1、本科毕业设计 全自动切菜机课件 本科毕业设计 题 目 全自动切菜机 专 业 机械设计制造及其自动化 作者姓名 学 号 单 位 机械与汽车工程学院 指导教师 2015年5月 教务处编 原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名： 日期： 指 导 教 师 签 名: 日期： 摘 要在对全自动家用切菜机整体结构的设计过程中，
2、包括了原理方案设计，传动机构、切削机构和控制装置的设计以及主要部件的结构设计，并对部分设计结果进行校核。在对切菜机的设计中设有两个进料口，节省了切片切丝换刀的时间，并且进料口带有感应装置，下料后自动开启，更加智能化、人性化，机体带有PLC控制装置，可使两切刀单独工作，节省资源。整体机构采用立式布置，结构紧凑，并使用电机作为动力来源，省时省力。在对能源设计方面，重新选择动力来源，改进切削方法，不仅增强了家用切片切丝机的加工能力，还提高了使用的安全性。关键词：切菜机；全自动；PLC；厚度调整关键词：切菜机；全自动；PLC；厚度调整Abstract In the design process of
3、automatic home Shredders overall structure, including design of the transmission mechanism, the cutting mechanism, the control device, the design principles of the main components, and checking part of the design results. In the design of the Shredder ,there are two feed ports, saving tool change ti
4、me of slicing and shredding, and inlet with sensors, automatically open after cutting, more intelligent, humane. The machine with a PLC control system that allows both the cutter working alone, saves resources. The whole institution uses vertical arrangement, compact, and uses the motor as a power s
5、ource, saving time and effort. In the design of energy, re-selected the power source, improved cutting method, not only enhances the processing capacity of the home slice cutters, but also improves the safety of use. Keywords : cutting machine; automatic; PLC; thickness adjustment全自动切菜机1.绪论1.1食品机械简介
6、食品机械是将食品的原料加工成食品（或半成品）的一类专业机械，是食品工业方面的技术装备。食品工业想要获得更好发展，除了需要先进的食品工艺技术外，还需要先进的食品生产设备，这种技术保障是不可或缺的，两者必须协同发展，互相促进。随着我国不断发展的经济建设，我国的食品加工机械行业逐渐形成并且逐步发展，现在已经为我国国民经济的发展做出了重要贡献。在经济和社会的发展中，社会对食品的需求不但持续增长，而且要求越来越高，食品机械将会在国民经济建设中有更加突出的地位和作用。食品机械有很多优点：（1）减轻人员劳动强度，省时省力，提高效率，极大的解放生产力。（2）能实现人力所达不到的特殊加工效果，提高产品质量，减少
7、原材浪费。（3）减少因人与食物的直接接触而带来病菌传播机会，更好的防止食品污染，保障食品安全。(4)提高食品生产企业的市场竞争力。（5）有利于改进和加强企业的管理。总之，食品机械在食品工业中起着举足轻重的作用，有着不可替代的地位。11.2 切菜机介绍随着飞速发展的经济水平和科学技术，人们的生活水平也飞速提高，人们对方便快捷的日常生活的要求也越来越高。因此，为了应对生活中的各种困扰，给人们的生活提供便利，提高效率，节省人力时间，使用家用机械产品已然成为家庭生活中的一种趋势。但是，家庭日常生活中切菜难而且危险的难题还没有解决。针对这一问题，设计一款家用的切片切丝机，专门用来解决块状、根茎类蔬菜切削
8、难的问题。因此，切菜机应满足以下要求：要保证切实可行性，要和生活相贴近，做到在生活中有必要用，并且切切实实用得到；要和时代主题相适应，尽量做到绿色环保，能耗少；要有一定的工作效率；要确保机械有高的安全性、不发生切到手的状况；要能调节所切蔬菜片的厚度，确保一定条件下可以使切片的厚度均匀。 除此之外，还要有经济性要求 机器的一个综合指标就是经济性，在蔬菜切片机的设计、制造、使用、维修等各个环节均有所体现。总之，经济性就是要求在满足功能要求的前提下，将机器的制造成本降到最低。安全性要求 在切菜机的设计阶段就必须对机器的使用安全给予足够的重视，因此要在设计过程中特别注意使用者的安全，特别是使用者手的安
