家用绞肉机降噪设计【SolidWorks+CAD+说明书+PPT】.rar

本科生毕业论文（设计）(2022 届)题题 目：目：家用绞肉机降噪设计 学学 院：院：机电工程学院 专专 业：业：机械制造设计及其自动化 班班 级：级：2022 级机械自动化（专升本）2 班 学生姓名：学生姓名：卓清波 学学 号：号：2022014020028 指导教师：指导教师：万芳 职称：职称：讲师 完成时间：完成时间：2024 年年 3 月月 30 日日 本科生毕业论文（设计）诚信声明本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师的指导下取得的成果，论文（设计）写作严格遵循学术规范。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人对所写的内容负责，如有违规行为发生，自愿承担一切责任。毕业论文（设计）作者签名：卓清波 日期：2024 年 3 月 25 日 本科生毕业论文（设计）使用授权声明本科生毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解学校有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，同意海南科技职业大学保留并向有关部门或机构送交毕业论文（设计）的书面版和电子版，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南科技职业大学将本设计（论文）的全部或部分内容网上公开或编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等方式保存和汇编本设计（论文）。对于保密毕业论文（设计），按保密的有关规定和程序处理。毕业论文（设计）作者签名：卓清波 指导教师签名：日期：2024 年 3 月 25 日 日期：年 月 日 I摘摘 要要绞肉机由进料斗、输送齿、切割刀、绞刀、搅拌装置、制丸机构和电机构成。它的具体工作机理是依靠根茎类肉食肉的自由落体运动来进行自动喂入，并借助绞刀的转动将下斗中的肉食滚到比较容易切割的部位，然后由输送齿输送到切割刀下方，当切割刀上的传感器检测食物时，就可以进行切割，在输送齿的移动中，按照调整好的切割距离来进行切割，最终产品从出料口被排到制丸机中，然后将其取出。针对这一课题，重点研究了主传动部件的设计（电机选择，主传动模式选择，齿轮传动设计计算），主轴部件设计（直径计算，材料选取，支撑方式，校核等），轴、轴承和关键部件的设计计算，利用 2D 软件画出相应的组装图纸和零部件图纸。关键词：关键词：绞肉机；主传动；二维；IIAbstractMeat grinder is mainly composed of feed hopper,transmission,cutting knife,reamer and motor,the working principle of the actual,is to use the root-stock meat meat the function of automatic feeding,free fall through the rotation of the reamer will next hopper in the meat meat cuts to roll into a relatively good position,through the transmission gear to under the knife again,high in the sensors on the cutter should way when start cutting,in the process of transfer of tooth movement according to the regulation of cutting,cutting length to achieve the final product of discharging mouth discharge to food box is desirable.About the meat grinder project the main research contents are main transmission part design choice,the choice of main