机械毕业设计（论文）-绞龙式和面机设计【全套图纸】.doc

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 绞龙式和面机设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授） （职称： ）2013年5月25日XXXVI无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书全套图纸，加153893706本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 绞龙式和面机设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械95 学 号： 0923223 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信 机系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目绞龙式和面机设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 和面机的作用是进行各种性质不同面团的调制，即将各种原、辅料加水搅拌，调制成既符合质量要求，又适台机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、面条、饺子等食品的加工，其混合好的面团质量直接影响到食品的品质。和面机在实际使用过程中，常常根据需要控制面团的大小，选择不同的搅拌机构，才能保证面团的质量。现有市场上销售、使用的和面机搅拌机构为浆叶式或叶片式，其具有和面时间长、搅拌不充分、面团清理困难等缺点。本课题的任务是设计一台具有新型搅拌装置的和面机，目的在于设计一种结构简单、使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置，主要适用于加工小颗粒面团。 本课题的设计，有助于学生能掌握和运用专业知识，锻炼工程设计能力。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：I 查阅和整理资料，包括一篇与课题相关或相近的外文资料并进行翻译； 确定课题的总体设计方案，进行开题报告； 进行相关参数的选择、计算和校核； 对绞龙式和面机进行详细的结构设计，绘制总装图、主要部件图和典型零件图； 对整个设计过程作出总结，撰写设计说明书。 四、接受任务学生： 机械95 班 姓名 五、开始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长签名 系主任 签名 2012年11月12日15摘 要 和面机的作用是进行各种性质不同面团的调制，即将各种原、辅料加水搅拌，调制成既符合质量要求，又适台机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、面条、饺子等食品的加工，其混合好的面团质量直接影响到食品的品质。设计对和面机，包括和面机的工作原理、分类、各类结构组成、操作要求和方法、常见故障和排除方法、和面机的维护和保养、以及和面机的技术要求进行了概述，并详细设计了50kg/次和面机，包括搅拌装置、搅拌传动系统、卸料传动系统并画出了和面机设备总装图，部分重点零件图及部件图。设计机型采用双绞龙卧式和面机，一次调粉容量为50kg，适合调制各种面团。其设计过程参照了T-66型卧式和面机，主要特点是搅拌系统选择了绞龙式搅拌器；搅拌系统减速装置选用三相异步电机，采用带轮和两级齿轮传动；翻缸系统减速装置选用步进电机，采用用蜗轮蜗杆传动及齿轮传动。和面机结构简单紧凑，操作简单，维护方便，和面效率较高。关键词：绞龙；翻转卸料；和面机 AbstractDough kneaders function is carrying on the modulation of each pasta with different nature , filling various primaries with water, making since of quality request and suitable machine work taking shape. It mainly used for the transform of bread, biscuit, pastry and Peng loose provisionses, such as provisions, noodles and dumpling.etc. The quality of maxed dough directly effects the character of provisions. The design aim at dough kneader, Including the operate priniple, sort, each kind of structure of the including, dough kneader composition, operation request, the maintenance and upkeep, the familiar fault and removal method, the support and maintain of dough kneader, The technique requests of dough kneader. Detailed design dough kneader of 50 kgs/time, including mix device, mix drive system, unloading drive system