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大红 JQ 电动 绞肉机 设计 CAD 机械

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分类号 密级宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)JQ 型电动绞肉机的设计所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级13 机自 4 班姓名孙强学号1322230426指导老师刘玉2017 年 3 3 月 3 31 1 日诚信承诺诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）JQ 型电动绞肉机的设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日I摘 要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,JQ 型电动绞肉机是常用的家用食品机器，研究好对于发展食品机械设备具有重要和特殊的意义。JQ 型电动绞肉机是食品机械的一个缩影，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。JQ 型电动绞肉机整机结构主要由电动机、机架、传动带、齿轮、螺旋棒构成。由电动机产生动力通过带轮减速将需要的动力传递到带轮上，带轮带动 V 带，从而带动整机装置运动。本论文研究内容摘要：(1)JQ 型电动绞肉机总体结构设计。(2)JQ 型电动绞肉机工作性能分析。(3)电动机的选择。(4)对 JQ 型电动绞肉机的传动系统、执行部件及机架设计。(5)运用计算机辅助设计，对设计的零件进行零部件的设计。关键词：关键词：电动绞肉机，绞肉机，设计，传动系统，食品机械AbstractIIAbstractWith the development of national economy and the improvement of peoples living standard, people put forward higher requirements to the food industry. Modern food has been moving towards the direction of nutrition, green, convenience and functional food, and functional food will become the mainstream food in the new century. The food industry has become a pillar industry of the national economy, as the food machinery industry equipment development in the food industry is rapid, JQ type electric meat grinder is a common household food machinery, food machinery and equipment for the development of the study has important and special significance.JQ type electric meat grinder is a microcosm of food machinery, the level of modernization of food industry, depends largely on the development of food machinery and modern water, leaving the modern instruments and equipment, the modern food industry is impossible. The development of the food industry is the result of development of equipment and technology, equipment and technology should be to achieve the best cooperation, promote the development and improvement of technology in equipment innovation and innovation, a promotion of equipment development and improvement to the development process. They promote each other and improve each other, which is the necessary condition for the whole food industry to move towards modernization.The structure of JQ electric meat grinder is mainly composed of motor, frame, belt, gear and screw rod. The power generated by the motor is transmitted to the belt pulley through the belt wheel deceleration, and the belt wheel drives the V belt, thereby driving the whole device to move.Abstract of this paper:(1) the overall structure design of JQ electric meat grinder.