BX100拌餡機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說明書+7張CAD圖紙+三維模型】,說明書+7張CAD圖紙+三維模型,BX100,拌餡機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),說明書,CAD,圖紙,三維,模型 摘要 隨著生活水平的不斷提高, 人們對(duì)食品的要求不但多樣化而且還要求加工方便 , 以盡力把傳統(tǒng)食品的精湛技藝和現(xiàn)代化的加工方法結(jié)合起來(lái)。BX100拌餡機(jī)就是基于這種需要而研制出來(lái)的 , 它是專供灌制各種香腸用餡料等的肉食品加工設(shè)備。BX100拌餡機(jī)具有外形小巧精致的特點(diǎn)，使用安全穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，能適用食堂，飯店等各種食物加工部門的工作環(huán)境和工作需求。 為了完成此次BX100拌餡機(jī)的設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，對(duì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容都進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算，還對(duì)料斗、支架、攪拌、翻轉(zhuǎn)等進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是基于UG的設(shè)計(jì)，所有的構(gòu)件都是在UG環(huán)境內(nèi)建模并且裝配。最后在UG中導(dǎo)出工程圖。設(shè)計(jì)過程中要應(yīng)用到建模、裝配和制圖模塊。運(yùn)用實(shí)體建模，特征建模等功能完成所有零件的三維實(shí)體建模，然后用裝配模塊進(jìn)行裝配，最后導(dǎo)出工程圖為生產(chǎn)提供依據(jù)。 關(guān)鍵詞：拌餡機(jī)；UG；三維建模 Abstract With the continuous improvement of living standards, people's demand for food is not only diversified but also requires processing convenience, in order to try to traditional food skills and modern processing methods combined. BX100 mix stuffing machine is based on the needs of this developed, it is designed for the filling of various sausage fillings and other meat processing equipment. BX100 Mixing stuffing machine has the characteristics of small and exquisite appearance, the use of safe and stable, easy to learn, can apply canteens, restaurants and other food processing departments of the working environment and work needs. In order to complete the BX100 mixing stuffing machine design, the main drive program design, the main design content are carried out rigorous calculation, but also on the hopper, stent, mixing, and so on the design.The design is based on UG, all components are in the UG environment modeling and assembly. Finally, the drawing is exported in UG. The design process should be applied to the modeling, assembly and drawing modules. Using solid modeling, feature modeling and other functions to complete all parts of the three-dimensional solid modeling, and then use the assembly module for assembly, and finally derived from the drawings for the production. Keywords:Mix filling machine; UG;Three-dimensional modeling 目錄 摘要 I 目錄 III 1 緒論 4 1.1BX100拌餡機(jī)的概述 4 1.2 UG軟件的介紹 4 1.2.1 建模模塊 2 1.2.2 裝配模塊 3 1.2.3 制圖模塊 3 2 總體方案的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算 4 2.1 料斗外形尺寸的確定 5 2.2 攪拌電機(jī)功率的計(jì)算及電機(jī)選擇 6 2.2.1 總傳動(dòng)比的計(jì)算 7 2.2.2 傳動(dòng)比的分配 7 2.2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 8 2.3 翻轉(zhuǎn)電機(jī)功率的計(jì)算及電機(jī)選擇 9 2.3.1 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)總傳動(dòng)比計(jì)算 9 2.3.2. 翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的分配 10 3拌餡機(jī)主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3.1 攪拌傳動(dòng)的零部件設(shè)計(jì) 11 3.1.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 11 3.1.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14 3.2 翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)的零部件設(shè)計(jì) 20 3.2.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 20 3.2.2 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) 23 4 主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 4.1 機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 4.2 攪拌器的設(shè)計(jì) 28 5 基于UG的裝配 30 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 附錄A 36 附錄B 46 49 1 緒論 1.1BX100拌餡機(jī)的概述 拌餡機(jī)是用于混料的必備設(shè)備，效率高，便于操作，是制作風(fēng)干腸類產(chǎn)品、粒狀、泥狀混合腸類產(chǎn)品、丸類產(chǎn)品的首選設(shè)備，同時(shí)也是生產(chǎn)水餃、餛飩類面食產(chǎn)品的可選設(shè)備。拌餡機(jī)對(duì)粒狀、粉狀、泥狀、糊狀、漿狀物皆有很好的適應(yīng)性和混合效果。對(duì)塊狀物有較好的保型性，具有正反轉(zhuǎn)功能，具自動(dòng)出料功能。 其具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）效率高，混料速度快； （2）操作簡(jiǎn)單，方便自如； （3）料斗自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度更低； （4）攪龍使得物料混合更均勻，； （5）密封保護(hù)使設(shè)備使用壽命更長(zhǎng)。 本次設(shè)計(jì)的BX100拌餡機(jī)主要由機(jī)架，料斗，攪拌傳動(dòng)，翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)及電氣控制幾個(gè)系統(tǒng)組成。料斗及端板采用o形密封圈結(jié)構(gòu)來(lái)密封，攪拌的電動(dòng)機(jī)經(jīng)由皮帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)再傳至攪龍進(jìn)行攪拌。翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶，蝸桿傳至扇形蝸輪，通過扇形蝸輪使料斗實(shí)現(xiàn)料斗倒料。料斗的重量由蝸桿軸、主軸以及與主軸配合的零件 攪拌部分，攪拌軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)給出，要根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算及選擇電動(dòng)機(jī)。