小型絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1目 錄摘要.3ABSTRACTABSTRACT.4第 1 章 緒 論.5第 2 章 我國(guó)肉制品的生產(chǎn)加工與發(fā)展趨勢(shì).62.1、 我國(guó)肉制品加工現(xiàn)狀.62.2.我國(guó)肉制品的發(fā)展趨勢(shì).6第第 3 3 章章結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理.93.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu).93.1.1 送料機(jī)構(gòu).93.1.2 切割機(jī)構(gòu).93.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu).93.2 絞肉機(jī)的工作原理.10第 4 章 螺旋供料器的設(shè)計(jì).10第 4 章 螺旋供料器的設(shè)計(jì).114.1 絞籠的設(shè)計(jì).114.1.1 絞籠的材料.114.1.2 螺旋直徑.114.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速.124.1.4 螺旋節(jié)距.124.2 絞筒的設(shè)計(jì).12第 5 章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).135.1 電機(jī)的選擇.135.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).145.2.1 確定計(jì)算功率dP.145.2.2 選定 V 帶的帶型.145.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)證帶速v.145.2.4 傳動(dòng)比.155.2.5 確定 V 帶的中心距0a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度0dL.155.2.6 驗(yàn)算小帶輪上的包角1.155.2.7 計(jì)算帶的根數(shù) Z.165.2.8 計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值.165.2.9 計(jì)算壓軸力F.165.2.10 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸.175.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).175.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù).175.3.2 按吃面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì).185.3.3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì).2025.3.4幾何尺寸計(jì)算.215.3.5 校核齒面接觸強(qiáng)度.225.3.6 校核齒根彎曲強(qiáng)度.245.3.7 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪）.265.4 軸的設(shè)計(jì).275.4.1 選擇軸的材料.275.4.2 估算軸端直徑.275.4.3 軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).275.4.4 軸上載荷的分析.285.4.5 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度.295.4.6 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度.29第 6 章 絞 刀 設(shè) 計(jì).346.1 絞刀的設(shè)計(jì).346.1.1 刀刃的起訖位置.356.1.2 刀刃的前角.366.1.3 刀刃的后角.376.1.4 刀刃的刃傾角.386.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度.396.1.6 刀片的結(jié)構(gòu).40第 7 章 生產(chǎn)能力分析.427.1 絞刀的切割能力.427.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 G.427.3 功率消耗 N.42第第 8 8 章章 絞肉機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)絞肉機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng).448.1 絞肉機(jī)生銹去銹的方法.448.2 絞肉機(jī)的使用方法.448.3 絞肉機(jī)操作規(guī)程.45設(shè)計(jì)總結(jié).46參考文獻(xiàn).473小型絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)摘要本文論述了肉類加工機(jī)械絞肉機(jī)的工作原理、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。絞肉機(jī)是肉類加工企業(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)滿足不同產(chǎn)品的需求，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，以滿足下道工序的工藝要求。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：絞肉機(jī)，擠肉樣板，絞刀，絞籠4ABSTRACTABSTRACTThis paper discusses the meat processing machinery - stage work principle, main technical parameters, transmission system, typical parts of a structure design and production capacity analysis. Meat processing enterprise in stage is production process, will according to different technical requirements of raw meat processing specifications vary granular meat, in order to fully mixing with other materials to satisfy the need of product, work with rotating cutting edge and orifice plate on formation of shearing action blade pounded the meat materials will be in screw extrusion pressure, and under the influence of raw material continuously eduction, cake layer. According to the material properties and processing requirements, configured with different cutting tools and orifice plate, can work out different size particles next working procedure, to meet the technological requirementsKey words: meat chopper ，reamer 5第第 1 1 章章 緒緒 論論隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民對(duì)食品工業(yè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代食品已朝著營(yíng)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(guó)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。