关 键 词：

全套资料 基于 食品 加工 绞肉机 设计 全套 资料

资源描述：

基于食品加工的绞肉机设计【全套资料】,全套资料,基于,食品,加工,绞肉机,设计,全套,资料

内容简介：

基于食品加工的绞肉机设计1、课题研究的意义随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人民对食品工业提出了更高的要求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为新世纪的主流食品。食品工业也成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅猛。目前中、小型肉类加工企业所使用的大部分设备为我国自行设计制造的绞肉机，本课题要求学生完成基于食品加工的绞肉机设计。2、本课题研究的主要内容：1）确定绞肉机的设计原则； 2）绞肉机的结构设计；3）进行绞肉机机相应的设计计算及分析；4）翻译一篇与课题相关的英文文献。3、提交的成果：1）绘制相应二维零件图纸 1套2）绘制三维装配图（光盘） 1份3）规范的毕业论文说明书 1份4）附不少于10篇主要参考文献的题录及摘要。xxxxxx毕业设计说明书毕业设计说明书题题 目：目：基于食品加工的绞肉机设计基于食品加工的绞肉机设计 学学 院：院： xxxxxxxxxxxx 专专 业：业： xxxxxxxxxxxx 学学 号：号： xxxxxxxxxxxx 姓姓 名：名： xxxxxxxxxxxx 指导教师：指导教师： xxxxxxxxxxxx 完成日期：完成日期： 20142014 年年 5 5 月月 6 6 日日 基于食品加工的绞肉机设计基于食品加工的绞肉机设计1、课题研究的意义随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人民对食品工业提出了更高的要求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为新世纪的主流食品。食品工业也成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅猛。目前中、小型肉类加工企业所使用的大部分设备为我国自行设计制造的绞肉机，本课题要求学生完成基于食品加工的绞肉机设计。2、本课题研究的主要内容：1）确定绞肉机的设计原则；2）绞肉机的结构设计；3）进行绞肉机机相应的设计计算及分析；4）翻译一篇与课题相关的英文文献。3、提交的成果：1）绘制相应二维零件图纸 1 套；2）绘制三维装配图（光盘）1 份；3）规范的毕业论文说明书 1 份；4）附不少于 10 篇主要参考文献的题录及摘要。I基于食品加工的绞肉机设计基于食品加工的绞肉机设计摘要摘要绞肉机作为食品加工机械，与人们的日常生活密切相关，其市场占有率与日俱增。绞肉机是肉类加工企业在生产过程中，将原料肉按不同工艺要求加工规格不等的颗粒状肉馅，以便于同其它辅料充分混合来满足不同产品的需求。工作时利用转动的切刀刃和孔板上孔眼刃形成的剪切作用将原料肉切碎，并在螺杆挤压力的作用下，将原料不断排出机外。可根据物料性质和加工要求的不同，配置相应的刀具和孔板，即可加工出不同尺寸的颗粒，以满足下道工序的工艺要求。可用于各种冻肉、鲜肉、鸡骨架、鸭骨架、猪皮、牛皮、鸡皮、鱼类、水果、蔬菜等加工。广泛适用于各种香肠、火腿肠、午餐肉、丸子、咸味香精、宠物食品和其他肉制品等行业。本次设计的绞肉机外形美观，结构紧凑。非常适合酒店，肉类加工行业，学校，餐馆或任何其他食品服务业使用。关键词：关键词：绞肉机、食品加工、原料、刀具、结构紧凑IIThe design of meat grinder based on processing of foodAbstractMeat grinder as food processing machinery, is closely related to Peoples Daily life, its market share is growing.Meat grinder is in the process of production, meat processing enterprises will be raw meat according to different technical requirements specifications of granular meat processing, so that the mixed with other excipients fully to meet the needs of different products.Work when using rotating blade and orifice plate hole edge on the formation of the shearing action will chop raw meat, and under the action of screw extrusion, continuous discharge materials will be closed.Can according to different material properties and processing requirements, the configuration of the corresponding cutting tool and the orifice plate, can produce different size of particles, to meet the technological requirements of next working procedure.Can be used for all kinds of frozen meat, fresh meat, chicken skeleton skeleton, duck, pig skin, cowhide, goose, fish, fruit, vegetables and other processing.Widely used in all kinds of sausage, ham sausage, lunch meat, meat balls, salty flavor, pet food and other meat products, etc.The design of the meat grinder beautiful shape, compact structure.Its suitable for hotel, meat processing industry, schools, restaurants, or any other food service industry.Keywords: meat grinder, food processing, raw materials, cutting tool, compact structureIII目目 录录摘要.IABSTRACT.II第一章 绪论.11.1 概述.11.2 发展现状.11.3 设计意义.2第二章 绞肉机结构及原理.32.1 绞肉机结构.32.1.1 送料机构.32.1.2 切割机构.32.1.3 驱动机构.32.2 工作原理.42.3 使用方法.4第三章 绞肉机传动系统设计.63.1 电机的选择.63.1.1 传动比的分配.63.1.2 电机的选型.63.1.3 动力参数计算.73.2 带传动设计.83.3 齿轮传动设计.113.3.1 齿轮部分的设计.113.3.2 轴系部件的设计.163.4 联轴器的选择.173.5 轴段设计与校核.173.5.1 轴段部分设计.173.5.2 轴的强度校核计算.193.6 轴承选择与寿命计算.213.7 键选择与强度计算.22第四章 绞肉机零件设计.24IV4.1 绞龙的设计.244.2 十字绞刀的设计.254.3 机架的设计.32第五章 绞肉机三维建模.335.1 带传动部分建模.335.1.1 小带轮建模.335.1.2 大带轮建模.335.1.3V 带建模.345.1.4 带传动装配.345.2 齿轮部分建模.345.2.1 齿轮轴建模.345.2.2 大齿轮建模.355.2.3 低速轴建模.365.3 其它零件建模.365.3.1 绞龙建模.365.3.2 十字绞刀建模.365.3.3 挤肉板建模.375.3.4 端盖建模.375.3.5 轴承建模.385.3.6 机架建模.385.4 绞肉机装配.39第六章 润滑和密封的选择设计.406.1 轴承的润滑.406.1.1 滚动轴承的特点.406.1.2 滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素.406.2 齿轮的润滑.416.2.1 润滑方式的选择.416.2.2 密封方式的选择.416.2.3 润滑油的选择.41设计总结.42参考文献.43V致 谢.44附录 A 英文原文.45附录 B 中文翻译.501第一章第一章 绪论绪论1.1 概述概述随着人们生活水平的提高，大家对食品工业提出了更高的要求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为新世纪的主流食品。食品工业也成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅猛。食品工业的现代化水平，在很大程度上依赖于食品机械的发展及其现代化水，离开现代仪器和设备，现代食品工业就无从谈起。食品工业的发展是设备和工艺共同发展的结果，应使设备和工艺达到最佳配合，以设备革新和创新促进工艺的改进和发展，以工艺的发展进一部促进设备的发展和完善。两者互相促进、互相完善，是使整个食品工业向现代化迈进的必要条件。