畢業論文（設計）芋頭清洗去皮及切削機械的設計學生姓名：指導教師：合作指導教師： 專業名稱：機械設計制造及其自動化所在學院：應用技術學院2023年6月

目錄TOC\o"1-2"\h\u摘要 摘要該設計旨在開發一種高效、安全的芋頭加工機械，以解決傳統加工方式中清洗、去皮和切削過程中的勞動強度和效率低下的問題。本文首先對芋頭的特性、國內加工技術進行了概述和分析，進而探討了清洗去皮和切削這兩個關鍵步驟的方法與挑戰。在清洗去皮方面，提出了立式和臥式兩種典型機械方案。立式機適用于大規模加工，通過刷子和水流清洗，同時利用帶傳動和電機組合實現高效去皮。臥式機則更注重節約空間和靈活性，采用不同的清洗方案以適應多樣化需求。在切削機械方面，設計了切削部分的總體方案，包括切片和切絲兩種典型切削方式。結合電機選型、V帶傳動設計和機架結構，確保切削過程穩定、高效。最終，通過詳細的結構設計、相關計算和工作原理分析，提出了一套完整的芋頭加工機械方案。該方案具備高效、安全、可靠的特點，為芋頭加工行業提供了一種新的解決方案。該設計可為相關行業的工程師和研究人員提供參考，促進芋頭加工技術的現代化和自動化發展。關鍵詞：芋頭；清洗去皮；切塊；切絲

AbstractThisdesignaimstodevelopanefficientandsafemechanicalsystemforprocessingtaro,addressingthelabor-intensiveandinefficientaspectsoftraditionalprocessingmethodsduringthestagesofwashing,peeling,andcutting.ThepaperbeginswithanoverviewandanalysisoftarocharacteristicsandcurrentprocessingtechniquesinChina,subsequentlyexploringmethodsandchallengesrelatedtothecrucialstepsofwashing,peeling,andcutting.Concerningwashingandpeeling,twotypicalmechanicalschemes,namelyverticalandhorizontal,areproposed.Theverticalsystemissuitableforlarge-scaleprocessing,employingbrushesandwaterflowforcleaningwhileensuringefficientpeelingthroughbelttransmissionandmotorcombinations.Conversely,thehorizontalsystemprioritizesspaceefficiencyandflexibility,employingdiversecleaningmethodstocatertovariedrequirements.Regardingcuttingmachinery,acomprehensiveplanforthecuttingsectionisdevised,encompassingbothslicingandshreddingmethods.Incorporatingmotorselection,V-belttransmissiondesign,andframestructureensuresastableandefficientcuttingprocess.Ultimately,throughdetailedstructuraldesigns,pertinentcalculations,andoperationalprincipleanalyses,acompletetaroprocessingmachineryschemeispresented.Thissolutionboastsefficiency,safety,andreliability,offeringanewapproachforthetaroprocessingindustry.Keywords:Taro;washedandpeeled;cuts;shreds

