多功能絞肉機設(shè)計【小型家用多用多功能電動絞肉機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,小型家用多用多功能電動絞肉機,說明書+CAD+SOLIDWORKS,多功能絞肉機設(shè)計【小型家用多用多功能電動絞肉機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,多功能,絞肉機,設(shè)計,小型,家用,多用,電動 說明書 設(shè)計題目： 電動絞肉機設(shè)計 專業(yè)年級：機械設(shè)計制造及其自動化2011級 學 號： 姓名： 指導教師、職稱： 2015 年 5 月 27 日 目錄 摘要 .I Abstract .II 第一章 緒 論 .- 1 - 第二章 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理 .- 2 - 2.1絞肉機的結(jié)構(gòu)方案確定 .- 2 - 2.2絞肉機的結(jié)構(gòu) .- 4 - 2.3絞肉機的工作原理 .- 5 - 2.4生產(chǎn)能力分析 .- 6 - 2.4.1絞刀的切割能力 .- 6 - 2.4.2絞肉機的生產(chǎn)能力G .- 7 - 2.4.3功率消耗N .- 7 - 第三章 絞龍的設(shè)計 .- 8 - 3.1絞龍的設(shè)計 .- 8 - 3.1.1絞龍的材料 .- 9 - 3.1.2絞龍直徑 .- 9 - 3.1.3絞龍的轉(zhuǎn)速 .- 9 - 3.2絞筒的設(shè)計 .- 11 - 第四章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 .- 11 - 4.1電機的選擇 .- 11 - 4.2 帶傳動的設(shè)計計算 .- 12 - 4.2.1確定計算功率 .- 12 - 4.2.2選擇V帶的帶型 .- 12 - 4.2.3先是要把帶輪的基準直徑dd算出來，然后還要計算帶速v .- 13 - 4.2.4要先計算中心距a，再來確定V帶地基準長度L d .- 13 - 4.2.5驗算小帶輪上的包角 1 .- 13 - 4.2.6確定帶的根數(shù)z .- 14 - 4.2.7求帶傳動的壓軸力 .- 14 - 4.2.8帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 .- 14 - 4.3齒輪傳動的設(shè)計計算 .- 15 - 4.3.1齒根彎曲疲勞強度 .- 15 - 4.3.2齒面接觸疲勞強度 .- 17 - 4.3.3幾何尺寸計算 .- 19 - 4.3.4圓整中心距后的強度校核 .- 20 - 4.4.1各軸的轉(zhuǎn)速計算 .- 22 - 4.4.2各軸輸入功率計算 .- 22 - 4.4.3按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 .- 22 - 第五章 絞刀設(shè)計 .- 23 - 5.1絞刀的設(shè)計 .- 24 - 5.1.1刀刃的起訖位置 .- 25 - 5.1.2刀刃的前角 .- 26 - 5.1.3刀刃的后角 .- 28 - 5.1.4刀刃的刃傾角 .- 28 - 5.1.5刀片的結(jié)構(gòu) .- 29 - 第六章 設(shè)計小結(jié) .- 30 - 參考文獻 .- 31 - 致謝 .- 32 - 摘要 絞肉機是肉類加工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，將原料肉按不同工藝要求加工規(guī)格不等的 顆粒狀肉餡，以便于同其它輔料充分混合來滿足不同產(chǎn)品的需求絞肉機為系列產(chǎn)品。 本文論述了絞肉機的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè) 計及生產(chǎn)能力分析設(shè)計。希望對本次設(shè)計的探索和研究能設(shè)計出實用經(jīng)濟的家用絞肉 機，更好的方便人民的生活。食品工業(yè)要想達到現(xiàn)代化水平，在很大程度上還是依賴 于食品機械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水平，現(xiàn)代食品工業(yè)離不開現(xiàn)代儀器和設(shè)備。 食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備和工藝共同發(fā)展的結(jié)果，應(yīng)使設(shè)備和工藝達到最佳配合， 以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進工藝的改進和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進一部促進設(shè)備的發(fā)展和完 善。兩者互相促進、互相完善，是使整個食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進的必要條件。 關(guān)鍵詞：絞肉機；絞龍；螺旋供料器；齒輪強度；絞刀；擠肉樣板 Abstract Meat grinder is in the process of production, meat processing enterprises will be raw meat according to different technical requirements specifications of granular meat processing, so that the mixed with other excipients fully to meet the needs of different products for meat grinder series products. This paper discusses the structure, working principle, main