電動(dòng)絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 摘要 .I Abstract .II 第一章 緒 論 .- 1 - 第二章 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理 .- 2 - 2.1絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)方案確定 .- 2 - 2.2絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)（圖2-4） .- 4 - 2.3絞肉機(jī)的工作原理 .- 5 - 2.4生產(chǎn)能力分析 .- 5 - 2.4.1絞刀的切割能力 .- 5 - 2.4.2絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力G .- 6 - 2.4.3功率消耗N .- 6 - 第三章 絞龍的設(shè)計(jì) .- 7 - 3.1絞龍的設(shè)計(jì) .- 7 - 3.1.1絞龍的材料 .- 7 - 3.1.2絞龍直徑 .- 7 - 3.1.3絞龍的轉(zhuǎn)速 .- 8 - 3.2絞筒的設(shè)計(jì) .

2、- 9 - 第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .- 11 - 4.1電機(jī)的選擇 .- 11 - 4.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .- 11 - 4.2.1確定計(jì)算功率 .- 12 - 4.2.2選擇V帶的帶型 .- 12 - 4.2.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v .- 12 - 4.2.4確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld.- 12 - 4.2.5驗(yàn)算小帶輪上的包角1.- 13 - 4.2.6確定帶的根數(shù)z .- 13 - 4.2.7求帶傳動(dòng)的壓軸力 .- 13 - 4.2.8帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .- 13 - 4.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .- 14 - 4.3.1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .- 14 - 4.3

3、.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度 .- 17 - 4.3.3幾何尺寸計(jì)算 .- 19 - 4.3.4圓整中心距后的強(qiáng)度校核 .- 19 - 4.4軸的設(shè)計(jì)與校核 .- 21 - 4.4.1各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 .- 21 - 4.4.2各軸輸入功率計(jì)算 .- 22 - 4.4.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 .- 22 - 第五章 絞刀設(shè)計(jì) .- 23 - 5.1絞刀的設(shè)計(jì) .- 23 - 5.1.1刀刃的起訖位置 .- 24 - 5.1.2刀刃的前角 .- 25 - 5.1.3刀刃的后角 .- 27 - 5.1.4刀刃的刃傾角 .- 28 - 5.1.5刀片的結(jié)構(gòu) .- 29 - 第六章 設(shè)計(jì)小結(jié) .- 30 - 參考

4、文獻(xiàn) .- 31 - 致謝 .- 32 - 摘要摘要 絞肉機(jī)是肉類(lèi)加工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，將原料肉按不同工藝要求加工規(guī)格不等的 顆粒狀肉餡，以便于同其它輔料充分混合來(lái)滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的需求絞肉機(jī)為系列產(chǎn)品。 本文論述了絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)及生產(chǎn)能力分析設(shè)計(jì)。希望對(duì)本次設(shè)計(jì)的探索和研究能設(shè)計(jì)出實(shí)用經(jīng)濟(jì)的家用絞肉 機(jī)，更好的方便人民的生活。食品工業(yè)要想達(dá)到現(xiàn)代化水平，在很大程度上還是依賴(lài) 于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水平，現(xiàn)代食品工業(yè)離不開(kāi)現(xiàn)代儀器和設(shè)備。 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)

5、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。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：絞肉機(jī)；絞龍；螺旋供料器；齒輪強(qiáng)度；絞刀；擠肉樣板 Abstract Meat grinder is in the process of production, meat processing enterprises will be raw meat according to different technical requirements specifications of granular meat processing, so that the mixed

6、with other excipients fully to meet the needs of different products for meat grinder series products. This paper discusses the structure, working principle, main technical parameters of meat grinder, transmission system, the structure design and production capacity of analysis and design of typical

7、parts. Hope that the exploration and research of the design can design a practical and economical home meat grinder, convenient peoples life better. Food industry modernization level, to a large extent depends on the development of food machinery and water modernization, leave the modern instruments

8、 and equipment, the modern food industry is impossible. Instruments and equipment the modern food industry cannot survive. The food industry is the development of the equipment and the result of the development of common technology should make the equipment and technology reach the best with equipme

9、nt and innovation to promote the innovation process improvement and development, in order to promote the development of the technology into a equipment of development and perfection. Both promote each other, mutual perfect, is to make the whole food industry on the necessary conditions to modernizat

