ZMJ型自动和面机（单轴）的设计【机械毕业设计WORD+CAD图纸】【优秀全套设计】
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摘 要
和面机实际上是一种搅拌机，其作用是进行面团的调制，既将各种原、辅料加水搅拌，调制成即符合质量要求，又适合机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、夹馅饼等食品和淀粉和谷朊粉生产的面团调制。
传统的和面机一般是在一根轴上安装几片浆叶，按主轴的安装形式，可分为立式和卧式两种，立式和面机对面团的拉伸作用较强，适应于调制韧性面团，卧式和面机对面团的拉伸作用较弱。适用于调制酥性面团。而卧式和面机主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置，它的特点是，结构简单，制造成本低，卸料清洗方便，所以在食品加工中，如面包、饼干、糕点及一些饮食行业的面食中得到了广泛的应用。
在我国国内的和面机产品中，其工作方式大都为间歇式的，这种和面机工作时要人工投料（主料、副料及加水），每个工作周期，要手动控制电动机的启动和停止，电动机频繁启动。用这种和面机，在工作中操作人员劳动强度大，需要专人操作和面机，主料、副料及加水量比例难以正确控制，稳定性差，和面程度也难以控制一致，这些都影响面团的性能的稳定，会影响到最终产品的稳定性，会影响到整个生产线的工作效能。
我们所设计新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种单轴式自动和面机，能实现连续自动和面作业。淀粉和谷朊粉生产线配用这种和面机，可提高淀粉和谷朊粉生产线自动化程度。单轴式自动和面机面向淀粉和谷朊粉生产线中下一个工序熟化机供料，可实现淀粉和谷朊粉生产线主机部分的平面化布置，减少建厂投资，操作方便，有利于提高淀粉和谷朊粉生产线的工作效能。
关键词 淀粉 和面机
目 录
摘 要I
1 引言１
1.1 毕业设计的研究方法和选题依据１
1.2 毕业设计的主要改进１
2 设备概述３
2．1 主要结构及工作原理３
2．2 主要技术参数４
3 设计计算４
3．1 基本计算４
3.2 轴上键的基本设计及计算６
4 减速机选择６
4．1 减速机功率计算７
4．2 减速机型号的选择７
5 联轴器的选择８
6 轴承的选择：１０
6．1 轴承的选择１０
6．2 轴承的组合结构设计:１０
7 使用注意事项１１
7．1 和面的基本原理与工艺要求１１
7．2 影响和面效果的因素１１
7．3 和面操作方法１１
7．4 使用注意事项１２
结 论１３
致 谢１４
- 内容简介：
-
方案论证 这次 的设计题目是 ZMJ 型自动和面机（单轴）的设计 ，是 小麦淀粉 和谷朊粉生产 设备中一个很重要的 部分。 我国国内的和面机产品中，其工作方式大都为间歇式的，这种和面机工作时要人工投料（主料、副料及加水），每个工作周期，要手动控制电动机的启动和停止电动机频繁启动。用这种和面机，在工作中操作人员劳动强度大，需要专人操作和面机，主料、副料及加水量比例难以正确控制，稳定性差，和面程度也难以控制一致，这些都影响面团的性能的稳定，会影响到最终产品的稳定性，会影响到整个生产线的工作效能。 针对现有技术的不足，我们所设计 新型的目的在于提供一种单轴式自动和面机，能实现连续自动和面作业。同时，淀粉生产线配用这种单轴式自动和面机可以提高生产线的自动化程度，为下一步工序熟化机供料，有利于提高淀粉生产线的工作效能。 将和面机的结构定为单电机、单轴式、卧式自动和面机，并且使搅拌轴在实现搅拌面团的同时也起到推进面团向出面口位置移动的作用。其大体结构和机械工作原理介绍如下： 整机机型为卧式，动力输入装置为电动机，动力传输装置采用联轴器，动力通过联轴器的传输带动两个搅拌轴作回转运动。为了实现和面效果的均匀性，两个搅拌轴同处一个和面仓内。