多功能食品粉碎攪拌機的設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】
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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 多功能食品粉碎攪拌機的設計 學生姓名 王 新 學 號 8011212220 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機械設計 16 指導老師 丁 羽 日 期 2016 塔里木大學機械電氣化工程學院制16屆畢業(yè)設計 前言 隨著食品工業(yè)的發(fā)展,人們對食品的要求愈來愈高 ,不僅注重食品的營養(yǎng)成份 ,同時更注重食品中營養(yǎng)成分的功效大小、人們對其吸收的程度、以及食品的口感、攝人的方便程度等 ,而對一些具有特殊功效的食品和廣泛食用的食品進行微?;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。從而使消化吸收性提高;入口時滑爽,口中迅速溶解,助長美味;在混合操作中,混合產(chǎn)品均一;保證了乳化、分散狀態(tài)穩(wěn)定。因此在食品制造上粉碎機得到了廣泛的運用。總的說來,我認為粉碎技術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養(yǎng)物質的吸收 ,二是原來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 ,開發(fā)新食品材料 ,增加新食品品種 ,提高了資源利用率。隨著科技的發(fā)展,各式各樣符合人們要求的粉碎機出現(xiàn)了,而且有著相當大的市場,這里僅對一種粉碎攪拌機設計做課題討 論研究。 多功能食品粉碎攪拌機集合了食物,攪拌,打雞蛋,打奶油,和面等多重功能,可以應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,西點屋,咖啡廳等。本論文主要包括對粉碎機電動機的選擇、行星齒輪、攪拌器、軸、錐齒輪等各零部件的設計,以及對各零部件結構的選材、校核,最后完成總裝圖和零件圖。 關鍵詞: 粉碎機;錐齒輪;粉碎軸;粉碎器 目 錄 1 引言 ..................................................................................................................................... 4 .......................................................................................................... 1 .............................................................................................. 1 .......................................................................................................... 1 .................................................................................................................. 1 2 食品粉碎機的結構圖和工作原理 ..................................................................................... 3 .................................................................................................................. 3 .............................................................................................................. 3 3 粉碎器的設計 ..................................................................................................................... 4 .......................................................................................................................... 4 .............................................................................................................................. 4 4 傳動系統(tǒng)的設計 ................................................................................................................. 