(2) performance analysis of JQ electric meat grinder.(3) motor selection.(4) the design of the transmission system, the executive component and the frame of the JQ electric meat grinder.AbstractIII(5) use computer aided design to design the parts of the partsKey Words: electric meat grinder，meat grinder，design，transmission system， food machinery目录IV目目 录录摘 要 .IAbstract .II第 1 章 绪论.11.1 研究的背景及意义.11.2 国内外研究现状.1第 2 章 总体方案的拟定.32.1 绞肉机的结构.32.2 绞肉机的工作原理.4第 3 章 JQ 型电动绞肉机的设计计算.6第 4 章 带轮的设计计算.84.1 带传动设计.84.2 选择带型.94.2.1 确定带轮的基准直径并验证带速.94.2.2 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角.104.2.3 确定带的根数 z.114.3 确定带轮的结构和尺寸.114.4 确定带的张紧装置.12第 5 章 齿轮的设计计算.145.1 齿轮的选用.145.2 确定小齿轮的齿形参数.18第 6 章 其它零件设计计算.206.1 轴的计算校核.206.1.1 选材及表面预处理.206.1.2 轴的结构设计.206.2 皮带轮的设计计算.226.3 键的选择设计.226.3.1 键的选择.226.3.2 键的校核计算.23目录V6.4 轴承的设计.236.4.1 轴承寿命.236.4.2 验算轴承寿命.24第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计.257.1 绞刀的设计.257.2 绞笼的设计.327.3 绞筒的设计.347.4 总装图的绘制.34结论.35参考文献.36致谢.38第 1 章 绪论1第 1 章 绪论1.1 研究的背景及意义绞肉机的主要作用是把肉制品加工成各种型号颗粒状的肉馅，肉馅是现在生活中不可缺少的，绞肉机尤其是对加工饺子、包子、馅饼等需要大量肉馅的产品带来很大帮助。绞肉机先开机后放料，由于物料本身和重力螺旋供料器的旋转把物料连续的送往绞刀口进行切碎，所以电动绞肉机就显得更为方便实用以及电动绞肉机的应用范围非常的广泛。近年来，人们膳食结构的调整和饮食习惯的变化，促进了食品工业的迅速发展，同时也对食品工业提出了更高的要求。食品工业的现代化水平在很大程度上取决于食品机械的发展。7所以，越来越多的人开始从事食品机械的设计，我国的食品机械设计水平也有了进一步的提高。我国是一个拥有 13 亿人口的国家，随着近年来社会经济形势的好转和人们生活水平的提高，食用油需求量巨大。尽管我国主要油料作物产量位居世界 1 位，但与需求量相比仍存在很大差距，每年需进口 200 万 t 左右。41.2 国内外研究现状国外绞肉机的研究现状在肉类加工的过程中，切碎、斩断、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机械。几乎所有的肉类加工厂都具备这 3 种设备。国外目前有电动，手动，电动手动型绞肉机。大中小型绞肉机等。在国外，去筋膜技术主要有：采用气动装置间歇除筋及靠刃具和孔板相互作用连续除筋，其中后者的除筋效果明显优于前者。而国内生产绞肉机的食品机械厂家生产的绞肉机大多不具备除筋功能。通常在绞肉前，采用手工除去肉中的筋膜、骨渣，这不仅浪费大量人力资源，而且生产效率低、除筋不尽。70-80 年代就已研制出筋膜绞肉机，发展至今已成为较为成熟的技术，目前有丹麦富金公司生产的一种气动式去除筋膜及碎骨绞肉机较为先进。国内绞肉机研究现状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。国内一些大型肉类加工厂先后从墨西哥、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，这类绞肉机适合我国的国情，且所设计的绞肉机较为理想。比如生产午餐的肉罐头和制造鱼酱、鱼圆之类的产品，它将肉可进行粗、宁波大红鹰学院毕业设计（论文）中、细分类绞断以满足不同加工工艺的要求，该绞肉机亦可作为其他原料的挤压设备。