畢業(yè)論文-滾筒式和面機(jī)的設(shè)計(jì)

太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)滾筒式和面機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：系部：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：二零一五年六月誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名：年月日

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：滾筒式和面機(jī)的設(shè)系部：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）：1．課題意義及目標(biāo)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，獨(dú)立分析和計(jì)算各個(gè)零件，并實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比等工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力，為畢業(yè)后從事相關(guān)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。2．主要內(nèi)容（1）對(duì)機(jī)械整體結(jié)構(gòu)分析。（2）選出和面量，設(shè)計(jì)出滾筒。（3）選擇計(jì)算出電機(jī)，各個(gè)傳動(dòng)比。（4）設(shè)計(jì)v帶，渦輪蝸桿，直齒等各級(jí)傳動(dòng)。（5）設(shè)計(jì)完整，畫出滾筒式和面機(jī)各個(gè)零件圖，并畫出裝配圖。3．主要參考資料[1]紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2006.[2]周開琴.機(jī)械零件手冊(cè)第5版[J].北京：高等教育出版社.2001[3]潘安新.機(jī)械基礎(chǔ)[M].河南：黃河水利出版社.2006[4]趙祥.機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)[M].北京—中國(guó)鐵道出版社.1988.4．進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起止日期1查閱文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告3月3日~3月23日2完成滾筒設(shè)計(jì)，選擇計(jì)算出電機(jī)，各個(gè)傳動(dòng)比3月24日~4月13日3設(shè)計(jì)v帶，渦輪蝸桿，直齒等各級(jí)傳動(dòng)，中期檢查4月14日~5月4日4畫出滾筒式和面機(jī)各個(gè)零件圖，并畫出裝配圖5月5日~6月1日5完善設(shè)計(jì)內(nèi)容、完成設(shè)計(jì)說明書及答辯工作6月2日~6月22日滾筒式和面機(jī)的設(shè)計(jì)摘要：和面機(jī)系統(tǒng)是將按照配方放置好的原料、輔料、添加劑以及水進(jìn)行一定時(shí)間攪拌與混合的系統(tǒng)。其目的是使小麥粉的蛋白質(zhì)吸水膨脹相互粘連，同時(shí)使小麥種的淀粉吸水膨脹起來，從而使不可塑的小麥粉變?yōu)橛锌伤苄耘c延展性的面團(tuán)。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的和面機(jī)為臥式滾筒式和面機(jī)，主要原理和改進(jìn)的地方在于滾筒與攪拌槳的同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，相當(dāng)于倆個(gè)普通單軸的和面機(jī)，并且能起到了更好的攪拌效果，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的優(yōu)化。滾筒式和面機(jī)的主要包括：滾筒，直齒傳動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，V帶輪傳動(dòng)，聯(lián)軸器，電動(dòng)機(jī)以及攪拌槳。通過對(duì)于各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)以及裝配使用，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)有更深入的理解。