drive(motor,gear transmission design calculation),the design of spindle assembly(diameter calculation,material selection,support way,check,etc.),shaft and bearing as well as designing and calculating the key,the use of 2 d software to map the relevant assembly drawing and part drawing.Key words:Meat grinder.Main transmission;2 d;目录目录摘 要.IAbstract.II目录.I1 绪 论.11.1 研究目的和意义.11.2 国内外发展动态.11.2.1 国外的发展.11.2.2 国内的绞肉机的发展概况.21.3 绞肉机方案设计.31.3.1 本设计的作用.31.3.2 方案设计.31.4 研究内容.51.5 本章小结.52 绞肉机机械部分的设计.62.1 绞肉机主传动部分设计.62.2.1 绞肉机电机的选择.62.2.2 主传动方式选择.72.2.3 齿传动的设计计算.82.2.4 小齿轮的结构设计.102.2.5 大齿轮的结构设计.112.3 主轴部件的设计.112.3.1 轴的材料选取和结构图.112.3.2 计算绞肉机主轴上的功率、转速、转距.122.3.3 初定轴的最小直径.122.3.4 轴的结构尺寸确定.132.3.5 轴承的设计.132.3.6 主轴支承方案的确定.142.3.7 主轴的校核计算.142.3.8 轴承的校核.192.4 键的选择和校核.202.4.1 键的选择.202.4.2 键的校核.202.5 绞刀和刀具的设计.212.5.1 垂直切割型刀具.212.5.2 料斗的设计.212.6 绞肉机控制电机设计.223 制丸机的设计.233.1 螺杆的设计及计算.233.1.1 螺杆结构设计.233.1.2 双螺杆的有关计算.233.1.3 螺杆的强度校核.273.2 机筒的设计及计算.313.2.1 机筒结构形式.313.2.2 料口结构设计.313.2.3 机筒材料的选择.323.2.4 机筒的连接方式.323.3 传动系统的简单设计.323.3.1 传动系统设计.333.4 辅助零部件设计计算.333.4.1 加料系统设计计算.333.4.3 模头装置的设计.374 结 论.39致 谢.40参考文献.4111 绪绪 论论1.1 研究目的和意义肉食肉是人类成长过程中不可或缺的一种营养素，在大多数人类所需要的能量中，肉食肉可以增加体内的各种生长因子，同时也是人类日常所必需的一种营养素，同时也是一种食物的加工和生产过程中的一种，多食用肉，会对人类的成长起到更好的效果，对身体的好处也会更大，还可以为身体提供各种重要的功能性营养成分。随着人民的生活水平和物质的日益丰富，生活节奏加快，对食用方便、营养价值丰富的肉制品的需求也日益增加，同时，在当今的时代，人民对肉制品的生产质量、加工质量、对品种的需求也在日益增加。在中国，肉产品的出口虽然起步较慢，但是，因为其营养丰富，种类繁多，近年来，肉产品的出口发展很快，已经发展成了国内的一项重要的农产品。1.2 国内外发展动态1.2.1 国外的发展国外的肉类和牛肉的发展过程中，都有一台类似于绞肉机的机器，七十多年前，这种机器就已经发展起来了，八十多年前，市面上的大型搅拌机，都可以处理130mm 以上的肉类和肉类，最后出现了一种水平圆形的绞肉机，用于生产，可以将猪肉和牛羊肉的直径最大为 310 mm。在 80 年代中叶以后，仅仅在一两年的时间里，猪肉和牛肉绞肉的发展达到了顶峰，市面上已经有了大量的多用途的全自动切片机和绞肉机。而在这个过程中，也出现了几个著名的绞肉机，像是瑞士的 A 公司，就是专门做 TS 系列的绞肉机的，日本的 Tokyo 也做过 TSK，日本的 Okamoto机器公司也做过 ASM 系列的绞肉机，美国的实力也不弱，美国的 STC 公司就是其中之一，他们的产品就是 STC。直至今天，从目前的发展来看，从目前的绞肉机的功能来看，已经相当完备，并且在不断地改善和提高。能完成自动绞肉方式，能将肉切成各种形状，以适应消费者的需要，并能完成各种食物的制作及加工。