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图 1：机架 图 3：上轴承座 图 4：出料口 图 5：从动皮带轮 图 6：主动皮带轮 图 7：轴 1 图 8：机箱 图 9：钉齿滚筒 图 10：出料口 图 11：下轴承座 图 12：总装图 江西农业大学毕业设计 (论文 )任务书 设计（论文） 课题名称 红薯等食品粉碎机 学生姓名 叶玄真 院（系） 工学院 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 涂建平 职 称 副教授 学 历 毕业设计（论文）要求： 1、 深入了解粉碎机的工作原理及其基本结构，掌握食品加工的一些注意事项。 2、 熟练掌握皮带传动和轴校核计算，选择合适的尺寸满足设计要求。 3、 能够熟练运动 件绘制机械零部件图。 4、 绘制粉碎机各种非标准间图纸和完成一份 4000 字以上的设计说明书。 5、 根据毕业的要求在规定时间内完成毕业 答辩所需要的全部工作。 毕业设计（论文）内容与技术参数： 1、 了解现实生活中粉碎机的工作原理。 2、 查阅相关资料和文件。 3、 通过对粉碎机的工作原理的研究，绘制粉碎机装配总图。 4、 通过计算绘制各非标准件的零件图纸，确定主要零件的材料选择。 5、 撰写 4000 字左右的毕业设计说明书。 6、 根据毕业设计的要求，在规定时间内完成毕业答辩所需要的全部工作。 毕业设计（论文）工作计划： 第一阶段：参观实验室，了解粉碎机的工作原理和基本结构，收集有关数据。 第二阶段：查阅相关资料和文件，确定设计方案。 第三阶段 ;通过计算和校核，确定重 要零件的相关尺寸，绘制零件草图。 第四阶段：在指导老师的指导帮助下，绘制零件图纸和装配总图，撰写毕业设计说明书 第五阶段：在同学和老师的帮助下，发现设计中的一些错误并及时改正过来。 第六阶段：完成毕业答辩所需要的各种资料，准备毕业答辩。 接受任务日期 2013 年 12 月 12 日 要求完成日期 2013 年 5 月 15 日 学 生 签 名 叶玄真 2013 年 5 月 15 日 指导教师签名 涂建平 2013 年 5 月 16 日 系（部）主任签名 年 月 日 科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 红薯等食品粉碎机设计 学 院： 工学院 姓 名： 叶玄真 学 号： 20091068 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 机制 092 指导教师： 涂建平 职 称： 副教授 二 0 一三 年 五 月 红薯等食品粉碎机 江 西 农 业 大 学 本科毕业论文（设计）完成情况登记表 姓 名 皮 凯 性 别 男 学 号 20091068 学 院 工学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机制 092 论文（设计）题目 红薯等食品粉碎机 论文（设计）完成提交时间 2013年 5月 15日 论文（设计）取得主要成果及学生的诚信承诺 通过这次毕业设计让我熟练使用各种机械软件。懂得了科学设计的严谨性，需要各方面不断论证，不断试验。巩固了自己大学几年来所学的理论知识，使自己对本专业有了更深一层的理解。同时也让自己明白团结合作 的力量，为以后走上工作岗位打下一个坚实的基础。 我承诺：本次毕业设计，在指导老师和同学的指导下，我独立完成的，绝无抄袭，盗用他人设计。 学生（签名）：叶玄真 时 间： 2013年 5月 15日 教师指导过程情况记录 （选题、试验、调研、资料收集及论文撰写等过程） 阶段一：确定设计题目后，指导老师为我悉心讲解设计的一些要领和所设计粉碎机的工作原理以及一些设计应注意一些问题， 阶段二：初步确定设计方案是，指导老师带领我到实验室进行实地调研，进行一些重要数据的采集，确定本设计的一些重点和难点。 阶段三：完成初稿后，指导老师耐心的指出我设计中的每一个错误以及需要补充的一些问题，同时，还不断的提醒我还应该注意哪些问题。 阶段四：当毕业设计快定稿时，指导老师再次认真的查看毕业设计所有资料，细心的找出本设计中还遗留的一些小问题。 指导教师（签名）：涂建平 时 间： 2013年 5月 16日 指导教师对论文（设计）的审查意见 同意参加答辩。 指导教师（签名）：涂建平 时 间： 2013年 5月 16日 注：本表作为教学档案，随论文由各学院负责保存。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 I 摘要 随着食品工业的发展，以及市场需求的变化，近年来我国的粉碎机层出不穷。专用的食品加工粉碎机从无到有、从少到多有了长足的发展。现今市场上有专用加工一种农作物的粉碎机，也有可加工多种农作物的粉碎机。各种各样的粉碎机，从大型的到小型的，名目繁多。粉碎机的工作原理也不一样，有的是用刀片切削的方式进行粉碎，也有的用磨盘进行磨碎。经过我的现场的了解和对市场上各种粉碎机的探究，市场上的粉碎机主要是大型商用粉碎机和超小型粉碎机，没有一种是小型粉碎机。这对需要小型粉碎机的用户来说，没有合适的产品供其选择。在这里我针对 这种情况，设计了一款小型红薯粉碎机，非常适合小型加工厂和农村家庭的使用。 该机主要有入料口、机箱和钉齿滚筒及传动部件等组成。以电动机为动力源，动力由电动机输出轴输出，再通过传动带传递到钉齿滚筒上，钉齿滚筒配合机箱的间隙将红薯等食品粉碎，粉状的红薯粒靠自身重力由出料口排出机体外。粉碎机结构的设计要求简易，通用，实用性高等特点。