在肉类加工的过程中，切碎、斩拌搅拌工序的机械化程度最高，其中绞肉机、斩拌机、搅拌机是最基本的加工机械，几乎所有的肉类加工厂都具备这 3 种设备。目前中、小型肉类加工企业所使用的大部分设备为我国自行设计制造的产绞肉机是为中、小型肉类加工企业所设计的较为理想的、绞制各种肉馅的机械，比如生产午餐肉罐头和制造鱼酱、鱼圆之类的产品，它将肉可进行粗、中、细绞以满足不同加工工艺的要求，该机亦可作为其他原料的挤压设备，如图 1.1 所示：图图 1. 1 自动绞肉机自动绞肉机21.2 发展现状发展现状肉类食品加工属于精加工行业，但是我国食品机械行业却很难提供满足分工越来越细的食品行工业的需求。具体表现在如下几个方面：1）食品机械产品的品种和设备及成套水平：发达国家约 3500 个品种，成套水平高，且向着高效、自动化、多功能系列产品的方向发展，而我国只有 2000 多个品种，成套水平低，生产工艺简单的产品多，生产工艺复杂的产品少。从整体上看，比发达国家几乎落后 20 年。2）高新技术方面仅有个别技术走向实用化，其他发达国家已广泛应用的高新技术（如真空技术，超临界萃取技术，膜分离技术及微波技术） ，我国还停留在实验室试验阶段，有相当多的高新技术领域尚未涉足研究。3）产品质量：与国外同类产品相比，我国生产的食品机械稳定性和可靠性差，或是能耗比国外先进水平高 2-5 倍。4）科研能力与检测手段：大多数生产企业缺乏试验研究的条件，检测手段很不完备。产品参数的检测，如电压、电流、温度、功率、压力、气耗、水耗以及生产率等，基本上是用仪表进行检测的，手段落后，误差较大。5）企业发展水平：重点骨干企业少，专业生产厂少，企业的开发能力低、散、弱的现象比较严重，尤其是难以形成以企业为主体的开发能力，导致生产率低下。食品机械的发展任重而道远，究其主要原因是我国人民消费的食品中大多是来自大农业提供的自然食品，每年因缺乏必要的食品加工机械使食品资源不能直接加工、贮藏、保鲜而造成的损失高达几十亿元，未能深加工综合利用而造成资源浪费损失更高，因此我国食品机械具有广阔的市场需求。1.3 设计意义设计意义本设计阐述了绞肉机的组成及工作原理，根据任务书的要求对绞肉机的结构进行了设计，对相应零件进行了详细的设计、计算及分析，保证计算出来的绞肉机外型美观，性能优异，符合相关行业标准。通过本次设计，我基本懂得了机械设计的一般方法，为自己以后的工作学习打下了坚实的基础。3第二章第二章 绞肉机结构及原理绞肉机结构及原理2.1 绞肉机结构绞肉机结构绞肉机主要由送料机构、切割机构和驱动机构等组成，如图 2.1 所示：图图 2. 1 绞肉机结构示意图绞肉机结构示意图1坚固螺母；2孔板；3十字切刀；4送料斗；5送料螺旋；6 电动机2.1.1 送料机构送料机构送料机构主要包括料斗、绞笼和绞筒。其作用：随着绞笼的旋转将物料源源不断的前移到切割机构，并在前端对物料进行挤压。2.1.2 切割机构切割机构切割机构主要包括挤肉样板，绞刀和旋盖。其作用：对挤压进入样板孔中的物料进行切割。样板孔眼规格大小有很多种，可根据不同的工艺要求随时旋下旋盖进行更换，便可绞出形状不等的物料。2.1.3 驱动机构驱动机构驱动机构主要包括电机、皮带轮、减速器、机架等。电机提供所需动力，皮带轮传递动力，减速器将速度减小为绞肉机所需的转速，机架起支撑作用。42.2 工作原理工作原理绞肉机工作时，先开机后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋转，把物连续地送往绞刀口进行切碎。因为螺旋供料器的螺距后面应比前面小，但螺旋轴的直径后面比前面大，这样对物料产生了一定的挤压力，这个力迫使已切碎的肉从格板上的孔眼中排出。用于午餐肉罐头生产时，肥肉需要粗绞而瘦肉需要细绞，以调换格板的方式来达到粗绞与细绞之需。格板有几种不同规格的孔眼，通常粗绞用之直径为 810 毫米、细绞用直径 35 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板，其厚度都为 1012 毫米普通钢板。由于粗绞孔径较大，排料较易，故螺旋供料器的转速可比细绞时快些，但最大不超过400 转/分。一般在 200400 转/分。因为格板上的孔眼总面积一定，即排料量一定，当供料螺旋转速太快时，使物料在切刀附近堵塞，造成负荷突然增加，对电动机有不良的影响。绞刀刃口是顺着切刀转学安装的。绞刀用工具钢制造，刀口要求锋利，使用一个时期后，刀口变钝，此时应调换新刀片或重新修磨，否则将影响切割效率，甚至使有些无聊不是切碎后排出，而是由挤压、磨碎后成浆状排出，直接影响成品质量，据有些厂的研究，午餐肉罐头脂肪严重析出的质量事故，往往与此原因有关。装配或调换绞刀后，一定要把紧固螺母旋紧，才能保证格板不动，否则因格板移动和绞刀转动之间产生相对运动，也会引起对物料磨浆的作用。绞刀必须与格板紧密贴和，不然会影响切割效率。螺旋供料器在机壁里旋转，要防止螺旋外表与机壁相碰，若稍相碰，马上损坏机器。但它们的间隙又不能过大，过大会影响送料效率和挤压力，甚至使物料从间隙处倒流，因此这部分零部件的加工和安装的要求较高。绞肉机的生产能力不能由螺旋供料器决定，而由切刀的切割能力来决定。因为切割后物料必须从孔眼中排出，螺旋供料器才能继续送料，否则，送料再多也不行，相反会产生物料堵塞现象。2.3 使用方法使用方法1）冲洗每次使用绞肉机前，得简单冲洗一下。一般而言，绞肉机在上次用完后都是及时清洗过的，使用前的清洗，主要是冲掉机器内外的灰尘等。另一个好处是，使用前的5冲洗会使绞肉比较变得轻松流畅，也会使工作结束后的清洗变得比较省事。2）安装不少人喜欢在每次绞肉后把机器安装完整，其实这种方法并不可取。比较理想的做法是，每次用毕后，应将清洗干净的绞肉机以散件形式摆放于木质箱柜中，或等其完全晾干后再行组装，不宜马上组装。安装先从组装开始，先将辊子送进机腔内，为减小磨损，可在转轴处滴一滴食用油，再将刀头安装在辊子上，注意刀口朝外。再将漏口安装至刀头，轻轻摇动使三者跟机腔紧密切合，再将坚固螺母安装到漏口外侧，注意要松紧适度，太松会使肉沫从边缝漏出，太紧会损伤丝口。最后安装绞把，注意手柄朝外，将缺口对准后套进去，然后拧上坚固螺丝。安装机器比较简单，最重要的是选好合适的固定件，如比较大的木案板，将咬合口对准案板，边缘后，旋紧紧固螺丝。因为绞肉比较用力，所以固定机身时最好最好用螺丝刀等工具辅助坚固一下，以防工作过程中机器松动。3）操作真正的绞肉比较简单，因为比较用力，所以最好有男性操作，也可以二人配合。如果是绞饺子馅，绞肉前最好先绞一根大葱，这会使得绞肉省力不少。将肉洗净，切成长条，徐徐送入（送入的肉越多越费力气） 。绞肉结束后，也可以再绞一根葱，或者土豆等等蔬菜类东西。说透了，这是一种变相的清洗，还可以减少肉末的浪费。 4）清洗先准备好干净的牙刷、试管刷等辅助用品，再按反方向将机器卸开，将机腔内的肉沫肉块清理出来，再将机器泡到含有洗洁精的温水中，用牙刷等将所有机件一一清洗干净，再用自来水冲洗两遍，放到阴凉通风的地方控干即可。5）电动绞肉机（1）电动绞肉机使用前先清洗各部分可清洗的零件；（2）组装好后通电，待机器运转正常后，再添加肉块；（3）绞肉前，请先将肉剔骨切成小块（细条状） ，以免损坏机器；（4）通电开机，待运转正常后，再添加肉块；（5）添加肉块一定要均匀，不能过多，以免影响电机损坏，如发现机器运转不正常，应立即切断电源，停机后检查原因；（6）如发现漏电，打火等故障，应马上切断电源，找电工修理，不得私自开机修理；（7）使用完后关闭电源。然后将各部件清洗干净，沥干水后，放于干燥处备用；（8）使用前，参考使用说明书要求。6第三章第三章 绞肉机传动系统设计绞肉机传动系统设计3.1 电机的选择电机的选择3.1.1 传动比的分配传动比的分配由于绞龙只有一种工作转速，则从电机至绞笼的运动路线为定比传动，其总的传动比可利用带传动、齿轮传动等构机逐级减速后得到。绞龙的转速不易太高，因为输送能力并不是随转速增加而增加。当速度达到一定值以后，效率反而下降，且速度过高，物料磨擦生热，出口处的压力升高，易引起物料变性，影响绞肉质量，因此绞龙的转速一般在 200 一 400r/min 比较适宜。在本机选用 330r/min。(3-1)1450 /min4.4330 /minrir总初步取，。01.76i 12.5i 根据选用的电机和绞笼转速要求设计传动路线如图 3.1 所示：图图 3. 1 传动方案图传动方案图1电机；2联轴器；3带传动；4减速器；5联轴器；6 绞龙3.1.2 电机的选型电机的选型所需功率：(3-2)G WPkWA7式中：G绞肉机的生产能力，1000kg/h；W切割 1kg 物料耗用能量，其值与孔眼直径有关，d 小则 w 大，当d3mm，取 w0.0030kw.h/kg；传动效率。其中传动装置的总效率，、分别为带传动、齿轮传动、221234 1234滚动轴承、弹性柱销联轴器效率。取；，计算10.9620.9730.9940.97得 Pd=3.84kW。所以根据 P3.84kw，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，功率为 4kW，其同步转速为 n1500r/min，满载转速为 1450r/min，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 电机的结构，如图 3.2 所示：图图 3. 