绞肉机的设计(2)..docx

1、中国石油大学胜利学院本1科毕业设计( 论文 )目录中文摘要 ,3Abstract ,3第一章 绪论 ,4第二章 结构及工作原理 ,8,52.1 绞肉机的结构 ,52.1.1送料机构 ,52.1.2切割机构 ,52.1.3驱动机构 ,52.2绞肉机的工作原理,5第三章 螺旋供料器的设计 ,73.1绞笼的设计 ,73.1.1绞笼的材料 ,73.1.2螺旋直径 ,73.1.3螺旋供料器的转速,73.1.4螺旋节距 ,83.2绞筒的设计 ,8第四章 传动系统的设计 ,94.1电机的选择 ,94.2带传动的设计 ,94.2.1设计功率 ,94.2.2选定带型 ,104.2.3传动比 ,104.2.4小带

2、轮基准直径,104.2.5大带轮基准直径,104.2.6带速验算 ,104.2.7初定轴间距 ,101中国石油大学胜利学院本2科毕业设计( 论文 )4.2.8所需带的基准长度,104.2.9实际轴间距 ,114.2.10小带轮包角 ,114.2.11单根 V 带的基本额定功率 ,114.2.12i1 时单根 V 带型额定功率增量 ,114.2.13V带的根数 ,114.2.14单根 V 带的预紧力 ,114.2.15作用在轴上的力,114.2.16带轮的结构和尺寸,124.3 齿轮传动设计 ,124.3.1选择材料，确定H lim和F lim及精度等级 ,124.3.2按接触强度进行初步设计,

3、124.3.2.1 确定中心距 ,124.3.2.2 确定模数 ,134.3.2.3 确定齿数 ,134.3.2.4 计算主要的几何尺寸,134.3.3校核齿面接触强度,144.3.4校核齿根的强度,164.3.5齿轮及齿轮副精度的检验项目计算,174.3.5.1 确定齿厚偏差代号 ,174.3.5.2 确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值,174.3.5.3 确定齿轮副的检验项目与公差值,174.3.5.4 确定齿坯的精度,184.4 轴的设计 ,184.4.1按扭转强度计算,18第五章 绞刀的设计 ,205.1 绞刀的设计 ,205.1.1刀刃的起讫位置,2123(论文)中国石油大学胜利

4、学院本科毕业设计5.1.2刀刃的前角 ,215.1.3刀刃的后角 ,235.1.4刀刃的刃倾角,235.1.5刀刃上任一点位量上绞肉速度,245.1.6绞刀片的结构 ,26第六章 生产能力分析 ,276.1绞刀的切割能力,276.2绞肉机的生产能力,276.3功率消耗 ,27设计总结 ,28参考文献 ,29致谢 ,303中国石油大学胜利学院本4科毕业设计( 论文 )摘要本文论述了肉类加工机械绞肉机的工作原理、主要技术参数、 传动系统、典型零件的结构设计及生产能力分析。关键词： 绞肉机，挤肉样板，绞刀，绞笼4中国石油大学胜利学院本5科毕业设计( 论文 )AbstractThe principle

5、, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger Key words: meat chopper ，reamer5中国石油大学胜利学院本6科毕业设计( 论文 )第一章绪论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

6、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

7、基本的加工主械. 几乎所有的肉类加工厂都具备这3 种设备。国内一些大型肉类加工厂先后从西德、丹麦、瑞士、日本等引进了先进的加工设备，但其价格十分昂贵。 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、小型肉类加二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。6中国石油大学胜利学院本7科毕业设计( 论文 )第二章结构及工作原理2.1 绞肉机的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 21 绞肉机结构1. 机架

8、2. 绞刀3. 挤肉样板 4.旋盖5. 纹筒6. 绞笼 7.料斗8.减速器9. 大皮带轮 10.电机 11. 三角带12.小皮带轮2.1.1送料机构包括料斗 7、绞笼 6 和绞筒 5。其作用是输送物料前移到切割机构，并在前端对物料进行挤压。2.1.2切割机构包括挤肉样板3, 绞刀 2, 旋盖 4。其作用是对挤压进人样板孔中的物料进行切割.样板孔眼规格有多种，可根据不同的工艺要求随时旋下旋盖进行更换。2.1.3驱动机构包括电机 10、皮带轮 9、 12、减速器 8、机架 I 等2.2 绞肉机的工作原理工作时，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7中国石油大学胜利学院本8科