目錄芋頭清洗去皮及切削機械的設計 1摘要 1Abstract 2第一章 緒論 61.1芋頭及其加工技術概述 61.1.1芋頭的介紹 61.1.2目前我國的芋頭加工技術 61.2芋頭的清洗去皮方法 71.3芋頭清洗后的切削方法 9第二章芋頭清洗去皮機械的總體方案設計 112.1兩種典型的清洗去皮方案 112.1.1立式芋頭清洗去皮機設備 112.1.2臥式清洗去皮機 142.2總體方案的確定 14第三章芋頭切削機械的總體方案設計 163.1兩種典型的切削方案 163.2切削機械的總體方案 163.3切削機械的工作過程 17第四章芋頭清洗去皮機結構設計 184.1芋頭去皮機的結構方案設計 184.2芋頭去皮機基本結構介紹 194.2.1刷子 194.3芋頭去皮機的相關計算 204.3.1電機的選擇 204.3.2芋頭清洗去皮機帶傳動的選型與帶傳動的計算 214.3.3帶輪的結構 244.3.4芋頭清洗去皮機中間輥軸轉速傳動計算 254.3.5芋頭清洗去皮機消耗功率量的大小計算 274.3.6芋頭清洗去皮機軸的設計 28第五章芋頭切削機械的結構設計 325.1芋頭切削機械的組成 325.2入料口的結構設計 335.3芋頭切片部分結構設計 345.4芋頭切絲部分結構設計 355.4.1電機的選型 355.4.2V帶傳動的設計與計算 365.4.3芋頭切削機帶輪的結構 395.4.5軸承的選用 395.5芋頭切削機機架的設計 40第六章總結 41參考文獻 42致謝 44第一章緒論1.1芋頭及其加工技術概述1.1.1芋頭的介紹芋頭，也被稱為芋、芋艿，是一種常見的根莖類蔬菜，屬于多年生草本植物。其外表呈現為粗糙的皮膚，通常是棕色或灰褐色，內部質地細膩，呈現出淡紫色或乳白色。芋頭主要在熱帶和亞熱帶地區生長，并且在許多亞洲國家是重要的食材之一。它具有豐富的營養價值，富含淀粉、膳食纖維、維生素C和B群維生素，以及一些礦物質如鉀和鐵。在烹飪方面，芋頭可以用各種方式烹飪，例如煮、炸、烤或作為配料用于湯、糕點等食品中。其口感濃郁，有獨特的堅實、綿軟和爽滑口感，常被用來增添食物的口感和味道。由于芋頭具有豐富的營養價值和多樣的烹飪用途，因此在許多地區，人們對芋頭的加工技術進行了不同程度的研究和開發，以滿足食品加工和消費需求。1.1.2目前我國的芋頭加工技術中國的芋頭加工技術目前在不同地區存在多種方式。傳統上，清洗和去皮通常是手工完成的過程，而這種方式效率較低且勞動密集。一些地區或廠家可能利用水洗或簡單的機械設備輔助清潔。隨著科技和機械化水平的提高，出現了一些自動化的芋頭加工設備，比如清洗去皮機和切削機。這些設備能夠提高生產效率，降低人工成本，更適應大規模生產的需求。然而，加工的最后階段，如切削和切片，通常仍然需要手工完成，以滿足不同菜肴和食品加工的需求。因此，盡管自動化設備的出現提高了生產效率，但在芋頭加工的各個環節中，人工和機械化仍在共同作用。目前應用最廣的有以下兩種方式：（1）速凍芋仔加工。首先是對新鮮芋頭的挑選與清洗，確保選擇形狀完整、無病蟲害的芋頭并清洗干凈。接下來是機械化的去皮和切削階段，利用設備將芋頭去皮并切削成適當的形狀，通常是切片或切塊，以便于后續速凍處理。隨后，可能需要進行短暫的預處理，例如蒸煮或煮沸，以提高口感和保存性。然后芋仔被放入速凍設備中進行速凍處理，通過迅速降低溫度，保持其質量和新鮮度。最后，冷凍后的芋仔進行包裝，通常采用適合冷凍食品的包裝材料，然后儲存于適當的冷凍設備中，以保證質量和保鮮度。這一系列步驟需要依賴機械設備和特定的加工工藝，以確保芋仔在加工和速凍過程中保持良好的品質，并能長時間保存。（2）芋頭脯的加工。芋頭脯是一種常見的芋頭制品，通常制作成甜蜜或咸味的果脯。加工過程首先從準備和清洗新鮮芋頭開始，確保芋頭干凈無瑕。接下來是機械去皮和切削，將芋頭切成均勻的薄片或條狀，為后續加工做準備。然后，芋頭片被浸泡在甜蜜的糖漿或咸味的鹽水溶液中，以增加口感和保鮮性。隨后的晾曬或烘干過程旨在去除芋頭脯中的水分，增加其保存時間。最后，經過烘干后的芋頭脯被包裝，并存儲在干燥通風的環境中，以延長保質期。整個加工過程需要細致的工藝控制，尤其是對浸泡、晾曬和包裝過程的控制，以確保最終產品的口感和質量符合預期。同時，良好的衛生條件和儲存環境也是保持芋頭脯新鮮和口感的關鍵。1.2芋頭的清洗去皮方法傳統方式通常是手工完成，工人通過水洗和手工去皮來處理芋頭。然而，這種方式勞動強度大且效率較低。近年來，隨著技術的發展，出現了機械化的清洗和去皮設備，比如利用旋轉刷子、水流或高壓水流去除芋頭表皮，以及機械刮皮的方式。這些機械設備能夠自動完成清洗和去皮，提高了效率并降低了人工成本。