9、全。要采用各种防护措施，试运行中的刀具不会与人体直接接触。可靠性要求 简单的说，可靠性就是切菜机在使用性能中的稳定性，它是该切菜机的一个重要质量指标。可靠性水平越高，说明机器在使用过程发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。操作方便要求 切菜机是一种给生活带来方便的机械产品。在设计中必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；切菜机的使用噪声要小；防止污染等。此外，还要方便搬运与拆卸维修。设计切菜机是，在满足基本要求的前提下满足这些特殊要求，以提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。22.切菜机的结构 2.1切菜机的工作原理本机用两个刀片进行切削，菜在重力作用下滑落到切刀处，一处
10、刀片将菜切成片，另一处切刀将菜切成丝，切片刀和纵向割刀配合的方式切丝。将切片刀与轴位置固定，调整刀盘在轴上的位置来实现切片的薄厚，这是切丝粗细的关键之一。主轴即刀盘轴为横向，动力由电动机经带传动，通过电动机功率和转速的选择使获得一定的转矩和转速，切刀由主轴带动进行蔬菜切削。切片时，蔬菜经进料口滑入下料斗，进料口的检测装置启动，由传感器将信号传至PLC，再由PLC控制电机正转，菜由其自身重力和下料斗楔形壁的压力下，使其紧贴刀盘，切片刀和刀盘同步旋转，由于切片刀与刀盘之间存在间隙，切片刀将蔬菜片切下，在离心力和自身重力的作用下，从刀盘间隙甩出。此间隙即为菜片的厚度，通过调整刀盘定位处的调整螺母，在
11、弹簧力的作用下就可改变刀盘同切刀之间的间隙，从而调节切出的萝卜片的薄厚。切丝时，蔬菜经进料口滑入下料斗，进料口的检测装置启动，由传感器将信号传至PLC，再由PLC控制电机反转，并将纵向割刀卡在刀盘的孔中，即可方便的切丝。纵向割刀采用标准设计，卡刀方便，制造出小刀片之间间隙不同的规格的型号。通过换刀，同时又可调整切片刀与刀盘间的间隙，就可方便的调整切出的菜丝的粗细。此即切菜机的工作原理。由于下料斗采用楔形结构，不但保证了切削时的压力。而且能适应物料大小的不同。 2.2结构方案的选择 2.2.1驱动装置 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
12、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，占用空间位置不大，消耗电能，需要配套的调速控制装置；但小功率的电机耗能少，但转速过高，转矩不大，普通电机就能满足要求，能耗也较少，利用率较高。考虑到本设计对动力的稳定性及持续性的要求优先考虑使用电机作为动力来源。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。2.2.2传动装置带传动是一种应用很广泛的机械传动。带传动有主动轮、从动轮和适度张紧在两轮上的封闭环形传动带组成。它是利用传动带作为中间的挠性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动的，主动轴的动力通过挠性传动带挠性传递给从动轴。优点是：能缓和载荷冲击；运
13、行平稳无噪声；制造安装精度不想啮合传动那样严格；过载时将引起带在带轮上打滑，因而可以防止其他零件的损坏；可以增加带长以适应中心距较大的工作条件3。图2.1带传动机构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。图2.2凸轮机构蜗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。图2.3蜗轮蜗杆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
14、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。图2.4链传动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。 图2.5连杆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，并可以改变转动速度和传动方向。其优点是：齿轮传动和其他
15、形式的机械传动相比较，传递的功率和圆周速度范围较大，传动效率高，能保证恒定的传动比，工作平稳、安全可靠且使用寿命长，结构紧凑。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。4图2.6锥齿轮根据上述分析，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，综合考虑机器更易执行转动动作，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，选用带传动和直齿圆锥齿轮传动，不仅可实现传递运动及动力的目的，还可使整体结构紧凑。2.2.3检测装置光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借
16、助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电传感器在检测和控制中应用非常广泛。图2.7光电传感器工作原理：光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。
