壓面機機械結構設計

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1、壓面機機械結構設計 1緒論 1.1 國食品機械的發(fā)展狀況 中國的食品機械行業(yè)起步晚，總體水平相對于歐美等發(fā)達國家來說落后。自 主開發(fā)能力較弱，科研投入不足，行業(yè)多數企業(yè)不具備高水平的技術研發(fā)能力。 目前，中國很多先進的食品機械設備主要依靠國外進口， 擁有自主知識產權的產 品很少。但近年來中國的食品機械發(fā)展的速度較快，目前已進入到產品結構調整、 提高開發(fā)創(chuàng)新能力并與國際接軌的發(fā)展時期。 目前中國的食品機械行業(yè)還處于起 步發(fā)展階段，市場還處于不穩(wěn)定時期。我國食品機械的發(fā)展任重而道遠、 空間廣 闊，究其主要原因是我國人民消費的食品大多是來自農業(yè)的未加工食品， 每年因 缺乏必要的食品加工機械

2、使食品資源不能直接加工、 貯藏、保鮮而造成的損失高 達幾十億元，未能深加工綜合利用而造成的資源浪費損失更高， 因此我國食品機 械具有廣闊的市場前景。 【】《中國食品機械行業(yè)發(fā)展任重而道遠》 2013-05-07 13:46來源：中國 三農網責編:錢瑩中國的食品機械行業(yè)要想取得快速發(fā)展，首先，企業(yè)要不斷提升產品 質量和水平，從制造向創(chuàng)造轉型，逐步縮短與國際先進企業(yè)的差距。其次，應不 斷規(guī)市場，建立和完善行業(yè)標準，讓企業(yè)在一個標準化的市場中發(fā)展。第三，企 業(yè)應避免打價格戰(zhàn)，要建立良性競爭的市場氛圍。第四，中國地大物博、人口眾 多，各地經濟發(fā)展和生活方式不同，因此廠家要多方調查、要針對地區(qū)差別

3、，經 濟承受能力等情況，積極開發(fā)適合各地不同用戶需求的產品，滿足消費者的需求。 第五，要加強市場推廣和服務渠道，提升企業(yè)品牌知名度，團結一致，共同努力， 這樣才能確保食品機械行業(yè)能健康、良性地發(fā)展。 不難發(fā)現制約我國食品行業(yè)發(fā)展的關鍵因素： 國食品機械技術嚴重落后于國 外先進技術企業(yè)，據統(tǒng)計，自食品機械發(fā)展以來，我國的食品機械企業(yè)針對高端 技術設備均采取進口措施，僅僅是塑料薄膜雙向拉伸設備生產線就高達 1億元， 這對于國企業(yè)來說是比不小的開支。企業(yè)大部分的開支如果用在進口設備費用 上，便會嚴重制約我國食品機械企業(yè)的良性發(fā)展。 由國食品機械行業(yè)的發(fā)展來看， 不難發(fā)現我國眾多機械領域在發(fā)展中存

4、在的弊端，國個企業(yè)人士很少會將人力、 財力投入到新技術的開發(fā)上面，面對需要高端技術的產品，常常選擇國外進口， 以便更快的滿足國客戶的需要。這樣做所產生的弊端可以從國食品機械的發(fā)展來 看，食品機械經過長時間的進步與發(fā)展， 早已經成為國成熟的“老企業(yè)”， 但是 就是這樣一個“老企業(yè)”并沒有為新興企業(yè)提供最完善的發(fā)展模式， 反正常常作 為反面教材，看出了國食品機械對于國外產品的技術依賴， 很難在短時間持續(xù)穩(wěn) 定的獨立發(fā)展下去。同時，食品安全日益嚴峻，設備更新換代成為一個大的趨勢， 正因為如此，市場需求極大的促使中國食品機械制造業(yè)在今后相當長的一段時間 將會保持高速增長，而且自動化程度越來越高，

5、并帶動自動化原件的飛速發(fā)展。 1.2 國際食品機械發(fā)展趨勢 縱觀國際食品機械的發(fā)展趨勢，新的食品機械相關技術標準，安全衛(wèi)生要求 進一步受到重視，以適應和滿足食品加工對食品安全的要求；高新技術在食品機 械中得到廣泛應用，成為提高食品機械技術含量的重點容；技術創(chuàng)新力度進一步 加強，成為新一輪食品機械技術跨越的重要措施和手段； 技術壁壘的門檻越來越 高，成為食品機械技術競爭的主要形式。通過這些新的重大變化可以看出，國際 食品機械經濟效益的獲取方式，不再是傳統(tǒng)意義上的品種、數量、規(guī)模、性能等 物化的有形資本，取而代之的是高新技術、技術標準、技術壁壘、技術創(chuàng)新、安 全衛(wèi)生等無形資本的巨大作用。 [

