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修改 土豆去皮机的结构设计开题报告
文章来源:www.biyezuopin.vip   发布者:毕业作品网站  

毕业论文(设计)开题报告

题目

土豆去皮机的结构设计

题目类别

毕业设计

姓名

专业

班级

学号

一、选题背景及依据(简述国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果(文献综述),选题目的、意义,列出主要参考文献)

(一)选题背景与依据

土豆作为全球重要的粮食作物之一,在食品加工领域具有广泛的应用。传统的土豆去皮方式大多依赖人工操作,这种方式不仅劳动强度大、效率低下,还存在卫生和安全问题。随着科技的不断进步和农业机械化、自动化的发展趋势,研究和设计一款高效、安全、卫生的土豆去皮机显得尤为重要。市场对高品质土豆制品的需求日益增加,传统的人工去皮方式已无法满足高效生产的需求。机械化、自动化技术的发展为土豆去皮机的设计提供了技术支撑,能够实现更高效、更安全的去皮过程。同时,设计一款节能高效的土豆去皮机,符合可持续发展的绿色制造趋势,能够减少能源消耗和环境污染。

提出本选题的理由如下:

市场需求:市场对高品质土豆制品的需求不断增加,要求更高效、更卫生的生产方式。

技术升级:随着机械化、自动化技术的快速发展,为土豆去皮机的设计提供了强有力的技术保障。

节能减排:符合绿色制造和可持续发展的理念,有助于减少能源消耗和环境污染。

该选题的研究意义在于:

提升效率:通过优化机械结构,可以显著提升土豆去皮效率,降低劳动强度,满足市场对高效生产的需求。

保持品质:确保土豆去皮过程快速且能保持土豆的完整形态与营养价值,满足市场对高品质土豆制品的严格要求。

拓宽应用:注重设备的灵活性与适应性,使其能够处理不同规格与种类的土豆,提升设备的通用性和市场竞争力。

推动产业升级:通过技术创新与优化设计,推动土豆加工行业的技术进步与产业升级,促进整个产业链的可持续发展。

(二)国内外研究现状

1、国内研究现状

近年来,国内对土豆去皮机的研究取得了长足的进展,这得益于农业机械化与自动化的快速发展。市场上的土豆去皮机种类繁多,各具特色,包括旋转式、摩擦式、滚筒式等多种类型,这些设备在提高去皮效率方面发挥了重要作用。然而,在实际应用中,仍存在一些亟待解决的问题,如去皮效果不均、能耗较高、设备维护困难以及智能化水平不高等。

黄键裕(2018)在其博士论文中,深入探讨了马铃薯机械式去皮机的关键结构优化设计与试验,通过改进传动系统和刀片结构,显著提高了去皮效率和去皮质量。该研究还关注了设备在实际应用中的稳定性和耐用性,为土豆去皮机的进一步优化提供了重要参考。

孟庆书等(2018)则对马铃薯连续机械式去皮机进行了全面的优化与试验,通过优化设备布局和操作流程,有效降低了能耗和操作人员的工作强度。该研究还提出了一种新型的去皮质量评估方法,为土豆去皮机的性能评估提供了科学依据。

此外,国内学者还在土豆去皮机的智能化方面进行了积极探索,如引入机器视觉技术实现土豆大小和形状的自动识别,以提高去皮精度和效率。然而,这些研究仍处于起步阶段,需要在实际应用中进一步验证和完善。

文献综述:

当前,国内土豆去皮机的研究主要集中在提高去皮效率、降低能耗、优化设备结构以及提升智能化水平等方面。尽管取得了一定的研究成果,但仍然存在一些技术瓶颈和挑战。权威文献对土豆去皮机的设计原理、工作原理、性能评估等方面进行了深入探讨,为后续研究提供了坚实的理论基础和实验依据。

2、国外研究现状

相较于国内,国外在土豆去皮机的研究方面起步较早,技术相对成熟。国外土豆去皮机通常采用先进的自动化技术、智能化控制系统和高效的传动系统,能够实现高效、精准的去皮过程。这些设备不仅提高了去皮效率和质量,还降低了能耗和噪音污染。

Zhao S, Wang S, Ding H等(2023)在研究中提出了一种基于红外技术的土豆去皮方法,并建立了相应的热传递模型。该研究通过模拟和实验验证了红外去皮技术的可行性和有效性,为土豆去皮机的技术创新提供了新的思路和方法。

