一種臥式食物攪拌機本體設計【含CAD圖紙、說明書】
壓縮包內含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197壓縮包內含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985216396 或 11970985摘要民以食為天,食物是人類賴以生存的根本,伴隨著我們的生活越來越好,人們早就不在乎是否能吃飽的問題,而是越發(fā)的重視食品的安全問題,對食品加工的機器也越發(fā)的重視,食品工業(yè)已經成為我國的第三大產業(yè),食品機械所占有的市場比例也逐年提高,食品價格機械的好壞直接決定的食品的好壞,不同的食品加工方法,也對食品加工機器提出了很高的要求,這極大促進了新型食品加工機器的發(fā)展,而食品加工過程中攪拌混合是不可缺少的重要一環(huán),攪拌混合的好壞將會直接影響我們品嘗食品的口感。在現有的機器中,我們所用的食品攪拌機大多數都是半自動的,甚至在有些生產現場是手動加工,而我們此次設計將重點解決此次難題,在查閱歷年參考文獻的基礎上,結合課本與生產現場的情況,提出一種新型食物攪拌機,這種攪拌機不僅可以實現食品的完全攪拌,還可以自動卸料,從而實現食品加工全自動化。本文主要通過對上述系統(tǒng)以及機構的設計,來總體設計出成本低,效率高, 清洗方便的臥式食物攪拌機,它可以解決一般攪拌機存在的卸料難、效率較低等問題,市場前景十分廣闊。關鍵詞:臥式攪拌器;傳動系統(tǒng);攪拌系統(tǒng);卸料系統(tǒng)AbstractFood is essential for human survival, Food, with the improvement of living standards, the focus of peoples concerns and other issues had not enough to eat, but more and more attention to food safety issues, food processing machines also more and more attention, the food industry has become Chinas third largest industry, food machinery market share of some proportion gradually increased the price of food machinery directly determines the quality of the food, different food processing methods, but also for food processing machine made high demands, which greatly promoted the development of new food processing machines, food processing and mixing are important and indispensable part, mixing is good or bad will directly affect our taste the taste of food.In existing machines, food mixers We mostly semi-automatic, and even in some of the production site is a manual process, but we will focus on the design to solve the problem, consult the calendar year on the basis of references, combined Textbooks and production site in case a novel food mixers, this mixer can not only fully stirring the food, but also can automatically discharge, in order to achieve food processing fully automated.In this paper, through the above-described system and mechanism design, to the