10、ion. Key words: meat chopper;stranding cage;screw feeder;gear strength; reamer;crowded meat model 第一章第一章 緒緒 論論 絞肉機(jī)是肉類(lèi)加工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，將原料肉按不同工藝要求加工規(guī)格不等 的顆粒狀肉餡，以便于同其它輔料充分混合來(lái)滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的需求 絞肉機(jī)為系列產(chǎn)品；工作時(shí)利用轉(zhuǎn)動(dòng)的切刀刃和孔板上孔眼刃形成的剪切作用將原 料肉切碎，并在螺桿擠壓力的作用下，將原料不斷排出機(jī)外?？筛鶕?jù)物料性質(zhì)和加 工要求的不同，配置相應(yīng)的刀具和孔板，即可加工出不同尺寸的顆粒，以滿(mǎn)足下道 工序的工藝要求。食品工業(yè)要

11、想達(dá)到現(xiàn)代化水平，在很大程度上還是依賴(lài)于食品機(jī) 械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水平，現(xiàn)代食品工業(yè)離不開(kāi)現(xiàn)代儀器和設(shè)備。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(lèi)加工的過(guò)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(lèi)加工廠都具備這3種設(shè)備。國(guó)內(nèi)一 些大型肉類(lèi)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(lèi)加工企業(yè)所使用的大部

12、分設(shè)備為我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的 產(chǎn)絞肉機(jī)是為中、小型肉類(lèi)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(yú)醬、魚(yú)圓之類(lèi)的產(chǎn)品，它將肉可進(jìn)行粗、中、細(xì)絞以滿(mǎn)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。 絞肉機(jī)零部件主要采用優(yōu)質(zhì)（鑄鐵件）或不銹鋼制造，對(duì)加工物料無(wú)污染，符合 食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 刀具經(jīng)特殊熱處理，耐磨性能優(yōu)越，使用壽命長(zhǎng)。該機(jī)使用簡(jiǎn)單、拆裝方便，易清洗 、加工產(chǎn)品范圍廣，物料加工后能很好地保持其原有的各種營(yíng)養(yǎng)成分，保鮮效果良好 。 刀具可根據(jù)實(shí)際使用要求隨意進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換。 第二章第二章 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理 2.12.1絞肉機(jī)的結(jié)

13、構(gòu)方案確定絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)方案確定 2.1.12.1.1方案方案1 1 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖（圖2-1） 圖2-1 方案1中，電動(dòng)絞肉機(jī)的電機(jī)是一個(gè)自帶減速效果的電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 拆裝方便，但是由于電機(jī)是一個(gè)自帶減速的電機(jī)，當(dāng)電機(jī)某個(gè)位置損壞時(shí)，可能整個(gè) 電機(jī)都要更換，這樣就太浪費(fèi)錢(qián)財(cái)，而且當(dāng)它進(jìn)行絞肉工作時(shí)，我們的手要按住絞肉 機(jī)，這也說(shuō)明了它的平穩(wěn)性不夠，從而導(dǎo)致絞出的肉不夠均勻，不夠碎； 而且它的安全性不夠，有可能對(duì)小孩產(chǎn)生不必要傷害。 2.1.22.1.2方案方案2 2 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖（圖2-2） 圖2-2 方案2中，該絞肉機(jī)是通過(guò)帶傳動(dòng)直接帶動(dòng)絞龍

14、的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行絞肉工作。該電 動(dòng)絞肉機(jī)優(yōu)點(diǎn)在于有平穩(wěn)的絞肉能力，工作部分拆裝方便，易于清洗，但是它沒(méi)有調(diào) 速能力，只有一個(gè)固定的轉(zhuǎn)速，這樣導(dǎo)致，絞肉機(jī)絞出的肉不夠細(xì)膩，當(dāng)絞到小骨頭 時(shí)，由于沒(méi)有自動(dòng)加減速功能，會(huì)導(dǎo)致不能進(jìn)行正常的絞肉工作，有可能導(dǎo)致電機(jī)的 燒壞。 2.1.32.1.3方案方案3 3 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖（圖2-3） 圖2-3 方案3中，該電動(dòng)絞肉機(jī)也是由帶輪帶動(dòng)絞龍的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行絞肉工作，但是其 最大的優(yōu)點(diǎn)在于多了一個(gè)減速器，這樣就解決了方案2中電機(jī)可能燒壞的可能性，而且 減速器中齒輪是采取閉式傳動(dòng)，這樣就減少了對(duì)加工物料的污染；它的操作簡(jiǎn)單、拆 卸組裝方便，