關(guān)鍵詞：滾筒；和面機(jī)；直齒傳動(dòng)；蝸輪蝸桿傳動(dòng)；V帶輪傳動(dòng)ThedesignofthedrummixerAbstract：Andnoodlemachinesystemistoplacegoodrawmaterials,auxiliarymaterials,additivesandwaterinaccordancewiththeformulaforacertainperiodoftime,stirringandmixingsystem.Itspurposeistomakethewater-swellingofwheatflourproteinssticktoeachother,whilemakingthestarchwaterswellingofthewheatspecies,sothatthenon-plasticizedwheatflourintothedoughplasticityandductility.Inthispaper,thedesignofthesurfaceplaneofthehorizontalcylinderandthesurfaceplane,themainprinciplesandareasforimprovementisthatthedrumpaddlewhilereverserotation,theequivalentofbothsingle-axisandthesurfaceplane,andcanplaybetterthestirringeffect,toachievetheoptimizationofthemechanical.Drumandnoodlemachineincluding:drum,straightteethdrive,wormdrivetheVpulleydrive,coupling,motorandimpeller.Forvariouspartsofthedesignandassemblyuse,letmehaveadeeperunderstandingofprofessionalknowledge.Keywords:drum;doughmixer;straightteethtransmission;wormgear;V-pulleytransmission

目錄TOC\o"1-3"\h\u134971前言 前言面形成面團(tuán)的過程面形成面團(tuán)的過程分為三個(gè)階段：第一階段是和面的初始階段，在此階段，面粉與水在攪拌器的作用下開始混合，但是由于此階段時(shí)間較短，水分并未充分進(jìn)入面粉顆粒內(nèi)部，水和面并未充分浸潤(rùn)，因此攪拌阻力較??；第二階段是浸潤(rùn)膨脹階段，在此階段，大部分水分進(jìn)入面粉顆粒內(nèi)部，使其濕潤(rùn)且體積脹大，互相黏結(jié)，初步形成面筋網(wǎng)絡(luò)，由于面粉顆粒的黏結(jié)，此時(shí)攪拌阻力較大;第三階段為面團(tuán)形成階段，在攪拌器的作用下，面粉與水經(jīng)過充分?jǐn)嚢枧c搓揉，剩余的游離水也進(jìn)入到面粉顆粒中，使面粉顆粒進(jìn)一步潤(rùn)脹、黏結(jié)，面筋網(wǎng)絡(luò)由疏變密，筋力由小變大，最終形成面團(tuán)。為了對(duì)水和面粉進(jìn)行攪拌和浸潤(rùn)，在容器中需要配置攪拌器件。而攪拌器件的形狀與容器形狀之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，對(duì)和面速度以及和面質(zhì)量起著重要的作用。和面機(jī)的概述和面機(jī)屬于面食機(jī)械的一種，其主要就是將面粉和水就行均勻的混合。有真空式和面機(jī)和非真空式和面機(jī)。分為臥式、立式、單軸、雙軸、半軸等。和面機(jī)是將面粉與水或其它配料攪拌成面團(tuán)的機(jī)械,即可單機(jī)使用,也可以與其它設(shè)備配套,廣泛適用于賓館、飯店、食堂等單位和用于制作糕點(diǎn)、餅干、面包，饅頭等面團(tuán)，亦可用于攪拌其它物料．和面機(jī)相對(duì)于人工和面來說的優(yōu)勢(shì)和面機(jī)利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)將粉料、水或其他配料制成面坯，常用于大量面坯的調(diào)制。和面機(jī)的工作效率比手工操作高5至10部和面機(jī)出來的面比手工的規(guī)則。和面機(jī)的設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)原理如圖1圖1和面機(jī)傳動(dòng)原理電動(dòng)機(jī)通過V帶，蝸輪蝸桿，直齒傳動(dòng)帶動(dòng)攪拌槳與滾筒同時(shí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.2和面機(jī)和面量選擇查詢資料常用的和面量有15kg，25kg，50kg，75kg，100kg。其中以50kg的和面量最為常見，所以本次設(shè)計(jì)以調(diào)制面量每次50kg（100斤）為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和面機(jī)。箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算箱體的體積查資料知家用面粉的密度是0.52g/ml,淀粉是0.48g/ml，所以1L的面粉520g。就是一斤多點(diǎn)。100斤≈100L3.2箱體參數(shù)的設(shè)計(jì)以面粉占滾筒體積大致四分之一計(jì)算設(shè)滾筒圓直徑則滾筒側(cè)面圓面積求滾筒長(zhǎng)：所以滾筒長(zhǎng)L取0.8m 查尋相關(guān)資料和面機(jī)滾筒的壁厚不能低于0.75mm，否者穩(wěn)定性不佳。長(zhǎng)期服役的和面機(jī)如下表：表1長(zhǎng)期服役的和面機(jī)箱體壁厚和面量kg255075經(jīng)驗(yàn)壁厚mm11.5~2.02~2.5所以和面機(jī)的滾筒壁厚選定為10.0mm3.3箱體材料選擇查詢資料材料選材料剛3.4箱體倆側(cè)壁的設(shè)計(jì)倆側(cè)壁厚選擇，箱體與攪拌槳通過軸承鏈接，軸承外徑160mm，寬度32.5mm，所以選擇壁厚35mm，中心孔徑160mm。右邊通過4個(gè)直徑20mm的螺栓與直齒輪固定，螺栓與軸的軸心距設(shè)為175mm。如圖2圖2箱體電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選擇4.1電動(dòng)機(jī)系列的選擇根據(jù)市場(chǎng)的調(diào)查Y系列的電動(dòng)機(jī)最為常用，因此，按工作要求和條件選取Y系列一般用途籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2電動(dòng)機(jī)參數(shù)的計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率：為滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率，為攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率：，查機(jī)械零件手冊(cè)，表2-2，蝸桿傳動(dòng)（雙頭）效率取，V帶取，滾動(dòng)軸承取（一對(duì)），圓柱齒輪（鑄造齒的開式齒輪）取。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查和網(wǎng)上數(shù)據(jù)和面機(jī)的攪拌槳與滾筒轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率：u為面粉間，面粉與滾筒的動(dòng)摩擦因數(shù)，未知但可以通過極值來計(jì)算，已知中最大的動(dòng)摩擦因數(shù)為橡膠輪胎與干地面的攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率：實(shí)際中攪拌槳做剪切運(yùn)動(dòng)，隨著時(shí)間的推移所需功率會(huì)變大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)功率為1500w能滿足攪拌槳運(yùn)動(dòng)所需要求.電動(dòng)機(jī)輸出功率4.3電動(dòng)機(jī)的選擇表2電動(dòng)機(jī)型號(hào)參數(shù)方案型號(hào)功率kw轉(zhuǎn)速r/min1Y90L-22.228402Y100L-2328403Y100L1-42.214204Y100L2-431420功率選擇3kw比較合適，轉(zhuǎn)速越低越好，所以選擇Y100L2-4P=3kw滿載轉(zhuǎn)速1420r/min。圖3電動(dòng)機(jī)4.4傳動(dòng)比的計(jì)算選擇總傳動(dòng)比初選定為各級(jí)傳動(dòng)比，在各級(jí)傳動(dòng)中，圓柱齒輪傳動(dòng)只起改變轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向的作用根據(jù)V帶輪與蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比范圍，,所以傳動(dòng)比取，較為合適。