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編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 題 目： 食品攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 （系）： 應(yīng)用科技學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 李雪梅 學(xué) 號(hào)： 0701120404 指導(dǎo)教師單位： 應(yīng)用科技學(xué)院 姓 名： 李銳鋒 職 稱： 講師 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) 2011 年 6 月 10 日 摘 要 本次設(shè)計(jì)的是食品攪拌機(jī)，這種攪拌機(jī)是我們生活中使用的攪拌機(jī)的其中一種， 攪拌機(jī)在生活中的應(yīng)用相當(dāng)?shù)膹V泛，攪拌水果，奶油，得出的味道爽口，還可以攪拌 蛋糕液，餡料、打蛋及和制面團(tuán)，特別在酒家、飯店、面包屋以及食品廠家等作攪拌 食料，揉和面團(tuán)之用，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)糕點(diǎn)的理想設(shè)備，使我們的生活更加方便。攪拌非 常均勻，生產(chǎn)率高，質(zhì)量好，成本低。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,其主要組成結(jié)構(gòu)包括：攪拌裝置， 攪拌傳動(dòng)系統(tǒng)。它是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪，用聯(lián)軸器連接，經(jīng)過(guò)減速器后通過(guò)四桿 機(jī)構(gòu)攪拌。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是食品攪拌機(jī)的機(jī)架設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、攪拌動(dòng)作的設(shè) 計(jì)、電機(jī)選用，四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)架外型尺寸的確定，各零部件結(jié)構(gòu)的選材、校核， 完成總裝圖和零件圖。 關(guān)鍵詞：食品攪拌機(jī)；聯(lián)軸器；四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)設(shè)計(jì)； Abstract The design of the food mixer, this mixer is a mixer used in our lives in one of mixer applications in life quite extensive, stirring fruit, cream, come to the taste of refreshing, you can stir the cake liquid filling, beat eggs and and made the dough, especially in restaurants, hotels, housing and food manufacturers such as bread for stirring foodstuffs, dough kneading and use, is ideal for production of high quality bakery equipment, make our lives more convenient. Mixing is very uniform, high productivity, good quality and low cost. Compact structure, the structure of its main components are: stirrer, stirring drive. It is driven by the motor pulley, with the coupling connection, after a gear after the mixing through the four-bar linkage. The design of the main design elements are food mixer rack design, transmission design, mixing action design, motor selection, the four-bar linkage design, frame shapes and sizes determine the structure of each component selection, verification, complete the assembly map and part drawing. Keywords:food mixer；coupling； four-bar linkage design；transmission design ； 目 錄 引言 .1 1 食品攪拌機(jī)的工作原理和原理圖 .3 2 食品攪拌機(jī)的用途 .3 3 食品攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù) .4 4 設(shè)計(jì)方案的分析 .4 5 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .4 5.1 曲柄存在的條件.5 5.2 運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算.6 6 電動(dòng)機(jī)選擇 .7 6.1 電動(dòng)機(jī)選用的基本原則.7 7 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .9 7.1 帶傳動(dòng)組成、類型.9 7.1.1 傳動(dòng)帶的組成及工作原理.9 7.1.2 V 帶的類型 .9 7.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇.10 7.2.1 確定計(jì)算功率 Pc.10 7.2.2 確定 V 帶的型號(hào) .11 7.2.3 確定帶輪直徑 21d、 .11 7.2.4 確定帶長(zhǎng) dL及中心距 a0 .12 7.2.5 驗(yàn)算包角 1.13 7.2.6 確定 V 帶的根數(shù) z.14 7.2.7 確定初拉力 F0 .15 7.2.8 計(jì)算帶輪軸所受的壓力 Q.15 7.3 V 帶的截面尺寸 .15 7.4 帶輪的設(shè)計(jì).16 8 減速器的選用 .18 9 軸系零、部件的設(shè)計(jì) .19 9.1 軸的設(shè)計(jì).19 9.2 軸的校核.21 9.3 軸承的選用.23 9.3.1 軸承的型號(hào).23 9.3.2 滾動(dòng)軸承的配合形式.23 9.3.3 滾動(dòng)軸承的軸向定位.23 9.4 聯(lián)軸器的選用.23 9.4.1 選用的聯(lián)軸器型號(hào).23 9.4.2 聯(lián)軸器的配合形式.24 10 攪拌容器的設(shè)計(jì) .24 11 機(jī)架的設(shè)計(jì) .24 11.1 底架的設(shè)計(jì).24 11.1.1.底架的材料選擇 24 11.1.2.底架的大體尺寸 25 11.2 支架的設(shè)計(jì).25 11.3 減速器底架的設(shè)計(jì).25 12 零件的加工工藝規(guī)程 .26 12.1 工藝路線.26 結(jié)論 .28 謝 辭 .30 參考文獻(xiàn) .31 附錄 .31 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 37 頁(yè) 引言 飲食水平是一個(gè)國(guó)家文明程度和人民生活質(zhì)量高低的重要標(biāo)志。食品的質(zhì)量和供 應(yīng)狀況，直接關(guān)系著全民族的體質(zhì)，影響到國(guó)家的政治安定和社會(huì)進(jìn)步。世界上經(jīng)濟(jì) 發(fā)達(dá)的國(guó)家都十分重視發(fā)展食品工業(yè)。中國(guó)食品工業(yè)負(fù)有滿足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文 化生活需要和為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供積累的雙重任務(wù)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。發(fā) 展食品工業(yè)可以加速農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)化調(diào)整，提高農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促進(jìn) 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)。同時(shí)，對(duì)于帶動(dòng)和促進(jìn)飼料工業(yè)、包裝機(jī)械工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、 電子工業(yè)和精細(xì)化學(xué)工業(yè)等相關(guān)行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，適應(yīng)餐飲業(yè)，旅游業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)崛起 的需要，繁榮城鄉(xiāng)市場(chǎng)，擴(kuò)大外貿(mào)出口以及擴(kuò)大勞動(dòng)就業(yè)等都具有十分重要的作用。 