另外，一些加工廠也采用蒸汽燙煮輔助去皮的方式，將芋頭進行熱處理使其外皮松軟，便于去除。在實際生產中，選擇清洗和去皮的方法可能會考慮到生產規模、設備投入和效率要求等因素。機械化方法提高了效率但需要投入設備成本，而傳統的手工方式則可能效率較低但成本相對較低。因此，根據實際情況會選擇合適的方法來完成芋頭的清洗和去皮過程。（1）機械切削芋頭去皮法機械切削芋頭去皮法是利用機械設備進行芋頭去皮的一種方法。該方法涉及特制的機械設備，如旋轉刀片、刮皮裝置或高壓水流系統，用于去除芋頭的外皮。步驟包括準備設備、將芋頭送入設備進料口，然后通過設備中的刀片或水流系統去除外皮。該方法的優勢在于提高了去皮效率，減少了人工勞動，并適用于大規模加工。然而，在操作過程中需要注意設備安全和調整，以確保去皮效果良好且芋頭完整無損。這種機械化的去皮方式在芋頭加工中起到重要作用，為大規模生產提供了高效的解決方案。(2)機械磨削現芋頭去皮機械磨削現芋頭去皮是利用機械設備進行芋頭去皮的一種方法。這種方式利用特制的磨削裝置或磨削表面，通過摩擦去除芋頭的外皮。操作步驟涉及設備準備，將芋頭送入機械設備的磨削裝置中，并進行磨削去皮過程。隨后需要檢查磨削效果，并可能進行設備調整以確保去皮徹底且芋頭完整。相對于其他傳統方式，這種機械磨削去皮方式較為新穎，可能有助于保留更多的芋頭果肉，同時提高了去皮的效率。然而，在操作過程中需要注意確保設備設置適當，以避免過度磨損或對芋頭造成損害。因此，該方法在實際加工中可能需要經過實踐和調整，以確保去皮效果和芋頭質量符合預期標準。(3)機械摩擦芋頭去皮法機械摩擦芋頭去皮法是利用設備表面摩擦原理進行芋頭去皮的一種方法。該方法依賴于具有摩擦表面的機械設備，如砂紙、磨石或橡膠表面等，使芋頭與表面摩擦以去除外皮。操作包括設備準備、芋頭進料、芋頭與摩擦表面接觸進行去皮，并檢查和可能調整設備以確保去皮徹底。機械摩擦去皮法能夠有效提高去皮效率，但在操作過程中需謹慎控制摩擦力，以避免對芋頭造成過度磨損或損害。這種方法可能需要經過實踐和調整，確保去皮效果和芋頭質量符合預期標準。(4)化學芋頭的去皮方法化學去皮方法利用化學物質，如酸、堿或化學溶劑等，來去除芋頭的外皮。通常的步驟包括準備含有酸性或堿性成分的化學溶液，將芋頭浸泡在溶液中使其軟化，然后去除外皮。這種方法能有效軟化外皮，使其容易剝離。然而，在使用化學溶液時，需要謹慎操作，確?；瘜W物質不會殘留在芋頭中，以免對食品安全造成影響。處理后的芋頭需要經過徹底的清洗和中和步驟，確保清除殘留的化學物質，以確保最終產品的安全性。因此，需要精確控制化學溶液的濃度和處理方法，以確保去皮過程安全有效。圖1.2以上圖示為芋頭的化學去皮機21.3芋頭清洗后的切削方法芋頭清洗后的切削方法涉及幾種常見的方式。首先是切片，將芋頭橫向切成薄片，使其成為圓形或橢圓形的薄片，適用于需要芋頭薄片的烹飪或加工需求。另一常見方式是切塊，將芋頭切成方形或長方形的塊狀，適用于需要芋頭塊狀的菜肴或制品。此外，還有切絲的方式，將芋頭切成細絲狀，用于涼菜、炒菜或其他需要細絲芋頭的菜肴。最后是切碎，將芋頭切成碎片狀，適用于制作餡料、燉煮或加入各種菜肴中。切削方式的選擇通常取決于菜肴的需求和最終產品的用途，不同的切削方式會影響芋頭的口感、烹飪時間以及菜肴的外觀和口感。因此，在加工過程中，根據實際需求選擇合適的切削方法至關重要。目前市場上用于切削食品的機械主要分為以下幾類：多功能型旋轉切菜機多功能型旋轉切菜機是一種廚房設備，旨在簡化食材切割的過程。這種機器通常設計有旋轉刀片和不同類型的切割附件，可用于切片、切絲、切塊等多種切削方式。其操作簡單，通常只需將食材置于特定位置，然后通過手柄或電動機驅動旋轉刀片，從而實現快速而均勻的切割。這種機器常用于處理蔬菜、水果等食材，可用于家庭廚房或商業食品加工。多功能型旋轉切菜機能夠提高切割效率，減少人工勞動，同時保持食材切割的一致性和精確度，因此受到許多廚房和食品加工場所的歡迎。離心式切菜機離心式切菜機是一種食品加工設備，利用旋轉的離心力來實現食材的切割。這種機器通常包括一個轉動的切割盤或刀具，食材被放置在這個盤上，在高速旋轉的情況下，食材通過離心力被推向刀片或切割區域，完成切割過程。離心式切菜機可以處理多種食材，例如蔬菜、水果、肉類等，并且可以實現不同的切削方式，包括切片、切絲、切塊等。這種設備通常用于商業廚房、食品加工廠或大型餐飲場所，能夠提高食材的加工效率，節省時間，并且保持切割的一致性和精度。由于其高效、快速和精確的特點，離心式切菜機在大量食材加工中非常受歡迎。圓盤芋頭切片機圓盤芋頭切片機是專門設計用于將芋頭切成薄片的設備。它通常包括一個圓形切割盤，芋頭被放置在這個盤上，并通過機械裝置或手動操作旋轉切割盤。在旋轉的過程中，刀片或切割裝置將芋頭切成所需的薄片，大小和厚度可以通過設備調節或更換不同的切割刀片來控制。這種切片機能夠高效地完成芋頭的切割，保持切片的均勻性和一致性。圓盤芋頭切片機常用于食品加工行業和廚房中，為烹飪和加工提供方便、快捷的解決方案。其設計簡單易用，能夠快速而準確地將芋頭切成所需的薄片，因此在食品加工和料理中被廣泛使用。