2008 年食品工業(yè)成為當(dāng)年制造業(yè)應(yīng)對(duì)全球金融危機(jī)中綻放出的一朵“奇葩” 。2008 年我國(guó)制造業(yè)面臨全球金融危機(jī)的巨大考驗(yàn)，食品工業(yè)的突出表現(xiàn)表明，我國(guó)的食品工業(yè)在擴(kuò)大內(nèi)需中發(fā)揮的作用是巨大的，而且還有著很大的發(fā)展?jié)摿?。?dāng)前中國(guó)食品工業(yè)還是以農(nóng)副食品原料的初加工為主，精細(xì)加工的程度比較低，正處于成長(zhǎng)期。食品行業(yè)為完全競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)，集中度較低，中小企業(yè)比例高，技術(shù)水平低，同質(zhì)化嚴(yán)重，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，利潤(rùn)空間狹小，隨著行業(yè)整合及行業(yè)成熟度的提高，行業(yè)利潤(rùn)向大企業(yè)迅速集中，行業(yè)龍頭企業(yè)將擔(dān)當(dāng)起行業(yè)資源整合的重任。農(nóng)業(yè)是食品業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，農(nóng)產(chǎn)品的加工程度決定著食品業(yè)的規(guī)模和競(jìng)爭(zhēng)力。目前發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值之比是 31，中國(guó)僅為 051；發(fā)達(dá)國(guó)家深加工用糧占糧食總產(chǎn)量的比重在 70以上，中國(guó)只有 8；發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品加工程度在 80以上，中國(guó)不足50。這既是差距，也是潛力之所在。根據(jù)“十一五”食品工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，今后中國(guó)食品市場(chǎng)將朝著方便、快捷化；營(yíng)養(yǎng)、保健化；多樣化、功能化、安全化的方向發(fā)展，消費(fèi)檔次將逐漸提高。未來(lái)國(guó)際食品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的核心將集中在加工業(yè)的規(guī)模和科技水平方面，即通過(guò)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和提高核心競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)爭(zhēng)奪更大的市場(chǎng)份額。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(kāi)現(xiàn)代儀器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無(wú)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(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.幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設(shè)備。國(guó)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(guó)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(yú)醬、魚(yú)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。6第第 2 2 章章 我國(guó)肉制品的生產(chǎn)加工與發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)肉制品的生產(chǎn)加工與發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)人民生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)條件的改善，在消費(fèi)水平和消費(fèi)觀念上有了新的變化，消費(fèi)者出于自身健康的關(guān)心對(duì)肉類制品提出更高的要求。我國(guó)肉制品的產(chǎn)量近年來(lái)雖有很大的發(fā)展，但是，總的來(lái)說(shuō)我國(guó)肉類的人均消費(fèi)量，特別是熟肉制品的消費(fèi)量還是很低，尤其是經(jīng)濟(jì)較為落后的中小城市和廣大的農(nóng)村地區(qū)。因此，肉類生產(chǎn)和肉制品生產(chǎn)仍然是我們較為長(zhǎng)期的任務(wù)。2.1、 我國(guó)肉制品加工現(xiàn)狀我國(guó)肉制品可以分為兩大類，一類是中國(guó)傳統(tǒng)風(fēng)味的中式肉制品，約有 500 多個(gè)名、特、優(yōu)產(chǎn)品，其中一些產(chǎn)品，如金華火腿、廣式臘腸、南京板鴨、德州扒雞、道口燒雞等傳統(tǒng)名特產(chǎn)品，早已經(jīng)蜚聲國(guó)內(nèi)外。另一類是西式肉制品，它在中國(guó)只有 150 年的歷史，有香腸類、火腿類、培根類、肉糕類、肉凍類等。目前我國(guó)規(guī)模以上肉類加工企業(yè)有 3728 個(gè)，擁有資產(chǎn) 498 億元，從業(yè)人員 47.46 萬(wàn)人，工程技術(shù)人員 3 萬(wàn)余人，固定資產(chǎn)在 1000 萬(wàn)元以上的有 120 多家，出口注冊(cè)廠 200 多家，獲進(jìn)出口經(jīng)營(yíng)權(quán)的企業(yè) 36 家。自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó) 21 個(gè)省市 200 多個(gè)企業(yè)先后從德國(guó)、荷蘭、法國(guó)、奧地利、意大利、美國(guó)等引進(jìn)肉類屠宰加工設(shè)備 200 多臺(tái)，其中引進(jìn)的西式灌腸生產(chǎn)線 47 條，西式火腿腸生產(chǎn)線 30 多條，還有肉制品加工檢測(cè)儀器等。到 2001 年，我國(guó)生產(chǎn)加工肉類制品 270 萬(wàn) t 左右，占肉類總產(chǎn)量的 4.26%左右，品種約有 500 余種。