機(jī)械畢業(yè)資料-小型絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)【小型家用電動(dòng)絞肉機(jī)】

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The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer augerThis paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.Key words: meat chopper;reame;processing;required. III目目 錄錄摘要.IAbstrac.II1 緒論. 12 結(jié)構(gòu)及工作原理. 2 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu). 3 2.1.1 送料機(jī)構(gòu). 5 2.1.2 切割機(jī)構(gòu). 6 2.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu). 7 2.2 絞肉機(jī)的工作原理. 93 螺旋供料器的設(shè)計(jì). 10 3.1 絞籠的設(shè)計(jì). 11 3.1.1 絞籠的材料. 11 3.1.2 螺旋直徑. 11 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速. 11 3.1.4 螺旋節(jié)距. 11 3.2 絞筒的設(shè)計(jì). 124 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 13 4.1 電機(jī)的選擇. 13 4.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì). 14 4.2.1 設(shè)計(jì)功率. 14 4.2.2 選定帶型. 14 4.2.3 傳動(dòng)比. 14 4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑. 15 4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑. 15 4.2.6 帶速驗(yàn)算. 15 IV 4.2.7 初定軸間距. 15 4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度. 16 4.2.9 實(shí)際軸間距. 17 4.2.10 小帶輪包角.18 4.2.11 單根 V 帶的基本額定功率. 19 4.2.12 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量. 201i 4.2.13 V 帶的根數(shù). 20 4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力. 20 4.2.15 作用在軸上的力. 20 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸. 22 4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì). 22 4.3.1 選擇材料，確定和及精度等級. 22limHlimF 4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì). 22 4.3.2.1 確定中心距. 23 4.3.2.2 確定模數(shù). 23 4.3.2.3 確定齒數(shù). 23 4.3.2.4 計(jì)算主要的幾何尺寸. 23 4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度. 24 4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度. 24 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算. 25 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號. 25 4.3.5.2 確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值. 26 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值. 26 4.3.5.4 確定齒坯的精度. 26 4.4 軸的設(shè)計(jì). 26 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算. 265 絞刀的設(shè)計(jì). 275.1 絞刀的設(shè)計(jì). 27 V 5.1.1 刀刃的起訖位置. 29 5.1.2 刀刃的前角. 30 5.1.3 刀刃的后角. 30 5.1.4 刀刃的刃傾角. 31 5.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度. 31 5.1.6 絞刀片的結(jié)構(gòu). 316 生產(chǎn)能力分析. 31 6.1 絞刀的切割能力. 31 6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力. 32 6.3 功率消耗. 33總結(jié). 34致謝. 35參考文獻(xiàn). 36 11 緒論隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民對食品工業(yè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代食品已朝著營養(yǎng)、綠色、方便、功能食品的方向發(fā)展，且功能食品將成為新世紀(jì)的主流食品。食品工業(yè)也成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，作為裝備食品工業(yè)的食品機(jī)械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，在很大程度上依賴于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水，離開現(xiàn)代儀器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起。