绞肉机的设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 目录 1 中文摘要 3 3 第 1 章 绪论 3 第 2 章 结构及工作原理 4 肉机的结构 4 料机构 4 割机构 4 动机构 4 肉机的工作原理 5 第 3 章 螺旋供料器的设计 5 笼的设计 5 6 6 6 6 6 第 4 章 传动系统的设计 7 7 8 8 定带型 8 动比 8 带轮基准直径 8 带轮基准直径 8 速验算 8 定轴间距 9 需带的基准长度 9 际轴间距 9 带轮包角 9 带的基本额定功率 9 i 时单根 9 带的根数 9 根 10 10 10 11 定 和 及精度等级 11 11 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 11 定模数 11 11 12 12 13 15 15 15 15 定齿坯的精度 16 的设计 17 扭转强度计算 17 第 5 章 绞刀的设计 18 18 19 19 21 21 23 24 第 6 章 生产能力分析 25 25 肉机的生产能力 25 25 设计总结 26 鸣谢 26 参考文献 26 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 中文摘要 本文论述了肉类加工机械 绞肉机的工作原理、主要技术参数、传动系统、典型零件的结构设计及生产能力分析。 关键词： 绞肉机，挤肉样板，绞刀，绞笼 he of ey 文档送 全套图纸 扣扣 414951605 第 1 章 绪 论 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人民对食品工业提出了更高的要求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为新世纪的主流食品。食品工业也成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅猛。 食品工业的现代化水平，在很大程度上依赖于食品机械的发展及其现代化水，离开现代仪器和设备，现代食品工业就无从谈起。食品工业的发展是设备和工艺共同发展的结果，应使设备和工艺达到最佳配合，以设备革新和创新促进工艺的改进和发展，以工艺 的发展进一部促进设备的发展和完善。两者互相促进、互相完善，是使整个食品工业向现代化迈进的必要条件。 在肉类加工的过程中，切碎、斩拌搅拌工序的机械化程度最高，其中绞肉机、斩拌机、搅拌机是最基本的加工主械 种设备。国内一些大型肉类加工厂先后从西德、丹麦、瑞士、日本等引进了先进的加工设备，但其价格十分昂贵。目前中、小型肉类加工企业所使用的大部分设备为我国自行设计制造的产绞肉机是为中、小型肉类加二企业所设计的较为理想的、绞制各种肉馅的机械，比如生产午餐肉罐头和制造鱼酱、鱼圆之类的产品， 它将肉可进行粗、中、细绞以满足不同加工工艺的要求，该机亦可作为其他原料的挤压设备。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 绞 肉 机 专业：机械设计制造及其自动化，学号： 00121417，学生：王佑灵 指导教师：刘杰华 ，陈敏华，招惠玲 第 2 章 结 构 及 工 作 原 理 肉机的结构 绞肉机主要由送料机构、切割机构和驱动机构等组成，如图 2 1 所示。 图 2 1 绞肉机结构 料机构 包括料斗 7、绞笼 6 和绞筒 5。其作用是输送物料前移到切割机构，并在前端对物料进行挤压。 割机构 包括挤肉样板 3,绞刀 2,旋盖 4。其作用是对挤压进人样板孔中的物料进行切割 根据不同的工艺要求随时旋下旋盖进行更换。 动机构 包括电机 10、皮带轮 9、 12、减速器 8、机架 I 等 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 肉机的工作原理 工作时，先开机后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋转，把物连续地送往绞刀口进行切碎。因为螺旋供料器的螺距后面应比前面小，但螺旋 轴的直径后面比前面大，这样对物料产生了一定的挤压力，这个力迫使已切碎的肉从格板上的孔眼中排出。 用于午餐肉罐头生产时，肥肉需要粗绞而瘦肉需要细绞，以调换格板的方式来达到粗绞与细绞之需。格板有几种不同规格的孔眼，通常粗绞用之直径为 8 10 毫米、细绞用直径 3 5 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板，其厚度都为 10 12 毫米普通钢板。