第二章 切片机原理方案构思和拟定

2.1 方案的构思

根据多功能蔬菜切片机的设计目标和要求，首先要考虑刀片的运动方式，以及采用何种机构带动刀片运动。采用何种传动装置使蔬菜传递到刀具下完成切片工作，最主要的是如何通过一个力带动两个机构同时运动。以及如何控制切片的厚度，如何让切片顺利排出机器，如何限制被切物的大范围移动所导致的无法正确切片。

综合考虑，经过研究出两种切片方式为备选切片方式：

方案一：采用周转式切片方式，这种切片方式通过刀具的圆周循环运动，进行切片，但是这种方式要求提供比较大的力矩给刀片，刀具的接头部位，要设计的刚度要求高。优点是结构简单，易于拆装和维护。

方案二：采用双曲柄滑块机构，这种切片方式切削力度比较均匀，是实现刀具的往复运动，但是结构较为复杂，不利于拆装和维护。

最后通过综合考虑，选定方式一，设定结构图如2-1所示：

图2-1 周转式切片方案示意图

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2.2 方案的设计

进料槽方案的设计，首先根据蔬菜的形状大小，设计进料槽，进料槽必须满足大多数蔬菜的进料方式，且不会出现卡死的情况，因此设计成v型进料槽是比较合理的。

由于蔬菜处于加工位置时，要限制住蔬菜的自由度，因此，专门设计了一个刀槽，这样，切菜的时候就不会出现蔬菜翻转的现象。

切菜方案的设计，采用240mm的刀长，能满足大多数蔬菜的切菜能力，且刀柄部位加强，以防止断刀，刀柄用螺钉紧固在刀盘上，四个螺钉，限制刀具的位置。

2.2.1进料装置

本机构采用自动可调节的自动进料方式，如图2-2所示，它主要由以下零部件构成：

图2-2 驱动装置示意图

1、凸轮和机械开关：凸轮是安装于输出轴端的，他的作用是相当于计数的作用，和机械开关配合，当刀具的刀位处于非切削位置时凸轮顶起，机械开关接通，并把电信号送入plc中。

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2、Plc：从机械开关接收信号，经过处理，把输出信号传入步进电机，控制步进电机的转角；同时对输出信号计数，当一个周期完成，输出回转信号，使齿条回位。

3、步进电机：是进料机构的动力源，输出轴接小齿轮。 4、电机安装板：用来安装步进电机。

5、小齿轮和齿条机构：把齿轮的旋转运动转化成齿条的直线运动。 6、V型滑块机构：和入料槽配合，把料往前顶。

2.2.2传动装置 1．带传动

带传动是一种应用很广泛的机械传动。带传动由主动轮、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传递给从动轴。

其优点是：（1）能缓和载荷冲击；（2）运行平稳无噪声；（3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格；（4）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；（5）可增加带长以适应中心距较大的工作条件；

其缺点是：（1）有弹性滑动，使传动效率降低并且不能保持准确的传动比；（2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大；（3）带的寿命较短。 2．链传动

链传动是由闭合的挠性环形链条和主、从动链轮所组成的，链轮是有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。链传动是属于带有中间挠性件的啮合传动。

其优点是：与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动的结构较为紧凑。链传动能在高温及油污恶劣环境中工作。与齿轮传动相比，链传动较易安装，成本较低；在远距离传动时，其结构要比齿轮传动轻便得多。

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其缺点是：在两平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。 3．齿轮传动

齿轮传动是现代机械中广泛应用的一种传动形式，它主要用来传递空间任意两轴之间的运动和动力，并可改变转动速度和传动方向。

其优点是：齿轮传动和其他形式的机械传动相比较，传递的功率和圆周速度范围大，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。

其缺点是：制造和安装精度要求高，因而成本也较高，并且不宜用于轴间距离较大的传动。 4．蜗杆传动

蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动与动力。它由蜗杆与蜗轮组成，一般蜗杆主动，蜗轮从动，作减速运动。在少数机械中，蜗轮主动蜗杆从动，作减速运动。

其优点是：（1）传动比较大，结构紧凑；（2）传动平稳噪声低；（3）可具自锁性

其缺点是：因为蜗杆蜗轮在啮合处有较大的相对滑动，因而磨损大，发热量大，效率低。为减少蜗杆传动啮合处的摩擦和磨损，控制发热和防止胶合，蜗轮常采用青铜材料制造，因而成本增高。

通过对带传动，链传动，齿轮传动和蜗杆传动工作方式和优缺点的比较以及本课题的设计要求，选取带传动和齿轮传动。如图2-3所示。

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