中間要設(shè)計(jì)減速系統(tǒng)，減速系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)幾級(jí)減速，減速機(jī)構(gòu)和總的傳動(dòng)效率的問題。攪拌系統(tǒng)由皮帶和齒輪減速，其中主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速和預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)速會(huì)有些微差別。 翻轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)需要參數(shù)為料斗的翻轉(zhuǎn)時(shí)間、翻轉(zhuǎn)的角度。根據(jù)上述兩個(gè)數(shù)據(jù)完成翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)。同樣也要考慮傳動(dòng)比的分配。其中設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)，所以總的傳動(dòng)比和傳動(dòng)比的分配必須要合理，否則會(huì)產(chǎn)生不良后果。 1.2UG軟件的介紹 Unigraphics (簡(jiǎn)稱UG)是美國(guó)EDS公司出品的一套集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統(tǒng)。UG的功能覆蓋了從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過程，并且廣泛地運(yùn)用在汽車、航空、航天、模具加工及醫(yī)療器械行業(yè)等方面；它提供了強(qiáng)大的實(shí)體建模技術(shù)，提供了高效能力的曲面建構(gòu)能力，能夠完成最復(fù)雜的造型設(shè)計(jì)。除此之外，裝配功能、2D出圖功能、模具加工功能及與PDM之間的緊密結(jié)合，使得UG在工業(yè)界成為一套無(wú)可匹敵的高級(jí)CAD/CAM系統(tǒng)。 UG自從1990年進(jìn)入我國(guó)以來(lái)，以其強(qiáng)大的功能和工程背景，已經(jīng)在我國(guó)航空、航天、汽車、模具和家電等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。尤其是UG軟件PC版本的推出，為UG在我國(guó)的普及起到了良好的推動(dòng)作用。 本設(shè)計(jì)用的版本是UG4.0NX，在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中要應(yīng)用到建模、裝配和制圖模塊，其功能如下： 1.2.1建模模塊 Unigraphics軟件的建模模塊主要有實(shí)體建模、特征建模、自由形狀建模、鈑金建模和用戶定義特征組成。 （1）實(shí)體建模 這個(gè)通用的建模應(yīng)用技術(shù)支持二維和三維線框模型、掃掠和旋轉(zhuǎn)體的建立、布爾操作和基本的相關(guān)編輯。實(shí)體建模是特征建模與自由形狀建模的首要必備的應(yīng)用。 （2）特征建模 這個(gè)基于特征的建模應(yīng)用技術(shù)支持標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)特征，如孔、鍵槽和型腔的建立與相關(guān)編輯。它允許用戶挖孔實(shí)體模型并建立薄壁對(duì)象。一個(gè)特征可以相對(duì)于任何的其他特征定位，對(duì)象可以被實(shí)例引用建立關(guān)聯(lián)的特征集。 （3）自由形狀建模 這個(gè)復(fù)雜形狀建模應(yīng)用支持復(fù)雜曲面和實(shí)體模型的建立。某些可用的技術(shù)是通用的沿曲線掃掠；利用1、2和3 軌道方法按比例地展開形狀；利用標(biāo)準(zhǔn)的二次曲線方法放樣成形；點(diǎn)和曲線網(wǎng)絡(luò)。 （4）鈑金建模 這個(gè)基于特征的建模應(yīng)用支持專門的鈑金特征，如：彎邊、肋骨和與位于它們下面曲面形狀一致的剪切口的建立。這些特征可以在鈑金設(shè)計(jì)應(yīng)用中被操縱，仿真零件的成形與展平。這個(gè)實(shí)踐允許在設(shè)計(jì)時(shí)合并制造概念的設(shè)計(jì)到用戶的部件中。實(shí)體建模與鈑金設(shè)計(jì)是對(duì)某些應(yīng)用的首要必備的應(yīng)用。 （5） 用戶定義特征 此應(yīng)用提供一個(gè)交互的方法去捕捉和存儲(chǔ)部件家族，為了利用一個(gè)用戶定義特征概念方便地恢復(fù)和編輯。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)它允許取一個(gè)利用標(biāo)準(zhǔn)NX建模工具建立的已存相關(guān)實(shí)體模型和在參數(shù)間建立的關(guān)系、定義特征變量、設(shè)置默認(rèn)值和決定通用形狀，獲得特征。通過任何人利用特征建模應(yīng)用可以存取駐留在一個(gè)庫(kù)中的已存UDFS中。 1.2.2裝配模塊 此應(yīng)用支持“自頂向下”和“從底向上”裝配建模，它提供對(duì)裝配層級(jí)的快速往返移動(dòng)并允許直接存取任意組件或子-裝配的設(shè)計(jì)模型。它支持“在上下文中設(shè)計(jì)”的方法，在此方法中當(dāng)工作在裝配的上下文中時(shí)，可以對(duì)任任意組件的設(shè)計(jì)模型做改變。 1.2.3 制圖模塊 制圖應(yīng)用允許用戶在建模應(yīng)用中建立三維模型或利用構(gòu)入內(nèi)部的曲線/草圖工具建立二維工程圖。制圖支持圖布局的自動(dòng)建立，包括正交視圖投射、剖截視圖、輔助和細(xì)節(jié)視圖以及等角圖，也支持視圖相關(guān)和自動(dòng)消隱線編輯。 2總體方案的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算 在食品加工中，根據(jù)被混合的物料性質(zhì)和狀態(tài)，將混合作業(yè)機(jī)械分成混合機(jī)、攪拌機(jī)、捏合機(jī)。對(duì)混合機(jī)械的一般要求是：混合物的混合均勻度高，混合速度快;物料在容器內(nèi)的殘留量少；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，操作方便，便于檢視，取樣和清理；機(jī)械設(shè)備要防銹，耐腐蝕，容器表面光滑，工作部件要能拆卸清洗；電動(dòng)機(jī)設(shè)備和電控裝置應(yīng)能防爆、防濕、防塵，符合環(huán)境保護(hù)和安全運(yùn)行的要求。 為確保拌餡機(jī)能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)性能要求，使之正常工作，對(duì)其主要傳動(dòng)及關(guān)鍵零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。而設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的拌餡機(jī)應(yīng)該歸類為固體攪拌機(jī)械，在食品加工中，固體混合操作常用于原料的配置及產(chǎn)品的制造，如谷物、面粉的混合，粉狀食品中添加輔料和添加劑還有肉制品中添加佐料等等。固體物料主要靠機(jī)械外力產(chǎn)生流動(dòng)引起混合，固體顆粒的流動(dòng)性是有限的，流動(dòng)性又主要與顆粒的大小，形狀，相對(duì)密度以及和附著力有關(guān)，混合的形式有對(duì)流混合，擴(kuò)散混合和剪切混合 本設(shè)計(jì)將扇形渦輪固定于料斗端板上，實(shí)現(xiàn)料斗翻轉(zhuǎn)及固定料斗。翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶，蝸桿傳至扇形蝸輪，通過扇形蝸輪使料斗實(shí)現(xiàn)料斗倒料。料斗的設(shè)計(jì)跟額定攪拌重量有關(guān)系，其體積要滿足能實(shí)現(xiàn)額定攪拌重量的要求。其中關(guān)鍵的部分還要考慮攪拌裝置的設(shè)計(jì)。 機(jī)械攪拌裝置主要由攪拌器和攪拌軸構(gòu)成。攪拌器裝在攪拌軸上，由電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)，以一定轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。攪拌器的型式很多常用的有槳式，框式，推進(jìn)式，螺帶式攪拌器。 攪拌軸常用45鋼制成，對(duì)于不重要的攪拌軸，也可采用35鋼，當(dāng)耐腐蝕要求較高時(shí)應(yīng)選用不銹鋼或?qū)μ间撦S加防腐措施。如果攪拌軸較長(zhǎng)，為了便于制造，安裝和檢修，常將軸分為上下兩端，用凸緣聯(lián)軸器連接成一體。攪拌軸的下段與物料接觸易被腐蝕，損壞時(shí)只需要更換下段。攪拌軸的上段穿過軸封裝置，如果采用填料箱密封，則要求軸的表面硬而光潔。 攪拌部分，主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)給定，要根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算和選擇電動(dòng)機(jī)。中間要設(shè)計(jì)減速器部分的設(shè)計(jì)，減速器設(shè)計(jì)包括幾級(jí)減速，減速部件和總的傳動(dòng)效率的問題。