15、容易清洗，物料加工后能很好地保持其原有的各種營(yíng)養(yǎng)成分，保鮮效果 良好；具有良好的絞肉能力和平穩(wěn)性。加工時(shí)安全性能夠得到保障，從而解決了方案1 的問(wèn)題。 綜上所訴，方案3的結(jié)構(gòu)方案比較合理 2.22.2絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)（圖2-4） 圖2-4 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。其中送料機(jī)構(gòu)包括料斗、 絞籠、和絞筒。其作用是輸送物料前移到切割機(jī)構(gòu)，并在前端對(duì)物料進(jìn)行擠壓；切割 機(jī)構(gòu)包括擠肉樣板、絞刀、旋蓋。其作用是對(duì)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；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電 機(jī)、皮帶輪、減速器、機(jī)架等。 2.32.3絞肉機(jī)的工

16、作原理絞肉機(jī)的工作原理 工作時(shí)，先開(kāi)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)地 送往絞刀口進(jìn)行切碎。因?yàn)槁菪┝掀鞯穆菥嗪竺鎽?yīng)比前面大，但螺旋軸的直徑后面 比前面小，這樣對(duì)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(lái)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(guò)400 轉(zhuǎn)/分。一般在200400轉(zhuǎn)/分。

17、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(duì)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 些物料不是切碎后排出，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(duì)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起對(duì)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

18、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(guò)大，過(guò)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。 2.42.4生產(chǎn)能力分析生產(chǎn)能力分析 2.4.12.4.1絞刀的切割能力絞刀的切割能力 根據(jù)需要被絞的肉質(zhì)不同可以選用不同類(lèi)型的絞刀，一般來(lái)說(shuō)絞刀的刃越多其切割效 率越好，但磨損強(qiáng)度也隨之提升。絞刀的切割能力與多因素有關(guān)。 切刀的切割能力7，可用下式計(jì)算： F=60nZ(cm2/h)=60 x216xx0.3x4=5487 （2-1） D2 4 0.842 4 式中：F絞刀切割能力,(cm2/h)； n絞

19、刀轉(zhuǎn)速（r/min）； D擠肉樣板外徑（mm）； 孔眼總面積與樣板面積之比，一般取0.30.4； Z絞刀刃數(shù)； 2.4.22.4.2絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力G G 生產(chǎn)能力7G（kg/h）： G=A=x0.7=30kg/h （2-2） F F1 5487 128 式中：F1被切割1kg物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)(cm/h)； A絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為0.70.75； 2.4.32.4.3功率消耗功率消耗N N 功率消耗N可用下式計(jì)算7： N=(kw)=0.18kw （2-3） GxW 30 x0.004 0.67 式中：W切割1kg物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw h/kg

20、）； 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。 第三章第三章 絞龍的設(shè)計(jì)絞龍的設(shè)計(jì) 3.13.1絞龍的設(shè)計(jì)絞龍的設(shè)計(jì) 絞龍又名螺旋供料器其作用是向前輸送物料，其中間是一根空心軸。如圖31所 示，設(shè)計(jì)上采用一根螺距和根莖都不變的螺旋。絞龍的由兩個(gè)部分連接，分別是螺旋 葉片和齒輪，螺旋葉片是為了把物料- 豬肉輸送到絞刀口，齒輪是為了實(shí)現(xiàn)絞龍與絞刀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。它的工作原理是在封閉 的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使裝入的物料由于自重和與料槽摩擦力的作用而不與螺旋一起旋轉(zhuǎn)， 只能沿著料槽橫