6、]國際食品包裝機械未來的發(fā)展趨勢 來源:如今 世界的食品機械的朝著以下幾個方向發(fā)展：（1）高新技術實用化。當前，國外 發(fā)達國家廣泛采用高新技術應用到食品機械中， 從而不斷推出技術含量更高、更 人性化的新設備、新產品，使設備性能大大提高。因此，高新技術是食品機械上 檔次、上水平的重要組成部分，具有廣泛的發(fā)展應用前景。（ 2）技術標準趨同 化。為了國際間技術交流和貿易往來的一致性和協調性， 世界各國的食品加工與 食品機械技術標準紛紛向國際標準或歐盟標準靠攏， 這是全球性食品機械領域規(guī) 避技術壁壘的重要舉措。（3）質量控制全程化?，F代國際上通用的食品加工生 產方式，是將質量保證的重點由傳統(tǒng)對

7、最終產品的檢驗轉移到對加工工藝過程中 的關鍵控制點進行管理，其目的在于：一是減少加工作業(yè)過程的出現一系列錯誤， 將食品加工過程中人為或設備的差錯降低到最低限度；二是以防在不衛(wèi)生條件、 可能引起污染或品質劣化的環(huán)境下作業(yè)，避免因批量生產不合格產品所造成的損 失。因此，世界食品機械的技術發(fā)展主流之一，就是使食品加工技術適應質量安 全的全程控制要求。（4）設備高度效率化。使生產線實現連續(xù)化生產、專業(yè)化 作業(yè)、自動化調節(jié)、規(guī)?；洜I等，可顯著提高生產效率和經濟效益。目前，許 多食品機械大型制造企業(yè)或跨國公司， 大都發(fā)展生產線高度自動化、生產規(guī)模大 型化的生產設備，以高效率生產贏得市場的競爭能力。 1

8、.3 課題研究的背景和意義 機械設計，是根據用戶的使用要求對專用機械的工作原理、 結構、運動方式、 力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析 和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程， 是多學科理論和實 際知識的綜合運用。【1】機械設計是機械工程的重要組成部分，同時也是機械 生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。 機械結構設計的任務是在總體 設計的基礎上，根據所確定的原理方案，確定并繪出具體的結構圖，以體現所要 求的功能。是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件，具體容為在確定結 構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面狀況的同時，

9、還須考慮其加 工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關系等問題，并且可以利用 Auto CAD,Solid works等軟件繪制裝配圖，零件圖或者進行建模，仿真。所以， 結構設計的直接產物雖是技術圖紙，但結構設計工作不是簡單的機械制圖，圖紙 只是表達設計方案的語言，綜合技術的具體化是結構設計的基本容。 機械結構設計的主要特點有：（1）它是集思考、繪圖、計算（有時進行必要 的實驗）于一體的設計過程，是機械設計中涉及的問題最多、最具體、工作量最 大的工作階段，對機械設計的成敗起著舉足輕重的作用。（2）機械結構設計問題 的多解性，即滿足同一設計要求的機械結構并不是唯一的。（3）機械結構設計

10、階 段是一個很活躍的設計環(huán)節(jié)，常常需反復交叉的進行。為此，在進行機械結構設 計時，必須了解從機器的整體出發(fā)對機械結構的基本要求。此課題主要運用 Solid works軟件，通過對壓面機的整體結構設計以及各部分的理論計算校核后， 結合數據，利用該軟件畫出整體裝配圖以及零件圖， 以達到對壓面機整體結構設 計的目的。此外，選用的壓面機為家用的小型壓面機。 1.4 壓面機的整體分析 1.4.1 壓面機的整體建模 通過Solid woks軟件對壓面機的整體進行3D建模并進行虛擬裝配。 1.4.2 壓面機的總體設計分析 Solid woks是機械結構設計中常用的軟件之一，通過運用該軟件繪制裝配

11、 圖可以很好的對壓面機進行總體分析，甚至可以進行建模仿真觀察其運動性能狀 0 1.5 本章小結 本章介紹并討論了食品機械的一些發(fā)展現狀，以及說明了此課題研究的背 景，意義和壓面機的總體分析 2壓面機的簡介以及工作原理 2.1 壓面機的簡介和發(fā)展現狀 食品工業(yè)在國民經濟中歷來占有舉足輕重的地位 ，是國民經濟的支柱產業(yè)之 一。在食品工業(yè)中，為之提供加工設備的屬食品機械工業(yè)，具在日常生活中占據重 要地位，涉及到千家萬戶。食品機械是社會上使用頻率最高的機械設備之一，其各 項使用指標及在、外在質量對人們日常生活都將產生重要影響。 隨著食品工業(yè)的 發(fā)展，食品機械在食品工業(yè)中的地位越來越重要

12、。 【4】《我國食品機械行業(yè)》 現代 化的食品機械不僅可以生產出高附加值的產品，而且可以提高資源的利用率。在 當今信息時代，食品機械的設計開發(fā)手段也由原來的以憑借經驗、手工繪制為主 逐漸向利用計算機進行理性分析轉變。壓面機，作為中國重要的食品機械之一， 在行業(yè)中扮演著至關重要的角色。 壓面機，顧名思義，是一種用于制作面條的機 械，具體來說把面粉跟水攪拌均勻之后代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工揉面的食品機械。 壓面機是 面條加工機械中的一種關鍵設備。它的的功能是將和面機中混合均勻的面粉經過 多次軋輾的軋壓，碾壓后制成一條質地均勻的面片，供下到工序切片。 【2】《壓 面機的改造及新用途的探索》 在壓面設備中連續(xù)

