关 键 词：

绞龙式结构 含CAD图纸、说明书文档和答辩稿资料 小型 家用 多功能 和面 设计 绞龙式 结构 CAD 图纸 说明书 文档 答辩 资料

资源描述：

内容简介：

II摘要和面机的实质作用就是进行水和面粉的搅拌混合，主要用于年糕、饺子皮、蛋糕、膨化食品、面条、馄饨皮等面食的加工，揉面团的好坏直接影响了面食的口感。本设计中和面机采用双叶片搅拌，和面容量为 10kg，适合调制各种面团，搅拌装置选择了双叶片搅拌器，由主电机带动带轮，通过齿轮减速传动给搅拌轴。和面完成后打开步进电机，方便取出面团。本和面机结构简单，用途广泛，大到农村人家打年糕，小到三口之家包饺子。关键词：关键词：绞龙；多功能；和面机IAbstractMixer is the essence of the action of water and flour, mixing is mainly used for ricecake, the wrappers, cakes, puffed food, noodles, wonton skins, such as pasta processing,knead the dough quality directly affect the taste of the pasta.In this design, including theworking principle of mixer, its parts design and the technical requirements for design ofmixer, and the detailed design and 10 kg/mixer, including mixing device, transmissionsystem, feeding system and draw the mixer equipment assembly diagram, parts diagramand component diagram.Design model with double mixing blades, a powder capacity of10 kg, suitable for all kinds of modulation dough.The reference to the design process andT - 66 type horizontal mixer, mainly characterized by mixing system chose double vanestirrer;Mixing system chooses three-phase asynchronous motor speed reducer, with beltwheel and two stage gear transmission;Choose stepper motor speed reducer, doublecylinder system adopts with worm gear and worm drive and gear transmission.Mixer hassimple structure, wide range of USES, big to the somebody else dozen rice cakes in thecountryside, small to a family of three pack dumpling.Key words:heave the dragon;multi-function;dough目目录录摘要.IIAbstract.III目录.V1绪论.11.1本课题的研究目的.11.2我国的和面机市场.11.3本课题应达到的要求.12和面机初步设计.12.1设计准备.12.1.1和面的基本过程.12.1.2和面机各部件设计.12.2家用多功能和面机设计.22.2.1确定和面机容量.22.2.2总方案的设计.32.2.3搅拌装置的设计.42.2.4搅拌轴传动系统的设计.62.2.5取料装置的设计.212.2.6支架的设计.282.2.7家用和面机装配图.283小结.30参考文献.31致谢.32家用多功能和面机11绪论1.1本课题的研究目的和面机的实质作用就是进行水和面粉的搅拌混合，主要用于年糕、饺子皮、蛋糕、膨化食品、面条、馄饨皮等面食的加工，揉面团的好坏直接影响了面食的口感。和面机在实际使用过程中，常常根据需要人为控制，选择不同的搅拌速度、搅拌装置形状，才能让面团的质量得到保证。本课题的任务是设计一台具有多功能的家用和面机，主要适用于加工小面团。1.2我国的和面机市场现如今我国的和面机种类繁多，有大型食品工厂用的，有小型家庭用的。面食自古就是我们中国人比较喜爱的食物。但是揉面不是每个中国人都能掌握的一项技术，所以对于现在的我们吃一口家常面点变的越来越难了。究其原因，大部分人都是被和面这第一步难倒了。我们的家用多功能和面机就应运而生。1.3本课题应达到的要求本课题的任务是设计一台具有多功能的小型和面机，为小规模食品加工带来便利和效益。2和面机初步设计和面机初步设计2.12.1设计准备设计准备2.1.1和面的基本过程和面机调制面团的基本过程是我们先添加一定量的面粉（以和面为例） ，然后加入适量水（根据我们需要的面团用途） ，启动和面机。搅拌轴旋转进行搅拌混合，然后面粉和水分慢慢的混合，直到两者混合均匀，面团圆滑。步进电机反转，翻缸，取出面团，和面完成。2.1.2和面机各部件设计和面机功能介绍：功能多样，用途广泛，可以用来和面、打年糕、打鸡蛋等。家用多功能和面机设计21、搅拌器搅拌器也叫搅拌桨，是和面机最重要的部件。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。本次设计的绞龙既适用和面粉，也可以用于打年糕，以及打鸡蛋等。