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山西工程技術(shù)學院 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)生姓名 ： 趙少波 專業(yè) ： 機械電子工程 學號 ： 180533008 指導教師 ： 鄭曉霞 所屬系（部） ： 機械電子工程系 二二年五月 目 錄 摘 要 ................................................................I ABSTRACT..............................................................II 1 緒論 ................................................................1 2 結(jié)構(gòu)及工作原理 ......................................................3 2.1 絞肉機的結(jié)構(gòu) ..................................................3 2.2 絞肉機的工作原理 ..............................................3 2.3 絞肉機的使用方法 ..............................................4 2.4 日常維護 ......................................................5 3 螺旋供料器的設(shè)計 ....................................................7 3.1 絞籠的設(shè)計 ....................................................7 3.2 絞筒的設(shè)計 ....................................................8 4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 ......................................................9 4.1 電機的選擇 ....................................................9 4.2 帶傳動的設(shè)計 .................................................10 4.3 齒輪傳動設(shè)計 .................................................13 4.4 軸的設(shè)計 .....................................................20 5 絞刀設(shè)計 ...........................................................21 結(jié) 論 ................................................................31 附 錄 ................................................................32 參考文獻 ..............................................................46 致 謝 ................................................................48 絞肉機的設(shè)計 摘 要 生活中許多實用的機器來源于機械設(shè)計，本文論述了肉類加工機械絞肉機的 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。希望 對本次設(shè)計的探索和研究能設(shè)計出實用經(jīng)濟的家用絞肉機，更好的方便人民的生活。 課題設(shè)計的小型絞碎機為普通家用，不僅可以用來絞碎肉類，還可以用來碎花 生、碎冰、香料等食物，要求功率小，動力采用電機驅(qū)動，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能滿足 家庭廚房一般肉類食品為主的絞碎所需。 本次小型絞肉機的設(shè)計，大大地提高了傳統(tǒng)絞肉機的工作效率和質(zhì)量，并且對 后續(xù)的小型絞肉機的開發(fā)和研制都有著一定的影響，在某種程度上大大提升了該設(shè) 備在國內(nèi)外的競爭力，體現(xiàn)了機械工業(yè)重要性這一核心價值。 關(guān)鍵詞：絞肉機；擠肉樣板；絞刀；絞籠； Design of meat grinder ABSTRACT Abstract: Many practical machines in our life are from mechanical design, this paper elaborates on the meat choppers structure,operating principlemain ,technical parameter, transmission system and structural design and production capacity analysis of typical parts are introduced.It is hoped that a practical and economical household meat chopper could be designed according to the authors exploration, which would be convenient for the life of people. This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis. Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required. Key words: meat chopper;crowded meat model;reamer;stranding cage;screw feeder;gear strength; 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 1 1 緒論 隨著國民經(jīng)濟的發(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 新世紀的主流食品。食品工業(yè)也成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，作為裝備食品工業(yè)的食 品機械工業(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，應使設(shè)備和工藝達到最佳配合，以設(shè)備革新 和創(chuàng)新促進工藝的改進和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進一部促進設(shè)備的發(fā)展和完善。兩者 互相促進、互相完善，是使整個食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進的必要條件。 在肉類加工的過程中，切碎、斬拌攪拌工序的機械化程度最高，其中絞肉機、 斬拌機、攪拌機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、日本等引進了先進的加工設(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，它將肉可進行粗、中、 細絞以滿足不同加工工藝的要求，該機亦可作為其他原料的擠壓設(shè)備。 小型絞肉機是近幾十年發(fā)展起來的一種肉類加工的自動化生產(chǎn)設(shè)備。小型絞肉 機是食品加工機械的一個重要分支。它的特點是可通過人工放肉進該小型絞肉機中 可以對肉類進行自動絞肉功能，其在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，隨著 國民經(jīng)濟的發(fā)展和機械工業(yè)的進步，該種類型的小型絞肉機在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著 廣闊的發(fā)展前景。