V帶輪傳動(dòng)的計(jì)算選擇定V帶型號(hào)和帶輪直徑5.1.1工作情況系數(shù)每天工作小時(shí)為10-16h，載荷變動(dòng)較小，所以查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.5知工作情況系數(shù)5.1.2計(jì)算功率5.1.3選帶型號(hào)根據(jù),,在機(jī)械設(shè)計(jì)圖11.15中，選A型5.1.4小帶輪直徑A型帶輪直徑選取小帶輪直徑：，5.1.5大帶輪直徑.5.1.6大帶輪轉(zhuǎn)速計(jì)算帶長(zhǎng)5.2.1求5.2.2求5.2.3初取中心距取5.2.4V帶的長(zhǎng)度5.2.5基準(zhǔn)長(zhǎng)度表3V帶標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度方案123長(zhǎng)mm100011201250V帶的長(zhǎng)度求中心距和包角5.3.1中心距a確定中心距調(diào)整范圍5.3.2小帶輪包角5.4求帶根數(shù)5.4.1帶速5.4.2傳動(dòng)比5.4.3帶根數(shù)普通V帶查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.8，；由表11.7由表11.12；由表11.10V帶根數(shù)帶數(shù)z取5.V帶齒形尺寸表4V帶輪齒形參數(shù)型號(hào)頂寬b節(jié)寬高h(yuǎn)A1311.08輪緣尺寸表5輪緣參數(shù)efA2.758.715106帶輪計(jì)算直徑D查表，，圖4V帶輪齒形5.4.4帶輪外徑5.4.5帶輪寬度5.4.6帶輪材料選擇帶速帶輪用HT200制造5.4.6鍵的選擇表5鍵的參數(shù)直徑bh288731.3551610結(jié)構(gòu)形式表6輪型結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)形式實(shí)心式腹板式孔板式輪輻式所以大帶輪采用孔板式，小帶輪采用實(shí)心式。大輪中心孔內(nèi)徑，外徑，取長(zhǎng)，板寬，取圖5V帶輪傳動(dòng)6蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算6.1蝸輪蝸桿參數(shù)輸入功率轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比蝸桿采用45剛，表面硬度＞45HRC。蝸輪材料采用ZCuSn10P1，砂型鑄造。計(jì)算如下6.2初選值6.2.1當(dāng)量摩擦系數(shù)設(shè)，查表13.6，取最大值，6.2.2選值在圖13.11的線上選取A點(diǎn)，查得，，（）6.3中心距計(jì)算6.3.1蝸輪轉(zhuǎn)矩6.3.2使用系數(shù)按題意查表轉(zhuǎn)速系數(shù)6.3.4彈性系數(shù)根據(jù)蝸輪副材料查表壽命系數(shù)預(yù)期壽命6.3.6接觸系數(shù)由圖13.12I線查出6.3.7接觸疲勞極限查表接觸疲勞最小安全系數(shù)自定6.3.9中心距取6.4傳動(dòng)基本尺寸6.4.1蝸桿頭數(shù)由圖13.11查得，6.4.2蝸輪齒數(shù)6.4.3模數(shù)，取6.4.4蝸桿分度圓直徑，取6.4.5蝸輪分度圓直徑6.4.6蝸桿導(dǎo)程角，6.4.7蝸輪寬度，取6.4.8蝸桿圓周速度6.4.9相對(duì)滑動(dòng)速度6.4.10當(dāng)量摩擦系數(shù)由表13.6查得，6.5潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方法6.5.1潤(rùn)滑油粘度根據(jù)，由表13.7選取6.5.2潤(rùn)滑方法由表13.7，可采用浸油潤(rùn)滑。6.6繪圖參數(shù)計(jì)算6.6.1蝸桿參數(shù)蝸桿分度圓直徑齒頂圓直徑齒底圓直徑軸向齒距齒寬，，取蝸桿齒長(zhǎng)度取結(jié)構(gòu)形式，采用實(shí)心式。6.6.2蝸輪參數(shù)蝸輪分度圓直徑喉圓直徑齒頂外圓直徑，齒底圓直徑齒寬齒頂圓弧半徑齒根圓弧半徑結(jié)構(gòu)形式采用孔板式。，設(shè)中心孔內(nèi)徑，外徑，取孔長(zhǎng)，取6.6.3鍵的選擇表7直徑60所需鍵的參數(shù)直徑bh60181164.4圖6蝸輪蝸桿傳動(dòng)7軸承與鍵的計(jì)算選擇7.1軸承尺寸表8軸承參數(shù)軸承型號(hào)內(nèi)徑d外徑D總寬T內(nèi)徑寬B外徑寬C30208408019.751816302126011023.752219302147012526.252421302189016032.53026圖7軸承7.2滾動(dòng)軸承座表9滾動(dòng)軸承參數(shù)型號(hào)dd1DgAA1HH1LJSN1NSN5094540853185606025205170M121520SN513656012041110808030275230M161823SN516807014043120909532315260M202227 圖8軸承座圖9軸承座外形7.3支撐架圖10支撐架7.4鍵用A型普通鍵聯(lián)接。表10鍵的參數(shù)軸半徑鍵寬b鍵高h(yuǎn)軸深t轂深f288743.355161064.360181174.48軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1材料選擇與許用應(yīng)力軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)矩，所以選用45號(hào)鋼，正火處理8.2攪拌槳所在軸右端開始，蝸輪內(nèi)徑60mm，長(zhǎng)100mm，定位軸的軸承1內(nèi)徑70mm，所在區(qū)域長(zhǎng)選150mm，穿過直齒輪再加一個(gè)定位箱體的軸承2內(nèi)徑90mm，所在區(qū)域長(zhǎng)250mm，中間箱體長(zhǎng)800mm，直徑選110mm，與右邊對(duì)稱。