攪拌系統(tǒng)總的傳動(dòng)比和傳動(dòng)比的分配要合理。其中主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速和預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)速會(huì)有些微差別，要保證其設(shè)計(jì)誤差與理論誤差小于5%才是滿足要求的設(shè)計(jì)方案。 翻轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)需要的參數(shù)是：料斗的翻轉(zhuǎn)時(shí)間和翻轉(zhuǎn)的角度。根據(jù)上述兩個(gè)數(shù)據(jù)完成翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)。同樣也要考慮傳動(dòng)比的分配。其中設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，參考其它輕工機(jī)械和建筑機(jī)械及礦山工程機(jī)械的翻轉(zhuǎn)卸料機(jī)構(gòu)，確定拌餡機(jī)的翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)如下：電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶、蝸桿到扇形蝸輪的傳動(dòng)，通過扇形蝸輪和行程擋塊之間的配合，實(shí)現(xiàn)料斗的倒料和復(fù)位。 2.1料斗外形尺寸的確定 料斗即攪拌容器，一般由不銹鋼焊接或鉚接或螺栓連接而成。厚度通常為2～6mm。容器幾何尺寸取決于拌餡機(jī)的容量，即一次攪拌物料的重量，容器的幾何形狀要與所用攪拌器的結(jié)構(gòu)形狀相匹配。在這些設(shè)備中，要考慮其發(fā)熱、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)效應(yīng)。 由于料斗內(nèi)盛放的是潮濕性的食品餡料，所以要求與物料接觸的材料應(yīng)耐酸、堿、鹽，無(wú)毒。制造輕工設(shè)備的主要材料是碳素鋼其中加入相應(yīng)的合金元素。鉻元素能提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐腐蝕性鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性能的主要元素，鋼中鉻含量越高，其抗腐蝕性越好。通常不銹鋼中的鉻含量高于13%，介于此料斗材料選擇0Cr13(GB4237)厚度為2mm。 料斗形狀如圖2.1所示： 圖2.1 料斗的外形示意圖 根據(jù)公式： V=W/ρ（2.1） 式中 V — 體積 mm3； W — 重量 kg ； ρ— 比重 kg/dm3（取ρ= 1kg/dm3）。 計(jì)算體積： V==1×10 mm 根據(jù)有關(guān)資料，混合機(jī)的混合容量最大不超過容器體積的60％，最合適值為30～40％（參考文獻(xiàn)[5]）。考慮到攪龍所占體積及預(yù)備高度，取料斗體積：V′=2×10 mm 實(shí)際體積：V=()= mm 故滿足要求，料斗的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小見圖。 2.2攪拌電機(jī)功率的計(jì)算及電機(jī)選擇 理論上可以將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個(gè)方面考慮，但在時(shí)間中一般只考慮或主要考慮攪拌器功率，因攪拌作業(yè)功率很難測(cè)定，已知影響攪拌功率的主要因素如下： ① 攪拌器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，如攪拌器的形式、槳葉直徑和寬度、槳葉的傾角、槳葉數(shù)量、攪拌器的轉(zhuǎn)速等。 ② 攪拌槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如攪拌槽內(nèi)徑和高度、有無(wú)擋板或?qū)Я魍?、擋板的寬度和?shù)量、導(dǎo)流筒直徑等。 ③ 攪拌介質(zhì)的物性，如各介質(zhì)的密度、液相介質(zhì)黏度、固體顆粒大小、氣體介質(zhì)通氣率等。 所以本次采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)公式：P=（2.2） 式中P —功率 單位 kw； T —扭矩 單位 N?m； n —轉(zhuǎn)速 單位 r/min； η —總傳動(dòng)功率。 設(shè)攪拌力作用于距軸心0.8R，攪拌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的是攪拌主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而扭轉(zhuǎn)力矩和攪龍的大小都跟料斗的尺寸有關(guān)。 則T=W·L=100×10×0.8×280×10ˉ3=224N·m（2.3） 由于攪拌機(jī)內(nèi)的軸承、密封件、聯(lián)軸器等的機(jī)械摩擦，減速器的摩擦損失和皮帶的傳動(dòng)效率及電動(dòng)機(jī)的效率因素等影響，綜合考慮各環(huán)節(jié)： 取總傳動(dòng)效率 η=0.7 P==1.68 kw（2.4） 拌餡機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)分為兩大部分：攪拌傳動(dòng)部分和翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)部分。攪拌系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)通過皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸。其中帶傳動(dòng)為摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)能緩沖吸震，適宜布置在高速級(jí)。而齒輪傳動(dòng)適用于低速級(jí)傳動(dòng)。翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)動(dòng)力傳遞方案是從電機(jī)經(jīng)過皮帶傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)料斗翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)倒料。對(duì)于拌餡機(jī)必須恰當(dāng)?shù)剡x擇攪拌電動(dòng)機(jī)，如果電機(jī)容量過小，則不能達(dá)到預(yù)期的攪拌效果，甚至?xí)闺姍C(jī)燒毀。如果電動(dòng)機(jī)容量過大，與負(fù)載不匹配，則會(huì)提高操作成本和投資費(fèi)用。根據(jù)《異步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》通過計(jì)算Y100L1-4 的總傳比28.4 ；Y112-6 的總傳動(dòng)比 18.8； Y132S-8 的總傳動(dòng)比為 14.2。綜合比較功率、結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)等選用總傳動(dòng)比小的Y132S-8電機(jī)： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132S-8； 額定功率： 2.2Kw； 同步轉(zhuǎn)速： 750r/min； 滿載轉(zhuǎn)速： 710r/min。 2.2.1總傳動(dòng)比的計(jì)算 由給定的設(shè)計(jì)參數(shù)可得攪龍主軸轉(zhuǎn)速為50r/min， 則攪拌系統(tǒng)的總傳動(dòng)比： 2.2.2傳動(dòng)比的分配 攪拌系統(tǒng)傳動(dòng)分為兩級(jí)傳動(dòng)，即皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。查閱有關(guān)文獻(xiàn)可知帶傳動(dòng)適宜的傳動(dòng)比取值范圍為2-4，而齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比適宜范圍為3-5。 取帶傳動(dòng)部分傳動(dòng)比 2.2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 在選出電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、分配傳動(dòng)比之后，應(yīng)將傳動(dòng)裝置中各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計(jì)算出來(lái)，為傳動(dòng)零件和軸的設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù)。各軸的轉(zhuǎn)速可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算。按軸的功率和轉(zhuǎn)矩按輸入處計(jì)算。 傳動(dòng)總效率 η=η帶輪η齒輪η軸承3 帶傳動(dòng)效率 η帶輪=0.98 滾動(dòng)軸承效率 η軸承=0.99 齒輪傳動(dòng)效率 η齒輪=0.97 則傳動(dòng)總效率 η=0.98×0.97×0.993=0.922 所需電動(dòng)機(jī)功率 Pr=2.2kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n0=710r/min 0軸：0軸即電動(dòng)機(jī)軸 P0=Pr=2.2kw N0=710r/min T0==9.55 =29.60N?m Ⅰ軸：Ⅰ軸即連接大帶輪和小齒輪的軸，此軸上共有兩個(gè)軸承。 