食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備和工藝共同發(fā)展的結(jié)果，應(yīng)使設(shè)備和工藝達(dá)到最佳配合，以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進(jìn)工藝的改進(jìn)和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進(jìn)一部促進(jìn)設(shè)備的發(fā)展和完善。兩者互相促進(jìn)、互相完善，是使整個(gè)食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)的必要條件。在肉類加工的過程中，切碎、斬拌攪拌工序的機(jī)械化程度最高，其中絞肉機(jī)、斬拌機(jī)、攪拌機(jī)是最基本的加工主械.幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設(shè)備。國內(nèi)一些大型肉類加工廠先后從西德、丹麥、瑞士、日本等引進(jìn)了先進(jìn)的加工設(shè)備，但其價(jià)格十分昂貴。目前中、小型肉類加工企業(yè)所使用的大部分設(shè)備為我國自行設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)絞肉機(jī)是為中、小型肉類加二企業(yè)所設(shè)計(jì)的較為理想的、絞制各種肉餡的機(jī)械，比如生產(chǎn)午餐肉罐頭和制造魚醬、魚圓之類的產(chǎn)品，它將肉可進(jìn)行粗、中、細(xì)絞以滿足不同加工工藝的要求，該機(jī)亦可作為其他原料的擠壓設(shè)備。小型絞肉機(jī)是近幾十年發(fā)展起來的一種肉類加工的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。小型絞肉機(jī)是食品加工機(jī)械的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過人工放肉進(jìn)該小型絞肉機(jī)中可以對肉類進(jìn)行自動(dòng)絞肉功能，其在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步，該種類型的小型絞肉機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。為了代替人類在某些苛刻的場合從事生產(chǎn)，或用于流水作業(yè)，以自動(dòng)絞肉機(jī)的往復(fù)的工作，節(jié)約人的體力。由于小型絞肉機(jī)在生活中的大量運(yùn)用，使得人類的生產(chǎn)率有了大幅的提高，同時(shí)也改善了我們的工作環(huán)境。讓人類的生活變得越來越自動(dòng)化。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，小型絞肉機(jī)被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了小型絞肉機(jī)的發(fā) 展，使得小型絞肉機(jī)能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。小型絞肉機(jī)雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的 力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，小型絞肉機(jī)已受 2到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。1985 年法國克萊夫博士發(fā)明了第一臺(tái)小型絞肉機(jī)，該小型絞肉機(jī)以其諸如定位精度高，承載能力強(qiáng)，自重負(fù)荷比小，易實(shí)現(xiàn)高速等優(yōu)點(diǎn)在世界范圍內(nèi)被迅速廣泛應(yīng)用到肉類加工機(jī)械行業(yè)。在這些行業(yè)中，往往需要小型絞肉機(jī)以較高的速度和精度完成諸如人工放肉，自動(dòng)絞肉等操作，新型的小型絞肉機(jī)無疑成為重點(diǎn)研究對象。以絞肉機(jī)構(gòu)為研究對象,探討一種形式簡潔、結(jié)算快捷、方便控制的自動(dòng)絞肉模型,從產(chǎn)能規(guī)劃和絞肉速度兩個(gè)層面上研究提高該絞肉機(jī)的速度與精度的方法,對于推動(dòng)肉類加工機(jī)械基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,提高我國在自動(dòng)化行業(yè)的競爭實(shí)力將具有非常深遠(yuǎn)的意義。因此,開發(fā)一種具有優(yōu)勢作業(yè)方向,高速、低成本的小型絞肉機(jī)具有重大的意義，對比于人工絞肉來說,自動(dòng)小型絞肉機(jī)具有剛度大,精度高,響應(yīng)快,自重負(fù)荷比小,控制容易,易實(shí)現(xiàn)高速等特點(diǎn)在肉類加工機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本課題研究一種小型絞肉機(jī)，研究一種高速、輕型、低成本,高速小型絞肉機(jī)，不但在自動(dòng)化領(lǐng)域是一個(gè)新的突破，對肉類加工設(shè)備的理論和應(yīng)用來說，也是一個(gè)新的發(fā)展方向。對推動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、小型絞肉機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等多學(xué)科交叉，具有重要理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。 32 結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)絞肉機(jī)主要由送料機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，如圖 21 所示。圖 21 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)1.機(jī)架 2.絞刀 3.擠肉樣板 4.旋蓋 5.紋筒 6.絞籠 7.料斗 8.減速器 9.大皮帶輪 10.電機(jī) 11.三角帶 12.小皮帶輪2.1.1 送料機(jī)構(gòu)包括料斗 7、絞籠 6 和絞筒 5。其作用是輸送物料前移到切割機(jī)構(gòu)，并在前端對物料進(jìn)行擠壓。2.1.2 切割機(jī)構(gòu)包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。其作用是對擠壓進(jìn)人樣板孔中的物料進(jìn)行切割.