滚筒式和面机的设计

滚筒式和面机的设计摘要：和面机系统是将按照配方放置好的原料、辅料、添加剂以及水进行一定时间搅拌与混合的系统。其目的是使小麦粉的蛋白质吸水膨胀相互粘连，同时使小麦种的淀粉吸水膨胀起来，从而使不可塑的小麦粉变为有可塑性与延展性的面团。本设计设计的和面机为卧式滚筒式和面机，主要原理和改进的地方在于滚筒与搅拌桨的同时反向转动，相当于俩个普通单轴的和面机，并且能起到了更好的搅拌效果，实现机械的优化。滚筒式和面机的主要包括：滚筒，直齿传动，蜗轮蜗杆传动，V带轮传动，联轴器，电动机以及搅拌桨。通过对于各个零部件的设计以及装配使用，使我对专业知识有更深入的理解。关键词：滚筒；和面机；直齿传动；蜗轮蜗杆传动；V带轮传动ThedesignofthedrummixerAbstract：Andnoodlemachinesystemistoplacegoodrawmaterials,auxiliarymaterials,additivesandwaterinaccordancewiththeformulaforacertainperiodoftime,stirringandmixingsystem.Itspurposeistomakethewater-swellingofwheatflourproteinssticktoeachother,whilemakingthestarchwaterswellingofthewheatspecies,sothatthenon-plasticizedwheatflourintothedoughplasticityandductility.Inthispaper,thedesignofthesurfaceplaneofthehorizontalcylinderandthesurfaceplane,themainprinciplesandareasforimprovementisthatthedrumpaddlewhilereverserotation,theequivalentofbothsingle-axisandthesurfaceplane,andcanplaybetterthestirringeffect,toachievetheoptimizationofthemechanical.Drumandnoodlemachineincluding:drum,straightteethdrive,wormdrivetheVpulleydrive,coupling,motorandimpeller.Forvariouspartsofthedesignandassemblyuse,letmehaveadeeperunderstandingofprofessionalknowledge.Keywords:drum;doughmixer;straightteethtransmission;wormgear;V-pulleytransmission目录1前言.11.1面形成面团的过程.11.2和面机的概述.11.3和面机相对于人工和面来说的优势.12和面机的设计选择.32.1设计原理.32.2和面机和面量选择.33箱体的设计计算.43.1箱体的体积.43.2箱体参数的设计.43.3箱体材料选择.53.4箱体俩侧壁的设计.54电动机的计算选择.64.1电动机系列的选择.64.2电动机参数的计算.64.3电动机的选择.74.4传动比的计算选择.85v带轮传动的计算选择.95.1定V带型号和带轮直径.105.1.1工作情况系数.105.1.2计算功率.105.1.3选带型号.105.1.4小带轮直径.105.1.5大带轮直径.115.1.6大带轮转速.115.2计算带长.115.2.1求.11mD5.2.2求.115.2.3初取中心距.115.2.4V带的长度.125.2.5基准长度.125.3求中心距和包角.125.3.1中心距a.125.3.2小带轮包角.135.4求带根数.135.4.1带速.135.4.2传动比.135.4.3带根数.135.4.4带轮外径.145.4.5带轮宽度.155.4.6带轮材料选择.155.4.6键的选择.155.4.7结构形式.156蜗轮蜗杆设计计算.176.1蜗轮蜗杆参数.186.2初选值.18ad/16.2.1当量摩擦系数.186.2.2选值.18/16.3中心距计算.186.3.1蜗轮转矩.186.3.2使用系数.186.3.3转速系数.196.3.4弹性系数.196.3.5寿命系数.196.3.6接触系数.196.3.7接触疲劳极限.196.3.8接触疲劳最小安全系数.196.3.9中心距.196.4传动基本尺寸.206.4.1蜗杆头数.206.4.2蜗轮齿数.206.4.3模数.206.4.4蜗杆分度圆直径.206.4.5蜗轮分度圆直径.206.4.6蜗杆导程角.206.4.7蜗轮宽度.206.4.8蜗杆圆周速度.216.4.9相对滑动速度.216.4.10当量摩擦系数.216.5润滑油粘度和润滑方法.216.5.1润滑油粘度.216.5.