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目 錄
一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 2
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2
1.2 設(shè)計(jì)原理 2
1.3 設(shè)計(jì)要求 2
二、送料管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2
2.1 送料管的布置 2
2.2 撥桿輪的設(shè)計(jì) 2
三、刀盤及切削刀的設(shè)計(jì)與選擇 2
3.1 刀盤的設(shè)計(jì) 2
3.2 切削刀的選擇設(shè)計(jì) 2
3.3 刀盤與切削刀的安裝選擇 2
四、輸出卸料口的設(shè)計(jì)與選擇 2
4.1 方案一設(shè)計(jì) 2
4.2 方案二設(shè)計(jì) 2
4.3 方案三設(shè)計(jì) 2
4.4 方案四設(shè)計(jì) 2
五、電動(dòng)機(jī)選擇及其外形尺寸設(shè)計(jì) 2
5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 2
5.2 外形尺寸設(shè)計(jì) 2
六、設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新改進(jìn) 2
七、設(shè)計(jì)總結(jié) 2
八、參考文獻(xiàn) 2
致謝 2
一、設(shè)計(jì)任務(wù)書
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)一種新型的荸薺削皮機(jī)械，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工削皮，這種機(jī)械不僅能夠有效的出去荸薺的表皮，而且具有較高的圣朝效率，較好的工作性能以及較高的荸薺得率，另外，削皮的機(jī)械結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，以達(dá)到成本低廉，維修方便的目的。
1.2 設(shè)計(jì)原理
荸薺削皮機(jī)示意圖如下圖1.1所示，此次新型設(shè)計(jì)，采用了多種設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)了至少一根送料管4，每個(gè)送料管上開有長(zhǎng)槽，荸薺可嵌于管中滑動(dòng)，管的一端裝有至少兩把端面刀5，且成對(duì)稱分布。送料管后連有一限位架6，限位架的下部的工作段是兩個(gè)基本平行的平面，這兩個(gè)平面間的距離略大于削去兩個(gè)端面后的荸薺的厚度，以用于將荸薺定位進(jìn)行徑向削皮。限位架下方裝有擋板3，擋板的兩側(cè)分別是刀盤1和牽引帶11。擋板、牽引帶和限位架一起構(gòu)成定位器，用于限定荸薺被切削時(shí)的位置。在未加入荸薺時(shí)，刀盤圓周面至牽引帶的最短距離小于荸薺的直徑。在切削過程中，刀盤以及牽引帶分別與荸薺相接觸的兩個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)線速度相反，以使被切削的荸薺產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。刀盤的圓周面是一曲面，上面裝有切削刃2，刀盤旋轉(zhuǎn)后切削刃所形成的輪廓面的軸向剖面線是一曲線。此外，所說的定位器上周期性的形成以大于荸薺軸向截面的空穴，用于荸薺的導(dǎo)出。在后面的設(shè)計(jì)中會(huì)有更詳細(xì)的說明。
圖1.1 荸薺削皮機(jī)示意圖
1.3 設(shè)計(jì)要求
（1）、生產(chǎn)能力應(yīng)達(dá)到1000kg/h。
（2）、荸薺削皮后的得率大于80%。
（3）、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，維修方便。
（4）、保證設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及環(huán)保性。
二、送料管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 送料管的布置
