肉品加工设备-灌肠机的设计

《食品工程系统设计》设计说明书设计题目：肉品加工设备—灌肠机的设计学院：生物与农业工程学院专业：食品科学与工程班级：学号：姓名：指导教师：目录全套图纸加V信153893706或扣3346389411一．绪论…………………21.肉制品加工机械的发展现状…………………22.灌肠机的简介…………………3二．灌肠机设计方案的拟定与分析……31.灌肠机箱体的设计…………32．传动方案的拟定和分析………33.灌肠机的设计…………………4三．拌馅机各零件的设计与计算………41.电动机的选择…………………42.带传动的设计………………43.齿轮传动设计………………74.轴设计………………………135.键设计………………………14四．设计小结……………15参考文献……………16一．绪论1.肉制品加工机械的发展现状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，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。2.灌肠机的简介灌肠机采用先进技术研制运用气动，光电控制原理，可连续自动定量灌肠制和中种食肠，操作简单，维修方便，准确性高，重复性好，是一种高效率，易操作的理想产品。整机采用优质不钢制成，外型美观，结构紧凑合理，密闭防水，易于清洗。灌肠机广泛适用各种肠类制品的灌制。尤其对较干的料馅相对其他灌肠机效率更佳。该机上部设有贮料斗、碟形阀，可实现不掀盖连续灌制，提高了工作效率。手动灌肠机适用的产品群有：水煮香肠、蒸煮香肠、生香肠、迷你香肠、蒸煮火腿、奶酪、意大利面、汤粉块和沙司等。零件已经持续改善,以更卫生、易清洗、易操作和处理的新思维重新设计而成；小型灌肠机价格低廉,节约成本。灌肠器灌的香肠好看,适用于各种肉类加工厂，各类星级，宾馆，饭馆和小吃店，食堂，作坊，市场等。电动灌肠机也是家庭灌充香肠的最理想的设备，耗电少。噪音低，提高产品的质量；易于清洁，全新机械齿轮系统，用户可以快速地卸下活塞并轻松地快速重新填充，易于清洁的4种透明灌肠管,方便调节上下两级的变速装置。手动灌肠机不锈钢料筒，一体式机座，坚固耐用，双速设计，灌肠器选用不同规格的肠衣，可加工粗细不同的香肠，火腿；电动灌肠机价格低廉，各种类型的绞切机，是具有多用、操作简便、质量稳定。小型灌肠机具有体积小、容量大、结构紧凑、清洗方便、使用寿命长，严格符合国际卫生标准。工作原理是它能将精细的、粗颗粒的或糜状物料通过不同直径的填充嘴灌到肠衣内,从而生产出来香肠,腊肠,血肠等各种肉类食品。手动灌肠机采用先进技术研制运用气动，光电控制原理，可连续自动定量灌肠，操作简单，附带调速,脚踏开关控制系统功能，操作安全方便；灌肠器价格低廉整机采用优质不锈钢制成，外型美观，电动灌肠机结构紧凑合理，密闭防水，易于清洗。用于制作肉酱灌肠，脚踏开关点动方式或连续灌肠，小型灌肠机配有3根不同型号的肠管，可根据肠衣的大小进行更换。二．灌肠机设计方案的拟定与分析灌肠机要求的加工效率为每小时一吨的产量。1.灌肠机箱体的设计考虑机械的大小和产量，灌肠机要求的加工效率为每小时一吨的产量。初步设计灌肠箱体的半径为250mm，箱体的高为700mm，底部设计为圆柱面。2．传动方案的拟定和分析根据实际情况及参考文献资料。初步选定工作轴（即螺带轴）的转速nw=78r/min，工作机所需功率Pw=4kW。电动机减速使用带传动带动齿轮传动进行减速。根据这些条件来选择合适的电动机；计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比；计算传动装置的运动和动力参数。3.灌肠机的设计考虑物料的形态和性质，搅拌器采用立式齿条式的方案。电动机提供动力输出，经由皮带轮和减速器减速后带动大齿轮旋转，大齿轮与齿条啮合，驱使齿条上下升降，从而使活塞盘在箱体内做活塞运动；采用皮带轮带动摆线减速机驱动，相对于齿轮减速机的大扭矩，皮带传动的弹性连接有在超载时保护传动部件的优势。三．灌肠机机各零件的设计与计算1.电机的选择N=＝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d＝3mm，取w＝0.0030kw.h/kg。（查B5p）－传动效率，取0.75所以根据N＝4kw，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。图4-1Y112M-4电动机的外观图2．带传动的设计（1）设计功率－工况系数，查B1表8－1－22，取＝1.2P－传递的功率（2）选定带型根据和查B1图8－1－2选取普通V带A型，－小带轮转速，为1440r/min（3）传动比1.76＝＝（4）小带轮基准直径（mm）由B1表8－1－12和表8－1－14选定＝100mm>＝75r/min（5）大带轮基准直径（mm）由B3表8－7得=180mm（6）带速验算（7）初定轴间距（mm）（8）所需带的基准长度（mm）＝＝886mm依B1表8－1－8取＝900mm，即带型为A－900（9）实际轴间距

