1、往復(fù)式天麻切片機(jī)的設(shè)計(jì)摘要：天麻是一種具有多種治療作用的名貴中草藥，我國大多數(shù)天麻產(chǎn)品加工企業(yè)主要是以切片或磨粉的形式進(jìn)行生產(chǎn)。但是人工切片勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，不足以滿足大眾的需求。所以通過設(shè)計(jì)小型往復(fù)式天麻切片機(jī)，以實(shí)現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn)要求。同時(shí)小型天麻切片機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡單，各機(jī)構(gòu)組合簡便，容易生產(chǎn)，可以根據(jù)市場(chǎng)需求隨時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)，既能滿足了需求又不致以產(chǎn)能過剩，具有很大的市場(chǎng)前景。本文根據(jù)天麻的物理參數(shù)以及天麻的加工工藝和要求，對(duì)天麻切片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)以及工作參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。并將各部分進(jìn)行組裝和優(yōu)化，設(shè)計(jì)出小型往復(fù)式天麻切片機(jī)。關(guān)鍵詞：天麻、切片機(jī)、往復(fù)切片 The des

2、ign of the reciprocating gastrodia elata slicerabstract：Rhizoma gastrodiae is a kind of valuable Chinese herbal medicine that has a variety of therapeutic effect, most gastrodia elata products processing enterprises in China mainly in the form of slices or flour . But sliced artificial labor intensi

3、ty, low efficiency, not enough to meet the needs of the masses . So through the design of small reciprocating gastrodia elata slicing machine, in order to realize the small scale production requirements . At the same time ,small gastrodia elataslicing machines structure is simple, and the mechanism

4、combination is simple, and easy to production,also can according to the market demand for production at any time. It can meet the requirements and not with excesscapacity, has a great market prospect . In this paper, based on physical parameters and the processing technology of rhizoma gastrodiae rh

5、izoma gastrodiae and requirements, the overall structure of the rhizoma gastrodiae slicing machine key components, working principle, structure and work parameters for the design and calculation.And parts assembly and optimization, design a small reciprocating gastrodia elata slicerKeywords: gastrod

6、ia elata, slicing machine, reciprocating slice目錄第1章 緒論51.1 研究的目的和意義51.2 切片機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀51.3 天麻的介紹71.3.1天麻幾何特性71.3.2天麻的藥理特性81.3.3天麻的加工工藝91.4 研究內(nèi)容9第2章 總體設(shè)計(jì)與關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)102.1總體設(shè)計(jì)102.1.1設(shè)計(jì)總概102.1.2傳動(dòng)方案102.2關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)112.2.1往復(fù)切片裝置112.2.2天麻導(dǎo)向筒設(shè)計(jì)152.2.3工作臺(tái)152.2.4軸箱152.2.5 連接件152.2.6 機(jī)架設(shè)計(jì)15第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇163.1計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率163.2選

7、擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速162.3電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和安裝尺寸17第4章 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比和參數(shù)計(jì)算184.1.總傳動(dòng)比184.2 各軸的參數(shù)計(jì)算184.3 減速箱的傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比194.3.1減速箱傳動(dòng)比194.3.2減速箱齒輪參數(shù)194.3.3減速器箱體的參數(shù)20第5章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)215.1 .V帶輪的設(shè)計(jì)215.1.1.V帶輪的計(jì)算215.1.2 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)245.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)256.1.軸的設(shè)計(jì)286.1.1 軸的計(jì)算286.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)286.1.3軸的尺寸296.1.4軸上載荷的計(jì)算306.2 軸承的選擇326.2.1軸承的選擇及壽命校核326.2.2壽命計(jì)算326

8、.3.3軸承的結(jié)構(gòu)尺寸336.3.4軸承的潤滑方式336.4 鍵類型的選擇及校核33結(jié)論35總結(jié)與體會(huì)36謝 辭38參考文獻(xiàn)39附錄一 英文文獻(xiàn)41附錄二 英文文獻(xiàn)譯文42第1章 緒論1.1 研究的目的和意義天麻是我國名貴的中藥材之一，又名赤箭、赤箭芝、獨(dú)搖芝、定風(fēng)草、離母、合離草。據(jù)本草綱目記載，辛、溫、無毒，主治諸風(fēng)濕痹、四肢拘攣、癱瘓不遂、眩暈頭痛等癥我國天麻化學(xué)成分的研究已有二十余年，所報(bào)道的化合物中，主要有酚類、有機(jī)酸類及植物中常見的甾醇類等幾種類型1。我國是個(gè)天麻生產(chǎn)大國具有悠久的種植歷史，天麻產(chǎn)量加工量出口量均居世界前列。據(jù)調(diào)查我國大多天麻加工出口企業(yè)主要以人工切片為主，而人工切

9、片勞動(dòng)強(qiáng)度大功效低，工人切片時(shí)一手直接抓取天麻一手使用木質(zhì)推板推動(dòng)天麻至切割刀片，既不安全又不衛(wèi)生近年來我國對(duì)天麻切片技術(shù)也開展了一些研究但進(jìn)展不大，所研制的天麻切片機(jī)始終沒能得到推廣。主要原因是對(duì)天麻的切削加工工藝缺乏了解。天麻因其脆性大，水分含量大且形狀不規(guī)則等特點(diǎn)在切削成藥片時(shí)普遍存在裝夾困難，表面易壓潰，易粘刀和破碎等問題。雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上也有一些切片機(jī)面市，但仍然不能滿足市場(chǎng)的需求。而且大部分切片機(jī)也沒能實(shí)際解決上述的問題，所以還需要不斷地努力去解決這些存在的問題。同時(shí)研究新的技術(shù)，發(fā)展新的方向，以跟上市場(chǎng)的發(fā)展以及人們的需求。1.2 切片機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國的切片機(jī)技術(shù)始于20世紀(jì)

