多功能食品粉碎攪拌機的設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 多功能食品粉碎攪拌機的設計 學生姓名 王 新 學 號 8011212220 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機械設計 16 指導老師 丁 羽 日 期 2016 塔里木大學機械電氣化工程學院制16屆畢業(yè)設計 前言 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，人們對食品的要求愈來愈高 ,不僅注重食品的營養(yǎng)成份 ,同時更注重食品中營養(yǎng)成分的功效大小、人們對其吸收的程度、以及食品的口感、攝人的方便程度等 ,而對一些具有特殊功效的食品和廣泛食用的食品進行微?；幚? ,可使其比表面積成倍的增加 ,提高其活性、吸收率 ,并使食品的表面電 荷、粘著力發(fā)生奇妙變化。從而使消化吸收性提高；入口時滑爽，口中迅速溶解，助長美味；在混合操作中，混合產(chǎn)品均一；保證了乳化、分散狀態(tài)穩(wěn)定。因此在食品制造上粉碎機得到了廣泛的運用?？偟恼f來，我認為粉碎技術在食品加工的重要意義有兩條 ,一是提高食品的口感且有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 ,二是原來不能充分吸收或利用的原料被重新利用 ,配制和深加工成各種功能食品 ,開發(fā)新食品材料 ,增加新食品品種 ,提高了資源利用率。隨著科技的發(fā)展，各式各樣符合人們要求的粉碎機出現(xiàn)了，而且有著相當大的市場，這里僅對一種粉碎攪拌機設計做課題討 論研究。 多功能食品粉碎攪拌機集合了食物，攪拌，打雞蛋，打奶油，和面等多重功能，可以應用于中餐丶西餐廚房丶食堂丶飯店以及烘焙行業(yè)如面包房，西餅屋，西點屋，咖啡廳等。本論文主要包括對粉碎機電動機的選擇、行星齒輪、攪拌器、軸、錐齒輪等各零部件的設計，以及對各零部件結(jié)構的選材、校核，最后完成總裝圖和零件圖。 關鍵詞： 粉碎機；錐齒輪；粉碎軸；粉碎器 目 錄 1 引言 ..................................................................................................................................... 4 .......................................................................................................... 1 .............................................................................................. 1 .......................................................................................................... 1 .................................................................................................................. 1 2 食品粉碎機的結(jié)構圖和工作原理 ..................................................................................... 3 .................................................................................................................. 3 .............................................................................................................. 3 3 粉碎器的設計 ..................................................................................................................... 4 .......................................................................................................................... 