多功能食品粉碎攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】
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多功能食品粉碎攪拌機(jī)集合了食物,攪拌,打雞蛋,打奶油,和面等多重功能,可以應(yīng)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(diǎn)屋,咖啡廳等。本論文主要包括對(duì)粉碎機(jī)電動(dòng)機(jī)的選擇、行星齒輪、攪拌器、軸、錐齒輪等各零部件的設(shè)計(jì),以及對(duì)各零部件結(jié)構(gòu)的選材、校核,最后完成總裝圖和零件圖。 關(guān)鍵詞: 粉碎機(jī);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(jī)的結(jié)構(gòu)圖和工作原理 ..................................................................................... 3 .................................................................................................................. 3 .............................................................................................................. 3 3 粉碎器的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 4 .......................................................................................................................... 4 .............................................................................................................................. 4 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 5 .............................................................................................................................. 5 .............................................................................................................. 5 ........................................................................................................................ 12 ................................................................................................................................ 16 ............................................................................................................................ 17 5 行星架的設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 20 6 升降機(jī)構(gòu) ........................................................................................................................... 21 總 結(jié) ..................................................................................................................................... 22 致 謝 ..................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 24 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jī)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(jī)設(shè)計(jì)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(jìn)行粉碎處理,這種機(jī)械就是食品粉碎機(jī),其工作原理是:將少量食物通過(guò)入料口放入機(jī)器中,對(duì)食物進(jìn)行擠壓,使之粉碎,達(dá)到粉碎食物的目的。而本文主要是將蔬菜類(lèi)食物進(jìn)行切碎、細(xì)化使之達(dá)到預(yù)期的效果,操作對(duì)象主要是食品內(nèi)部夾得餡一類(lèi)的食物,通過(guò)改變刀具來(lái)改變操作對(duì)象的細(xì)化程度。而另一種就是食物攪拌,是和粉碎機(jī)選用一樣的平臺(tái),通過(guò)改粉碎機(jī)構(gòu)為攪拌機(jī)構(gòu)來(lái)完成以下操作,主要操作對(duì)象 奶油 、蛋糕液、餡料、打蛋及和制面團(tuán)等。機(jī)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?,蛋糕液,餡料及和制面團(tuán)等操作。 機(jī)型既有使用三相電源,外型整齊美觀,體積小,重量輕,噪音小.效率高,操作簡(jiǎn)單,清理方便,清潔衛(wèi)生,經(jīng)用戶(hù)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(tuán)之用,是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)糕點(diǎn)的理想設(shè)備。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1概述 隨著食品工業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)食品的要求愈來(lái)愈高 ,不僅注重食品的營(yíng)養(yǎng)成份 ,同時(shí)更注重食品中營(yíng)養(yǎng)成分的功效大小、人們對(duì)其吸收的程度、以及食品的口感、攝人的方便程度等 ,而對(duì)一些具有特殊功效的食品和廣泛食用的食品進(jìn)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(jī)得到了廣泛的運(yùn)用。