为此，在设计粉碎机结构时，考虑机构的相关配合，来实现粉碎机最高的工作效率及较高的实用价值。 关键词 ：红薯 ; 粉碎机；滚筒；设计 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 of as as in in s to a on to a of A of to of my of on on no is a a a It is of a as by of is to by of is in of to of a 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 录 1 绪论 . 1 言 . 1 用范围及特点 . 1 2 食品粉碎机的工作原理与操作方法 . 2 作原理 . 2 作方法 . 2 3 粉碎机设计总体结构 . 3 料部分 . 3 碎部分 . 3 箱部分 . 3 料口部分 . 3 架部分 . 4 碎机设计的总体设计 . 4 4 食品粉碎机设计 . 6 动机的选择 . 6 齿条上的钉齿转速 . 6 齿滚筒的转速 . 6 动机的功率 . 6 动机的转速 . 7 5 传动装置的总体设计 . 9 定中心距 . 9 算主动轮上的包角 1 . 9 定 z. 9 算单根 V 带初拉力 F. 10 算对轴的压力 . 10 动部分 的设计 . 10 定带轮直径及两皮带轮的相关尺寸 . 10 6 粉碎机设计主要参数的确定 . 13 本结构参数 . 13 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 要工作参数的确定 . 13 的结构设计 . 13 的强度计算 . 14 的受力分析 . 15 断危险剖面 . 16 的疲劳强度安全系数校核 . 17 7 轴承和键的选用 . 18 承的选用和润滑 . 18 承两端的固定与密封 . 18 的选用 . 18 总结 . 20 参 考 文 献 . 21 致谢 . 22 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 1 1 绪论 言 我国粮食加工机具的发明和使用很早，片式石磨和石碾已有两千年的历史，在晋代以后水磨，水碾就有了发展。在我国西北地区，还发现锥式石磨，和现代的锥式磨粉机很相似。这说明了我国古代劳动人民的勤劳和智慧。 随着社会的进步，生活的没一个角落都有机械的参与。农业是我国的基础经济，是国家发展的根本。机械的普及，不仅使农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。 目前，我国的红薯总种植面积保持在 620 万公顷左右，总产量稳定在 1 亿吨以上，分别占全世 界的 70%和 80%。我国已成为世界上最大的红薯生产国。在全国的农作物主产中，红薯仅次于水稻、小麦和玉米，居第 4 位 。而将种植的红薯加工成薯粉需要使用大量的机械，来提高农业生产率。因此，粉碎机的开发和利用具有可观的市场，科技的创新更好的开阔了市场。为此，红薯等食品粉碎机不仅能够减轻农民的劳动负担，而且提高了农民劳动效率。这里我仅对一种粉碎机设计作为课题讨论和研究。将红薯等食品粉碎机是将红薯脱皮后，经过一段时间的风干，然后将红薯加工成粉碎状的机械。 适用范围及特点 本产品适用于小型面粉厂及家庭的粮食加工 ，可从前道皮磨用到心磨。其工作效率高，生产成本低廉，结构简单，便于操作。用户可以自行更换部分简单的零部件。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 2 2 食品粉碎机的工作原理与操作方法 工作原理 它的工作原理是：将风干的红薯等食品放在入料口中，在重力的作用下下滑至高速旋转的钉齿滚筒上，在高速旋转的钉齿滚筒的作用下，滚筒上面的钉齿不断的将红薯等食品刮落成粉碎状。已成粉碎状的红薯等食品随着高速旋转的滚筒下落在出料口处，已粉碎的红薯等食品通过自身的重力及旋转离心力穿过出料口排出机体外，不断的补给风干的红薯等食品到入料口中，则 出料口不断产生粉碎状红薯等食品。 操作方法 设备安装好后， 先让机器空载运转，如发现有不正常的现象应立即停车， 调整好后再试车。这样反复进行调试，直到没有异常现象为止。当粉碎机需要进行工作时检查机器的运作正常否 ,然后按启动按钮，使粉碎机处于准备工作状态。将物料投入进料口，粉碎机就进入了工作状态。从出料口检验被粉碎过的物料是否符合生产的工艺要求。如不符合要求，需要重新将物料加入进料口粉碎，直至被粉碎过的物料符合工艺要求为止。直至粉碎机正常工作。需要停车时，按停车按钮便可停车。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 3 粉碎机设计主要组成部分：入料口、钉齿粉碎滚筒、轴、机箱部分、出料口、电动机、机架等部分组成。整体组成如图 1 所示： 料部分 入料口与粉碎机设计的机箱上盖部分相连，他是利用 2 毫米左右厚的不锈钢板制成，入料口部位与钉齿滚筒的钉齿部位相切，将已拨皮的风干红薯、芋头等食品从入料口进入，靠自身重力下滑到粉碎部位，即旋转的钉齿滚筒和机箱部分，从而进行粉碎。 碎部分 粉碎部分主要由钉齿粉碎滚筒完成。红薯等食品在钉齿滚筒和机箱部分进行粉碎， 高速旋转的钉齿滚筒将红薯进行切碎，切碎的红薯随着旋转的钉齿滚筒下滑到机箱底部，即出料口。 箱部分 它主要是由机箱主体和机箱两端的连接端口组成，通过焊接联接。 机箱主体是由 2 毫米左右厚的不锈钢板焊接制成，机箱主体上端与入料口焊接联接，下端与出料口在两边分别用螺栓联接。 料口部分 出料口部分主要由 2右厚的不锈钢冲压制成，在出料口的左右两端是由两个连接端口组成。