在肉类食品加工，尤其在肉馅原料加工过程起着重要作用，其集去筋骨、渣集、绞肉于一身，不仅可以克服手工剔肉效率低、除筋不尽等缺点，还大大提高了生产效率和肉馅的质量，而且在工作中减少了原料肉于生产操作人员的接触机会，使产品的卫生安全性得到提高，因此去筋膜绞肉机是肉类加工企业的首选设备。在国内，艾博公司由德国引进除筋膜的关键部件推出除筋膜绞肉机，中国肉类食品综合研究中心则首家推出完全国产的连续除筋的去筋膜绞肉设备。该设备生产能力为 900-1200kg/h 除筋效率超过 90%可用于汉堡、肉饼馅、香肠肉馅的加工，该设备具有结构简单，成本低廉等特点，适合中、小型肉食加工及个体肉食加工行业。我国的肉食行业比较落后，手工操作的环节较多，去筋膜绞肉机在肉食行业的推广及普及对手动电动绞肉机的具有重要意义。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，手动电动绞肉机是家用绞肉机构，对其的研究关系到绞肉机对肉质绞的量，绞肉的效率，人身的安全，电源以及人力的节约，运作时是否平稳过大。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，以工艺的发展进一步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。第 2 章 总体方案的确定3第 2 章 总体方案的拟定2.1 绞肉机的结构家用电动绞肉机的构造由进料斗、螺旋供料器、绞刀、孔板、紧固螺母等构成。其外形及结构如图所示。绞肉机主要由送料机构、切割机构和驱动机构等组成。图 2-1 绞肉机结构图料斗用来盛装肉料，其为不锈钢板焊接而成，表面经抛光处理。有的在料斗上加盖，打开盖子机器停转，关好盖子才能启动。螺旋送料器轴后端有联接传动系统的方轴，绞刀固定在轴上，在工作过程中，绞刀随螺旋送料器转动。其多为锈钢锻造，经抛光、表面硬化处理而成。 宁波大红鹰学院毕业设计（论文）图 2-2 绞刀和孔板 绞刀刀体的材料为不锈钢，刀口锋利，以便对肉料切割，如图 2-2 所示。绞刀固定在螺旋供料器上，刀刃沿某一个直径的圆切线布置，切刀随螺旋送料器旋转一起转动。在使用一段时间磨钝后，应调换新刀或重新修磨，修磨应采用专门修磨机。 家用电动绞肉机孔板用紧固螺母固定在机壳上，为不锈钢板制成的带孔圆板。在孔板的外周有一键槽与圆筒体内壁的凸起相配合，以防止工作时孔板转动。孔板上有孔眼，粗孔孔眼的孔径为 10-20mm，中孔 3-5mm，细孔为 2mm，如图 2.7 所示。家用电动绞肉机的孔板可自由拆换，使用不同孔径的孔板，可加工出不同直径的肉粒。 家用电动绞肉机的紧固螺母是带有空格的异形螺母，中间轴孔可嵌轴套。其作用为支承螺旋送料器前端和轴向压紧一组刀具和孔板。2.1.1 送料机构送料机构送料机构包括料斗、绞笼和绞筒，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 切割机构切割机构切割机构包括挤肉样板、绞刀、旋盖，其作用是对挤压进入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 驱动机构驱动机构驱动机构包括电机、皮带轮、减速器、机架等。2.2 绞肉机的工作原理绞肉机工作时，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。绞肉机用于加工午餐肉罐头时，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，通常粗绞用到的直径为 810毫米的孔眼、细绞用到的直径 35 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板，其厚度都为1012 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第 2 章 总体方案的确定5一定，即排料量一定，当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的方向安装的。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，甚至使有些物料不是切碎后排出，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。螺旋供料器在机腔内旋转，要防止螺旋外表与机壁相碰，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。第 3 章 JQ 型电动绞肉机的设计计算6第 3 章 JQ 型电动绞肉机的设计计算本次设计选取的电机功率不高。