主要肉制品有腌臘、醬鹵、熏烤、干制、油炸等中式肉制品和西式肉制品，其中西式制品已占份額的 50%以上，火腿腸產(chǎn)量達(dá) 60 多萬(wàn) t，占肉制品產(chǎn)量的 1/3。在肉制品產(chǎn)量增加的同時(shí)，肉類產(chǎn)品質(zhì)量也在發(fā)展中得到了不斷的提高。2.2.我國(guó)肉制品的發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平向小康邁進(jìn)及與國(guó)際市場(chǎng)接軌，我國(guó)肉制品的生產(chǎn)與消費(fèi)將保持持續(xù)發(fā)展的勢(shì)態(tài)。據(jù)有關(guān)部門的預(yù)測(cè)，到 2010 年我國(guó)的人口達(dá)到 14 億，全國(guó)人均收入將比 2004 年的水平上提高一倍，肉類消費(fèi)水平將提高一倍，肉類消費(fèi)每年平均遞增 3%-5%。肉制品產(chǎn)量將增加一倍（由 200 萬(wàn) t 發(fā)展到 400 萬(wàn) t） 。可見(jiàn)，我國(guó)的肉制品需求總量增長(zhǎng)的前景廣闊，潛力巨大。這多我國(guó)肉制品的發(fā)展來(lái)說(shuō)絕對(duì)是一次不可多得的良機(jī)。我國(guó)肉制品將向著多樣化、營(yíng)養(yǎng)化、方便化方向發(fā)展。71 中國(guó)傳統(tǒng)肉類制品走向現(xiàn)代化中國(guó)傳統(tǒng)風(fēng)味肉禽制品是我國(guó)人民幾千年來(lái)制作經(jīng)驗(yàn)和智慧的結(jié)晶，是中國(guó)也是世界珍貴的飲食文化遺產(chǎn)的重要組成部分，它經(jīng)歷數(shù)千年的長(zhǎng)盛不衰，證明它有著廣泛的民眾基礎(chǔ)，蘊(yùn)藏著巨大的生命力，它曾為中華名族帶來(lái)過(guò)光彩和榮耀。但是目前，我們自己卻守著這一寶庫(kù)而很少發(fā)掘、利用，把注意力都投到西式肉品上。這在發(fā)展初期是可以理解的，也是必要的。因?yàn)橐M(jìn)西式肉制品加工計(jì)時(shí)與設(shè)備的同時(shí)，也引進(jìn)新的科學(xué)理念，新的方法。但隨著肉制品市場(chǎng)的發(fā)展，消費(fèi)者難以滿足于風(fēng)味缺乏變化的西式肉制品。因此，我國(guó)的肉類科技工作者及相關(guān)專家，從現(xiàn)在起應(yīng)將注意力轉(zhuǎn)移或調(diào)整，通過(guò)發(fā)掘和精選中國(guó)傳統(tǒng)風(fēng)味肉制品的加工工藝技術(shù)與之進(jìn)行“整合” 、 “交聯(lián)” ，著手于中式肉制品的加工工藝和設(shè)備的開(kāi)發(fā)，使其在營(yíng)養(yǎng)成分、包裝及貨架期等方面體現(xiàn)時(shí)代氣息，并適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，吧產(chǎn)品推向國(guó)際市場(chǎng)。2 增加西式肉制品的品種西式肉制品中有很多被歐美各國(guó)人民所喜好的品種，除在我國(guó)已流行的各類香腸、火腿腸等得到推廣和普及，已成為我國(guó)肉制品消費(fèi)的主導(dǎo)產(chǎn)品。然而還有許多類型的西式肉制品正在被認(rèn)識(shí)或尚未認(rèn)識(shí)，如培根類、色拉米香腸類、波馬類、肉糕類、肉串類等，為了滿足消費(fèi)者不同嗜好，生產(chǎn)多品種、富營(yíng)養(yǎng)的西式肉制品非常必要。3 發(fā)展低溫肉制品我國(guó)肉制品生產(chǎn)中以高溫加熱的火腿腸為主要產(chǎn)品，多達(dá) 4.多萬(wàn) t，占腸類制品的絕大部分。高溫加熱、貨架期較長(zhǎng)，可以在高溫下存放半年之久，故可不依賴?yán)洳劓湺M(jìn)行儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和銷售，它特別適合我國(guó)當(dāng)前國(guó)情，尤其是廣大農(nóng)村地區(qū)和尚不具備冷藏鏈的中小城市。但經(jīng)過(guò)高溫加熱后的產(chǎn)品風(fēng)味、口感、營(yíng)養(yǎng)等質(zhì)量方面會(huì)受到較多的損失。據(jù)悉，一種在美國(guó)逐漸興起的低溫肉制食品有望取代傳統(tǒng)的高溫火腿、香腸等肉制品。這種低溫肉制品的特點(diǎn)是：改變傳統(tǒng)的蒸煮加工方式，將精肉經(jīng)過(guò)松軟處理后，在 75-90低溫下蒸煮。因此可基本保留肉類蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分以及肉類完整的纖維組織，肉類細(xì)嫩，口感好。這種低溫肉制品食品在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)流行 60 多年了，雖然我國(guó)在這方面起步較晚，但其作為一種技術(shù)含量很高的營(yíng)養(yǎng)食品，在我國(guó)有著廣泛的市場(chǎng)前景。4 發(fā)展禽肉制品由于家禽的飼養(yǎng)周期短、飼料轉(zhuǎn)換率高、其肉又是一種蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低的頭類，加工（剝離分布在皮下的脂肪）可制成幾乎不含脂肪的肉制品，不僅能滿足大眾的需求，而且也能滿足特殊人群（冠心病人群或者老年人）的需求。目前，中國(guó)家禽肉的總產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò) 1000 萬(wàn) t，占肉類總產(chǎn)量的 18.2%。家禽肉制品由于8健康和價(jià)格方面的原因，很受消費(fèi)者青睞。大力發(fā)展禽肉制品不僅能滿足人們的需求，而且也能極大的促進(jìn)畜禽業(yè)的發(fā)展。5 保健肉制品悄然崛起隨著社會(huì)的發(fā)展，人們愈來(lái)愈認(rèn)識(shí)到飲食與健康的關(guān)系，擁有健康又是人類永恒的追求。人們?cè)诔燥柍院玫耐瑫r(shí)，努力追求具有高質(zhì)量和功能性兼具的食品。因此，市場(chǎng)隨之涌現(xiàn)各類獨(dú)具特色的功能食品。肉制品種類也百花爭(zhēng)艷、紛繁眾多的食品中不甘寂寞。功能項(xiàng)肉制品（如低脂、低膽固醇肉制品、低鈉鹽肉制品、低硝酸鹽肉制品、含膳食纖維肉制品、復(fù)合功能肉制品）具有調(diào)節(jié)人體生理機(jī)能，又具有營(yíng)養(yǎng)功能和感官功能，能滿足特殊人群的需要，輕松享受美味與健康。因此基于我國(guó)肉制品的發(fā)展形勢(shì)，更行絞肉機(jī)設(shè)備成為一種勢(shì)不可擋的趨勢(shì)，同時(shí)也是很有必要和意義的工程。9第第 3 3 章章結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 及及 工工 作作 原原 理理3.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)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3.1.13.1.1 送料機(jī)構(gòu)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(duì)物料進(jìn)行擠壓。3.1.23.1.2 切割機(jī)構(gòu)切割機(jī)構(gòu)包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。