小型電動絞肉機的結(jié)構設計含9張CAD圖,小型,電動,絞肉機,結(jié)構設計,cad I 小型電動絞肉機的結(jié)構設計 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, 以便于同其他輔料充分混合來滿足不同產(chǎn)品的需求。本設計論述了絞肉機的工 作原理、主要技術參數(shù)、傳動系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構設計及生產(chǎn)能力分析。設計內(nèi)容主 要包括絞肉機結(jié)構設計分析，減速器設計計算，絞肉機維護和保養(yǎng)等，其中減速器的設 計包括電動機的選擇，齒輪，軸，鍵等常見零部件的設計，以及軸承的選取定位。 關鍵詞：絞肉機設計，減速器，齒輪，軸，結(jié)構 I STRUCTURE DESIGN OF SMALL SIZED ELECTRIC MEAT GRINDER ABSTRACT The meat grinder meat processing enterprises in the production process, raw meat according to different process requirements and processing of different specifications of the granular meat, in order to facilitate with other materials are fully mixed to meet the needs of different products. This paper discusses the working principle, main technical parameters, transmission system, the structure design and production capacity of the typical parts of the meat grinder. Design content mainly includes the meat grinder structure design analysis, reducer design calculation, meat grinder and maintenance. The reducing design including motor, gear, shaft and other key common parts of the design, and the bearing selection of the location. Key words: meat grinder design, reducer, gear, shaft, structure II 目錄 摘 要 .................................................................................................................................................................III ABSTRACT........................................................................................................................................................IV 緒 論 ...................................................................................................................................................................1 第一章 結(jié)構及工作原理 ...................................................................................................................................2 第一節(jié) 絞肉機的結(jié)構 .......................................................................................................................................2 一、給料機構 .......................................................................................................................................................2 二、切割分割機構 ...............................................................................................................................................3 三、電機驅(qū)動機構 ...............................................................................................................................................3 第二節(jié) 絞肉機的工作原理 ...............................................................................................................................3 第二章 螺旋供料器的設計 .................................................................................................................................5 第一節(jié) 絞籠的設計 .........................................................................................................................................5 第二節(jié) 絞筒的設計 ...........................................................................................................................................6 第三章 傳動系統(tǒng)的設計 .....................................................................................................................................7 第一節(jié) 電機的選擇 ...........................................................................................................................................7 第二節(jié) 帶傳動的設計 .......................................................................................................................................8 第三節(jié) 齒輪傳動設計 .....................................................................................................................................11 一、選擇材料，確定 和 及精度等級 ...........................................................................................11limHliF 二、 按接觸強度進行初步設計 .......................................................................................................................11 三、校核齒根的強度 .........................................................................................................................................14 四、齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算（大齒輪） .....................................................................................15 第四節(jié) 軸的設計 .............................................................................................................................................16 二、軸的材料和熱處理的選擇 .........................................................................................................................17 三、軸幾何尺寸的設計計算 .............................................................................................................................17 四、 軸的結(jié)構設計 ...........................................................................................................................................17 第四章 絞刀設計 .............................................................................................................................................25 第一節(jié) 絞刀的設計 .........................................................................................................................................25 一、刀刃的起訖位置 .........................................................................................................................................26 二、刀刃的前角 .............................................................................................................................................27 三、刀刃的后角 .................................................................................................................................................28 四、刀刃的刃傾角 .............................................................................................................................................29 III 五、刀刃上任一點位量上絞肉速度 .................................................................................................................30 第二節(jié) 刀片的結(jié)構 .........................................................................................................................................31 第五章 生產(chǎn)能力分析 .....................................................................................................................................33 第一節(jié) 絞刀的切割能力 .................................................................................................................................33 第二節(jié) 絞肉機的生產(chǎn)能力 G..........................................................................................................................33 第三節(jié) 功率消耗 N..........................................................................................................................................33 第六章 絞肉機的電路系統(tǒng) ...............................................................................................................................35 第七章 絞肉機的控制系統(tǒng) ...............................................................................................................................37 