全自动饺子擀皮机设计【三维SW】【含CAD图纸】
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山西工程技术学院山西工程技术学院毕毕业业设设计计说说明明书书学生姓名李清杰学号150514006专业机制本对口1班指导教师郑晓霞所属系（部）机械电子工程系2019 年年 6 月月i全自动饺子擀皮机摘 要全自动饺子擀皮机随着面食行业的增长，其应用得到了巨大发展，在保证生产率的前提下大大降低了人工的使用，适合于流水线工作；同时能够适用于家庭使用，满足多种场合使用。查阅资料分析了饺子皮机皮机的研究发展状况及其研制的意义，在了解了制皮机的工作特点之后，在了解制皮机基本结构和工作原理的基础上，对送料机构、传动系统进行了设计计算。食品工业的发展促使食品机械制造业不断向前发展。新的设计理念又引导和制约着食品机械的发展。在可持续性发展的理念下，结合环境保护和食品安全问题，提出并行式绿色设计的新理念。探究食品机械设计过程中需要注重的设计要点，用新理念引导食品机械制造行业的创新发展。本次设计动力源使用电动机、主要变速机构使用了蜗轮蜗杆减速器、动力分配机构使用了分流轴的传动方式，并对传动系统中大部分的传动部件进行了设计和校核，同时绘制了饺子机的主要零部件图纸以及总体装配图纸。 关键词：饺子皮机；生产率；研究发展；设计计算iiAbstractFully automatic dumpling rolling machine with the growth of pasta industry, its application has been greatly developed, in ensuring the productivity of the premise of greatly reducing the use of artificial, suitable for assembly line work; at the same time can be applied to the family to use, to meet a variety of occasions. The research and development status of dumpling leather machine and its significance were analyzed by consulting data. After understanding the working characteristics of the leather making machine, the design and calculation of the feeding mechanism and the transmission system are carried out on the basis of understanding the basic structure and working principle of the leather making machine.The development of food industry promotes the continuous development of food machinery manufacturing industry. The new design concept guides and restricts the development of food machinery. Under the concept of sustainable development, combined with environmental protection and food safety issues, a new concept of parallel green design is proposed. Explore the key points of food machinery design, and guide the innovation and development of food machinery manufacturing industry with new ideas. In this design, motor is used as power source and worm gear reducer is used as main transmission mechanism. The power distribution mechanism uses the transmission mode of the shunt shaft. At the same time, the main parts and assembly drawings of dumpling machine are drawn.Key words：Dumpling wrapper；leather making machine；productivity；research and development；design calculationiii目 录摘 要 IABSTRACT II第一章 绪论 11.1 前景及发展状况11.2 研究目的及意义2第二章 总体方案拟定 52.1 动力系统拟定52.2 和面机构设计62.2.1 卧式和面机 62.2.2 敞开式和面机 72.2.3 立式和面机 82.2.4 和面机概述 92.3 和面机设计选择102.3.1 和面的面水比例 132.3.2电动机选择原则 152.3.3电动机额定转速选择 152.4 擀皮机构设计152.4.1 影响压片的主要因素 162.5 压面机构172.6 成皮机构设计172.7 输送带部分设计182.7.1 输送带概述 182.7.2 带式输送带传动部分设计 18第三章 传动系统计算 193.1 电动机的选择193.1.1 功率的选择 21iv3.1.2 转速的选择 21第四章 蜗杆传动的设计 224.1 蜗杆传动的特点及应用224.1.1 蜗轮蜗杆 224.2 蜗轮蜗杆常用材料及热处理234.2.1 蜗杆传动的失效形式 234.2.2 蜗轮蜗杆材料的选择 234.2.3 选择蜗杆传动类型 244.2.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 274.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度 284.2.6 验算效率 284.2.7 精度等级公和表面和精度的确定 284.2.8 蜗杆传动的热平衡核算 29第五章 链传动的设计计算 295.1 链传动的特点、类型及应用295.1.1 链轮的设计 305.1.2 链条的主要参数选择 31第六章 其他附件设计 366.1 轴的设计366.1.1 轴的材料 376.1.2 轴的设计与校核 376.1.3 轴的结构尺寸初步确定 386.1.4 键的选择与强度校核 39第七章 三维模型的建立 417.1 三维建模417.2 和面机构三维模型427.3 压面机构三维模型42v7.4 擀皮机构三维模型437.5 回收机构三维模型437.6 制皮机三维模型44附录 45总结 45参考文献 46外文资料 48中文译文 53致谢 58山西工程技术学院毕业设计说明书1第一章 绪论1.1 前景及发展状况制皮机械在食品加工过程能够大大的提高生产效率，在对制皮机械进行相关设计时，应该着重注意制皮机械所用的制造材料以及密封，首要方面是在设计时考虑在能够完成相应的食品制造工序的同时保证食品的卫生；次要方面制皮机械在实现机械化的同时保证食品的使用口感，因此需要对食品加工工序进行合理的编排处理。国内外在食品制皮机械由于饮食文化的不同，机械类型也不相同。目前国外在食品制皮机械方面技术较为先进的日本，其生产的制皮机械生产效率高，同时能够适应多种制皮食品的制造加工，并且对其研究开始向着自动化方向发展，而且对制皮机械的传动系统进一步优化设计；国内在制皮机械方面起步较晚，生产技术相对而言较为落后，食品制皮功能较为单一，但是其技术发展速度较快，也正尝试着向自动化生产方向发展研究。在我国，自上个世纪以来，随着市场的发展，手工包制饺子渐渐已经不能满足人们的日常生活之后，设计出能代替手工包制饺子的机器开始显得非常重要。因此我国的这个行业刚刚才兴起不久，技术上仍然有很大的提升空间，也因为如此，它的发展空间和前景非常的广阔。1959年，哈尔滨市服务局领导针对饭店包饺子效率低，就餐高峰时等待时间太长，参与包制人数多等具体问题，授意下属企业哈尔滨道外革新机械厂( 哈尔滨金美乐商业机械有限公司前身) 成立饺子机技术革新小组，研制饺子机，替代手工包制饺子革新小组采取边设计、边加工、边试验、边改制的方法，经过多次反复改进、试制，终于在 1959年研制出我国第一台饺子机，并在哈尔滨道外三八饭店进行试车，按照当时的要求和制造水平看还算成功该机后来被命名为 “60 1型”饺子机，“60”是指每分钟包制 60个饺子。由于该机还存在一些待解决的问题，只是饺子机的原始雏形，没有批量生产，虽然连续稳定性不好，但能用机器包制出饺子，也算是一次历史性的创新和良好的开端。随后， 1965年，在其基础上经过几代的研发，较为先进全面的“60-4”型饺子机问世，即为我们俗称的“盆式”饺子机。该机实现了由手工包制饺子变为山西工程技术学院毕业设计说明书2机器包制饺子的飞跃，并可较稳定的连续生产同时提高了生产效率，降低了劳动强度，使团体食堂、宾馆、饭店等聚餐人数较多的单位，吃饺子变得更为容易。饺子虽然一直是中国的传统食物之一，但是自 20世纪初开始，国外就已经有了自动化饺子成型机的相关研究和探索1917年由意大利人V.Tommasini发明的一种简单包合式饺子机 该机器虽然在构造上相对简单，但是已达到初步自动化连续包合饺子的效果1956 年由美国人 Henry E.Szandziewicz发明的较为成熟的自动化饺子机该发明可适用于肉、蔬菜类或其他食品的连续输送，然后由固定面团成型盖成型的饺子制作。1.2 研究目的及意义饺子在日常生活中深受广大百信人民的喜爱，但是其制作过程大多是通过人工手动操作完成，饺子皮制作过程的重点是保证其干净卫生，在手工制作时，卫生保证并不是那么容易。饺子皮手工制作的缺点主要表现在两方面，一方面是手工操作需要消耗大量的工作时间；另一方面其制作效率并不高。平常人们所食用的饺子皮大多是现吃现做，其保存时间较短，在常温下易变质，而冷冻方法保存会导致在饺子皮内产生较多的冰晶，在解冻后食用口感不佳。因此，开发设计一种饺子皮成型机来解决目前饺子皮制造过程出现的耗时长、效率低。饺子皮成型机的设计完成能够大大提高饺子皮制作的效率，缩短饺子皮制作时间，在完美代替手工操作的同时降低饺子皮的制造成本并且提高经济利润。在开发设计饺子皮成型机时，其主要工作是进行饺子皮包馅动作，饺子皮馅的制作、和面操作等未进行涉及，饺子皮制作过程还需要人工进行协助。因此未来饺子皮成型机的发展方向是实现更多操作动作和实现自动化生产，而且将饺子皮机、饺子机、混沌机、汤圆机等进行整合设计，实现多功能生产。说到吃饺子我们首先会想到饺子皮，饺子作为中国古老传统的面食，距今也有一千八百多年的历史了。自1958年中国第一台饺子机问世后，经全国许多科研人员和有关技术人员几十年的不懈努力，饺子机己广泛应用于工业化生产中。因此饺子深受广大人民的喜爱，是中国北方大部分地区每过节日必吃的食品。然而谈论起饺子的形状也各有各的特色，而往往饺子样子的类型取决于饺子皮，饺子皮太薄的话饺子会露馅，太厚煮好后口感不好，饺子好不好吃可以看出饺子皮是非常重要的，但是如果手工山西工程技术学院毕业设计说明书3做饺子皮厚薄控制一样是一个非常困难的事情，如果有了可以代替手工制作饺子皮的机器，那么这一个问题也就自然而然的解决了。因此研究的主要目的是减轻人们不必要的劳动，让机器代替人类去做些琐碎的事情，饺子是中华民族的传统食品，被誉为“国粹食品，是中式快长的主要食品。所以，不断完善和解决饺子擀皮机是至关重要的。食品机械是把食品原料加工成食品(或半成品)的技术装备。食品机械学是研究食品机械设计、结构、原理、应用的一课程。食品机械的特点:食品原料和产品的品种繁多，大部分原料都来自生物体，产品必为人们的生理和习惯所接受，处理过程十分复杂，加工这些原料的食品机械类多，要 求和功能各不相同。食品机械的设计、 制造、 选型、管理、维修涉及的知识面十分广 泛，既要掌握一般机械设计制造的共性，又要深入了解各种食品加工工艺的要求，才能研究和设计出比较完善的食品机械。一、技术经济指标(一)生产能力指食品机械设备单位时间内生产食品产量的一个技术参数。(二)消耗系数消耗系数是指机械设备生产单位重量或单位体积的产品所需耗费的原材料及能量。(三)设备价格机械设备的价格影响食品工厂投资规模。在技术、市场及资金允许的情况下，应选用先进的食品机械。(四)管理费用包括员工工资，操作维护以及检修费用等，自动化的机械设备所需要的管理人员数量虽少，但对管理人员的技术素质要求较高。(五)产品总成本产品总成本是生产活动一切经济效果的综合反映。二、设计要求食品机械设计是一个复杂的技术课题，食品原料和产品的多样性和复杂性，需要掌机械设计所必需具备的知识和技巧，了解食品及其原料的化学和物理性质、食品工山西工程技术学院毕业设计说明书4艺过程和有关的工程问题，人机工程以及造型设计等知识。(一)满足既定的食品生产工艺要求，体现工艺的适用性和先进性食品机械设计必页满足功能要求。(二)食品机械结构的合理性、可靠性和耐用性机器的可 靠性和耐用性是指机器在规定的工作条件下，在规定的使用寿命内，保持原定功能的程度。与机器的整体结构及零件的强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性、抗干扰性等因素有着密切的关系。(三)机器的能耗-般机械的能耗常反映传动机械效率。在食品机械中能量用来处理和改变食品的形态或特性.(四)卫生要求是食品机械区别于其他机械的基本特征。机器与食品接触部分必须便于拆装、清洗或清扫，不能存在清洗死角。食品机械的传动润滑有所不同，传动密封要安全可靠，防止润滑剂进入食品。 食品加工机械从卫生角度结构要求应注意 (1)设备结构，产品输送管道和连接部分不应有滞留产品的四陷及死角。(2)无菌灌装设备中与产品直接按触的管道应采用符合要求的不锈钢卫生钢管以及管件阀门管道控制阀采用易于清洗和杀菌的卫生型阀门结构(3)在产品接触表面上黏结的橡胶件、塑料件如需固定的密封垫圈、视镜胶框等应连续粘结，保证在正常工作条件下(清洗、加热、加压)不脱落。