樣板孔眼規(guī)格有多種，可根據(jù)不同的工藝要求隨時(shí)旋下旋蓋進(jìn)行更換。2.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī) 10、皮帶輪 9、12、減速器 8、機(jī)架 I 等2.2 絞肉機(jī)的工作原理工作時(shí)，先開機(jī)后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋轉(zhuǎn)，把物連續(xù) 4地送往絞刀口進(jìn)行切碎。因?yàn)槁菪┝掀鞯穆菥嗪竺鎽?yīng)比前面小，但螺旋軸的直徑后面比前面大，這樣對物料產(chǎn)生了一定的擠壓力，這個(gè)力迫使已切碎的肉從格板上的孔眼中排出。用于午餐肉罐頭生產(chǎn)時(shí)，肥肉需要粗絞而瘦肉需要細(xì)絞，以調(diào)換格板的方式來達(dá)到粗絞與細(xì)絞之需。格板有幾種不同規(guī)格的孔眼，通常粗絞用之直徑為 810 毫米、細(xì)絞用直徑 35 毫米的孔眼。粗絞與細(xì)絞的格板，其厚度都為 1012 毫米普通鋼板。由于粗絞孔徑較大，排料較易，故螺旋供料器的轉(zhuǎn)速可比細(xì)絞時(shí)快些，但最大不超過 400 轉(zhuǎn)/分。一般在 200400 轉(zhuǎn)/分。因?yàn)楦癜迳系目籽劭偯娣e一定，即排料量一定，當(dāng)供料螺旋轉(zhuǎn)速太快時(shí)，使物料在切刀附近堵塞，造成負(fù)荷突然增加，對電動(dòng)機(jī)有不良的影響。絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)學(xué)安裝的。絞刀用工具鋼制造，刀口要求鋒利，使用一個(gè)時(shí)期后，刀口變鈍，此時(shí)應(yīng)調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至使有些無聊不是切碎后排出，而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出，直接影響成品質(zhì)量，據(jù)有些廠的研究，午餐肉罐頭脂肪嚴(yán)重析出的質(zhì)量事故，往往與此原因有關(guān)。裝配或調(diào)換絞刀后，一定要把緊固螺母旋緊，才能保證格板不動(dòng)，否則因格板移動(dòng)和絞刀轉(zhuǎn)動(dòng)之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起對物料磨漿的作用。絞刀必須與格板緊密貼和，不然會(huì)影響切割效率。螺旋供料器在機(jī)壁里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與機(jī)壁相碰，若稍相碰，馬上損壞機(jī)器。但它們的間隙又不能過大，過大會(huì)影響送料效率和擠壓力，甚至使物料從間隙處倒流，因此這部分零部件的加工和安裝的要求較高。絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力不能由螺旋供料器決定，而由切刀的切割能力來決定。因?yàn)榍懈詈笪锪媳仨殢目籽壑信懦觯菪┝掀鞑拍芾^續(xù)送料，否則，送料再多也不行，相反會(huì)產(chǎn)生物料堵塞現(xiàn)象。3 螺旋供料器的設(shè)計(jì)3.1 絞籠的設(shè)計(jì)絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對肉塊進(jìn)行擠壓。如圖 31 所示，設(shè)計(jì)上采用一根變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后大前小，根徑后小前大，這樣使其絞籠與絞筒之間的容積逐漸減小實(shí)現(xiàn)了對物料的擠壓作用。絞籠前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝兩個(gè)定位鍵與其主軸前端面上鍵槽 5配合，以傳遞動(dòng)力。圖 31 絞籠3.1.1 絞籠的材料絞籠的材料選為 HT2003.1.2 螺旋直徑0.136 m 取 D160mm5 . 2CGKDG生產(chǎn)能力,由原始條件得 G1T/HK物料綜合特性系數(shù),查表 1-16 得 K0.071 -物料得填充系數(shù)查 B4 表 116 得0.15 物料的堆積密度 t/m 豬肉的為 1.5t/m33 C與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 B4 表 115 得 C13.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速由原始數(shù)據(jù) n326r/min3.1.4 螺旋節(jié)距 實(shí)體面型螺旋的節(jié)距 tD3.2 絞筒的設(shè)計(jì) 由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動(dòng)，且受擠壓力的反作用力作用，物料具有向后倒流的趨勢，因此在絞籠的內(nèi)壁上設(shè)計(jì)了 8 個(gè)止推槽.沿圓周均勻分布，如圖 32 所示絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的間隙要適當(dāng)，一般為 3-5mm。間隙太大會(huì)使物料倒流;間隙太小絞籠與絞筒內(nèi)壁易碰撞。 絞筒的物料可選用鑄鐵，選 HT200 6圖 32 絞筒 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從電機(jī)至絞籠的運(yùn)動(dòng)路線為定比傳動(dòng)，其總的傳動(dòng)比可利用帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等構(gòu)機(jī)逐級減速后得到。 絞籠的轉(zhuǎn)速不易太高，因?yàn)檩斔湍芰Σ⒉皇请S轉(zhuǎn)速增加而增加。當(dāng)速度達(dá)到一定值以后，效率反而下降，且速度過高，物料磨擦生熱，出口處的壓力升高，易引起物料變性，影響絞肉質(zhì)量，因此絞籠的轉(zhuǎn)速一般在 200 一 400r/min 比較適宜。在本機(jī)選用 326r/min。 14 . 43261440iii總由傳動(dòng)比標(biāo)準(zhǔn)系列查 B2 表 21初步取1.76 2.50i1i 根據(jù)選用的電機(jī)和絞籠轉(zhuǎn)速要求設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線如下：4.1 電機(jī)的選擇N=4(KW)WGG絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，1000kg/hW切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關(guān)，d 小則 w 大，當(dāng)d3mm，取 w0.0030kw.h/kg。 （查 B5p）75 傳動(dòng)效率，取 0.75所以根據(jù) N4kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查 B1 表10-4-2 得 Y112M-4 電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 7圖 4-1 Y112M-4 電動(dòng)機(jī)的外觀圖4.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4.2.1 設(shè)計(jì)功率dP kwPKPAd8 . 442 . 1 工況系數(shù)，查 B1 表 8122 ，取1.2AKAK P傳遞的功率4.2.2 選定帶型根據(jù)和查 B1 圖 812 選取普通 V 帶 A 型，小帶輪轉(zhuǎn)速，為dp1n1n1440r/min4.2.3 傳動(dòng)比 1.76 0i2nin1min/81801876. 11440r4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm）1dd 由 B1 表 8112 和表 8114 選定 100mm75r/min 1ddmindd4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm）2dd cmdiddd17610076. 112 由 B3 表 87 得=180mm2dd4.2.6 帶速驗(yàn)算 smvsmndvd/3025/54. 71000601440100100060max114.2.7 初定軸間距（mm）0a 8 mmddadd280)(22104.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度（mm）0dL 0204)()(2212210addddaLddddd 280480280228022 886mm 依 B1 表 818 取900mm，即帶型為 A900dL4.2.9 實(shí)際軸間距 a mmLLaadd28728869002802004.2.10 小帶輪包角1 3 .57180121adddd =3 .5728780180 = 1644.2.11 單根 V 帶的基本額定功率1p 根據(jù)帶型號、和普通 V 帶查 B1 表 8127（c） 取 1.32kw1dd1n4.2.12 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量1i1P根據(jù)帶型號、和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw1ni4.2.13 V 帶的根數(shù) ZZ =49 . 387. 096. 0)15. 032. 1 (8 . 4)(11LadkkppP小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8123,取 0.96ak帶長修正系數(shù)查 B1 表 818，取 0.87Lk4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力0F 9 20) 15 . 2(500mvZvPkFda =254. 71 . 054. 748 . 4) 196. 05 . 2(500 =134（N） mV 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm4.2.15 作用在軸上的力F )(106182sin413422sin210NZFF )(159282sin413432sin310maxNZFF 考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍maxF4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。mRa2 . 3帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8110 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查 B1 表 8116 確定輪輻 10圖 4-2 小帶輪圖 4-3 大帶輪4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.3.1 選擇材料，確定和及精度等級。limHlimF 參考 B1 表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為40，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 4550HRc；精度等級為 6 級。rC 按硬度下限值，由 BI 圖 838（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得；由 B1 圖 839（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得MPaHH11202lim1lim；。MPaFEFE70021MPaFF3502lim1lim4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)4.3.2.1 確定中心距 a（按 B1 表 8327 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)） 321) 1(HaamuKTuACa式中：配對材料修正系數(shù) Cm1（由 B1 表 8328 查?。?螺旋角系數(shù) Aa476（由 B1 表 8329 查?。?載荷系數(shù) K1.6（參考 B1 表 8327 推薦值） 11 小齒輪額定轉(zhuǎn)矩)(7 .468184954995491MNnPT 齒寬系數(shù)0.4（參考 B1 表 834 推薦值）a 齒數(shù)比 u=i=2.5 許用接觸應(yīng)力（參考 B1 表 8327MPaHH100811209 . 09 . 0lim推薦值） 則取 a80mm,9 .6910085 . 24 . 07 .466 . 1) 15 . 2(47632mma4.3.2.2 確定模數(shù) m (參考 B1 表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=0.561.6, 取 m=1.5mm4.3.2.3 確定齒數(shù) z ,z12初取螺旋角13z =29.4 取 z =301) 1(cos2ma) 15 . 