80 年代以來(lái)，中央和地方都十分重視食品工業(yè)的發(fā)展，制定了一系列支持食品工業(yè)發(fā) 展的政策。同時(shí)，國(guó)務(wù)院制定了“90 年代中國(guó)食物結(jié)構(gòu)發(fā)展與改革綱要”中國(guó)食品工 業(yè)協(xié)會(huì)制定了“九五中國(guó)食品工業(yè)科技發(fā)展綱要” 。河南省食品工業(yè)經(jīng)過(guò) 20 多年的快 速發(fā)展，各項(xiàng)指標(biāo)已走在中國(guó)的前列，尤其是作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，在調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、 推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，大力發(fā)展食品工業(yè)更是具有重要的意義。因此，在剛剛結(jié)束 的省人代會(huì)上把以畜產(chǎn)品加工、糧油加工、果蔬加工為主體的食品工業(yè)做為第一大支 柱產(chǎn)業(yè)來(lái)培育。目前，中國(guó)食品工業(yè)已初步形成門(mén)類比較齊全、技術(shù)不斷進(jìn)步、產(chǎn)品 日益豐富、運(yùn)銷網(wǎng)絡(luò)通暢的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體系，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中處于重要戰(zhàn)略地位的一大 產(chǎn)業(yè)。年產(chǎn)值 5400 多億元。在中國(guó)各工業(yè)門(mén)類中，產(chǎn)值第一。 由上可知，食品機(jī)械在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位是如此之高。攪拌機(jī)在生活中的應(yīng)用相 當(dāng)?shù)膹V泛，攪拌水果，奶油，得出的味道爽口，還可以攪拌蛋糕液，餡料、打蛋及和 制面團(tuán)，特別在酒家、飯店、面包屋以及食品廠家等作攪拌食料，揉和面團(tuán)之用，是 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)糕點(diǎn)的理想設(shè)備。因此設(shè)計(jì)一個(gè)合理的攪拌機(jī)是非常的必要。 在目前市場(chǎng)上，攪拌機(jī)的種類很多，食品攪拌機(jī)也有各種各樣的。因此，對(duì)一個(gè) 攪拌機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究是很有必要的，同時(shí)也有一定實(shí)踐價(jià)值。從學(xué)習(xí)層面及設(shè)計(jì)手 法上看：使用了 UG 或 PRO/E 等軟件來(lái)完成機(jī)構(gòu)的三維造型，并用軟件對(duì)其機(jī)構(gòu)進(jìn)行模 擬運(yùn)動(dòng)仿真，分析其可行性。這是一種有別于以前靠用做出相應(yīng)的實(shí)物來(lái)驗(yàn)證其可行 性的新設(shè)計(jì)方法。使用運(yùn)動(dòng)仿真的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省了實(shí)驗(yàn)成本、縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間、能輕易 通過(guò)軟件改變一些參數(shù)實(shí)現(xiàn)更多的驗(yàn)證方案、有利于創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)等等。 這是一個(gè)比較綜合性的設(shè)計(jì)課題，自己的經(jīng)驗(yàn)也不足，要想做好該課題，必須要 熟悉的掌握機(jī)械原理、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、機(jī)械制造基 礎(chǔ)、產(chǎn)品造型等方面的一些理論知識(shí)。因此，這也是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一 個(gè)綜合應(yīng)用。通過(guò)做此課題，我將能了解這本科四年來(lái)我對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握的程度，同 時(shí)也是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。這將給我以后走向社會(huì)起到一個(gè)很好的開(kāi)頭作用。 攪拌機(jī)包含的機(jī)構(gòu)及需要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作: 攪拌機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)模仿手的動(dòng)作對(duì)食品作用?？梢詫嚢铏C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為 4 桿機(jī)構(gòu)，實(shí) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) 共 37 頁(yè) 現(xiàn)攪拌頭的曲線運(yùn)動(dòng)。 容器機(jī)構(gòu)：使容器得以不斷有序的循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢詫⑷萜鳈C(jī)構(gòu)看作是一個(gè)圓周運(yùn) 動(dòng)，容器盆下加一塊裝有電機(jī)的支撐板，由帶傳動(dòng)帶動(dòng)容器盆旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 中間機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)構(gòu)與容器盤(pán)機(jī)構(gòu)連接，保證他們相互間的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 37 頁(yè) 1 食品攪拌機(jī)的工作原理和原理圖 通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)減速器減速后，傳力給四桿運(yùn)動(dòng)，連桿上的 E 點(diǎn)作 曲線軌跡和容器繞 Z-Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到均勻攪拌溶液的要求。四桿的運(yùn)動(dòng)是電動(dòng)機(jī)帶 動(dòng)皮帶輪傳力給四桿機(jī)構(gòu)，容器的轉(zhuǎn)動(dòng)直接采用一個(gè)小電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其原理圖 1-1 和框圖 1-2 如下： 圖 1-1 攪拌原理圖 圖 1-2 攪拌機(jī)整體框圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁(yè) 共 37 頁(yè) 2 食品攪拌機(jī)的用途 用于攪拌各種食品，攪拌蛋糕液、餡料、打蛋及和制面團(tuán)，特別在酒家、飯店、 面包屋以及食品廠家等作攪拌食料，揉和面團(tuán)之用。 3 食品攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)盡可能的簡(jiǎn)單，方便使用，成本低，攪拌穩(wěn)定均勻。四桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速的 100r/min,容器的轉(zhuǎn)速為 60r/min。 4 設(shè)計(jì)方案的分析 方案一： 方案二： 方案一，只用一個(gè)電動(dòng)機(jī)，來(lái)帶動(dòng)兩個(gè)部分的傳動(dòng)，省了一個(gè)動(dòng)力源，但使用到 了蝸輪蝸桿，設(shè)計(jì)計(jì)算也較復(fù)雜。 方案二，用到了兩個(gè)電機(jī)，兩個(gè)動(dòng)作的動(dòng)力源不來(lái)自不同的電機(jī)，比方案一多使 用了一個(gè)電機(jī)，但整個(gè)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。 經(jīng)過(guò)比較，本設(shè)計(jì)采用了方案二進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副（如轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副、圓柱副，球面副等）連桿 面成的。在連桿機(jī)構(gòu)中，各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的稱為平 面連桿機(jī)構(gòu)平面四桿機(jī)構(gòu)上構(gòu)成和研究多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)，又是應(yīng)用最廣泛的連桿機(jī)構(gòu)。 連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)動(dòng)副均為低副，由于低副是面接觸，所以壓強(qiáng)小， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁(yè) 共 37 頁(yè) 便于潤(rùn)滑。