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螺旋式榨油机设计与校核(含源文件),螺旋式,榨油机,设计,校核,源文件
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目 录 目录 1 摘要 3 第 1 章 前言 4 题的背景、目的和意义 4 4 油的工艺流程 4 计榨油机的程序 5 划阶段 5 案设计阶段 5 术设计阶段 6 第 2 章 螺旋榨油机的设计计算 7 动机的选取 7 旋榨油机主要参数的确定 7 膛的容积比 7 料端榨膛容积比 计算 8 率消耗 8 堂压力 8 螺轴的设计计算 8 螺轴尺寸表 9 螺齿型 9 螺材料 10 轴和啮合齿轮的计算 10 轮的选用 10 定小齿轮的齿型参数 14 的计算校核 15 材及表面预处理 15 的强度计算和校核 16 轮的设计计算 17 的选择设计 20 的选择 20 的校核计算 20 承的设计 21 承寿命 21 算轴承寿命 21 第 3 章 螺旋榨油机的结构设计 21 螺轴的设计 22 笼的构造 22 轮箱的构造及入料器的构造 22 轮的结构设计 22 节装置的设计 23 的选择 23 轴上的键 23 轴上的键 24 轴上的键 24 轴上的键 24 动轴承的选择 24 轴上的轴承的选择 24 轴和轴的轴承 25 螺轴与齿轮轴的联接设计 25 第 4 章 结束语 26 参考文献 27 毕业设计介绍提纲 各位老师好： 我的毕业设计题目是螺旋榨油机 的 设计和校核 。 随着我国人民生活水平不断提高，尤其是人民收入的增加， 食用油需用量将会不断增加。我国农村是个大市场，在油脂加工设备方面，目前适应于广大农村的油料加工机械 应当是中小型的较为适用。因此，螺旋榨油机即为此而设计的。 我设计的榨油机主要压榨大豆 。 螺旋榨油机的工作原理概括为：榨油机运转时，预处理好的料胚从料斗进入榨膛，榨膛由榨条和榨圈组成。料胚由榨螺的螺旋逐渐推进受到二次压榨，压榨力的来源是：料胚由 1榨螺向前推进到 3节榨螺，由于 3 节榨螺 根径逐渐增大（即牙形高度逐渐减小）螺纹逐渐加宽，从而榨螺与榨圈间的容积逐渐减小，进而将料胚推进到 4 节榨螺与 5 节榨螺处，榨膛容积增大，料胚被松散后继续向前推进。通过调节调饼头与出饼圈之间的间隙，控制出饼厚度，由于榨膛的特殊结构，料胚在榨膛产生复杂的相对运动和很大的摩擦力，致使油料的纤维的胶体遭受破坏，在巨大的压力下 ，油就从榨条缝隙和榨圈的出油槽中挤出来。 在设计中我 选取了功率不高的电动机，确定了榨油机的主要参数，设计了榨螺 机的轴，轴的 啮合齿轮 ，校核等。 毕业 设计是在我 们 学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业 课之 后进行的。这是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，就我而言，我希望能通过这次 毕业 设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，从而更好的以积极向上的态度来对待工作 ，并 能 尽快地融 入到实践中去。由于能力有限，设计尚有不足之处，恳请各位老师给予指教。 实习小结 两个月的毕业设计转眼间就要结束了，在这两个月的设计学习过程中，我取得了很大的进步。 我的毕业设计的课题是螺旋榨油机的设计和校核，这是一个我以前所没有接触的。它对于我来说完全是一个陌生的机械设备，经过指导老师的帮助和指导以及对参考资料的解读，我对螺旋榨油机有了一定的了解。 机械设备的简单化和自动化作为目前中小企业的发展需要的一个条件，它有着广阔的市场和需求，需要工作人员认真学习研究和制作的一种项目。通过这次设计，提高了我分析和解决问题的能力，扩宽和深化了学过的知识，在以前的课程设计的基础上学到了不少 东西。