2润滑方法.216.6绘图参数计算.216.6.1蜗杆参数.216.6.2蜗轮参数.226.6.3键的选择.237轴承与键的计算选择.237.1轴承尺寸.237.2滚动轴承座.247.3支撑架.257.4键.268轴的设计计算.268.1材料选择与许用应力.278.2搅拌桨所在轴.278.3直齿蜗轮所在轴.278.4蜗杆V带所在轴.288.5联轴器.289齿轮传动的设计.299.1传动参数.309.2初步计算.309.2.1转矩计算.309.2.2齿宽系数.309.2.3接触疲劳极限.309.2.4初步计算许用接触应力.309.2.5取值.31dA9.2.6初步计算直齿直径.319.2.7齿宽.319.2.8圆周速度.319.2.9精度等级.329.2.10齿数和模数.329.3确定传动主要尺寸.329.3.1实际分度圆直径.329.3.2中心距.329.3.3固定齿轮与箱体的螺栓选择.339.3.4键的选择.339.3.5结构形式.339.4绘图参数计算.3410轴端挡圈.3511搅拌桨.3712螺栓.38致谢.39参考文献.4001前言1.1面形成面团的过程面形成面团的过程分为三个阶段：第一阶段是和面的初始阶段，在此阶段，面粉与水在搅拌器的作用下开始混合，但是由于此阶段时间较短，水分并未充分进入面粉颗粒内部，水和面并未充分浸润，因此搅拌阻力较小；第二阶段是浸润膨胀阶段，在此阶段，大部分水分进入面粉颗粒内部，使其湿润且体积胀大，互相黏结，初步形成面筋网络，由于面粉颗粒的黏结，此时搅拌阻力较大;第三阶段为面团形成阶段，在搅拌器的作用下，面粉与水经过充分搅拌与搓揉，剩余的游离水也进入到面粉颗粒中，使面粉颗粒进一步润胀、黏结，面筋网络由疏变密，筋力由小变大，最终形成面团。为了对水和面粉进行搅拌和浸润，在容器中需要配置搅拌器件。而搅拌器件的形状与容器形状之间的相对运动形式，对和面速度以及和面质量起着重要的作用。1.2和面机的概述和面机属于面食机械的一种，其主要就是将面粉和水就行均匀的混合。有真空式和面机和非真空式和面机。分为卧式、立式、单轴、双轴、半轴等。和面机是将面粉与水或其它配料搅拌成面团的机械,即可单机使用,也可以与其它设备配套,广泛适用于宾馆、饭店、食堂等单位和用于制作糕点、饼干、面包，馒头等面团，亦可用于搅拌其它物料1.3和面机相对于人工和面来说的优势1和面机利用机械运动将粉料、水或其他配料制成面坯，常用于大量面坯的调制。和面机的工作效率比手工操作高5至10部和面机出来的面比手工的规则。22和面机的设计选择2.1设计原理如图1图1和面机传动原理电动机通过V带，蜗轮蜗杆，直齿传动带动搅拌桨与滚筒同时反向转动，实现实验目的。2.2和面机和面量选择查询资料常用的和面量有15kg，25kg，50kg，75kg，100kg。其中以50kg的和面量最为常见，所以本次设计以调制面量每次50kg（100斤）为标准设计和面机。33箱体的设计计算3.1箱体的体积查资料知家用面粉的密度是0.52g/ml,淀粉是0.48g/ml，所以1L的面粉520g。就是一斤多点。100斤100L3.2箱体参数的设计以面粉占滚筒体积大致四分之一计算设滚筒圆直径mD8.0则滚筒侧面圆面积222504.143mrS求滚筒长：796.50.4VL面粉所以滚筒长L取0.8m查寻相关资料和面机滚筒的壁厚不能低于0.75mm，否者稳定性不佳。长期服役的和面机如下表：表1长期服役的和面机箱体壁厚和面量kg255075经验壁厚mm11.52.022.5所以和面机的滚筒壁厚选定为10.0mm43.3箱体材料选择查询资料材料选材料刚3A3.4箱体俩侧壁的设计俩侧壁厚选择，箱体与搅拌桨通过轴承链接，轴承外径160mm，宽度32.5mm，所以选择壁厚35mm，中心孔径160mm。右边通过4个直径20mm的螺栓与直齿轮固定，螺栓与轴的轴心距设为175mm。如图2图2箱体54电动机的计算选择4.1电动机系列的选择根据市场的调查Y系列的电动机最为常用，因此，按工作要求和条件选取Y系列一般用途笼型三相异步电动机。4.2电动机参数的计算电动机输出功率：kwPaikwVFbai)10(221为滚筒转动所需功率，为搅拌桨转动所需功率1VF2VF由电动机至工作机之间的总效率：，4321a231b查机械零件手册，表2-2，蜗杆传动（双头）效率取，V带取，75.0196.02滚动轴承取（一对），圆柱齿轮（铸造齿的开式齿轮）取。9.03.463.09.0675.34321a71.9.02321a6根据市场调查和网上数据和面机的搅拌桨与滚筒转速min/251021rN滚筒转动所需功率：wmgurVF57.3604.254.71051u为面粉间，面粉与滚筒的动摩擦因数，未知但可以通过极值来计算，已知中最大的动摩擦因数为橡胶轮胎与干地面的71.0maxu搅拌桨转动所需功率：实际中搅拌桨做剪切运动，随着时间的推移所需功率会变大，根据经验功率为1500w能满足搅拌桨运动所需要求.