小型家用電動(dòng)絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)

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This article focuses on the domestic meat grinder of the working principle, main technical parameters, transmission system, the structural design of typical parts and so on. First of all,it introduced the working principle of the household meat grinder,make the meat into the tray, as the meat of the gravity , the role of promoting the screw will be continuously sent to the meat cutter to shred edge. The tray is big , and the meat can be placed on the extra tray, then be gradually pushed into the cutter,so it can slow down the pressure to the tool. At the same time a flexible coupling is using to link the pin screw and motor. Its structure is simple , high reliability, stable and the disassembly is convenience. The advancing large screw pitch before the small, small front after the root diameter,and as it twist, the volume between the cage and the winch spool will be reduced gradually, then it has realized to the material suqeezing action. As the cutter knife and squeeze can be replaced, it can meet customers different needs to cut the fat and lean meat . The structure of this meat grinder is simple. It can be taken apart easyly , washed conveniently.Besides the volume is small, suits for the ordinary family use. Key words: Household meat grinder;Advancing screw; Flexible coupling live sales;Tray; Reamer;Crowded meat model 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) ii 目 錄 1 緒 論 .1 1.1 引言 .1 2 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 .3 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu) .3 2.1.1 送料機(jī)構(gòu) .3 2.1.2 切割機(jī)構(gòu) .3 2.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) .3 2.2 絞肉機(jī)的工作原理 .4 3 螺旋供料器的設(shè)計(jì) .5 3.1 推料螺桿的設(shè)計(jì) .5 3.1.1 推料螺桿的材料 .5 3.1.2 螺旋直徑 .5 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 .6 3.1.4 螺旋節(jié)距 .6 3.2 絞筒的設(shè)計(jì) .6 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .7 4.1 電機(jī)的選擇 .7 4.2 聯(lián)軸器的選擇 .8 5 絞刀設(shè)計(jì) .9 5.1 絞刀的設(shè)計(jì) .9 5.1.1 刀刃的起訖位置 .10 5.1.2 刀刃的前角 .11 5.1.3 刀刃的后角 .13 5.1.4 刀刃的刃傾角 .13 5.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 .15 5.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) .16 6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 .18 6.1 擬定軸上零件的尺寸 .18 6.2 校核軸的強(qiáng)度 .20 設(shè)計(jì)總結(jié) .21 參 考 文 獻(xiàn) .22 致 謝 .23 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 1 緒 論 1.1 引言 隨著國民經(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。 現(xiàn)代食品已朝著營養(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。 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 開現(xiàn)代儀器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起。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.同時(shí)隨著人們對(duì)產(chǎn)品安全，便捷的要求的提高，越 來越多的小型的家用的絞肉機(jī)走進(jìn)了人們的生活中。所以這種體積小，操作方便，拆 洗簡單，使用壽命長的家用絞肉機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 絞肉機(jī)是肉類工業(yè)、香腸生產(chǎn)過程中最常用的一種切割機(jī)械，它的作用是把一定尺 寸的原料肉按要求切碎成不同尺寸的顆粒狀肉，以便于同其他輔料充分混合和滿足不 同 肉制品的需要。 目前使用的絞肉機(jī)工作時(shí)主要靠旋轉(zhuǎn)的輸送絞龍將料斗中的原料肉推到絞刀箱中的 絞刀孔板處，利用轉(zhuǎn)動(dòng)的切刀刃和固定的孔板孔形成的剪切作用將肉切碎并在絞龍擠 壓力的作用下將肉粒不斷的擠出孔板外，這樣來完成料斗中的肉通過絞龍進(jìn)入紋刀箱 而切碎的肉粒排出機(jī)外的工作循環(huán)。整個(gè)機(jī)體為灰鑄鐵鑄造而成。該絞肉機(jī)無論從性 能結(jié)構(gòu)還是制造材料都存在很多不足。 