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肉糜切割机设计-肉类切碎加工机械设计【全套CAD图纸+WORD毕业论文】【农业机械资料】

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肉糜 切割机 设计 加工 机械设计 全套 cad 图纸 word 毕业论文 农业机械 资料
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摘 要

食品加工机械是机械的一个重要发展方向之一,也是国计民生的大事,肉食品加工尤其重要。肉食品加工机除满足生产力的需要外,还需满足全民食品安全卫生的需要。

我国是世界上饲养畜禽最多的国家,同时也是人口最多的国家。由于人口基数的过大,肉制品的需求也大,但是现有的肉糜加工机还是离不开大量的人工操作。由于我国的肉制品加工的基础较差,与国外先进的肉糜加工水平仍有较大差距,相信随着肉糜加工产业的不断发展,这些差距也会越来越小。肉糜切割的广阔市场,使得国内外科研工作者对肉糜加工技术进行不断深入的研究,推动者肉糜加工行业的不断发展。

现在普通的肉糜加工机还离不开大量的人工操作,这样的话肉糜生产的成本更高而且无法保证生产出来的肉糜的卫生;因此研究开发新型的肉糜加工机是必不可少的,只有肉糜加工机具有安全卫生,操作简便,切肉效果好以及加工成本低,加工过程实现自动化控制的特点,那么才能真正满足国人的需求。

关键词:食品加工;肉制品;肉糜加工技术;肉糜加工机。



ABSTRACT

Food processing machinery is one of an important development direction, is also a vital event, meat processing is particularly important. Meat processing in addition to meet the needs of the productive forces, but also need to satisfy the needs of the national food safety and hygiene.

China is a country with the largest breeding livestock and poultry in the world, at the same time is also the most populous country. Due to the large population base, the meat product demand is big, but the existing meat cutting machine still cannot leave a lot of manual operation. Because our country meat cutting of the foundation is bad, and the foreign advanced meat processing level there is still a large gap, believe that with the continuous development of the mince processing industry, the gap will be smaller and smaller. Mince cutting the broader market, make scientific research workers at home and abroad for the mince processing technology continues to in-depth study, promoters mince the continuous development of processing industry.

Now ordinary meat cutting machine still cannot leave a lot of manual operation, so the cost of producing the mince is higher and there is no guarantee that the mince health; So the research and development new meat cutting machine is indispensable, only meat cutting machine has a health and safety, easy operation, good cutting effect, and low processing cost, the characteristics of the cutting process is easy to realize automation control, then can we truly meet the needs of people.


Keywords: Food processing;Meat products;The mince processing technology;Meat cutting machine




目  录

摘 要I

ABSTRACTII

目  录i

第1章 绪论1

1.1 课题来源1

1.2 课题的意义1

1.3 国内外肉糜加工技术的发展1

1.3.1 国外肉类加工技术发展......................................................................................................................1

1.3.2 国内肉类加工技术发展......................................................................................................................1

1.4 国内外肉糜加工机的发展趋势2

1.5 课题主要内容及任务2

1.5.1 主要内容2

1.5.2 主要任务2

第2章 肉糜加工机整体设计3

2.1 肉糜加工机机总体方案设计3

2.2 设计方案的选择与设计3

2.2.1 肉糜加工机设计原理的选择3

2.2.2 切条机构的选择4

2.2.3 切块机构的选择5

2.2.4 切肉糜机构的选择6

2.2.5 电机机构的选择6

2.2.6 料筒机构设计....7

2.3 本章小结7

第3章 轴与轴上零件9

3.1 轴承的选用标准及其润滑和密封和定位9

3.1.1 传动轴轴承类型的选择......................................................................................................................9

3.1.2 轴承的固定形式................................................................................................................................10

3.1.3 轴承的润滑与密封............................................................................................................................11

3.1.4 轴承定位............................................................................................................................................11

3.2 轴.........................................................................................................................................13

3.2.1 轴的设计标准....................................................................................................................................13

3.2.2 轴的设计与强度校核........................................................................................................................14

3.3齿轮的选用标准及校核......................................................................................................17

3.3.1 齿轮的失效形式和设计准则............................................................................................................17

3.3.2 齿轮的材料........................................................................................................................................17

3.3.3 齿轮的校核........................................................................................................................................18

3.4 联轴器的选择.....................................................................................................................21

3.4.1 联轴器类型的选择............................................................................................................................21

3.4.2 常用联轴器的种类及其功能介绍....................................................................................................21

3.4.3 联轴器尺寸、型号的确定................................................................................................................22