2 电机结构简图电机结构简图3.1.3 动力参数计算动力参数计算1）各传动轴的转速电机输出轴：(3-3)1450 /minnnr带电机减速器 I 轴：(3-4)/1450/1.76823.86 /minnnir轴1带带减速箱 II 轴：(3-5)11/823.86/2.5330 /minnnir轴2轴轴2）各传动轴的功率由之前计算得输送机所需总功率 P总=3.84kW，所选电动机功率 PD=4kW,故：带传动所需功率：(3-6)P * =4x0.96=3.84kwP带总轴 I 所需功率：(3-7)P * =3.84x0.98=3.76kwP轴1带轴 II 所需功率： (3-8)P * =3.76x0.98=3.69kwP轴2轴1输出轴所需功率：(3-9)P * =3.69x0.97=3.65kwP轴2轴13）各轴转矩电机传递转矩： (3-10)9550/9550*4/145026345TPnN MA电机轴 I 传递转矩：(3-11)9550*/46366Tp inN MA轴1带8轴 II 传递转矩： (3-12)9550*/115917Tp inN MA轴2轴13.2 带传动设计带传动设计1）确定计算功率： (3-13)caAPK P式中：Pca计算功率，kW；KA工作情况系数；P所需传递的额定功率，kW； 表表 3. 1 工作情况系数表工作情况系数表查表，载荷变动较小，空、轻载启动，两班制，选取 KA =1.2。2）选择 V 带型。根据计算功率和小带轮转速，从下图选择 A 型 V 带。取小带轮基准9直径 dd=100mm，因此，由机械设计图 4.1 进行圆整选择。图图 3. 3 普通普通 V 带选型图带选型图3）验证带速度：D2=D1i*(1-e)=100x1.76（10.015）=178.3mm（此处 e 为滑动率） ，所以：(3-14)1 13.14 100 14507.58/60 100060 1000D nVm s由于 5m/sV25m/s，故 V 带合适。4）确定中心距 a 和基准长度：因为中心距大，可以增大带轮的包角，减少单位时间内带的循环次数，有利于提高带的寿命。但中心距过大，则会增加带的波动，降低带传动的平稳性。一般初选带传动的中心距：0.7（D1+D2）a02（D1+D2） ，取 a0280mm(3-15)212210()()288624doDDDDLamma取 Ld=900mm。(3-16)90088628028722ddoLLaam5）验算小带轮上包角： (3-17)2118057.3164.33120DDa 因此符合设计验证条件，故设计方案合理。6）确定 V 型带的根数 Z：根据和 A 型带查表 8-4b 得，查机械设计11450min,1.76nri00.03Pkw表 8-5 得，查表 8-2 得，故有：0.924K1.16LK 10 (3-18)r003.84 1.23.87P()1.35caALPK PzPP K K故取 4 根。7）单根 V 带的预紧力0F(3-19)202.5500(1)134daPFmvNkZv式中：mV 带每米长的质量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm。8）作用在轴上的力F(3-20)(106182sin413422sin210NZFF(3-21)(159282sin413432sin310maxNZFF式中：考虑新带初预紧力为正常预紧力的 1.5 倍maxF9）带轮的结构和尺寸带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造而产生过大的应力。轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损。3.2aRm带轮的材料为 HT200。查 B1 表 8-1-10 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺寸，根据带轮的基准直径查 B1 表 8-1-16 确定轮辐，如图 3.4 所示：2*454012A63B0.1 A B0.1 A159111808.72.75119158.72.7534 B0.1 A0.1 A B63A2453.240R5图图 3. 4 带轮结构示意图带轮结构示意图113.3 齿轮传动设计齿轮传动设计3.3.1 齿轮部分的设计齿轮部分的设计1）齿数的确定选用斜齿圆柱齿轮传动，由于压片机为一般工作机器，速度不高，所以采用 8 级精度（GB10095-88） ；查机械设计10-1 表，选择一级小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 50HRC，二级大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 45HRC，二者材料硬度差为5HRC。选择一级小齿轮齿数 z1=30，二级大齿轮齿数 z2=i*z1=75，螺旋角为 10.142。2）按齿轮面接触强度计算：参考机械设计10-9a 公式，即：3211)(132. 2HZuuTKdEdtt(3-22)确定公式内各计算数值：选择载荷系数=1.3；小齿轮传递的转矩：T1=26345NM,由tK机械设计表 10-7 可知，选择齿宽系数 d=0.9，由机械设计表 10-6 查得材料的弹性影响系数，由机械设计图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。lim600HMPalim550HMPa计算应力循环次数： (3-23)8116060 300 110 300 84.32 10hNnjL （）(3-24)81724.32 1014.4 103NNi由机械设计10-19 图，取解除疲劳寿命系数，。10.93HNK20.98HNK计算接触疲劳许用应力：取失效概率为 1%，安全系数 s=1。(3-25)1lim110.93 600558HNHKMPaMPaS(3-26)2lim 220.98 550539HNHKMPaMPaS3）试计算小齿轮分度圆直径带入中较小的值：1tdH(3-27)412233111.3 2.6 108 189.82.32()2.32()45.70.97539tEtdHKTuZdmmmmu12计算圆周速度：(3-28)11145.7 3201.6160 100060 1000td nVm sm s4）计算主要的几何尺寸（按 B1 表 8-3-5 进行计算）分度圆的直径：d =m z /cos=1.5 30/cos=45.7mm(3-29)11d =m z /cos=1.5*75/cos=114.3mm(3-30)22齿顶圆直径：d= d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm(3-31)1a1ad= d +2h =114.3+2 1.5=117.3mm(3-32)2a2a端面压力角：(3-33)0292.20142.10cos20costgarctgtgaarctgnt基圆直径：d= dcos= cos20.292 =40.2mm(3-34)1b1t0d= d cos=348 cos20.292 =107.2mm(3-35)2b2t0齿顶圆压力角：=arccos=34.365(3-36)1at11badd0= arccos=23.951(3-37)2at22badd0端面重合度：= z （tg-tg）+ z (tg-tg)=1.9(3-38)a1211at22at齿宽：b=.a0.4*8032 取 b 32mm；b 40mm(3-39)a21齿宽系数：13=0.7(3-40)d1bd3245.7纵向重合度 ：=1.2(3-41)5 . 1142.10sin32sinnmb当量齿数：31.45(3-42)311cos/zzv78.628(3-43)322cos/zzv5）校核齿面接触强度强度条件：。HH计算应力：=ZZ Z Z Z(3-44)1HHBE11tAVHHFk K KKd b= (3-45)2H1HDBZZ式中：名义切向力 F =2044N。t112000 Td2000 46.745.7使用系数 K =1，动载系数 =（）。AVK200AAVB式中：V=。smnd95. 11000608187 .4510006011A=83.6，B=0.4，C=6.57，=1.2。VK齿向载荷分布系数 K=1.35（由 B1 表 8-3-32 按硬齿面齿轮，装配时检修调整，H6 级精度 K非对称支称公式计算） 。H1.34查表得：齿间载荷分配系数 ，节点区域系数 = 1.5，重合度的系数 1.0HKHZ，螺旋角系数，弹性系数 ，单对齿齿合系数 0.77Z0.80Z189.8EZMPaZ =1。B(3-46)122.5 120441 1.5 189.8 0.77 0.80 1.05 1.35 1.0245.52.5 45.7 32HHMPa 14许用应力：=(3-47)HlimlimHNTLVRWXHZZ Z Z Z ZS式中：极限应力=1120MPa，最小安全系数=1.1，寿命系数=0.92，limHlimHSNTZ润滑剂系数=1.05，速度系数=0.96，粗糙度系数=0.9，齿面工作硬化系数LZVZRZ=1.03，尺寸系数=1。WZXZ则：=826MPa(3-48)H11200.92 1.05 0.96 0.85 1.031.1满足：。HH6）校核齿根的强度强度条件：。1F1F许用应力： =；(3-49)1FtFaSaAVFFnFY Y Y Y K K KKbm(3-50)222111FSFFFSYYYY式中：查表得齿形系数=2.61，=2.2，应力修正系数，1FY2FY11.6SaY，重合度系数 =1.9，螺旋角系数=1.0，齿向载荷分布系数21.77SaYYY=1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8-3-30 计算） ，齿间载荷分配系数=1.0。FKNHKFK则：=94.8MPa(3-51)1F=88.3MPa(3-52)2F1F1.77 2.22.61 1.6许用应力为：=(3-53)FlimRelimFSTNTrelTlTXFY Y YYYS式中：极限应力=350MPa，安全系数=1.25（按 B1 表 8-3-35 查取） ，应limFlimFS力修正系数=2，寿命系数=0.9，齿根圆角敏感系数=0.97，齿根表面状况系STYSTYrelTY数=1，尺寸系数=1，则：RelTYXY=(3-54)F3502 0.9 0.974891.25MPa 15满足，验算结果安全。