21.2.2 国内的绞肉机的发展概况上世纪 70 年代早期，国内的猪肉和牛羊肉绞肉机的技术已经发展和完善，现在国内生产和研制的绞肉机的技术形式有如下：（1）是直线往复式：该绞肉机的特征在于，它可以将设备的能源用来进行线性往复的绞肉，它的设计形式和结构都很容易，缺点就是收益相对较少。所以，它只适用于对工作环境没有太大需求的情况下，适用于利润不高的地方。（2）旋转式：该绞刀回转式型绞肉机，其最大的优点就是其结构比较简单，容易进行加工和生产，同时还能够对某些高质量的猪肉、羊肉进行加工，能够获得切割收益满足切割的需求。（3）水枪式：水枪型的搅拌机消耗了大量的水，因为它只能够切成扁平的薄片，所以市面上并没有多少人使用。（4）环形绞肉：该环形绞肉由内部环形刀刃和外部环形刀刃构成。环形绞肉机的优点就是切割速度快，但它的结构非常的复杂，所以它适用于工作效率高的场所，对产品的需求也很高。在国内的绞肉机发展过程中，各种类型的切片机都在进行着研究，经过了持续的研发和生产之后，尽管经过了相当漫长的发展，但随着这些年的发展，绞肉机在设计、研发、研发等方面都有了很大的进步，然而，国内的绞肉机技术还远远落后于国外，导致国内生产的绞肉机在进入市场之后并没有得到普及和广泛使用。1.3 研究内容本课题的研究工作包括：第一：在查阅相关文献的基础上，对当前国内外的发展状况进行全面的分析，以明确本课题的研究目标及研究意义；第二步：列出 2-3 个备选方案，根据目前的设计需求，进行优劣比较，最终确定方案，并进行各项功能的说明；3第三：对主传动系的各部分进行设计（包括电机的选择，齿轮的选择，齿轮的材质的选择，以及部分参数的确定）。第四：对绞肉机进行主轴的设计，包括选材、直径的选取，并对其进行计算验证，确保其符合设计的需要；第五：利用 CAD 软件，进行 3D 建模和 2 D 绘图，并做好相关的参数标记；1.4 本章小结 这一章介绍了绞碎机的意义、发展状况和发展趋势，明确了绞碎机在我国的地位，从而明确了本论文的主题。42 绞肉机机械部分的设计绞肉机机械部分的设计此次设计的这款绞肉机，其设计重点在于对其进行系统性的改良，然后对其机械结构进行优化设计，其中包含了对该装置的机械设计，以及该装置的主运动、机械设计如何使进给到达运动状态等方面进行了设计与实施分析。2.1 绞肉机主传动部分设计2.2.1 绞肉机电机的选择普通的三相感应电机，其运行的根本原则是要同时满足以下条件：当绞刀的扭矩在设计中达到：T5 N/m，那么就可以用来加工普通的肉类、牛肉等。因为刀具的切割速率过高，会对切割产生不良的效果，无法使切割的品质得到更好的保障。在这一次的设计中，我们最初设定了电机的转速是 450 r/min，电机的取扭矩：T=15 N/m。根据项目设计的需求和功能，我们的计划是采用了一台三相异步电动机，因此，我们选择了一台三相感应电动机，它的电源是一台三相感应电动机，它的额定工作电压应该是 380 V，而它的实际工作时的功率应该是：750 W。如下表格可以得到以下内容用来选择电机：表 2-1 选择的电动机的类型方案电动机型号额定功率/W电压/转速 r/min电机质量 kg1Y801-20.753802830162Y802-40.75380139018在此基础上，对电机与切碎机的驱动机构进行了规格的设计，选用了功率参数，并对所选用的设备进行了齿轮传动。该设备的设计采用了齿轮来驱动，全部按照第二种设计的方案，其齿轮的齿轮啮合比例是 3，这样就可以应用于绞肉机，而不需要在整机上额外设置对应的减速装置。因此，我们选择了上述二种方案。这种电动机的主要参数及外型和一些使用上的安装尺寸可以参照下表：9550npT 5表 2-2 电动机主要外形尺寸中心高外形尺寸安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸8028516517012510010406这种电动机的主要外形使用安装尺寸：如下图示图 2-1 主电机外形图2.2.2 主传动方式选择在绞肉机中，选用了链条驱动，这种结构的优势在于：这种结构可以确保在工作时，设备的传动比精确，可以使绞肉机的最终力承受更少的载荷，从而获得更好的传输，从而获得更大的动力，这种结构的结构，具有更高的超载性能。实现了绞肉机降低粉尘量大的问题，在早期这种状况下，能够让绞肉机在工作时具有较好的作业性能，从而达到了绞肉机的设计目标，提高了传送的效率。不过暂时也有不足之处：在设计出来的绞肉机，在实际工作过程中，受到的冲击和噪音都比较大，导致了本机的损耗，所以在使用之后，整个绞肉机的传动系统容易产生跳齿等问题，导致了在工作过程中，链之间的相互联系，从而导致了在使用、安装和使用中对随绞肉机的维修都比较高。