2、搅拌容器容器多由不锈钢焊接而成。容器的容积由和面机的适用的面团大小决定。为了防止轴承处物料或润滑油泄漏，污染食品，容器与搅拌轴之间必须密封。因为和面机轴的转速普遍低，工作载荷变化又大，密封处间隙变化无常，本设计的密封装置采用了应 J 型无滑架橡胶密封圈。当然也可以采用空气端面密封装置，密封效果更完美。本设计采用机动翻转容器，由电动机，减速器及容器翻转齿轮组成。和面完成后，打开步进电机，通过蜗轮蜗杆、减速器带动与容器固接的齿轮转动，使容器翻转一定的角度，方便使用者取出面团。当搅拌轴搅拌时通过蜗轮蜗杆的自锁原理将其锁死。3、机架小型和面机搅拌轴转速低，工作阻力大，振动不会很剧烈，噪音也不会很大。本设计的机架结构采用焊接结构。4、传动装置本和面机的传动是由电动机，皮带轮，减速器及联轴器等组成。和面机工作转速低，多为 25-35r/min，所以应选用较大的减速比。本设计采用行星轮减速器，其传动效率高，结构紧凑。表 2-1 和面机容量与所配电机额定功率的关系生产力（/次）12255075100主电机（千瓦）1.12.23.04.05.52.2家用多功能和面机设计2.2.1确定和面机容量一般选 5 /次、10 /次、15 /次。设计 10kg/次，和面时间为 10min。家用多功能和面机32.2.2 总方案的设计1、搅拌容器的总体尺寸搅拌时,搅拌容器的装料系数可取 0.5-0.6查有关资料可得我国面粉的吸水系数为 15%一般面粉的密度为 0.5g/ml,和面过程中加 40%的水（以和面为例） ，水的密度为 1g/ml。面粉的质量：10kg水的质量：4kg计算得总体积为：10000/0.5+4000/170000mm3所以取搅拌容器容积为 200000mm3（1）宽度（B）B = 2 ( R+) 式中 R = 搅拌浆半径 R 的大小取决于面团性质及生产 （2.1）= 浆叶与容器的间隙取为 5mm=5 mmB=2（R5）（2） 高度（ H ）H = h +B式中 h=(0.5-1)R取 h=0.5R（2.2）（3）长度（ L ）L = (2-2.5)R（2.3）搅拌容器的体积为 V=329.14R2R2R1.5R/2R2R（2.4）经计算可取 R=25cm取 B=50cmH=66.5cmL=75cm选择本设计的搅拌容器材料为 1Ge18Ni9Ti2、搅拌浆的选择本设计选择的搅拌器,搅拌轴上设置 2 个搅拌叶片， 搅拌叶片是两片对称固定在搅拌轴上的弧形叶片，叶片与搅拌轴旋转 1/4 圆连接，主要适用于加工小型面团。这种搅拌装置适合多种作业，比如和面团，打鸡蛋以及做蛋糕等。搅拌均匀，搅拌效率高。与容器壁间距 1-2cm,选择轴半径为 d=23cm。3、搅拌传动的选择选用三相异步电机，通过带轮、两级齿轮传动，带动搅拌装置旋转。4、卸料形式本设计和面量较小，因此选择电动翻缸的方式。系统副电动机安装在机座上，通过蜗杆、蜗轮、齿轮传动带动筒体传动，和面过程中利用蜗轮蜗杆自锁效应，控制旋转角度。家用多功能和面机设计42.2.3搅拌装置设计1、搅拌容器设计容器壁设计为 3mm，两侧连接轴承支承处设置加强圈，厚度为 2mm，每处两个，采用焊接结构， 选择本设计的搅拌容器材料为 1Ge18Ni9Ti。结构如图 2.1 所示。图 2.1 搅拌容器具体尺寸及参数要求见设计图纸2、搅拌器设计设计搅拌叶片宽度为 50mm，厚度为 4mm，径向旋转角度为 1/4 圆，轴向长度为 450mm。搅拌叶片厚度设计为 10mm,根部宽度为 50mm，顶部宽度为 20mm。为轮毂内径 85mm，外径为 100mm，宽度为 40mm。搅拌叶片、轮毂采用焊接方式连接 ， 材 料选 用 1Ge18Ni9Ti。 结构 简图 如 图 2.2。 具体 参数 见 设计 图 纸。图 2.2 搅拌器结构简图家用多功能和面机53、搅拌装置支座设计材料取为铸铁 HT150，基本结构如图 2.3图 2.3 搅拌装置支座具体尺寸、参数见设计图纸4、其它零件设计材料取为 45 钢，搅拌轴左、右支撑，如图 2.4图 2.4 搅拌轴支撑左、右盖装配关系见装配图家用多功能和面机设计65、搅拌系统部件图图 2.14 搅拌装置部件图2.2.4搅拌轴传动系统的设计1、主电机选择表 2-2 和面机容量与所配电机额定功率的关系生产力（/次）12255075100主电机（千瓦）1.12.23.04.05.5根据表格 2-2 中和面机容量与所配电机额定功率的关系，选用 3kw 的电机，查设计手册选用通用异步电机 Y132s-6 型号，转速 960r/s。2、传动系统中传动链的设计及各传动比的分配设计(1)搅拌浆转速 n=1435 rpm各种面团所需的转速不同现取 n20rpm。(2)电机转速电n= 960rpm同步转速(3)传动链总传动比齿带桨电总iin/ni=48（2.5）(4)传动比分配：皮带传动家用多功能和面机7带i3取带i=3齿轮传动1i齿=2，2i齿=83、皮带传动设计(1)电机功率p=3kw,ak =1.1 ,计算功率cp=ak p=3.3kw（2.6）(2)选择 v 带型号根据cp=3.3kw，n1=960r/min，查图得选用 A 型 v 带(3)求大、小带轮基准直径1dd、2dd 取1dd=100mm 验算带速 v=10006011ndd=5.02（2.7）55.0230,符合要求2dd=带i1dd=300（2.8）由 i=3得 n2=320r/min圆整后得2dd=315mm 求 v 带基准长度 Ld和中心距 a由 0.7（1dd+2dd）0a2（1dd+2dd）取0a=450mm带长0ld=20a+ （1dd+2dd） /2 +（2dd1dd）2/ （40a） =1577.2mm（2.9）由长度系列表查得选用带长dl =1600mm计算实际中心距a=0a+2ll0dd=4500+ （1600-1577.2） /2=461（2.10） 验算小带轮包角（2.11） =1800-（2dd1dd）/a57.30=153.80900家用多功能和面机设计8合适 求 V 带根数 z计算单根 v 带的额定功率rp查表 8-4a,0p=0.97kw查表 8-4b,0p=0.12kw查表 8-5,k=0.93查表 8-2,lk=0.99rp= （0p+0p）klk=1.00kw(2.12)由此可得Z=rcpp=3.3(2.13)取 4 根 材料的选择带轮材料取为铸铁 HT150 ，V 带由复合材料抗拉体，顶胶，底胶和包布做成。 