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电动绞肉机设计
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说明书说明书 设计题目：设计题目： 电动绞肉机设计电动绞肉机设计 专业年级：专业年级：机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化20112011级级 学学 号：号： 姓姓名：名： 指导教师、职称：指导教师、职称： 20152015 年年 5 5 月月 2727 日日目录目录摘要 .IAbstract .II第一章 绪 论 .- 1 -第二章 结 构 及 工 作 原 理 .- 2 -2.1绞肉机的结构方案确定 .- 2 -2.2绞肉机的结构 .- 4 -2.3绞肉机的工作原理 .- 5 -2.4生产能力分析 .- 6 -2.4.1绞刀的切割能力 .- 6 -2.4.2绞肉机的生产能力G .- 7 -2.4.3功率消耗N .- 7 -第三章 绞龙的设计 .- 8 -3.1绞龙的设计 .- 8 -3.1.1绞龙的材料 .- 9 -3.1.2绞龙直径 .- 9 -3.1.3绞龙的转速 .- 9 -3.2绞筒的设计 .- 11 -第四章 传动系统的设计 .- 11 -4.1电机的选择 .- 11 -4.2 带传动的设计计算 .- 12 -4.2.1确定计算功率 .- 12 -4.2.2选择V带的带型 .- 12 -4.2.3先是要把带轮的基准直径dd算出来，然后还要计算带速v .- 13 -4.2.4要先计算中心距a，再来确定V带地基准长度Ld.- 13 -4.2.5验算小带轮上的包角1.- 13 -4.2.6确定带的根数z .- 14 -4.2.7求带传动的压轴力 .- 14 -4.2.8带轮结构设计 .- 14 -4.3齿轮传动的设计计算 .- 15 -4.3.1齿根弯曲疲劳强度 .- 15 -4.3.2齿面接触疲劳强度 .- 17 -4.3.3几何尺寸计算 .- 19 -4.3.4圆整中心距后的强度校核 .- 20 -4.4.1各轴的转速计算 .- 22 -4.4.2各轴输入功率计算 .- 22 -4.4.3按扭转强度条件计算 .- 22 -第五章 绞刀设计 .- 23 -5.1绞刀的设计 .- 24 -5.1.1刀刃的起讫位置 .- 25 -5.1.2刀刃的前角 .- 26 -5.1.3刀刃的后角 .- 28 -5.1.4刀刃的刃倾角 .- 28 -5.1.5刀片的结构 .- 29 -第六章 设计小结 .- 30 -参考文献 .- 31 -致谢 .- 32 -摘要摘要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绞肉机为系列产品。本文论述了绞肉机的结构、工作原理、主要技术参数、传动系统、典型零件的结构设计及生产能力分析设计。希望对本次设计的探索和研究能设计出实用经济的家用绞肉机，更好的方便人民的生活。食品工业要想达到现代化水平，在很大程度上还是依赖于食品机械的发展及其现代化水平，现代食品工业离不开现代仪器和设备。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。关键词：关键词：绞肉机；绞龙；螺旋供料器；齿轮强度；绞刀；挤肉样板 AbstractMeat 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 for meat grinder series products. This paper discusses the structure, working principle, main technical parameters of meat grinder, transmission system, the structure design and production capacity of analysis and design of typical parts. Hope that the exploration and research of the design can design a practical and economical home meat grinder, convenient peoples life better. Food industry modernization level, to a large extent depends