6本课题拟将其应用于齿轮传动的设计，其优势在于：保证了绞肉机在瞬间的传动比保持不变，具有高的平顺性，所完成的运动可以非常精确、稳定，传输的工作动力和工作的速率也可以有很大的变化，其设计的结构较为紧凑，可以保证工作的可靠性，在工作过程中，可以获得更大的绞肉传动的传动比，从而获得高的传输效率，从而延长了整个机器的使用寿命。这种方案的不足之处在于：这种设计的费用比较高，制造起来也比较困难，而且在设备的装配工艺上也比较昂贵。该方案从齿轮传动的角度出发，充分利用了齿轮传动的优势；该搅拌机的制造费用很低，其齿具有良好的驱动性能，但是这种结构的设计，必须要对张紧齿和齿轮进行特殊的设计，同时也会给轴和轴承带来很大的压力，从而降低了传动的效率，无法达到我们所期望的设计于的目的。鉴于绞肉机的设计要求具有较为平滑的结构，而在加工制造机械装置时，必须要有一种简化的结构，从而达到降低其费用的效果，因此可以采用齿轮传动的方法进行设计。在绞肉机的齿轮传动中，有选择性地采用了平齿轮传动，也可以通过齿轮的选取来完成，也可以采用同步齿轮传动等多种传动方法。而在目前的市面上，以齿轮为主的齿轮运用最为广泛。在所设计的齿轮上，能够制造出与之相匹配的齿形轮沟，利用齿传动，能够获得的传动更大，所设计的结构更加紧凑，能够在未来的市场上进行规范化和大规模的推广和制造，所以在绞肉机的设计中，一般都是采用了齿传动。在齿轮类型方面，选用了绞肉机常用的齿轮，适合于低动力驱动的绞肉机等。根据所选用的电动机的选型，最后选定了一种绞肉机的传动模式，即由电动机通过一个一般的齿轮（i=3）来带动绞肉机的主轴旋转，从而达到传动的效果。2.2.3 齿传动的设计计算(1)确定计算功率计算功率是根据绞肉机传递实际功率，并考虑到绞肉机载荷性质和绞肉机每天运转时间，在实际长短等因素影响下改进和确定的，即：PKPAd(2.3)在上式计算中，Pd为计算绞肉机的功率，绞肉机传递功率 P，在为步进电机提供最7大工作功率，AK为绞肉机工作情况系数。绞肉机选择的使用步进电机，其最大工作功率，按下式计算：awPP (2.4)在计算式中，Pw指绞肉机工作机，所需最大工作的功率，a指绞肉机所选的电动机至绞肉机工作机的传动总效率：931.098.095.021代入式以上计算中得：P=84W，将其代入式上式中得：Pd=92W(2)选择绞肉机使用的齿型绞肉机齿和齿轮在选择上有两种选择的尺寸制，选择使用普通齿。(3)传动比321nni式中，1n为小齿轮转速，2n为大齿轮转速(4)小齿轮基准直径按照绞肉机选择的设计特点查阅机械设计手册表：普通和窄齿(基准宽度制)直径系列选取本次设计的小齿轮的直径：d1d=70mm。(5)绞肉机大齿轮基准直径：d1d21did(2.5)选取标准值d2d=265mm。(6)齿速max1d146.5100060nd普通齿3025maxvm/min 符合条件(7)初定轴间距)(2)(7.0d2d10d2d1ddadd要求结构尽量紧凑，取2500mm(8)所需齿基准长度8mm250422d1d2d2d10d9.1067)75265()26575(225024)()(2200ddddL选取绞肉机使用的齿的实际长度：dL=35mm(9)实际轴间距mm95.352359.106252d0d0LL安装时所需最少轴间距mm42.35035015.095.35015.0dminL张紧或补偿伸长所需最大轴间距mm9.343503.03503.0dmaxL(10)小齿轮包角1201473.573575351803.57180d1d21dd符合要求。(11)作用在绞肉机轴上的力N21r3.2772147sin32.482sin20zFF2.2.4 小齿轮的结构设计在设计绞肉机时，必须符合下列几个方面的条件：一是要尽可能地使其重量尽可能地轻，二是要制造出一种不能太过复杂的齿轮，二是要有良好的加工工艺，如铸铁等；全齿传动机构的整体构造不会出现太大的结构性内应力，可采用退火等方法进行加工；轴心两侧的重量要尽可能地均衡，齿轮所能达到的速度要高，要做好平衡分析；齿形槽面、齿面要细，才能进行加工制造。（1）第一，绞肉机的传动装置进行了优选。所选用的是一种具有代表性的齿轮，它的形状通常分为三种：固体、辐板、椭圆辐条三种。因为绞肉机的标准尺寸比较小，所以都是采用固体型的。