槟榔切片是槟榔加工中的重要工序。由于槟榔外形不规则，沿槟榔对称面进行机械切片的定位难度大，因此目前槟榔生产企业主要依靠人工来完成切片操作。随着市场竞争的加剧和农村剩余劳动力的减少，手工切片已经不能满足规模化生产的要求，研究一种高效率的全自动槟榔切片机成为改造传统产业的迫切需求。本文以槟榔切片为研究对象，开展了槟榔物理特性、槟榔切片力公式推导、槟榔定位原理等研究，在此基础上完成了槟榔切片虚拟样机的设计，论文完成的主要工作如下：1）实验测定了槟榔的基本物理参数，用数理统计方法获得了槟榔的外形尺寸、密度、含水率、抗压强度等参数；建立了槟榔切片的受力模型，推导出槟榔的切片力公式；研究了切片力随切入深度的变化规律；试验测试了刀片参数、滑切角、切片速度等因素对切片力大小的影响。2）针对槟榔不规则体，基于浮力摆正原理，提出了可自动找出槟榔对称面的定位方案，并对摆正的理论装夹误差进行了分析计算。分析了槟榔在液体浮力和重力作用下的摆正过程，设计了一种能将槟榔固定在液面一定区域的装置。通过定位试验对所作分析进行了验证，为槟榔切片机的定位机构设计提供了理论依据。3）完成了槟榔切片机的总体结构设计，包括输送机构、定位机构、切片机构、出料装置等。完成了气动控制系统的设计，包括气动回路设计、气动元器件的计算选型以及控制程序的编制。4）基于Siemens NX8.0的CAD/CAE模块，建立了槟榔切片机的三维模型，对其进行了虚拟装配、干涉检查和仿真分析，初步验证了机构设计的正确性。