89_jn-a型米粉挤丝机零部件的设计 毕业设计

题目JNA型米粉挤丝机零部件的设计论文（设计）课题名称JNA型米粉挤丝机零部件的设计学生姓名院（系）工学院专业机械设计制造及其自动化指导老师职称副教授学历本科毕业设计（论文）要求1、好学上进，能吃苦耐劳，刻苦钻研，有相应专业知识具备独立工作能力；2、能敏感及时地查阅到国内外与本课题相关的资料和文件；3、会计算机绘图，能通过计算机绘图绘制相应的零件、部件和组件图；4、工作量要符合我院毕业设计的要求；5、根据毕业的要求在规定的时间内完成毕业答辩所需要的全部工作。毕业设计（论文）内容与技术参数1、了解实际生产中米粉挤丝机零部件的设计和制造工艺；2、查阅国内外有关资料和文件；3、研究米粉挤丝机的工作原理，制定米粉挤丝机的设计思路并画出工作草图；4、通过计算机绘图绘制相应的零件和部件，绘制出装配图；5、撰写出5000字左右的设计说明书；6、根据毕业设计的要求在规定的时间内完成毕业答辩所需要的全部工作。毕业设计（论文）工作规划第一阶段参观实际生产过程；查阅国内外有关资料和文件分析米粉挤丝机的设计与制造工艺；第二阶段研究米粉挤丝机的工作原理，制定米粉挤丝机的设计思路；第三阶段给出总体方案，画出工作草图，通过计算机绘图绘制相应的零件和部件，绘制出装配图；第四阶段撰写出设计说明书；根据设计的要求在规定的时间内完成毕业答辩做需要的所有工作。接受任务日期2009年4月1日要求完成日期2009年5月15日学生签名年月日指导教师签名年月日院长（主任）签名年月日摘要米粉生产都是沿用传统工艺和手工操作，产量低,劳动强度大，卫生条件差，成品包装简陋甚至无包装。为了适应现代社会对食品的需要，传统的米粉条正逐步走向生产工业化，食用方便化，品种多样化，从小作坊进入工厂。研究米粉条加工的发展进程，工艺技术的关键，存在的问题，发展方向，对推进这一传统食品的发展，有着深远的意义。减速器是许多机械设备传动机构的重要部件之一，其性能的好坏与用户的经济效益及社会效益有着密切的关系，此文的减速器的设计包括，V型皮带轮的设计，斜齿圆柱齿轮的设计，主轴的设计，减速器箱体的设计，箱体的密封与润滑，以及减速器内各种标准零件的选择，其中包括轴承的选择,由于减速器的稳定性对安全生产的影响，所以应提高减速器的稳定性。关键字减速器，皮带轮，斜齿圆柱齿轮，主轴，密封，润滑，稳定性。THEJNARICENOODLEPUSHESTHESILKMACHINESPAREPARTDESIGNABSTRACTTHERICENOODLEPRODUCTIONALLISCONTINUESTOUSETHETRADITIONALPROCESSANDTHEMANUALOPERATION,THEOUTPUTISLOW,THELABORINTENSITYISBIG,THEHYGIENICCONDITIONISBAD,THEENDPRODUCTPACKINGCRUDEDOESNOTEVENHAVETHEPACKINGINORDERTOADAPTTHEMODERNSOCIETYTOFOODNEED,THETRADITIONALRICESTARCHNOODLESAREMOVINGTOWARDSTHEPRODUCTIONINDUSTRIALIZATIONGRADUALLY,THEEDIBLECONVENIENCE,THEVARIETYDIVERSIFICATION,THEWORKSHOPENTERSTHEFACTORYSINCECHILDHOODTHERESEARCHRICESTARCHNOODLESPROCESSINGDEVELOPMENTADVANCEMENT,THEPROCESSINGTECHNOLOGYKEY,THEEXISTENCEQUESTION,THEDEVELOPMENTDIRECTION,TOADVANCESTHISTRADITIONALFOODTHEDEVELOPMENT,HASTHEPROFOUNDSIGNIFICANCEREDUCTIONGEARISONEOFIMPORTANTMACHINEEQUIPMENTINTRANSMISSIONORGANWHOSEFUNCTIONGOODNESSANDBADNESSHAVECLOSERELATIONTOCONSUMERSECONOMICEFFECTANDSOCIALBENEFITSTHEDESIGNOFREDUCTIONGEARINARTICLEINCLUDETHOSE,THOSEAREDESIGNOFVPULLEY,DESIGNOFHELICALGEAR,DESIGNOFSHAFT,DESIGNOFREDUCTIONCASE,SEALINGANDSLIPOFCASE,ANDCHOOSEINGKINDSOFCRITERIASECTIONSINREDUCTIONGEAR,THEREININCLUDESHAFTBEARING,BECAUSETHESTABILITYOFREDUCTIONGEARMUSTENHANCEASMUCHASINFLUENCESTABILITYOFREDUCTIONGEARONSECURITYOFWORKKEYWORDSREDUCTIONGEAR,PULLEY,HELICALGEAR,SHAFT,SEALING,SLIP,STABILITY目录摘要31绪论511前言612熟化原理713挤压加工原理714工艺要求82米粉挤丝机机的减速部分的设计921设计要求922设计内容9221传动装置的总体设计9222传动零件的设计计算10223轴的设计18224各轴健的选择与计算25225滚动轴承的选择25226箱体的设计26228减速器附件的选择26229减速器润滑方式，密封形式，润滑油牌号及用量的简要说明273铜螺母并帽的设计2731材料的选择2732结构的设计274挤丝后筒的设计2841材料的选择2842结构的设计28参考文献29致谢301绪论11前言长期以来，米粉生产都是沿用传统工艺和手工操作，产量低,劳动强度大，卫生条件差，成品包装简陋甚至无包装。这种作坊式生产方式利润低，扩大再生产能力差。改革开放以来，随做人们生活水平的提高，对米粉的生产提出了更高的要求，包装美观，造型新颖，品质优良的各类米粉不断出现。大力发展米粉生产，把人们不愿食用的早籼深加工成米粉，其经济效益好，市场前景广阔。然而，有关米粉生产的书籍极少，几乎处于空白状态。为了适应现代社会对食品的需要，传统的米粉条正逐步走向生产工业化，食用方便化，品种多样化，从小作坊进入工厂。研究米粉条加工的发展进程，工艺技术的关键，存在的问题，发展方向，对推进这一传统食品的发展，有着深远的意义。由于各级管理部门、生产企业及广大科技人员大胆探索和努力，我国米粉条加工业生产技术已取得了明显的进步，自动化程度较高的系列机械设备正逐步取代手工作业的简陋涉笔，按食品生产要求设计的大中型工厂，正逐步取代传统的手工作坊。在工艺设备方面，自熟式榨粉机取代了传统的螺旋榨粉机，不仅提高了米粉条的质量，而且简化了工序，提高了劳动生产率。目前，米粉条生产工艺和设备正在不断完善之中，生产设备的定型标准及系列化工作已在展开；米粉条的花色品种迅速曾多，各种品种的标准正在制定之中。在这里我着重就米粉挤丝机减速器部分做相关介绍和设计。减速器是许多机械设备传动机构的重要部件之一，其性能的好坏与用户的经济效益及社会效益有着密切的关系。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动,蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件；是常用在原动机和工作机之间的闭式传动装置，用来降低转速和增大扭矩，以满足工作需要。减速器的种类很多，按传动类型可分为齿轮减速器，蜗杆减速器等以及由它们相互组合起来的减速器。齿轮减速器的发展目标始终是在提高承载能力的同时，缩小体积，减轻重量，提高效率，延长使用寿命。随着材料科学，设计理论，制造技术的发展，齿轮减速器的发展趋向更为明显。齿轮减速器是机械工业的基础产品。现已逐步制定了各种类型的标准系列齿轮减速器，由于有标准作保证，质量比较可靠，因成批生产，价格相对比较便宜。除非有特殊要求，而标准系列齿轮减速器的性能参数不能满足要求，一般都尽量在标准系列减速器中选用，不必自行设计，当需要自行设计时，可参考有关资料或机械设计课程设计资料。对于此处要设计的米粉挤丝机的减速器，要成功挤丝，对减速器得挤丝轴和熟化轴有特别要求，其中包括轴的得转速，轴的强度。只有达到要求的减速器才能用于生产。对于具体的设计，以下正文将于给出。12熟化原理熟化就是把大米淀粉由生的状态变为数的状态（化）。采用将机械能转变成热能的方式对大米淀粉进行熟化，实际上就是采用螺旋挤压的方法。生的大米淀粉颗粒，由进料口落入筒体中，在筒体内螺旋轴的作用下，物料被快速推向出料口一端，物料在筒体内受到强烈的摩擦、挤压作用，产生很高的温度和压力，把大米淀粉中的结晶态淀粉与非结晶态淀粉之间的氢键拉开，使它们各自成为胶体，转为态，变成流动性粘稠的浓浆，从出料口流出，改变筒体出料口的大小即可改变筒体内的温度与压力，进而改变物料的熟化程度。13挤压加工原理挤压机通常藉助在机筒内旋转的螺杆完成对食品食品原料的各种挤压加工。