结构小带轮采用实心式结构，如图 2.5 所示。图 2.5 小带轮大带轮采用椭圆轮辐式结构，如图 2.6 所示。家用多功能和面机9图 2.6 大带轮具体结构参数、尺寸见设计图纸4、齿轮传动设计采用两级齿轮传动1i齿=2，2i齿=8(1) 一级齿轮传动设计p=3kw1n=320r/min1i齿=21) 选精度等级、齿轮类型、材料、齿数直齿轮传动一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度材料大齿轮硬度为 240HBS 的 45 钢小齿轮硬度为 280HBS 的 40cr 钢选小齿轮齿数1z =24大齿轮齿数2z =482)32HE11Z132. 2d）（uudkTt（2.14）选载荷系数tk=1.3家用多功能和面机设计10小齿轮传递转矩151105 .95nPT=3203105 .955=8.952410 N mm（2.15）由表 10-7，取d=1由表 10-6，材料弹性影响系数Ez =189.821MPa由图 10-21，按硬度查得7小齿轮接触疲劳强度极限1Hlim=600MPa大齿轮接触疲劳强度极限2Hlim=550MPa应力循环次数h11Ljn60N=1.382910（2.16）2NN12=0.6912910由图 10-19，接触疲劳寿命系数1kHN=0.92kHN=0.95计算接触疲取劳许用应力取失效概率为 1% 安全系数为 s=1sk1lim11HHN=0.9600=540MPa（2.17）sk2lim22HHN0.95550=522.5MPa3) 3241.5522189.82311052.98.3132. 2d）（t=66.01mm圆周速度 v=100060nd11t=1.105m/s（2.18）齿宽 b=td1d=66.01mm（2.19）齿宽与齿高之比hb（2.20）模数11dmztt=2.75（2.21）齿高 h=2.25tm =6.19家用多功能和面机11hb=19. 601.66=10.66载荷系数vk =0.675Hk=Fk=1Ak =1Hk=1.315Fk=1.24k=vkHkFkAkHkFk=0.8870（2.22）分度圆直径311ddttkk=58.113mm计算模24113.5811zdm=2.414) 根据齿根弯曲强度计算设计32112mFSaFadYYzkT确定参数小齿轮弯曲强度极限FE1=500MPa大齿轮弯曲强度极限FE2=380MPa弯曲疲劳寿命系数1kFN=0.852kFN=0.88取弯曲疲劳安全系数 s=1.4弯曲许用应力 MPaSFE57.3034 . 150085. 0k1FN11F（2.23） MPaSFE86.2384 . 138088. 0k2FN22F k=AkvkFkFk=10.67511.24=0.837齿形系数1FaY=2.652FaY=2.33应力校正系数1SaY=1.582SaY=1.69计算比较 111FaYFSaY=0.01379222FaYFSaY=0.1649大齿轮值较大家用多功能和面机设计125) 设计计算32112mFSaFadYYzkT=1.625mm（2.24）圆整后为 2.0mm1d =58.113mm1z =md1=292z =229=586) 几何尺寸计算分度圆直径mmmmmm116zd58zd2211中心距 a=87mm齿宽1ddb=58mm取58mmBmm,60B21（2.25）7) 结构设计小齿轮因直径较小，齿根圆到键槽底部的距离 e2m,故采用齿轮轴形势，如图 2.7 所示图 2.7 一级齿轮轴大齿轮采用实心结构，如图 2.8 所示图 2.8 一级大齿轮家用多功能和面机13具体尺寸、参数见设计图纸5、二级齿轮传动设计6使用最大功率 3kw 计算p=3kw2n =160r/min2i齿=81) 选精度等级、齿轮类型、材料、齿数直齿轮传动一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度材料大齿轮硬度为 240HBS 的 45 钢小齿轮硬度为 280HBS 的 40cr 钢选小齿轮齿数1z =20大齿轮齿数2z =1602)32HEd11Z132. 2d）（uukTt选载荷系数tk=1.3小齿轮传递转矩251105 .95nPT=1.79510 N mm由表 10-7，取d=0.5由表 10-6，材料弹性影响系数Ez =189.821MPa由图 10-21，按硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限1Hlim=600MPa大齿轮接触疲劳强度极限2Hlim=550MPa应力循环次数h11Ljn60N=6.9128102NN12=0.864810家用多功能和面机设计14由图 10-19，接触疲劳寿命系数1kHN=0.92kHN=0.93计算接触疲取劳许用应力取失效概率为 1% 安全系数为 s=1sk1lim11HHN=0.9600=540MPask2lim22HHN0.95550=522.5MPa3) 3251.5522189.88911079. 1.3132. 