第一節(jié) 操作過程 .............................................................................................................................................37 第二節(jié) 電路的梯形圖與指令表 .....................................................................................................................37 外文資料 .............................................................................................................................................................39 中文譯文 .............................................................................................................................................................42 結(jié) 論 ...................................................................................................................................................................45 參考文獻 .............................................................................................................................................................46 致 謝 ...................................................................................................................................................................47 1 緒 論 近年來，國民經(jīng)濟發(fā)展很迅速，人民生活水平得到顯著提高，百姓不斷地提高了對 食品安全的要求，一條新的食品發(fā)展方向正向我們走來，營養(yǎng)、綠色、方便的食品是大 多數(shù)人的追求，而且很有可能成為新世紀的潮流。食品工業(yè)也越來越成為國民經(jīng)濟的支 柱產(chǎn)業(yè)，作為裝備食品工業(yè)的食品機械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。 隨著我國人民生活水平的提高和經(jīng)濟條件的改善，在消費水平和消費觀念上有了新 的變化，消費者出于自身健康的關心對肉類制品提出更高的要求。 伴隨著經(jīng)濟的迅猛增長，我國肉制品的產(chǎn)量也得到了很快的提升，但是，總的來說 我國肉類的人均消費量特別是一些熟肉制品的消費量還處于較低水平，對于一些經(jīng)濟較 為落后的地區(qū)更是，所以，加大對肉類生產(chǎn)和肉制品生產(chǎn)對于我們來說是非常重要的一 件事，畢業(yè)之際，我綜合所學知識，進行了絞肉機的設計制作，了解了絞肉機的原理和 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，維護維修原理等，一定程度上熟悉了肉制品加工機械的設計制作流程， 是對大學所學知識的一次大融合。 2 第一章 結(jié)構及工作原理 第一節(jié) 絞肉機的結(jié)構 根據(jù)已知條件，我設計除了絞肉機，其主要由送料機構、切割機構和驅(qū)動機構等組 成，具體結(jié)構見圖 2-1 所示。 圖 2-1 絞肉機結(jié)構 1.機架 2.絞刀 3.擠肉樣板 4.旋蓋 5.紋筒 6.絞籠 7.料斗 8.減速器 9. 大皮帶輪 10.電機 11.三角帶 12.小皮帶輪 一、給料機構 包括料斗 7、絞籠 6 和絞筒 5。其作用是輸送物料前移到切割機構，并在前端對物料 進行擠壓。 3 二、切割分割機構 本設計的切割機構主要包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。其作用是對擠壓進人樣板孔 中的物料進行切割.樣板孔眼規(guī)格有多種，可根據(jù)不同的工藝要求隨時旋下旋蓋進行更換。 三、電機驅(qū)動機構 本設計的驅(qū)動機構主要包括電機 10，皮帶輪 9、12，減速器 8，機架 1 等，他們之間 的互相配合給與絞肉機動力。 第二節(jié) 絞肉機的工作原理 當我們需要用到絞肉機時，我們必須先開機才能放料，由于物料本身的重力加之螺 旋供料器的旋轉(zhuǎn)，從而把物連續(xù)地送往絞刀口進行切碎。在設計的過程中，我們將螺旋 供料器的螺距設計成后面比前面小，但螺旋軸的直徑后面比前面大，在這樣的設計下， 物料獲得了一個擠壓力，這個力迫使已切碎的肉從格板上的孔眼中排出，實現(xiàn)我們的絞 肉目標。 用于午餐肉罐頭生產(chǎn)時，肥肉需要粗絞而瘦肉需要細絞，以調(diào)換格板的方式來達到 粗絞與細絞之需。格板有幾種不同規(guī)格的孔眼，通常粗絞用之直徑為 810 毫米、細絞 用直徑 35 毫米的孔眼。粗絞與細絞的格板，其厚度都為 1012 毫米普通鋼板。由于 粗絞孔徑較大，排料較易，故螺旋供料器的轉(zhuǎn)速可比細絞時快些，但最大不超過 400 轉(zhuǎn)/ 分。一般在 200400 轉(zhuǎn)/分。因為格板上的孔眼總面積一定，即排料量一定，當供料螺 旋轉(zhuǎn)速太快時，使物料在切刀附近堵塞，造成負荷突然增加，對電動機有不良的影響。 絞刀刃口是順著切刀旋轉(zhuǎn)安裝的。絞刀用工具鋼制造，刀口要求鋒利，使用一個時 期后，刀口變鈍，此時應調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至使有些肉 料不是切碎后排出，而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出，直接影響成品質(zhì)量，據(jù)有些廠的 研究，午餐肉罐頭脂肪嚴重析出的質(zhì)量事故，往往與此原因有關。 裝配或調(diào)換絞刀后，一定要把緊固螺母旋緊，才能保證格板不動，否則因格板移動 和絞刀轉(zhuǎn)動之間產(chǎn)生相對運動，也會引起對物料磨漿的作用。絞刀必須與格板緊密貼合， 不然會影響切割效率。 當螺旋供料器在機壁里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與機壁相碰，若稍相碰，馬上損壞機 4 器。但它們的間隙又不能過大，過大會影響送料效率和擠壓力，甚至使物料從間隙處倒 流，因此這部分零部件的加工和安裝的要求較高。 在使用中，絞肉機的生產(chǎn)能力不能由螺旋供料器決定，需要由切刀的切割能力來決 定。因為切割后物料只有從孔眼中排出，螺旋供料器才能繼續(xù)送料，否則，送料再多也 不行，甚至會產(chǎn)生相反的想象。 5 第二章 螺旋供料器的設計 第一節(jié) 絞籠的設計 絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對肉塊進行擠壓。如圖 3-1 所示，設計上采 用一根變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后大前小，根徑后小前大，這樣使其絞籠與絞筒 之間的容積逐漸減小實現(xiàn)了對物料的擠壓作用。 