13、壓片機和復合壓片機的壓輾是關鍵 部件，它對提高產品的產量和質量起至關重要的作用，它通過壓輾對面團壓力和 摩擦力的綜合作用對面片進行拉伸， 擠壓，使面片的空氣排出進而使里面的組織 結構更加致密均勻的融合在一起。 壓面機的常用分類有兩種，一種是工業(yè)用的大中型壓面機，為面食加工行業(yè) 大量生產所適用，功能上分為自動和半自動區(qū)別在于由傳統(tǒng)的人工喂面， 改為傳 送帶自動送面，大大提高了壓面機的安全性，同時也降低了工作人員的勞動強度。 這種壓面機都是用電力帶動機器工作。另一種就是家用的小型壓面機該機專為家 庭用戶研發(fā)，功能也很豐富，多速可選快慢調節(jié)，可壓細面，寬面，餛飩皮，餃 子皮，包子皮等等面食。此

14、次課題研究的是家用壓面機。 在上世紀90年代，隨著稻谷殼制一次性植物纖維綠色環(huán)保餐具的發(fā)展，壓 面機產生了新用途。研究開發(fā)這種綠色環(huán)保餐具，其中一個關鍵工序是將配好粘 結劑的稻谷殼粉軋制成質地均勻、 結構緊密、表面光滑而有一定韌性的片材。 但 由于稻谷殼粉與面粉在其物理和化學性能上相差很遠，在軋制過程中由于軋輾問 隙不均勻、變形、軋制壓力增大等因素，造成片料厚度變化大、質地不均勻、結 構緊密度不一致、表面光潔度不夠等后果，嚴重影響產品的質量和設備的使用壽 命.且生產效率低。試驗過程中，通過取得大量的實驗數據.對壓面機進行改造 和創(chuàng)新設計，開發(fā)了一種全新的壓面機，實現了綠色環(huán)保餐具的規(guī)?；?、

15、自動化 生產?！?】《壓面機新用途的改進設置》 該設備可用于塑料、食品、橡膠等行業(yè)。另 外，針對傳統(tǒng)壓面機笨重的結構，高昂的成本，所切面條種數的單一，以及現有 的多用壓面機的不合理結構，提出一種新型壓面機。 圖2.1 壓面機以及切刀規(guī)格 2.2 壓面機的工作原理 此課題所研究的為家用小型壓面機，主要由機架，傳動部分，輸送壓面部分， 切面部分。選用的電機為單相異步電機。工作原理：將定量面團放在下輸送帶上， 開動機器，自動輸送刀壓輾間，面團在輸送帶和軋輾作用下自動完成喂入和壓面 過程。壓完后經上輸送帶自動傳送到下輸送帶上，由于采用不同線速度，使面皮 自動完成折疊和輸送、喂入、轉下道工序。經過

16、反復揉壓達到理想壓面效果。在 壓面機有個可以取出的切刀，裝上切面刀，根據需要調整切面刀上調節(jié)器， 順時 針將調節(jié)器轉到位切細面，逆時針轉到位切粗面，最后將壓好的面坯放面斗引入 兩面輾之間直至切面刀，即可切成粗或細面條 圖2.2 家用壓面機實物圖 3結構設計 3.1 Solid works 軟件的介紹 Solid works , Auto CAD,UG等軟件是機械設計中常用的幾款軟件，而我在 這次課題設計中使用的是 Solid works, Solid works軟件功能強大，組件繁多。 Solid works 功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新是 Solid works 的三大特點，使 得

17、Solid works 成為領先的、主流的三維 CAD單決方案。Solid works 能夠提 供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。 Solid works不 僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說， 操作簡單方便、易學 易用。對于熟悉微軟的 Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用 Solid works來搞 設計了。Solid works獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間完成大型裝配設計。 Solid works資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD^件管理器，用它 可以方便地管理CADt件。[5] ?Solid works 教程》 在此次

18、設計中，使用Solid works軟件所要完成的工作是裝配圖設計和工程 圖的繪制。在裝配圖設計方面，當生成新零件時，可以直接參考其他零件并保持 這種參考關系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設計和修改零部件。 對于超過一萬 個零部件的大型裝配體，Solid works的性能得到極大的提高。Solid works 可 以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查 和間隙檢測。用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技 術，用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊 片和螺母的裝配。而在工程圖的繪制方面， Solid works提供了生