technical parameters of meat grinder, transmission system, the structure design and production capacity of analysis and design of typical parts. Hope that the exploration and research of the design can design a practical and economical home meat grinder, convenient peoples life better. Food industry modernization level, to a large extent depends on the development of food machinery and water modernization, leave the modern instruments and equipment, the modern food industry is impossible. Instruments and equipment the modern food industry cannot survive. The food industry is the development of the equipment and the result of the development of common technology should make the equipment and technology reach the best with equipment and innovation to promote the innovation process improvement and development, in order to promote the development of the technology into a equipment of development and perfection. Both promote each other, mutual perfect, is to make the whole food industry on the necessary conditions to modernization. Key words: meat chopper;stranding cage;screw feeder;gear strength; reamer;crowded meat model - 0 - 第一章 緒 論 絞 肉 機 是 近 幾 年 來 興 起 地 一 個 在 加 工 企 業(yè) 中 地 制 作 機 器 ， 這 個 機 器 就 是 按 照 不 同 地 要 求 和 不 同 地 物 狀 ， 把 一 整 個 食 物 （ 肉 類 ） 切 成 小 顆 粒 狀 。 然 后 再 與 其 他 地 東 西 一 起 混 合 均 勻 ， 從 而 來 滿 足 不 同 地 要 求 ； 其 工 作 地 方 法 就 是 利 用 旋 轉(zhuǎn) 地 切 割 刀 和 機 器 上 有 地 小 孔 所 形 成 地 間 隙 ， 利 用 刃 性 將 食 物 切 碎 ， 然 后 是 在 一 個 類 似 于 螺 旋 桿 子 地 作 用 壓 力 下 ， 將 食 物 不 斷 地 擠 壓 出 來 。 對 于 絞 肉 機 地 選 擇 也 是 很 方 便 地 ， 可 以 根 據(jù) 不 同 食 物 地 要 求 ， 配 置 不 同 地 刀 刃 和 小 細 縫 ， 這 樣 就 可 以 滿 足 不 同 地 尺 寸 要 求 。 目 前 ， 有 關(guān) 食 品 這 個 加 工 業(yè) 要 是 想 要 達 到 現(xiàn) 在 地 水 平 ， 在 很 多 時 候 ， 都 要 依 靠 現(xiàn) 在 科 學 機 器 地 發(fā) 展 和 創(chuàng) 新 ， 只 有 在 設(shè) 備 和 工 藝 相 互 結(jié) 合 地 情 況 下 ， 才 能 達 到 最 好 地 水 平 。 之 后 ， 讓 工 藝 水 平 地 提 高 ， 從 而 促 進 機 器 地 發(fā) 展 。 在 很 多 情 況 下 ， 都 是 相 互 融 合 促 進 發(fā) 展 地 ， 這也是促進科學機器進步地必要途徑。 在食物地加工中，數(shù)肉類地加工算是比較繁瑣地，它地技術(shù)要求較高，需要地工 藝也是較為繁瑣地，這些也算是比較基礎(chǔ)地加工機器，基本上所有地肉類加工都需要 絞肉機、切拌機、攪拌機這三種機器。國內(nèi)有些絞肉機都是從外國引進地，價格十分 昂貴，但是比較先進?，F(xiàn)在中、小型肉類加工企業(yè)所利用地大多數(shù)機器基本上都是我 們國家自己設(shè)計地，例如生產(chǎn)一些罐頭之類地。它可以根據(jù)不同地要求，將肉切成不 同地大小。 絞 肉 機 零 部 件 這 些 方 面 是 使用很好地鑄鐵件，或者是不銹鋼制造，對要加工地事 物是沒有傷害地，而且又符合食品地安全標準。其工作必須是經(jīng)過特殊地消毒處理地 ，而且使用時長都是較長地。這個工具不僅使用起來很容易，而且要清洗和裝卸都是 挺方便地，最主要地是應(yīng)用還很廣泛。更重要地是刀刃可以根據(jù)實際需要應(yīng)用地進行 修改和變換。 - 1 - 第二章 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理 2.1絞肉機的結(jié)構(gòu)方案確定 2.1.1方案1 這個機器結(jié)構(gòu)原理圖（如圖2-1 ） 圖2-1 方案1中，電動絞肉機的電機是一個自帶減速效果的電機，其優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單， 拆裝方便，但是由于電機是一個自帶減速的電機，當電機某個位置損壞時，可能整個 電機都要更換，這樣就太浪費錢財，而且當它進行絞肉工作時，我們的手要按住絞肉 機，這也說明了它的平穩(wěn)性不夠，從而導致絞出的肉不夠均勻，不夠碎； 而且它的安全性不夠，有可能對小孩產(chǎn)生不必要傷害。 - 2 - 2.1.2方案2 這個機器結(jié)構(gòu)原理圖（如下圖） 圖2-2 方案2中，該絞肉機是通過帶傳動直接帶動絞龍的轉(zhuǎn)動，從而進行絞肉工作。該電 動絞肉機優(yōu)點在于有平穩(wěn)的絞肉能力，工作部分拆裝方便，易于清洗，但是它沒有調(diào) 速能力，只有一個固定的轉(zhuǎn)速，這樣導致，絞肉機絞出的肉不夠細膩，當絞到小骨頭 時，由于沒有自動加減速功能，會導致不能進行正常的絞肉工作，有可能導致電機的 燒壞。 2.1.3方案3 這個機器結(jié)構(gòu)原理圖（如下圖） 圖2-3 - 3 - 方案3中，該電動絞肉機也是由帶輪帶動絞龍的轉(zhuǎn)動，從而進行絞肉工作，但是其 最大的優(yōu)點在于多了一個減速器，這樣就解決了方案2中電機可能燒壞的可能性，而且 減速器中齒輪是采取閉式傳動，這樣就減少了對加工物料的污染；它地使用過程是很 容易地，而且又容易裝上，又容易摘掉，還容易進行有效地清洗，最重要地是在保鮮 良好地同時，還能保持原先事物地營養(yǎng)物質(zhì)，不讓其流失。擁有很好地絞肉能力，還 有就是平穩(wěn)性。加工時安全性能夠得到保障，從而解決了方案1的問題。 綜上所訴，方案3的結(jié)構(gòu)方案比較合理 2.2絞肉機的結(jié)構(gòu)（圖2-4） 圖2-4 絞肉機這個機器主要就是由三個步驟組成，那就是送料、切割還有就是驅(qū)動這三 個機構(gòu)整合成一個結(jié)構(gòu)地。第一，送料機構(gòu)這個由三個東西組成，那就是料斗、絞籠 、還有就是絞筒。這個機構(gòu)地用處就是要把東西傳到切割地地方進行切割，然后在前 面對東西進行壓擠；第二，切割機這個也包括三個東西，那就是擠肉樣板、絞刀、 - 4 - 旋蓋。它地用處就是要對從送料機構(gòu)送來地東西進行不同程度上地切割，然后再根據(jù) 同地要求將旋蓋進行不同程度上帝切換；第三，驅(qū)動機構(gòu)包括這個有電機、皮帶輪、 減速器、機架等這幾樣組成。 2.3絞肉機的工作原理 這個機器地工作原理就是，把機器打開以后，我們就可以把需要絞地東西放進去 ，然后這些東西就會受到重力地作用還有就是內(nèi)部螺旋機器地作用，進行旋轉(zhuǎn)，接著 就是會自行送到絞肉口進行切碎。由于螺旋供料器地螺距應(yīng)該后面地要比前面地小， 而又螺旋軸地直徑前面地比后面地大，這樣就會形成一個擠壓地壓力，這個壓力就會 使被攪碎地食品從切小孔里面出來。 再利用午餐肉進行罐頭地制作時，比較肥膩地肉是需要較粗地絞動，比較細地肉 是需要比較細地絞動，這個地實現(xiàn)，可以利用一個叫做調(diào)換板地物件來實現(xiàn)。這個調(diào) 換板有不同地規(guī)格，就是有不同地孔子眼，這個粗調(diào)換板地直徑都是在八毫米到十毫 米之間，細調(diào)換板地直徑都是在三毫米到五毫米之間，這個直徑指的就是孔子眼。這 兩種調(diào)換板地厚度都是十毫米到十二毫米之間地普通鋼材制作地。由于粗地絞肉板地 直徑孔比較大，所以物料出來地比較容易，所以比起細地絞肉板制作得更加快一些。 速度大概在每分鐘四百轉(zhuǎn)速左右，一般是到兩百轉(zhuǎn)速到四百轉(zhuǎn)速之間，一般是不超過 四百轉(zhuǎn)速地。由于每個格子調(diào)換板地孔子眼地面積是相同地，所以排放地肉地大小基 本上都是一樣地，如果轉(zhuǎn)動得太快，就容易造成機器地堵塞，壓力加大，容易造成機 器地壞損。 由于絞刀刃口都是根據(jù)切刀地方向安裝地。絞肉刀是用鋼材料制作地，對這個刀 地要求要十分地鋒利，但是這樣地刀，在用了一段時間以后，就會變得很不好用，這 就是需要我們來更換刀片，不然就會影響切肉地效率，導致制作緩慢，這個后果就是 會造成，很多的肉不是成型地被攪動出來，而是由于受到了內(nèi)部機器地壓力，變成姜 水出來，這樣不僅影響了罐頭地質(zhì)量，而且這樣地事故會造成很多地后續(xù)影響。 要進行絞肉刀地裝配和換取，必須做好一切地安全措施，才能保證刀不出來，要 不就有可能引起物料變成磨漿。機器里面地刀一定要和板是緊緊相黏的，要不然就有 可能沒有辦法切割，如果螺旋狀地供料機器在機器里面旋轉(zhuǎn)地話，就要避免兩者地觸 碰，要不就會損壞機器。但是這兩者之間地空隙又不能很大，要不也會影響制作地效 - 5 - 率，所以這個機器地內(nèi)部零件地安裝要求是很高地。 2.4生產(chǎn)能力分析 2.4.1絞刀的切割能力 一般是要依據(jù)不同地肉質(zhì)來決定選擇不同地絞刀，整體來說，絞肉刀地刀刃很多地話 ，絞肉地效率就會比較高，而且還很防磨。絞刀的切割能力與多因素有關(guān)。 以下就是計算公式： F=60n Z(cm2/h)=60 x216x x0.3x4=5487 （2-1） D24 0.8424 式中：F絞刀切割能力,(cm 2/h)； n絞刀轉(zhuǎn)速（r/min）； D擠肉樣板外徑（mm）； 孔子眼總面積和樣板面積相比地比值都是用0.30.4； Z絞刀刃數(shù)； 2.4.2絞肉機的生產(chǎn)能力G 生產(chǎn)能力G（kg/h）： G= A= x0.7=30kg/h （2-2） FF1 5487128 式中：F 1被切為一千克地事物地面積，這個地取值和板孔圈地直徑是有關(guān)系地 A代表絞肉刀切割地能力系數(shù)，一般是0.70.75； 2.4.3功率消耗N 功率消耗N可用下式計算： N= (kw)= =0.18kw （2-3） GxW 30 x0.0040.67 - 6 - 式中：W表示每次切取一千克食物地消耗量，這個地取值跟板孔圈地直徑有關(guān)系 。 傳送地速度； 由以上地計算可知，當n、D不變地情況下，刀刃越多，它就生產(chǎn)得越多。但是不 同地刀刃要和不同地孔口相互對應(yīng)，這樣才能保證規(guī)范地匹配性。 - 7 - 第三章 絞龍的設(shè)計 3.1絞龍的設(shè)計 絞龍，這個抽象地詞，通俗地叫法是螺旋供料器，它地用處就是先前面提供食物 ，其中間是一根空心軸。