9、毕业设计( 论文 )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 8 10 毫米、细绞用直径 3 5 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板，其厚度都为 10 12 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

10、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

11、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。8中国石油大学胜利学院本9科毕业设计( 论文 )第三章螺旋供料器的设计3.1 绞笼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

12、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。577.29节距 t13020204055801051302.51.6R 54000050023487131080图 31 绞笼3.1.1绞笼的材料绞笼的材料选为HT2003.1.2螺旋直径GD K 2.5C 0.136 m 取 D160mmG生产能力 , 由原始条件得 G1t/hK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 3 猪肉的为 1.5t/m 3C与螺旋供料器倾角有关的系数，查B4 表 115 得 C19中国石

13、油大学胜利学院本10科毕业设计( 论文 )3.1.3螺旋供料器的转速由原始数据 n326r/min3.1.4螺旋节距实体面型螺旋的节距t D3.2 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3 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。绞筒的物料可选用铸铁，选HT200图 32 绞筒10中国石油大学胜利学院本11科毕业设计( 论文 )第四章传动系统的设计由于绞笼只有一种工作转速，则从电机至绞笼的运动路线为定比传动，其总的传

14、动比可利用带传动、齿轮传动等构机逐级减速后得到。绞笼的转速不易太高， 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，因此绞笼的转速一般在200 一 400r/min比较适宜。在本机选用 326r/min 。i总1440i i14.4326由传动比标准系列查B2表 21初步取i 01.76i 12.5根据选用的电机和绞笼转速要求设计传动路线如下：4.1 电机的选择GWN=4(KW)G绞肉机的生产能力，1000kg/hW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，

15、取 w0.0030kw.h/kg 。（查 B5p75 ）传动效率，取0.75所以根据 N4kw， n 1500r/min ，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查 B1表 10-4-2得 Y112M-4电机的结构。11中国石油大学胜利学院本12科毕业设计( 论文 )图 4-1 Y112M-4 电动机的外观图4.2 带传动的设计4.2.1设计功率 PdPdK A P 1.2 4 4.8kwK A 工况系数，查B1表 8122 ，取 K A 1.2P 传递的功率4.2.2选定带型根据 pd和 n1 查 B1 图 8 1 2 选取普通 V 带 A 型， n1 小带轮转速，为 1440

16、r/min4.2.3传动比n11440i 01.76n2 i818018r / min 1.764.2.4小带轮基准直径dd1 （ mm）由 B1表 8112 和表 8114 选定dd dd 1100mm min75r/min4.2.5大带轮基准直径 dd 2 （ mm）dd 2idd11.76100176cm由 B3 表 87 得 d d2 =180mm4.2.6带速验算12中国石油大学胜利学院本13科毕业设计( 论文 )vd d1 n110014407.54m / s vmax 25 30m / s6010006010004.2.7初定轴间距 a0 （ mm）a02(d d1d d2 )2

17、80mm4.2.8所需带的基准长度Ld0（mm）Ld02a0(dd1dd2 )(d d2d d1 ) 24a02228028080224280 886mm依 B1表 818 取 Ld 900mm，即带型为 A9004.2.9实际轴间距aaLd Ld0900886287mma0280224.2.10小带轮包角1dd 2dd 157.31180a8018057.3=287= 1644.2.11单根 V 带的基本额定功率 p1根据带型号、d d1和n1普通 V 带查 B1 表 8127（c）取 1.32kw4.2.12i1 时单根 V 带型额定功率增量P1根据带型号、 n1 和 i 查 B1 表 8

18、127（c）取 0.15kw4.2.13 V带的根数 Z13中国石油大学胜利学院本14科毕业设计( 论文 )Pd4.83.94Z = ( p1p1 )ka kL(1.320.15) 0.96 0.87ka 小带轮包角修正系数查B1 表 8123, 取 0.96kL 带长修正系数查 B1 表 818，取 0.874.2.14单根 V 带的预紧力 F0F0500(2.5Pdmv2ka1)Zv=500(2.51)4.80.17.5420.9647.54=134（N）m V 带每米长的质量（ kg/m）查 B1 表 8 1 24，取 0.1k/gm 4.2.15 作用在轴上的力 FF2F0 Z sin