3.5 电机的选择.........................................................................................................................24

3.3.1 电动机选择的基本要求....................................................................................................................24

3.3.2 一般电动机的选择方法....................................................................................................................24

第4 章 润滑与密封...............................................................................................27

4.1 润滑方式...............................................................................................................................................27

4.2 润滑油种类和选择...............................................................................................................................27

第5 章 结论与展望...............................................................................................29

5.1 结论.......................................................................................................................................................29

5.2 不足之处及未来展望...........................................................................................................................29

参考文献.................................................................................................................31

致谢...................................................................................................................33





第1章 绪论

1.1 课题来源

食品加工机械是机械的一个重要发展方向之一,也是国计民生的大事,肉食品加工尤其重要。肉食品加工除满足生产力的需要外,还需满足全民食品安全卫生的需要。

研究肉糜加工的方法,肉糜的大小形状体积与口感的关联,研究提高肉糜加工生产力的方法,研究加工时的安全卫生措施。

1.2 课题的意义

我国是世界上饲养畜禽最多的国家,同时也是人口最多的国家。由于人口基数的过大,肉制品的需求也大,但是现有的肉糜加工机还是离不开大量的人工操作。由于我国的肉制品加工的基础较差,与国外先进的肉糜加工水平仍有较大差距,相信随着肉糜加工产业的不断发展,这些差距也会越来越小。肉糜切割的广阔市场,使得国内外科研工作者对肉糜加工技术进行不断深入的研究,推动者肉糜加工行业的不断发展。  