2(5 . 113cos8021z =z =2.5 30=75 取 z =75212重新確定螺旋角 142.10802)7530(5 . 1arccos2)(arccos21azzmn4.3.2.4 計(jì)算主要的幾何尺寸（按 B1 表 835 進(jìn)行計(jì)算）分度圓的直徑 d =m z /cos=1.5 30/cos=45.7mm11 d =m z /cos=1.5*75/cos=114.3mm22齒頂圓直徑 d= d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm1a1a d= d +2h =114.3+2 1.5=117.3mm2a2a端面壓力角 (查 B1 表 834)0292.20142.10cos20costgarctgtgaarctgnt基圓直徑 d= dcos= cos20.292 =40.2mm1b1t0 d= d cos=348 cos20.292 =107.2mm2b2t0 12齒頂圓壓力角 =arccos=34.3651at11abdd0 = arccos=23.9512at22abdd0端面重合度 = z （tg-tg）+ z (tg-tg)a2111at22at =1.9齒寬 b=.a0.4*8032 取 b 32mm；b 40mma21齒寬系數(shù) =0.7d1db7 .4532縱向重合度 =1.25 . 1142.10sin32sinnmb當(dāng)量齒數(shù) 31.45311cos/zzv 78.628322cos/zzv4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度（按 B1 表 8310 校核） 強(qiáng)度條件：HH 計(jì)算應(yīng)力：=ZZ Z Z Z 1HHBE11bdFKKKktHHVA = 2H1HBDZZ式中：名義切向力 F =2044Nt112000dT7 .457 .462000使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8331 查?。〢動(dòng)載系數(shù) =（）VKVAA200B式中 V=smnd95. 11000608187 .4510006011 13A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK齒向載荷分布系數(shù) K=1.35（由 B1 表 8332 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修H調(diào)整，6 級精度 K非對稱支稱公式計(jì)算）H34. 1齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8333 查?。? . 1HK節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8311 查?。〩Z重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8312 查?。?7. 0Z螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8313 查?。?0. 0Z彈性系數(shù) （由 B1 表 8334 查?。㎝PaZE8 .189單對齒齒合系數(shù) Z =1B= 1H2H327 .4520445 . 215 . 20 . 135. 105. 180. 077. 08 .1895 . 11245.5MPa許用應(yīng)力：=HXWRVLNTHHZZZZZZSlimlim式中：極限應(yīng)力=1120MPalimH最小安全系數(shù)=1.1（由 B1 表 8335 查?。﹍imHS壽命系數(shù)=0.92（由 B1 圖 8317 查取）NTZ潤滑劑系數(shù)=1.05（由 B1 圖 8319 查取，按油粘度等于 350）LZsm速度系數(shù)=0.96（按由 B1 圖 8320 查?。￢Z,95. 1sm粗糙度系數(shù)=0.9（由 B1 圖 8321 查?。㏑Z齒面工作硬化系數(shù)=1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8322 查?。￤Z尺寸系數(shù)=1（由 B1 圖 8323 查?。Z 14則： =826MPaH03. 185. 096. 005. 192. 01 . 11120滿足HH4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度（按 B1 表 8330 校核）強(qiáng)度條件：1F1F 許用應(yīng)力： =； 1FFFVASaFantKKKKYYYYbmF112212SFSFFFYYYY式中：齒形系數(shù)=2.61， =2.2（由 B1 圖 8315（a）查?。?FY2FY應(yīng)力修正系數(shù)，（由 B1 圖 8316（a）查?。? . 11SaY77. 12SaY重合度系數(shù) =1.9Y螺旋角系數(shù)=1.0（由 B1 圖 8314 查?。℡齒向載荷分布系數(shù)=1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8330 計(jì)算）FKNHK齒間載荷分配系數(shù)=1.0（由 B1 表 8333 查取）FK則 =94.8MPa1F=88.3MPa2F1F6 . 161. 22 . 277. 1許用應(yīng)力：= （按值較小齒輪校核）FXlTrelTNTSTFFYYYYYSRelimlimlimF式中：極限應(yīng)力=350MPalimF安全系數(shù)=1.25（按 B1 表 8335 查?。﹍imFS應(yīng)力修正系數(shù)=2（按 B1 表 8330 查?。㏒TY壽命系數(shù)=0.9（按 B1 圖 8318 查?。㏒TY齒根圓角敏感系數(shù)=0.97（按 B1 圖 8325 查?。﹔elTY 15齒根表面狀況系數(shù)=1（按 B1 圖 8326 查?。﹍TYRe尺寸系數(shù)=1（按 B1 圖 8324 查?。Y則 =FMPa48997. 09 . 0225. 1350 滿足， 驗(yàn)算結(jié)果安全2F1FF4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪）4.3.5.1 確定齒厚偏差代號確定齒厚偏差代號為：6KL GB1009588（參考 B1 表 8354 查?。?.3.5.2 確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考 B1 表 8358 查?。