为 了减轻机身重量和提高搅拌轴的强度，搅拌轴的主体部分采用空心轴，轴的两端（与轴承的配合处和与联轴器的连接处）采用实心轴。搅拌轴上浆叶的设计采用倾斜式，既是使浆叶与主轴的水平线成一定角度，这样就可以实现在搅拌面团的同时，使面团向指定的方向移动的功能。考虑到在实际的生产中，对面团的含水量和柔和程度的不同，我们设计一个大小可调、高低位置可调的出面口。这样 ，在实际生产过程中，就可以通过调节出面口的大小和高低位置来实现对面团的搅拌时间长短的控制功能，以取得理想的、合适的和面效果。为了使和出的面团的水分含量符合特定的生产要求，可以分别在面粉的进料口处安装一个计量器和在进水管处安装一个流量计，这样就可以通过调节计量器和流量计来取得合理的面水比例。同时，考虑到面团具有粘连性，所以在和面仓的内璧设计有哦喷淋管，以减少面团与内璧的粘连，达到顺利生产的目的。 另外，考虑到及其内部维修和清洗的需要，不仅要在设计时避免和面仓内没有死角，而且我们在和面机的外部设计有观察窗和检修 口，在机器的底部设有排污口，以使清洗后的污水顺利排出。整机的底座和支架采用角钢和槽钢的焊接结构，以承受生产时产生的强大振动力。 总之，我 所设计的单轴式自动和面机器结构主要由减速机、联轴器、和面仓、主轴、机架等部分组成。 nts毕 业 设 计 中 文 摘 要 摘 要 和面机实际上是一种搅拌机，其作用是进行面团的调制，既将各种原、辅料加水搅拌，调制成即符合质量要求，又适合机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、夹馅饼等食品和淀粉和谷朊粉生产的面团调制。 传统的和面机一般是在一根轴上安装几片浆叶，按主轴的安装形式，可分为立式和卧式两种，立式和面机对面团的拉伸作用较强，适应于调制韧性面团，卧式和面机对面团的拉伸作用较弱。适用于调制酥性面团。而卧式和面机主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置，它的特点是，结构 简单，制造成本低，卸料清洗方便，所以在食品加工中，如面包、饼干、糕点及一些饮食行业的面食中得到了广泛的应用。 在我国国内的和面机产品中，其工作方式大都为间歇式的，这种和面机工作时要人工投料（主料、副料及加水），每个工作周期，要手动控制电动机的启动和停止，电动机频繁启动。用这种和面机，在工作中操作人员劳动强度大，需要专人操作和面机，主料、副料及加水量比例难以正确控制，稳定性差，和面程度也难以控制一致，这些都影响面团的性能的稳定，会影响到最终产品的稳定性，会影响到整个生产线的工作效能。 我们所设计新型的目的在于 针对现有技术的不足，提供一种单轴式自动和面机，能实现连续自动和面作业。淀粉和谷朊粉生产线配用这种和面机，可提高淀粉和谷朊粉生产线自动化程度。单轴式自动和面机面向淀粉和谷朊粉生产线中下一个工序熟化机供料，可实现淀粉和谷朊粉生产线主机部分的平面化布置，减少建厂投资，操作方便，有利于提高淀粉和谷朊粉生产线的工作效能。 关键词 淀粉 和面机 目 次 1 引言 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 1 ） 1 . 1 毕业设计的选题依据 - （ 1 ） 1 . 2 毕业设计的主要改进 - （ 2 ） 2 设备概述 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 4 ） 2 . 1 主 要 结 构 及 工 作 原 理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 4 ） 2 . 2 主要技术 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 5 ） 3 设计计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 6 ） 3 . 1 轴 的 基 本 设 计 及 计 算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 6 ） 3 . 