and drawing out the total assembling drawing, some important parts and part assembling drawing. In the design, dough kneader uses double twist, adjust powder capacity to 50 kgs at a time, suitable to make various pasta. Its design process according to type T-66 lay type and surfaced machine. the main features is to mix blend system to select double the lay Long Shis stirrer. Turn over an urn of system reduction gear choice stepping dynamo, using worm gear worm drive and gear drive. Dough kneader structure simple tightly packed, operate in brief, support convenience, is as higher as surface efficiency.Key words: dragon; the rollover unloads to anticipate; dough kneader目 录摘 要IIIAbstractIV目 录V1 绪论11.1 本课题的研究内容和意义11.2 国内外的发展概况11.3 本课题应达到的要求12 绞龙式和面机设计22.1 设计参考22.1.1 和面机调制基本过程22.1.2 和面机分类22.1.3 和面机的主要零部件42.2 绞龙卧式和面机设计72.2.1 选择和面机容量，以每次调和面粉的重量为准72.2.2 总体方案设计72.2.3 搅拌装置设计92.2.4 搅拌传动系统设计122.2.5 翻缸装置设计252.2.6 其它装置设计322.2.7 绞龙式和面机装配图323 和面机操作及故障分析343.1 和面操作要求343.2 和面操作方法343.3 和面机常见故障及排除方法354 和面机的维护和保养364.1 机器设备保养的意义364.2 机器设备保养等级的划分365 和面机的技术要求385.1 一般技术要求385.2 工作条件385.3 使用性能385.4 主要零部件质量要求385.5 装配要求395.6 整机性能395.7 电动机功率与耗电量395.8 电气395.9 外观要求396 结论与展望416.1 结论416.2 不足之处及未来展望41致谢42参考文献43绞龙式和面机设计1 绪论1.1 本课题的研究内容和意义和面机的作用是进行各种性质不同面团的调制，即将各种原、辅料加水搅拌，调制成既符合质量要求，又适台机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、面条、饺子等食品的加工，其混合好的面团质量直接影响到食品的品质。和面机在实际使用过程中，常常根据需要控制面团的大小，选择不同的搅拌机构，才能保证面团的质量。现有市场上销售、使用的和面机搅拌机构为浆叶式或叶片式，其具有和面时间长、搅拌不充分、面团清理困难等缺点。本课题的任务是设计一台具有新型搅拌装置的和面机，目的在于设计一种结构简单、使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置，主要适用于加工小颗粒面团。1.2 国内外的发展概况中国是世界上最大的面制品生产国，而和面机是其生产加工的重要设备其性能的好坏、结构的正误。将直接影响食品的营养、感官等质量指标，进而影响着企业的经济效益和社会效益。随着中国综合实力的跃升，消费者对食品的质量前所未有的关注，这也就对和面机市场形成一种倒逼驱动力，只有不断研发出更好的和面机，才能立足于市场。中国是人口大国，而食品质量与每人切身利益相关，食品机械的发展可以降低生产成本，提高产品质量，进而改善人民生活水平，在庞大的人口基数基础上，其所具有的现实意义很大。食品机械行业是一个市场化程度比较高的行业，自改革开放以来，各国凭借先进的科学技术，较强的研发实力，不断扩大市场，对中国本土行业造成一定冲击。我们应更加重视研发、创新，以期增强国际竞争力。中国和面设备几十年来有长足的发展，其技术含量、自动化程度不断提高。不过与国际上相比，差距还很明显，现阶段，中国主流设备仅相当于发达国家90年代的设备。相比而言，生产效率低，能耗高，稳定性和可靠性差，产品造型落后，外观粗糙，基础件和配套件寿命低，国产的气动件和电器元件质量差。因此中国在这方面发展空间还很多。现有市场上销售、使用的和面机搅拌机构为浆叶式或叶片式，其具有和面时间长、搅拌不充分、面团清理困难等缺点。因此虽有大量和面机充滞于市场，却不能很好的满足客户需求。1.3 本课题应达到的要求本课题的任务是设计一台具有新型搅拌装置的和面机，目的在于设计一种结构简单、使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置设计一台具有新型搅拌装置的和面机，结构简单、使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置，主要适用于加工小颗粒面团。该设备能弥补市场空缺，为小规模食品加工带来便利和效益，有较好应用前景。2 绞龙式和面机设计2.1 设计参考2.1.1 和面机调制基本过程和面机调制面团的基本过程由搅拌桨的运动来决定。水，面粉及其它辅料倒入搅拌容器内，开动电动机使搅拌桨转动，面粉颗粒在桨的搅动下均匀地与水结合，首先形成胶体状态的不规则小团粒，进而小团粒相互黏合，逐渐形成一些零散的大团块。