10、70年代，我國的切片機(jī)廣泛應(yīng)用于蔬菜，中藥，凍肉 等領(lǐng)域，其中土豆的應(yīng)用尤為顯著。我國的切片及研究開發(fā)方面也有30多年的歷史，近幾年來切片機(jī)的研究發(fā)展也非常迅速，但是與發(fā)達(dá)國家相比目前仍有一定的差距，研制的切片及也沒有得到大面積的應(yīng)用，雖然在我國已有切片機(jī)的生產(chǎn)廠家如山東省大洋食品機(jī)械廠的大洋牌土豆切片機(jī)400型，600型等，但我國的切片機(jī)方面仍然沒有根本性突破。近年來中國切片機(jī)機(jī)行業(yè)取得了很大的發(fā)展，但是行業(yè)發(fā)展中也存在一些問題，和國外相比仍有很大的差距2。中國制造業(yè)由于缺乏核心技術(shù)，貼牌生產(chǎn)仍然是“中國制造”普遍的生存模式。很多高端產(chǎn)品表面上市中國生產(chǎn)，其實(shí)核心技術(shù)都來自國外國外切片技術(shù)始

11、于六十年代而到七十年代末已經(jīng)發(fā)展成熟，八十年代中期，大部分切片機(jī)都可加工125mm(5英寸)以上大直徑單晶，象瑞士的邁爾布格耶公司的臥式內(nèi)圓切片機(jī)，切割捧科直徑最大可達(dá)304.8mm (12英寸) 在八十年代中期以后的一、二年，切片技術(shù)發(fā)展到鼎盛時(shí)期，相當(dāng)?shù)亩喙δ苋詣?dòng)切片機(jī)相繼商品化。如瑞士的Meyer-Burger AG公司的TS系列機(jī)，日本Tokyo Semites株式會(huì)社的TSK若干系列機(jī)。TS系列機(jī)和TSK 系列機(jī)，是八十年代中期以來代表世界先進(jìn)水平的典型產(chǎn)品。發(fā)展到現(xiàn)在，就切片機(jī)的功能而言，已經(jīng)相當(dāng)?shù)凝R全，而且復(fù)合化切片的方式也多種多樣。不過現(xiàn)階段的切片機(jī)在國內(nèi)主要存在于中大批量生

12、產(chǎn)中。小作坊的切片機(jī)在小批量生產(chǎn)的商店，家用有廣大的市場(chǎng)。隨著家電機(jī)械化程度越來越高，人們不再停止純手工勞動(dòng)。而且針對(duì)種類如此之多，質(zhì)地又軟又硬，人工切片有諸多的不便。而且工作效率比較低，手工切出來的天麻美觀程度也不如機(jī)器切的。所以小作坊切片機(jī)變得被人們和市場(chǎng)需要。小型家庭作坊型切片機(jī)變得被人們和市場(chǎng)所需要。如3：興化市中遠(yuǎn)食品機(jī)械廠生產(chǎn)ZY-Q400切片機(jī)，該機(jī)功率：0.75KW,產(chǎn)量600-100Kg，切片厚度1-7mm，能適用于中等量的切片。還有納塞食品設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YS-6000W型切片機(jī)，該機(jī)器尺寸為高1390(mm)寬815(mm)長1405（mm），切斷能力150-800KG

13、/時(shí)，切斷尺寸在0-50mm可調(diào)節(jié)方式，入料口尺寸為寬130X高100（mm）,電動(dòng)機(jī)采用/380V/800W。適用于各種切片和切段。FOODTOOLS生產(chǎn)的ACCUSONIC-100FS蛋糕切片機(jī)功率為208V-240V,60A(KW),該機(jī)型非常適合用于流水線割片狀和圓形食品，它帶有伺服驅(qū)動(dòng)的傳送帶，多軸驅(qū)動(dòng)切割頭和自動(dòng)裝卸裝置，性能強(qiáng)勁，可以把圓形蛋糕切割成4-24等份或者把整盤的片狀產(chǎn)品切割成方形、三角形、菱形、平行四邊形等其他指定的多邊形，該機(jī)型傳送帶精確定位，產(chǎn)品并列排放，同時(shí)切割，可使效率加倍：使用超聲波技術(shù)，鈦合金刀片防止食品粘在刀片上；友好的觸摸屏面，可存儲(chǔ)170多種甚至更多

14、的切割方案，切割方案自主選擇，并且可裝多個(gè)刀片提高生產(chǎn)效率；切面干凈，整潔且美觀，分塊大小精確一致。但是近年來的一些研究進(jìn)展不大，所研制的中藥切片機(jī)始終沒能得到推廣。主要原因是對(duì)中藥的切削加工工藝還缺乏了解，中藥的脆性較大、水分含量高且形狀不規(guī)則等。因而在中藥薄片切削時(shí)普遍存在裝夾困難表面易壓潰藥片易粘刀和破碎等問題。所以湖北農(nóng)學(xué)院研制了一種盤式砍切型切片機(jī)，其工作原理為中藥放在豎直的導(dǎo)向內(nèi)底部由擋板頂住在導(dǎo)向筒底部和擋板之間裝有旋轉(zhuǎn)刀盤刀盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀片橫向切割中藥切出的藥片被刀片底面后部的藥片刷推到落料槽內(nèi)。另外國內(nèi)實(shí)用新型專利.6 公開了一種切片機(jī)其工作原理類似于上述機(jī)型。機(jī)械工業(yè)食品裝備

