晏 娟 羅錦潔

（1.重慶三峽學院機械工程學院 404000 2.重慶三峽學院重慶市輕合金材料與加工工程技術研究中心 404000）

隨著人們生活水平的提高，對食品的要求也逐漸提高。對生活中廣泛被食用的食品進行打磨粉碎處理后，使其表面積增加，人體對營養(yǎng)物質的吸收更加充分。目前，家用食品粉碎機種類繁多。但是簡易小型食品粉粹機更加實用方便。家用食品粉碎機機械結構主要是由機座、機罩、刀具蓋、刀具、料杯等組成。主要部分為電動通過聯(lián)軸器帶動料杯里面的刀片轉動，對食物進行粉碎。[1]本文將對其刀片進行設計及有限元強度校核。

1 刀具的設計

生活中的食品多種多樣，為了滿足人們不同的需要與粉碎要求，設計了十字刀具，主要用來粉碎豆制品，還可以榨果汁，使食物被粉碎的更加徹底。

粉碎機刀片的各主要幾何參數(shù)進行設計：

ρ應該滿足條件：r≤ρ≤R

V—刀片刃部任一點的線速度m/s；n—刀片的旋轉速度r/min；ρ-刀片刃部任一點至旋轉中心的距離mm；r一刀刃起始點半徑mm；R一刀刃終止點半徑mm。

粉碎食品時，刀具作旋轉運動，粉碎的線速度一般在10-45m/min之間，因此可估算出刀刃的起止位置，即刃的起點半徑r和終點半徑R。

刀片額定旋轉速度為n=11000r/min

由公式：

當ρ最小時，ρ=R，即V取最小值10m/min時：

當ρ最大時，ρ=R，即V取最大值45m/min時：

所以估值：r=9mm，R=40mm。

2 有限元應力分析

通過SolidWorks進行有限元分析時，一般按照以下步驟：創(chuàng)建算例、應用材料、添加約束、施加載荷、劃分網(wǎng)格、運行分析和分析結果。[3]

十字刀具運行結果如圖所示：

圖1 十字刀具滿載工況的應力圖解

圖2 十字刀具滿載工況的位移圖解

3 結論

小型家用食品粉粹機整體結構比較簡單，采用電機通過聯(lián)軸器帶動料杯里面的刀片轉動，對食物進行粉碎。本文對刀片進行了尺寸設計，采用起點半徑r為9mm和終點半徑R為40mm，并對刀具進行了有限元分析，其應力和最大位移分別為1.7Mp，0.87mm，均滿足設計要求。