内容简介:
编号 本科生毕业设计( 论文 ) 题目: 肉糜加工机械设计 机械工程 学院 机械工程及自动化 专业 学 号 0401XXXXXX 学生姓名 XXXXX 指导教师 XXXXXX 副教授 二一 五 年 五 月 nts摘要 I 摘 要 食品加工机械是机械的一个重要发展方向之一,也是国计民生的大事,肉食品加工尤其重要。肉食品加工机除满足 生产力的需要外,还需满足全民食品安全卫生的需要。 我国是世界上饲养畜禽最多的国家,同时也是人口最多的国家。由于人口基数的过大,肉制品的需求也大,但是现有的肉糜加工机还是离不开大量的人工操作。由于我国的肉制品加工的基础较差,与国外先进的肉糜加工水平仍有较大差距,相信随着肉糜加工产业的不断发展,这些差距也会越来越小。肉糜切割的广阔市场,使得国内外科研工作者对肉糜加工技术进行不断深入的研究,推动者肉糜加工行业的不断发展。 现在普通的肉糜加工机还离不开大量的人工操作,这样的话肉糜生产的成本更高而且无法保证生产出来的 肉糜的卫生;因此研究开发新型的肉糜加工机是必不可少的,只有肉糜加工机具有安全卫生,操作简便,切肉效果好以及加工成本低,加工过程实现自动化控制的特点,那么才能真正满足国人的需求。 关键词: 食品加工;肉制品;肉糜加工技术;肉糜加工机。 ntsAbstract II ABSTRACT Food processing machinery is one of an important development direction, is also a vital event, meat processing is particularly important. Meat processing in addition to meet the needs of the productive forces, but also need to satisfy the needs of the national food safety and hygiene. China is a country with the largest breeding livestock and poultry in the world, at the same time is also the most populous country. Due to the large population base, the meat product demand is big, but the existing meat cutting machine still cannot leave a lot of manual operation. Because our country meat cutting of the foundation is bad, and the foreign advanced meat processing level there is still a large gap, believe that with the continuous development of the mince processing industry, the gap will be smaller and smaller. Mince cutting the broader market, make scientific research workers at home and abroad for the mince processing technology continues to in-depth study, promoters mince the continuous development of processing industry. Now ordinary meat cutting machine still cannot leave a lot of manual operation, so the cost of producing the mince is higher and there is no guarantee that the mince health; So the research and development new meat cutting machine is indispensable, only meat cutting machine has a health and safety, easy operation, good cutting effect, and low processing cost, the characteristics of the cutting process is easy to realize automation control, then can we truly meet the needs of people. Keywords: Food processing; Meat products; The mince processing technology; Meat cutting machine nts目录 i 目 录 摘 要 . I ABSTRACT . II 目 录 . I 第 1 章 绪论 .1 1.1 课题来源 . 