卧式调粉机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 调粉机在面类 食品的加工中，主要用来调制各种性质不同的面团。所以也被称为和面机 。由于面团的粘度很大，流动极为困难，使得调粉机部件的结构强度较大，工作转速低，一般在 20搅拌机械中，调粉机属于较重型机械设备。它广泛应用于面包、饼干、糕点及一些饮食行业的面食生产中。 调粉机可调制的面团种类大体上可分为液体状面浆、韧性面团、酥性面团及水面团等。 卧式调粉机的搅拌容器轴线与搅拌器回转轴先都处于水平位置。其结构简单，制造成本较低，卸料、清洗方便，但占地面积较大。 卧式调粉机的生产能力即一次调粉容量范围较大，通常在 25 左右。它是目前国内外各种食品厂应用最为普遍的调粉设备。 关键字： 卧式调粉机；食品机械；面团种类；普遍 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 he on of of to of It is of is of is is 0r/in to a It is in of in be of to to is is a is 5kg/or It is at of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . 1 . 2 1 绪论 . 4 调粉机的工作原理 . 5 调粉机分类 . 5 调粉机的零部件 . 5 2 传动装置的总体设计 . 8 调粉机设计要求 . 8 拟定传动方案 . 8 电动机的选择 . 9 定传动装置总传动比和分配传动比 . 9 传动装置的运动和动力参数计算 . 9 3 传动零件的设计计算 . 11 皮带轮的设计 . 11 定 . 11 选取带长 . 11 求带的根数 Z. 11 求轴上载荷 . 12 . 12 高速级齿轮的设计 . 14 选择材料、精度 . 14 齿面接触疲劳强度计算 . 14 根据齿根弯曲强度设计 . 16 几何尺寸计算 . 18 低速齿轮的设计 . 19 选择材料、精度 . 19 根据齿根弯曲强度设计 . 21 几何尺寸计算 . 23 轴的设计及轴承的选择 . 24 取轴的材料 . 24 初步确定轴的最小直径 . 25 轴的结构设计及轴承的选择 . 25 按弯扭合成应力校核轴的强度 . 26 4 卧式调粉机组件的设计 . 30 搅拌桨的选择 . 30 搅拌容器的选择 . 31 机架的设计 . 31 参考文献 . 33 致谢 . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 绪论 调粉机的工作原理 调 粉 机 调 制 面 团 的 基 本 过 程 在 于 搅 拌 桨 的 运 动 。 小 型 压 面 机 属 于辊压机械的一种。辊压机械是指完成辊压操作的机当把面粉、水及其辅助料投入调粉容器内后，搅拌桨通过回转首先使干粉颗粒较均匀地与水结合，形成胶体状的非规则小团粒。在搅拌桨叶的推动下，这些小团粒相互粘结，逐步形成若干分裂的大团块，进而团块扩展混捏成整体面团， 由于搅拌桨对面团连续进行的剪切、折叠、压延、拉伸及揉合等一系列作用，结果调制出表面光滑，具有一定弹性、韧性及延伸性的理想面团。若再继续搅拌，面团便会塑性增强，面团弹性就会降低，最后变为具有某些液体特性的粘稠物料。 调粉机分类 调粉机基本结构有两种分类方法。一是按搅拌容器所处的位置，将调粉机分为卧式结构与立式结构；二是按搅拌轴的数量，将调粉机分为单轴式结构和双轴式结构。这种方法很不普遍，原因在于目前国内绝大部分调粉机均是采用单轴式结构，所以下面按第一种常规分类方法，对调粉机进行介绍。 1卧式调粉机 卧式调粉机的搅拌容器轴线与搅 拌器回转轴线都处于水平位置；其结构简单，造价低廉，卸料、清洗、维修方便，可与其他设备完成连续生产，但占地面积较大。这类机器生产能力（一次调粉容量）范围大，通常在 25 400左右。它是国内大量生产合各食品厂应用最广泛的一种和面设备。 2. 立式调粉机 立式调粉机的搅拌容器轴线沿垂直方向布置，搅拌器垂直或倾斜安装。结构型式与立式打蛋机相似，只是传动装置较简单。有些设备搅拌容器作回转运动，并设置了翻转或移动卸料装置。 立式调粉机结构简单，制造成本不高。但占空间较大，卸料、清洗不如卧式和面机方便 。直立轴封如长期工作会使润滑剂泄漏，造成食品污染。 调粉机的零部件 调粉机主要有搅拌器、搅拌容器、传动装置、机架、容器翻转机构等。 1搅拌器也称搅拌桨，式调粉机最重要的部件。按搅拌轴数目分，有单轴式和双轴式两种。卧式的与立式的也有所不同。