2 轴 上 键 的 基 本 设 计 及 计 算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 9 ） 4 减速机的选 择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 9 ） 4 . 1 减速机功率计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 10） 4 . 2 减 速 机型 号 的选 择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 10） 5 联轴器的选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 12） 6 轴承的选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 14） 6 . 1 轴承的选择 -（ 14） 6 . 2 轴 承 的 组 合结 构 设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 15） 7 使用注意事项 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 16） 7 . 1 和面的基本原理和工艺要求 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 16） 7 . 2 影 响 和 面 效果 的 因素 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 16） 7 . 3 和面机的操作 方法 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 16） 7 . 4 使用注意事项 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 17） 结束语 -（ 18） 致谢 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 19） 参考文献 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - （ 20） nts 1 引言 1.1 毕业设计的研究方法和选题依据 本设备是针对目前国内小麦淀粉和谷朊粉的加工工艺过程，参照国外小麦淀粉的先进生产工艺设备而改进的用来更加快捷和方便地加工小麦淀粉和谷朊粉的设备。 小麦淀粉在食品、冷饮、 轻工、纺织、制药、造纸等行业中有着广泛的应用。 1：食品行业。主要应用于火腿肠、粉丝、雪糕、果冻等产品中。以及用于味精、麦精粉、可食性包装膜、水解及发酵工业产品中。 2：纺织行业。小麦淀粉特别适合于纤维工业，尤其是织布、浆纱、整理和染色用糊。 3：造纸行业。小麦淀粉在造纸行业用量比较大，主要用作潮湿部分的粘结剂 、表面涂层、施胶和制造瓦楞纸的粘合剂。 4：医药行业。主要用作制片剂、稀释剂等。 5：淀粉深加工业。生产糊精、氧化酯、淀粉醚、淀粉糖等产品。 6：其他行业。在其他行业可用于制焊条、铸造的砂型、炭精棒成型和干电池等。 谷朊粉是从小麦中直接分离出来的高蛋白聚合物，蛋白质含量为 7580%，脂肪含量为 1.01.25%，吸水率为 150200%，吸水后的湿面筋保持了原有的自然活性及天然物理状态，具有粘性、弹性、延伸性、薄膜成型性和吸脂乳化性。 谷朊粉是粮食工业、食品工业和饲料工业理想的天然添加剂。广泛应用于生产面 包粉、方便面粉、饺子粉、挂面粉等专用粉中，用于改善专用粉的烘焙品质、蒸煮品质、食用品质和营养价值。食品工业用其制成营养、保健、方便于一体的各类食品，如水面筋、油面筋、烤麸、古老肉、素鸡、罐头、火腿肠等，饲料工业用于生产高档水产品如螃蟹、鳖、对虾等饲料的粘合剂和营养添加剂。