19、成完整的、車 問認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的，當修改圖紙時，三維模型、各 個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產生工程圖，包括視圖、尺寸 和標注。增強了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、 熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。所以，從軟件的特性上看，選 用Solid works比較方便，而且功能上更為適合。 3.2 壓面機結構設計 3.2.1 總體結構 家用壓面機由于是小型食品機械，因此基本構造上并不復雜。主要結構是由 一個單相異步電機，機架，皮帶傳動部分，齒輪傳動部分，傳送盤，壓輾，切刀 以及一些常用的標準件。整個傳動部分的設計主要采用

20、皮帶輪和齒輪來傳遞動 力，使壓面機運作是能夠更加順暢和穩(wěn)定，課題中涉及到帶輪，齒輪， V型帶以 及軸承等主要零部件的設計。帶輪和齒輪的零部件布局如圖 2. 圖3.1 整體布局圖 壓面機的總體結構裝配圖如下: 圖3.2 Solidworks 環(huán)境下壓面機的裝配圖 3.2.2 傳動部分中V帶傳動的設計 圖3.3 皮帶輪 V帶傳動是靠V帶的兩側面與輪槽側面壓緊產生摩擦力進行動力傳遞的。 與 平帶傳動比較，V帶傳動的摩擦力大，因此可以傳遞較大功率。 V帶較平帶結構 緊湊，而且V帶是無接頭的傳動帶，所以傳動較平穩(wěn)。 V帶輪的傳動有兩個不同 大小的皮帶，以及兩條皮帶輪組成。小帶輪與電機相

21、接，大帶輪則和齒輪、壓輾 相接。電機的動力通過 V帶傳動傳遞到齒輪，再傳遞到壓輾。 3.2.3 傳動部分中的齒輪傳動 圖3.4 齒輪傳動 齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動。 按齒輪 軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪 傳動。具有結構緊湊、效率高、壽命長等特點齒輪傳動類型有很多種，這里選用 的是直齒輪傳動。電機動力通過V帶傳動后，進入齒輪傳動中，再將動力傳遞給 壓輾。 3.2.4 壓面輾的設計 圖5壓面輻 壓面輾的結構特點比較簡單，有輾筒和一根通軸組成，軸固定，輾通跟這輸 送帶一起轉動。兩個壓面輾一個隨輸送帶主動轉動

22、， 另一個從動，當面團從進料 板進入兩輾間隙時，兩輾通過反向轉動將面團壓成面片。 壓面輾的尺寸為，直徑 45mm長度為100mm在從動輾的兩邊有緊機構，采用一根螺紋絲桿帶動滑塊移 動，從而可以調節(jié)從動輾的位置。 3.2.5 切面刀的設計 圖6切面刀 切刀的結構也比較簡單，主要是兩圓絲刀組成，可以將從壓面輾出來的滿團 進過兩刀的間隙后切成面條，完成整道工序，面條的大小粗細可以通過調節(jié)切刀 實現。止匕外，整個切刀機構是可以拆出來的，便于清潔和維護。 3.2.6 補充說明 傳動部分為主要的設計部分，需要通過理論計算和強度校核來確定具體的大 小尺寸，例如兩皮帶輪的直徑大小，V型帶的長度，兩

23、組嚙合齒輪的各種參數等。 計算得出的數據用于后面繪制整體裝配圖和工程圖。 此外，壓輾作為壓面機的另 一個主要組成部分，也是總體結構設計的重點，其選用的規(guī)格，尺寸大小同樣需 要通過下面的計算設計來確定。 3.3 總體尺寸確定 總體高度: 4、計算部分 4.1 傳動設計，選配電機 設計方案：家用壓面機的帶傳動。 工作條件：適用于各種家庭環(huán)境，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。 原始數據：運輸帶工作速度：V=1m/& 4.1.1、 電動機類型的選擇 此次課題研究的是壓面機，屬于食品機械，根據 口簡明機械設計手冊，選 用Y (IP44)封閉式三相籠型異步電動機。此電機的結構特點為一般用途封閉自

24、 扇冷式，能防止灰塵，鐵屑或其他雜物侵入電動機部，效率高，噪音低，振動小， 體積小，重量輕，運行可靠，安裝方便。適用于灰塵多，土揚水濺的場合，如農 用機械，攪拌機，碾米機等其他食品機械。 圖4.1.1三相異步電動機模型 選擇電動機時，應保證選擇時p0 pr 式中：Po----電動機的額定功率，kw。 pr----工作機所需電動機功率，kw。 所需電動機功率由下式計算: 式中：pw ----工作機所需有效功率，由工作機的工藝阻力及運行參數確定。 電動機到工作機的總效率。 Fv F Dn 150 3.14 125 1400 pw - 6 1000 60 10 60 106

25、1.37 kw 式中：F----壓面輾壓面團的壓力(根據網上數據以及經驗估算) N v---- 工作機的線速度，m/so D---- 主動輪的直徑，mm 則：pr 生二2二 1.484 kw 92.3% 則根據口簡明機械設計手冊表19-3,綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、 帶傳動等因素，選擇型號Y90L-4的電動機，額定功率為po 1.5 kw,轉速為1400 r/min。 4.1.2、 計算總傳動比以及分配各級的傳動比 1、總傳動比：i 總=n 電機 n 筒=1400/152.79=9.16 （n 筒=60X 1000V/ tt D=60X 1000 義 1/ （12