為了代替人類在某些苛刻的場合從事生產(chǎn)，或用于流水作業(yè)，以 自動絞肉機的往復的工作，節(jié)約人的體力。由于小型絞肉機在生活中的大量運用， 使得人類的生產(chǎn)率有了大幅的提高，同時也改善了我們的工作環(huán)境。讓人類的生活 變得越來越自動化。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，小型絞肉機被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中， 機械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更 加促進了小型絞肉機的發(fā) 展，使得小型絞肉機能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的 有機結(jié)合。小型絞肉機雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動， 不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的 力量比人手力大的特點，因此，小型絞肉機已 受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用。 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 2 1985 年法國克萊夫博士發(fā)明了第一臺小型絞肉機，該小型絞肉機以其諸如定 位精度高，承載能力強，自重負荷比小，易實現(xiàn)高速等優(yōu)點在世界范圍內(nèi)被迅速廣 泛應用到肉類加工機械行業(yè)。在這些行業(yè)中，往往需要小型絞肉機以較高的速度和 精度完成諸如人工放肉，自動絞肉等操作，新型的小型絞肉機無疑成為重點研究對 象。 以絞肉機構(gòu)為研究對象,探討一種形式簡潔、結(jié)算快捷、方便控制的自動絞肉 模型, 從產(chǎn)能規(guī)劃和絞肉速度兩個層面上研究提高該絞肉機的速度與精度的方法, 對 于推動肉類加工機械基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,提高我國在自動化行業(yè)的競爭實力 將具有非常深遠的意義。 因此,開發(fā)一種具有優(yōu)勢作業(yè)方向,高速、低成本的小型絞肉機具有重大的意義， 對比于人工絞肉來說,自動小型絞肉機具有剛度大,精度高,響應快, 自重負荷比小,控 制容易,易實現(xiàn)高速等特點在肉類加工機械領(lǐng)域得到廣泛應用。 本課題研究一種小型絞肉機，研究一種高速、輕型、低成本,高速小型絞肉機， 不但在自動化領(lǐng)域是一個新的突破，對肉類加工設(shè)備的理論和應用來說，也是一個 新的發(fā)展方向。對推動機構(gòu)設(shè)計理論、小型絞肉機技術(shù)、計算機控制技術(shù)、技術(shù)經(jīng) 濟分析等多學科交叉，具有重要理論意義和工程實用價值。 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 3 2 結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 絞肉機的結(jié)構(gòu) 絞肉機主要由送料機構(gòu)、切割機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)等組成，如圖 1 所示。 1.機架 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 11.三角帶 12.小皮帶輪 圖 1 絞肉機結(jié)構(gòu) 2.1.1 送料機構(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構(gòu)，并在前端 對物料進行擠壓。 2.1.2 切割機構(gòu) 包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。其作用是對擠壓進人樣板孔中的物料進行切 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行更換。 2.1.3 驅(qū)動機構(gòu) 包括電機 10、皮帶輪 9、12、減速器 8、機架 I 等 2.2 絞肉機的工作原理 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 4 工作時，先開機后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋轉(zhuǎn)，把物連續(xù) 地送往絞刀口進行切碎。因為螺旋供料器的螺距后面應比前面小，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絞，以調(diào)換格板的方式來 達到粗絞與細絞之需。格板有幾種不同規(guī)格的孔眼，通常粗絞用之直徑為 810 毫 米、細絞用直徑 35 毫米的孔眼。粗絞與細絞的格板，其厚度都為 1012 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)速可比細絞時快些，但 最大不超過 400 轉(zhuǎn)/分。一般在 200400 轉(zhuǎn)/分。因為格板上的孔眼總面積一定， 即排料量一定，當供料螺旋轉(zhuǎn)速太快時，使物料在切刀附近堵塞，造成負荷突然增 加，對電動機有不良的影響。 絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)學安裝的。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。 螺旋供料器在機壁里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與機壁相碰，若稍相碰，馬上損壞 機器。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。 2.3 絞肉機的使用方法 沖洗 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 5 每次使用絞肉機前，得簡單沖洗一下。一般而言，絞肉機在上次用完后都是及 時清洗過的，使用前的清洗，主要是沖掉機器內(nèi)外的浮塵等。另一個好處是，使用 前的沖洗會使絞肉比較變得輕松流暢，也會使工作結(jié)束后的清洗變得比較省事。 安裝 不少人喜歡在每次絞肉后把機器安裝完整，其實這種方法并不可取。比較理想 的做法是，每次用畢后，應將清洗干凈的絞肉機以散件形式擺放于木質(zhì)箱柜中，或 等其完全晾干后再行組裝，不宜馬上組裝。 安裝先從組裝開始，先將輥子送進機腔內(nèi)，為減小磨損，可在轉(zhuǎn)軸處滴一滴食 用油，再將刀頭安裝在輥子上，注意刀口朝外。再將漏口安裝至刀頭，輕輕搖動使 三者跟機腔緊密切合，再將堅固螺母安裝到漏口外側(cè)，注意要松緊適度，太松會使 肉沫從邊縫漏出，太緊會損傷絲口。最后安裝絞把，注意手柄朝外，將缺口對準后 套進去，然后擰上堅固螺絲。 安裝機器比較簡單，最重要的是選好合適的固定件，如比較大的木案板，將咬 合口對準案板，邊緣后，旋緊緊固螺絲。因為絞肉比較用力，所以固定機身時最好 最好用螺絲刀等工具輔助堅固一下，以防工作過程中機器松動。 操作 真正的絞肉比較簡單，因為比較用力，所以最好有男性操作，也可以二人配合 。如果是絞餃子餡，絞肉前最好先絞一根大蔥，這會使得絞肉省力不少。將肉洗凈 ，切成長條，徐徐送入（送入的肉越多越費力氣）。絞肉結(jié)束后，也可以再絞一根 蔥，或者土豆等等蔬菜類東西。說透了，這是一種變相的清洗，還可以減少肉末的 浪費。 清洗 先準備好干凈的牙刷、試管刷等輔助用品，再按反方向?qū)C器卸開，將機腔內(nèi) 的肉沫肉塊清理出來，再將機器泡到含有洗潔精的溫水中，用牙刷等將所有機件一 一清洗干凈，再用自來水沖洗兩遍。放到陰涼通風的地方控干即可。 2.4 日常維護 加油問題 1、絞肉機正常使用的情況下一年內(nèi)不需重新加油； 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 6 2、絞肉機潤滑油品類為黃油； 3、加油孔位置：機身頂部兩個螺栓孔后部（背向絞肉部件的方向）的一個螺 栓孔可方便加油（一定要加注黃油，不能加液體機油）。 