(4)食品加工机械设备的选型原则是什么?外部零件伸入产品区域处应设置可靠的密封，以免产品受到外界污染，(5)任何产品接触的轴承都应是非润滑型，润滑型轴承如处于产品区域，轴承周围应具有可靠的密封装置以防止产品被污染。(6)产品区域应与外界隔离，在某些情况下至少应加防护罩以防止异物落入或害虫侵入工作空气过滤装置应保证不使得5m以上的尘埃通过。(7)设备上应设有安全卫生的装、卸料装置!(8)零件、螺栓和螺母等紧固件应可靠固定、防止松动，不应因震动而脱落。山西工程技术学院毕业设计说明书5食品机械设计的目的1)理论联系实际的设计思想，训练综合运用食品机械与设备和有关先修课程的理论，结合生产实际情况，分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关食品机械与设备设计、选型和校核计算等方面的知识: 2)培养学生对过程工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力。树立正确的设计思想，重点掌握所设计设备地工作原理、结构和动力计算特点，为今后的实际工作奠定基础。3)进行设计基本技能的训练，例如查阅设计资料(手册、标准和规范等)、计算、运用以及使用经验数据进行检验估算和处理数据的能力，进一步培养学生的计算机编程能力和编写设计说明书的基本技能，完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的训练。饺子是国人很喜欢并且很常见的食品，但是长期以来它只能通过手工来生产,既费时费力，又难以保证食品的卫生，而且也无法长明在常温下保存。因而一般只能是现吃现做或者现买也有少数人会在做好后将其放进冰箱中冷冻。但是冰箱冷冻过程属于缓慢冻结，容易在饺子陷中产生大颗粒的冰晶，使得其解冻后无论风味还是外观整齐等方面均较现做的饺子有很大的差距每逢过年过节的时候现做现卖的饺子往往出现了供不应求的现象。当然也有很多人选择了在家里自己来做，但却需要提前半天甚至一天进行准备，而包饺子的时候更是要叫上好几个亲朋过来帮忙，是我们现实生活常见的现象。因此如果我们研究开发一种能够以机械制作代替人工劳动的机器，那么除了可以给人们节约大量的时间、降低饺了的生产成本、提高利润，更能免除人们在冬日里冒寒排队购物之苦，一举多得。饺子机设计的初步目标确定为能够实现饺子包馅工艺的机械化。未来可在此基础上加以改进和发展，以实现横纵两方向发展。即饺子生产全过程的无人干预自动化与多功能化。通过此次的课程设计，不仅让我们把平时所学的知识内容应用到实际的生活生产当中，更对自己所学的内容有了更深的了解第二章 总体方案拟定2.1 动力系统拟定动力系统方案种类很多，根据动力源动力传递介质的不同分为电动、气动和液动山西工程技术学院毕业设计说明书6三种，结合制皮机的工作特点，对动力系统的要求并不高，从制皮机的整个工作过程来看，其工作要求的功率不高、整体结构不复杂，但是需要考虑其适应性能以及运输性能，气动式和液式需要安装管路，增大了机器的整体布局，并且需要进行管道设计，增大了设计工作量。综合考虑动力系统选用电动机来作为制皮机的动力源，结合实际工作考虑，制皮机的四个动力源均采用交流电动机。2.2 和面机构设计在和面机调制面团的基本过程中是由搅拌桨的运动来决定的。所需要的水，面粉及其它辅料继而倒入搅拌容器内，开动电动机后使搅拌桨转动，面粉形成颗粒在桨的搅动下均匀地和水进行结合，首先形成的就是胶体状态的不规则的小团粒，然后便形成小团粒相互黏合，后逐渐形成些许的零散的大团块。接着随着桨叶的不断推动，团块进行了扩展揉捏成形状整体而团。搅拌桨对而团连续进行的折叠，压延，剪切，拉伸及揉合等-系列作用，结果调制出的而团有表而光滑，具有一定弹性。若再继续搅拌，面团便会塑性增强，弹性降低，成为粘稠物料。 和面机就结构可以分为卧式和立式两种，其他的话也可以分为单轴的多轴的或间歇式和连续式的。2.2.1 卧式和面机卧式和面机主要由搅拌器、调和容器、传动装置、容器翻转机构及机架等组成。搅拌器是和面机的重要部件，搅拌器轴的数目，通常分为单轴和双轴式和面机两种。1.搅拌器根据所调制的物料性质及其要求差别，卧式和面机搅拌器的结构有各种不同的类型。(1)型与Z型搅拌器:型与Z型搅拌器的桨叶母线与其轴线偏斜一定的角度，以增加物料的轴向和径向的流动，促进混合。型与z型桨结构简单，但形状少复杂，而且大都为整体铸锻成型，其适用范围较广，对各种高粘度物料的调和都能取得较好的效果。(2)桨叶式搅拌器:由若千个直桨叶或扭曲桨叶与搅拌轴组成。在面团调和过程中，这种搅拌器对面团的切割、撕碎作用较强，故具有较强的阻碍面筋生成的能力。另外，由山西工程技术学院毕业设计说明书7于搅拌轴安装在容器中心，此处物料的流动速度较低，若操作不当，很容易产生面团抱轴及中部和面不均的现象。桨叶式搅拌器结构简单，制造成本低，适用于酥性面团的调制操作。(3)滚笼式搅拌器:滚笼式搅拌器的基本结构主要由4-6个直辊、连接板及搅拌轴组成。采用滚笼式搅拌器调份的时候，对面团的突出作用是兼有打、压、揉、拉等操作，这十分有助于面团面筋的形成。另外，若搅拌器个结构参数选择适当，还可以通过反转搅拌器，将调好的面团由容器内自动抛出。这种卸料方式可省去一套容器翻转机构，使设备成本降低。滚笼式搅拌器的特点是结构简单、制造工艺方便，促进面筋生成能力强，但操作时间略长，适用于调和水面团、韧性面团等面筋含量较大的发酵与不发酵的面团。:(4)其他形式搅拌器:叶片式搅拌机，花环式搅拌机，椭圆式搅拌机。这些搅拌器的共同特点是，他们都为整体结构，没有搅拌轴，因此不存在面团抱轴的问题。这些和面机容量一般较大，它们均适合用于调制水面团、韧性面团的操作。卧式和面机的搅拌容器轴线与搅拌容器回转轴都处于水平位置:其结构简单，造价低廉，卸料、清洗、维修方便，可与其它设备完成连续性生产,但占地面积较大。这类机器生产能力(次调粉容量)范围较大，通常在25- 400kg/次左右。它是国内大量生产和各食品厂应用最广泛的种和面设备。目前就我国市场上销售的卧式和而机，主要有种类型，-“种是封闭式的，另-种是敞开式。封闭式外形整齐.安全,但价格较高，敞开式造价低,但外观杂乱,操作也不太安全。下而就对两种类型卧式和面机的造型现状分别进行分析封闭型按结构形式分， 有对称型和非对称型。非对称型，如月肠了型卧式和面机， 该机在整体造型上属非对称平衡结构，使得设备具有变化、活泼的特征。但机器的非对称形态和机器的外部处理过于简单，表面处理，加工制造粗糙，线形不统，色彩使用无变化,较单调，显得设备较沉闷、呆板。尺选择未采用造粤比例理论, 机器缺乏和谐的美感。较大的体积使用很单薄的支承脚，再加上视觉重心偏高,给人一种不稳定的感觉转动桶转动过程中，与侧壁相切，容易伤人，再加上设备尖角棱线较多,给操作者带来了不安全感。山西工程技术学院毕业设计说明书82.2.2 敞开式和面机目前市场上销售较多,因为它成本低，所以受到广大使用者的欢迎。但从造型角度看，设备简单,粗糙，也不卫生，有些只是钢材的简单拼装。国产设备一型和面机整体看，外形粗俗，支架采用斜线增加了动感,底部的实际而积较大，稳定效果较好。但设备表面处理简单、粗糙，显得笨重。庞大的设备使用小滚轮，显得很不协调。再加上裸露的变速装置，有不安全的感觉。操作按钮位置较低,使用很不方便，色彩使用也较简单,明度较低，缺乏变化,更显沉重。制皮机械2.2.1食品加工机械的设计要求食品是供人们食用的。因此，食品机械必然要符合卫生要求。在食品机械的设计、制造、维护及材料等方面都要考虑到食品的特殊要求，要有切实可行的密封，简单方便的洗涤，以及彻底干净的杀菌等机构。同样，我们在选择和使用食品机械时，对这点也要充分注意。通常，我们应当特别注意以下几点:(1)在结构上，直接接触食品的各个部件要能简单而迅速的分解和组合。分解零件的各个部位要便于隙地，不允许有死角存在。(2)在环境保护上，必须有可靠的密封措施，严防杂物混入食品和食品物料散失，特别要注意各传动部件的密封，严防润滑油流出而污染食品。(3)在材料上，对直接接触食品的零部件费尽可能采用不锈钢或者其他防锈且无污染的材料。例如某些塑料，它不但重量轻、振动小和噪音低，而且耐蚀耐磨和绝缘性能好，故意被中应用做食品机械的材料。(4)在 温I E要有可靠的控温措施。由于某些工作 部件长期与物料摩擦，因此长生大量的热量而导致物料的变质。因此，要随时把温度控制在允许的范围内。在工作环境上，由于食品物料对温度、湿度极为敏感，因此，食品机械应安装在空气流通，光线、温度和湿度适宜的地方。基于以上几点设计要求我们在此次设计中注重一下几点:(1)结构上主轴的搅拌器采用组合式，用紧定螺钉进行周向及轴向固定，面斗采用圆柱式方便清洗。 (2)在环境保护上,主轴上的轴承采用密封圈密封，防止轴承上的润滑脂进入面斗。山西工程技术学院毕业设计说明书9(3)在材料选择方面搅拌器、面斗及与面粉接触的不件均采用不锈钢。(4)和面机控制在常温下工作。(5)和面机应安装在空气流通，光线、温度和湿度适宜的地方。2.2.3 立式和面机立式和面机的结构型式与立式打蛋机类似，只是传动机构较简单，其调和容器一般需要做回转运动，容器形状多为缸型。小容量的立式和面机搅拌器多为扭环式，这种结构的搅拌器能够促进面筋的形成，主要适用于调制韧性面团及水面团。大容量立式和面机厂采用象鼻式搅拌器。由于这种搅拌器外形类似象鼻，故称象鼻式。它的突出特点在于，通过一-套四杆机构，模拟人手工和面时的动作来调制面团。虽然机器结构较复杂，搅拌器运动频率不高，但在操作时，搅拌器的动作方式有利于面筋网络的形成，特别适用于发酵面团的调制。2.2.4 和面机概述1和面机和面机又称调粉机，普遍用来调制各种性质不同的面团。根据食品生产的种类和特点不同，面团性质各不相同，可以分为韧性面团、水面团以及酥性面团。酥性面团中含有较多的油质，塑性较大，粘弹性较小，面筋较少，用于制作酥性饼干、糕点等食品。和面机调制面团的基本过程在于搅拌桨的运动。首先搅拌使干面粉颗粒比较均匀地与液体物料结合，形成胶体状的非规则小团粒。然后小团粒相互粘结，逐步形成若干分散的大团块。由于搅拌器的折叠，压延，拉伸及柔和等操作，大团块扩散，而被调制成表面光滑的，具有一定延伸性，弹性及柔韧性的整体面团。和面机可分为卧式和面机和立式和面机。卧式和面机的调和容器轴线与搅拌旋转轴轴线都处在水平位置，其结构简单、紧凑，制造成本低，卸料、清洗方便。卧式和面机主要有搅拌器，调和容器，传动装置，容器翻转机构及机架组成。立式和面机的调和容器轴线沿垂直方向布置，搅拌器轴线-般对中垂直安排。其结构简单，制造成本不高，但与卧式和面机相比，结构不够紧凑，卸料不够方便，其和面容量大多较小，故适用于小规模面类食品的生产部门。2.调和容器山西工程技术学院毕业设计说明书10调和容器由不锈钢焊接、铆接、螺栓连接而成。调和容器的翻转机构通常分为机动与手动两种型式。机动翻转容器的机构一般是在容器侧壁装设齿轮,并有单独的电机及减速器带动实现翻转。但其结构较复杂，设备成本较高，适用于大容量和面机或高功效和面机的操作。手动翻转容器机构大体上有两种型式。一是在调和容器上装设蜗轮蜗杆或齿轮机构，通过转动手轮，带动该机构是容器翻转。另一种是直接依靠人力翻转，翻转为只有定位销限制。这种机构劳动强度大，然而结构简单，设备成本低，机器外形很不对称。它比较适用于小容量或简易的和面机。3.传动装置和面机的传动装置较为简单，主要由电机，减速器及联轴节等组成。和面机工作转速低，其减速比较大，故一般采用蜗轮减速器或者行星减速器。前者传动效率低，摩擦磨损较大，但构件成本较低;后者结构紧凑，传动效率较高，能效好，然而构件成本较高。2.3 和面机设计选择面粉搅拌部分的机械设计1、搅拌机器在生产中应用范围比较广泛，它最主要的作用是使物料混合均匀，这种过程可能是物理过程，也可能是化学反应过程。（如：聚酯行业，油剂调配罐，也是一个搅拌设备，使短纤油剂在水中搅拌均匀；又如，生产高压聚乙烯的反应器是超高压反应器，乙烯气与催化剂、调节剂进入反应器后在 200Mpa 的超高压、250的温度下进行聚合，反应器内有一搅拌器进行搅拌，从而使化学反应过程良好地进行。） 在食品工业中，许多物料呈流体状态，稀薄的如牛奶、果汁、盐水等，黏稠的有糖浆、蜂蜜、果酱、蛋黄酱等。搅拌过程是一个复杂的过程，它涉及到流体力学、传热、传质及化学反应等多种原理。从本质上讲,搅拌过程是在流场中进行单一的动量传递，或者是包括动量、热量、质量的传递及化学反应的综合过程。可以认为，整个搅拌过程就是一个克服流体黏度阻力而形成一定流场的过程。在搅拌过程中，搅拌器不仅引起液体的整体运动，而且要使液体产生湍流,才能使液体得到剧烈的搅拌。2、黏度的食品混合过程中具有不同的混合机理，其混合搅拌机械结构亦有所区别。低、中黏度的食品混合主要是以对流混合为主，而高黏度的食品混合主要是以剪切山西工程技术学院毕业设计说明书11混合为主。不同黏度的食品混合过程中具有不同的混合机理,其混合搅拌机械结构亦有所区别。低，中黏度液体混合设备习惯称为搅拌机；高黏度液体混合典型设备有打蛋机。 搅拌机通常是指低、中黏度液体混合过程采用的混合机。低、中黏度液体混合的强度取决于流型，即对流的强制程度。低、中黏度液体混合过程中对流的形式有主体对流和涡流对流，主体对流是指在揽拌过程中，搅拌器把动能传给周围的液体，产生一种高速的液流这股液流推动周围的液体，逐步使全部的液体在容器内流动起来，这种大范围的循环流动引起的全容器范围的混合叫做“主体对流扩散”。涡流对流是指当搅拌产生的高速液流在静止或运动速度较低的液体中通过时，处于高速流体与低速流体的分界面上的流体受到强烈的剪切作用。因此，在此处产生大量的漩涡，这种漩涡迅速向周围扩散，一方面把更多的液体夹带着加入“宏观流动”中；另一方面又形成局部范围内物料快速而紊乱的对流运动，这种运动被称为“涡流对流”。在实际混合过程中，主体对流扩散只能把不同的物料搅成较大“团块”的混合，而通过“团块”界面之间的涡流，使混合均匀程度迅速提高。低、中黏度的食品混合主要是以对流混合为主。 搅拌机的型式很多,但其基本结构大致相同。由搅拌装置、搅拌罐、轴封与传动装置等所组成。 本次设计中选择的是酥性面团，并采用卧式和面机。根据酥性面团的性质，采用旋叶式搅拌器，参数给定为生产能力25kg/次，初步设计容器的几何尺寸为490*400*450,为食品卫生要求，容器采用不锈钢材料，由不锈钢焊接，铆接，螺栓连接而成。我们所设计的和面机为小容量和面机，故在设计翻转机构时采用手动翻转，并且翻转位置由定位销限制，结构简单，操作方便。