26、5X 兀）=152.79r/min ） 2、分配各級傳動比：取i齒輪=3.20 i總"i齒輪x i帶 .?.i 帶=i 總/ i 齒輪=9.16/3.20=2.86 3、運動參數以及動力參數計算 ①、計算各軸的轉速（r/min ） N=n 電機=1400r/min , N=n/ i 帶=1400/2.86=489.5r/min 2二陣/ i 齒輪=489.5/3.20=152.97r/min ②、計算各軸的功率 P=R=1.5kw R=P X n 帶=1.5 X 0.94=1.41kw ③、計算各軸的扭矩（n?m T 1=9.55 X 106P/n1=9.55 X 106

27、X 1.5/1400=10.23N - m T2=9.55 X 106P2/n 2=9.55 X 106 X 1.41/489.5=27.51N - m 4.2 帶輪傳動計算 1、選擇普通V帶截型 查課本P218表13-8的工作情況系數表，取 K=1.0, PC=KP=1.5kw。 2、選擇V帶型號 選普通 V帶根據 產=1.5kw, N=1400 r/min ,由課本P214表13-3查得， 截的尺寸 質日 % h 5.3 6 4 Z S.5 ID 6 A 11 13 3 普通V帶型號 3 17

28、11 C 19 22 M 27 32 IE) ￡ n 38 圖4.2 v帶型號表 3、大小帶輪基準直徑 由P219圖13-15,小帶輪的基準直徑的圍為 112-140 mm,由13-9, dm?應 不小 于 112mm 取 dmin=118mm 由于 dd2=(1-e)n 1 ? dd/n2(e 為滑動率) =(1-0.02 ) - 1400 - 118/48 =330.73 mm,取 dd2=355 mm 4、際從動輪的轉速 n 實=n 1 ? dd1/d d2=1400X 118/355=465.35r/min, 轉速誤差

29、為：I 咋-n 實 I /n2= | 489.5-465.35 1/489.5=0.048 <0.05 ,在 數據允許圍。 5、帶速V V=tt - dd1 - n1/ (60X 1000) =兀 X 118X1400/60000 =8.65 m/s 在5-25m/s圍，帶速合適。 6、確定帶長和中心距 初步選取中心距：a0=1.5 - (118+355)=709.5mm,取 a0=710mm符合 0.7 (dd1+dd2) 0a002 (ddi+dd2) 則帶長為： L0=2ao+1.57 (ddi+dd2)+ (ddH) 2/4a。 =2X 710+742.61+19.7

30、8 =2182.39 根據表 13-2,取 Ld=2200mm 根據P220式(13-16)計算實際中心距 a=a0+ (Ld- L 0) /2=710+(2200-2182.39)/2=718.8mm 7、驗算小帶輪包角 a 1 = 180 - (355-118) X 57.3 /718.8 =180 -18.9 =161.1 >120 (適用) 8、確定帶的根數 根據 P214表(13-3) R=1.61Kw 根據 P216表(13-5) △R=0.34Kw 根據 P217表(13-7) Ka=0.95 根據 P212 表(13-2) Kl=1.09 由 P214 式

31、13-12,得 Z=R/( P 0+A P)) XKaXK =1.5/(1.61+0.34) X0.95 X 1.06 =1.05 故取2根，與實際相符。 9、計算軸上壓力 由課本P212表13-1查得q=0.1kg/m,由式13-17單根V帶初拉力： 閂=500 Pc/ZV(2.5 / Ka-1) + qV 2 =500 X 1.5/2 X 8.65 X(2.5/0.95-1)+0.1 X8.65 2N =34.05N 則作用在軸承上的壓力FQ由課本公式得： R=2ZRsin a “2=2 X 2X34.05 Xsin161.1 /2=134.35N 4.3 齒輪傳動設計

32、計算 1、選擇齒輪材料及確定許用應力 齒輪采用軟齒面，小齒輪選用 40MnBS質，齒面硬度為240-286HBS (THiimi=700MPa(TFEi=600MPa大齒輪選用45鋼，調質，齒面硬度為 220HBs (THlim2=600MPa, (TFE2=480MPa 由課本表 11-1, S=1.0,S f=1.25,Z h=2.5,Z e=189.8 [(T H1]=① Hlim1/S H=700/1.0MPa=700MPa [(T h2]= (T 川欣e H=600/1.0MPa=600MPa [(T fei]= (T fei/ S F=600/1.25MPa=480MP

33、a [(T fe2]= (tfe2/ S F=480/1.25MPa=360MPa 2、按接觸疲勞強度設計計算 齒輪按8級精度制造，取載荷系數 K=1.2,齒寬系數巾d=0.8, 小齒輪上的轉矩為： T2=9.55 X 106 XP/n2=9.55 X 106x 1.41/489.5=2.75 義 104 (1)、取齒數 Z1=21, WJ Z2=3.20X21=67,實際傳動比 i=67/21=3.19,傳動 比誤差 i-i。/1=(3.20-3.19)/3.20=0.3%<2.5%, 可用，齒數比 u=i=3.19。 2 由 d1=[ 2KTi 匕」ZeZh ] 1/3 d

