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1 小型食品膨化机的设计小型食品膨化机的设计目录目录摘要.2ABSTRACT.3第一章 前言.5第二章 工作原理及结构.62.1 小型食品膨化机的结构 .62.1.1 送料机构.62.1.2 驱动机构.62.2 小型食品膨化机的工作原理 .6第三章 传动系统的设计 .83.1 电机的选择.83.2 带传动的设计.83.2.1 选定带型.83.2.2 小带轮的基准直径.83.2.3 大带轮的基准直径.83.2.4 带速验算.83.2.5 带的基准长度.83.2.6 实际轴间距.83.2.7 小带轮包角.93.2.8 单根 V 带的基本额定功率.93.2.9 单根 V 带的额定功率增量.93.2.10 V 带的根数.93.2.11 单根 V 带的预紧力.93.2.12 作用在轴上的力 .93.2.13 带轮的结构和尺寸.10 3.3 轴的设计.10 3.3.1 选择轴的材料 .11 3.3.2 设计轴的结构.12 3.3.3 按弯扭合成强度校核.12 3.3.4 求当量弯距.13 3.3.5 确定危险截面及校核.14 第四章 螺旋供料器的设计.15 4.1 挤压螺杆的设计.15 4.1.1 挤压螺杆的材料.15 4.1.2 螺旋直径.15 4.1.3 螺旋供料的转速.15 4.1.4 压缩比.154.2 圆筒的设计.1524.3 料斗的设计.164.4 旋盖的设计.17 第五章 机架的设计.18第六章 生产能力分析 .19 设计总结.20参考文献.21致谢.223摘要摘要本文论述了小型食品膨化机的工作原理、主要技术参数、传动系统、典型零件的结构设计。 此机采用全封闭式齿轮转动，结构紧凑，运转平稳，工作可靠。该设备制造简单，线条流畅，没有可藏污的缝隙及伤害操作者的锐边，易于清洁。 小型食品膨化机工作主要靠将料斗中的原料送到圆筒内，从而使物料在挤压螺杆的剪切，揉合作用下，将面粉不断排出样板处。这样，小型食品膨化机料斗中的面粉不断通过料斗进入夹套，而膨化食物被排出机外。【关键词关键词】小型食品膨化机，挤压螺杆，圆筒，膨化食品4ABSTRACTThis paper discusses the small food puffing machine working principle, main technical parameters, transmission system, typical components of the structural design.This machine adopts a fully enclosed gear to rotate, compact structure, stable operation, reliable work. The device has the advantages of simple manufacture, smooth lines, no contamination of the gap and the injury to the operators sharp edges, easy to clean.Small food extruder work mainly rely on will hopper in the raw materials to the cylinder, so that the material in the extrusion screw shear, a role, the flour is continuously discharged model at. In this way, a small food extruder hopper in flour continuously through the hopper into the jacket, and puffed food is discharged out of the machine.Key words: Small food extruder, extruding screw, cylinder, puffed food5第一章 前言 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。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平，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。6第二章 工作原理及结构 2.1 小型食品膨化机的结构小型食品膨化机主要由送料机构和驱动机构等组成1、大 V 带轮 2、料斗 3、挤压螺杆 4、圆筒 5、旋盖 6、机架 7、电机 8、小 V 带轮 9、V 带 2.1.1 送料机构包括料斗、挤压螺杆和圆筒。其作用是输送物料，并在圆筒内对物料进行剪切、揉和与摩擦。2.1.2 驱动机构包括电机、皮带轮、 V 带等2.2 小型食品膨化机的工作原理工作时，先开机后放料，由于物料本身的重力，物料进入圆筒内。因为挤压螺杆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，使得物料温度升高，物料中的淀粉糊化，整个物料变成熔化的塑性胶状体。7螺旋筒里旋转，要防止螺旋外表与夹套内壁相碰，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。小型食品膨化机的生产能力不能由螺旋供料器决定，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。8第三章第三章 传动系统的设计传动系统的设计 由于挤压螺杆只有一种工作转速，则从电机至挤压螺杆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。 挤压螺杆的转速不易太高，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，影响产品质量，本机选用300r/min。i=720/300=2.43.1 电机的选择 参考同类型食品膨化机的电机，再结合本设计要求挤压螺杆的转速，可选用Y 系列三相异步电机。