我認(rèn)為粉碎技術(shù)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收 ,二 是原來(lái)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(kāi)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(jì) 90 年代以來(lái),我國(guó)粉碎機(jī)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(tuán),成為行業(yè)中的龍頭企業(yè)。這些企業(yè)通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)需求調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),先后開(kāi)發(fā)了 75— 350 滴型錘片式粉碎機(jī)、立軸式微粉碎機(jī),創(chuàng)出了水滴王、冠軍、優(yōu)勝等品睥,形成了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品,一些產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。江蘇牧 羊集團(tuán)至今已形成了以“水滴王 968”系列粉碎機(jī)為代表的粗粉碎機(jī), 越”系列微粉碎機(jī)為代表的微粉碎機(jī), 型“超樂(lè)”系列超微粉碎機(jī)為代表的超微粉碎機(jī)等多種品類(lèi)的粉碎機(jī)設(shè)備群。牧羊 968 水滴王系列粉碎機(jī),其粗粉碎性能指標(biāo)和穩(wěn)定性處于領(lǐng)先地位,在結(jié)構(gòu)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(dòng)式壓篩機(jī)構(gòu),不停機(jī)換篩技術(shù),可調(diào)整的錘篩矧隙.實(shí)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(guó)外,錘片式粉碎機(jī)是最常用的粉碎設(shè)備。如北美地區(qū)配備的錘片粉 碎機(jī)但在近幾年中,輥式粉碎機(jī)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(diǎn)而越來(lái)越受歡迎。下面介紹幾種國(guó)外比較典型的粉碎機(jī)械,美國(guó) 司生產(chǎn)的 列水滴型臥式粉碎機(jī)采用全寬度頂部雙向進(jìn)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(jī),在增大錘片與物料撞擊區(qū)的同時(shí),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(gòu)有助于出粉,無(wú)須再 配傳統(tǒng)的吸風(fēng)裝置;機(jī)體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了噪聲。該機(jī)配備了 0/ R 型喂料機(jī),可自動(dòng)排出鐵質(zhì)雜物,能根據(jù)電機(jī)的功耗實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)料。荷蘭 t 公司生產(chǎn)的 列粉碎機(jī),采用 n 型半圓篩,雙側(cè)面大沖擊板,雙向雙速電動(dòng)機(jī)。 列配有電子控制的變速喂料機(jī),可根據(jù)主電機(jī)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整喂料量。這種大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì),還有助于減少振動(dòng)和噪音。日本細(xì)川密克朗 (司生產(chǎn)的 立式無(wú)篩馓粉碎機(jī),通過(guò)不同形式的轉(zhuǎn)子體與定子對(duì)套的優(yōu)化配置,可獲得最佳粉碎效 果。利用高教分級(jí)渦輪可及時(shí)排出細(xì)粉,避免過(guò)度粉碎,能耗較低,同時(shí)產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)較為方便。由于大風(fēng)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(jí)微粉碎機(jī),將風(fēng)機(jī)和粉碎機(jī)同軸組合在一起。采用兩級(jí)串聯(lián)粉碎和內(nèi)分級(jí)、粉碎效率高、能耗低。 (1)微粉碎機(jī) 一般食品粉體制造過(guò)程中,粉碎和混合時(shí)多伴隨著造粒工程,這造粒工程會(huì)塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)發(fā)熱使食品品質(zhì)變劣。日本開(kāi)發(fā)了豎型氣流 式微粉碎機(jī),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(duì) 100 μ (2)氣流式超細(xì)粉碎機(jī) 氣流式超細(xì)粉碎是利用氣體通過(guò)壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞、摩擦等作用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的超細(xì)粉碎。與普通機(jī)械式超細(xì)粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì),粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻。 (3)攪拌球(棒)磨式超細(xì)粉碎機(jī) 常規(guī)球磨機(jī)、棒磨機(jī)等一直是細(xì)磨過(guò)程中的主要加工設(shè)備,其中攪拌球磨機(jī)是超細(xì)粉碎機(jī)中能量利用 率最高的一種超細(xì)粉碎設(shè)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(dòng) ,利用其相互間的沖擊力及剪切力對(duì)物料進(jìn)行粉碎。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 圖 2設(shè)計(jì)的多功能電動(dòng)食品粉碎機(jī)主要是由以下部分構(gòu)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(pán); 8 粉碎桶; 9 粉碎軸; 10 進(jìn)料口 ; 11 中心軸; 12 行星齒; 13 調(diào)速電機(jī)。 此粉碎攪拌機(jī)的工作原理是采用行星齒輪的設(shè)計(jì)原理,首先利用錐齒輪將電動(dòng)機(jī)的速度降低,并且改變傳動(dòng)方向,由原來(lái)的水平方向改為豎直方向,錐齒輪帶動(dòng)中心輪,中心輪帶動(dòng)撥動(dòng)座,撥動(dòng)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(jī)架上,是固定不動(dòng)的,所以撥動(dòng)座在隨著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),粉碎軸也跟著轉(zhuǎn)盤(pán)繞中心軸公轉(zhuǎn),又因?yàn)樾行驱X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(guò)程中即繞著中心軸公轉(zhuǎn)又繞著粉碎軸自轉(zhuǎn)。