左右两端的端口与出料口主体通过焊接联接在一起。两端端口再采用焊接联接在机架上，主要承担机体的负载和力矩。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 4 架部分 机架式由左机架、右机架、出料口、下滑板和稳定结实的主机梁组成。机架是粉碎机设计主要支撑，它承担着粉碎机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计许强不弱的部分。机架的两部分要各自稳定，而且要相对固定，以便做到机械运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险。因此为了机架的坚固，此红薯粉碎机设计采用 3的角钢制成。 碎机设计的总体设计 为了更优化红薯粉碎机的机型和结构设计，此粉碎机采用电力拖动，而且电动机也同样采用节能式。电动机在粉碎机的下部，与粉碎机的机架的下机架固定连接，这样可以节省电动机所占空间。粉碎机设计从入料口中风干去皮的红薯道出料口粉状的红薯，是粉碎机一体完成的。它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强度，从而提高了工作效率，节省了劳动时间。此台红薯粉碎机除这些优点之外，还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于维修和保管。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 5 图 1 红薯等食品粉碎机立体图 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 6 根据粉碎机一书中的介绍，有关粉碎机的设计 的相关参数数据，粉碎机主轴为 5001000r/齿滚筒的直径是 300重是 25率是 13产能力 500h。 动机的选择 根据实践测量得知每个钉齿的均匀受力为 40N ，当粉碎机设计正常工作时钉齿滚筒上的钉齿条快速旋转，其中均有两条钉齿条受红薯等食品所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程，因此， 6 02740* ，即粉碎机设计正常工作时，受到的切向力为 560N 。 其中： N 钉齿 所受的力 M 参与工作的钉齿个数 Z 参与工作的钉齿条数 齿条上的钉齿转速 当粉碎机设计的钉齿滚筒快速转动时，其上钉齿条的钉齿同样有一定的转速 ,这个转速原于主轴的转速和钉齿的半径， 即： )14(100060 其中： V 钉齿的转速 轴N 粉碎机主轴的转速 D 钉齿距轴心的距离 数据代入 (4式得：32300( 齿滚筒的转速 粉碎机设计所需功率为由粉碎机的工作阻力和运转参数求定， 即： )24(1000 代入公式（ 4算求得： 。 动机的功率 电动机功率由公式 来计算，粉碎机传动装置的总效率 a ，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即 321 a ，其中 1 、 2 、3分别为每一个转动副的效率，选取传动副的效率值如下： 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 7 滚动轴承（每对） 即取 1 = 带传动 即取 2 =齿滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上） 即取 3=1 则 8 0 0 0 0 动机的转速 根据资料粉碎机一书可查得主轴的转速在 5001000 按机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围，取 V 带的传动比 i 2 4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为：2（ 10005004 ） 2000 符合这一范围的同步电动机转速的有 720 960r/1420 2840 根据容量和相关转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表 1： 表 1 电动机的型号和技术参数及传动比 方案 电动机 型号 额定 功率 电动机转速 基本参数 P/步 转速 满载 转速 效率（ %） 功率因 数 1 3000 2880 82 1500 1420 1000 960 83 750 710 82 台考虑电动机和传动装置的尺寸、带传动的传动比，可知方案 2比较适合 。因此选定电动机型号为 选电动机的额定功率 3载转速420r 传动比适中，传动装置结构较紧凑 。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 8 如表 2： 表 2 其主要参数如下表 型 号 额定功率 载 时 额 定 电 流 额 定 转 矩 最 大 转 矩 转速 r 电流（ 380V） 效 率% 功率因数 1420 电动机尺寸列表 单位 中心高 H 外形尺寸 )2(底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 装键部位尺寸 电动机的输出轴尺寸 G 100 140160 12 6028 28248 24 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 9 5 传动装置的总体设计 定 中心距 a 和带的基准长度 根据 d+2d)0a2(1d+2d) 取 0a=400据 )35(4)()(22 02212100 代入公式（ 5 2 4 04 0 04)1 8 075()1 8 075( 02 20 由机械设计手册表 12带的基准长度 250052 124012504002 00 算主动轮上的包角 1 000001200 518018060180 a 主动轮包角合适 定 V 带根数 z b)计算 z )45(11 械设计手册表 12 由机械设计手册表 1295.0械设计手册表 12K 代入公式（ 5 3 取 z=4根 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 10 算单根 V 带初拉力 F )55() 0 00 2 m=代入公式（ 520 2 . 