国外学者还在土豆去皮机的智能化和自动化方面进行了深入研究,如引入人工智能算法实现去皮过程的自适应控制和优化。这些研究不仅提高了土豆去皮机的智能化水平,还为其他农产品的机械化加工提供了有益的借鉴和启示。

此外,国外研究者还关注了土豆去皮机在环保和可持续发展方面的应用,如采用可再生材料和节能技术降低设备对环境的负面影响。这些研究为土豆去皮机的绿色制造和可持续发展提供了重要支持。

文献综述:

国外土豆去皮机在自动化技术、智能化控制系统和传动系统等方面具有显著优势。这些优势不仅体现在提高去皮效率和质量方面,还体现在降低能耗、噪音污染以及提升设备智能化水平等方面。国外研究者通过引入新技术、新材料和新工艺,不断推动土豆去皮机技术的创新和发展。这些研究为国内土豆去皮机的研究提供了有益的启示和借鉴,有助于推动国内土豆去皮机技术的进一步提升和发展。

总结:

综上所述,国内外在土豆去皮机的研究方面均取得了一定的成果,但仍存在一些问题和挑战。国内研究主要集中在提高去皮效率、降低能耗、优化设备结构以及提升智能化水平等方面;而国外研究则更注重自动化、智能化和高效传动系统的应用,以及环保和可持续发展方面的考虑。未来,国内外研究者可以进一步加强合作与交流,共同推动土豆去皮机技术的创新与发展,以满足市场对高品质土豆制品的严格要求和可持续发展的绿色制造趋势。同时,通过深入分析和总结已有研究成果,可以为后续研究提供有益的参考和借鉴。

(四)参考文献

[1] 黄键裕.马铃薯机械式去皮关键结构优化设计与试验研究[D].仲恺农业工程学院,2018.

[2] 陵军成,孙小娟.祁连圆柏种子去皮机[J].林业机械与木工设备, 2023, 51(2):3.

[3] 王志龙,郑伟,刘世豪.芒果削皮榨汁一体机结构设计与分析[J].食品工业, 2021, 42(4):4.

[4] 韦进文,阮士倡,韦昌德.砂糖橘高压空气去皮机设计[J].湖北农机化, 2021(6):2.DOI:10.3969/j.issn.1009-1440.2021.06.064.

[5] 孟庆书,朱立学,黄键裕,等.马铃薯连续机械式去皮机优化与试验[J].农业工程, 2018, 8(2):7.DOI:CNKI:SUN:NYGE.0.2018-02-033.

[6] 徐朋飞.大蒜脱皮成泥一体机的设计[J].设备管理与维修, 2021, 000(007):124-125.

[7] 陈亚欣.莲藕仿形去皮机设计与试验研究[D].华中农业大学,2023.

[8] 任成程,张辉,潘爱琼.一种可调式智能菠萝去皮机的设计[J].数字农业与智能农机, 2024(4):10-13.

[9] 吴有明,莫名韶.一种芒果削皮机的设计[J].装备制造技术, 2018(9):4.DOI:CNKI:SUN:GXJX.0.2018-09-013.

[10] 郝秋菊,王槊,薛忠,等.基于有限元分析的木薯削皮机夹持机构设计[J].中国农机化学报, 2020, 41(8):5.DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2020.08.013.

[11] 孙德泉,李彩霞,房渤涛,等.一款新型菠萝去皮机设计[J].中国科技信息, 2021(13):2.

[12] 郭洲.组合式荸荠去皮机设计与试验[D].华中农业大学,2020.

[13] 李笑梅,艾月,刘宜家,等.马铃薯去皮机设计[J].农机使用与维修, 2019(12):1.DOI:10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.004.

[14] 徐正,江勇,史俊杰,等.小型菠萝去皮机的设计[J].科技视界, 2019(36):2.DOI:CNKI:SUN:KJSJ.0.2019-36-008.

[15] 匡焱.一种板栗剥壳去皮机的创新设计[J].黄冈职业技术学院学报, 2023, 25(2):97-99.

[16] 农业工程与信息技术(渔业机械化).鱿鱼剖切装置的结构设计与设备研发[D]. 2023.

[17] 孙臣臣.组合式大蒜去皮装置的设计与试验[D].河南科技大学,2023.

[18]  Zhao S , Wang S , Ding H ,et al.Heat transfer modelling for novel infrared peeling of potato[J].Journal of Food Engineering, 2023.DOI:10.1016/j.jfoodeng.2023.111631.