4 .............................................................................................................................. 4 4 傳動系統(tǒng)的設計 ................................................................................................................. 5 .............................................................................................................................. 5 .............................................................................................................. 5 ........................................................................................................................ 12 ................................................................................................................................ 16 ............................................................................................................................ 17 5 行星架的設計 ................................................................................................................... 20 6 升降機構 ........................................................................................................................... 21 總 結(jié) ..................................................................................................................................... 22 致 謝 ..................................................................................................................................... 23 參考文獻 ............................................................................................................................... 24 塔里木大學畢業(yè)設計 工程概況 本文首先介紹了食品粉碎和攪拌，食物粉碎是指在機械外力作用下將固體原料壓縮、剪切、摩擦等使固體粉碎，粒徑變小的操作。家用食品粉 碎機設計是將洗干凈的食物像黃豆、綠豆、花生、蓮子、玉米、高粱、大麥等進行粉碎處理，這種機械就是食品粉碎機，其工作原理是：將少量食物通過入料口放入機器中，對食物進行擠壓，使之粉碎，達到粉碎食物的目的。而本文主要是將蔬菜類食物進行切碎、細化使之達到預期的效果，操作對象主要是食品內(nèi)部夾得餡一類的食物，通過改變刀具來改變操作對象的細化程度。而另一種就是食物攪拌，是和粉碎機選用一樣的平臺，通過改粉碎機構為攪拌機構來完成以下操作，主要操作對象 奶油 、蛋糕液、餡料、打蛋及和制面團等。機械有三種攪拌轉(zhuǎn)速，并配有鋼絲攪蛋器，拍形攪拌器及螺旋和面器?？捎糜跀嚢枘逃停案庖?，餡料及和制面團等操作。 機型既有使用三相電源，外型整齊美觀，體積小，重量輕，噪音?。矢?，操作簡單，清理方便，清潔衛(wèi)生，經(jīng)用戶使用反映良好。適合于酒家、飯店、面包屋以及食品廠家等作攪拌食料，揉和面團之用，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)糕點的理想設備。 