21、向移動(dòng)。其螺旋葉片和齒輪是通過(guò)焊接到絞龍軸上的。 圖31 3.1.13.1.1絞龍的材料絞龍的材料 為了方便螺旋葉片焊接到絞龍軸上，因此絞龍材料可選45鋼。 3.1.23.1.2絞龍直徑絞龍直徑7 （3-1）5 . 2 C G KD G生產(chǎn)能力 G=30kg/h K物料綜合特性系數(shù) K=0.071 -物料的填充系數(shù) f=0.15 物料的堆積密度豬肉的為1.5t/m 3 C與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù) C=1 帶入數(shù)據(jù)得D32mm 3.1.33.1.3絞龍的轉(zhuǎn)速絞龍的轉(zhuǎn)速 由于絞龍只有一個(gè)工作轉(zhuǎn)速，則從電機(jī)至絞龍的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)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(jí)減速后得到。絞籠的

22、轉(zhuǎn)速不易太高，因?yàn)檩?送能力并不是隨轉(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(guò) 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。經(jīng)查食品加工過(guò)技術(shù)裝備綜合考慮本機(jī)選用21 6r/min。其速度分析圖如圖（3-2） 圖3-2 圖中，物料的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度vf的方向與法線(xiàn)偏一摩擦角。若將vf分解，可得物料 的軸向速度vz和切線(xiàn)速度 v1。軸向速度使物料沿著輸送方向移動(dòng)，切向速度則造成物料在輸送過(guò)程中的攪拌和 翻動(dòng)。 根據(jù)速度圖的分析，可以算出物料的軸向輸送速度7 （3-2） )cos( z v v f 因?yàn)?（

23、3-3） cos f v v n （3-4） sin 0nvv （3-5） tan60tan2 t 30 n v0 tn r 所以 （3-6） )tanf1 ( 60 )cos( cos cos 60 )(cos 2 z tntn v 式中 t-螺旋葉片的螺距 t=32mm n-螺旋軸轉(zhuǎn)速n=216r/min -螺旋升角 =16。 f、-物料與螺旋葉片的摩擦因數(shù)和摩擦角 f=4、 帶入數(shù)據(jù)求得： （3-7） min/m3 . 0tan41 60 21632 )cos( cos cos 60 16 16 cos 2 z ）（ ）（ 。 tn v 由食品機(jī)械與設(shè)備可知，當(dāng)時(shí)，vz0，物料將不能沿軸

24、向運(yùn)動(dòng)0tan-1f 。經(jīng)計(jì)算得上式符合條件，因此能夠軸向運(yùn)動(dòng)，而螺旋角應(yīng)滿(mǎn)足90。- ，則選擇=16。 3.23.2絞筒的設(shè)計(jì)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(shì)，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，絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的 間隙要適當(dāng)，一般為2-3mm。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。 絞筒的材料可選用鑄鐵，選HT150 第四章第四章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于絞龍只有一個(gè)工作轉(zhuǎn)速，所以無(wú)需變速裝置，然而考慮到絞龍的轉(zhuǎn)速與被加 工肉的加工質(zhì)量，本設(shè)計(jì)選擇兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)由電動(dòng)機(jī)輸出的帶輪傳動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)

25、一 次減速，第二級(jí)傳動(dòng)為齒輪傳動(dòng)，因?yàn)閷?duì)生產(chǎn)衛(wèi)生要求較嚴(yán)格，故齒輪需要采用閉式 傳動(dòng)型，所以采用一級(jí)減速箱的傳動(dòng)，則從電機(jī)至絞龍的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)為定比傳動(dòng)，其總 的傳動(dòng)路線(xiàn)為：電動(dòng)機(jī)小皮帶輪大皮帶輪 齒輪軸齒輪絞龍。 4.14.1電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇 由上面的介紹可知，整個(gè)傳動(dòng)路線(xiàn)是電動(dòng)機(jī)輸出然后經(jīng)過(guò)帶輪與齒輪的兩級(jí)減速傳遞 到絞龍與絞刀的7， N=0.18(KW) （4-1） GxW G絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，30kg/h W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)d4mm ， 取w0.0040kw.h/kg。 傳動(dòng)效率，取0.67 由于算出N=0.17，但由于查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)無(wú)該參數(shù)，