2F1FF7）齿轮及齿轮副精度的检验项目计算a）确定齿厚偏差代号确定齿厚偏差代号为：6KL GB10095-88（参考 B1 表 8-3-54 查取） 。b）确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值（参考 B1 表 8-3-58 查取） 。第公差组检验切向综合公差，=0.063+0.009=0.072mm，(按 B11iF1iPfFFF表 8-3-69 计算，由 B1 表 8-3-60，表 8-3-59 查取)；第公差组检验齿切向综合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）1if1ifpttff=0.012mm， （按 B1 表 8-3-69 计算，由 B1 表 8-3-59 查取） ；第公差组检验齿向公差=0.012（由 B1 表 8-3-61 查取） 。Fc）确定齿轮副的检验项目与公差值（参考 B1 表 8-3-58 选择）对齿轮，检验公法线长度的偏差。按齿厚偏差的代号 KL，根据表 8-3-53 的计wE算式求得齿厚的上偏差：=-12=-12 0.009=-0.108mm(3-55)ssEptf齿厚下偏差：=-16=-16 0.009=-0.144mm(3-56)siEptf公法线的平均长度上偏差：=*cos-0.72sin=-0.108 cos-0.72 =-0.110mm(3-57)WSEssETF02000.36 sin 20a下偏差：=cos+0.72sin=-0.144 cos+0.72 0.036 sin=-0.126mm(3-58)wiEsiETF020020按表 8-3-19 及其表注说明求得公法线长度=87.652， 跨齿数 K=10，则公法线knW长度偏差可表示为：。0.1100.12687.652对齿轮传动，检验中心距极限偏差，根据中心距 a=80mm，由表查得 8-3-65 查f得=；检验接触斑点，由表 8-3-64 查得接触斑点沿齿高不小于 40%，沿齿长f0.023不小于 70%；检验齿轮副的切向综合公差=0.05+0.072=0.125mm（根据 B1 表 8-3-58icF的表注 3 计算与查取） ；检验齿切向综合公差=0.0228mm。icf对箱体，检验轴线的平行度公差，=0.012mm，=0.006mm（由 B1 表 8-3-63xfyf查取） 。16d）确定齿坯的精度。根据大齿轮的功率，确定大轮的孔径为 33mm，其尺寸和形状公差均为 6 级，即0.016mm，齿轮的径向和端面跳动公差为 0.014mm，如图 3.5 所示：0.014 A1.61.60.80.81.6? 94.75? 52.8881282*45? 470 0-0,1? 458图图 3. 5 大齿轮简图大齿轮简图3.3.2 轴系部件的设计轴系部件的设计1）输入齿轮轴设计选轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15-3，取 A0=112 于是由式初步估算轴的最小直径：图图 3. 6 轴入齿轮轴轴入齿轮轴 (3-59)33min11/112 3.67/823.8618.6dAP nmm这是安装联轴器处轴的最小直径，由于此处开键槽，校正值：1 2d(3-60)1 218.6 (1 5%)19.7dmm根据就近原则圆整得最小轴径取 20mm。2）输出轴设计选轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15-3，取于是由式初步估算轴的112A 17最小直径这是安装联轴器处轴的最小直径，由于此处开键3min33/19.6dAPnmm1 2d槽，取，如图 3.7 所示：min19.6 1.0519.83dmm输出轴图图 3. 7 输出轴输出轴3.4 联轴器的选择联轴器的选择1）输入轴联轴器计算联轴器的转矩。查表 14-1 取，则1.3AK (3-61)411.3 2.7 1042700caATK TN mm查机械设计手册 ，选用 GB5014-1985 中的 HL1 型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 16000Nmm。半联轴器的孔径，轴孔长度 L32mm，J 型轴孔，C 型键，联20mm轴器主动端的代号为 HL1 24*32 GB5014-1985，相应地，轴段 1 的直径，轴120dmm段 1 的长度应比联轴器主动端轴孔长度略短，故取。140lmm2）输出轴联轴器联轴器的计算转矩 查表 14-1 取，则：1caATK T1.3AK (3-62)mmNTKTAca97870010287.753 . 141查机械设计手册 ，选用 GB5014-1985 中的 HL4 型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 1250Nm。半联轴器的孔径，轴孔长度 L84mm，J 型轴孔，C 型键，联轴20mm器主动端的代号为 HL4 55*84 GB5014-1985。相应地，轴段 1 的直径，轴段 1 的长度应比联轴器主动端轴孔长度略短，120dmm故取。184lmm3.5 轴段设计与校核轴段设计与校核3.5.1 轴段部分设计轴段部分设计1）输入轴轴段设计18根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，为满足半联轴器的轴向定位要求，1-2 轴段右端需制处一轴肩，轴肩高度，故取 2 段的直径。0.07 0.1hd229.0dmm初选型号角接触球轴承参数如下：，基本额定动载荷，30 72 19dDB36.0admm49.0aDmm19.50rCKN基本额定静载荷，故，轴段 7 的长度与轴承宽度相同，8.30rCKN3730.0ddmm故取。713.0lmm轴段 4 上安装齿轮，为便于齿轮的安装，应略大与，可取。齿轮4d3d436.0dmm左端用套筒固定，为使套筒端面顶在齿轮左端面上，即靠紧，轴段 4 的长度应比齿4l轮毂长略短，若毂长与齿宽相同，已知齿宽，故取。60.0bmm458.0lmm齿轮右端用肩固定，由此可确定轴段 5 的直径，轴肩高度，取0.07 0.1hd，故取。为减小应力集中,并考虑右轴承的拆卸,轴段540.0dmm51.4lh56.0lmm6 的直径应根据 6006 深沟球轴承的定位轴肩直径确定,即。ad636.0addmm取齿轮端面与机体内壁间留有足够间距 H，取,取轴承上靠近机体内壁12Hmm的端面与机体内壁见的距离 S=8mm，取轴承宽度 C=50mm。由机械设计手册可查得轴承盖凸缘厚度 e=10mm，取联轴器轮毂端离 K=20mm。故 ：，取23465()59,()35,()14lCsBeKmm lBsHblmm lHslmm 齿轮齿宽中间为力作用点,则可得，。178.0Lmm2356.50LLmm2）输出轴轴段设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，为满足半联轴器的轴向定位要求，1-2 轴段右端需制处一轴肩，轴肩高度,故取 2 段的直径，0.07 0.10hd262.0dmm初选角接触球轴承参数如下：，故：，轴段65 140 33dDB93.80rCKN60.50rCKN3765.0ddmm7 的长度与轴承宽度相同,故取。733.0lmm轴段 4 上安装齿轮，为便于齿轮的安装，应略大与，可取。齿4d3d470.0dmm轮左端用套筒固定，为使套筒端面顶在齿轮左端面上，即靠紧轴段 4 的长度应比齿4l轮毂长略短，若毂长与齿宽相同，已知齿宽，故取。95.0bmm492.0lmm齿轮右端用肩固定,由此可确定轴段 5 的直径, 轴肩高度,取0.07 0.10hd，故取。为减小应力集中，并考虑右轴承的拆卸，576.0dmm51.40lh510.0lmm轴段 6 的直径应根据轴承的定位轴肩直径确定,即。ad677.0addmm取齿轮端面与机体内壁间留有足够间距 H,取,取轴承上靠近机体内壁12.0Hmm的端面与机体内壁见的距离 S=8mm,取轴承宽度 C=50mm。由机械设计手册可查得轴承19盖凸缘厚度 e=10mm，取联轴器轮毂端面与轴承盖间的距离 K=20mm。故：，取23465()39,()56,()10lCsBeKmm lBsHblmm lHslmm 齿轮齿宽中间为力作用点，则可得，。193.50Lmm2384.0LLmm3.5.2 轴的强度校核计算轴的强度校核计算由于输出轴传递的转矩比输入轴大得多，所以校核时根据扭校核条件仅校核输出轴即可要求。1）画轴的受力简图，如图 3.8 所示：2）计算支承反力在水平面上： (3-63)NFFFtHH5 .224024481221在垂直面上： (3-64)NFFFrvv5 .8152/16312/2120图图 3. 8 轴的受力简图轴的受力简图总支承反力： (3-65)NFFFFvH23845 .8155 .224022212121弯矩：，(3-66)mmNLFMMHHH.1882022121mmNLFMMvvv.685023112故：(3-67)mmNMMMMvH2002812121213）校核齿轮中间因弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中，故剖面左侧为危险剖面：21(3-68)3232334300702)5 . 770(5 . 720701 . 02)(1 . 0mmdtdbtdW (3-69)3232368600702)5 . 770(5 . 720702 . 02)(2 . 0mmdtdbtdWT (3-70)mpaWMba84. 534300200281由于，因此：0m，(3-71)mpaWTTT11mpaTma5 . 52轴的材料为 45 刚，调质处理。