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。3.1.33.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)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103.23.2 絞肉機(jī)的工作原理絞肉機(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)比前面小，但螺旋軸的直徑后面比前面大，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。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)向安裝的。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。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(lái)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。11第第 4 4 章章 螺旋供料器的設(shè)計(jì)螺旋供料器的設(shè)計(jì)4.1 絞籠的設(shè)計(jì)絞籠的設(shè)計(jì)絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對(duì)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(duì)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配合，以傳遞動(dòng)力。R5301020202430408070805540801051301.6577.29節(jié)距t1302.5105圖 31 絞籠4.1.14.1.1 絞籠的材料絞籠的材料絞籠的材料選為 HT2004.1.24.1.2 螺旋直徑螺旋直徑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 C1124.1.34.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速螺旋供料器的轉(zhuǎn)速由原始資料 n326r/min4.1.44.1.4 螺旋節(jié)距螺旋節(jié)距 實(shí)體面型螺旋的節(jié)距 tD4.24.2 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，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 圖 32 絞筒 13第第 5 5 章章 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(jí)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(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。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：5.15.1 電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇P=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) P4kw，n1500r/min，查2表 12-1 選用 Y112M-4，再查2表 12-3 得Y112M-4 電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 14圖 4-1 Y112M-4 電動(dòng)機(jī)的外觀圖5.25.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.2.15.2.1 確定計(jì)算功率確定計(jì)算功率dP kwPKPAd8 . 442 . 1 工作情況系數(shù)，查3表 87 查得工作情況系數(shù)1.2AKAK P所需傳遞的額定功率，如發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率或名義的負(fù)載功率，KW。5.2.25.2.2 選定選定 V V 帶的帶型帶的帶型根據(jù)和查3圖 810 取普通 V 帶 A 型，小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/mindp1n1n5.2.35.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速并驗(yàn)證帶速ddv1）由3表 8-6 和表 8-8 選定100mm75r/min1ddmindd2）驗(yàn)算帶速。按3式（8-13）驗(yàn)算帶的速度vsmvsmndvd/25/54. 71000601440100100060max11故帶速合適。3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)3式（815a） ，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑2dd cmdiddd17610076. 112 根據(jù)3表 8-8，圓整為=180mm2dd155.2.45.2.4 傳動(dòng)比傳動(dòng)比1.76 0i所以大帶輪的轉(zhuǎn)速為2nin1min/018.81876. 11440r5.2.55.2.5 確定確定 V V 帶的中心距帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度和基準(zhǔn)長(zhǎng)度0a0dL1）根據(jù)3式（8-20） mmddadd280)(22102）由3式（8-22）計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0204)()(2212210addddaLddddd 280480280228022 886mm 依3表 82 取dL900mm，即帶型為 A9003）按3式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距mmLLaadd2872886900280200中心距的變化范圍為 274314mm。5.2.65.2.6 驗(yàn)算小帶輪上的包角驗(yàn)算小帶輪上的包角1 903 .57180121adddd =3 .5728780180 = 16416符合。5.2.75.2.7 計(jì)算帶的根數(shù)計(jì)算帶的根數(shù) Z Z 1)計(jì)算單根 V 帶的額定功率1p由和查3表（8-4a）得。mmdd1001min/14401rn kwp32. 11根據(jù)和 A 型帶查3表 84b 得。min/14401rn 4 . 4總ikw15. 01P查3表 8-5 得，表 8-2 得，于是得96. 0aK87. 0LK KWKKPpPLar22. 187. 096. 0)15. 032. 1 ()(112）計(jì)算 V 帶的根數(shù) ZZ=9 . 322. 18 . 4rcaPP取 4 根。5.2.85.2.8 計(jì)算單根計(jì)算單根 V V 帶的初拉力的最小值帶的初拉力的最小值 由3表 8-3 得 A 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以mkgq/1 . 0 2min0) 15 . 2(500)(mvZvPkFda =254. 