26、因此取N=0.18，根據(jù)N0.18 kw，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表12- 16，選擇YC系列的單相異步電動(dòng)機(jī)其滿(mǎn)載時(shí)為1400r/min，型號(hào)為YC7124。由于整個(gè)傳 動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比為i總=1400/3264.29，取為4.2，所以依據(jù)前面的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，初定傳 動(dòng)比分配為i總=4.2=i1xi2，其中i1為皮帶輪的傳動(dòng)比，先設(shè)為1.75，i2為減速箱的減速 比，初定為2.4。 4.24.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算 選用普通V帶傳動(dòng)，動(dòng)力機(jī)位YC系列單相異步電動(dòng)機(jī)，功率P=0.18kw，轉(zhuǎn)速 n=1400，計(jì)算步驟參照機(jī)械設(shè)計(jì)p155設(shè)計(jì)步驟1。 4.2.14.2.1確定計(jì)算功率確定計(jì)算功

27、率 計(jì)算功率Pca是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件而確定的 即1 Pca=KAP （4-2） 式中： Pca計(jì)算功率，Kw； KA工作情況系數(shù)，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8 得 KA=1.2 P所需傳遞的額定功率，kW 帶入數(shù)據(jù)得：Pca=1.2x0.18=0.216kW 4.2.24.2.2選擇選擇V V帶的帶型帶的帶型 根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，從機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11選得普通V帶的帶型為 Z型 4.2.34.2.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d dd d并驗(yàn)算帶速并驗(yàn)算帶速v v 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 根據(jù)V帶的帶型，參考機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7和表8-9確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1

28、=80mm 2）驗(yàn)算帶速v 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)P150的公式（8-13）得v=5.9m/s 3)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由dd2=i1xdd1計(jì)算得dd2=140mm并根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-9 選dd2=140mm 4.2.44.2.4確定中心距確定中心距a a，并選擇，并選擇V V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L Ld d 1）根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)式（8-20） 0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2) 初定中心距a0=200mm 2)計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld0 Ld02a0+（dd1+dd2）+代入數(shù)據(jù)約等于750mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)表8- 2 (dd2 - dd1)2 4

29、a0 2選取Ld=780mm 3）計(jì)算中心距a 傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為： aa0+ 215mm （4-3） Ld - Ld0 2 4.2.54.2.5驗(yàn)算小帶輪上的包角驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1 為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使 1180o-（dd2-dd1）164o120o （4-4） 57.3o af（，2） 4.2.64.2.6確定帶的根數(shù)確定帶的根數(shù)z z 查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4、8-6,8-2,8-5分別得： P0=0.35kw；K =0.96；KL=1；P0=0.02kw代入下式得： Z= = =0.7 取1根 （4-5） KAP (P0 + P0)KKL 4.2.74.2.7求帶傳動(dòng)的壓

30、軸力求帶傳動(dòng)的壓軸力 1）V帶初拉力 F0=500（）+qV2 （4-6） Pca zv 2.5 - K K =500 xx()+0.060 x5.9231.5N 0.216 5.9 2.5 - 0.96 0.96 （由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3 q=0.060kg/m） 2）壓軸力 FQ=2ZF0sin FQ =62.4N （4-7） 1 2 4.2.84.2.8帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于帶速v30m/s，帶輪用HT200制造。小帶輪采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)，大帶輪采用腹板 式結(jié)構(gòu)，見(jiàn)下圖。 圖4-1小帶輪 圖4-2大帶輪 綜上整理帶傳動(dòng)參數(shù)如表： 表4-1 小帶輪直徑小帶輪直徑D D 1 1 大帶輪直徑大

31、帶輪直徑D D2 2傳動(dòng)比傳動(dòng)比i i帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度L Ld d根數(shù)根數(shù)Z Z中心距中心距a a 80mm140mm1.75780mm1215mm 4.34.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 查機(jī)械設(shè)計(jì)，選擇兩齒輪的材料均為40Cr，熱處理方法為調(diào)質(zhì)，齒面硬度為24 1-286HBS，其中大齒輪的齒面硬度選取280HBS,小齒輪的齒面硬度選取241HBS。 校核步驟按機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算： 4.3.14.3.1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 4.3.1.14.3.1.1試算模數(shù)試算模數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)得模數(shù)公式為 （4-8） 3 2 1 )( 1 2 F SaFa d Ft t YY Z Y