由表 15-1 查得，640Bmpa1275mpa。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按附表 3-2 查取，mpa1551因：，(3-72)031. 0652dr08. 16570dD经插值后可查得，可得轴的材料的敏性系数为，2.01.310.82q，故有应力集中系数按式为：0.85q (3-73)82. 1) 10 . 2(82. 01) 1(1qk(3-74)26. 1) 131. 1 (85. 01) 1(1qk由得尺寸系数由得扭转尺寸系数，。轴未经表面强0.670.820.92化处理，即，则按式 3-12 及 3-12a 得综合系数值为：1q，(3-75)11.821112.800.670.92kK 11.261111.620.820.92kK 由3-1 及3-2 得碳钢的特性系数：取， 。于是,计算安全系数1 . 005. 0值，按式(15-6)(15-8)则得：caS(3-76)8 .1601 . 084. 580. 22751maKS (3-77)5 .155 . 505. 05 . 581. 11551maKS22 (3-78)5 . 13 . 11122SSSSSSca故安全。按弯矩合成应力校核轴的强度，对于单向转动的转轴,通常转矩按脉动循环处理，故取折合系数，则：6 . 0 (3-79)mpaWTMca14)(22查表 15-1 得=60mpa，因此，故安全。11ca3.6 轴承选择与寿命计算轴承选择与寿命计算1）输入轴轴承轴承选用角接触球轴承，取，取按表轴承取，则相2 . 10 . 1pf0 . 1pf7 .140f对轴向载荷为：(3-80)08. 1830065.6107 .1400CFfa在表 13-5 中介于 1.031.38 之间，对应的 e 值为 0.280.3，Y 值为 1.551.45 线性插值法求 Y 值： (3-81)54. 103. 1380. 1)08. 1380. 1 ()45. 155. 1 (45. 1Y故： (3-82)NYFXFfParp1674)65.61054. 128.131156. 0(0 . 1)(3-83)hPCnLrh27159)167419500(9706010)(60103636查表得预期计算寿命。hhLL12002）输出轴轴承选用角接触球轴承，寿命计算（）为：(3-84)eFFra02384011查表 13-5 得 X=1，Y=0 按表 13-6，取，故：2 . 10 . 1pf2 . 1pf23(3-85)NYFXFfParp8 .2860)( (3-86)hPCnLrh7849843)(601036查表 13-3 得预期计算寿命hhLL12003.7 键选择与强度计算键选择与强度计算1）输入轴键联接联轴器： (3-87)mpahldTp5 .62)2828(724630004411查表得.故强度足够。 mpap150120 pp齿轮： (3-88)mpahldTp19)1056(836630004411查表得，故强度足够。 mpap150120 pp2）突出轴键联接联轴器：(3-89)mpahldTp5 .47)21680(16557528704413查表得，故强度足够。 mpap150120 pp齿轮：(3-90)mpahldTp7 .30)2090(20557528704413查表得.故强度足够。 mpap150120 pp轴最终结构尺寸如图 3.9、3.10 所示：2422322? 16? 20+0,079-0,02? 23? 25+0,079-0,02? 31? 45,7? 31? 25+0,079-0,0240152040202645图图 3. 9 输入齿轮轴输入齿轮轴? 30+0,079-0,02630.82*452618247? 27? 30+0,079-0,02? 33+0,079-0,0232图图 3. 10 低速轴低速轴25第四章第四章 绞肉机零件设计绞肉机零件设计4.1 绞龙的设计绞龙的设计绞笼的作用是向前输送物料，并在前端对肉块进行挤压。如图 31 所示，设计上采用一根变螺距、变根径的螺旋，即螺距后大前小，根径后小前大，这样使其绞笼与绞筒之间的容积逐渐减小实现了对物料的挤压作用。绞笼前端方形轴处安装绞刀，后端面上安装两个定位键与其主轴前端面上键槽配合，以传递动力，如图 4.1 所示：R5301020202430408070805540801051301.6577.29节距t1302.5105图图 4. 1 绞龙示意图绞龙示意图1）绞笼的材料根据经验一般选为 HT200 材料。2）螺旋直径根据以下公式计算：(4-1)5.2CGKD式中：G生产能力，由原始条件得 G1t/h；K物料综合特性系数，查表 1-16 得 K0.071；物料得填充系数查 B4 表 116 得0.15；物料的堆积密度 t/m 猪肉的为 1.5t/m ；33C与螺旋供料器倾角有关的系数，查 B4 表 1-15 得 C1。将以上数据代入公式计算得：D0.136m，取 D160mm。3）螺旋的转速与节距由第三章设计参数得，螺旋供料器的转速 n=330r/min，实体面型螺旋的节距 t=D。264）绞筒的设计由于肉在绞筒内受到搅动，且受挤压力的反作用力作用，物料具有向后倒流的趋势，因此在绞笼的内壁上设计了 8 个止推槽.沿圆周均匀分布，如图 4.2 所示，绞筒内壁与绞笼之间的间隙要适当，一般为 3-5mm。间隙太大会使物料倒流，间隙太小绞笼与绞筒内壁易碰撞。绞筒的材料可选用铸铁，选 HT200。图图 4. 2 绞筒示意图绞筒示意图4.2 十字绞刀的设计十字绞刀的设计绞刀的作用是切割物料。它的内孔为方形，安装在绞笼前端的方轴上随其一起旋转，刀刃的安装方向应与绞笼旋向相同。绞刀的规格有 2 刃、3 刃、4 刃、6 刃、8 刃。绞刀用 ZG65 Mn 材料制造，淬火硬度为 HRC55 - 60，刃口要锋利，与样板配合平面应平整、光滑。绞刀的几何参数对所绞出肉的颗粒度以及产品质量有着很大的影响，现对十字刀片的各主要几何参数进行设计。十字刀片如图 4.3 所示。其每一刃部的绞肉(指切割肉的)线速度分布亦如该图所示。从图上可以看出其刃部任一点位置上只有法向速度。 v图图 4. 3 绞刀速度分布图绞刀速度分布图27其速度值根据以下公式来计算：(4-2)30000nvp式中：刀片刃部任一点的线速度 ms；pvn刀片的旋转速度 rpm；刀片刃部任一点至旋转中心的距离 mm；r刀刃起始点半径 m m；R刀刃终止点半径 mm。再从任一叶刀片的横截面上来看，其刃部后角较大，而前角及刃倾角都为零。因此，该刀片的几何参数(角度)不尽合理。故再将以一叶刀片的与网眼扳相接触的一条刀刃为对象，分析刀片上各参数的作用及其影响，设计各参数。1）刀刃的起讫位置绞肉时，绞肉机的十字刀片作旋转运动。从式I可以看出，在转速一定的条件下，刀刃离旋转中心点越远，则绞肉(指切割肉的)线速度越快。并且在螺杆进科速度也一定的条件下，假定绞肉时刀片所消耗的功全部转化为热能，则任一与网眼板相接触的刀刃，在单位时间内产生的热量为：(4-3)QF VA式中：Q单位时间内任一与网眼板相接触的刀刃切割肉所产生的热量（Js） ；F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（N） ；任一刀刃切割肉的线速度（ms） 。V所以，绞肉的线速度越快，则所产生的热量也越大，因此绞肉的线速度不能很高。 根据经验，我们知道一般绞肉时刀刃切割肉的钱速度处在 30-90mmin 之间最为理想，因此由这些数据可估算出刀刃的起讫位置，即刃的起点半径和终点半径 R。根据式 4-2 得：(4-4)30000VnA我们已知十字刀片得转速 n330r/min，当时，则：min30m/min=0.5m/s(4-5)r(4-6)30000/0.514.65330mm 28当时，则：minR(4-7)smmR/5 . 1min/90R(4-8)30000/1.543.94326Rmm圆整后取：r=15mm，R=45mm。2）刀刃的前角当十字刀片绞肉时，其任一与网限板相接触的刀刃上的受力情况如图 4.4 所示：图图 4. 4 接触刀刃受力分析接触刀刃受力分析根据上图可知：(4-9)fnfnFFFFFF其值为：(4-10)cossinnfnFFF(4-11)cossinfnfFFFFF因为刀刃与网眼板的摩擦力为：(4-12)fnFFA肉与前刀面的摩擦力为：(4-13)fnFFA整理得：(4-14)2()(1)cosnnFFFF式中：F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（N） ；刀片绞肉时肉的剪切抗力（N） ；F刀刃与网眼板的摩擦系数；肉被剪切时与前刀面的摩擦系数；29刀片的前角（） ；900网眼板作用于刀刃上的压力（N） ；nF肉被切割时作用于前刀面的压力（N） ；nF由于：(4-15)FA式中：肉的抗剪应力，与肉的质地有关；肉被剪切的面积，与网眼板的网眼直径有关。A所以与肉的质地及网眼的直径有关，故选定网眼板之后，可以看成为常量，FF故令。1FC由于是网眼板作用于刀刃上的压力，可以看为刀片的预紧压力，是常量，故令nF。是刀片切割肉时，肉对前刀面的压力与速度 v 有关，故令。2nFCF nvFF简化式得：(4-16)212 ()(1)cosvFCCF从上式可知，刀刃前角的大小，直接影响着绞肉过程中的切割力，以及切割肉时所产生的温度。在刀片旋转速度以及螺杆进料速度都一定的情况下，前角大，切割肉所需的力和切割肉所产生的热都小；反之，则大。但前角很大时，则因刀具散热体积小而使切割肉时所产生的温度不能很快冷却。因此，在一定的条件下，前角有一合理的数值范围。一般取：(肉质软取大值，反之取小值)。25403）刀刃的后角刀刃后角的目的：一是减小后刀面与网眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不变的情况下，增大后角能使刀刃锋利。