【《家用电动绞肉机结构设计》7900字（论文）】

I1绪论1.1题目背景本毕业设计的考试题目是《家用电动绞肉机的设计》。主要研究目的对目前国内已有的各种家用肉类生产加工操作机械产品进行各种综合设计研究，开发设计出一种生产技术效率更高，加工操作方法更简洁，价格低廉的小型家用肉类绞肉机。就目前来看，绞肉机可以说是生活中非常普遍的一种工具，本来在市场上才能见到的绞肉机到现在已经成为居家常备的便民工具了。家用绞肉机的出现，大大改变了人们对肉类食品的处理方法，以前我们喜欢大块带有骨头的炖肉，现在由于工具使加工更方便，人们的饮食也更精细，多为无骨的肉丝，肉馅，肉丸等食用方法。随着我们国民经济的快速发展和我国人民人产生活物质水平的不断提高，人民对生鲜食品工业生产提出了更高的技术要求。现代健康食品已朝着面向营养、绿色、方便、功能健康食品的四大方向快速发展，且各种功能健康食品将发展成为新一个世纪的一种主流健康食品。食品工业也已经成为我家国民经济的重要支柱产业，作为机械装备制造食品工业的基础食品机械装备工业近年发展也很快。国外新型绞肉机可实现对各种肉类的快速输送、挤压及斩切，这种新型绞肉机设备是我国为中小型企业肉类食品加工设备企业自行设计的一种较为理想的加工机械，它不仅可以将各种肉按照不同的外形尺寸分别进行切割加工，以便于满足不同肉类加工企业工艺的不同要求。本文主要论述了大型肉类食品加工专用机械-大型绞刀切肉机的总体工作结构原理、主要基本技术参数、传动系统、典型应用零件的总体结构设计及生产能力设计分析。1.2国内外发展状况在国外，工业绞肉机得到了很大的发展，家用绞肉机也成了普通的家用电器，具有很多优点，结构简单，成本低价。值得一提的便是欧洲的气动式除筋膜和粉碎骨头的绞肉机，算是相当先进的，也是我们需要学习和发展的。发展到现在已经开始对各个部件进一步优化，在国外已经发有了新型的肉切碎机的刀片头，其刀片设置在驱动盘之间，并与所述盘连接以进行驱动。为了消除化学成分的破坏性影响，尤其是腐蚀，在叶片头部的叶片之间设置了由耐化学性塑料制成的间隔环，并在这些间隔环之间插入钢驱动盘。我国的绞肉机发展不足以走在世界前茅，大型多功能绞肉机还存在许多不足，不能够精细的加工肉质，或者说只能将肉分开加工，不能一次性完成多道工序。像除筋，去骨、去皮等工序，一般绞肉机还需手动来处理。国外对于这个问题已经在研究而且获得了不错的成果，像德国、丹麦等都率先推出了除筋绞肉机。由于现代饮食习惯的巨大差异，我国民族传统文化烹饪和食用肉制品也独具一格，是我国前人的烹饪经验和后人探索力的结晶，非常值得我们去传承。西方的饮食习惯并不一定适用我国，西方的设备也不一定能满足中国人对肉类加工的需要。我们必须研究一套能满足我国人民大众所认可的电动绞肉机产品，目前市场上流行的大多是中小型绞肉机，其特点是结构简单，操作容易，对肉类的加工比较单一化，无非是切片，切丝，以及绞肉馅。因此我们应该借鉴西方设备的功能多样化的特点，通过加入我们独具特色的加工方式，即用先进的技术，加入我国传统的饮食习惯，生产出能满足我国人民大众口味的多功能一体化的绞肉机，改革开放以来，我国科技飞速发展，克服了种种困难，解决了个个难题，相信绞肉机的问题也能迎刃而解。现在越来越多的中小型绞肉机已经不满足单一的绞肉功能，开始带有切片功能，并将绞肉设备紧缩于绞肉机中，缩小了体积。这个升级在手动、这个技术升级在手动、电动以及绞肉机的产业发展中分别占有重要指导意义。虽然目前仍以采用工业化的绞肉机生产为主，随着现代人们日常生活物质水平的不断提高，以及对食品安全的越来越重视，家用绞肉机地位会逐步提高。我国机械发展尽管和国外还有些差距，但也在迅速发展，相信在不久将来也能成为世界上的科技大国，绞肉机的发展也必然随之而进。