9（2）因为在绞肉机的前端，所选取的齿是 A 形的，因此，相应地，相应地，所选用的齿轮，也可以选用 A 类，具体的，请参阅齿轮轮缘尺寸中的附图，这是一种绞肉机的小轮的结构，其大致的设计方式是这样的：图 2-2 小齿轮结构示意图2.2.5 大齿轮的结构设计在绞肉机的大齿轮的结构设计中，根据小齿轮的选取，可以将其大致分为以下几种，因为目前尚不清楚绞肉机的主轴直径，所以目前仍无法决定该绞肉机的大齿轮和其它规格的设计。图 2-3 大齿轮结构示意图2.3 主轴部件的设计2.3.1 轴的材料选取和结构图选取绞肉机轴的材料为 40CrNiMoA 钢，淬火处理。根据设计的绞肉机轴上零件的安装特点、设置的定位及绞肉机轴的加工的制造工艺，确定绞肉机轴的结构。10图 2-4 切刀轴的结构图2.3.2 计算绞肉机主轴上的功率、转速、转距绞肉机功率：0PP，取三角齿传送功率，则KW72.096.075.0P扭矩N.m265.1446772.095009500nPT2.3.3 初定轴的最小直径按照绞肉机设计的扭转强度，来进行估算绞肉机轴的直径，可以得到以下的公式如下：3minnPCd(2.8)在上述计算公式中，C 表示绞肉机轴的材质和负载条件确定的设计系数，C=118106，在工作过程中，由于绞肉机的转轴也要受到某些载荷，所以，将 C=112；在进行 n 型绞肉机的设计时，选择了 n 型绞刀和绞肉工具的设备的转速在110-500 rpm 之间，因此，将 n=467 rpm，将其输入到计算公式中，就可以得到：mm4670.7238.120015.01121123mind考虑到绞肉机大齿轮加键配合使用，需要增大绞肉机的轴径，所以初定绞肉机的最小轴径为 20mm 左右。此时，在设计中，我们可初步确定绞肉机连接大齿轮以及绞肉机轴段直径d=20mm。轮毂设计的直径：12dd)28.1(，在设计参数的选取和计算后旋转确定使用：mm12402022dd。2.3.4 轴的结构尺寸确定该机器的主轴端部与绞肉机的驱动轮相连，因此，该主轴的尺寸为：d1-2=d7-8=20 毫米。绞刀和绞刀是通过轴肩互相配合来完成对齐的，它们之间的相对位置为 h0.07 d,d2-3=d6-7=25mm。根据绞肉机对主轴直径的需求，以及所采用的回转支承类型，最初确定了整个绞肉机采用带衬正滑移的滚柱轴承，其设计基础尺寸是 d D B=303850，因此选取 d3-4=d5-6=30mm。图 2-5 轴的结构图2.3.5 轴承的设计由绞肉机轴的结构，设计的尺寸来确定，安装绞肉机的轴承轴的直径是：1230mm。表 2-3 整体有衬正滑动轴承型号dDRBbLL1HhH1d1d2C质量/kgHZ030303830504015011070352018.5M1011.51.72.3.6 主轴支承方案的确定绞肉机具有简单的结构，并且它本身所承受的压力很小，所以在它的结构设计中，使用了前、后两个端部来完成它的轴线的位置，这类装置的轴布置通常有两种方法，一种是将轴的两端固定起来。在两端都有一个支架，两端都有一个支架。它是指每一根轴的支承，都是固定在轴承内部和轴配合的孔、实现外圈相相应的一个侧面的配合，两个支撑的结合结构，可以约束轴的两侧的双向运动定位，这样的轴的固定方法，其构造相对简单，便于在装置的安装和调节中进行操作，适用于各种温差的小范围的应用，同时也适用于较短的轴的固定定位。一端固定轴的一端，游动和轴的支承，是指轴的一端的支承，与轴承的内外环互相连接，保证了轴在传动作用下的双向运动定位，另一端轴的内环与其他两端都被固定，避免工作时发生掉落等现象，这种轴的固定方法，其结构较为复杂，但优点在于工作时的稳定性能，适用于对设备工作温度波动大，而用于长轴的定位固定。在设计过程中，绞肉机的主轴前方安装了绞刀和刀具，当绞肉机的主轴旋转的准确性，会对绞刀和刀具产生一定的影响。在牛肉与牛肉中，剪切力的尺寸是不一样的，所以后段配有较大的齿轮。所以可以选用一种相对简单的形式，即固定定位的轴，这样在调节安装轴时也更方便，实现两端的固定。2.3.7 主轴的校核计算这一款绞肉机的设计和计算，都是通过对绞肉机的主轴进行初步设计和主轴的13结构设计之后，再进行轴校验，看看其满足设计需求。选用 40 CrNiMoA 型不锈钢作为磨粉机主轴，并进行了淬火。通过对现有的机器结构进行分析，得出了绞肉机主轴的最小直径是 20mm，主轴的工作力矩是 14.65 N.m。选择的轴工作时的最大摩擦：F=19.2 N，正像图表上的扭矩所表示的那样，其转动方向与要切割的猪肉、牛羊肉的地方的绞刀和工具的移动方向正好是相反的，把绞刀和工具所受到的工作阻力都做了一个固定的轴线，这样就能把整个机构的受力情况都给简化了。