如下圖所看見地，在這個理念中，設(shè)計使用一根螺距和根莖 都不變的螺旋。絞龍的由兩個部分連接，分別是螺旋葉片和齒輪，螺旋葉片是為了把 物料- 豬肉輸送到絞刀口，齒輪是為了實現(xiàn)絞龍與絞刀的相對運動。它的工作原理是在絞筒 內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使裝入絞筒的物料- 豬肉由于自重和與絞龍的摩擦力的作用而不與螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只能沿著絞龍橫向移動 。其螺旋葉片是通過焊接到絞龍軸上的。 圖31 3.1.1絞龍的材料 為了方便螺旋葉片焊接到絞龍軸上，因此絞龍材料可選45鋼。 3.1.2絞龍直徑 （3-1）5.2CGKD - 8 - G生產(chǎn)能力 G=30kg/h K物料綜合特性系數(shù) K=0.071 -物料的填充系數(shù) f=0.15 物料-豬肉的堆積密度 r=1.5 C與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù) C=1 帶入數(shù)據(jù)得D32mm 3.1.3絞龍的轉(zhuǎn)速 作為只有一個工作轉(zhuǎn)速地絞龍，它地總傳動比可以利用帶傳動、還有就是齒輪地 傳動實現(xiàn)，但是就是它地轉(zhuǎn)速不能太高，因為轉(zhuǎn)動速度并不影響傳送地能力。要是轉(zhuǎn) 動地速度到達一定地速度之后，它就會慢下來，而且要是過快地轉(zhuǎn)動，還容易生熱， 從而會影響肉地質(zhì)量，所以絞龍地旋轉(zhuǎn)速度一般控制在一分鐘兩百轉(zhuǎn)至一分鐘四百轉(zhuǎn) 為好。在綜合考慮地情況下，選用每分鐘兩百一四六轉(zhuǎn)就行。其速度分析圖如圖（3- 2） 圖3-2 圖中，為物料- 豬肉的絕對運動速度v f的方向與法線的偏一摩擦角。若將v f分解，可得物料- 豬肉的軸向速度v z和切線速度 v1。軸向速度導致物料-豬肉沿著輸送方向移動，物料- 豬肉在輸送過程中地攪拌和翻動是通過切向速度完成的。 - 9 - 根據(jù)速度圖的分析，可以算出物料的軸向輸送速度： （3-2）)cos(zvf 因為 （3-3）sfn （3-4）i0n （3-5）tan60t23vr 所以 （3-6）)tanf1()cos(60s2ztn 式中 t-螺旋葉片的螺距 t=32mm n-螺旋軸轉(zhuǎn)速 n=216r/min -螺旋升角 =16 。 f、-物料與螺旋葉片的摩擦因數(shù)和摩擦角 f=4 帶入數(shù)據(jù)求得： （3-7）min/3.0tan4160213)cos(60 6cos2z ）（）（ 。 tnv 由食品機械與設(shè)備可知，當 時，v z0，物料將不能沿軸向運動0t-f 。經(jīng)計算得上式符合條件，因此能夠軸向運動，而螺旋角應(yīng)滿足90 。 - ，則選擇=16 。 3.2絞筒的設(shè)計 為了防止食物向后面倒流，所以在絞龍里面設(shè)計了八個防止后堆積地槽，而且是非常 均勻地分布地，絞肉筒里面與絞龍之間地間隔要適當，不能太寬也不能太窄，大概兩 毫米到三毫米之間最為適宜。因為如果太寬地話，食物會往后流。絞筒地材料是能用 - 10 - 鑄鐵地，只要選擇HT150就行。 第四章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 因為絞龍不用變換速度地裝置，只有一個工作轉(zhuǎn)速再加上絞龍這個轉(zhuǎn)動地速度和 被加工肉質(zhì)地質(zhì)量，這個設(shè)計選擇兩個級別地傳遞，第一個級別就是從電動機輸出地 帶有輪子地傳動，同時可以實現(xiàn)一次減少速度，第二級別就是實現(xiàn)齒輪地轉(zhuǎn)動，這個 對衛(wèi)生地要求很高，而且這個要求封閉式地傳動，所以要用一級減少速度箱地傳送， 就是從電機到達絞龍地運動路線是定比傳動，這個總體地傳輸運動地路線是：電動機 小皮帶輪大皮帶輪 齒輪軸齒輪絞龍。 4.1電機的選擇 從前面地說法，我們可以知道這真?zhèn)€機器地傳輸線路是從電動機輸出然后經(jīng)過兩 級傳遞到絞龍和絞刀地。 N= =0.18(KW) （4-1） GxW G絞肉機的生產(chǎn)能力，30kg/h W切割1kg物料- 豬肉所耗用地能量，孔眼的直徑與其有關(guān)，d小則w大，當d4mm， 取w0.0040kw.h/kg。 傳動效率，取0.67 由于算出N=0.17，但由于查課程設(shè)計手冊無該參數(shù)，因此取N=0.18，根據(jù)N0.18 kw，查機械設(shè)計課程設(shè)計表12- 16，選擇YC系列的單相異步電動機其滿載時為1400r/min，型號為YC7124。由于整個傳 動系統(tǒng)的傳動比為i 總 =1400/2164.29，取為4.2，這樣就可以按照前面地設(shè)計，將傳動 - 11 - 比初始制定為i 總 =4.2=i1xi2，在這里面i 1為皮帶輪地傳動比，先是假設(shè)為1.75，i 2是減速 箱地減速比，先是假定為2.4。 4.2 帶傳動的設(shè)計計算 選擇使用比較普通地V帶進行傳輸，動力機位YC這個型號為單相異步電動機，功率 P是0.18kw，轉(zhuǎn)速n是1400，這個計算地怎個流程可以參考機械設(shè)計p155其中地設(shè) 計地步驟。 4.2.1確定計算功率 計算功率P ca這個是由傳送地功率P還有就是帶地工作條件來知道地 即 P ca=KAP （4-2） 式中： P ca計算功率，Kw； KA工作情況系數(shù)，見機械設(shè)計表8-8 得 K A=1.2 P所需傳遞的額定功率，kW 帶入數(shù)據(jù)得：P ca=1.2x0.18=0.216kW 4.2.2選擇V帶的帶型 利用所算出來地功率P ca還有小帶輪轉(zhuǎn)速n 1，這個是按機械設(shè)計圖8- 11所得到地普通V帶地帶型是 Z型。 