不仅提高了饲料的营养价值，还提高了饮料在饲喂中的利用率。总之，谷朊粉在面粉行业、面包行业、冷冻食品行业、肉类食品行业、饲料行业、化学工业等行业中都有着重要的应用。 虽然我国是小麦生产大国，小麦年产量一亿吨左右，但是，多年来小麦淀粉的生产没有 引起足够的重视，造成这种情况的原因主要有如下几种：（ 1）小麦一直是人们的口粮，所以我国的小麦加工规模较小、工艺落后；（ 2）小麦蛋白的黏度较大，烘干困难，不利于工业化生产；（ 3）由于小麦加工工艺落后，生产过程中的污水不易治理，环境污染严重；（ 4）占小麦生产成分很大一部分的 B淀粉质量较差，只能用饲料，淀粉收率低，无形中造成了资源的浪费。 近年来，在国家相关产业政策的带动下，我国小麦淀粉工业得到长足的发展。特别是新的技术、新工艺的引进，使小麦深加工有了技术支撑，一些具有较高开发创新能力，技术先进、规模较大的 大中型企业相继投产，小麦副产品得到充分的利用，促进了行业的快速发展 。 1.2 毕业设计的主要改进 小麦淀粉的工艺技术发展至今，主要加工方法有两大类，一类是以小麦为原料直接进行加工。一类是以小麦淀粉为原料进行加工，而应用于加工淀粉大多为后一类，因此，我们所设计的单轴式自动和面机是主要针对后一类的生产工艺的设备，它也是我国以后小麦淀粉生产工艺改进方向的先进设备。 小麦淀粉的生产工艺图示如下 ： 图 1： 小麦淀粉的生产工艺图 1 nts 图 2： 小麦淀粉的生产工艺图 2 目前我国绝大部分小麦淀粉的生产工艺仍旧为落后的间歇式、半 机械化、 敞开式的传统工艺方法 ，即间歇式马丁法。 间歇式马丁法生产淀粉、谷朊粉工艺有如下特点：工艺设备投资省、上马快、设备操作简单、稳定，以面粉为原料，需要和制粉车间配套建厂，制粉工艺、面粉的面筋含量、灰分、含砂量、淀粉损伤率、蛋白质变性、细菌含量等指标，对生产淀粉、谷朊粉的产品质量影响很大，面筋洗涤、淀粉沉淀不能连续生产，操作强度大，人为影响因素多，采用沉淀池占地面积大，沉淀率底，生产周期长，卫生指标较难保证，水耗大，废水处理困难，干态制粉动耗大， 综合生产成本高。 所使用的主要设备有间歇式面筋机、离心筛、沉淀池、三足式人工上卸料离心机、淀粉气流干燥系统、谷朊粉干燥系统等设备。在这些设备中除纤维分离及干燥设备仍旧被使用外，其余设备均被淘汰。因此在今后的市场竞争中，与先进的工艺相比，无论从技术、质量、价格等方面都无竞争优势。我国小麦淀粉工业要想发展，在激烈的市场竞争中有一定的能力，就必需进行工艺和设备的改造。要进行工艺改造，首先要设计工艺路线，看它是否可行。然后按照工艺路线设计各种类型的设备，而设备的好坏将直接影响工艺的可行性。因此，从某种意义上来说，淀 粉工业的现代化将取决于淀粉设备的现代化。 针对目前国内淀粉和谷朊粉的生产现状和工艺过程，我们提出了改进方案的指导思想，即立足国内，结合实情，进行工艺设备的改造，将过去的间歇式、半机械化、敞开式的传统工艺方法改为连续式、机械化、管道化的生产工艺，即由间歇式马丁法改进为连续式马丁法，达到生产工艺连续化、管道化、自动化、实现生产的低消耗、低成本、高质量、高收率、实现少投资、低风险、高产出、高效益的目标。 具体做法是：在面筋的分离工序，用单轴式自动和面机取代过去的间歇式、手工操作的双 Z 叶型面筋机；在淀粉的分级、洗涤 工序用蝶片式分离机、卧式螺旋沉降式分离机取代过去的沉淀池；在淀粉的脱水工序，用卧式全自动刮刀离心机取代过去的三足式人工上卸料离心机；在纤维分离及干燥工序，仍采用过去的离心筛及气流烘干设备。 整个工艺可分为 5 个部分，即面筋分离部分；纤维分离部分；淀粉分级、精制部分；谷朊粉和淀粉的烘干部分。其中，单轴式自动和面机是连续式马丁法中的面筋分离工序的重要组成设备。下面我们对面筋分离工序作一简单介绍。 面筋分离工序，即是将面粉和水按一定的比例送入单轴式自动和面机中混合搅拌，是物料在机器内既受到轴向挤压力，也受到一定的径 向力，经过充分柔和，是面粉中的蛋白质与水均匀接触，并产生水和作用，是其连续输出类似牙膏状的面粉浆。