随着桨叶的不断推动，团块扩展揉捏成整体面团。由于搅拌桨对面团连续进行的剪切，折叠，压延，拉伸及揉合等一系列作用，结果调制出表面光滑，具有一定弹性，韧性及延伸性的理想面团。若再继续搅拌，面团便会塑性增强，弹性降低，成为粘稠物料。2.1.2 和面机分类和面机有卧式与立式两种结构，也可以分为单轴，多轴或间歇式，连续式。 1、卧式和面机卧式和面机的搅拌容器轴线与搅拌容器回转轴都处于水平位置；其结构简单，造价低廉，卸料、清洗、维修方便，可与其它设备完成连续性生产，但占地面积较大。这类机器生产能力（一次调粉容量）范围较大，通常在25-400kg/次左右。它是国内大量生产和各食品厂应用最广泛的一种和面设备。图2.1是国内定型生产的T-66型卧式和面机的结构简图。 图2.1 T-66型卧式和面机和面机工作时，电动机1通过三角皮带2带动蜗杆3，经蜗轮蜗杆减速机构，使搅拌桨4转动。桨轴上有6个直桨叶，用以调和面团。和面结束后，开动电动机8，经三角皮带7带动蜗杆6，通过蜗轮蜗杆减速机构，使和面容器在一定范围内翻转，将和好的面团很方便地卸除。T-66型卧式和面机采用蜗轮蜗杆减速机构直接传动，速比大，噪音小，结构简单，便于操作。起面和倒面团均采用电控制开关自动进行，减轻了操作工人地劳动强度1。T-66型卧式和面机调和容器容量约为100kg。它的搅拌轴上装有6个与轴垂直的桨叶，和面容器内壁上安有两个固定叶片，可以调制各种弹塑性不同的面团。主轴转速30r/min。根据工艺要求，搅拌桨可以更换。如换上形或Z形搅拌桨，则更有利于将面团调和均匀。图2.2是WT-7型和面机结构简图 图2.2 WT-7型卧式和面机WT-7型和面机是在T-66型和面机的基础上加以改进而成，起结构如图3.2所示。该机主轴上安装了4个桨叶，按圆周等分安装在主轴上，在侧壁上装有3把固定不动的横切刀，当主轴进行回转时，桨叶和横切刀便对物料产生压缩，剪切，捏合与对流混合等作用，物料在上述4种作用的协同作用下，很块便能混合均匀1。该机有两台电动机。主电机与摆线减速器联成整体安装在机座内，带动主轴及其桨叶回转。副电动机也安装在机座内，它通过皮带轮，蜗杆，蜗轮带动筒体产生回转运动，使其在限位范围内进行倒缸出料和复位。本次所做和面机设计主要参照以上两种设备其它参考图2.3。 图2.3 和面机其他参考图例2、立式和面机立式和面机的搅拌容器轴线沿垂直方向布置，搅拌容器垂直或倾斜安装。结构型式与立式打蛋机相似，只是传动装置较简单。有些设备搅拌容器作回转运动，并设置了翻转或移动卸料装置。立式和面机结构简单，制造成本不高。但占空间较大，卸料，清洗不如卧式和面机方便。直立轴封如长期工作会使润滑剂泄漏，造成食品污染。图3.4是国内生产的TL-63型立式和面机的结构图 图2.4 TL-63型立式和面机TL-63型立式和面机为双桨式,搅拌速度为34r/min，双桨升降速度为415mm/min。搅拌容器容量为100-150kg8。2.1.3 和面机的主要零部件 1、搅拌器 搅拌器也称作搅拌桨，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。 单轴式和面机结构简单，紧凑，操作维修方便，是我国面食加工中普遍使用的机型。这种和面机只有一个搅拌桨，每次和面搅拌时间长，生产效率低。由于它对面团的拉伸作用较小，如果投料少或操作不当，则容易出现抱轴现象，使操作发生困难。因此单轴式和面机只适于揉制酥性面团，不适合调制韧性面团。双轴式和面机具有卧式和面机的优点。它有两组相对反向旋转的搅拌桨，且两个搅拌桨相对独立，转速也可不同，相当于两台单轴式和面机共同工作。运转时，两桨叶时而相互靠近，时而又加大距离，可加速均匀搅拌。双轴和面机对面团的压捏程度较低，拉伸作用强，适合揉制韧性面团。缺点是造价高于卧式和面机，起面较困难，需附加相应的装置，如果手工起面则劳动强度大。单轴卧式和面机搅拌容器的结构形状有多种类型，对应于不同调制物料特性及工艺要求。（1） 形和Z型搅拌桨 这两种结构如图2.5。图2.5 形和Z型搅拌桨其中形应用广泛，有很好的调制作用，卸料和清洗都很方便。Z形搅拌桨调和能力比形低，但可以产生更高的压缩剪力，多用在细颗粒与粘滞物料的搅拌中。（2） 桨叶式搅拌器 如图2.6所示。图2.6 桨叶式搅拌桨桨叶搅拌对物料的剪切作用很强，拉伸作用弱。搅拌轴装在容器中心，近轴处物料运动速度低，容易出现抱轴现象，但其制造成本低。（3） 滚笼式搅拌器 如图2.7所示。图2.7 滚笼式搅拌器它主要由连接板，4-6个直辊及搅拌轴组成。直辊分为加有活动套管与不加套两种。这种搅拌器对物料的机械作用弱，对物料的破坏小，制造方便，但操作时间长。（4） 其它类型搅拌器 如图2.8所示。图2.8 其他类型搅拌器2、搅拌容器卧式和面机的搅拌容器（也称搅拌槽）的典型结构见图2.9。图2.9 搅拌容器容器多由不锈钢焊接而成。容器的容积由一次调和物料的重量决定，分为25kg，50kg，75kg，100kg，200kg，400kg等系列。和面操作时，面团形成质量的好坏与温度有着很大的关系，而不同性质的面团又对温度又不同的要求。高功效和面机通常采用带夹套的换热式搅拌容器。为降低设备成本，使用普通单层容器，可通过降低物料调和前的温度来达到加工工艺的要求。为防止工作时物料或润滑油从轴承处泄漏污染食品，容器与搅拌轴之间的密封要好。轴转速低，工作载荷变化大，轴封处间隙变化频繁，因此密封装置应J型无滑架橡胶密封圈等大变形弹性元件。新型卧式和面机有的采用了空气端面密封装置，密封效果很好。搅拌容器的翻转分为机动和手动两种2。机动翻转容器机构由电动机，减速器及容器翻转齿轮组成。和面操作结束后，开动电动机，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。