毕业设计（论文）-自动面条机设计

毕业论文题目小型面条压延机的设计院（部）专业年级形式层次学号姓名指导教师（签名）年月日PAGE5目录TOC\o"1-3"\h\u30792前言 230970一、面条压延机机研究背景 324755（一）面条压延机的分类 319978（二）本文研究目的与意义 312979二、面条压延机总体设计 328702（一）本设计需要解决的技术问题 324920（二）总体设计原则 33626（三）总体方案的确定 420322（四）基本参数的确定 46430三、电动机的选择计算 59836（一）驱动电机1的设计选型 518159（二）驱动电机2的设计选型 513393四、传动系统的设计计算 518139（一）动力参数设计 526849（二）传动系统的运动和动力参数计算 630929（三）带传动的设计计算 77717（四）链轮传动的设计计算 818733（五）齿轮传动的设计计算 926553（六）校核圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度 116942五、压面与切面设计计算 1218952六、轧辊的设计计算 1316239（一）轧辊结构设计 13117（二）轧辊齿轮组设计 138859（三）轧辊齿轮组校核 1529107（四）轧辊轴承的设计计算及校核 1629759七、机构的维护与保养 1611217参考文献 18PAGE5小型面条压延机设计任务书一、毕业设计题目小型面条压延机的设计二、毕业设计(论文)依据及参数依据:随着人们生活节奏和方式的变化，快餐饮品店特别受欢迎。街边面店所用面条一般从专门加工面条的店里进货，这使得店家不方便在源头“创新”，因此设计一种适用于个体面点使用的结构简单、操作方便的小型面条压延机，可以让面店老板在面条原料的配方上各自发挥自己的特色，也可以让百姓吃到更加丰富多样的面条。参数:装置的工作量可以调整；装置高度≤150cm，主机占地面积≤50×50cm；装置可以方便移动位置。三、毕业设计(论文)目标及内容内容:小型面条压延机的总体方案设计；作为动力源的电动机的选择计算；压延机作用的工作机构设计计算；起变速作用的传动机构的设计计算；完成装配图(二维或三维)及完成重要零部件的工程图。目标:所设计的装置工作可靠；完成装置装配图，重要零部件的部件图或零件图若干张，及设计说明书。

前言随着生活水平的不断提高，生活节奏日益加快，饮食制作快捷化就自然想到用饮食机械来代替传统手工制作。市场上已经出现许多如和面机、洗面机、面条机、饺子机等形状各异、种类繁多的面食品加工机械，但是大多为大型面食品加工机械，面条家用加工机械并不多，且功能单一，纵观世界面条机,一方面向高生产率、全自动的方向发展,另一方面由敞开型向封闭型、重量轻、体积小、造型美、一次成条方向发展。街边面店所用面条一般从专门加工面条的店里进货，这使得店家不方便在源头“创新”，因此设计一种适用于个体面店使用的结构简单、操作方便的小型面条压延机，可以让面店老板在面条原料的配方上各自发挥自己的特色，也可以让百姓吃到更加丰富多样的面条。

面条压延机机研究背景（一）面条压延机的分类如今市场上有挤压成型，轧切成型等加工方式。面条主要品质取决于压面和切面，因此本文将压面和切面装置作为主要设计对象。市场现有的压面切面装置，主要挤压型和压切型，其中挤压型通过对容器中的面团施加压力，使面通过成型空形成面条，这种方式，成型面条粗，粘弹性好，适合北方口味，但效率低，不能生产除圆截面外的面条，面条含水量相对高，要求压出即入锅，不能稍长时间放置。压切型需经过拌，压，切三道工序，家用机器主要用发酵面团，可省掉拌面或使用专用拌面机器完成，面团通过压面轮形成要求厚度的面皮，并可通过对品质的不同要求增加压面次数，再通过切面轮将面皮切成要求宽度，即可用，通过压切做出的面条可保存时间较长，晾干可长期放置，面条截面形状可根据要求改变，面条一般较细，适合南方口味。考虑到装置的可用性、可调性及经济性，本文选用挤压型面条压延机为设计对象。