然后再将其送入熟化桶进行熟化，其目的是使面浆中的蛋白质充分水和，并最终形成蛋白质的水化合物 -湿面筋。熟化了的面浆再加一定的水稀释，经过搅拌使部分淀粉分离出来；同时面筋类蛋白质聚成丝状小面筋。此时用泵将其输送到分离因数为 30004000 的卧式螺旋沉降机中进行分离。成熟的面浆在分离中由于淀粉与面筋的沉降速度不同，被分离成两相。淀粉的比重比较大作为浓相从分离机的底流输出；而面筋的比重较小则作为轻相从分离机的溢流输出 ；它是面筋与小颗粒淀粉的混合物，再经过圆筛冲洗除去淀粉后得到湿面筋；将其送到谷朊粉干燥系统干燥后即得到谷朊粉。 2 设备概述 2 1 主要结构及工作原理 因为在我国国内的和面机产品中，其工作方式大都为间歇式的，这种和面机工作时要人工投料（主料、副料及加水），每个工nts 作周期，要手动控制电动机的启动和停止电动机频繁启动。用这种和面机，在工作中操作人员劳动强度大，需要专人操作和面机，主料、副料及加水量比例难以正确控制，稳定性差，和面程度也难以控制一致，这些都影响面团的性能的稳定，会影响到最终产品的稳定性，会影响到 整个生产线的工作效能。 针对现有技术的不足，我们所设计新型的目的在于提供一种单轴式自动和面机，能实现连续自动和面作业。同时，淀粉生产线配用这种单轴式自动和面机可以提高生产线的自动化程度，为下一步工序熟化机供料，有利于提高淀粉生产线的工作效能。 将和面机的结构定为单电机、单轴式、卧式自动和面机，并且使搅拌轴在实现搅拌面团的同时也起到推进面团向出面口位置移动的作用。其大体结构和机械工作原理介绍如下： 整机机型为卧式，动力输入装置为电动机，动力传输装置采用联轴器，动力通过联轴器的传输带动两个搅拌轴作回转运动。为 了实现和面效果的均匀性，两个搅拌轴同处一个和面仓内。为了减轻机身重量和提高搅拌轴的强度，搅拌轴的主体部分采用空心轴，轴的两端（与轴承的配合处和与联轴器的连接处）采用实心轴。搅拌轴上浆叶的设计采用倾斜式，既是使浆叶与主轴的水平线成一定角度，这样就可以实现在搅拌面团的同时，使面团向指定的方向移动的功能。考虑到在实际的生产中，对面团的含水量和柔和程度的不同，我们设计一个大小可调、高低位置可调的出面口。这样，在实际生产过程中，就可以通过调节出面口的大小和高低位置来实现对面团的搅拌时间长短的控制功能，以取得理想的、合 适的和面效果。为了使和出的面团的水分含量符合特定的生产要求，可以分别在面粉的进料口处安装一个计量器和在进水管处安装一个流量计，这样就可以通过调节计量器和流量计来取得合理的面水比例。同时，考虑到面团具有粘连性，所以在和面仓的内璧设计有哦喷淋管，以减少面团与内璧的粘连，达到顺利生产的目的。 另外，考虑到及其内部维修和清洗的需要，不仅要在设计时避免和面仓内没有死角，而且我们在和面机的外部设计有观察窗和检修口，在机器的底部设有排污口，以使清洗后的污水顺利排出。整机的底座和支架采用角钢和槽钢的焊接结构，以承受生产时产 生的强大振动力。 总之，我们所设计的单轴式自动和面机器结构主要由减速机、联轴器、和面仓、主轴、机架等部分组成。 2 2 主要技术参数 和面量 3000 千克 /小时 搅拌轴转速 60-70 转 /分 动力配备 30kw 外形尺寸 长 (mm） 3888 宽 (mm) 924 高 (mm) 1278 表 1：主要技术参数 3 设计计算 3 1 基本计算 3 1 1 主轴直径的初步估算 轴是组成机械的一个重要零件。它支撑着其他转动件回转并传递转矩，同时它又通过轴承和机架联接。所有轴上部件都围绕轴心线作回 转运动，形成了一个以轴为基准的组合体 -轴系部件。 和面机主轴主要受弯矩和转矩。所以按弯转合成力矩初步估算轴径。 初步估算轴径： 选择轴的材料为 45 钢、经调制处理。 