34、 U H 4 2 =[ 2 1.2 2.75 10 3.19 1 189.8 2.5 ] 1/3 0.8 3.19 700 =36.79mm 模數：m= d/Z1=36.79/21=1.75mm,去第一系列模數 m=2 則齒輪的中心距 a=2X (21+67)/2=176mm 取a=180mm確定齒輪的分度圓直徑： d1=mZ=42mm d2=mZ=134mm 確定齒輪寬度： b=^ dd1=0.8 x 42=33.6mmW b2=35mm b=40mm (2)、取齒數 Z3=12，則 Z4=12X 3.20=38.4 =39,實際傳動比：i=39/12=3.25, 傳

35、動誤差，i-i 0/I=|3.20-3.25|/3.20=1.5%<2.5% 可用，齒數比：u=i=3.25 i=[ 2K- u 1 ZeZh ] 1/3 d u H [ 4 2 1.2 2.75 104 3.25 1 2 189.8 2.5 ] 1/3 L 0.8 3.25 700 =36.73mm 模數：m= di/Zi=36.73/12=3.06mm 取第一系列模數 m=3 則齒輪的傳動中心距：a2=3X(12+39)/2=76.5mm,取a2=80 確定齒輪分度圓半徑： d3=mz=3x 12=36 mm d4=mZ=3X 39= 117mm

36、確定齒輪寬度： b=巾 d d1=0.8 x 36=28.8mm取 b4=30 mm b 3=35 mm (3)、齒輪彎曲強度校核 齒輪按8級精度制造，取載荷系數K=1.2 齒形系數： Zv1= Z1=21 Z v2= Z2=67 Z v3= Z3=12 Z v4= Z，=39 齒形系數YFa和應力修正系數YSa 查圖 11-8,得：YFa1=2.83 ,YSa1=1.57;YFa2=2.26, YSa2=1.73; YFa3=3.65, YSa3=1.50; YFa4=2.46, YSa4=1.67. 載荷系數K,由下表，取K=1.2 工況 Ka 空輕載起動 重

37、載起動 每天工作小時數 /h < 10 1 0~16 > 16 < 10 1 0~16 > 16 載荷笠 動最小 液體攪拌機、通風機和鼓 風機（ 7.5kw ）、離心式水 1 1 1 1 1 1 泵和壓縮機、輕載荷輸送 .0 .1 .2 .1 .2 .3 載荷笠 動小 帶式輸送機（不均勻負 荷）、通風機（7.5kw）、 旋轉式水泵機和壓縮機（非離 心式）、發(fā)電機，金屬切削機 床、印刷機、旋轉篩、鋸木機 和木工機械 1 .1 1 .2 1 .3 1 .2 1 .3 1

38、 .4 載荷笠 動較大 制磚機、斗式提升機、往 復式水泵和壓縮機、起重機、 磨粉機、沖剪機床、橡膠機械、 振動篩、紡織機械、重載輸送 機 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷笠 動很大 破碎機（旋轉式、鄂式 等）、磨碎機（球磨、棒磨、 管磨） 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 表4.2工況系數表 許用彎曲應力[門],計算兩組齒輪的許用彎曲應力： (TF1 = (2KT/bdinj) YFaiYsai =(2X1.2 X 2.75 X 104/35 X42X2) X 2.83 X1.57 =99.74MPa <

39、[6 fi] =480MPa (7 F2 = (y F1 YFa2YSa2/Y Fa〔YSa1 =99.74 X2.26 X 1.73/2.83 X1.57 =87.77MPa < [6 f2] =360MPa (TF3 = (2KT/bd3m) YFa3^a3 =(2X1.2 X 2.75 X 104/35 X36X3) X 3.65 X1.50 =95.60MPa < [6 F1] =480MPa 0- F4 = 0- F3YFa4YSa4/Y Fa3%a3 =95.60X2.46 X 1.67/3.65 X1.50 =71.73MPa < [(tf2] =360MPa

40、 故輪齒齒根彎曲強度足夠。 (4)、計算齒輪的圓周速度V V— - d1n” (60X1000) =3.14 X42X362.1/60000=0.8m/s 對照表11-2,選8級制造精度最適合 4.4 壓面輾的設計 4.4.1 壓面輾的結構和規(guī)格 壓面輾的原理為：壓片機構是通過兩個壓輾的相對回轉， 面團在摩擦力和壓 力的作用下在輾隙中擠壓延伸由于輾的間隙逐漸減小壓力和剪切作用逐漸加強， 已完成面料在脫離壓輾后延展成厚薄均勻的面片。 []新型壓面機壓輻壓面 wenku.baidu.ZviewZf5c492a10029bd64783e2c1f.html 壓面輾的結構十分簡單， 由