电机型号 YL-112M-7额定功率7.5KW;eP额定电流=8.8A;eI效率 =84%;功率因数 cos=0.82;Tmax/TN=（最大转矩）/（额定转矩）=2.3；Tmin/TN=1.5;总传动比 =6.98查机械设计课程设计手册得：选择，其铭牌如下表 3-1：表3-1Y系列三相异步电动机电动机型号额定功率 KW满载转速 r/min堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩质量 KgY132M-47.5同步转速 1500r/min,4 级14402.22.2813JQ 型电动绞肉机的设计计算7（a）（b）图图 3-13-1 电动机的安装及外形尺寸示意图电动机的安装及外形尺寸示意图表 3-2 电动机的安装技术参数中心高/mm外型尺寸/mmL（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸 AB地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸 DE装键部位尺寸 FGD1325153453152161781238801043第 4 章 带轮的设计计算8第 4 章 带轮的设计计算4.1 带传动设计输出功率 P=7.5kW,转速 n1=1440r/min,n2=500r/minedAdPKP 表 4-1 工作情况系数AK原动机类类一天工作时间/h工作机1010161610101616载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩7.5kW机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋7.5kW转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重1.31.41.51.51.61.8第 4 章 带轮的设计计算9大机；挖掘机；橡胶辊压机根据 V 带的载荷平稳，两班工作制（16 小时），查机械设计P296表表 4 4，取 KA1.1。即1.1 7.58.25kWdAedPK PkW4.2 选择带型普通 V 带的带型根据传动的设计功率 Pd 和小带轮的转速 n1 按机械设计P297 图1311 选取。图图 4-14-1 带型图带型图根据算出的 Pd8.25kW 及小带轮转速 n11440r/min，查图得：dd=80100 可知应选取 A 型 V 带。4.2.1 确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计P298表 137 查得，小带轮基准直径为 80100mm则取 dd1=90mmddmin.=75mm（dd1根据 P295表 13-4 查得）表 4-2V 带带轮最小基准直径mindd槽型YZABCDEmindd205075125200355500宁波大红鹰学院毕业设计（论文）21211440=2.88,=90 2.88=259.2mm500ddddidd所以 由机械设计P295表 13-4 查“V 带轮的基准直径”，得=250mm2dd误差验算传动比：（为弹性滑动率）21250=2.83(1)90 (1 2%)dddid误误差符合要求112.832.88100%100%1.58%5%2.88iiii误带速190 1440v=6.79/60 100060 1000dd nm s满足 5m/sv300mm，所以宜选用 E 型轮辐式带轮。总之，小带轮选 H 型孔板式结构，大带轮选择 E 型轮辐式结构。宁波大红鹰学院毕业设计（论文）带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。4.4 确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。3.8 计算压轴力由机械设计P303 表 1312 查得，A 型带的初拉力 F0133.46N，上面已得到=153.36o，z=8，则1a1a153.72sin=2 8 133.46 sinN=2079.28N22ooFzF 对带轮的要求主要是质量小且分布均匀、工艺性好、与带轮接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小,带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 V 带两侧面间的夹角是 40，为了适应 V 带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 V 带轮槽角为 32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表 4-5 普通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92）槽型项目符号YZABCDE基准宽度bp5.38.511.014.019.027.032.0基准线上槽深hamin 1.62.02.753.54.88.19.6基准线下槽深hfmin 4.77.08.710.814.319.923.4第 4 章 带轮的设计计算13槽间距e80.3120.3150.3190.425.50.5370.644.50.7第一槽对称面至端面的距离fmin67911.5162328最小轮缘厚55.567.5101215带轮宽BB=(z-1)e+2f z轮槽数外径da3260-34-80118190315-3660-47560038对应的基准直径 dd-80118190315475600轮槽角极限偏差10.5V 带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：（1）实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd(2.53)d 时)，如图 3-2a。