【《某家用面条机主要部件详细设计分析案例》4100字】

[25]书中的过盈配合设计方法对该处进行详细设计。已知T2=9.55×106Pn2=5.968×10（1）确定压力在T2=pmin≫2式中，pminT2f——配合面上的摩擦系数；d——配合的公称直径，mm；l——配合长度，mm；代入数据得pmin（2）确定有效过盈量，选定配合种类①求满足上面pmin过盈连接的最小过盈量的计算公式如下：∆min式中，∆minpmind——配合的公称直径，mm；E1C1——被包容件的刚性系数，CC2——包容件的刚性系数，Cd1u1、u2——被包容件与包容件材料的泊松比。对于钢，先计算式中的刚性系数C1、C2，已知u1C1将以上诸值代入式（3-3），得∆②选择标准配合，确定标准过盈量最小有效过盈量计算公式如下：δmin式中，S1——被包容件配合表面上微观峰尖被擦去部分的高度或压平深度，S1=1.6Ra1S2——包容件配合表面上微观峰尖被擦去部分的高度或压平深度，S2=1.6设配合孔的表面粗糙度为Ra1.6μm，轴为Ra0.8μm，则Ra2由公差配合表，选用H6s5配合，其孔公差为∅160+0.011，其轴公差为∅16（3）计算过盈连接的强度因所选标准配可以产生足够的径向压力，故连接强度已保证。现只需校核连接零件本身的强度。已知所选配合的最大过盈量为36μm，但因采用压入法装配，考虑配合表面微观峰尖被擦去2Spmax=式中，pmaxδmax代入数据得p再由手册查取包容件齿圈材料40Cr（调质）的屈服极限σS2pmax由式（3-6）得pmax因pmax（4）计算所需压入力装配方法为压入法，连接零件材料为钢和优质结构钢，无润滑，故摩擦系数最大值为f=0.11。过盈配合压入力计算公式如下：Fi代入数据得压入力为Fi（5）主要设计结论孔轴之间采用H6s5配合，其孔公差为∅160+0.011，其轴公差为∅16+0.028+0.036，最大过盈量δ1.3异形搅面爪的详细设计面条机的搅面工作是由面仓搅面部分的异形搅面爪完成的，大齿轮通过过盈配合将转矩传递给大齿轮固定轴，大齿轮固定轴上端有一六角孔，面条机工作时通过大齿轮固定轴上端六角孔与异形搅面爪下端六角轴配合，从而将转矩传递给异形搅面爪。异形搅面爪爪部下方与面仓凸台接触，起支撑和密封作用。异形搅面爪轴部上端圆头与面舱盖圆孔处配合，增加旋转的精度和支撑的稳定性。异形搅面爪工作示意图和三维图分别如图1.6和1.7所示。图1.6异形搅面爪工作示意图图1.7异形搅面爪三维图为满足工艺性要求，异形搅面爪设计为两部分组成，即轴部和爪部。搅面爪两部分之间通过H6t51.1.1异形搅面爪轴部的详细设计异形搅面爪轴部为一阶梯轴，上端为一圆头，用来和面仓盖圆孔配合，下端为一六角轴，用来和大齿轮固定轴六角孔配合。轴的总长度为105mm，最大轴径为16mm。轴的中下端轴径φ12mm处用于和搅面爪爪部过盈配合。1.1.2异形搅面爪爪部的详细设计异形搅面爪爪部长147mm，宽20mm，厚度为4mm。爪的中间有一φ12mm孔，用于和搅面爪轴部过盈配合。为使得搅面更加省力，爪的左端设置一铲状边缘，长度为24mm。图1.8异形搅面爪轴部图1.9异形搅面爪爪部1.4螺旋绞龙挤面轴的详细设计1.4.1螺旋绞龙挤面轴的初步设计初步设计时，面条机挤面部分由螺旋绞龙挤面轴、面仓挤面部分、锁紧帽、面模安装头和面模五部分组成。装配时，螺旋绞龙挤面轴从面仓挤面部分右端插入面仓φ19mm孔中并靠轴肩定位，再用锁紧帽把下方插着面模的面模安装头与面仓锁紧在一起。挤面部分初步设计如图1.10所示。图1.10挤面部分初步设计1.螺旋绞龙挤面轴2.面仓挤面部分1.锁紧帽4.面模安装头5.面模搅拌好的面团进入面仓挤面部分后，螺旋绞龙挤面轴与其直接接触，通过自身的螺旋传动进行和面、挤面，并将其输送到面模安装头，使其通过面模挤压成型。面模设计成可拆卸结构，可以在面模安装头上随时更换，以制造不同形状和直径的面条。面模安装头通过锁紧帽锁紧固定于面仓上。螺旋绞龙挤面轴材料采用304不锈钢，其主体由中心轴和螺旋绞龙构成，总长169mm，中心轴最大直径44mm，中心轴螺旋部分直径22mm，螺旋绞龙起始角度45°（顺时针），螺距30mm，圈数2.5圈，厚度4mm，最大直径40mm。挤面轴初步结构设计如图1.11所示。图1.11螺旋绞龙挤面轴初步设计1.4.2螺旋绞龙挤面轴的优化设计在面条机挤面部分和螺旋绞龙轴的初步设计中，出面方式采用的是竖直出面，不易断面，且导致挤面部分轴向尺寸较大，螺旋绞龙挤面轴轴向尺寸和质量也较大。且在对初步设计的面条机挤面部分进行流场分析时，发现其存在面团回流现象。故需要对挤面部分和螺旋绞龙轴进行优化设计。首先，去掉面模安装头，直接用锁紧帽将面模锁紧固定于面仓上，使其变为水平出面。然后，对螺旋绞龙轴的结构进行优化设计，使其在满足工作要求（强度足够大、变形足够小）的前提下，轴向尺寸更短、体积更小、质量更轻。可以看出，图1.11中的螺旋绞龙挤面轴中心轴尤其是中心轴右侧过于粗大，导致挤面轴体积过大、质量过大。厚实的用料，绝对能满足使用上的强度要求，但也会造成材料的浪费。使用SolidWorks中的质量属性计算，得挤面轴体积为104553mm3；代入304不锈钢密度结构优化后的螺旋绞龙轴，总长124mm，中心轴最大直径19mm，中心轴螺旋部分直径16mm，螺旋绞龙起始角度225°（顺时针），螺距30mm，圈数3圈，厚度4mm，最大直径40mm。优化后的挤面轴，使用质量属性计算，其体积仅为39250mm3，比原来减少了65303面条机挤面