第1章绪论1.1课题背景20世纪以来，我国食品工业较改革开放初期有了很大的发展，人民生活有了很大的改善，日益对食品加工和食品包装提出了更高的要求。
发展食品工业的基础便是食品机械。
不断地研制各种类型的食品机械来促进食品工业的发展，以满足不断提高的人民物质和文化生活的需要，使人们从繁重的家务劳动中解放出来，而以更充裕的时间投入到工作中去。
因此研制先进的食品机械，使食品加工迅速地实现机械化和自动化是社会发展必然趋势。
随着经济的发展,人们物质生活水平的不断提高,人们的饮食习惯逐步向方便,快捷,营养化发展，在蔬菜的加工方面出现了净菜半成品菜，受到广大人民群众的欢迎。
随之而来，半成品菜的加工成为难题。
虽然中国劳动力低廉，但手工切出的制品不卫生，规格尺寸不均，破损量大，成本相对较高。
食品加工机械的动力部分是电动机。
它们可以代替人们的手工劳动或作为其补充。
它们均服务于各种菜肴食料的准备与制作，或者服务于与此相同的其他辅助性工作。
食品加工机械有一个动力部分，一个与其固定在一起或者根据操作的需要可以拆卸的工作部分与若有此必要的附配件所组成。
食品加工机械的种类有很多,可分为:搅拌及揉合设备,搅合机具,切削器具,切片器具,榨汁机,咖啡机,搅肉机,制糜机,开罐头机等等。
多功能、高生产率的食品切菜机，它代表了食品机械发展进入一个新的历史时期。
因为它可以广泛地应用到食品加工厂、菜市场、果品厂、酱菜厂、厂矿、机关、学校、旅店食堂等等。
目前，国生产切菜机的厂家不多，现在我国的食品机械行业的主要机器型号有JY-Q550型多功能切菜机,PQT-580型多功能切菜机（整机（无级）：1200×700×300MM,外形尺寸：送料槽：长×宽=1000×140MM）；CHD40型推杆式切菜机QD-DLC2智能型蔬菜切割机；QCJ-Ⅰ型多功能切菜机TW-801A多功能切菜机,机器尺寸：1160（L）×530（W）×1000（H）(mm)机器重量：135KG切割尺寸1-60mm(叶菜部)产量：300-100kg/HR电源：220V单相马力：3/4HP皮带宽：120mm；DQ180A、DQ180B多功能切菜机；CHD40型料斗式多功能切菜机；作为EMURA的主力产品,其最新推出的多功能切菜机ECD-202型,CHQC-100DI型多功能切菜机规格470×410×620mm符合Q/WHS02-2001技术条件要求；JW-301型切菜机，技术参数：电压/频率：230-240V/50-60HZ 功率：35W 重量：2kg 线长:1.8m 尺寸：120×342×210(mm) 大箱尺寸:445×420×490(mm)等，模拟手工切菜机为多。
这些厂家生产的切菜机的主要不足是功能少和生产率低，因此设计多功能的高效率的多用切菜机是十分必要的。
本文介绍了一种可以切蔬菜，肉类等多种食品的多功能切菜机，而且生产率很高，尤其适合大型的饮食行业的使用。
1.2目的和意义中国多用切菜机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。
就目前形式来看，我国的食品机械发展前景十分广阔，究其主要原因是我国人民消费的食品大多是来自农业的未加工食品，每年因缺乏必要的食品加工机械使食品资源不能直接加工、贮藏、保鲜而造成的损失高达几十亿元，未能深加工综合利用而造成的资源浪费损失更高，因此我国食品机械具有广阔的市场前景。
我国食品机械制造业的产品，能跟上国际先进水平的不少，但真正具有自主知识产权、具有技术创新的产品却是甚少。
这里所说的“跟"字，是“跟进"甚至是仿制，而创新极少。
所以，我国食品机械制造企业要从创新的角度，从自主知识产权的高度来开发新产品，开发出具有国际一流水平的先进设备，这样，才能真正实现国产食品机械制造业的提档升级。
1.3本文主要容本设计主要是将日本生产的ES-2型切菜机进行消化、吸收，并使之国产化；然后，本文对多功能切菜机的主要机械部分的设计计算进行说明，例如无级变速器传动、斜齿轮传动、蜗杆传动、链传动，轴的设计计算及轴承选用和计算及寿命校核等。
另外，本文还提供一些重要零件的结构图和一些原理图，使读者更易理解本设计的工作原理。
1.4预期结果通过设计出一定刀刃曲线在物料直线进给的条件下，刀具不仅对物料有切的作用而且还同时具有割的作用，因此，是具有模拟人手切片的作用。
此外，尚设计出不同机构圆盘刀具，可以一次切出所需的不同形状的物料（条、丝、丁等）。
并可以通过单刀双刀的转换改变加工尺寸围，通过改变不同形状的刀具，可以切削软硬程度不同的物料。
使用方便、快捷。
第2章方案设计论证2.1 切菜机的原理和应用分析2.1.1切片运动形式的选择食品机械的特点之一就是工作的执行机构模拟人手的动作实现其功能，以保证制出的食品具有良好的形状，保持原来的食品味道和颜色及质量。
性能良好的多功能切菜机的切片运动形式当然也应该是模拟人手动作的。
目前，国外的切菜机的切片运动形式主要有两种：（）刀具回转和物料直线进给式；（）刀具作直线往复运动和物料作直线进给式。
1.切片功能比较对于刀具回转的刀片：通过设计出一定刀刃曲线在物料直线进给的条件下，刀具不仅对物料具有切的作用而且同时还具有割的作用，因此，是具有模拟人手工切片的动作。
从而使刀具对物料的挤压力小，对物料损伤小，可以保持其水分，且切片形状规则，因而切片质量好。