近些年來我國所生產(chǎn)的家用絞肉機(jī)一般均采用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼制造，它的功率不大， 擠肉樣板孔徑小，擠出的肉更加細(xì)膩。這些小型機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，部件精良，性能優(yōu)越， 選材優(yōu)質(zhì)，適合普通家庭使用。只是在長期的使用過程中卻發(fā)現(xiàn)它在結(jié)構(gòu)上存在著需 要進(jìn)一步改進(jìn)的和完善的地方。如現(xiàn)今的絞肉機(jī)使用時(shí)都是把肉類從絞肉機(jī)的絞肉筒 進(jìn)肉口塞進(jìn)機(jī)內(nèi)，絞肉機(jī)一般附帶有送料棒，供用戶塞料進(jìn)機(jī)身時(shí)使用，只是進(jìn)料端 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 1 口位于 輸送螺桿正上方，人們?nèi)菀子|及螺桿;其次，絞肉機(jī)附帶的送料棒可以輕易拔出，一些 用戶人們?yōu)樨澮粫r(shí)操作方便，而麻痹大意，直接用手把肉類塞進(jìn)機(jī)內(nèi)。這就增大肢體 被螺桿卷進(jìn)機(jī)內(nèi)的危機(jī)，使用戶自身置于危險(xiǎn)當(dāng)中。 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 2 2 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 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。 1 旋蓋 2 擠肉樣板 3 絞刀 4 推料螺桿 5 絞筒 6 托盤 7 彈性活銷聯(lián)軸器 8 電動(dòng)機(jī) 9 上外殼 10 支架 11 下外殼 12 螺栓 13 螺釘 14 螺栓 15 擋板 16 氈圈 17 彈簧墊圈 圖 2-1 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 2.1.1 送料機(jī)構(gòu) 包括托盤 6、推進(jìn)螺桿 4 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。 2.1.2 切割機(jī)構(gòu) 包括旋蓋 1,擠肉樣板 2，絞刀 3.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。 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 3 2.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括電機(jī) 9、彈性活銷聯(lián)軸器 7。 2.2 絞肉機(jī)的工作原理 工作時(shí)，先開機(jī)后放料，由于物料本身的重力和推料螺桿的旋轉(zhuǎn)，把肉連續(xù)地送 往絞刀口進(jìn)行切碎。因?yàn)橥屏下輻U的螺距后面應(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擠肉樣板上的孔眼 中排出。 在日常生活中，肥肉需要粗絞，而瘦肉需要細(xì)絞，以調(diào)換擠肉樣板和絞刀的方式 來達(dá)到粗絞與細(xì)絞之需。擠肉樣板有幾種不同規(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)絞的擠肉樣板，其厚度都為 1012 毫 米普通鋼板。由于粗絞孔徑較大，排料較易，故推料螺桿的轉(zhuǎn)速可比細(xì)絞時(shí)快些。因 為擠肉樣板上的孔眼總面積一定，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。所以螺桿也不能轉(zhuǎn)得過 快，一般取 800016000 r/min. 絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)向安裝的。絞刀用不銹鋼制造，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 些肉不是切碎后排出，而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出，直接影響成品質(zhì)量，使其質(zhì) 量下降。絞刀必須與擠肉樣板貼和，不然會(huì)影響切割效率。 推料螺桿在機(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大，過大會(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)能力不能由推料螺桿決定，而由切刀的切割能力來決定。因?yàn)榍懈?后物料必須從孔眼中排出，推料螺桿才能繼續(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。 在絞肉操作這中，不要用力將肉從投肉口往下壓，這樣不但不會(huì)使樣板的流出量 增加，而且使肉溫上升，使肉的黏著性下降。 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 4 3 螺旋供料器的設(shè)計(jì) 3.1 推料螺桿的設(shè)計(jì) 推料螺桿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，這樣使其推 料螺桿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。 推料螺桿前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝一個(gè)定位鍵與彈性活銷聯(lián)軸器上 的鍵槽配合，以傳遞動(dòng)力。 圖 3-1 推料螺桿 3.1.1 推料螺桿的材料 推料螺桿的材料選用不銹鋼 1Cr13. 3.1.2 螺旋直徑 查資料 【1】 得： 0.06 m 取 D60 mm5.2CGKD G生產(chǎn)能力,根據(jù)市面上使用最多，取 G0.15T/H 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 5 K物料綜合特性系數(shù),查 【1】 表 1-3 得 K0.071 -物料得填充系數(shù)，查 【1】 表 13 得 0.15 物料的堆積密度 t/m ，豬肉的為 1.5t/m 3 C與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 【1】 表 14 得 C1 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 由原始數(shù)據(jù) n8000r/min 3.1.4 螺旋節(jié)距 查資料 【1】 得：帶式面型螺旋的節(jié)距 tD=60 mm 3.2 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，物料具有向后倒流的趨勢(shì)， 因此在推進(jìn)螺桿的內(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)壁與推進(jìn)螺桿之間的間隙要適當(dāng)，一般為 2-5mm。