2绞肉机的结构及工作原理2.1绞肉机的结构绞肉机主要由绞碎机构、驱动机构和容器组成。图2-1绞肉机结构简图1旋盖、2挤肉样板、3绞刀、4推料螺杆、5绞筒、6托盘、7弹性活销联轴器、8电动机、9上部下外壳、10支架、11下部上外壳、12螺栓、13螺钉、14螺栓、15挡板、16毡圈、17弹簧圈、18垫圈。图2-2绞肉机结构简图2.1.1送料机构主要由漏斗、推进螺杆、绞筒组成。作用就是将肉块送到铰刀处，肉馅铰好后再由此机构将肉馅挤出去。2.1.2绞碎机构绞碎机构包含有转轴和刀具。其作用是将放入的肉进行切割，将肉绞碎成肉馅，可根据切割时间来决定肉的绞碎程度。铰刀也能根据情况拆下清洗或者更换。2.1.3驱动机构驱动机构是由电机、联轴器电线和外壳组成。作用就是带动转轴，使铰刀旋转进2.2绞肉机的工作原理工作时，把切成块的肉放入容器中，将绞碎机构和底部容器组装起来，检查密封后启动电源，电机旋转由传动轴带动铰刀转动，将肉打成肉馅。在我们日常生活中，肥肉和吃瘦肉的人需要每次绞的绞肉时间不同，瘦肉需要打的更碎，所以瘦肉时间需要更久一点，以这种调换细绞时间轴的方式举例来说可达到粗绞与同时细绞之需。通常，铰刀的厚度都为1－2毫米的硬质金属。若推进螺旋杆转动过快，就会造成大量的肉进入铰刀处，这样铰刀的工作量大大增加，电动机的负荷也会因此加大，不仅会损坏刀具，更有可能会使电机热量上升，损坏电机。所以电机转速不易过快，一般取6000—12000r/min。绞肉机使用前后要注意保养，保持机身内外清洁，一般就是使用完以后，将残留物用清水洗净，放在干燥的环境，这样可以防止残留物形成污垢造成下次使用污染食物，也能有效的预防绞肉机材质因长期在潮湿环境而腐蚀。使用前也应冲洗，主要是洗去上面的灰尘，这样不仅卫生，而且也能使绞肉机更好的更顺畅的工作，也有利于延长绞肉机的使用寿命。安装时先将铰刀装上，刀口方向要对，顺着旋转方向装。安装时要注意安全，做好保护措施，以防划伤手部。刀片使用一段时间，如果发现切割肉质量查，应及时更换刀片，刀片不锋利会使电机的负荷增大。使用时，注意肉要切小块，不要把带有骨头的肉放入绞肉机中，骨头硬度过大，小型家用绞肉机功率难以将其打碎，也很容易损伤铰刀。如果切割过程中铰刀转动因受阻停止，要迅速关闭电源，清理内部结构，尝试拨动转轴，打开电源让铰刀空转，若还是不转，则电机损坏，请勿继续使用。

3螺旋供料器的设计3.1推料螺杆的设计推料自动输送压力螺杆的主要功能作用是其原理也就是自动快速向前后端推料输送优质内部物料，并在前端对用于推料的肌肉块内部物料进行用力自动挤压。如总体设计方案图3-1所示，设计上主要考虑采用一根螺旋可以通过变物料螺旋的距、变物料螺旋传动根径的轴来传动物料螺旋。绞笼是铸件通过表面处理而成，其叶片的面型根据输送物料的不同而采用不同的形式。为了保证运行的可靠性，必须为绞笼机构设置一个固定装置，保证螺旋主轴在运转时，不进行串动，这里可以采用止推轴承或者使用定位销来实现这一目的。推料机在两个螺杆联轴主体的最前端的两个正方形与两个联轴连接处分别又各安装一个滑动绞刀，后面两端面上分别又各安装一个带有弹性滑动定位轴向滑动用的键与一个带有弹性定位滑动键的活塞使销杆与两个联轴器上的弹性定位滑动键槽互相配合，以有效率地传递两个轴向的推动力。