P1=P0η帶輪η軸承=2.2×0.98×0.992=2.11kw N1 =221.88r/min T1=88.15N?m Ⅱ軸：Ⅱ軸即攪拌主軸 P2=P1η齒輪η軸承=2.11×0.97×0.99=2.03kw n2=49.97r/min T2=387.96N?m 2.3翻轉(zhuǎn)電機(jī)功率的計(jì)算及電機(jī)選擇 參考一些輕工機(jī)械，混凝土攪拌機(jī)械的翻轉(zhuǎn)卸料機(jī)構(gòu)。并考慮拌餡機(jī)經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)為：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶，蝸桿傳至扇形蝸輪。通過扇形蝸輪與行程開關(guān)的配合作用。實(shí)現(xiàn)料斗翻轉(zhuǎn)卸料功能。 設(shè)力作用于距軸心0.8R處L=0.8R,取料斗重G=80kg 則T=(W+G)·L（2.5） =(100+80)×10×0.8×280×10 = 403.2 N·m 設(shè)總傳動(dòng)效率η=0.4（可自鎖） 料斗翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為： r/min（2.6） kw 翻轉(zhuǎn)電機(jī)過作時(shí)間很短消耗電能很少，考慮到實(shí)際，讓機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90S-4： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y90S-4； 額定功率：0.75Kw； 同步轉(zhuǎn)速：1000r/min； 滿載轉(zhuǎn)速：910r/min。 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比分配翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)是由帶輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)來(lái)完成的，由于翻轉(zhuǎn)角度有要求限制，考慮用扇形的蝸輪實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度要求。 2.3.1 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)總傳動(dòng)比計(jì)算 由給定的設(shè)計(jì)參數(shù)可得=2.08r/min 則翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)的總傳動(dòng)比： 2.3.2. 翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)比的分配 取帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為 則渦輪蝸桿傳動(dòng)比為，取 3拌餡機(jī)主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1攪拌傳動(dòng)的零部件設(shè)計(jì) 攪拌系統(tǒng)主要由皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)兩級(jí)傳動(dòng)過程傳動(dòng)到主軸，來(lái)帶動(dòng)攪龍進(jìn)行攪拌。所以主要設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的帶和帶輪，齒輪設(shè)計(jì)。 3.1.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) （1） 確定設(shè)計(jì)功率Pc 帶傳動(dòng)的給定工作條件，適用于攪拌機(jī)，載荷變動(dòng)微小，每天工作時(shí)間小于10小時(shí)。設(shè)計(jì)功率的選取就是根據(jù)載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間等因素確定，設(shè)計(jì)功率要比傳遞的額定功率大 即Pc=KA?P（3.1） 式中P —傳遞的額定功率，2.2kw； K—工作情況系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]中表8-8，取1.0。 =2.2×1.0=2.2kw （2） 選擇V帶的帶型 根據(jù)設(shè)計(jì)功率和小輪轉(zhuǎn)速（電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11選取V帶帶型。根據(jù)計(jì)算功率 P=2.2kw和小帶輪轉(zhuǎn)速=710r/min 選擇攪拌部分帶傳動(dòng)的帶型為A帶型。 （3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑、并驗(yàn)算帶速V 選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)帶型，由參考文獻(xiàn)[1]表8-7確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑，小，則傳動(dòng)所占空間小，重量輕，但太小則彎曲應(yīng)力太大。所以，并應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值。 由參考文獻(xiàn)[1]中表8-7，查得dmin=75mm,根據(jù)表8-8查得標(biāo)準(zhǔn)值=75mm 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由i=3.2, 參照普通V帶基準(zhǔn)直徑系列進(jìn)行適當(dāng)圓整。 取標(biāo)準(zhǔn)值=236 驗(yàn)算帶輪帶速V V==2.79m/s （3.2） （4） 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 根據(jù)相應(yīng)的要求，結(jié)合參考文獻(xiàn)[7]表13-1-16中的公式初定中心距a0 （3.3） 即 取 a0=300mm 計(jì)算相應(yīng)的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Lc ，計(jì)算得1110mm 計(jì)算相應(yīng)的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表8-2，取Ld=1120 ，修正系數(shù)kL=1.03計(jì)算按參考文獻(xiàn)[1]式（8-23），中心距a=305mm。 （5） 驗(yàn)算包角1 小帶輪上的包角1小于大帶輪上的包角2，小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力，因此打滑只可能在小帶輪上發(fā)生，所以為了提高帶傳動(dòng)的工作能力應(yīng)該驗(yàn)算小帶輪的包角1，使之大于120。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]式8-25 dd1=75mm , dd2=250mm , a=300mm （3.4） 包角合適。 （6）由小帶輪dd1=75mm和n1=710r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4得P0=1.405Kw。根據(jù)n1=710r/min和i=3.2查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5得?P0=0.09Kw，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6得Kα=0.924 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中得公式 Pr=(P0+?P0)?Kα?KL（3.5） =(1.405+0.09)×0.924×0.93 =1.285Kw 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式 z0=PcaPr=2.421.285=1.882（3.6） 取z=2。 （7） 帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等已知條件，確定帶輪的材料、結(jié)構(gòu)形式、輪槽、輪輻和輪轂的幾何尺寸、公差和表面粗糙度及相關(guān)技術(shù)要求。帶輪的材料，常用的材料為HT150或者HT200。此處采用HT20-40。帶輪的結(jié)構(gòu)形式，帶輪由輪緣、輪輻、輪轂組成。小帶輪的基準(zhǔn)直徑比較小d<3D(D電動(dòng)機(jī)上的安裝軸)選擇采用實(shí)心式。V帶輪的輪槽，V帶輪的輪槽與所選用那個(gè)V帶帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)，可參考參考文獻(xiàn)[8]表8-10。V帶繞在帶輪上以后會(huì)發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化，為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪的輪槽工作面的夾角做成小于40°。