和面机构如图2.1所示。山西工程技术学院毕业设计说明书12图2.1 和面机构在图2.1和面机构图中，和面机构的动力源采用交流电动机，和面采用两个U型杆十字交叉，增加搅拌效率。搅拌部分的工作原理；电动机用支撑法兰固定在筒顶部的端盖上，面条机和面部分的面粉搅拌器位于圆柱形的搅拌筒内，搅拌装置的中心轴从筒顶部的端盖伸出后穿过固定法兰直接与电机主轴用联轴器进行连接， 电机通电后转动时带动搅拌器一起转动，搅拌桶右上角开有一个有斜度的进料口，面粉和水由此加入，当搅拌均匀后，打开左下角的出料口，面粉粒在离心力的作用下从出料口滚出，当桶内面粉快留尽时继续向里加面粉和水，从而达到连续工作。搅拌器的型式；尽管某种合适的流动状态与搅拌容器的结构及其附件有一定关系，但是,搅拌器桨叶的结构形状与运转情况可以说是决定容器内液体流动状态最重要的因素。搅拌器桨叶的形状很多,按搅拌器桨叶的运动方向与桨叶表面的角度，将搅拌器分为 3 类,即平直叶搅拌器、折叶搅拌器和螺旋面搅拌器。桨式、涡轮式、框式、锚式等的桨叶属于平直叶或折叶；而旋桨式的桨叶属于螺旋面叶。 搅拌器的主要部件为搅拌桨叶。搅拌桨叶根据搅拌产生的流型分成轴向流动的轴流式桨叶和产生径向流动的径流式桨叶。根据桨叶的结构形式不同,可分为桨式、涡轮式、旋桨式搅拌器等。常见型式如图 2-2 所示：桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺带式、螺杆式。1 桨式搅拌器 桨式搅拌器这是一种最简单的搅拌器，桨式中以平桨式最为简单,在搅拌轴上安装一对到几对桨叶， 山西工程技术学院毕业设计说明书13通常以双桨和四桨最普遍。有时平桨做成倾斜式，大多数场合则为垂直式。桨式搅拌器的转速较慢，一般 20150/min，所产生的液流主要为径向及切向速度。液流离开桨叶以后，向外趋近器壁，然后向上或向下折流。搅拌黏度稍大的液体，在平桨上加装垂直桨叶，就成为框式搅拌器。若桨叶外缘做成与容器内壁形状相一致而间隙甚小时，就成为锚式搅拌器。为了加强轴向混合,减少因切向速度所产生的表面漩涡，通常在容器中加装挡板。处理低黏度液体时搅拌轴和电动机直接，故浆叶转速高；处理中等黏度时,桨叶转速较低。桨式搅拌器的转速较慢，液流的径向速度较大，轴向速度甚低。桨叶形式有整体式桨叶和可拆式桨叶。整体式桨叶一般用不锈钢或扁钢制作,桨叶直接焊于轴上或焊在轮毂上，形成一个整体，然后用键、止动螺钉将轮毂连接在搅拌轴上。这种结构制造简单，但强度小，桨叶不能拆换，常用于小直径容器中。可拆式桨叶一端制出半个轴环套，两片桨叶对开地用螺栓将轴环夹紧在搅拌轴上。为了传递扭矩可靠性，可将桨叶轴制成方形或多边形进行固定。桨式的通用尺寸为桨宽与桨径之比 b/d=0. 100.25，加强筋的长度可以是桨叶的全长或 1/2 桨长，为了提高桨叶的强度，也可采用加筋的桨叶。锚式，框式桨叶的通用尺寸为：桨的宽度与桨径之比h/d=0.51.0，桨的宽度与桨径之比 b/d=0.070.1。 桨式搅拌器的主要特点是：混合效率较差局部剪切效应有限，不易发生乳化作用；桨叶易制造及更换，适宜于对桨叶材质有特殊要求的液料。桨式搅拌器适用于处理低黏度或中等黏度的物料。 2 涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器的结构，涡轮式与桨式相比,桨叶数量多而短，通常为46 枚，叶片形式多样，有平直的、弯曲的、垂直的和倾斜的等几种，可以制成开式、半封闭式或外周套扩散环式等。常用的涡轮式搅拌器的桨叶直接焊于轮毂上，但折叶涡轮的桨叶则先在轮毂上开槽，桨叶嵌入后施焊。 涡轮式搅拌器属于高速回转径向流动式搅拌机。液体经涡轮叶片沿驱动轴吸人，主要产生径向液流，液体以高的速度向涡轮四周抛出，使液体撞击容器壁而产生折射时，各个方向的流动充满整个容器内部，在叶片周围能产生高度湍流的剪切效应。涡轮叶片转速为 4002000r/min，圆周速度在 8m/s 以内。满轮的通用尺寸是桨宽与装径之比 山西工程技术学院毕业设计说明书14b/d=0.150.3。涡轮式搅拌器的叶轮直径一般为容器直径的 0.20.5 倍。 涡轮式搅拌机的主要特点：适于搅拌多种物料，尤其对中等黏度液体特别有效；混合生产能力较高，能量消耗少，搅拌效率较高；有较高的局部剪切效应；容易清洗但造价较高。涡轮式搅拌机混合效率高，常用于制备低黏度的乳浊液、悬浮液和固体溶液及溶液的热交换等。 3 旋桨式搅拌器 旋桨式搅拌器结构桨叶形状与常用的推进式螺旋浆相似，旋桨安装在转轴末端，可以是一个或两个，每个旋桨用 2-3 片奖叶组成。由于桨叶的高速转动造成了轴向和切向速度的液体流动，致使液体作螺旋形旋转运动，并使液体受到强烈的切割和剪切作用。同时也会使气泡卷人液体中，为了克服这一缺点旋桨轴多为偏离中心线安置，或斜置成一定角度。桨叶与轮毂铸成一体，有的把模锻后的桨叶焊在轮毂上。搅拌器的轮毂用键和止动螺钉连接于搅拌轴上，再用螺母拧在轴端托住浆叶和轮毂，推进式搅拌器叶轮直径小，通常与容器的比值为 0.20.5(以 0.33 居多)，转速高，一般转速为 100500 r/min，小型为 1000r/ min；大型为 400800r/ min。叶轮线速度在 35m/s 之间。旋桨叶片直径为容器直径的 1/31/4。旋浆式搅拌机适用于低黏度液体的高速搅拌。混合效率较高，但是对于不互溶液体的搅拌.其混合效率受到定的限制。 它适合于对低粘度液料的操作，多用于液体粘度于 2Pas 以下的固液混合。对纯液相物料，其黏度限制在 3Pas 以下。 旋桨式搅拌器的主要特点：生产能力较高，但是在混合互不溶液体，如生产细液滴乳化液，而且液滴直径范围不大的情况下，生产能力受限制；结构简单，维护方便；常常会卷人空气形成气泡和离心涡旋；适用于低黏度和中等黏度液体的搅拌，对制备悬浮液和乳浊液等较为理想。2.3.1 和面的面水比例1、和面的基本过程和面机调制面团的基本过程是我们先添加一定量的面粉（以和面为例）然后加入适量的水（根据我们需要的面团用途）启动和面机，搅拌轴旋转进行搅拌混合，然后面粉和水慢慢混合，直到两者混合均匀，面团圆滑。由于搅拌桨对面团连续进行的剪山西工程技术学院毕业设计说明书15切，折叠、延伸、拉伸糅合等一系列作用，结果调制出表面光滑，具有一定弹性、韧性及延伸性的理想面团，若在继续搅拌，面团便会塑性增强，弹性降低，成为粘稠物料。2、和面机各部件设计 和面功能介绍：功能介绍、用途广泛，可以用来和面、打年糕、打鸡蛋等。和面的面水比例（体积比）：面条3.5 ：1；饺子3 ：1；包子、面包2.5 ：1；烙饼、油条2 : 1。选择和面机容量，以每次调和的面粉为准一般选一次12kg、25kg、 50kg、75kg、100kg、150kg、200kg、250kg、400kg.1、搅拌器 搅拌器也叫搅拌桨，是和面机最重要的部件。按搅拌轴数目分，有单轴式和双轴式两种。卧式的与立式的也有所不同。本次设计的绞龙既适用和面粉，也可以用于打年糕，以及打鸡蛋等。2、搅拌容器容器多由不锈钢焊接而成。容器的容积由和面机的适用的面团大小决定。为了防止轴承处物料或润滑油泄漏，污染食品，容器与搅拌轴之间必须密封。因为和面机轴的转速普遍低，工作载荷变化又人，密封处间隙变化无常，本设计的密封装置采用了应J型无滑架橡胶密封圈。当然也可以采用空气端面密封装置，密封效果更完美。3、和面机构电机的选择； 电机的选择 搅拌器传动装置的基本组成有:电机、齿轮传动(有的还设一级皮带轮)、 搅拌轴及支架。立式搅拌器分为同轴传动和倾斜安装传动两种。 轴封是指搅拌轴及搅拌容器转轴处的密封装置，用于避免食品污染。传动装置是赋于搅拌装置及其他附件的传动件组合体。在满足机器所必需的运动功率及几何参数的前提下，希您传动链短、传动件少、电机功率小，以降低成本。通常，典型搅拌设备还设有进出口管路、夹套、温度计插套以及挡板等附件。轴封是搅拌轴与机架间的密封装置，一般有两种形式：填料密封和机械密封。 锚框式搅拌器一般搅拌转速以 60-150r/min 为宜，根据不同的介质的物理性质、容量、搅拌目的来选择相应的搅拌器，对促进反山西工程技术学院毕业设计说明书16应速度，提高生产效率能起到很大的作用。 任何机器都必须要有动力驱动，以机械化生产力标志的工业革命正是源于最早的机器动力蒸汽机的发明。用于驱动机器的机械我们称之为原动机。在目前普遍使用的原动力，电动机和内燃机应广泛，液压传动使运动平稳，易于实现标准化，系列化，泛化，可以输出较大的推力。由于国内形势，价格相对高；在负载突变的时候，传动比没有电机稳定，漏油，价格相对来说高一些。所以这次用到了机械传动。 正确选用电动机是保证本次设计的重要环节。电动机选取由多个部分组成，类型的选取，额功率的选取，工作电压的选取，工作转速的选取，形状构造的选取等等。2.3.2电动机选择原则 选择原则应遵循以下原则 （1）按照其制造机器的工艺性和机器载荷性与各式各样的功能，电动机的启动，制动，正反转，调速的要求，应采用相匹配负载的电机。 （2）选择与使用环境相匹配，如空气的湿度，温度，空中的粉尘，水，易燃，易爆等情况的确定电机的保护和冷却方式。方法的相关材料外壳保护和冷却方式. （3）弄清符合的电机容量是按照转矩，速度变化，驱动复杂水平等情况。大部分情况下电机在 75%100%的时候额定载荷的率效率最好。该思考它的升温和过载的情况，正常情况下都应该有一部分余量，选用它在 80%90%的额定载荷率是最好的。 （4）按照电源的实际状况，电机功率因数性能也受影响，采用电机额定工作电压电压和种类。 （5）按照生产机所速度的要求 ，以及传输设备系统的复杂性，选择电机速度。 （6）选择可靠性高、维修方便，并应认为是可互换的，所以尽量选用使用标准电机。 2.3.3电动机额定转速选择 电动机的额定转速的选择要结合电动机和传动系统进行综合选择：如电机转速选择过高，电机尺寸重量小，成本低，但带来传动系统的传动比较高，传动系统复，成本高；如电机转速过低，传动系统传动小，结构简单，成本低，但电机尺寸重量大，成本高。经过分析搅拌机电动机应选用 BLD09-11-0.37KW 的电动机，转速为 130r/min，山西工程技术学院毕业设计说明书17满足使用要求，直接购买即可。 2.4 擀皮机构设计压辊是面条机的主要工作部件，面条品质的好坏很大一部分 取决于压辊。面条机的压辊均为光辊，并成对使用，如图3-1所示，组成压片机构，其中一根辊的两端带有比辊子直径大的端板(俗称公辊)，与另一根不带端板的压辊(俗称母辊)相配合形成-个封闭的空腔，其宽度为B,用以控制面片的厚度，同时还防止面片因轴向窜动所引起的破边缺陷。一对压辊依靠轴承支承在机架上，其中一根与机架固定，称为定辊;另一根的轴承座位置可调，用以变动轧距，即使得面皮的厚度可以人工调整。辊轴一-端分别装有同等大小的齿轮使两辊以相同的速度转动。为防止压辊粘料，保证面片光滑均匀，压辊必须光滑2.4.1 影响压片的主要因素(1)轧辊直径与压力 轧辊的直径应选大些。辊径大，喂料角大，容易进料，可以使面片组织压得紧密，不易折断 (2)压延比辊压后面片的压下量与辊压前物料厚度之比称为压延比。其大小是影响压片效果的重要因素。因为对面坯一次过度的压延展，会破坏面带中的面筋网状组织，所以压延比一般不大于0.5181。(3)压辊的工作原理:主、从压辊通过齿轮啮合，齿轮齿数比为1: 1,齿轮与压辊通过键刚性连接，主动面辊转动带动从动轮同转速转动，方向相反。因此面皮可在两面辊的挤压下碾压成型，为了提高面条的口感和品质，可以多次重复挤压。擀皮机构如图2.2所示。山西工程技术学院毕业设计说明书18图2.2 擀皮机构在图2.2擀皮机构中，采用两个辊子对辊实现擀面，擀面机构的动力源采用交流电动机，在减速器的传动下实现速度改变，擀面的速度需要结合压面机构的压面速度来决定，两者速度需要相匹配。2.5 压面机构压面机是常见的一种食品机械，主要用于制作面条， 饺子皮等各种面食。由于其原理简单，易千操作，运行稳定而被广泛使用。确定总体框架:包括压面机的生产效率，生产对象，总体尺寸等。 对压面机的总体结构进行设计,包括动力和运动部分，并且对主要零件进行了结构设计、分析计算和校核。最后绘制出设计图。压面机构如图所示。图2.5 压面机构在图2.5压面机构中，压面采用螺旋的方式来实现反复压面，压面机构的动力来源山西工程技术学院毕业设计说明书19采用交流电动机，匹配相应的减速器和联轴器，实现动力的传递。2.6 成皮机构设计成皮机构如图2.6所示。图2.6 成皮机构在图2.6成皮机构中，采用交流电动机作为动力源，在成皮辊子上安装有成皮模，可根据实际需求来更换不同的成皮模，成皮辊子的转速与压面速度、擀面速度向匹配，实现成皮效率高，能够满足实际工况要求。2.7 输送带部分设计2.7.1 输送带概述带式输送机又称胶带输送机，广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业，物件的组装、检测、调试、包装及运输等。线体输送可根据工艺要求选用：普通连续运行、节拍运行、变速运行等多种控制方式；线体因地制宜选用：直线、弯道、斜坡等线体形式。皮带输送机是组成有节奏的流水作业线所不可缺少的经济型物流输送设备。皮带机按其输送能力可分为：重型皮带机如矿用皮带输送机，轻型皮带机如用在电子塑料，食品轻工，化工医药等行业。 皮带输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。运用输送带的连续或间歇运动来输送 100KG 以下的物品或粉状、颗状物品，其运行高速、平稳，噪音低，并可以上下坡传送。 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也山西工程技术学院毕业设计说明书20可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。输送带根据摩擦传动原理而运动，适用于输送易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。胶带输送机可在环境温度-20至+40范围内使用，被送物料温度小于 60。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。2.7.2 带式输送带传动部分设计 链传动主要用于平均传动比要求准确，且两轴相距较远，工作条件恶劣，不宜采用带传动和齿轮传动的场合。链传动为具有中间挠性件的啮合传动，与带传动相比较，其主要特点是： （1）能获得准确的平均传动比，但瞬时传动比不恒定。在工况相同时，链传动结构更为紧凑，传动效率较高。 （2）链传动所需张紧力小，故链条对轴的压力较小。 （3）可在高温、油污、潮湿等环境恶劣情况下工作。 （4）中心距较大而结构简单，对制造与安装精度要求较低。（5）传动平稳性差，有噪音，磨损后易发生跳齿和脱链，急速反向转动的性能差。链传动的缺点：瞬时转速和瞬时传动比不是常数，传动的平稳性较差，有一定的冲击和噪声。 链传动的应用：链传动主要用于平均传动比要求准确，且两轴相距较远， 工作条件恶劣，不宜采用带传动和齿轮传动的场合。通常传递功率P 100kW，传动比i 8，链速v 15m/s，效率约为 0.950.98。广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。 工作范围：传动比：i8; 中心距： a 56 m; 传递功率：P100KW; 圆周速度： v15m/s; 传动效率： 0.950.98 链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮的工作情况较大链轮的恶劣些，故小链轮通常采用较好的材料制造。 小链轮齿数z 1对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。齿数少可以减少外廓尺寸，但齿数过少将会导致： 传动的不均匀性和动载荷增大； 山西工程技术学院毕业设计说明书21 链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧； 链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。 由此可见，增加小链轮齿数对传动是有利的。但如 z1选得太大时，大链轮齿数 z2更大，除增大了传动的尺寸和质量外，也易于因链条节距的伸长而发生跳齿和脱链现象，同样会缩短链条的使用寿命。 第三章 传动系统计算3.1 电动机的选择能否合理的选用电动机是第一步，也是正确使用的首要条件。选择正好，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择得不合适，一方面会造成浪费，另一方面会损坏电动机，造成严重的后果。如何正确的选择电动机，会涉及到很多重要的参数，但是本次设计主要为了方便广大农民使用，所以我们只需要选择的是电动机功率以及转速等几项比较重要的内容，因此在这里简单的介绍一下电动机的选择方法。1、选择电动机类型按工作要求和工作条件，选用一般用途的卧式封闭型（Y112M-4）系列三相异步电动机。2、电动机容量（1）工作机所需功率由公式计算出工作机所需功率wP =1000式中 v工作机的转速，1500r/min ；工作机的效率，对于链式传输，一般取=0.94。ww计算出 =2.66kwwP（2）电动机所需的工作功率=30000.8831= 3.6式中工作机要求的电动机输出功率，单位为KWPw工作机所需的输入功率，单位为KW电动机至工作机之间传动装置的总效率。 山西工程技术学院毕业设计说明书22 再由公式计算出链式分级传输机构的总效率a =链带轴齿式中分别是链条、同步带、轴、960990940900齿、轴、带、链齿轮传动的效率最后由式子计算出电动机功率P=WPPk./aw333根据电动机型号，确定电动机的额定功率为4KW。执行机构的转速n一般在100-200r/min。查表选出推荐的传动比范围：带传动2-5；圆柱齿轮减速器传动2-8；故总传动比范围在4-40.电动机转速的可选范围在400-8000r/min之间。因此选择4KW的电机合适。表 1电动机型号表序号电动机型号同步转速/(r/min)额定功率/kW满载转速/(r/min)1Y160M1-875047202Y132M1-6100049603Y112M-41500414404Y112M-2300042890表 2电机主要尺寸参数 中心高外形尺寸地脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸键部位尺寸HLHDABKDEFG112400265190140122860824所以选择电机型号Y112M1-4，额定功率4KW，满载转速1440r/min,同步转速1500r/min。查阅电动机选型表，最终确定电动机的型号为Y112M-4.山西工程技术学院毕业设计说明书233.1.1 功率的选择 在生活中我们所用的机械设备都标明了应配套使用的电动机输出功率，使我们在电动机更换或者是维修起来更加方便。我们在选的时候应该比我们所用的实际功率大一点即可。选择电动机的时候，输出功率不能太小，功率太小的话，电动机就不能传递合适的功率，造成机器运转缓慢。从而使运转电流过大，发生电动机过热烧毁发电机。电动机的功率也不能选择的太高，大功率的电动机可能造价成本就高，而且浪费电能，所以我们只需要选择的功率稍稍大一点就行。3.1.2 转速的选择常见的电动机转速有4种，分别是3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。转速比较高的电动机，和其他转速较低的相比起来，重量较轻，尺寸也比较小。我们选择时候应该尽量让我们所设计的机械转速差不多，一般情况下很少用到3000r/min、750r/min的电动机，除非有特别的要求。一般情况下我们选择1500r/min、1000r/min转速的电动机就足够我们使用。在考虑各个方面是情况下，我们再去确定电动机的转速。因为输送饺子皮质量较轻我们取5000NwF查机械设计课程设计，电动机的同步转速在1500r/min，满载转速在2890r/min。型号额定功率同步转速满载转速质量Y112M-44.01500144043初步设定传动比分配减速器总传动比1440/12=120i =链传动传动比i=3螺旋推杆传动比i=40本设计是一级蜗轮蜗杆减速器的设计，它的传动比之间，查机械设计手 = 1040册传动比选i=40计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速 电动机：=1440r/min轴1：=1440r/min1轴2：=1440/40=120r/min21(2)各轴的输入转矩山西工程技术学院毕业设计说明书24电动机轴：9550=23.85N.m =一轴：887.7 N.m1 =二轴：31721.99 N.m2 =表 3转速输入转矩传动比电动机轴144023.851轴11440887.71轴212031721.9940第四章 蜗杆传动的设计4.1 蜗杆传动的特点及应用4.1.1 蜗轮蜗杆组成；蜗杆、蜗轮（一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件）作用：传递空间交错的两轴之间的运动和动力。应用：用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造工业中。最大传递功率750KW，通常在50KW以下。1、传动比大。单级时i=580，一般为i=1550，分度传动时i可达到1000，结构紧凑。2、传动平稳，噪声小3、自锁性，当蜗杆导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，可实现自锁。4、蜗杆传动效率较低，其齿面间相对滑动速度大，齿面磨损严重。5、蜗轮的造价较高。为降低摩擦，减小磨损提高齿面抗胶合能力，蜗轮常用贵重的铜合金制造 4.2 蜗轮蜗杆常用材料及热处理4.2.1 蜗杆传动的失效形式表 4失效形式失效形式发生的难易程度磨损最常发生山西工程技术学院毕业设计说明书25胶合常发生点蚀易发生疲劳折断偶尔发生4.2.2 蜗轮蜗杆材料的选择由于蜗杆传动啮合摩擦较大，且由于蜗轮滚刀的轮齿尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同，被加工出来的蜗轮齿形难以和蜗杆齿精确共轭，必须跑合才能逐渐理想:因此，材料副的组合必须具有良好的减磨和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮常采用青铜或者铸铁做齿圈，并且可能与淬硬并经磨削的钢制蜗杆相匹配 （1）蜗杆材料蜗杆的材料一般用合金钢或碳钢制成。按热处理的性质可以分为以下几种 1、渗碳钢 2、表面或者整体淬火钢 3、调质钢 4氮化钢（2）蜗轮材料蜗轮轮齿一般用铜合金或者铸铁制成，其强度远远不如钢制蜗杆，且蜗杆螺牙成螺旋状强度较大。因此蜗轮轮齿是蜗杆传动中的薄弱环节。 4.2.3 选择蜗杆传动类型蜗杆传动的类型根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动。一、圆柱蜗杆传动圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。1.普通圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆的齿面(除ZK型蜗杆外)一般是在车床上用直线刀刃的车刀车制的。根据车刀安装位置的不同，所加工出的蜗杆齿面在不同截面中的齿廓曲线也不同。根据不同的齿廓曲线，普通圆柱蜗杆可分为阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）、渐开线蜗杆（ZI蜗杆）、法向直廓蜗杆（ZN蜗杆）和锥面包络蜗杆（ZK蜗杆）等四种。（1）阿基米德蜗杆(ZA蜗杆) ZA蜗杆在垂直于蜗杆轴线平面（即端面）上的齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的平面上的齿廓(即轴向齿廓)为直线，其齿形角a。=。它可在车床上用直线刀刃的单20山西工程技术学院毕业设计说明书26刀(当导程角3时或双刀(当3时)车削加工。安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线。（2）法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)ZN蜗杆的端面齿廓为渐开线，法面齿廓为直线。ZN蜗杆也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工，这种蜗杆磨削起来也比较困难。（3）渐开线蜗杆(Z1蜗杆)ZI蜗杆的端面齿廓为渐开线，所以它相当于一个少齿数(齿数等于蜗杆头数)、大螺旋角的渐开线圆柱斜齿轮。ZI蜗杆可用两把直线刀刃的车刀在车床上车削加工，刀刃顶面应与基圆柱相切，其中一把刀具高于蜗杆轴线，另一把刀具则低于蜗杆轴线，刀具的齿形角应等于蜗杆的基圆柱螺旋角。这种蜗杆可以在专用机床上磨削。（4）锥面包络圆柱蜗杆(ZK蜗杆)这是一种非线性螺旋齿面蜗杆。它不能在车床上加工，只能在铣床上铣制|削。加工时，除工件作螺旋运动外，刀具同时绕其自身的轴线作回转运动。这印轮)回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面这种蜗杆便于磨削，蜗杆的精度较高，应用日浙广泛。2、圆弧圆柱蜗杆(ZC蜗杆) 传动圆弧圆柱蜗杆传动和普适圆柱蜗杆传动相似，只是齿廓形状有所区别。这种蜗杆螺旋面是用刃边为凸圆弧形的刀具切制的，而蜗轮是用范成法制造的。在中间平面(即蜗杆轴线和蜗杆副连心线所在的平面)上，蜗杆的齿廓为凹弧形，而与之相配的蜗轮的齿廓则为凸弧形。所以圆弧圆柱蜗杆传动是一种凹凸弧齿廓相啮合的传动，也是一种线接触的啮合传动。 其主要特点为:效率高，般可达90%以上; 承载能力高，一般可较普通圆柱蜗杆传动高出50% 150%;体积小;质量小;结构紧凑。这种传动已广泛应用到冶金、矿山、化工、建筑、起重等机械设备的减速机构中。二、环面蜗杆传动环面蜗杆传动的特征是，蜗杆体在轴向的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面，所以把这种蜗杆传动称为环面蜗杆传动(参见图11 -2)。在这种传动的啮合带内，蜗轮的节圆位于蜗杆的节孤面上，亦即蜗杆的节弧沿蜗轮的节圆包着蜗轮。在中同平面内，蜗杆和蜗轮都是直线齿席。由于同时相啮合的齿对多，而且轮齿的接触线与蜗杆齿运动的方向近似于垂直，这就大大改善了轮齿受力山西工程技术学院毕业设计说明书27情况和润滑油膜形成的条件，因而承载能力约为阿基米德蜗杆传动的2-4倍，效率一般高达0.85 0.9;但它需要较高的制造和安装精度。除上述环面蜗杆传动外，还有包络环面蜗杆传动。这种蜗杆传动分为一次包络和二次包络(双包)环面蜗杆传动两种。它们的承载能力和效率较上述环面蜗杆传动均有显著的提高。三、锥蜗杆传动锥蜗杆传动也是一种空间交错轴之间的传动， 两轴交错角通常为90。蜗杆是由在节锥上分布的等导程的螺能所形成的，故称为维蜗杆。而蜗轮在外观上就像一个曲线齿锥齿轮，它是用与锥蜗杆相似的锥滚刀在普通滚齿机上加工面成的，故称为锥蜗轮。锥蜗杆传动的特点是:同时楼触的点数较多，重合度大: 传动比范围大(一般为10- 360)承载能力和效率较高:侧隙便于控制和调整:能作离合器使用:可节约有色金面:制造安装简便，工艺性好。但由于结构上的原因，传动具有不对称性，因而正、反转时受力不同，承载能力和效率也不同。以上都是由蜗杆与蜗轮组成滑动副的一此滑动蜗杆传动，由于它们在传动过程中的摩擦磨损严重，因而也研制出了多种滚动蜗杆传动，有滚动体安装于蜗杆上的，也有滚动体安装于蜗轮上的，显然，通过以滚代滑，大大减轻了摩擦磨损，提高了工作效率与使用寿命，也节约了有色金属，但结构较为复杂，主要用于功率不太大或以传递运动为主的场合。四、蜗杆传动类型选择的原则设计锅杆传动时，应根据各种蜗杆传动的特点，考虑传动的要求出发，合理选择蜗杆传动的类型。重载、高速、要求效率高，精度高的重要传动，可选用圆弧圆柱蜗杆(ZC蜗杆)传动或包络环面蜗杆传动要求传动效率高、蜗杆不磨削的大功率传动，可选用环面蜗杆传动。速度高、要求较精密、蜗种头数较多的传动，且要求加工工艺简单，可选用渐开线圆柱蜗杆(ZI蜗杆)传动、锥面包络蜗杆(ZK蜗杆)传动或法向直廓蜗杆(ZN蜗杆)传动。载荷较小、速度较低、精度要求不高或不太重要的传动，要求蜗杆加工简单时，可选用阿基米德圆柱蜗杆(ZA蜗杆)传动。山西工程技术学院毕业设计说明书285）要水目锁的低速、轻载的传动，可选用单头阿基米德圆柱蜗杆(ZA蜗杆)传动。1、根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开式蜗杆（ZI）2、选择材料考虑蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45-55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。