由于粗绞孔径较大，排料较易，故螺旋供料器的转速可比细绞时快些，但最大不超过 400 转 /分。一般在 200 400 转 /分。因为格板上的孔眼总面积一定，即排料量一定，当供料螺旋转速太快时，使物料在切 刀附近堵塞，造成负荷突然增加，对电动机有不良的影响。 绞刀刃口是顺着切刀转学安装的。绞刀用工具钢制造，刀口要求锋利，使用一个时期后，刀口变钝，此时应调换新刀片或重新修磨，否则将影响切割效率，甚至使有些无聊不是切碎后排出，而是由挤压、磨碎后成浆状排出，直接影响成品质量，据有些厂的研究，午餐肉罐头脂肪严重析出的质量事故，往往与此原因有关。 装配或调换绞刀后，一定要把紧固螺母旋紧，才能保证格板不动，否则因格板移动和绞刀转动之间产生相对运动，也会引起对物料磨浆的作用。绞刀必须与格板紧密贴和，不然会影响切割效率。 螺 旋供料器在机壁里旋转，要防止螺旋外表与机壁相碰，若稍相碰，马上损坏机器。但它们的间隙又不能过大，过大会影响送料效率和挤压力，甚至使物料从间隙处倒流，因此这部分零部件的加工和安装的要求较高。 绞肉机的生产能力不能由螺旋供料器决定，而由切刀的切割能力来决定。因为切割后物料必须从孔眼中排出，螺旋供料器才能继续送料，否则，送料再多也不行，相反会产生物料堵塞现象。 第 3章 螺旋供料器的设计 笼的设计 绞笼的作用是向前输送物料，并在前端对肉块进行挤压。如图 3 1 所示，设计上采用一根变螺距、变根径的螺旋，即 螺距后大前小，根径后小前大，这样使其绞笼与绞筒之间的容积逐渐减小实现了对物料的挤压作用。 绞笼前端方形轴处安装绞刀，后端面上安装两个定位键与其主轴前端面上键槽配合，以传递动力。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 024 30 40 80 70805540 80 105 1301 . 65 7 7 . 2 9节距 t 1 3 02 . 5105图 3 1 绞笼 笼的材料 绞笼的材料选为 螺旋直径 m 取 D 160生产能力 ,由原始条件得 G 1T/H K物料综合特性系数 ,查表 1 K 4表 1 16得 物料的堆积密度 t/肉的为 C与螺旋供料器倾角有关的系数，查 15 得 C 1 旋供料器的转速 由原始数据 n 326r/ 螺旋节距 实体面型螺旋的节距 t D 筒的设计 由于肉在绞筒内受到搅动，且受挤压力的反作用力作用，物料具有向后倒流的趋势，因此在绞笼的内壁上设计了 8个止推槽 图 3 2所示 绞筒内壁与绞笼之间的间隙要适当，一般为 3隙太大会使物料倒流 ;间隙太小绞笼与绞筒内壁易碰撞。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 绞筒的物料可选用铸铁，选 图 3 2 绞筒 第 4章 传动系统的设计 由于绞笼只有一种工作转速，则从电机至绞笼的运动路线为定比传动，其总的传动比可 利用带传动、齿轮传动等构机逐级减速后得到。 绞笼的转速不易太高，因为输送能力并不是随转速增加而增加。当速度达到一定值以后，效率反而下降，且速度过高，物料磨擦生热，出口处的压力升高，易引起物料变性，影响绞肉质量，因此绞笼的转速一般在 200 一 400r/较适宜。在本机选用 326r/ 14 40 总由传动比标准系列查 2 1 初步取 1i 据选用的电机和绞笼转速要求设计传动路线如下： 机的选择 N= 4(G绞肉机的生产能力， 1000kg/h W切割 1料耗用能量，其值与孔眼直径有关， d 3 取 w h/查 传动效率，取 以根据 N 4n 1500r/ 0112查 0112 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 4112动机的外观图 传动的设计 计功率 工况系数，查 8 1 22 ，取 传递的功率 定带 型 根据n 查 8 1 2 选取普通 V 带 A 型， 1n 小带轮转速，为 1440r/ 传动比 2n m 1 80 1 0 r带轮基准直径1 由 8 1 12 和表 8 1 14 选定 1d 100mm75r/带轮基准直径2 7 61 0 由 8 7 得280 带速验算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a 定轴间距0a（ 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 80)(2 210 需带的基准长度0 020 4)()(22 12210 2 8 04 802 8 022 8 022 886 8 1 8 取900带型为 A 900 际轴间距 a 8 72 8 8 69 0 02 8 02 00 带轮包角 1 0121 a dd = 164 根 V 带的基本额定功率 1p 