15、設(shè)計(jì)研究所李樹君研制了一種滑切型切片機(jī)其工作原理為在定向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中沿與刀片成40o 角的方向進(jìn)給圓盤刀既做上下垂直運(yùn)動(dòng)又做水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由于刀片沿一定斜角逐漸切削因此有效地降低了碎片率。但此種切削方式加工出的片是斜薄片有一定的局限性。1.3 天麻的介紹1.3.1天麻幾何特性 天麻屬性干燥，根莖為長橢圓形,略扁,皺縮而彎曲,一端有殘留莖基,紅色或棕紅色,俗稱“鸚哥嘴”,另一端有圓形的根痕,長610厘米,直徑25厘米,厚0.92厘米.表面黃白色或淡黃棕色,半透明,常有淺色片狀的外皮殘留,多縱皺,并可見數(shù)行不甚明顯的須根痕排列成環(huán)4。所以可以看出天麻是一種外形很不規(guī)則的中草藥，即整體部位的尺寸均

16、不同。由于用于切片的天麻要普遍進(jìn)行初加工即將莖基切斷并去除須根因此天麻幾何尺寸測(cè)定主要以天麻初加工后的長度，兩端及中間部位的直徑為依據(jù)。通過對(duì)實(shí)際測(cè)量得其外形尺寸分布如下： 表（1）天麻幾何尺寸統(tǒng)計(jì) 序號(hào)前端直徑（cm）中部直徑（cm）后端直徑（cm）全長（cm）12.43cm 4.82 3.95 8.3722.85 5.01 4.23 7.6533.02 4.65 3.14 8.4643.14 3.98 3.16 6.7852.74 4.58 3.05 9.3262.84 4.52 3.25 8.5472.14 3.87 2.98 7.4682.87 3.98 3.04 8.21平均值2.7

17、5 4.42 3.35 8.14 圖（1）天麻形狀圖1.3.2天麻的藥理特性 藥理作用61鎮(zhèn)痛作用：用天麻制出的天麻注射液，對(duì)三叉神經(jīng)痛、血管神經(jīng)性頭痛、腦血管病頭痛、中毒性多發(fā)性神經(jīng)炎 天麻等，有明顯的鎮(zhèn)痛效果。近年來，經(jīng)一些醫(yī)療單位1000多例患者的臨床試用，有效率達(dá)90%。 2鎮(zhèn)靜作用：有的醫(yī)療單位用合成天麻素（天麻甙）治療神經(jīng)衰弱和神經(jīng)衰弱綜合癥病人，有效率分別為89.44%和86.87%。且能抑制咖啡因所致的中樞興奮作用，還有加強(qiáng)戊巴比妥納的睡眠時(shí)間效應(yīng)。 3抗驚厥作用：天麻對(duì)面神經(jīng)抽搐、肢體麻木、半身不遂、癲癇等的一定療效。還有緩解平滑肌痙攣，緩解心絞痛、膽絞痛的作用。 4降低血壓

18、作用：天麻能治療高血壓。久服可平肝益氣、利腰膝、強(qiáng)筋骨，還可增加外周及冠狀動(dòng)脈血流量，對(duì)心臟有保護(hù)作用。 5明目、增智作用：天麻尚有明目和顯著增強(qiáng)記憶力的作用。天麻對(duì)人的大腦神經(jīng)系統(tǒng)具有明顯的保護(hù)和調(diào)節(jié)作用，能增強(qiáng)視神經(jīng)的分辨能力，目前已用作高空飛行人員的腦保健食品或腦保健藥物。用天麻注射液治療老年癡呆癥，有效率達(dá)81%。1.3.3天麻的加工工藝 先除去天麻的殘莖，注意保留箭芽，洗去泥沙，用薄鐵片刮去外皮（注意不要傷肉），立即投入清水中，水沸后按每5千克加100克白礬于沸水中，以水沒過天麻為度，邊煮邊用木椿輕輕攪動(dòng)，使其均勻受熱，煮到無心為止（用竹針試扎或向亮處照看）煮麻時(shí)最好按大、中、小麻分

19、類煮。據(jù)測(cè)試，大藥麻需15-20分鐘，小藥麻需7-9分鐘就能煮透。經(jīng)過上述的初加工之后就可以進(jìn)行切片加工，切片的厚度一般為3-10mm，而切片之后就可以進(jìn)行曬干處理，這樣有利于長期保存7。1.4 研究內(nèi)容1通過查閱文獻(xiàn)了解云南省特色藥材的加工工藝和要求，根據(jù)天麻的基本物理參數(shù)及特點(diǎn)，對(duì)其切片機(jī)進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括送料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、切片機(jī)構(gòu)和出料方式等。2、切片機(jī)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算與確定。包括電動(dòng)機(jī)的選擇、電動(dòng)機(jī)的功率及轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)方案（皮帶傳動(dòng)或其它傳動(dòng)方式）、刀片受力情況等參數(shù)的計(jì)算。3、基于三維CAD軟件建立切片機(jī)的三維實(shí)體模型，并進(jìn)行虛擬裝配、干涉檢查和仿真分析。完成切片機(jī)裝配圖A0一張及

