多功能果蔬打浆机设计【全套CAD图纸+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 摘  要  因为市场的大量需求，果蔬打浆生产线成为广受欢迎的产品，具有高速、成套、自动化水平高、稳定性好等特点，大大的降低了生产时间，提高了生产效率，是生产厂家的首选设备。本次设计的多功能果蔬打浆机既能完成蔬菜搅碎、打浆，又能完成水果以及蔬菜和水果混合的物的搅碎、打浆、汁和肉分离等。  本次设计主要针 对 多功能果蔬打浆机 进行设计。首先，通过对 果蔬打浆机 机 结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过 图软件绘 制了 多功能果蔬打浆机 装配图及主要零部件图。  通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用 图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。  关键词 :果蔬 ， 打浆 ， 齿轮 ， 电机  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 of as of is of of of  is of of on is on of to of of  of of of 要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 of be to in is of  要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 目录  摘  要  .  绪论  . 1 究背景及意义  . 1 内外研究现状  . 1 有 果蔬 打浆设备  . 2 2 总体方案设计  . 3 计要求  . 3 案选定  . 3 理分析  . 3 本结构  . 4 3 主要零部件设计  . 5 机的选择  . 5 体动力参数计算  . 5 动比计算  . 5 轴的转速  . 5 轴的输入功率  . 6 轴的输入转矩  . 6  带传动的设计  . 6 的基本参数  . 6 轮结构的设计  . 9 轮传动设计  . 9 精度等级、材料和齿数  . 9 齿面接触疲劳强度设计  . 10 齿根弯曲强度设计  . 11 何尺寸计算  . 13 需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 及轴承、键的设计  . 14 寸与结构设计计算  . 14 度校核计算  . 15 的选择与校核  . 16 承的选择与校核  . 16 料螺旋搅龙设计  . 17 架设计  . 18 总  结  . 20 参考文献  . 21 致  谢  . 22 需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 1 绪论  究背景 及意义  随着社会的进步，经济的发展，促使人们的生活水平和生活质量也在不断的提高，因此人们在饮食方面也逐渐开始注重起来了，不仅要考虑健康还要考虑便捷，为此人们发明了果蔬打浆机等等，来达到饮食的便捷性。  因为市场的大量需求，果蔬打浆生产线成为广受欢迎的产品，具有高速、成套、自动化水平高、稳定性好等特点，大大的降低了生产时间，提高了生产效率，是生产厂家的首选设备。为提高生产质量，缩短生产周期的要求，提高劳动生产率，节约大量劳动力，可降低劳动强度，改善劳动条件。当前国内外果蔬的打浆方式主要是通过打浆机打浆，各式各样 的打浆机但都大同小异，有单道打浆机，二道打浆机，甚至多道打浆机，但他们的功能都比较单一。本次设计的多功能果蔬打浆机既能完成蔬菜搅碎、打浆，又能完成水果以及蔬菜和水果混合的物的搅碎、打浆、汁和肉分离等。  内外研究现状  目前，世界上有三大果蔬主产区：美国、意大利和中国。美国所产的果蔬酱主要提供美国国内食用，其出口量仅占全球贸易总量的 6%意大利和中国的出口量各占到全球贸易总量的 30%。近两年美国果蔬大幅减产，欧盟果蔬种植加工量急剧下降，中国果蔬酱市场占用份额逐年加大。  近几十年来，世界范围内的果蔬 产量和制品贸易增长迅速，中国果蔬及制品贸易在世界果蔬贸易的地位也越来越重要，对世界果蔬贸易产生了重要的影响。  中国果蔬加工产业的迅速崛起和发展，使中国已经跻身世界主要生产国家的行列。作为新鲜果蔬食用消费大国，据不完全统计，中国全国每年新鲜果蔬的消費量达到二千六百万吨，与全球果蔬加工数字相近。今后中国果蔬制品消费将呈现每年增长百分之十五的发展趋势。  当前国内外 果蔬 的打浆方式主要是通过打浆机打浆，各式各样的打浆机但都大同小异，有单道打浆机，二道打浆机，甚至多道打浆机，但他们的原理都是：主轴带动叶轮高速旋转，物料 被叶轮带动与筛网磨擦挤压，需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 使得 果蔬 的肉、汁与皮、籽分离，肉和汁通过筛网上的小孔，产品由出料口排出，废品由排渣口排出；如果是双道打浆或者多道打浆，就是第一道的产品进入第二道继续打浆，以此类推。  随着食品工业的发展，在果蔬打浆、包装设备不断的向高的方向发展。目前这方面的发展水平主要是澳大利亚、日本、法国等国家。主要表现为生产效率高、设备结构优化、多功能化、自动化等。  有果蔬 打浆设备  当前国内外 果蔬 的打浆方式主要是通过打浆机打浆，各式各样的打浆机但都大同小异，有单道打浆机，二道打浆机，甚至多道打浆机，但他 们的原理都是 主轴带动叶轮高速旋转，物料被叶轮带动与筛网磨擦挤压，使得 果蔬 的肉、汁与皮、籽分离，肉和汁通过筛网上的小孔 ，产品由出料口排出，废品由排渣口排出；如果是双道打浆或者多道打浆，就是第一道的产品进入第二道继续打浆，以此类推。  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 2 总体方案设计  计要求  设计 多功能果蔬打浆机 。  