5 .............................................................................................................................. 5 .............................................................................................................. 5 ........................................................................................................................ 12 ................................................................................................................................ 16 ............................................................................................................................ 17 5 行星架的設計 ................................................................................................................... 20 6 升降機構 ........................................................................................................................... 21 總 結 ..................................................................................................................................... 22 致 謝 ..................................................................................................................................... 23 參考文獻 ............................................................................................................................... 24 塔里木大學畢業(yè)設計 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 碎機設計是將洗干凈的食物像黃豆、綠豆、花生、蓮子、玉米、高粱、大麥等進行粉碎處理,這種機械就是食品粉碎機,其工作原理是:將少量食物通過入料口放入機器中,對食物進行擠壓,使之粉碎,達到粉碎食物的目的。而本文主要是將蔬菜類食物進行切碎、細化使之達到預期的效果,操作對象主要是食品內(nèi)部夾得餡一類的食物,通過改變刀具來改變操作對象的細化程度。而另一種就是食物攪拌,是和粉碎機選用一樣的平臺,通過改粉碎機構為攪拌機構來完成以下操作,主要操作對象 奶油 、蛋糕液、餡料、打蛋及和制面團等。機械有三種攪拌轉速,并配有鋼絲攪蛋器,拍形攪拌器及螺旋和面器??捎糜跀嚢枘逃停案庖?,餡料及和制面團等操作。 機型既有使用三相電源,外型整齊美觀,體積小,重量輕,噪音?。矢?,操作簡單,清理方便,清潔衛(wèi)生,經(jīng)用戶使用反映良好。適合于酒家、飯店、面包屋以及食品廠家等作攪拌食料,揉和面團之用,是生產(chǎn)優(yōu)質糕點的理想設備。 塔里木大學畢業(yè)設計 1 1概述 隨著食品工業(yè)的發(fā)展,人們對食品的要求愈來愈高 ,不僅注重食品的營養(yǎng)成份 ,同時更注重食品中營養(yǎng)成分的功效大小、人們對其吸收的程度、以及食品的口感、攝人的方便程度等 ,而對一些具有特殊功效的食品和廣泛食用的食品進行微?;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得到了廣泛的運用。我認為粉碎技術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養(yǎng)物質的吸收 ,二 是原來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 90 年代以來,我國粉碎機械行業(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,成為行業(yè)中的龍頭企業(yè)。這些企業(yè)通過引進國外先進技術和設備,根據(jù)我國市場需求調(diào)整產(chǎn)品結構,先后開發(fā)了 75— 350 滴型錘片式粉碎機、立軸式微粉碎機,創(chuàng)出了水滴王、冠軍、優(yōu)勝等品睥,形成了標準化、系列化產(chǎn)品,一些產(chǎn)品已達到國際先進技術水平。江蘇牧 羊集團至今已形成了以“水滴王 968”系列粉碎機為代表的粗粉碎機, 越”系列微粉碎機為代表的微粉碎機, 型“超樂”系列超微粉碎機為代表的超微粉碎機等多種品類的粉碎機設備群。牧羊 968 水滴王系列粉碎機,其粗粉碎性能指標和穩(wěn)定性處于領先地位,在結構方面,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)動式壓篩機構,不停機換篩技術,可調(diào)整的錘篩矧隙.