摩擦輕；機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，且能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的 要求；相對(duì)于空間機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)容易，因而，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、輕 工機(jī)械、汽車(chē)及各種儀表中。連桿機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)鏈各運(yùn)動(dòng)副的制造誤差可能 會(huì)引起機(jī)構(gòu)較大的積累誤差。當(dāng)運(yùn)動(dòng)副摩擦后，運(yùn)動(dòng)副間隙難以補(bǔ)償；由于機(jī)構(gòu)中的 連桿做平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)，其慣性力不易平衡，故連桿機(jī)構(gòu)常用于速度不高的場(chǎng)合。 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式有：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。該食品攪 拌機(jī)攪拌部分使用的是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如圖 AB 為曲柄， CD 為搖桿。 5.1 曲柄存在的條件 如圖 5-1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，AB 為曲柄，DC 為搖桿，AD 作為機(jī)架，BC 作為連桿， 當(dāng)曲柄 AB 作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿 DC 作往復(fù)擺動(dòng)。ADBC 圖 5-1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)AB 3C 34L 21DB4-1L+ 圖 5-2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)軌跡圖 在平面四桿機(jī)構(gòu)中要使桿 AB 能轉(zhuǎn)動(dòng) 360 度，桿 AB 必須順利通過(guò)兩個(gè)關(guān)鍵位置， 既順利通過(guò)圖 5-2 所示 AB3(AB 與 AD 延長(zhǎng)成一直線)和 AB4（AB 與 AD 重合成一直線） 。 根據(jù)圖 5-2 中的幾何關(guān)系，在B3C3D 中有： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁(yè) 共 37 頁(yè) （a）3241L 在B4C4D 中有： 1423 L 或 （b）4231 （c） 式（a）+（b） ，式（c）+(a),式(b)+(c)分別得： 4132L 綜上所述,可以設(shè)定四桿的長(zhǎng)度: ； ； ；m015702350L 。各個(gè)桿的長(zhǎng)寬高均在零件圖紙標(biāo)出。mL640 5.2 運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算 在平面連桿機(jī)構(gòu)中，連架桿曲柄作轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿作擺動(dòng)。連桿作平面運(yùn)動(dòng)。連桿上 各點(diǎn)的軌跡是多種多樣的，軌跡的形狀與連桿機(jī)構(gòu)的類型、尺寸及連桿上點(diǎn)的位置有 關(guān)，生產(chǎn)中可利用連桿上的曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)工藝動(dòng)作。 運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算有很多種方法：解析法、函數(shù)關(guān)系、實(shí)驗(yàn)法、作圖法等。其中作 圖法直觀性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易行；對(duì)于某些設(shè)計(jì)往往比解析法與函數(shù)法方便有效，它是連桿 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種基本方法。但設(shè)計(jì)精度。對(duì)于較復(fù)雜的設(shè)計(jì)要求，圖解法很難解決， 解析法與函數(shù)法精度較高，但計(jì)算量大，目前由于計(jì)算機(jī)及數(shù)值計(jì)算方法的迅速發(fā)展， 解析法已得廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)法通常用于設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)要求比較復(fù)雜的連桿機(jī)構(gòu)，或用于對(duì) 機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。 在本設(shè)計(jì)中，由于自己計(jì)算知識(shí)的有限及本產(chǎn)品的精度求不高。采用了作圖法來(lái) 求運(yùn)動(dòng)的軌跡。如圖 5-3，作出幾個(gè)位置得出它的軌跡位置，再把它的各個(gè)軌跡點(diǎn)連接 救起來(lái)，作出的點(diǎn)也多， 得出的軌跡就越準(zhǔn)確。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 5-3 攪拌軌跡圖 6 電動(dòng)機(jī)選擇 任何機(jī)器都必須要有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，以機(jī)械化生產(chǎn)力標(biāo)志的工業(yè)革命正是源于最早的 機(jī)器動(dòng)力蒸汽機(jī)的發(fā)明。用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器的機(jī)械我們稱之為原動(dòng)機(jī)。在目前常用的 原動(dòng)機(jī)中，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)應(yīng)該廣泛，液壓傳動(dòng)具有重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊，驅(qū)動(dòng) 力大等特點(diǎn)，但考慮到目前國(guó)內(nèi)狀況，液壓馬達(dá)雖然比以前在質(zhì)量上提高了，但價(jià)格 昂貴，用一般的攪拌機(jī)上，成本太高，不經(jīng)濟(jì)，故本設(shè)計(jì)采用了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。傳 動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、減速器來(lái)傳遞。所以本設(shè)計(jì)選用了電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的合理選擇是保證電動(dòng)機(jī)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最要環(huán)節(jié)。電動(dòng)機(jī)的選擇 包括：電動(dòng)機(jī)的額定功率（額定轉(zhuǎn)矩） 、電動(dòng)機(jī)的種類、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、電動(dòng)機(jī)的 額定電壓=電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速等。 6.1 電動(dòng)機(jī)選用的基本原則 通常應(yīng)根據(jù)攪拌的功率和攪拌設(shè)備周?chē)墓ぷ鳝h(huán)境等因素選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，并遵循 以下基本原則： （1） 根據(jù)攪拌調(diào)設(shè)備的負(fù)載性質(zhì)和工藝條件對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)速等的 要求，選擇電動(dòng)機(jī)類型。 （2） 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、 過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，合理選擇電動(dòng)機(jī)容量，并確定冷卻通風(fēng)方式。同時(shí)選定的電 動(dòng)機(jī)型號(hào)和額定功率就滿足攪拌設(shè)備開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)功率增大的要求。 （3） 根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、灰塵、雨水、腐蝕及易燃易爆等，考慮必 要的防護(hù)方式和電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，確定電動(dòng)機(jī)的防爆等級(jí)和防護(hù)等級(jí)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 37 頁(yè) （4） 根據(jù)電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)。 （5） 根據(jù)攪拌設(shè)備的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的性能要求，以及 機(jī)械減速的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的客定轉(zhuǎn)速。 除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，并綜合考慮運(yùn)行可靠性、備品備件通用 性，安裝檢修難易程度、產(chǎn)價(jià)格、運(yùn)行和維修費(fèi)用等因素。 電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇是電動(dòng)機(jī)選擇中的主要內(nèi)容，額定功率選擇小了，電動(dòng)機(jī) 處于過(guò)載下運(yùn)行，發(fā)熱過(guò)在 ，造成電動(dòng)機(jī)損壞或壽命降低，還會(huì)造成啟動(dòng)困難。如果 額定功率選擇過(guò)大，不僅增大投資，而且運(yùn)行的效率和功率因數(shù)都會(huì)降低，不經(jīng)濟(jì)。 因此合理選擇額定功率具有很現(xiàn)實(shí)的意義，正確選擇電動(dòng)機(jī)功率的原則，應(yīng)當(dāng)是在電 動(dòng)機(jī)能勝任生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載、轉(zhuǎn)速要求下，最經(jīng)濟(jì)合理地決定電動(dòng)機(jī)的功率。 電動(dòng)機(jī)的基本類型可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類，交流又分為同步電動(dòng) 機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。它們的應(yīng)用特點(diǎn)如下表 6-1 表 6-1 電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn) 類型 特點(diǎn) 應(yīng)用場(chǎng)合 直流電動(dòng)機(jī) 調(diào)速性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 不方便 速度調(diào)節(jié)要求高，正反轉(zhuǎn)和 啟制動(dòng)頻繁，或多單元同步 協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，如龍 門(mén)刨床、鏜床、軋鋼機(jī)等 鼠籠式 異步電動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，具有 較好的穩(wěn)特性；但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，啟動(dòng)電 流大，調(diào)速不經(jīng)濟(jì)，易使電網(wǎng)功率因數(shù) 孌壞 速度調(diào)節(jié)要求不高，啟動(dòng)負(fù) 載不大；廣泛應(yīng)用于機(jī)床、 風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，起重運(yùn)輸機(jī) 械、建筑食品機(jī)械、冶金化 工機(jī)械 繞線式 異步電動(dòng)機(jī) 由于能在轉(zhuǎn)子電路中串入電阻，因此且 有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較小的電流；但電 網(wǎng)功率因數(shù)不高 速度調(diào)節(jié)要求不高；負(fù)載變 化較小，制動(dòng)較頻繁 同步電動(dòng)機(jī) 功率因數(shù)可調(diào)，有利于改善電網(wǎng)的功率 因數(shù)；電壓變化下運(yùn)行穩(wěn)定性高；過(guò)載 能力比異步電機(jī)大；運(yùn)行效率高，轉(zhuǎn)速 不隨負(fù)載變化；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，啟動(dòng)各控 制調(diào)和設(shè)備較昂貴 作為一種恒速電動(dòng)機(jī)廣泛用 于大容量恒速機(jī)械拖動(dòng)，同 時(shí)可改善電網(wǎng)的功率因數(shù) 6.2 按轉(zhuǎn)速選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速的選擇要結(jié)合電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合選擇：如電機(jī)轉(zhuǎn)速選 擇過(guò)高，電機(jī)尺寸重量小，成本低，但帶來(lái)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比較高，傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)，成 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 共 37 頁(yè) 本高；如電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低，傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但電機(jī)尺寸重量大， 成本高。 攪拌機(jī)原動(dòng)機(jī)，無(wú)特殊使用要求，應(yīng)選擇鼠籠異步電動(dòng)機(jī)；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可用 類比法選用電機(jī)，攪拌部分選用三相異步電動(dòng)機(jī)，可直接在市場(chǎng)選購(gòu)，Y112M-4 電動(dòng) 機(jī)，其功率為 N=4KW，轉(zhuǎn)速為 n1=1440r/min,伸出軸直徑 28mm。該三相異步電動(dòng)機(jī) 是標(biāo)準(zhǔn)件，該電機(jī)可在市場(chǎng)直接買(mǎi)回來(lái)使用；容器轉(zhuǎn)速為 60r/min，本設(shè)計(jì)采用一個(gè)微 型電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)容器旋轉(zhuǎn)。 7 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)是一種較為常用的、低成本的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，絕大部分帶傳動(dòng)是依靠撓性 的傳動(dòng)帶與帶輪之間的摩擦力傳遞動(dòng)力的。它具有許多優(yōu)點(diǎn)，利用不同的帶輪直徑， 可以獲得所需的不同傳動(dòng)比，可以在任意中心距的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。設(shè)計(jì)電動(dòng) 機(jī)時(shí)，無(wú)需精確固定電動(dòng)的空間位置便可以非常自由地選擇合適的安裝位置。 7.1 帶傳動(dòng)組成、類型 7.1.1 傳動(dòng)帶的組成及工作原理 帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和帶組成，如圖 7-1 所示。兩帶輪軸線之間的距離 a 稱為中心距，帶與帶輪接觸弧所對(duì)的中心角稱為包角，a1 為小帶輪的包角，a2 為大帶 輪的包角。 圖 7-1 帶傳動(dòng)的基本組成 帶傳動(dòng)根據(jù)帶的類型可分為 V 帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)和圓帶傳動(dòng)等，其中 V 帶傳動(dòng)因 其傳動(dòng)能力大，傳動(dòng)可靠而應(yīng)用最廣，本結(jié)構(gòu)也使用 V 帶傳動(dòng)。 V 帶的橫截面為等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽， V 帶的兩側(cè)面為工作面， V 帶在載荷的作用下進(jìn)入帶輪的梯形槽內(nèi)，并通過(guò)楔效應(yīng)在兩側(cè)面上產(chǎn)生摩擦閉合作 用，進(jìn)而依靠帶與帶輪之間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 共 37 頁(yè) 7.1.2 V 帶的類型 V 帶分為普通 V 帶，窄 V 帶，寬 V 帶等類型，普通 V 帶是在一般機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng) 用最為廣泛的一種傳動(dòng)帶，其傳動(dòng)功率大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。. 與同型號(hào)的普通 V 帶相比，窄 V 帶的高度為普通 V 帶的 1.3 倍，所以其高度方向 上剛度較大。自由狀態(tài)下，帶的頂面為拱形，受力后繩芯為排齊狀，因而帶受力均勻； 窄 V 帶的側(cè)面為內(nèi)凹曲面，帶在輪上彎曲時(shí)，帶側(cè)面變直，使之與輪槽保持良好的貼 合；V 帶承載能力較普通 V 帶可提高 50%-150%，使用壽命長(zhǎng)。 寬 V 帶帶薄，撓曲性較好，適用于小的輪徑和中心距，因此多用于無(wú)級(jí)變速裝置， 也稱為無(wú)級(jí)變速帶。 