BX100拌餡機結(jié)構(gòu)設(shè)計【包含CAD圖紙和三維模型】,包含CAD圖紙和三維模型,BX100,拌餡機,結(jié)構(gòu)設(shè)計,包含,CAD,圖紙,三維,模型 摘要 隨著生活水平的不斷提高, 人們對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。BX100拌餡機就是基于這種需要而研制出來的 , 它是專供灌制各種香腸用餡料等的肉食品加工設(shè)備。BX100拌餡機具有外形小巧精致的特點，使用安全穩(wěn)定，操作簡單易學(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拌餡機的設(shè)計，主要進行了傳動方案的設(shè)計，對主要設(shè)計內(nèi)容都進行了嚴謹?shù)挠嬎?，還對料斗、支架、攪拌、翻轉(zhuǎn)等進行設(shè)計。本設(shè)計是基于UG的設(shè)計，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)計過程中要應(yīng)用到建模、裝配和制圖模塊。運用實體建模，特征建模等功能完成所有零件的三維實體建模，然后用裝配模塊進行裝配，最后導(dǎo)出工程圖為生產(chǎn)提供依據(jù)。 關(guān)鍵詞：拌餡機；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)計計算 4 2.1 料斗外形尺寸的確定 5 2.2 攪拌電機功率的計算及電機選擇 6 2.2.1 總傳動比的計算 7 2.2.2 傳動比的分配 7 2.2.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 8 2.3 翻轉(zhuǎn)電機功率的計算及電機選擇 9 2.3.1 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)總傳動比計算 9 2.3.2. 翻轉(zhuǎn)傳動比的分配 10 3拌餡機主要零部件設(shè)計計算 11 3.1 攪拌傳動的零部件設(shè)計 11 3.1.1 帶傳動設(shè)計 11 3.1.2 齒輪傳動設(shè)計 14 3.2 翻轉(zhuǎn)傳動的零部件設(shè)計 20 3.2.1 帶傳動設(shè)計 20 3.2.2 蝸輪蝸桿設(shè)計 23 4 主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 27 4.1 機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 27 4.2 攪拌器的設(shè)計 28 5 基于UG的裝配 30 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻 35 附錄A 36 附錄B 46 49 1 緒論 1.1BX100拌餡機的概述 拌餡機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，同時也是生產(chǎn)水餃、餛飩類面食產(chǎn)品的可選設(shè)備。拌餡機對粒狀、粉狀、泥狀、糊狀、漿狀物皆有很好的適應(yīng)性和混合效果。對塊狀物有較好的保型性，具有正反轉(zhuǎn)功能，具自動出料功能。 其具有以下優(yōu)點： （1）效率高，混料速度快； （2）操作簡單，方便自如； （3）料斗自動翻轉(zhuǎn)，勞動強度更低； （4）攪龍使得物料混合更均勻，； （5）密封保護使設(shè)備使用壽命更長。 本次設(shè)計的BX100拌餡機主要由機架，料斗，攪拌傳動，翻轉(zhuǎn)傳動及電氣控制幾個系統(tǒng)組成。料斗及端板采用o形密封圈結(jié)構(gòu)來密封，攪拌的電動機經(jīng)由皮帶傳動，齒輪傳動再傳至攪龍進行攪拌。翻轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)動力由電動機經(jīng)皮帶，蝸桿傳至扇形蝸輪，通過扇形蝸輪使料斗實現(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)速來計算及選擇電動機。中間要設(shè)計減速系統(tǒng)，減速系統(tǒng)需要設(shè)計幾級減速，減速機構(gòu)和總的傳動效率的問題。攪拌系統(tǒng)由皮帶和齒輪減速，其中主軸實際轉(zhuǎn)速和預(yù)計轉(zhuǎn)速會有些微差別。 翻轉(zhuǎn)部分的設(shè)計需要參數(shù)為料斗的翻轉(zhuǎn)時間、翻轉(zhuǎn)的角度。根據(jù)上述兩個數(shù)據(jù)完成翻轉(zhuǎn)傳動部分的設(shè)計。同樣也要考慮傳動比的分配。其中設(shè)計皮帶傳動和蝸輪蝸桿傳動，所以總的傳動比和傳動比的分配必須要合理，否則會產(chǎn)生不良后果。 1.2UG軟件的介紹 Unigraphics (簡稱UG)是美國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)計到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程，并且廣泛地運用在汽車、航空、航天、模具加工及醫(yī)療器械行業(yè)等方面；它提供了強大的實體建模技術(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。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)界成為一套無可匹敵的高級CAD/CAM系統(tǒng)。 