（2）腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd300mm 时)，如图 3-2b。（3）孔板带轮：用于尺寸较大的带轮(ddd)100mm 时)，如图 3-2c。（4）椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd500mm 时)，如图 3-2d。（a）（b）（c）（d）图图 4-24-2 带轮结构类型带轮结构类型带轮结构的主要说明：带轮结构主要起到的是传动作用，在两个相邻的带轮之间设计相同尺寸的皮带，通过皮带进行传递动力 。根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（a）,大带轮选择腹板带轮如图（b）。第 5 章 齿轮的设计计算14第 5 章 齿轮的设计计算5.1 齿轮的选用选用直齿圆柱齿轮传动级精度。已知输入功率 P1=7kw；小齿轮转速 n1=418.6r/min；齿数比 u=i1=2.25条件：带式输送机，工作平稳，转向不变。(1)材料选择轴上的小齿轮材料为 45#，硬度为 217255HBS,取硬度为 240HBS，啮合的中齿轮材料为 QT500-5(调质)，硬度（147241）HBS,硬度取为 200HBS9。(2)齿轮齿数的选择小齿轮的齿数 Z1=13,中齿轮的齿数为 Z2=iZ1=29.25，取 Z=30芯轴转速 n=60r/min(3)按齿面接触强度设计。1)确定公式：d1t2.32 32111HEdZTK（1）公式 3.5 内的各计算数值.试选载荷系数：K1=1.3.计算小齿轮传递的转距：T1=95.5105P1/n1=95.51057/418.6=6.126104Nmm.齿宽系数 d=1.由表查得材料的弹性影响系数 ZE=181.4Mpa1/2.由图册按齿面硬度查得：小齿轮的接触疲劳强度极限：Hlim1=650MPa第 5 章 齿轮的设计计算15大齿轮的接触疲劳强度极限：Hlim2=550Mpa.由公式计算应力循环次数：N1=60n1jLh=60418.61(2830010)=1.2109N2=0.53109.接触疲劳系数 KHN1=0.9，KHN2=0.87.计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，H1=KHN1Hlim1/s=0.9650=585MpaH2=0.87550=478.5Mpa2）计算.试算小齿轮分度圆直径 d1t，代入H中较小的值d1t2.32 322) 1( 11uZuTk（2）经计算得 d1t=67.499mm.计算圆周速度V=d1tn1/(601000)=3.1467.499418.6/(601000)=1.479m/s.计算尺宽b=dd1t=167.499=67.499mm.齿宽与齿高之比 b/h模数：mt=d1t/z1=67.499/13=5.192mm齿高：h=2.25mt=2.255.192=11.683mm宁波大红鹰学院毕业设计（论文）b/h=5.778.载荷系数根据 v=1.479m/s,7 级精度，由图册查得动载系数 KV=1.08。直齿轮，假设 KAFt/b100N/mm，由表查得：KH=KF=1.2；由表查得：使用系数 KA=1；由表查得：7 级精度，小齿轮相对支承，非对称布置时：KH=1.12+0.18(1+0.6d2)d2+0.2310-3b=1.12+0.18(1+0.612)12+0.2310-367.499=1.424由 b/h=5.778,KH=1.424 查得 KF=1.52;故载荷系数为:K=KAKVKHKH=11.081.21.424=1.845按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由公式 7：d1=d1t=67.499 3KtK33 . 1845. 1（3）得 d1=75.85mm.计算模数m=d1/z1=75.85/13=5.835mm（4）按齿根弯曲强度设计m 3211)(2FSaFaYYZkT（4）1）确定公式内的各计算数值.由图册查小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE1=560Mpa大齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE2=440Mpa.由图册查得弯曲疲劳寿命系数：第 5 章 齿轮的设计计算17KFN1=0.85,KFN2=0.88.计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4F1=Mpa3404 . 156085. 011SKFEFNF2=Mpa6 .2764 . 144088. 022SKFEFN.计算载荷系数K=KAKVKFKF=11.081.21.52=1.97.查取齿形系数YFa1=3.13YFa2=2.52.应力校正系数：YSa1=1.48YSa2=1.625.计算大小齿轮的并加以比较：FSaFaYY1=0.01362FSaFaYY34048. 113. 32=0.01480FSaFaYY6 .276625. 152. 2大齿轮的数值大。2）设计计算由公式(8)得：m=3.09mm32401480. 