7.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算和參數(shù)選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求各及數(shù)據(jù)，V 帶主要用于從電機(jī)傳遞力給四桿機(jī)構(gòu)。原動(dòng)件為 Y 系 列異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳遞功率 p=4KW，主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min，從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速 n1=550r/min，則傳動(dòng)比為 .625014/2ni 7.2.1 確定計(jì)算功率 Pc （KW）PKAC 式中 P 傳遞的額定功率（ kW） ； 工況系數(shù)（表 71）AK 由表 6-1 查得 WPAC40.4,0.4故 表 7-1 帶傳動(dòng)工作情況系數(shù)表（摘自 GB13575.192） KA 空、輕載啟動(dòng) 重載啟動(dòng) 天天工作小時(shí)數(shù)（h）工況 10 1016 16 10 1016 16 載荷變動(dòng) 最小 液體攪拌機(jī)、透風(fēng)機(jī)和鼓 風(fēng)機(jī)（7.5kW）、離心 式水泵和壓縮機(jī)、輕負(fù)荷 輸送機(jī) 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷變動(dòng) 小 帶式輸送機(jī)（不均勻負(fù)荷） 、透風(fēng)機(jī)（7.5kW）、 旋轉(zhuǎn)式水泵和壓縮機(jī)（非 離心式）、發(fā)電機(jī)、金屬 切削機(jī)床、印刷機(jī)、旋轉(zhuǎn) 篩、鋸木機(jī)和木工機(jī)械 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷變動(dòng) 較大 制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往 復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重 機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)床、 橡膠機(jī)械、振動(dòng)篩、紡織 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 37 頁(yè) 機(jī)械、重載輸送機(jī) 載荷變動(dòng) 很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等） 、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、 管磨） 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 注： 1空、輕載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（交流啟動(dòng)、三角啟動(dòng)、直流并勵(lì)）、四缸以上 的內(nèi)燃機(jī)、裝有離心式離合器、液力聯(lián)軸器的動(dòng)力機(jī)； 2重載啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（聯(lián)機(jī)交流啟動(dòng)、直流復(fù)勵(lì)或串勵(lì)）、四缸以下 的內(nèi)燃機(jī)。 7.2.2 確定 V 帶的型號(hào) 本產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)特殊要求，結(jié)合 V 帶的特點(diǎn)，可選用普通 V 帶。 根據(jù) ，由圖 72 選擇 V 帶型號(hào)。當(dāng)在兩種型號(hào)的交min/1404rnKWPC及 線四周時(shí)?？梢詫?duì)兩種型號(hào)同時(shí)計(jì)算，最后選擇較好的一種，確定選用 A 型的普通 V 帶 圖 7-2 普通 V 帶型號(hào)選擇圖（摘自 GB13575.192） 7.2.3 確定帶輪直徑 21d、 1、確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑 依據(jù)圖 7-2 的推薦，小帶輪可選用的直徑范圍是 80100mm，根據(jù)查表 7-2 選擇 。md801 表 7-2V 帶輪的基準(zhǔn)直徑及基準(zhǔn)直徑系列表（摘自 GB13575.192） mm Y Z A B C D E型號(hào) SPZ SPA SPB SPC 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 37 頁(yè) 20 50 75 125 200 355 500mind 63 90 140 224 帶輪 直徑 系列 d 20，22.4，25，28，31.5，35.5，40，45，50，56，63，71，75，80，85，90， 95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212， 224，236，250，265，280，300，315，335，355，375，400，425，450，475 ，500，530，560，600，630，670，710，750，800，900，1000，1060，1120 ，1250，1400，1500，1600，1800，2000，2240，2500 2、驗(yàn)算帶速 106nd 故 sms/2.6/48 5m/s300mm 時(shí)帶輪學(xué)采用輪輻式帶 輪結(jié)構(gòu)。 表 7-8 普通 V 帶輪的輪槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92） 綜上所述，本設(shè)計(jì)中兩個(gè)帶輪都采用腹板式結(jié)構(gòu)。如圖 7-3 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 7-3 腹板式帶輪 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式： d1=(1.82.0)d,d 為軸直徑， L=（1.52）d， （當(dāng) B1.5d 時(shí)，L=B） 小帶輪的基準(zhǔn)直徑為 80mm,則外徑為 da=dd+2ha,ha=2.75mm,所以外徑 da=80+2X2.75=85.5mm，孔的直徑 d 與電動(dòng)機(jī)伸出的軸的直徑一樣，為 28mm.小帶 輪與軸的配合的采用 H7/k6r 的過(guò)渡配合。其它尺寸和技術(shù)要求見(jiàn)圖紙。 大帶輪的基準(zhǔn)直徑為 212mm，則外徑為 da=dd+2ha,ha=2.75mm,所以外徑 da=212+2X2.75=217.5mm，基孔徑與軸的設(shè)計(jì)決定，其它尺寸和技術(shù)要求見(jiàn)圖紙。大帶 輪與軸的配合是采用 H7/k6r 的過(guò)渡配合。 8 減速器的選用 減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用不降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)的增 大轉(zhuǎn)矩，此外，在某些場(chǎng)合，也有用作增速的裝置。 減速器的種類很多，齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)以及由它們組成的減速器。減速器有標(biāo) 準(zhǔn)系列產(chǎn)品，使用時(shí)可結(jié)合實(shí)際所需傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比，工作條件各機(jī)器的總 體布置等具體要求，從產(chǎn)品目錄或相關(guān)手冊(cè)中選用即可。 齒輪減速器的特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，應(yīng)用范圍很廣。 蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓尺寸不大的情況下，可以獲得大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)， 噪聲較小，但效率較低。 由于從帶輪的轉(zhuǎn)速為 550r/min,對(duì)于該食品攪拌機(jī)來(lái)說(shuō)，速度過(guò)大，不安全，必須 經(jīng)過(guò)減速才可以連接到桿機(jī)構(gòu)。采用減速器進(jìn)行減速。設(shè)計(jì)要求曲柄轉(zhuǎn)速為 100r/min，則轉(zhuǎn)動(dòng)比為 i=550/100=5.5。 1、按機(jī)械強(qiáng)度初選減速器型號(hào) 食品攪拌機(jī)屬于中等沖擊，其工況系數(shù) KA=1.0,計(jì)算輸入功率為(W)411WCP 據(jù) P1C、 i 和與實(shí)際輸入轉(zhuǎn)速 550r/min 接近的公稱轉(zhuǎn)速 750r/min,由查表 14-711 初選 ZDY80 型，其輸入功率 11KW。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 37 頁(yè) 相對(duì)轉(zhuǎn)速誤差n= ，需要進(jìn)行額定功率的折算，由%4267501 nw .因?yàn)?P1/P1C,所以 ZDY100 型減速器滿足強(qiáng)度要求。)