电动机输出功率kwkwVFPbai703.21.590.71.063.1057)10(2214.3电动机的选择表2电动机型号参数方案型号功率kw转速r/min1Y90L-22.228402Y100L-23284073Y100L1-42.214204Y100L2-431420功率选择3kw比较合适，转速越低越好，所以选择Y100L2-4P=3kw满载转速1420r/min。图3电动机4.4传动比的计算选择总传动比初选定为8.562140总i60总i各级传动比，在各级传动中，圆柱齿轮传动只起改变转动转向直齿蜗轮蜗杆带总iiV的作用1:直齿i根据V带轮与蜗轮蜗杆的传动比范围，,所以传动比取带Vi6015蜗轮蜗杆i8，较为合适。1:3带Vi1:20蜗轮蜗杆i5V带轮传动的计算选择95.1定V带型号和带轮直径5.1.1工作情况系数每天工作小时为10-16h，载荷变动较小，所以查机械设计表11.5知工作情况系数2.1AK5.1.2计算功率kwPKAc.3选带型号根据,在机械设计图11.15中，选A型kwPc6.3min/1420rn5.1.4小带轮直径A型带轮直径mD10810选取小带轮直径：，mda8015.1.5大带轮直径.m2403812带Vaid5.1.6大带轮转速min/3.4721rDn5.2计算带长5.2.1求mDda160215.2.2求mda8021115.2.3初取中心距)(2)(5.021021aadd取6470m305.2.4V带的长度73.120832164.320aDLm5.2.5基准长度表3V带标准长度方案123长mm100011201250V带的长度mLd12505.3求中心距和包角5.3.1中心距amLd135.627.1503200确定中心距调整范围Lad635.40123.05.360.mx12mLad385.41205.3.6015.min5.3.2小带轮包角ooaod12060180125.4求带根数5.4.1带速smndva/95.106428.31065.4.2传动比3带Vi5.4.3带根数普通V带查机械设计表11.8，；由表11.70PkwP68.096.0ak由表11.12；由表11.1093.Lk17.0V带根数7.493.06.).68(3)(0LackPz带数z取5.V带齿形尺寸表4V带轮齿形参数13型号顶宽b节宽pb高hA1311.08轮缘尺寸表5轮缘参数minahminfhefminA2.758.715106带轮计算直径D查表，80o34，o图4V带轮齿形145.4.4带轮外径ahD20mdaa5.87.2801mhdDaa5.247.24025.4.5带轮宽度80125)-(2fe)1-(ZB5.4.6带轮材料选择带速smndva/95.106428.3106带轮用HT200制造sm/35.4.6键的选择表5键的参数直径bh1td288731.3551610结构形式表6轮型结构选择15结构形式实心式腹板式孔板式轮辐式d5.2md30.dD10md30所以大带轮采用孔板式，小带轮采用实心式。大轮中心孔内径，外径，取md5d)28.1(m10长，Bl80板宽，取C)3.2(C20mS016图5V带轮传动6蜗轮蜗杆设计计算6.1蜗轮蜗杆参数输入功率kw8.296.03PV带总蜗杆转速min/r.4712n带总蜗杆Vi传动比0涡轮蜗杆i蜗杆采用45刚，表面硬度45HRC。蜗轮材料采用ZCuSn10P1，砂型铸造。计算如下176.2初选值ad/16.2.1当量摩擦系数设，查表13.6，取最大值smvs/7/4，03.vuov选值ad/1在图13.11的线上选取A点，查得，（）20i35.0/1ado121z8.016.3中心距计算6.3.1蜗轮转矩mNinPiT1027568.23.47105.9105.9616126.3.2使用系数按题意查表12.91.AK6.3.3转速系数84.01203.4718/8/2nZ6.3.4弹性系数根据蜗轮副材料查表13.2MPaZE147186.3.5寿命系数预期寿命hLh1206.356hnZ6.3.6接触系数由图13.12I线查出85.2Z6.3.7接触疲劳极限查表13.2MPaH265min6.3.8接触疲劳最小安全系数自定3.1minHS6.3.9中心距mSZTKaHhnEA13526.184057126.33min2取06.4传动基本尺寸6.4.1蜗杆头数由图13.11查得，o132z6.4.2蜗轮齿数1940212iz6.4.3模数，取5.8740/2)7.14(/)7.14(2zamm6.4.4蜗杆分度圆直径，取mad712035./1d8016.4.5蜗轮分度圆直径mzd3204826.4.6蜗杆导程角，2.08/tan1dzo蜗轮宽度，取mmdb06.1)85.0(2)15.0(2b626.4.8蜗杆圆周速度sndv/98.1)06/(3.4780)160/(16.4.9相对滑动速度smvos/02.31.cs/98.1co/16.4.10当量摩擦系数20由表13.6查得，045.vu302ov6.5润滑油粘度和润滑方法6.5.1润滑油粘度根据，由表13.7选取smvs/02.sv/m680246.5.2润滑方法由表13.