實現(xiàn)普通粉碎與微粉碎的轉換,提高了生產(chǎn)效率。 目前在國外,錘片式粉碎機是最常用的粉碎設備。如北美地區(qū)配備的錘片粉 碎機但在近幾年中,輥式粉碎機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)點而越來越受歡迎。下面介紹幾種國外比較典型的粉碎機械,美國 司生產(chǎn)的 列水滴型臥式粉碎機采用全寬度頂部雙向進料方式,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,在增大錘片與物料撞擊區(qū)的同時,盡可能減少了粗粉與篩片的摩擦以降低溫升;其轉筒型篩片及大篩理面積結構有助于出粉,無須再 配傳統(tǒng)的吸風裝置;機體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了噪聲。該機配備了 0/ R 型喂料機,可自動排出鐵質雜物,能根據(jù)電機的功耗實現(xiàn)均勻進料。荷蘭 t 公司生產(chǎn)的 列粉碎機,采用 n 型半圓篩,雙側面大沖擊板,雙向雙速電動機。 列配有電子控制的變速喂料機,可根據(jù)主電機負荷自動調(diào)整喂料量。這種大轉子低轉速設計,還有助于減少振動和噪音。日本細川密克朗 (司生產(chǎn)的 立式無篩馓粉碎機,通過不同形式的轉子體與定子對套的優(yōu)化配置,可獲得最佳粉碎效 果。利用高教分級渦輪可及時排出細粉,避免過度粉碎,能耗較低,同時產(chǎn)品細度調(diào)節(jié)較為方便。由于大風量輸送物料,散熱效果好,可有效地降低物料溫升。 i— 司生產(chǎn)的臥式多級微粉碎機,將風機和粉碎機同軸組合在一起。采用兩級串聯(lián)粉碎和內(nèi)分級、粉碎效率高、能耗低。 (1)微粉碎機 一般食品粉體制造過程中,粉碎和混合時多伴隨著造粒工程,這造粒工程會塔里木大學畢業(yè)設計 2 使產(chǎn)品變成大的塊。而這塊狀食品微粉碎后再造粒,使食品品質變劣化加大。為避免粉碎時發(fā)熱使食品品質變劣。日本開發(fā)了豎型氣流 式微粉碎機,它適用于 (400~600)μ m 含鹽的結晶型食品中粉碎成 (150~200) μ m,它還可以對 100 μ (2)氣流式超細粉碎機 氣流式超細粉碎是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、碰撞、摩擦等作用來實現(xiàn)對物料的超細粉碎。與普通機械式超細粉碎機相比,氣流粉碎機可將產(chǎn)品粉碎得很細,粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻。 (3)攪拌球(棒)磨式超細粉碎機 常規(guī)球磨機、棒磨機等一直是細磨過程中的主要加工設備,其中攪拌球磨機是超細粉碎機中能量利用 率最高的一種超細粉碎設備,其基本粉碎原理是使充填在粉碎室內(nèi)的粉碎介質粒子 (球或玻璃珠 )不停地流動 ,利用其相互間的沖擊力及剪切力對物料進行粉碎。 塔里木大學畢業(yè)設計 3 圖 2設計的多功能電動食品粉碎機主要是由以下部分構成的: 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; 8 粉碎桶; 9 粉碎軸; 10 進料口 ; 11 中心軸; 12 行星齒; 13 調(diào)速電機。 此粉碎攪拌機的工作原理是采用行星齒輪的設計原理,首先利用錐齒輪將電動機的速度降低,并且改變傳動方向,由原來的水平方向改為豎直方向,錐齒輪帶動中心輪,中心輪帶動撥動座,撥動座上裝有粉碎軸,粉碎軸上的行星齒跟內(nèi)齒圈配合,內(nèi)齒圈固定在機架上,是固定不動的,所以撥動座在隨著中心軸轉動時,粉碎軸也跟著轉盤繞中心軸公轉,又因為行星齒跟內(nèi)齒圈嚙合,使得粉碎軸繞自身軸線旋轉,形成自轉 ??6 。這樣粉碎器在工作過程中即繞著中心軸公轉又繞著粉碎軸自轉。這個合成運動實現(xiàn)行星運動,從而滿足調(diào)和高粘度物料的運動要求。 塔里木大學畢業(yè)設計 4 3 粉碎器的設計 粉碎 器的作用是直接與被 粉碎 物料接觸,并通過自身的運動達到 粉碎 的目的。所以 粉碎 器形狀設計就變得尤為重要,并且通過對不同的物體設計不同的 粉碎 器。 圖 3圖 2料為 304不銹鋼。在設計過程中,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。所以設計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,形狀類似碗的形狀。 塔里木大學畢業(yè)設計 5 4 傳動系統(tǒng)的設計 任何機器都必須要有動力驅動,以機械化生產(chǎn)力標志的工業(yè)革命正是源于最早的機器動力 —— 蒸汽機的發(fā)明。用于驅動機器的機械我們稱之為原動機。在目前常用的原動機中,電動機和內(nèi)燃機應該廣泛,液壓 傳動具有重量輕,體積小,結構緊,驅動力大等特點,但考慮到目前國內(nèi)狀況,液壓馬達雖然比以前在質量上提高了,但價格昂貴,用一般的攪拌機上,成本太高,不經(jīng)濟,故本設計采用了傳統(tǒng)的機械傳動。傳動系統(tǒng)由電動機、皮帶輪、減速器來傳遞。所以本設計選用了電動機。 電動機的合理選擇是保證電動機安全可靠、經(jīng)濟運行的最要環(huán)節(jié)。電動機的選擇包括:電動機的額定功率(額定轉矩)、電動機的種類、電動機的結構形式、電動機的額定電壓 =電動機的額定轉速等。 電動機的額定轉速的選擇要結合電動機和傳動系統(tǒng)進行綜合選擇:如電機轉速選擇過高,電機尺寸 重量小,成本低,但帶來傳動系統(tǒng)的傳動比較高,傳動系統(tǒng)復,成本高;如電機轉速過低,傳動系統(tǒng)傳動小,結構簡單,成本低,但電機尺寸重量大,成本高。 