[19]  Raters M , Strohmaier R , Heckel F .Glycoalkaloid transformation during potato crisps production? Method validation and industrial trial[J].European food research and technology =: Zeitschrift fur Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung. A, 2024, 250(5):1341-1351.

[20]  Haverkort A J , Linnemann A R , Struik P C ,et al.On Processing Potato: 1. Survey of the Ontology, History and Participating Actors[J].Potato Research, 2023.DOI:10.1007/s11540-022-09562-z.

二、主要研究(设计)内容、研究(设计)思想及工作方法或工作流程

1、研究内容

主要研究(设计)内容:

本课题主要致力于设计一款高效、安全、卫生的土豆去皮机,以解决传统土豆去皮方式劳动强度大、效率低下以及卫生和安全问题。具体研究内容涵盖以下几个方面:

土豆去皮机原理分析:深入了解现有土豆去皮机的工作原理,对比各种去皮方式(如机械摩擦去皮、高压水流去皮等)的优缺点,为设计提供理论基础。

结构总体方案设计:基于土豆去皮机的功能需求,设计合理的结构总体方案,包括进料系统、去皮系统、出料系统以及传动系统等关键部分。

传动系统设计:根据土豆去皮需求机的和工作功率特性,选择合适的电机和传动机构,设计高效、稳定的传动系统。

关键零部件校核:对土豆去皮机中的关键零部件(如去皮滚筒、传动轴等)进行必要的强度和刚度校核,确保设备的可靠性和安全性。

三维模型与二维图纸绘制:利用CAD软件建立土豆去皮机的三维模型,并根据毕业设计要求输出二维装配图和零件图。

人性化设计与节能减排:考虑操作人员的舒适性和安全性,设计直观易懂的操作界面和合理的控制面板布局。同时,采用高效节能的电机和传动系统,降低能源消耗,并结合易于清洁与维护的结构设计,减少水资源和清洗剂的消耗。

论文的大体框架(主要内容):

1前言

2  土豆去皮机工作原理

2.1  去皮清理的原理

2.2  去皮设备

3.轴的设计

3.1  轴的材料

3.2  轴的强度计算

3.3  轴的结构尺寸初步确定

4.滚动轴承的设计

4.1  滚动轴承类型的选择

4.2  滚动轴承部件的组合设计

5  电动机的选择

6  齿轮的结构设计

6.1.齿轮材料及热处理

6.2.齿轮相关参数的初步确定

6.3.校核齿轮强度

7  圆筒的结构设计

8  轴承座的结构设计

9圆盘的结构设计

结论

参 考 文 献

2、研究思路

研究(设计)思想及工作方法或工作流程:

本课题的研究思想是以市场需求为导向,结合现代机械设计理念,设计一款高效、安全、卫生的土豆去皮机。研究方法包括文献研究、实验研究、对比分析等。

文献研究:通过知网、维普、Web of Science等途径查阅相关文献,收集、整理和分析国内外关于土豆去皮机的文献资料,总结前人的研究成果、存在的问题及发展趋势。

需求分析:通过市场调研和实地考察,了解用户对土豆去皮机的功能需求和使用习惯,为设计提供依据。

方案设计:基于功能需求和市场调研结果,设计合理的结构总体方案和传动系统。

模型建立与仿真:利用CAD软件建立土豆去皮机的三维模型,并进行仿真分析,验证设计的合理性和可行性。

实验验证:制作样机进行实际测试,评估设备的去皮效率、能耗和安全性等指标。

优化设计:根据实验结果反馈,对设计方案进行优化和改进。

撰写论文:整理研究成果,撰写毕业设计说明书。

3、研究方法

论文中具体采用的研究方法:

文献研究法:通过知网、维普、Web of Science等途径查阅土豆去皮机及相关领域的文献资料,收集、整理和分析国内外的研究现状和发展趋势。总结前人的研究成果,明确本课题的研究目的、意义及创新点。