絞籠前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝兩個定位鍵與其主軸前端面上鍵槽配合， 以傳遞動力。 R530120438 785801051301.67.29節(jié) 距 t 1302. 圖 3-1 絞籠結(jié)構圖 一、絞籠的材料 根據(jù)已知條件絞籠的材料選為 HT200 二、螺旋直徑 0.136 m 取 D160mm5.2CGKD G生產(chǎn)能力,由原始條件得 G1T/H K物料綜合特性系數(shù),查表 1-16 得 K0.071 6 -物料得填充系數(shù)查 B4 表 1-16 得 0.15 物料的堆積密度 t/m 豬肉的為 1.5t/m33 C與螺旋供料器傾角有關的系數(shù)，查 B4 表 115 得 C1 三、螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 由原始數(shù)據(jù) n326r/min 四、螺旋節(jié)距 實體面型螺旋的節(jié)距 tD 第 2 節(jié) 絞筒的設計 在日常生活中，由于肉餡，肉片，肉條在絞筒內(nèi)受到攪動，且受擠壓力的反作用力 作用，物料具有向后倒流的趨勢，因此在絞籠的內(nèi)壁上設計了 8 個止推槽.沿圓周均勻分 布，如圖 3-2 所示 絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的間隙要適當，一般為 4-5mm。間隙太大會使物料倒流;間隙太 小絞籠與絞筒內(nèi)壁易碰撞。 絞筒的物料可選用鑄鐵，選 HT200 圖 3-2 絞筒的結(jié)構 7 第三章 傳動系統(tǒng)的設計 由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從電機至絞籠的運動路線為定比傳動，其總的傳動 比可利用帶傳動、齒輪傳動等構機逐級減速后得到。 絞籠的轉(zhuǎn)速不易太高，因為輸送能力并不是隨轉(zhuǎn)速增加而增加。當速度達到一定值 以后，效率反而下降，且速度過高，物料磨擦生熱，出口處的壓力升高，易引起物料變 性，影響絞肉質(zhì)量，因此絞籠的轉(zhuǎn)速一般在 200 一 400r/min 比較適宜。在本機選用 326r/min。 14.32610ii總 由傳動比標準系列查 B2 表 21 初步取 1.76 2.50ii 根據(jù)選用的電機和絞籠轉(zhuǎn)速要求設計傳動路線如下： 第一節(jié) 電機的選擇 根據(jù)已知條件得：N= 4(KW)WG G絞肉機的生產(chǎn)能力，1000kg/h W切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關，d 小則 w 大，當 d3mm， 取 w0.0030kw.h/kg。 （查 B5p ）75 傳動效率，取 0.75 所以根據(jù) N4kw，n1440r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 電機的結(jié)構。 8 圖 4-1 Y112M-4 電動機的外觀圖 第二節(jié) 帶傳動的設計 一、設計功率 dP kwKAd 8.42.1 工況系數(shù)，查 B1 表 8122 ，取 1.2AK P傳遞的功率 二、選定帶型 根據(jù) 和 查 B1 圖 812 選取普通 V 帶 A 型， 小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/mindp1n 1n 三、傳動比 1.76 0i2i1mi/8.76.40r 四、小帶輪基準直徑 （mm）1d 由 B1 表 8112 和表 8114 選定 9 100mm 75r/min 1dmind 五、大帶輪基準直徑 （mm）2 cidd 1760.12 由 B3 表 87 得 =180mm2d 六、帶速驗算 smvsmnvd /3025/54.7106106 ax 七、初定軸間距 （mm）0a ma350 八、所需帶的基準長度 （mm）0dL 0 204)()(212210 aaLddd 35835 1154mm 依 B1 表 818 取 1120mm，即帶型為 A1120dL 九、實際軸間距 a mad 367210543200 十、小帶輪包角 1 3.578021ad = .36 = 17 十一、單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號、 和 普通 V 帶查 B1 表 8127（c） 取 1.32kw1dn 十二、 時單根 V 帶型額定功率增量i P 10 根據(jù)帶型號、 和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw1ni 十三、V 帶的根數(shù) Z Z = 49.387.096)15.032.(4)(1 LadkpP 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8123,取 0.96ak 帶長修正系數(shù)查 B1 表 818，取 0.87L 十四、單根 V 帶的預緊力 0F 20)15.2(mvZPkFda = 254.710.4896. （ =133（N） mV 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1kg/m 十五、作用在軸上的力 F )(062sin4132sin20 NZF 1598ii30max 考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1.5 倍a 十六、帶輪的結(jié)構和尺寸 帶輪應既有足夠的強度，又應使其結(jié)構工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免 由于鑄造而產(chǎn)生過大的應力。 輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度 ）以減輕帶的磨損。mRa2.3 帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8110 得基準寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的 基準直徑查 B1 表 8116 確定輪輻 11 2*4512AB0.1AB159180 8.7251958.72.534B0.1AB63A2453.2R5 圖 4-2 小帶輪 圖 4-3 大帶輪 第三節(jié) 齒輪傳動設計 一、選擇材料，確定 和 及精度等級limHliF 參考 B1 表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為 40 ，并rC 經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 4855HRC；精度等級為 6 級。 按硬度下限值，由 BI 圖 838（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標查得 ；由 B1 圖 839（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標查得MPaH120lim1li ； 。