這個(gè)合成運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng),從而滿(mǎn)足調(diào)和高粘度物料的運(yùn)動(dòng)要求。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 3 粉碎器的設(shè)計(jì) 粉碎 器的作用是直接與被 粉碎 物料接觸,并通過(guò)自身的運(yùn)動(dòng)達(dá)到 粉碎 的目的。所以 粉碎 器形狀設(shè)計(jì)就變得尤為重要,并且通過(guò)對(duì)不同的物體設(shè)計(jì)不同的 粉碎 器。 圖 3圖 2料為 304不銹鋼。在設(shè)計(jì)過(guò)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(shè)計(jì)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(jiàn)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(lèi)似碗的形狀。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 任何機(jī)器都必須要有動(dòng)力驅(qū)動(dòng),以機(jī)械化生產(chǎn)力標(biāo)志的工業(yè)革命正是源于最早的機(jī)器動(dòng)力 —— 蒸汽機(jī)的發(fā)明。用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器的機(jī)械我們稱(chēng)之為原動(dòng)機(jī)。在目前常用的原動(dòng)機(jī)中,電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)應(yīng)該廣泛,液壓 傳動(dòng)具有重量輕,體積小,結(jié)構(gòu)緊,驅(qū)動(dòng)力大等特點(diǎn),但考慮到目前國(guó)內(nèi)狀況,液壓馬達(dá)雖然比以前在質(zhì)量上提高了,但價(jià)格昂貴,用一般的攪拌機(jī)上,成本太高,不經(jīng)濟(jì),故本設(shè)計(jì)采用了傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、減速器來(lái)傳遞。所以本設(shè)計(jì)選用了電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的合理選擇是保證電動(dòng)機(jī)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最要環(huán)節(jié)。電動(dòng)機(jī)的選擇包括:電動(dòng)機(jī)的額定功率(額定轉(zhuǎn)矩)、電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、電動(dòng)機(jī)的額定電壓 =電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速等。 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速的選擇要結(jié)合電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合選擇:如電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇過(guò)高,電機(jī)尺寸 重量小,成本低,但帶來(lái)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比較高,傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù),成本高;如電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低,傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,但電機(jī)尺寸重量大,成本高。 本設(shè)計(jì)的攪拌機(jī)的最大容量是 7L,啟動(dòng)負(fù)載不大,轉(zhuǎn)速在 70~200r/圍之內(nèi),應(yīng)選擇調(diào)速電動(dòng)機(jī);根據(jù)上面求得攪拌機(jī)功率為 機(jī)械設(shè)計(jì)課程表 12選用小功率異步電動(dòng)機(jī),可直接在市場(chǎng)選購(gòu),型號(hào)為 61應(yīng)電動(dòng)機(jī),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(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為n=466r/速比為 i=3。 由上面選用的電機(jī)可知,輸出功率 P=機(jī)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),工作壽命 15 年,(設(shè)每年工作 300 天),兩班制,轉(zhuǎn)向不變。以下設(shè)計(jì)過(guò)程,表格及數(shù)據(jù)均參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》。 度等級(jí)、材料及齒數(shù) ( 1)因?yàn)閭鲃?dòng)軸和錐齒輪軸軸線相交且軸交角Σ =90°,所以選用標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng),壓力角取為 20°。 ( 2)攪拌機(jī)為一般工作機(jī)器,由表 10用 7級(jí)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì)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(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 [σ H]。 由圖 10σ 00σ 50 由圖( 10算應(yīng)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(yīng)力,即 [σ H]1 =[σ H]2=523 )試算小齒輪分度圓直徑 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 221t) ?????????? ?( 4 =32235 2 3) ????? ????????? 2)調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。 ①圓周速度υ ﹣ ) =(1﹣ 0.3) ( 4 υ m=100060d 11? 100060 ???m/s=m/s ( 4 ②當(dāng)量齒輪的齒寬系數(shù)Φ d b=Φ R ? =2/124/53 2 ?)( ( 4 Φ d=b/ )計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ①由表 10A=1。 ②根據(jù) s、 8級(jí)精度(降低了一級(jí)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(jí)精度、小齒輪懸臂時(shí),得齒向載荷分布系數(shù) 由此,得到實(shí)際載荷系數(shù) ( 4 3)由式( 10可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑為 d1=3 ( 4 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 及相應(yīng)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(jì)算][ 分錐角δ 1=)= 4/53)= δ 2=90° = 可得當(dāng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 2[Y?=197 = ( 4 因?yàn)榇簖X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(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ①根據(jù) v=s, 8 級(jí)精度,由圖 10得動(dòng)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(jì)的是直齒錐齒輪,于是 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 則載荷 系數(shù)為 1× 1× )由式( 4可得按實(shí)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(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),就近選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) = 按照接觸疲勞強(qiáng)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(jì)算齒頂圓直徑 d1=1× ( 4 d2=0× 2 2)計(jì)算分度圓直徑 )=( ( 4 )=72× ( 3)計(jì)算分錐角 δ 1=)=1/90)=24° 49′ 19″ ( 4 δ 2=90° 49′ 19″ =65° 50′ 81″ ( 4)計(jì)算齒輪寬度 b=Φ R ? =2/141/90 2 ?)( ( 4 取 b1=2 ( 5)計(jì)算錐距 R= 221222 ????????????? ???????????? = ( 4 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jí)精度設(shè)計(jì)。 軸是軸系零、部件中的核心零件,其設(shè)計(jì)的好壞對(duì)整個(gè)軸系乃至整個(gè)機(jī)器都至關(guān)重要。一般地說(shuō),軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單,工藝學(xué)越好。因此,在滿(mǎn)足使用要求的前提下,軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。軸的設(shè)計(jì)包括軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。本設(shè)計(jì)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(dòng)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(shè)計(jì) 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(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。查表 ??3 可得計(jì)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(biāo)準(zhǔn)系列來(lái)取,取 5特殊情況時(shí)尺寸系列按正常寬度 、中系列選,由此,可以初選軸承型號(hào)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ( 2)確定各軸段的長(zhǎng)度 ①錐齒輪的最大寬度為 10慮壓緊空間,軸段Ⅰ的長(zhǎng)度比大帶輪轂長(zhǎng)度小 為軸套會(huì)多出 該段的長(zhǎng)度為 5 ②軸段Ⅱ和Ⅳ的寬度可以按軸承的寬度來(lái)取,查相關(guān)手冊(cè),軸承的寬度為 8段Ⅱ還有一個(gè)軸套,所以加上軸套的長(zhǎng)度, 3 ③結(jié)合整個(gè)結(jié)構(gòu),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(shè)計(jì) 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?yàn)檩S承配合的軸段,就按軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列來(lái)取,取 5特殊情況時(shí)尺寸系列按正常寬度、中系列選,由此,可以初選軸承型號(hào)為 7001C。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(biāo)準(zhǔn)系列來(lái)取,取 5特殊情況時(shí)尺寸系列按正常寬度、中系列選,由此,可以初選軸承型號(hào)為 7001C。 ⑤軸段Ⅴ裝的是錐齒輪,軸的選用材料為 45 號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。查表 ??3 可得計(jì)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(zhǎng)度 ①錐齒輪的最大寬度為 慮壓緊空間,軸段Ⅰ的長(zhǎng)度比錐齒輪轂長(zhǎng)度小 1該段的長(zhǎng)度為 5 ②軸段Ⅱ軸段就放一個(gè)軸承,考慮結(jié)構(gòu)要求, 5 ③結(jié)合整個(gè)結(jié)構(gòu),軸段Ⅲ的長(zhǎng)度取 6 ④為了結(jié)構(gòu)的緊湊性,軸段Ⅳ就放一個(gè)軸承,查相關(guān)手冊(cè),所以該軸段的長(zhǎng)度取 5 ⑤軸段Ⅴ連接大錐齒輪,該軸段長(zhǎng)度取 5 如圖 4 圖 4心軸 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算有 3 種常的方法:① 按扭矩變形強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算;②按彎扭組合變形強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算;③按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確計(jì)算。 