家用小型土豆切片机的设计摘要近年来，随着食品加工业的发展，切片机的研发与使用力度也在逐步增大，国内已经有很多工作效率高、操作方便、性能稳定的切片机。

但是这种切片机比较适用于企业与手工作坊使用，对于普通家庭的使用并不合适。

本文提出一种直线往复式家用小型土豆切片机，该机器主要由切刀部分、土豆推进与夹紧部分及调节土豆片厚度装置这三大部分组成。

该切片机具有体积小、操作方便、成本低等优点，可以很好的解决当代年轻人切菜难的问题，有很好的市场前景。

关键词：切片机，直线往复式，刀片，厚度调节Design of Mini-household machine for potato slicingABSTRACTIn recent years, with the development of the food processing industry, the slicer development and use are also gradually increasing, the country has a number of high efficiency, ease of operation, stable performance of the slicer. However this slicer are more applicable to enterprises and workshops used for normal household use is not appropriate. Paper presents a family by automatic slicing machine, the machine is propelled by the cutter parts, potatoes and clamping part and adjust the thickness of potato chip device that consists of three parts. The slicer has a small size, ease of operation, low cost, can be a good solution to the difficult problem of contemporary young vegetable, have good market prospects.KEY WORDS：Slicing machine，Linear reciprocating，Blade，Thickness adjustment摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (4)1 整体方案设计 (5)1.1 家用土豆切片机应满足的要求 (5)1.2整体方案的动作分析 (5)1.3家用小型土豆切片机总体机构方案的设计 (6)1.4 切刀部分的设计 (7)1.5 土豆推进部分的设计 (10)1.6 切片厚度调节部分的设计 (10)1.6.1挡板可调装置 (10)1.6.2切片粘板问题的解决 (11)1.7 动力部分的设计 (12)1.8机架部分的设计 (12)2 主要结构的设计计算 (13)2.1偏置曲柄滑块机构的设计计算 (13)2.2弹簧的设计计算 (14)2.3轴承及挡板螺旋传动部分的设计选型 (15)2.3.1.螺旋传动部分的选型 (15)2.3.2.轴承的选型 (15)3 Solidworks三维建模 (17)3.1切片机运动简图 (17)3.2切刀部分 (18)3.3送料斗部分 (19)3.4切片厚度调节装置 (20)3.5家用小型土豆切片机 (21)总结 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。

致谢 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。

参考文献....................................................................................................... 错误！未定义书签。

土豆营养丰富，它的块茎中含有丰富的淀粉和对人体极为重要的营养物质，例如蛋白质、糖类、矿物质、盐和多种维生素等，并且含量明显高于小麦、水稻、和玉米。

在学校待了将近四年时间了，我就觉得恩施人吃土豆样式是这里的一绝。

不管是学校的食堂还是外面的餐馆，土豆都是这里必不可少的一种食材，像榨广椒炒土豆片、腊肉炒土豆片、酸辣土豆丝都很受同学们的喜爱。

民以食为天，吃在人们生活中的地位不言而喻，随着人们生活水平的提高，对吃的要求越来越高，做一手好菜不但能够解决家人的温饱问题，还会为家庭的和谐做出很大的贡献。

土豆虽好，但要想做出好吃的土豆，首先就要解决如何把它切的比较均匀的问题。

当今社会的主体一般是80后，90后也会慢慢登上社会的舞台，80后、90后一般是独生子女，与父母生活在一起时很少自己做饭，自己单独在外面工作、成家以后，对于做饭、做菜就会显得力不从心，切菜对于这些年轻人也是一个不小的挑战，尤其是对于像土豆这类形状不规则的食材。

但是，市场上目前存在的切片类的机器主要都是针对企业工厂、学校食堂与手工作坊等一次性需求量比较大的场合，在家庭生活中使用存在体积大、移动不方便、耗电多、成本高、功能单一等缺点。

本文提出一种家庭用自动切片机，具有体积小、操作方便、成本低、机械传动节约能源的特点，可以很好的解决年轻人不会切菜的苦恼，有很好的市场前景。

1 整体方案设计1.1 家用土豆切片机应满足的要求[3]具有预定功能的要求所设计制造的土豆切片机必须实现预定的解决生产或生活问题的功能，这是机器设计的最基本出发点。