保養(yǎng) 絞肉機機箱部分正常情況下不需做維護保養(yǎng)，主要是防水和保護好電源線、避 免電源線破損及做好清潔等。 絞肉部件的日常維護：每次使用完畢后，需將絞肉 三通、螺桿、刀片孔板等拆卸下來，清除殘留物后再按原次序裝回。 這樣做的目 的一方面保證機器及加工食物的衛(wèi)生，另一方面可保證絞肉部件拆裝靈活，方便檢 修和更換，刀片和孔板是易損件，使用一段時間后可能需要更換。 優(yōu)點 本機優(yōu)點是省電耐用、方便快捷、具有結(jié)構(gòu)緊湊、 外形美觀、操作簡便、效 率高、耗電少、清潔保養(yǎng)容易、安全衛(wèi)生等優(yōu)點。 采用全封閉齒輪傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便； 絞肉 機頭及接觸食品的零部件都采用高級不銹鋼制造，安全無污染； 機殼線條流暢， 沒有可藏污的縫隙及無傷害操作者的銳邊，易于清潔。 性能 1、采用全封閉式齒輪轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。 2、線條流暢，易于清潔，美觀高雅。 3、省電耐用，方便快捷，高效衛(wèi)生。 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 7 3 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，并在前端對肉塊進行擠壓。如圖 2 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，以傳遞動力。 圖 2 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 D160mm 5.2CGKD （1） G生產(chǎn)能力,由原始條件得 G1T/H K物料綜合特性系數(shù),查表 1-16 得 K0.071 -物料得填充系數(shù)查 B4 表 116 得 0.15 物料的堆積密度 t/m 豬肉的為 1.5t/m33 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 8 C與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 B4 表 115 得 C1 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 由原始數(shù)據(jù) n326r/min 3.1.4 螺旋節(jié)距 實體面型螺旋的節(jié)距 tD 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 所示 絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的間隙要適當，一般為 3-5mm。間隙太大會使物料倒流;間隙 太小絞籠與絞筒內(nèi)壁易碰撞。 絞筒的物料可選用鑄鐵，選 HT200 。 圖 3 絞筒 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 9 4 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。當速度達到一 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。 在本機選用 326r/min。 （2）14.32610ii總 由傳動比標準系列查 B2 表 21 初步取 1.76 2.50i1i 根據(jù)選用的電機和絞籠轉(zhuǎn)速要求設(shè)計傳動路線如下： 4.1 電機的選擇 N= 0.8(KW) WG （3） G絞肉機的生產(chǎn)能力，200kg/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 d3mm， 取 w0.0030kw.h/kg。 （查 B5p ）75 傳動效率，取 0.75 所以根據(jù) N0.8kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y80M1-2，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 電機的結(jié)構(gòu)。 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 10 圖 4 Y80M1-2 電動機的外觀圖 4.2 帶傳動的設(shè)計 4.2.1 設(shè)計功率 dP kwKPAd 96.082.1 （4 ） 工況系數(shù)，查 B1 表 8122 ，取 1.2A AK P傳遞的功率 4.2.2 選定帶型 根據(jù) 和 查 B1 圖 812 選取普通 V 帶 A 型， 小帶輪轉(zhuǎn)速，為dp1n 1n 1440r/min 4.2.3 傳動比 1.76 (5)0i2ni1min/80176.4r 4.2.4 小帶輪基準直徑 （mm）1d 由 B1 表 8112 和表 8114 選定 100mm 75r/min 1dmind 4.2.5 大帶輪基準直徑 （mm）2d 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 11 (6)cmdi1760.12 由 B3 表 87 得 =180mm2d 4.2.6 帶速驗算 (7)smvsm ndv /3025/54.7106106 ax 4.2.7 初定軸間距 （mm）a (8)da280)(210 4.2.8 所需帶的基準長度 （mm）0dL (9)0 204)()(212210 adaLdd 88 2 886mm 依 B1 表 818 取 900mm，即帶型為 A900dL 4.2.9 實際軸間距 a (10)m Lad2876902800 4.2.10 小帶輪包角 1 (11)3.5718012 ad = . = 164 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 12 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 8127（c）取 1.32kw1dn 4.2.12 時單根 V 帶型額定功率增量i 1P 根據(jù)帶型號、 和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw1ni 4.2.13 V 帶的根數(shù) Z Z = (12)49.387.096)15.032.(4)(1 LadkpP 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8123,取 0.96ak 帶長修正系數(shù)查 B1 表 818，取 0.87L 4.2.14 單根 V 帶的預緊力 0F (13)20)15.2(mvZPkFda = 254.710.4896. =134（N） mV 帶每米長的質(zhì)量（kg/m ）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm 4.2.15 作用在軸上的力 F (14))(10682sin4132sin20 NZF (15))(59ii310max 考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1.5 倍axF 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 13 帶輪應既有足夠的強度，又應使其結(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)生過大的應力。 輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度 ）以減輕帶的磨損。mRa2.3 帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8110 得基準寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù) 帶輪的基準直徑查 B1 表 8116 確定輪輻。 圖 5 小帶輪 圖 6 大帶輪 4.3 齒輪傳動設(shè)計 4.3.1 選擇材料，確定 和 及精度等級。limHliF 參考 B1 表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為 40 ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為 4550HRc；精度等級為 6 級。