V帶安裝到輪槽中以后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸，為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度，輪槽工作變面粗糙度定位3.2（常用3.2和1.6）。 小帶輪的設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)圖如圖3.1。 大帶輪的設(shè)計(jì)尺寸設(shè)計(jì)圖如圖3.2。 圖3.1 小帶輪的結(jié)構(gòu)圖 圖 3.2大帶輪的結(jié)構(gòu)圖 3.1.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 此部分的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)為攪拌傳動(dòng)部分的低速級(jí)，有帶傳動(dòng)減速經(jīng)過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)攪拌主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，確定齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=4.44,輸入功率為P=2.11kw。 （1） 選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料和齒數(shù) 1） 選用為圓柱直齒輪傳動(dòng)，壓力角為20°。 2） 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1，選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為280HBS。大齒輪材料為45剛調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240HBS。 3） 為了使結(jié)構(gòu)緊湊，整體重量較輕，小齒輪齒數(shù)選為17＜20，所以z1=20，則大齒輪齒數(shù)z2=20×4.44=88.8，取z2=89。 （2） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 由參考文獻(xiàn)[1]公式（10-11）試算小齒輪分度圓直徑 d1t≥32KHt?T1?d?u+1u?(zh?ze?zεσH)2（3.7） 1）確定公式中的各參數(shù)值 ①試選擇Kht=1.3 ②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （3.8） ③由參考文獻(xiàn)[1]表10-7選取齒寬系數(shù)?d=1 ④由參考文獻(xiàn)[1]圖10-20查得區(qū)域系數(shù)Zh=2.5 ⑤由參考文獻(xiàn)[1]表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8Mpa12 ⑥由參考文獻(xiàn)[1]式10-9計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)zε αa1=cos-1z1?cosαz1+2ha*=31.321°（3.9） αa2=cos-1z2?cosαz2+2ha*=23.214° εα=z1?tanαa1-tanα'+z2?tanαa2-tanα'2π（3.10） =1.699 zε=4-εα3=0.876（3.11） ⑦計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力σH 由參考文獻(xiàn)[1]圖10-25d查得大齒輪和小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為σHlim1=600Mpa，σHlim2=550Mpa 由參考文獻(xiàn)[1]式10-15計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60?n1?j×?Lh=3.195×108（3.12） N2=3.195×1084.44=7.196×107 由參考文獻(xiàn)[1]圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù) KNH1=0.96（40Cr調(diào)質(zhì)） KNH2=1.0（45鋼調(diào)質(zhì)） 取失效概率為1%、安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-14得 σH1=KNH1?σlim1S=576Mpa（3.13） σH2=KNH2?σlim2S=550Mpa 取σH1和σH2中較小者作為該齒輪副得接觸疲勞許用應(yīng)力 σH=σH2=550Mpa 2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t≥32KHt?T1?d?u+1u?(zh?ze?zεσH)2=54.348mm（3.14） 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1）計(jì)算實(shí)際在和前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ①圓周速度v v=π?d1t?n160×1000=0.63m/s（3.15） ②齒寬b b=?d?d1t=54.348mm（3.16） 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH ①由參考文獻(xiàn)[1]表10-2查得使用系數(shù)KA=1 ②根據(jù)v=0.63m/s、7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.02 ③齒輪得圓周力 Fe1=2T1d1t=3246.85N（3.17） KA?Fe1b=59.741<100N?m 查參考文獻(xiàn)[1]表10-3可得齒間載荷分配系數(shù)KHα=1.2 ④由參考文獻(xiàn)[1]表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，得齒向載荷分配系數(shù)KHβ=1.421，由此得到實(shí)際載荷系數(shù) KH=KA?Kv?KHα?KHβ=1.74（3.18） 由參考文獻(xiàn)[1]式10-12，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得得分度圓直徑 d1=d1t3KHKHe=59.89mm（3.19） 相應(yīng)的齒輪模數(shù)m=d1z1=2.9945mm （3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[1]式10-7計(jì)算模數(shù)，即 mt≥32KFt?T1?Yε?d?z12?YFa?YSaσF（3.20） 1）確定公式中的各參數(shù)值 ①試選擇KFt=1.3 ②由參考文獻(xiàn)[1]式10-5計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合系數(shù) Yε=0.25+0.75εα=0.691（3.21） ③計(jì)算YFa?YSaσF 由參考文獻(xiàn)[1]圖10-17查得齒形系數(shù) YFa1=2.65 YFa2=2.22 由參考文獻(xiàn)[1]圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù) YSa1=1.58 YSa2=1.76 由參考文獻(xiàn)[1]圖10-24c查得小齒輪和大齒輪齒根彎曲疲勞極限分別為 σFlim1=500Mpa σFlim2=380Mpa 由參考文獻(xiàn)[1]圖10-22查得彎曲疲勞強(qiáng)度 KFN1=0.89 KFN2=0.93 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由參考文獻(xiàn)[1]式10-14得 σF1=KFN1?σFlim1S=317.86Mpa（3.22） σF2=KFN2?