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 单轴式调粉机结构简单、紧凑、操作维修方便，是我国面食加工中普遍使用的机型。这种调粉机只有一个搅拌桨，每次调粉机搅拌时间长，生产效率低。由于它对面团拉伸作用较小，如果投料少或操作不当，则容易出现抱轴现象，使操作发生困难。因此单轴式和面机适用于揉制酥性面 团，不宜调制韧性面团。 双轴式调粉机具有卧式和面机的优点。它有两组相对反向旋转的搅拌桨，且两个搅拌桨相互独立，转速也可不同，相当于两台单轴式调粉机共同工作。运转时，两桨时而相互靠近，时而又加大距离，可加速均匀搅拌。双轴调粉机对面团的压捏程度较彻底，拉伸作用强，适合揉制韧性面团。缺点是造价高于卧式调粉机，起面较困难，需附加相应装置，如果手工起面则劳动强度大。 调粉机搅拌器的结构形状有多种类型，对应于不同调制物料特性机工艺要求。 （ 1）形、形搅拌桨 这两种搅拌器的桨叶母线与其轴线呈一定角度为的是增加物料的 轴向和径向流动，促进混合，适宜高粘度物料调制。形应用广泛，有很好的调制作用，卸料和清洗都很方便。形搅拌桨调和能力比形叶片低，但可产生高的压缩剪力，多用在细颗粒与粘滞物料的搅拌中。 （ 2）桨叶搅拌器 这种搅拌器结构由几个直桨叶或扭曲直桨叶与搅拌轴组成。调粉过程中，桨叶搅拌对物料的剪切作用和强，拉伸作用弱，对面筋的形成具有一定破坏作用。搅拌轴装在容器中心，近轴处物料运动速度低，若投粉量少或操作不当，易造成抱轴及搅拌不均的现象。桨叶式搅拌器结构简单，成本低，适用与揉制酥性面团。 （ 3）滚笼式搅拌器 它对 面团有举、打、折、揉、压、拉、等多种连续操作，有助于面团的捏合。如果搅拌器结构参数选择合理，还可利用搅拌的反转，将捏合好的面团自动抛出容器，这样就省去了一套容器翻转机构，降低了设备成本。滚笼式搅拌器对面团作用力柔和，面团形成慢，对面筋机械作用弱，有利于面筋网络的生成。结其构简单，制造方便，适用于调和水面团、韧性面团等经过发酵或不发酵的面团。 （ 4）其他类型卧式搅拌器 在卧式调粉机中，也使用着一些不同于上述形状的搅拌器。如花环式、扭叶式、椭圆式、 （ 5）立式调粉机的搅拌器 立式调粉机的搅拌器有桨叶 式、扭环式、象鼻式等。 桨叶式搅拌器与卧式调粉机桨叶式结构相似，其轴线与地面垂直。 扭环式搅拌器桨叶从根部至顶端逐渐扭曲 90，有利于促进面筋网络的生成适用于调制韧性面团与水面团雷面食。 象鼻式搅拌器通过一套四杆机构模拟人手调粉时的动作来调制面团，有利于面筋的揉制，适于调制发酵面团。另外搅拌容器可以从机架上推出，作为发酵使用，既减少了生产设备，又简化了搬运面团的操作。一次调粉可达 300上。但这种结构复杂，搅拌器动作慢。 （ 6）双轴调粉机的搅拌器 双轴式调粉机有两组相对反向旋转的搅拌桨。 按其相对位置分为切分式和重叠式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2搅拌容器 卧式调粉机的搅拌容器多由不锈焊接或铆接或螺栓连接而成。 和面操作时，面团质量的好坏与温度有着很大的关系，而不同性质的面团又对温度有不同的要求。高功效调粉机常用带夹套的换热式搅拌容器。为降低成本，使用普通单层容器，可降低物料调和前的温度来达到加工工艺的要求。为防止工作时物料或润滑油从轴承处泄漏污染食品，容器与搅拌轴之间的密封要好。转速低、工作载荷变化大，轴封处间间隙变化频繁，因此密封装置应选用 J 型无滑架橡胶密封圈等大变形弹性元件。新型卧式和面机采用空气端 面密封装置，密封效果很好。 搅拌容器的翻转机构分为机动和手动两种。机动翻转容器机构由电动机、减速器及容器翻转齿轮组成。这种机构操作方便，降低人工劳动强度，但结构复杂，整个设备成本高，适宜在大型或高效和面机上使用。手动翻转容器机构适用于小型和面机或简易型和面机。立式和面机的搅拌容器有可移式和固定式两种。 3机架 小型调粉机转速低，工作阻力大，产生的振动及噪声都较小，因此不用固定的基础。机架结构有的采用整体铸造，有的采用型材焊接框架结构，还有底座铸造而上部用型材焊接的。 4传动装置 调粉机的传动装置 由电动机、减速器及联轴器等组成，也有的用皮带传动。和面机工作转速低，多为 20要求大减速比，常用蜗轮蜗杆减速器或行星减速器和多级齿轮减速。 目前国内面食生产企业在调粉工序中大多采用单板式调粉机。单板式调粉机包括主轴传动装置、面箱翻转装置、面箱、真空抽管、密封垫，且单板式浆叶的叶顶为弧型，主轴以一定角度穿过单板式桨叶的中心。此结构虽可和出整体面团，且致密性和弹性也可满足要求，但此结构在调粉时，单板式桨叶在半周内轴向只一个方向受力，下半周则受相反方向的力。而面团和成时，阻力大，运转时振动剧烈， 寿命短。