进一步掌握了设计的一般程序规范和方法，培养了我们正确使用机械材料、国家标准、图册等工具书的能力。同时也对我们的独立思考能力也有了很大的考验，培养我们认真分析问题，多动手、动脑的能力。通过本次的毕业设计对我的大学三年的知识也是一个很好的总结，总之，在毕业设计的过程中学到的认识到的，为我们以后的学习和工作有很大的帮助。 该次实习 ,真正到达机械制造业的第一前线 ,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势 科学技术必将以更快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中 ,而这一切都 将大大拓宽机械制造业的发展方向 . 它的发展 趋势可以归结为“四个化”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化 适用于迅速更换工艺、更换产品的需要 ,使其与环境协调的柔性 ,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化 ,还有使制造过程物耗 ,人耗大大降低 ,高自动化生产 ,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化 . 当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。 21 世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判 断与适应能力。当然这一切还需要我们大家进一步的努力 在这次的毕业设计中感谢母校扬州职业大学给了我一个良好的学习氛围。同时也忠心感谢我的指导老师杨德详老师，非常感谢他在我设计过程中的谆谆教导以及对有关问题的指点和帮助。 毕业设计可以说是对未来工作的一种模拟。 通过这次设计，我对将来及现在所从事的工作充满了信心！ 本设计中难免有不足之处，敬望各位老师多多谅解指正。 毕 业 设 计（论 文） 设计（论文）题目：螺旋式榨油机设计与校核 系 别： 汽车与电气工程系 专 业： 机电一体化 1 班 级： 1 1 目 录 目录 1 摘要 3 第 1 章 前言 4 题的背景、目的和意义 4 旋榨油机的工作原理 4 油的工艺流程 4 计榨油机的程序 5 划阶段 5 案设计阶段 5 术设计阶段 6 第 2 章 螺旋榨油机的设计计算 7 动机的选取 7 旋榨油机主要参数的确定 7 膛的容积比 7 料端榨膛容积比 计 算 8 率消耗 8 堂压力 8 螺轴的设计计算 8 螺轴尺寸表 9 螺齿型 9 螺材料 10 轴和啮合齿轮的计算 10 轮的选用 10 定小齿轮的齿型参数 14 的计算校核 15 2 材及表面预处理 15 的强度计算和校核 16 轮的设计计算 17 的选择设计 20 的选择 20 的校核计算 20 承的设计 21 承寿命 21 算轴承寿命 21 第 3 章 螺旋榨油机的结构设计 21 螺轴的设计 22 笼的构造 22 轮箱的构造及入料器的构造 22 轮的结构设计 22 节装置的设计 23 的选择 23 轴上的键 23 轴上的键 24 轴上的键 24 轴上的键 24 动轴承的选择 24 轴上的轴承的选择 24 轴和轴的轴承 25 螺轴与齿轮轴的联接设计 25 第 4 章 结束语 26 参考文献 27 3 摘 要 本论文主要是对螺旋榨油机的总体结构设计。其中包括压榨部分，传动部分，机架部分，出油装置及进料等的结构设计。包括对输入端电动机功率转速的选择。带及带轮的选择及设计。变速箱中齿轮的设计，轴的设计，轴承、键、联轴器的选择及相关的计算、校核。榨螺榨笼的设计等。其中榨螺和榨笼是榨油机的主要工作部件。