小型絞肉機(jī)的設(shè)計【小型家用電動絞肉機(jī)】

小型絞肉機(jī)的設(shè)計【小型家用電動絞肉機(jī)】,小型家用電動絞肉機(jī),小型,絞肉機(jī),設(shè)計,家用,電動 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目:小型絞肉機(jī)的設(shè)計 ________________________ 英文題目：The machine of mini meatcosin 學(xué) 院：________________________ 專 業(yè)：________________________ 姓 名：________________________ 學(xué) 號：________________________ 指導(dǎo)教師：________________________ 2015 年 11 月 18 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫 過的研究成果。其他同志對本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的聲 明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解青島濱海學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：學(xué) 校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)校可以公布全 部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計（論文） 。保密 的畢業(yè)設(shè)計（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘要 本文論述了肉類加工機(jī)械—小型絞肉機(jī)的工作原理，結(jié)構(gòu)組成以及一些傳動機(jī) 構(gòu)的設(shè)計計算和生產(chǎn)能力分析。 課題設(shè)計的小型絞碎機(jī)為普通家用，不僅可以用來絞碎肉類，還可以用來碎花生、 碎冰、香料等食物，要求功率小，動力采用電機(jī)驅(qū)動，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能滿足家庭 廚房一般肉類食品為主的絞碎所需。 本次小型絞肉機(jī)的設(shè)計，大大地提高了傳統(tǒng)絞肉機(jī)的工作效率和質(zhì)量，并且對 后續(xù)的小型絞肉機(jī)的開發(fā)和研制都有著一定的影響，在某種程度上大大提升了該設(shè) 備在國內(nèi)外的競爭力，體現(xiàn)了機(jī)械工業(yè)重要性這一核心價值。 關(guān)鍵詞：絞肉機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計，絞刀，價值 ABSTRACT The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis. Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required. Key words: meat chopper;reame;processing;required. 目 錄 摘要...............................................................I Abstrac...........................................................II 1 緒論............................................................ 1 2 結(jié)構(gòu)及工作原理.................................................. 2 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)................................................ 3 2.1.1 送料機(jī)構(gòu)................................................ 5 2.1.2 切割機(jī)構(gòu)................................................ 6 2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)................................................ 7 2.2 絞肉機(jī)的工作原理............................................ 9 3 螺旋供料器的設(shè)計................................................ 10 3.1 絞籠的設(shè)計.................................................. 11 3.1.1 絞籠的材料.............................................. 11 3.1.2 螺旋直徑................................................ 11 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速........................................ 11 3.1.4 螺旋節(jié)距................................................ 11 3.2 絞筒的設(shè)計................................................. 12 4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計.................................................. 13 4.1 電機(jī)的選擇.................................................. 13 4.2 帶傳動的設(shè)計................................................ 14 4.2.1 設(shè)計功率................................................ 14 4.2.2 選定帶型................................................ 14 4.2.3 傳動比.................................................. 14 4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑.......................................... 15 4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑.......................................... 15 4.2.6 帶速驗算................................................ 15 4.2.7 初定軸間距.............................................. 