送料管的管口布置如下圖1.2所示，該削皮機(jī)至少一根送料管，該管是一表面開有長(zhǎng)的扁平管道。待加工的荸薺嵌于管中，頂芽從槽中伸出即可在管中滑動(dòng)。槽和設(shè)定的管的扁平度可控制荸薺保持一定的角度以利于加工。槽可如下圖所示只有一條，也可以在送料管上對(duì)稱的開兩條，使荸薺可以用兩種規(guī)則角度再管中滑動(dòng)。管的一端裝有兩把端面刀5，刀刃平行排列并分別對(duì)準(zhǔn)荸薺的近蒂頭和頂芽的兩個(gè)部位。操作者可用帶手套的手不斷在送料管中壓入荸薺，使荸薺向刀刃方向移動(dòng)，從而荸薺的蒂頭和頂芽這兩個(gè)端面部位分別被切下。同時(shí)端面刀5的位置可以進(jìn)行調(diào)動(dòng)，以適應(yīng)不同大小的荸薺，保證最合適的切削尺度。同時(shí)，也可以采用一種推進(jìn)器將荸薺推向刀刃，如圖1.3中的撥桿輪。
圖1.2 送料管示意圖
2.2 撥桿輪的設(shè)計(jì)
在將荸薺送入送料口的刀刃上可用如下所示的撥桿來替代人工作業(yè)，這一方面減少了削皮機(jī)操作的安全性，另一方面也極大的提高了削皮機(jī)的削皮效率，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。下圖1.3是采用了四撥桿的的撥桿輪，對(duì)于撥桿頭數(shù)的選擇，可以根據(jù)削皮機(jī)的生產(chǎn)能力適當(dāng)?shù)脑鰷p撥桿頭數(shù)。圖1.4是撥桿輪的三維圖。
圖1.3 撥桿輪示意圖 圖1.4 撥桿輪的三維圖
三、刀盤及切削刀的設(shè)計(jì)與選擇
3.1 刀盤的設(shè)計(jì)
刀盤1的圓周面是一曲面。該曲面可以采用各種形式，從刀盤徑向看，它的投影可以是V形帶，也可以是圓弧。而采用圓弧的刀盤設(shè)計(jì)更符合荸薺邊緣的形狀，吻合程度更高，削皮效果更好。下圖1.5是刀盤的三維立體圖。
圖1.5 刀盤的三維示意圖
3.2 切削刀的選擇設(shè)計(jì)
刀盤上裝有的切削刀有多種形式，可以是刀帶或針帶包復(fù)在圓周面上，也可以直接把切削刀直接安裝在圓周面上，并用螺釘進(jìn)行固定。所說的刀帶或針帶是指在牢固的柔性帶上裝有若干微型刀片或者是固定密集的金屬針狀物。所說的直接安裝切削刀的方式是指在刀盤的整個(gè)圓周面上開有一個(gè)或者數(shù)個(gè)缺口，用于安裝一把或數(shù)把切削刀2。缺口應(yīng)足夠大以利于切削的順利排出。此削皮機(jī)的設(shè)計(jì)是將切削刀安裝在刀盤上，用螺釘固定。
切削刀的形式有以下6種設(shè)計(jì)，分別為3中直線刃口與圓弧刃口，如下圖所示。而圓弧刃口更能與荸薺待切削邊緣弧線相吻合。為改善切削效果，圖1.6、圖1.7、圖1.8所示的刀刃口彎曲成虛線所示的弧度，如此疊加的結(jié)果就可以獲得圖1.9中虛線所示的光滑的與荸薺相吻合的弧線，以獲得最佳的切削效果。圖1.10是刀刃的三維圖。
圖1.6 圖1.7 圖1.8 圖1.9
圖1.10 刀刃口的三維圖
3.3 刀盤與切削刀的安裝選擇
刀盤與切削刃的安裝有以下兩種形式，圖1.11是一種立式安裝方式，圖1.12是橫向安裝方式，兩種方式都使用了三個(gè)刀刃進(jìn)行削皮，可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行相應(yīng)的增減刀刃數(shù)量。圖1.13、圖1.14分別是兩種方式的三維圖。
圖1.11 立式安裝 圖1.12 橫向安裝
圖1.13 立式安裝三維圖 圖1.14 橫向安裝三維圖
四、輸出卸料口的設(shè)計(jì)與選擇
此削皮機(jī)械的輸出卸料方式選用了四種方案，下面分別做詳細(xì)說明。
4.1 方案一設(shè)計(jì)
圖1.15所示的牽引帶11上開有若干空洞15，該空洞應(yīng)略大于荸薺，空洞之間的距離大于一個(gè)荸薺的圓周長(zhǎng)。當(dāng)牽引帶沿圖示方向運(yùn)動(dòng)，空洞的位置正好運(yùn)動(dòng)到荸薺的位置時(shí)，該荸薺就會(huì)從空洞穿過并通過管道16沿圖示方向滑出。兩個(gè)空洞之間的距離所運(yùn)動(dòng)的時(shí)間極為切削工作時(shí)間，調(diào)整帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度即可調(diào)整切削工作時(shí)間。圖1.16是其三維立體圖。
圖1.15 方案一示意圖
圖1.16 方案一三維圖
4.2 方案二設(shè)計(jì)
方案二采用的是圖1.17所示的槽輪18。槽輪上的槽17的數(shù)量可按需確定，該槽輪的軸心線應(yīng)盡可能與刀盤軸線垂直。槽輪外圓周作為擋板，荸薺立于其上時(shí)即在進(jìn)行正常削皮。槽輪旋轉(zhuǎn)到某一槽開口完全向上時(shí)，荸薺即會(huì)落入槽中，并在槽輪某一角度后從槽中滑出。圖1.18是其三維立體圖。
圖1.17 方案二示意圖 圖1.18 方案二三維圖
4.3 方案三設(shè)計(jì)