1 1.2 课题的意义 . 1 1.3 国内外 肉糜加工技术 的发展 . 1 1.3.1 国外肉类加工技术发展 .1 1.3.2 国内肉类加工技术发展 .1 1.4 国内外 肉糜加工机 的发展趋势 . 2 1.5 课题主要内容及任务 . 2 1.5.1 主要内容 .2 1.5.2 主要任务 .2 第 2 章 肉糜加工机 整体设计 .3 2.1 肉糜加工机 机总体方案设计 . 3 2.2 设计方案的选择与设计 . 3 2.2.1 肉糜加工机设计 原理的选择 .3 2.2.2 切条机构的选择 .4 2.2.3 切块机构 的选择 .5 2.2.4 切肉糜 机构的选择 .6 2.2.5 电机 机构的选择 .6 2.2.6 料筒机构设计 .7 2.3 本章小结 . 7 第 3 章 轴与轴上零件 .9 nts目录 ii 3.1 轴承的选用标准及其润滑和密封和定位 .9 3.1.1 传动轴轴承类型的选择 .9 3.1.2 轴承的固定形式 .10 3.1.3 轴承的润滑与密封 .11 3.1.4 轴承定位 .11 3.2 轴 .13 3.2.1 轴的设计标准 .13 3.2.2 轴的设计与强度校核 .14 3.3 齿轮 的选用标准及校核 .17 3.3.1 齿轮的失效形式和设计准则 .17 3.3.2 齿轮的材料 .17 3.3.3 齿轮的校核 .18 3.4 联轴器的选择 .21 3.4.1 联轴器类型的选择 .21 3.4.2 常用联轴器的种类及其功能介绍 .21 3.4.3 联轴器尺寸、型号的确定 .22 3.5 电机的选择 .24 3.3.1 电动机选择的基本要求 .24 3.3.2 一般电动机的选择方法 .24 第 4 章 润滑与密封 .27 4.1 润滑方式 .27 4.2 润滑油种类和选择 .27 第 5 章 结论与展望 .29 5.1 结论 .29 5.2 不足之处及未来展望 .29 参考文献 .31 致谢 .33 nts肉糜加工机 1 第 1 章 绪论 1.1 课题来源 食品加工机械是机械的一个重要发展方向之一,也是国计民生的大事,肉食品加工尤其重要。肉食品加工除满足生产力的需要外,还需满足全民食品安全卫生的需要。 研究肉糜加工的方法,肉糜的大小形状体积与口感的关联,研究提高肉糜加工生产力的方法,研究加工时的安全卫生措施。 1.2 课题的意义 我国是世界上饲养畜禽最多的国家,同时也是人口最多的国家。由于人口基数的过大,肉制品的需求也大,但是现有的肉糜加工机还是离不开大量的人工操作。由于我国的肉制品加工的基础较差,与国外先进的肉糜加工水平仍有较大差距,相信随着 肉糜加工产业的不断发展,这些差距也会越来越小。肉糜切割的广阔市场,使得国内外科研工作者对肉糜加工技术进行不断深入的研究,推动者肉糜加工行业的不断发展。 1.3 国内外肉糜加工技术的发展 1.3.1 国外肉类加工技术发展 欧洲是世界肉类加工业研究的发达地区,在一定意义上说,欧洲肉类加工业的现状与发展趋势关系到世界肉类行业的发展,当然也包括中国。 从近十几年的情况来看,欧盟国家的加工肉制品出现这样的趋势:高质量的、价格高的产品在增加,预包装的和即食肉膳在增加,适于超市销售和廉价商店的产品数量在增加。 1.3.2 国内肉类加工技术发展 回顾国内近几年的发展现状,随着人们生活质量的提高,对于切菜机、切丁机、切片机这些肉类机械的需求不断提高,从 19821996 年全国大中型肉类企业引进了一大批以加工为主的单机及生产线将我国肉类工业技术水平推上了一个新台阶,在生产能力、生产规模、技术装备水平等方面已经逐步追近国际领先水平。肉制品加工生产设备繁多。从原料处理、加工成型到熟制含烟熏设备的选用离不开生产工艺。 1998 年以来引进先进屠宰设备成为新潮流,主要是猪牛和禽类屠宰和分割机械。 20 多年来,我国的肉类加工企业逐步认识 和了解了现代化的加工设备、工艺及产品,肉类加工机械制造厂家也通过逐渐接触先进的肉类加工设备,借鉴国外的技术开发出中国自己的产品。我国近 200 家制造厂能生产 90%以上的肉类加工设备,几乎覆盖了屠宰,分割、肉制品、调理食品、综合利用等所有加工领域,而且已制造的设备已经开始接近国外同类场品。例如:斩拌机、盐水注射机、连续式真空包装机、油炸机等。这些设备在中国肉类工业中已起到了很大的作用,推动了肉类工业的发展。 nts江南大学学士学位论文 2 1.4 国内外肉糜加工机的发展趋势 从技术方面看,国外的肉糜加工机技术已达到较高的技术水平,对肉糜加工的 需求也日益增加。