“爱七”切菜机设计说明书

学校： 福州大学

专业： 机械系材料成型及控制工程

设计者：

指导老师：

日期： 2012-4-10

“爱七”切菜机设计说明书

设计者：

指导教师：

（福州大学机械学院）

作品内容简介

这款多功能切菜机，摒弃了传统切菜机采用旋叶式切断的方式，采用可调式刀片，一次完成切菜动作，避免了连续提刀的动作。一组刀片可根据不同的切菜需要调整刀距，方便快捷。实乃家庭主妇之必备秘密武器。

除了能够切青菜、萝卜，它还能够方便的切水果、切糕点，实现一机多用，方便快捷。在切菜过程中也无使用传统刀具时的切伤威胁，做到安全快速，让小孩子也能使用。

在换掉平行刀架后可以换上一组圆弧形的刀架，实现另一种形状的切割。菜机采 用手动式操作，一次完成切菜节约了时间，可调式刀距提供了不同的切菜需要，手摇式切菜更加安全。

1、研制背景及意义

现如今，随着我过经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，生活节奏也越来越快，人们也越来越追求更高效的生活。对于大部分的家庭来说，洗衣做饭之类的家庭工作，人们都希望通过机器来代替。在当今社会中，除非是经常下厨的家庭主妇，一般人对于切菜和切水果并不擅长。而市场上的一些切菜机并不适合家庭运用。

而本作品是针对家庭厨房特别设计的切菜机，操作简单，即使是完全不会切菜的人群，也能快速切出满意的效果，并且由于不需要手频繁移动，因此切菜机更加安全。及时是小孩也可以操作。因此本作品解决了现代都市人的切菜问题，及快速效率又安全简单，将拥有广阔的市场需求。

二、设计方案

本创新作品所要解决的主要技术问题在于克服现有切菜局限，提供一种能一次性完成切菜，并且能通过调刀机构实现刀距的控制。另外，通过切菜机刀具的转换，以及其他机构。使切菜机不仅局限与切普通蔬菜，还可以对苹果之类的水果进行刨切。从而使多功能切菜机能能够在家庭使用中，提供更加全面，安全，简单的功效。

多功能切菜机主要由三部分结构：调刀部分、支架部分、语音提示部分。

整体3D装配图：

调刀部分：如图2所示，调刀部分主要包括端盖上方的齿轮齿条机构，中间的刀具导槽（导槽内有带动刀具移动的滑块）和类似铁拉门的菱形机构。通过转动齿轮带动齿条前后移动，齿条则与菱形机构焊死，使得菱形机构左右拉伸，从而带动滑块在导槽内移动，起到调节刀具的作用。

图2

支架机构：如图3所示，支架机构主要由2个部分组成，上方的顶板和下方的导柱部分。上方的顶板安装压杠和齿轮齿条。下方的导柱上套有刀具导槽。通过压杆向下施力。顶板带动导槽在导柱上运行。而成起到切菜的功能。

图3

语音提示部分：如图4所示，主要的51单片机和红外线传感器。红外线通过感应，在特定的程序下，通过小喇叭发出语音提示，从而知道操作人员进行操作。

图4

3、理论设计计算

弹簧设计计算

1、弹簧得选择

考虑到弹簧得受力问题，选择硅锰弹簧钢60SiMn，查[5]P390， =800MPa，[]=1000MPa，考虑到碰撞时摩擦及传递力过程中的机械损失，取f=0.8，g=10m/，m=70kg

为保证力的稳定，取2个弹簧， =280N，取=600N

2、查[5] 取旋绕比C=6，由P396 16-4式

K= （2-1）

根据[5]P398 16-10式

弹簧线径 ， 取

取弹簧中径D=28mm，，代入2-1式得K=1.25

所以 取弹簧线径d=5mm

3、根据刚度条件计算弹簧圈数n

取

查[5]P398 16-9式

弹簧刚度

查[5]P390 表16-2 切变模量 G=80000MPa

取n=32

5.6

4、验算极限工作应力

查[5]P390 表6-2

605.35N>600N

所以合格。

四、工作原理及性能分析

图5 切菜机整体照

1、工作原理

我们利用导柱与导套的机构，通过施力在上方的压杆，从而使安装在中间的刀具完成上下的运动，完成切菜的功能。利用齿轮齿条带动菱形机构的伸长与缩短，完成刀具之间距离的调整。利用51单片机与红外线感应器，实现了语音智能提示操作的功能。

2、性能分析

产品在完成以后能够较好的完成切菜功能。切菜流畅，调节刀距方便简洁，语音提示清楚明白，切出来的蔬菜达到令人满意的效果。整体产品体积不大，占用空间小，结构简单，机构巧妙，操作灵通，人性化设计，稳定性好。

但是，由于整体机构为纯机械式，存在整体质量有些沉重的问题，若通过改变材料，可以很好的解决。

五、特色和创新之处

1、实现了一次完成切菜的功能

传统的切菜机主要的通过刀具的反复运动实现切菜功能，而多功能切菜机通过安装的七把刀具，实现了一次下压就可以完成切菜的功能。更加快速高效，避免了人工切菜时反复切菜产生的安全问题。

2、实现调节刀距的功能。

多功能切菜机通过控制齿条齿轮的运动，从而带动镶有刀具的滑块运动，最后实现调节刀距的功能。这样就可以根据不同需要调节刀距，更加人性化和方便。

3、语音提醒功能。

本作品为了更加人性化，使初次操作的人员更好的操作本作品。特别设计了语音提示操作功能。通过51单片机和红外线感应器，在特别编译的程序下，喇叭提示操作者完成各种操作。

六、参考文献

[1] 濮良贵，纪名刚 《机械设计（第八版）》　高等教育出版社

[2] 任济生，马克新《机械设计（机械设计基础）课程设计》　中国矿业大学出版社

[3] 孙恒， 陈作模，葛文杰《机械原理》 高等教育出版社

[4] 吴宗泽，罗圣国《机械设计课程设计手册》 高等教育出版社

[5] 龚桂义 《机械设计课程设计指导书》 高等教育出版社

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