20、關(guān)鍵零件零件圖。第2章 總體設(shè)計(jì)與關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)2.1.1設(shè)計(jì)總概通過對(duì)人工切片動(dòng)作分析發(fā)現(xiàn)人工切削時(shí)是用一定的力壓住天麻使其水平平放在一平板上然后用活動(dòng)刀片進(jìn)行垂直切割，因此我們也可以將類似的原理運(yùn)用到機(jī)械切割當(dāng)中。我們可以將切刀水平放置，而天麻進(jìn)行垂直送料。同時(shí)這種方式可以使得每片天麻都有同一個(gè)基準(zhǔn)面，這樣切出的天麻片厚薄均勻一致而且不粘刀。整個(gè)切片機(jī)的工作是通過電機(jī)輸出功率，并通過帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)和軸等傳輸?shù)焦ぷ鞑考辞懈顧C(jī)構(gòu)。而切片機(jī)的切割部分主要由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，物料導(dǎo)筒，切刀及工作臺(tái)等組成。往復(fù)式天麻切片機(jī)主要由：電動(dòng)機(jī)，V帶，減速器，鏈條，主軸，偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，刀片

21、，工作臺(tái)，機(jī)架等組成。小型天麻切片機(jī)整體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖（2）切片機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖 1.入料筒 2.切片機(jī)構(gòu) 3.出料口 4.電機(jī) 5.偏心輪機(jī)構(gòu) 6.鏈輪 7.減速器2.1.2傳動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)采用的是三級(jí)傳動(dòng)，一級(jí)傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)，二級(jí)傳動(dòng)為齒輪傳動(dòng)，三級(jí)傳動(dòng)為鏈傳動(dòng)。通過這三種傳動(dòng)方式，將電機(jī)的動(dòng)力最終傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)也就是切片機(jī)構(gòu)，進(jìn)而完成切片任務(wù)。 總體傳動(dòng)方案如下圖所示：圖（3）傳動(dòng)方案簡圖 1-電機(jī) 2-帶傳動(dòng) 3-齒輪傳動(dòng) 4-鏈傳動(dòng) 5-執(zhí)行機(jī)構(gòu)2.2關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)2.2.1往復(fù)切片裝置（1）工作原理通過對(duì)人工切片動(dòng)作分析發(fā)現(xiàn)人工切削時(shí)是用一定的力壓住天麻使其水平平放在一平板上然

22、后用活動(dòng)刀片進(jìn)行垂直切割，因此我們也可以將類似的原理運(yùn)用到機(jī)械切割當(dāng)中。我們可以將切刀水平放置，而天麻進(jìn)行垂直送料。同時(shí)這種方式可以使得每片天麻都有同一個(gè)基準(zhǔn)面，這樣切出的天麻片厚薄均勻一致而且不粘刀。切片機(jī)的切割部分主要由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，物料導(dǎo)筒，切刀及工作臺(tái)等組成8。天麻切片裝置采用了偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，天麻放入物料導(dǎo)筒內(nèi)，一次可以疊放幾段天麻，依靠上部天麻的自重和壓塊壓住下部的天麻，使其下表面抵在物料擋板上，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸上的偏心輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使水平安裝在滑塊上的切片刀進(jìn)行水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，開始對(duì)天麻進(jìn)行橫向切削。而切片的切割速度根據(jù)偏心輪的轉(zhuǎn)速來確定。偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周則刀片剛好行走一個(gè)來回

23、，也就是進(jìn)行了一次切片。同時(shí)刀片下端的退料板將切片推入出料口下圖（1）所示為切片機(jī)切割工作的行程圖： 圖（4） 切片機(jī)構(gòu)行程簡圖其整體結(jié)構(gòu)簡圖如下 圖（5）切片機(jī)構(gòu)簡圖下圖是切片裝置的實(shí)物圖截圖： 圖（6）切片機(jī)構(gòu)實(shí)體圖（2）切削機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于最大物料導(dǎo)筒的直徑為 50mm，切刀起始位置距料50mm，切割行程末了刀片伸出料筒50mm，可以推算出切削行程為 H =150mm。根據(jù)天麻切片機(jī)切削裝置示意圖, 天麻切片機(jī)切削裝置是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生上下擺動(dòng)，從而降低了天麻切削的平整度。為了減少切片裝置的工不穩(wěn)定,因此在本設(shè)計(jì)中給刀片部分加上導(dǎo)向輪。以及在工作臺(tái)上設(shè)計(jì)一個(gè)輪槽，這樣就可

24、以將刀片充分固定在一個(gè)水平面上，保證了切刀的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)中滑塊，刀片和推料板都是通過螺栓連接固定在一起的，且在重疊的水平面上，從而保證了切片的平整度9。（3）刀片的設(shè)計(jì)由于天麻在切片過程中:切片薄、輕；淀粉和水分多，易粘刀。因此對(duì)刀片做了以下的設(shè)計(jì)，在刀片中間設(shè)計(jì)幾段空心的槽，設(shè)計(jì)空心槽部分的目的是使天麻片不易粘刀，易掉落。刀片的材質(zhì)是45鋼。刀片厚度為3mm，寬100mm。這樣刀片進(jìn)行切割時(shí)可以完全覆蓋料筒的直徑，意味著可以對(duì)天麻進(jìn)行完整的切割，保證了天麻片的完整度3。 其結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示：圖（7）刀片圖（4）切片厚度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的工作臺(tái)采取懸掛式，在機(jī)架上開一條對(duì)稱的長為50mm高8m