第二章芋頭清洗去皮機械的總體方案設計2.1兩種典型的清洗去皮方案目前市場上有多種形式的清洗去皮機，各自具備獨特的工作原理和特點。經過廣泛的資料查閱，可以總結出兩種典型的清洗去皮機械，分別是立式清洗去皮機和臥式清洗去皮機。立式清洗去皮機是一種機械設備，其工作形式為芋頭在立式裝置中被固定，通過特制的清洗裝置或刷子進行清洗，并利用切削裝置去除芋頭外皮。這種設計常常適用于較小規模的加工場所，其結構設計較為緊湊，可有效完成芋頭清洗去皮的工作。而臥式清洗去皮機則以水平放置的方式進行工作，芋頭通過水平傳送帶或裝置被輸送至設備內部，利用清洗系統清洗并采用特殊切削裝置或方法進行去皮。這種機型通常適用于較大規模的生產，其結構設計更趨向于高效、連續生產，并能夠滿足大規模加工的需求。2.1.1立式芋頭清洗去皮機設備圖2-1立式芋頭清洗去皮機結構設計所示立式芋頭清洗去皮機的結構設計包括幾個關鍵組成部件。首先是立式芋頭清洗去皮工作圓筒（11）這個部件可能用于容納芋頭并提供一個工作環境。其次是立式芋頭清洗去皮旋轉圓盤（12）用于固定和旋轉芋頭，以便進行清洗和去皮。機器包括立式芋頭清洗去皮卸料口（13），用于從機器中取出已經處理過的芋頭。另外，立式芋頭清洗去皮切削刮刀組（14）被用于去除芋頭外皮。同時，機器可能配備了排污口（15），用于排放清洗過程中產生的廢料。最后，立式芋頭清洗去皮機包含傳動裝置，用于驅動整個機器的運轉。這些部件相互配合，共同完成芋頭的清洗和去皮過程。立式芋頭清洗去機的工作原理加工的過程為：立式芋頭清洗去皮機采用了一系列步驟來完成芋頭的加工過程。首先，操作人員將待加工的芋頭放入立式清洗去皮工作圓筒內，這個圓筒可能固定在旋轉圓盤上，確保芋頭能夠穩定旋轉。啟動機器后，清洗裝置可能被激活，對芋頭進行表面清洗，去除表面的雜質和污物。接著，去皮機構如切削刮刀組可能啟動，對芋頭進行去皮處理，確保外皮被徹底去除，而芋頭本身保持完整。處理完成的芋頭通過卸料口被取出，同時清洗過程中產生的廢料可能通過排污口被排除。整個加工過程由傳動裝置控制，確保各個部件協調運行，高效完成芋頭的清洗和去皮，提高了生產效率。為了保證立式芋頭清洗去皮機正常的工作效果，為了保證立式芋頭清洗去皮機的正常工作效果，關鍵在于執行一系列維護和操作措施。定期維護保養是維持機器正常運轉的重要步驟，包括對機器各部分的清潔、軸承和傳動裝置的潤滑，以及定期檢查刀具的磨損情況。操作人員需按照機器說明書的指示操作，并經過培訓，熟悉機器的正確使用方法和安全規程，避免誤操作或過度使用導致機器故障。定期檢查電氣系統和監控加工過程是另一重要步驟，確保電線、插頭、開關等的正常運作，及時發現潛在問題并解決。此外，定期更換磨損零部件也是必要的，以維持機器的高效率和正常運轉。遵守操作安全規范并使用必要的安全設備也是確保操作安全的關鍵措施。這些步驟的執行能夠有效延長機器壽命、提高生產效率并確保產品質量。2.1.2臥式清洗去皮機圖2-2臥式清洗去皮機結構簡圖該去皮機采用臥式機型，臥式清洗去皮機是另一種常見的加工設備，用于芋頭的清洗和去皮。其工作方式與立式清洗去皮機有所不同。臥式清洗去皮機通常采用水平放置的方式，使得芋頭能夠水平移動，經過清洗和去皮的過程。這種機器可能包括一個輸送帶或輸送裝置，用于將芋頭平穩地送入機器內部。一旦芋頭進入機器，可能會通過水流、清洗裝置或類似的清洗系統進行表面清洗，去除表面的雜質和污垢。隨后，可能采用特殊設計的去皮裝置或方法對芋頭進行去皮處理，確保外皮被有效去除。完成清洗和去皮的芋頭經過機器的輸送帶或裝置，最終從機器的卸料口被取出，而清洗過程中產生的廢料可能通過排污口排出。臥式清洗去皮機適用于大規模的生產加工，通常設計更傾向于高效、連續的加工需求。其工作原理類似于傳送帶式操作，能夠高效處理大量的芋頭，并確保清洗和去皮的徹底進行。2.2總體方案的確定本次設計中對結構進行了優化改進，采用了帶刷子的滾筒替代了原先的螺旋式盤。這樣的改進更好地滿足了芋頭去皮的需求，同時保持了機器的可靠性。