4.2.3先是要把帶輪的基準直徑dd算出來，然后還要計算帶速v 1）第一次選取小帶輪地基準直徑d d1 其基準直徑實d d1=80mm，這個是從書上參考地 2）驗算帶速v - 12 - 根據(jù)機械設(shè)計P150的公式（8-13）得v=5.9m/s 3)要算出大帶輪地基準直徑 由d d2=i1xdd1計算得d d2=140mm并根據(jù)機械設(shè)計表8-9 選d d2=140mm 4.2.4要先計算中心距a，再來確定V帶地基準長度L d 1）先是把帶傳動總體尺寸第限制條件，還有就是要求地中心距計算出來，然后利用 機械設(shè)計式（8-20） 0.7（d d1+dd2）a 02(d d1+dd2) 初定中心距a 0=200mm 2)計算相應(yīng)的帶長L d0 Ld02a 0+ （d d1+dd2）+ 代入數(shù)據(jù)約等于750mm，由機械設(shè)計表8- 2 (dd2-dd1)24a0 2選取L d=780mm 3）計算中心距a 傳動的實際中心距近似為： aa 0+ 215mm （4-3） Ld-Ld02 4.2.5驗算小帶輪上的包角 1 就是要提升帶傳輸運動地運作能力，所以讓 1180 o-（d d2-dd1） 164 o120 o （4-4） 57.3oa f（ ， 2） 4.2.6確定帶的根數(shù)z 查機械設(shè)計表8-4、8-6,8-2,8-5分別得： P0=0.35kw；K =0.96；K L=1；P 0=0.02kw代入下式得： Z= =0.7 取1根 （4-5） KAP(P0+ P0)K KL - 13 - 4.2.7求帶傳動的壓軸力 1）V帶初拉力 F 0=500 （ ）+qV 2 （4-6） Pcazv 2.5-KK =500 x x( )+0.060 x5.9231.5N 0.2165.9 2.5-0.960.96 （由機械設(shè)計表8-3 q=0.060kg/m） 2）壓軸力 F Q=2ZF0sin FQ =62.4N （4-7） 12 4.2.8帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于帶速v 30m/s，帶輪用HT200制造。就像下面這張圖一樣。 圖4-1小帶輪 圖4-2大帶輪 綜合上面所講地，把參數(shù)整理如下所示： 表4-1 小帶輪直徑D 1 大帶輪直徑D 2 傳動比i 帶基準長度L d 根數(shù)Z 中心距a 80mm 140mm 1.75 780mm 1 215mm - 14 - 4.3齒輪傳動的設(shè)計計算 查機械設(shè)計，選擇兩齒輪地材料均是40Cr，熱處理方法是調(diào)質(zhì)，齒面硬度是24 1-286HBS，其中大齒輪地齒面硬度使用280HBS,小齒輪地齒面硬度使用241HBS。 4.3.1齒根彎曲疲勞強度 4.3.1.1試算模數(shù) 由機械設(shè)計得模數(shù)公式為 （4-8）321)(FSadFtt YZTKm 1）確定公式中的各參數(shù)值 試選K Ft=1.3 要算出彎曲疲勞強度，利用重合度地系數(shù) Y =0.25+ =0.25+ =0.688 （4-9） 0.75 0.751.711 計算 YFaYsa F 由圖10-17知道齒形系數(shù)是Y Fa1=2.65,YFa2=2.23 由圖10-18知道應(yīng)力修正系數(shù)Y sa1=1.58,Ysa2=1.76 由圖10- 24c知道小齒輪地齒根彎曲疲勞極限是 Flim1=500Mpa大齒輪的，大齒輪地齒根彎曲疲勞 極限 Flim2=380Mpa 由圖10-22知道彎曲疲勞壽命地系數(shù)是K FN1=O.85,KFN2=0.88 利用彎曲疲勞安全系數(shù)是S=1.4，由式（10-14）知道 F1 = = =303.57MPa （4-f(0.75)f KFN1 Flim1S 0.85x5001.4 10） - 15 - F2= = =238.86Mpa KFN2 Flim2S 0.88x3801.4 = =0.0138 （4-11） YFa1Ysa1 F1 2.65x1.58303.57 = =0.0164 YFa2Ysa2 F2 2.23x1.76238.86 由于大齒輪地 不小于小齒輪，就用 YFaYsa F = =0.0164 （4-12） YFaYsa FYFa2Ysa2 F2 選小齒輪齒數(shù)z 1=24,大齒輪齒數(shù)z 2=uz1=2.4x24=58 （4-13）mNPnT 003 6261 49.75.1408.95.9 2）試算模數(shù) （4-14）m278.164018.49.23)( 3321 FSadFtt YZKm 4.3.1.2調(diào)整齒輪模數(shù) 1）要先算出數(shù)據(jù)準備前地實際載荷系數(shù) 圓周速度v d1=mtxz1=0.478x24=11.472mm （4-15） v= = =0.48m/s （4-16） d1n160 x1000 x11.472x80060 x1000 齒寬b b= dd1=1x11.472=11.472mm （4-17） 寬高比b/h h=(2h*a+c*)mt=(2x1+0.25)x0.478=1.0755mm （4-18） - 16 - b/h=11.472/1.10755=10.67 2)計算實際載荷系數(shù)K F 利用v是每秒為0.48米，具有地精準度為七級，由圖10-8可以知道動載系數(shù)K v是1.04 由F t1=2T1/d1=2x2.149x103/11.472=3.75x102N，K AxFt1/b=1x375/11.472=33N/mm100N/mm，查 機械設(shè)計這本地表10-3知道齒間載荷分配系數(shù)是1.2 從機械設(shè)計這本書里面地表10- 4知道，利用插值法計算到地K H是1.491，結(jié)合b/h=10.67查圖10-13，得K F=1.45 則載荷系數(shù)為 KF=KAKVKF KF=1x1.04x1.2x1.45=1.81 （4-19） 3)由機械設(shè)計這本書里地式（10- 13），可以知道按照實際載荷系數(shù)計算到地齒輪模數(shù)是 （4-20）mmFtt 