3、按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（11-10） 21 2(4802)2(1)确定作用的在蜗轮上转矩2 按=1，估取效率=0.7，则1=9.55621055. 9T22pn610mmi7427774014407 . 041055. 9np6121 (2)确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数=1;由表11-5选取使用系数=1.15;由于转速不高，陆不大，可取动载系数=1.05;则K= =1.15x1 x1.051.21(3) 确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故=160MP21a(4) 确定蜗轮齿数2Z=140=4021 12(5)确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锅磷青钢ZCusn10P1,金属膜铸造，蜗杆螺旋齿面硬度, 45可从表11-7中查的蜗轮的基本许用应力=268MPa。应力循环次数7h21059. 21200040144060jn60LN山西工程技术学院毕业设计说明书29寿命系数=0.8877781059. 210HNK则a7 .237268887. 0MPKHHNH(6)计算值21 321282.22847 .2374048074277721. 1mmdm因=1，故从表11-2中取模数m=6.3mm，蜗杆分度圆直径=63mm114.2.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸（1）中心距a=(d1+d2)/2=63+8=191.5mm 40 2（2）蜗杆名称符号数值轴向齿距19.782mm直径系数q10齿顶圆直径175.6mm齿根圆直径147.25mm分度圆导程角42385蜗杆轴向齿厚9.891mm（3）蜗轮蜗轮分度圆直径mm252403 . 6mz22d蜗轮喉圆直径mm6 .2643 . 62252ha2222add蜗轮齿根圆直径mmhfd88.2363 . 62 . 122522222fd蜗轮咽喉母圆直径mmadrag2 .592215 .19121224.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度 FFFYYKT2a212mdd53. 1当量齿数 42.42cos40cosz3322vZ根据 42.42 ，从图11-17中可查的齿形系数v2Z38. 22aFY山西工程技术学院毕业设计说明书30螺旋角系数9192. 01401Y许用弯曲应力 FNFFK从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力寿命系数644. 0FNK pa086.38MF pa298.18MF弯曲强度是满足的。4.2.6 验算效率 vtantan0.9695. 0）（已知54238；有关。与相对滑动速度svv;arctanvvff从表11-18中用插值法查得、 ；代入式中得效率=086 0204. 0fv1687. 1v，大于原估计值。因此不用重算。4.2.7 精度等级公和表面和精度的确定考虑所设计的解杆传动是动力传动，从CR/T 0099 1988 因柱蜗杆.蜗轮精度中选择8级精度”侧隙种类为f，标注为8f GB/T 10089- 1988。 然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗精度.4.2.8 蜗杆传动的热平衡核算蜗杆传动的效率低，工作时发热量大。在闭式传动中，产生的热不能及时散尽，将因油热不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦，甚至发生胶合。必须进行热平衡计算，以保证稳处于规定的范围内。第五章 链传动的设计计算5.1 链传动的特点、类型及应用链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，山西工程技术学院毕业设计说明书31工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。链传动是由小链轮1、大链轮2和与之相啮合的链条3组成。因链条是刚性挠性件，所以他是具有中间挠性件的啮合传动，该传动在机械中应用较广。如图3.1所示。图 1链传动链传动主要的工作特点是：平均传动比准确，没有弹性滑动；可以在恶劣以及复杂的情况下进行工作；中心距大，可以远距离传输动力；结构小，没有出拉力。在当前社会链传动已经被普遍的利用在农业机械里。目前链传动所能传递的功率可达3700kw，常用于90kw以下，而我们本次设计中所用的功率也足够使用；链速可达到25-35m/s，常用在14m/s以下；传动比最大可达到15，一般在小于6，常用2-2.5为最佳。查表我们选择08A型号的链条。图 2滚子链规格和主要参数山西工程技术学院毕业设计说明书32链条长度以链节数来表示。链节数最好取为偶数，以便链条联成环形时正好是外链板与内链板相接，接头处可用弹簧夹或开口销锁紧。若链节数为奇数时，则需采用过渡链节。在链条受拉时，过渡链节还要承受附加的弯曲载荷，通常应避免采用。齿形链由许多冲压而成的齿形链板用铰链联接而成，为避免啮合时掉链，链条应有导向板(分为内导式和外导式)。齿形链板的两侧是直边，工作时链板侧边与链轮齿廓相啮合。铰链可做成滑动副或滚动副，滚柱式可减少摩擦和磨损，效果较轴瓦式好。与滚子链相比，齿形链运转平稳、噪声小、承受冲击载荷的能力高；但结构复杂、价格较贵、也较重，所以它的应用没有滚子链那样广泛。齿形链多用于高速(链速可达40m/s)或运动精度要求较高的传动。国家标准仅规定了滚子链链轮齿槽的齿面圆弧半径 、齿沟圆弧半径 和齿沟角 的最大和最小值(详见GB1244-85)。各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间。这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性。但齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述要求的端面齿形曲线有多种。5.1.1 链轮的设计链轮我们应该设计的相对简单一点，能够保证链条能够顺利工作即可，对形状也不用过分的要求。我们根据公式计算出链轮的分度圆直径d。分度圆直径 mm.z180sinpd15977图 3滚子链链轮山西工程技术学院毕业设计说明书335.1.2 链条的主要参数选择目前，滚子链应用最广，因此我们在此设计中也使用单排滚子链。由内链板4、外链板5、销轴3、套筒2和滚子1组成。内链板与套筒、外链板与销轴之间为过盈配合。链工作时，应联接成环形，将偶数节使用连接链节链接起来。d2d1ph2b112345图 4单排滚子链结构主要参数有以下几点：1.传动比因为我们选用的是单排链，所以链传动的传动比i一般不会超过3，,假如传动比过于大，链条包在小链轮上的包角过于小。啮合的齿数太小，这样的话将加快齿轮的磨损，严重时候回造成跳齿脱链破坏正常啮合。所以我们把传动比可以确定i=2。链轮齿数链轮齿数不宜过多，也不宜过少。过多时容易增加传动的不均匀性和动载荷；增加链节间的相对转角，反而会增大功率的消耗，一般链轮齿数最大为150，这是为了防止过早脱链。链轮齿数过多时，会缩短链条的使用寿命。在选取链轮齿数时，还应该考虑到均匀磨损的问题，为了使小链轮的轮齿受力均匀。链轮的齿数一般都有：17,19,21,23,25,38，57,76,95,114。链速链速越高动载荷也越大，所以我们将链速设置在不超过12m/s。我们选用链速在0.6-3之间的数值都是可以的。我们已经得出的基本参数，我们可以准确的求出链速。根据山西工程技术学院毕业设计说明书34 (3.4）mm.Zsinpd1195771801 （3.5）473791801.Z得到： （3.6）19473791801.Z平均链速 (3.7)m/s.60000pznv111036由于我们传输的是饺子皮，饺子皮质量比较轻，所需要的传递功率也小，因此我们此处选用链速v6m/s的低速链传动就行。然后查的表4-1，用以下公式进行校核。（3.8）式子中：Q链条的最小破断载荷，N，由表4-1中选择；链条静强度安全系数许用值，取=4-8。 S S1.选择链轮齿数链速 6.03m/s,根据表916，选取小链轮的齿数为=23，则大链轮的齿数v1z2z32369。1iz2.初定中心距链的中心距一般初取=（3050），故取=40。0ap0ap3.确定链节数pL01222PazzLp212)2(zz 0pa23692pp40226923()2pp40127.3节圆整取128节。pLpL4.确定链节距由表917得1.0，估计链的失效为链板疲劳（即工作点落在额定功率曲线顶AK点的左侧），由表918得1.23，链长系数1.07。采用ZK1.08119zLK0.26p100L stFKQSA山西工程技术学院毕业设计说明书35单排链，由表919得1.0。则链条所需传递的额定功率为PK7.6kW。A0ZLPK PPK K K1.0 101.23 1.07 1.0根据7.6kW及小链轮的转速960r/min，查图924，选用10A的滚子链，其0P1n链节距15.875mm。链传动的工作点落在额定功率曲线顶点的左侧，与原假定相符p合。5.验算链速v6.03m/sv10006011pnz23 15.875 96060 1000与原假设相符。6.计算中心距根据式（946）得：2212122184222PPpzzzzzzaLL2215.87523692369692312812884222640.3 mm取641mma中心距减小量 (0.0020.004)aa(0.0020.004)6411.32.6 mm实际中心距： aaa641（1.32.6）mm638.4639.7 mm取639 mma7.润滑方式根据链速 5.8m/s和链节距15.875mm，按图925选择油浴润滑或飞溅润滑vp方法。8.作用在轴上的压力山西工程技术学院毕业设计说明书36圆周的有效拉力 1724 Nt1 000PFv1 000 105.8根据式（947），作用在轴上的压力(1.151.3)QFtF取1.21.217242070 N。QFtF一、链的使用寿命在很大程度上取决于链的材料及热处理方法。因此，组成链的所有元件均需经过热处理，以提高其强度、耐磨性和耐冲击性。1、链传动的布置链传动布置时，链轮必须位于铅垂面内，两链轮共面。中心线可以水平，也可以倾斜，但尽量不要处于铅垂位置。一般紧边在上，松边在下，以免在上的松边下垂量过大而阻碍链轮的顺利运转。2、链传动的张紧链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当中心线与水平线的夹角大于60时，通常设有张紧装置。张紧的方法有 ：当中心距可调时，可通过调节中心距来控制张紧程度；当中心距不可调时，可设置张紧轮，或在链条磨损变长后从中去掉一、二个链节，以恢复原来的张紧程度。张紧轮可以是链轮，也可以是滚轮。张紧轮的直径应与小链轮的直径相近。张紧轮有自动张紧和定期张紧，前者多用弹簧、吊重等自动张紧装置，后者可用螺旋、偏心等调整装置，另外还可用压板和托板张紧。3、链传动的润滑链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更是如此。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条使用寿命。润滑油推荐采用粘度等级为32、46、68的全损耗系统用油。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入Mo、W等添加剂。对于22不便使用润滑油的场合，允许使用润滑脂，但应定期清洗和更换润滑脂。4、链传动的防护为了防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件而受到伤害，应该用防护罩将其封闭。防护罩还可以将链传动与灰尘隔离，以维持正常的润滑状态。二、链传动的工作情况的分析山西工程技术学院毕业设计说明书371、链传动的运动特性因为链传动是啮合传动，链条与链轮之间没有相对滑动，所以平均链速和平均传动比都是常数。但是仔细考察铰链链节随同链轮转动的过程就会发现，链传动的瞬时传动比和链速并非常数。2、链传动的动载荷链传动在工作过程中，链速和从动链轮的转速都是变化的，因而会引起变化的惯性力及相应的动载荷。链速变化引起的惯性力为1= 式中：m 紧边链条的质量，kg； 链条变速运动的加速度，m/。2如果视主动链轮匀速转动，则sincos21111RRddddvattxc当时，z18021 2180sin180sin112111211maxpzRzRac从动链轮因角加速度引起的惯性力为dtdRFd222J式中；J从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量，kg；2m 从动链轮的角速度，rad/s。2链轮的转速越高，节距越大、齿数越少，则惯性力就越大，相应的动载荷也就越大。同时，链条沿垂直方向也在作变速运动，也会产生一定的动载荷。此外，链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和振动。如图9-8所示，当链节与链轮轮齿接触的瞬间，因链节的运动速度和链轮轮齿的运动速度在大小和方向上的差别，从而产生冲击和附加的动载荷。显然，节距越大，链轮的转速越高，则冲击越严重。3、链传动的受力分析链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力。张紧力是通过使链条保持适当的垂度所产生的悬垂拉力来获得的。链传动张紧的目的主是使松边不致过松，以免出现山西工程技术学院毕业设计说明书38链条的不正常啮合、跳齿或脱链。因为链传动为啮合传动，所以与带传动相比，链传动所需的张紧力要小得多。链传动在工作时， 存在紧边拉力和松边拉力。 