┑诠罱M檢驗(yàn)切向綜合公差，=0.063+0.009=0.072mm,(按 B11iF1iFfPFF 表 8369 計(jì)算，由 B1 表 8360，表 8359 查取)；第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）1if1iftptff=0.012mm， （按 B1 表 8369 計(jì)算，由 B1 表 8359 查?。?；第公差組檢驗(yàn)齒向公差=0.012（由 B1 表 8361 查?。?。F4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考 B1 表 8358 選擇）對齒輪，檢驗(yàn)公法線長度的偏差。按齒厚偏差的代號 KL，根據(jù)表 8353wE的計(jì)算式求得齒厚的上偏差=-12=-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差=-16ssEptfsiE=-16 0.009=-0.144mm；公法線的平均長度上偏差=*cos-ptfWSEssE0.72sin=-0.108 cos-0.72 =-0.110mm,下偏差=cosTF020020sin36. 0awiEsiE+0.72sin=-0.144 cos+0.72 0.036 sin=-0.126mm；按表 8319TF020020及其表注說明求得公法線長度=87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表knW示為：110. 0126. 0652.87對齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差，根據(jù)中心距 a=80mm，由表查得 83f65 查得=；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8364 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于f023. 040%，沿齒長不小于 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差=0.05+0.072=0.125mm（根icF據(jù) B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 及 B1 表 8360 16計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差=0.0228mmicf（根據(jù) B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 計(jì)算與查取） 。對箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差，=0.012mm，=0.006mm（由 B1 表 8363xfyf查?。?。4.3.5.4 確定齒坯的精度要求按 B1 表 8366 和 8367 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為 33mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級，即0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 （如圖 4-4）圖 4-4 大齒輪簡圖4.4 軸的設(shè)計(jì)4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的計(jì)算用實(shí)心軸 335nPATd式中:d軸的直徑，mm T軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm P軸傳遞的額定功率，kw 17 n軸的轉(zhuǎn)速，r/min 軸材料的許用切應(yīng)力，Mpa30 A系數(shù)，見【1】表 418，這里取 120根據(jù)上面公式計(jì)算，齒輪軸的最小直徑 d20mm；大齒輪軸的最小直徑 d20mm依據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)如圖 圖 45 齒輪軸 5 絞刀設(shè)計(jì)絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為方形，安裝在絞籠前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn)，刀刃的安裝方向應(yīng)與絞籠旋向相同。絞刀的規(guī)格有 2 刃、3 刃、4 刃、6 刃、8 刃。絞刀用 ZG65 Mn 材料制造，淬火硬度為 HRC55 - 60，刃口要鋒利，與樣板配合平面應(yīng)平整、光滑。5.1 絞刀的設(shè)計(jì)絞刀的幾何參數(shù)對所絞出肉的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)對十字刀片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 十字刀片如圖(51)所示。其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線速度 分布亦如該圖所示。從圖上可以看出其刃部任一點(diǎn)位置上只有法向速度。 v 18圖 5-1 絞肉機(jī)絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布其值為： （）30000nvpRr式中：刀片刃部任一點(diǎn)的線速度 ms；pv n刀片的旋轉(zhuǎn)速度 rpm； 刀片刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心的距離 mm； r刀刃起始點(diǎn)半徑 m m ；R刀刃終止點(diǎn)半徑 mm；再從任一葉刀片的橫截面上來看 圖(5-1)AA 截面，其刃部后角較大，而前角及刃傾角都為零。 因此，該刀片的幾何參數(shù)(角度)不盡合理。故再將以一葉刀片的與網(wǎng)眼扳相接觸的一條刀刃為對象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設(shè)計(jì)各參數(shù)。5.1.1 刀刃的起訖位置絞肉時(shí)，絞肉機(jī)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從式I可以看出，在轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀刃離旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，則絞肉(指切割肉的)線速度越快。