32、TK m 1) 確定公式中的各參數(shù)值 試選KFt=1.3 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) Y=0.25+=0.25+=0.688 （4-9） 0.75 0.75 1.711 計(jì)算 YFaYsa F 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-17查得齒形系數(shù)YFa1=2.65,YFa2=2.23 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1=1.58,Ysa2=1.76 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10- 24c得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別Flim1=500Mpa，F(xiàn)lim2=380Mpa 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=O.85,KFN2=0.88 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-14

33、）得 F1=303.57MPa （4-10） f(0.75)f f KFN1Flim1 S 0.85x500 1.4 F2=238.86Mpa KFN2Flim2 S 0.88x380 1.4 =0.0138 （4-11） YFa1Ysa1 F1 2.65x1.58 303.57 =0.0164 YFa2Ysa2 F2 2.23x1.76 238.86 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取 YFaYsa F =0.0164 （4-12） YFaYsa F YFa2Ysa2 F2 選小齒輪齒數(shù)z1=24,大齒輪齒數(shù)z2=uz1=2.4x24=58 （4-13） mmN P n T 10 1010 3

34、6 2 6 1 149 . 2 75. 1 1400 18. 055 . 9 55 . 9 2）試算模數(shù) （4-14） mm278 . 1 164 . 0 1 688 . 0 149 . 2 3 . 12 )( 1 2 3 2 3 3 2 124 10 F SaFa d Ft t YY Z YTK m 4.3.1.24.3.1.2調(diào)整齒輪模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度v d1=mtxz1=0.478x24=11.472mm （4-15） v=0.48m/s （4-16） d1n1 60 x1000 x11.472x800 60 x1000 齒寬b b=dd1=1x

35、11.472=11.472mm （4-17） 寬高比b/h h=(2h*a+c*)mt=(2x1+0.25)x0.478=1.0755mm （4-18） b/h=11.472/1.10755=10.67 2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF 根據(jù)v=0.48m/s，7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.04 由Ft1=2T1/d1=2x2.149x103/11.472=3.75x102N，KA Ft1/b=1x375/11.472=33N/mm100N/mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10- 3得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.2 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-4用插值法查得KHb=1.491，結(jié)合b/h=10.67查圖1

36、0- 13，得KFb=1.45 則載荷系數(shù)為 KF=KAKVKFKFb=1x1.04x1.2x1.45=1.81 3)由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-13），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) （4-19）mm K K m Ft F t 53 . 1 3 . 1 81 . 1 278 . 1 m 3 3 4.3.24.3.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒面接觸疲勞強(qiáng)度 4.3.2.14.3.2.1試算小齒輪分度圓直徑，即試算小齒輪分度圓直徑，即 （4-20） 3 2 1 1 )( 1 2 H EH u uZZZ TK d d Ht t 1)確定公式中各參數(shù)值 試選KHt=1.3 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20查得區(qū)域系數(shù)ZH=

37、2.5 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa1/2 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力H 由圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hlim1=600Mpa，Hlim2=550Mpa 由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1=60n2jLh=60 x800 x1x(2x8x300 x15)=3.45x109 （4-21） N2=N1/u=1.44x109 由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1= 0.88 ,KHN2=0.81 取失效概率為1%、安全系數(shù)S=2，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-14）得 H1=264MPa （4-22） KHN1Hlim1 S 0.8

38、8X600 2 H2=120Mpa KHN2Hlim2 S 0.81X550 2 取兩者中最小者為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即 H= H2=120Mpa 2）試算小齒輪分度圓直徑 （4-23） mm H EH u uZZZ TK d d Ht t 7 . 50 4 . 2 14 . 2 1 21493 . 121 2 3 2 3 2 1 1 ) 120 873. 0 8 . 1895 . 2 ()( 4.3.2.24.3.2.2調(diào)整小齒輪分度圓直徑調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度v v=1.9m/s （4-24） d1tn2 60 x1000 x50.7x800 60 x1000