overall design of a low cost, high efficiency, easy to clean horizontal food mixer, which can solve the general mixer exists unloading difficult, inefficient and other issues, the market prospects are very broad.Keywords: horizontal agitator; transmission; mixing system; discharge systems目錄第 1 章 緒論11.1 課題的背景及意義11.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢11.2.1 攪拌混合原理11.2.2 臥式食品攪拌機種類2第 2 章 臥式攪拌機總體方案設計42.1 臥式攪拌機總體方案設計42.2 傳動方式的確定52.3 本章小結5第 3 章 臥式攪拌機傳動系統(tǒng)設計63.1 電動機選擇63.2 帶輪與 V 帶的設計與校核103.2.1 傳動比的分配103.2.2 帶輪與 V 帶的設計103.3 齒輪設計與校核13第 4 章 臥式食品攪拌機攪拌部分設計174.1 主軸與軸承的選擇174.2 攪拌葉片設計174.3 攪拌容器的設計184.4 止動的結構設計19第 5 章 臥式攪拌機卸料機構的設計205.1 曲柄搖桿機構的組成205.2 卸料機構的原理20第 6 章總結與展望216.1 結論216.2 展望22參考文獻22致謝24第 1 章 緒論1.1 課題的背景及意義食品工業(yè)是關于人類賴以生存的命脈。它是指在食品廠,食品機械設備和科學的經營方法,作為食品原料加工,為普通人提供健康的食物。在現在的攪拌機市場上,攪拌機有臥式與立式之分,攪拌機被廣泛的用于食品加工行業(yè),不僅減少了勞動力,而且還節(jié)省了大量的時間。但是這些攪拌機有所限制,就是只能用于小型、小功率的攪拌,如遇到一些高粘度的食物時,這些小功率攪拌機就起不來多大的效率。所以需要設計出效率比較高的攪拌機。因此現在非常重要的是解決這些問題。設計的目的是設計出大容量,高功率和高混合均勻度臥式混合機。1.2 國內外研究現狀及發(fā)展趨勢攪拌混合在食品加工中起到了很重要的作用,混合攪拌一般為兩種或者三種物質均勻攪拌,一般為固態(tài)與固態(tài)混合、固態(tài)與液態(tài)混合、固、液和氣態(tài)的混合。1.2.1 攪拌混合原理兩種或多種在混合器或材料罐中的混合的組件,在外力的作用下進行混合。混合的原理類型大致如下圖所示:(a)29(b)(c)(a) 對流混合(b)剪切混合(c)擴散混合以上三種的混合機制經常存在于各種局域網與同時混合,因為模型的差與材料組合物在不同階段和設備,常常導致其動作也是不一樣的。上的習慣,攪拌設備,混合機設備被統(tǒng)稱為混合設備。攪拌設備主要是指混合設備,液體的主要成分和混合設備主要是指干燥物料的攪拌設備,混合機主要是指厚質材料混合設備的主要成分。以下主要介紹有關混合機器。1.2.2 臥式食品攪拌機種類在食品加工業(yè),糧食,面粉的混合物,面粉的混合物的固態(tài)混合運行,加添加劑添加輔助材料和添加劑,干果食品,湯粉的制造,加工速溶飲料的生產,等等。混合機在混合的方法主要有兩種:一種是本身旋轉容器,材料的混合容器中備用,實現混合的目標;另一種方法是使用一個容器和一個旋轉裝置,攪拌裝置會從容器的底部被輸送到上部粉末和粉末后空間被運到倒置,以填補在重力的粉末,從而產生一種混合。(1)固定容器式混合機固定容器型混合機的功能結構為:集裝箱固定在工作中,置于容器內混合紡紗部分?;旌线^程為主對流。攪拌裝置也可以從容器的底部至容器中的粉末混合, 通過土地由于重力粉料裝填輸送的粉末后的上部空間,也與移動方向的一側,所以混合。差異的物理性能和通用粉混合比例的過程是非常大的。在我們目前所生產加工的混合機里面,最為常見的是螺旋帶式混合機和行星運動螺旋式混合機。該混合機的結構如圖 1.2 (a)所示,螺旋帶束的數量根據該混合要求決定。對于更加簡單和不太高的混業(yè)經營,只要一個或兩個螺旋帶就足夠了,只有一對進氣和排氣口的容器上的。如果混合材料性質差異較大,要求是嚴格的,圖 1.2(B)所示。這種根據混合份以上三個螺旋帶束居多,并以不同的自旋來裝飾, 分別。混合機的混合機理是通過復合移動以混合材料的水平和垂直方向上產生一個水平槽的混合組件。