根据带型号、1n 普通 V 带查 8 1 27（ c） 取 2 1i 时单根 V 带型额定功率增量 1P 根据带型号、 1n 和 i 查 8 1 27（ c） 取 3 V 带的根数 Z Z = 11 带轮包角修 正系数查 8 1 23,取 带长修正系数查 8 1 8，取 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 根 V 带的预紧力0 0 0 = 00 =134（ N） m V 带每米长的质量（ kg/m）查 8 1 24，取 5 作用在轴上的力F)(106182s i i 0 )(159282s i i 0m a x 考虑新带初预紧力为正常预紧力的 轮的结构和尺寸 带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造而产生过大的应力。 轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度 以减轻带的磨损。 带轮的材料为 8 1 10 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺寸，根据带轮的基准直径查 8 1 16 确定轮辐 2*454012 1 A 1 0 . 1 1 A 4 53 . 240带轮 图 4带轮 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 轮传动设计 择材料，确定 和 及精度等级。 参考 8 3 24 和表 8 3 25 选择两齿轮材料为：大、小齿轮均为 40 并经调质及表面淬火，齿面硬度为 45 50度等级为 6 级。 按硬度下限值，由 8 3 8（ d）中的 质量指标查得 M P 1 2 02 ；由 8 3 9 （ d ） 中 的 质 量 指 标 查 得 M 0021 ；M P 502 。 接触强度进行初步设计 定中心距 a（按 8 3 27 公式进行设计 ） 3 21 )1( 式中： 配对材料修正系数 1（由 8 3 28 查取） 螺旋角系数 476（由 8 3 29 查取） 载荷系数 K 考 8 3 27 推荐值） 小齿轮额定转矩 )(齿宽系数a 考 8 3 4 推荐值） 齿数比 u=i=用接触应力 M P 0 0 81 1 2 l i m （参考 8 3 27 推荐值） 则 , 0 76 32 取 a 80定模数 m (参考 3 4 推荐表 ) m=(a=取 m=定齿数 13 1( = 取 30 30=75 取 5 重新确定螺旋角 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 7530(r c c o (a r c c o s 21 a n算主要的几何尺寸（按 3 5进行计算） 分度圆的直径 m z1/=30/=m z2/=5/=顶圆直径 2 2 面压力角 s r c r c tg (查 3 4) 基圆直径 d1 d2 348 顶圆压力角 1at=2端面重合度 a=21 ） + z2() =宽 b=a0 32 取 32 40宽系数 d=1 向重合度 量齿数 311 zz v 322 zz v 校核齿面接触强度（按 8 3 10校核） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 强度条件： H H 计算应力： 1H =B Z 11= 1H义切向力 12000d T=2044N 使用系数 1（由 8 3 31 查取） 动载系数 B 式中 V= 0 060 0 060 11 A= B= C= 向载荷分布系数 KH= 8 3 32 按硬齿面齿轮，装配时检修调整， 6 级精度 KH 对称支称公式计算） 齿间载荷分配系数 8 3 33查取） 节点区域系数 8 3 11查取） 重合度的系数 Z（由 3 12 查取） 螺旋角系数 Z（由 3 13 查取） 弹性系数 （由 3 34查取） 单对齿齿合系数 1 1H = 2H 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 许用应力： H = 式中：极限应力 =1120小安全系数 3 35 查取） 寿命系数 3 17查取） 润滑剂系数 3 19 查取，按油粘度等于 350 速度系数 ,95.1 由 3 20 查取） 粗糙度系数 3 21 查取） 齿面工作硬化系数齿面硬度 45 3 22 查取） 尺寸系数 1（由 3 23查取） 则： H = 20 =826足 H H 核齿根的强度（按 3 30校核） 强度条件： 1F 1F 许用应力： 1F = 112212Y 式中：齿形系数1 2 3 15（ a）查取） 