71 . 054. 748 . 4) 196. 05 . 2(500 =134（N） 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。min00)(FF 5.2.95.2.9 計(jì)算壓軸力計(jì)算壓軸力F 壓軸力的最小值為 )(106182sin413422sin2)(10minNZFF壓軸力的最大值為17 )(159282sin413432sin310maxNZFF maxF考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍5.2.105.2.10 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸帶輪的結(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(guò)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 81 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑確定輪輻2*454012A63B0.1 A B0.1 A159111808.72.75119158.72.7534 B0.1 A0.1 A B63A2453.240R5 圖 4-2 小帶輪 圖 4-3 大帶輪5.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.3.15.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按照絞肉機(jī)所定的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）絞肉機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不搞，故選用 6 級(jí)精度（GB10095-88） 。 3）材料選擇。由3表 10-1 選擇大、小齒輪的材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)及表面淬火） ，齒面硬度為 4855HRC。 4）選擇小齒輪齒數(shù)，所以大齒輪的齒數(shù)。301z75305 . 22z 5) 選取螺旋角。初選螺旋角。13185.3.25.3.2 按吃面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按吃面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按3式（10-21）試算，即 321)(12HEHdtttZZTKd(1)確定公司內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)。6 . 1tK2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 mmNmmNnPT451151107 . 4018.8184105 .95105 .953）由3表 10-7 選取齒寬系數(shù)。4 . 0d4）由3表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)。218 .189 MPaZE5）有3圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪MPaH6001lim的接觸疲勞強(qiáng)度極限。MPaH5502lim6)按3式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 9111077. 1)1530081 (1018.8186060hjLnN 892101 . 75 . 21077. 1N7) 由3圖 10-19 取接觸疲勞系數(shù);。90. 01HNK95. 02HNK8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由3式 10-12 得 MPaMPaSKHNH5406009 . 01lim11 MPaMPaSKHNH5 .52255095. 02lim229）由3圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù)。41. 2HZ10）由3圖 10-26 查得端面重合度，則80. 01891. 0219。691. 12111）許用接觸應(yīng)力 =HMPaMPaHH25.53125 .522540221（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑，有計(jì)算公式得 mmmmZZTKdHEHdttt42.50)25.5318 .18941. 2(5 . 25 . 3691. 14 . 0107 . 46 . 12)(123243212）計(jì)算圓周速度。 smsmndvt/16. 2/100060018.81842.50100060113）計(jì)算模數(shù)。ntm mmmmzdmtnt64. 13013cos42.50cos11 mmmhnt68. 364. 125. 225. 2 4）計(jì)算縱向重合度。0 88. 013tan304 . 0318. 0tan318. 01zd 5）計(jì)算載荷系數(shù)。K 查3表 10-2 知使用系數(shù),根據(jù)，6 級(jí)精度，由3圖 10-80 . 1AKsmv/93. 1查得動(dòng)載系數(shù);由3表 10-4 查得的值與直齒輪的相同，故;02. 1VKHK42. 1HK 由3圖 10-13 查得;03. 1FK 由3表 10-3 查得。故載荷系數(shù)1 . 1FHKK 59. 142. 11 . 102. 10 . 1HHVAKKKKK6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑由3式 10-10a 得 mmmmKKddtt3 .506 . 159. 142.503311207）計(jì)算模數(shù)。nm mmmmzdmn63. 13013cos3 .50cos115.3.35.3.3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由3式 10-17 32121cos2FSFdnYYzYKTm(1) 確定計(jì)算參數(shù)1)由3圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲強(qiáng)MPaFE5001度極限；MPaFE38022）由3圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù),;85. 01FNK88. 02FNK3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù),由3式 10-12 得4 . 1S MPaMPaSKFEFNF57.3034 . 150085. 0111 MPaMPaSKFEFNF86.2384 . 138088. 02224） 計(jì)算載荷系數(shù)。 12. 103. 11 . 102. 11FFVAKKKKK5）根據(jù)縱向重合度，從3圖 10-28 查得螺旋角度影響系數(shù)。2 . 289. 0Y6）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 43.3213cos30cos3311zzv 08.81cos75cos3322zzv7）查取齒形系數(shù)。 由3表 10-5 查得；484. 21FaY211. 