19、121344sin 821061(N )2F max3F0 Z sin 13 134 4 sin 821 5 9(2N)2F max 考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5 倍4.2.16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Ra3.2 m）以减轻带的磨损。带轮的材料为 HT200。查 B1 表 8110 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 8116 确定轮辐14中国石油大学胜利学院本15科毕业设计( 论文 )9150.1A57.110.1 A2B7.8639150

20、.1A57110.1.A B 21234 73.2.B8BA2*45A081R5245404063图 4-2 小带轮图 4-3 大带轮4.3 齿轮传动设计4.3.1选择材料，确定H lim和F lim 及精度等级。参考 B1 表 8324 和表 8 3 25 选择两齿轮材料为：大、小齿轮均为40C r ，并经调质及表面淬火，齿面硬度为4550HRc；精度等级为6 级。按 硬 度 下 限 值 ， 由 BI 图 8 3 8 （ d ） 中 的 MQ 级 质 量 指 标 查 得H lim 1H lim 21120MPa ；由B1 图8 3 9 （ d）中 的 MQ 级质 量指标查得FE 1FE 27

21、00MPa ；F lim 1F lim 2350MPa 。4.3.2按接触强度进行初步设计4.3.2.1确定中心距 a（按 B1表 8327 公式进行设计）4.3.3校核齿面接触强度（按B1 表 8 3 10 校核）强度条件：HH kA K V K H K HFt1计算应力：d1 bH1=ZH ZB ZEZ ZZ DH 2 =H 1Z B15中国石油大学胜利学院本16科毕业设计( 论文 )式中：名义切向力 Ft = 2000T1 = 2000 46.7 =2044Nd145.7使用系数 K A =1（由 B1 表 8331 查取）动载系数K V=（A） BA200V式中 V=d1 n145.7

22、 8181.95 m100060100060sA=83.6B=0.4C=6.57K=1.2V齿向载荷分布系数 K H=1.35 （由 B1 表 8332 按硬齿面齿轮，装配时检修调整， 6 级精度 KH1.34非对称支称公式计算）齿间载荷分配系数K H1.0 （由 B1 表 8333 查取）节点区域系数ZH = 1.5 （由 B1 图 8311 查取）重合度的系数Z0.77 （由 B1 图 8312 查取）螺旋角系数Z0.80（由 B1 图 8313 查取）弹性系数Z E189.8MPa （由 B1表 8334 查取）单对齿齿合系数Z B =1H1=H2 11.5189.80.770.801.

23、051.351.0 2.5120442.545.732245.5MPa许用应力： H =H limZNT ZLZV ZRZW ZXSH lim式中：极限应力H lim =1120MPa最小安全系数 SH lim =1.1 （由 B1表 8335 查取）16中国石油大学胜利学院本17科毕业设计( 论文 )寿命系数 Z NT =0.92 （由 B1 图 8 317 查取）润滑剂系数 Z L =1.05 （由 B1 图 8319 查取，按油粘度等于350m）s速度系数ZV =0.96 （按1.95ms , 由 B1 图 8320 查取）粗糙度系数 Z R =0.9 （由 B1 图 8 3 21 查取

24、）齿面工作硬化系数 ZW =1.03 （按齿面硬度 45HRC，由 B1 图 8 3 22 查取）尺寸系数 Z X =1（由 B1图 8323 查取）则： H = 11200.921.050.96 0.85 1.03 =826MPa1.1满足 H H 4.3.4校核齿根的强度（按B1 表 8330 校核）强度条件：F1F1 许用应力：F1=FtYFaYSaY Y K A K V K F K F ；bmnF 2F 1YF 2YS 2YF 1YS 1式中：齿形系数YF 1 =2.61 ， YF 2 =2.2 （由 B1 图 8 315（ a）查取）应力修正系数 YSa11.6， YSa2 1.77

25、 （由 B1 图 8 3 16（ a）查取）重合度系数Y =1.9螺旋角系数 Y =1.0 （由 B1 图 8 3 14 查取）N齿向载荷分布系数K F= K H =1.3 （其中 N=0.94，按 B1 表 8 3 30 计算）齿间载荷分配系数K F=1.0 （由 B1 表 8 3 33 查取）则F 1 =94.8MPaF2= F11.772.22.61=88.3MPa1.617中国石油大学胜利学院本18科毕业设计( 论文 )许用应力： F =F limYST YNT Y relT YRe lT YX（按F lim 值较小齿轮校核）SF lim式中：极限应力F lim =350MPa安全系数