41、輾筒和一根通軸組成，軸固定，輾通跟這輸送帶一起轉動。壓面輾的規(guī)格有很 多，可以根據實際情況選擇不同的來使用。下圖是其中一些規(guī)格的壓面輾： 根據實際情況，此次課題選用的壓面輾的直徑為 125mm壓面輾長度216mm 壓輾可調圍為1-12mm 4.4.2 壓面輾材料的選用 壓面輾的材料有很多種，不同的使用條件和環(huán)境，選用適合的材料，才能更 好的發(fā)揮輾本身的作用，提高效率。一般的壓面輾采用普通鑄鐵材料，由于壓輾 尺寸較大，鑄件會出現疏松。另外，因為硬度不夠，磨損程度比較嚴重，在壓面 團時，面容易粘在壓面輾上。由于壓輾在裝配時它的直徑大小是配合平衡齒輪的 中心距的，可調圍比較小的，所以當出現以上

42、問題是壓輾就無法使用造成浪費。 通過查資料后，決定使用采用球墨鑄鐵作為壓輾材料，鑄造加工問題得到了解決， 而且壓輾有了足夠的剛度。壓輾表面經調質后能達到很高的硬度和光滑度，大大 提高了壓輾的質量。隨著科技發(fā)展，新材料逐漸應用到壓輾表面，大大調高了壓 輾的表面硬度和光滑度。 4.4.3 壓輾軸的設計 1、按扭矩初算軸徑 選用45削質，硬度217-255HBS 根據公式： ,3 9.55 1063P …下 d 3 3 C3 mm 0.2 . n . n 并且表14-2 ,取A=110 1/3 d 110 1.41/465.35 14.9mm 最后選用d=15mm 2、軸的

43、結構設計 確定軸各段的直徑和長度 第一段：d1=15mm輪轂白長度36.7mm 第二段：定位軸肩取值圍 3-5mm 故取3mm則d2= d-2h=15+2X3=21mm 此軸安裝齒輪，齒寬50mm即長度為50mm 第三段：非定位軸肩取值圍 2-4mm故取2mm此軸裝軸承，輾筒，則 d3= d2+2h2=21+2X 2=25mmfe度為 266mm 第四段：定位軸肩取 3mm則d4= d 3-2 x 3=19mm^度為100mm 由上述軸各段的長度計算可得軸支承跨距 L=452.7mm. 3、按彎矩符合強度計算 ①、求分度圓直徑：已知d1=42mm ②、求轉矩：已知 T2=

44、2.75 X 104 N? mm ③、求圓周力：Ft=2T7d 1=2X 2.75 X 104/42=1309.52N ④、求徑向力：Fr= Ft ? tan20=1309.52 X0.36=471.4N ⑤、求軸向力：Fa= Ft tan 0 =0N (1)、求垂直面支承反力： Fiv= (Fr ? L/2+Fa ? d1/2 ) /L =(471.4 X 201.35/2 ) /201.35 =235.7N F2v= Fr-Fiv=471.4-235.7=235.7N (2)、求水平面的支承力 F iH=F2H=Ft/2=1309.52/2=654.76 N (3)、

45、求垂直面彎矩 M av = F2v ? L/2=235.7 - 0.201/2=23.69N - m M aV'= F1v - L/2=235.7 - 0.201/2=23.69N - m (4)、求水平面的彎矩 M aH = F1h - L/2=654.76 - 0.201/2=65.8N - m (5)、求合成彎矩 M a= M 2aV M 2aH =、23.692 65.82 = 70 N ? m M a'= M 2aV M 2aH = . 23.692 65.82 =70 N ? m (6)、求軸的傳遞轉矩 T= F t . d2/2=1309.52 - 0.042/

46、2=27.5 N - m (7)、求危險截面的當量彎矩 Me= 而2a ( T)2 ,如認為軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合 系數 =0.6,代入上式可得 Me=, 702 (0.6 27.5)2 71.9 N m (8)、計算危險截面處的直徑 軸的材料選用45鋼，有表14-1查得B 650MPa ,由表14-3查得 ［化］60MPa ,則 22.89mm d = 3, Me 371.9 103 0.1［化］. 0.1 60 考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大5%故 d=1.05 22.89=24mm 則軸的直徑為 第一段：d1=24mm 第二段：定位軸肩取值圍

47、3-5mm 故取3mm則d2= di+2h=24+2X 3=29mm 第三段：非定位軸肩取值圍 2-4mm故取2mm此軸裝軸承，輾筒，則 d3= d2+2h2=29+2X 2=32mm. 第四段：定位軸肩取 3mm則d4= d 3-2 x 3=26mm 4.4.4 壓面輾的清理和維護 每一種機械都需要保養(yǎng)和維護，這樣才能延長使用壽命，更好的服務于我們。 壓面機在使用前，將機器安放在干燥、通風的水平地面上，確保機器工作平穩(wěn)、 可靠。認真檢查機器進料口有無鐵器、硬物，并及時清理，使用前將接面盤拉出。 檢查電源電壓是否與本機使用電源相符。 將電源軟線伸廠，把帶有接地符號的線 芯可靠接地，把其余