39、 齒寬b b=dd1t=1x45.7mm=50.7mm （4-25） 2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH 根據(jù)v=1.9m/s、7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.08 齒輪圓周力 Ft1=2T1/d1t=2x2149/50.7N=94.05N （4-26） KAFt1/b=1x94.05/50.7=2.06N/mm100N/mm 查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)KH=1.2 由表10-4查得KHb=1.491 則實(shí)際載荷系數(shù) KH= KAKVKHKHb=1x1.08x1.2x1.491=1.93 （4-27） 3)由式（10-12），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑 （4-28） mm

40、 K K dd Ht H t 53.55 3 . 1 93 . 1 7 .50 3 3 11 及相應(yīng)的齒輪模數(shù) m=d1/z1=55.53/24=2.47mm （4-29） 分析得m=2,d1=55.53mm，算出小齒輪齒數(shù)z1=d1/m=55.53/2=27.065 取z1=28，則大齒輪齒數(shù)z2=uz1=2.4x27=64.8,取z2=65 4.3.34.3.3幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算 4.3.3.14.3.3.1計(jì)算分度圓直徑計(jì)算分度圓直徑 d1=z1m=28x2mm=56mm （4-30） d2=z2m=65x2mm=130mm 4.3.3.24.3.3.2計(jì)算中心距計(jì)算中心距 a=(

41、d1+d2)/2=(56+130)/2=93mm （4-31） 4.3.3.34.3.3.3計(jì)算齒輪寬度計(jì)算齒輪寬度 b=dd1=1x56mm=56mm （4-32） 考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加 寬（5-10）mm，即 b1=b +（5-10）mm=61-66mm 取b1=62mm，而大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即b2=b=56 4.3.44.3.4圓整中心距后的強(qiáng)度校核圓整中心距后的強(qiáng)度校核 經(jīng)分析，采用變位法將中心距就近圓整至a*=94mm 4.3.4.14.3.4.1計(jì)算變位系數(shù)計(jì)算變位系數(shù) 計(jì)算齒合角、齒數(shù)和、表位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂

42、高降低系數(shù) *=arccos(a cos)/a*= arccos(89cos20。)/90=22.068。 z=z1+z2=26+63=89 x=x1+x2=(inv*-inv)z/(2tan)= (inv22.068。-inv20。)89/(2tan20。)=0.65 y=（a*-a）/m=(90-89)/2=0.5 y= x-y=0.65-0.5=0.15 從圖10-21a可知，當(dāng)前的變位系數(shù)和提高了齒輪強(qiáng)度，但重合度有所下降。 分配變位系數(shù)x1、x2 由圖10-21b可知，坐標(biāo)點(diǎn)（z/2, x/2）=（44.5，0.325）位于L12線(xiàn)和L13線(xiàn)之間。按這兩條線(xiàn)作射線(xiàn)，再?gòu)臋M坐標(biāo)的z1

43、、z2處作垂直線(xiàn)，與射線(xiàn)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是x1=0.31 ，x2=0.25 4.3.4.24.3.4.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 經(jīng)計(jì)算：KH=1.93，T1=2.149x103，d=1，d1=56，u=2.4，ZH=2.36，ZE=189.8Mpa1/ 2，Z=0.91 將它們代入式（10-10），得到 （4-33） MpaMpa u u ZZZ d TK EH d H H 120117 91 . 0 8 . 18936 . 2 4 . 2 14 . 2 1 214993 . 1 21 2 2 3 2 3 1 1 56 齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 4.3.4.34.3.4.3

44、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 經(jīng)計(jì)算：KF=1.85，T1=2.149x103，YFa1=2.11，Ysa1=1.85，YFa2=2.05，YSa2=1.93,Y =0.74，d=1，m=2，z1=26。將它們代入式（10-6），得到 F1=MPa=4.2MPaF1 （4-34） 2KFT1YFa1Ysa1Y dm3z12 2x1.85x2149x2.11x1.85x0.74 1x23282 F2=MPa=4.3MPaF2 2KFT1YFa2Ysa2Y dm3z12 2x1.85x2149x2.05x1.93x0.74 1x23282 齒面彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 4.44.4軸的設(shè)