rC 按硬度下限值，由 BI 圖 838（d ）中的 MQ 級質(zhì)量指標查得 ；由 B1 圖 839（d ）中的 MQ 級質(zhì)量指標查得MPaH120lim1li ； 。FE72 MPaF502lim1li 4.3.2 按接觸強度進行初步設(shè)計 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 14 (1)確定中心距 a（按 B1 表 8327 公式進行設(shè)計） 321)(HamuKTACa （16 ） 式中：配對材料修正系數(shù) Cm1（由 B1 表 8328 查?。? 螺旋角系數(shù) Aa476（由 B1 表 8329 查取） 載荷系數(shù) K1.6（參考 B1 表 8327 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 834 推薦值）a 齒數(shù)比 u=i=2.5 許用接觸應力 （參考 B1 表 8327PaH10829.0.lim 推薦值） 則 取 a80mm,.61085.2476)15.2(47632a (2)確定模數(shù) m (參考 B1 表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=0.561.6, 取 m=1.5mm (3)確定齒數(shù) z ,z12 初取螺旋角 13 z = = =29.4 取 z =30 (17)1)(cos2ma)15.2(3cos80 1 z =z =2.5 30=75 取 z =752 2 重新確定螺旋角 (18)142.082)753(.1arcos2)(arcos1 zn (4)計算主要的幾何尺寸（按 B1 表 835 進行計算） 分度圓的直徑 d =m z /cos =1.5 30/cos =45.7mm1 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 15 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 834)029.14.0coscostgartgarnt 基圓直徑 d = d cos = cos20.292 =40.2mm (19)1bt d = d cos =348 cos20.292 =107.2mm2t 0 齒頂圓壓力角 =arccos =34.365 (20)1at1ab0 = arccos =23.9512at 2abd0 端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg ) (21)a11at 22at =1.9 齒寬 b= .a0.4*8032 取 b 32mm；b 40mma21 齒寬系數(shù) = = =0.7 (22)d17.453 縱向重合度 =1.2 5.1420sin3si nmb （23） 當量齒數(shù) 31.4531cos/zv 78.6282 4.3.3 校核齒面接觸強度（按 B1 表 8310 校核） 強度條件： H 計算應力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 16 （24） = 2H1BDZ 式中：名義切向力 F = = =2044N （25）t10dT7.4560 使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8331 查?。〢 動載系數(shù) =（ ）VK20B 式中 V= smnd95.10687.45106 （26） 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 8332 按硬齒面齒輪，裝配時檢修H 調(diào)整，6 級精度 K 非對稱支稱公式計算）34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8333 查?。?.H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8312 查取）7. 螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8313 查?。?0 彈性系數(shù) （由 B1 表 8334 查取）MPaZE.19 單對齒齒合系數(shù) Z =1B = （27）1H2 327.4501.235.108.70.1895. 245.5MPa 許用應力： =HXWRVLNTZZSlim 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 17 式中：極限應力 =1120MPalimH 最小安全系數(shù) =1.1（由 B1 表 8335 查?。﹍iS 壽命系數(shù) =0.92（由 B1 圖 8317 查?。㎞TZ 潤滑劑系數(shù) =1.05（由 B1 圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由 B1 圖 8320 查取）V,95.1sm 粗糙度系數(shù) =0.9（由 B1 圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8322 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由 B1 圖 8323 查?。 則： = =826MPaH03.18596.012.10 滿足 4.3.4 校核齒根的強度（按 B1 表 8330 校核） 強度條件： 1F 許用應力： = ； FVASaFnt KYbm （28） 1212SFFY 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由 B1 圖 8315（a）查?。?Y2 應力修正系數(shù) ， （由 B1 圖 8316（a）查?。?.Sa7.Sa 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0（由 B1 圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8330 計算）FK NH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由 B1 表 8333 查?。?山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 18 則 =94.8MPa1F = =88.3MPa 26.127 （29） 許用應力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中：極限應力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按 B1 表 8335 查?。﹍imFS 應力修正系數(shù) =2（按 B1 表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按 B1 圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按 B1 圖 8325 查取）relT 齒根表面狀況系數(shù) =1（按 B1 圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按 B1 圖 8324 查取）X 則 = FMPa4897.025.1 （30） 滿足， 驗算結(jié)果安全2F1F 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算（大齒輪） (1)確定齒厚偏差代號 確定齒厚偏差代號為：6KL GB1009588（參考 B1 表 8354 查?。?(2)確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值（參考 B1 表 8358 查?。?第公差組檢驗切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B11iFifP 表 8369 計算，由 B1 表 8360，表 8359 查取)； 第公差組檢驗齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按 B1 表 8369 計算，由 B1 表 8359 查?。?