UG自從1990年進入我國以來，以其強大的功能和工程背景，已經(jīng)在我國航空、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在我國的普及起到了良好的推動作用。 本設(shè)計用的版本是UG4.0NX，在這個設(shè)計過程中要應(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）實體建模 這個通用的建模應(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 這個基于特征的建模應(yīng)用技術(shù)支持標(biāo)準的設(shè)計特征，如孔、鍵槽和型腔的建立與相關(guān)編輯。它允許用戶挖孔實體模型并建立薄壁對象。一個特征可以相對于任何的其他特征定位，對象可以被實例引用建立關(guān)聯(lián)的特征集。 （3）自由形狀建模 這個復(fù)雜形狀建模應(yīng)用支持復(fù)雜曲面和實體模型的建立。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)準的二次曲線方法放樣成形；點和曲線網(wǎng)絡(luò)。 （4）鈑金建模 這個基于特征的建模應(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)計應(yīng)用中被操縱，仿真零件的成形與展平。這個實踐允許在設(shè)計時合并制造概念的設(shè)計到用戶的部件中。實體建模與鈑金設(shè)計是對某些應(yīng)用的首要必備的應(yīng)用。 （5） 用戶定義特征 此應(yīng)用提供一個交互的方法去捕捉和存儲部件家族，為了利用一個用戶定義特征概念方便地恢復(fù)和編輯。當(dāng)啟動時它允許取一個利用標(biāo)準NX建模工具建立的已存相關(guān)實體模型和在參數(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庫中的已存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，它提供對裝配層級的快速往返移動并允許直接存取任意組件或子-裝配的設(shè)計模型。它支持“在上下文中設(shè)計”的方法，在此方法中當(dāng)工作在裝配的上下文中時，可以對任任意組件的設(shè)計模型做改變。 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建立，包括正交視圖投射、剖截視圖、輔助和細節(jié)視圖以及等角圖，也支持視圖相關(guān)和自動消隱線編輯。 2總體方案的選擇和設(shè)計計算 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)機械分成混合機、攪拌機、捏合機。對混合機械的一般要求是：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)簡單，堅固耐用，操作方便，便于檢視，取樣和清理；機械設(shè)備要防銹，耐腐蝕，容器表面光滑，工作部件要能拆卸清洗；電動機設(shè)備和電控裝置應(yīng)能防爆、防濕、防塵，符合環(huán)境保護和安全運行的要求。 為確保拌餡機能達到規(guī)定的技術(shù)性能要求，使之正常工作，對其主要傳動及關(guān)鍵零件進行設(shè)計計算。而設(shè)計中所設(shè)計的拌餡機應(yīng)該歸類為固體攪拌機械，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。固體物料主要靠機械外力產(chǎn)生流動引起混合，固體顆粒的流動性是有限的，流動性又主要與顆粒的大小，形狀，相對密度以及和附著力有關(guān)，混合的形式有對流混合，擴散混合和剪切混合 本設(shè)計將扇形渦輪固定于料斗端板上，實現(xiàn)料斗翻轉(zhuǎn)及固定料斗。翻轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)動力由電動機經(jīng)皮帶，蝸桿傳至扇形蝸輪，通過扇形蝸輪使料斗實現(xiàn)料斗倒料。料斗的設(shè)計跟額定攪拌重量有關(guān)系，其體積要滿足能實現(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。 機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，由電動機通過傳動裝置帶動，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，推進式，螺帶式攪拌器。 攪拌軸常用45鋼制成，對于不重要的攪拌軸，也可采用35鋼，當(dāng)耐腐蝕要求較高時應(yīng)選用不銹鋼或?qū)μ间撦S加防腐措施。如果攪拌軸較長，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)速來計算和選擇電動機。中間要設(shè)計減速器部分的設(shè)計，減速器設(shè)計包括幾級減速，減速部件和總的傳動效率的問題。攪拌系統(tǒng)總的傳動比和傳動比的分配要合理。其中主軸實際轉(zhuǎn)速和預(yù)計轉(zhuǎn)速會有些微差別，要保證其設(shè)計誤差與理論誤差小于5%才是滿足要求的設(shè)計方案。 翻轉(zhuǎn)部分的設(shè)計需要的參數(shù)是：料斗的翻轉(zhuǎn)時間和翻轉(zhuǎn)的角度。根據(jù)上述兩個數(shù)據(jù)完成翻轉(zhuǎn)傳動部分的設(shè)計。同樣也要考慮傳動比的分配。