由机械设计手册第四卷 表 38.1-1 查得材料力学性能数据为 毛坯 材料 硬度 (HB) 抗拉强度 b MPa 屈服点 s MPa 弯曲疲劳强度-1 MPa 扭转疲劳强-1 MPa =200 217-155 650 360 270 155 表 2： 45 钢材料力学性能 E=2.15x10e5Mpa 根据表 38.3-1 公式初步算轴径，由于材料为 45 钢，由表 38.3-2 轴的材料 Q235 45 /N mm-2 1220 2030 A 160135 118107 表 3：材料 Q235， 45 钢 A 的取值范围 nts 注：当弯矩相对较小或只受转矩时， 取较大值， A 取较小值；反之 取较小值， A取较大值。 由于结构设计需采用空心圆轴结构，所以按照空心圆轴的许用切应力的计算公式：3 43 )1(1 nPAd 其中： d 轴的直径（ mm） T -轴传递的额定 转转矩（ N.mm） P 轴传递的额定功率（ kw） n 轴的转速 （ r/min） n=60-70r/min 轴材料的许用切应力（ MPa），见表 38.3-2 取 =20 A 按 而定的系数，见表 38.3-2取 A=115 空心圆轴的内直径 d0 与外直径 d 之比。 由实心轴的计算公式可得 dmin=A3 nP=11536130 =91.28 故初取空心轴 : d0=110mm, d=130 将数据代入空心轴计算公式可得 d=124.85 由机械零件设计手册第 13 章 按上式计算的轴径，未考虑键槽对轴强度的影响，若开一个键槽则轴径增大 4%5%，经计算得： d=130 故主轴直径取 内径 d0=110mm ,外径 d=130mm。 3 1 2 轴的结构设计 如图所示，根据轴的受力，以及工作要求，轴设计为中间空心，两端设计为轴头联结。 图 3：主轴结构图 3 1 3 轴上受力分析 轴传递的转矩 T1 T1= 1.3 43 0 9 5 5 1 061=4696721 N.mm=6106N. m 搅拌浆叶的圆周力 Fr 的确定 : 由于面粉和水的混合物为假塑性流体 ,所受的力很难确定 ,数据都是由试验得来的 ,根据资料按最大所受力约为 Fr=50N 所产生的转矩为 T2=Fr*D=50*1.6=80N.m 由于轴上叶片在轴上均匀布置在 8 个垂直平面内（ yz 面），且每个面内均匀布置 3 个叶片。故轴所受的圆周力所产生的总转矩为T2 T2=80*8*3=1920N.m 搅拌 浆叶轴向力的确定 : nts 搅拌浆叶所受周力的合力为 0 垂直面（ yz 面）所受力 Fp 的确定 ,内于轴受自身重力作用，由于为空心轴，故可忽略不计 其受力图如下所示 图 4：主轴受力图 所受总转矩为 T= T1 +T2=6106+1920=8808N.m 3 1.4 轴的校核 : 轴主要校核它的扭转切应力。 此轴可近似看为一薄壁圆管 由计算公式可得 max=T/ （ 2R oxRox ） =8808/(2x3.14x0.060x0.060x0.010)= 35.42MPa Ro 表示空心轴的平均半径； 表示壁厚 由机械设计手册 第四卷 表 38.1-1 查得材料力学性能数据为 45 钢扭转疲劳强 -1=155MPa max= 35.42155 所以 ,扭转强度符合要求 . 3.2 轴上键的基本设计及计算 轴头与空心轴焊接在一起。轴右端与联轴器相连，查机械设计手册可得，选取键的型号为键 C28x150。 4 减速机选择 虽然目前电动机及减速器类型种类较多 ,且选用比较方便 ,但相对于当前广大厂家生产的减速机而言 ,无论从性能上还是维护上电动机与减速器的搭配都无法与集电动机 ,减速器于一体的减速机相媲美。考虑其实用性及经济性，本和面机采用减速机替代 传统的电动机与减速器的组合。 减速机的种类很多， .其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特出要求的场合。由于起动性能较好，也适用于某些要求较高启动转矩的机械。 此次设计的和面机采用的是一家减速机生产厂家生产的摆线针轮减速机， 摆线针轮减速机，具有以下特点： 1) 传动比范围大。单级传动比为 6119，两级的传动比为 1217569。 2) 体积小、重量轻。 