本設計的攪拌機的最大容量是 7L,啟動負載不大,轉速在 70~200r/圍之內(nèi),應選擇調(diào)速電動機;根據(jù)上面求得攪拌機功率為 機械設計課程表 12選用小功率異步電動機,可直接在市場選購,型號為 61應電動機,其功率為 N=180W,轉速為n=1440r/壓為 U=220v,電流為 I=率為 f=50?8 。電機的輸出轉速為n=466r/速比為 i=3。 由上面選用的電機可知,輸出功率 P=機的輸出轉速為 n=466r/小齒輪轉速 66r/為攪拌軸最高轉速在 200 左右,所以選定齒數(shù)比 u=電動機驅動,工作壽命 15 年,(設每年工作 300 天),兩班制,轉向不變。以下設計過程,表格及數(shù)據(jù)均參考《機械設計》。 度等級、材料及齒數(shù) ( 1)因為傳動軸和錐齒輪軸軸線相交且軸交角Σ =90°,所以選用標準直齒錐齒輪傳動,壓力角取為 20°。 ( 2)攪拌機為一般工作機器,由表 10用 7級精度。 ( 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。 塔里木大學畢業(yè)設計 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 計算小齒輪傳遞的轉矩。 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計算接觸疲勞許用應力 [σ H]。 由圖 10σ 00σ 50 由圖( 10算應力循環(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力,即 [σ H]1 =[σ H]2=523 )試算小齒輪分度圓直徑 塔里木大學畢業(yè)設計 7 221t) ?????????? ?( 4 =32235 2 3) ????? ????????? 2)調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1)計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 ①圓周速度υ ﹣ ) =(1﹣ 0.3) ( 4 υ m=100060d 11? 100060 ???m/s=m/s ( 4 ②當量齒輪的齒寬系數(shù)Φ d b=Φ R ? =2/124/53 2 ?)( ( 4 Φ d=b/ )計算實際載荷系數(shù) ①由表 10A=1。 ②根據(jù) s、 8級精度(降低了一級精度),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級精度、小齒輪懸臂時,得齒向載荷分布系數(shù) 由此,得到實際載荷系數(shù) ( 4 3)由式( 10可得按實際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑為 d1=3 ( 4 塔里木大學畢業(yè)設計 8 及相應的齒輪模數(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 計算][ 分錐角δ 1=)= 4/53)= δ 2=90° = 可得當量齒數(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 塔里木大學畢業(yè)設計 9 2[Y?=197 = ( 4 因為大齒輪的][ 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)計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 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)計算實際載荷系數(shù) ①根據(jù) v=s, 8 級精度,由圖 10得動載系數(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計的是直齒錐齒輪,于是 塔里木大學畢業(yè)設計 10 則載荷 系數(shù)為 1× 1× )由式( 4可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為 m=3 ( 4 按照齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù),就近選擇標準模數(shù) = 按照接觸疲勞強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,取 0。 ( 1)計算齒頂圓直徑 d1=1× ( 4 d2=0× 2 2)計算分度圓直徑 )=( ( 4 )=72× ( 3)計算分錐角 δ 1=)=1/90)=24° 49′ 19″ ( 4 δ 2=90° 49′ 19″ =65° 50′ 81″ ( 4)計算齒輪寬度 b=Φ R ? =2/141/90 2 ?)( ( 4 取 b1=2 ( 5)計算錐距 R= 221222 ????????????? ???????????? = ( 4 塔里木大學畢業(yè)設計 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塔里木大學畢業(yè)設計 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),大齒輪選用 45 鋼(調(diào)質)。 齒輪按 7級精度設計。 軸是軸系零、部件中的核心零件,其設計的好壞對整個軸系乃至整個機器都至關重要。一般地說,軸的結構越簡單,工藝學越好。