5 7 75 0 0 1 0 . 6 2 1 8 . 2 8 5 0 . 70 . 9 9 5 1 8 . 2 算对轴的压力 65(2s i 0 代入公式（ 5 8 4s 02 0 动部分的设计 选择 根据计算功率 P=n=1440r/机械设计手册图 12型带。 定带轮直径及两皮带轮的相关尺寸 a) 参考机械设计手册带传动设 计部分，选取小带轮直径1d=75 b) 验算带的转速 由 )15(100060 11 代入公式（ 4100060 11 =m a x/ 0060 1 4 207514.3 带的速度合适 (普通 V带 4530m ) c) 从动带轮直径2d 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 11 76 0 0 751 4 2 02 1112 由机械设计手册表 12d =180mm d) 皮动轮的相关尺寸 由于选择了 带，因此可以确定顶宽 b=13宽 1，高度 h=8角 040 。并且轴的直径为 30查机械设计表 5 6,10,15,5.2 m i nm i nm i n 如图 2所示 由公式 ）（为轮槽数） 25(2)1( 代入公式（ 4： B=65 2主动皮带轮 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 12 4/17/1(170)30144(11011示由如图同理可以求得 主动轮的相关尺寸为以下： 0 0,65,75 图 3从动皮带轮 由于考虑皮带轮的为高速旋转，防止皮带轮在轴向发生偏移，故在皮带轮的右端采用螺母紧固，根据 617024的螺母。由轴径根据 848 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 13 6 粉碎机设计主要参数的确定 本结构参数 a给料口宽度、长度、高度、倾角 给料口宽度大于 2倍最大给料尺寸取 B=500L=600了要求给料有一 定的垂直下落速度取 h=30求入料块经导板给入，因此，导板的倾角不应小于 600 ，否则引起给料块的堆积。 粉碎机的机箱宽度尺寸由钉齿滚筒的尺寸决定 ,一般直径略大于钉齿滚筒直径。在机箱与出料口连接处焊接两个铰链，便宜机箱与出料口的安装和定位以及粉碎机维修的方便性 c给料方式 红薯粉碎机采用人工给料的方式。粉碎机要求给料块有一定的垂直下落速度，并且红薯等块状食品靠 自身重力挤压下层食品，便于下层食品进行粉碎。故给料口一般都设置在机架的上方。 要工作参数的确定 的结构设计 a) 轴的材料及热处理 由于粉碎机的设计功率不是太大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料 45 钢，调质处理。 b)初估轴径 按扭矩初估轴的直径， 查机械设计 表 10 C=106虑倒安装皮带轮仅受扭矩作用，取 C=110，则 )16(3m i n C 由轴承的材料和承载情况缩确定的常数； P 轴的输出功率， n 轴的转速， r/ 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 14 代入公式（ 6 2 031 1 0 33m i n 初次选择轴径 d=40的各段长度主要根据轴上零件的毂长或轴上的零件配合部分的长度确定。另外，也要根据机体及轴承盖等零件有关。本设计中，综合考虑机体、转子、衬板、轴承座等因素的影响后，初步确定轴的直径为以下： 第一阶段选择轴径 4螺纹轴。由于此处不受轴向力，只有紧固从动皮带轮的作用，因此根据 6170择 螺母。 第二阶段选择轴径 0于要在轴上开键槽，根据轴的受力以及强度要求选择轴的直径为 40 第三阶段考虑轴和滚动轴承配合，在滚动轴承满足强度要求的情况下，由276择的轴承的直径初步确定轴径 0第四阶段轴焊接在滚筒端盖上，考虑到滚筒的扭矩轴的扭矩和弯矩等因素，在许强不许弱情况下初步选择 0 第五阶段轴有定位滚筒端盖的作用，在强度上没有很大的要求，只需大于 初步选择 0轴 的另一个端头的直径和上面轴的轴径相对应。 的强度计算 具体设计尺寸如图 4 所示。 图 4 轴的结构尺寸 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 15 的受力分析 (见图 5a 画轴的受力简图 (见图 b)。 图 5 轴 的受力分析及弯扭矩图 b 计算支承反力。 