（二）本文研究目的与意义本次设计的目的是完成面条压延机主要工作机构的设计，要求完成面条挤压及面条切断装置总体方案的选择、完成电动机的选择计算、完成变速作用的传动机构的设计计算。通过本次设计，利用四年所学成果，独立设计一个面条压延机，能够提高自己在机械方面的独立设计的能力，培养自身解决问题的能力、提升自身专业综合素养，进而达到学以致用的目的。除此之外，设计一种适用于个体农民使用的结构简单、操作方便的中药材根茎水洗清洁及输送装置也具有一定的实用意义，本设计能够为相关研究提供一定的参考意义。面条压延机总体设计本设计需要解决的技术问题（1）选择与设计整体压延机结构类型；（2）确定传动系统方案；（3）确定切断装置总体方案；（4）完成电动机的选择计算；（5）完成变速作用的传动机构的设计计算。总体设计原则装置的工作量可以调整；设计装置整体结构时应注意装置高度≤150cm，主机占地面积≤50×50cm；由于装置体积较大，应保证当能够方便移动位置。总体方案的确定设定机器加工工艺过程为：放入面团——输送——压面——输送——切面，其中一级输送为让面团在重力作用下完成自动送入压面机构；压面机构通过前后两组光滑圆柱体完成，前组轮粗压，主要起降低面团厚度，减小后组轮负荷作用，后组轮间隙可调，实现面皮厚度可调以及装置工作量的调整，以满足更多市场需求，而且通过两组组轮，有益于提高面条品质；二级输送即让面皮在重力作用下完成自动送入切面机构。整体设计结构如下，主要由动力源（电机）、搅拌器、轧辊、切面螺纹轴以及传动齿轮组构成。基本参数的确定由于面团会通过2次挤压，所以轧辊所受正压力较小，可用空心管材制作，并且1组2只压面轮应当同外径以减少传动系统的齿轮大小异同，提高传动系统各部件的通用性，压面系统的效率是决定整机生产效率的关键部位，其效率主要取决于压面轮外表面上的线速度，而压面轮的外边面曲率影响压面的质量，当然面团弹性也影响压面质量，弹性越好，回弹越高，压面质量越差，不利于切面。面条机出于结构尺寸限制，在此选取直径120mm作为轧辊外径。电动机的选择计算驱动电机1的设计选型功能分析由于电机1仅用来搅拌面团、防止面团粘连于机器上，故主要驱动阻力为面团的摩擦力。本次设计为适用于个体面店使用的结构简单、操作方便的小型面条压延机，根据市面上现有的相关压面机设计经验，选取300W左右的交流可调电机即可。电机选型根据前述分析，初步选择BLM5300HP-AS型电机，其输入额定电压为200-240V，额定输出功率为300W，转速控制范围为80-4000r/min。该电机体积小、重量轻、结构简单，能够有效减小机构整体尺寸，便于其移动。驱动电机2的设计选型功能分析由于电机2需要带动V带轮、轧辊的旋转，但转速应尽可能慢，一般应为500r/min以内，进而保证面条的充分挤压，因此应选用额定功率稍大、转速较小的小型交流电机。电机选型考虑到装置结构的紧凑性，带传动主动轮直径大小设为40mm，则压面机所需电机功率为Pw=F传动系统的设计计算动力参数设计效率计算根据前述分析可知，电机功率为500W，转速为300r/min，考虑到装置的紧凑化、轻型化，多轴情况下齿轮耗材多且重量较大，而链条不能保证严格的稳定传动比，所以选取带轮系统传动。根据传动方案，本设计为四级传动，第一级传动为V带传动，第一级传动为链轮传动，第三、四级传动为圆柱齿轮传动，其中齿轮啮合仅为动力传递作用，而不起减速作用，故这两对齿轮两两直径一样、齿数一样，传动比为1。