間隙太大會(huì)使物料倒流; 間隙太小推進(jìn)螺桿與絞筒內(nèi)壁易碰撞。取其間隙為 4mm. 絞筒的材料可選用常做焊接件的 20 鋼。 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 6 圖 3-2 絞筒 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 推進(jìn)螺桿的轉(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，因此推進(jìn)螺桿的轉(zhuǎn)速一般在 8000 一 16000r/min 比較適宜。 本設(shè)計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速選用 8000r/min。 4.1 電機(jī)的選擇 查資料 【2】 P135，得 N= =0.68(KW) 取 N=750W10Gq8.01653.2 4 G絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，kg/s q單位能量消耗，查 【2】 表 8-2 得 q=1.310 J/kg.4 傳動(dòng)效率，一般在 0.8-0.9 之間，取 0.8 所以根據(jù) N750w，n8000r/min，查資料選用 G45212，其結(jié)構(gòu)如圖 41 所示。 圖 4-1 G45212 電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 4.2 聯(lián)軸器的選擇 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 7 已知電機(jī)功率 P=0.75KW,轉(zhuǎn)速 ，電機(jī)伸出端直徑為 19mm,推進(jìn)螺桿直徑min/80rn 為 17mm,可計(jì)算得其名義轉(zhuǎn)矩 NnPT95.807.950 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ,查資料 【4】 表 2.5 得絞肉機(jī)的工況系數(shù) ，則TKAca 75.1aK57.189.071caT 查資料 【4】 P283，選 型彈性活銷聯(lián)軸器，它的通用性好，適用范圍廣，拆卸方便，1LF 適合于軸線對(duì)中安裝困難、盡量減少輔助工時(shí)的工況環(huán)境。 其公稱轉(zhuǎn)矩 ，許用轉(zhuǎn)速為 13640 （聯(lián)軸器材料為鋼） ；mNTn6min/r 10230 （聯(lián)軸器材料為鐵） 。軸孔直徑 d=12-19mm.i/r 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 8 5 絞刀設(shè)計(jì) 絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為半方形，安裝在推進(jìn)螺桿前端的方軸上隨其 一起旋轉(zhuǎn)，刀刃的安裝方向應(yīng)與推進(jìn)螺桿旋向相同。絞刀的規(guī)格有 2 刃、3 刃、4 刃、 6 刃、8 刃。 由于是切割，絞刀材料需要耐腐蝕，安全可靠。絞刀用 W18Cr4V 材料制造，淬火 硬度為 HRC55 ，刃口要鋒利，與樣板配合平面應(yīng)平整、光滑。 5.1 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 。 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： （ ）30nvp Rr 式中： 刀片刃部任一點(diǎn)的線速度 ms； 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； 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 9 r刀刃起始點(diǎn)半徑 mm ； R刀刃終止點(diǎn)半徑 mm； 再從任一葉刀片的橫截面上來看 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)。 5.1.1 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）（參見第二部分刀刃的 前角式4) 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 440 一 1760mmin 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： 3n 30 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n10000r/min 當(dāng) 時(shí)， ，mi 440m/min=7.3m/sr m73.10/ 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 10 當(dāng) 時(shí)， ， minR sm/3.29in/1760 R 8.3/ 圓整后取:r=7mm R=28mm 5.1.2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： fnfnFF 其值為： sincoisfnfnfn FF 因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為： nf 肉與前刀面的摩擦力為： 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 11 nFf 整理得： 4 cos)1()(2nnF 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） 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（ ）90 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） 由于 A 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) 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F F 令 。1C 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n 。 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 。2Fn vnF 簡化式4得： 5cos)1()(221 vFC 從式5和式2可知，刀刃前角 的大小，直接影響著絞肉過程中的切割力，以 及切割肉時(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)生的熱都小；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： 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 12 一般?。?(肉質(zhì)軟取大值，反之取小值)4025 5.1.3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。