2d）（t=75.5mm圆周速度 v=100060nd21t=0.6322m/s齿宽 b=td1d=75.5mm齿宽与齿高之比hb模数11dmztt=3.775mm齿高 h=2.25tm =8.494mmhb=94.48.575=8.89载荷系数vk =1.02Hk=Fk=1Ak =1Hk=1.425Fk=1.375k=vkHkFkAkHkFk=1.4535分度圆直径311ddttkk=79.83mm计算模11zdm =4mm4) 根据齿根弯曲强度计算设计32112mFSaFadYYzkT家用多功能和面机15确定参数小齿轮弯曲强度极限FE1=500MPa大齿轮弯曲强度极限FE2=380MPa弯曲疲劳寿命系数1kFN=0.852kFN=0.88取弯曲疲劳安全系数 s=1.4弯曲许用应力 MPaSFE57.303k1FN11F MPaSFE86.238k2FN22F k=AkvkFkFk=1.4025齿形系数1FaY=2.82FaY=2.138应力校正系数1SaY=1.552SaY=1.835计算比较 111FaYFSaY=0.01430222FaYFSaY=0.01642大齿轮值较大5) 设计计算32112mFSaFadYYzkT=2.7418mm圆整后为 3.2mm1d =79.83mm1z =md1=252z =825=2006) 分度圆直径mm640zdmm80zd2211mm中心距 a=(80+640)/2=360mm家用多功能和面机设计16齿宽1ddb=158=80mm取80mmBmm,85B217) 结构设计9小齿轮采用实心结构，如图 2.8 所示图 2.8 二级小齿轮大齿轮 400mm2d1000,采用轮辐式结构，如图 2.9 所示图 2.9 二级大齿轮具体结构参数、尺寸见设计图纸6、传动轴设计1) 一级传动轴V 型皮带传动的效率为 0.96，电机功率为 3kw，转速 320r/s，确定轴的最小直径30minnPAd=21mm取最小处直径为 24mm。家用多功能和面机17轴的结构设计，如图 2.10 所示图 2.10 一级传动轴未注倒角为 C1，未注圆角为 R1.5轴材料选用 45 钢按扭矩校核轴的强度3T2 . 0nP9550000d=31MPaT=45MPa, 因此TT,故安全2) 二级传动轴V 型皮带传动的效率为 0.96，齿轮传动效率为 0.97 转速 160r/s，电机功率为 3kw确定轴的最小直径30minnPAd=26mm取最小处直径为 30mm。轴的结构设计，如图 2.11 所示家用多功能和面机设计18图 2.11 二级传动轴未注倒角为 C1.5，未注圆角为 R1.5轴材料选用 45 钢按扭矩校核轴的强度3T2 . 0nP9550000d=30.87MPaT=45MPa, 因此TT,故安全3) 搅拌轴V 型皮带传动的效率为 0.96，齿轮传动效率为 0.97 转速 20r/s，电机功率为3kw确定轴的最小直径，取=0.75340min1）（nPAd=58.3mm取最小处直径为 80mm。轴的结构设计，如图 2.12 所示家用多功能和面机19图 2.12 搅拌轴未注倒角为 C2，未注圆角为 R2轴材料选用 1Cr18Ni9Ti按扭矩校核轴的强度34T2 . 0-1nP9550000d=955000030.960.97/(1600.68360.2303030)=23.1MPaT=35MPa, 因此TT,故安全7、轴承座设计6材料取为铸铁 HT150，基本结构如图 2.13 所示图 2.13 轴承座具体尺寸、参数见设计图纸8、搅拌传动部件图 2.14 所示家用多功能和面机设计20图 2.14 搅拌传动部件图家用多功能和面机212.2.5取料装置设计一级减速采用蜗杆传动二级减速采用齿轮传动，大齿轮与筒体固定在一起。电动机转速为 n1=800r/min取容器转速 n310r/min取1i =322i =2.5则3n=800/2.5/32=10r/min1、电动机的选择选择步进电动机步进电机最大速度一般在 600-1000r/min 之间。取 BF 系列反应式步进电动机型号为 110BF023 相数电压为 80V最大静转距为 80kgf.cm=509.810=7840Nmm负载转距一般为静转距的 30%-50%，取个中间值 40%则负载转距为 78400.4=3136Nmm2、蜗杆传动设计(1)选择蜗杆头数 z1与蜗轮齿数 z2查表得传动比 i 在 14-30 之间时6z1取 229z282取 z1=1由 i= n1/ n2=32= z2/ z1得Z2=32合适(2)求蜗杆、蜗轮直径 d1、d2、取 m=2.5则查表得 d1=28mmq= d1/ m=11.2d2=m z2=80mmD1= d1+ m=30.5mmD2= d2+m=82.5mm蜗杆长度 L（11+0.06 z2）m=57.375mm取为 60mm由表 11-4，设计涡轮宽度 B=25mm,2de=87.5mm(3)蜗杆导程角tg= z1/q=2/10=0.087则=5.5250蜗杆与蜗轮的交错角取为 900蜗轮螺旋角=5.5250(4)传动的中心距a=54mm家用多功能和面机设计22(5)选择蜗轮蜗杆材料蜗杆材料采用 40Cr 淬火到 4555HRC并磨削齿圈用青铜制造蜗轮轮芯材料采用 45 钢，齿圈用青铜制造齿圈和轮芯间采用过盈配合(6)结构设计蜗杆、涡轮直径较小，采用蜗杆轴的结构如图 2.15 所示。图 2.15 蜗杆轴涡轮结构如图 2.16 所示图 2.16 蜗轮轴3、齿轮计算设计家用多功能和面机23联轴器的传动效率取为 0.99， 双头蜗杆传动的机械效率为 0.75-0.82取为 0.80，0P=0.263kw则齿轮传递的功率为：P=0.263kw0.800.99=0.2kwn=25r/si=2.51) 初步确定齿轮几何尺寸及参数模数 m=4mm齿数1z =402z=100分度圆直径：1d =160mm2d=400mm齿宽1B =30mm2B =28mm2) 材料大齿轮硬度为 240HBS 的 45 钢。