查《机械设计课程设计手册》表1-5得：类别效率联轴器0.99一级V带传动0.95二级链轮传动0.93三级圆柱齿轮（8级精度）0.97因此，从电机到滚压轴的传动总效率为ηa=η1∙η分配传动比根据相关经验设计，轧辊出面的速度应约为v=0.96m/s，根据前述内容可知轧辊直径为50mmω则轧辊转速为n故该部分传动比为i而为防止面片积压，切面辊的转动速度应快于轧辊转速，根据参考文献可知切面辊的转动速度为轧辊转动速度的2～3倍较为合适，故令切面速度n切=2.5n=190.85r/min，即该部分传动比为i12=1/2.5=0传动系统的运动和动力参数计算所有的运动及动力参数计算如下表所示：轴号电动机V带传动链轮传动齿轮传动齿轮传动0轴1轴2轴3轴4轴转速n(r/min)n0=300rn1=n0=76.34r/minn2=n1=190.85r/minn3=n2=190.85r/minn4=n3=190.85r/min输入功率P（kW）P0=0.5P1=P0η0P2=P1η2P3=P2η3=0P4=P3η输入转矩T（N∙m）T0=15.917N∙T1=58.796N∙T2=21.867N∙T2=21.217N∙T2=20.566N∙两轴连接V带链轮齿轮组1齿轮组2传动比ii01=3.i12=0.i23i34传动效率ηη1=0.η2=0.η3η带传动的设计计算选定带型根据上述内容可知，带传动需要传递的名义功率为P1=P0η01=0.495kW，且小带轮转速已确定，n1=n0=300r/min，则根据《确定带的基准直径考虑到装置的紧凑型，根据参考文献选取小带轮基准直径dd1=56mm，则大带轮基准直径dd2=验算带的速度v=确定中心距和V带基准长度首先根据0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)可初步确定中心距，V带基准长度Ld’参考于《机械设计课程设计手册》表8-2可确定V带基准长度Ld=1600mm，带长修正系数KL=0.计算小带轮包角α故小带轮包角满足要求。确定V带根数公式为z=式中，Kα——包角修正系数，考虑包角α≠180°对传动能力的影响KL——带长修正系数，考虑带长不为特定带长时对使用寿命的影响P0——V带基本额定功率查参考副表可得Kα=1；KL=0.89，由参考文献查取单根V带所能传递的功率为P0式中，Kb——弯曲影响系数，查参考文献得KKi——传动比系数，查参考文献得K故可以计算出功率增量∆P0=0因此，z=Pd(P0张紧力计算根据参考文献可知，张紧力大小为F松边张力大小为F压轴力计算根据前述计算以及压轴力公式可知，压轴力为Q=根据参考文献，由于工作机为面条压延机，取工况系数KA=1.2；根据小带轮包角α1Q=链轮传动的设计计算选择链轮齿数与材料根据参考文献，取小齿轮齿数z1=10，则大齿轮的齿数z2=i21z1=25，材料选择40钢，热处理确定计算功率根据参考文献查表可知，KA=1.1，KZ=1.35，单排链条，故计算功率为Pca选择链条型号和节距根据Pca=0.649kW以及n2=n1/i12=190.85r/min，根据参考文献查表，链条型号选为*03C-1，计算链节数与中心距初选中心距a0=(30~50)p=142.875mm～238.125mm。为保证结构的紧凑性，L取链长结数LP=78节，查表得中心距计算系数为f1a=计算链速根据V=根据参考文献查表可知链条应采用油池润滑或者油盘飞溅润滑。计算压轴力有效圆周力约为F根据参考文献可知，链轮垂直时的压轴力系数为KFp=1.F齿轮传动的设计计算本设计中为保证两根轧辊转速相同、转向相反，故采用两对齿轮进行动力传递，为保证两根轧辊转速的相同，两对齿轮应保证大小相同、齿数相同。根据空间布置设计及相关文献参考，其中齿轮1与链轮传动中的大链轮同轴、同转速及转向；齿轮2与齿轮1啮合，转速相同、转向相反；齿轮3与齿轮2啮合，转速相同、转向与齿轮1转向相同；齿轮4与齿轮3啮合，转速相同、转向与齿轮1转向相反。本设计中两根轧辊分别与齿轮1和齿轮4同轴，从而保证了两根轧辊转速相同、转向相反。对于齿轮组1：根据前述内容可知，i23=1，齿轮转速n3=n2/i23=190.85r/min，P3=P2对于齿轮组2：根据前述内容可知，i34=1，齿轮转速n4=n3/i34=190.85r/min，P4由于两对齿轮大小相同、齿数相同、模数一致，传递功率差别较小，故仅需校核一组齿轮强度即可，本设计选取齿轮组1进行校核。选择材料、热处理方式和公差等级选用直齿圆柱齿轮传动，选用8级精度；选定压力角α=20°，ε=1.4材料选择。