FX=0N6155.01332YFFF猪肉和牛羊肉作用于绞刀和刀具上的总力矩：T=14.65Nm；图 2.6 绞刀和刀具所受摩擦力示意图图 2.7 绞刀和刀具受力图根据这一方案，对绞碎机的齿轮受力进行了计算，结果表明：Q=287.3 N。O是绞刀和切割器各合理的作用在主轴上的一点，这样 A、B 分别是完成两个轴承的功能，同时施加到绞肉机的一个点上，C 是绞肉机的大齿轮，它施加到了绞肉14机的各个节点上，把这些力矩综合起来，然后绘制了绞肉机的转矩曲线，最终把绞肉机的力矩与绞肉机的转矩进行集成，得到了绞肉机的力矩，并对其进行了校验。图 2.8 主轴受力示意图(1)X-Y 平面内受力分析X-Y 平面内的受力图，其中：N6总F，绞肉机 L1=105mm，绞肉机L2=124mm，绞肉机 L3=115mm。图 2.9 绞肉机 X-Y 平面内受力图受力计算式为：002AX21BXAXLRLLFRRF总总(2.9)由式(2.7)可得：NAX29.14R，NBX29.8R 是绞肉机 X-Y 平面内的分析弯矩图。15 图 2.10 X-Y 平面内弯矩图(2)Y-Z 平面内 绞肉机 Y-Z 平面内的受力图分析，其中：N2.115总N，绞肉机Q=227.3N，绞肉机 L1=150mm，绞肉机 L2=105mm，绞肉机 L3=115mm。图 2.11 绞肉机 Y-Z 平面内受力图受力计算式为：002BZ32BZAZAYLRLLQRRQRN总(2.10)由式可得：N2.115AYR，NBZ476R，NAZ3.703R 是 Y-Z 平面内的弯矩图。16图 2-12 Y-Z 平面内弯矩图(3)合成弯矩A 点和 B 点处为危险截面，求出 A 点和 B 点的合成弯矩：NNBYBXBAYAXA424.302.92222MMMMMM图 2-13 合成弯矩图 图 2-14 扭矩图(4)通常只校核绞肉机轴上承受最大弯矩，转矩的截面的强度。其校核公式为：22BBaTMM(2.11)代入式上式中得：17mNBa43.965.146.0424.322M绞肉机抗弯截面模量：3332649323032mmBBdW绞肉机 B 处的弯曲强度：MPaMPa1-BBaBa6056.310264943.99WM故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度。2.3.8 轴承的校核轴承寿命可由以下公式进行校核610()60thPCfLhn Pf由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以rPF，查参考文献 2,：259 页表 15-8，10 取1,1.2,tpff取3按最不利考虑，则有：22221112088573811587264rvHFPFFFFN 则6633310101 66.0 10()()64.86060 19.11.2 7264thPCfLhynPf 初步取深沟球轴承，查机械设计手册第 2 卷第 7-367 页表 7-2-79 选取标准精度级的单列深沟球轴承 30208，其尺寸为：轴承内经，外径，宽度，内圈备料器定位轴 肩直径，外圈备料器定位直径，查参考文献机械设计课程设计 第311 页表 18-4，30208 轴承的动载荷，静载荷，e=0.37，Y=1.6轴承 1、2 内部轴向力分别为：NYRS8.2936.1230.940211 18NYRS4.10216.1250.3268222 外部轴向力:NA40.326,128.134740.3264.1021SNAS故两轴承的轴向力为 NASFa8.134740.3264.102121 计算当量载荷：eRFa4.130.9408.134711 :eRFa31.050.32684.102122 轴承 2 的当量载荷 NRP5.326822因为，故只需校核机械加工器的轴承 2，机械加工器选用的轴承在 100 以下正常工作，查机械设计第 325 页表 12-1，可以选择机械加工器取1Tf。轴承寿命 hPfCfnLpTh1438015.32685.163000157660106010310631016 工作台预期寿命hLh480001030082由于hhLL，故预制棒分配料架旋转机构选择的轴承寿命足够。该设计中的选用轴承寿命一般为 50 年,所以改设计中的轴上的轴承是适合要求的。2.4 键的选择和校核2.4.1 键的选择均为一般联接，可选用普通平键中的圆头普通平键。安装刀盘处键的选择：19此处绞肉机轴的直径：d1=20 mm，绞肉机键的截面尺寸选择为：宽度：b=7mm,高度：h=5mm,取键长：L=12mm.