第三章芋頭切削機械的總體方案設計3.1兩種典型的切削方案芋頭的切削通常采用兩種典型方案。首先是切片方案，這種方式將芋頭垂直切成薄片，適合用于烹飪、炸制或其他加工工序。切片的芋頭適用于需要較大表面積的料理，比如炸芋頭片等菜肴。另一種常見方案是切絲，將芋頭切成細絲狀。切絲后的芋頭可用于多種菜肴，例如涼拌、炒菜或特定烹飪風格的主料。這兩種典型的切削方案提供了多樣化的芋頭加工方式，可根據所需菜肴或特定加工需求選擇適合的切削方式。3.2切削機械的總體方案圖3-1切削機械的總體方案原理圖如上圖所示，為切削機械的總體方案原理圖，其主要組成構件有：通過電動機、傳動系統的運作，刀片被驅動，完成對芋頭的切削過程。整體設計結構簡潔緊湊，確保切削機械的有效運行和高效切削芋頭。3.3切削機械的工作過程切削機械的工作過程通常包括幾個主要步驟。首先，操作人員將待加工的芋頭放入入料機構，使其進入切削機械的工作區域。一旦芋頭進入機械內部，電動機啟動并帶動刀片架上的刀片開始運轉。這些刀片可能呈現不同的運動方式，如旋轉、滾動或往復運動，以進行切削操作。刀片按照設計的網狀結構或其他方式組織，有效地將芋頭切削成片或絲狀。隨后，切削后的芋頭片或芋頭絲通過出料機構被輸送出機械。最終產品可以通過內部的輸送帶或流水線等系統輸送至出料端。在某些情況下，被切削的芋頭可能需要進行進一步的加工或處理，或者被送回循環使用。整體工作流程旨在高效、連續地對芋頭進行切削加工，并將加工后的產品送出機械。3.2切片刀盤3.3切絲刀盤

第四章芋頭清洗去皮機結構設計4.1芋頭去皮機的結構方案設計芋頭去皮機采用臥式結構，主要由入料口、毛刷、減速器、帶輪、外殼、機架、出料口、電機等組件構成。鑒于芋頭尺寸普遍均勻且表皮較薄，設計選擇了摩擦去皮的方法。整個設計旨在通過摩擦力去除芋頭表面的皮層，以實現高效的去皮操作，其結構如下圖2.1所示：1.入料口2.毛刷3.減速器4.帶輪5.外殼6.機架7.出料口8.電機9.中間輥軸10.刷子圖2.1芋頭去皮機結構的總體設計方案芋頭去皮機的工作原理主要依賴于摩擦力去除芋頭的外皮。工作過程首先將芋頭送入機器的入料口，隨后芋頭在機器內部經歷摩擦作用。通常，機器內設有毛刷或類似的表面，芋頭在這些表面上滾動或移動，與摩擦物接觸。這種摩擦力作用于芋頭表皮，逐漸磨擦或去除外皮。一旦完成去皮過程，去皮后的芋頭通過出料口排出，可用于后續加工或包裝。這種工作原理利用機器內部設置的摩擦物與芋頭表面的接觸，有效地去除外皮，提高了生產效率并保持了芋頭的完整性。4.2芋頭去皮機基本結構介紹4.2.1刷子芋頭去皮機的基本結構中，刷子是一個重要組成部分。這些刷子通常安裝在機器內部，用于與芋頭表面接觸并施加摩擦力，以實現去皮操作。這些刷子通常設計成柔軟且耐用的材料，例如尼龍、塑料絲或類似的材質。它們的設計和布局使其能夠在芋頭經過時有效地去除外皮。刷子的運轉或轉動產生的摩擦力作用于芋頭表皮，逐漸磨擦或磨去外皮。刷子的特性和設計對去皮效果具有重要影響。它們的材質和布置方式需要考慮到芋頭的特性，以確保能夠高效、均勻地去除外皮，并且不損害芋頭的質量和完整性。因此，刷子作為芋頭去皮機的關鍵部件，對機器的性能和去皮效果至關重要。4.3芋頭去皮機的相關計算4.3.1電機的選擇根據芋頭清洗去皮機的動力分析，電機的型號選擇原理計算，我們可以查閱《機械設計手冊》中電機的選擇；來選擇本次芋頭清洗去皮機的電機可以選擇一下的型號：芋頭清洗去皮機電機型號選擇表根據芋頭清洗去皮機之前所算的芋頭清洗去皮機帶輪傳動比，為了芋頭清洗去皮機結構更為緊湊，決定芋頭清洗去皮機選取電機型號為Y160M-6。電機參數芋頭清洗去皮機電機尺寸的選擇4.3.2芋頭清洗去皮機帶傳動的選型與帶傳動的計算在芋頭清洗去皮機中，帶傳動的選型和計算是確保機器正常運行和效率的關鍵步驟。這個過程涉及到多個因素的考量。首先是傳動比的確定，以匹配電機和其他部件的轉速要求。接著需要確保選用的皮帶能夠承載和傳遞所需的功率，避免出現過載或損壞的情況。在選擇皮帶時，考慮其耐磨性、耐用性和適應機器長時間運行的能力是至關重要的。同時，確保皮帶的尺寸和設計能夠保持合適的張緊度也是必要的。最后，要考慮機器工作的環境條件，選擇適應這些條件的皮帶類型。在帶傳動的計算中，需要考慮轉速、扭矩、功率等參數，以確保所選用的皮帶符合機器運行的要求。