由式： )26(21 700再由式： )36()( 2121 而 0 75入公式得 在垂直面上 752350221 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 16 c 画弯矩图（见图 c， d， e） 由式： 在水平面上， a 1 6 2 0 0 0602 7 0 01 a a 剖面右侧 1 6 2 0 0 0)( 212 在垂直面上 997502 540303502 43 合成弯矩， a a 剖面左侧 由式： )46(22 得 2 5 0 2 4 0997502 2 9 5 0 0 2222a 2 3 5 1 8 92 2 9 5 0 01 6 2 0 0 0 2222 d画转矩图（见图 f） 由式： )56(2 矩 787582305252在滚筒和轴连接处转矩 断危险剖面 显然，由图中 a a 截面处合成弯矩最大、扭矩为 T，该截面左侧可能是危险剖面，故 a a 截面左侧有可能是疲劳破坏危险剖面。 的弯扭合成强度校核 由机械设计表 10得 00,600101 P 由式 )66(2 )(d 买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 17 的疲劳强度安全系数校核 由表 10得 5 5,3 0 0,6 5 011 M P 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 18 7 轴承和键的选用 承的选用和润滑 a轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择滚动轴承的主要依据。 左端选： 2766208 型深沟球轴承 右端选： 276208 型深沟球轴承 b校核轴承的使用寿命 根据 r 1 6 6 6 7（ 7 对于 153662型轴承，假定其寿命为 3年 查手册 NC r 619670 00 207 hL h 14400163003 3 1 6 5 47 2 0 76 1 9 6 7 08701 6 6 6 7 310 该轴承符 合要求。 c轴承润滑方式选用油润滑。 承两端的固定与密封 轴承两端采用轴承端盖固定，在轴承端盖上采用 毛毡圈固定 ,防止润滑油泄露到机箱内部。 B/毛毡圈根据 的选用 a根据轴的直径分别选择键 键 1： 8 7 40 （ 键 2： 5 5 40 （ b平键的校核 根据 M 4（ 7 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 19 T 转矩， ； d 轴的直径， h 键的高度， l 键的工作长度， P 许用挤压应力 ， 由机械手册表 P =30 45 键一： 8 7 40 M P 3596944符合要求。 键二： 36 20 848 M P 05 3 5 9 6 944 3 符合要求。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 20 总结 粉碎机是经济型的粉末制品成型设备，通过采用电动机作为动力输出装置，将红薯等食品加工成粉状，操作简易，容 易上手。只需不断手工补给未加工的红薯等食品，生产效率高。 通过这次对红薯等食品粉碎机的设计，让我受益匪浅。可以从以下几个方面来体现。首先，我深深的知道了科学设计的严谨性，在各尺寸方面上不仅要考虑强度要求的需要，还需要考虑零部件间的配合关系及要有一定美观性。在选择方案时，要确定各零部件的加工的可行性及经济性等因素。其次，在这次设计过程中，我也明白了设计工作的艰辛，通过无数次的论证及验算，不断地查阅各种相关资料，并且经过一次次的实验，在设计过程中不断地修改图纸和数据，尽量使设计更加完美，所付出的努力不是一句话能 概括的。最后，在这次设计过程中我也深知团体合作的力量。一个人的能力是有限，通过同学和指导老师的大力帮助才能使这次设计顺利完稿。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 21 参 考 文 献 1 于永泗，齐民等主编 大连 :大连理工大学出版社 ,2007 2 杨明忠，朱家诚主编 武汉 :武汉理工大学出版社 ,2001 3 流鸿文主编 北京 :高等教育出版社 ,2004 4 何铭新，钱可强主编 北京 :哈高等教育出版社 ,2004 5 吴宗泽主编 北京 :清华大学出版 社 ,1991 6 杨黎明等编 北京 :国防工业出版社出版社 ,2008 7 陈于萍 ,周兆元主编 北京 :机械工业出版社 ,2009 8 王国强主编 北京 :机械工业出版社 ,2009 9 廖晓钟编著 北京 : 北京理工大学出版社 ,2000 10 丁玉兰主编 北京 :北京理工大学出版社 ,2005 11 刘惟信主编 北京 :清华大学出版社 ,1996 12 严霖元主编 北京 :中国农业出版 社出版社 ,2004 13 邓星钟等编 武汉 :华中科技大学出版社 ,1994 14 谢洪勇编著 北京 :化学工业出版社 ,2003 15 陆厚根编著 上海 :同济大学出版社 ,1993 16 王离九主编 武汉 :华中科技大学出版社 ,1991 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 22 致谢 本次毕业设计是在涂建平老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。 从课题的选择到论文的最终完成， 涂建平 老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，并且在耐心指导 设计 之余， 张 老师仍不 忘拓展我们的视野，让我们感受到了 学习机械的乐趣 。可以感受到一个学者的严谨和务实，这些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。 他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地 感染和激励着我。