如果不计传动中的动载荷，则紧边拉力和松边拉力分别为 fefceFFFFFFF21式中 有效圆周力， N;eF离心力引起的拉力， NcF悬垂拉力fF有效圆周力为 vpFe1000式中；p传递的功率，KW； v链速，m/s。离心力引起的拉力为2cqvF 第六章 其他附件设计6.1 轴的设计6.1.1 轴的材料轴是组成机械的重要零件之一，它主要功用是支撑做回转运动的零件，我们常见的轴有直轴和曲轴，在此设计中我们只用到直轴。我们常用的轴的材料一般有碳素钢和合金钢。轴的材料选择，主要根据轴的工作条件并考虑制造工艺等因素确定。轴的失效形式有很多，因此轴的材料应具有高强度及其刚度，对应力集中的敏感性地，与此同时还要考虑材料的来源、工艺性以及加工性等。轴常用材料及主要力学性能转轴:支承传动机件又传递转矩，既同时承受弯矩和扭矩的作用。心轴:只支承旋转机件而不传递转矩，既承受弯矩作用。(转动心轴:工作时转动;固定心轴:工作时轴不转动);传动轴:主要传递转矩，既主要承受扭矩，不承受或承受较小的弯矩。花键轴、空心轴:为保持尺寸稳定性和减少热处理变形可选用铬钢;山西工程技术学院毕业设计说明书39轴常用材料是优质碳素结构钢，如35、45和50，其中45号钢最为常用。不太重要及受载较小的轴可用Q235、Q275等普通碳素结构钢;受力较大，轴尺寸受限制，可用合金结构钢。受载荷大的轴一般用调质钢。调质钢调质处理后得到的是索氏体组织，它比正火或退火所得到的铁素体混合组织，具有更好的综合力学性能，有更高的强度，较高的冲击韧度，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度。调质钢: 35、45、40Cr、45Mn2、40MnB、 35CrMo、30CrMnSi、 40CrNiMo;大截面非常重要的轴可选用铬镍钢;高温或腐蚀条件下工作的轴可选用耐热钢或不锈钢;在一般工作温度下，合金结构钢的弹性模量与碳素结构钢相近，为了提高轴的刚度而选用合金结构钢是不合适的。6.1.2 轴的设计与校核计算轴强度，轴的直径大小不同所承受的强度也不一样，所以我们先要计算轴的直径，然后的就是计算扭转强度。当轴的工作受力很小的时候，链式红枣分级传输机构的相对弯曲力矩小，所以可以忽略不计。扭转强度条件为： TTTTWWnPT3109550式3.1中 轴的扭转切应力，M；TpaT轴所受的扭矩，N.mm ；轴的抗扭截面模量，m；WT3mn轴的转速，r/min ；p轴所传递的功率，kw ；轴材料的许用扭转剪切应力，M 。 Tpa对于实心圆轴来说，代入式（31），轴的直径为：332 . 016ddWT mmnpAnpdT30331095505c为取决于轴材料的许用扭转切应力的系数，查机机械设计8.2“常用轴的 T山西工程技术学院毕业设计说明书40材料的和值”，可得45钢的为，值为。 T0A T40300A107118在这里，取值为代入式子（3.2） 得：d 0A1163116np。其中等于，n等于。pKW69. 0min750r所以，。mmd28.1175069.01163由于轴上的开键槽和螺纹切削的考虑，尽可能的轴的设计更合适的规格，轴的直径选择大一些，所以直径选为。mm126.1.3 轴的结构尺寸初步确定1.轴各段直径确定（1）计算最小轴段直径。由前小节计算可知：d1=12mm 。（2）为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴直径d2=16mm。查手册85页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取d2=16mm。（3）设计轴段，选轴承6205:。d3=20mm3d130,25,84aDBd（4）设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取d4=25mm4d（5）设计另一端轴颈，取d3=d7=26mm，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠7d齿轮齿根处定位。（6）轮装拆方便，设计轴头，取，查手册9页表1-16取d6=18mm。6d67dd（7）设计轴环及宽度b使齿轮轴向定位，故取d5=18mm,5d2、确定各轴段长度。L1=m+B+K=100mm因为,225425 1019mLBmm 所以L2=m+e+L+5=96mm； 轴头长度因为此段要比此轮孔的长度短6231253122hll:23:332338lB :其它各轴段长度由结构决定。山西工程技术学院毕业设计说明书416.1.4 键的选择与强度校核键主要用于轴和带轴毂零件，为了周向固定传递转矩的轴毂联接。有些键可以用来轴向固定轴上的零件。着这里我们选用普通平键就可以，这种键联接具有结构简单，对中性好，拆装方便等各方面优点，所以应用广泛。但是这种键联接对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。查机械设计课程设计表8-38，普通平的形式和尺寸（GB/T 1095-2003、GB/T 1096-2003）选用5乘5的键联接就可以。对于平键联接，如果忽略摩擦，则当联接传递转矩时键轴一体，如图5所示。图 5 键连接可能失效形式有：较弱零件（通常为毂）的工作面被压溃或磨损和键的剪切断等。键标准考虑了联接中各零件的强度，按照等强度设计的观念，视毂材料的不同，规定键在轴和毂中的高度不同，但一般来说常常按照毂的强度计算。用以下公式进行键的校核设载荷均匀分布，平键链接的挤压强度条件 apdhlTdklTpMP42对于导向平键、滑键组成的动链接，计算是依据磨损，应限制压强，即 pdhlT4p式子中d轴的直径，mm；K键与毂槽的接触高度，mm；h键的高度（h=2k），mm；l键的工作长度，mm；T转矩，；mmNp许用挤压应力MPa山西工程技术学院毕业设计说明书42表 5键连接的许用挤压应力和许用压强Mpa在键联接的组成零件（轴、键、轮毂）中，轮毂材料较弱。若强度不够时，可采用两个键按180布置。考虑到载荷分布的不均匀性，在强度校核中可按1.5个键计算。联结的工作方式联结中较弱零件的材料静载荷轻微冲击载荷冲击载荷钢1251501001206090静联结铁708050603045山西工程技术学院毕业设计说明书43第七章 三维模型的建立7.1 三维建模目前物体的建模方法，大体有3种：第一种方式是利用三维软件建模；第二种方式是通过仪器设备测量建模；第三种方式利用图像或者视频来建模。1、三维软件建模目前，在市场上可以看到许多优秀建模软件，比较知名的有3DMAX, Softlmage, Maya,UG以及AutoCAD等等。它们的共同特点是利用一些基本的几何元素，如立方体、球体等，通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸以及布尔运算等来构建复杂的几何场景。利用建模构建三维模型主要包括几何建模(Geometric Modeling)、行为建模(KinematicModeling)、物理建模(Physical Modeling)、对象特性建模(Object Behavion以及模型切分(Model Segmentation)等。其中，几何建模的创建与描述，是虚拟场景造型的重点。2、利用仪器设备建模三维扫描仪(3 Dimensional Scannen又称为共维数字化仪3 Dimensional Digilizer)。它是重要工具之一。它能快速方便的将真实世界的立体彩色信息转换为计算机能直接处理的数字信段。它与传统的平面扫描仪、摄像机导图形采集彩相比有很大不同:首先，其扫描对象不是平通过扫描，可以获得物体表面每个来样点的三维空司坐标，彩色扫描还可以获得每个采样点的物体内部的结构数据。而摄像机只能拍摄物体的某个侧面，且会丢失大里的深度信息。最后含物体表面每个采样点的三维在间坐标和色彩的数字模型文件。这可以直接用于CAD或三维动通在这里输入你要搜索的内容3、根据图像或视频建模基于图像的建模和绘制lmageBasedModelingandRendering.IBMR)是当前计算扭图形学界一个极其活跃的研究领域。同传统的基于几何的建模和绘制相比、IBMR技术具有许多独特的优点。基于图像的建模和绘制技术给我们提供了获得照片真实感的一种最自然的方式，采用BMR技术，建模变得更快、电方便，可以禁得很高的绘制速度和高营的真实展。IBMR的最新研究进展已经取得了许多丰硕的成果，并有可能从根本上改变我们对计算机图形学的认识和理治。由于图像本身包含看丰富的场景信息，自然容易从图像获得照片般逼真的场景模型。基于图像的建设的主要目的是由2维图像既复果山西工程技术学院毕业设计说明书44物的三维几何结构，由二维图像恢复果物的三维形体原先属于计算机图形学和计算机视觉方面的内容。由于它的广阔应用前景，如今计算机图形学和讲算机视觉方面的研究人员都对这一领域究满兴趣，与接统的利用建模软件或者三维扫描仪得到立体模型的方茶于国诊温模法相比基于图像建模的方法成本限廉真实感强，自动化程度高，因而具有广泛的应用前景。7.2 和面机构三维模型和面机构三维模型如图6所示。图 6和面机构三维模型7.3 压面机构三维模型压面机构三维模型如图7所示。山西工程技术学院毕业设计说明书45图 7压面机构三维模型7.4 擀皮机构三维模型擀皮机构三维模型如图8所示。图 8擀皮机构三维模型7.5 回收机构三维模型面皮回收机构三维模型如图9所示。山西工程技术学院毕业设计说明书46图 9面皮回收机构三维模型7.6 制皮机三维模型制皮机三维模型如图10（a）、（b）所示。（a）（a） （b）图 10制皮机三维模型山西工程技术学院毕业设计说明书47附录总结在本次制皮机设计中，对制皮机的各个步骤方案进行了相关设计，在传动系统的选择中选了齿轮传动，比其他的传动有更大的优势；然后就是对各个参数的计算，键强度的计算，每个参数都需要计算准确，确保机械的稳定性；电动机的选择，要有强劲的动力；轴承座和机架也设计的合理。使制皮机各个机构的设计尽可能最好，也实现了操作简单，造价便宜的特点。此次毕业论文的设计，主要运用到了机械设计中的知识，不过也在图书馆、互联网上查阅了许多新鲜的资料，这对写论文起来很大的作用。学到了很多其它新的常识，包括在机械制皮方面有更深入的理解和认识，因为知道了制皮机的工作流程。通过对这个周边行业的走访了解，也对这个行业的发展充满了期待，希望在以后的发展会更好。这次的毕业设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务，更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所付出的艰辛，更重要的是背负恶劣的天气所付出的决心与毅力! 也许自己太过于执着,从设计开始就落在大家的后面。不过还好，很快就将基本的数据设计与整理出来，不至于远离大家的进度。有些结构设计上还是不太明白为什么要那样设计。看来自己学的东西太少了！ 感觉设计对我们这些刚刚入门（或者在某种意义上来说还是门外汉）就是按照条条款款依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺没有劲的。反正按照步骤一定可以完成设计任务，其实不然。设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。就拿电动机型号选择来说，可以分别比较几种型号电动机总传动比，以结构紧凑为依据来选择；也可以考虑性价比来选择。前者是结构选择，后者确实经济价格选择。而摆在我们面前的却是两条路，如何将两者最优化选择才是值得我们好好深思的。 通过这次的设计，感慨颇多，收获颇多。更多的是从中学到很多东西，包括书本知识山西工程技术学院毕业设计说明书48以及个人素质与品格方面。感谢老师的辛勤指导，也希望老师对于我的设计提出意见山西工程技术学院毕业设计说明书49参考文献1 朱理,机械原理M.北京:高等教育出版社,2004.2 侯书林,朱海,机械制造基础M.北京:北京大学出版社,2006. 3 刘鸿文,材料力学M.北京:高等教育出版社,2004.4 钟毅芳,吴昌林,唐增宝,机械设计M.武汉:华中科技大学出版社,2001.5 张裕中,食品加工技术装备M.北京:中国轻工业出版社,2007.6 机械设计手册编委会,机械设计手册M.北京:机械工业出版社,2004.7 孙玉芹,孟兆新,机械精度设计基础M.北京:科学出版社,2003.8 朱辉,曹桄,唐保宁,陈大复等,画法几何及工程制图M.上海:上海科学技术出版社,2003.9 王太辰,宝钢减速器手册M.北京:机械工业出版社,1995.10Homer D Eckhardt,Kinematic design of machines and mechanisms.M.北京:机械工业出版社,2016.11Gleason Works,Beleve&Hypoid Gear Design Handbook,200112Shigley J E.Mechanical Engineering Design,New York:McGraw-Hill,201413陈育仪.MS7E5型自动包馅机的设计与计算 J.包装与食品机械,1987,04: 1005-1295. 14 潘炳义.冯丙千.包子机的研制J.安徽科技,1994,12: 1007-7855.15 朱桓才,李渭江.包馅机成型盘仿形法加工 J.食品与机械,1987,04: 1003-5788.16 贝加.包馅制品的皮与馅 J.四川烹饪,1997,04: 1004-2083.17 陈航.包馅方式的合理化和复合方式 J.食品科学,1980,06: 1002-6630.18 周修宗. 陆鑫隆. 回转状食品滚切成型原理和型模设计 J.机械设计与研究,1994,03: 311382TH.19吕志昆,张立,王艳秋.新型饺子机的设计，200220刘梅英,邹其其.基于ProE的饺子机的设计，201121马瑞.包饺子机的可靠性设计与参数估计，199422李彦蓉 饺子成形机的研究与设计 农机化研究,200823黄余森. 自动化饺子成型机的结构设计及关键技术研究 24Guan Zhongfan and Li Changwei Study on Eiectrohydraulic Di Control Variable 山西工程技术学院毕业设计说明书50Piston PumpJ ICFP， March 20，2014.25 Steven Ashley Quiet Axial Piston Pumps Mechanical EngineeringJ New York： Apr2013.26 Joseph P MQuinoline， quinazoline and acridoneakaloidsJNatural Products Report， 2016.27闰庚力 ,季宏生. 