45、計(jì)與校核軸的設(shè)計(jì)與校核 齒輪軸的結(jié)構(gòu)如下： 圖4-3 低速軸的結(jié)構(gòu)如下： 圖4-4 4.4.14.4.1各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算1 n高=1400r/min n齒=800r/min 1400 1.75 n低=333.3r/min 800 2.4 4.4.24.4.2各軸輸入功率計(jì)算各軸輸入功率計(jì)算 P高速軸=P=0.18kw P齒輪軸=P高速軸x0.96x0.97=0.17kw P低速軸= P齒輪軸x0.9x0.98=0.15kw 4.4.34.4.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 由機(jī)械設(shè)計(jì)P366 可得AO=120和軸的直徑公式為 （4-35） 3 0 d n p A 因此，mm

46、 d 82 . 7 800 17 . 0 120 3 齒輪軸 mm d 102 . 9 3 .333 15. 0 120 3 低速軸 將數(shù)據(jù)代入軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件公式，即 （4-36） MPa n TT d 30 2 . 0 p 9550000 3 MPaMPa n TT d 3020 2 . 0 800 17 . 0 9550000 2 . 0 p 9550000 8 33 齒輪軸 MPaMPa n TT d 3021 2 . 0 3 . 333 15 . 0 9550000 2 . 0 p 9550000 10 33 齒輪軸 因此滿(mǎn)足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故軸設(shè)計(jì)合理。 第五章第五章 絞刀設(shè)計(jì)絞刀設(shè)

47、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。本設(shè)計(jì)的絞刀的規(guī)格為4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。 5.15.1絞刀的設(shè)計(jì)絞刀的設(shè)計(jì) 絞刀的幾何參數(shù)對(duì)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(duì)十字刀 片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 十字刀片(圖5-1)其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線(xiàn)速度 分部其刃部任一點(diǎn)位置上只有法向速度。 v 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7： （） （5-1） 30000 n vpRr 式中：刀片刃

48、部任一點(diǎn)的線(xiàn)速度ms； p v n刀片的旋轉(zhuǎn)速度r/min； 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mm ； R刀刃終止點(diǎn)半徑mm； 再?gòu)娜我蝗~刀片的橫截面上來(lái)看，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(duì)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)。 5.1.15.1.1刀刃的起訖位置刀刃的起訖位置 絞肉時(shí)，絞肉機(jī)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從上式可以看出，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(xiàn)速度越快。并且在螺桿進(jìn)給速度也 一定的條件下，假定絞肉時(shí)刀片所消耗的功全

49、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： Q=FxV （5-2） 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） 任一刀刃切割肉的線(xiàn)速度（ms） 所以，絞肉(切割肉)的線(xiàn)速度越快，則所產(chǎn)生的熱量也越大，因此絞肉的線(xiàn)速度 不能太高。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們知道一般絞肉時(shí)刀刃切割肉的線(xiàn)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r和終點(diǎn)半徑R。 根據(jù)計(jì)算線(xiàn)速度的公式得： = （5-3） 30000Vp n 已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n216r/min 當(dāng)min時(shí)，

50、=r, V30m/min=0.5m/s r=14.65mm （5-4） v 30000 x0.5 x216 當(dāng)max時(shí)，=R， VR=90min/min=1.5m/s R=43.94mm （5-5） R 30000 x1.5 x216 圓整后取: r=15mm R=45mm 5.1.25.1.2刀刃的前角刀刃的前角 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： =+Ff+Ffy （5-6） FFnF Fny 其值為： Fn+Ffycosy=Fnysiny （5-7） F=+cosy+ Ffysiny

51、（5-8） FFf Fny 因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為： Ff= Fnx （5-9） 肉與前刀面的摩擦力為： Ff= Fnyxy 整理得： F=F+ Fn(+y)+ Fny(1+y2)cosy （5-10） 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） F刀片絞肉時(shí)肉的剪切抗力（N） 刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù) y肉被剪切時(shí)與前刀面的摩擦系數(shù) y刀片的前角（0oy90o） Fn網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N） Fny肉被切割時(shí)作用于前刀面的壓力（N） 由于F=xA 式中：肉的抗剪應(yīng)力，與肉的質(zhì)地有關(guān) A肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān) 所以F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，F(xiàn)可以看成為常量，故令 F=C1。 由于Fn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，故令 Fn=C2。Fny是刀片切割肉時(shí)，肉對(duì)前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令Fny=Fyv。 簡(jiǎn)化式（5-10）得： F=C