目前,肉糜加工机技术的发展趋势,归纳起来有以下几个特点: ( 1)降低加工成本; ( 2)操作简便,切肉效果好; ( 3)加工过程实现自动化控制; 1.5 课题主要内容及任务 1.5.1 主要内容 食品加工机械是机械的一个重要发展方向之一,也是国计民生的大事,肉食品加工尤其重要。肉食品加工除满足生产力的需要外,还需满足全民食品安全卫生的需要。 研究肉糜加工的方法,肉糜的大小形状体积与口感的关联,研究提高肉糜加工生产力的方法,研究加工时的安全卫生措施。 设计肉糜加工机可供肉糜加工场所加工使用,每小时 加工 500 公斤肉糜。 1.5.2 主要任务 本课题主要做了如下工作: ( 1)根据相应的技术数据确定设计方案; ( 2)应用绘图软件绘制肉糜加工机装配图; ( 3)应用绘图软件绘制零件图; ( 4)参考相关文献撰写设计说明书,说明肉糜加工机中的设计部分; ( 5)英文翻译 8000 10000 字符(或 3000 汉字)。 nts肉糜加工机 3 第 2 章 肉糜加工机整体设计 2.1 肉糜加工机总体方案设计 肉糜加工机有三个功能模块,第一,将肉片通过传送台输送到肉糜加工机切条机构上;第二,将切割好的肉条传送到肉糜加工机切块机构;第 三,将切好的肉块传送到肉糜加工机肉糜加工机构;第四,肉糜加工机电机的设计与布局。由这四部共同完成肉糜加工机械设计。 2.2 设计方案的选择与设计 2.2.1 肉糜加工机设计原理的选择 方案一:小型肉糜加工机 工作原理:小型肉糜加工机利用已经加工好的肉块直接将肉块放入加工出,利用刀片的快速转动将肉条切割成肉糜。 图 2-1 小型肉糜加工机 1 肉糜出料口 2 肉糜加工 3 进料口 小型肉糜加工机有如下优缺点: ( 1)工艺简单,结构 紧凑; ( 2)适用于各种小型加工场所; ( 3)加工时需要人工较多; 方案二:大型肉糜加工机 nts江南大学学士学位论文 4 工作原理:工作时先将切割好的肉块直接装入大型的出料口,然后再将肉块直接切割成肉糜。 图 2-2 大型肉糜加工机 大型肉糜加工机有如下优缺点: ( 1)流水线的生产模式,提高生产效率; ( 2)成产加工过程中隔绝肉糜与空气的接触,保证了肉糜的新鲜; ( 3)提高生产效率; ( 4)设备一次性投入大; 方案三:创新性肉糜加工机 工作原理:首先,将去骨后的肉片通过传送台输送到肉条加工机构处,利用纸张切割机的原理,通过 2 个加工 刀具之间的快速转动啮合来将肉片切割成肉条;然后,通过锯片铣刀将切割好的肉条加工成肉快,;最后,利用现有的肉糜加工机将肉块加工成肉糜。 创新性肉糜加工机的优缺点如下: (1)加工时,从切割成条到加工成肉糜完全与空气从隔绝,保证了肉糜的新鲜; (2)能够实现自动化控制过程; (3)需要的人工少,降低生产成本; (4)操作简便,加工效果好 方案一原理简单,设计容易,但加工效率不高加工时容易出现喷射等现象,方案二虽然加工效率高,但是需求的技术要求比较高,而且需要大量的人力资源,生产成本高;而方案三的加工过程实现了自 动化控制,而且极其的操作简便,人力需求少,加工效率高且加工成的肉糜能保证新鲜。综上所述选择方案三。 nts肉糜加工机 5 2.2.2 切条机构的选择 方案一:利用纸张切割机的原理 电动机控制器通过减速箱,带动轴的转动,然后通过 2 个齿轮之间的啮合带动另一根轴的转动,通过 2 根轴上的加工刀具的转动间的啮合来将片切割成肉条,而切成的肉条通过下面的下料口直接进入到切块的部件。 图 2-3 切条机构的作原理图 切条机构的优缺点如下: ( 1) 在整个 加工过程 内, 切条刀具的转速可控; ( 2) 需连续不断工作 , 维护成本 较高 ; ( 3) 加工完后的机器拆洗不方便。 2.2.3 切块机构的选择 方案一:利用锯片铣刀的原理 工作原理:利用锯片铣刀将切割好的肉条直接加工成肉块 图 2-4 锯片铣刀切块机构 锯片铣刀切快机构的优缺点如下: ( 1) 由于 v 带轮直接与电机相连,容易打滑,影响肉条切块的加工; nts江南大学学士学位论文 6 ( 2) 需连续不断工作 , 维护成本 较高 ; ( 3) 切块时,需要锯片铣刀的快速转动; ( 4) 切块时,肉块容易卡在锯片铣刀上面,造成机器的死机; 2.2.4 肉糜加工机构的选择 肉糜加工时,需要保证生产的肉糜安全卫生,所以如图 2-5 所示,肉糜加工需要在封闭的圆桶内完成。 图 2-5 肉糜加工机构 2.2.5 电机机构的选择 在肉糜的整个加工过程中,需要由电机提供动力,所以需要对电机进行合理的排布,如图 2-6 所示 电机机构如下图: 图 2-6 电机机构 nts肉糜加工机 7 2.2.6 料筒机构设计 对于本课题肉糜加工机,料筒有以下五个作用:第一,存储肉块;第二,切割肉块;第三,随时能够加料,留有空气入口,便于肉糜的提取。 第一功能只需一个封闭的料筒即可实现。 第二功能的实现,在料筒盖内加一个螺旋刀片。该刀片通过轴与料筒盖连接,切割刀片为螺旋型刀片,便于将刀片圆周的肉块向上和向外切开,刀片尽量布置在转动轴 的正中,便于将沉淀的肉块搅匀。