实验研究法:制作土豆去皮机的样机,进行实际测试。通过对比实验数据,评估设备的去皮效率、能耗和安全性等指标,为优化设计提供依据。

对比分析法:对现有的土豆去皮机进行对比分析,总结其优缺点。结合市场需求和用户反馈,提出改进方案和创新点。

仿真分析法:利用CAD软件进行三维建模和仿真分析,验证设计的合理性和可行性。通过仿真结果反馈,对设计方案进行优化和改进。

以上研究方法分别运用在文献综述、方案设计、实验验证和优化设计等部分中。

4、研究流程

(1)对现有土豆去皮机的方式进行深入调研与分析,总结其优缺点,为新型土豆去皮机的设计提供理论基础。

(2)根据实际需求,设计出合理的土豆去皮机结构总体方案,包括去皮机构的选型、传动系统的设计以及整机的布局等。

(3)完成土豆去皮机的传动系统设计,包括电机的选择、传动比的计算以及传动件的设计等,确保传动系统的稳定性和高效性。

(4)对土豆去皮机的关键零部件进行必要的校核计算,如受力分析、强度校核等,确保设备的安全性和可靠性。

(5)利用三维建模软件绘制出土豆去皮机的三维模型,并根据毕业设计的要求制作出二维工程图纸,包括装配图和零件图等。

(6)结合人机工程学原理,对设备的操作界面、控制面板布局等进行优化设计,提升用户体验与操作便捷性。

2、研究思路

第一阶段:文献调研与资料收集

收集国内外关于土豆去皮机的相关资料和文献,了解当前的研究现状和发展趋势。

对收集到的资料进行整理和分析,提取出有价值的信息和观点,为后续的设计工作提供理论支持。

第二阶段:方案设计

根据调研结果和实际需求,提出土豆去皮机的初步设计方案。

对方案进行反复论证和优化,确保方案的科学性和可行性。

第三阶段:详细设计与计算

完成土豆去皮机的详细结构设计,包括各个零部件的尺寸、形状和材料选择等。

对关键零部件进行受力分析和强度校核,确保设备的安全性和可靠性。

第四阶段:三维建模与二维图纸绘制

利用三维建模软件绘制出土豆去皮机的三维模型,并进行虚拟装配和仿真分析。

根据三维模型制作出二维工程图纸,包括装配图和零件图等,为后续的生产制造提供技术支持。

三、毕业论文(设计)工作进度安排

2024年9月1日至2024年9月29日:

收集相关文献,查阅资料,了解土豆去皮机的现状和发展趋势;

初步确定研究方向和设计目标,撰写开题报告和任务书的初步框架。

2024年9月30日至2024年10月7日:

完善开题报告和任务书内容,明确设计目标和要解决的关键问题;

进行课题的调查研究,分析现有土豆去皮机的优缺点,为设计提供理论基础。

2024年10月8日至2024年10月12日:

与指导教师沟通,确定任务书的最终内容,并提交审核;

接受任务,正式开始设计工作,制定详细的工作计划。

2024年10月13日至2024年10月28日:

深入研究土豆去皮机的原理和结构,制定结构设计方案;

完成初步的总体方案设计,包括去皮机构的选型和传动系统的设计思路。

2024年10月29日至2024年11月30日:

根据总体方案设计,进行详细的结构设计,绘制关键零部件的草图;

对关键零部件进行必要的校核计算,确保设计的合理性和可靠性。

2024年12月1日至2024年12月28日:

利用三维建模软件,建立土豆去皮机的三维模型,进行虚拟装配和调试;

根据三维模型,输出二维装配图和零件图,准备图纸总图幅约2.5个A0。

2024年12月29日至2025年1月31日:

对设计进行系统的性能测试与分析,包括去皮效率、能耗、稳定性等方面的测试;

根据测试结果,对设计进行优化和改进,确保设备满足设计要求。

2025年2月1日至2025年3月31日:

撰写毕业设计论文,包括引言、研究背景、设计目标、设计方案、性能测试与分析、结论等部分;

整理参考文献,确保参考文献数量不少于20篇,其中学术期刊类文献不少于10篇,外文文献不少于3篇,近3年的文献不少于6篇。

2025年4月1日至2025年4月9日:

提交毕业设计论文和图纸给指导教师审阅,根据审阅意见进行修改和完善;

准备答辩材料,包括PPT、答辩稿等。

2025年4月10日至2025年5月10日:

参加毕业设计答辩,展示设计成果和论文内容;

根据答辩委员会的意见和建议,进行最后的修改和完善。

指 导

教 师

意 见

学生对毕业论文任务和要求的理解程度,研究的目的意义是否明确,采用的设计方法的可行性,设计的技术路线的合理性,难易程度分析,时间进度安排,文献综述撰写情况综合评价(包括:文献阅读情况、格式及书写规范等),最后给出是否同意开题的结论。(不少于100字)

指导教师签名:

年   月    日

学 院

毕 业

论 文

工 作

小 组

审 核

意 见

负责人签名:

年    月    日

备注:题目类别分为:毕业论文、毕业设计。

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