15 4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度........................................ 16 4.2.9 實際軸間距.............................................. 17 4.2.10 小帶輪包角..............................................18 4.2.11 單根 V 帶的基本額定功率................................. 19 4.2.12 時單根 V 帶型額定功率增量........................... 201?i 4.2.13 V 帶的根數(shù)............................................. 20 4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力....................................... 20 4.2.15 作用在軸上的力......................................... 20 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸....................................... 22 4.3 齒輪傳動設(shè)計................................................ 22 4.3.1 選擇材料，確定 和 及精度等級...................... 22limH?liF 4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計................................... 22 4.3.2.1 確定中心距........................................... 23 4.3.2.2 確定模數(shù)............................................. 23 4.3.2.3 確定齒數(shù)............................................. 23 4.3.2.4 計算主要的幾何尺寸................................... 23 4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度......................................... 24 4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度........................................... 24 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算........................... 25 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號..................................... 25 4.3.5.2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值............... 26 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值......................... 26 4.3.5.4 確定齒坯的精度....................................... 26 4.4 軸的設(shè)計..................................................... 26 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算........................................... 26 5 絞刀的設(shè)計...................................................... 27 5.1 絞刀的設(shè)計.................................................... 27 5.1.1 刀刃的起訖位置.......................................... 29 5.1.2 刀刃的前角.............................................. 30 5.1.3 刀刃的后角.............................................. 30 5.1.4 刀刃的刃傾角............................................ 31 5.1.5 刀刃上任一點位量上絞肉速度.............................. 31 5.1.6 絞刀片的結(jié)構(gòu)............................................ 31 6 生產(chǎn)能力分析................................................... 31 6.1 絞刀的切割能力.............................................. 31 6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力............................................ 32 6.3 功率消耗.................................................... 33 總結(jié).............................................................. 34 致謝.............................................................. 35 參考文獻(xiàn).......................................................... 36 0 1 緒論 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民對食品工業(yè)提出了更高的要 求?，F(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.幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設(shè)備。國 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)備為我國自行設(shè) 計制造的產(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醬、魚圓之類的產(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。 小型絞肉機(jī)是近幾十年發(fā)展起來的一種肉類加工的自動化生產(chǎn)設(shè)備。小型絞肉 機(jī)是食品加工機(jī)械的一個重要分支。它的特點是可通過人工放肉進(jìn)該小型絞肉機(jī)中 可以對肉類進(jìn)行自動絞肉功能，其在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，隨著 國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步，該種類型的小型絞肉機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著 廣闊的發(fā)展前景。