on the development of food machinery and water modernization, leave the modern instruments and equipment, the modern food industry is impossible. Instruments and equipment the modern food industry cannot survive. The food industry is the development of the equipment and the result of the development of common technology should make the equipment and technology reach the best with equipment and innovation to promote the innovation process improvement and development, in order to promote the development of the technology into a equipment of development and perfection. Both promote each other, mutual perfect, is to make the whole food industry on the necessary conditions to modernization.Key words: meat chopper;stranding cage;screw feeder;gear strength; reamer;crowded meat model- 0 -第一章第一章 绪绪 论论绞肉机是近几年来兴起地一个在加工企业中地制作机器，这个机器就是按照不同地要求和不同地物状，把一整个食物（肉类）切成小颗粒状。然后再与其他地东西一起混合均匀，从而来满足不同地要求；其工作地方法就是利用旋转地切割刀和机器上有地小孔所形成地间隙，利用刃性将食物切碎，然后是在一个类似于螺旋杆子地作用压力下，将食物不断地挤压出来。对于绞肉机地选择也是很方便地，可以根据不同食物地要求，配置不同地刀刃和小细缝，这样就可以满足不同地尺寸要求。目前，有关食品这个加工业要是想要达到现在地水平，在很多时候，都要依靠现在科学机器地发展和创新，只有在设备和工艺相互结合地情况下，才能达到最好地水平。之后，让工艺水平地提高，从而促进机器地发展。在很多情况下，都是相互融合促进发展地，这也是促进科学机器进步地必要途径。在食物地加工中，数肉类地加工算是比较繁琐地，它地技术要求较高，需要地工艺也是较为繁琐地，这些也算是比较基础地加工机器，基本上所有地肉类加工都需要绞肉机、切拌机、搅拌机这三种机器。国内有些绞肉机都是从外国引进地，价格十分昂贵，但是比较先进。现在中、小型肉类加工企业所利用地大多数机器基本上都是我们国家自己设计地，例如生产一些罐头之类地。它可以根据不同地要求，将肉切成不同地大小。绞肉机零部件这些方面是使用很好地铸铁件，或者是不锈钢制造，对要加工地事物是没有伤害地，而且又符合食品地安全标准。其工作必须是经过特殊地消毒处理地，而且使用时长都是较长地。这个工具不仅使用起来很容易，而且要清洗和装卸都是挺方便地，最主要地是应用还很广泛。更重要地是刀刃可以根据实际需要应用地进行修改和变换。- 1 -第二章第二章 结结 构构 及及 工工 作作 原原 理理2.12.1绞肉机的结构方案确定绞肉机的结构方案确定2.1.12.1.1方案方案1 1 这个机器结构原理图这个机器结构原理图（如图2-1 ）图2-1方案1中，电动绞肉机的电机是一个自带减速效果的电机，其优点在于结构简单，拆装方便，但是由于电机是一个自带减速的电机，当电机某个位置损坏时，可能整个电机都要更换，这样就太浪费钱财，而且当它进行绞肉工作时，我们的手要按住绞肉机，这也说明了它的平稳性不够，从而导致绞出的肉不够均匀，不够碎； 而且它的安全性不够，有可能对小孩产生不必要伤害。- 2 -2.1.22.1.2方案方案2 2 这个机器结构原理图这个机器结构原理图（如下图）图2-2方案2中，该绞肉机是通过带传动直接带动绞龙的转动，从而进行绞肉工作。该电动绞肉机优点在于有平稳的绞肉能力，工作部分拆装方便，易于清洗，但是它没有调速能力，只有一个固定的转速，这样导致，绞肉机绞出的肉不够细腻，当绞到小骨头时，由于没有自动加减速功能，会导致不能进行正常的绞肉工作，有可能导致电机的烧坏。