在此谨向他致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 毕业设计不但是对我们四年来学习任务的考察，而且能更好地巩固我们学过的理论知识，为以后在实际的设计中打下扎实 的基础。从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我帮助，在这里也请接受我诚挚的谢意 ! 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 薯等食品粉碎机 23 红薯等食品粉碎机 I 摘要 随着食品工业的发展，以及市场需求的变化，近年来我国的粉碎机层出不穷。专用的食品加工粉碎机从无到有、从少到多有了长足的发展。现今市场上有专用加工一种农作物的粉碎机，也有可加工多种农作物的粉碎机。各种各样的粉碎机，从大型的到小型的，名目繁多。粉碎机的工作原理也不一样，有的是用刀片切削的方式进行粉碎，也有的用磨盘进行磨碎。经过我的现场的了解和对市场上各种粉碎机的探究，市场上的粉碎机主要是大型商用粉碎机和超小型粉碎机，没有一种是小型粉碎机。这对需要小型粉碎机的用户来说，没有合适的产品供其选择。在这里我针对 这种情况，设计了一款小型红薯粉碎机，非常适合小型加工厂和农村家庭的使用。 该机主要有入料口、机箱和钉齿滚筒及传动部件等组成。以电动机为动力源，动力由电动机输出轴输出，再通过传动带传递到钉齿滚筒上，钉齿滚筒配合机箱的间隙将红薯等食品粉碎，粉状的红薯粒靠自身重力由出料口排出机体外。粉碎机结构的设计要求简易，通用，实用性高等特点。为此，在设计粉碎机结构时，考虑机构的相关配合，来实现粉碎机最高的工作效率及较高的实用价值。 关键词 ：红薯 ; 粉碎机；滚筒；设计 红薯等食品粉碎机 of as as in in s to a on to a of A of to of my of on on no is a a a It is of a as by of is to by of is in of to of a 红薯等食品粉碎机 录 1 绪论 . 1 言 . 1 用范围及特点 . 1 2 食品粉碎机的工作原理与操作方法 . 2 作原理 . 2 作方法 . 2 3 粉碎机设计总体结构 . 3 料部分 . 3 碎部分 . 3 箱部分 . 3 料口部分 . 3 架部分 . 4 碎机设计的总体设计 . 4 4 食品粉碎机设计 . 6 动机的选择 . 6 齿条上的钉齿转速 . 6 齿滚筒的转速 . 6 动机的功率 . 6 动机的转速 . 7 5 传动装置的总体设计 . 9 定中心距 . 9 算主动轮上的包角 1 . 9 定 z. 9 算单根 V 带初拉力 F. 10 算对轴的压力 . 10 动部分的 设计 . 10 定带轮直径及两皮带轮的相关尺寸 . 10 6 粉碎机设计主要参数的确定 . 13 本结构参数 . 13 红薯等食品粉碎机 要工作参数的确定 . 13 的结构设计 . 13 的强度计算 . 14 的受力分析 . 15 断危险剖面 . 16 的疲劳强度安全系数校核 . 17 7 轴承和键的选用 . 18 承的选用和润滑 . 18 承两端的固定与密封 . 18 的选用 . 18 总结 . 20 参 考 文 献 . 21 致谢 . 22 红薯等食品粉碎机 1 1 绪论 言 我国粮食加工机具的发明和使用很早，片式石磨和石碾已有两千年的历史，在晋代以后水磨，水碾就有了发展。在我国西北地区，还发现锥式石磨，和现代的锥式磨粉机很相似。这说明了我国古代劳动人民的勤劳和智慧。 随着社会的进步，生活的没一个角落都有机械的参与。农业是我国的基础经济，是国家发展的根本。机械的普及，不仅使农业加强了农业化生产，同时也减轻了农民的劳动强度。 目前，我国的红薯总种植面积保持在 620 万公顷左右，总产量稳定在 1 亿吨以上，分别占全世界 的 70%和 80%。我国已成为世界上最大的红薯生产国。在全国的农作物主产中，红薯仅次于水稻、小麦和玉米，居第 4 位 。而将种植的红薯加工成薯粉需要使用大量的机械，来提高农业生产率。因此，粉碎机的开发和利用具有可观的市场，科技的创新更好的开阔了市场。为此，红薯等食品粉碎机不仅能够减轻农民的劳动负担，而且提高了农民劳动效率。这里我仅对一种粉碎机设计作为课题讨论和研究。将红薯等食品粉碎机是将红薯脱皮后，经过一段时间的风干，然后将红薯加工成粉碎状的机械。 适用范围及特点 本产品适用于小型面粉厂及家庭的粮食加工， 可从前道皮磨用到心磨。其工作效率高，生产成本低廉，结构简单，便于操作。用户可以自行更换部分简单的零部件。 红薯等食品粉碎机 2 2 食品粉碎机的工作原理与操作方法 工作原理 它的工作原理是：将风干的红薯等食品放在入料口中，在重力的作用下下滑至高速旋转的钉齿滚筒上，在高速旋转的钉齿滚筒的作用下，滚筒上面的钉齿不断的将红薯等食品刮落成粉碎状。已成粉碎状的红薯等食品随着高速旋转的滚筒下落在出料口处，已粉碎的红薯等食品通过自身的重力及旋转离心力穿过出料口排出机体外，不断的补给风干的红薯等食品到入料口中，则出 料口不断产生粉碎状红薯等食品。 操作方法 设备安装好后， 先让机器空载运转，如发现有不正常的现象应立即停车， 调整好后再试车。这样反复进行调试，直到没有异常现象为止。当粉碎机需要进行工作时检查机器的运作正常否 ,然后按启动按钮，使粉碎机处于准备工作状态。将物料投入进料口，粉碎机就进入了工作状态。从出料口检验被粉碎过的物料是否符合生产的工艺要求。如不符合要求，需要重新将物料加入进料口粉碎，直至被粉碎过的物料符合工艺要求为止。