在配備有不同的旋轉到多甘螺旋帶在同一軸上,旋向色帶使得材料向左運動的終點,旋向色帶的右邊使得材料的運動的另一端,是混合材料的分散和濃度反復,從而達到了理想的混合效果。1攪拌部件 2混合容器 3傳動機構 4電動機 5機架圖 1-2 臥式螺旋帶式混合機(2)容器回轉型混合機容器回轉型混合機通常也被人們稱為旋轉容器型,在運行時容器旋轉和材料混合的狀態(tài)是通過的方向在容器中的粉末自身的重力流回轉。該裝置是基于機械設備的結構的擴散。容器回拌和機的改造是最適合用于粉末的相似的物理性能, 顆粒材料混合。容器返回到混合器通常由旋轉容器和旋轉變換,衣架,驅動齒輪減速器和電動機等的混合機主要部件驅動是容器,它確定的混合操作的效果的形狀。用于容器表面光滑平整的一般要求,這樣可避免或減少在容器壁材料吸附, 摩擦和流動的影響,如容器應該使用劇毒,耐腐蝕材料。裝載為改造的水平。減速驅動機構要求的減速比大,行星齒輪減速傳動握住設備,如混合,在很短的時間周期混合材料的量裝入容器,通常需要約容器容積,一般都不超標。如果大量混合,混合空間減小時,材料將是自動分級現象和顯示為重力分離的結果,混合效果不理想?;旌掀鞯幕旌蠒r間和混合材料的性質。第 2 章 臥式攪拌機總體方案設計2.1 臥式攪拌機總體方案設計常見的攪拌機分為雙軸攪拌機和單軸攪拌機,雙軸攪拌機顧名思義就是容器在再攪拌時,只有二根軸一起工作的,采用雙軸攪拌的好處是能夠使物料充分的攪拌混合在一起,但也有一定的不足,雙軸攪拌通常也需要足夠的運作空間,對場地的要求通常比較的嚴格, 一般不適合小場地下的工作作業(yè),應用的范圍比比較有限,適用于大型食品加工混合的情況。單軸攪拌機,顧名思義就是容器在再攪拌時,只有一根軸工作的,它的好處是占用的場地面積小,可以使用與不同的場合,電機的選擇也可以考慮功率較小的電機,一般的加工制造廠,均能有效的滿足這種生產的情況。本文提出的翻轉自動卸料機構是本文的重點,印在在現有的機構中,一般是很難實現自動卸料的,我們在此次設計中采用曲柄搖桿機構,我們采用的是伺服電動機,我們可以實現編制好程序,帶食品充分攪拌的情況下,攪拌電機停止工作,給予伺服電機一定的信號,使之通過帶動連桿,最終帶動攪拌筒旋轉至180,從而實現自動卸料。因此,綜合考慮,我們本次設計還是采用了單軸設計,因此單軸設計可以使用與不同的場合與場地,市場的前景更加廣闊,結構要更為簡單,加工成本低, 適用于不同的大小企業(yè)。圖 2-1 雙軸攪拌機結構示意1 軸承座; 2 出料口; 3 攪拌葉; 4 攪拌軸;5 攪拌槽;6 齒輪座;7 聯軸器;8 減速器;9 三角帶輪;10 驅動電動機2.2 傳動方式的確定接下來,我們確定傳動方案,參照市場的情況,以及一些參考文獻,我們已知到了現有的攪拌機主軸箱的轉速一般為30 60r / min ,過高的轉速并不會產生良好的攪拌效果,相反還會造成能量的浪費。但2000r / min 是雖然轉速低,啟動轉矩卻很大,選用符合啟動要求的電機,電機轉速約,因此傳動系統(tǒng)要采用較大減速比,考慮機器尺寸和振動噪聲要求,采用帶傳動和齒輪傳動組合機構。初步設定的減速機構示意圖如圖 2-2 所示。3245611-小帶輪2-大帶輪3-攪拌軸4-大齒輪5 小齒輪6 電機2.3 本章小結圖 2-2 傳動系統(tǒng)機構簡圖本章重點介紹了食品攪拌機的主軸分類的情況,確定了本次設計主軸數量,也重點介紹了本文的創(chuàng)新點,即自動卸料機構,然后確定了臥式食品攪拌機的傳動方式,由于傳動通過中有高傳動比,因此一般的一次減速是不能滿足要求的,我們在此節(jié)也重點介紹了傳動方式的確定。第 3 章 臥式攪拌機傳動系統(tǒng)設計3.1 電動機選擇1) 電機的選擇原則電機是攪拌機中的核心原件之一,要考慮其在工作的時候所承受的轉矩、效率、轉速等,根據這些因素來選擇合理的電動機,攪拌的質量也離不開電動機。如何選擇合理的電機因結合下面因素:1、電機電源種類的選擇,有直流、交流、三相和單項電等之分。2、電機的所工作的環(huán)境也應考慮,有些電機不能再一些特殊的環(huán)境下工作, 如高溫高壓、有化學腐蝕成分、塵埃遍布等等地方。3、電機的工作方式,是否能夠持續(xù)工作還是只能是短時間的工作或者是氣態(tài)的一些工作方式等。4、電機的安裝,電機是立式的還是臥式的安裝等5、電機的功率及轉速,功率及轉速應滿足負載的要求。6、其它困素。2) 主電機額定功率計算1、攪拌功率的計算在一般的情形下,混合運行時所消耗的功率可分為以下部分:(1) 物質在攪拌器里面運動所消耗的功率。(2) 在傳動過程中的一些結構件的磨損帶來的消耗功率。(3) 攪拌葉片與容器連續(xù)的運轉所消耗的功率。