為了代替人類在某些苛刻的場合從事生產(chǎn)，或用于流水作業(yè)，以 自動絞肉機(jī)的往復(fù)的工作，節(jié)約人的體力。由于小型絞肉機(jī)在生活中的大量運用， 使得人類的生產(chǎn)率有了大幅的提高，同時也改善了我們的工作環(huán)境。讓人類的生活 變得越來越自動化。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，小型絞肉機(jī)被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中， 機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更 加促進(jìn)了小型絞肉機(jī)的發(fā) 展，使得小型絞肉機(jī)能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有 機(jī)結(jié)合。小型絞肉機(jī)雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動， 1 不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的 力量比人手力大的特點，因此，小型絞肉機(jī)已受 到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。 1985 年法國克萊夫博士發(fā)明了第一臺小型絞肉機(jī)，該小型絞肉機(jī)以其諸如定位 精度高，承載能力強(qiáng)，自重負(fù)荷比小，易實現(xiàn)高速等優(yōu)點在世界范圍內(nèi)被迅速廣泛 應(yīng)用到肉類加工機(jī)械行業(yè)。在這些行業(yè)中，往往需要小型絞肉機(jī)以較高的速度和精 度完成諸如人工放肉，自動絞肉等操作，新型的小型絞肉機(jī)無疑成為重點研究對象。 以絞肉機(jī)構(gòu)為研究對象,探討一種形式簡潔、結(jié)算快捷、方便控制的自動絞肉模 型,從產(chǎn)能規(guī)劃和絞肉速度兩個層面上研究提高該絞肉機(jī)的速度與精度的方法,對于推 動肉類加工機(jī)械基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,提高我國在自動化行業(yè)的競爭實力將具有 非常深遠(yuǎn)的意義。 因此,開發(fā)一種具有優(yōu)勢作業(yè)方向,高速、低成本的小型絞肉機(jī)具有重大的意義， 對比于人工絞肉來說,自動小型絞肉機(jī)具有剛度大,精度高,響應(yīng)快,自重負(fù)荷比小,控制 容易,易實現(xiàn)高速等特點在肉類加工機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 本課題研究一種小型絞肉機(jī)，研究一種高速、輕型、低成本,高速小型絞肉機(jī)， 不但在自動化領(lǐng)域是一個新的突破，對肉類加工設(shè)備的理論和應(yīng)用來說，也是一個 新的發(fā)展方向。對推動機(jī)構(gòu)設(shè)計理論、小型絞肉機(jī)技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、技術(shù)經(jīng) 濟(jì)分析等多學(xué)科交叉，具有重要理論意義和工程實用價值。 2 2 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)動機(jī)構(gòu)等組成，如圖 2－1 所示。 圖 2－1 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 2.1.1 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 物料進(jìn)行擠壓。 2.1.2 切割機(jī)構(gòu) 包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。其作用是對擠壓進(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旋下旋蓋進(jìn)行更換。 2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 包括電機(jī) 10、皮帶輪 9、12、減速器 8、機(jī)架 I 等 2.2 絞肉機(jī)的工作原理 工作時，先開機(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) 3 地送往絞刀口進(jìn)行切碎。因為螺旋供料器的螺距后面應(yīng)比前面小，但螺旋軸的直徑 后面比前面大，這樣對物料產(chǎn)生了一定的擠壓力，這個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，肥肉需要粗絞而瘦肉需要細(xì)絞，以調(diào)換格板的方式來 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 8－10 毫 米、細(xì)絞用直徑 3－5 毫米的孔眼。粗絞與細(xì)絞的格板，其厚度都為 10－12 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)絞時快些，但 最大不超過 400 轉(zhuǎn)/分。一般在 200－400 轉(zhuǎn)/分。因為格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，使物料在切刀附近堵塞，造成負(fù)荷突然增加， 對電動機(jī)有不良的影響。 絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)學(xué)安裝的。絞刀用工具鋼制造，刀口要求鋒利，使用一 個時期后，刀口變鈍，此時應(yīng)調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至 使有些無聊不是切碎后排出，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，否則因格板 移動和絞刀轉(zhuǎn)動之間產(chǎn)生相對運動，也會引起對物料磨漿的作用。絞刀必須與格板 緊密貼和，不然會影響切割效率。 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大，過大會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決定。因為 切割后物料必須從孔眼中排出，螺旋供料器才能繼續(xù)送料，否則，送料再多也不行， 相反會產(chǎn)生物料堵塞現(xiàn)象。 3 螺旋供料器的設(shè)計 3.1 絞籠的設(shè)計 絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對肉塊進(jìn)行擠壓。如圖 3－1 所示，設(shè)計 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現(xiàn)了對物料的擠壓作用。 絞籠前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝兩個定位鍵與其主軸前端面上鍵槽 4 配合，以傳遞動力。 