这种机构操作方便，操作工人劳动强度低，但结构复杂，整个设备成本高，适宜在大型和面机或高效和面机上使用。手动翻转容器机构由机械翻转和人力翻转两种。机械翻转使在容器及机架上装有一套蜗轮蜗杆机构（或使一对齿轮），操作时手摇蜗杆（或小齿轮）带动固接在容器上的蜗轮（或不完整的大齿轮），使容器翻转。定位销限制翻转的极限位置。这种机械结构简单，设备成本低，但操作劳动强度大。适用于小型和面机或简易型和面机。立式和面机的搅拌容器有可移动式和固定式两种。可移动式容器下面有小轮子，调和结束后可将容器推走。固定式的搅拌轴可上下移动。操作结束后将搅拌轴上升，移开可绕机架立柱左右转动的容器。3、机架小型和面机转速低，工作阻力大，产生的振动及噪音都较小，因此不用固定的基础。机架结构有的采用整体铸造，有的采用型材焊接框架结构，还有底座铸造而上部用型材焊接的。4、传动装置和面机的传动装置有电动机，减速器及联轴器等组成，也有的用皮带轮。和面机工作转速低，多为25-35r/min，故要求大的减速比，常用蜗轮蜗杆减速器或行星轮减速器（行星减速电机）。蜗轮蜗杆减速器传动效率低，磨损大，但成本低。行星减速器传动效率高，结构紧凑，但成本高。新产品和面机在逐步用行星减速器来代替蜗轮蜗杆减速器。和面机根据工艺操作要求，往往需两种转速。可通过简易变速机构来实现。和面机中电动机的功率计算还没有成熟的公式可依，通常式利用试验数据来类比，同时也有一些规定。比如商业部关于调粉机（和面机）的标准规定：（1）调粉机的空载功率不得超过额定功率的25%。（2）调粉机每调制25kg面粉的耗电量不允许大于0.2kw.h。和面机容量与所配电机额定功率的经验数据见表2-1。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 绞龙卧式和面机设计2.2.1 选择和面机容量，以每次调和面粉的重量为准一般选12/次、25/次、50/次、75/次、100/次、150/次、200/次、250/次、400/次中的一种4。设计50kg/次，每班为8小时，和面时间为10min，效率 300kg/h。2.2.2 总体方案设计1、搅拌容器的总体尺寸参照图2.10计算。图2.10 搅拌容器图物料反应平稳时,搅拌容器的装料系数可取0.5-0.6面粉的吸水系数为14%面粉的密度为0.52g/ml, 和面过程中加40%的水，水的密度为1g/ml。面粉的质量：50kg 水的质量：20kg计算得总体积为：50000/0.52+20000/1116154mm3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能力（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 搅拌容器材料取为1Cr18Ni9Ti 2、搅拌浆形式取绞龙式搅拌器,其特征在于：绞龙轴上设置绞龙臂，绞龙是两片镜像固连于绞龙臂上的弧形刮板，绞龙与搅拌轴径向旋转90连接，主要适用于加工小颗粒面团。和面效率高，效果好，易维护3。绞龙与容器壁间距1-2cm,取绞龙直径d=46cm。 3、搅拌传动形式 选用三相异步电机，通过带轮、两级齿轮传动，带动搅拌器旋转。 4、卸料形式卸料方式主要有底部卸料和翻缸卸料，该设计和面量较小，适合采用电动翻缸卸料。系统副电动机安装在机座上，通过蜗杆、蜗轮、齿轮传动带动筒体产生回转运动，使其在限位范围内进行倒缸出料和复位。系统利用蜗轮蜗杆自锁效应，能有效控制和面容器的翻转角度。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，材料选用1Ge18Ni9Ti。结构如图2.10所示。图2.10 搅拌容器具体尺寸及参数要求见设计图纸2、搅拌器设计设计绞龙式刮板宽度为50mm，厚度为4mm，径向旋转角度为90度，轴向长度为450mm。绞龙臂厚度设计为10mm,根部宽度为50mm，顶部宽度为20mm。为轮毂内径85mm，外径为105mm，宽度为40mm。刮板、绞龙臂、轮毂采用焊接方式连接，材料选用1Ge18Ni9Ti9。结构简图如图2.11。具体参数见设计图纸。图2.11 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2.12图2.12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2.13图2.13 搅拌轴支撑左、右盖其它如轴套、键、螺钉、螺栓等见装配图5、 搅拌系统部件图图2.14搅拌装置部件图2.2.4 搅拌传动系统设计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/s6。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 水面团的转速低些，酥性面团的转速高些。现取n浆20rpm。(2)电机转速 = 960rpm (同步转速) 四级电机 (3)传动链总传动比 =48 （2.5） (4)传动比分配：高速级：采用皮带传动（减速） 3 取=3 低速级：采用齿轮传动 =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 =3100=300 （2.8） 由i=3 得n2 =960/3=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） （2.9） =2450+（100+315）/2 +（315100）2/（4450） =1577.2mm 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 =1800-（315100）/46157.30 =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=3.31 (2.13) 3.3 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2.14所示。