（10）小带轮包角==（11）单根V带的基本额定功率根据带型号、和普通V带查B1表8－1－27（c）取1.32kw时单根V带型额定功率增量根据带型号、和查B1表8－1－27（c）取0.15kw（12）V带的根数ZZ=－小带轮包角修正系数查B1表8－1－23,取0.96－带长修正系数查B1表8－1－8，取0.87（13）单根V带的预紧力==134（N）m－V带每米长的质量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm（14）作用在轴上的力－考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5倍（15）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）以减轻带的磨损。带轮的材料为HT200。查B1表8－1－10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8－1－16确定轮辐图4-2小带轮图4-3大带轮3齿轮传动设计（1）选择材料，确定和及精度等级。参考B1表8－3－24和表8－3－25选择两齿轮材料为：大、小齿轮均为40，并经调质及表面淬火，齿面硬度为45－50HRc；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；由B1图8－3－9（d）中的MQ级质量指标查得；。（2）按接触强度进行初步设计确定中心距a（按B1表8－3－27公式进行设计）式中：配对材料修正系数Cm＝1（由B1表8－3－28查取）螺旋角系数Aa＝476（由B1表8－3－29查取）载荷系数K＝1.6（参考B1表8－3－27推荐值）小齿轮额定转矩齿宽系数＝0.4（参考B1表8－3－4推荐值）齿数比u=i=2.5许用接触应力（参考B1表8－3－27推荐值）则取a＝80mm确定模数m(参考B1表8—3—4推荐表)m=(0.007~0.02)a=0.56~1.6,取m=1.5mm确定齿数z,z初取螺旋角＝13z===29.4取z=30z=μz=2.530=75取z=75重新确定螺旋角计算主要的几何尺寸（按B1表8—3—5进行计算）分度圆的直径d=mz/cos=1.530/cos=45.7mmd=mz/cos=1.5*75/cos=114.3mm齿顶圆直径d=d+2h=45.7+21.5=48.7mmd=d+2h=114.3+21.5=117.3mm端面压力角(查B1表8－3－4)基圆直径d=dcos=cos20.292=40.2mmd=dcos=348cos20.292=107.2mm齿顶圆压力角=arccos=34.365=arccos=23.951端面重合度=[z（tg-tg）+z(tg-tg)]=1.9齿宽b=.a＝0.4*80＝32取b＝32mm；b＝40mm齿宽系数===0.7纵向重合度=1.2当量齿数＝31.45＝78.628（3）校核齿面接触强度（按B1表8—3—10校核）强度条件：[]计算应力：=ZZZZZ=式中：名义切向力F===2044N使用系数K=1（由B1表8—3—31查取）动载系数=（）式中V=A=83.6B=0.4C=6.57=1.2齿向载荷分布系数K=1.35（由B1表8—3—32按硬齿面齿轮，装配时检修调整，6级精度K非对称支称公式计算）齿间载荷分配系数（由B1表8—3—33查取）节点区域系数=1.5（由B1图8—3—11查取）重合度的系数（由B1图8—3—12查取）螺旋角系数（由B1图8—3—13查取）弹性系数（由B1表8—3—34查取）单对齿齿合系数Z=1=＝＝245.5MPa许用应力：[]=式中：极限应力=1120MPa最小安全系数=1.1（由B1表8—3—35查取）寿命系数=0.92（由B1图8—3—17查取）润滑剂系数=1.05（由B1图8—3—19查取，按油粘度等于350）速度系数=0.96（按由B1图8—3—20查取）粗糙度系数=0.9（由B1图8—3—21查取）齿面工作硬化系数=1.03（按齿面硬度45HRC，由B1图8—3—22查取）尺寸系数=1（由B1图8—3—23查取）则：[]==826MPa满足[]（4）校核齿根的强度（按B1表8—3—30校核）强度条件：[]许用应力：=；式中：齿形系数=2.61，=2.2（由B1图8—3—15（a）查取）应力修正系数，（由B1图8—3—16（a）查取）重合度系数=1.9螺旋角系数=1.0（由B1图8—3—14查取）齿向载荷分布系数==1.3（其中N=0.94，按B1表8—3—30计算）齿间载荷分配系数=1.0（由B1表8—3—33查取）则=94.