(4) 其他的一些附屬裝置。通過實驗等一些手段得到軸的力矩,相比較某一類型的攪拌葉片(或攪拌槳),在一些混合設備攪拌器固定的情況下。T = KDa1ra 2 ma 3Za 4da 5 (s / d)a 6 ba 7 f a 8pS式中K-系數(實驗得到),通過查表格得到 K=45;pDip-粒子的直徑系數,通過查表格得到 D = 0.510-3 mr -表觀密度,通過差表格得到 r = 0.7103 kg/m3;mS -擦系數,通過差表格得到mS =1.19;Z-螺帶的粉粒體層的高度或長度, Z 我們的取值為 0.78m;d-外徑, d 我們的取值為 0.48m; s-節(jié)距, s 我們的取值為 0.78m; b-寬度, b 取值為 0.04m;f-系數, f 取值為 0.58。選擇機型為臥式螺帶(參照現有的實驗測量參數表格),則指數a 值如下:a1 =0;a 2 =1.0;a3 =1.2;a4 =1.0;a5 =3.3;a6 =-0.3;a7 =0.7;a8 =1.2。由于在本設計中,混合物設計為一些粘度比較大的物質(例如:面粉、肉類等),因此,在本篇設計中將攪拌葉片和攪拌器的內壁間隙選定為 2mm,根據查詢資料得到到數據,來估算出混合物料的表觀密度,粒子直徑等參數,最后確定的計算如下:轉矩-大螺帶的轉矩為:T = KDa1ra 2ma 3Za 4da5(s / d)a6ba7 f a8 = 127.17N m1pS小螺帶:現對于大螺帶,計算時只要將小螺帶的葉片外徑 d 參數改為 0.24,所以小螺帶的轉矩為:T = KDa1ra 2 ma 3Za 4da5(s / d)a6ba7 f a8 = 8.57N m2pS攪拌軸上的總的轉矩(即大螺帶+小螺帶)T = T1 + T2 = 135.74N m攪拌軸功率公式中的各個參數為:P = 2pnTP攪拌軸的功率(W);n攪拌軸的回轉速度(r/s),n 取值為 1r/s;T攪拌軸的軸力矩( Nm)。代入到公式當中得到攪拌軸功率為:P = 2pnT = 852.447W2、電動機額定功率的計算電動機的使用壽命一般在 15 至 25 年之間,(在其允許的使用范圍之內), 通常電機的額定功率是通過它工作時的發(fā)熱溫度情況來選定的。但是也不排除在某種情況下(例:工作時間的增加、外界環(huán)境溫度的不斷升高等)而使電機的溫度不得不升高,從而大大減低了電機的使用壽命,由此可見,動機的壽命不僅與運行的負載有關還與其工作運行的時間有著莫大的關系。攪拌設備所選用的電動機其功率不僅僅要滿足傳動設備中的傳動裝置與密封原件在運作時的損耗,此外還需考慮電機在工作時外界對其所造成的功率損耗??紤]到諸多因素對電機的影響,因此,電動機額定功率可通過此式來確定:PN = (P + PS ) h公式變量:PN電動機的額定功率(KW)P攪拌器功率,根據之前的計算公式得到 P=0.852447kW;PS軸、一些密封裝置的磨損消耗功率h 傳動裝置的機械效率。PS = 0.58P = 0.04759kW軸承傳動機構的效率是齒輪軸承帶這些零部件的效率乘積,通過表格查詢到齒輪傳動效率取 0.9,帶傳動效率取 0.96,滾動軸承效率取 0.99,所以h =h齒輪h帶輪h 4= 0.82995電機的額定效率為PN = (P + PS ) h = 1.084kW3、電動機額定功率的修正計算考慮到諸多因素對電機造成的影響,電機的額定功率修改如下式:PN = Kt PN公式中的變量PN 校正溫度影響后的電動機功率,kW;PN 電動機額定功率,由前面的計算結果得到 PN=1.084kW;Kt 溫度校正系數,根據表格查詢得到 Kt 的系數為 1.1.因此得到電機的額定功率為:PN = Kt PN = 1.19kW4、確定電動機的轉速nm取 V 帶傳動比i帶 = 24,i齒輪 = 35 (減速器)總傳動比的合理范圍i =18100,故電動機轉速的可選范圍為nm = in主軸 =(18100) 40= 204000(r / min)查參考資料,有四種同步轉速在他的范圍之內,分別為:750r/min,1000 r/min,1500 r/min,3000 r/min 這四種型號,由標準查出四種適合的電動機的型號。列表如下 4-1。表 3-1 傳動方案的對照與選擇方案電動機型號額定功率Pm /KW電動機轉速/ rmin -1效率(%)傳動裝置的傳動比同步滿載總傳動比V 帶傳動減速器1Y90L-41.51500155078.537.557.52Y112M-81.57508007518.753.7553Y100L1-61.51000105076.025554Y90S-21.53000305078.5755155、電動機的選擇對比上述的四種電機,同時要滿足系統(tǒng)中各個部件的啟動要求及能平穩(wěn)的運行,因此電機的選擇新號為Y90L - 4 。