； 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 第公差組檢驗齒向公差 =0.012（由 B1 表 8361 查?。?。F (3)確定齒輪副的檢驗項目與公差值（參考 B1 表 8358 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 8353wE 的計算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16sptfsiE =-16 0.009=-0.144mm；ptf 公法線的平均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEsTF02 =-0.110mm, = cos +0.72 sin =-02sin36.0awii 0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注說明求得02 公法線長度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表示為：kn10.26.587 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 83f 65 查得 = ；檢驗接觸斑點，由表 8364 查得接觸斑點沿齒高不小于 40%，f03. 沿齒長不小于 70%；檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù) B1icF 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 及 B1 表 8360 計算 與查?。?；檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mmicf （根據(jù) B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 計算與查?。?。 對箱體，檢驗軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8363xfyf 查?。?。 (4)確定齒坯的精度要求按 B1 表 8366 和 8367 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 7） 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 20 圖 7 大齒輪簡圖 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 21 4.4 軸的設(shè)計 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強度的計算 用實心軸 335nPATd （31） 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， 軸材料的許用切應力， Mpa30 A系數(shù)，見【1】表 418，這里取 120 根據(jù)上面公式計算，齒輪軸的最小直徑 d20mm；大齒輪軸的最小直徑 d20mm 圖 8 齒輪軸 圖 9 低速軸 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 22 5 絞刀設(shè)計 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)進行設(shè)計。 十字刀片如圖 10 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 10 絞肉機絞刀片示意圖 其值為： （ ） 30nvp Rr （32） 式中： 刀片刃部任一點的線速度 ms；p 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 ； 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 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)AA 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 絞肉時，絞肉機的十字刀片作旋轉(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，則絞肉(指切割肉的)線速度越快。并且在螺桿進科 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： （33）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（Js） 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 90mmin 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： （34）n30 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n326r/min 當 時， ， mi 30m/min=0.5m/sr m65.14.0326/ （35） 當 時， ， minR s/5.1in/90 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 24 R m94.35.13260/ （36） 圓整后取:r=15mm R=45mm 5.1.2 刀刃的前角 當十字刀片絞肉時，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況如圖11所示。 圖11 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析 根據(jù)圖11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： cos)1()(2nnF （37） 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） 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 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，F(xiàn) F 故令 。由于 是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力，可以看為刀片的預緊壓力，1Cn 是常量，故令 。 是刀片切割肉時，肉對前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故2F 令 。vnF 簡化式4得： cos)1()(221 vFC （38） 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： 一般取： (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 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 26 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 【16】 。另外，在同樣的磨鈍標 準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12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12 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)，當把刀刃放大看時，可以把刀刃看成是一段半徑為 的圓弧 圖 13，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r 圓弧(斜剖刀刃圓柱所得) 圖 13 刃傾角與刀刃鋒利度 Fig.13 Blade angle and blade sharpness 橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實際純圓半徑 。 