塔里木大學畢業(yè)設計 1 1概述 隨著食品工業(yè)的發(fā)展，人們對食品的要求愈來愈高 ,不僅注重食品的營養(yǎng)成份 ,同時更注重食品中營養(yǎng)成分的功效大小、人們對其吸收的程度、以及食品的口感、攝人的方便程度等 ,而對一些具有特殊功效的食品和廣泛食用的食品進行微?；幚? ,可使其比表面積成倍的增加 ,提高其活性、吸收率 ,并使食品的表面電荷、粘著力發(fā)生奇妙變化。從而保證了乳化、分散狀態(tài)穩(wěn)定。因此在食品制造上粉碎機得到了廣泛的運用。我認為粉碎技術在食品加工的重要意義有兩條 ,一是提高食品的口感且有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 ,二 是原來不能充分吸收或利用的原料被重新利用 ,配制和深加工成各種功能食品 ,開發(fā)新食品材料 ,增加新食品品種 ,提高了資源利用率。 20 世紀 90 年代以來，我國粉碎機械行業(yè)中崛起了數(shù)家以江蘇牧羊、江蘇正昌為代表的企業(yè)集團，成為行業(yè)中的龍頭企業(yè)。這些企業(yè)通過引進國外先進技術和設備，根據(jù)我國市場需求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構，先后開發(fā)了 75— 350 滴型錘片式粉碎機、立軸式微粉碎機，創(chuàng)出了水滴王、冠軍、優(yōu)勝等品睥，形成了標準化、系列化產(chǎn)品，一些產(chǎn)品已達到國際先進技術水平。江蘇牧 羊集團至今已形成了以“水滴王 968”系列粉碎機為代表的粗粉碎機， 越”系列微粉碎機為代表的微粉碎機， 型“超樂”系列超微粉碎機為代表的超微粉碎機等多種品類的粉碎機設備群。牧羊 968 水滴王系列粉碎機，其粗粉碎性能指標和穩(wěn)定性處于領先地位，在結(jié)構方面，采用了有利于提高粉碎效率的水滴型篩片，一步到位的聯(lián)動式壓篩機構，不停機換篩技術，可調(diào)整的錘篩矧隙．實現(xiàn)普通粉碎與微粉碎的轉(zhuǎn)換，提高了生產(chǎn)效率。 目前在國外，錘片式粉碎機是最常用的粉碎設備。如北美地區(qū)配備的錘片粉 碎機但在近幾年中，輥式粉碎機由于其適于粗粉生產(chǎn)及低噪音、低能耗、粒度均勻這些優(yōu)點而越來越受歡迎。下面介紹幾種國外比較典型的粉碎機械，美國 司生產(chǎn)的 列水滴型臥式粉碎機采用全寬度頂部雙向進料方式，使篩片有效利用面積最大化，減少了換錘片次數(shù)，水滴型篩可以阻止物料環(huán)流層的形成，大大提高了粉碎效率。意大利 司最新生產(chǎn)的 25型立式粉碎機，在增大錘片與物料撞擊區(qū)的同時，盡可能減少了粗粉與篩片的摩擦以降低溫升；其轉(zhuǎn)筒型篩片及大篩理面積結(jié)構有助于出粉，無須再 配傳統(tǒng)的吸風裝置；機體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了噪聲。該機配備了 0／ R 型喂料機，可自動排出鐵質(zhì)雜物，能根據(jù)電機的功耗實現(xiàn)均勻進料。荷蘭 t 公司生產(chǎn)的 列粉碎機，采用 n 型半圓篩，雙側(cè)面大沖擊板，雙向雙速電動機。 列配有電子控制的變速喂料機，可根據(jù)主電機負荷自動調(diào)整喂料量。這種大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速設計，還有助于減少振動和噪音。日本細川密克朗 (司生產(chǎn)的 立式無篩馓粉碎機，通過不同形式的轉(zhuǎn)子體與定子對套的優(yōu)化配置，可獲得最佳粉碎效 果。利用高教分級渦輪可及時排出細粉，避免過度粉碎，能耗較低，同時產(chǎn)品細度調(diào)節(jié)較為方便。由于大風量輸送物料，散熱效果好，可有效地降低物料溫升。 i— 司生產(chǎn)的臥式多級微粉碎機，將風機和粉碎機同軸組合在一起。采用兩級串聯(lián)粉碎和內(nèi)分級、粉碎效率高、能耗低。 (1)微粉碎機 一般食品粉體制造過程中，粉碎和混合時多伴隨著造粒工程，這造粒工程會塔里木大學畢業(yè)設計 2 使產(chǎn)品變成大的塊。而這塊狀食品微粉碎后再造粒，使食品品質(zhì)變劣化加大。為避免粉碎時發(fā)熱使食品品質(zhì)變劣。日本開發(fā)了豎型氣流 式微粉碎機，它適用于 (400~600)μ m 含鹽的結(jié)晶型食品中粉碎成 (150~200) μ m，它還可以對 100 μ (2)氣流式超細粉碎機 氣流式超細粉碎是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞、摩擦等作用來實現(xiàn)對物料的超細粉碎。