具體的參數如下:表 3-2電機的部分技術參數名稱額定功率kW額定電流A額定轉速r/min效率%Tmax TNTmin TN質量kgY90L-41.53.2150078.52.31.6213.2 帶輪與 V 帶的設計與校核3.2.1 傳動比的分配查表可知臥式食品攪拌機的實際工作的偏心軸轉速為:nw = 40 rmin根據傳動比的計算公式:i = n 電nw可知,臥式食品攪拌機的傳動比為:i = n 電nw= 1500 rmin40 r= 37.5min我們設計的臥式食品攪拌機是經過二級減速,一級是 V 帶輪減速,二級是錐齒輪減速,因此i總 = iV i齒這里我們去選取i帶 = 5,i齒 = 7.5 。3.2.2 帶輪與 V 帶的設計已知電動機驅動二根滾棒向前運動,電動機型號為Y90L - 4 ,額定功率1.5 kw ,額定轉速為1500r / min ,軸間距約為600mm ,每天工作 8 小時。1) 設計功率 Pd 。查閱機械設計手冊得到工況系數 KA = 1.1;Pd = KAP = (1.11.5)kw = 1.65kw2) 選定帶型。根據 Pd = 1.8kw 和 n =1500r / min ,查閱機械設計手冊確定為 Z 型。節(jié)寬PB =8.5mm,頂寬 b=10mm,高度 h=6mm,截面積 A=47mm2。 3)傳動比:根據上節(jié),已知傳動比為 5。4)小輪基準直徑。查閱機械設計手冊,取dd1 = 63mm 。大輪基準直徑:dd 2 = idd1(1- e ) = 5 63(1- 0.01)= 311.85mm查閱機械設計手冊取dd 2 = 315mm 。5)大帶輪的實際轉速:n = (1- e )n1dd1 = (1- 0.01)1500 63 r / min = 297r / mindd 223156)驗算帶速v =pdd1n1= p 631500 m / s = 4.95m / s v601000601000max其中vmax 的取值范圍是25 30m / s 。7) 初定軸間距。按要求取a0 = 600mm8) 所需基準長度:Ld 0= 2a0+ p (d2d1+ dd 2) + (dd 2 - dd1 )4a0p(315 - 63)2 22 400 +(63 + 315) +41000mm = 1409.637mm查閱機械設計手冊,選取基準長度 1400mm。9) 實際軸間距。a a + Ld - Ld 0 = (600 + 1400 -1409.637) = 595.2mm022安裝時所需最小軸間距:amin = a - 0.015Ld = (595.2 - 0.0151400) = 574.2mm張緊或補償伸長所需最大軸間距:amax = a + 0.03Ld = (595.2 + 0.031400) = 637.2mm10) 驗算帶輪包角:a = 180o - dd 2 - dd1 27.3o = 180o - 315 - 63 57.3o = 156o 120o1a595.2包角滿足條件。11) 單根 V 帶的基本額定功率。根據dd1 = 63mm 和n1 = 1500r / min ,查閱機械設計手冊查得 Z 帶型 P1 = 0.27kw 。12) 考慮傳動比的影響,額定功率的增量DP1 由機械設計手冊查得:DP1 = 0.02kw13)V 帶的根數:公式中的變量 = 0 + 0 Ka 包角系數,查表0.95;KL 長度系數,查表1.14;Po 單根V帶基本額定功率,kW,查表0.27kWDPo 額定功率增量,kW,查表0.03kW。Z =1.65(0.27 + 0.02) 1.14 0.95 4.98 5 (根)14)確定帶的預緊力。單根 V 帶所需預緊力F = 1 Fe fva +1+ qv2o2 ec e fva -1其中 v 帶的最大線速度值(m/s),即大帶輪的線速度4.95m / s ;q 傳動帶長度質量,kg/m,由表得到0.06kg 。因此,1e fva +12Fo = 2 Fec e fva -1 + qv= 22.456N因為考慮到新安裝的帶輪比較容易松動,所以要考慮到能自動張勁的帶傳動,新裝的帶的預警要是上述預緊的 1.5 倍15)計算帶傳動作用在軸上的力F = 2ZF cos(p - a1 ) = 215.4NPo2216)V 帶輪設計,當帶輪基準直徑小于等于 300mm 時可以采用腹板式;當帶輪基準直徑大于 300mm 時,可以采用輪輻式。