其中設(shè)計皮帶傳動和齒輪傳動，參考其它輕工機械和建筑機械及礦山工程機械的翻轉(zhuǎn)卸料機構(gòu)，確定拌餡機的翻轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)如下：電動機經(jīng)皮帶、蝸桿到扇形蝸輪的傳動，通過扇形蝸輪和行程擋塊之間的配合，實現(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）。 計算體積： V==1×10 mm 根據(jù)有關(guān)資料，混合機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[5]）?？紤]到攪龍所占體積及預(yù)備高度，取料斗體積：V′=2×10 mm 實際體積：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攪拌電機功率的計算及電機選擇 理論上可以將攪拌功率分為攪拌器功率和攪拌作業(yè)功率兩個方面考慮，但在時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)方法進行設(shè)計。 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 —總傳動功率。 設(shè)攪拌力作用于距軸心0.8R，攪拌電動機帶動的是攪拌主軸轉(zhuǎn)動，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） 由于攪拌機內(nèi)的軸承、密封件、聯(lián)軸器等的機械摩擦，減速器的摩擦損失和皮帶的傳動效率及電動機的效率因素等影響，綜合考慮各環(huán)節(jié)： 取總傳動效率 η=0.7 P==1.68 kw（2.4） 拌餡機動力系統(tǒng)分為兩大部分：攪拌傳動部分和翻轉(zhuǎn)傳動部分。攪拌系統(tǒng)電動機通過皮帶傳動和齒輪傳動驅(qū)動主軸。其中帶傳動為摩擦傳動，傳動平穩(wěn)能緩沖吸震，適宜布置在高速級。而齒輪傳動適用于低速級傳動。翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)動力傳遞方案是從電機經(jīng)過皮帶傳動，蝸輪蝸桿傳動帶動料斗翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)倒料。對于拌餡機必須恰當(dāng)?shù)剡x擇攪拌電動機，如果電機容量過小，則不能達到預(yù)期的攪拌效果，甚至?xí)闺姍C燒毀。如果電動機容量過大，與負載不匹配，則會提高操作成本和投資費用。根據(jù)《異步電動機設(shè)計手冊》通過計算Y100L1-4 的總傳比28.4 ；Y112-6 的總傳動比 18.8； Y132S-8 的總傳動比為 14.2。綜合比較功率、結(jié)構(gòu)、傳動系統(tǒng)等選用總傳動比小的Y132S-8電機： 電動機型號： 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總傳動比的計算 由給定的設(shè)計參數(shù)可得攪龍主軸轉(zhuǎn)速為50r/min， 則攪拌系統(tǒng)的總傳動比： 2.2.2傳動比的分配 攪拌系統(tǒng)傳動分為兩級傳動，即皮帶傳動和齒輪傳動。查閱有關(guān)文獻可知帶傳動適宜的傳動比取值范圍為2-4，而齒輪傳動的傳動比適宜范圍為3-5。 取帶傳動部分傳動比 2.2.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 在選出電動機的型號、分配傳動比之后，應(yīng)將傳動裝置中各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計算出來，為傳動零件和軸的設(shè)計計算提供依據(jù)。各軸的轉(zhuǎn)速可根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速及傳動比進行計算。按軸的功率和轉(zhuǎn)矩按輸入處計算。 傳動總效率 η=η帶輪η齒輪η軸承3 帶傳動效率 η帶輪=0.98 滾動軸承效率 η軸承=0.99 齒輪傳動效率 η齒輪=0.97 則傳動總效率 η=0.98×0.97×0.993=0.922 所需電動機功率 Pr=2.2kw 電動機轉(zhuǎn)速 n0=710r/min 0軸：0軸即電動機軸 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)電機功率的計算及電機選擇 參考一些輕工機械，混凝土攪拌機械的翻轉(zhuǎn)卸料機構(gòu)。并考慮拌餡機經(jīng)濟性，實用簡單易操作的特點。設(shè)計翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)為：動力由電動機經(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)電機過作時間很短消耗電能很少，考慮到實際，讓機器結(jié)構(gòu)簡單化，選用電動機型號為Y90S-4： 電動機型號： 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)的總傳動比分配翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動力傳動是由帶輪傳動和蝸輪蝸桿傳動來完成的，由于翻轉(zhuǎn)角度有要求限制，考慮用扇形的蝸輪實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)角度要求。 