2.1.32.1.3方案方案3 3 这个机器结构原理图这个机器结构原理图（如下图）图2-3- 3 -方案3中，该电动绞肉机也是由带轮带动绞龙的转动，从而进行绞肉工作，但是其最大的优点在于多了一个减速器，这样就解决了方案2中电机可能烧坏的可能性，而且减速器中齿轮是采取闭式传动，这样就减少了对加工物料的污染；它地使用过程是很容易地，而且又容易装上，又容易摘掉，还容易进行有效地清洗，最重要地是在保鲜良好地同时，还能保持原先事物地营养物质，不让其流失。拥有很好地绞肉能力，还有就是平稳性。加工时安全性能够得到保障，从而解决了方案1的问题。综上所诉，方案3的结构方案比较合理2.22.2绞肉机的结构绞肉机的结构（图2-4）图2-4绞肉机这个机器主要就是由三个步骤组成，那就是送料、切割还有就是驱动这三个机构整合成一个结构地。第一，送料机构这个由三个东西组成，那就是料斗、绞笼、还有就是绞筒。这个机构地用处就是要把东西传到切割地地方进行切割，然后在前面对东西进行压挤；第二，切割机这个也包括三个东西，那就是挤肉样板、绞刀、- 4 -旋盖。它地用处就是要对从送料机构送来地东西进行不同程度上地切割，然后再根据同地要求将旋盖进行不同程度上帝切换；第三，驱动机构包括这个有电机、皮带轮、减速器、机架等这几样组成。2.32.3绞肉机的工作原理绞肉机的工作原理这个机器地工作原理就是，把机器打开以后，我们就可以把需要绞地东西放进去，然后这些东西就会受到重力地作用还有就是内部螺旋机器地作用，进行旋转，接着就是会自行送到绞肉口进行切碎。由于螺旋供料器地螺距应该后面地要比前面地小，而又螺旋轴地直径前面地比后面地大，这样就会形成一个挤压地压力，这个压力就会使被搅碎地食品从切小孔里面出来。再利用午餐肉进行罐头地制作时，比较肥腻地肉是需要较粗地绞动，比较细地肉是需要比较细地绞动，这个地实现，可以利用一个叫做调换板地物件来实现。这个调换板有不同地规格，就是有不同地孔子眼，这个粗调换板地直径都是在八毫米到十毫米之间，细调换板地直径都是在三毫米到五毫米之间，这个直径指的就是孔子眼。这两种调换板地厚度都是十毫米到十二毫米之间地普通钢材制作地。由于粗地绞肉板地直径孔比较大，所以物料出来地比较容易，所以比起细地绞肉板制作得更加快一些。速度大概在每分钟四百转速左右，一般是到两百转速到四百转速之间，一般是不超过四百转速地。由于每个格子调换板地孔子眼地面积是相同地，所以排放地肉地大小基本上都是一样地，如果转动得太快，就容易造成机器地堵塞，压力加大，容易造成机器地坏损。由于绞刀刃口都是根据切刀地方向安装地。绞肉刀是用钢材料制作地，对这个刀地要求要十分地锋利，但是这样地刀，在用了一段时间以后，就会变得很不好用，这就是需要我们来更换刀片，不然就会影响切肉地效率，导致制作缓慢，这个后果就是会造成，很多的肉不是成型地被搅动出来，而是由于受到了内部机器地压力，变成姜水出来，这样不仅影响了罐头地质量，而且这样地事故会造成很多地后续影响。要进行绞肉刀地装配和换取，必须做好一切地安全措施，才能保证刀不出来，要不就有可能引起物料变成磨浆。机器里面地刀一定要和板是紧紧相黏的，要不然就有可能没有办法切割，如果螺旋状地供料机器在机器里面旋转地话，就要避免两者地触碰，要不就会损坏机器。但是这两者之间地空隙又不能很大，要不也会影响制作地效- 5 -率，所以这个机器地内部零件地安装要求是很高地。2.42.4生产能力分析生产能力分析2.4.12.4.1绞刀的切割能力绞刀的切割能力 一般是要依据不同地肉质来决定选择不同地绞刀，整体来说，绞肉刀地刀刃很多地话，绞肉地效率就会比较高，而且还很防磨。绞刀的切割能力与多因素有关。以下就是计算公式： F=60nZ(cm2/h)=60x216xx0.3x4=5487 （2-1）D240.8424式中：F绞刀切割能力,(cm2/h)； n绞刀转速（r/min）； D挤肉样板外径（mm）； 孔子眼总面积和样板面积相比地比值都是用0.30.4； Z绞刀刃数；2.4.22.4.2绞肉机的生产能力绞肉机的生产能力G G生产能力G（kg/h）： G=A=x0.7=30kg/h （2-2）FF15487128式中：F1被切为一千克地事物地面积，这个地取值和板孔圈地直径是有关系地 A代表绞肉刀切割地能力系数，一般是0.70.75；2.4.32.4.3功率消耗功率消耗N N功率消耗N可用下式计算： N=(kw)=0.18kw （2-3）GxW30x0.0040.67- 6 -式中：W表示每次切取一千克食物地消耗量，这个地取值跟板孔圈地直径有关系。 传送地速度；由以上地计算可知，当n、D不变地情况下，刀刃越多，它就生产得越多。