图2.14小带轮 大带轮采用椭圆轮辐式结构，如图2.15所示。图2.15 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 =960/3=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 =603201(2830015)=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=3.1466.01320/(601000)=1.105m/s （2.18）齿宽b=66.01mm （2.19）齿宽与齿高之比 （2.20） 模数=66.01/24=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=66.01=58.113mm计算模 =2.414) 根据齿根弯曲强度计算设计6 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=(58+116)/2=87mm 齿宽 =158=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17图2.16 一级齿轮轴 大齿轮采用实心结构，如图图2.17一级大齿轮 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 =320/2=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 =603201(2830015)=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=3.1475.5160/(601000)=0.6322m/s齿宽b=75.5mm齿宽与齿高之比 模数=75.5/20=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=66.01=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=11.0211.375=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) 几何尺寸计算 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2.18图2.18二级小齿轮 大齿轮400mm1000,采用轮辐式结构，如图2.19图2.19 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2.2021图2.20 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=955000030.96/(3200.2242424)=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2.21图2.21 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=955000030.960.97/(1600.2303030)=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2.22图2.22 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/(1600.68360.2303 030)=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2.23图2.23 轴承座具体尺寸、参数见设计图纸8、其它零件 各标注件如键、螺钉、螺栓等见装配图9、搅拌传动部件图2.2423图2.24 搅拌传动部件图252.2.5 翻缸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 相数为3 电压为80V 电流为6A 步距为0.750 最大静转距为80kgf.cm=509.810=7840Nmm 负载转距一般为静转距的30%-50% 取为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+ m=30.5mm D2= 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,=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(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25蜗杆、涡轮直径较小，采用蜗杆轴和蜗轮轴形式，结构如图2.25和2.26所示。图2.25 蜗杆轴涡轮结构2.26图2.26 蜗轮轴3、齿轮计算设计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，=0.263kw 则齿轮传递的功率为：P=0.263kw0.800.99=0.2kwn=25r/s i=2.51) 初步确定齿轮几何尺寸及参数 模数m=4mm 齿数 =40 =100 分度圆直径：=160mm =400mm27 齿宽 =30mm =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2.27和2.28所示。图2.27 小齿轮结构图27图2.28 大齿轮结构图4) 校核 按齿面接触强度校核：