圖 3－1 絞籠 3.1.1 絞籠的材料 絞籠的材料選為 HT200 3.1.2 螺旋直徑 ＝0.136 m 取 D＝160mm5.2CGKD??? G－生產(chǎn)能力,由原始條件得 G＝1T/H K－物料綜合特性系數(shù),查表 1-16 得 K＝0.071 -物料得填充系數(shù)查 B4 表 1－16 得 ＝0.15?? －物料的堆積密度 t/m 豬肉的為 1.5t/m?33 C－與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 B4 表 1－15 得 C＝1 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 由原始數(shù)據(jù) n＝326r/min 3.1.4 螺旋節(jié)距 實體面型螺旋的節(jié)距 t＝D 3.2 絞筒的設(shè)計 由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動，且受擠壓力的反作用力作用，物料具有向后倒流的趨 勢，因此在絞籠的內(nèi)壁上設(shè)計了 8 個止推槽.沿圓周均勻分布，如圖 3－2 所示 絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的間隙要適當(dāng)，一般為 3-5mm。間隙太大會使物料倒流;間隙太 小絞籠與絞筒內(nèi)壁易碰撞。 5 絞筒的物料可選用鑄鐵，選 HT200 圖 3－2 絞筒 4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從電機(jī)至絞籠的運動路線為定比傳動，其總的 傳動比可利用帶傳動、齒輪傳動等構(gòu)機(jī)逐級減速后得到。 絞籠的轉(zhuǎn)速不易太高，因為輸送能力并不是隨轉(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。 14.32610ii???總 由傳動比標(biāo)準(zhǔn)系列查 B2 表 2－1 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)計傳動路線如下： 4.1 電機(jī)的選擇 N= ＝4(KW)?WG? G－絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，1000kg/h W－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) d＝3mm， 取 w＝0.0030kw.h/kg。 （查 B5p ）75 －傳動效率，取 0.75? 6 所以根據(jù) N＝4kw，n＝1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖 4-1 Y112M-4 電動機(jī)的外觀圖 4.2 帶傳動的設(shè)計 4.2.1 設(shè)計功率 dP kwKAd 8.42.1???? －工況系數(shù)，查 B1 表 8－1－22 ，取 ＝1.2AK P－傳遞的功率 4.2.2 選定帶型 根據(jù) 和 查 B1 圖 8－ 1－2 選取普通 V 帶 A 型， －小帶輪轉(zhuǎn)速，為dp1n 1n 1440r/min 4.2.3 傳動比 1.76 ＝ ＝?0i2ni1min/81076.4r? 4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）1d 由 B1 表 8－1－12 和表 8－1－14 選定 ＝100mm> ＝75r/min 1dmind 4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）2d cidd 1760.12 ???? 由 B3 表 8－7 得 =180mm2d 4.2.6 帶速驗算 smvsm ndv /3025/54.7106106 ax????????? 7 4.2.7 初定軸間距 （mm）0a mda28)(210?? 4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度 （mm）0dL 0 204)()(212210 aLdd ??? ＝ 88?? ＝886mm 依 B1 表 8－1－8 取 ＝900mm，即帶型為 A－900dL 4.2.9 實際軸間距 a mad287690200 ＝??? ??? 4.2.10 小帶輪包角 1? ??3.571812????ad = ??.0 = ?164 4.2.11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號、 和 普通 V 帶查 B1 表 8－1－27 （c） 取 1.32kw1dn 4.2.12 時單根 V 帶型額定功率增量?i P? 根據(jù)帶型號、 和 查 B1 表 8－1－27（c） 取 0.15kw1i 4.2.13 V 帶的根數(shù) Z Z = 49.387.096)15.032.(4)(1 ???????LadkpP －小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8－1－23,取 0.96ak －帶長修正系數(shù)查 B1 表 8－1－8，取 0.87L 4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 8 20)15.2(mvZPkFda??? = 254.710.4896. ? =134（N） m－V 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8－1－24，取 0.1k/gm 4.2.15 作用在軸上的力 ?F )(062sin4132sin20 NZF????? ? )(1598ii310max? ? －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍ax?F 4.2.16 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。mRa?2.3? 帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8－1－10 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù) 帶輪的基準(zhǔn)直徑查 B1 表 8－1－16 確定輪輻 9 圖 4-2 小帶輪 圖 4-3 大帶輪 10 4.3 齒輪傳動設(shè)計 4.3.1 選擇材料，確定 和 及精度等級。limH?liF 參考 B1 表 8－3－24 和表 8－3－25 選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為 40 ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 45－50HRc；精度等級為 6 級。rC 按硬度下限值，由 BI 圖 8－3－8（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得 ；由 B1 圖 8－3－9（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得MPaH120lim1li?? ； 。FE72 MPaF502lim1li?? 4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計 4.3.2.1 確定中心距 a（按 B1 表 8－3－27 公式進(jìn)行設(shè)計） 321][)(HamuKTACa????? 式中：配對材料修正系數(shù) Cm＝1（由 B1 表 8－3－ 28 查?。? 螺旋角系數(shù) Aa＝476（由 B1 表 8－3－29 查?。? 載荷系數(shù) K＝1.6（參考 B1 表 8－3－27 推薦值） 小齒輪額定轉(zhuǎn)矩 )(7.4619541 MNnPT??? 齒寬系數(shù) ＝0.4（參考 B1 表 8－3－4 推薦值）a? 齒數(shù)比 u=i=2.5 許用接觸應(yīng)力 （參考 B1 表 8－3－27PaH10829.0.][lim???? 