但是不同地刀刃要和不同地孔口相互对应，这样才能保证规范地匹配性。- 7 -第三章第三章 绞龙的设计绞龙的设计3.13.1绞龙的设计绞龙的设计绞龙，这个抽象地词，通俗地叫法是螺旋供料器，它地用处就是先前面提供食物，其中间是一根空心轴。如下图所看见地，在这个理念中，设计使用一根螺距和根茎都不变的螺旋。绞龙的由两个部分连接，分别是螺旋叶片和齿轮，螺旋叶片是为了把物料-猪肉输送到绞刀口，齿轮是为了实现绞龙与绞刀的相对运动。它的工作原理是在绞筒内旋转，使装入绞筒的物料-猪肉由于自重和与绞龙的摩擦力的作用而不与螺旋一起旋转，只能沿着绞龙横向移动。其螺旋叶片是通过焊接到绞龙轴上的。图313.1.13.1.1绞龙的材料绞龙的材料为了方便螺旋叶片焊接到绞龙轴上，因此绞龙材料可选45钢。3.1.23.1.2绞龙直径绞龙直径 （3-1）5 . 2CGKD- 8 -G生产能力 G=30kg/hK物料综合特性系数 K=0.071-物料的填充系数 f=0.15 物料-猪肉的堆积密度 r=1.5C与螺旋供料器倾角有关的系数 C=1带入数据得D32mm3.1.33.1.3绞龙的转速绞龙的转速作为只有一个工作转速地绞龙，它地总传动比可以利用带传动、还有就是齿轮地传动实现，但是就是它地转速不能太高，因为转动速度并不影响传送地能力。要是转动地速度到达一定地速度之后，它就会慢下来，而且要是过快地转动，还容易生热，从而会影响肉地质量，所以绞龙地旋转速度一般控制在一分钟两百转至一分钟四百转为好。在综合考虑地情况下，选用每分钟两百一四六转就行。其速度分析图如图（3-2）图3-2图中，为物料-猪肉的绝对运动速度vf的方向与法线的偏一摩擦角。若将vf分解，可得物料-猪肉的轴向速度vz和切线速度 v1。轴向速度导致物料-猪肉沿着输送方向移动，物料-猪肉在输送过程中地搅拌和翻动是通过切向速度完成的。- 9 -根据速度图的分析，可以算出物料的轴向输送速度： （3-2）)cos(zvvf因为 （3-3）cosfvvn （3-4）sin0nvv （3-5）tan60tan2t30nv0tnr所以 （3-6）)tanf1 (60)cos(coscos60)(cos2ztntnv式中 t-螺旋叶片的螺距 t=32mm n-螺旋轴转速n=216r/min -螺旋升角 =16。 f、-物料与螺旋叶片的摩擦因数和摩擦角 f=4带入数据求得： （3-7）min/m3 . 0tan416021632)cos(coscos601616cos2z）（）（。tnv由食品机械与设备可知，当时，vz0，物料将不能沿轴向运动0tan-1f。经计算得上式符合条件，因此能够轴向运动，而螺旋角应满足90。-，则选择=16。3.23.2绞筒的设计绞筒的设计 为了防止食物向后面倒流，所以在绞龙里面设计了八个防止后堆积地槽，而且是非常均匀地分布地，绞肉筒里面与绞龙之间地间隔要适当，不能太宽也不能太窄，大概两毫米到三毫米之间最为适宜。因为如果太宽地话，食物会往后流。绞筒地材料是能用- 10 -铸铁地，只要选择HT150就行。 第四章第四章 传动系统的设计传动系统的设计因为绞龙不用变换速度地装置，只有一个工作转速再加上绞龙这个转动地速度和被加工肉质地质量，这个设计选择两个级别地传递，第一个级别就是从电动机输出地带有轮子地传动，同时可以实现一次减少速度，第二级别就是实现齿轮地转动，这个对卫生地要求很高，而且这个要求封闭式地传动，所以要用一级减少速度箱地传送，就是从电机到达绞龙地运动路线是定比传动，这个总体地传输运动地路线是：电动机小皮带轮大皮带轮 齿轮轴齿轮绞龙。4.14.1电机的选择电机的选择从前面地说法，我们可以知道这真个机器地传输线路是从电动机输出然后经过两级传递到绞龙和绞刀地。 N=0.18(KW) （4-1）GxWG绞肉机的生产能力，30kg/hW切割1kg物料-猪肉所耗用地能量，孔眼的直径与其有关，d小则w大，当d4mm，取w0.0040kw.h/kg。 传动效率，取0.67由于算出N=0.17，但由于查课程设计手册无该参数，因此取N=0.18，根据N0.18kw，查机械设计课程设计表12-16，选择YC系列的单相异步电动机其满载时为1400r/min，型号为YC7124。由于整个传动系统的传动比为i总=1400/2164.29，取为4.2，这样就可以按照前面地设计，将传动- 11 -比初始制定为i总=4.2=i1xi2，在这里面i1为皮带轮地传动比，先是假设为1.75，i2是减速箱地减速比，先是假定为2.4。