切肉糜机轴旋转方向与切肉糜机外螺纹旋向相反,这样就不会因为切肉糜时肉块所带来的阻力,使得切肉糜机与料筒盖的螺纹连接松开。 图 2-7 料筒机构 2.3 本章小结 本章节首先研究了肉糜加工机的生产原理,一般肉糜加工机由切条机构、切块机构、切肉糜机构等组成。接着对这几部分进行重点分析与设计,深入了解了这些机构的工作过程和动作原理,对可实现同类型功能的机构进行分析比较,并给出选择当前机构的详细缘nts江南大学学士学位论文 8 由。最后对这些部件的整体布局。 通过本章的分析说明,可以对肉糜加工机有一个整体上的 了解。 nts肉糜加工机 9 第 3 章 轴与轴上零件 3.1 轴承的选用标准及其润滑与密封 3.1.1 传动轴轴承类型的选择 在各轴中与轴的配合均选用滚动轴承。滚动轴承类型的正确选择必须在了解轴承特点的基础上,结合具体的工作条件如载荷、转速、调心性能、装拆方便等要求,综合考虑而确定。具体选用原则如下: 1.轴承所受载荷的影响 :轴承所受载荷的大小、方向、性质是选择轴承类型的主要依据。 2.载荷大小 :当承受较大载荷时,应选用线性接触的滚子轴承,当承受较小载荷或 中等载荷时,应选择点接触的球轴承。 3.载荷方向 :承受纯轴向载荷时,选推力轴承,承受纯径向载荷时,选向心轴承 ;同时受径向和轴向载荷时,应根据径向与轴向载荷的相对值考虑。若以径向载荷为主,可选用深沟球轴承或接触较小的角接触球轴承圆锥滚子轴承。当两个方面载荷都较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承,也可采用向心轴承和推力轴承组合使用。 4.载荷性质 :当有冲击载荷时,选用滚子轴承,载荷平稳时,选用球轴承。 5.转速:球轴承比滚子轴承极限转速高,单列滚动体轴承比双列滚动体轴承极限转速高。高速运转时宜优 先作用球轴承和单列滚动体轴承。 内径相同时,外径越小离心力越小,故高速时,宜选较轻的轴承。 保持架的材料与结构对轴承转速影响较大,实体保持架比冲压保持架允许转速高。 推力轴承极限转速很低,故转速高时若轴向载荷不十分大,可采用角接触球轴承或深沟球轴承。 若工作转速超过轴承极限速,可通过提高轴承公差等级,适当加大轴承的径向游隙以及改善润滑条件等途径提高轴承的极限转速。 调心要求 :当轴有弯曲变形或与轴承座孔同轴度较低时,可选用调心球或调心滚子轴承。但同一轴上调心轴承不可与其他轴承混用,以免失去调心作用。 轴承刚性 :通常滚子轴承刚性球轴承高轴承刚性要求较高时,宜采用滚子轴承。 允许空间 :径向空间受限时,可选用滚针轴承和较低轴承 ;轴向空间受限时,选较窄的轴承。 安装和拆卸方便 :对整体式而且拆装频繁的轴承,优先选用内外圈可分离的轴承。 按照以上选用轴承的原则,设计肉糜加工机时,可以选用深沟球轴承或者角接触球轴承。比如:轴 上装有一个齿轮,与轴上的齿轮啮合,两者都承受径向力和轴向力,所以轴 上可以采用一对双列角接触球轴承 GB/T296-1994,代号 7200AC ,轴有滑移齿轮,nts江南大学学士学位论文 10 采用一对双列角接触球轴承 GB/T296-1994,代号 7200AC。 轴上只装有一个锯片铣刀,有径向力,无轴向力,所以可以采用双列角接触球轴承GB/T296-1994,代号 3205。轴上也选用双列角接触球轴承 GB/T296-1994,代号 7200AC。 轴与减速箱轴通过一个含有销的联轴器联接,承受径向力和轴向力,采用一对双列角接触球轴承 GB/T296-1994,代号 7200AC。 轴上装有一个双联滑移齿轮,不存在轴向力和径向力,所以选用深沟球轴承GB/T276-1994,代号 6220。 3.1.2 轴承的固定形式 1.两端固定 普通工 作温度下的短轴(跨距 400mm)可选用较简单的两端都单向固定的形式。 图 3-1 球轴承支承 当轴向力不大时,可选用图 3-1 所示球轴承支承; 当轴向力较小且支承的工作零件位于两轴承之间的轴上时,为了使轴承有较好的刚性 ,可选用图 3-2 所示的一对角接触轴承; 图 3-2 角接触球轴承支承 nts肉糜加工机 11 当轴向力较大且支承的工作零件位于悬伸端时,为使支承有较好的刚性,可选用反安装的一对轴承, 2.一端固定,一端游动 当轴较长或工作温度较高时,因伸缩量大,宜选用一端固定,一段游动的形式,以保证轴自由伸缩。 当轴向力较小 时,可采用图 3-3 上半部所示球轴承(或游动端用内外可分离型的短圆柱滚子轴承,如图 3-3 下半部所示)支承,此时游动端轴承不受轴向力,双向固定端可承受双向轴向力; 图 3-3 球轴承支承 3.1.3 轴承的润滑与密封 滚动轴承为了减少磨擦、传递热量,减少噪音和防止锈蚀,必须进行润滑。当转速较低时常用润滑脂润滑,填充量应为轴承空隙的 1/3 一 1/2。转速较高时应用润滑油润滑,无论哪种润滑都应定期清洁更换润滑剂。 