3) 效率高。一般单级效率为 0.90.95 4) 运转平稳、噪声低。 5) 工作可靠、寿命长 选择减速机是合理确定减速机的额定功率 。选定减速机时要考虑其发热、过载能力和起动能力三方面因素，但一般情况下减速机的选择主要有运行发热条件而定。减速机发热与工作情况有关。对于载荷不变或变化不，且常温下长期连续运转的减速机，只要其所需输出功率不超过其额定功率，工作时就不会发热，可不进行发热计算。所以减速机的确定如下： 4 1 减速机功率计算 nts 4 1 1 工作机所需功率 Pw 工作机所需功率由单轴式自动和面机工作阻力和运动参数确定。当已知单轴式自动和面机主轴的输入转矩 T(6106N m)和转速 nw(6070r/min)时，则单轴式自动和面机主轴所需 功率。 Pw =T nw/9550(kw) 所以 Pw =38.444.8(kw) 4 1 2 减速机的输出功率 Pd 考虑传动装置的功率损耗，减速机输出功率为 Pd=Pw / 式中，为减速机与工作机主轴之间的总效率， 即 = 1 2 3 4 5 1 为摆线针轮减速机的效率 =0.90.95 2 为弹性柱销联轴器的效率 =0.990.995 3、 4、 5 分别为深沟型轴承 6324、 6224 和单向推力轴承 51326 的效率均为 0.980.995 =0.9x0.99x0.99x0.99=0.873 故 Pd= Pw / =40kw 4 1 3 减速机额定输入功率 Ped 减速机上的电动机的输入转速为 1000rmin 4 2 减速机型号的选择 由于输出转速为 6070rmin 其传动比为 14.316.7 由 B 系列摆线针轮减速机的技术数据表 选取减速机额定输入功率为 Ped=40kw. 传动比为 17 输出转速为 61rmin 所选取的减速机技术参数如下 型号 =XWD10-17-40-B3 额定功率 kW=40 输入转速 r/min=1000 输出 转速 r/min=61 nts 图 5： B系列摆线针轮减速机图 外型尺寸： M=600 W=690 Z=791 I=706 X=616 安装尺寸： H=325 E=230 F=40 P=500 Q=630 S=M24 T=105 N=6 G=26 轴端尺寸： B=28 C=116 D=110 L=150 5 联轴器的选择 联轴器是联接两轴或轴和回转件、在传递运动和动力过程中 一同回转而不脱开的一种装置。此外联轴器还可能具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全防护的功能。 根据单轴式自动和面机结构的需要，选择弹性柱销联轴器，由于它具有以下特点： 结构简单，制造容易，装拆更换方便，不需润滑，并具有较好耐磨性。由于柱销与柱销孔为间隙配合，且柱销富有弹性，因而获得补偿两轴相对位移和缓冲的性能，主要用于载荷平稳，轴向窜动量较大，缓冲要求不高的传动轴系上，工作温度 -2070 度。 考虑动载荷及过载取联轴器工作情况系数 k=1.3.则联轴器计算转矩 Tc=KT= 1.3 43 0 9 5 5 1 061=6106N. m 根据工作要求选取弹性柱销联轴器、由轴径 d=110 和 Tc 选取联轴器的型号为 名称 HL 型弹性柱销联轴器 标准 =摘自 GB/T 5014-1985 单位 =(mm) nts - 型号 =HL8 额定转矩 Tn(N.m)=10000 许用转速 n(r/min)钢 =2120 许用转速 n(r/min)铁 =1600 轴孔直径 d1、 d2、 dz钢 =80， 85， 90， 95， 100， 110， 120， 125 轴孔直径 d1、 d2、 dz铁 =80， 85， 90， 95， 100， 110 轴孔长度 LY 型 =212 轴孔长度 L1J、 J1、 Z 型 =167 轴孔长度 LJ、 J1、 Z 型 =212 D=360 D0=290 D1=200 d3=40 l=112 S=5 重量 (kg)=119 转动惯量 (kg.m2)=56.5 图 6： HL型弹性柱销联轴器图 1.