0 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 其關(guān)系為： cos0ner （39） 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er0 明增大刃傾角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max0 圖 14： 圖 14 Rr/acsinmx0 （40） 初始刃傾角按下式計算： 見圖 15 圖 15 初始刃傾角計算用示意圖 )/(20 bRractg （41） 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 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 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v 于刃的法向速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。參見圖 16nv r 即： vn 其值為： )(30Rpr （42） cosvnir 圖 16 刀刃上任一點的速度示意圖 Fig.16 Blade at any point speed schematic 又因為： /sin R 所以： 30sincos 22 整理得 0/sin22Rvn （43） 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 （ ）30/sinRvRpr 式中： 刀刃上任一點位置的法向速度分度 ms； 刀刃上任一點位置的切向速度分量 ms；v 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； R刀刃的終點半徑 mm； r刀刃的起點半徑 mm； 圖 17 2 刃、4 刃、8 刃絞刀 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 17），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； 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 30 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。 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 31 6 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： (44))/(460 22hcmZDnF 式中：F絞刀切割能力（ ） ；c/2 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 0.30.4；取 0.4 Z絞刀刃數(shù)；取 6.2 絞肉機的生產(chǎn)能力 G 生產(chǎn)能力 G（kg/h）： (45)AF1 式中： 被切割 1kg 物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)（ ） ；1F hcm/2 A絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為 0.70.75； 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式計算： (kw) (46)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 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 32 大。但是不同刃數(shù)的絞刀應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。 表 0 Table 0 樣板孔徑 mm 38、 1016 絞刀刃數(shù) 8 4 2 生產(chǎn)能力 kg/h 800 1000 1400 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 33 結(jié) 論 漫長而又倍感充實的畢業(yè)設(shè)計階段即將結(jié)束，通過這幾十天的學習，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 有著深遠的影響?，F(xiàn)在談談對本次畢業(yè)設(shè)計的認識和體會。 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性的工 作，耽誤了很多的時間，但是這些重復性的工作卻增強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。 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復習 所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè) 計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設(shè)計進度本文所 設(shè)計的是小型絞肉機的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系 統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需 要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好。 其次，我學會了查閱資料和獨立思考。當開始拿到畢業(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。在鄭老師的指導下，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，再利用自己所學過的專業(yè)知識技能， ， 深入了解了機械傳動原理及機械系統(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 個過程也是一個學習的過程。這是一個艱辛的過程，很幸運能在鄭曉霞老師的指導 下，邊學邊用，才能按時按量完成規(guī)定的任務。 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過的知識和技能 完成我并不熟悉的任務。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。 山西工程技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書 34 附錄： Meat Grinder service-oriented development 1 Introduction In recent years, with the rapid development of Chinese industry, Meat Grinder production and sales volume has increased significantly in Chinas market has great vitality. With the social progress and development, peoples material and spiritual improvement of the quality of the urgent need to clean from the heavy work out. Thus the birth of a service-oriented home Meat Grinder, mobile Meat Grinders will be cleaning technology and the organic integration of technology to achieve the family hotels, office buildings and other indoor environment clean and semi-automatic or fully automatic, so has a broad market prospects. In this paper, Meat Grinder, on the domestic and foreign research and its key technologies are introduced, a