25、m槽。當(dāng)需要改變天麻切片的厚度時(shí)，分別在兩邊加1mm的墊片使工作臺(tái)下降。刀片與工作臺(tái)之的最短距離為3mm，即藕片的最薄厚度為3mm，最長距離為8mm即最大切片厚度為8mm。從而就可以達(dá)到調(diào)節(jié)切片厚度的目的10。（5）偏心輪設(shè)計(jì)根據(jù)刀片的運(yùn)動(dòng)路程為H=150mm，設(shè)計(jì)偏心輪如圖，偏心輪以圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，使刀具在行程中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到切片的目的5。連桿支點(diǎn)離圓心的距離為200mm，支點(diǎn)在最右端時(shí)刀片在起始位置，支點(diǎn)在最左端時(shí)刀片在終了位置。連桿的長度為400mm，偏心輪的圓心到切刀水平面的距離為193.65mm。偏心輪主要負(fù)責(zé)刀片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，屬于重要部位，其所選用的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)

26、處理HRC2832。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸為: 曲柄長120mm;寬100mm；曲柄與連桿的連接采用螺栓連接，螺栓的尺寸：直徑為16mm；長度為82mm。（6）推料裝置推料裝置主要作用是使天麻片與刀片分離，推料裝置必須比切刀裝置慢，當(dāng)切刀剛切完天麻片之前推料機(jī)構(gòu)不可以接觸到天麻片11。因此只需要設(shè)計(jì)一塊推料板即可，設(shè)計(jì)的推料板厚度為3mm，將其緊貼固定在刀片下，推板距離刀片刀尖的距離為50mm，當(dāng)切刀完全切割天麻片時(shí)，切刀繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng)，繼而固定在下端的推板繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)將天麻片推下工作臺(tái)。2.2.2天麻導(dǎo)向筒設(shè)計(jì)根據(jù)天麻的幾何尺寸統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，直徑的尺寸分布范圍為 2050mm，全長為 60100mm。

27、為了適應(yīng)不同尺寸天麻的裝夾需要。因而料筒的尺寸是可調(diào)的，其設(shè)計(jì)如下： 材料為 Q235高度為 300mm；內(nèi)圓直徑為50mm、40mm、30mm、20mm2.2.3工作臺(tái) 工作臺(tái)主要由兩部分組成，第一部分是固定刀片的運(yùn)動(dòng)方向，是刀片不產(chǎn)生上下擺動(dòng)，而始終在水平面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第二部分是能夠上下移動(dòng)的懸浮臺(tái)，其主要作用是支撐物料和定位切削厚度。工作臺(tái)用地腳螺釘固定在機(jī)架上。2.2.4軸箱 軸箱的作用主要是用來支承和固定主動(dòng)軸，并具有定位的作用。軸箱的材料是鑄鐵HT250，尺寸是8080mm，底座是120120mm。底座的厚度為20mm2.2.5 連接件 螺栓：M16,M12，M10 螺釘:M10

28、，M8，M42.2.6 機(jī)架設(shè)計(jì)切片機(jī)整體尺寸：600mm800mm900mm。機(jī)架結(jié)構(gòu)形式為型鋼結(jié)構(gòu)，框架由角鋼（30mm30mm）構(gòu)造，然后用裝上鋼板（鋼板厚度為6mm）。第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率按最大生產(chǎn)量計(jì)算，120 kgh，即2kgmin。在設(shè)計(jì)中采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，則當(dāng)偏心輪帶動(dòng)曲柄和滑塊行走一個(gè)行程時(shí)偏心輪剛好轉(zhuǎn)動(dòng)一周。并通過手動(dòng)切片測(cè)量天麻片可得，每一片的平均重量約在0.02kg。所以要達(dá)到生產(chǎn)量的最大值就需要切片機(jī)構(gòu)每分鐘要進(jìn)行a=2kg /0.02kg=100（次）的切割。由此可得偏心輪的轉(zhuǎn)速為 nw=100r/min。由上得 P2W2R（2n1/60）

29、2R（23.14100）2/121.610.9 （kw） P2：圓盤偏心輪的功率 （kw） nw：圓盤的轉(zhuǎn)速 （r/min） R：偏心輪的偏置半徑 （mm）傳動(dòng)總效率：總帶減 鏈 傳動(dòng)鏈的效率鏈=0.99 減速器的效率減=0.96 傳送帶的效率帶=0.96則 總=0.960.990.96=0.903 所以電機(jī)的最小功率為：Pd= P2 /總 = 0.9/0.903 0.99 （kw） 3.2選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 現(xiàn)初步選定電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min系列12。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、功率和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為三相異步電動(dòng)機(jī)中的Y90L-6，額定功率為1.1