与绞肉机皮齿轮联接的键的选择：此处绞肉机轴径为：d2=20 mm，同理选用设计参考文献键的宽度：b=7 mm,高度：h=5mm,取键长：L=15mm.2.4.2 键的校核在设计中键、轴的材料选用都是不锈钢，但是键的链接采用的时候静联接的方式，使得冲击轻微。设计的钻展键 1，工作长度：L1=L-b=14-6=8mm，键与绞刀的配合使用接触高度：k=0.5h=3mm 公式：kldTP32102 （2.13）得出 P为：116Mpa 小于P所以设计的键 1 的本次设计强度合适。设计的选择键 2，工作长度：L2=L-b=18-8=10mm，使得键与皮齿轮的配合后，接触高度：k=0.5h=3.5mmkldTP32102 （2.13）得出 P为 Mpa 小于P所以键 2 的强度合适。T传动的转矩 Nmk键与轮毂键槽的接触高度l键的工作长度 mmd轴的直径2.5 绞刀和刀具的设计2.5.1 垂直切割型刀具垂直切割型刀具主要用于切削软的肉片，如代加工的食品，一些使用的叶类猪肉和牛羊肉加工等。竖向切削工具可细分为单刃和双刃两种。在运送牛肉和牛肉的过程中，如果有20足够的速度，使用两把刀，那么，每一块肉的厚度，都要比使用单刀的时候，少一半。在这种纵向的裁断中，如果需要将裁片的厚度调节到 3mm，则只有使用双面裁切才能做到。2.5.2 料斗的设计该进料斗的设计目的是为了确保绞肉机的输送平稳，并作为对猪肉、牛羊肉等切割物体的固定力刃，针对该功能绞肉机机构总体设计的特征，采用了一种倾角力矩的形式，其目的在于能够在出重力的条件下，使肉块能够在出重力的条件下自行滑落，该设计的入料斗与设计的叶轮的间距，不能过大也不能过小，要确保功能绞肉机的设计对其进行了一定的厚度和设计参数的需求，因此，该功能性绞肉机的入料斗和绞刀的间距大约在 100mm 左右。2.6 绞肉机控制电机设计多年来，已有的可程式控制装置：从生产到现今所采用的情形，已完成连线逻辑程式，并跨越至储存逻辑程式；其功能由弱变强，能够很好地完成逻辑控制，并向数字控制迈进；它的应用范围非常广，被广泛地用于各个产业，尤其是可以完成单个装置，通过一个简单的控制程序就可以完成整体的控制效果，完成的过程控制和可以完成的分布式控制。如今的发展，如今的进程，模拟量很小，数字运算，人机系统的界面和网络的设计，各个方面的能力发展都有了很大的提升，现在它已是工业控制行业中的主要编程控制装置，在机器装备的各个行业中，都有着举足轻重的地位。这款家庭绞碎机的设计，是利用程式来对机器驱动的碾磨机构进行控制。家庭肉糜延迟控制：家庭肉糜接力控制系统：依靠时间继电器的迟滞效应来对家庭绞肉机进行延时控制，这种设计方式存在着准确度低、调节时间长等问题。213 制丸机的设计制丸机的设计3.1 螺杆的设计及计算3.1.1 螺杆结构设计螺杆是制丸机最重要的关键部件之一，其结构及其几何参数的设计合理与否之间关系到填充过程。双螺杆的传动系统相对来说比较复杂，一般采用外啮合传动。（如图 3.1 所示）图 3.1 螺杆传动系统3.1.2 双螺杆的有关计算螺杆主要结构参数有：螺杆直径，长径比，螺杆各段主要参数，螺纹形状，螺杆的螺纹头数。22图 3.2 等深变距螺杆螺纹的尺寸是一个重要的参数，在进行螺纹的设计时，通常都是按照产量和理论方程来进行的，这样做起来很不方便。所以，可以选择以下的计算方法来进行计算。在对螺纹的产量和速度进行了初步的判断之后，再按照经验的产量公式，对螺纹的直径进行了一个粗略的估算。(3.1)式中 Q 生产能力，kg/h sD 螺杆直径，cm n 螺杆转速，r/min 经验出料系数，一般取 0.0030.007本设计中，150Qkg h，40minnr（工作转速），0.006，由式（3.1）得：螺杆直径 Ds=27.6，在本次课题中取数值为 26mm。（1）长径比 L/Ds 的确定在其它挤压原理不变的情况下，增加纵横比可以延长肉块在螺旋内的滞留时间，也就是能够更好地混合肉块，而太大的长径率则会导致肉块在高温下的滞留时间太长，从而影响肉质的品质。所以，在生产过程中，要综合对原料的物性及制品品质的需求。为使肉片和调味料的充分混合，延长熔体在机筒内的停留时间，保证其均一性，参考有关资料，初步选取长径比18sL D，则螺纹段总长3SQDn231818 851530sLDmm取标准长 L1200mm，修正 1200/26=46（2）螺杆各段主要几何参数的确定肉片在螺杆中的填充经历固体输送、熔融和均化的过程。