推薦值） 則 取 a＝80mm,.61085.2476)15.2(47632a??? 4.3.2.2 確定模數(shù) m (參考 B1 表 8—3—4 推薦表) m=(0.007~0.02)a=0.56~1.6, 取 m=1.5mm 4.3.2.3 確定齒數(shù) z ,z1 2 初取螺旋角 ＝13?? z = = =29.4 取 z =301)(cos2??ma)15.2(3cos80?? ?1 z =μz =2.5 30=75 取 z =752 2 11 重新確定螺旋角 ? ?142.082)753(.1arcos2)(arcos1 ??????zmn 4.3.2.4 計算主要的幾何尺寸（按 B1 表 8—3—5 進(jìn)行計算） 分度圓的直徑 d =m z /cos =1.5 30/cos =45.7mm1?? d =m z /cos =1.5*75/cos =114.3mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm1aa? d = d +2h =114.3+2 1.5=117.3mm2 端面壓力角 (查 B1 表 8－3－4)029.14.0coscos???tgartgarnt?? 基圓直徑 d = d cos = cos20.292 =40.2mm1bt? d = d cos =348 cos20.292 =107.2mm2t 0 齒頂圓壓力角 =arccos =34.365?1at1ab0 = arccos =23.9512at 2abd0 端面重合度 = [ z （tg -tg ）+ z (tg -tg )]a??1?1at 2?2at =1.9 齒寬 b= .a＝0.4*80＝32 取 b ＝32mm；b ＝40mma?21 齒寬系數(shù) = = =0.7d?17.453 縱向重合度 =1.25.1420sinsi?????? ?nmb 當(dāng)量齒數(shù) ＝31.4531co/zv? 12 ＝78.628?32cos/zv? 4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度（按 B1 表 8—3—10 校核） 強(qiáng)度條件： [ ]H?? 計算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE?????1?bdFKktHVA = 2H?1BD 式中：名義切向力 F = = =2044Nt10dT?7.4560 使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8—3—31 查?。〢 動載系數(shù) =（ ）VK20?B? 式中 V= smnd95.1687.45160????? A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由 B1 表 8—3—32 按硬齒面齒輪，裝配時檢修?H 調(diào)整，6 級精度 K 非對稱支稱公式計算）?34.1? 齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8—3—33 查取）0.??H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8—3—11 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8—3—12 查?。?.? 螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8—3—13 查?。?0?? 彈性系數(shù) （由 B1 表 8—3—34 查?。㎝PaZE.19 單對齒齒合系數(shù) Z =1B 13 = 1H?2 ＝ 327.4501.235.108.70.1895. ????? ＝245.5MPa 許用應(yīng)力：[ ]=H?XWRVLNTZZSlim 式中：極限應(yīng)力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1（由 B1 表 8—3—35 查?。﹍imH 壽命系數(shù) =0.92（由 B1 圖 8—3—17 查?。㎞TZ 潤滑劑系數(shù) =1.05（由 B1 圖 8—3—19 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由 B1 圖 8—3—20 查?。￢,95.1s?? 粗糙度系數(shù) =0.9（由 B1 圖 8—3—21 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8—3—22 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由 B1 圖 8—3—23 查?。 則： [ ]= =826MPaH?03.18596.012.10?? 滿足 [ ]? 4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度（按 B1 表 8—3—30 校核） 強(qiáng)度條件： [ ]1F? 許用應(yīng)力： = ； ????FVASaFnt KYbm1212??SFF?? 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由 B1 圖 8—3—15（a）查取）1?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由 B1 圖 8—3—16（a）查?。?.?Sa7.SaY 14 重合度系數(shù) =1.9?Y 螺旋角系數(shù) =1.0（由 B1 圖 8—3—14 查?。? 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8—3—30 計算）?FK NH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由 B1 表 8—3—33 查取）? 則 =94.8MPa1F? = =88.3MPa26.127? 許用應(yīng)力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlim?limF? 式中：極限應(yīng)力 =350MPali? 安全系數(shù) =1.25（按 B1 表 8—3—35 查?。﹍imFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按 B1 表 8—3—30 查取）TY 壽命系數(shù) =0.9（按 B1 圖 8—3—18 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按 B1 圖 8—3—25 查?。﹔elT? 齒根表面狀況系數(shù) =1（按 B1 圖 8—3—26 查取）lYR 尺寸系數(shù) =1（按 B1 圖 8—3—24 查?。 則 [ ]=F?MPa497.025.1?? 滿足， 〈 〈[ ] 驗算結(jié)果安全1F? 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算（大齒輪） 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號 確定齒厚偏差代號為：6KL GB10095—88（參考 B1 表 8—3—54 查?。?4.3.5.2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值（參考 B1 表 8—3—58 查?。?第Ⅰ公差組檢驗切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B11iFifP? 