絞肉機結(jié)構(gòu)設計

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1、哈爾濱遠東理工學院 學士學位論文 題 目： 絞肉機結(jié)構(gòu)設計 姓 名： 分院： 專業(yè)： 學 號： 指導教師： 二 0 一 四 年 五 月 二 十 二 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 呂品厚 分院 機電工程學院 專業(yè)、班級 機械 10-4 班 指導教師姓名 苗淑杰 職稱 教授 從事專業(yè) 機械設計 是否外聘 是否 題目名稱 絞肉機結(jié)構(gòu)設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結(jié)合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15

2、4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI 制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計評閱人評分表 學生 姓名 呂品厚 專業(yè) 班級 機械 10-4 班 指導教 師姓名 苗淑杰 職稱 教授 題目 絞肉機結(jié)構(gòu)設計 序號 評 價

3、項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與生產(chǎn)、科研、實驗室建設等實際的結(jié)合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 25 5 計算機應用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術經(jīng)濟分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI 制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映

4、該論文的特點） 評閱人簽字 ： 年 月 日 畢業(yè)設計答辯評分表 學生 姓名 呂品厚 專業(yè) 班級 機械 10-4 班 指導 教師 苗淑杰 職 稱 教授 題目 絞肉機結(jié)構(gòu)設計 答辯時間 月 日時 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序 號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結(jié)合程度 10 2 設計（實驗）能力、對實驗結(jié)果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力 10 3 應用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 設計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設計的規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性 15 5 畢

5、業(yè)設計答辯準備情況 5 6 畢業(yè)設計自述情況 20 7 畢業(yè)設計答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計成績評定表 學生姓名 呂品厚 性別 男 分院 機電工程學院 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 機械 10-4 班 設計題目 絞肉機結(jié)構(gòu)設計 指導教師姓名 苗淑杰 職稱 教授 指導教師評分（X） 評閱教師姓名 職稱 評閱教師評分（Y） 答辯組組長 職稱 答辯組評分（Z） 百分制 畢業(yè)設計成績 五級分制 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 分院公章： 年 月 日 注：1、指導教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設計成績

6、百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z。 2、評語中應當包括學生畢業(yè)設計選題質(zhì)量、能力水平、設計水平、設計說明書撰寫質(zhì)量、學生在畢業(yè) 設計實施或?qū)懽鬟^程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內(nèi)容的評價。 哈爾濱遠東理工學院 畢業(yè)設計任務書 學生姓名 呂品厚 分院 機電工程學院 專業(yè)、班級 機械 10-4 班 指導教師姓名 苗淑杰 職稱 教授 從事專業(yè) 機械設計 是否外聘 是否 題目名稱 絞肉機結(jié)構(gòu)設計 一、設計目的、意義 絞肉機是肉類、工業(yè)腸類生產(chǎn)過程中最常用的一種切割設備，可將未解凍的肉塊或鮮肉按工藝 要求直接進行絞切，制成各種不同規(guī)格的顆粒狀肉，以便與其它輔料充分混合并滿足不同肉制品加 工的需要。主要

7、用于肉餡、菜餡加工，還可以用于加工魚蝦飲料及其它食品粉碎。 絞肉機絞肉方便快捷，減輕了人們長期以來進行手工剁肉的勞動強度，提高了機械化程度。絞 肉效率高，安全衛(wèi)生，是小型肉制品企業(yè)、酒店、餐廳、肉鋪、家庭的理想幫手。 二、設計內(nèi)容、技術要求 絞肉機由驅(qū)動機構(gòu)、傳動系統(tǒng)、送料機構(gòu)、切割機構(gòu)、螺旋供料器等部分組成。其設計內(nèi)容主 要包括：絞肉機總體結(jié)構(gòu)方案的擬訂；運動和動力參數(shù)的計算；傳動系統(tǒng)的設計；送料機構(gòu)、切割 機構(gòu)、螺旋供料器的設計；絞肉機總體裝配圖繪制；零件工作圖繪制；編寫設計說明書。 主要技術要求： 工作能力（kg/h）：650 料斗容積（L）：50 主軸轉(zhuǎn)速（r/min）：200 電動機

8、功率（kW）：3 五、主要參考資料 1 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊S. 北京：高等教育出版社，2008. 2 楊可楨.機械設計基礎（第五版）M. 北京：高等教育出版社， 2006. 3 成大先.機械設計手冊S. 北京：化學工業(yè)出版社，2009. 4 濮良貴，紀名剛機械設計M 北京：高等教育出版社， 2008. 5 孔慶華，劉傳紹.極限配合與測量技術基礎M. 上海：同濟大學出版社， 2010. 6 夏文水.肉制品加工原理與技術M. 北京：化學工業(yè)出版社， 2008. 7 周映霞. 我國肉類加工的現(xiàn)狀與研究J. 肉類研究，2009 ，2. 8 曹樂平，鄧潔紅.多功能自動絞肉機設計J. 食