013110126. 997. 12对比计算结果，取按齿根弯曲强度设计的，m=3.09mm,就近圆整为标准值 m=3，按接触疲劳强度计算分度圆直径 d1=75.85mm,从而计算出小齿轮齿数 z1=d1/m=75.85/3=25.28=26大齿轮齿数 z2=uz1=2.2526=58.5,取 z2=59（5）几何尺寸计算宁波大红鹰学院毕业设计（论文）.计算分度圆直径d1=z1m=263=78mmd2=z2m=593=177mm.计算中心距a=(d1+d2)/2=127.5mm.齿轮宽度b=dd1=178=78mm取 B2=80mm,B1=85mm（6）验算Ft=2T1/d1=29.126104/78=2340.77NKAFt/b=12340.77/78=30N/mm100N/mm.所以，该齿轮设计符合要求。5.2 确定小齿轮的齿形参数标准直齿圆柱齿轮几何尺寸：1）分度圆直径 d:d1=mz1=326=78mmd2=mz2=359=177mm2）齿顶高 haha=ha*m=13=3mm3）齿根高 hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)3=3.75mm4）齿全高 h=ha+hf=(2ha*+c*)m=3+3.75=6.75mm5）齿顶圆直径da1=d +2ha=(z1+2ha*)m=78+23=84mmda2=d22ha=(z22ha*)m=17723=183mm6）齿根圆直径第 5 章 齿轮的设计计算19df1=d12hf=(z12ha*2c*)m=(262120.25)3=70.5mmdf2=d22hf=(z22ha*c*)m=169.5mm7）基圆直径db1=d1Cos=78Cos20o=73.296mmdb2=d2Cos=177Cos20o=166.326mm8）齿距 p=m=3=9.42mm9）齿厚 s=m/2=3/2=4.7mm10）齿槽宽 e=m/2=4.7mm11）中心距 a=(d2d1)/2=m(z2z1)/2=127.5mm12）顶隙 c=c*m=30.25=0.75mm第 6 章 其它零件设计计算20第 6 章 其它零件设计计算6.1 轴的计算校核6.1.1 选材及表面预处理(1)材料:轴主要用碳钢，本设计从经济实用角度选用 45#钢。(2)热处理:高频淬火，表面强化处理喷丸，提高轴的抗疲劳强度，45#钢热处理调质，轴表面淬火处理:淬硬层深度耐磨10。(3)工作条件:载荷不大,深度 0.51.5mm。6.1.2 轴的结构设计(1)轴肩高度:a=(0.070.1)d(d 为轴的直径,轴环宽度 b=1.4a)按扭矩强度条件计算T=T/wT=9.55106p/(0.2nd3)T （5）其中T为扭转切应力,单位是 Mpa。轴 45#钢T=2545MpaA0=126103mm3(2)轴的直径d= npT2 . 01055. 9630npA（6）式中取 A0=105mm3轴传递的功率 p=4kw，轴的转速 n=418.6r/mind=22.28mm3306 .4184120npA对于直径 d100mm 的轴,有一个键槽时,轴径增大 5%7%，为将轴径圆整为标准直径,d=mm，L=60mm，(L 长系列 60mm,短系列 42mm)。009. 0004. 028此处为轴的校核图形第 6 章 其它零件设计计算21图图 6-16-1 轴的受力图轴的受力图总弯矩 M=474Nm22VHMM校核轴的强度,按第三强度理论计算应力 224ca(7）对于直径为 d 的圆轴,弯曲应力=M/w，扭转切应力=T/wT=T/2w （8）其中,w(mm3)为轴的抗弯截面系数：W=2824284832282322323dtdbtd89.182414.32904.2154式中 b=6,t=4,d=28mm则轴的弯矩合成强度条件为:/1842.89=50Mpa2224WTWMca-1对称循环应变力时，轴的许用弯曲应力经查表得-1=60Mpaca-1符合强度要求。轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常将轴上的分布载荷简化为集中力，宁波大红鹰学院毕业设计（论文）其作用点取为载荷分布段的中点，作用在轴上的扭矩，一般从传动件轮毂宽度的中点算起。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关。6.2 皮带轮的设计计算小带轮的基准直径 d1=71mm大带轮的基准直径 d2=315mm平带传动在传动中心距较大的情况下平带的材质选用帆布芯平带。带轮带宽 b=50mm带轮宽 B=63mm求带速 d1=(601000v)/(n1)其中 n1=418.6r/min,d1=71mm;i=n1/n2imax,查表 13-1-42 取 i=3，则 n2=139.53r/min带厚=1.2n,查表 13-1-45n=3,则=3.6mm初定中心距 a01.5(d1+d2)a05(d1+d2)则 579a015010123 .57add6.3 键的选择设计6.3.1 键的选择键的截面尺寸 bh 由轴的直径 d 由标准中选定。第 6 章 其它零件设计计算23键的长度 L 一般可按轮毂的长度而定，即键长等于或略短于轮毂的长度。