齿轮材料均为45钢（调质），齿面硬度为250HBS。确定齿数为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些、小一些为好，但由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不至于过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数。选取小齿轮齿数z1=36，则大齿轮齿数为z确定齿宽系数根据ɸd=b/d1确定疲劳安全系数对于接触疲劳强度计算，取S=SH=1，根据循环次数公式N=60njLℎN1=60×190.85×1×10×8×300=2.748N2=N1i查图可得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.95，KFN2=0.95，接触疲劳寿命系数KHN1=0.9根据齿面接触强度设计根据式d1t≥2.32查《机械设计课程设计手册》表11-3试选Kt确定材料的影响弹性系数查表11-4可得材料的影响弹性系数ZE=189.8MPa查图可得接触疲劳极限应力σHlim1=570MPa，σHlim2计算接触疲劳许用应力[σH由接触疲劳强度计算小齿轮的分度圆直径，即d计算载荷系数为查表得KA=1.25，KV=1.10，Kα=1，K接触强度载荷系数K=K按实际的载荷系数矫正分度圆直径dm=d1z1≈2计算齿轮的相关参数d1=d2=圆整并确定齿宽b1=故b2=校核圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度弯曲强度设计公式为m确定接触强度载荷系数K=K查表得YFa1=2.97，YSa1=1.52，YFa2=2.97，查图可知YNT=0.95，YST=2.0，查图可得接触疲劳极限应力σFlim1=σFlim2=450计算弯曲疲劳许用应力[[比较大小Y故取YFa1Y设计计算m≥对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，故可取由齿根弯曲疲劳强度计算的模数1.99mm，并就近圆整为标准值m=2mm。按接触强度算得的分度圆直径d1=72mm，算出小齿轮齿数z1=d1m=计算分度圆直径d1=z1m=72mm，计算中心距a=(d1+d2)/2=计算齿宽b1=故b2=压面与切面设计计算出面速率计算根据设计模型可知，搅面端下面口半径为30mm，高度为60mm，则搅面端体积为V=而搅面端内部螺旋推进器的螺距为P=60mm故体积为V则螺旋推进器每一圈的容积为V而螺旋推进器的转速即为驱动电机1的转速，由于驱动电机1为调速电机，将电机输出转速调为n=1052r/min，故和面的出面流速为V由于出面口横截面积为S=故出面口的出面速度为v压面及切面速度计算根据相关经验设计，为防止面团堆积，轧辊出面的速度应约为v=0.96m/s，根据前述内容可知轧辊直径为50mm，切面辊直径为30mmω则轧辊转速为n故该部分传动比为i而为防止面片积压，切面辊的转动速度应快于轧辊转速，根据参考文献可知切面辊的转动速度为轧辊转动速度的2～3倍较为合适，故令切面转速为n切=2.5n=190.85因此，压面速度为V压=ωr切面速度为V切=ωr轧辊的设计计算轧辊结构设计轧辊即为用于压面的压面轴，其整体结构设计如下图所示为方便安装以及装配，轧辊设计为七段式结构，其中两端轴肩处用键与大直径轮毂连接，在安装时将压面轮套于其上，并利用另一段轴肩处轮毂将压面轮卡紧，即可实现压面轮的旋转运动过程，用于压面加工。轧辊齿轮组设计根据前述齿轮设计及计算可知，根据空间布置设计及相关文献参考，其中用于传动轧辊的链轮传动中的大链轮与齿轮1同轴、同转速及转向；齿轮2与齿轮1啮合，转速相同、转向相反；齿轮3与齿轮2啮合，转速相同、转向与齿轮1转向相同；齿轮4与齿轮3啮合，转速相同、转向与齿轮1转向相反。本设计中两根轧辊分别与齿轮1和齿轮4同轴，从而保证了两根轧辊转速相同、转向相反。