表 8—3—69 計算，由 B1 表 8—3—60，表 8—3—59 查取)； 第Ⅱ公差組檢驗齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）=0.6（0.009+0.011）1ifi tptf 15 =0.012mm， （按 B1 表 8—3—69 計算，由 B1 表 8—3—59 查?。?； 第Ⅲ公差組檢驗齒向公差 =0.012（由 B1 表 8—3—61 查取） 。?F 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值（參考 B1 表 8—3—58 選擇） 對齒輪，檢驗公法線長度的偏差 。按齒厚偏差的代號 KL，根據(jù)表 8—3—53wE 的計算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16sptf?siE =-16 0.009=-0.144mm；公法線的平均長度上偏差 = *cos -ptf? WSEs? 0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差 = cosTF??0202sin36.awisi +0.72 sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8—3—19? 及其表注說明求得公法線長度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表knW 示為： 10.26.587? 對齒輪傳動，檢驗中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=80mm，由表查得 8—3—?f 65 查得 = ；檢驗接觸斑點，由表 8—3—64 查得接觸斑點沿齒高不小于?f03.? 40%，沿齒長不小于 70%；檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根icF 據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表 8—3—69，B1 表 8—3—59 及 B1 表 8—3—60 計算與查?。?；檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mmicf （根據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表 8—3—69，B1 表 8—3—59 計算與查取） 。 對箱體，檢驗軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8—3—63xfyf 查?。?。 4.3.5.4 確定齒坯的精度要求按 B1 表 8—3—66 和 8—3—67 查取。 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，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 （如圖 4-4） 16 圖 4-4 大齒輪簡圖 4.4 軸的設(shè)計 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的計算 用實心軸 33][5nPATd??? 式中:d－軸的直徑，mm T－軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm P－軸傳遞的額定功率，kw n－軸的轉(zhuǎn)速，r/min [ ]－軸材料的許用切應(yīng)力，Mpa30? A－系數(shù)，見【1】表 4－1－8，這里取 120 根據(jù)上面公式計算，齒輪軸的最小直徑 d＝20mm；大齒輪軸的最小直徑 d＝20mm 依據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計如圖 17 圖 4－5 齒輪軸 5 絞刀設(shè)計 絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為方形，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。 5.1 絞刀的設(shè)計 絞刀的幾何參數(shù)對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)對十字 刀片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。 十字刀片如圖(5－1)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位置上只有法向速度 。 ?v 18 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： －刀片刃部任一點的線速度 m／s； n－刀片的旋轉(zhuǎn)速度 rpm； －刀片刃部任一點至旋轉(zhuǎn)中心的距離 mm；? r－刀刃起始點半徑 m m ； R—刀刃終止點半徑 mm； 再從任一葉刀片的橫截面上來看 [圖(5-1)A—A 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 觸的一條刀刃為對象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設(shè)計各參數(shù)。 5.1.1 刀刃的起訖位置 絞肉時，絞肉機(jī)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運動。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，在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為： VFQ?? 式中：Q－單位時間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量（J／s） F－鉸肉時任一與網(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]) 19 －任一刀刃切割肉的線速度（m／s）? 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，我們知道一般絞肉時刀刃切割肉的錢速度處在 30 一 90m／min 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，即刃的起點半 徑 和終點半徑 R。? 根據(jù)式[1]得： [3]?????n30 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n＝326r/min 當(dāng) 時， ，mi? ＝30m/min=0.5m/sr? m65.14.0326/?????? 當(dāng) 時， ， minR s/.in/9? R＝ m435.13260/???? 圓整后取:r=15mm R=45mm 5.1.2 刀刃的前角 ? 當(dāng)十字刀片絞肉時，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： 20 ????? sincoisfnfnfn FF????? 因為刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦力為： ??nf 肉與前刀面的摩擦力為： ???nfF 整理得： [4]??????? cos)1()(2??nnF 式中：F－鉸肉時任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N） —刀片絞肉時肉的剪切抗力（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，F(xiàn) ?F 故令 。