48、三條線芯（配備單機電動機時為兩條）分別接到開啟式負荷 開關（閘刀開關）斷開時的引出線接線端子上，閉合開啟式負荷開關，啟動開關， 從進料口看，視活動軋輾向下運轉正確，空載試運轉，各部位無異?？稍嚈C。根 據需要調整軋輾間隙，操作手柄轉動手輪，使可調軋輾進退，可使?jié)L扎間隙在 0-25mm無極調整，軸向間隙均勻，從而使軋制面皮厚度均勻。操作時，應防止 硬物進入軋輾間，以免損壞兩軋輾。 操作時為提高面皮質量，延長機器使用壽命，節(jié)約能源，請在操作時由厚 到薄逐級調整軋輾間隙，進面厚度為出面厚度的2-4倍。且不要將手靠近軋輾問， 以免發(fā)生意外傷害。 所有維護與保修工作都必須在切斷電源后進行。 1.每次用

49、完后對壓輾認真 清潔一次，確保飲食衛(wèi)生，清潔時，不得用銳器刮兩軋輾，也不得用噴水管清洗。 2.每班從加油點往齒輪上加注潤滑油一次，選用齒輪油或 20制油或食用油均 可，每次加注量以加注數十滴為宜，渦輪、蝸桿及軸承潤滑脂半年更換一次，選 用鈣基潤滑脂。3.檢查普通V帶的松緊及磨損情況，并及時調整或更換。4.機器 長時間停用時，應在兩軋輾表面涂抹少量食物油防銹。 4.5 軸承的設計 根據所使用的壓面機性能，各個軸只承受徑向力，故選用的軸承為深溝球軸承 4.5.1 結構特點 一般由圈，外圈，保持架和一組鋼球組成，是使用最為簡單，廣泛，和價 格最低的軸承。 4.5.2 應用 極限轉速較

50、高，摩擦阻力小，制造容易，價格低廉且應用廣泛，主要用于 高速及主要承受徑向載荷和剛性較大的軸上，不耐沖擊，不宜用于重載。也用 于承受徑向和軸向的聯合載荷，其中軸向載荷不應超過未被利用的徑向載荷的 70%在轉速很高不宜采用推力軸承時， 本軸承可以承受雙向純軸向載荷； 此時 軸承所承受的軸向載荷一般不應超過 0.25-0.5C ; 0簡明機械設計手冊 4.5.3 安裝方法 壓入配合：軸承圈與軸使緊配合，外圈與軸承座孔是較松配合時，可用壓 力機將軸承先壓裝在軸上，然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔， 壓裝時在軸 承圈端面上，墊一軟金屬材料做的裝配套管（銅或軟鋼），軸承外圈與軸承座 孔緊配合，圈與軸

51、為較松配合時，可將軸承先壓入軸承座孔，這時裝配套管的 外徑應略小于座孔的直徑.如果軸承套圈與軸及座孔都是緊配合時，安裝室圈 和外圈要同時壓入軸和座孔，裝配套管的結構應能同時押緊軸承圈和外圈的端 面； 加熱配合：通過加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉變?yōu)樗膳浜系?安裝方法.是一種常用和省力的安裝方法.此法適于過盈量較大的軸承的安裝， 熱裝前把軸承或可分離型軸承的套圈放入油箱中均勻加熱 80-100 C,然后從 油中取出盡快裝到軸上，為防止冷卻后圈端面和軸肩貼合不緊， 軸承冷卻后可 以再進行軸向緊固.軸承外圈與輕金屬制的軸承座緊配合時，采用加熱軸承座 的熱裝方法，可以避免配合面受到擦傷。用

52、油箱加熱軸承時，在距箱底一定距 離處應有一網柵，或者用鉤子吊著軸承，軸承不能放到箱底上，以防沉雜質進 入軸承或不均勻的加熱，油箱中必須有溫度計，嚴格控制油溫不得超過100C, 以防止發(fā)生回火效應，使套圈的硬度降低。 為了防止軸承的潤滑脂流出污染到面團，故采用密封深溝球軸 6007-2Z, 實物圖如下: 圖4.5密封深溝球軸6007-2Z 4.5.4 軸承壽命的計算 (1)、基本額定動載荷C : 查表知：C 130kN (2)、ft —溫度系數 ft 1,因軸承工作溫度 120 C ⑶ 、n一軸轉速 n=489.5r/min (4)、當量動載荷P 因為軸向力A主要是軸自身重量極其上面零件的重量之和， 為計算 軸向力A,簡化軸為 24的均勻軸，軸長L=452.7mm 軸重： A Vg slg 7.5 103 0.452 —02024 9.8 626.22N 4 軸承壽命為： LH 106/60 489.5(1 17000/1.2 1194.46)3 =56804.70h>24000h,預期壽命足夠。