2.3.1 翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)總傳動比計算 由給定的設(shè)計參數(shù)可得=2.08r/min 則翻轉(zhuǎn)傳動的總傳動比： 2.3.2. 翻轉(zhuǎn)傳動比的分配 取帶傳動傳動比為 則渦輪蝸桿傳動比為，取 3拌餡機主要零部件設(shè)計計算 3.1攪拌傳動的零部件設(shè)計 攪拌系統(tǒng)主要由皮帶傳動、齒輪傳動兩級傳動過程傳動到主軸，來帶動攪龍進行攪拌。所以主要設(shè)計帶傳動的帶和帶輪，齒輪設(shè)計。 3.1.1帶傳動設(shè)計 （1） 確定設(shè)計功率Pc 帶傳動的給定工作條件，適用于攪拌機，載荷變動微小，每天工作時間小于10小時。設(shè)計功率的選取就是根據(jù)載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)的時間等因素確定，設(shè)計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[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)計功率和小輪轉(zhuǎn)速（電機額定轉(zhuǎn)速）,由《機械設(shè)計》圖8-11選取V帶帶型。根據(jù)計算功率 P=2.2kw和小帶輪轉(zhuǎn)速=710r/min 選擇攪拌部分帶傳動的帶型為A帶型。 （3） 確定帶輪的基準直徑、并驗算帶速V 選擇小帶輪基準直徑根據(jù)帶型，由參考文獻[1]表8-7確定小帶輪的基準直徑，小，則傳動所占空間小，重量輕，但太小則彎曲應(yīng)力太大。所以，并應(yīng)取標(biāo)準值。 由參考文獻[1]中表8-7，查得dmin=75mm,根據(jù)表8-8查得標(biāo)準值=75mm 計算大帶輪的基準直徑 由i=3.2, 參照普通V帶基準直徑系列進行適當(dāng)圓整。 取標(biāo)準值=236 驗算帶輪帶速V V==2.79m/s （3.2） （4） 確定中心距a和帶的基準長度Ld 根據(jù)相應(yīng)的要求，結(jié)合參考文獻[7]表13-1-16中的公式初定中心距a0 （3.3） 即 取 a0=300mm 計算相應(yīng)的基準帶長Lc ，計算得1110mm 計算相應(yīng)的基準帶長Ld根據(jù)參考文獻[1]中表8-2，取Ld=1120 ，修正系數(shù)kL=1.03計算按參考文獻[1]式（8-23），中心距a=305mm。 （5） 驗算包角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的工作能力應(yīng)該驗算小帶輪的包角1，使之大于120。根據(jù)參考文獻[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，查機械設(shè)計表8-4得P0=1.405Kw。根據(jù)n1=710r/min和i=3.2查機械設(shè)計表8-5得?P0=0.09Kw，查機械設(shè)計表8-6得Kα=0.924 根據(jù)機械設(shè)計中得公式 Pr=(P0+?P0)?Kα?KL（3.5） =(1.405+0.09)×0.924×0.93 =1.285Kw 根據(jù)機械設(shè)計公式 z0=PcaPr=2.421.285=1.882（3.6） 取z=2。 （7） 帶輪的設(shè)計 根據(jù)帶輪的基準直徑和帶輪轉(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。小帶輪的基準直徑比較小d<3D(D電動機上的安裝軸)選擇采用實心式。V帶輪的輪槽，V帶輪的輪槽與所選用那個V帶帶型號相對應(yīng)，可參考參考文獻[8]表8-10。V帶繞在帶輪上以后會發(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)計尺寸設(shè)計圖如圖3.1。 大帶輪的設(shè)計尺寸設(shè)計圖如圖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齒輪傳動設(shè)計 此部分的齒輪傳動設(shè)計為攪拌傳動部分的低速級，有帶傳動減速經(jīng)過齒輪傳動帶動攪拌主軸轉(zhuǎn)動，確定齒輪傳動的傳動比i=4.44,輸入功率為P=2.11kw。 （1） 選定齒輪的類型、精度等級、材料和齒數(shù) 1） 選用為圓柱直齒輪傳動，壓力角為20°。 2） 由機械設(shè)計表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） 按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計 由參考文獻[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計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （3.8） ③由參考文獻[1]表10-7選取齒寬系數(shù)?d=1 ④由參考文獻[1]圖10-20查得區(qū)域系數(shù)Zh=2.5 ⑤由參考文獻[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[1]式10-9計算接觸疲勞強度用重合度系數(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計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力σH 由參考文獻[1]圖10-25d查得大齒輪和小齒輪得接觸疲勞強度極限分別為σHlim1=600Mpa，σHlim2=550Mpa 