刀片磨损后将使刀刃变钝，使肉在绞肉(切割)过程中变形能增加，同时由于磨损后刀片的后角基本为零，加大了刀片与网眼扳的摩擦，两者都使绞肉过程中产生的热量增多。另外，在同样的磨钝标准 V B 下，后角大的刀片由新用到钝所磨去的金属体积较大，如图 4.5 所示。这说明增大后角可提高刀片的耐用度，但同时也带来的问题是刀片的 N B 磨损值大(反映在刀体材料的磨损过大这一方面)，并且刀刃极度也有所削弱，故后角也有一合理的数值范围：一般取：(肉质软取大值反之取小值)53 30图图 4. 5 后角与后角与 VB、NB 的关系的关系4）刀刃的刃倾角从分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃来得知刀倾角对刀片性能的影响情况。在任一叶刀片的法剖面内，当把刀刃放大看时，可以把刀刃看成是一段半径为的圆r弧，如图 4.6 所示，由于刀刃有刃倾角，故在线速度方向剖面内的刀刃将变成椭圆弧(斜剖刀刃圆柱所得)。图图 4. 6 刃倾角与刀刃锋利度刃倾角与刀刃锋利度椭圆的长半径处的曲率半径，即为刀刃实际纯圆半径。er0其关系为：(4-17)0cosenrr由此可见，增大刀倾角的绝对值，可减小刀刃的实际钝圆半径，这就说明增er0大刃倾角就可使刀刃变得较为锋利。一旦刀刃的起讫半径 r 及 R 确定后，其最大初始刃倾角就可确定了，如图 4.7 所示：0max图图 4. 7 刃倾角刃倾角31(4-18)0maxarcsin /r R初始刃倾角按下式计算，如图 4.8 所示：图图 4. 8 初始刃倾角计算初始刃倾角计算(4-19)220/()arctg rbRb式中：r刀刃起始点半径(mm)； R刀刃终止点半径(mm)；b叶刀片外端宽度（mm）;初始刃倾角。05）刀刃上任一点位量上绞肉速度由于有了刃倾角，故刀刃上任一点相对于网眼板的速度，将可以分解为垂直于v刃的法向速度分量和平行于刃的切向速度分量，如图 4.9 所示：即：nvrv(4-20)nvvv其值为：(4-21)()30000nvp rpRA(4-22)cosnvv(4-23)sinrvv图图 4. 9 刀刃上任一点的速度示意图刀刃上任一点的速度示意图32又因为：，。sin/sinR所以：(4-24)222sincos30000R整理得：(4-25)222sin/30000nvnR(4-26)sin/30000vnR式中：刀刃上任一点位置的法向速度分度 ms；nv刀刃上任一点位置的切向速度分量 ms；v刀刃上任一点至刀片旋转中心距离 mm；刀刃的初始刃倾角；与刀刃相切的圆计算半径 mm；R刀刃的终点半径 mm；r刀刃的起点半径 mm。6）刀片的结构根据以上对绞刀各个几何参数的分析，得出绞刀的结构图，如图 4.10 所示，此绞刀的特点是：a)后角取 4 ，刀片的寿命较长；b)前角取 30 ，以减小绞肉所需的力及功率； c)增加刃倾角，以提高刀刃的锋利度；d)采用全圆弧形的前刀面结构，以改善刀刃的强度；e)采用可换式刀片结构，以节约刀体材料并可选用不同几何参数刀片。R65? 40A15 8815 AR65? 40图图 4. 10 绞刀绞刀 2 刃和刃和 4 刃示意图刃示意图334.3 机架的设计机架的设计机架的设计原则是保证功能、强度要求条件下，布局合理，用材最少，外形美观等。本次设计的绞肉机采用 45 号钢，接合处通过焊接而成，因为是涉及到饮食健康方面，所以要注意防锈处理，其设计的外形如第五章的三维建模中所示。34第五章第五章 绞肉机三维建模绞肉机三维建模5.1 带传动部分建模带传动部分建模5.1.1 小带轮建模小带轮建模建模步骤如下：首先拉伸一个圆柱，然后旋转去除材料生成一个槽特征，线性阵列 4 个槽，拉伸轴孔和键槽，最后倒角，生成的实体如图 5.1 所示：图图 5. 1 小带轮小带轮5.1.2 大带轮建模大带轮建模建模的步骤与小带轮一样，最后去除材料拉伸出轮幅孔，生成的实体如图 5.2 所示：图图 5. 2 大带轮大带轮355.1.3V 带建模带建模直接用扫描命令来生成，结果如图 5.3 所示：图图 5. 3V 带带5.1.4 带传动装配带传动装配新建装配体，将以上三个零件插入到装配体中，设置好他们之间的配合关系，其结果如图 5.4 所示：图图 5. 4 带传动装配带传动装配5.2 齿轮部分建模齿轮部分建模5.2.1 齿轮轴建模齿轮轴建模首先画好小齿轮（其中齿轮可以标准库里面生成） ，倒角，然后旋转出轴的特征，最后拉伸切出一个 C 型键槽，其三维模型如图 5.5 所示所示：36图图 5. 5 齿轮轴齿轮轴5.2.2 大齿轮建模大齿轮建模画好齿轮之后切出凹型槽，然后拉伸出一个孔，阵列其余孔，最后拉伸轴孔和键槽，其结果如图 5.6 所示：图图 5. 6 低速大齿轮低速大齿轮375.2.3 低速轴建模低速轴建模低速齿轮轴与高速齿轮轴的画法差不多，其结果如图 5.7 所示：图图 5. 7 低速轴低速轴5.3 其它零件建模其它零件建模5.3.1 绞龙建模绞龙建模绞龙的建模步骤稍微多点，首先用旋转命令中间轴段特征，然后添加变节距的螺旋线，并画出截面形状，最后扫描生成螺旋，倒角后其效果如图 5.8 所示：图图 5. 8 绞龙绞龙5.3.2 十字绞刀建模十字绞刀建模十字绞刀比较容易，首先拉伸出圆台特征，然后用放样命令生成刀刃特征，最后阵列出其余刀刃，其效果如图 5.9 所示：38图图 5. 9 绞刀绞刀5.3.3 挤肉板建模挤肉板建模挤肉板建模与绞刀的步骤差不多，首先拉伸出圆台特征，然后拉伸生成孔特征，最后阵列出其孔特征，其效果如图 5.10 所示：图图 5. 10 挤肉板挤肉板5.3.4 端盖建模端盖建模端盖用旋转命会比较简单，首先旋转出凸盖特征，然后用拉伸去除材料生成一个孔特征，最后阵列出其余孔特征，其效果如图 5.11 所示：图图 5. 11 端盖端盖395.3.5 轴承建模轴承建模轴承属于标准件，可以直接从标准库里面调出来，找到该角接触球轴承系列，然后设置好轴承的参数，最后生成零件，其效果如图 5.12 所示：图图 5. 12 轴承轴承5.3.6 机架建模机架建模机架主要由几块板件组合而成，画法比较简单，其效果如图 5.13 所示：图图 5. 13 机架机架405.4 绞肉机装配绞肉机装配将以上绘制的零件通过设置一定的配合关系组合起来，其装配图如图 5.14 所示，其三维剖视图如图 5.15 所示：图图 5. 14 装配图装配图图图 5. 15 三维剖视图三维剖视图41第六章第六章 润滑和密封的选择设计润滑和密封的选择设计6.1 轴承的润滑轴承的润滑6.1.1 滚动轴承的特点滚动轴承的特点滚动轴承既有滚动摩擦也有滑动摩擦。滑动摩擦是由于滚动轴承在表面曲线上的偏差和负载下轴承变形造成的。随着速度和负荷的增加，滚动轴承的滑动摩擦增大。为了减少摩擦、磨损、降低温升、噪声，防止轴承和部件生锈，采用合理的润滑方式和正确地选用润滑剂，适宜地控制润滑剂数量对提高轴承寿命非常重要。滚动轴承使用润滑油润滑的优点：1）在一定的操作规范下，使用润滑油比润滑脂润滑的启动力矩和摩擦损失显著要小；2）由于润滑油可在循环中带走热量起到冷却作用，故能使轴承达到相对高的转动速度；3）使用温度可保证达到较高；4）换脂时，必须拆卸有关联接部件，用润滑油时，不必拆卸。滚动轴承用润滑脂润滑的优点：1）个别须用手经常加油的轴承点，如换用脂则既省事又可避免缺油；2）脂本身就有密封作用，这样可允许简化密封程度不高的机构；3）经验证明在一定转速范围内（n20000r/min 或 dn20000mm*r/min）用锂基脂润滑比用滴油法有更低的温升和更长的轴承寿命。6.1.2 滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素滚动轴承选用润滑脂应考虑的因素1）速度。主轴转速和轴承内径是滚动轴承选用润滑油还是脂的重要依据，通常使用润滑脂时各种轴都有一个使用速度极限，不同的轴承速度极限相差很大，通常以 dn值或 dmn 值来表示。一般原则是速度越高，选锥入度越大（锥入度越大则脂越软）的脂、以减少其摩擦阻力。但过软的脂，在离心力作用下，其润滑能力则降低。根据经验，对 n20000r/min 的主轴，若用球轴承，其脂的锥入度宜在 220250 之间，当n10000r/min 时，选锥入度为 175205 的脂；若用滚锥、滚子轴承，由于它们与主轴配合比较紧密，甚至有些过盈结构，因此即使主轴转速 n1000 左右，其用脂的锥入度应在 245295 范围内；422）温度。轴承的温度条件及变化的幅度对润滑脂的润滑作用和寿命有明显的影响，润滑脂是胶体分散体系，它的可塑性和相似粘度随着温度而变化。当温度升高时，润滑脂的基础油会产生蒸发、氧化变质，润滑脂的胶体结构也会变化而加速分油。当温度达到润滑脂稠化剂的熔点或稠化纤维骨架维系基础油的临界点时，其胶体结构将完全破坏，润滑脂不能继续使用。如果温度变化幅度大且温度变化频繁，则其凝胶分油现象更为严重。一般讲，润滑脂高温失效的主要原因都是由凝胶萎缩和基础油的蒸发而造成的，当基础油损失达 5060时，润滑脂即损失了润滑能力。轴承温度每升高 1015，润滑脂的寿命缩短一倍；3）载荷。对于重载荷机械在使用润滑脂润滑时，应选用基础油粘度高、稠化剂含量高的润滑脂，稠度大的润滑脂可以承受较高载荷或选用加有极压添加剂或填料（二硫化钼、石墨）的润滑脂。对于低，中载荷的机械，应选用 1 号或者 2 号稠度的短纤维润滑脂，基础油以中等粘度为宜；4）环境条件。环境条件是指润滑部位的工作环境和所接触的介质，如空气湿度、尘埃和是否有腐蚀性介质等。在潮湿环境或水接触的情况下，要选用抗水性好的润滑脂如钙基、锂基、复合钙基脂。条件苛刻时，应选用加有防锈剂的润滑脂。处在有强烈化学的介质环境的润滑部件，应选用抗化学介质的合成油润滑脂如氟碳润滑脂等。综上所述，此处轴承选用油润滑较合适。