滚动轴承为防止灰尘、杂物、水分侵入,阻止润滑剂处流,一般都要进行密封。密封常用的方法是轴上加装 自紧骨架密封,在轴承座孔内,轴承盖上加毡圈、毡条等。在拆装时要注意不要损坏密封元件,对于重要部位轴承的密封件不能重复使用。 3.1.4 轴承的定位 轴向定位:为了防止轴承在承受轴向负荷时产生轴向移动,轴承在轴上和外孔内都应用轴向定位装置。轴承在轴上和外壳孔内定位方式的选择,取决于作用在轴上负荷的大小和方向,轴承的转速,轴承的类型,轴承在轴上的位置等。轴向负荷越大,轴承转速越高,轴向定位应越可靠。对于不同类型的轴承,轴向定位的方式也应不同。 nts江南大学学士学位论文 12 一、轴承内圈的定位 在轴上安装轴承内圈时,一般都由轴肩在一面固定 轴承的位置,而另一面则用螺母、止动垫圈或弹簧档圈等固定。轴肩和轴向固定零件与轴承内圈接触部分的尺寸,可按轴承尺寸表格所列各类轴承的安装尺寸确定。 ( 1)螺母定位 在轴承转速较高、承受较大轴向负荷的情况下,螺母与轴承内圈接触的端面要与轴的旋转中心线垂直。否则即使拧紧螺母也会破坏轴承的安装位置及轴承的正常工作状态,降低轴承旋转精度和使用寿命。特别是轴承内孔与轴的配合为松动配合时,更需要严格控制。为了防止螺母在旋转过程中发生松动,需要采取适当的防止松动的技术措施。使用螺母和止动垫圈定位,将止动垫圈内键齿置入轴的键 槽内,再将其外圈上各齿中的一个弯入螺母的切口中。 ( 2)弹簧档圈定位 在轴承承受轴向负荷不大、转速不高、轴既较短又在轴颈上加工成螺纹有困难的情况下,可采用断面为矩形的弹性档圈定位。此种方法装卸很方便,所占位置小,制造简单。 ( 3)止推垫圈定位 在轴颈较短、轴颈上加工成螺纹有困难,轴承转速较高、轴向负荷较大的情况下,可采用垫圈定位,即用垫圈在轴端面上用两个以上螺钉进行定位,用止动垫圈或铁丝拧死,防止松动。 ( 4)紧定套定位 轴承转速不高,承受平稳径向负荷和不大的轴向负荷的调心滚子轴承,可在光轴上借助锥形紧定套 安装。紧定套用螺母和止动垫圈进行定位。利用螺母锁紧紧定套的摩擦力将轴承定位。 ( 5)内孔有锥度的轴承定位 内孔有锥度的轴承在锥度轴上安装,需要使轴向负荷检顶紧轴与轴承,因此安装时应注意内孔锥度的方向性。如轴承位于轴端并且在轴端允许加工成螺纹,可以直接用螺母定位。如果轴承不是安装在轴端,并且轴上不允许加工成螺纹。在这种情况下,可用两半合并的螺纹环卡到轴的凹槽内,再用螺母定位轴承。 ( 6)特殊定位在某些特殊情况下,轴的台肩和圆角尺寸不能按本目录所列的安装尺寸确定时,可以采用过渡垫片作为轴向支承。 二、轴承外圈的 定位 轴承外圈在外壳孔内安装时,外壳体孔的内侧上一般都有占肩固定轴承的位置,另一nts肉糜加工机 13 侧用端盖、螺纹环和孔用弹性档圈等定位。 ( 1)端盖定位 端盖定位用于所有类型的向心轴承和角接触轴承,在轴承转速较高、轴向负荷较大的情况下使用。端盖用螺钉定位压紧轴承外圈,端盖也可以做成迷宫式的密封装置。 ( 2)螺纹环定位 轴承转速较高,轴向负荷较大,不适于使用端盖定位的情况下,可用螺纹环定位向心轴承和推力轴承,此时可用于调整轴承的轴向间隙。 ( 3)弹性档圈定位 这种定位方法所占的轴向位置小,安装拆卸方便,制造简单,适用于承受较小 的轴向负荷处。在轴承与弹簧之间加一个调整环,便于调整轴向位置。 ( 4)轴承外圈上带有止动槽的深沟球轴承,可用止动环定位。 参照以上的定位方式,针对本设计中的所选用的轴承,内圈可以采用轴肩定位,而外圈可采用端盖定位或者外壳孔定位。 3.2 轴 3.2.1 轴的设计标准 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素:轴在车床中的安装位置与形式;轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法;载荷的性质、大小、方向以及分布情况;轴的加工工艺等。总而言之,轴的结构都应满足:轴和 装在轴上的零件都要有准确的工作位置;轴上的零件应该便于装拆和调整;轴应该具有良好的工艺性等。当要求轴上零件与轴之间不可发生沿圆周方向的相对转动时,要对轴上零件进行周向定位;当要求轴上零件与轴之间不可发生沿轴线方向的相对移动时,要对轴上零件进行轴向定位。 轴的外形结构(轴向和径向尺寸)设计: (1)估算或类比 :各轴段所需的直径与轴上应力的大小有关。在开始作轴的结构设计时,还不知道支反力的作用点,不能决定轴上象弯矩这样的载荷的大小与分布情况,因而还不能按轴所受的全部载荷及其引起的应力来确定轴的直径。但在进行轴的 结构设计前,通常已能求得轴所受的扭矩。因此,可按轴所受的扭矩初步估算轴所需的最小直径 dmin,然后再按轴上零件的装配方案和定位要求,从 dmin 处起逐一确定各段轴的直径。在实际设计中,轴的直径亦可凭设计者的经验取定,或参考同类机械用类比的方法确定,此外,也可采用经验公式来估算轴的直径。 