应力修正系数 3 16（ a）查取） 重合度系数 Y=旋角系数Y= 3 14 查取） 齿向载荷分布系数中 N= 3 30计算） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 齿间载荷分配系数 3 33 查取） 则 1F =F = 1F =用应力： F = （按 值较小齿轮校核） 式中：极限应力 =350全系数 3 35查取） 应力修正系数（按 3 30 查取） 寿命系数 8 3 18 查取） 齿根圆角敏感系数 3 25查取） 齿根表面状况系数（按 3 26查取） 尺寸系数 1（按 3 24查取） 则 F = M P 0 满足， 2F 1F F 验算结果安全 轮及齿轮副精度的检验项目计算（大齿轮） 定齿厚偏差代号 确定齿厚偏差代号为： 688（参考 3 54 查取） 定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值（参考 8 3 58查取） 第公差组检验切向综合公差 11iF=F =按 3 69计算，由 8 3 60，表 8 3 59查取 )； 第公差组检验齿切向综合公差 11.6（） =按 8 3 69计算，由 8 3 59查取）； 第公差组检验齿向公差F= 3 61查取）。 定齿 轮副的检验项目与公差值（参考 8 3 58 选择） 对齿轮，检验公法线长度的偏差齿厚偏差的代号 据表 8 3 53 的计算式求需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 得 齿 厚 的 上 偏 差1212 齿 厚 下 偏 差1616 公 法 线 的 平 均 长 度 上 偏 差F =20 20 a =偏差+F =20 +20 =表 8 319 及其表注说明求得公法线长度跨齿数 K=10，则公法线长度偏差可表示为： 对齿轮传动，检验中心距极限偏差f，根据中心距 a=80表查得 8 3 65 查得f= ；检验接触斑点，由表 8 3 64查得接触斑点沿齿高不小于 40%，沿齿长不小于 70%；检验齿轮副的切向综合公差据 8 3 58的表注 3，由 8 3 69， 8 3 59 及 3 60计算与查取）；检验齿切向综合公差根据 3 58的表注 3，由 3 69， 3 59 计算与查取）。 对箱体，检验轴线的平行度公差， 3 63查取）。 确定齿坯的精度要求按 8 3 66 和 8 3 67查取。 根据大齿轮的功率，确定大轮的孔径为 33尺寸和形状公差均为 6级，即 轮的径向和端面跳动公差为 如图 4 0 . 0 1 4 5?4700 ?458图 4齿轮 简图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 的设计 扭转强度的计算 用实心轴 33 5 式中 :d轴的直径， 轴传递的转矩， 轴传递的额定功率， kw n轴的转速， r/ 轴材料的许用切应力， 系数，见【 1】表 4 1 8，这里取 120 根据上面公式计算，齿轮轴的最小直径 d 20齿轮轴的最小直径 d 20据结构，设计如图 2 2 322?16?20+0,0792?23?25+0,0792?31?45,7?31?25+0,079240152040202645图 4 5齿轮轴 ?30+0,0792630 . 82 * 4 5261 8 247?27?30+0,0792?33+0,079232图 4 6 低速轴 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 5章 绞 刀 设 计 绞刀的作用是切割物料。它的内孔为方形，安装在绞笼前端的方轴上随其一起旋转，刀刃的安装方向应与绞笼旋向相同。绞刀的规格有 2 刃、 3 刃、 4 刃、 6 刃、 8 刃。 绞刀用 n 材料制造，淬火硬度为 60，刃口要锋 利，与样板配合平面应平整、光滑。 刀的设计 绞刀的几何参数对所绞出肉的颗粒度以及产品质量有着很大的影响，现对十字刀片的各主要几何参数进行设计。 十字刀片如图 (5 1)所示。其每一刃部的绞肉 (指切割肉的 )线速度 分布亦如该图所示。从图上可以看出其刃部任一点位置上只有法向速度v。 图 5 绞肉机绞刀片示意图及每一叶刀片上速度分布 其值为： 30000nv p （ ） 式中：刀片刃部任一点的线速度 m s； n刀片的旋转速度 刀片刃部任一点至旋转中心的距离 r刀刃起始点半径 m m ； R 刀刃终止点半径 再从任一叶刀片的横截面上来看 图 (5 A 截面 ，其刃部后角 较大，而前角 及刃倾角 都为零。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 因此，该刀片的几何参数 (角度 )不尽合理。