由參考文獻[1]式10-15計算應(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[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《機械設(shè)計》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）計算實際在和前的數(shù)據(jù)準備 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）計算實際載荷系數(shù)KH ①由參考文獻[1]表10-2查得使用系數(shù)KA=1 ②根據(jù)v=0.63m/s、7級精度，由《機械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(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[1]表10-3可得齒間載荷分配系數(shù)KHα=1.2 ④由參考文獻[1]表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時，得齒向載荷分配系數(shù)KHβ=1.421，由此得到實際載荷系數(shù) KH=KA?Kv?KHα?KHβ=1.74（3.18） 由參考文獻[1]式10-12，可得按實際載荷系數(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）按齒根彎曲疲勞強度計算 由參考文獻[1]式10-7計算模數(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[1]式10-5計算彎曲疲勞強度用重合系數(shù) Yε=0.25+0.75εα=0.691（3.21） ③計算YFa?YSaσF 由參考文獻[1]圖10-17查得齒形系數(shù) YFa1=2.65 YFa2=2.22 由參考文獻[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[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[1]圖10-22查得彎曲疲勞強度 KFN1=0.89 KFN2=0.93 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由參考文獻[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）試計算模數(shù) mt≥32KFt?T1?Yε?d?z12?YFa?YSaσF=1.622mm 調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計算實際載荷系數(shù)之前的數(shù)據(jù)準備 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）計算實際載荷系數(shù)KF ①根據(jù)v=0.377m/s，7級精度，由《機械設(shè)計》圖10-8查得動載系數(shù) Kv=1.03 ②由Fe1=2T1d1=5239.58NKA?Ft1b=161.52N?mm>100N?mm查《機械設(shè)計》表10-3得持劍載荷分配系數(shù)KFα=1.0 ③由參考文獻[1]表10-4用插值法查得KFβ=1.405，結(jié)合bh=8.89，查《機械設(shè)計》圖10-13，得KFβ=1.45 則實際載荷系數(shù)為KF=KA?Kv?KFα?KFβ=1.49 3）由參考文獻[1]式10-13，可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) m=mt?3KFKFt=1.70mm（3.28） 對比計算結(jié)果，由吃面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒輪彎曲疲勞強度計算的結(jié)果，由于齒輪模數(shù)m主要取由彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強度算得的模數(shù)1.783mm，并圓整至2.5mm,按接觸疲勞強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，既滿足了齒面接觸疲勞強度又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 （4）幾何尺寸計算 1）計算分度圓直徑 d1=m?z1=62.5mm d2=m?z2=277.5mm 2）計算中心距 a=d1+d22=170mm（3.29） 3）計算齒輪寬度 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)傳動的零部件設(shè)計 對于攪拌容器的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，通常分為機動與手動兩種形式。機動一般是在容器側(cè)壁裝有齒輪，并由單獨的電機及減速機帶動實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。這種機構(gòu)調(diào)和操作方便，勞動強度較低，機器外型對稱美觀，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，手動是在攪拌容器上裝設(shè)蝸輪蝸桿，通過手轉(zhuǎn)動蝸桿使其與蝸輪嚙合并帶動容器翻轉(zhuǎn)或者直接依靠人力翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)位置由定位銷限制。