對(duì)于僅僅承受扭矩的傳動(dòng)軸,只需按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算;對(duì)于只承受彎矩的心軸,只需按彎曲強(qiáng)度計(jì)算;對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸(轉(zhuǎn)軸),應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。 由于該軸為轉(zhuǎn)軸,應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 ( 1)作軸的受力簡(jiǎn)(圖 4a)) ( 2)作軸的垂直面受力簡(jiǎn)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(jì)算錐齒輪得: Q=以 6212 ?? ????( 4 B ???? ( 4 ② 求垂直面彎矩: 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 c ????? 2 81 ( 4 ③ 繪制彎矩圖(圖 4d)) ( 4)繪制扭矩當(dāng)量彎矩圖(圖 4c)) 軸單向轉(zhuǎn)動(dòng),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取α≈ 扭矩當(dāng)量彎矩: ??????????? 6??( 4 ( 5)繪總當(dāng)量彎矩圖 ① 計(jì)算總當(dāng)量彎矩 222 ?????? ( 4 ② 繪總當(dāng)量彎矩圖(圖 4e)) ( 6)校核軸的強(qiáng)度 軸的材料為 45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,由設(shè)計(jì)手冊(cè) ??8 查得: ? ? P??? 從總當(dāng)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(dòng)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(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩大類(lèi)。 滾動(dòng)軸承摩擦阻力小,啟動(dòng)容易,功率消耗少,而且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,選用、潤(rùn)滑、維護(hù)都很方便,因而在一般機(jī)器中得到更為廣泛的應(yīng)用。 滑動(dòng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 大、磨損嚴(yán)重,制造、維護(hù)費(fèi)用較高。 總 上所述,本設(shè)計(jì)采用了滾動(dòng)軸承,結(jié)合軸的設(shè)計(jì),對(duì)于兩根不同的軸,選用不同型號(hào)的軸承,中心軸選用( 292— 2007 摘錄)中型號(hào)為 7000C 的角接觸球軸承;粉碎軸選用( 292— 2007摘錄)中型號(hào)為 7001?8 。 滾動(dòng)軸承的配合:由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)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(guò)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(dòng),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(dòng),取決于支承的限位要求和所用軸承的類(lèi)型 [8]。 中心軸的兩個(gè)軸承一個(gè)置于套杯內(nèi),結(jié)合軸肩進(jìn)行定位。另一個(gè)利用軸肩跟軸承端蓋進(jìn)行定位。端蓋用 4個(gè) 拌軸的軸承用軸肩或軸套進(jìn)行定位。 圖 4齒圈 圖 4星齒 本設(shè)計(jì)的行星齒輪是通過(guò)中心軸帶動(dòng)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(dòng)時(shí),攪拌軸繞著中心軸公轉(zhuǎn)。通過(guò)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(qiáng)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(dòng)的平穩(wěn)性外,還能降低齒高,減 小齒坯尺寸,降低加工時(shí)的切削量,有利于節(jié)省制造費(fèi)用。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的行星輪系為閉式傳動(dòng),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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(dòng)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(guò)查閱書(shū)本《機(jī)械設(shè)計(jì)》得到。 ( 1)計(jì)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(jí)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(yīng)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(yīng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 查圖 10 8)尺寸系數(shù) 9)綜上可得許用彎曲應(yīng)力 [σ σ 54× 28 ( 4 [σ σ 11× 35 驗(yàn)算 2 ][32 0 a ???????? ?? ,安全。 ?2 9 ??????? 全。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 5 在本設(shè)計(jì)中行星架主要起傳動(dòng)作用,由中心軸帶動(dòng)行星架,然后行星架帶動(dòng)粉碎軸接著帶動(dòng)行星齒在內(nèi)齒圈內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。行星齒以粉碎軸軸為中心做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),然后以中心軸為中心做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。行星架的材料主要是鑄鐵,造價(jià)便宜、容易鑄造, 使用行星架是為了充分的使被操作對(duì)象達(dá)到預(yù)期的效果。 圖 5 行星架 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 本機(jī)構(gòu)是由兩個(gè)小型液壓缸為動(dòng)力的升降裝置,主要有導(dǎo)軌、托盤(pán)、升降架、軸、小輪以及底座組成。這樣的升降機(jī)構(gòu)較穩(wěn)定、承載能力強(qiáng),所以選擇著一種升降方式。 