小齿轮硬度为 280HBS 的 40cr 钢。3) 结构设计齿轮直径较大，设计成腹板式结构，如图 2.17 和 2.18 所示。图 2.17 小齿轮结构图家用多功能和面机设计24图 2.18 大齿轮结构图4) 校核按齿面接触强度校核：32HEd11Z132. 2d）（uukTt选载荷系数tk=1.3小齿轮传递转矩nPT5105 .95=5.74410 N mm取d=11dB=0.1875查得材料弹性影响系数Ez =189.821MPa由材料硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限1Hlim=600MPa大齿轮接触疲劳强度极限2Hlim=550MPa家用多功能和面机25应力循环次数h11Ljn60N=0.2168102NN12=0.108810由图 10-19，接触疲劳寿命系数1kHN=1.032kHN=1.08计算接触疲取劳许用应力取失效概率为 1% 安全系数为 s=1sk1lim11HHN=1.03600=618MPask2lim22HHN=1.08550=594MPa计算3241618189.8.52.531104.75.3132. 2d）（t=49.74mm所设计齿轮1d =160mm 远大于t 1d ，所以合格4、轴的计算设计1) 蜗杆轴设计联轴器传动的效率为 0.99，电机功率为 0.243kw，转速 800r/s，确定轴的最小直径30minnPAd=7.72mm取最小处直径为 16mm。轴的结构设计，如图 2.19 所示家用多功能和面机设计26图 2.19 蜗杆轴轴材料选用 40cr按扭矩校核轴的强度3T2 . 0nP9550000d=3.79MPaT=45MPa, 因此TT,故安全2) 蜗轮轴计算设计联轴器传动的效率为 0.99，蜗杆传动效率为 0.80 电机功率为 0.243kw，转速800r/s，i=32确定轴的最小直径30minnPAd=18.7m取最小处直径为 25mm。轴的结构设计，如图 2.20 所示图 2.20蜗轮轴轴材料选用 45 钢按扭矩校核轴的强度3T2 . 0nP9550000d=25.46MPa家用多功能和面机27T=45MPa, 因此TT,故安全5、其它零件设计蜗杆轴承座设计，材料选用铸铁，结构如图 2.21 所示。图 2.21 蜗杆轴承座具体见设计图纸2) 蜗轮轴承座设计材料选用铸铁，结构如图 2.22图 2.22 蜗轮轴承座3) 其它步进电机座设计，根据电机安装要求确定机座高度及各定位尺寸，材料选用铸铁。各标准件如键、螺栓等见装配图家用多功能和面机设计286、卸料系统部件图图 2.23 卸料传动系统部件图2.2.6支架设计机架采用角钢，底板用 10mm 钢板。尺寸依结构而定，焊接方式连接。结构简图如图 2.24 所示。图 2.24 支架2.2.7绞龙式家用和面机装配图如图 2.25 所示。家用多功能和面机29图 2.25 和面机总装图家用多功能和面机设计303小结本次毕业设计，针对家用多功能和面机的设计要求，详细设计了其搅拌装置、搅拌传动系统、取料传动系统。在整个设计过程中受益良多，大学四年的知识融会贯通，才有了此次设计。也重新深入学习了之前掌握的不太好的课程，完善了大学的知识结构。各课程之间是互相联系，相辅相成的。以前做事不够严谨，本次设计过程中深切体会了严谨的治学态度对于设计者的重要性。家用多功能和面机31参考文献1卢颂峰.机械零件课程设计手册.北京：中央广播电视大学出版社，20012王大康 卢颂峰.机械设计课程设计. 北京工业大学出版社，20003刘混举 机械可靠性设计科学出版社20124濮良贵 纪名刚 机械设计 高等教育出版社 20125余桂英 郭纪林 AutoCAD 2008 基础教程 大连理工大学出版社 20086邵立新 夏素民 孙江宏 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 中文版标准教程清华大学出版社 2007家用多功能和面机设计32致谢本次毕业设计进入尾声了，由于部分课程基础不好，本次设计我遇到了无数的困难，值得庆幸的是都在老师和同学的帮助下一一解决了。我一直认同这句话，别人帮你是你的福分，别人不帮你是别人的本分。所以，谢谢你们，谢谢。最应该感谢的人就是我的指导老师蔡金平老师，由于基础差，自然困难也就多。但他始终不厌其烦对我的疑问一一指导。可以说从开始的确定方案到后面排版，蔡老师真是手把手指点迷津。回忆那段时光，不经有点恍惚，人生有个良师诤友远胜百万雄兵。还有我要感谢在大学里教过我的老师们，是他们把知识倾囊相授，更教会了我像个成年人样去思考，让我从大一的懵懂渐渐变得成熟。虽然本次毕业设计结束了，我们也要毕业了，但是人生才刚刚开始。最后祝福老师们，同学们，朋友们享受人生，享受生活。摘 要 和面机的实质作用就是进行水和面粉的搅拌混合，主要用于年糕、饺子皮、蛋糕、膨化食品、面条、馄饨皮等面食的加工，揉面团的好坏直接影响了面食的口感。本设计中和面机采用双叶片搅拌，和面容量为10kg，适合调制各种面团，搅拌装置选择了双叶片搅拌器，由主电机带动带轮，通过齿轮减速传动给搅拌轴。和面完成后打开步进电机，方便取出面团。本和面机结构简单，用途广泛，大到农村人家打年糕，小到三口之家包饺子。