此外，尚可以设计不同机构的圆盘刀具，可以一次切出所需的不同形状的物料（条、丝、块、丁等）。
对于刀具作直线往复运动，其刀片刃口为一直线，刀具简单。
但刀具对物料挤压力大，对物料损伤大，水分损失多，切片质量差。
2.实现刀具运动的机构比较实现刀具回转运动的机构比较简单，传动平稳，传动元件不易磨损，机器寿命长。
实现刀具直线往复运动必须采用曲柄连杆滑块机构或凸轮。
相对而言机构较复杂、有冲击、振动大、传动元件易磨损，机器寿命低。
3.生产率比较刀具回转和物料直线进给式，由于无冲击、振动小，可以高速切片，因而生产率高。
刀具直线往复运动和物料直线进给式，由于运动中有冲击、振动大，切片速度提高受到限制，所以生产率低。
由于上面分析比较可以得出如下结论：刀具作回转运动切片时，切片质量好，生产率高，切形多样化（可通过不同种类的圆盘刀具来实现）代表了切菜机的发展方向，所以本设计仍然采用刀具回转的切片运动形式。
2.1.2 切菜机技术条件多功能切菜机属于食品机械，其设计应符合《中华人民国商业部部标准——切菜机技术条件》。
其中1.设计、制造技术要求()切菜机应把传动部件与切制菜料的工作部分严格隔开。
()应有安全装置和措施。
()手动进料应有限位措施，并与机动进料间应有互锁装置。
()旋转刀具及旋转拨盘与设有铰链构件的防护罩间必须有互锁装置。
2.性能要求：()成型菜料应形状规整，均匀，稳定。
()切制成型菜料应表面平整，棱角清晰，被切割表面不得有明显的撕裂纤维痕迹。
()在进料，切割，出料的过程中，菜料应顺利通畅，不得有诸塞现象。
()整机应运动平稳，不允许有异常音响，发热，冲击，卡死，漏油等现象。
2.2 多功能切菜机方案确定2.2.1传动方案设计经过分析研究，把分离传动机构改进为整体传动的机构形式（把变速变换齿轮也布置在传动箱），使其机器的宽度方向尺寸减少到700mm，且刀具中心基本上位于宽度尺寸的中心，增加了机器的美观。
2.2.2 传动方案选择本机拟采用同步带传动、齿轮传动、蜗杆传动、链传动等传动方式。
其特点如下：1.带传动是挠性传动的一种。
带传动的主要特点：传动带具有弹性和挠性，可吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小；当过载时，传动带与带轮间可发生相对滑动而不损伤其它零件，起保护作用；适合于主、从动轴间中心距较大的传动；结构简单，制造、安装和维护都较方便；由于有弹性滑动存在，故不能保证准确的传动比；结构尺寸较大，效率较低，寿命较短；由于需要施加紧力，所以会产生较大的压轴力，使轴和轴承受力较大。
同步带传动是通过带齿与轮齿的啮合传递运动和动力。
与摩擦型带轮相比，同步带传动兼有带传动、链传动和齿轮传动的一些特点。
具有传动比准确、效率高、传动平稳、噪音低、使用寿命长、中心距允许围大、轴上压力小、能承受一定冲击、不需润滑、较其它带传动结构紧凑等优点。
应用较广的同步带齿形有梯形齿和圆弧齿两大类。
2.齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种形式。
瞬时传动比恒定、传动效率可高达98％～99％、工作可靠、使用寿命长、结构紧凑、适用围大，可从小于1kW 到数万kW，但不宜用于轴间距过大的传动。
3.链传动由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的链所组成，用链作中间挠性件，通过链和链轮的啮合来传递运动和动力。
链传动应用广泛，按用途分可分为传动链、输送链和曳引链三种。
链传动是啮合传动，链轮轮齿有特定的齿形（是非共轭齿廓），可以保证链节和链轮正常的啮合，即可保证平均传动比为定值，又可象带传动那样有中间元件（链）实现中心距较大的传动，压轴力还不大；而且它工作时为多齿同时啮合，载荷渐依次分布于这些齿上，所以可传递较大的功率，最大可达数千kW；它传动效率较高，一般可达96％～97％，经济可靠。
它的主要缺点是瞬时链速度和瞬时传动比不是常数，传动中有一定的动载荷和冲击，噪声较大，不能用于高速。
因此，链传动常用于两轴中心距较大、要求平均传动比不变但对瞬时传动比要求不严格的两轴或多轴传动，它还能在低速、重载、工作环境恶劣和较高温度的情况下较好地工作，目前常用于在100kW以、链速在12～15m/s以、传动比在8以的农业机械、轻化工机械、起重运输机械、各种车辆各采矿机械的传动中。
4.蜗杆传动的单级传动比大，结构紧凑。
传动比围在8～80之间。
传动平稳，无噪音。
可以实现自锁，但传动效率较低，蜗轮制造成本较高。
综上所述，本设计刀具的传动要求平稳，采用斜齿轮传动。
输送带的传动因速度较低，经同步带无级变速后，由蜗轮蜗杆，齿轮传动，链轮传动达到要求的速度。
本设计的多功能切菜机的传动原理图如图2.1。
（见下页）电机ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ电机图2.1 传动原理图2.2.3 总体布局本机主要分为：电机箱部件，传动箱部件，料槽部件，输送带部件，出料口部件，刀盘部件。
现将本切菜机的主要部件说明如下：1.传动箱部件传动箱部件主要起传动动力和减速作用。
它分为二条传动路线。
其一是从电机通过无级变速机构经过斜齿轮副把回转运动传给刀具。