FE72 MPaF502lim1li 2、按接觸強度進行初步設計 （1）確定中心距 a（按 B1 表 8327 公式進行設計） 321)(HamuKTAC 式中：配對材料修正系數(shù) Cm1（由 B1 表 8328 查?。? 12 螺旋角系數(shù) Aa476（由 B1 表 8329 查取） 載荷系數(shù) K1.6（參考 B1 表 8327 推薦值） 小齒輪額定轉(zhuǎn)矩 )(7.4619541 MNnPT 齒寬系數(shù) 0.4（參考 B1 表 834 推薦值）a 齒數(shù)比 u=i=2.5 許用接觸應力 （參考 B1 表 8327 推薦值）PaH10829.0.lim 則 取 a106mm,.51085.2476)15.2(47632a （2）確定模數(shù) m (參考 B1 表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a, 取 m=2mm （3）確定齒數(shù) z ,z12 初取螺旋角 13 z = = =32.4 取 z =331)(cosma)15.2(3cos06 1 z =z =2.5 33=82 取 z =822 2 重新確定螺旋角 142.062)73(arcos2)(arcos1 zn （4）計算主要的幾何尺寸（按 B1 表 835 進行計算） 分度圓的直徑 d =m z =2x33=66mm1 d =m z =2x82=164mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =66+2 1.5=69mm1aa d = d +2h =164+2 1.5=167mm2 端面壓力角 (查 B1 表 834)029.14.0coscostgrtgrnt 基圓直徑 d = d cos =66 cos20.292 =62mm1bt 13 d = d cos =164 cos20.292 =158mm2bt0 齒頂圓壓力角 =arccos =34.3651at1ab = arccos =23.9512at 2abd0 端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg )a11t 22at =1.9 齒寬 b= .a0.4*10664 取 b 52mm ；b 60mma21 齒寬系數(shù) = = =0.9d1b64 縱向重合度 =1.25.1420sinsi nm 當量齒數(shù) 31.4531co/zv 78.6282s （5）校核齒面接觸強度（按 B1 表 8310 校核） 強度條件： H 計算應力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中：名義切向力 F = = =2044Nt10dT7.45620 使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8331 查?。〢 動載系數(shù) =（ ）VK20B 式中： V= smnd95.168410 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由 B1 表 8332 按硬齒面齒輪，裝配時檢修調(diào)整，H 14 6 級精度 K 非對稱支稱公式計算）H34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8333 查?。?.1H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8311 查取）Z 重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8312 查?。?. 螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8313 查?。?0 彈性系數(shù) （由 B1 表 8334 查?。㎝PaZE.19 單對齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H2 326405.120.315.807.89 245.5MPa 許用應力： =HXWRVLNTZZSlim 式中：極限應力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1（由 B1 表 8335 查?。﹍iH 壽命系數(shù) =0.92（由 B1 圖 8317 查?。㎞TZ 潤滑劑系數(shù) =1.05（由 B1 圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由 B1 圖 8320 查?。￢,95.1sm 粗糙度系數(shù) =0.9（由 B1 圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8322 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由 B1 圖 8323 查?。 則： = =826MPaH0.1596.012.10 滿足 三、校核齒根的強度 （按 B1 表 8330 校核）強度條件： 1F 許用應力： = ； 1FVASaFnt KYbm 15 1212SFFY 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由 B1 圖 8315（a）查?。℡2 應力修正系數(shù) ， （由 B1 圖 8316（a）查?。?.1Sa7.Sa 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0（由 B1 圖 8314 查取）Y 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8330 計算）FK NH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由 B1 表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中：極限應力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按 B1 表 8335 查?。﹍iFS 應力修正系數(shù) =2（按 B1 表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按 B1 圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按 B1 圖 8325 查取）relT 齒根表面狀況系數(shù) =1（按 B1 圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按 B1 圖 8324 查取）X 則 =FMPa497.025.1 滿足， 驗算結(jié)果安全1F 四、齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算（大齒輪） （1）確定齒厚偏差代號 確定齒厚偏差代號為：6KL GB1009588（參考 B1 表 8354 查?。?（2）確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值（參考 B1 表 8358 查?。?16 第公差組檢驗切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B1 表 81iFifP 369 計算，由 B1 表 8360，表 8359 查取)； 第公差組檢驗齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）=0.6（0.009+0.011）1ifi tptf =0.012mm， （按 B1 表 8369 計算，由 B1 表 8359 查?。?； 第公差組檢驗齒向公差 =0.012（由 B1 表 8361 查取） 。F （3）確定齒輪副的檢驗項目與公差值（參考 B1 表 8358 選擇） 對齒輪，檢驗公法線長度的偏差 。