I 轴：d=22mm 处选用普通平键键宽 b键高 hbh=66键 l，=25mm，=56mm1l2l轴深度 t=4.0mm6.3.2 键的校核计算假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为p=2T103/(kld)p （9）T 传递的转矩为 T=9.126104NmmK 键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h=0.56=3mml 键的工作长度，圆头平键 l=L-b=56-6=50mmd 轴的直径 d=22mmp许用挤压应力p=100120Mpa查表取p=110Mpa将数值代入公式p=29.12610103/(35622)=55.309Mpap=110Mpa符合标准。故，键的标记为：键 656。6.4 轴承的设计6.4.1 轴承寿命Lh=106/(60n)(c/p) （10）对于滚子轴承，=10/3,我们计算 I 轴的滚动轴承为圆锥滚子轴承 32905。已知：n=418.6r/min,预期计算寿命 Lh=5000h。由公式得出，C宁波大红鹰学院毕业设计（论文）求比值 Fa/Fr=1284.3/2966=0.43Lh （12）160106PCn故所选轴承为圆锥滚子轴承 32905,满足寿命要求。第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计25第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构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 ZG65Mn 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。7.1 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(7-1)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图图 7-17-1 绞肉机绞刀片示意图及每一叶刀片上速度分布绞肉机绞刀片示意图及每一叶刀片上速度分布其值为：（）30000nvpRr式中：刀片刃部任一点的线速度 ms；pvn刀片的旋转速度 rpm；刀片刃部任一点至旋转中心的距离 mm；宁波大红鹰学院毕业设计（论文）r刀刃起始点半径 mm；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)AA 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。7.1.1 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：VFQ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（Js）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：3n30000我们已知十字刀片得转速n326r/min当时，min30m/min=0.5m/srmm65.145 . 032630000/当时，minR第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计27smmR/5 . 1min/90RmmR94.435 . 132630000/圆整后取:r=15mmR=45mm7.1.2刀刃的前角当十字刀片绞肉时，其任一与网限板相接触的刀刃上的受力情况如图(7-2)所示。图图 7-27-2 与网眼板相接触的刀刃的受力分析与网眼板相接触的刀刃的受力分析根据图7-2可知：fnfnFFFFFF其值为：sincossincosfnfnfnFFFFFFFF因为刀刃与网眼板的摩擦力为：nfFF肉与前刀面的摩擦力为：nfFF整理得：4cos)1 ()(2nnFFFF式中：F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（N）刀片绞肉时肉的剪切抗力（N）F刀刃与网眼板的摩擦系数宁波大红鹰学院毕业设计（论文）肉被剪切时与前刀面的摩擦系数刀片的前角（）900网眼板作用于刀刃上的压力（N）nF肉被切割时作用于前刀面的压力（N）nF由于AF式中：肉的抗剪应力，与肉的质地有关肉被剪切的面积，与网眼板的网眼直径有关A所以与肉的质地及网眼的直径有关，故选定网眼板之后，可以看成为常量，故令FF。1CF 由于是网眼板作用于刀刃上的压力，可以看为刀片的预紧压力，是常量，故令nF。是刀片切割肉时，肉对前刀面的压力与速度v有关，故令。2CFnFvnFF简化式4得：5cos)1 ()(221vFCCF从式5和式2可知，刀刃前角的大小，直接影响着绞肉过程中的切割力，以及切割肉时所产生的温度。在刀片旋转速度以及螺杆进料速度都一定的情况下，前角大，切割肉所需的力和切割肉所产生的热都小；反之，则大。但前角很大时，则因刀具散热体积小而使切割肉时所产生的温度不能很快冷却。因此，在一定的条件下，前角有一合理的数值范围：一般取：(肉质软取大值，反之取小值)4025 5.1.3刀刃的后角刀刃后角的目的：一是减小后刀面与网眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不变的情况下，增大后角能使刀刃锋利。