案选定  本次设计的多功能 打浆机 采用如下 方案：  图 2浆机结构原理图  123456                    7891011121314理分析  本多功能果蔬打浆机原理为：如上图所示，它具有开口的圆筒筛水平安装在机壳内部 ,筒身用不锈钢板（在其上面冲有孔眼）弯曲成圆厚焊接而成，并在其两边焊上加强圈以增加其强度。但也有用两个半圆体由螺钉连接而成筒体。轴支撑在轴承上，在轴上装有使物料移向破碎桨叶的螺旋推进器以及擦碎物料用的两根棍棒（棍棒又称刮板），棍棒是用螺栓和安装在轴上的夹持器相连的，通过调整螺栓可以调整棍棒与筛筒壁之间的距 离。棍棒对称安装于轴的两侧，而且与轴线有一夹角，这夹角叫导程角。棍棒用不锈钢制造，实际上是一块长方形的不锈钢板，为了保护圆筒筛，有时还在棍棒上装上耐酸橡胶板。  物料进入筛筒后，由于棍棒的回转作用和导程角的存在，使物料沿着圆筒向出口端移动，移动的轨迹实际上是一条螺旋线。物料就在棍棒与筛筒之间的移动过程中守离心力作用而被擦碎，汁液和肉质（已成浆状）从需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 筛孔中通过到收集器中送到下一道工序。皮和籽等则从圆筒另一开口端排出，以此达到分离的目的。  本结构  如上图 1所示打浆机的结构原理简图，打浆机的基本结构主要包括 圆筒筛，破碎桨叶，传动部分以及机架  （ 1） 圆筒  圆筒的设计首先考虑的问题是能够满足正常的生产需要，它由不锈钢半圆筒上下焊接而成，采用不锈钢的原因是因为所做的加工为食品加工，必须能够耐腐蚀和防锈，不能因为材料本身而对食品造成污染，它的食品卫生条件较好，且具有一定的耐冲击和耐磨性故选用 45钢作为圆筒设计的圆材料；在靠近 离心筒 内壁处焊接有带有筛孔的钢制金属网；圆筒的外壁上方有一个开口，在发生问题时通过它能够观察到 离心筒 里面的情况。出料口和进料口，出渣口的设计应该根据具体的收集装置的位置和实际条件来确定  （ 2） 破碎 桨叶  碎桨叶在整个工作过程中起着初步粉碎 果蔬 的作用，当 果蔬 由进料口进入，经螺旋传输进入 离心筒 ，首先要通过破碎桨叶的破碎作用再进入 离心筒 打浆。破碎桨叶通过轴套焊接安装在转轴上，一端通过轴肩固定，因为打浆机的设计并不要求十分精密，故另一端可通过开口销固定。  （ 3） 传动部分  传动采用皮带一级传动，电动机固定在机架底部。  （ 4） 机架  机架的设计应该能够较好的使机器稳定工作，不发生强烈的震动；整架采用  （ 5） 其它  离心筒 的右端设有废品出料口，下端设有产品出料口，左上部有进料口。  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 3 主要零 部件设计  机的选择  电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷平稳，所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。  调查市场上现有 果蔬 打浆主轴 破碎机本次选用电机为 额定功率为 载转速为 1420r/ 体动力参数计算  动比计算  满载转速 420 rn m  取 打浆主轴 转速为： m 00550 rn w  故 V 带传动 比为：  50 1420 为使传动装置尺寸协调、结 构匀称、不发生干涉现象，选 V 带传动比：i ；  选取 离心筒 转速为： 20 rn g   考虑 结构因素取 两级齿轮 传动比分别为：  i  则：    轴的转速  1 轴   m i n/5 2 01 m 带需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 2 轴   m i n/  8112  离心筒  m   8223  轴的输入功率  1 轴    1 2 轴   离心筒    4   轴的输入转矩  电机轴    2  5 09 5 5 0000  1 轴      5 09 5 5 0111  2 轴      80 2  5 09 5 5 0222  离心筒      5 09 5 5 0333  整理列表  轴名  功率 转矩 )/( 传动比  电机轴  420  1 轴  68  轴   轴   带传动的设计  的基本参数  1）确定计算功率   已知： ； 420 rn m ；  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 查机械设计基础表 13工况系数： K ；  则： 2）选取 V 带型号：  根据cP、械设计基础图 13用 A 型 V 带 , 3）确定大、小带轮的基准直径1）初选小带轮的基准直径 ：  d 801 ；  （ 2）计算大带轮基准直径：   0 ）（带 ；  圆整取 d 2002 ，误差小于 5%，是允许的。  4）验算带速：  )25,5(/  带的速度合适。  5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：  中心距：  )(2)(1021  初选中心距 00  （ 2）基准长度：  0200()20080()(22202122100对于 A 型带选用 d 1600  （ 3）实际中心距：  55316007002 00  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 6）验算主动轮上的包角 1 ：  由 1 8 0121 得 0200(1801 主动轮上的包角合适。  7）计算 V 带的根数 z ：  c)( 00  42 rn m ， d 801 查机械设计基础表 13：   ；  （ 2） 3m 420 带， m，查表得： ；  （ 3）由 查表得，包角修正系数 K  （ 4）由 d 1600 ，与 V 带型号 A 型查表得：  99.0综上数据，得  z  取 102 z 合适。  