22FaY218) 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由3表 10-5 查得；632. 11SaY775. 12SaY9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較。FSaFaYY 01354. 057.303632. 1484. 2111FSaFaYY 01643. 086.238775. 1211. 2222FSaFaYY 大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmn34. 101643. 0691. 1304 . 013cos89. 0107 . 412. 123224 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面基礎(chǔ)疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法nm面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲mmmn5 . 1勞強(qiáng)度算得分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由1 .451d 88.295 . 113cos3 .50cos11nmdz取，則301z75305 . 212 uzz5.3.45.3.4幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距 mmmmmzzan82.8013cos25 . 1)7530(cos2)(21將中心距圓整為 81mm。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 5 .138125 . 1)7530(arccos2)(arccos21amzzn 因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。KHZ （3）計(jì)算大小齒輪的主要幾何尺寸22 大小齒輪的分度圓直徑為 mmmzdn7 .455 .13cos5 . 130cos11 mmmzdn3 .1145 .13cos5 . 175cos22 故大小齒輪的齒頂圓直徑為 mmhddmmhddaaaa3 .1175 . 123 .11427 .485 . 127 .4522211齒輪的端面壓力角為 292.205 .13cos20tanarctancostanarctannta端面壓力角為 (查4表 10-5)0292.20142.10cos20costgarctgtgaarctgnt基圓直徑為 mmddtb2 .40292.20cos7 .45cos11 mmddtb2 .107292.20cos3 .114cos22齒頂圓壓力角為 365.347 .482 .40arccosarccos111abatdd 951.233 .1172 .107arccosarccos222abatdd故端面重合度為 9 . 1)tan(tan)tan(tan212211atatazz齒寬為 ，?。? .32814 . 0aba322b401b5.3.55.3.5 校核齒面接觸強(qiáng)度校核齒面接觸強(qiáng)度 強(qiáng)度條件：HH 查5表 32.1-29 可得計(jì)算齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算公式為：23= H1ZZZZZ1EHBDbdFKKKktHHVA式中：1）分度圓上的切向力NNdTFt20577 .454720002000112）參考5表 32.1-31 和表 32.1-32 選使用系數(shù) K=1.0。A3）按5式 32.1-4 計(jì)算動(dòng)載系數(shù)：vK查表 32.1-33，, 3 .131K0087. 02K將有關(guān)參數(shù)帶入5式 32.1-4，即2 . 115 . 25 . 210016. 2300087. 040205713 .131110012222121vzKbFKKKtAv 4）齒向載荷分布系數(shù)；齒間載荷分布系數(shù)。42. 1HK1 . 1HK 5）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)5 . 1HZ 6) 材料彈性系數(shù)差5表 32.1-37，得。MPaZE8 .189 7）重合度系數(shù)查5圖 32.1-14 得.74. 0Z8）螺旋角系數(shù)查5圖 32.1-15 得985. 0Z9）單對(duì)齒嚙合系數(shù),由于，可以取。),max(DBBDZZZ88. 01DBBDZZZ將以上數(shù)據(jù)帶入計(jì)算式H MPaMPaKKKKbdFZZZZZHHVAtEHBDH7 .2421 . 142. 12 . 10 . 15 . 35 . 2403 .502057985. 074. 08 .1895 . 1111按5表 32.1-29 中公式計(jì)算吃面解除疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)：HS 1) 齒面接觸應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 8111018. 13008018.81816060tnjNHL24 7812107 . 45 . 21018. 1LLNN 2) 按齒面允許有一定點(diǎn)蝕查5圖 32.1-30，得壽命系數(shù)：;97. 01NTZ08. 12NTZ3）潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)查得5表 32.1-38，。LVRZ92. 0LVRZ4）齒面工作硬化系數(shù)由5圖 32.1-32 得。WZ0 . 1WZ5）尺寸系數(shù),按，查5圖 32.1-33，得.XZmmmn5 . 11XZ將以上數(shù)據(jù)帶入安全系數(shù)計(jì)算式： 40. 27 .24210 . 197. 060011lim1HXWLVRNTHHZZZZS 45. 27 .24210 . 108. 155022lim2HXWLVRNTHHZZZZS 由5表 32.1-40，取一般可靠度（失效概率 0.01） ，選用最小安全系數(shù)。1 . 1minHS大小齒輪的安全系數(shù)，很安全。minHHSS5.3.65.3.6 校核齒根彎曲強(qiáng)度校核齒根彎曲強(qiáng)度按5表 32.1-29 中的公式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力： YYYKKKKbmFFSFFVAntF算式中各參數(shù)確定如下： 1）齒向載荷分布系數(shù),按和,查5HK9 .115 . 125. 24025. 2nmbhb42. 1HK圖 32.1-12 得。4 . 1FK 2）齒間載荷分配系數(shù)，查5表 32.1-36 得。1 . 1FK 3）重合度系數(shù)由5圖 32.1-18 得；螺旋角系數(shù)查5圖 32.1-19 得68. 0YY.90. 0Y 4）當(dāng)量齒數(shù)，。查5圖 32.1-16，得復(fù)合齒形系數(shù)：43.321vz03.812vz25 ；97. 31FSY89. 32FSY將以上數(shù)據(jù)帶入式中有： MPaMPaYYYKKKKbmFFSFFVAntF9 .6790. 068. 097. 31 . 103. 12 . 10 . 15 . 240205711MPaYYFSFSFF6 .6697. 389. 