当疏松的食品原料从料斗进入机筒内时，随着螺杆的转动，沿着螺槽方向向前输送，称为加料输送段；与此同时，由于受到机头的阻力作用，固体物料逐渐压实，又由于物料受到来自物料在螺杆与机筒间的强烈搅拌，混合，剪切等作用，温度升高，开始熔融，直到全部熔融，称为压缩熔融段；由于螺槽逐渐变浅，继续升温升压，食品物料得到蒸煮，出现淀粉糊化，脂肪，蛋白质变性等一系列复杂的生化反应，组织进一步均化，最后定量，定压地由机头通道均匀挤出，称为计量均化段。上述即为食品挤压成型加工的三段过程。所以控制轴的转速非常重要，转速对成功挤出米粉非常重要，这也就对减速器提出设计和制造要求，对减速器的参数，提供了参考。以下减速器的设计就是按照挤出米粉要求的转速进行设计的。挤压成型过程如下图1加料输送段；2压缩熔融段3计量均化段14工艺要求对于榨粉的工艺要求主要有两点一是要合理控制熟化程度，榨出来的粉既不能太生，又不能太熟。太生时榨出来的米粉条韧性差、断条率高、吐浆值大（即米粉条在烹调过程过程中淀粉溶解于水中的比值）太熟时，挤丝不顺畅，容易粘连，不利于后面的工序处理。二是挤出来的米粉条要求组织结构紧密、坚实，粗细一致，表面光滑，无气泡，富有韧性。2米粉挤丝机机的减速部分的设计21设计要求要使米粉挤丝机成功生产出米粉，减速器中熟化轴的转速要达到625NRPM,挤丝轴的转速RPM，减速器的使用年限为十年，生产率为90125N110KG/H22设计内容221传动装置的总体设计1电动机的选择1）传动装置的传动效率计算由机械设计课程设计表210查出V带传动效率为94018级精度的一般齿轮传动效率7322）电动机的选择根据生产需要及经济条件选择原动机为Y系列三相异步电动机Y90L4,功率P为15KW,转速为1440RPM电磁调速电动机型号为YCT1324B，转矩为97MN2确定总传动比及各级传动比的分配21563240514321NIIN总3传动装置的运动和动力参数的计算1）各轴的转速熟化轴RPMN625中间轴R1843挤丝轴R142）各轴的功率熟化轴KWP4190512电中间轴P3723电挤丝轴K314电3）各轴的扭矩熟化轴转矩MNNPT821546/41059/0956232中间轴转矩MN4133挤丝轴转矩6/4各轴运动动力参数列入下表11轴名称功率KW转速（RPM）转矩NMM熟化轴141625215448中间轴13728414605245挤丝轴133125101612222传动零件的设计计算1皮带传动的设计计算1）选择V型带的型号根据KWPKAC651RPMN140由机械设计图514确定选用Z型V带2）确定带轮直径21D和PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUPERFECTDRAWINGS3）验算带速V在525M/S范围内，故带轮合SMNDV/536760143160适4）确定带长和中心距A初步选取中心距D46023510由式（52）得带长MADL28147/01210由表52选用基准长度MD6由式（53）计算实际中心距MDLDLA537882221211由故成立。60537/2121A5）验算小带轮的包角合适1635780121AD6）确定V带根数Z传动比328619402NI由表53查得KWP0由表54查得3由表57查得9860516AK由表52查得L由式（519）得35169803450LACKPZ故取Z4根7）求作用在带轮轴上的压力QF由表51查得MKGQ/06由式（520）得单根V带的张紧力N42515202QVKZVPAC由式（521）作用在带轮轴上的压力FQ7360SIN48）带轮的结构设计由可得带轮采用腹板式结构，材料为45钢。MD302具体结构如图152圆柱斜齿轮的尺寸设计第一级齿轮传动中1）选择齿轮材料及热处理小齿轮45号钢，调制处理，硬度为230255HBS大齿轮45号钢，正火处理，硬度为190217HBS2）确定许用应力A确定极限应力LIMLIFH和齿面硬度小齿轮按230HBS,大齿轮按190HBS查机械设计（第二版）图316得MPAH5801LIMPAH502LIM查图317得MPAF201LIMF2LIB确定寿命系数查图318得21NZ查图319得YC计算许用应力由表（34）取1MINHS4MINF由式（311）得由式（312）得MPASZHNFP508MIN2L2I1L1其中MASYFNTFPS30814MIN2L2I1L12STY3）初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸A选择齿轮类型根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮B选择齿轮精度等级按圆周速度V，由