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2 传动装置的总体设计 调粉机设计要求 本人设计的调粉机生产能力为：调和面粉重量 25，调粉机的机型：卧式调粉机，搅拌器型式采用半椭圆式，容器为不锈钢材料，手动翻转，设计转速在 40 50r 作时间为每天 8小时，每年工作 300天，设计寿命为 15 年。 拟定传动方案 由于调粉机的主轴回转速低，需要较大的减速比，故本次设计 采用带轮及两级齿轮减速传动，传动简图如下：图 1 卧式调粉机 1 电机 2 带轮 3 4 5 小 齿轮 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 6 轴 7 8 轴 I 9 小齿轮 1 10 轴 11 大齿轮 2 12 轴 电动机的选择 根据表 1及 25 的设计生产能力要求，取用电动机功率为 1 调粉机容量与配用电机动率经验数值 调粉机容量（ 25 50 75 100 配用电机功率（ 食品加工机械 电机选用 表 2 B/T 5274号 功率定电压V 频率转转速r率 功率因数 起动转矩N m 最大转矩N m 80 50 1430 定传动装置总传动比和分配传动比 1 计算装置总传动比 卧式调粉机 的设计要求转速为 40初步设计调粉机的转速为 47r机的转速为 1430r i=1430 47， i= 分配传动比 传动比的分配：初定带轮传动比 3，齿轮 1、 2传动比为 轮 3、 4的传动比为 i=i带 传动装置的运动和动力参数计算 1 计算各轴的转速 轴的转速 n =1430/3=477r 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 轴的转速 n =n /77/49r 轴的转速 n =n /49/6r 计算各轴功率 查机械设计课程设计可知电机效率 电机 =带 = 工齿的开式齿轮传动效率 开齿 =动轴承效率 球轴承 = 电机的额定功率 机的输出的有效功率 机 =轴的输出功率 P =带 轴承 =轴的输出功率 P =P 齿 轴承 =轴的输出功率 P =P 齿 轴承 = 计算各轴的转矩 电动机的输出转矩 =430=轴的输出转矩 T = /n =77=轴的输出转矩 T = /n =49=的输出转矩 T = =6=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 3 传动零件的设计计算 皮 带轮的设计 定 工作情况系数 每天工作 8小时，载荷变动很小，查机械设计表 得 计算功率 选带型号 由机械设计图 根据 1430r 用 带 小带轮直径 由机械设计表 取 0带轮直径 1 n =（ = 选 70 大带轮轮速 270 选取带长 求 （ 1） 2=(270+90) 2=180 =( 2=（ 270 2=90取中心距 1） 70+90)=540 40长 2 40= 1660 基准长度 由机械设计图 d=1800 求带的根数 Z 中心距 22 8414 22 9081801800414 1801800 =适。 带速 100060 143090100060 11 传动比 0 3 11 4 3 021 由机械设计表 表 由表 ；由表 0 0 取 Z=2根 求轴上载荷 紧力 c = (由机械设计表 ) 轴上载荷 20 12 s 由机械设计表 顶宽 b=13 节宽 1高度 h=8 带质量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 带轮尺寸 由 =28=60以取小带轮内径 8机械设计得， ，取 ， 取 0h e=15轮宽度 f +(e=351=602=2f +(e=35轮结构 702 01 34 02 34故小带轮采用实心式，大 带轮采用孔板式 图 2 小带轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3 大带轮 高速级齿轮的设计 选择材料、精度 1 选择齿轮类型、精度 由卧式调粉机的工作原理和特点可知，其传动精度低，运行速度低，承载能力一般，故选用直齿圆柱齿轮传动。选用 9级精度。 2 材料选择 小齿轮用 45号钢，调质处理，硬度 229均 240齿轮用 45钢，常化处理，硬度 186均 200 3 初选齿数 初选小齿轮齿数 301 Z ,大齿轮齿数 96 齿面接触疲劳强度计算 1 确定各计算数值 试选载荷系数 齿轮传递的转矩 T T =宽系数d由机械设计表 10齿宽系数d=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 弹性影响系数 由表 1089.8 接触疲劳极限 由图 12得 小齿轮的接触疲劳强度 1590齿轮的接触疲劳强度 2540力循环次数 953 0 08(4 7 7160 853008(149160 0取失效概率为 1%，安全系数 S=1由式（ 10 得 M P i M P i 2 计算 小齿轮分度圆直径 131 )( = M P . 