帶輪槽選擇 Z 型,基準線上寬度bd = 8.5mm ,基準線上槽ha min = 2.0mm ,下槽hf min = 7.0mm ,槽間距e =12 0.3mm ,第一槽對稱面至端面的距離f = 8 1mm ,最小輪緣厚dmin = 5.5mm ,輪槽角小帶輪 34,大帶輪 38。所以,帶輪寬B = (Z -1)e + 2 f= (5 -1)12 + 28 = 58mm小帶輪設計,小帶輪軸徑d = 32mm, dd1 2.5d = 80mm ,采用實心式。大帶輪設計, d = 32mm,dd 2 = 315 300mm ,由于其基準直徑已經非常大, 為了減少質量,更重要的是降低轉動慣量,采用孔板式。3.3 齒輪設計與校核齒輪傳動比的分配為i = 7.5 ,齒輪材料鍛鋼,直齒圓柱齒輪,7 級精度。傳動系統(tǒng)輸入功率P = Phh5= 1.37KW1電機 帶輪 軸承式中小齒輪是與大 V 帶輪固定在同一根軸上,因此轉速是一樣:n小齒 = n大V = 300r / min齒數比i = 7.5 ,設定工作壽命 10 年,每年工作 300 天,每天工作 8 小時。選擇小齒輪材料40Cr (調質),硬度280HBS ,大齒輪材料 45 鋼(調質), 硬度240HBS ,二者材料硬度差40HBS 。初定小齒輪齒數 z1 = 24 大齒輪齒數 z2 = i z1 = 7.5 24 = 180 。按照齒面接觸強度設計齒輪。d1t 2.32 確定其中計算變量,T 為小帶輪傳遞的轉矩,N mm,T = 95.5105 P1= 1.454 104 N mm11n1Kt 為載荷系數,取值1.3;fd 為齒寬系數,取值1;EZ 為材料的彈性影響系數,M Pa1/ 2,取值189.8M Pa1/ 2; Hlim1為小齒輪接觸疲勞強度極限,M Pa,查表得600M Pa; Hlim2為大齒輪接觸疲勞強度極限,M Pa,查表得550M Pa。計算應力循環(huán)次數N1= 60n1 jLh= 60 3001 (60 3008) = 4.86108N =2uN1= 0.65108查表得接觸疲勞壽命系數, KHN1 = 0.92, KHN 2 = 0.95, 取失效概率 1%,安全系數S = 1,計算接觸許用應力s H 1s H 2= KHN1s H lim1 = 534M pas= KHN 2s H lim2 = 515.4M Pas將上述兩個數值中較小的值帶入公式中計算小齒輪分度圓直徑d1t 2.32 = 46.45mm計算圓周速度v =pd1tn1601000= 1.296m / s計算齒寬b = fd d1t = 44.45mm模數m = d1t tz齒高= 1.93mmh = 2.25mt = 4.354mm因此,齒寬比b / h =10.67 ,計算載荷系數,根據v =1.296m / s ,7 級齒輪精度,查得動載荷系數 Kava=1.03,假設 KA Ftb 100N/mm ,查表知 KHa = KFa= 1.2 ,使用系數 KA = 1.25(輕微沖擊),因此KHb= 1.12 + 0.18f 2 + 0.2310-3b = 1.308d由= 10.67, KHb = 1.308 ,查彎曲強度計算的齒向載荷分布系數圖,得KFb = 1.28 ,所以,載荷系數K = KAKV KHa KHb = 1.85分度圓直徑的校正(按實際載荷系數)d1 = d1t= 46.82mm變量模數的計算Zm = d1= 1.95mm1由彎曲強度(齒根)設計m 公式中的各個變量,小齒輪彎曲疲勞強度極限s FE1 = 520MPa; 大齒輪彎曲疲勞強度極限s FE 2 = 365MPa 小齒輪彎曲疲勞壽命系數KFN 1 = 0.85;大齒輪彎曲疲勞壽命系數KFN 2 = 0.95。彎曲應力許用計算,安全系數 S = 1.4,s F 1s F 2= KFN 1s FE1 = 378.57M Pa;S= KFN 2s FE 2 = 215.86M PaS計算載荷系數K = KAKV KFa KFb = 1.251.031.11.28 = 1.813查取齒形系數YFa1 = 2.65,YFa 2 = 2.18 查取應力校正系數YSa1 = 1.58,YSa2 = 1.79計算大小齒輪的 YFaYSa 值,并比較大小。s F YFa1YSa1 = 0.01375 s F 1YFa 2YSa2 = 0.01513 s F 2取用大齒輪的數值,m = 1.784mm取m = 2mm,分度圓直徑d1= 48mm,齒數Z1= d1 = 24 ,大齒輪齒數mZ2 = uZ1 = 180 。