26、 SF lim =1.25 （按 B1 表 8 3 35 查取）应力修正系数 YST =2（按 B1 表 83 30 查取）寿命系数 YST =0.9 （按 B1 图 8 3 18 查取）齿根圆角敏感系数 Y relT=0.97 （按 B1 图 8 3 25 查取）齿根表面状况系数 YRe lT=1（按 B1 图 83 26 查取）尺寸系数 YX =1（按 B1 图 8 324 查取）则F =3500.90.97489MPa21.25满足，F 2 F1 F 验算结果安全4.3.5齿轮及齿轮副精度的检验项目计算（大齿轮）4.3.5.1确定齿厚偏差代号确定齿厚偏差代号为： 6KL GB100958

27、8（参考 B1表 8 3 54 查取）4.3.5.2确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值 （参考 B1表 8358 查取）第公差组检验切向综合公差Fi 1Fi1FPF f=0.063+0.009=0.072mm,( 按 B1，=表 8369 计算，由 B1表 8 3 60，表 8359 查取 ) ；1f i1f ptft第公差组检验齿切向综合公差f i，=0.6（）=0.6 （0.009+0.011 ）=0.012mm，（按 B1表 8369 计算，由B1 表 8359 查取）；第公差组检验齿向公差 F=0.012 （由 B1 表 8 3 61 查取）。4.3.5.3确定齿轮副的检验项目与公

28、差值（参考B1 表 8358 选择）对齿轮，检验公法线长度的偏差Ew 。按齿厚偏差的代号KL，根据表 83 53的计算式求得齿厚的上偏差Ess=-12f pt=-12 0.009=-0.108mm ，齿 厚下 偏差Esi=-16f pt=-160.009=-0.144mm；公法线的平均长度上偏差18中国石油大学胜利学院本19科毕业设计( 论文 )EWS = Ess *cos-0.72 FT sin=-0.108cos 200-0.720.36 sin a200=-0.110mm,下偏差 Ewi = Esi cos +0.72 FT sin=-0.144cos 20 0+0.720.036 si

29、n 20 0=-0.126mm；按表 8 3 19 及其表注说明求得公法线长度Wkn =87.652 ， 跨齿数 K=10，则公法线0. 110长度偏差可表示为： 87.652 0.126对齿轮传动，检验中心距极限偏差f ，根据中心距 a=80mm，由表查得 8365查得 f = 0.023 ；检验接触斑点，由表8364 查得接触斑点沿齿高不小于 40%，沿齿长不小于 70%；检验齿轮副的切向综合公差Fic =0.05+0.072=0.125mm（根据 B1表 8358 的表注 3，由 B1表 8369，B1 表 8 3 59 及 B1 表 8360 计算与查取）；检验齿切向综合公差f ic

30、=0.0228mm（根据 B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369， B1 表 83 59 计算与查取）。对箱体，检验轴线的平行度公差，f x=0.012mm，f y=0.006mm（由 B1表 8363 查取）。4.3.5.4确定齿坯的精度要求按B1 表 8366 和 8367 查取。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）1.60.88857.42*459?8.250.8?1.61.60.014 A12819中国石油大学胜利学院本20科毕业设计( 论文 )4.4 轴的设计4.4

31、.1按扭转强度的计算用实心轴d 35TA3 P n式中 :d 轴的直径，mmT轴传递的转矩，N.mmP轴传递的额定功率，kwn 轴的转速， r/min 轴材料的许用切应力，Mpa30A 系数，见【 1】表 4 1 8，这里取 120根据上面公式计算，齿轮轴的最小直径d 20mm；大齿轮轴的最小直径d20mm依据结构，设计如图223202240201545409997277272000,01,1,03,060,0,0,03530201+-?4?+-?+-?5?5022226?20中国石油大学胜利学院本21科毕业设计( 论文 )第五章绞刀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

32、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。5.1 绞刀的设计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 (5 1)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 5-1绞肉机绞刀片示意图及每一叶刀片上速度分布其值为：nvp（ rR ）30000式中： v p 刀片刃部任一点的线速度ms；n刀片的

33、旋转速度rpm；刀片刃部任一点至旋转中心的距离mm；21中国石油大学胜利学院本22科毕业设计( 论文 )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 图(5-1)A A 截面 ，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。5.1.1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：QFV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（J s）F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（N）（参见第二部分刀刃的前角式 4)任一刀刃切割肉的线速度（ms）所以，绞肉 (切割肉 )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 一 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 1 得：300