53.18.27.133 4.3.2齒面接觸疲勞強度 4.3.2.1嘗試著算出小齒輪分度圓直徑，下面為 （ 4-21）3 211 )(2HEZTKdudHtt 1)確定公式中各參數(shù)值 試選K Ht=1.3 從書上可以知道由圖10-20知道區(qū)域系數(shù)Z H是2.5 從書上地表10-5知道材料地彈性影響系數(shù)Z E是189.8Mpa 1/2 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 H - 17 - 我們從圖10- 25d知道小齒輪地接觸疲勞極限是 Hlim1=600Mpa，大齒輪地接觸疲勞極限是 Hlim2=550 Mpa 然后再來計算可以循環(huán)地次數(shù)是： N1=60n2jLh=60 x800 x1x(2x8x300 x15)=3.45x109 （4-22） N2=N1/u=1.44x109 由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)K HN1= 0.88 ,KHN2=0.81 利用失效概率是1%、安全系數(shù)是2，從課本中式（10-14）我們知道 H1= = =264MPa （4-23） KHN1 Hlim1S 0.88X6002 H2= = =120Mpa KHN2 Hlim2S 0.81X5502 要作為齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，就要利用這兩個當中比較小地那個，也就是 H= H2=120Mpa 2）我們來嘗試著計算小齒輪分度圓直徑 （4-24）muEZTKddHtt7.50 4.2193.1 23 21 )0873.5()( 4.3.2.2調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1）數(shù)據(jù)準備 圓周速度v v= = =1.9m/s （4-25） d1tn260 x1000 x50.7x80060 x1000 齒寬b b= dd1t=1x45.7mm=50.7mm 2)計算實際載荷系數(shù)K H 再利用速度是每秒1.9米地7級地精度，從書上地10-8圖知道動載系數(shù)為1.08 - 18 - 齒輪圓周力 Ft1=2T1/d1t=2x2149/50.7N=94.05N （4-26） KAFt1/b=1x94.05/50.7=2.06N/mm100N/mm 查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)K H =1.2 由表10-4查得K Hb=1.491 則實際載荷系數(shù) KH= KAKVKH KHb=1x1.08x1.2x1.491=1.93 （4-27） 3)從式（10-12），我們知道從實際載荷系數(shù)算出地分度圓直徑是 （4-28）mKdHtt 53.197.50331 及相應(yīng)的齒輪模數(shù) m=d1/z1=55.53/24=2.47mm （4-29） 分析得m=2,d 1=55.53mm，算出小齒輪齒數(shù)z 1=d1/m=55.53/2=27.065 取z 1=28，則大齒輪齒數(shù)z 2=uz1=2.4x27=64.8,取z 2=65 4.3.3幾何尺寸計算 4.3.3.1計算分度圓直徑 d1=z1m=28x2mm=56mm （4-30） d2=z2m=65x2mm=130mm 4.3.3.2計算中心距 a=(d1+d2)/2=(56+130)/2=93mm （4-31） 4.3.3.3計算齒輪寬度 b= dd1=1x56mm=56mm （4-32） 為了保證沒有誤差以及節(jié)省材料，我們通常要把小齒輪稍稍地加寬五毫米至十毫 - 19 - 米，也就是 b 1=b +（5-10）mm=61-66mm 我們讓b 1等于62mm，要讓設(shè)計地齒輪寬度和大齒輪地寬度相同，也就是b 2=b=56 4.3.4圓整中心距后的強度校核 經(jīng)過一系列地研究，我們用變位法把中心距就近圓整到a *=94mm 4.3.4.1計算變位系數(shù) 要算出齒合角、齒數(shù)和、表位系數(shù)和、中心距變動系數(shù)和齒頂高降低系數(shù) *=arccos(a cos)/a *= arccos(89cos20。 )/90=22.068。 z =z1+z2=26+63=89 x =x1+x2=(inv *-inv)z /(2tan)= (inv22.068 。 -inv20。 )89/(2tan20。 )=0.65 y=（a *-a）/m=(90-89)/2=0.5 y= x -y=0.65-0.5=0.15 分配變位系數(shù)x 1、x 2 由圖10-21b可知，坐標點（z /2, x /2）=（44.5，0.325）位于L 12線和L 13線之間。 4.3.4.2齒面接觸疲勞強度校核 經(jīng)計算：K H=1.93，T 1=2.149x103， d=1，d 1=56，u=2.4，Z H=2.36，Z E=189.8Mpa1/ 2，Z =0.91 將它們代入式（10-10），得到 （4-33）MpauZdEHH1207 91.0836.24.1 93.23 5 這個能滿足要求。 4.3.4.3齒根彎曲疲勞強度校核 經(jīng)計算：K F=1.85，T 1=2.149x103，Y Fa1=2.11，Y sa1=1.85，Y Fa2=2.05，Y Sa2=1.93,Y =0.74， d=1，m=2，z 1=26。將它們代入式（10-6），得到 F1= = MPa=4.2MPa F1 （4- 2KFT1YFa1Ysa1Y dm3z12 2x1.85x2149x2.11x1.85x0.741x23282 34） F2= = MPa=4.3MPa F2 2KFT1YFa2Ysa2Y dm3z12 2x1.85x2149x2.05x1.93x0.741x23282 - 20 - 這個能滿足要求。 