σFlim2S=252.43Mpa YFa1?YSa1σFa1=0.0132（3.23） YFa2?YSa2σFa2=0.0155 由于大齒輪的YFa?YSaσF大于小齒輪，所以取YFa?YSaσF=YFa2?YSa2σFa2=0.0155 2）試計(jì)算模數(shù) mt≥32KFt?T1?Yε?d?z12?YFa?YSaσF=1.622mm 調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)之前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ①圓周速度v d1=mt?z1=32.44mm（3.24） v=π?d1?n160×1000=0.377m/s（3.25） ②齒寬b b=?d?d1=32.44mm（3.26） ③寬高比bh h=2ha*+c*?mt=3.650mm（3.27） bh=8.89 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF ①根據(jù)v=0.377m/s，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.03 ②由Fe1=2T1d1=5239.58NKA?Ft1b=161.52N?mm>100N?mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3得持劍載荷分配系數(shù)KFα=1.0 ③由參考文獻(xiàn)[1]表10-4用插值法查得KFβ=1.405，結(jié)合bh=8.89，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13，得KFβ=1.45 則實(shí)際載荷系數(shù)為KF=KA?Kv?KFα?KFβ=1.49 3）由參考文獻(xiàn)[1]式10-13，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) m=mt?3KFKFt=1.70mm（3.28） 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由吃面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果，由于齒輪模數(shù)m主要取由彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.783mm，并圓整至2.5mm,按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=59.89mm，算得小齒輪齒數(shù)z1=d1m=23.956，取z1=25，則大齒輪齒數(shù)z2=z1?u=111，z1z2互質(zhì)。這樣一來(lái)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 （4）幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 d1=m?z1=62.5mm d2=m?z2=277.5mm 2）計(jì)算中心距 a=d1+d22=170mm（3.29） 3）計(jì)算齒輪寬度 b=?d?d1=62.5mm 圖3.3 小齒輪軸結(jié)構(gòu)圖 圖3.4 大齒輪結(jié)構(gòu)圖 3.2翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)的零部件設(shè)計(jì) 對(duì)于攪拌容器的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通常分為機(jī)動(dòng)與手動(dòng)兩種形式。機(jī)動(dòng)一般是在容器側(cè)壁裝有齒輪，并由單獨(dú)的電機(jī)及減速機(jī)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。這種機(jī)構(gòu)調(diào)和操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度較低，機(jī)器外型對(duì)稱美觀，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，手動(dòng)是在攪拌容器上裝設(shè)蝸輪蝸桿，通過手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿使其與蝸輪嚙合并帶動(dòng)容器翻轉(zhuǎn)或者直接依靠人力翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)位置由定位銷限制。這種機(jī)構(gòu)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，外形不夠?qū)ΨQ美觀。 蝸桿傳動(dòng)是用來(lái)傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，最常用是的是兩軸交錯(cuò)角是 90°的減速傳動(dòng)的。在分度圓上具有完整螺旋齒的構(gòu)件稱為蝸桿，而與蝸桿相嚙合的構(gòu)件則稱為蝸輪。通常，以蝸桿為原動(dòng)件做減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)其行程不自鎖時(shí)，也可以蝸輪為原動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：1）由于蝸桿的輪齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，故傳動(dòng)平穩(wěn)，嚙合沖擊小。2）由于蝸桿的齒數(shù)（頭數(shù)）少，故單級(jí)傳動(dòng)可獲得較大的傳動(dòng)比，且結(jié)構(gòu)緊湊。在翻轉(zhuǎn)部分用蝸輪蝸桿傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)料斗的傾倒，完成倒料的動(dòng)作，有一定的角度要求，所以考慮用扇形蝸輪，且配合行程擋塊使用，限制其傾倒角度位置。 帶傳動(dòng)是由固聯(lián)于主動(dòng)軸上的主動(dòng)輪，和固聯(lián)于從動(dòng)軸上的從動(dòng)輪和緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶組成的。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪的摩擦而拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定的動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉以及緩沖吸震等特點(diǎn)，在很多機(jī)械中大量使用。 綜合考慮各因素，選定機(jī)動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶輪，蝸桿蝸輪，可逆啟動(dòng)器等共同來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3.2.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 選用V帶傳動(dòng)，在一般機(jī)械中，應(yīng)用最廣泛的是V帶傳動(dòng)。V帶的橫截面呈現(xiàn)等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸。即以兩側(cè)面為工作面。同樣的張緊力下,V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶的優(yōu)點(diǎn)。 （1） 確定設(shè)計(jì)功率P 考慮載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間等因素，設(shè)計(jì)功率要比傳遞的額定功率較大，即： 式中P —傳遞的額定功率，0.75kw； K—工作情況系數(shù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表8-8查得K取1.2。 =0.75×1.2=0.9 kw （2） 初選帶的型號(hào)和根數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)功率和小輪轉(zhuǎn)速（電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）,由參考文獻(xiàn)[8]中圖8-11，初選帶型號(hào)規(guī)格Z，根數(shù)1。 （3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑， 選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑，小，則傳動(dòng)所占空間小，重量輕，但太小則彎曲應(yīng)力太大。所以，并應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表8-7，查得dmin=50mm,根據(jù)表8-9查得標(biāo)準(zhǔn)值=63mm 計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 由 i=2.5, 取標(biāo)準(zhǔn)值=160。 （4） 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 初定中心距a0,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 即 取 a0=280mm 基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表8-2取Ld=900， 經(jīng)過計(jì)算，中心距a=289。 （5） 驗(yàn)算包角1 包角1應(yīng)大于120 即 dd1=63mm , dd2=180mm , a=280mm 包角合適。 （6） V帶帶輪設(shè)計(jì) V帶帶輪的設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等條件，確定帶輪的材料，結(jié)構(gòu)形式，輪槽，輪輻，和輪轂的幾何尺寸，公差和表面粗糙度及相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)要求。 帶輪的材料，采用常用的HT200帶輪的結(jié)構(gòu)形式，帶輪由輪緣，輪輻，輪轂組成。小帶輪的基準(zhǔn)直徑比較小，參考配合的電動(dòng)機(jī)的外伸軸軸徑選擇實(shí)心式，各項(xiàng)尺寸如3.5圖所示 圖 3.5 翻轉(zhuǎn)小帶輪結(jié)構(gòu)圖 大帶輪基準(zhǔn)直徑比較大，采用的是輪輻式，尺寸如圖3.6。 