图3-1推料螺杆3.2传动系统的设计绞肉机的旋转轴的横向传动力和转速不易把它调得太高，因为好的绞肉机和切割机的旋转能力并不是不会随着轴的旋转传动速度的大大增加而不断的的增加。当物料绞肉出口速度过高物料达到一定的速度限制数值以后，效率反而随之有所下降，且由于绞肉出口速度过高，物料容易因为磨擦而产生热，出口处的口中物料磨擦压力反而随之升高，易直接影响引起绞肉进口口中物料的热力学变性，影响电动轮式绞肉机的工作质量，因此电动绞肉机的转速一般在6000一12000rmin比较较为安全适宜。本设计电机转速选用9000rmin。3.2.1电机的选择查资料[4]，得N=＝=0.765(KW)取N=800W.（3-1）G－绞肉机的生产能力，kg/s.q－单位能量消耗，查[4]表得q=1.3×10J/kg.－传动效率，一般在0.8-0.9之间，取0.8.所以根据N＝800w，n＝9000r/min，查资料选用G45211，其结构如图3-2所示。图3-2电机结构示意图3.2.2联轴器的选择已知电机功率P=0.75KW，转速，电机伸出端直径为19mm，推进螺杆直径为17mm，可计算得其名义转矩：（3-2）计算转矩（3-3）查资料[2]表得绞肉机的工况系数，则已知一个驱动电机推进螺杆驱动功率平均值为m/p=0.75kw，转速，电机端从螺杆末端伸出的推进末端电机螺杆螺丝直径大约为19mm，推进端的电机螺杆伸出末端螺丝直径大约为17mm，可通过转速计算得其中的电机螺杆名义转矩，由此即可直接计算转矩。查资料[2]，选型表我选用的是弹性轴向传动活销杆式传动联轴器，它的弹性传动结构通用性好，具有良好的轴向传动阻力补偿和在不同轴向、径向和同轴旋转角度方向上的传动轴线进行偏心方向位移时的传动补偿性能，减振器和传动补偿性能较好，结构简单，工作平稳可靠，无任何振动噪声，不用任何材料润滑，维护简便，装配容易清拆方便，工艺性好，成本低，可直接传动派生为多种不同传动结构的各零件多种型式，通用性好，适用范围广[2]。该型半相机联轴器的生产质量突出的主要技术优点之一也就是只需要更换部分辅助零件，不需要拆整个半联轴器，拆卸方便，能适应多种情况。其公称转矩，最高转速可达13640（联轴器材料为钢）；10230（联轴器材料为铁）。轴孔直径d=10-18mm。LF型弹性活销联轴器的参数和主要尺寸mm型号公称转矩Tn/N.m许用转速[n]/r.铁钢轴孔直径d/mm外径D/mmLF116102301364012~1956LF225100001213016~2263LF34076401019020~2875表3-1LF型弹性活销联轴器的参数和主要尺寸

4绞刀设计搅拌机的刀具就是绞刀部分，刀的作用就是将物体进行切割，本文设计的绞肉机，其绞刀是固定装置在绞肉机绞笼前端的半方形轴上，用螺母固定防止其轴向移动，随绞笼一起旋转。转轴上共装四把规格相同的刀，两两一对，使工作时能够更快更均匀的切割肉块。由于绞刀是手工切割，绞刀的原材料因此需要非常耐磨和腐蚀，为了提高寿命。绞刀加工材料挑选应尽量抉择选用优质耐磨性和抗腐蚀，硬度高的优质的铝合金材料绞刀进行加工制造，刃口一定程度要锋利，表面抛光处理材料应光洁平整、光滑，避免肉质黏在刀具上。4.1绞刀的设计图4—1绞刀的结构图绞刀的整体几何设计参数对所需要绞出的肌肉的纹理颗粒度以及绞刀产品质量等都有着很大的重要影响，现对十字型绞刀片的各主要部件几何设计参数分别进行分析设计。双刃片的刀片，其每一刃片底部的每条绞肉(也是指用刀切割出绞肉的)方向线都有速度，其刃片底部上在任一点点的位置上绞肉只有法向的线速度。