表35初步选用8级精度C初选参数初选1201Z42012ZI021X6DD初步计算齿轮的主要尺寸可用式（316）初步计算出齿轮的分度圆直径或模数因电动机驱动，工作机载荷平稳，查表31得1AK因齿轮速度不太高，取K105V因非对称布置，轴的刚性较小，取312则K421KVA由图311查得5HZ查表32得MPAE89重合度系数709由式（315）可初步计算出齿轮的分度圆直径等NMD,1主要参数和计算尺寸81COS4937213ZDMUKTZNDHPE按表37取标准模数,但考虑到熟化轴和挤丝轴受米粉得挤压力很大，2PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUPERFECTDRAWINGS4）校核接触疲劳强度圆周速度SMNDV/6820/658214306/1根据圆周速度可选用8级精度的齿轮传动由机械设计手册表查得使用系数KA动载系数1V求齿间载荷分配系数,HK先求4320COS/ARCTN584296/SI618CS/131/007/485222TNTAMBZMNFKNDT端面压力角重合度轴向重合度）（端面重合度基圆周面上978/OSTNB651CS2BFAHK齿面载荷分布系数41570617016710/6012321BCDBBAKH载荷系数MPASZMPASZZSZMPAHNHHNHNHEVA50/,580/118390COS701346289MIN2LI2MINLI2MIN许用接触应力得查图接触最小安全系数螺旋角系数重合度系数节点系数弹性系数校核，合格5097312EUBDKT5）验算轮齿弯曲强度条件按式（317）验算轮齿得弯曲强度条件174COS2321ZZVV计算当量齿数查图314得352,6FAFAY查图315得取8151SS90,7Y21223016857349FPFSANMAPYMBDKT计算弯曲应力即合格齿轮传动的几何尺寸归于下表12名称计算公式结果/MM法面模数MN4法面压力角A20螺旋角1229分度圆直径21D82180齿顶圆直径NAAMH2190188齿根圆直径NFFD2172170中心距COS21ZMAN131齿宽0521BD50576齿轮的结构设计小齿轮的结构尺寸按表311和后续设计出的轴孔直径计算如下表13代号公式结果/MM轮毂轴向长DL51057倒角尺寸NM4设计如附图1165490723263574582附图1大齿轮的结构尺寸按表311和后续设计出的轴孔直径计算如下表14代号结构尺寸计算公式结果/MM轮毂处直径DD02611024轮毂轴向长L550倒角尺寸NM4齿根圆处厚度N42010腹板最大直径0FDD152腹板厚253BC21设计附图2附图2第二级齿轮传动的设计中因传动比相同，其他条件相同或相似，第二级齿轮传动设计同第一级设计223轴的设计中间轴的设计一1选择轴的材料选择轴的材料为45号钢，经调制处理，其机械性能由机械设计表111和表114查得MPAAMPABBB95,60,60012轴的初步估算由机械设计手册的表查得C112,因此MNCD183考虑该处轴径应当大于熟化轴轴颈直径，取45I13轴的结构设计根据轴上零件的定位，装配及轴的工艺性要求，参考机械设计课程设计表83，图84，初步确定出中间轴的结构如下图附图31）确定各轴段的直径初选滚动轴承下，代号为6309轴颈直径MD45IN71轴承轴肩高度（参考机械设计课程设计表41）,该处直径MM5140310MINDH82齿轮2处轴头直径8按计算和装配可得M64D45MD5062）确定各轴段的轴向长度按轴上零件的轴向尺寸及零件间相对位置，参考机械设计课程设计表83，图84，确定出轴向长度，如附图3及图44按许用弯曲应力校核1）轴上力的作用点及支点跨距的确定齿轮对轴的作用点按简化原则应在齿轮宽的中点，因此可决定中间轴上两齿轮力的作用点位置2）绘轴的受力图，见附图4（A）3）计算轴上的作用力齿轮2NFDTTANTRT471690COS95842223齿轮3NFDTTANTRT0923SI418CO23560334）计算支反力垂直面支反力（XZ平面），参考附图3、4，绕支点B的力矩和，得0BZMNFRMBCXYNFDFRTTBYATTBYRAARBZAZRR267019/6346,084/83,73528634/2/64,0/8/3832333322得由得点力矩和同样，由绕）（平面），参考附图水平平面（得同理，5）转矩，绘弯矩图垂直平面内的弯矩图附图4（B）MNRMDCCDFMNRCBYDACBZZABZDAAAC589136740281357402/3869/463处弯矩处弯矩）（水平面弯矩图附图处弯矩处弯矩右左右左6合成