008.3 李建功.机械设计.北京：机械工业出版社出版，2012.4 邹青，呼咏.机械制造技术基础课程设计指导教程. 北京：机械工业出版社出版，2014.5 王红梅，赵静.机械创新设计.北京：科学出版社，2011.