榨螺部分主要有榨螺轴和榨螺（共 3 节）调饼头锁紧螺母和调节螺栓等组成榨螺的设计应满足榨螺间的装配要求榨螺间装配必须严密用锁紧螺母将其夹紧防止油饼渗入榨螺孔内，影响榨螺的顺利拆卸榨笼的榨 膛由两部分组成前段由榨条组成，后段落由榨圈组成变速箱的设计应注意互相间的配合关系，传动比及扭矩是否满足工作条件等 本机适用于榨取菜籽、花生仁、芝麻、棉籽仁、大豆、椰子、茶籽、葵花籽等植物油脂。（根据用户需要，可更换榨螺，用于榨取米糠等含油的油料。） 关键词： 榨油机；花键轴；联轴器；榨笼；变速箱； 4 is of of of so of of in of is of of be to be a to to of of of of by by be to is of (to be of 5 第 1 章 前言 题的背景、目的及意义 随着我国人民生活水平不断提高，尤其是人民收入的增加， 食用油需用量将会不断增加。 目前世界人均年食用油为 14我国 人均年食用油约为 有世界人平均量的二分之一。 预计到 2010 年，我国人均年食用油可达 10我国农村是个大市场，在油脂加工设备方面， 目前适应于广大农村的油料加工机械 应当是中小型的较为适用。因此，螺旋榨油机即为此而设计的。 螺旋榨油机是利用旋转的榨螺轴将料坯在榨膛内连续推进，由于榨螺上螺旋导程逐渐缩短或螺纹深度逐渐变浅，榨膛内的空间容积 （榨膛容积或空余体积）逐渐减小，从而产生压榨作用，将油从榨笼缝隙中挤出，残渣压榨成片状饼，从出口端排出。 旋榨油机的工作原理 螺旋榨油机的工作原理概括为：榨油机运转时，预处理好的料胚从料斗进入榨膛，榨膛由榨条和榨圈组成。料胚由榨螺的螺旋逐渐推进受到二次压榨，压榨力的来源是：料胚由 1榨螺向前推进到 3 节榨螺，由于 3 节榨螺根径逐渐增大（即牙形高度逐渐减小）螺纹逐渐加宽，从而榨螺与榨圈间的容积逐渐减小，进而将料胚推进到 4 节榨螺与 5 节榨螺处，榨膛容积增大，料胚被松散后继续向前推进。通过调节调饼头与出饼 圈之间的间隙，控制出饼厚度，由于榨膛的特殊结构，料胚在榨膛产生复杂的相 6 对运动和很大的摩擦力，致使油料的纤维的胶体遭受破坏，在巨大的压力下，油就从榨条缝隙和榨圈的出油槽中挤出来。 油的工艺流程 油料在进入油机前，需要过一系列的预处理，现以大豆为例，大豆的预处理为工序为： 大豆清选破碎（分离）（粗轧）软化轧胚蒸炒压榨毛油（豆饼） 计榨油机的程序 一部机器的质量基本上决定于设计质量。制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现设计时所规定的质量。因此，机器的设计阶段是决定机器好 坏的关键。 划阶段 在根据生产或生活的需要提出所要设计的新机器后，计划阶段只是一个预备阶段。此时，对所要设计的机器仅有一个模糊的概念。 本设计是毕业设计，考虑到时间有限，难度不能太大。于是在寒假开始，做了较多的社会调查，使毕业设计尽量结合社会需求，与生产实际相结合。最后选螺旋式榨油机。 方案设计阶段 方案设计阶段对设计能否很好的完成起着关键作用。在这一阶段中曾选择过多个方案，并分别进行了分析。 机械取油设备有多种，其工作原理也不尽相同。如静压式，搅拌挤压式，偏心回转挤压式，离心挤 压分离式等。经过分析，上述机械取油设备都较为复杂，工作量较大，在毕业设计规定的时间内难于完成。 经过比较，在老师的指导下，最后选择了螺旋式榨油机，该机器相对简单一些，又适合我国农村广大市场的需要。因此，选择该方案既接近我们的水平，也符合社会 7 需要。 一般来说，机器较为简单的话，可靠性也相对好一些。相反，机器越复杂，保证可靠性的难度就越大。 本方案主要结合本专业三年来学习的课程，综合运用学习过的知识和技能，学习解决实际问题。 技术设计阶段 方案设计阶段结束后，进入技术设计阶段，技术设计阶段的工作如 下： 机器的运动学设计 根据确定的结构方案，确定原动机的参数（功率、转速、线速度等）。