方案三采用圖1.19所示的擋板運(yùn)動(dòng)的方法。輪20沿某一方向旋轉(zhuǎn)，其上的凸釘19定時(shí)帶動(dòng)撥桿21擺動(dòng)，與撥桿相連的擋板3就定時(shí)向下擺動(dòng)，讓出空間使荸薺向下導(dǎo)出。彈簧22可使擋板回復(fù)，定位塊23可調(diào)節(jié)擋板的空間穩(wěn)定工作位置。
圖1.19 方案三示意圖
4.4 方案四設(shè)計(jì)
方案四設(shè)計(jì)方法與方案三的原理類似，如圖1.20所示。只是把擋板直接作為導(dǎo)桿，輪20轉(zhuǎn)動(dòng)使擋板定時(shí)在槽中滑動(dòng)，荸薺可由下方導(dǎo)出。彈簧24、定位塊25的作用與方案三中的作用相同。
圖1.20 方案四示意圖
五、電動(dòng)機(jī)選擇及其外形尺寸設(shè)計(jì)
5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)任務(wù)要求，要求荸薺的生產(chǎn)能力為100kg/h，對(duì)照相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)，確定電動(dòng)機(jī)的功率為0.15KW，因此應(yīng)選擇小型的私服電機(jī)作為動(dòng)力源。
5.2 外形尺寸設(shè)計(jì)
小型家用的荸薺削皮機(jī)的體積相對(duì)較小一些，一般只有一個(gè)送料管。為了滿足需要，設(shè)計(jì)其外形尺寸長(zhǎng)寬高為400×470×470mm。對(duì)于生產(chǎn)用的荸薺削皮機(jī)，其送料管可以為2個(gè)或者更多，因此，其外形尺寸應(yīng)相應(yīng)的增加。
六、設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新改進(jìn)
為了提高切削工作效率，本實(shí)用新型方案進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)，即每臺(tái)機(jī)械設(shè)置兩套（或者更多，依情況而定）。所有的傳動(dòng)系統(tǒng)不需改動(dòng)，只需要將各軸適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行延長(zhǎng)即可增設(shè)一個(gè)刀盤，一副牽引系統(tǒng)及撥桿輪，以及限位架、擋板、送料管等基本裝置。如此可使生產(chǎn)效率成倍提高，其效果圖如圖1.21所示。
圖1.21 創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)
七、設(shè)計(jì)總結(jié)
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，舍棄了一半切削工序中慣用的以被切削中心定位的方式，采用了以邊緣定位的有勻切削層厚度效果的“無心”切削方式，極大地提高了切削效率，顯著地提高了產(chǎn)品的收得率，減少了切削廢棄料，而且整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單，制造成本較低，維修也十分方便。此外，該機(jī)對(duì)各種原料適應(yīng)性強(qiáng)，可同時(shí)切削大小差別較大的荸薺。對(duì)于操作者來說，勞動(dòng)條件大為改善，勞動(dòng)強(qiáng)度也能相應(yīng)的減輕。
八、參考文獻(xiàn)
[1] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 7版. 北京：高等教育出版社，2007.
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[6] 楊家軍. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù). 北京：科學(xué)出版社，2008.
[7] 文熙. Pro/ENGINEER野火版4.0實(shí)例.北京：電子工業(yè)出版社，2008.
致謝
時(shí)光匆匆，課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近了尾聲。在此我對(duì)指導(dǎo)老師王樹才教授表示深深地感謝。從下達(dá)任務(wù)到最后設(shè)計(jì)的完成，趙老師給了我們?cè)S多寶貴的意見，這對(duì)自己設(shè)計(jì)的開展非常有幫助。同時(shí)，王老師對(duì)我們的設(shè)計(jì)也有嚴(yán)格的要求，這在潛移默化中督促了我們機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)書的質(zhì)量，我很感激。
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