8）计算预紧力 0F （初拉力）：  根据带型 A 型查机械设计基础表 13：  9）计算作用在轴上的压轴力   需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 0其中 1 为小带轮的包角。  10） V 带传动的主要参数整理并列 表：  带型  带轮基准直径(传动比  基准长度 (A 801 2002 600 中心距（  根数  初拉力 (N) 压轴力 (N)   带轮结构的设计  1）带轮的材料：  采用铸铁带轮（常用材料  2）带轮的结构形式：  V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小带轮接电动机，d 801 较小，所以采用实心式结构带轮 。  轮传动设计  精度等级、材料和齿数  采用 7 级精度由表 择小齿轮材料为 45（调质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240 选小齿轮齿数 201 Z ，  大齿轮齿数 1 1 取 1122 Z  则实际传动比： 传动误差小于 5，合适。  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 齿面接触疲劳强度设计  由设计计算公式进行试算，即  3 211 )(  1）  确定公式各计算数值  （ a）试选载荷系数 3.1（ b）计算小齿轮传递的转矩   （ c）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数 d  （ d）由表 得材料的弹性影响系数 2/  （ e）由图 齿面硬度查得  小齿轮的接触疲劳强度极限 001  大齿轮的接触疲劳强度极 限 502  （ f）由式 算应力循环次数  911 83 0 010( 86060 892 N  （ g）由图 得接触疲劳强度寿命系数     （ h）计算接触疲劳强度许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10   M P  i   M P  i  （ i）计算  试算小齿轮分度圆直径 代入 H 中的较小值  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 t 06  231  计算圆周速度 v t / 0 0 0 0 1  计算齿宽 b  计算齿宽与齿高之比 b/h 模数   hb  根据 ， 7 级精度，查得动载荷系数 K  假设 100/ ，由表查得   K  由表 得使用系数 K  由表查得查得 故载荷系数 （ j）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得  3311  （ k）计算模数  11  齿根弯曲强度设计  弯曲强度的设计公式为  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 3 2112 1）确定公式内的计算数值  由图 得  小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001  大齿轮的弯曲疲劳强度极限 802  由图 得弯曲疲劳寿命系数   计算弯曲疲劳许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=式得   M P     M P    计算载荷系数   2）查取齿形系数  由表 得 3）查取应力校正系数  由表 得  4）计算大小齿轮的 并比较  0 1 4 9  0 1 3 6  222111  大齿轮的数据大  5）设计计算  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763  3  对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 圆整为标准值 m 3 按接触强度算得的分度圆直径   算出小齿轮齿数 1 取 201 Z   大齿轮齿数 取 1122 Z  何尺寸计算  1）计算分度圆直径    2）计算中心距    982/)33660(2/)( 21  3）计算齿宽宽度 d 取 35 5）验算  t 4863072902211  K 100/  合适  序号  名称  符号  计算公式及参数选择  1 齿数  Z 20， 112 2 模数  m 3 分 度圆直径  2136,60  4 齿顶高  5 齿根高  6 全齿高  h  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 7 顶隙  c  8 齿顶圆直径  21 42,66  9 齿根圆直径  43 ff 10 中心距  a  及轴承、键的设计  寸与结构设计计算  1）轴上的功率 速 转矩 T1  ， 681  ， 2）初步确定轴的最小直径  先按式3 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根据机械设计表  112C ，于是得：   81 1  2 31  该处开有键槽故轴径加大 5 10，且高速轴的最小直径显然是安装大带轮处的直径 1d 。取 61 ； 01 。  3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度  （ a）为了满足大带轮的轴向定位的要求 2 轴段左 端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度 ，取 故取 2 段的直径 82 ，长度02 。  （ b）初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据 82 ，查机械设计手册选取 0 基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承 6208，故 073 ，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩 高度 ，取 ，因此，取 664 。  （ c）齿轮处由于齿轮分度圆直径 801 ，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度 B=20考虑到齿轮端面与箱体间距 10及两级齿轮间位需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 置配比，取 74 ， 6 。  4）轴上零件的周向定位  查机械设计表，联接大带轮的平键截面 2810 。  度校核计算  1）求作用在轴上的力  已知大齿轮的分度圆直径为 80 ，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式 (10则   8 4t  8 41030 NF p  2）求轴上的载荷  首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取 a 值。对于 6208 型深沟球轴承，由手册中查得 a=15此，轴的支撑跨距为 2 根据轴的计算简 图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的  的值列于下表。  载荷  水平面 H 垂直面 V 支反力 F H 11431 ， H 12622  V 22371 ， V 15162  C 截面弯矩 M 8 5 1 8 5321 4 5 5 5 1 32总弯矩   168 646145 551851 85 2222m a 20870  3）按弯扭合成应力校核轴的强度  根据式 (15上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力， ，轴的计算应力  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 M p aM p 32222  已选定轴的材料为 45质处理。由表 15得 70 1- 。因此 1 ，故安全。  的选择 与校核  采用圆头普通平键 A 型（  1096 1979）连接，联接 大 带轮 的平键截面 578 ， 10 。齿轮与轴的配合为76滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为 6m 。  校核键联接的强度 ：  键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为 20  键的工作长度 1284521 P 0577021021311，合适  承 的选择与校核  （ 1） 按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：L'h 29200h 由上面的计算结果有轴承受的径向力为 向力为 （ 2） 初步选择深沟球轴承 6206，其基本额定动载荷为 本额定静载荷为  （ 3） 径向当量动载荷221211  222222  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 动载荷为 查得  ，则有  NP r  由 3  31066 满足要求。  料螺旋搅龙设计  根据连续输送机生产率的公式；  3600 式中： F 被输送 果蔬 层的横断面积   被输送 果蔬 的堆积密度 kg/   被输送物材的轴向输送速度 m/s。  料层横断面面为：  24式中： D 螺旋直径 m；   充填系数，其值与物材的特性有关，见下表中的 、 K 及A 的值；  c 倾斜修正系数，见表 4 5。  在料槽中， 果蔬 的充填系数影响输送过程和能量的消耗。当充填系数较小 (即 =5%)时， 果蔬 堆积的高度低矮且大部分 果蔬 靠近槽壁并且具有较低的圆周速度，运动的滑移面几乎平行于输送 方向 (图 4 10a)。 果蔬 颗粒沿轴向的运动要较圆周方向显著得多。所以，这时垂直于输送方向的附加果蔬 流不严重，单位能量消耗也较小。但是，当充填系数提高 (即 =13%或40%)时，则 果蔬 运动的滑移面将变陡 (图 4 10b、 c)。此时，在圆周方向的运动将比输送方向的运动强，导致输送速度的降低和附加能量的消耗。因而，对于水平立式混料机来说， 果蔬 的充填系数并非越大越好，相反取小值有利，一般取 50%。各种微粒 果蔬 的充填系数 值可参考表 4 4。  果蔬 的轴向输送速度 按下式计算：  需要购 买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 60式中： m；  r/  螺距 h 通常为： h1=中：  果蔬 性质有关，通常取，对于摩擦系数大的 果蔬 ，取小值（ 对于流动性较好，易流散的 果蔬 ，可取 。  表 3 5 倾斜修正系数 c 倾斜角 0 5 10 15 20 c 上式结合起来，则有： Q=47即：  3147 sQ  n  （ 1）螺旋直径  根据设计要求该搅龙直径选用 280即： D=280 2）螺距  取  D=140168以螺距为 160 （ 3）轴径  d=(， 取 d=80=42以轴径为 42 架设计  机架的主要作用为支承与安装其它各零件。为了节约成本，机架全件采用焊接件与螺栓连接。根据设计要求，机架焊接的主要零件包括左右机架，加强钢板，角铁梁等部分组成。焊接时主要保证加强铁与机架的位置要求，同 时要保证焊接时不能出现焊渣，裂缝等现象。机架的材料主要是厚度为 5角钢，尺寸为 143500等离子切割