然后，做运动学的计算，从而确定各运动构件的运动参数（转速、速度等）。 机器的动力学计算 结合零部件的结构及运动参数，初步计算各主要零件所受载荷的大小及特性。 零部件的工作能力设计 已知主要零部件所受的公称载荷的大小和特性，即可做零部件的初步设计。设计所依据的工作能力准则，需参照零部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定，本设计对主要零件的强度和轴承寿命等进行了计算。通过计算决定零部件的基本尺寸。 部件装配草图及总装配草图的设计 本阶段的主要目标是设计出部件装配图及总装配草图。再由装配图对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计。在此步骤中，需要协调各零部件的结构及尺寸，全面地考虑所设计的零部件的结构工艺性，使全部零件有最好的构形。 主要零件的校核 在绘制部件装配草图及总装配草图以后，所有零件的结构及尺寸均为已知，在此条件下，再对一些重要的零件进行精确的校核计算，并修改零件的结构及尺寸，直到满意为止。 按最后定型的零件工作图上的结构及尺寸，绘制部件装配图及总装配图。 8 第 2 章 螺旋榨油机的设计计算 动机的选取 本设计适于大豆、菜籽等多种油料作物，对象是中、小型油厂，因此选取的电机功率不高。 电机型号 额定功率 ; 额定电流 额定转速 440 r/ 效率 =84 % ; 功率因数 N =（最大转矩） /（额定转矩） = N = 总传动比 = 螺旋榨油机主要参数的确定 榨膛容积比 （ 查设计手册得坯实际压缩比 P=; 9 实际压缩比 n=设计的螺旋榨油机对象是大豆，其总压缩比 14 ,取 14 进料端榨膛容积 根据设计能力 等参数，可按下式计算： 0 (将数据代入公式 300kg/h000)/(600r/因此 ; 出坯率 m=; 料坯充满系数 ; 系 数 入榨料坯容重 ; 出口端榨膛容积 由公式 出 =功率消耗 在食品加工机械中，对于中小型机器 r=5 7 取 r=6 膛压力 P=(2471 （ 将数据代入公式 P=(2471)/022=榨螺轴的设计计算 榨螺轴是螺旋榨油机的主要工作部件之一，榨螺轴的结构参数、转速、材质的选择对形成榨膛压力、 油与饼的质量，生产率和生产成本有很大关系。 10 在设计中，采用套装式变导程二级压榨型榨螺轴，如图 将榨螺分成若干段，套装在芯轴上用螺母压紧，连续型榨螺轴的相邻榨螺紧接，没有距圈，结构较简单，榨膛压力较大，回料少，但齿型复杂，加工须配置专用机床，适用于较小型榨油机。 图 榨螺轴 连续型榨螺轴尺寸如下表所示： 表 螺轴尺寸表 榨螺号 1 2 3 4 5 6 7 节长 120 110 80 30 45 45 45 导程 42 42 36 螺旋外径 70 70 70 70 70 70 70 螺旋内径 50 50 50/67 7 59/顶宽 /齿根宽 6/16 6/16 6/16 8/ 11 榨螺齿形 锥形根圆榨螺 榨螺齿形尺寸 30 ; =15 45 ,最大为 90 ; 150 三角胶带的设计 c =7w=1.1,n=1440r/ w 根据三角胶带选型图查得 , 型号为 B 4020 传动比 :i=n1/n2 40r/i=3 20r/2=2=480v= 0000 v=s 5m/s,v=s,故 ,符合要求 . p 初定中心距 1+20 合格 21 =0)K =q=以 Z=2 的选择设计 的选择 键的截面尺寸 b 键的长度 键长等于或略短于轮毂的长度。 ： d=30 选用普通平键 键宽 b键高 h b h =8 7 . 键 L , 52=56轴深度 t=4.0 键的校核计算 假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为 p=2T 103/( p （ T=104 N 键与轮毂键槽的接触高度， k=6=3 mm 头平键 l=68mm d=30 p 许用挤压应力 p =100 120 查表取 p=110 数值代入公式 22 p=2 10 103/(3 56 22)= p=110 符合标准。