絞肉機(jī)的設(shè)計
絞肉機(jī)的設(shè)計,絞肉機(jī),設(shè)計
絞肉機(jī)的設(shè)計 1 目 錄 目錄……………………………………………………………………………………………………1 中文摘要………………………………………………………………………………………………3 ABSTRACT………………………………………………………………………………………… 3 第 1 章 緒論………………………………………………………………………………………… 3 第 2 章 結(jié)構(gòu)及工作原理…………………………………………………………………………… 4 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………………4 2.1.1 送料機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………………… 4 2.1.2 切割機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………………… 4 2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………………… 4 2.2 絞肉機(jī)的工作原理……………………………………………………………………………5 第 3 章 螺旋供料器的設(shè)計………………………………………………………………………… 5 3.1 絞籠的設(shè)計…………………………………………………………………………………… 5 3.1.1 絞籠的材料……………………………………………………………………………… 6 3.1.2 螺旋直徑………………………………………………………………………………… 6 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………………………………………………………………………………… 6 第 4 章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………………………………………………… 7 4.1 電機(jī)的選擇………………………………………………………………………………… 7 4.2 帶傳動的設(shè)計…………………………………………………………………………………8 4.2.1 設(shè)計功率………………………………………………………………………………… 8 4.2.2 選定帶型………………………………………………………………………………… 8 4.2.3 傳動比…………………………………………………………………………………… 8 4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑………………………………………………………………………… 8 4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑………………………………………………………………………… 8 4.2.6 帶速驗算………………………………………………………………………………… 8 4.2.7 初定軸間距……………………………………………………………………………… 9 4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度……………………………………………………………………… 9 4.2.9 實際軸間距……………………………………………………………………………… 9 4.2.10 小帶輪包角………………………………………………………………………………9 4.2.11 單根 V 帶的基本額定功率………………………………………………………………9 4.2.12 時單根 V 帶型額定功率增量…………………………………………………… 91?i 4.2.13 V 帶的根數(shù)………………………………………………………………………………9 4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力…………………………………………………………………… 10 4.2.15 作用在軸上的力…………………………………………………………………………10 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸…………………………………………………………………… 10 4.3 齒輪傳動設(shè)計……………………………………………………………………………… 11 4.3.1 選擇材料,確定 和 及精度等級……………………………………………11limH?liF 4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計……………………………………………………………… 11 絞肉機(jī)的設(shè)計 2 4.3.2.1 確定中心距…………………………………………………………………………11 4.3.2.2 確定模數(shù)……………………………………………………………………………11 4.3.2.3 確定齒數(shù)……………………………………………………………………………11 4.3.2.4 計算主要的幾何尺寸………………………………………………………………12 4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度……………………………………………………………………12 4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度………………………………………………………………………13 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算……………………………………………………15 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號…………………………………………………………………15 4.3.5.2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值……………………………………15 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值…………………………………………………15 4.3.5.4 確定齒坯的精度……………………………………………………………………16 4.4 軸的設(shè)計 …………………………………………………………………………………… 17 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算………………………………………………………………………… 17 第 5 章 絞刀的設(shè)計………………………………………………………………………………… 18 5.1 絞刀的設(shè)計………………………………………………………………………………… 18 5.1.1 刀刃的起訖位置…………………………………………………………………………19 5.1.2 刀刃的前角………………………………………………………………………………19 5.1.3刀刃的后角……………………………………………………………………………… 21 5.1.4 刀刃的刃傾角 …………………………………………………………………………21 5.1.5 刀刃上任一點位量上絞肉速度…………………………………………………………23 5.1.6 絞刀片的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………………24 第 6 章 生產(chǎn)能力分析……………………………………………………………………………… 25 6.1 絞刀的切割能力…………………………………………………………………………… 25 6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力………………………………………………………………………… 25 6.3 功率消耗………………………………………………………………………………………25 設(shè)計總結(jié)………………………………………………………………………………………………26 鳴謝……………………………………………………………………………………………………26 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………26 絞肉機(jī)的設(shè)計 3 中文摘要 本文論述了肉類加工機(jī)械—絞肉機(jī)的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動系統(tǒng)、典型零件的結(jié) 構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)能力分析。 關(guān)鍵詞:絞肉機(jī),擠肉樣板,絞刀,絞籠 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 Key words: meat chopper ,reamer 第 1 章 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。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。 絞肉機(jī)的設(shè)計 4 絞 肉 機(jī) 專業(yè):機(jī)械設(shè)計制造及其自動化,學(xué)號:00121417,學(xué)生:王佑靈 指導(dǎo)教師:劉杰華 ,陳敏華,招惠玲 第 2 章 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 絞肉機(jī)的設(shè)計 5 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)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。 