绞肉机中所绞出的刀片及每一一叶片在刀片上旋转速度中心分布其平均值公式为：vp×ρ(r≤ρ≤r)（4-1）假定正在进行螺杆绞肉时的一个铰链绞刀片所产生需要同时消耗的全部机械工作功全部都被转化成热能作为它的机械热能，则可以假定一个铰刀与该螺杆绞肉任意一个方向互相接触的一点，在一定作为单位机械工作量的时间内对该绞肉片所产生的全部机械热量为：Q=FV（4-2）q-刀刃在肉上单位时间内，由于切割摩擦产生的热量(j/s)；f-刀刃的切应力。v-2中任一切削分割作用刀刃都应具有切割刀刃在绞肉的一条纵向带沿线人体运动反应速度(m/s)所以，切割刀刃在绞肉的一条纵向带沿线人体运动反应速度越快，则所有的作用刀刃产生的热对人体所用热量也越大，因此刀切刀在绞肉的一条纵向带沿线人体运动反应速度不能很高。4.2刀片的结构根据以上对机车绞刀各个部分几何结构参数的统计分析，得出机车绞刀的总体结构图(参见图4-1)，此图为绞车用刀的结构特点：1、后角取4，刀片的寿命较长；2、前后夹角角度取30，以最大减小放入绞肉所应必需的预应力及运动功率；3、增加刃倾角，以提高刀刃的锋利度；4、采用全纵向圆弧形的前后部刀面运动结构，以有效改善前部刀刃的运动强度；5、采用自动刀片材料可换式自动控制改变刀片体的整体外形结构，以有效率地节约用户更换不同刀体所用到的材料并同时您也可根据用户选用不同材料刀体及其几何性及外形设计参数随时更换不同刀片。4.3刀刃的刃倾角铰刀的刃面和倾角对于其铰刀切割刃的能力和铰刀使用寿命等都具有一定的重要影响。在任一一个叶子形手柄刀片的一个刀切法为正方向刃口剖面内，当把它的切片手柄刀刃倾角使用光学放大镜进行观看时，可以把它在切片手柄刀刃上的倾角半径看成也即这就是一段刀刃倾角长度半径为的长度系数为的圆，由于任何切片手柄刀刃并不是没有刃口剖面的任何倾角，故对于存放在一个线性切刀加速度为斜为正方向的一个法方形剖面内的任何切片手柄刀刃将来都不会被转变成一个类似椭圆形的弧（斜为正方向的法剖面的切片刀刃倾角是由一个圆柱形的倾角半径所得）。椭圆的长夹角半径为此处的夹角曲率为短半径，即为一个刀刃实际纯度在圆周的半径。其关系为：（4-2）由此可见，增大切削刀面上倾角的一个绝对值，可大大减小切削刀刃的实际钝度和圆切削半径，这就可以说明通过增大刃面的倾角就可使新的刀刃切削变得较为锋利。一旦一个刀刃的最大起讫点和半径长度r及刀的R轴被确定后，其最大初始刃面的倾角就完全可以被确定了：=（4-3）初始刃倾角按下式计算（4-4）式中：r－刀刃起始点半径(mm)；R－刀刃终止点半径(mm)；b－叶刀片外端宽度（mm），取b=4mm；－初始刃倾角。4.4铰刀刀刃上任一点的线速度由于刃具有了刃面的倾角，故有了刀刃方向上任一点相对于两个网眼板的切向速度，将它们可以通过分解表示为两个垂直于刃的两个法向切角速度乘积分量和两个平行于刃的直角切向速度乘积分量。（见图4-3）即：（4-5）其值为：（4-6）图4.3刀刃上任一点的速度示意图又因为：所以：（4-7）整理得（）（4-8）式中：－是在刀刃方向上任一点中心位置的分度法向三角速度器的分度比为ms；－对在刀刃切向上任一点任何位置的直角切向速度和角分量均ms；－从从刀刃刀片上任一点至整个刀片上的旋转方向中心点的距离约为mm；－刀刃的初始刃倾角；－与刀刃相切的圆计算半径mm；R－刀刃的终点半径mm；r－刀刃的起点半径mm。

5生产能力分析铰绞肉机的生产能力是由铰刀的切割能力收转速，铰刀数量以及刀身有效长度决定。（5-1）F—铰刀的切割力；（N）；n—铰刀转动速度（r/min）；D—刀身有效直径（mm）；Z—铰刀数量。