圖11攪拌槳所在軸8.3直齒蝸輪所在軸對(duì)應(yīng)上方中間長(zhǎng)度215mm，左方直齒輪寬150mm，內(nèi)徑60mm，軸承內(nèi)徑選40mm，長(zhǎng)度選100mm；右方蝸輪寬100mm，內(nèi)徑60mm，軸承內(nèi)徑選40mm，長(zhǎng)度選100mm。所以中間寬度選擇80mm。圖12直齒蝸輪所在軸8.4蝸桿V帶所在軸根據(jù)直齒中心距500mm，確定倆蝸桿中心距為500mm，所以倆蝸桿間距離為100mm，根據(jù)蝸桿確定軸半徑為60mm，軸選擇60mm，軸承半徑選擇60mm，長(zhǎng)度選擇150mm，V帶輪半徑55mm，長(zhǎng)度80mm，鍵槽深6mm。圖13蝸桿V帶輪所在軸8.5聯(lián)軸器倆蝸桿聯(lián)接需要一個(gè)聯(lián)軸器。表11聯(lián)軸器參數(shù)型號(hào)dDLd1d2lkb1btnn1GT155590165M10104031.61659.32.53螺釘M10×18，圓錐銷10×90，銷圈71.圖14聯(lián)軸器圖15蝸桿聯(lián)軸9齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)9.1傳動(dòng)參數(shù)輸入功率轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比因?yàn)閭鲃?dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，批量較小，故齒輪用40Cr，調(diào)制處理，硬度241HB~286HB，平均取為260HB。計(jì)算步驟如下：9.2初步計(jì)算9.2.1轉(zhuǎn)矩計(jì)算9.2.2齒寬系數(shù)由表12.13，取9.2.3接觸疲勞極限由圖12.17c，，9.2.4初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力9.2.5取值由表12.16，取9.2.6初步計(jì)算直齒直徑因?yàn)槲佪喎侄葓A直徑，蝸輪中心865mm取.9.2.7齒寬取200mm。9.2.8圓周速度9.2.9精度等級(jí)由表12.6，選9級(jí)精度9.2.10齒數(shù)和模數(shù)初取齒數(shù)；由表12.3，取則，9.3確定傳動(dòng)主要尺寸9.3.1實(shí)際分度圓直徑因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，齒數(shù)已經(jīng)重新確定，但并未圓整，故分度圓直徑不變。，9.3.2中心距表12直齒齒形參數(shù)基本參數(shù)圓柱齒輪20°5mm10mm1.25mm1.9mm圖16直齒齒形直齒齒頂圓直徑齒底圓直徑9.3.3固定齒輪與箱體的螺栓選擇半徑r=20mm，9.3.4鍵的選擇表13鍵參數(shù)直徑bh60181結(jié)構(gòu)形式采用孔板齒輪。9.4繪圖參數(shù)計(jì)算中心孔內(nèi)徑，外徑，取長(zhǎng)，板寬，取圖17直齒輪傳動(dòng)10軸端擋圈攪拌槳所在軸：右端固定蝸輪需要一個(gè)軸端擋圈，直齒蝸輪所在軸：不需要蝸桿V帶所在軸：上端需要固定大V帶輪的軸端擋圈，電動(dòng)機(jī)：需要固定小V帶輪的軸端擋圈，表14軸端擋圈參數(shù)軸徑直徑D厚度H孔距L中心孔d螺栓孔倒角C螺栓GB/T578324325106.63.21M6×20556561694.21.5M8×25607062094.21.5M8×25圖18軸端擋圈11攪拌槳圖19攪拌槳12螺栓表15螺栓參數(shù)所需部位尺寸數(shù)量箱體與直齒輪固定M40×2004軸承座與支撐架固定M30×4516支撐架與底板固定M444×4516圖20箱體與直齒輪固定所需的螺栓螺母墊片致謝在這次設(shè)計(jì)中，我要感謝許多在做設(shè)計(jì)的過程中幫助過我的老師和同學(xué)，特別是趙躍文老師對(duì)我的設(shè)計(jì)的指導(dǎo)是這次設(shè)計(jì)順利完成的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)構(gòu)思階段,趙老師給了許多寶貴的意見，末了趙躍文老師還認(rèn)真仔細(xì)的審查了我的設(shè)計(jì)圖，指出設(shè)計(jì)圖中的許多錯(cuò)誤和不足之處。在趙老師的指導(dǎo)和督促下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，并學(xué)到了有用的專業(yè)知識(shí)，養(yǎng)成了勤于思考、刻