故再将以一叶刀片的与网眼扳相接触的一条刀刃为对象，分析刀片上各参数的作用及其影响，设计各参数。 刃的起讫位置 绞肉时，绞肉机的十字刀片作旋转运动。从式 I可以看出，在转速一定的条件下，刀刃离旋转中心点越远，则绞肉 (指切割肉的 )线速度越快。并且在螺杆进科速度也一定的条件下，假定绞肉时刀片所消耗的功全部转化为热能，则任一与网眼板相接触的刀刃，在单位时间内产生的热量为： 式中： Q单位时间内任一与网眼板相接触的刀刃切割肉所产生的热量（ J s） F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（ N）（参见第二部分刀刃的前角式 4) 任一刀刃切割肉的线速度（ m s） 所以，绞肉 (切割肉 )的线速度越快，则所产生的热量也越大，因此绞肉的线速度不能很高。 根据经验，我们知道一般绞肉时刀刃切割肉的钱速度处在 30一 90m 此由这些数据可估算出刀刃的起讫位置，即刃的起点半径 和终点半径 R。 根据式 1得： 3 我们已知十字刀片得转速 n 326r/ 时， ， r 30m/s 63 00 0 0/ 当 时， R ， 0 R 63 00 0 0/ 圆整后取 :r=15 R=45刀刃的前角 当十字刀片绞肉时，其任一与网限板相接触的刀刃上的受力情况如图 (5示。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5与网眼板相接触的刀刃的受力分析 根据图 5 其值为： s o ss o 因为刀刃与网眼板的摩擦力为： c o s)1()( 2 4 式中： F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（ N） F 刀片绞肉时肉的剪切抗力（ N） 刀刃与网眼板的摩擦系数 肉被剪切时与前刀面的摩擦系数 刀片的前角（ 900 ） 眼板作用于刀刃上的压力（ N） 被切割时作用于前刀面的压力（ N） 由于 式中： 肉的抗剪应力，与肉的质地有关 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 A肉被剪切的面积，与网眼板的网眼直径有关 所以选定网眼板之后，令1。 由于以看为刀片的预紧压力，是常量，故令2。肉时，肉对前刀面的压力与速度 令F 。 简化式 4得： c o s)1()( 221 5 从式 5和式 2可知，刀刃前角 的大小，直接影响着绞肉过程中的切割力，以及切割肉时所产生的温度。 在刀片旋转速度以及螺杆进料速度都一定的情况下，前角大，切割肉所需的力和切割肉所产生的热都小；反之，则大。但前角很大时，则因刀具散热体积小而使切割肉时所产生的温度不能很快冷却。因此，在一定 的条件下，前角有一合理的数值范围： 一般取： 4025 (肉质软取大值，反之取小值 ) 刀刃后角的目的：一是减小后刀面与网眼板 (包括三眼板 )表面的摩擦；二是在前角不变的情况下，增大后角能使刀刃锋利。 刀片磨损后将使刀刃变钝，使肉在绞肉 (切割 )过程中变形能增加，同时由于磨损后刀片的后角基本为零，加大了刀片与网眼扳的摩擦，两者都使绞肉过程中产生的热量增多。 另外，在同样的磨钝标准 V 角大的刀片由新用到钝所磨去的金属体积较大 如图 5。这 说明增大后角可提高刀片的耐用度，但同时也带来的问题是刀片的 N 反映在刀体材料的磨损过大这一方面 )，并且刀刃极度也有所削弱，故后角也有一合理的数值范围： 一般取： 53 (肉质软取大值反之取小值 ) 图 5 后角与 刃的刃倾角 从分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃来得知刀倾角 对刀片性能的影响情况。 在任一叶刀片的法剖面内，当把刀刃放大看时，可以把刀刃看成是一段半径 为图5 4，由于刀刃有刃倾角 ，故在线速度方向剖面内的刀刃将变成椭圆弧 (斜剖刀刃圆柱所得 ) 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 5刃倾角与刀刃锋利度 椭圆的长半径处的曲率半径，即为刀刃实际纯圆半径 其关系为： ne 6 由此可见，增大刀倾角 的绝对值，可减小刀刃的实际 钝圆半径就说明增大刃倾角就可使刀刃变得较为锋利。 一旦刀刃的起讫半径 确定后，其最大初始刃倾角可确定了 参见图 5 图 5r /a 7 初始刃倾角按下式计算： 见图 5图 5初始刃倾角计算用示意图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 )/(220 8 式中： r刀刃起始点半径 ( R刀刃终止点半径 ( b叶刀片外端宽度（ ; 0初始刃倾角； 刃上任一点位量