39 .671212按5表 32.1-29 中公式計(jì)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)：FS FXRrelTrelTNTSTFFYYYYYSlim1） 應(yīng)力修正系數(shù)(5表 32.1-30).2STY2） 彎曲應(yīng)力循環(huán)系數(shù)與接觸應(yīng)力循環(huán)系數(shù)相同，即，7281107 . 4,1018. 1LLNN據(jù)此查5圖 32.1-31 得壽命系數(shù)98. 0,93. 021NTNTYY3） 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)的確定：先查5圖 32.1-16，翅根圓角系數(shù)relTY在查5表 32.1-39 可得5 . 1, 5 . 121ssqq0 . 121relTrelTYY4） 取吃根根表面粗糙度，由5圖 32.1-35 查得相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)mRz3 . 6025. 1RrelTY5） 尺寸系數(shù)由5圖 32.1-34 查得0 . 1XY將以上數(shù)據(jù)帶入安全系數(shù)計(jì)算式中可得： 8 .169 .670 . 1025. 10 . 193. 026001111lim1FXRrelTrelTNTSTFFYYYYYS 6 .166 .660 . 1025. 10 . 198. 025502222lim2FXRrelTrelTNTSTFFYYYYYS 按一般可靠度，查5表，32.1-40，取最小安全系數(shù)。由于，25. 1minFSmin1FFSS，故很安全。min2FFSS265.3.75.3.7 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪）齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪）1、確定齒厚偏差代號(hào)確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095882、確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差，=0.063+0.009=0.072mm；1iF1iFfPFF 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。第公差組檢驗(yàn)齒向公差=0.012F3、確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)計(jì)算式求得：wE齒厚的上偏差=-12=-12 0.009=-0.108mm；ssEptf齒厚下偏差=-16=-16 0.009=-0.144mm；siEptf公法線的平均長(zhǎng)度：上偏差=*cos-0.72sinWSEssETF=-0.108 cos-0.72 020020sin36. 0a=-0.110mm；下偏差=cos+0.72sinwiEsiETF=-0.144 cos+0.72 0.036 sin020020=-0.126mm；按表及其表注說(shuō)明求得公法線長(zhǎng)度=87.652， 跨齒數(shù) K=10，knW則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為：110. 0126. 0652.87對(duì)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=ff；023. 0檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8-3-64 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%，沿齒長(zhǎng)不小于 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差=0.05+0.072=0.125mm；icF檢驗(yàn)齒切向綜合公差=0.0228mmicf對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差，=0.012mm，=0.006mmxfyf4、確定齒坯的精度要求。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(jí)，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 （如圖 4-4）270.014 A1.61.60.80.81.6? 94.75? 52.8881282*45? 470 0-0,1? 458圖 4-4 大齒輪簡(jiǎn)圖5.4 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)5.4.15.4.1 選擇軸的材料選擇軸的材料選用 45，正火處理，由表 18-1【2】查得 時(shí)，mmd1002/588mmNb,，2/284mmNs21/238mmN21/138mmN20/93mmN。21/54mmN5.4.25.4.2 估算軸端直徑估算軸端直徑按3表 15-3 取 A=110(因軸端受彎矩，A 取平均值) 3nPAd 式中軸的輸入功率 P=4.8KW，輸入轉(zhuǎn)速 n=818.018r/min 則 mmd18018.8188 . 41103考慮軸端有單鍵，軸徑應(yīng)增大，取5%4mmd205.4.35.4.3 軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的機(jī)構(gòu)如圖 4.1 所示，28 圖 4.1 軸的結(jié)構(gòu)與裝配右端軸徑取。考慮軸向固定，內(nèi)側(cè)采用軸肩，又考慮帶輪的固定，故軸的20軸頸取，根據(jù)帶輪的設(shè)計(jì)，取左端軸的周長(zhǎng)。在處，考慮到30mml40-軸承的標(biāo)準(zhǔn)，取。齒輪軸上的齒輪所在的周、軸的長(zhǎng)度mmlmml15,25-，在軸，同樣，考慮到軸承的標(biāo)注，取。在軸處的配mml80-mmd25合、表面粗糙度均見(jiàn)附圖。5.4.45.4.4 軸上載荷的分析軸上載荷的分析軸上的轉(zhuǎn)矩 mNnPT/75.55018.8188 . 495009500齒輪分度圓大的直徑 mmd47齒輪的切向力為 NdTFt20577 .454720002000齒輪的徑向力 NFFntr7705 .13cos20tan2057costan齒輪的軸向力 NFFtX8 .4935 .13tan2057tan根據(jù)上式及軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支撐點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)確29定 a 值。對(duì)于 6009 型深溝球軸承，由手冊(cè)中查得 a=16 mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為 360 mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 處的的值列于下表載 荷 水平面 H 垂直面 V支承力F彎矩 M總彎矩扭矩 T5.4.55.4.5 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面 B)的強(qiáng)度。根據(jù)3中的式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由3查表 15-1 得。因此，故安全。