饺子成形模的三维造形A 中国西部农产品加工及产业化发展战略研讨会， 2001山西工程技术学院毕业设计说明书51外文资料English Data of ReducerReducer is a dynamic communication agencies, the use of gear speed converters, motor rotational speed reducer to the Rotary to be few, and have greater torque institutions. General helical gear reducer has reducer (including parallel shaft helical gear reducer, a worm reducer, bevel gear reducer, etc.), planetary gear reducer, Cycloid reducer, a worm reducer, a planetary friction CVT mechanical machines. The important position of the wheel gear and shaft cant falter in the design of he passing to process to make them can is divided into many model numbers , using for many situations respectively .So we must be the multilayer to the understanding of the wheel gear and shaft in reducer. In the force analysis of spur gears, the forces are assumed to act in a single plane. We shall study gears in which the forces have three dimensions. The reason for this, in the case of helical gears, is that the teeth are not parallel to the axis of rotation. And in the case of bevel gears, the rotational axes are not parallel to each other. There are also other reasons, as we shall learn. Helical gears are used to transmit motion between parallel shafts. The helix angle is the same on each gear, but one gear must have a right-hand helix and the other a left-hand helix. The shape of the tooth is an involutes helicoids. If a piece of paper cut in the shape of a parallelogram is wrapped around a cylinder, the angular edge of the paper becomes a helix. If we unwind this paper, each point on the angular edge generates an involutes curve. The surface obtained when every point on the edge generates an involutes is called an involutes helicoids.The initial contact of spur-gear teeth is a line extending all the way across the face of the tooth. The initial contact of helical gear teeth is a point, which changes into a line as the teeth come into more engagement. In spur gears the line of contact is parallel to the axis of the rotation; in helical gears, the line is diagonal across the face of the tooth. It is this gradual of the teeth and the smooth transfer of load from one tooth to another, which give helical gears the ability to transmit heavy loads at high speeds. Helical gears subject the shaft bearings to both radial and thrust loads. When the thrust loads become high or are objectionable for other reasons, it may be desirable to use double helical gears. A double helical gear (herringbone) is equivalent to two helical gears of opposite hand, mounted side by side on the same shaft.They develop opposite thrust reactions and山西工程技术学院毕业设计说明书52 thus cancel out the thrust load. When two or more single helical gears are mounted on the same shaft, the hand of the gears should be selected so as to produce the minimum thrust load. When either the lateral or the tensional deflection of a shaft must be held to close limits, the shaft must be sized on the basis of deflection before analyzing the stresses. The reason for this is that, if the shaft is made stiff enough so that the deflection is not too large, it is probable that the resulting stresses will be safe. But by no means should the designer assume that they are safe,it is almost always necessary to calculate them so that he knows they are within acceptable limits. Whenever possible, the power-transmission elements,such as gears or pullets, should be located close to the supporting bearings, This reduces the bending moment, and hence the deflection and bending stress.Although the von Mises-Hencky-Goodman method is difficult to use in design of shaft, it probably comes closest to predicting actual failure. Thus it is a good way of checking ashaft that has already been designed or of discovering why a particular shaft has failed in service. Furthermore, there are a considerable number of shaft-design problems in which the dimension are pretty well limited by other considerations, such as rigidity, and it is only necessary for the designer to discover something about the fillet sizes, heat-treatment, and surface finish and whether or not shot preening is necessary in order to achieve the required life and reliability. Because of the similarity of their functions, clutches and brakes are treated together. In a simplified dynamic representation of a friction clutch, or brake, two inertias I1 and I2 traveling at the respective angular velocities W1 and W2, one of which may be zero in the case of brake, are to be brought to the same speed by engaging the clutch or brake. Slippage occurs because the two elements are running at different speeds and energy is dissipated during actuation, resulting in a temperature rise. In analyzing the performance of these devices we shall be interested in the actuating force, the torque transmitted, the energy loss and the temperature rise. The torque transmitted is related to the actuating force, the coefficient of friction, and the geometry of the clutch or brake. This is problem in static, which will have to be studied separately for earth geometric configuration. However, temperature rise is related to energy loss and can be studied without regard to the type of brake or clutch because the geometry of interest is the heat-dissipating surfaces. The various types of clutches and brakes may be classified as fellows. 山西工程技术学院毕业设计说明书531. Rim type with internally expanding shoes 2. Rim type with externally contracting shoes 3. Band type 4. Disk or axial type 5. Cone type 6. Miscellaneous typeThe analysis of all type of friction clutches and brakes use the same general procedure. The following step are necessary:1. Assume or determine the distribution of pressure on the frictional surfaces. 