43 计算圆周速度 V 1 0 0 060 4 7 0 060 nd 计算齿宽 b 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 计算齿宽与齿高之比 1t Zd 高 根据 V=s， 7级精度，由图 10齿轮齿间载荷系数 1 K； 由表 10由表 10查得 h， 0 故载荷系数 4 3 11d 计算模数 m 根据齿根弯曲强度设计 1 确定各计算数值 弯曲疲劳强度极限 由图 10801 大齿轮的弯曲疲劳极限 202 弯曲疲劳寿命系数纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 由图 10 取弯曲疲劳安全系数 S= P 111 M P 222 计算载荷系数 K 3 5 00 并加以比较 0 1 8 8 1 1 11 F Y 0 1 9 3 3 7 4 2 22 F Y 大齿轮的数值大 设计计算 )(2 =0 1 9 3 43 =比计算结果，由于齿轮模数的大小主要决定于弯曲强度所决定的承载能，齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关，m=接触强度算得分度圆直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 391 Z 大齿轮齿数 取 1192 Z 几何尺寸计算 分度圆直径 d 3911 922 计算中心距 a 82 21 计算齿轮宽度 b 取 52 , 01 齿轮的结构 小齿轮齿顶圆直径 02 111 大齿轮齿顶圆直径 22 当 60，取用实心结构齿轮 当 00，取用腹板式结构 故小齿轮 1N 采用实心式，大齿轮 2N 采用腹板式，齿轮 和轴采用单键连接。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 4 小齿轮 图 5 大齿轮 低速齿轮的设计 选择材料、精度 1 选择齿轮类型、精度 选用直齿圆柱齿轮传动。选用 7级精度。 2 材料选择 小齿轮用 45号钢，调质处理，硬度 229均 240齿轮用 45钢，常化处理，硬度 186均 200 3 初选齿数 初选小齿轮齿数 303 Z,大齿轮齿数 Z 齿面接触疲劳强度计算 1 确定各计算数值 试选载荷系数 齿轮传递的转矩 T T =宽系数d由机械设计表 10齿宽系数d=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 弹性影响系数 由表 1089.8 接触疲劳极限 由图 12得 小齿轮的接触疲劳强度 3590齿轮的接触疲劳强度 4540力循环次数 853008(149160 53008(46160 接触寿命系数0取失效概率为 1%，安全系数 S=1由式（ 10 得 M P i M P i 2 计算 小齿轮分度圆直径 33 )( = 89(3 . 53 计算圆周速度 V 100060 nd 计算齿宽 b 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 计算齿宽与齿高之比 4 9 3t Zd 高 6 0 根据 V=s， 9级精度，由图 10齿轮齿间载荷系数 1 K； 由表 10由表 10查得 h， 0 故载荷系数 3 7 33d 计算模数 m 6 5 根据齿根弯曲强度设计 1 确定各计算数值 弯曲疲劳强度极限 由图 10803 大齿轮的弯曲疲劳极限 204 弯曲疲劳寿命系数纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 由图 10 取弯曲疲劳安全系数 S= P 333 M P 444 计算载荷系数 K 00 并加以比较 0 1 6 7 2 3 33 F Y 0 1 8 8 8 8 0 4 44 F Y 大齿轮的数值大 设计计算 )(2 = 0 1 8 8 =比计算结果，由于齿轮模数的大小主要决定于弯曲强度所决定的承载能，齿面接触疲劳强度所决定的 承载能力仅与齿轮直径有关，m=2接触强度算得分度圆直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 321 Z 大齿轮齿数 Z 取 1044 Z 几何尺寸计算 分度圆直径