第 3 章 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配合,以傳 絞肉機(jī)的設(shè)計 6 遞動力。 R530120438 785801051301.67.29節(jié)t1302. 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 絞肉機(jī)的設(shè)計 7 筒內(nèi)壁易碰撞。 絞筒的物料可選用鑄鐵,選 HT200 圖 3-2 絞筒 第 4 章 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 2.50ii 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? 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)。 絞肉機(jī)的設(shè)計 8 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 1440r/mindp1n 1n 4.2.3 傳動比 1.76 = =?0i2i1mi/0876.4r? 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)2 cidd 1760.12 ???? 由 B3 表 8-7 得 =180mm2 4.2.6 帶速驗算 smvsmndv /3025/54.7106106 ax????????? 4.2.7 初定軸間距 (mm)a 絞肉機(jī)的設(shè)計 9 mda280)(210?? 4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度 (mm)0dL 0 204)()(212210 aaLddd ????? = 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? ??3.5780121????ad = ??. = ?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)5.032.(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 絞肉機(jī)的設(shè)計 10 4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 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 2*45401A63B0.AB1591808725195.72534??B0A62×453.0R5 圖 4-2 小帶輪 圖 4-3 大帶輪 絞肉機(jī)的設(shè)計 11 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)rC 及表面淬火,齒面硬度為 45-50HRc;精度等級為 6 級。 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 查取) 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 8-3-27 推薦值)PaH10829.0.][lim???? 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 ,z12 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 重新確定螺旋角 ? 絞肉機(jī)的設(shè)計 12 ?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? =78.6282s 4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度(按 B1 表 8—3—10 校核) 絞肉機(jī)的設(shè)計 13 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) =( )V20?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,裝配時檢修調(diào)整,6 級精?H 度 K 非對稱支稱公式計算)?H34.1? 齒間載荷分配系數(shù) (由 B1 表 8—3—33 查?。?.1??H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5(由 B1 圖 8—3—11 查取)Z 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 查取)80?? 彈性系數(shù) (由 B1 表 8—3—34 查?。㎝PaZE.19 單對齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H?2 = 327.4501.235.108.70.895. ????? =245.5MPa 絞肉機(jī)的設(shè)計 14 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 查取)limH 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 查取)RZ 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 查取)X 則: [ ]= =826MPaH?0.18596.012.10?? 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: = ; 1 ????FVASaFnt KYbm1212??SFF?? 式中:齒形系數(shù) =2.61, =2.2(由 B1 圖 8—3—15(a)查?。??Y2 應(yīng)力修正系數(shù) , (由 B1 圖 8—3—16(a)查?。?.?Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9? 螺旋角系數(shù) =1.0(由 B1 圖 8—3—14 查取)? 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3(其中 N=0.94,按 B1 表 8—3—30 計算)FKNH? 絞肉機(jī)的設(shè)計 15 齒間載荷分配系數(shù) =1.0(由 B1 表 8—3—33 查?。?FK 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 查取)limFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2(按 B1 表 8—3—30 查?。㏕Y 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 查取)relT? 齒根表面狀況系數(shù) =1(按 B1 圖 8—3—26 查?。﹍YR 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 B1 表 8—3—1iFifP? 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 =0.012mm, (按 B1 表 8—3—69 計算,由 B1 表 8—3—59 查取) ; 第Ⅲ公差組檢驗齒向公差 =0.012(由 B1 表 8—3—61 查?。?。?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—53 的計算式求wE 絞肉機(jī)的設(shè)計 16 得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm,齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-sEptf?siEptf? 0.144mm;公法線的平均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEs?TF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-02sin36.0a?wisi 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?02 度 =87.652, 跨齒數(shù) K=10,則公法線長度偏差可表示為:knW 10.26.57? 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—65 查得 =?f ?f ;檢驗接觸斑點,由表 8—3—64 查得接觸斑點沿齒高不小于 40%,沿齒長不小于 70%;023.? 檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm(根據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3,由 B1 表icF 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—63 查?。?。