這說明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時(shí)也帶來的問題是刀片的 N B磨損值大 (反映在刀體材料的磨損過大這一方面 )，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 5.1.4 刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來得知刀傾角 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，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r 圓柱所得) 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 13 橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實(shí)際純圓半徑 。 er0 其關(guān)系為： 6 cos0ner 由此可見，增大刀傾角 的絕對(duì)值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑 ，這就說明增er0 大刃傾角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 就可確定了參見圖max0 5-5： 圖 5-5 最大初始刃傾角示意圖 = 7Rr/acsinmx016 初始刃傾角按下式計(jì)算： 見圖 5-6 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 14 圖 5-6 初始刃傾角計(jì)算用示意圖 815)/(20 bRractg 式中：r刀刃起始點(diǎn)半徑(mm)； R刀刃終止點(diǎn)半徑(mm)； b葉刀片外端寬度（mm），取 ;mb4 初始刃傾角；0 5.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點(diǎn)相對(duì)于網(wǎng)眼板的速度 ，將可以分解為垂直于v 刃的法向速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。參見圖 5-7nv r 即： 其值為： )(30Rrnvcosnivr 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 15 圖 57 刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖 又因?yàn)椋?/sin R 所以： 30sincos 22 整理得 0/sin22Rvn （ ）30/sinRvRpr 式中： 刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度 ms；nv 刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量 ms； 刀刃上任一點(diǎn)至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離 mm； 刀刃的初始刃傾角； 與刀刃相切的圓計(jì)算半徑 mm； R刀刃的終點(diǎn)半徑 mm； r刀刃的起點(diǎn)半徑 mm； 5.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 16 根據(jù)以上對(duì)絞刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖（圖 5-8），此絞刀的特 點(diǎn)： 1、 后角取 4 ，刀片的壽命較長； 2、 前角取 30 ，以減小絞肉所需的力及功率； 3、 增加刃傾角，以提高刀刃的鋒利度； 4、 采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu)，以改善刀刃的強(qiáng)度 5、 采用可換式刀片結(jié)構(gòu)，以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 17 圖 5-8 絞刀的結(jié)構(gòu)圖 6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 6.1 擬定軸上零件的尺寸 圖 6-1 軸的結(jié)構(gòu) 1、根據(jù)軸向定位要求確定軸徑與長度 1）為滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-1 端需制出一軸肩，取 1 段軸徑為 21mm,伸出 段軸徑為 17 mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 26 mm. 2）1-2 端螺桿直徑前面已確定，為 30mm，為增加擠壓力，將螺桿軸制有一定錐度， 取 1-1 端軸徑為 26mm. 3）根據(jù)刀具孔為半方型，高度為 8mm，厚度為 4mm，為防止刀具軸向滑動(dòng)，取 3-4 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 18 段軸寬為 8mm，長為 5mm. 4)為防止軸徑變化太大，使刀具軸被折斷，取 2-3 段為過渡軸，軸徑為 20mm. 5）為防止刀具與擠肉樣板發(fā)生碰撞，在 4-4 左端安放了 2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)型 GB93-87 型彈 簧墊圈，從而使軸承與軸貼合。 2、軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。查資料 【6】 P140 表 14-1 查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 18mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長，見)79106(5GBhb GB1096-79）,同時(shí)為了保證聯(lián)軸器與軸有良好的對(duì)中性，選其配合為 H7/s6. 3、確定軸上倒角尺寸 參考資料 【6】 表 11-5 取 1-1 右端倒角為 ，4-4 左端倒角為 。45145.0 4、求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)做出軸的受力簡圖。 圖 3.3 因?yàn)檎麄€(gè)軸所受彎矩較小，故可按軸的扭矩進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)軸的生產(chǎn)能力為 150kg/h,估算出絞刀所受的力為 30N。根據(jù)絞刀的絞刃半 徑 r R,取中點(diǎn) =10.5，其扭矩為 .估算聯(lián)軸器端扭 NT5.30.11m 矩 T= 。畫出其扭矩圖，如圖 3.4.mN89075.10953 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 19 圖 3.4 6.2 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的受力和扭矩圖，我們可以看出 1-1 端處截面所受的計(jì)算扭矩最大，屬 于危險(xiǎn)截面。