关键词：绞龙；多功能；和面机 AbstractMixer is the essence of the action of water and flour, mixing is mainly used for rice cake, the wrappers, cakes, puffed food, noodles, wonton skins, such as pasta processing, knead the dough quality directly affect the taste of the pasta.In this design, including the working principle of mixer, its parts design and the technical requirements for design of mixer, and the detailed design and 10 kg/mixer, including mixing device, transmission system, feeding system and draw the mixer equipment assembly diagram, parts diagram and component diagram.Design model with double mixing blades, a powder capacity of 10 kg, suitable for all kinds of modulation dough.The reference to the design process and T - 66 type horizontal mixer, mainly characterized by mixing system chose double vane stirrer;Mixing system chooses three-phase asynchronous motor speed reducer, with belt wheel and two stage gear transmission;Choose stepper motor speed reducer, double cylinder system adopts with worm gear and worm drive and gear transmission.Mixer has simple structure, wide range of USES, big to the somebody else dozen rice cakes in the countryside, small to a family of three pack dumpling.Key words: heave the dragon;multi-function;doughII目 录摘 要IIAbstractIII目 录V1 绪论11.1 本课题的研究目的11.2 我国的和面机市场11.3 本课题应达到的要求12 和面机初步设计12.1 设计准备12.1.1 和面的基本过程12.1.2 和面机各部件设计12.2 家用多功能和面机设计22.2.1 确定和面机容量22.2.2 总方案的设计32.2.3 搅拌装置的设计42.2.4 搅拌轴传动系统的设计62.2.5 取料装置的设计212.2.6 支架的设计282.2.7 家用和面机装配图283 小结30参考文献31致谢32家用多功能和面机1 绪论1.1 本课题的研究目的和面机的实质作用就是进行水和面粉的搅拌混合，主要用于年糕、饺子皮、蛋糕、膨化食品、面条、馄饨皮等面食的加工，揉面团的好坏直接影响了面食的口感。和面机在实际使用过程中，常常根据需要人为控制，选择不同的搅拌速度、搅拌装置形状，才能让面团的质量得到保证。本课题的任务是设计一台具有多功能的家用和面机，主要适用于加工小面团。1.2 我国的和面机市场现如今我国的和面机种类繁多，有大型食品工厂用的，有小型家庭用的。面食自古就是我们中国人比较喜爱的食物。但是揉面不是每个中国人都能掌握的一项技术，所以对于现在的我们吃一口家常面点变的越来越难了。究其原因，大部分人都是被和面这第一步难倒了。我们的家用多功能和面机就应运而生。1.3 本课题应达到的要求 本课题的任务是设计一台具有多功能的小型和面机，为小规模食品加工带来便利和效益。2 和面机初步设计2.1 设计准备2.1.1 和面的基本过程和面机调制面团的基本过程是我们先添加一定量的面粉（以和面为例），然后加入适量水（根据我们需要的面团用途），启动和面机。搅拌轴旋转进行搅拌混合，然后面粉和水分慢慢的混合，直到两者混合均匀，面团圆滑。步进电机反转，翻缸，取出面团，和面完成。2.1.2 和面机各部件设计 和面机功能介绍：功能多样，用途广泛，可以用来和面、打年糕、打鸡蛋等。1、搅拌器 搅拌器也叫搅拌桨，是和面机最重要的部件。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。本次设计的绞龙既适用和面粉，也可以用于打年糕，以及打鸡蛋等。2、搅拌容器容器多由不锈钢焊接而成。容器的容积由和面机的适用的面团大小决定。为了防止轴承处物料或润滑油泄漏，污染食品，容器与搅拌轴之间必须密封。因为和面机轴的转速普遍低，工作载荷变化又大，密封处间隙变化无常，本设计的密封装置采用了应J型无滑架橡胶密封圈。当然也可以采用空气端面密封装置，密封效果更完美。本设计采用机动翻转容器，由电动机，减速器及容器翻转齿轮组成。和面完成后，打开步进电机，通过蜗轮蜗杆、减速器带动与容器固接的齿轮转动，使容器翻转一定的角度，方便使用者取出面团。当搅拌轴搅拌时通过蜗轮蜗杆的自锁原理将其锁死。3、机架小型和面机搅拌轴转速低，工作阻力大，振动不会很剧烈，噪音也不会很大。本设计的机架结构采用焊接结构。4、传动装置本和面机的传动是由电动机，皮带轮，减速器及联轴器等组成。和面机工作转速低，多为25-35r/min，所以应选用较大的减速比。本设计采用行星轮减速器，其传动效率高，结构紧凑。表2-1 和面机容量与所配电机额定功率的关系生产力（/次）12255075100主电机 （千瓦）1.12.23.04.05.52.2 家用多功能和面机设计2.2.1 确定和面机容量一般选5/次、10/次、15/次。设计10kg/次，和面时间为10min。