半联轴器材料： D 220：锻钢， D 280：铸钢 ZG270-500和 铸铁 HT200。 2.表中联轴器重量和转动惯量是按钢制半联轴器最小轴孔直径及最大轴孔长度计算。 3.轴孔长度 L， L1可按不同要求，从表列规格中选用。 4.J1为不带沉孔的短圆柱轴孔。 标记示例： HL8弹性柱销联轴器 主动端： Z型轴孔， C型键槽， dz=110, L1=167 从动端： J型轴孔， B型键槽， d2=110, L=212 110x172 HL8联轴器 - GB5014-85 JB110x212 所以该联轴器合格，可以使用。 6 轴承的选择 ： 6 1 轴承的 选择 nts 选择轴承的原则： （ 1）转速较高、载荷较小且旋转精度要求高时选球轴承；转速较低，载荷较大时选滚子轴承； （ 2）轴承同时受轴向与径向联合载荷时选接触球轴承或圆锥滚子轴承；径向载荷过大，径向载荷过小时选深沟球轴承； （ 3）各类轴承使用时，内外圆间的倾斜角应控制在允许的偏差值范围之内， 要不然会增大轴承的附加载荷，从而降低使用寿命； （ 4）为便于安装拆卸与调整间隙要选用内外圈可分离轴承，具有内锥孔的轴承或带紧定套的轴承； （ 5）选用轴承要讲究经济性。 结合上述对磨辊的受力分析可得：轴承所受径向力较大，轴向 力也较大。根据对各种系列轴承的分析，又考虑到和面机冲击载荷很小，可以减小轴承的直径，本设计中选取 6324 型以及 6224 型 (GB/T276-94)深沟球轴承各一个和 51326 型 (GB/T301-93)单向推力轴承一个。其中推力轴承一圈与轴承座联接，另一圈与轴联接，如下图所示： 图 7：主轴左端轴承组合图 6 2 轴承的组合结构设计 : 为了保证轴承的正常工作，在正确选择轴承类型和型号的同时，还需要合理设计轴承的组合，主要考虑以下几个方面： 1）轴系的固定的结构类型设计： 目前，轴承轴系的固定结构典型的有三类 ： （ 1）两端单向固定； （ 2）一端双向固定，一端游动； （ 3）两端游动。 本设计在对这几种结构进行分析，并根据磨辊轴承的实际情况，设计过程中采用的是两端单向固定的结构类型。 2）轴承的配合： 轴承的周向固定和径向间隙的大小是通过轴承和轴及轴承座的配合达到的。径向间隙不仅关系到轴承的运转精度，同时还会影响它的使用寿命。轴承是标准件，与相关零件配合时其内孔与外径分别是基准孔和基准轴，在配合时不需要标注。轴承内孔与外径都具有公差带较小的负偏差，与圆柱体的基准孔和基准轴都不尽相同。本设计中的轴承的回转套圈受旋转载 荷，应选用较紧的配合。综合考虑：为了与设计中采用的较高公差等级的轴承配合的轴与孔，对加工精度、表面粗糙度及形位公差都要有相应的较高的要求，在设计中轴承做孔公差带选用： k7；轴外径公差带选用： H8。 3）轴承的润滑与密封： （ 1）轴承的润滑主要是为了降低摩擦阻力和减轻磨损，也有吸振、冷却、防锈和密封的作用。根据机械工程手册提供的滚动轴承润滑方式的选择标准，在综合考虑实际情况，在设计中采用油润滑，油润滑的优点是润滑的冷却都较好，； （ 2）轴承的密封是为了阻止润滑剂从轴承中流失，也防止外尘、水分进入轴承。 本 设计中由于和面机在工作过程中对环境要求一般，对各部分的密封装置都没有有很高的要求，故此综合考虑在设计中采用的是毡圈密封。 7 使用注意事项 7 1 和面的基本原理与工艺要求 和面的基本原理是在和面机中加入适量的水和添加剂，通过和面机一定时间的适度搅拌，小麦面粉中的麦胶蛋白和麦谷蛋白逐渐吸水膨胀，相互黏结，形成一个连续的膜状基质，这些膜状基质相互交叉结合，形成立体状的并具有一定弹性、延伸性、粘性和可塑性的面筋网络结构。与此同时，小麦面粉中常温下不溶于水的淀粉颗粒也吸水膨胀，并被湿面筋网络所包围，从而使没有可塑 性的松散的小麦面粉变成具有可塑性、延伸性和粘弹性的湿面团，为保证产品的良好的加
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