挤压 强度够了，剪切强度也够了。 故，键的标记为： 键 8 56 . 承的设计 承寿命 06/(60n)(c/p) （ 对于滚子轴承， =10/3,我们计算 2306。 已知： n=418.6 r/预期计算寿命 =5000h. 由公式得出， C 求比值 r=966=5000h （ 故所选轴承为圆锥滚子轴承 32306 ,满足寿命要求 。 23 第 3 章 螺旋榨油机的结构设计 螺轴的设计 榨螺轴是由芯轴，榨轴，出渣梢头，锁紧螺母，调整螺栓，轴承等构成。装配榨轴时，榨螺与榨螺之间必须压紧，防止榨螺之间出现塞饼现象，必须拧紧锁紧螺母，饼的厚度用旋转的调整螺 栓来控制。 6个榨螺型号不同，材料为 20# . 笼的构造 榨笼是由上下榨笼内装有条排圈，条排，元排所构成。条排 24 件，元排 17 件，还有压紧螺母内装有出饼圈，榨膛的两端分别于齿轮箱和机架相连接。 齿轮箱的构造及入料器的构造 齿轮箱是由齿箱盖，箱体，圆柱齿轮，传动轴，轴承，皮带轮等构成，可从顶部油塞孔加机油，从油标处看油面高度。 入料器的组成主要有立轴，锥齿轮，轴承支座，固定板，锥斗等，使用自动进料器可以节省劳动力，提高生产效率。 带轮的结构设计 大三角带轮的结构尺寸 基准直径 30 带轮宽 B=(e+2f=30.3 槽间距 e=12 取 e=12.3 第一对称面至端面的距离 f=8 1 ,取 f= 基准线上槽深 .0 外径 da=34 24 最小轮缘厚 =5.5 取 =10 基准下槽深 .0 轮槽角 =38 . 基准宽度 .5 2)d=44 d2=ha+ )=292 903 L=(2)d=30.3 调节装置的设计 调节装置的主要目的是调节出渣的粗细，相应的改变榨膛的压力机构，为抵饼圈整轴移动或出饼圈同芯轴一起做轴向移动。其结构简单，操作方便，机架的受力能在运转中调节，但芯轴的轴 2 头易损坏。由于采用整轴移动或夹饼圈，因此螺栓连接松脱现象比较严重，此装置平稳，低速重载的静载荷，因此采用对顶螺母，两螺母对顶拧紧后，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用，工作载荷有变动时该摩擦力仍然存在。 键的选择 键是一种标 准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定，以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。 25 轴上的键 轴径 d=22 b h=8 7 , L=180 轴径 d=28 公称尺寸 b h=8 7 , 键长 L=70 轴上的键 轴径 d=28 b h=8 7 , 键长 L=140 轴上的键 , 轴径 d=35 b h=10 8 , 键长 L=180 轴的深度 t=5.0 轴上的键 , 轴径 d=35 b h=10 8 , 键长 L=450 26 滚动轴承的选择 轴上的轴承的选择 轴上的大齿轮 B=95 B 200 , d=35 内径 D=35 3 , 轮毂厚 t ,t=21 =14 L=( =52.5 =(4)0 8 , 8 ,C=但要求 C 10 ,取 C=10 ,S= ,取 S=10 ； 选用芯轴上的轴承时，依据 3 选调心滚子轴承，型号为 22212 ,尺寸如下： d=60 D=110 B=28 N ,22 , 脂润滑 n=3200 r/ 重量 W= 5.7 3.5 安装尺寸 9 01 计算系数 e= 轴和轴的轴承 选用相同型号的轴承，圆锥滚子轴承，型号为 32905
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