2.2.2 总方案的设计1、搅拌容器的总体尺寸搅拌时,搅拌容器的装料系数可取0.5-0.6查有关资料可得我国面粉的吸水系数为15%一般面粉的密度为0.5g/ml, 和面过程中加40%的水（以和面为例），水的密度为1g/ml。面粉的质量：10kg 水的质量：4kg计算得总体积为：10000/0.5+4000/170000mm3所以取搅拌容器容积为200000mm3（1）宽度（B） B = 2 ( R+) 式中 R = 搅拌浆半径 R的大小取决于面团性质及生产（2.1） = 浆叶与容器的间隙 取为5mm =5 mm B=2（R5）（2） 高度（ H ）H = h +B 式中 h=(0.5-1)R 取h=0.5R （2.2） （3）长度（ L ） L = (2-2.5)R （2.3） 搅拌容器的体积为V= （2.4） 经计算可取R=25cm 取 B=50cm H=66.5cm L=75cm 选择本设计的搅拌容器材料为1Ge18Ni9Ti 2、搅拌浆的选择本设计选择的搅拌器,搅拌轴上设置2个搅拌叶片，搅拌叶片是两片对称固定在搅拌轴上的弧形叶片，叶片与搅拌轴旋转1/4圆连接，主要适用于加工小型面团。这种搅拌装置适合多种作业，比如和面团，打鸡蛋以及做蛋糕等。搅拌均匀，搅拌效率高。与容器壁间距1-2cm,选择轴半径为d=23cm。 3、搅拌传动的选择 选用三相异步电机，通过带轮、两级齿轮传动，带动搅拌装置旋转。 4、卸料形式本设计和面量较小，因此选择电动翻缸的方式。系统副电动机安装在机座上，通过蜗杆、蜗轮、齿轮传动带动筒体传动，和面过程中利用蜗轮蜗杆自锁效应，控制旋转角度。2.2.3 搅拌装置设计1、搅拌容器设计容器壁设计为3mm，两侧连接轴承支承处设置加强圈，厚度为2mm，每处两个，采用焊接结构，选择本设计的搅拌容器材料为1Ge18Ni9Ti。结构如图2.1所示。图2.1搅拌容器具体尺寸及参数要求见设计图纸2、搅拌器设计设计搅拌叶片宽度为50mm，厚度为4mm，径向旋转角度为1/4圆，轴向长度为450mm。搅拌叶片厚度设计为10mm,根部宽度为50mm，顶部宽度为20mm。为轮毂内径85mm，外径为100mm，宽度为40mm。搅拌叶片、轮毂采用焊接方式连接，材料选用1Ge18Ni9Ti。结构简图如图2.2。具体参数见设计图纸。 图2.2 搅拌器结构简图3、搅拌装置支座设计材料取为铸铁HT150，基本结构如图2.3图2.3搅拌装置支座具体尺寸、参数见设计图纸4、其它零件设计材料取为45钢，搅拌轴左、右支撑，如图2.4图2.4搅拌轴支撑左、右盖装配关系见装配图5、 搅拌系统部件图图2.14搅拌装置部件图2.2.4 搅拌轴传动系统的设计1、主电机选择表2-2 和面机容量与所配电机额定功率的关系生产力（/次）12255075100主电机 （千瓦）1.12.23.04.05.5根据表格2-2中和面机容量与所配电机额定功率的关系，选用3kw的电机，查设计手册选用通用异步电机Y132s-6型号，转速960r/s。2、传动系统中传动链的设计及各传动比的分配设计 (1)搅拌浆转速 n=1435 rpm 各种面团所需的转速不同 现取n20rpm。(2)电机转速 = 960rpm 同步转速 (3)传动链总传动比 =48 （2.5） (4)传动比分配：皮带传动 3 取=3 齿轮传动 =2，=8 3、皮带传动设计 (1)电机功率p=3kw, =1.1 ,计算功率=p=3.3kw （2.6）(2)选择v带型号 根据=3.3kw，n1=960r/min，查图得选用A型v带(3)求大、小带轮基准直径、 取=100mm 验算带速v=5.02 （2.7） 55.0230,符合要求 =300 （2.8） 由i=3 得n2 =320r/min 圆整后得=315mm 求v带基准长度Ld和中心距a 由0.7（+ ）2（+ ） 取=450mm 带长=2+（+ ）/2 + （）2/（4）=1577.2mm （2.9） 由长度系列表查得选用带长=1600mm 计算实际中心距 a=+=4500+（1600-1577.2）/2=461 （2.10） 验算小带轮包角 （2.11） =1800-（）/a57.30 =153.80900 合适 求V带根数z 计算单根v带的额定功率 查表8-4a,=0.97kw 查表8-4b,=0.12kw 查表8-5,=0.93 查表8-2,=0.99 =（+）=1.00kw (2.12) 由此可得 Z=3.3 (2.13) 取4根 材料的选择 带轮材料取为铸铁HT150 ，V带由复合材料抗拉体，顶胶，底胶和包布做成。 结构 小带轮采用实心式结构，如图2.5所示。图2.5小带轮 大带轮采用椭圆轮辐式结构，如图2.6所示。图2.6 大带轮 具体结构参数、尺寸见设计图纸4、齿轮传动设计 采用两级齿轮传动 =2，=8(1) 一级齿轮传动设计 p=3kw =320r/min =21) 选精度等级、齿轮类型、材料、齿数 直齿轮传动 一般工作机器，速度不高，故选用7级精度材料 大齿轮硬度为240HBS的45钢 小齿轮硬度为280HBS的40cr钢选小齿轮齿数=24 大齿轮齿数=48 2) （2.14）选载荷系数=1.3小齿轮传递转矩 =8.952N （2.15）由表10-7，取=1 由表10-6，材料弹性影响系数=189.8 由图10-21，按硬度查得7 小齿轮接触疲劳强度极限=600MPa 大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa应力循环次数 =1.382 （2.16） =0.6912由图10-19，接触疲劳寿命系数 =0.9 =0.95计算接触疲取劳许用应力 取失效概率为1% 安全系数为s=1 =0.9600=540MPa （2.17） 0.95550=522.5MPa 3) =66.01mm圆周速度v=1.105m/s （2.18）齿宽b=66.01mm （2.19）齿宽与齿高之比 （2.20） 模数=2.75 （2.21） 齿高h=2.25=6.19 =10.66载荷系数 =0.675 =1 =1 =1.315 =1.24 k=0.8870 （2.22）分度圆直径=58.113mm计算模 =2.414) 根据齿根弯曲强度计算设计 确定参数 小齿轮弯曲强度极限=500MPa 大齿轮弯曲强度极限=380MPa 弯曲疲劳寿命系数=0.85 =0.88 取弯曲疲劳安全系数s=1.4 弯曲许用应力 （2.23） k=10.67511.24=0.837 齿形系数 =2.65 =2.33 应力校正系数 =1.58 =1.69计算比较 =0.01379 =0.1649 大齿轮值较大5) 设计计算 =1.625mm （2.24） 圆整后为2.0mm =58.113mm =29 =229=586) 几何尺寸计算 分度圆直径 中心距a=87mm 齿宽 =58mm 取 （2.25）7) 结构设计 小齿轮因直径较小，齿根圆到键槽底部的距离e2m,故采用齿轮轴形势，如图2.7所示图2.7 一级齿轮轴 大齿轮采用实心结构，如图2.8所示图2.8一级大齿轮 具体尺寸、参数见设计图纸 5、二级齿轮传动设计6 使用最大功率3kw计算 p=3kw =160r/min =8 1) 选精度等级、齿轮类型、材料、齿数直齿轮传动一般工作机器，速度不高，故选用7级精度材料 大齿轮硬度为240HBS的45钢 小齿轮硬度为280HBS的40cr钢选小齿轮齿数=20 大齿轮齿数=1602) 选载荷系数=1.3小齿轮传递转矩 =1.79N由表10-7，取=0.5由表10-6，材料弹性影响系数=189.8由图10-21，按硬度查得 小齿轮接触疲劳强度极限=600MPa 大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa应力循环次数 =6.912 =0.864由图10-19，接触疲劳寿命系数 =0.9 =0.93计算接触疲取劳许用应力 取失效概率为1% 安全系数为s=1 =0.9600=540MPa 0.95550=522.5MPa3) =75.5mm 圆周速度v=0.6322m/s齿宽b=75.5mm齿宽与齿高之比 模数=3.775mm 齿高h=2.25=8.494mm =8.89载荷系数 =1.02 =1 =1 =1.425 =1.375 k=1.4535分度圆直径=79.83mm计算模 =4mm4) 根据齿根弯曲强度计算设计 确定参数小齿轮弯曲强度极限=500MPa 大齿轮弯曲强度极限=380MPa弯曲疲劳寿命系数=0.85 =0.88取弯曲疲劳安全系数s=1.4 弯曲许用应力 k=1.4025齿形系数 =2.8 =2.138 应力校正系数 =1.55 =1.835计算比较 =0.01430 =0.01642 大齿轮值较大5) 设计计算 =2.7418mm 圆整后为3.2mm =79.83mm =25 =825=2006) 分度圆直径 中心距a=(80+640)/2=360mm 齿宽 =158=80mm 取 7) 结构设计9 小齿轮采用实心结构，如图2.8所示图2.8二级小齿轮 大齿轮400mm1000,采用轮辐式结构，如图2.9所示图2.9 二级大齿轮 具体结构参数、尺寸见设计图纸 6、传动轴设计1) 一级传动轴 V型皮带传动的效率为0.96，电机功率为3kw，转速320r/s， 确定轴的最小直径 =21mm 取最小处直径为24mm。 轴的结构设计，如图2.10所示图2.10 一级传动轴 未注倒角为C1，未注圆角为R1.5轴材料选用45钢按扭矩校核轴的强度=31MPa=45MPa, 因此,故安全2) 二级传动轴 V型皮带传动的效率为0.96，齿轮传动效率为0.97转速160r/s，电机功率为3kw 确定轴的最小直径 =26mm 取最小处直径为30mm。 轴的结构设计，如图2.11所示图2.11 二级传动轴 未注倒角为C1.5，未注圆角为R1.5 轴材料选用45钢 按扭矩校核轴的强度=30.87MPa=45MPa, 因此,故安全3) 搅拌轴 V型皮带传动的效率为0.96，齿轮传动效率为0.97转速20r/s，电机功率为3kw 确定轴的最小直径，取=0.75 =58.3mm 取最小处直径为80mm。 轴的结构设计，如图2.12所示图2.12 搅拌轴未注倒角为C2，未注圆角为R2轴材料选用1Cr18Ni9Ti按扭矩校核轴的强度=955000030.960.97/(1600.68360.2303030)=23.1MPa=35MPa, 因此,故安全7、轴承座设计6 材料取为铸铁HT150，基本结构如图2.13所示图2.13 轴承座具体尺寸、参数见设计图纸8、搅拌传动部件图2.14所示图2.14 搅拌传动部件图2.2.5 取料装置设计一级减速采用蜗杆传动二级减速采用齿轮传动，大齿轮与筒体固定在一起。电动机转速为n1=800r/min 取容器转速n310r/min 取=32 =2.5 则=800/2.5/32=10r/min1、电动机的选择 选择步进电动机 步进电机最大速度一般在600-1000r/min之间。 取BF系列反应式步进电动机 型号为110BF02 3相数 电压为80V 最大静转距为80kgf.cm=509.810=7840Nmm 负载转距一般为静转距的30%-50%，取个中间值40% 则负载转距为78400.4=3136Nmm2、蜗杆传动设计(1)选择蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2 查表得传动比i在14-30之间时6 z1取2 29z282 取z1=1 由i= n1/ n2=32= z2/ z1 得 Z2 =32 合适 (2)求蜗杆、蜗轮直径d1 、d2、 取m=2.5 则查表得d1=28mm q= d1/ m=11.2 d2=m z2=80mm D1= d1+