(6.87501/1 KWxnP 2、校核熱功率 由上面的計(jì)算得，功率利用率 P1W/P1=4/11=36.4%,由查圖 14-111 得，額定功率利 用系數(shù) K1=1.3；由圖 14-211 知，環(huán)境溫度系數(shù) K2=0.75；由圖 14-311 知，環(huán)境溫 度系數(shù) K3=1.2；由表 14-1011 知，許用熱功率 PG1=20KW。 KWP G168.475.034321 KPWt 熱功率校核滿足要求。 經(jīng)過(guò)上述計(jì)算，再考慮傳動(dòng)裝置總體配置的要求，結(jié)合減速器的效率、外廓尺寸、 制造等指標(biāo)進(jìn)行綜合的分析比較，最后選用 ZDY160-5.6-I ZBJ19004-1998。 9 軸系零、部件的設(shè)計(jì) 軸系是機(jī)器中重要的組成部分。其主要功用是支承旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件（如帶輪，齒 輪等） ，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸系零、部件包括軸、支承軸的軸承，連接軸的聯(lián)軸器， 軸轂連接所用的鍵等。軸及相關(guān)的零、部件，統(tǒng)稱為軸系零、部件。 在本食品攪拌機(jī)設(shè)計(jì)中，有很多軸系零、部件：軸、軸承、聯(lián)軸器。 9.1 軸的設(shè)計(jì) 軸是軸系零、部件中的核心零件，其設(shè)計(jì)的好壞對(duì)整個(gè)軸系乃至整個(gè)機(jī)器都至關(guān) 重要。軸的設(shè)計(jì)包括軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。本設(shè)計(jì)中有兩條軸，一根長(zhǎng)軸， 一根短軸。 軸上零件的裝配方案，長(zhǎng)軸上裝有大帶輪，軸承，聯(lián)軸器，短軸上有小帶輪和聯(lián) 軸器。 1、長(zhǎng)軸的設(shè)計(jì) 如圖 9-1 所示 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 9-1 長(zhǎng)軸 （1）確定各軸段的直徑 軸段裝的是大帶輪，軸的選用材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表可得計(jì)算系 數(shù) A0=126 則 dmin 。軸的最小直徑為 10.7mm.整個(gè)軸mnPA7.1054126330 的直徑不能小于該值。考慮到大帶輪的外徑為 212mm,所以選 d1=70mm。 軸段為軸的定位軸肩，軸肩高度為 a=（0.070.1）70=4.97，取 a=6mm，則 d2=82mm。 軸段和為軸承配合的軸段，就按軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列來(lái)取，取 d3=55mm，無(wú)特殊情況時(shí)尺寸系列按正常寬度、中系列選，由此，可以初選軸承型號(hào) 為 6011。 軸段為裝套筒來(lái)給大帶輪和軸承定位，取比裝軸承段大些，d4=56mm。 軸段為軸頸，也用來(lái)做聯(lián)軸器的定位軸肩，取 d5=40mm。 軸段裝聯(lián)軸器，按選用的聯(lián)軸器取得，取 d6=19mm。 （2）確定各軸段的長(zhǎng)度 大帶輪的最大寬度為 84mm，考慮壓緊空間，軸段的長(zhǎng)度比大帶輪轂長(zhǎng)度小 24mm，則該段的長(zhǎng)度為 L1=82mm。 軸肩寬度 L2=24mm。 軸段和的寬度可以按軸承的寬度來(lái)取，查相關(guān)手冊(cè)，軸承的寬度為 18mm，可取 L3=18+2=20mm,其中 2 為倒角尺寸 結(jié)合整個(gè)結(jié)構(gòu)，軸段的寬度取 L4=26mm，軸段取 L5=18mm。 軸段，根據(jù)選用的聯(lián)軸器來(lái)決定，查相關(guān)手冊(cè)，得 L6=25mm。 如圖 9-2 所示軸的尺寸及相關(guān)： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 9-2 長(zhǎng)軸 圖 9-3 短軸 2、短軸的設(shè)計(jì) （1）確定各軸段的直徑 如圖 9-3，該軸是用來(lái)裝聯(lián)軸器和小帶輪的，電動(dòng)機(jī)伸出的軸的直徑是 28mm,兩 端軸的直接都與選用的電動(dòng)機(jī)伸出的軸的一樣的取 28mm。軸肩的高度 a=(0.070.1) 28=1.962.8, 取 2mm，所以 d=32mm。 （2）確定各軸段的長(zhǎng)度 左端長(zhǎng)度與選用是聯(lián)軸器決定，取 L1=44mm,右端裝小帶輪，考慮到壓緊空間，該軸段 的長(zhǎng)度應(yīng)比小帶輪長(zhǎng)度小 24mm，小帶輪輪轂長(zhǎng)度為 65mm，則該軸段長(zhǎng)為 L2=63mm。 最終所得的軸的尺寸如圖 9-4 圖 9-4 短軸 9.2 軸的校核 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算有 3 種常的方法：按扭矩變形強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算；按彎扭 組合變形強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算；按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確計(jì)算。 對(duì)于僅僅承受扭矩的傳動(dòng)軸，只需按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的心軸， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 37 頁(yè) 只需按彎曲強(qiáng)度計(jì)算；對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉(zhuǎn)軸） ，應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條 件進(jìn)行計(jì)算。 由于該軸為轉(zhuǎn)軸，應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。 （1） 作軸的受力簡(jiǎn)（圖 9-5（a） ） （2） 作軸的垂直面受力簡(jiǎn)圖（圖 9-5（b） （3） 繪制垂直面彎矩圖 圖 9-5 求垂直面的支反力 21QLFA 由前面計(jì)算帶輪得：Q=1079.49N，所以 NLA 9.53168704.921FQB .7. 求垂直面彎矩： mNLFMAc 37209.51 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 37 頁(yè) 繪制彎矩圖（圖 9-5（d） （4） 繪制扭矩當(dāng)量彎矩圖（圖 9-5（c） 軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 0.6，則扭矩當(dāng)量彎矩： mNnPTM 146050.96105.966 （5） 繪總當(dāng)量彎矩圖 計(jì)算總當(dāng)量彎矩 71.20496163722 TBca 繪總當(dāng)量彎矩圖（圖 9-5（e） ） （6） 校核軸的強(qiáng)度 軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得： a1MP 從總當(dāng)量彎矩圖可以看出，截面 C 為危險(xiǎn)面。 截面 B 為帶輪處 d=70mm 60MpaaWMCcab 5.3701.2496 強(qiáng)度足夠。 9.3 軸承的選用 軸承是軸系中的重要部件，其功用是支承軸及軸上零件并保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，減 少轉(zhuǎn)動(dòng)軸與固定支承間的摩擦和磨損。 9.3.1 軸承的型號(hào) 根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩大類。 滾動(dòng)軸承摩擦阻力小，啟動(dòng)容易，功率消耗少，而且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，選用、潤(rùn)滑、 維護(hù)都很方便，因而在一般機(jī)器中得到更為廣泛的應(yīng)用。 滑動(dòng)軸承承載能力高，噪聲低，徑向尺寸小，油膜有一定的吸振能力，但一般情 況下摩擦大、磨損嚴(yán)重，制造、維護(hù)費(fèi)用較高。 總上所述，本設(shè)計(jì)采用了滾動(dòng)軸承，結(jié)合軸的設(shè)計(jì)，選用了 GB/T276-1994 中型號(hào) 為 6011 的滾動(dòng)軸承。 9.3.2 滾動(dòng)軸承的配合形式 滾動(dòng)軸承的配合：由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)部件，因此軸承內(nèi)圈內(nèi)圓柱面與軸頸的配 合按基孔制，采用 H7/r6 的過(guò)盈配合；軸承外圈外圓柱面與外殼孔的配合按基軸制， 采用 K7/h6 過(guò)渡配合。 9.3.3 滾動(dòng)軸承的軸向定位 采用兩端固定支撐，內(nèi)圈用軸肩或軸套定位，外圈內(nèi)軸承端蓋（透蓋或悶蓋）定 位。每個(gè)端蓋用四個(gè) M6 的螺釘與支架固定來(lái)定位軸承。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 37 頁(yè) 9.4 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是用來(lái)連接兩軸并傳遞和轉(zhuǎn)矩的。 