xfyf 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)0.14A.6.0.80.16?94.7528 128 *?47 0-,15 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 絞肉機(jī)的設(shè)計 17 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 232 ?16?20+,79-?5+0,79-14,?315+0,79- 4 圖 4-5 齒輪軸 ?30+,79-2630.82*4526184?7?30+,79-, 圖 4-6 低速軸 第 5 章 絞 刀 設(shè) 計 絞肉機(jī)的設(shè)計 18 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 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 絞肉機(jī)的設(shè)計 19 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]) -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 絞肉機(jī)的設(shè)計 20 根據(jù)圖5-2可知: ???fnfnFF????? 其值為: ????? 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,故令F ?F 。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,肉對前刀面的壓力與速度v有關(guān),故令 。2Fn? ][vnF?? 絞肉機(jī)的設(shè)計 21 簡化式[4]得: [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)生的熱都小;反之,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?。?(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?r [圖 5-4],由于刀刃有刃傾角 ,故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所? 得) 絞肉機(jī)的設(shè)計 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 ,這就說明增大刃傾角er0 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 5-5]:max0? 圖 5-5 [7]Rr/acsinmx0?? 初始刃傾角按下式計算: [見圖 5-6] 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 絞肉機(jī)的設(shè)計 23 由于有了刃傾角,故刀刃上任一點相對于網(wǎng)眼板的速度 ,將可以分解為垂直于刃的法向?v 速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。[參見圖 5-7]nv? rv? 即: ???? 其值為: )(30Rprnv?????cosn??ivr 圖 5-7 刀刃上任一點的速度示意圖 又因為: ???/sin'? 'R 所以: 30sincos22????? 整理得 0/si22???Rnv ( )30/i????Rpr? 式中: -刀刃上任一點位置的法向速度分度 m/s;nv -刀刃上任一點位置的切向速度分量 m/s;? -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;'? 絞肉機(jī)的設(shè)計 24 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?406.5?30R4n 圖 5-8 2 刃、4 刃、8 刃絞刀 第 6 章 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 絞肉機(jī)的設(shè)計 25 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) ;? -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 絞肉機(jī)的設(shè)計 26 設(shè)計總結(jié) 漫長而又倍感充實的畢業(yè)設(shè)計階段即將結(jié)束,通過這幾十天的學(xué)習(xí),我覺得自己的專業(yè)知 識和獨立思考問題的能力有了很大的提高,對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?,F(xiàn)在 談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計的認(rèn)識和體會。 首先,我感觸最深的就是:實踐的重要性。這次設(shè)計中我做了許多重復(fù)性的工作,耽誤了 很多的時間,但是這些重復(fù)性的工作卻增強(qiáng)了我的實踐能力和動手能力,積累了設(shè)計經(jīng)驗。同 時也得到一條經(jīng)驗,搞設(shè)計不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu),必須動手,即使你想的很完美,但是 到實際的設(shè)計過程時,會遇到許多意不到的問題。 其次,我學(xué)會了查閱資料和獨立思考。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時,心里真的是一點頭緒 也沒有,根本不知道從那里下手。在劉老師的指導(dǎo)下,我開始查閱相關(guān)書籍,借鑒他人的經(jīng)驗, 結(jié)合自己的構(gòu)想,再利用自己所學(xué)過的專業(yè)知識技能, ,深入了解了機(jī)械傳動原理及機(jī)械系統(tǒng)的 設(shè)計方案。把設(shè)計意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個設(shè)計都是一 個創(chuàng)新、修改、完善的過程,在設(shè)計的過程中,運用自己所掌握的知識,發(fā)揮自己的想象力來 搞好自己的設(shè)計,這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。這是一個艱辛的過程,很幸運能在劉杰華老 師的指導(dǎo)下,邊學(xué)邊用,才能按時按量完成規(guī)定的任務(wù)。 設(shè)計的完成,給了我很大的信心:我完全有能力利用自己所學(xué)過的知識和技能完成我并不 熟悉的任務(wù)。在設(shè)計過程我更深切的體會到:獨立自主是關(guān)鍵,互協(xié)作更重要。 鳴 謝 在短短這幾個月的時間里,劉杰華、陳敏華、招惠玲三位老師教了我不僅是嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)真的工作 作風(fēng),還有許多是我在學(xué)校所不能學(xué)到的東西。在此我向劉杰華、陳敏華、招惠玲,老師表示 忠心的感謝。 參考文獻(xiàn) 【1】 吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計實用手冊.第一版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.1999 【2】 濮良貴、紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計.第七版.北京:高等教育出版社.2001 絞肉機(jī)的設(shè)計 27 【3】 張裕中主編.食品加工技術(shù)裝備.第一版.北京:中國輕工業(yè)出版社.2000 【4】 無錫輕工業(yè)學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院編.食品工廠機(jī)械與設(shè)備.第二版.北京:輕工業(yè)出 版社.1985 【5】 胡繼強(qiáng)主編.食品機(jī)械與設(shè)備.第一版.北京:中國輕工業(yè)出版社.1999 【6】 李興國主編.食品機(jī)械學(xué)(下冊) .第一版.四川:四川教育出版社.1992 【7】 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編.實用機(jī)械設(shè)計手冊(下) .北京:中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版 社.1985 【8】 成大先主編.機(jī)械設(shè)計手冊(第 4 卷) .第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2002 【9】 [蘇] 卡查科夫、 馬爾切諾夫著.食品機(jī)械制造工藝學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)??H??A 出版社.1984 【10】 張萬昌主編.熱加工工業(yè)基礎(chǔ).第一版.北京:高等教育出版社.1997 【11】 馬曉湘、鐘均祥主編.畫法幾何及機(jī)械制圖.第二版.華南理工大學(xué)出版社 1992 【12】 毛謙德、李振清主編.袖珍機(jī)械設(shè)計師手冊.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2002
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絞肉機(jī)
設(shè)計
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絞肉機(jī)的設(shè)計,絞肉機(jī),設(shè)計
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