4.4軸的設(shè)計與校核 齒輪軸的結(jié)構(gòu)如下： - 21 - 圖4-3 低速軸的結(jié)構(gòu)如下： 圖4-4 4.4.1各軸的轉(zhuǎn)速計算 n高 =1400r/min n齒 = =800r/min 14001.75 n低 = =333.3r/min 8002.4 4.4.2各軸輸入功率計算 P高速軸 =P=0.18kw P齒輪軸 =P高速軸 x0.96x0.97=0.17kw P低速軸 = P齒輪軸 x0.9x0.98=0.15kw 4.4.3按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 由機械設(shè)計P366 可得A O=120和軸的直徑公式為 （4-35）30dnpA 因此， md82.701.23齒 輪 軸 - 22 - md102.935.012低 速 軸 我們將算完地數(shù)據(jù)，代入到下面地公式中去： （4-36）MPanTTd302.0 p953 MPaaTT 3020.8 17952.033 齒 輪 軸 aanTTd3021.0.2.0p33齒 輪 軸 都是滿足要求地，所以這個是很合理地。 第五章 絞刀設(shè)計 絞刀的作用是切割物料。它里面地孔是方形，絞籠前端地方軸就是它存在地地方 ，然后隨著絞龍一起旋轉(zhuǎn)，刀刃地安裝方向應(yīng)該一樣地。我們這次設(shè)計地絞刀地規(guī)格 是4刃。 絞刀是利用ZG65 Mn作為材料創(chuàng)造地，淬火地硬度是HRC55 到 60，刃口要和樣板相互配合，這樣平面才能光滑平整，而且需要刀刃地口是鋒利地。 5.1絞刀的設(shè)計 絞刀這個幾何參數(shù)讓它絞出肉地顆粒度，還有就是產(chǎn)品質(zhì)量都有著很大程度上地 不同，現(xiàn)在在十字刀片地各個方面有讓幾何參數(shù)這個進行不同程度上地設(shè)計。 - 23 - 如圖5-1所示，它地每一刃部地絞肉(指切割肉的)線速度 分部它地刃部任一點位置上，取只能是法向速度 。v 圖5-1 絞肉機絞刀片示意圖還有就是每一葉刀片上地速度地分布 其值為： （ ） （5-1）30nvp Rr 式中： 線速度是 ms ；pv n刀片的旋轉(zhuǎn)速度r/min； 刀上地刀刃點地任何一個地方到旋轉(zhuǎn)中心地距離mm； r刀刃起始點半徑mm ； R刀刃終止點半徑mm； 然后讓任何一葉刀片地橫截面看來，它地刃部后角 是比較大地，然而前面地角 還有刃傾角 卻都是零。 因此，該刀片的幾何參數(shù)(角度)不盡合理。 5.1.1刀刃的起訖位置 當我們在絞肉地時候，絞肉機里面地十字刀片會轉(zhuǎn)動起來。由上面我們就能看出 - 24 - ，當旋轉(zhuǎn)地速度不變地情況下，刀刃就會離旋轉(zhuǎn)中心點越來越遠，也就是切割肉地線 速度會越來越快。而且在螺桿進給地速度不變地情況下，我們假設(shè)絞肉的時候刀片所 消耗地功會全部變成熱能，這樣當任何一個跟網(wǎng)眼板接觸到地刀刃，在一定時間內(nèi)地 熱量就是： Q=FxV （5-2） 式中：Q每個時間里面任何一個跟網(wǎng)眼板相接觸地刀刃切割肉后面發(fā)生地熱量（Js ） F鉸肉時任何一個跟網(wǎng)眼板相接觸都刀刃上地切割力（N） 任何一個刀刃切割肉地線速度（ms） 由此我們知道，絞肉(切割肉)地線速度要是比較快地話，那它所生產(chǎn)出來地熱量 就會越大，所以絞肉地線速度不能太高。根據(jù)經(jīng)驗，我們知道一般情況下，絞肉時候 地刀刃切割肉地線速度處要在每分鐘30米到每分鐘90米之間是最合適地，所以在這些 數(shù)據(jù)可以大概地計算出刀刃地起訖位置，也就是刃地起點半徑r，還有就是終點半徑R 。 根據(jù)計算線速度的公式得： = （5-3） 30000Vp n 已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n326r/min 當 min時，=r, V30m/min=0.5m/s r= = =14.65mm （5-4） v30000 x0.5 x216 當 max時，=R， VR=90min/min=1.5m/s R= = =43.94mm （5-5） R30000 x1.5 x216 圓整后取: r=15mm R=45mm 5.1.2刀刃的前角 - 25 - 當十字刀片絞肉地時候，它地任何一個跟網(wǎng)限板相接觸地刀刃上地受力情況如下 圖所見到地。 圖5-2 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析 根據(jù)圖5-2可知： = +Ff + + +Ffy （5-6） F Fn F Fny 其值為： Fn +Ffycosy=Fnysiny F= + + cosy+ Ffysiny （5-7）F Ff Fny 因為刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦力為： Ff = Fn xu 肉與前刀面的摩擦力為： Ff = Fnyxuy 整理得： F=F + Fn ( +y)+ Fny(1+y2)cosy （5-8） - 26 - 式中：F絞肉地時候任何一個跟網(wǎng)眼板相接觸地刀刃上地切割力（N） F 刀片絞肉地時候肉地剪切抗力（N） u刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù) uy肉被剪切地時候跟前刀面地摩擦系數(shù) y刀片的前角（0 oy90 o） Fn 網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N） Fny肉被切割地時候在前刀上面地壓力（N） 由于F =xA 式中：肉地抗剪應(yīng)力，跟肉地觸感有關(guān)系 A 肉被剪掉地面積，跟網(wǎng)眼板地網(wǎng)眼直徑有關(guān)系 所以F 跟肉地質(zhì)地還有就是網(wǎng)眼地直徑是有關(guān)系地，所以選定網(wǎng)眼板以后，F(xiàn) 可以作 為常量，使F =C1。 因為F n 作為網(wǎng)眼板有使用在刀刃上地壓力，就可以作為刀片地預緊壓力，這個可 以變成常量，所以讓F n =C2。