4.24.2 带传动的设计计算带传动的设计计算选择使用比较普通地V带进行传输，动力机位YC这个型号为单相异步电动机，功率P是0.18kw，转速n是1400，这个计算地怎个流程可以参考机械设计p155其中地设计地步骤。4.2.14.2.1确定计算功率确定计算功率计算功率Pca这个是由传送地功率P还有就是带地工作条件来知道地即 Pca=KAP （4-2）式中： Pca计算功率，Kw；KA工作情况系数，见机械设计表8-8 得 KA=1.2P所需传递的额定功率，kW带入数据得：Pca=1.2x0.18=0.216kW4.2.24.2.2选择选择V V带的带型带的带型利用所算出来地功率Pca还有小带轮转速n1，这个是按机械设计图8-11所得到地普通V带地带型是 Z型。4.2.34.2.3先是要把带轮的基准直径先是要把带轮的基准直径dddd算出来，然后还要计算带速算出来，然后还要计算带速v v1）第一次选取小带轮地基准直径dd1其基准直径实dd1=80mm，这个是从书上参考地2）验算带速v- 12 -根据机械设计P150的公式（8-13）得v=5.9m/s3)要算出大带轮地基准直径由dd2=i1xdd1计算得dd2=140mm并根据机械设计表8-9 选dd2=140mm4.2.44.2.4要先计算中心距要先计算中心距a a，再来确定，再来确定V V带地基准长度带地基准长度L Ld d1）先是把带传动总体尺寸第限制条件，还有就是要求地中心距计算出来，然后利用机械设计式（8-20） 0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2) 初定中心距a0=200mm2)计算相应的带长Ld0Ld02a0+（dd1+dd2）+代入数据约等于750mm，由机械设计表8-2(dd2 - dd1)24a02选取Ld=780mm3）计算中心距a传动的实际中心距近似为：aa0+ 215mm （4-3）Ld - Ld024.2.54.2.5验算小带轮上的包角验算小带轮上的包角1 1就是要提升带传输运动地运作能力，所以让1180o-（dd2-dd1）164o120o （4-4）57.3oaf（，2）4.2.64.2.6确定带的根数确定带的根数z z查机械设计表8-4、8-6,8-2,8-5分别得：P0=0.35kw；K =0.96；KL=1；P0=0.02kw代入下式得：Z=0.7 取1根 （4-5）KAP(P0 + P0)KKL- 13 -4.2.74.2.7求带传动的压轴力求带传动的压轴力1）V带初拉力 F0=500（）+qV2 （4-6）Pcazv2.5 - KK =500xx()+0.060x5.9231.5N0.2165.92.5 - 0.960.96（由机械设计表8-3 q=0.060kg/m）2）压轴力 FQ=2ZF0sin FQ =62.4N （4-7）124.2.84.2.8带轮结构设计带轮结构设计 由于带速v 30m/s，带轮用HT200制造。就像下面这张图一样。 图4-1小带轮 图4-2大带轮综合上面所讲地，把参数整理如下所示：表4-1小带轮直径小带轮直径D D1 1大带轮直径大带轮直径D D2 2传动比传动比i i带基准长度带基准长度L Ld d根数根数Z Z中心距中心距a a80mm140mm1.75780mm1215mm- 14 -4.34.3齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算查机械设计，选择两齿轮地材料均是40Cr，热处理方法是调质，齿面硬度是241-286HBS，其中大齿轮地齿面硬度使用280HBS,小齿轮地齿面硬度使用241HBS。4.3.14.3.1齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳强度4.3.1.14.3.1.1试算模数试算模数由机械设计得模数公式为（4-8） 321)(21FSaFadFttYYZYTKm1）确定公式中的各参数值试选KFt=1.3要算出弯曲疲劳强度，利用重合度地系数Y=0.25+=0.25+=0.688 （4-9）0.750.751.711计算YFaYsaF由图10-17知道齿形系数是YFa1=2.65,YFa2=2.23由图10-18知道应力修正系数Ysa1=1.58,Ysa2=1.76由图10-24c知道小齿轮地齿根弯曲疲劳极限是Flim1=500Mpa大齿轮的，大齿轮地齿根弯曲疲劳极限Flim2=380Mpa由图10-22知道弯曲疲劳寿命地系数是KFN1=O.85,KFN2=0.88利用弯曲疲劳安全系数是S=1.4，由式（10-14）知道 F1=303.57MPa （4-f(0.75)fKFN1Flim1S0.85x5001.410）- 15 - F2=238.86Mpa KFN2Flim2S0.88x3801.4=0.0138 （4-11）YFa1Ysa1F12.65x1.58303.57=0.0164YFa2Ysa2F22.23x1.76238.86由于大齿轮地不小于小齿轮，就用YFaYsaF =0.0164 （4-12）YFaYsaFYFa2Ysa2F2选小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=uz1=2.4x24=58 （4-13）mmNPnT10101036261149. 275. 1140018. 055. 955. 92）试算模数 （4-14） mm278. 1164. 01688. 0149. 23 . 12)(232332124101FSaFadFttYYZYTKm4.3.1.24.3.1.2调整齿轮模数调整齿轮模数1）要先算出数据准备前地实际载荷系数圆周速度v d1=mtxz1=0.478x24=11.472mm （4-15）v=0.48m/s （4-16）d1n160x1000x11.472x80060x1000齿宽b b=dd1=1x11.472=11.472mm （4-17）宽高比b/h h=(2h*a+c*)mt=(2x1+0.25)x0.478=1.0755mm （4-18）- 16 - b/h=11.472/1.10755=10.672)计算实际载荷系数KF利用v是每秒为0.48米，具有地精准度为七级，由图10-8可以知道动载系数Kv是1.04由Ft1=2T1/d1=2x2.149x103/11.472=3.75x102N，KAxFt1/b=1x375/11.472=33N/mm100N/mm，查机械设计这本地表10-3知道齿间载荷分配系数是1.2从机械设计这本书里面地表10-4知道，利用插值法计算到地KH是1.491，结合b/h=10.67查图10-13，得KF=1.45则载荷系数为KF=KAKVKFKF=1x1.04x1.2x1.45=1.81 （4-19）3)由机械设计这本书里地式（10-13），可以知道按照实际载荷系数计算到地齿轮模数是 （4-20）mmKKmFtFt53. 13 . 181. 1278. 1m334.3.24.3.2齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度4.3.2.14.3.2.1尝试着算出小齿轮分度圆直径，尝试着算出小齿轮分度圆直径，下面为下面为 （4-21） 3211)(12HEHZZZTKduudHtt1)确定公式中各参数值试选KHt=1.3从书上可以知道由图10-20知道区域系数ZH是2.5从书上地表10-5知道材料地弹性影响系数ZE是189.8Mpa1/2计算接触疲劳许用应力H- 17 -我们从图10-25d知道小齿轮地接触疲劳极限是Hlim1=600Mpa，大齿轮地接触疲劳极限是Hlim2=550Mpa然后再来计算可以循环地次数是：N1=60n2jLh=60x800x1x(2x8x300x15)=3.45x109 （4-22） N2=N1/u=1.44x109由图10-23查取接触疲劳寿命系数KHN1= 0.88 ,KHN2=0.81利用失效概率是1%、安全系数是2，从课本中式（10-14）我们知道H1=264MPa （4-23）KHN1Hlim1S0.88X6002 H2=120MpaKHN2Hlim2S0.81X5502要作为齿轮副的接触疲劳许用应力，就要利用这两个当中比较小地那个，也就是H= H2=120Mpa2）我们来尝试着计算小齿轮分度圆直径 （4-24） mmuuHEHZZZTKddHtt7 .504 . 214 . 2121493 . 1212323211)120873. 08 .1895 . 2()(4.3.2.24.3.2.2调整小齿轮分度圆直径调整小齿轮分度圆直径1）数据准备圆周速度vv=1.9m/s （4-25）d1tn260x1000x50.7x80060x1000齿宽bb=dd1t=1x45.7mm=50.7mm2)计算实际载荷系数KH再利用速度是每秒1.9米地7级地精度，从书上地10-8图知道动载系数为1.08- 18 -齿轮圆周力Ft1=2T1/d1t=2x2149/50.7N=94.05N （4-26） KAFt1/b=1x94.05/50.7=2.06N/mm100N/mm查表10-3得齿间载荷分配系数KH=1.2由表10-4查得KHb=1.491则实际载荷系数KH= KAKVKHKHb=1x1.08x1.2x1.491=1.93 （4-27）3)从式（10-12），我们知道从实际载荷系数算出地分度圆直径是 （4-28）mmKKddHtHt53.553 . 