5.4.65.4.6 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1） 判斷危險(xiǎn)截面，處只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最少直徑是按扭矩強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面均無(wú)需校核。30從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面和截面處引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載荷的情況看，截面上的應(yīng)力最大，截面處因?yàn)槭驱X輪軸，同時(shí)連接中間軸，故應(yīng)力集中不大，因而該軸只需校核截面的左右兩側(cè)即可。（2 ）截面左側(cè)抗彎截面系數(shù) 33316638551 . 01 . 0mmdW抗扭截面系數(shù) 33333275552 . 02 . 0mmdWT截面 C 左側(cè)的彎矩 M 為截面 C 上的扭矩為 3TmmNT 9600003截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭矩切應(yīng)力軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由3表 15-1 查得 MPaMPaMPab155,275,64011截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按3附表 3-2 查取得又由3附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)按按式（3附表 3-4）為由3附圖 3-2 的尺寸系數(shù);由3附圖 3-3 的扭矩尺寸系數(shù)67. 0b31。82. 0 圖 4.2 軸的載軸按磨削加工，由3附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即,則按文獻(xiàn)3式（3-12）及式(3-12a)得綜合系數(shù)為又由文獻(xiàn)33-1 及3-2 得碳鋼的特性系數(shù)32于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按3式（15-6）-(15-8)則得caS故可知其安全。（4） 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面 C 左側(cè)的彎矩 M 為截面 C 上的扭矩為 3TmmNT 9600003截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭矩切應(yīng)力軸按磨削加工，由文獻(xiàn)3附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為軸端處為外花鍵，由3附表 3-5，得綜合系數(shù)為33所以軸在截面 C 的右側(cè)的安全系數(shù)為故該軸在截面 C 右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。（5） 繪制軸的工作圖22322? 16? 20+0,079-0,02? 23? 25+0,079-0,02? 31? 45,7? 31? 25+0,079-0,0240152040202645圖 43 齒輪軸34? 30+0,079-0,02630.82*452618247? 27? 30+0,079-0,02? 33+0,079-0,0232圖 44 低速軸第第 6 6 章章 絞絞 刀刀 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)絞刀的作用是切割物料和傳遞物料。它的內(nèi)孔為方形，刀刃呈葉輪狀。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。6.1 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。 v35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?gòu)娜我蝗~刀片的橫截面上來(lái)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(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)。6 6.1.1.1.1 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(jiàn)第二部分刀刃的前角式4)36任一刀刃切割肉的線速度（ms）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=45mm6.1.26.1.2 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：fnfnFFFFFF其值為：37sincossincosfnfnfnFFFFFFFF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，故令FF 。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，故令nF。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。2CFnFvnFF簡(jiǎn)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(guò)程中的切割力，以及切割肉38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 6 6.1.3.1.3 刀刃的后角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(guò)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(guò)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(shuō)明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時(shí)也帶來(lái)的問(wèn)題是刀片的N B磨損值大(反映在刀體材料的磨損過(guò)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6 6.1.4.1.4 刀刃的刃傾角刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來(lái)得知刀傾角對(duì)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r圖 54，由于刀刃有刃傾角，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所得)39圖 5-4 刃傾角與刀刃鋒利度橢圓的長(zhǎng)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(jiàn)，增大刀傾角的絕對(duì)值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑，這就說(shuō)明增大刃傾角er0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(jiàn)圖 5-5：max0圖 5-5 7Rr /arcsinmax0初始刃傾角按下式計(jì)算： 見(jiàn)圖