刀片磨损后将使刀刃变钝，使肉在绞肉(切割)过程中变形能增加，同时由于磨损后刀片的后角基本为零，加大了刀片与网眼扳的摩擦，两者都使绞肉过程中产生的热第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计29量增多。另外，在同样的磨钝标准VB下，后角大的刀片由新用到钝所磨去的金属体积较大如图7-3所示。这说明增大后角可提高刀片的耐用度，但同时也带来的问题是刀片的NB磨损值大(反映在刀体材料的磨损过大这一方面)，并且刀刃极度也有所削弱，故后角也有一合理的数值范围：一般取：(肉质软取大值反之取小值)53 图图 7-37-3 后角与后角与 VBVB、NBNB 的关系的关系7.1.4 刀刃的刃倾角从分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃来得知刀倾角对刀片性能的影响情况。在任一叶刀片的法剖面内，当把刀刃放大看时，可以把刀刃看成是一段半径为的圆弧图 54，由于刀刃有刃倾角，故在线速度方向剖面内的刀刃将变成椭圆r弧(斜剖刀刃圆柱所得)图图 7-47-4 刃倾角与刀刃锋利度刃倾角与刀刃锋利度椭圆的长半径处的曲率半径，即为刀刃实际纯圆半径，其关系为：er06cos0nerr由此可见，增大刀倾角的绝对值，可减小刀刃的实际钝圆半径，这就说明增er0宁波大红鹰学院毕业设计（论文）大刃倾角就可使刀刃变得较为锋利。一旦刀刃的起讫半径 r 及 R 确定后，其最大初始刃倾角就可确定了参见图max07-5：图图 7-57-5 最大初始刃倾角最大初始刃倾角max07Rr /arcsinmax0初始刃倾角按下式计算：见图 7-6图图 7-67-6 初始刃倾角计算用示意图初始刃倾角计算用示意图8)/(220bRbrarctg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）；初始刃倾角；07.1.5 刀刃上任一点位量上绞肉速度由于有了刃倾角，故刀刃上任一点相对于网眼板的速度，将可以分解为垂直于v刃的法向速度分量和平行于刃的切向速度分量。参见图 7-7nvrv第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计31即：vvvn其值为：)(30000Rprpnvcosvvnsinvvr图图 7-77-7 刀刃上任一点的速度示意图刀刃上任一点的速度示意图又因为：/sinsinR所以：30000sincos222R整理得30000/sin222Rnvn（）30000/sinnRv Rpr式中：刀刃上任一点位置的法向速度分度 ms；nv刀刃上任一点位置的切向速度分量 ms；v刀刃上任一点至刀片旋转中心距离 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；宁波大红鹰学院毕业设计（论文）7.1.6 刀片的结构根据以上对绞刀各个几何参数的分析，得出绞刀的结构图（图 7-8），此绞刀的特点：1、后角取 4 ，刀片的寿命较长；2、前角取 30 ，以减小绞肉所需的力及功率；3、增加刃倾角，以提高刀刃的锋利度；4、采用全圆弧形的前刀面结构，以改善刀刃的强度；5、采用可换式刀片结构，以节约刀体材料并可选用不同几何参数刀片。R65? 40A15 8815 AR65? 406.5? 30R65? 40n图图 7-87-8 2 2 刃、刃、4 4 刃、刃、8 8 刃绞刀刃绞刀7.2 绞笼的设计绞笼是螺旋运输机的俗称，螺旋输送机旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送机输送，使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计33输送机机壳对物料的摩擦阻力，它的作用是向前输送物料，并在前端对肉块进行挤压。如图 79 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。R5301020202430408070805540801051301.6577.29节距t1302.5105图图 7-97-9 绞笼绞笼7.2.1 绞笼的材料绞笼的材料选为 HT2007.2.2 螺旋直径0.136m 取 D160mm5 . 2CGKDG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 猪肉的为 1.5t/m33C与螺旋供料器倾角有关的系数，查 B4 表 115 得 C17.2.3 螺旋供料器的转速由原始数据 n326r/min宁波大红鹰学院毕业设计（论文）7.2.4 螺旋节距实体面型螺旋的节距 tD7.3 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 7-10 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图图 7-107-10 绞筒绞筒7.4 总装图的绘制详见 CAD 图纸。第 7 章 JQ 型电动绞肉机的主要零件结构设计35图图 7-117-11 总装配图总装配图结论36结论在设计 JQ 型电动绞肉机的设计的过程中，通过这几十天的学习，我觉得自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业