因此，整个螺杆的设计通常分为三部分。以下具体计算确定各段的几何参数。1 螺槽深 H由于螺杆设计成等深变距形式，取统一螺槽深 H=0.15D0.21D=3.9mm5.46mm 取 H4mm，则螺杆根径：mmHDDSb1822 螺距 S 沿输送段到均化段方向，将螺杆成阶梯形分成三段，螺距依次为 54mm、48mm、36mm。3 各段长 L根据经验数据 9，确定各段长如下：加料段 130%65%459994LLmm:，取螺距154Smm的整倍数，1540Lmm 熔融段 250%60%715918LLmm:。取螺距248Smm的整倍数，2864Lmm 均化段 3121530540864174LLLLmm 3180Smm3实际螺纹段总长 123540864 1801584LLLLmmm4 螺纹升角s、b 参考10公式24 螺杆外径处螺纹升角 arctanbbSD 螺杆根径处螺纹升角 arctanssSD分别计算出各段的螺纹升角s、b，列表如下：（表 3-1）表 3-1 各段螺纹升角表第一段第二段第三段b11.43210.197.678s17.35515.5311.77（3）其他参数的确定1 双螺杆中心距 A 和螺杆啮合间隙1双螺杆的中心距主要取决于螺杆的直径和对间隙的要求 9，一般地单螺纹双螺杆0.71160.3585SADmm:，螺杆部分啮合，需要存在一定大的间隙，应满足20bsADD，即25585270bsADDmm，则取 A80mm2 螺杆与机筒的配合间隙2间隙2的选择主要根据所加工肉片的性能和机械加工条件来决定。参考 9，一般取26的制丸机的配合间隙20.5mm。图 3.3 梯形螺纹断面25（4）螺纹断面形状的确定对于小直径螺杆，一般选用梯形螺纹，由于其前后缘有较大的倾角，有利于肉片的流动，同时具有较好的混合和均化肉片的作用 9。其断面形状如图 3.3 所示。本设计中，各段螺纹统一取 倾角 10 圆角半径 0.5rm 0.040.122.67.8sRDmm:，取 R5mm 螺棱顶宽：0.040.125.27.8sbDmm:，取8bmm为了使肉片在机筒内流动顺畅，减少流动阻力，减轻模头压力，免发生堵塞现象，并维持其均一性和连续性，我们在均化段螺纹上开半圆槽，具体结构如图 3.4所示。（5）压缩比 i全螺纹双螺杆的压缩比等于加料段一个螺距的螺槽容积与挤出段一个螺距的螺槽积之比，不计过渡圆弧的影响 5，其计算式如下：221111111222222222)4()4Sm eDdF SiSm eDdF Spp-=-平均平均）（）（3.2）式中 1S、2S分别为加料段、挤出段的螺距 1m、2m分别为加料段、挤出段的螺纹头数 1e、2e 分别为加料段、挤出段平均直径处的螺纹轴向厚度 D、d 分别为螺杆外径、根径 1F、2F分别为加料段、挤出段的啮合面积的一半26因为螺杆等深，截面形状一样，且是单头螺纹，12DD，12dd，12eeb，121mm，啮合面积1F、2F忽略，由式（3.2）初步估算压缩比 11225483681.6428iSeSe3.1.3 螺杆的强度校核（1）材料选取螺杆材料选用 38CrMoAlA，氮化处理，其综合性能较好，使用广泛。主要性能参数详见表 3-2。表 3-2 我国螺杆和机筒的常用材料材料类别性能45#40Cr 钢镀铬38CrMoAlA屈服极限(Mpa)360800850最高使用温度()500500热处理硬度(HRC)基体45，镀铬层5565耐 HCL 腐蚀性不好较好中等热处理工艺简单较复杂复杂线膨胀系数（10-6/）12.1基体 13.8，铬层8.29.214.8相对价格11.52.5（2）连接方式根据丝杠在减速机上与驱动轴的安装形式的差异，丝杠的联接形式通常可以分成拧紧型和浮式两种。在该方案中，将使用漂浮型，也就是丝杠和驱动轴是两个相互独立的部件，通过松动的装配方式进行联接，当充填时，可以在筒体中自由漂27浮，因此，在实际计算中，整根丝杠都可以看作是一个悬臂。（3）受力分析PL图5 螺杆受力示意图GMt图 3.5 螺杆受力示意图螺杆的受力状态如图 3.5 所示。主要受到肉片的压力 p，克服肉片的阻力所需的扭矩tM和自重 G 的作用。根据图 3.5 可知，螺杆径向所受的压力 p 大小相等方向相反，所以可以互相抵消，计算时只考虑 p 对螺杆轴向的影响（即轴向力zp）。由分析可得，对螺杆的强度计算，在弯、压、扭联合作用下进行复合计算，一般状况下因为螺杆根径处的承载能力较差，因此可归结于上面所提的复合应力的作用下螺杆根径断面强度的计算。（4）双螺杆的校核