9.4.1 選用的聯(lián)軸器型號(hào) 聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器。一般按聯(lián)軸器所受的轉(zhuǎn)矩、 軸的直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。本設(shè)計(jì)中使用了兩個(gè)聯(lián)軸器，一個(gè) 是電動(dòng)機(jī)伸出的軸與小帶輪鏈接所用，一個(gè)是軸與減速器鏈接所用。聯(lián)軸器所受的轉(zhuǎn) 矩按計(jì)算轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩選取。計(jì)算轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算： TKAca 式中：K A 為工作情況系數(shù)，K A=1.7，T 為聯(lián)軸器的名義轉(zhuǎn)矩（N m） ，由軸轉(zhuǎn)遞功率 和轉(zhuǎn)速計(jì)算確定， 。nPT6105.9 電動(dòng)機(jī)出來(lái)使用的聯(lián)軸器： N451405.97ca6 軸與減速器用的聯(lián)軸器： mNT8.50.971ca6 選用的聯(lián)軸器應(yīng)使 TcaT ， T為聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩。查表 13-411 和結(jié)合軸 的直徑選用 GB/T5843-2003 中的 GY3 和 GY2 型號(hào)。 9.4.2 聯(lián)軸器的配合形式 由于聯(lián)軸器是標(biāo)準(zhǔn)件，聯(lián)軸器的孔已經(jīng)確定，所以按基孔制的配合，兩個(gè)聯(lián)軸器 采用 H7/k6 的過(guò)渡配合。 10 攪拌容器的設(shè)計(jì) 由于攪拌的是食用品，容器不能生繡，所以采用不銹鋼材料，1Cr17。形狀類似碗 形。 容器總高 204mm，容器口寬 354mm，容器底寬 140mm，厚度 3mm。容器的幾何 體積為 500L。 11 機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架包括底架、小支架、大支架等部分組成。 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求： （1） 機(jī)架的重量輕。材料選擇合適，成本低。 （2） 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。 （3） 結(jié)構(gòu)應(yīng)使機(jī)架上的零部件安裝、調(diào)整、修理和更換都方便。 （4） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好，還應(yīng)使機(jī)架本身的內(nèi)應(yīng)力小。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 25 頁(yè) 共 37 頁(yè) （5） 抗振性能好。 （6） 耐腐蝕，使機(jī)架結(jié)構(gòu)在服務(wù)期限內(nèi)盡量注維修。 11.1 底架的設(shè)計(jì) 11.1.1 底架的材料選擇 在材料的選擇和結(jié)構(gòu)的選擇一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素： （1） 結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，如連接方式、方法、結(jié)構(gòu)的重要性及受力特點(diǎn)。 （2） 載荷的性質(zhì)，受到的主要是動(dòng)載荷，還是靜載荷等情況。 （3） 結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境及條件。 由于攪拌機(jī)工作主要是機(jī)架上，根據(jù)整體的布置情況和尺寸要求，按整體具體要 求用槽鋼，角鋼焊接而成，并按強(qiáng)度組裝焊鉚在一起，支承主機(jī)，電動(dòng)機(jī)等 ，并且使 各部件空間位置固定形成一整體。 攪拌的主要?jiǎng)幼魇窃跈C(jī)架上，選用強(qiáng)度較好的 Q235 碳素鋼來(lái)設(shè)計(jì)底架。用角鋼作 四個(gè)支承腳，焊接在平板，查相關(guān)手冊(cè)，使用 50*50*6 的角鋼。 11.1.2 底架的大體尺寸 圖 11-1 底架 底架的總長(zhǎng)度 1310mm，總寬度 800mm，為使制造節(jié)省材料，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，放 置兩電機(jī)的用槽鋼來(lái)固定，放置兩根槽鋼的位置要與電機(jī)對(duì)應(yīng)，在長(zhǎng)度方向兩根槽鋼 的距離為 190mm，小電機(jī)也是固定在槽鋼上，為了安全，底下安裝一個(gè)固定支架。其 它的尺寸如圖 10-1。 11.2 支架的設(shè)計(jì) 大支架主要是用來(lái)裝軸承，支承軸的，使用支架與底架焊接而成的，材料是 Q235, 鑄造件再進(jìn)行機(jī)加工可得到，焊接不能有縫隙，氣泡，安裝軸承的位置表面粗糙度要 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁(yè) 共 37 頁(yè) 3.2，用 M20 螺栓與底架，各尺寸見(jiàn)圖紙。 小支架是固定搖桿的，材料也是先用 Q235，與桿裝配孔表面粗糙度要 3.2，小支 架與底架用 M8 螺栓固定，各尺寸見(jiàn)圖紙。 11.3 減速器底架的設(shè)計(jì) 由于從大帶輪出來(lái)的軸與底板的中心高為 340mm,而減速器中心高為 100mm，因 為二者需要保持等高，所以裝減速器底架設(shè)計(jì)成 240mm，長(zhǎng)寬 250mm200mm,安裝 時(shí)將底架支承用角鋼焊接成支架安裝在底架板上，在鋼板上打相應(yīng)位置的螺栓孔。用 M8 螺栓與底架板固定。 12 零件的加工工藝規(guī)程 設(shè)計(jì)中的零部件很多，加工工藝不一一列出，以圖 12-1 長(zhǎng)軸的加工為例： 12.1 工藝路線 下料鍛造預(yù)備熱處理（目的：消除內(nèi)應(yīng)力，改善切削加工性） 。 工序：車(chē)端面粗車(chē) 調(diào)質(zhì) 半精車(chē) 精車(chē) 車(chē)端面 銑鍵槽 淬火檢驗(yàn) 圖 12-1 長(zhǎng)軸 長(zhǎng)軸的機(jī)加工工藝 序號(hào) 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設(shè)備 1 下料 2 自由鍛 鍛坯料至尺寸 83mm、長(zhǎng) 222mm 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 27 頁(yè) 共 37 頁(yè) 3 熱處理 正火 4 車(chē)端面 夾住棒料的一邊，車(chē)另一邊的端面，z 方向車(chē)進(jìn)1mm 車(chē)床 5 粗車(chē)外圓 用循環(huán)指令車(chē) 55 和 82 的外圓，倒角，留0.5mm 的余量半精車(chē)和精車(chē)， 車(chē)床 6 車(chē)端面 調(diào)頭夾穩(wěn)棒料，車(chē)端面，z 方向車(chē)進(jìn) 1mm 車(chē)床 7 粗車(chē)外圓 粗車(chē)另一邊，用循環(huán)指令車(chē) 70、56、55、40 和 19 的外圓，倒角， 留有 0.5 的余量半車(chē)和精車(chē)。 車(chē)床 8 半精車(chē)外 圓 調(diào)頭夾穩(wěn)棒料，用循環(huán)指令車(chē) 55 和 82 的外圓，倒角，留 0.1mm 的余量精車(chē) 車(chē)床 9 半精車(chē)外 圓 調(diào)頭夾穩(wěn)棒料，半精車(chē)另一邊，用循環(huán)指令車(chē) 70、56、55、40 和 19 的外圓，倒角， 留有 0.1 的余量精車(chē) 車(chē)床 10 精車(chē) 調(diào)頭夾穩(wěn)棒料，用循環(huán)指令車(chē) 55 和 82 的外圓，倒角，車(chē)至要求的尺寸 車(chē)床 11 精車(chē) 調(diào)頭夾穩(wěn)棒料，精車(chē)另一邊，用循環(huán)指令車(chē) 70、56、55、40 和 19 的外圓，倒角， 車(chē)至要求的尺寸 車(chē)床 12 銑鍵槽 銑寬 6 鍵槽、寬 20 鍵槽 銑床 13 淬火 14 檢驗(yàn) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 28 頁(yè) 共 37 頁(yè) 結(jié)論 在本設(shè)計(jì)剛開(kāi)始，發(fā)現(xiàn)很難于入手，發(fā)現(xiàn)到處是難題，這也不懂那也不懂，在加 上專業(yè)知識(shí)學(xué)過(guò)去了很久，已經(jīng)忘記了差不多。心有些辛酸和無(wú)奈.時(shí)間一天一天的過(guò) 去了，我還沒(méi)能想出什么來(lái)，但設(shè)計(jì)還是得做的。于是慢慢的通過(guò)查閱好多的資料和 在老師的指導(dǎo)下，真正的有點(diǎn)了思路， 。剛開(kāi)始就從四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但在這一步也 起了很多的彎路，就這個(gè)四桿機(jī)構(gòu)整整花了我三周的時(shí)間，才終于把它弄明白。因?yàn)?