與普通機械式超細粉碎機相比，氣流粉碎機可將產(chǎn)品粉碎得很細，粒度分布范圍更窄，即粒度更均勻。 (3)攪拌球（棒）磨式超細粉碎機 常規(guī)球磨機、棒磨機等一直是細磨過程中的主要加工設備，其中攪拌球磨機是超細粉碎機中能量利用 率最高的一種超細粉碎設備，其基本粉碎原理是使充填在粉碎室內(nèi)的粉碎介質(zhì)粒子 (球或玻璃珠 )不停地流動 ,利用其相互間的沖擊力及剪切力對物料進行粉碎。 塔里木大學畢業(yè)設計 3 圖 2設計的多功能電動食品粉碎機主要是由以下部分構成的： 1 帶輪； 2 內(nèi)齒圈； 3 行星架； 4 粉碎器； 5 升降軸； 6 液壓缸； 7 底座托盤； 8 粉碎桶； 9 粉碎軸； 10 進料口 ； 11 中心軸； 12 行星齒； 13 調(diào)速電機。 此粉碎攪拌機的工作原理是采用行星齒輪的設計原理，首先利用錐齒輪將電動機的速度降低，并且改變傳動方向，由原來的水平方向改為豎直方向，錐齒輪帶動中心輪，中心輪帶動撥動座，撥動座上裝有粉碎軸，粉碎軸上的行星齒跟內(nèi)齒圈配合，內(nèi)齒圈固定在機架上，是固定不動的，所以撥動座在隨著中心軸轉(zhuǎn)動時，粉碎軸也跟著轉(zhuǎn)盤繞中心軸公轉(zhuǎn)，又因為行星齒跟內(nèi)齒圈嚙合，使得粉碎軸繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，形成自轉(zhuǎn) ??6 。這樣粉碎器在工作過程中即繞著中心軸公轉(zhuǎn)又繞著粉碎軸自轉(zhuǎn)。這個合成運動實現(xiàn)行星運動，從而滿足調(diào)和高粘度物料的運動要求。 塔里木大學畢業(yè)設計 4 3 粉碎器的設計 粉碎 器的作用是直接與被 粉碎 物料接觸，并通過自身的運動達到 粉碎 的目的。所以 粉碎 器形狀設計就變得尤為重要，并且通過對不同的物體設計不同的 粉碎 器。 圖 3圖 2料為 304不銹鋼。在設計過程中，考慮到能夠充分粉碎因素，又不能跟容器發(fā)生碰撞，所以粉碎器的半徑不能大于粉碎軸到容器壁的距離，而且粉 碎器安裝上去后，粉碎器的底部不能碰到容器底部。所以設計的粉碎球距離容器各 1碎器是套在粉碎軸上面的。具體的制造尺寸見零件圖。 圖 3考慮到我們攪拌的是食用品，容器是不能生繡，而且具有一定的耐腐蝕性。所以采用 304 不銹鋼材料，形狀類似碗的形狀。 塔里木大學畢業(yè)設計 5 4 傳動系統(tǒng)的設計 任何機器都必須要有動力驅(qū)動，以機械化生產(chǎn)力標志的工業(yè)革命正是源于最早的機器動力 —— 蒸汽機的發(fā)明。用于驅(qū)動機器的機械我們稱之為原動機。在目前常用的原動機中，電動機和內(nèi)燃機應該廣泛，液壓 傳動具有重量輕，體積小，結(jié)構緊，驅(qū)動力大等特點，但考慮到目前國內(nèi)狀況，液壓馬達雖然比以前在質(zhì)量上提高了，但價格昂貴，用一般的攪拌機上，成本太高，不經(jīng)濟，故本設計采用了傳統(tǒng)的機械傳動。傳動系統(tǒng)由電動機、皮帶輪、減速器來傳遞。所以本設計選用了電動機。 電動機的合理選擇是保證電動機安全可靠、經(jīng)濟運行的最要環(huán)節(jié)。電動機的選擇包括：電動機的額定功率（額定轉(zhuǎn)矩）、電動機的種類、電動機的結(jié)構形式、電動機的額定電壓 =電動機的額定轉(zhuǎn)速等。 電動機的額定轉(zhuǎn)速的選擇要結(jié)合電動機和傳動系統(tǒng)進行綜合選擇：如電機轉(zhuǎn)速選擇過高，電機尺寸 重量小，成本低，但帶來傳動系統(tǒng)的傳動比較高，傳動系統(tǒng)復，成本高；如電機轉(zhuǎn)速過低，傳動系統(tǒng)傳動小，結(jié)構簡單，成本低，但電機尺寸重量大，成本高。 本設計的攪拌機的最大容量是 7L，啟動負載不大，轉(zhuǎn)速在 70~200r/圍之內(nèi)，應選擇調(diào)速電動機；根據(jù)上面求得攪拌機功率為 機械設計課程表 12選用小功率異步電動機，可直接在市場選購，型號為 61應電動機，其功率為 N=180W，轉(zhuǎn)速為n=1440r/壓為 U=220v，電流為 I=率為 f=50?8 。電機的輸出轉(zhuǎn)速為n=466r/速比為 i=3。 由上面選用的電機可知，輸出功率 P=機的輸出轉(zhuǎn)速為 n=466r/小齒輪轉(zhuǎn)速 66r/為攪拌軸最高轉(zhuǎn)速在 200 左右，所以選定齒數(shù)比 u=電動機驅(qū)動，工作壽命 15 年，（設每年工作 300 天），兩班制，轉(zhuǎn)向不變。以下設計過程，表格及數(shù)據(jù)均參考《機械設計》。 度等級、材料及齒數(shù) （ 1）因為傳動軸和錐齒輪軸軸線相交且軸交角Σ =90°，所以選用標準直齒錐齒輪傳動，壓力角取為 20°。 （ 2）攪拌機為一般工作機器，由表 10用 7級精度。 （ 3）材料選擇。參考表 10擇小齒輪材料為 40制），齒面硬度 280齒輪材料為 45剛（調(diào)制），齒面硬度 240 （ 4）選小齒輪齒數(shù) 4，大齒輪齒數(shù) z2=24= 3。 塔里木大學畢業(yè)設計 6 （ 1）由式（ 4算小齒輪分度圓直徑，即 221t) ?????????? ?（ 4 1）確定公式中的各參數(shù)數(shù)值。 ① 試選 ② 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 106P/106× 66N· 103 N· （ 4 ③選取齒寬系數(shù)Φ R= ④由圖 10H= ⑤由表 10系數(shù) 。 ⑥計算接觸疲勞許用應力 [σ H]。 由圖 10σ 00σ 50 由圖（ 10算應力循環(huán)次數(shù)： 00× 446× 1×（ 2× 8× 300× 15） =109 （ 4 1/u=109/109 （ 4 由圖 10 取失效率為 1％，安全系數(shù) S=1，由式（ 4 [σ H]1=S =1 40 （ 4 [σ H]2=S =1 23 （ 4 取 [σ H]1和 [σ H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應力，即 [σ H]1 =[σ H]2=523 ）試算小齒輪分度圓直徑 塔里木大學畢業(yè)設計 7 221t) ?????????? ?（ 4 =32235 2 3) ????? ????????? 2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 ①圓周速度υ ﹣ ) =(1﹣ 0.3) （ 4 υ m=100060d 11? 100060 ???m/s=m/s （ 4 ②當量齒輪的齒寬系數(shù)Φ d b=Φ R ? =2/124/53 2 ?）（ （ 4 Φ d=b/ ）計算實際載荷系數(shù) ①由表 10A=1。 ②根據(jù) s、 8級精度（降低了一級精度），由圖 10v= ③直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù) 1。 ④由表 10級精度、小齒輪懸臂時，得齒向載荷分布系數(shù) 由此，得到實際載荷系數(shù) （ 4 3）由式（ 10可得按實際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑為 d1=3 （ 4 塔里木大學畢業(yè)設計 8 及相應的齒輪模數(shù) m=d1/4= （ 4 （ 1）由式（ 10算模數(shù)，即 1)??????????? ?（ 4 1)確定公式中的各參數(shù)值。 ① 試選 ② 計算][ 分錐角δ 1=)= 4/53)= δ 2=90° = 可得當量齒數(shù) z1/=24/)= （ 4 z2/=53/)= 由圖 10圖 10圖 10得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為σ 0080 由圖 10 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=式（ 4 [σ F]1=S =50 （ 4 [σ F]2=S =97 （ 4 1[= 250 = （ 4 塔里木大學畢業(yè)設計 9 2[Y?=197 = （ 4 因為大齒輪的][ 于小齒輪，所以取 ][ 2[Y?=）試算模數(shù)。 1)??????????? ?（ 4 =3 2223 0 2 0 4/53(24) ???????? 2）調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 ①圓周速度 v。 d1=24= （ 4 )=( （ 4 υ m=100060 11? 100060 ???=s （ 4 ② 齒寬 b。 b=Φ R ? =2/124/53 2 ?）（ （ 4 2）計算實際載荷系數(shù) ①根據(jù) v=s， 8 級精度，由圖 10得動載系數(shù) 直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù) 1。 ③ 由表 10計的是直齒錐齒輪，于是 塔里木大學畢業(yè)設計 10 則載荷 系數(shù)為 1× 1× ）由式（ 4可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為 m=3 （ 4 按照齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，就近選擇標準模數(shù) = 按照接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 出小齒輪齒數(shù) z1=d1/m= 取 1，則大齒輪齒數(shù) z2=41=了是兩齒輪的齒數(shù)互質(zhì)，取 0。 （ 1）計算齒頂圓直徑 d1=1× （ 4 d2=0× 2 2）計算分度圓直徑 )=( （ 4 )=72× ( 3）計算分錐角 δ 1=)=1/90)=24° 49′ 19″ （ 4 δ 2=90° 49′ 19″ =65° 50′ 81″ （ 4）計算齒輪寬度 b=Φ R ? =2/141/90 2 ?）（ （ 4 取 b1=2 （ 5）計算錐距 R= 221222 ????????????? ???????????? = （ 4 塔里木大學畢業(yè)設計 11 （ 6）齒頂高 m= （ 4 （ 7） 齒根高 （ 4 （ 1）小錐齒輪 圖 4（ 2）大錐齒輪 圖 4塔里木大學畢業(yè)設計 12 齒數(shù) 1、 0，模數(shù) m=力角α =20°，變位系數(shù) 、 ，分錐角δ 1=24°49′ 19″、δ 2=65° 50′ 81″，齒寬 b1=6齒輪選用 40 質(zhì)），大齒輪選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）。 齒輪按 7級精度設計。 軸是軸系零、部件中的核心零件，其設計的好壞對整個軸系乃至整個機器都至關重要。一般地說，軸的結(jié)構越簡單，工藝學越好。因此，在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構形式應盡量簡化。軸的設計包括軸的合理外形和全部結(jié)構尺寸。本設計中有三條軸，一根高速軸，一根中心軸，一根攪拌軸。 軸上零件的裝配方案，中心軸上裝有錐齒輪，軸承端蓋，軸承，撥動座。攪拌軸上有行星齒，套筒，軸承，彈簧，擋片，攪拌器。高速軸上裝有聯(lián)軸器和錐齒輪。 碎軸的設計 如圖 4圖 4碎軸 （ 1）確定各軸段的直徑 ① 軸段Ⅰ裝的是行星齒，軸的選用材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表 ??3 可得計算系數(shù) 26 則 6 330 ???。軸的最小直徑為 慮到行星齒的外徑為 25以選 ② 軸段Ⅱ和Ⅳ為軸承配合和套筒配合的軸段，就按軸承內(nèi)徑的標準系列來取，取 5特殊情況時尺寸系列按正常寬度 、中系列選，由此，可以初選軸承型號為 7000C。 ③ 軸段Ⅲ的軸段，定位軸肩高度為 a=（ 9= a=1 0 ④軸段Ⅳ的軸段最右端連接粉碎器，取 5 塔里木大學畢業(yè)設計 13 （ 2）確定各軸段的長度 ①錐齒輪的最大寬度為 10慮壓緊空間，軸段Ⅰ的長度比大帶輪轂長度小 為軸套會多出 該段的長度為 5 ②軸段Ⅱ和Ⅳ的寬度可以按軸承的寬度來取，查相關手冊，軸承的寬度為 8段Ⅱ還有一個軸套，所以加上軸套的長度， 3 ③結(jié)合整個結(jié)構，軸段Ⅲ的寬度取 0 ④軸段Ⅳ的軸段最右端連接粉碎器，取 L=58 如圖 4 圖 4心軸的設計 如圖 4圖 4心軸 （ 1） 確定各軸段的直徑 ① 軸段Ⅰ與行星架連接，取 0 ②軸段Ⅱ為軸承配合的軸段，就按軸承內(nèi)徑的標準系列來取，取 5特殊情況時尺寸系列按正常寬度、中系列選，由此，可以初選軸承型號為 7001C。 塔里木大學畢業(yè)設計 14 ③軸段Ⅲ的軸段，定位軸肩高度為 a=（ 11= a=1 9 ④軸段Ⅳ為軸承配合的軸段，就按軸承內(nèi)徑的標準系列來取，取 5特殊情況時尺寸系列按正常寬度、中系列選，由此，可以初選軸承型號為 7001C。 ⑤軸段Ⅴ裝的是錐齒輪，軸的選用材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表 ??3 可得計算系數(shù) 20 則 041 2 0 330 ???。軸的最小直徑為 慮到錐齒輪的外徑為 25以選 8 （ 2）確定各軸段的長度 ①錐齒輪的最大寬度為 慮壓緊空間，軸段Ⅰ的長度比錐齒輪轂長度小 1該段的長度為 5 ②軸段Ⅱ軸段就放一個軸承，考慮結(jié)構要求， 5 ③結(jié)合整個結(jié)構，軸段Ⅲ的長度取 6 ④為了結(jié)構的緊湊性，軸段Ⅳ就放一個軸承，查相關手冊，所以該軸段的長度取 5 ⑤軸段Ⅴ連接大錐齒輪，該軸段長度取 5 如圖 4 圖 4心軸 軸的強度校核計算有 3 種常的方法：① 按扭矩變形強度條件進行計算；②按彎扭組合變形強度條件進行計算；③按疲勞強度條件進行精確計算。 對于僅僅承受扭矩的傳動軸，只需按扭轉(zhuǎn)強度條件計算；對于只承受彎矩的心軸，只需按彎曲強度計算；對于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉(zhuǎn)軸），應按彎扭合成強度條件進行計算。 由于該軸為轉(zhuǎn)軸，應按彎扭合成強度條件進行計算。 