這種機構(gòu)勞動強度較大，但結(jié)構(gòu)簡單成本低，外形不夠?qū)ΨQ美觀。 蝸桿傳動是用來傳遞空間交錯軸之間的運動和動力的，最常用是的是兩軸交錯角是 90°的減速傳動的。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，以蝸桿為原動件做減速運動。當(dāng)其行程不自鎖時，也可以蝸輪為原動件。蝸桿傳動的主要特點是：1）由于蝸桿的輪齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，故傳動平穩(wěn)，嚙合沖擊小。2）由于蝸桿的齒數(shù)（頭數(shù)）少，故單級傳動可獲得較大的傳動比，且結(jié)構(gòu)緊湊。在翻轉(zhuǎn)部分用蝸輪蝸桿傳動實現(xiàn)料斗的傾倒，完成倒料的動作，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。 帶傳動是由固聯(lián)于主動軸上的主動輪，和固聯(lián)于從動軸上的從動輪和緊套在兩輪上的傳動帶組成的。當(dāng)原動機驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動時，由于帶和帶輪的摩擦而拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定的動力。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉以及緩沖吸震等特點，在很多機械中大量使用。 綜合考慮各因素，選定機動翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，由電動機經(jīng)皮帶輪，蝸桿蝸輪，可逆啟動器等共同來實現(xiàn)。 3.2.1帶傳動設(shè)計 選用V帶傳動，在一般機械中，應(yīng)用最廣泛的是V帶傳動。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。傳動時，V帶只和輪槽的兩個側(cè)面接觸。即以兩側(cè)面為工作面。同樣的張緊力下,V帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶的優(yōu)點。 （1） 確定設(shè)計功率P 考慮載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)的時間等因素，設(shè)計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《機械設(shè)計》中表8-8查得K取1.2。 =0.75×1.2=0.9 kw （2） 初選帶的型號和根數(shù) 根據(jù)設(shè)計功率和小輪轉(zhuǎn)速（電機額定轉(zhuǎn)速）,由參考文獻[8]中圖8-11，初選帶型號規(guī)格Z，根數(shù)1。 （3） 確定帶輪的基準直徑， 選擇小帶輪基準直徑，小，則傳動所占空間小，重量輕，但太小則彎曲應(yīng)力太大。所以，并應(yīng)取標(biāo)準值。 根據(jù)參考文獻[1]中表8-7，查得dmin=50mm,根據(jù)表8-9查得標(biāo)準值=63mm 計算從動輪基準直徑 由 i=2.5, 取標(biāo)準值=160。 （4） 確定中心距a和帶的基準長度Ld 初定中心距a0,根據(jù)經(jīng)驗公式 即 取 a0=280mm 基準長度Ld 根據(jù)參考文獻[1]中表8-2取Ld=900， 經(jīng)過計算，中心距a=289。 （5） 驗算包角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 V帶帶輪的設(shè)計內(nèi)容：根據(jù)帶輪的基準直徑和帶輪轉(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。小帶輪的基準直徑比較小，參考配合的電動機的外伸軸軸徑選擇實心式，各項尺寸如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 蝸桿傳動的主要設(shè)計參數(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。對高速重載傳動常用15Cr、20Cr、20CrMnTi等，經(jīng)滲碳淬火，表面硬度56～62HRC,須經(jīng)磨削。對中速中載傳動，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 滑動速度vs的概略值 蝸輪材料可參考相對滑動速度vs來選擇。鑄造錫青銅抗膠合性、耐磨性好，易加工，允許的滑動速度vs高，但強度較低，價格較貴。一般ZCuSn10P1允許滑動速度可25m/s, ZCuSn5Pb5Zn5常用于vs<12m/s的場合。鑄造鋁青銅，如ZCuAl10Fe3,其減磨性和抗膠合性比錫青銅差，但強度高，價格便宜，一般用于vs≤4m/s的傳動?；诣T鐵（HT150、HT200），用于vs≤2m/s的低速輕載傳動中。 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)圓柱蝸桿傳動的標(biāo)準模數(shù)見參考文獻[1]中表11-2，取m=2。 本次設(shè)計選用阿基米德螺桿，其軸向齒形角=20° （3） 計算蝸桿分度圓直徑d1及蝸輪分度圓直徑d2 根據(jù)參考文獻[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 由于選定傳動比i=175, 根據(jù)， （6） 計算中心距a 由參考文獻[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，材料的彈性系數(shù)ZE=160Mpa12. 