并且在螺桿進(jìn)科速度也一定的條件下，假定絞肉時(shí)刀片所消耗的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，則任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為： VFQ式中：Q單位時(shí)間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量（Js） F鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參見第二部分刀刃的前角式4)任一刀刃切割肉的線速度（ms） 19所以，絞肉(切割肉)的線速度越快，則所產(chǎn)生的熱量也越大，因此絞肉的線速度不能很高。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們知道一般絞肉時(shí)刀刃切割肉的錢速度處在 30 一90mmin 之間最為理想，因此由這些數(shù)據(jù)可估算出刀刃的起訖位置，即刃的起點(diǎn)半徑和終點(diǎn)半徑 R。根據(jù)式1得： 3n30000我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n326r/min當(dāng)時(shí)，min 30m/min=0.5m/sr mm65.145 . 032630000/當(dāng)時(shí)， minR smmR/5 . 1min/90RmmR94.435 . 132630000/圓整后取:r=15mm R=45mm5.1.2 刀刃的前角當(dāng)十字刀片絞肉時(shí)，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況如圖(5-2)所示。圖5-2 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析根據(jù)圖5-2可知：fnfnFFFFFF其值為：sincossincosfnfnfnFFFFFFFF 20因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為：nfFF肉與前刀面的摩擦力為：nfFF整理得： 4cos)1 ()(2nnFFFF式中：F鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N） 刀片絞肉時(shí)肉的剪切抗力（N）F 刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù) 肉被剪切時(shí)與前刀面的摩擦系數(shù) 刀片的前角（）900 網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N）nF 肉被切割時(shí)作用于前刀面的壓力（N）nF由于 AF式中：肉的抗剪應(yīng)力，與肉的質(zhì)地有關(guān) 肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān)A 所以與肉的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關(guān)，故選定網(wǎng)眼板之后，可以看成為常量，F(xiàn)F故令 。1CF 由于是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力，可以看為刀片的預(yù)緊壓力，是常量，nF故令。是刀片切割肉時(shí)，肉對前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令2CFnF。vnFF簡化式4得： 5cos)1 ()(221vFCCF從式5和式2可知，刀刃前角的大小，直接影響著絞肉過程中的切割力，以及切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度。 在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進(jìn)料速度都一定的情況下，前角大，切割肉所需的力 21和切割肉所產(chǎn)生的熱都??；反之，則大。但前角很大時(shí)，則因刀具散熱體積小而使切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度不能很快冷卻。因此，在一定的條件下，前角有一合理的數(shù)值范圍： 一般?。?肉質(zhì)軟取大值，反之取小值)4025 5.1.3 刀刃的后角刀刃后角的目的：一是減小后刀面與網(wǎng)眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不變的情況下，增大后角能使刀刃鋒利。刀片磨損后將使刀刃變鈍，使肉在絞肉(切割)過程中變形能增加，同時(shí)由于磨損后刀片的后角基本為零，加大了刀片與網(wǎng)眼扳的摩擦，兩者都使絞肉過程中產(chǎn)生的熱量增多。另外，在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)V B下，后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大如圖5-3所示。這說明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時(shí)也帶來的問題是刀片的N B磨損值大(反映在刀體材料的磨損過大這一方面)，并且刀刃極度也有所削弱，故后角也有一合理的數(shù)值范圍：一般?。?肉質(zhì)軟取大值反之取小值)53 圖5-3 后角與VB、NB的關(guān)系5.1.4 刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來得知刀傾角對刀片性能的影響情況。 在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當(dāng)把刀刃放大看時(shí)，可以把刀刃看成是一段半徑為的圓弧圖 54，由于刀刃有刃傾角，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢r圓弧(斜剖刀刃圓柱所得) 22圖 5-4 刃傾角與刀刃鋒利度橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實(shí)際純圓半徑。 er0其關(guān)系為： 6 cos0nerr由此可見，增大刀傾角的絕對值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑，這就說明er0增大刃傾角就可使刀刃變得較為鋒利。 