塔里木大學畢業(yè)設計 15 （ 1）作軸的受力簡（圖 4a）） （ 2）作軸的垂直面受力簡圖（圖 4b）） （ 3）繪制垂直面彎矩圖 圖 4① 求垂直面的支反力 ? ? 221 ?? （ 4 由前面計算錐齒輪得： Q=以 6212 ?? ????（ 4 B ???? （ 4 ② 求垂直面彎矩： 塔里木大學畢業(yè)設計 16 c ????? 2 81 （ 4 ③ 繪制彎矩圖（圖 4d）） （ 4）繪制扭矩當量彎矩圖（圖 4c）） 軸單向轉(zhuǎn)動，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取α≈ 扭矩當量彎矩： ??????????? 6??（ 4 （ 5）繪總當量彎矩圖 ① 計算總當量彎矩 222 ?????? （ 4 ② 繪總當量彎矩圖（圖 4e）） （ 6）校核軸的強度 軸的材料為 45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設計手冊 ??8 查得： ? ? P??? 從總當量彎矩圖可以看出，截面 截面錐齒輪 A 為處 d=12 P ????? （ 4 軸承是軸系中的重要部件，其功用是支承軸及軸上零件并保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)動軸與固定支承間的摩擦和磨損。 根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。 滾動軸承摩擦阻力小，啟動容易，功率消耗少，而且已經(jīng)標準化，選用、潤滑、維護都很方便，因而在一般機器中得到更為廣泛的應用。 滑動軸承承載能力高，噪聲低，徑向尺寸小，油膜有一定的吸振能力，但一般情況下摩擦塔里木大學畢業(yè)設計 17 大、磨損嚴重，制造、維護費用較高。 總 上所述，本設計采用了滾動軸承，結(jié)合軸的設計，對于兩根不同的軸，選用不同型號的軸承，中心軸選用（ 292— 2007 摘錄）中型號為 7000C 的角接觸球軸承；粉碎軸選用（ 292— 2007摘錄）中型號為 7001?8 。 滾動軸承的配合：由于滾動軸承是標準部件，因此軸承內(nèi)圈內(nèi)圓柱面與軸頸的配合按基孔制，采用 H7/過盈配合；軸承外圈外圓柱面與外殼孔的配合按基軸制，采用 K7/渡配合。 軸承的軸向緊固包括軸向定位和軸向固定。為了防止軸承在軸上和在軸承座孔內(nèi)移動，軸承內(nèi)套圈必須緊固在軸上；外套圈必須緊固在軸承座孔內(nèi)（或套杯內(nèi)）。軸承的內(nèi)、外套圈需要雙向還是單向軸向緊固，或者是軸向游動，取決于支承的限位要求和所用軸承的類型 [8]。 中心軸的兩個軸承一個置于套杯內(nèi)，結(jié)合軸肩進行定位。另一個利用軸肩跟軸承端蓋進行定位。端蓋用 4個 拌軸的軸承用軸肩或軸套進行定位。 圖 4齒圈 圖 4星齒 本設計的行星齒輪是通過中心軸帶動行星架，行星輪在固定在攪拌軸上面，攪拌軸固定在行星架上面，這樣行星架在繞中心軸轉(zhuǎn)動時，攪拌軸繞著中心軸公轉(zhuǎn)。通過行星齒跟內(nèi)齒圈配合，使得攪拌軸自轉(zhuǎn) ??6 。 在保證接觸強度的前提下，增加齒數(shù)，除能使重合度增加，有利于改善齒輪傳動的平穩(wěn)性外，還能降低齒高，減 小齒坯尺寸，降低加工時的切削量，有利于節(jié)省制造費用。因為設計的行星輪系為閉式傳動，所以行星輪的齒數(shù)可以取在 z=20~40 的范圍內(nèi)。取 Z 行 =21，為了使輪齒磨損塔里木大學畢業(yè)設計 18 均勻，行星輪跟內(nèi)齒圈齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)。取 Z 內(nèi) =54。模數(shù) m= 傳動比： i =齒內(nèi)2154 =圈齒輪：齒頂圓φ 98，齒寬 b=φ 10。 行星齒輪：齒頂圓φ 25根圓φ 22分度圓 孔φ 9寬 b=φ 9 下面數(shù)據(jù)是通過查閱書本《機械設計》得到。 （ 1）計算載荷系數(shù) 根據(jù)上面錐齒輪算得 V 小錐 =s，可得 V 大錐 =s。所以 V 行 =s， 8 級精度，由圖 10v= ② 齒間載荷分配系數(shù) 由表 10合寬高比 b/h=0 則在和系數(shù)為 1× （ 4 （ 2）齒形系數(shù) 圖 10齒形系數(shù) 3）應力修正系數(shù) 圖 10 4）彎曲疲勞極限σ 圖 10行星齒和內(nèi)齒圈的齒根彎曲疲勞極限分別為 σ 54 11 5）彎曲最小 安全系數(shù) 查表格 10 6）應力循環(huán)次數(shù) 查表格 10 108， 108 （ 7）彎曲壽命系數(shù) 里木大學畢業(yè)設計 19 查圖 10 8）尺寸系數(shù) 9）綜上可得許用彎曲應力 [σ σ 54× 28 （ 4 [σ σ 11× 35 驗算 2 ][32 0 a ???????? ?? ，安全。 ?2 9 ??????? 全。 塔里木大學畢業(yè)設計 20 5 在本設計中行星架主要起傳動作用，由中心軸帶動行星架，然后行星架帶動粉碎軸接著帶動行星齒在內(nèi)齒圈內(nèi)做圓周運動。行星齒以粉碎軸軸為中心做自轉(zhuǎn)運動，然后以中心軸為中心做公轉(zhuǎn)運動。行星架的材料主要是鑄鐵，造價便宜、容易鑄造， 使用行星架是為了充分的使被操作對象達到預期的效果。 圖 5 行星架 塔里木大學畢業(yè)設計 21 本機構是由兩個小型液壓缸為動力的升降裝置，主要有導軌、托盤、升降架、軸、小輪以及底座組成。這樣的升降機構較穩(wěn)定、承載能力強，所以選擇著一種升降方式。 圖 6升降機構 塔里木大學畢業(yè)設計 22 總結(jié) 在本設計剛開始，發(fā)現(xiàn)很難于入手，發(fā)現(xiàn)到處是難題，這也不懂那也不懂，在加上專業(yè)知識學過去了很久，很多都已經(jīng)忘記的差不多了。于是慢慢的通過查閱好多的資料和在老師的指導下，開始有了點思路。最后打算從行星齒輪這一創(chuàng) 新點入手。于是我通過網(wǎng)上跟圖書館進行資料的查閱。最后得出了整個攪拌機的組成部分。接下來就是對這些組成部門進行設計以及改進。本以為這樣就差不多快把畢業(yè)設計做完了，后來著手逐個設計研究時才發(fā)現(xiàn)，問題并不是我想象的那么簡單。里面的傳動部件不是自己想怎么設計就怎么設計，很多都是不合理的。例如剛開始我是把電動機豎起來放在左上角的，后面發(fā)現(xiàn)這樣設計不僅使得整個機子的重心偏向前面，使得機子不穩(wěn)定，工作過程會有很大的晃動。后面經(jīng)過導師的指導以及自己的研究，最后電動機是橫著的，并且通過錐齒輪進行傳遞。這樣才能做到合理的設計。 有了這次的經(jīng)驗，我懂得了設計不能單憑自己的主觀想法，更多的要結(jié)合實際情況來進行合理的設計。 畢業(yè)設計是大學生專業(yè)知識深化和系統(tǒng)提高的重要過程，是對學生實踐能力、理論聯(lián)系實際能力各創(chuàng)新精神的綜合訓練是培養(yǎng)學生探求真理的科學精神、科學研究方法各優(yōu)良的思想品質(zhì)等綜合素質(zhì)的重要途徑。是對我們大學這四年來對知識的綜合概括。通過本次食品攪拌機的設計，加深了我對專業(yè)知識的理解和應用，知道對設計一個東西的步驟和要點，同時，也彌補了以前的知識漏洞，鞏固了知道的積累。更好的利用所學的知識解決實際問題，也為自己在日后的工作中打下 了一個基礎。 畢業(yè)設計并不是像課程設計那樣的簡單，它需要我們對這四年來所學的知識進行總結(jié)及運用。從這一次的設計中，我學到了不少的知識。比如，如何去選用標準件，軸承，螺釘，電動機等，如何去對一個零件進行校核，如何去選材等等。而且 圖能力有了很大的提高，對其中的各個功能能夠充分掌握并且應用。也學會了解決一些工程技術問題的方法，對自己有很大的幫助，為我即將走上工作崗位打下良好的基礎，同時開闊了自己的視野，對機械相關產(chǎn)品和知識有了更多的了解。 塔里木大學畢業(yè)設計 23 致 謝 在這次畢業(yè)設計中，我得到了很多老師和同學的幫 助。我特別要感謝的是，我的導師 —— 丁羽老師，他每周都會有 2 次到 3 次要求我們過去匯報本周的進展情況，并且把不懂的地方提出來。在我們提出疑問時，他總是孜孜不倦的指導，把其中不足的地方給我們提出來，在我們共同討論后，得出最好的方案并進行改正。老師嚴謹?shù)闹螌W和對學生無私的關心與愛護，大大的提高了我們畢業(yè)設計的效率和進度，并且增長了我們的學識。 他那嚴謹治學、一絲不茍的作風，一直是我學習以及工作中的榜樣。 感謝老師的用心指導和督促，使我能順利地完成設計任務，老師您辛苦了。 同時也感謝同組的組員和宿舍的舍友們，在我遇到 困惑時，他們總能停下手頭的事情幫助我。給我指導解惑。這段經(jīng)歷讓我深深的感受到我們之間的友情。這段時光我永遠不會忘記，雖然以后相聚的時光不多，但我永遠都會記得你們，記得你們的好。 在這里我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 塔里木大學畢業(yè)設計 24 參考文獻 [1] 孔凡國 ,鄒慧君 J]1995（ 4） 25[2] 唐偉強 M]33[3] 濮良貴 ,陳國定 ,吳立言 M]業(yè)大學機械原理及機械零件教研室 版 高等教育出版社 ,26[4] 張云鶴 ,王旭峰 M][5] 肖銀鈴 M]第 6 版 高等教育出版社 ,6] 饒振剛 M]化學工業(yè)出版社 ,[7] 劉國慶等 007 基礎教程 [M]．北京 :清華大學出版社 ,2003. 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