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，?n 故令 。 是刀片切割肉時，肉對前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令2F? 。][vn?? 簡化式[4]得： 21 [5]?????cos)1()(2][21 ???vFCF 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?。环粗?，則大。但前角很大時，則因刀具散熱體積小而使 切割肉時所產(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??? 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： 一般取： (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，可以把刀刃看成是一段半徑為 的圓弧 [圖 5－4]，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?r ? 圓弧(斜剖刀刃圓柱所得) 22 圖 5-4 刃傾角與刀刃鋒利度 橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實際純圓半徑 。 er0 其關(guān)系為： [6] ?cos0ner? 由此可見，增大刀傾角 的絕對值，可減小刀刃的實際鈍圓半徑 ，這就說明er0 增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max0? 圖 5-5]： 圖 5-5 [7]Rr/acsinmx0?? 初始刃傾角按下式計算： [見圖 5-6] 23 圖 5-6 初始刃傾角計算用示意圖 [8])/(20 bRractg??? 式中：r－刀刃起始點半徑(mm)； R－刀刃終止點半徑(mm)； b－葉刀片外端寬度（mm）; －初始刃傾角；0? 5.1.5 刀刃上任一點位量上絞肉速度 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點相對于網(wǎng)眼板的速度 ，將可以分解為垂直?v 于刃的法向速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。[參見圖 5-7]nv? r 即： ??vn?? 其值為： )(30Rpr?????cosvn??ir 圖 5－7 刀刃上任一點的速度示意圖 又因為： ???/sin'? 'R 所以： 30sincos 22????? 整理得 0/si22???Rnv 24 （ ）30/sin????Rv?Rpr? 式中： －刀刃上任一點位置的法向速度分度 m／s； －刀刃上任一點位置的切向速度分量 m／s；?v －刀刃上任一點至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離 mm；? －刀刃的初始刃傾角；?? －與刀刃相切的圓計算半徑 mm；'? R－刀刃的終點半徑 mm； r－刀刃的起點半徑 mm； 5.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上對絞刀各個幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖（圖 5-8），此絞刀 的特點： 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。 R65?40A1??8815??AR6?40 25 6.5?30R4n 圖 5－8 2 刃、4 刃、8 刃絞刀 6 生產(chǎn)能力分析 6.1 絞刀的切割能力 切刀的切割能力，可用下式計算： )/(460 22hcmZDnF??? 式中：F－絞刀切割能力（ ） ；/2 n－絞刀轉(zhuǎn)速（r/min ）;326r/min D－擠肉樣板外徑（mm） ；168mm －孔眼總面積與樣板面積之比，一般取 0.3－0.4；取 0.4? Z－絞刀刃數(shù)；取 6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 G 生產(chǎn)能力 G（kg/h）： AF1? 式中： －被切割 1kg 物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)（ ） ；1 hcm/2 A－絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為 0.7－0.75； 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式計算： (kw)?WG?? 式中：W－切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw h/kg） ；? 26 －傳動效率；? 由生產(chǎn)能力計算可知，在 N、D 一定的條件下，絞刀的刃數(shù)越多，生產(chǎn)能力越大。 但是不同刃數(shù)的絞刀應(yīng)與不同孔徑的擠肉樣板相匹配，才能得到較為合理的生產(chǎn)量 和功率消耗。在使用能過程中，可根據(jù)附表中推薦的值來選用。 樣板孔徑 mm 3?8、 10?16? 絞刀刃數(shù) 8 4 2 生產(chǎn)能力 kg/h 800 1000 1400 27 總 結(jié) 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí) 所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè) 計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度本文所 設(shè)計的是小型絞肉機(jī)的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系 統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需 要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下， 在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以 通過。 28 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打 心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué) 到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精 心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的 靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時 我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的 我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá) 的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類小型 絞肉機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美 的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我 付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不 僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師