按齒厚偏差的代號 KL，根據(jù)表 8353 的計wE 算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-sptfsiEptf 16 0.009=-0.144mm；公法線的平均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =- WSsETF 0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0202sin36. wisi T 0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注說明求得公法 線長度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表示為：knW 10.-26587 對齒輪傳動，檢驗中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=80mm，由表查得 8365 查f 得 = ；檢驗接觸斑點，由表 8364 查得接觸斑點沿齒高不小于 40%，沿齒長f023. 不小于 70%；檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù) B1 表 8358icF 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 及 B1 表 8360 計算與查?。?；檢驗齒切 向綜合公差 =0.0228mmicf （根據(jù) B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 計算與查?。?。 對箱體，檢驗軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8363 查?。?。xfyf （4）確定齒坯的精度要求按 B1 表 8366 和 8367 查取。 根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為 50mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 第四節(jié) 軸的設計 一、按扭轉(zhuǎn)強度的計算 用實心軸 17 335nPATd 式中:d軸的直徑，mm T軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm P軸傳遞的額定功率，kw n軸的轉(zhuǎn)速，r/min 軸材料的許用切應力，Mpa30 A系數(shù)，見【1】表 418，這里取 120 二、軸的材料和熱處理的選擇 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查機械設計表 15-1，可知 11640,275,5,60bsMpapaMpapa 三、軸幾何尺寸的設計計算 1軸的設計 (1) 根據(jù)前面的計算可知軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T (2) 初定軸的最小直徑 先按機械設計式（15-2）初步估計軸的最小直徑。材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根 據(jù)機械設計表15-3，取 018A 從動軸： 1221min04.6359Pd m 主動軸： 11222in0.780A 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 ，為了使所選的軸直徑 與d d 聯(lián)軸器的孔徑相適合，故先選聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 ，查機械設計表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故2caTK =1.3,，則：aK21.34956071.428ca Nm 按照計算轉(zhuǎn)矩 要小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，又由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，T 18 無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題，查標準GB/T4323-2002，選用彈性柱銷聯(lián)軸器, 型號為:LT8型聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為: 。7105.428Nm 半聯(lián)軸器的孔徑: ,故取 ， 半聯(lián)軸器軸孔長度 ,半45Idd12Lm 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為: 。即取 。6IL1in 4、軸的結(jié)構設計 1.輸入軸的結(jié)構設計 （1）擬定軸上零件的裝配方案 經(jīng)綜合分析，選用從動軸上零件的裝配方案。 （2）初步選擇滾動軸承 因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用圓柱滾子軸承,參照工作要求并根 據(jù): .由機械設計簡明手冊，初步選取 0 基本游隙組、標準精度級的單列50Idm 圓錐滾子軸承 30310 型,其尺寸: ，5129.5dDTmm 故 IVI 右端軸承采用軸肩定位，由定位軸肩高度 h=(0.07-0.1)d,軸肩高度取 h=2.5mm,因此 。而左端滾動軸承采用套筒進行軸向定位，60Vdm 1)取安裝齒輪處軸段的直徑： ，齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位,已52.IVdm 知齒輪輪轂的寬度為75mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短與輪轂寬度2- 3mm, 故?。?,齒輪右端采用軸肩定位,軸肩高度 ,取 ,則軸環(huán)處的72IVlm 0.7hd2.5hm 直徑： 。506Idh 2)軸承端蓋的總寬度為： （由減速器及軸承端的結(jié)構設計而定）。根據(jù)軸承端m20 蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端與半聯(lián)軸器右端面間的距離 故取 。30lm5Il 3)取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為: ，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定流動軸承位16a 置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離s, 取s=8mm,已知滾動軸承寬度T=29.25mm 30mm，則 19 ,(752)3081657IVlTsam 同理可算出： .4VIl 至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度. 4)軸上零件的軸向定位 齒輪,半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接 5)齒輪與軸的連接 按 查機械設計表6-1,得平鍵截面 ,鍵槽用鍵槽銑IVdm 160bhm 刀加工,根據(jù)鍵長等于或略小于轂長度，即L=B-（5-10）mm，故?。篖=63mm, 為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為: 76rH （3）半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接 查機械設計表6-1，選用平鍵為: ,半聯(lián)軸器與軸14910bhLm 的配合為: 。76Hk 滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為:m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參照機械設計表15-2,取軸端倒角為: ，各軸肩處圓角半徑取456.12R (5)求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構圖做出軸的受力簡圖如圖。