弯矩附图4（D）MNMDCDYZCYZ86492715302862222右右左左右右左左处处左右左右左右左右左右左右附图4轴的受力及其弯矩图附图47）转矩及转矩图附图4（E）MNT5460238）计算当量弯矩，绘弯矩图附图4（F）MNMATDNCATADCB8649225047128360729563095/32301右，右左，左右，右左，左处）（处应力校正系数9）校核轴颈够（齿根园直径）强度足剖面强度足够剖面，左，右MMDDCBDBCC546210891335轴的细部结构设计由机械设计课程设计（下同）表61查出键槽尺寸；30,61RTHB由表62查出键长45L参考表92得出各表面粗糙度值（如附图5）。附图56安全系数法校核轴的疲劳强度1）判断校核的危险面对照弯矩图附图4和结构图5，从强度，应力集中分析，C面可能是危险面。现在对C面进行校核。2）轴材的机械性能材料为45钢，调质处理，由资料机械设计手册中表查得，再根据机械设计手册中表，查得MPAASB350,6025018286,4971103210001BBBBMPAPA3）剖面C的安全系数MPAWTPAMDTBTWAMTCMCCACCTCC64025943605221671332平均切应力扭转切应力幅弯曲平均应力弯曲应力幅抗扭断面系数抗弯断面系数右键槽所引起有效应力集中系数由机械设计手册表查出541,K780492，尺寸系数表面状态系数，1840/1/K具有足够的强度剖面综合安全系数寿命系数进行计算取）响系数（剪切配合零件的综合影进行计算）其（）响系数（弯曲配合零件的综合影CSSKKKKSKKKCCMADNMADBNCDDDDD,815376,65178810439/23221熟化轴的设计二1选择轴的材料材料同中间轴相同都为45，调质处理2轴的初步估算考虑到米粉对轴的挤压强度的影响，查出系数12C最小直径MNPCD1632MID2613轴的结构设计（参考附图6，及图10）附图6具体设计过程如中间轴，这里设计过程略挤丝轴的设计三1选择轴的材料选择45钢，如中间轴和熟化轴。2轴的初步估算查表得，12CMNPD2034考虑米粉对挤丝轴的挤压作用，最小轴颈应为MD26IN3轴的结构设计（如附图7，及图7）附图7其设计过程如中间轴，在这里略224各轴健的选择与计算1中间轴上键的选用及计算1）中间轴与大齿轮的键连接由前面轴的设计已知本处轴径为MD58由表61选择键，79106416GB键的接触长度，接触高度BLL2MH52/由机械设计手册查出键静联接的挤压许用应力MPAP10，键联接强度足够。951023PPMADLHT2）中间轴与小齿轮的键连接由前面轴的设计，得此处轴径为MD54由表61选择键161045GB109679,键联接强度足够。PAP107632熟化轴上键的选用及计算PLEASECONTACTQ3053703061GIVEYOUPERFECTDRAWINGS3挤丝轴上键的选用及计算在减速器中的与齿轮联接的轴径MM,选择键同中间轴。58D，强度足够。106244PPMAPDLHT225滚动轴承的选择六个深沟球轴承选择型号为6309，GB/T27694由表59查出KNCKRR831,8520三个推力球轴承选择型号为51210,GB/T3011995由表513查出AA2,40226箱体的设计箱体材料选择为铸铁HT200，具体结构如图1和图2具体数据如下表15名称符号结果/MM箱座壁厚10箱盖壁厚110轴承端盖螺钉直径D312定位销直径D8箱盖箱座肋厚M10箱座轴承厚度20箱盖凸缘厚度20227轴承端盖的设计材料选择为铸铁HT200，具体结构如图5，图12和图13228减速器附件的选择如下表16名称功用数量材料螺栓安装端盖，紧固24Q235销定位235垫圈调整安装2465MN螺母安装12Q235游标尺调整油面高度1组合件通气孔透气1Q235229减速器润滑方式，密封形式，润滑油牌号及用量的简要说明在装配中选择密封圈GB/T3452192和毡圈JB/ZQ460686,具体尺寸及相关可查机械设计课程设计表711和表712得。1润滑方式1）考虑成本及需要选用浸油润滑2）轴承采用润滑脂润滑2润滑油牌号1）齿轮润滑选用150号机械油（GB4431989）2）轴承润滑选用ZL3型润滑脂（GB73241987）用油量为轴承间隙的1/3/2为宜3密封形式1）箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2）观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺赛与机体之间加石棉橡胶纸，垫片进行密封3轴承孔的密封闷盖和