直至粉碎机正常工作。需要停车时，按停车按钮便可停车。 红薯等食品粉碎机 3 粉碎机设计主要组成部分：入料口、钉齿粉碎滚筒、轴、机箱部分、出料口、电动机、机架等部分组成。整体组成如图 1 所示： 料部分 入料口与粉碎机设计的机箱上盖部分相连，他是利用 2 毫米左右厚的不锈钢板制成，入料口部位与钉齿滚筒的钉齿部位相切，将已拨皮的风干红薯、芋头等食品从入料口进入，靠自身重力下滑到粉碎部位，即旋转的钉齿滚筒和机箱部分，从而进行粉碎。 碎部分 粉碎部分主要由钉齿粉碎滚筒完成。红薯等食品在钉齿滚筒和机箱部分进行粉碎，高 速旋转的钉齿滚筒将红薯进行切碎，切碎的红薯随着旋转的钉齿滚筒下滑到机箱底部，即出料口。 箱部分 它主要是由机箱主体和机箱两端的连接端口组成，通过焊接联接。 机箱主体是由 2 毫米左右厚的不锈钢板焊接制成，机箱主体上端与入料口焊接联接，下端与出料口在两边分别用螺栓联接。 料口部分 出料口部分主要由 2右厚的不锈钢冲压制成，在出料口的左右两端是由两个连接端口组成。左右两端的端口与出料口主体通过焊接联接在一起。两端端口再采用焊接联接在机架上，主要承担机体的负载和力矩。 红薯等食品粉碎机 4 架 部分 机架式由左机架、右机架、出料口、下滑板和稳定结实的主机梁组成。机架是粉碎机设计主要支撑，它承担着粉碎机的主要重量和动力、负载和力矩，因此它的设计许强不弱的部分。机架的两部分要各自稳定，而且要相对固定，以便做到机械运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险。因此为了机架的坚固，此红薯粉碎机设计采用 3的角钢制成。 碎机设计的总体设计 为了更优化红薯粉碎机的机型和结构设计，此粉碎机采用电力拖动，而且电动机也同样采用节能式。电动机在粉碎机的下部，与粉碎机的机架的下机架固定 连接，这样可以节省电动机所占空间。粉碎机设计从入料口中风干去皮的红薯道出料口粉状的红薯，是粉碎机一体完成的。它最大的优点是在短时间内可以完成几个人的劳动强度，从而提高了工作效率，节省了劳动时间。此台红薯粉碎机除这些优点之外，还有安全性能高、效率高、坚固耐用、结构简单便于维修和保管。 红薯等食品粉碎机 5 图 1 红薯等食品粉碎机立体图 红薯等食品粉碎机 6 根据粉碎机一书中的介绍，有关粉碎机的设计 的相关参数数据，粉碎机主轴为 5001000r/齿滚筒的直径是 300重是 25率是 13产能力 500h。 动机的选择 根据实践测量得知每个钉齿的均匀受力为 40N ，当粉碎机设计正常工作时钉齿滚筒上的钉齿条快速旋转，其中均有两条钉齿条受红薯等食品所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程，因此， 6 02740* ，即粉碎机设计正常工作时，受到的切向力为 560N 。 其中： N 钉齿所 受的力 M 参与工作的钉齿个数 Z 参与工作的钉齿条数 齿条上的钉齿转速 当粉碎机设计的钉齿滚筒快速转动时，其上钉齿条的钉齿同样有一定的转速 ,这个转速原于主轴的转速和钉齿的半径， 即： )14(100060 其中： V 钉齿的转速 轴N 粉碎机主轴的转速 D 钉齿距轴心的距离 数据代入 (4式得：32300( 齿滚筒的转速 粉碎机设计所需功率为由粉碎机的工作阻力和运转参数求定， 即： )24(1000 代入公式（ 4算求得： 。 动机的功率 电动机功率由公式 来 计算，粉碎机传动装置的总效率 a ，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即 321 a ，其中 1 、 2 、3分别为每一个转动副的效率，选取传动副的效率值如下： 红薯等食品粉碎机 7 滚动轴承（每对） 即取 1 = 带传动 即取 2 =齿滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上） 即取 3=1 则 8 0 0 0 0 动机的转速 根据资料粉碎机一书可查得主轴的转速在 5001000 按机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围，取 V 带的传动比 i 2 4，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为：2（ 10005004 ） 2000 符合这一范围的同步电动机转速的有 720 960r/1420 2840 根据容量和相关转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表 1： 表 1 电动机的型号和技术参数及传动比 方案 电动机 型号 额定 功率 电动机转速 基本参数 P/步 转速 满载 转速 效率（ %） 功率因 数 1 3000 2880 82 1500 1420 1000 960 83 750 710 82 台考虑电动机和传动装置的尺寸、带传动的传动比，可知方案 2比较适合 。因此选定电动机型号为 选电动机的额定功率 3载转速420r 传动比适中，传动装置结构较紧凑 。 