6.2 齿轮的润滑齿轮的润滑6.2.1 润滑方式的选择润滑方式的选择因为润滑脂承受的负荷能力较大、粘附性较好、不易流失，齿轮靠机体油的飞溅润滑。轴的速度因子，查机械设计手册可选用钠基润滑剂5(1.5 3) 10mindnmm r2 号。6.2.2 密封方式的选择密封方式的选择由于轴与轴承接触处的线速度，所以采用毡圈密封。10vm s6.2.3 润滑油的选择润滑油的选择因为该减速器属于一般减速器，查机械手册可选用中负载工业齿轮油 N200 号润滑，轴承选用 ZGN2 润滑脂。43设计总结设计总结漫长而又倍感充实的毕业设计阶段即将结束，通过这几十天的学习，我觉得自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作有着深远的影响。现在谈谈对本次毕业设计的认识和体会。首先，我感触最深的就是：实践的重要性。这次设计中我做了许多重复性的工作，耽误了很多的时间，但是这些重复性的工作却增强了我的实践能力和动手能力，积累了设计经验。同时也得到一条经验，搞设计不能只在脑子里想它的结构，必须动手，即使你想的很完美，但是到实际的设计过程时，会遇到许多意不到的问题。其次，我学会了查阅资料和独立思考。当开始拿到毕业设计题目时，心里真的是一点头绪也没有，根本不知道从那里下手。在老师的指导下，我开始查阅相关书籍，借鉴他人的经验，结合自己的构想，再利用自己所学过的专业知识技能，深入了解了机械传动原理及机械系统的设计方案。把设计意图从构想阶段变为可读者付诸生产的实现阶段。我发现每一个设计都是一个创新、修改、完善的过程，在设计的过程中，运用自己所掌握的知识，发挥自己的想象力来搞好自己的设计，这个过程也是一个学习的过程。这是一个艰辛的过程，很幸运能在周善炳老师的指导下，边学边用，才能按时按量完成规定的任务。最后，设计的完成，给了我很大的信心：我完全有能力利用自己所学过的知识和技能完成我并不熟悉的任务。在设计过程我更深切的体会到：独立自主是关键，互协作更重要。44参考文献参考文献【1】吴宗泽主编机械设计实用手册M第一版北京：化学工业出版社1999【2】濮良贵、纪名刚主编机械设计M第七版北京：高等教育出版社2001【3】张裕中主编食品加工技术装备M第一版北京：中国轻工业出版社2000【4】无锡轻工业学院、天津轻工业学院编M食品工厂机械与设备第二版北京：轻工业出版社1985【5】胡继强主编食品机械与设备M第一版北京：中国轻工业出版社1999【6】李兴国主编食品机械学（下册）M第一版四川：四川教育出版社1992【7】中国农业机械化科学研究院编实用机械设计手册（下）M北京：中国农业机械出版社1985【8】成大先主编机械设计手册（第 4 卷）M第四版北京：化学工业出版社2002【9】苏卡查科夫、马尔切诺夫著食品机械制造工艺学M北京：机械工HA业出版社1984【10】张万昌主编热加工工业基础M第一版北京:高等教育出版社1997【11】马晓湘、钟均祥主编画法几何及机械制图M第二版华南理工大学出版社 1992【12】毛谦德、李振清主编袖珍机械设计师手册M第二版北京：机械工业出版社200245致致 谢谢漫长而又倍感充实的毕业设计阶段即将结束，通过这几十天的学习，我觉得自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作有着深远的影响。现在谈谈对本次毕业设计的认识和体会。首先，我感触最深的就是：实践的重要性。这次设计中我做了许多重复性的工作，耽误了很多的时间，但是这些重复性的工作却增强了我的实践能力和动手能力，积累了设计经验。同时也得到一条经验，搞设计不能只在脑子里想它的结构，必须动手，即使你想的很完美，但是到实际的设计过程时，会遇到许多意不到的问题。其次，我学会了查阅资料和独立思考。当开始拿到毕业设计题目时，心里真的是一点头绪也没有，根本不知道从那里下手。在老师的指导下，我开始查阅相关书籍，借鉴他人的经验，结合自己的构想，再利用自己所学过的专业知识技能，深入了解了机械传动原理及机械系统的设计方案。把设计意图从构想阶段变为可读者付诸生产的实现阶段。我发现每一个设计都是一个创新、修改、完善的过程，在设计的过程中，运用自己所掌握的知识，发挥自己的想象力来搞好自己的设计，这个过程也是一个学习的过程。这是一个艰辛的过程，很幸运能在指导老师的指导下，边学边用，才能按时按量完成规定的任务。最后，设计的完成，给了我很大的信心：我完全有能力利用自己所学过的知识和技能完成我并不熟悉的任务。在设计过程我更深切的体会到：独立自主是关键，互协作更重要。46附录附录 A 英文原文英文原文Mechanical DesignA machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term mechanical design is used in a broader sense than machine design to include their design. the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers.The Design ProcessDesigning starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weight, speed, or cost. New apparatus may be needed to perform a function previouslydone by men, such as computation, assembly, or servicing. With the objective wholly or partlyIn the design preliminary stage, should allow to design the personnel fully to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts.When the general shape and a few dimensions of the several components become apparent, analysis can begin in earnest. The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance, plus safety and durability with minimum weight, and a competitive cost. Optimum proportions and dimensions will be sought for each critically loaded section, together with a balance between the strengths of the several components. Materials and their treatment will be chosen. These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics, such as those of static for reaction forces and for the 47optimum utilization of friction; of dynamics for inertia, acceleration, and energy; of elasticity and strength of materials for stress and deflection; of physical behavior of materials; and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives. The analyses may be made by the same engineer who conceived the arrangement of mechanisms, or, in a large company, they may be made by a separate analysis division or research group. Design is a reiterative and cooperative process, whether done formally or informally, and the analyst can contribute to phases other than his own. Product design requires much research and development. Many Concepts of an idea must be studied, tried, and then either used or discarded. Although the content of each engineering problem is unique, the designers follow the similar process to solve the problems. Product liability suits designers and forced in material selection, using the best program. In the process of material, the most common problems for five (a) dont understand or not use about the latest application materials to the best information, (b) failed to foresee