按參考文獻[1]式11-12計算 m2d1≥9.64KT2ZE[σH]Z22=9.64×1.1×1322306×160245.1×1752=195 （3.13） 由參考文獻[1]表6-2， 取m=2mm，=40mm =m=2175=350mm 標(biāo)準中心距mm （3.14） （8） 蝸輪變位系數(shù)x 為了湊中心距同時也可以提高蝸桿傳動的承載能力和傳動效率，常常采用變位蝸桿傳動。變?yōu)榉椒ㄅc齒輪傳動的變位方法相似，變位蝸桿傳動中，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)蝸桿傳動薦用中心距，取a′=200mm，故應(yīng)進行變位。 （3.15） （9） 蝸輪齒寬 b2 （3.16） 由于模數(shù)m較小，取b2=30mm。 （10） 驗算蝸輪齒根彎曲疲勞強度 由于蝸輪輪齒的齒形比較復(fù)雜，要精確計算輪齒的彎曲應(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度公式來計算，化簡后齒根彎曲強度的校核公式為： 由于工作主要是料斗的的翻轉(zhuǎn)，屬于瞬時動作。此外應(yīng)力循環(huán)系數(shù)比較低，按照我國的標(biāo)準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。所以可以認為該蝸輪安全，符合設(shè)計要求可以使用，β為使用系數(shù)。 按參考文獻[1]式6-15進行校核驗算： 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 結(jié)構(gòu)計算和設(shè)計是各種機械開發(fā)設(shè)計的主要內(nèi)容之一，直接關(guān)系到機械的性能指標(biāo)。也是機械設(shè)計的成敗關(guān)鍵之一。為實現(xiàn)產(chǎn)品功能要求，在設(shè)計計算基礎(chǔ)上對拌餡機主要零部件進行材料，形狀，尺寸，精度等設(shè)計，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化。 4.1機架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 機架的按外形分類有：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架和非金屬機架。作機架的金屬材料有鋼、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)。非金屬機架有鋼筋混凝土機架或機座、素混凝土機座平臺、花崗巖機架或機座、塑料機架、玻璃纖維機架、碳素纖維機架或其他材料機架。 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]到機器的經(jīng)濟性，以及方便加工，金屬材料使用焊接性能好的Q235槽鋼。 設(shè)計機架時必須考慮到各個零部件的安裝位置，來決定是否安裝梁和墊板，以下為機架的結(jié)構(gòu)圖。 圖4.1 機架的結(jié)構(gòu)圖 4.2攪拌器的設(shè)計 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動使攪拌容器中的物料按照某種特定的方式流動，從而達到攪拌操作所規(guī)定的工藝要求。 （1） 主軸 主軸是拌餡機的一個重要零件。其上裝有攪拌器，齒輪，蝸輪滾動軸承等零件。它主要實現(xiàn)由攪拌電動機經(jīng)皮帶，齒輪傳遞動力。帶動攪拌器的攪拌旋轉(zhuǎn)運動。在傳動過程中，主軸同時承受彎矩和扭矩。 ① 材料選擇 軸的結(jié)構(gòu)形狀為實心階梯軸。根據(jù)工作條件，強度，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 攪拌軸將電動機的動力傳給攪拌器，因此攪拌軸必須具有足夠的強度。攪拌軸主要承受扭轉(zhuǎn)作用，同時還有彎曲作用，一般只按扭轉(zhuǎn)計算。用降低軸材料的許用應(yīng)力來考慮彎曲的影響。按照扭轉(zhuǎn)強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)，對于45鋼； A=11.74～10.68； d—軸的計算直徑（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)。它們削弱了軸的強度，因此要適當(dāng)增大軸徑。同時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，并能進行位置和間隙的調(diào)整，主軸設(shè)計為中間粗兩端逐漸細的階梯軸。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，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拌餡機的主體重要零件，主要裝配件的設(shè)計計算與建模都已經(jīng)完成，尺寸與相應(yīng)的外形設(shè)計以及安全校核等內(nèi)容都通過計算設(shè)計得出。接下來要完成的就是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，就可以進行拌餡機整體的裝配。裝配過程比較簡單，根據(jù)先局部后整體的原則把拌餡機拆分為料斗，機架，攪拌傳動，翻轉(zhuǎn)傳動部分和動力源部分來進行裝配。 