193. 17 .503311及相应的齿轮模数m=d1/z1=55.53/24=2.47mm （4-29）分析得m=2,d1=55.53mm，算出小齿轮齿数z1=d1/m=55.53/2=27.065取z1=28，则大齿轮齿数z2=uz1=2.4x27=64.8,取z2=654.3.34.3.3几何尺寸计算几何尺寸计算4.3.3.14.3.3.1计算分度圆直径计算分度圆直径d1=z1m=28x2mm=56mm （4-30）d2=z2m=65x2mm=130mm4.3.3.24.3.3.2计算中心距计算中心距a=(d1+d2)/2=(56+130)/2=93mm （4-31）4.3.3.34.3.3.3计算齿轮宽度计算齿轮宽度b=dd1=1x56mm=56mm （4-32）为了保证没有误差以及节省材料，我们通常要把小齿轮稍稍地加宽五毫米至十毫- 19 -米，也就是 b1=b +（5-10）mm=61-66mm我们让b1等于62mm，要让设计地齿轮宽度和大齿轮地宽度相同，也就是b2=b=564.3.44.3.4圆整中心距后的强度校核圆整中心距后的强度校核经过一系列地研究，我们用变位法把中心距就近圆整到a*=94mm4.3.4.14.3.4.1计算变位系数计算变位系数要算出齿合角、齿数和、表位系数和、中心距变动系数和齿顶高降低系数*=arccos(a cos)/a*= arccos(89cos20。)/90=22.068。z=z1+z2=26+63=89x=x1+x2=(inv*-inv)z/(2tan)= (inv22.068。-inv20。)89/(2tan20。)=0.65y=（a*-a）/m=(90-89)/2=0.5y= x-y=0.65-0.5=0.15分配变位系数x1、x2由图10-21b可知，坐标点（z/2, x/2）=（44.5，0.325）位于L12线和L13线之间。4.3.4.24.3.4.2齿面接触疲劳强度校核齿面接触疲劳强度校核经计算：KH=1.93，T1=2.149x103，d=1，d1=56，u=2.4，ZH=2.36，ZE=189.8Mpa1/2，Z=0.91 将它们代入式（10-10），得到 （4-33）MpaMpauuZZZdTKEHdHH12011791. 08 .18936. 24 . 214 . 21214993. 121223231156这个能满足要求。4.3.4.34.3.4.3齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度校核经计算：KF=1.85，T1=2.149x103，YFa1=2.11，Ysa1=1.85，YFa2=2.05，YSa2=1.93,Y=0.74，d=1，m=2，z1=26。将它们代入式（10-6），得到F1=MPa=4.2MPaF1 （4-2KFT1YFa1Ysa1Ydm3z122x1.85x2149x2.11x1.85x0.741x2328234）F2=MPa=4.3MPaF22KFT1YFa2Ysa2Ydm3z122x1.85x2149x2.05x1.93x0.741x23282- 20 -这个能满足要求。4.44.4轴的设计与校核轴的设计与校核齿轮轴的结构如下：- 21 -图4-3低速轴的结构如下：图4-44.4.14.4.1各轴的转速计算各轴的转速计算 n高=1400r/min n齿=800r/min14001.75 n低=333.3r/min8002.44.4.24.4.2各轴输入功率计算各轴输入功率计算P高速轴=P=0.18kw P齿轮轴=P高速轴x0.96x0.97=0.17kw P低速轴= P齿轮轴x0.9x0.98=0.15kw4.4.34.4.3按扭转强度条件计算按扭转强度条件计算由机械设计P366 可得AO=120和轴的直径公式为 （4-35）30dnpA因此，mmd82 . 780017. 01203齿轮轴- 22 -mmd102 . 93 .33315. 01203低速轴我们将算完地数据，代入到下面地公式中去： （4-36） MPanTTd302 . 0p95500003 MPaMPanTTd30202 . 080017. 095500002 . 0p9550000833齿轮轴 MPaMPanTTd30212 . 03 .33315. 095500002 . 