因此,在滿足使用要求的前提下,軸的結構形式應盡量簡化。軸的設計包括軸的合理外形和全部結構尺寸。本設計中有三條軸,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。 碎軸的設計 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 號鋼,調(diào)質處理。查表 ??3 可得計算系數(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)徑的標準系列來取,取 5特殊情況時尺寸系列按正常寬度 、中系列選,由此,可以初選軸承型號為 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 塔里木大學畢業(yè)設計 13 ( 2)確定各軸段的長度 ①錐齒輪的最大寬度為 10慮壓緊空間,軸段Ⅰ的長度比大帶輪轂長度小 為軸套會多出 該段的長度為 5 ②軸段Ⅱ和Ⅳ的寬度可以按軸承的寬度來取,查相關手冊,軸承的寬度為 8段Ⅱ還有一個軸套,所以加上軸套的長度, 3 ③結合整個結構,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心軸的設計 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為軸承配合的軸段,就按軸承內(nèi)徑的標準系列來取,取 5特殊情況時尺寸系列按正常寬度、中系列選,由此,可以初選軸承型號為 7001C。 塔里木大學畢業(yè)設計 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)徑的標準系列來取,取 5特殊情況時尺寸系列按正常寬度、中系列選,由此,可以初選軸承型號為 7001C。 ⑤軸段Ⅴ裝的是錐齒輪,軸的選用材料為 45 號鋼,調(diào)質處理。查表 ??3 可得計算系數(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)確定各軸段的長度 ①錐齒輪的最大寬度為 慮壓緊空間,軸段Ⅰ的長度比錐齒輪轂長度小 1該段的長度為 5 ②軸段Ⅱ軸段就放一個軸承,考慮結構要求, 5 ③結合整個結構,軸段Ⅲ的長度取 6 ④為了結構的緊湊性,軸段Ⅳ就放一個軸承,查相關手冊,所以該軸段的長度取 5 ⑤軸段Ⅴ連接大錐齒輪,該軸段長度取 5 如圖 4 圖 4心軸 軸的強度校核計算有 3 種常的方法:① 按扭矩變形強度條件進行計算;②按彎扭組合變形強度條件進行計算;③按疲勞強度條件進行精確計算。 對于僅僅承受扭矩的傳動軸,只需按扭轉強度條件計算;對于只承受彎矩的心軸,只需按彎曲強度計算;對于既承受彎矩又承受扭矩的軸(轉軸),應按彎扭合成強度條件進行計算。 由于該軸為轉軸,應按彎扭合成強度條件進行計算。 塔里木大學畢業(yè)設計 15 ( 1)作軸的受力簡(圖 4a)) ( 2)作軸的垂直面受力簡圖(圖 4b)) ( 3)繪制垂直面彎矩圖 圖 4① 求垂直面的支反力 ? ? 221 ?? ( 4 由前面計算錐齒輪得: Q=以 6212 ?? ????( 4 B ???? ( 4 ② 求垂直面彎矩: 塔里木大學畢業(yè)設計 16 c ????? 2 81 ( 4 ③ 繪制彎矩圖(圖 4d)) ( 4)繪制扭矩當量彎矩圖(圖 4c)) 軸單向轉動,扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力,取α≈ 扭矩當量彎矩: ??????????? 6??( 4 ( 5)繪總當量彎矩圖 ① 計算總當量彎矩 222 ?????? ( 4 ② 繪總當量彎矩圖(圖 4e)) ( 6)校核軸的強度 軸的材料為 45號鋼,調(diào)質處理,由設計手冊 ??8 查得: ? ? P??? 從總當量彎矩圖可以看出,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精度,減少轉動軸與固定支承間的摩擦和磨損。 根據(jù)軸承中摩擦性質的不同,可把軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。 滾動軸承摩擦阻力小,啟動容易,功率消耗少,而且已經(jīng)標準化,選用、潤滑、維護都很方便,因而在一般機器中得到更為廣泛的應用。 滑動軸承承載能力高,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畢業(yè)設計 17 大、磨損嚴重,制造、維護費用較高。 總 上所述,本設計采用了滾動軸承,結合軸的設計,對于兩根不同的軸,選用不同型號的軸承,中心軸選用( 292— 2007 摘錄)中型號為 7000C 的角接觸球軸承;粉碎軸選用( 292— 2007摘錄)中型號為 7001?8 。 滾動軸承的配合:由于滾動軸承是標準部件,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,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,取決于支承的限位要求和所用軸承的類型 [8]。 中心軸的兩個軸承一個置于套杯內(nèi),結合軸肩進行定位。另一個利用軸肩跟軸承端蓋進行定位。端蓋用 4個 拌軸的軸承用軸肩或軸套進行定位。 圖 4齒圈 圖 4星齒 本設計的行星齒輪是通過中心軸帶動行星架,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動時,攪拌軸繞著中心軸公轉。通過行星齒跟內(nèi)齒圈配合,使得攪拌軸自轉 ??6 。 在保證接觸強度的前提下,增加齒數(shù),除能使重合度增加,有利于改善齒輪傳動的平穩(wěn)性外,還能降低齒高,減 小齒坯尺寸,降低加工時的切削量,有利于節(jié)省制造費用。