綜合考慮這些因素可以選擇出適合的皮帶類型和規格，保證其能夠適應芋頭清洗去皮機的工作需求，達到預期的傳動效果和穩定性。芋頭清洗去皮機設計V帶的已知條件包括：設計芋頭清洗去皮機的V帶傳動系統時，需要考慮多個已知條件以確保傳動系統的有效性。這些條件包括傳動比，即電機和其他部件之間所需的速比；電機的功率和轉速；從動輪和主動輪的直徑，用于計算皮帶的長度和張緊度；中心距，即主動輪和從動輪之間的中心距離，影響著皮帶的張緊度和傳動效果。另外，皮帶的類型和規格也至關重要，包括型號、寬度、長度等。綜合考慮這些已知條件，可以進行V帶傳動系統的計算和選型，以確保所選用的皮帶能夠滿足機器的傳動需求，保證機器的正常運行和高效工作。然后進行對V型帶的傳動的計算（1）通過前面的選取的電動機，設計功率Pd，由表查得工況系數KA=1.2，則：Pd=KAP=1.2×7.5=8.25KW。（2）選帶型：根據所選電動機n1=970r/min，查得選用 B型帶。（3）傳動比： （3-SEQ（3-\*ARABIC17）（4）確定大帶輪的直徑，查表得dd2=500mm： （3-SEQ（3-\*ARABIC18）查表得dd1=140mm。（5）軸的實際轉速： （3-SEQ（3-\*ARABIC19）（6）帶速： （3-SEQ（3-\*ARABIC20）此處dp1=dd1；（7）初定軸間距，按要求取a0=600mm。（8）所需基準長度： （3-SEQ（3-\*ARABIC21）=2258.8mm查表得選取基準長度Ld=2240mm。（9）實際軸間距： （3-SEQ（3-\*ARABIC22）=590.6mm安裝時最小軸間距所需的最小軸間距：（10）小帶輪包角： （3-SEQ（3-\*ARABIC23）（11）單根V帶的基本額定功率：根據dd1=95mm和n1=910r/min由表查得B型帶P1=0.95KW（12）考慮傳動比的影響，額定功率的增量△P1：△P1=0.11KW（13）確定V帶的根數： （3-SEQ（3-\*ARABIC24）查表得：Ka=0.96；KL=1.11。 （3-SEQ（3-\*ARABIC25）=2（14）單根V帶預緊力： （3-SEQ（3-\*ARABIC26）m通過查表得0.1。 （3-SEQ（3-\*ARABIC27）=109.86N（15）計算帶輪作用在軸上的壓軸力： （3-SEQ（3-\*ARABIC28）=432N4.3.3帶輪的結構對所選用的電動機型號Y90L-6進行了充分的分析，并根據其軸伸長度為24mm，選擇了相應尺寸的小帶輪孔徑為24mm。采用實心輪和四輻輪的設計可能確保帶輪在傳動系統中的穩定性和傳動效率。實心輪通常具有更高的穩定性，可以提供更好的傳動效率，而四輻輪的設計可能增加了其穩定性和承載能力。此外，選擇HT200材料可能意味著帶輪具有較高的耐磨性和耐用性，有助于提高其使用壽命和性能穩定性。這些選擇和設計可能是為了確保帶輪能夠與電動機協調配合，從而保證整個傳動系統的穩定運行和高效性。主要尺寸結構見表3-4。表3-4帶輪主要尺寸尺寸類型小帶輪大帶輪dd/mm95315基準寬度bd/mm1111基準線上槽深hamin/mm2.752.75基準線下槽深hfmin/mm8.78.7槽間距e/mm150.3150.3第一槽對稱面至端面的最小距離fmin/mm99最小輪緣厚δ/mm66帶輪寬B/mm5858外徑da/mm104.6324.6輪槽角/mm38°38°極限偏差1°1°4.3.4芋頭清洗去皮機中間輥軸轉速傳動計算在芋頭清洗去皮機的設計中，中間輥軸轉速的傳動計算涉及復雜的數學和物理學原理。首先，需要對芋頭在機器中的受力情況進行力學分析，考慮垂直和水平方向的受力平衡。隨后，將芋頭的速度分解為垂直向上和水平向右的分速度，并考慮出料口與刷子的夾角以及轉動方向等因素。最終，運用牛頓力學原理和相關的運動學方程，結合所給的角度、速度等信息，來計算出中間輥軸的轉速。這類計算涉及大量的數學和物理學知識，并且需要準確的機器參數和芋頭的運動狀態。故有（m/s）設圓盤的半徑為R（單位為米）則（m/s）當芋頭運動傳遞到芋頭清洗去皮機出料口時，芋頭豎直方向上的力的計算為：因為所以α的角度一般是25度到30度下面進行芋頭清洗去皮機離心力的計算離心力為C（N）因為芋頭清洗去皮機刷子覆有橡膠層，當芋頭清洗去皮機毛刷旋轉時，刷子與芋頭之間存在一定的摩擦力。為確保刷子能夠帶動芋頭清洗去皮機中的芋頭，刷子對芋頭的施加力必須大于摩擦力。