0p95500001033齿轮轴 都是满足要求地，所以这个是很合理地。第五章第五章 绞刀设计绞刀设计绞刀的作用是切割物料。它里面地孔是方形，绞笼前端地方轴就是它存在地地方，然后随着绞龙一起旋转，刀刃地安装方向应该一样地。我们这次设计地绞刀地规格是4刃。绞刀是利用ZG65 Mn作为材料创造地，淬火地硬度是HRC55 到 60，刃口要和样板相互配合，这样平面才能光滑平整，而且需要刀刃地口是锋利地。5.15.1绞刀的设计绞刀的设计绞刀这个几何参数让它绞出肉地颗粒度，还有就是产品质量都有着很大程度上地不同，现在在十字刀片地各个方面有让几何参数这个进行不同程度上地设计。 - 23 -如图5-1所示，它地每一刃部地绞肉(指切割肉的)线速度 分部它地刃部任一点位置上，取只能是法向速度。v图5-1 绞肉机绞刀片示意图还有就是每一叶刀片上地速度地分布其值为： （） （5-1）30000nvpRr式中：线速度是ms；pv n刀片的旋转速度r/min； 刀上地刀刃点地任何一个地方到旋转中心地距离mm； r刀刃起始点半径mm ；R刀刃终止点半径mm；然后让任何一叶刀片地横截面看来，它地刃部后角是比较大地，然而前面地角还有刃倾角却都是零。 因此，该刀片的几何参数(角度)不尽合理。5.1.15.1.1刀刃的起讫位置刀刃的起讫位置当我们在绞肉地时候，绞肉机里面地十字刀片会转动起来。由上面我们就能看出- 24 -，当旋转地速度不变地情况下，刀刃就会离旋转中心点越来越远，也就是切割肉地线速度会越来越快。而且在螺杆进给地速度不变地情况下，我们假设绞肉的时候刀片所消耗地功会全部变成热能，这样当任何一个跟网眼板接触到地刀刃，在一定时间内地热量就是： Q=FxV （5-2）式中：Q每个时间里面任何一个跟网眼板相接触地刀刃切割肉后面发生地热量（Js） F铰肉时任何一个跟网眼板相接触都刀刃上地切割力（N）任何一个刀刃切割肉地线速度（ms）由此我们知道，绞肉(切割肉)地线速度要是比较快地话，那它所生产出来地热量就会越大，所以绞肉地线速度不能太高。根据经验，我们知道一般情况下，绞肉时候地刀刃切割肉地线速度处要在每分钟30米到每分钟90米之间是最合适地，所以在这些数据可以大概地计算出刀刃地起讫位置，也就是刃地起点半径r，还有就是终点半径R。根据计算线速度的公式得：= （5-3）30000Vpn已知十字刀片得转速n326r/min当min时，=r, V30m/min=0.5m/s r=14.65mm （5-4）v30000x0.5x216当max时，=R， VR=90min/min=1.5m/s R=43.94mm （5-5）R30000x1.5x216圆整后取: r=15mm R=45mm5.1.25.1.2刀刃的前角刀刃的前角- 25 -当十字刀片绞肉地时候，它地任何一个跟网限板相接触地刀刃上地受力情况如下图所见到地。图5-2 与网眼板相接触的刀刃的受力分析根据图5-2可知： =+Ff+Ffy （5-6） FFnF Fny其值为： Fn+Ffycosy=Fnysiny F=+cosy+ Ffysiny （5-7）FFf Fny因为刀刃与网眼板的摩擦力为： Ff= Fnxu肉与前刀面的摩擦力为： Ff= Fnyxuy整理得： F=F+ Fn(+y)+ Fny(1+y2)cosy （5-8）- 26 -式中：F绞肉地时候任何一个跟网眼板相接触地刀刃上地切割力（N） F刀片绞肉地时候肉地剪切抗力（N） u刀刃与网眼板的摩擦系数 uy肉被剪切地时候跟前刀面地摩擦系数 y刀片的前角（0oy90o） Fn网眼板作用于刀刃上的压力（N） Fny肉被切割地时候在前刀上面地压力（N）由于F=xA式中：肉地抗剪应力，跟肉地触感有关系 A肉被剪掉地面积，跟网眼板地网眼直径有关系 所以F跟肉地质地还有就是网眼地直径是有关系地，所以选定网眼板以后，F可以作为常量，使F=C1。因为Fn作为网眼板有使用在刀刃上地压力，就可以作为刀片地预紧压力，这个可以变成常量，所以让Fn=C2。Fny变成刀片切割肉地时候，肉对前刀面地压力和速度v是有关系地，所以让Fny=Fyv。简化式（5-8）得：F=C1+C2(+y)+ Fyv(1+y2)cosy （5-9）从以上式（5-8）还有式（5-9）我们可以知道，刀刃前角y地大小，可以直接影响到绞肉过程中地切割力，还有就是切割肉地时候所产生地温度。 当刀片旋转速度还有螺杆进料速度都不变地情况下，前角大，切割肉所需地力还有切割肉所产生地热都是比较小弟；从另一个方面看，就是比较大地。可是前角在前面很大地
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