30、kw，質(zhì)量25kg，轉(zhuǎn)速n0=910r/min。 由上可選出電機(jī)的型號(hào)為Y90L-62.3電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和安裝尺寸 表（2）電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)額定功率 PD /kw 1.1 外伸軸直徑D/mm24滿載轉(zhuǎn)速n0/（r/min） 910外伸軸長度E/ mm50額定扭矩 N/m2外伸軸鍵槽寬F/ mm8電機(jī)中心距 H/mm 90外伸軸鍵槽深G-D/ mm7第4章 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比和參數(shù)計(jì)算4.1.總傳動(dòng)比選定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n0 =910 r/min和主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw=100 r/min可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比： I總=n0 / nw =910/100=9.1 各級(jí)傳動(dòng)比的分配 I總=i1i2 式中i1，i2分別為帶

31、傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。初步選定i1=1，i2=9.14.2 各軸的參數(shù)計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速n0=910r/min減速箱輸出軸轉(zhuǎn)速n1=910/9.1=100r/min主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2=100/1=100r/min（2）各軸的輸出功率Pd=1.1kw P1=Pd帶減速箱=1.10.990.96=1.05KW P2=P鏈=1.050.96=1.00 KW（3）各軸轉(zhuǎn)矩Td=9.55Pd/nd=95501.1/910=11.54 Nm T1=9.55P1/n1 =95501.05/100=100.28NmT2=9.55P2/nw=95501.00/100= 95.5Nm 4.3 減速箱的傳動(dòng)

32、比及分配各級(jí)傳動(dòng)比 4.3.1減速箱傳動(dòng)比 減速箱總傳動(dòng)比：i1=9.1 減速箱內(nèi)各級(jí)傳動(dòng)比分配： 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)采用的是雙級(jí)圓柱齒輪，故一共有兩級(jí)傳動(dòng)比按i1i2 ，i大=1.11.5i小 的原則得:取i大=1.5i小即 i1=1.5i2I總=i1i2則i1=3.73 i2=2.494.3.2減速箱齒輪參數(shù)表（3）齒輪傳動(dòng)參數(shù)名稱 符號(hào) 高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪中心距a105118傳動(dòng)比i3.732.49模數(shù)m22.5齒數(shù)Z20832768分度圓直徑d4416667.5170齒頂圓直徑da4817072.5175齒根圓直徑df3916161.2163.75齒寬b50457065齒面

33、硬度HBS2802402802404.3.3減速器箱體的參數(shù)表（4）箱體參數(shù)名稱符號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)原則箱蓋圓弧半徑R121.3 箱體壁厚100.025R+3 =8箱蓋壁厚180.02R+3 =8凸緣厚度箱座b151.5箱蓋b1121.51底座b2252.5箱座肋厚m80.85地腳螺釘dfM160.036R+12軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1M120.75 df箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸d2M12（0.5-0.6）df軸承蓋螺釘直徑d38（0.4-0.5）df定位銷直徑d410（0.7-0.8）d2第5章 帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5.1 .V帶輪的設(shè)計(jì)5.1.1.V帶輪的計(jì)算 （1）計(jì)算功率13由上文可知帶傳動(dòng)

34、傳遞功率為1.1kW，帶輪轉(zhuǎn)速n1為910r/min,傳動(dòng)比為1。 Pca=KAP Pca-計(jì)算功率 （kW） KA-工作情況系數(shù)P-所需傳遞的額定功率。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-8，取KA=1.2Pca=1.21.1=1.32（kW）（2）選擇V帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率Pca為1.32kW和小帶輪的轉(zhuǎn)速nd=910 r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖13-15選取A型V帶（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1并驗(yàn)算帶速v已知為A型V帶，根據(jù)表13-9和表13-8確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1，(dd）min可知A型帶ddmin=75mm，選取帶輪基準(zhǔn)直徑：先預(yù)取dd1=90mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（13-16）： v=d

35、1n1601000=90910601000=4.27m/s n1為帶輪的轉(zhuǎn)速； dd1，為帶輪的基準(zhǔn)直徑。又因?yàn)関=4.27m/s，不在5-25 m/s原則范圍內(nèi)，所以不符合要求 。 則重新選取dd1=112mm V=（112910）/（601000）=5.3 m/s 符合標(biāo)準(zhǔn)，即V=5.3 m/s，dd1=112mm（4）確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度Ld根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（13-2）0.7（d1+d2）a02（d1+d2）初步確定中心距 0.7（112+112）=156.8mm a02（112+112）=448mm 又初選a0=1.5（d1+

36、d2）=336mm 符合范圍初算帶的基準(zhǔn)長度Ld：Ld2a0+2(dd2+dd1)+(dd2-dd1)24a0=2336+2(112+112)+112-11224660 =1023.68 mm Ld為帶的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度； Ld為帶的初算基準(zhǔn)長度； a0為初選中心距。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-2普通帶基準(zhǔn)長度Ld及長度系數(shù)KL ，確定帶的基準(zhǔn)長度Ld=1120mm。KL =1.06計(jì)算實(shí)際中心距a，由 aa0+Ld-Ld2=(336+1120-1023.682)mm=385mm （5）驗(yàn)算小帶輪包角11=180-（d2-d1）（57.3。a） =180-（112-112）（57.3。764） =180

37、120（6）確定V帶根數(shù)Z根據(jù) z=Pd(P0+P0)KKL K為包角修正系數(shù)，考慮包角對(duì)傳動(dòng)能力的影響，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-7查得K=0.95； KL為帶長修正系數(shù)，由上文可知 KL=1.06；Pd為V帶基本額定功率。P0為單根V帶所能傳遞的功率為P0=0.95kW；P0為單根V帶額定功率的增量P0=0.00kWz=Pd(P0+P0)KKL=1.10.95+0.000.951.06=1.15所以，選取V帶根數(shù)z=2。（7）確定初拉力F0單根普通V帶初拉力計(jì)算公式： F0=500Pdvz2.5-KK+mv2 Pd 為設(shè)計(jì)功率； v為V帶速度； z為帶的根數(shù)； K為包角修正系數(shù)； m為普通V帶