輪齒的幾何與安裝尺寸計算分度圓直徑d1 = mZ1 = 2 24 = 48mm d2 = mZ2 = 2180 = 360mm中心距a = d1 + d2 = 204mm2齒輪寬b = fd d1 = 48mm取小齒輪寬 B1 = 48mm ,大齒輪寬 B2 = 45mm 。tF = 2T1 = 654Nd1KA Ftb= 21.786 100N/mm對比前面的假設,此設計為合理的。因此由于小齒輪的分度直徑不大所以選用齒輪軸式,而大齒輪由于分度直徑較大所以選擇輪轂式。第 4 章 臥式食品攪拌機攪拌部分設計4.1 主軸與軸承的選擇:由于在本篇設計屬于食品機械結構設計,因此,主軸材料選擇 45。主軸上的額定功率通過計算得到為 0.99KW,主軸上的轉矩為 472.73Nm主軸最小直徑的計算: 通過表格查詢得到 A0=126dmin= A03 Pn= 1263 0.9920= 46.23mm因為主軸上面要鍵槽,因此軸徑需要增加 7%d = dmin (1 + 7%) = 49.5mm元整后得到直徑取 50mm 軸承的選擇:由于軸承要承受軸向載荷與徑向載荷,所以選用深溝球軸承。4.2 攪拌葉片設計以前,大多是在整體聯動葉片,原材料進口葉片角度較大,快速輸送物料, 但我們發(fā)現,這樣的攪拌葉片磨損較大,依靠進口浴缸端封灰色滲漏嚴重,因此齒輪內部進灰更,加快磨損的傳動件,影響了生產效率。為了解決這些問題,因此,要修改該軸的結構中,在軸向入口側攪拌兩個螺旋葉片焊粉連續(xù)輸送,降低桶端密封該產品的材料。這是有益的,以防止折斷的刀片,斷軸。在用刀片刀片正確安裝轉向軸,調整角度.葉片在雙軸上三個部位的安裝角度是各不相同,葉片安裝角度一般選用=20度左右,雙軸攪拌機葉片角度必須要與粘土可塑性相適應,雙軸攪拌機工作分三個階段:第一階段是霧化水與原料的混合攪拌階段; 第二階段是使含煤生料濕潤的階段:第三階段是形成球核的階段;我們此次設計采用螺旋式葉片。這種葉片能夠充分的攪拌混合物,實現橫向切割與縱向切割,是的食品能夠完全的混合在一起,達到充分攪拌的目的。4.3 攪拌容器的設計我們常見的攪拌容易有 U 型容易,U 型容易具有易加工,且能夠在最大范圍內裝有更多的容易,并且結構簡單,生產升本較低的眾多的有點,同樣的,U 型容器具有較強的剛度與強度,能夠盡可能多的承載較多的重物,充分利用其攪拌的空間,提高生產效率,結構見圖 4-1。圖 4-1 U 型攪拌筒4.4 止動的結構設計本設計的攪拌容器是可以擺動的,但是在攪拌運動進行時是不需要也不允許攪拌容器擺動的,因此需要設置一套制動的裝置,我們考慮到專門的設置一套工具沒有必要,因為我們在后期還要設置卸料機構的,因此我們就想再卸料機構中直接采用一種機構在實現制動的功能,在考慮到卸料機構需要帶動攪拌筒旋轉, 但是旋轉速度過快也明顯不合適,一般的伺服電機少則幾百轉,多則幾千轉,因此我們需要在電動機的輸出軸與曲柄之間需要加入一個減速器,常用的減速器包括一級直齒輪減速器,二級減速器等等,但上述的減速器有一個共同的弊端,就是傳動比不打,少則 56,多則幾十,均不能滿足我們的要求,因此我們此次減速器采用渦輪蝸桿減速器。蝸輪蝸桿減速器具有以下優(yōu)點:1、能實現速度較大的轉變,以傳動比可以較大;2、安裝簡易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護檢修等。因此只能有渦輪帶動蝸桿轉動,不能逆向轉動,而我們的蝸桿軸式是要連接曲柄的,因此起到的制動的效果。即將攪拌器在工作時嚴格的固定了。第 5 章 臥式攪拌機卸料機構的設計5.1 曲柄搖桿機構的組成由一個曲柄和搖桿組成的鉸鏈四桿機構稱為曲柄搖桿機構。通常,曲柄為主動件且等速轉動,而搖桿為從動件作變速往返擺動,連桿作平面復合運動。曲柄搖桿機構中也有用搖桿作為主動構件,搖桿的往復擺動轉換成曲柄的轉動。曲柄搖桿機構是四桿機構最基本的形式。如圖 5-1 所示。圖 5-1 曲柄搖桿機構的工作簡圖5.2 卸料機構的原理目前,在作拌料用的食品攪拌機中,大多數的機構都是無法實現自動卸料的, 因此自動卸料機構也是我們所設計的重點,也是難點之一,我們再參考歷年的文獻,以及生產現場實際的需求,我們想到了采用了曲柄搖桿機構,這樣可以實現自動卸料的功能,并且能實現卸料桶 180旋轉,從而完成卸料,原理是我們此次設計時,有二個電機,一個電機控制主要的旋轉,一個電機控制曲柄的轉動, 當主軸電機帶動主軸旋轉,直至混合攪拌完畢之后, 伺服電機開始工作,伺服電機的輸入軸連接在蝸輪蝸桿減速器上,蝸輪蝸桿減速器的輸出軸與曲柄連接在一起,曲柄通過連桿與轉料筒連接在一起,當食物充分混合時候,給予伺服電機一定的信號,伺服電機開始旋轉,從而帶動曲柄旋轉,曲柄通過連桿帶動轉料筒旋轉,從而實現自動卸料的功能,帶旋轉至 180的位置,我們拿出插手,打開密封蓋,從而實現卸料。