and consider the reasonable use material may (such as possible, designers should further forecast and consider due to improper use products. In recent years, many products liability in litigation, the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer, and won the decision), (c) of the materials used all or some of the data, data, especially when the uncertainty long-term performance data is so, (d) quality control method is not suitable and unproven, (e) by some completely incompetent persons choose materials.Through to the above five questions analysis, may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion. May for avoid these questions to these questions research analyses the appearance indicating the direction. Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit, designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable procedure, may greatly reduce the lawsuit the quantity. May see from the above discussion, the choice material people should to the material nature, the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding.Finally, a design based upon function, and a prototype may be built. If its tests are satisfactory, the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost. During subsequent years of manufacture and service, 48the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based upon tests and experience indicate alterations. Sales appeal.Some Rules for DesignIn this section it is suggested that, applied with a creative attitude, analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate, perhaps more functional, economical,and durable products. To stimulate creative thought, the following rules are suggested for the designer and analyst. The first six rules are particularly applicable for the analyst.1. A creative use of need of physical properties and control process.2. Recognize functional loads and their significance.3. Anticipate unintentional loads.4. Devise more favorable loading conditions.5. Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight.6. Use basic equations to proportion and optimize dimensions.7. Choose materials for a combination of properties.8. Select carefully, stock and integral components.9. Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost.10. Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly.Machinery design covers the following contents.1. Provides an introduction to the design process , problem formulation ,safety factors.2. Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis ,Including beam , vibration and impact loading.3. Reviews the fundamentals of stress and defection analysis.4. Introduces fatigue-failure theory with the emphasis on stress-life approaches to high-cycle fatigue design, which is commonly used in the design of rotation machinery.5. Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms, surface contact stresses ,and surface fatigue.6. Investigates shaft design using the fatigue-analysis techniques.7. Discusses fluid-film and rolling-element bearing theory and application8. Gives a thorough introduction to the kinematics, design and stress analysis of spur gears , and a simple introduction to helical ,bevel ,and worm gearing.499. Discusses spring design including compression ,extension and torsion springs.10. Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners.11. Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes.Machine DesignThe complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge.One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to todays designers. The function of the product, its appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations.Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked. The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations, and provide extended analysis of available data. Interactive systems, based on computer capabilities, have made possible the concepts of computer aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnels basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on. If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the 50product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of product Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a