对于齿轮组1：根据前述内容可知，i23=1，齿轮转速n3=n2/i23=190.85r/min，P3=P2对于齿轮组2：根据前述内容可知，i34=1，齿轮转速n4=n3/i34=190.85r/min，P4其中，齿轮4与第二根轧辊同轴，带动轧辊的旋转运动。由于齿轮1-4相同，故本次设计计算与校核采用齿轮1与2的啮合过程进行计算校核。确定齿宽系数根据ɸd=b/d1确定疲劳安全系数对于接触疲劳强度计算，取S=SHS=S根据循环次数公式N=60njLℎN1=60×190.85r/min×1×10×8×300=N2=N1i查图可得弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.95，KFN2=0.95，接触疲劳寿命系数KHN1根据齿面接触强度设计根据式d1t≥2.32查《机械设计课程设计手册》表11-3试选Kt确定材料的影响弹性系数查表11-4可得材料的影响弹性系数ZE=189.8MPa查图可得接触疲劳极限应力σHlim1=570MPa，σHlim2计算接触疲劳许用应力[σH由接触疲劳强度计算小齿轮的分度圆直径，即d计算载荷系数为查表得KA=1.25，KV=1.10，Kα=1，K接触强度载荷系数K=K按实际的载荷系数矫正分度圆直径dm=d1z1≈2计算齿轮的相关参数d1=d2=轧辊齿轮组校核弯曲强度设计公式为m确定接触强度载荷系数K=K查表得YFa1=2.97，YSa1=1.52，YFa2=2.97，查图可知YNT=0.95，YST=2.0，查图可得接触疲劳极限应力σFlim1=σFlim2=450计算弯曲疲劳许用应力[[比较大小Y故取YFa1Y校核计算m≥对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，故可取由齿根弯曲疲劳强度计算的模数2.0834，并就近圆整为标准值m=2mm。按接触强度算得的分度圆直径d1=d1t3K/Kt=75.001mm，算出小齿轮齿数z1计算分度圆直径d1=z1m=76mm，计算齿根圆直径df1=d1−2hf=计算中心距a=(d1+d2)/2=轧辊轴承的设计计算及校核轴承的预期寿命为L查机械设计手册可知深沟球轴承6007的基本额定动载荷C=16.2kN=16200N。求轴上受到的径向载荷将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。由于为直齿轮传动，故轴向力Fae=0，径向力Fre为齿轮的重力，即FF求轴承当量动载荷P1和P2因轴承运转中有轻微冲击载荷，根据参考文献，取X=0.56，fpp1=验算轴承寿命由于p1LL故轴上的两个轴承均满足要求。机构的维护与保养所有的机械都需要保养和维护，如此这样才能延长使用寿命，更好的服务于我们。使用前，将机器放在干燥通风的地面上，确保机器稳定可靠。仔细检查机器的进料口没有铁，硬物，并及时清理，使用前将接面壳子先洒点面。检查电源电压是否与机器使用相一致。这个一般没有问题，都是家用220v的电压。必须要接地，因为工作环境潮湿，且工作机都是导电的物体。确保接线无误之后，先打开开关，空载运行一下，试一下效果，看看能否正常运行，有无杂音等，确定销以及各个螺母没有松动。操作时，人应该站在机器的正对面，手要离工作部分最近不能超过100mm。上面的时候注意速度，切不可一次上太多，铺满上面壳子一层即可，均匀缓缓上面。头发长的人应该将头发扎起来，以免卷进去造成不必要是事故。保养和维护工作一定要在断电的情况下进行：1.每次压完面都要清理上面壳子，下面壳子，把压面辊和切压面辊都拿出来，用水冲洗之后再晾干。2.每个2个月左右都要加一次油。3.普通圆带的松紧及磨损情况要定期检查，并及时调整或更换。4.若长时间停用机器时，应在两轧辊表面涂抹少量食物油防锈。

参考文献[1]闻邦椿,机械设计手册[M],北京:机械工业出版社,2010.[2]卢秉恒,机械制造基础[M],北京:机械工业出版社,2008.[3]吕庸厚，沈爱红,组合机构设计与应用创新[M],北京:机