红薯等食品粉碎机 8 如表 2： 表 2 其主要参数如下表 型 号 额定功率 载 时 额 定 电 流 额 定 转 矩 最 大 转 矩 转速 r 电流（ 380V） 效 率% 功率因数 1420 电动机尺寸列表 单位 中心高 H 外形尺寸 )2(底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 装键部位尺寸 电动机的输出轴尺寸 G 100 140160 12 6028 28248 24 红薯等食品粉碎机 9 5 传动装置的总体设计 定 中心距 a 和带的基准长度 根据 d+2d)0a2(1d+2d) 取 0a=400据 )35(4)()(22 02212100 代入公式（ 5 2 4 04 0 04)1 8 075()1 8 075( 02 20 由机械设计手册表 12带的基准长度 250052 124012504002 00 算主动轮上的包角 1 000001200 518018060180 a 主动轮包角合适 定 V 带根数 z b)计算 z )45(11 械设计手册表 12 由机械设计手册表 1295.0械设计手册表 12K 代入公式（ 5 3 取 z=4根 红薯等食品粉碎机 10 算单根 V 带初拉力 F )55() 0 00 2 m=代入公式（ 520 2 . 5 7 75 0 0 1 0 . 6 2 1 8 . 2 8 5 0 . 70 . 9 9 5 1 8 . 2 算对轴的压力 65(2s i 0 代入公式（ 5 8 4s 02 0 动部分的设计 选择 根据计算功率 P=n=1440r/机械设计手册图 12型带。 定带轮直径及两皮带轮的相关尺寸 a) 参考机械设计手册带传动设计 部分，选取小带轮直径1d=75 b) 验算带的转速 由 )15(100060 11 代入公式（ 4100060 11 =m a x/ 0060 1 4 207514.3 带的速度合适 (普通 V带 4530m ) c) 从动带轮直径2d 红薯等食品粉碎机 11 76 0 0 751 4 2 02 1112 由机械设计手册表 12d =180mm d) 皮动轮的相关尺寸 由于选择了 带，因此可以确定顶宽 b=13宽 1，高度 h=8角 040 。并且轴的直径为 30查机械设计表 5 6,10,15,5.2 m i nm i nm i n 如图 2所示 由公式 ）（为轮槽数） 25(2)1( 代入公式（ 4： B=65 2主动皮带轮 红薯等食品粉碎机 12 4/17/1(170)30144(11011示由如图同理可以求得主 动轮的相关尺寸为以下： 0 0,65,75 图 3从动皮带轮 由于考虑皮带轮的为高速旋转，防止皮带轮在轴向发生偏移，故在皮带轮的右端采用螺母紧固，根据 617024的螺母。由轴径根据 848 红薯等食品粉碎机 13 6 粉碎机设计主要参数的确定 本结构参数 a给料口宽度、长度、高度、倾角 给料口宽度大于 2倍最大给料尺寸取 B=500L=600了要求给料有一 定的垂直下落速度取 h=30求入料块经导板给入，因此，导板的倾角不应小于 600 ，否则引起给料块的堆积。 粉碎机的机箱宽度尺寸由钉齿滚筒的尺寸决定 ,一般直径略大于钉齿滚筒直径。在机箱与出料口连接处焊接两个铰链，便宜机箱与出料口的安装和定位以及粉碎机维修的方便性 c给料方式 红薯粉碎机采用人工给料的方式。粉碎机要求给料块有一定的垂直下落速度，并且红薯等块状食品靠自 身重力挤压下层食品，便于下层食品进行粉碎。故给料口一般都设置在机架的上方。 要工作参数的确定 的结构设计 a) 轴的材料及热处理 由于粉碎机的设计功率不是太大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用材料 45 钢，调质处理。 b)初估轴径 按扭矩初估轴的直径， 查机械设计 表 10 C=106虑倒安装皮带轮仅受扭矩作用，取 C=110，则 )16(3m i n C 由轴承的材料和承载情况缩确定的常数； P 轴的输出功率， n 轴的转速， r/ 红薯等食品粉碎机 14 代入公式（ 6 2 031 1 0 33m i n 初次选择轴径 d=40的各段长度主要根据轴上零件的毂长或轴上的零件配合部分的长度确定。另外，也要根据机体及轴承盖等零件有关。本设计中，综合考虑机体、转子、衬板、轴承座等因素的影响后，初步确定轴的直径为以下： 第一阶段选择轴径 4螺纹轴。由于此处不受轴向力，只有紧固从动皮带轮的作用，因此根据 6170择 螺母。 第二阶段选择轴径 0于要在轴上开键槽，根据轴的受力以及强度要求选择轴的直径为 40 第三阶段考虑轴和滚动轴承配合，在滚动轴承满足强度要求的情况下，由276择的轴承的直径初步确定轴径 0第四阶段轴焊接在滚筒端盖上，考虑到滚筒的扭矩轴的扭矩和弯矩等因素，在许强不许弱情况下初步选择 0 第五阶段轴有定位滚筒端盖的作用，在强度上没有很大的要求，只需大于 初步选择 0轴的 另一个端头的直径和上面轴的轴径相对应。 的强度计算 具体设计尺寸如图 4 所示。 图 4 轴的结构尺寸 红薯等食品粉碎机 15 的受力分析 (见图 5a 画轴的受力简图 (见图 b)。 图 5 轴的受力分析及弯扭矩图 b 计算支承反力。 由式： )26(21 700再由式： )36()( 2121 而 0 75入公式得 在垂直面上 752350221 红薯等食品粉碎机 16 c 画弯矩图（见图 c， d， e） 由式： 在水平面上， a 1 6 2 0 0 0602 7 0 01 a a 剖面右侧 1 6 2 0 0 0)( 212 在垂直面上 997502 540303502 43 合成弯矩， a a 剖面左侧 由式： )46(22 得 2 5 0 2 4 0997502 2 9 5 0 0 2222a 2 3 5 1 8 92 2 9 5 0 01 6 2 0 0 0 2222 d画转矩图（见图 f） 由式： )56(2 矩 787582305252在滚筒和轴连接处转矩 断危险剖面 显然，由
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