主要對(duì)此處進(jìn)行校核。 查資料 【3】 表 11-5 可得此處的抗扭截面模量 =dtbWT2)(16 3 =887.4172)5.(.5167 233m 軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =1.003Mpa4.8790TW 查資料 【3】 表 11-3 得軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =40-50T 所以 ,安全。T 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 20 設(shè)計(jì)總結(jié) 漫長而又倍感充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段即將結(jié)束，通過這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)，我覺得自己的 專業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對(duì)我走向社會(huì)從事專業(yè)工作有著深 遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)在談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。 首先，我感觸最深的就是：實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)中我做了許多重復(fù)性的工作， 耽誤了很多的時(shí)間，但是這些重復(fù)性的工作卻增強(qiáng)了我的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，積累 了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也得到一條經(jīng)驗(yàn)，搞設(shè)計(jì)不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu)，必須動(dòng)手， 即使你想的很完美，但是到實(shí)際的設(shè)計(jì)過程時(shí)，會(huì)遇到許多意不到的問題。 其次，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，心里真的是 一點(diǎn)頭緒也沒有，根本不知道從那里下手。在肖老師的指導(dǎo)下，我開始查閱相關(guān)書籍， 借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)技能， ，深入了解了 機(jī)械傳動(dòng)原理及機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，把設(shè)計(jì)意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的 實(shí)現(xiàn)階段。所以我要衷心地感謝肖老師，因?yàn)樗粌H非常耐心，而且還教給我了嚴(yán)謹(jǐn)， 認(rèn)真的工作態(tài)度。另外，我發(fā)現(xiàn)每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一個(gè)創(chuàng)新、修改、完善的過程，在設(shè) 計(jì)的過程中，運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)，發(fā)揮自己的想象力來搞好自己的設(shè)計(jì)，這個(gè)過 程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程。這是一個(gè)艱辛的過程，很幸運(yùn)能在肖麗萍老師的指導(dǎo)下，邊 學(xué)邊用，才能按時(shí)按量完成規(guī)定的任務(wù)。 設(shè)計(jì)的完成，給了我很大的信心：我完全有能力利用自己所學(xué)過的知識(shí)和技能完 成我并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過程我更深切的體會(huì)到：獨(dú)立自主是關(guān)鍵，相互協(xié)作更 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 21 重要。 參 考 文 獻(xiàn) 1 張?jiān)Ｖ兄骶?食品加工技術(shù)裝備.北京:中國輕工業(yè)出版社,2007 2 張坤生主編, 肉制品加工原理與技術(shù).北京：中國輕工業(yè)出版社， 2005 3 楊明忠，朱家誠編，機(jī)械設(shè)計(jì).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001 4 周眀衡主編，聯(lián)軸器選用手冊(cè)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 5 孫寶鈞主編，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 6 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編， 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)。北京：高等教育 出版社，1996 7 曾正明主編, 機(jī)械工程材料手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 8 周元康,林昌華,張海兵編，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社,2001 9 趙清，張玉茹編，小型電動(dòng)機(jī)。北京：電子工業(yè)出版社，2003 10 李滿林編，肉類加工機(jī)械。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 11 任發(fā)政編，肉制品加工技術(shù)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 22 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以圓滿地完成，除了我自己查找了大量的資料，做了大量的工作 以外，還要感謝各位同學(xué)跟老師的幫助。 首先要感謝一下我的同學(xué)，雖然是我一個(gè)人做設(shè)計(jì)，但是每當(dāng)我遇到什么問題去 跟他們討論，不管他們?cè)诓辉诿Χ紩?huì)很熱心地告訴我，這讓我非常感動(dòng)。 另外我要感謝幫助過我的老師，特別是我的指導(dǎo)老師肖麗萍老師，每次我有什么 問題，不管是不是放假休息，她都會(huì)盡量抽出時(shí)間幫我，給我提出設(shè)計(jì)里存在的問題， 讓我有一個(gè)非常清晰的思路來完成設(shè)計(jì)。另外她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度也讓我受益匪淺。 總的來說，如果沒有他們的幫助，這次的設(shè)計(jì)我不會(huì)完成地這么順利，所以在此 我要向他們表示衷心地感謝！