第 6 章總結與展望6.1 結論本次設計中,我們的主要任務是臥式食品攪拌機。在老師的指導下,我圓滿的完成了此次的畢業(yè)設計,而且還學到了很多額外的知識。在專業(yè)上,我認識了很多的新機構,復習了很多計算說明的步驟和方法。在設計過程中,我掌握了搖桿滑塊機構與液壓系統(tǒng)傳動的工作原理及其運動規(guī)律, 更重要的是學習了用現有的機構去實現一種功能的方法。通過本課題的鍛煉,主要可以解決了一下幾個問題:(1) 常見的攪拌機構無法實現自動卸料,每次加工完畢時人工卸料會顯得十分的麻煩與繁瑣,本次設計成功的解決了這個難題,我們采用了搖桿滑塊機構, 當液壓缸在運動較小的距離時,可以實現攪拌桶的 180 度旋轉。(2) 我們采用雙軸旋轉的機構,這樣更加有效的使食品充分的攪拌在了一起,不僅可以橫向攪拌,又可以使縱向的物料盡量的混合,整臺機器機構簡單, 成本較低,清潔方便。6.2 展望本臥式食品攪拌機,具有以下的優(yōu)點操作方便并且省力,堅固耐用,滿足各種惡劣條件下的使用要求,防護性好,不宜損壞;結構簡單,制造成本低,利于推廣;本臥式食品攪拌機雖然具有許多優(yōu)點,但本設計還存在一些問題,例如材料強硬度不高,密封存在著一些死角,液壓系統(tǒng)的密封,以及只能用于高效率的攪拌。畢業(yè)設計雖然結束了,但我的求學之路遠遠沒有結束,通過這次畢業(yè)設計, 極大豐富了我的知識面,當然,不斷以后是繼續(xù)求學還是出去工作,我都會本著虛心好學的態(tài)度,不斷的學習自己不曾涉及的領域,在這次畢業(yè)設計,也要感謝老師一直以來的幫助,沒有老師的指導,我肯定完不成我的畢業(yè)設計,謝謝老師一路來的陪伴,不管我以后去向何方,我將永遠都會銘記你對我這段時間的教育。謝謝您!參考文獻1 許林發(fā)主編. 建筑材料機械設計(一) .武漢:武漢工業(yè)大學出版社, 19902 褚瑞卿主編. 建材通用機械與設備.武漢:武漢理工大學出版社, 19963 朱昆泉,許林發(fā).建材機械工業(yè)手冊.M.武漢:武漢工業(yè)大學出版社,2000.74 胡家秀主編.機械零件設計實用手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1999.105 李益民主編.機械制造工藝設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1995.106 甘永立.幾何量公差與檢測M.上海:上??茖W技術出版社,2001.47 錢志鋒,劉蘇工程圖學基礎教程M.北京:科學出版社,2001.98 徐灝.機械設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1991.99 趙忠.金屬材料與熱處理M.北京:機械工業(yè)出版社,1991.510 閻瑞敏,常敏.水泥工業(yè)自動控制預加水成球技術及裝備M.江蘇科學技術出版社,1990.1011 黃有豐.預加水成球技術及其應用M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1991.912 徐錦康.機械設計M.北京:高等教育出版社,2004.413 王旭,王積森.機械設計課程設計M.北京:機械工業(yè)出版社,2003.814 張一公.常用工程材料選用手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1998.615 盛君豪.減速機使用技術手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,199216 吳瑞琴.滾動軸承產品樣本M.北京:機械工業(yè)出版社,中國石化出版社, 200017 劉偉輝.預加水成球常見問題與對策J. 吉林建材.2003(1),21-23.18 孫素貞.對提高預加水成球設備性能的探討J.Research & Application of Building Materials.2001(2),22-23.19 朱衛(wèi)權.雙軸攪拌機主軸斷裂原因J. 磚瓦 1998(3),11.20 謝序文. 雙軸攪拌機斷軸原因分析及處理措施J. 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