一旦刀刃的起訖半徑 r 及 R 確定后，其最大初始刃傾角就可確定了參見max0圖 5-5：圖 5-5 7Rr /arcsinmax0初始刃傾角按下式計(jì)算： 見圖 5-6圖 5-6 初始刃傾角計(jì)算用示意圖 8)/(220bRbrarctg式中：r刀刃起始點(diǎn)半徑(mm)； R刀刃終止點(diǎn)半徑(mm)； b葉刀片外端寬度（mm）; 初始刃傾角；0 235.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點(diǎn)相對于網(wǎng)眼板的速度，將可以分解為垂直v于刃的法向速度分量和平行于刃的切向速度 分量。參見圖 5-7nvrv即：vvvn其值為：)(30000Rprpnvcosvvnsinvvr圖 57 刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖又因?yàn)椋?sin sinR所以：30000sincos222R整理得30000/sin222Rnvn （）30000/sinnRv Rpr 式中：刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度 ms；nv 刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量 ms；v 刀刃上任一點(diǎn)至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離 mm； 刀刃的初始刃傾角； 24 與刀刃相切的圓計(jì)算半徑 mm； R刀刃的終點(diǎn)半徑 mm； r刀刃的起點(diǎn)半徑 mm；5.1.6 刀片的結(jié)構(gòu)根據(jù)以上對絞刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖（圖 5-8），此絞刀的特點(diǎn)：1、后角取 4 ，刀片的壽命較長；2、前角取 30 ，以減小絞肉所需的力及功率； 3、增加刃傾角，以提高刀刃的鋒利度；4、采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu)，以改善刀刃的強(qiáng)度；5、采用可換式刀片結(jié)構(gòu)，以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。R65? 40A15 8815 AR65? 406.5? 30R65? 40n圖 58 2 刃、4 刃、8 刃絞刀6 生產(chǎn)能力分析6.1 絞刀的切割能力 切刀的切割能力，可用下式計(jì)算： 25 )/(46022hcmZDnF式中：F絞刀切割能力（） ；hcm /2 n絞刀轉(zhuǎn)速（r/min ）;326r/min D擠肉樣板外徑（mm） ；168mm 孔眼總面積與樣板面積之比，一般取 0.30.4；取 0.4 Z絞刀刃數(shù)；取6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 G生產(chǎn)能力 G（kg/h）： AFFG1式中：被切割 1kg 物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)（） ；1Fhcm /2 A絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為 0.70.75；6.3 功率消耗 N功率消耗 N 可用下式計(jì)算： (kw)WGN式中：W切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw h/kg） ； 傳動(dòng)效率；由生產(chǎn)能力計(jì)算可知，在 N、D 一定的條件下，絞刀的刃數(shù)越多，生產(chǎn)能力越大。但是不同刃數(shù)的絞刀應(yīng)與不同孔徑的擠肉樣板相匹配，才能得到較為合理的生產(chǎn)量和功率消耗。在使用能過程中，可根據(jù)附表中推薦的值來選用。樣板孔徑 mm38、1016絞刀刃數(shù)842生產(chǎn)能力 kg/h80010001400 26總 結(jié)在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度本文所設(shè)計(jì)的是小型絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 27致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個(gè)愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類小型絞肉機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲?，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭取把自己的本質(zhì)工作做好。 28參考文獻(xiàn)【1】 吳宗澤主編機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊第一版北京：化學(xué)工業(yè)出版社1999【2】 濮良貴、紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)第七版北京：高等教育出版社2001【3】 張?jiān)Ｖ兄骶幨称芳庸ぜ夹g(shù)裝備第一版北京：中國輕工業(yè)出版社2000【4】 無錫輕工業(yè)學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院編食品工廠機(jī)械與設(shè)備第二版北京：輕工業(yè)出版社1985【5】 胡繼強(qiáng)主編食品機(jī)械與設(shè)備第一版北京：中國輕工業(yè)出版社1999【6】 李興國主編食品機(jī)械學(xué)（下冊） 第一版四川：四川教育出版社1992【7】 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（下） 北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社1985【8】 成大先主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第 4 卷） 第四版北京：化學(xué)工業(yè)出版社2002【9】 蘇卡查科夫、馬爾切諾夫著食品機(jī)械制造工藝學(xué)北京：HA機(jī)械工業(yè)出版社1984【10】張萬昌主編熱加工工業(yè)基礎(chǔ)第一版北京:高等教育出版社1997【11】馬曉湘、鐘均祥主編畫法幾何及機(jī)械制圖第二版華南理工大學(xué)出版社1992【12】毛謙德、李振清主編袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊第二版北京：機(jī)械工業(yè)出版社2002