因為設計的行星輪系為閉式傳動,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畢業(yè)設計 18 均勻,行星輪跟內(nèi)齒圈齒數(shù)互為質數(shù)。取 Z 內(nèi) =54。模數(shù) m= 傳動比: 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)是通過查閱書本《機械設計》得到。 ( 1)計算載荷系數(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) 里木大學畢業(yè)設計 19 查圖 10 8)尺寸系數(shù) 9)綜上可得許用彎曲應力 [σ σ 54× 28 ( 4 [σ σ 11× 35 驗算 2 ][32 0 a ???????? ?? ,安全。 ?2 9 ??????? 全。 塔里木大學畢業(yè)設計 20 5 在本設計中行星架主要起傳動作用,由中心軸帶動行星架,然后行星架帶動粉碎軸接著帶動行星齒在內(nèi)齒圈內(nèi)做圓周運動。行星齒以粉碎軸軸為中心做自轉運動,然后以中心軸為中心做公轉運動。行星架的材料主要是鑄鐵,造價便宜、容易鑄造, 使用行星架是為了充分的使被操作對象達到預期的效果。 圖 5 行星架 塔里木大學畢業(yè)設計 21 本機構是由兩個小型液壓缸為動力的升降裝置,主要有導軌、托盤、升降架、軸、小輪以及底座組成。這樣的升降機構較穩(wěn)定、承載能力強,所以選擇著一種升降方式。 圖 6升降機構 塔里木大學畢業(yè)設計 22 總結 在本設計剛開始,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,在加上專業(yè)知識學過去了很久,很多都已經(jīng)忘記的差不多了。于是慢慢的通過查閱好多的資料和在老師的指導下,開始有了點思路。最后打算從行星齒輪這一創(chuàng) 新點入手。于是我通過網(wǎng)上跟圖書館進行資料的查閱。最后得出了整個攪拌機的組成部分。接下來就是對這些組成部門進行設計以及改進。本以為這樣就差不多快把畢業(yè)設計做完了,后來著手逐個設計研究時才發(fā)現(xiàn),問題并不是我想象的那么簡單。里面的傳動部件不是自己想怎么設計就怎么設計,很多都是不合理的。例如剛開始我是把電動機豎起來放在左上角的,后面發(fā)現(xiàn)這樣設計不僅使得整個機子的重心偏向前面,使得機子不穩(wěn)定,工作過程會有很大的晃動。后面經(jīng)過導師的指導以及自己的研究,最后電動機是橫著的,并且通過錐齒輪進行傳遞。這樣才能做到合理的設計。 有了這次的經(jīng)驗,我懂得了設計不能單憑自己的主觀想法,更多的要結合實際情況來進行合理的設計。 畢業(yè)設計是大學生專業(yè)知識深化和系統(tǒng)提高的重要過程,是對學生實踐能力、理論聯(lián)系實際能力各創(chuàng)新精神的綜合訓練是培養(yǎng)學生探求真理的科學精神、科學研究方法各優(yōu)良的思想品質等綜合素質的重要途徑。是對我們大學這四年來對知識的綜合概括。通過本次食品攪拌機的設計,加深了我對專業(yè)知識的理解和應用,知道對設計一個東西的步驟和要點,同時,也彌補了以前的知識漏洞,鞏固了知道的積累。更好的利用所學的知識解決實際問題,也為自己在日后的工作中打下 了一個基礎。 畢業(yè)設計并不是像課程設計那樣的簡單,它需要我們對這四年來所學的知識進行總結及運用。從這一次的設計中,我學到了不少的知識。比如,如何去選用標準件,軸承,螺釘,電動機等,如何去對一個零件進行校核,如何去選材等等。而且 圖能力有了很大的提高,對其中的各個功能能夠充分掌握并且應用。也學會了解決一些工程技術問題的方法,對自己有很大的幫助,為我即將走上工作崗位打下良好的基礎,同時開闊了自己的視野,對機械相關產(chǎn)品和知識有了更多的了解。 塔里木大學畢業(yè)設計 23 致 謝 在這次畢業(yè)設計中,我得到了很多老師和同學的幫 助。我特別要感謝的是,我的導師 —— 丁羽老師,他每周都會有 2 次到 3 次要求我們過去匯報本周的進展情況,并且把不懂的地方提出來。在我們提出疑問時,他總是孜孜不倦的指導,把其中不足的地方給我們提出來,在我們共同討論后,得出最好的方案并進行改正。老師嚴謹?shù)闹螌W和對學生無私的關心與愛護,大大的提高了我們畢業(yè)設計的效率和進度,并且增長了我們的學識。 他那嚴謹治學、一絲不茍的作風,一直是我學習以及工作中的榜樣。 感謝老師的用心指導和督促,使我能順利地完成設計任務,老師您辛苦了。 同時也感謝同組的組員和宿舍的舍友們,在我遇到 困惑時,他們總能停下手頭的事情幫助我。給我指導解惑。這段經(jīng)歷讓我深深的感受到我們之間的友情。這段時光我永遠不會忘記,雖然以后相聚的時光不多,但我永遠都會記得你們,記得你們的好。 在這里我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母,謝謝你們! 塔里木大學畢業(yè)設計 24 參考文獻 [1] 孔凡國 ,鄒慧君 J]1995( 4) 25[2] 唐偉強 M]33[3] 濮良貴 ,陳國定 ,吳立言 M]業(yè)大學機械原理及機械零件教研室 版 高等教育出版社 ,26[4] 張云鶴 ,王旭峰 M][5] 肖銀鈴 M]第 6 版 高等教育出版社 ,6] 饒振剛 M]化學工業(yè)出版社 ,[7] 劉國慶等 007 基礎教程 [M].北京 :清華大學出版社 ,2003. [8] 吳宗澤 ,高志 ,羅圣國 ,李威 M]高等教育 出版社 ,2006.- 配套講稿:
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