圖 6升降機(jī)構(gòu) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 總結(jié) 在本設(shè)計(jì)剛開(kāi)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(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)過(guò)去了很久,很多都已經(jīng)忘記的差不多了。于是慢慢的通過(guò)查閱好多的資料和在老師的指導(dǎo)下,開(kāi)始有了點(diǎn)思路。最后打算從行星齒輪這一創(chuàng) 新點(diǎn)入手。于是我通過(guò)網(wǎng)上跟圖書(shū)館進(jìn)行資料的查閱。最后得出了整個(gè)攪拌機(jī)的組成部分。接下來(lái)就是對(duì)這些組成部門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及改進(jìn)。本以為這樣就差不多快把畢業(yè)設(shè)計(jì)做完了,后來(lái)著手逐個(gè)設(shè)計(jì)研究時(shí)才發(fā)現(xiàn),問(wèn)題并不是我想象的那么簡(jiǎn)單。里面的傳動(dòng)部件不是自己想怎么設(shè)計(jì)就怎么設(shè)計(jì),很多都是不合理的。例如剛開(kāi)始我是把電動(dòng)機(jī)豎起來(lái)放在左上角的,后面發(fā)現(xiàn)這樣設(shè)計(jì)不僅使得整個(gè)機(jī)子的重心偏向前面,使得機(jī)子不穩(wěn)定,工作過(guò)程會(huì)有很大的晃動(dòng)。后面經(jīng)過(guò)導(dǎo)師的指導(dǎo)以及自己的研究,最后電動(dòng)機(jī)是橫著的,并且通過(guò)錐齒輪進(jìn)行傳遞。這樣才能做到合理的設(shè)計(jì)。 有了這次的經(jīng)驗(yàn),我懂得了設(shè)計(jì)不能單憑自己的主觀想法,更多的要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)深化和系統(tǒng)提高的重要過(guò)程,是對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力各創(chuàng)新精神的綜合訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生探求真理的科學(xué)精神、科學(xué)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(duì)我們大學(xué)這四年來(lái)對(duì)知識(shí)的綜合概括。通過(guò)本次食品攪拌機(jī)的設(shè)計(jì),加深了我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用,知道對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)東西的步驟和要點(diǎn),同時(shí),也彌補(bǔ)了以前的知識(shí)漏洞,鞏固了知道的積累。更好的利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,也為自己在日后的工作中打下 了一個(gè)基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)并不是像課程設(shè)計(jì)那樣的簡(jiǎn)單,它需要我們對(duì)這四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)及運(yùn)用。從這一次的設(shè)計(jì)中,我學(xué)到了不少的知識(shí)。比如,如何去選用標(biāo)準(zhǔn)件,軸承,螺釘,電動(dòng)機(jī)等,如何去對(duì)一個(gè)零件進(jìn)行校核,如何去選材等等。而且 圖能力有了很大的提高,對(duì)其中的各個(gè)功能能夠充分掌握并且應(yīng)用。也學(xué)會(huì)了解決一些工程技術(shù)問(wèn)題的方法,對(duì)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(chǔ),同時(shí)開(kāi)闊了自己的視野,對(duì)機(jī)械相關(guān)產(chǎn)品和知識(shí)有了更多的了解。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 致 謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我得到了很多老師和同學(xué)的幫 助。我特別要感謝的是,我的導(dǎo)師 —— 丁羽老師,他每周都會(huì)有 2 次到 3 次要求我們過(guò)去匯報(bào)本周的進(jìn)展情況,并且把不懂的地方提出來(lái)。在我們提出疑問(wèn)時(shí),他總是孜孜不倦的指導(dǎo),把其中不足的地方給我們提出來(lái),在我們共同討論后,得出最好的方案并進(jìn)行改正。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)和對(duì)學(xué)生無(wú)私的關(guān)心與愛(ài)護(hù),大大的提高了我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的效率和進(jìn)度,并且增長(zhǎng)了我們的學(xué)識(shí)。 他那嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、一絲不茍的作風(fēng),一直是我學(xué)習(xí)以及工作中的榜樣。 感謝老師的用心指導(dǎo)和督促,使我能順利地完成設(shè)計(jì)任務(wù),老師您辛苦了。 同時(shí)也感謝同組的組員和宿舍的舍友們,在我遇到 困惑時(shí),他們總能停下手頭的事情幫助我。給我指導(dǎo)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(shí)光我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記,雖然以后相聚的時(shí)光不多,但我永遠(yuǎn)都會(huì)記得你們,記得你們的好。 在這里我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母,謝謝你們! 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 孔凡國(guó) ,鄒慧君 J]1995( 4) 25[2] 唐偉強(qiáng) M]33[3] 濮良貴 ,陳國(guó)定 ,吳立言 M]業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 版 高等教育出版社 ,26[4] 張?jiān)弃Q ,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(xué)工業(yè)出版社 ,[7] 劉國(guó)慶等 007 基礎(chǔ)教程 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2003. [8] 吳宗澤 ,高志 ,羅圣國(guó) ,李威 M]高等教育 出版社 ,2006.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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