6轴的结构设计及校核图6-1轴6.1拟定轴上零件的尺寸1为了保证能充分满足设计对半传动联轴器的两个同一轴向上的传动轴和定位轴的长度限制要求，1-1端的传动轴轴都需要分别定制和伸出一个同轴向的传动肩，取1段后的传动轴径为21mm，伸出段后的传动轴径为17mm，半传动联轴器与两个同一轴向的肩相连接配合的双边形轮毂孔传动轴的定位长度可以设定26mm。21-2端两侧螺杆的轴直径前面所述已确定，为30mm，为减少增加挤出的压力，将两侧螺杆两端轴径定制成具有一定的圆锥度，取6.1端螺杆轴径为26mm。3根据刀具孔为半方型，高度为7.8mm，厚度为4.1mm，为防止刀具轴向滑动，取3-4段轴宽为7.8mm，长为4.8mm。4为有效率地防止直接刀具过渡轴径沿着长度方向变化太大，使直接过渡装在刀具上的过渡轴被容易滑动折断，取2-3段长的轴径可作为一个直接过渡装在刀具上的轴，轴径为20mm。5为有效保护防止挤压压肉削皮刀具与位于挤压专用压力磨肉刀具轴承间的样板之间可能发生剧烈压力碰撞，在4-4左右样板两端分别前后安放了2个gb标准型8型号的圆和gb93-87型号的圆形压力弹簧作为挤压压肉刀具垫圈，从而有效防止使挤压压肉刀具轴承与挤压刀具间的轴线相互地贴合。

总结本次家用绞肉机设计意义还是比较重要的，虽然是个不起眼的小家电，却方便了人们的生活。目前市场上也有许多种不同品牌，不同样式的家用绞肉机，各具特点。其结构大同小异，都是由动力和切割机构组成。不同点则是有些结构稍微复杂带有螺旋推进机构的绞筒式绞肉机，有些则是只有电机和铰刀等简单结构的普通家用绞肉机，其切割能力较绞筒式绞肉机差点，但结构简单，拆装清洗也更方便，相对价格也偏低。我选择绞筒式家用绞肉机是因为它具有边进边出，能够持续放料，使用起来也更为方便，其切割能力也更为优秀，能保证将肉打成更为细腻的肉馅。还有我们要向科技进步的方向发展，更应选择结构较为复杂，能力较强的加工工具。在整个设计的过程中，方案设计是一个机器设计的初始步骤之一，决定着整个机器设计的成败。方案设计的决策直接影响到后面的技术设计参数，并且，机器的工作效率也是方案设计所影响的。通过这次毕业设计，我充分的认识到方案的决策对整个设计的重要性。在整个设计的过程中和论文撰写的过程中，虽然我遇到了许多问题，但通过自己查阅各种资料和老师的悉心教导，所遇到的困难都迎刃而解。在设计的过程中，通过对细节的处理和思考，使我认识到做设计时细心细致是多么的重要。通过这次课程设计，使我的对相关专业知识体系有了更深刻、更全面的认识了解，并且理论运用的更加灵活，很好的充分培养了我独立自主思考和独立参与工作的综合能力，为以后的专业工作和在校学习以及生活工作打下了坚实的理论基础。机械工业的装备生产技术水平通常是一个发达国家进行现代化工程建设生产水平的主要衡量标志之一。机械在人们的生产生活中无时无处的发挥着自己的作用。人们之所以不需要大规模范围的推广使用这些机器，是因为这些机器不仅仅它能能够实现一些人力所使用不能能够实现的的正常工作，并且它还能通过提高不断改进机器产品的服务质量，生产效率也随着机械的发展而提高。大规模范围的推广使用各种先进的生产机器不仅使它可以有效替代传统劳动力从而使工业生产过程趋于完全标准化、系列化、通用自动化，而且它还可以大大提高生产工作效率，从而有效促进我们国民经济的健康发展，加速推进我国特色社会主义工业现代化国的建设。此次的论文颇有收获，但还有许多改进的空间，我希望在今后的工作中能不断提升自己，也对家用绞肉机有更深的研究和理解。参