圖 3.6 翻轉(zhuǎn)大帶輪結(jié)構(gòu)圖 3.2.2蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) 蝸桿傳動(dòng)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)有模數(shù)m、壓力角、蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2及蝸桿的直徑d1。 （1） 蝸桿、蝸輪的材料選擇 根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式可知，蝸桿和蝸輪材料不僅要求有足夠的強(qiáng)度，更重要的是要具有良好的減摩性、耐磨性和抗膠合能力。蝸桿一般用碳鋼或合金鋼制造。對(duì)高速重載傳動(dòng)常用15Cr、20Cr、20CrMnTi等，經(jīng)滲碳淬火，表面硬度56～62HRC,須經(jīng)磨削。對(duì)中速中載傳動(dòng)，蝸桿材料可用45、40Cr、35SiMn等，表面淬火，表面硬度45～55HRC，須要磨削。對(duì)速度不高，載荷不大的蝸桿，材料可用45鋼調(diào)質(zhì)或正火處理，調(diào)質(zhì)硬度220~270HBS。 圖3-7 滑動(dòng)速度vs的概略值 蝸輪材料可參考相對(duì)滑動(dòng)速度vs來(lái)選擇。鑄造錫青銅抗膠合性、耐磨性好，易加工，允許的滑動(dòng)速度vs高，但強(qiáng)度較低，價(jià)格較貴。一般ZCuSn10P1允許滑動(dòng)速度可25m/s, ZCuSn5Pb5Zn5常用于vs<12m/s的場(chǎng)合。鑄造鋁青銅，如ZCuAl10Fe3,其減磨性和抗膠合性比錫青銅差，但強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，一般用于vs≤4m/s的傳動(dòng)?；诣T鐵（HT150、HT200），用于vs≤2m/s的低速輕載傳動(dòng)中。 表3.1 鑄鋁青銅及鑄鐵蝸輪的許用接觸應(yīng)力[σH]MPa 蝸輪材料 蝸桿材料 滑動(dòng)速度vS（m/s） 0.5 1 2 3 4 6 8 ZCuAl10Fe3 淬火鋼 250 230 210 180 160 120 90 HT15；HT200 滲碳鋼 130 115 90 — — — — HT150 調(diào)質(zhì)鋼 110 90 70 — — — — 蝸桿用45，蝸桿螺旋部分表面淬火，蝸輪用鋁青銅ZCuAl10Fe3，由上表取蝸輪的許用接觸應(yīng)力[σH]=210 MPa,許用彎曲應(yīng)力[σF]=90 MPa。 （2） 初選模數(shù)m及齒形角 根據(jù)圓柱蝸桿傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見參考文獻(xiàn)[1]中表11-2，取m=2。 本次設(shè)計(jì)選用阿基米德螺桿，其軸向齒形角=20° （3） 計(jì)算蝸桿分度圓直徑d1及蝸輪分度圓直徑d2 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表11-2，選取蝸桿分度圓直徑d1=40mm。 蝸輪分度圓直徑d2=mz2=2×175=350mm （4） 選取蝸桿頭數(shù) 由于選取的傳動(dòng)比i較大，為i=175,因此螺桿頭數(shù)應(yīng)取較小值，取z1=1 （5） 蝸輪的齒數(shù)z2 由于選定傳動(dòng)比i=175, 根據(jù)， （6） 計(jì)算中心距a 由參考文獻(xiàn)[1]表11-7中查得[σH]=210 MPa,許用彎曲應(yīng)力[σF]=90 MPa,應(yīng)力循環(huán)系數(shù) N=60jn2Lh=60×1×2.03×10×3000×8=2.9×106 [σH]=[σH]`81072.9×106=21081072.9×106=245.1 MPa [σF]=[σF]`91062.9×106=9091062.9×106=80MPa T2—蝸輪轉(zhuǎn)矩， 青銅與鋼配對(duì)，材料的彈性系數(shù)ZE=160Mpa12. 按參考文獻(xiàn)[1]式11-12計(jì)算 m2d1≥9.64KT2ZE[σH]Z22=9.64×1.1×1322306×160245.1×1752=195 （3.13） 由參考文獻(xiàn)[1]表6-2， 取m=2mm，=40mm =m=2175=350mm 標(biāo)準(zhǔn)中心距mm （3.14） （8） 蝸輪變位系數(shù)x 為了湊中心距同時(shí)也可以提高蝸桿傳動(dòng)的承載能力和傳動(dòng)效率，常常采用變位蝸桿傳動(dòng)。變?yōu)榉椒ㄅc齒輪傳動(dòng)的變位方法相似，變位蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪的分度圓與節(jié)圓重合，只是蝸桿在中間平面內(nèi)的節(jié)線位置有所變化，其不再與分度線重合。根據(jù)蝸桿傳動(dòng)薦用中心距，取a′=200mm，故應(yīng)進(jìn)行變位。 （3.15） （9） 蝸輪齒寬 b2 （3.16） 由于模數(shù)m較小，取b2=30mm。 （10） 驗(yàn)算蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由于蝸輪輪齒的齒形比較復(fù)雜，要精確計(jì)算輪齒的彎曲應(yīng)力比較困難，通常近似地將蝸輪看作斜齒輪按圓柱齒輪彎曲強(qiáng)度公式來(lái)計(jì)算，化簡(jiǎn)后齒根彎曲強(qiáng)度的校核公式為： 由于工作主要是料斗的的翻轉(zhuǎn)，屬于瞬時(shí)動(dòng)作。此外應(yīng)力循環(huán)系數(shù)比較低，按照我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)一般許用力都比較保守偏向安全，安全系數(shù)比較大預(yù)留豁度大。所以可以認(rèn)為該蝸輪安全，符合設(shè)計(jì)要求可以使用，β為使用系數(shù)。 按參考文獻(xiàn)[1]式6-15進(jìn)行校核驗(yàn)算： σF=1.53KT2cosγd1d2MYFa2β=1.53×1×1322306×cos2°17 `04``40×350×22×0.5=72.2MPa<σF=80MPa 所以安全。 接觸疲勞應(yīng)力（3.17） < [σH]=245.1 下圖是蝸輪蝸桿的尺寸結(jié)構(gòu)圖： 圖 3.8 扇形蝸輪的結(jié)構(gòu)圖 圖 3.9 蝸桿的結(jié)構(gòu)圖 4 主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)是各種機(jī)械開發(fā)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，直接關(guān)系到機(jī)械的性能指標(biāo)。也是機(jī)械設(shè)計(jì)的成敗關(guān)鍵之一。為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能要求，在設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)上對(duì)拌餡機(jī)主要零部件進(jìn)行材料，形狀，尺寸，精度等設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化。 4.1機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)架的按外形分類有：網(wǎng)架式，框架式，梁柱式，板塊式，箱殼式。 按材料可分為金屬機(jī)架和非金屬機(jī)架。作機(jī)架的金屬材料有鋼、鑄鐵及鐵合金 (各種不銹鋼、鐵合金等)、鋁合金、銅合金和其他 (如鋼絲繩等)。非金屬機(jī)架有鋼筋混凝土機(jī)架或機(jī)座、素混凝土機(jī)座平臺(tái)、花崗巖機(jī)架或機(jī)座、塑料機(jī)架、玻璃纖維機(jī)架、碳素纖維機(jī)架或其他材料機(jī)架。 考慮到零件需按需更換，且要滿足抗彎性能，所以此處采用金屬框架式機(jī)架，裸露處使用金屬薄板和有倒角的金屬殼體覆蓋（可拆卸）?？紤]到機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性，以及方便加工，金屬材料使用焊接性能好的Q235槽鋼。 設(shè)計(jì)機(jī)架時(shí)必須考慮到各個(gè)零部件的安裝位置，來(lái)決定是否安裝梁和墊板，以下為機(jī)架的結(jié)構(gòu)圖。 圖4.1 機(jī)架的結(jié)構(gòu)圖 4.2攪拌器的設(shè)計(jì) 攪拌裝置主要包括攪拌槳及攪拌軸，其作用是通過自身的運(yùn)動(dòng)使攪拌容器中的物料按照某種特定的方式流動(dòng)，從而達(dá)到攪拌操作所規(guī)定的工藝要求。 （1） 主軸 主軸是拌餡機(jī)的一個(gè)重要零件。其上裝有攪拌器，齒輪，蝸輪滾動(dòng)軸承等零件。它主要實(shí)現(xiàn)由攪拌電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶，齒輪傳遞動(dòng)力。帶動(dòng)攪拌器的攪拌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在傳動(dòng)過程中，主軸同時(shí)承受彎矩和扭矩。 ① 材料選擇 軸的結(jié)構(gòu)形狀為實(shí)心階梯軸。根據(jù)工作條件，強(qiáng)度，剛度，結(jié)構(gòu)工藝 性等因素。選定其材料為45鋼，與攪龍配合的軸段采用鍍鉻處理。 ② 攪拌軸直徑的確定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 攪拌軸將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給攪拌器，因此攪拌軸必須具有足夠的強(qiáng)度。攪拌軸主要承受扭轉(zhuǎn)作用，同時(shí)還有彎曲作用，一般只按扭轉(zhuǎn)計(jì)算。用降低軸材料的許用應(yīng)力來(lái)考慮彎曲的影響。按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度確定攪拌軸的最小直徑為 d ≥A?3Nn（4.1） 式中N—軸的傳遞功率（kw）； n—軸的轉(zhuǎn)速（r/min）； A—隨許用剪應(yīng)力而變化的系數(shù)，對(duì)于45鋼； A=11.74～10.68； d—軸的計(jì)算直徑（cm）取A=11。 === 考慮到主軸上開有鍵槽，錐銷孔，退刀槽等結(jié)構(gòu)。它們削弱了軸的強(qiáng)度，因此要適當(dāng)增大軸徑。同時(shí)攪拌軸是在腐蝕性介質(zhì)中工作。還要增加腐蝕裕度2-4mm，最終圓整到最小直徑Φ35。根據(jù)軸上各段的功用，設(shè)計(jì)其具體結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。 為了便于軸上零件的拆裝，并能進(jìn)行位置和間隙的調(diào)整，主軸設(shè)計(jì)為中間粗兩端逐漸細(xì)的階梯軸。與軸套配合處為?52，與圓錐滾子軸承配合處為?45，與右端大齒輪（左端蝸輪）配合處為?42，與兩端角接觸球軸承配合處為?35。 圖 4.2主軸的結(jié)構(gòu)圖 攪龍按結(jié)構(gòu)可分類為平葉式、折葉式、螺旋面葉式【4】。此處攪拌器參考附錄中的攪龍形式，即折葉槳式，尺寸需根據(jù)料斗和安裝軸尺寸設(shè)計(jì)，角度?=45°?？紤]到物料的食用安全性，攪龍材料采用304不銹鋼。 以下為攪拌器的結(jié)構(gòu)圖： 圖 4.3攪龍的結(jié)構(gòu)圖 5 基于UG的裝配 至此，BX100拌餡機(jī)的主體重要零件，主要裝配件的設(shè)計(jì)計(jì)算與建模都已經(jīng)完成，尺寸與相應(yīng)的外形設(shè)計(jì)以及安全校核等內(nèi)容都通過計(jì)算設(shè)計(jì)得出。接下來(lái)要完成的就是UG的三維建模，需要在UG環(huán)境中完成整體零件安置并合理布局。 所有的零件建模完成之后，就可以進(jìn)行拌餡機(jī)整體的裝配。裝配過程比較簡(jiǎn)單，根據(jù)先局部后整體的原則把拌餡機(jī)拆分為料斗，機(jī)架，攪拌傳動(dòng)，翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)部分和動(dòng)力源部分來(lái)進(jìn)行裝配。 裝配是指對(duì)設(shè)計(jì)好的零件進(jìn)行組織，定位，相互配合的操作，并提供整體建模。配對(duì)組件是指對(duì)兩個(gè)組件進(jìn)行某方面的約束。在配對(duì)組件時(shí)，兩個(gè)組件的位置關(guān)系分為約束和非約束關(guān)系。約束關(guān)系表示當(dāng)一個(gè)組件的位置改變時(shí)，與之配對(duì)的另一個(gè)組件的位置也會(huì)隨之改變，非約束關(guān)系表示當(dāng)一個(gè)組件的位置改變，與之配對(duì)的另一個(gè)組件的位置不會(huì)發(fā)生改變。 圖5.15 齒輪軸的UG裝配圖 圖5.16 蝸桿軸的UG裝配圖 圖5.17 機(jī)架的UG裝配圖 圖5.18 主軸的UG裝配圖 圖5.19 BX100的主體UG裝配圖 圖5.20 BX100的UG總裝配圖 結(jié)論 本文對(duì)基于UG的BX100拌餡機(jī)的設(shè)計(jì)基本完成，主要完成了攪拌系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電機(jī)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)、機(jī)架、攪龍的設(shè)計(jì)。再以UG為平臺(tái)的基礎(chǔ)上，完成各個(gè)零件的實(shí)體建模，并對(duì)其進(jìn)行了整體的裝配，最后導(dǎo)出裝配工程圖和一些主要的零件工程圖。 (1) 對(duì)拌餡機(jī)進(jìn)行了總體方案選擇，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求選擇了主要是帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。因?yàn)閹鲃?dòng)和齒輪傳動(dòng)普遍而典型，有很多的設(shè)計(jì)實(shí)例，為下一步的具體的尺寸設(shè)計(jì)帶來(lái)了便利。 (2) 對(duì)拌餡機(jī)的主要部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。要合理的安排傳動(dòng)比，在這個(gè)基礎(chǔ)上才好對(duì)后面的傳動(dòng)零件合理設(shè)計(jì)。主要零件包括帶輪的大小，參考帶輪設(shè)計(jì)，通過比較按照經(jīng)驗(yàn)公式，把大帶輪設(shè)計(jì)成孔板式等，這樣的設(shè)計(jì)不僅可以節(jié)省材料而且減輕機(jī)器的重量，當(dāng)然通過對(duì)零件的校核滿足了其許用安全要求。 (3) 齒輪的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)既滿足安全生產(chǎn)的要求又經(jīng)濟(jì)要求，所以在進(jìn)行齒輪設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ζ洳捎昧耸褂闷趶?qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)?？梢詽M足許用安全強(qiáng)度的要求。 (4) 運(yùn)用UG軟件對(duì)零件進(jìn)行三維實(shí)體的建模，可以使設(shè)計(jì)直觀化、形象化易于理解。并用UG的裝配模塊進(jìn)行裝配。用制圖模塊制圖，導(dǎo)出的工程圖為生產(chǎn)提供條件。 本次設(shè)計(jì)中，首先是完成了對(duì)拌餡機(jī)的主要零件的設(shè)計(jì)，包括帶輪和大齒輪等，帶輪設(shè)計(jì)要完成驗(yàn)算包角，齒面接觸強(qiáng)度的校核。設(shè)計(jì)攪龍的時(shí)候也兼顧了攪拌力度混合均勻度等性能指標(biāo)。在最后的裝配過程中，還對(duì)整個(gè)拌餡機(jī)進(jìn)行了干涉檢查，存在干涉的部分要重新設(shè)計(jì)和定位。 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下，學(xué)生對(duì)于道路設(shè)計(jì)有了更多新的認(rèn)知，對(duì)路基路面設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)路基路面綜合設(shè)計(jì)的整體脈絡(luò)了解得更加的清晰透徹。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)自己大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)的知識(shí)有更多的認(rèn)識(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)，幫助我們總結(jié)大學(xué)四年收獲、認(rèn)清自我。同時(shí)，還幫助我們改變一些處理事情時(shí)懶散的習(xí)慣。從最開始時(shí)的搜集資料，整理資料，到方案比選，確定方案，再到著手開始進(jìn)行路基工程、路面工程和路線排水的設(shè)計(jì)，每一步都是環(huán)環(huán)相扣，銜接緊密，其中任何一個(gè)步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽，就會(huì)對(duì)以后的設(shè)計(jì)帶來(lái)很多的不便。 學(xué)生的動(dòng)手能力和資料搜集能力在設(shè)計(jì)中也得到提升。畢業(yè)設(shè)計(jì)中很多數(shù)值、公式、計(jì)算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎?，瀏覽資料，設(shè)計(jì)中需要用到輔助設(shè)計(jì)軟件的地方，也需要我們耐心的學(xué)習(xí)。掌握其使用的要領(lǐng)，運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去。最后匯總的時(shí)候，需要將前期各個(gè)階段的工作認(rèn)真整理。 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過設(shè)計(jì)，學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅能幫助學(xué)生檢驗(yàn)大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，更多的是畢業(yè)設(shè)計(jì)可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識(shí)自我，磨練學(xué)生的意志與耐性，這會(huì)為學(xué)生日后的工作和生活帶來(lái)很大的幫助。 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