（N）芋頭清洗去皮機離心力C芋頭清洗去皮機大于摩擦力T，則有（）設芋頭清洗去皮機芋頭落入刷子后，芋頭清洗去皮機整體厚度為δ（mm）芋頭清洗去皮機摩擦系數f為1.0～1.4，設計芋頭清洗去皮機摩擦系數f取1.2則有（）（）根據芋頭清洗去皮機計算得出兩個轉速，那么為了滿足之前的要求，肯定就要選取n1n2中較大的一個值，所以可以知道n=268（）4.3.5芋頭清洗去皮機消耗功率量的大小計算芋頭清洗去皮機的消耗的功率是一個重要設計機械的參數，芋頭清洗去皮機消耗量的計算其功率如下所示：（W）式中η為芋頭清洗去皮機傳動的效率;M為芋頭清洗去皮機工作圓盤轉矩N·m芋頭清洗去皮機消耗功率由式子計算（這個式子中R為0.4倍的芋頭清洗去皮機圓盤直徑，它稱為芋頭清洗去皮機摩擦臂矩）η=(0.69～0.76),選0.70則芋頭的體積計算如下：(cm3)再設芋頭清洗去皮機芋頭的質量為m1，則（g）設芋頭清洗去皮機每次芋頭的額入料一般設置為N個(個)所以該芋頭清洗去皮機機械消耗的總功率計算方式就是一下：=6313.4W4.4芋頭清洗去皮機軸的傳動計算已知芋頭清洗去皮機軸傳遞的功率P＝30kw,芋頭清洗去皮機軸轉速n1=940.9r/min,齒輪的齒寬B1=65mm,齒數Z1=24mm,模數m=3,單向連續運轉，有較大沖擊載荷。4.5.1求芋頭清洗去皮機軸輸入軸上的轉矩TT=9.55×106×P/n1=9.55×106×30/940.9=3.04×105N?mm4.5.2求芋頭清洗去皮機作用在齒輪上的力該軸上小齒輪的分度圓直徑為：d=mz=3×24＝72mm4.5.3確定芋頭清洗去皮機軸的最小直徑芋頭清洗去皮機軸選取軸的材料為40Cr，估計芋頭清洗去皮機軸軸的最小直徑，取A＝115，(4)芋頭清洗去皮機軸軸的結構設計a．芋頭清洗去皮機按軸向定位要求確定芋頭清洗去皮機各軸段直徑和長度4.5.4芋頭清洗去皮機軸的強度校核

第五章芋頭切削機械的結構設計5.1芋頭切削機械的組成我們采用了CATIA軟件來對芋頭切削機械的每個零件進行了三維建模。CATIA作為一種先進的計算機輔助設計軟件，為我們提供了創建、編輯和分析各種機械零件的強大工具。通過CATIA軟件，我們能夠對切削機的不同組件進行詳細的設計。這包括但不限于入料口、切片部分、帶輪、刀具架等組成部件。每個部件都按照特定的工程要求和設計參數進行了精確建模，并通過CATIA的功能進行了驗證和優化。這一過程不僅使我們能夠詳細了解每個零件的結構和功能，而且為后續的制造和裝配提供了準確的設計圖紙和規格說明。CATIA建模為我們提供了高度準確性和可視化的設計環境，使我們能夠更好地理解和優化切削機械的各個方面。在CATIA軟件的支持下，我們能夠有效地完成芋頭切削機械的零件設計，為實際制造和裝配奠定了堅實的基礎。其整體結構見圖5.1所示。圖5.1芋頭切削機械的整體結構圖5.2芋頭切削機械的裝配圖5.2入料口的結構設計入料口在芋頭清洗去皮機中扮演著重要角色，其設計需綜合考慮多個關鍵因素。首先，入料口的形狀和尺寸應適應芋頭的大小，以確保芋頭能夠順利進入清洗去皮機的工作區域。常見的設計形狀為圓形或長方形，能有效容納不同尺寸的芋頭。材料選擇方面，通常會選用符合衛生標準的材質，如不銹鋼或食品級塑料，以確保食品安全和易于清潔。此外，入料口的設計還需要考慮到流暢性和導向性，避免芋頭卡住或堵塞，并可能包括導向裝置以確保芋頭正確進入處理區域。安全方面，入料口的設計應考慮工人操作時的安全性，可能需要加裝安全裝置或標志。最后，入料口的設計也應便于清潔和維護，可拆卸或可翻轉的設計能夠簡化清潔過程。綜上所述，入料口的綜合設計能夠確保芋頭清洗去皮機的高效運行和操作的安全性。圖5.3切削入料口的設計5.3芋頭切片部分結構設計芋頭切片部分在芋頭切削機械中扮演著重要角色。其結構設計涵蓋了刀具、切片厚度調節機制和安全性考量等關鍵方面。設計選擇了特定類型的刀具，其材質、刃口設計和刀片數量經過精心考慮，以確保切削的效率和精度。此外，切片厚度調節機制的精準設計能夠靈活調整切片的厚度，滿足不同加工需求，并確保切削的一致性和準確度。為確保操作安全，設計中加入了安全措施，如防護罩和安全開關等，以降低操作風險。采用CATIA軟件進行三維建模，以確保設計的準確性和可靠性，這一設計理念使得芋頭切片部分具備高效、精確和安全的特性，為整體機械性能提供可靠保障。圖5.4芋頭切片部分的設計5.4芋頭切絲部分結構設計5.4.1電機的選型經查閱相關論文及資料，得知只要刀盤的轉矩滿足，通常一般果蔬均可完成切削，為了保證切削后成品的質量，初步取轉速，選轉矩，則有芋頭切片部分的結構設計是確保切削過程順利進行并獲得預期切片效果的關鍵所在。