2. Find a relation between the maximum pressure and the pressure at any point.3. Apply the condition of statically equilibrium to find (a) the actuating force, (b) the torque, and (c) the support reactions.Miscellaneous clutches include several types, such as the positive-contact clutches, overload-release clutches, overrunning clutches, magnetic fluid clutches, and others. A positive-contact clutch consists of a shift lever and two jaws. The greatest differences between the various types of positive clutches are concerned with the design of the jaws. To provide alonger period of time for shift action during engagement, the jaws may be ratchet-shaped, or gear-tooth-shaped. Sometimes a great many teeth or jaws are used, and they may be cut either circumferentially, so that they engage by cylindrical mating, or on the faces of the mating elements.Although positive clutches are not used to the extent of the frictional-contact type, they do have important applications where synchronous operation is required.Devices such as linear drives or motor-operated screw drivers must run to definite limit and then come to a stop. An overload-release type of clutch is required for these applications. These clutches are usually spring-loaded so as to release at a predetermined toque. The clicking sound which is heard when the overload point is reached is considered to be a desirable signal. An overrunning clutch or coupling permits the driven member of a machine to “freewheel” or “overrun” because the driver is stopped or because another source of power increase the speed of the driven. This type of clutch usually uses rollers or balls mounted between an outer sieve and an inner member having flats machined around the periphery. Driving action is obtained by wedging the rollers between the sleeve and the flats. The clutch is obtained by wedgi山西工程技术学院毕业设计说明书54ng the rollers between the sleeve and the flats. The clutch is therefore equivalent to a pawl and ratchet with an infinite number of teeth. Magnetic fluid clutch or brake is a relatively new development which has two parallel magnetic plates. Between these plates is a lubricated magnetic powder mixture. An electromagnetic coil is inserted somewhere in the magnetic circuit. By varying the excitation to this coil, the shearing strength of the magnetic fluid mixture may be accurately controlled. Thus any condition from a full slip to a frozen lockup may be obtained .Most of the domestic reducers are geared and worm geared, but there are generally problems of low power-to-weight ratio or high transmission ratio and low mechanical efficiency. In addition, there are many weaknesses in material quality and process level, especially in the large reducer, which has a short service life. Large reducers (more than 500 kw) used in China are mostly imported from abroad (such as Denmark, Germany, etc.). Since 1960s, reducers such as small tooth difference drive, cycloidal pinwheel drive and harmonic drive have the advantages of large transmission ratio, small volume and high mechanical efficiency. However, due to the limitation of its transmission theory, it can not transmit excessive power, which is generally less than 40 kw. Because there is no breakthrough in transmission theory, technology level and material quality, the basic requirements of high transmission power, large transmission ratio, small size, light weight and high mechanical efficiency can not be fundamentally solved. In the early 1990s, three-ring (gear) reducer appeared in China, which is a kind of external translational gear transmission reducer. It can achieve a larger transmission ratio and transfer load capacity. Its volume and weight are lighter than fixed-axle gear reducer, and its structure is simple and its efficiency is high. Because of the three-axis parallel structure of the reducer, the power/volume (or weight) ratio is still small. Moreover, the input shaft and the output shaft are not on the same axis, which is inconvenient in use. The internal translational gear reducer developed by Beijing University of Technology not only has the advantages of three-ring reducer, but also has the advantages of high power/weight (or volume) ratio and the same axis of input shaft and output shaft, which is in the leading position in China. In China, a few universities and factories and mining enterprises have done some research work on some principles of translational gear transmission, published some research papers, and carried out some work in the use of cycloidal gears as translational reducers. Brief introduction of the working principle of the translational gear reducer. The translational gear reducer refers to a pair of gears, in which one gear moves in plane parallel 山西工程技术学院毕业设计说明书55under the drive of the translational generator, and drives another gear to rotate in a fixed axis through meshing between the tooth profiles, thus realizing the function of the deceleration drive. The translational generator can adopt parallelogram mechanism, sine mechanism or cross slider mechanism. Parallel quadrilateral mechanism is used as translational generator. The translational generator can be a virtual parallelogram mechanism or a solid parallelogram mechanism. The translational gear mechanism with practical value is internal meshing gear mechanism, so it can be divided into internal gear translational motion and external gear translational motion. External translation gear reducer mechanism, the internal gear of which is translational motion, drives the external gear and reduces the rotation output. This mechanism is also called three-ring (gear) reducer. Because the internal gear is translational and the center of the two cranks is located outside the gear ring of the internal gear, the size of the internal gear is not compact enough to solve the problem of large volume. The internal translational gear reduces speed, and the external gear moves in a translational motion, which drives the internal gear to reduce speed and rotate output. Because of the translation of the external gear, the center of the two cranks can be set inside the gear ring of the external gear, which greatly reduces the overall size of the mechanism. Because of its high transmission efficiency, small size and coaxial line of input and output, the internal translational gear mechanism has wide application prospects.山西工程技术学院毕业设计说明书56中文译文减速器资料减速器是A动态通讯机构，使用齿轮速度转换器，电机旋转速度减速器到旋转到很少，和具有更大扭矩机构，一般螺旋齿轮减速
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