查文献中电动机部分，可得电动机的主要参数为：型号 Y132S-8 ，同步转速 720r/min，额定功率 2.2KW3.2 带传动的设计3.2.1 选定带型根据功率和转速， 选取普通 V 带 A 型，小带轮转速，为 720r/min1n3.2.2 小带轮基准直径（mm）1dd根据机械设计荐用最小基准直径，取小带轮直径100mm 1dd3.2.3 大带轮基准直径（mm）2dd则大带轮直径为：=i. =2.4x100=240mm2dd1dd3.2.4 带速验算 dV=(dd1n1)/(60x1000)=7.54m/sMe，且轴上还有键槽，故截面-可能为危险截面。但由于轴径d3d2，故也应对截面 -进行校核。-截面：l=Ml/W=181507/(0.1x303)=57.2MPa-截面： II=MII/W=57860/(0.1x303)=21.4MPa所以-1b=60Mpa，满足e-1b的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。15第四章 螺旋供料器的设计4.1 挤压螺杆的设计挤压螺杆的作用是向前输送物料，并在前端对粉状物料进行挤压。如图所示，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，这样使其挤压螺杆与夹套之间的容积逐渐减小实现了对物料的挤压作用。挤压螺杆4.1.1 挤压螺杆的材料挤压螺杆的材料选为 HT2004.1.2 螺旋直径取 D150mm4.1.3 螺旋供料器的转速由原始数据 n300r/min4.1.4 压缩比 有效面积与出料孔总面积之比。/4 (160-70)/4（4020） =17.254.2 圆筒的设计16 由于粉状物料在圆筒内受到搅动，且受挤压力的反作用力作用，物料具有向后倒流的趋势，圆筒与挤压螺杆之间的间隙要适当，所以取5mm。间隙太大会使物料倒流 ;间隙太小挤压螺杆与夹套内壁易碰撞。 圆筒的物料可选用铸铁，选HT200 圆筒4.3 料斗的设计由于物料在重力的作用下由料斗中进入圆筒中进行挤压加工，为使物料不至于大量粘附在料斗内壁，内壁须使其光滑无毛刺，同时料斗须焊接在圆筒表面，所以采用与圆筒相同的材料 HT200 料斗其容积为 V=1/2(D/2)+(d/2) L =1/2x3.14x(190/2)+3.14x(105/2)x13017 =2405ml4.4 旋盖的设计 旋盖，也可以称之为模板，选用 HT200。其通过螺纹啮合在圆筒的尾部，物料最后就是在旋盖处成型并排出的，所以其中间留有一孔径为 40mm 通孔，与挤压螺杆尾部的直径为 20mm 杆共同作用，使圆筒内的物料在此处成型，最终形成外径 40mm，内径 20mm 的空心膨化食品 旋盖18第五章 机架的设计根据装配各零部件的装配情况以及需承载重物的情况，可设计如下所示结构的机架，上下各用两块厚度为10 的板焊接在四根长宽均为 15 高度为320 的方柱的上下两端，材料选用HT150，其结构简单，易于生产制造，能满足基本的承载需要。 机架19 第六章 生产能力分析 小型食品膨化机的生产能力与其工作时消耗的能量有关由 N=GxW/(kw)则 GN/W=2.2x0.75/0.030=53Kg/h式中 ：W-加工 1Kg 物料耗用能量，为 0.030KWh/Kg -传动效率，取 0.7520设计总结从开始我的毕业设计，到如今设计基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个设计过程难以用语言来表达。历经了数十天的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。 我在学校图书馆搜集资料，还在网上查找各类相关资料，以尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于完成设计。然后我将收集到的资料仔细整理分类。资料查找完了，我开始着手设计。在设计过程中遇到困难我就及时和指导老师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，设计也慢慢成型。 当我终于完成了所有打字、绘图、排版、校对的任务后整个人都很累，但同时看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的心里是甜的，我觉得这一切都值了。这次毕业设计的设计过程是我的一次再学习，再提高的过程。在设计中我充分地运用了大学期间所学到的知识。 我不会忘记这段时间。毕业设计的制作给了我难忘的回忆。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋；亲手设计零件图的时间里，记忆最深的是每一步小小思路实现时那幸福的心情；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集中，掌握了很多机械制造的知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对当今机械制造的最新发展技术有所了解。在整个过程中，我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。21参考文献1 吴宗泽主编机械设计实用手册第一版北京：化学工业出版社,19992 濮良贵、纪名刚主编机械设计第七版北京：高等教育出版社,20013 张裕中主编食品加工技术装备第一版北京：中国轻工业出版社,20004 无锡轻工业学院、天津轻工业学院编食品工厂机械与设备第二版北京：轻工业出版社 ,19855 胡继强主编食品机械与设备第一版北京：中国轻工业出版社,19996 李兴国主编食品机械学（下册）第一版四川：四川教育出版社,19927 中国农业机械化科学研究院编实用机械设计手册（下）北京：中国农业机械出版社 ,19858 成大先主编机械设计手册（第4 卷）第四版北京：化学工业出版社,20029 苏卡查科夫、马尔切诺夫著食品机械制造工艺学北京：HA机械工业出版社 ,198410 张万昌主编热加工工业基础第一版北京:高等教育出版社 ,199711 马晓湘、钟均祥主编画法几何及机械制图第二版华南理工大学出版社
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