確定軸承的支點位置,對30310型圓錐 滾子軸承，由機械設計簡明手冊中查得a=23mm。因此，作為簡支梁的軸承支承跨距 ，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖,扭矩圖和計算彎2371.538.10Lmm 矩圖,可看出截面處計算彎矩最大 ,是軸的危險截面 (6)按彎扭合成應力校核軸的強度 1)作用在齒輪上的力 切向力: 2439560841.7tTFNd 徑向力: antan2coscosrt N 軸向力 3841t963atF 20 2)求作用于軸上的支反力 圖4-4 軸的載荷分析圖 水平面內(nèi)支反力: 1344N 2497N 1NHF2NH 垂直面內(nèi)支反力: 506V5V 3)作出彎矩圖 分別計算水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩. 水平面內(nèi)： 27463HtMFLNm 垂直面內(nèi)： 1501.769VN 2382503 計算總彎矩:由公式 2vHM 21 222117463107948HVMNm2 563 4)作出扭矩圖: ，如圖4-5所示。2439560TNm 5)按彎扭合成應力校核軸的強度 從軸的結(jié)構圖以及彎矩和扭矩圖（圖4-5）中可以看出截面C是軸的危險截面。根據(jù) 機械設計式（15-5）及上述數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力， 取 0.6 軸的計算應力： 22221 29487(0.64395).81caMTMpW 前選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，上述過程中已查得 ，因此160Pa ，故安全。1ca 圖4-5 齒輪軸 2.輸出軸的結(jié)構設計 （1）求作用在齒輪上的力 根據(jù)輸出軸運動和動力參數(shù)、低速級齒輪設計幾何尺寸及參數(shù)，計算作用在輸出 軸 的齒輪上的力： 輸出軸的功率 KWP8.4 22 輸出軸的轉(zhuǎn)速 min/r326n 輸出軸的轉(zhuǎn)矩 NT3I10.457 NdFIt 20.3415.9644 tr 5.8tan20an 為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器 的計算轉(zhuǎn)矩 ，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，故取 ，則TKAca 3.1AK mNAca 54683.457.1 按照計算轉(zhuǎn)矩 應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標準 GB/T5014-1985,選用 LT12 型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 8000Nm。半聯(lián)軸器的長度 L=112mm,直徑為 60mm， 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 84mm。 輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔fd 徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 查表 14-1，考慮到1TKAca 轉(zhuǎn)矩變化很小故取 ，則：3.1AK mNTKIAca 856.2736.457.1 （2）初選聯(lián)軸器 按照計算 應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標準 GB/T5014-85,選用型號為 HL7 的caT Y 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取mN630df60 半聯(lián)軸器長度 。 mdf60L （3） 軸的結(jié)構設計 1).根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 根據(jù)已確定的 ，由于 g 段軸長與半聯(lián)軸器的軸轂長相同，為了使軸在滿mdf41 足強度的作用下結(jié)構尺寸最小取 =41mm。fed 初選滾動軸承。因該傳動方案沒有軸向力，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承 的雙支點各單向固定） 。參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0md60 基本游隙組、標準精度級的深溝球軸承 6212（參考文獻3） ，其尺寸為 ，根據(jù)需要在齒輪與軸承之間安裝套筒，軸與齒輪之間一端制出一2106BDd 軸肩，故 。齒輪與軸承之間通過套筒軸肩進行軸向定位， 。mc7 mlc7820 由于軸承長度為 22mm，擋油板總寬為 18mm 故 ，軸承右端與箱體內(nèi)壁的距mld40 23 離一般為 10-12mm,此處取 12mm。于是 。mBlfeld 140563182 一般一根軸上軸承都配對使用，故 ， 。ma60lda 大齒輪和左端軸承之間通過軸肩定位，軸肩高度為 ，此處取h).0( 。mdb80 根據(jù)高速軸的尺寸和低速軸的部分尺寸可以算出 。 lb125 (4)按彎曲合成應力校核軸的強度 計算支座反力 0BmNlFRrAH8.2945.4681324 rH 7.3.4 ltAV 8605.24315.2 NRFAVtB 4.1.4 計算彎矩 0HBAM mAC 59.41608397.63069 VBA NRAC ..58.15.7 計算合成彎矩 0BAM mVCHC 25.71064.)59.416083(222 計算 T mN73.576.0 （5）校核軸的強度 按彎矩合成強度條件，校核危險點即 C 截面圓周表面處應力。扭轉(zhuǎn)切應力為靜應力， 取 ，由 2中表 15-1 查得，軸彎曲疲勞極限 ，知該工況下安全系數(shù)3.0a MPa351 為 S=2 MPaSaWTMICca 29.373.0801.6.472570 132322 所以，強度是足夠的。 24 圖 46軸的載荷分析圖 圖 47高速軸 25 第四章 絞刀設計 絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為方形，安裝在絞籠前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn)， 刀刃的安裝方向應與絞籠旋向相同。絞刀的規(guī)格有 2 刃、3 刃、4 刃、6 刃、8 刃。 絞刀用 ZG65 Mn 材料制造，淬火硬度為 HRC55 - 60，刃口要鋒利，與樣板配合平面 應平整、光滑。 第一節(jié) 絞刀的設計 絞刀的幾何參數(shù)對所絞出肉的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)對十字刀片 的各主要幾何參數(shù)進行設計。 十字刀片如圖(51)所示。其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線速度 分布亦如該圖所 示。從圖上可以看出其刃部任一點位置上只有法向速度 。 v 圖 5-1 絞肉機絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布 其值為： （ ）30nvp Rr 式中： 刀片刃部任一點的線速度 ms； n刀片的旋轉(zhuǎn)速度 rpm； 26 刀片刃部任一點至旋轉(zhuǎn)中心的距離 mm； r刀刃起始點半徑 m m ； R刀刃終止點半徑 mm； 再從任一葉刀片的橫截面上來看 圖(5-1)AA 截面，其刃部后角