8MPa==88.3MPa许用应力：[]=（按值较小齿轮校核）式中：极限应力=350MPa安全系数=1.25（按B1表8—3—35查取）应力修正系数=2（按B1表8—3—30查取）寿命系数=0.9（按B1图8—3—18查取）齿根圆角敏感系数=0.97（按B1图8—3—25查取）齿根表面状况系数=1（按B1图8—3—26查取）尺寸系数=1（按B1图8—3—24查取）则[]=满足，〈〈[]验算结果安全（5）齿轮及齿轮副精度的检验项目计算（大齿轮）确定齿厚偏差代号确定齿厚偏差代号为：6KLGB10095—88（参考B1表8—3—54查取）确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值（参考B1表8—3—58查取）第Ⅰ公差组检验切向综合公差，==0.063+0.009=0.072mm,(按B1表8—3—69计算，由B1表8—3—60，表8—3—59查取)；第Ⅱ公差组检验齿切向综合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（按B1表8—3—69计算，由B1表8—3—59查取）；第Ⅲ公差组检验齿向公差=0.012（由B1表8—3—61查取）。确定齿轮副的检验项目与公差值（参考B1表8—3—58选择）对齿轮，检验公法线长度的偏差。按齿厚偏差的代号KL，根据表8—3—53的计算式求得齿厚的上偏差=-12=-120.009=-0.108mm，齿厚下偏差=-16=-160.009=-0.144mm；公法线的平均长度上偏差=*cos-0.72sin=-0.108cos-0.72=-0.110mm,下偏差=cos+0.72sin=-0.144cos+0.720.036sin=-0.126mm；按表8—3—19及其表注说明求得公法线长度=87.652，跨齿数K=10，则公法线长度偏差可表示为：对齿轮传动，检验中心距极限偏差，根据中心距a=80mm，由表查得8—3—65查得=；检验接触斑点，由表8—3—64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=0.05+0.072=0.125mm（根据B1表8—3—58的表注3，由B1表8—3—69，B1表8—3—59及B1表8—3—60计算与查取）；检验齿切向综合公差=0.0228mm（根据B1表8—3—58的表注3，由B1表8—3—69，B1表8—3—59计算与查取）。对箱体，检验轴线的平行度公差，=0.012mm，=0.006mm（由B1表8—3—63查取）。确定齿坯的精度要求按B1表8—3—66和8—3—67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4-4）图4-4大齿轮简图4.轴的设计（1）按扭转强度的计算用实心轴式中: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d＝20mm依据结构，设计如图图4－5齿轮轴图4－6低速轴5.键的设计由于平键连接对中性好、拆装方便，故键连接采用平键连接。（1）齿轮轴外伸轴上的键的设计齿轮轴外伸轴的轴径为20mm，故键尺寸b×h=6×6，键的长度选取20mm。（2）电机轴外伸轴上的键的设计电机轴外伸轴的轴径为28mm，故键尺寸b×h=8×7，键的长度选取20mm。（3）连接大齿轮的工作轴上的键的设计连接大齿轮的工作轴的轴径为30mm，故键尺寸b×h=8×7，键的长度选取22mm。四．设计小结及体会这是我们进行的第二次机械类课程设计，第一次是减速器的设计，这次的肉类加工设备的设计更针对于食品科学与工程专业。我们基础课程所学的工程图学、CAD、机械设计基础是机械类课程设计的基础和创意的源泉。三周的课程设计不知不觉已接近尾声，我认真回顾了这三周的点点滴滴，做了一下总结：实践的开始阶段是资料的收集与整理，通过在互联网和图书馆查阅资料，我发现了好多有关本专业课程设计的网站和图书，这同时也为毕业设计打了一定的基础。查阅资料极大地锻炼了我对文献及相关信息的筛选和把握能力。而且又重新拿起了工程图学、CAD、机械设计基础课本进行重温学习。然后制定了预方案，在前期查阅资料时期，让我的知识不再只局限于课本；对肉类加工设备的设计文献的研读，让我了解到了很多以前不知道的知识领域；对实验原理的研究，让我明白了每一步计算的意义。具体的设计过程，不仅锻炼了我的动手能力，还有对整体结构的构思以及各种原理知识的进一步认知，更重要的是也极大地锻炼了我分析问题、解决问题的能力。在课程设计初期，我首先分析了国内外肉类加工机械与设备的使用现状及发展趋势，以及现有的加工设备存在的问题，然后结合具体的物料分析本设计的具体方案，并进行方案的论证，最终确定设计方案。接着，根据设备的生产功率去计算各轴转速和所需的最大功率，再在此基础上选出电动机及减