首先，該部分需要設計切片機構，通常由刀具或切片刀片組成，確保芋頭被均勻切削成所需的薄片。刀具的安裝位置和角度需精確設計，以實現所需的切片厚度和形狀?？紤]采用何種切削方式也是重要因素，不同方式可能需要不同的刀具設計和切削角度。所選用的刀片或切削部件需具有良好的耐磨性和耐用性，以應對切削過程中可能產生的磨損。同時，在設計中安全措施至關重要，確保操作人員遠離切削部分，可能需要設置防護罩或安全傳感器。另外，易于調整和維護的設計有助于刀片更換和定期維護，提高設備的可靠性。最終設計需能夠確保產生均勻、一致且符合質量標準的切片效果，以滿足生產需求。這些因素在芋頭切片部分的結構設計中發揮關鍵作用，綜合考慮它們將有助于確保切削過程的順利進行和切片效果的達到。表5.1電機外形尺寸圖5.5電機安裝尺寸5.4.2V帶傳動的設計與計算在設計V帶傳動系統時，需要考慮多個關鍵因素以確保其有效運行和合適的功率傳遞。首先，確定芋頭清洗去皮機的功率需求和所需轉速，這需要考慮到工作負載和系統的效率。接著，選擇適當的帶輪和帶條，以滿足所需功率傳遞，并確保其耐用性和適應性。確定傳動比例是重要一環，以使電機的輸出轉速和扭矩符合清洗去皮機的工作要求。同時，需要考慮合適的張緊裝置和對中機構，以保持帶條正確緊固并保持適當的張力，以提高傳動效率并延長帶條使用壽命。安全方面，考慮加入安全裝置，確保在意外情況下傳動系統能夠停止運行，并考慮故障檢測裝置，用于監測系統狀態并及時發現問題。這些因素是在設計V帶傳動系統時需要綜合考慮的重要因素，而詳細的設計和計算可能需要進行更深入的工程分析和計算。（3）芋頭切削傳動比計算： （3-SEQ（3-\*ARABIC17）（4）確定芋頭切削大帶輪的直徑，《機械設計手冊》查表得dd2=315mm： （3-SEQ（3-\*ARABIC18）《機械設計手冊》查表得dd1=95mm。（5）芋頭切削機軸的實際轉速計算方法： （3-SEQ（3-\*ARABIC19）（6）芋頭切削機帶速量： （3-SEQ（3-\*ARABIC20）此處dp1=dd1；（7）初定芋頭切削機軸間距，按要求取芋頭切削機a0=1000mm。（8）再確定所需芋頭切削機基準長度： （3-SEQ（3-\*ARABIC21）=2655.8mm（9）芋頭清切削實際軸間距量： （3-SEQ（3-\*ARABIC22）=1072.1mm安裝時芋頭切削機最小軸間距所需的芋頭切削機最小軸間距：amin=a-0.015Ld=1030.1mm芋頭切削張緊或芋頭切削機補償伸長所需芋頭切削機最大軸間距：amax=a+0.03Ld=（1072.1+0.03×2800）=1111.1mm（10）芋頭切削機小帶輪包角： （3-SEQ（3-\*ARABIC23）（11）芋頭切削機單根V帶的基本芋頭切削機額定功率：根據芋頭切削機dd1=95mm和芋頭切削機n1=910r/min《機械設計手冊》由表查得A型帶P1=0.95KW（12）芋頭切削機考慮傳動比的影響，芋頭切削機額定功率的增量為△P1：△P1=0.11KW（13）確定芋頭切削機V帶的根數： （3-SEQ（3-\*ARABIC24）查表得：Ka=0.96；KL=1.11。 （3-SEQ（3-\*ARABIC25）=2（14）芋頭切削機單根V帶預緊力計算： （3-SEQ（3-\*ARABIC26）m通過查表得0.1。 （3-SEQ（3-\*ARABIC27）=109.86N（15）計算芋頭切削機帶輪作用在軸上的芋頭切削機壓軸力： （3-SEQ（3-\*ARABIC28）=432N5.4.3芋頭切削機帶輪的結構帶輪的設計需要考慮多個因素。首先是類型和尺寸的選擇，確保與傳動帶相匹配并能有效傳遞所需的動力。材料方面通常選用金屬或耐磨塑料，并根據要求選擇合適的制造工藝。帶輪通常由輪緣和輪轂構成，輪緣是與傳動帶接觸的部分，需要確保帶條正確固定，而輪轂連接到機器軸上，需要適當的設計以保證連接牢固。安裝時應確保對中，減少傳動帶的偏移和磨損。同時，平衡和維護也是關鍵，需要定期檢查和維護以保持帶輪的平衡和穩定運行。然而，具體的設計細節和CAD圖紙可能需要與機械設計師或相關專業人士合作，以確保設計符合工程標準和設備要求。5.4.5軸承的選用表3-2芋頭切削機軸承主要尺寸芋頭切削機軸承代號芋頭切削機基本尺寸/mm芋頭切削機安裝尺寸/mm芋頭切削機極限轉速（r/min）dDBm