裝配是指對設(shè)計好的零件進行組織，定位，相互配合的操作，并提供整體建模。配對組件是指對兩個組件進行某方面的約束。在配對組件時，兩個組件的位置關(guān)系分為約束和非約束關(guān)系。約束關(guān)系表示當(dāng)一個組件的位置改變時，與之配對的另一個組件的位置也會隨之改變，非約束關(guān)系表示當(dāng)一個組件的位置改變，與之配對的另一個組件的位置不會發(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 本文對基于UG的BX100拌餡機的設(shè)計基本完成，主要完成了攪拌系統(tǒng)、翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電機、帶傳動、齒輪傳動蝸桿傳動、機架、攪龍的設(shè)計。再以UG為平臺的基礎(chǔ)上，完成各個零件的實體建模，并對其進行了整體的裝配，最后導(dǎo)出裝配工程圖和一些主要的零件工程圖。 (1) 對拌餡機進行了總體方案選擇，根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求選擇了主要是帶傳動和齒輪傳動。因為帶傳動和齒輪傳動普遍而典型，有很多的設(shè)計實例，為下一步的具體的尺寸設(shè)計帶來了便利。 (2) 對拌餡機的主要部件進行了設(shè)計和計算。要合理的安排傳動比，在這個基礎(chǔ)上才好對后面的傳動零件合理設(shè)計。主要零件包括帶輪的大小，參考帶輪設(shè)計，通過比較按照經(jīng)驗公式，把大帶輪設(shè)計成孔板式等，這樣的設(shè)計不僅可以節(jié)省材料而且減輕機器的重量，當(dāng)然通過對零件的校核滿足了其許用安全要求。 (3) 齒輪的設(shè)計要實現(xiàn)既滿足安全生產(chǎn)的要求又經(jīng)濟要求，所以在進行齒輪設(shè)計的時候?qū)ζ洳捎昧耸褂闷趶姸群妄X面接觸強度進行設(shè)計。可以滿足許用安全強度的要求。 (4) 運用UG軟件對零件進行三維實體的建模，可以使設(shè)計直觀化、形象化易于理解。并用UG的裝配模塊進行裝配。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)計中，首先是完成了對拌餡機的主要零件的設(shè)計，包括帶輪和大齒輪等，帶輪設(shè)計要完成驗算包角，齒面接觸強度的校核。設(shè)計攪龍的時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，還對整個拌餡機進行了干涉檢查，存在干涉的部分要重新設(shè)計和定位。 致謝 畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下，學(xué)生對于道路設(shè)計有了更多新的認知，對路基路面設(shè)計有了更深一步的認識，對路基路面綜合設(shè)計的整體脈絡(luò)了解得更加的清晰透徹。通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生對自己大學(xué)四年以來所學(xué)的知識有更多的認識。 畢業(yè)設(shè)計，幫助我們總結(jié)大學(xué)四年收獲、認清自我。同時，還幫助我們改變一些處理事情時懶散的習(xí)慣。從最開始時的搜集資料，整理資料，到方案比選，確定方案，再到著手開始進行路基工程、路面工程和路線排水的設(shè)計，每一步都是環(huán)環(huán)相扣，銜接緊密，其中任何一個步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽，就會對以后的設(shè)計帶來很多的不便。 學(xué)生的動手能力和資料搜集能力在設(shè)計中也得到提升。畢業(yè)設(shè)計中很多數(shù)值、公式、計算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎?，瀏覽資料，設(shè)計中需要用到輔助設(shè)計軟件的地方，也需要我們耐心的學(xué)習(xí)。掌握其使用的要領(lǐng)，運用到設(shè)計當(dāng)中去。最后匯總的時候，需要將前期各個階段的工作認真整理。 畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，通過設(shè)計，學(xué)生深刻領(lǐng)會到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設(shè)計不僅僅能幫助學(xué)生檢驗大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，更多的是畢業(yè)設(shè)計可以幫助我們更加清楚的認識自我，磨練學(xué)生的意志與耐性，這會為學(xué)生日后的工作和生活帶來很大的幫助。 參考文獻 [1] 濮良貴. 機械設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2013年 [2] 李育錫. 機械設(shè)計課程設(shè)計. 高等教育出版社，2000年 [3]傅豐禮，唐孝鎬. 異步電動機設(shè)計手冊. 機械工業(yè)出版社，2007年 [4] 陳斌. 食品加工機械與設(shè)備. 機械工業(yè)出版社，2003年 [5] 鄭文緯、吳克堅.機械原理.北京：高等教育出版社，2012年12月 [6] 成大先.機械設(shè)計手冊:單行本.軸及其連接.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，201