38、每米長度質(zhì)量， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)13-1得m=0.1kg/m。所以(F0)min=500Pdvz2.5-KK+mv2=5001.125.32.5-0.950.95+0.15=87.43N應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 F0(F0)min（8）計(jì)算壓軸力Fp壓力Fp等于松邊和緊邊拉力的向量和，如果不考慮帶兩邊的拉力差，可以近似為按帶兩邊所受初拉力的合力來計(jì)算： Fp=2zFcos2=2zF0sin12 為初拉力； z為帶的根數(shù)； 為小輪包角。所以最小壓軸力為(Fp)min=2zF0sin12=2287.43sin1632=345.87N5.1.2 V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）帶輪材料選擇帶輪常用鑄鐵制造，有時(shí)也采用

39、鋼或者非金屬材料。但在這里選用的材料為HT150（2）帶輪結(jié)構(gòu)形式 帶輪直徑較小時(shí)可采用實(shí)心式；中等直徑的帶輪可采用腹板式；直徑大于350mm的帶輪可采用輪輻式。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中小帶輪基準(zhǔn)直徑為112mm，屬于中等直徑，所以應(yīng)該選擇的帶輪為腹板式，其結(jié)構(gòu)形式如下圖所示： 圖（8） V帶輪的結(jié)構(gòu)簡圖 圖（9） V帶輪的結(jié)構(gòu)實(shí)圖（3）V帶輪的輪槽V帶輪的輪槽與所選用的V帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)，已知帶輪的型號(hào)為A型，查課程設(shè)計(jì)表9-1得：表（5）帶輪輪槽截面尺寸槽型bdhaminhfminefminddA11.02.758.71510565.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均

40、傳動(dòng)比。同時(shí)需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可減小軸承的磨損。而與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝要求較低。故在這里選擇鏈傳動(dòng)來連接主動(dòng)軸和減速器輸出軸，以保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性。 圖（11）鏈輪的結(jié)構(gòu)示意圖選擇鏈輪齒數(shù) 已知傳動(dòng)比i=1，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-12選鏈輪齒數(shù)z1=30。（1）計(jì)算鏈輪的直徑 初定中心距a0=40p，由式（13-21）得 Lp=2a02 +z1+z22 + p1a0（z2-z12）=240+（30+30）2=110（節(jié)）（2）計(jì)算功率由表13-13查的KA=1.98Pc=KAP=1.981.05=2.08Kw（3） 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)pca=1.09及n1

41、=100r/min，可選10A-1（為單排鏈條）。鏈條節(jié)距為p=15.875mm。滾子外徑d1=10.16mm(4)計(jì)算鏈輪的尺寸鏈輪上被鏈條節(jié)距等分的園稱為分度圓，其直徑用d表示。若已知節(jié)距和齒數(shù)z時(shí)，鏈輪主要尺寸的計(jì)算式為：分度圓直徑 d=psin（180 z）=151.87mm齒頂圓直徑 da=d+1.25p-d1=151.87+1.2515.875-10.16=161.554mm齒根圓直徑 df=d-d1=151.87-10.16=141.71mm（5） 初定中心距a0 初定中心距a0=(3050)p =(3050)15.875mm=476.25793.75mm。取a0=600mm。相

42、應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 =260015.875+30+302105.5 取鏈長節(jié)數(shù)Lp =106節(jié)。（6）計(jì)算鏈速v v=n1z1p/（601000）=1003015.875601000=0.7m/s （5） 計(jì)算壓軸力FP F=1000Pcv=1000（1.050.7）=1500則Fp=1.2F=1.21500=1800 N（7）潤滑方式 鏈傳動(dòng)的潤滑至關(guān)重要，合適的潤滑方式能顯著降低鏈條的磨損，延長使用壽命。 由表13-16可查出所設(shè)計(jì)的的鏈傳動(dòng)應(yīng)該用“滴油潤滑“的潤滑方式。 第6章 軸的設(shè)計(jì)和軸上零件的選用6.1.軸的設(shè)計(jì)6.1.1 軸的計(jì)算（1）軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（切片裝置主動(dòng)軸）n2=9

43、109.1=100r/minT2=9.55P2/nw=95501.00/100= 95.5NmP2=P鏈=1.050.96=1.00 KW（2）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A0=112dmin=（1+5）A03Pn=1.0511231910mm=15.2mm 又根據(jù)偏心輪的外徑為260mm，所以為了保證軸的強(qiáng)度，以及安裝的準(zhǔn)確性，初步選定最小軸的直徑為d1=36mm，符合上述的公式。 6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)承受載荷的不同，軸分為轉(zhuǎn)軸，傳動(dòng)軸和心軸三種。在這里設(shè)計(jì)的是轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩，故設(shè)計(jì)采用的是階梯軸的形式，這樣能加大軸的抗彎能力，保證軸的使用安