四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法很多，比如有解析法，函數(shù)法，實(shí)驗(yàn)法，作圖法，一開(kāi)始我就有 了解析法，由于計(jì)算太于復(fù)雜自己沒(méi)有能力把它算出來(lái)，在這里也浪費(fèi)了很多的時(shí)間， 自己這樣的做法也是不對(duì)， 在這一方法行不能的時(shí)候還是不停地去算，結(jié)果導(dǎo)致浪費(fèi) 了很多的時(shí)間。在輔導(dǎo)課上，向老師請(qǐng)教，最后軌跡的計(jì)算方法是，先給定四桿長(zhǎng)度 再用作圖法把 E 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡給描繪出來(lái)，之前使用的方法是先知軌跡再去設(shè)計(jì)四桿 的長(zhǎng)度，這樣的計(jì)算很煩瑣?，F(xiàn)在反過(guò)來(lái)設(shè)計(jì)，思路比較清晰，問(wèn)題也解決了，經(jīng)過(guò) 走那么長(zhǎng)的彎路也使自己對(duì)四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)更深一層的理解了。 在第二階段設(shè)計(jì)中，也就是電動(dòng)機(jī)的選用和帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)時(shí)，也遇到了很多的問(wèn) 題，如何選用電機(jī)，才不會(huì)造成不浪費(fèi)，因?yàn)樽约簺](méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，也對(duì)電機(jī)的認(rèn)知不 是很透，選用起來(lái)也感到很難，通過(guò)查資料和現(xiàn)實(shí)生活常用的，選用了 Y112M-4 的電 動(dòng)機(jī)，但還是有個(gè)疑問(wèn)，該電機(jī)伸出的軸是不是標(biāo)準(zhǔn)的，那我在進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)， 帶輪的內(nèi)徑是不是跟該軸徑一樣大呢？經(jīng)過(guò)查閱很多資料，能夠解決了這個(gè)問(wèn)題，電 機(jī)伸出的軸是標(biāo)準(zhǔn)是， 因?yàn)槲覀兿扔玫碾妱?dòng)機(jī)就是標(biāo)準(zhǔn)件， 從市場(chǎng)上可以直接買(mǎi)來(lái) 使用的。又因?yàn)檫x用的電動(dòng)機(jī)伸出的軸的長(zhǎng)度不夠長(zhǎng)， 只能用聯(lián)軸器來(lái)把電機(jī)和小帶 輪連接起來(lái)。在容器轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)選擇上也出現(xiàn)了一點(diǎn)小問(wèn)題，不知道該選用多大的。 第三階段主要設(shè)計(jì)軸，軸的設(shè)計(jì)在軸的受為分析上也出現(xiàn)在很多困難，因?yàn)橹?自己沒(méi)學(xué)過(guò)工程力學(xué)， 在分析上也比較吃力，特別是在軸的強(qiáng)度校核上，長(zhǎng)軸上裝有 帶輪，軸承，聯(lián)軸器，既承受彎矩又承受扭矩的，進(jìn)行校核是比較復(fù)雜的，通過(guò)查閱 了好多資料，最終有點(diǎn)點(diǎn)思路了，在老師和同學(xué)的幫助下，得到了解決方案。在之前 設(shè)計(jì)中，由于自己的經(jīng)驗(yàn)不足，沒(méi)有考慮到攪拌速度是問(wèn)題，直接從電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)帶輪 給曲柄，轉(zhuǎn)速很高，在老師的指導(dǎo)過(guò)程，老師提出了該問(wèn)題，設(shè)計(jì)不符合實(shí)際。所以 在帶輪出來(lái)加一個(gè)減速器，以達(dá)到減速的目的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生專業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程，是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、理 論聯(lián)系實(shí)際能力各創(chuàng)新精神的綜合訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生探求真理的科學(xué)精神、科學(xué)研究方 法各優(yōu)良的思想品質(zhì)等綜合素質(zhì)的重要途徑。是對(duì)我們大學(xué)這四年來(lái)對(duì)知識(shí)的綜合概 括。通過(guò)本次食品攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用，知道對(duì)設(shè)計(jì)一 個(gè)東西的步驟和要點(diǎn)，同時(shí)，也彌補(bǔ)了以前的知識(shí)漏洞，鞏固了知道的積累。更好的 利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，也為自己在日后的工作中打下了一個(gè)基礎(chǔ)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 29 頁(yè) 共 37 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)并不是像課程設(shè)計(jì)那樣的簡(jiǎn)單，它需要我們對(duì)這四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行 總結(jié)及運(yùn)用。從這一次的設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了不少的知道，比如，如何去選用標(biāo)準(zhǔn)件， 軸承，螺釘，電動(dòng)機(jī)等，如何去對(duì)一個(gè)零件進(jìn)行校核，如何去選材等等。也學(xué)會(huì)了解 決一些工程技術(shù)問(wèn)題的方法，對(duì)自己有很大的幫助，為我即將走上工作崗位打下良好 的基礎(chǔ)，同時(shí)開(kāi)闊了自己的視野，對(duì)機(jī)械相半手冊(cè)產(chǎn)品擴(kuò)知識(shí)有了更多的了解。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁(yè) 共 37 頁(yè) 謝 辭 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在宋長(zhǎng)發(fā)老師和李銳鋒老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò) 程中兩位老師孜孜不倦的指導(dǎo)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)及對(duì)學(xué)生的關(guān)心與愛(ài)護(hù)，極大的提高了我 們畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率和進(jìn)度，同時(shí)使我們學(xué)到了更多的東西。在我遇到困難、問(wèn)題和錯(cuò) 漏的時(shí)候，老師給與我及時(shí)的解答與幫助，宋老師和李老師每周的大輔導(dǎo)每天的小輔 導(dǎo)，使我倍受感動(dòng)，在這里表示衷心的感謝，感謝老師的用心指導(dǎo)和督促，使我能順 利完成任務(wù)，老師你們辛苦了。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題及進(jìn)行過(guò)程中得到宋老師的悉心指導(dǎo)。論文行文過(guò)程中，宋老 師多次幫助我分析思路，開(kāi)拓視角，在我遇到困難想放棄的時(shí)候給予我最大的支持和 鼓勵(lì)。宋老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我終生受益。再多華 麗的言語(yǔ)也顯蒼白。在此，謹(jǐn)向宋老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 同時(shí)也感謝同組的組員和宿舍的舍友們，給了我知識(shí)的交流與互勉,我們一起經(jīng)歷 過(guò)的聚散喜悲，一起走過(guò)的每一段路，我一生都不會(huì)忘記。友情的無(wú)私為我們的大學(xué) 時(shí)光重重地寫(xiě)下了無(wú)悔。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入選題到論文的順利完成， 有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!我還 要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì) 中被我引用或參考的論著的作者。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 31 頁(yè) 共 37 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 1 孫恒編. 機(jī)械原理. 北京 ：高教出版社 , 2002.4 2 廖漢元，孔建益機(jī)械原理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 3 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京: 高教出版社 , 2002.1 4 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