nts江南大学学士学位论文 14 (2)圆整 :直径的值要进行圆整。有配合要求的轴段,应尽量采用标准直径。安装标准件 (如滚动轴承、联轴器、密封圈等 )部位的轴径,应取为相应的标准值及所选配合的公差。 (3)便于零件轴向装配 :为了使齿轮、轴承等有配合要求的零件装拆方便,并减少配合表面的擦伤,在配合轴段前应采用较小的直径。为了使与轴作过盈配合的零件易于装配,相配轴段的压入端应制出锥度(倒角);或在同一轴段的两个部位上采用不同的尺寸公差。 (4)轴长度的确定 :确定各轴段长度时,应尽可能使结构紧凑,同时还要保证零件所需的装配或调整空间。轴的各段长度主要是根据各零件与轴配合部分的轴向尺寸和相邻零件间必要的空隙来确定的。为了保证轴向定位可靠,与齿轮和联轴器等零件相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短 2 3mm。 轴的结构工艺性 : 轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工和装配轴上零件,并且生产率高,成本低。一般地说 ,轴的结构越简单 ,工艺性越好。因此 ,在满足使用要求的前提下 ,轴的结构形式应尽量简化。为了便于装配零件并去掉毛刺,轴端应制出 45的倒角;需要磨削加工的轴段,应留有砂轮越程槽;需要切制螺纹的轴段,应留有退刀槽。它们的尺寸可参看标准或手册为了减少装夹工件的时间,在同一轴上,不同轴段的键槽应布置(或投影)在轴的同一母线上。为了减少加工刀具种类和提高劳动生产率,轴上直径相近的圆角、倒角、键槽宽度、砂轮越程槽宽度和 退刀槽宽度等应尽可能采用相同的尺寸。 3.2.2 轴(电机的输入轴)的设计与强度校核 本小节,将对输入轴的强度进行校核计算。进行轴的强度校核计算时,应根据轴的具体受载及应力情况,采取相应的计算方法,并恰当地选取其许用应力。输入轴的结构示意图如图 3-2-1 所示,从图中可以看出,输入轴主要承受的载荷主要来自三个方面:带轮传递的扭矩、带传动的有效工作拉力产生的弯矩及轴承的支撑反力,其受力情况如图 3-2-2 所示。对于既承受弯矩又承受扭矩的轴(转轴),可按照弯扭合成强度条件进行计算。 图 3-2-1 输入轴结构示意图 nts肉糜加工机 15 FF 1 F 2 F 3F N2FN1图 3-2-2 输入轴的受力结构简图 1. 按弯扭合成强度条件计算 已知电机转速 1500 / m innr ,电机功率 0 3000PW ,一级带传动的传动比 1 5/3i ,带轮传动的效率(包括轴承效率在内) 0.97 ,带轮的直径分别为 12150D D mm , 3490D D mm ,1 68L mm , 2 74.5L mm , 3 198L mm , 4 100L mm , 5 68.5L mm 。由于肉糜加工机由切条部分、切块部分和肉糜部分组成,生产为连续生产,故可近似认为三部分功率相等,即 1 2 3P P P。 一级带传动输出功率: 0 3 0 0 0 0 . 9 7 2 9 1 0P P W 一级带传动输出扭矩: 019550 9 5 5 0 3 0 0 0 5 / 3 / 1 5 0 0 3 1 8 3 3 . 3PT N m mni 二级带传动输出扭矩: 1 2 3 / 3 1 0 6 1 1 . 1T T T T N m m 由图 3-3-2 中输入轴的受力情况,可求出各带轮的有效工作拉力分别为: 12 / 4 2 4 .4F T D N 1 1 22 / 1 4 1 .5F T D N 2 2 32 / 2 3 5 . 8F T D N 3 3 42 / 2 3 5 . 8F T D N 轴承支持反力: 1 245.5NFN , 2 434.2NFN 根据图 3-3-2 输入轴的受力结构简图,可分别计算轴的弯矩和扭矩,并按计算结构分别作出其弯矩 M 和扭矩图 T,如图 3-3-3 所示: nts江南大学学士学位论文 16 输入轴弯矩图输入轴扭矩矩图图 3-2-3 输入轴的载荷分析图 通过上图可以看出按弯扭合成强度条件校核输入轴的强度时,按第三强度理论,计算应力: 224ca 通常由弯矩所产生的弯曲应力 是对称循环变应力,而由扭矩所产生的扭转切应力 则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响,引入折合系数 ,则计算应力为 224 ( )ca 式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时,取 0.3 ;当扭转切应力为脉动循环变应力时,取 0.6 ;若扭转切应力为对称循环变应力,则取 1 。 对于直径为 d 的圆轴,弯曲应力为 MW ,扭转切应力 2TTTWW 。对于本设计的输入轴而言,可以看出扭转切应力为静应力,故 0.3
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