44、全和有效。同時(shí)也更便于軸上零件的安裝和拆卸。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。其主要要求是；1）軸要便于加工，軸上零件要易于拆裝；2）軸和軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；3）個(gè)零件要牢固而可靠的相對(duì)固定；4）改善受力狀況，減小應(yīng)力集中現(xiàn)象和提高疲勞強(qiáng)度； 在滿足上述要求的同時(shí)，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡單。所以此次設(shè)計(jì)的軸共分為五段，為兩邊向中間遞增的階梯軸形式，如下圖，從左至右分別為d1，d2，d3，d4，d5，。軸的兩端末有鍵槽，分別安裝鏈輪和偏心輪機(jī)構(gòu)。 圖（11） 軸的結(jié)構(gòu)簡圖 圖（12）軸的結(jié)構(gòu)實(shí)圖6.1.3軸的尺寸 如表所以：表（6） 軸的尺寸d136mmL152 mm

45、d240mmL270 mmd352 mmL3130 mmd440mmL460 mmd536 mmL548 mm6.1.4軸上載荷的計(jì)算（1）軸上各數(shù)據(jù)的計(jì)算由上述軸各段長度可算得兩軸承跨距L=148mm 求轉(zhuǎn)矩；T2=9.55P2/nw=95501.00/100= 95.5Nm 求圓周力；Ft=2T1/d偏心輪=29.55104260=734.61N 求徑向力；Fr=Fttan=734.61tan20=267.37N 因?yàn)榇溯S的兩軸承對(duì)稱，所以La=74mm，Lb=74mm（2）按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)軸的安裝結(jié)構(gòu)可知，軸的強(qiáng)度易受到彎矩和扭矩的影響。而受彎矩最強(qiáng)的的點(diǎn)是兩軸承的中點(diǎn)位置，其在

46、軸上的位置定性為C點(diǎn)。 則C點(diǎn)截面上的受力分析如下圖： 圖（13）軸的受力分析圖求軸承支反力； FAY=FBY=267.372=133.685NFAZ=FBZ=734.612=367.305N截面C在垂直面的彎矩為；MC=FAYLA=133.68574=9892.65Nmm截面C在水平面上的彎矩為； MC=FAZLB=367.30574=27180.57Nmm繪制合彎矩圖 圖（14）C截面彎矩圖MC=27180.652+9892.652=28924.88Nmm計(jì)算C截面的扭矩：扭矩；T2=9.55P2/nw=95501.00/100= 95.5Nm 圖（15）截面C的扭矩圖（3）校核危險(xiǎn)截面C

47、的強(qiáng)度取=0.6由前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查得許用彎曲應(yīng)力-1=60MPa則Me=M+(T）=28924.88+(0.695.510) =64186.74d3Me/0.1-1 .74/0.160=22mmD2=40d=22mm 所以該軸強(qiáng)度足夠，即所選的軸的尺寸符合要求。（4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力為； W=d3/32-bh（d-b）/2d=403/32-128(40-12) /240=6249.58所以ca= Me/W=64186.

48、746249.8=10.27MPa因?yàn)檩S的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)15-1查得-1=60MPa。因此ca-1，故安全。6.2 軸承的選擇6.2.1軸承的選擇及壽命校核已知連接軸承的軸段直徑為40mm，所以根據(jù)課程設(shè)計(jì)表15-6初選軸承，又考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的角接觸球軸承7208AC一對(duì) (GB292-83) 6.2.2壽命計(jì)算1 查課程設(shè)計(jì)表15-6，得角接觸球軸承7208ACCr=26.8KN Cor=20.5KN（2） 計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷：在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 Fr1H=Fr2H=Fts2=367.305N 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 Fr1v=F

49、r2v=Frs2=133.685N N所以軸承所受得總載荷 F=Fr1=Fr2=Fr1H+Fr1V=367.305+133.685=390.56N （33）由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷查表13-6得：fp=1.01.2P=fp(Xr+YFa)=1.2(1390.56+0)=486.67N（3）選軸壽命為10年，兩班制基本額定動(dòng)載荷Cr=p360nL1032=486.673601000 =3.21KNCr=17.0KN 所以軸承7208AC安全，合格。6.3.3軸承的結(jié)構(gòu)尺寸 軸承一般是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。內(nèi)圈裝在軸上，外圈裝在機(jī)架上或零件的軸承孔內(nèi)。內(nèi)圈上有滾道，黨內(nèi)外圈

50、相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體將沿著滾道滾動(dòng)。滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，啟動(dòng)靈敏，效率高，潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以運(yùn)用較為廣泛。此次選用的角接觸球軸承也是滾動(dòng)軸承的一種，其結(jié)構(gòu)尺寸如下表： 表（7）軸承尺寸7208AC 外形尺寸 安裝尺寸額定動(dòng)載荷額定靜載荷dDBD1D2ra360003600040801847731 26.8 20.5 6.3.4軸承的潤滑方式滾動(dòng)軸承的潤滑方式可以是潤滑脂，潤滑油或固體潤滑劑。一般情況下，滾動(dòng)軸承采用脂潤滑的方式。因?yàn)橹瑵櫥灰琢魇В阌诿芊夂途S護(hù)，且一次充填潤滑脂可運(yùn)轉(zhuǎn)較長的時(shí)間。 故在這里也采用脂潤滑的方式。6.4 鍵類型的選擇及校核選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力p=150MPaV帶輪和鏈輪的周向定位均采用平鍵連接。圓頭普通平鍵（A）型，查課程設(shè)計(jì)表14-1查得平鍵截面從左至右分別