为使所设计的机器具有预定功能，合理选择机器的工作原理是最重要的。

显然，预定实现的功能不同，设计的要求也不同。

经济性要求机器的经济性是一个综合指标，在切片机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。

总之，经济性要求就是在满足功能要求的前提下能够将总费用降到最低。

安全性要求在土豆切片机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。

简单地讲，安全就是指切片机本身的工作安全及使用者的安全，特别是使用者手的安全。

因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触可靠性要求简单地讲，可靠性就是土豆切片机在使用中性能的稳定性，它是切片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中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。

操作使用方便性要求土豆切片机是一种给生活带来方便的机械产品。

在设计切片机时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；噪声要小；防止污染等。

此外，对有些机器还有一些特殊要求，如建筑机械要便于拆装和搬运、交通机械要重量轻等。

设计土豆切片机时，在满足基本要求的前提下还要满足不伤土豆的口感、漂亮均匀这些特殊要求，以提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。

1.2整体方案的动作分析[4]家用小型土豆切片机要求实现两个执行动作：土豆的直线间歇移动和切刀的往复运动。

通过两者的动作配合从而完成整个切片动作。

在完成切片的同时，还要有一个可调整土豆切片的厚度的装置。

动作分析：切刀直线往复式运动→切刀下切→切刀上升→土豆向前推进图（1-1）土豆切片机的动作图1.3家用小型土豆切片机总体机构方案的设计微调可调挡板上的螺母，使之达到自己所需求的切片厚度；将土豆放入两块挡板之间，土豆在弹簧力的作用下达到被夹紧的状态； 转动手轮带动偏置曲柄滑块机构，切刀向下运动完成对土豆的切片动作。

图（1-2）家用土豆切片机运动简图1.4 切刀部分的设计现在市场上的切片机主要有离心式切片机和圆盘旋转式切片机这两种类型。

离心式切片机的结构简单，生产能力较大，具有良好的通用性，缺点就是不能定向切片，切割阻力大，物料易受到挤压[5]。

因此像这种切片机一般多用于食堂、工厂等一次性需求量比较大的场合。

而圆盘旋转式切片机的结构虽然也比较简单，有很高的生产效率，但它需要专用的刀片，切出来的土豆片有毛刺影响口感，都不太适合普通家庭用户的使用。

我设计的就是一种简单的比较适合普通家庭使用的切片机，主要模仿人们平时切菜时的动作，用一个简单的直线往复式结构来完成切片动作。

切刀执行机构的方案拟定:方案一：采用曲柄滑块机构图（1-3）曲柄滑块机构此连杆机构的优点：运动副均为低副，底副的两运动副元素为面接触，压强较小，可承受较大的载荷，并且有利于润滑，运动副元素的几何形状较简单，便于加工制造[5]； 能由机构本身的几何形状保持接触；连杆上各点的轨迹都是各种形状不同的曲线，其形状还随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到众多形式的连杆曲线，我们可以利用这些曲线来满足不同曲线的设计要求，应用范围比较广泛[7]。

此连杆机构的缺点：连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，传递路线较长，易产生较大的误差累计，使机械效率降低；作变速运动的构件惯性力及惯性力矩难以完全平衡，设计复杂；此机构虽有上下往复运动，但它并没有急回运动特性。

不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性，也不能够很好的缩短空程的时间，影响效率。

故放弃。

方案二：采用几何封闭凸轮机构图(1-4) 几何封闭凸轮机构此凸轮机构的优点[6]：设计简单，适应性强，可以实现从动件的复杂运动规律要求；结构简单紧凑，控制准确有效，运动特性好，实用方便；性能稳定，故障少，维护保养方便。

此几何封闭凸轮机构的缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损；没有急回运动特性，不能够实现切刀下切速度慢而收回速度快的特性。

不能够很好的缩短空程的时间，影响效率；凸轮的轮廓曲线比较复杂，加工困难，成本较高。

方案三：组合机构最初考虑采用曲柄滑块机构，由于该机构具有简单的构造和运动形式，所以成为了首选目标，但是该机构不能实现急回运动，达不到最优运动效果，所以转而考虑其他机构。

在凸轮机构中，用凸轮可以很好的控制刀的运动,实现最优的运动轨迹,可是凸轮的设计和制造比较复杂，造价比较高，且不能传递较大的力,并且凸轮轮廓与从动件之间为点接触、线接触，对零件的磨损非常厉害，故舍弃该方案。

总结了以上两种方案，得出了该机构需要具有急回运动，并要求拥有简单的构造，所以最终定位在了偏置曲柄滑块机构。

该机构构建简单，可承受较大的载荷，并且有利于润滑；运动副元素的几何形状较简单，便于加工制造。