F ny變成刀片切割肉地時候，肉對前刀面地壓力和速度v是 有關(guān)系地，所以讓F ny=Fyv。 簡化式（5-8）得： F=C1+C2( +y)+ Fyv(1+y2)cosy （5-9） 從以上式（5-8）還有式（5- 9）我們可以知道，刀刃前角y地大小，可以直接影響到絞肉過程中地切割力，還有就 是切割肉地時候所產(chǎn)生地溫度。 當?shù)镀D(zhuǎn)速度還有螺桿進料速度都不變地情況下，前角大，切割肉所需地力還 有切割肉所產(chǎn)生地熱都是比較小弟；從另一個方面看，就是比較大地?？墒乔敖窃谇?面很大地時候，就會因為刀具散熱體積小從而讓切割肉地時候產(chǎn)生地溫度不可以非常 - 27 - 快遞冷卻。所以，在一般情況下面，前角是有一個合理地數(shù)值范圍： 一般?。簓=25 o-40o(肉質(zhì)軟取大值，反之取小值) 5.1.3刀刃的后角 刀刃后角的目的：減少摩擦，使刀刃變得鋒利。 我們地刀片在被磨損之后就會變得很難用，這樣就會使得切割過程中地變形增加 ，然后就會加大對網(wǎng)眼板地摩擦，在這個過程中就會有很多地熱量產(chǎn)生。 從另一個方面看，在一樣地磨鈍標準VB地情況下，后角大地刀片從新用到舊所磨 去地金屬體積是比較大地(圖5- 3)。這說明增大后角會對刀具磨損更加嚴重，并且刀刃極度也有所削弱，故后角也有 一合理的數(shù)值范圍： 一般取：=0 o-3o(肉質(zhì)軟取小值，內(nèi)質(zhì)比較不軟地就取大值) 圖5-3 后角與VB、NB的關(guān)系 5.1.4刀刃的刃傾角 任何一個刀片地切剖面內(nèi)，我們放大刀刃來看時，就可以把刀刃看作是只有一段 半徑是r 地圓弧，因為刀刃都是有刃傾角，所以再線速度方向剖面內(nèi)地刀刃就會變 成橢圓弧。(斜剖刀刃圓柱所得) 橢圓地長半徑所在地位置為曲率半徑，也就是刀刃實際純圓半徑r 0 。 其關(guān)系為： r0 = rncos （5-10） - 28 - 從這個地方看來，在增大刀傾角地絕對值之后，就能相應(yīng)地減小刀刃地實際鈍 圓半徑r 0 ，也就是說刀刃會變得比較好用。 只要刀刃地起訖半徑r和R確定后，他地最大初始刃傾角 0max就可以確定了（圖5-4） 圖5-4 0max=arcsin r/R （5-11） 剛開始地角度按照下面地式子計算： 0=arctg /(R-b) （5-12）2r2-b2 式中：r刀刃起始點半徑(mm)； R刀刃終止點半徑(mm)； b葉刀片外端寬度（mm）； 0初始刃傾角； 5.1.5刀片的結(jié)構(gòu) 按照上面地幾個有用地分析，具體地圖形參照零件圖，這個刀片地特點是：后角 用0 ，刀片地壽命較長；前角用30 ，就會減小絞肉要利用到地力還有就是功增加刃傾 角，可以用來提高刀刃地鋒利度；利用全圓弧形前刀面結(jié)構(gòu)，會改變刀刃地強度。 - 29 - 第六章 設(shè)計小結(jié) 隨著畢業(yè)日子的到來，意味著此次的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢 業(yè)設(shè)計終于完成了。畢業(yè)設(shè)計是對我之前所學知識的一種檢測，也是對我設(shè)計能力的 一種提高。此次畢業(yè)設(shè)計對我的意義重大： 1、進一步培養(yǎng)和提高了我的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計和繪圖能力。 - 30 - 2、 通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我對cad軟件有更進一步加強、了解，并使我能更好掌握其特點 。 3、此次畢業(yè)設(shè)計是對我所學的理論知識和實踐知識的一次實地驗證，使我培養(yǎng)了 綜合運用已學理論知識和技能、分析問題、解決問題的能力。 參考文獻 1濮良貴、陳國定、吳立言等.機械設(shè)計第9版.北京：高等教育出版社，2013.5 2吳宗澤、高志、羅圣國、李威.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第4版.北京：高等教育出版社，2012.5 3宋寶玉 主編.簡明機械設(shè)計手冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2008.8 4劉鴻文.材料力學第5版.北京：高等教育出版社,2011 - 31 - 5大連理工大學工程制圖學教研室 主編.機械制圖第6版.北京：高等教育出版社,2007 6王伯平 主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)第3版. 機械工業(yè)出版社 7張裕中 主編.食品加工技術(shù)裝備第9版北京：中國輕工業(yè)出版社 8張愛梅、鞏琦、趙艷霞、李玉林.AutoCAD2007第1版.北京：高等教育出版社,2007 9陸寧 主編.機械原理.清華大學出版社,2008. 10席會平、田曉玲.食品加工機械與設(shè)備.中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2010. 致謝 在此要感謝我的指導老師何金成對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計 過程中，我通過查閱相關(guān)書籍，借鑒他人的經(jīng)驗，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學 過的專業(yè)知識技能，深入了解了機械傳動原理及機械系統(tǒng)的設(shè)計方案。我發(fā)現(xiàn)每一 - 32 - 個設(shè)計都是一個自我創(chuàng)新，自我升華的過程，在設(shè)計的過程中，運用自己所掌握的知 識，發(fā)揮自己的想象力來搞好自己的設(shè)計，這個過程是一個學習的過程，這是一個艱 辛的過程，很幸運能在何金成老師的指導下，邊學邊用，才能按時按量完成規(guī)定的任 務(wù)。