9、品與機械， 2009，3. 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -I- 摘 要 本文論述了肉類加工機械絞肉機的工作原理、傳動系統(tǒng)設計、螺旋供料器及絞 刀和體等的結(jié)構(gòu)設計及生產(chǎn)能力分析。 本絞肉機采用全封閉式齒輪傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。該設備制造簡 單，線條流暢，沒有可藏污的縫隙及傷害操作者的銳邊，易于清潔，適合任何賓館、酒 樓、餐廳、食堂絞制肉靡之用。 本絞肉機工作主要靠旋轉(zhuǎn)的絞筒將料斗中的原料肉推擠到絞籠的擠肉樣板處，利用 轉(zhuǎn)動的切刀刃和擠肉樣板上的孔眼形成的剪切作用將肉切碎，并在絞筒的作用下，將肉 粒不斷排出擠肉樣

10、板處。這樣，絞肉機料斗中的肉不斷通過料斗進入絞筒，而肉靡段被 排出機外。該絞肉機使用范圍廣泛，能將塊狀原料肉按工藝要求切成顆粒或肉泥，便于 和其它輔料混合，滿足不同肉制品的需要。 關鍵詞：絞肉機；絞籠；絞筒；絞刀；擠肉樣板 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -II- Abstract This paper discusses the meat processing machineryMeat Mincerwork principle,the transmission system design,spiral feeder and cutter and body strcture design a

11、nd analysis of production capacity. This skein fan enbvironment gears,compact structure,smooth operationg,reliable work. This equipment manufacture simple,line is fluent,no can hide staions aperture and damage to thesharp edge operator,easy to clean,the stage for any hotels,reataurants cafes,canteen

12、,skein of meat Merle purposes. This stage work mainly by rotating cylinder of ground into hopper of raw meat pushed to squeeze meat stranding cage,using rotating template place cut the blade and the model of pore is crowded meat formed shearing action will chop the meat,and in twisted canister,under

13、 the action of meat grain constantly eduction crowded meat template place.So,the meat stage hopper unceasingly through hopper into heave tube,and broken meat Merle is expelled cake layer.This stage wide usage,can have a lump of raw meat the technique requirements and cut into particle or paste,facil

14、itate and other accessories mixed,meet different meat needs. Keywords：Meat grinder;Strangding Cage;Wring Cone;Reamer;Crowded Meat Model 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -III- 目 錄 摘 要 .I Abstract .II 第 1 章 緒 論 .1 1.1 設計的目的及意義 .1 1.2 食品機械的現(xiàn)狀 .1 1.3 絞肉機的類型及特點 .2 第 2 章 絞肉機結(jié)構(gòu)及工作原理 .4 2.1 絞肉機的結(jié)構(gòu) .4 2.2 絞肉機的工作原理 .4 2.3 本章小

15、結(jié) .5 第 3 章 螺旋供料器及絞刀的設計 .6 3.1 絞籠的設計 .6 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 .7 3.1.4 螺旋節(jié)距 .7 3.2 絞筒的設計 .7 3.3 絞刀的設計 .7 3.4 本章小結(jié) .10 第 4 章 傳動系統(tǒng)的設計 .11 4.1 電機的選擇 .11 4.2 運動及動力參數(shù)的計算 .12 4.3 帶傳動的設計 .13 4.4 齒輪傳動設計 .16 4.5 軸的設計 .20 4.6 軸承設計 .23 4.7 鍵的設計 .26 4.8 本章小結(jié) .27 第 5 章 箱體及進料口設計 .28 5.1 箱體設計

16、.28 5.2 進料口設計 .31 5.3 本章小結(jié) .31 第 6 章 生產(chǎn)能力分析 .32 6.1 絞刀的切割能力 .32 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -IV- 6.2 絞肉機的生產(chǎn)能力 .32 6.3 功率消耗 .32 6.4 本章小結(jié) .32 結(jié) 論 .33 致 謝 .34 考參文獻 .35 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -1- 第 1 章 緒 論 1.1 設計的目的及意義 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對食品工業(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

17、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 水平，離開現(xiàn)代儀器和設備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起。食品工業(yè)的發(fā)展是設備和工藝 共同發(fā)展的結(jié)果，應使設備和工藝達到最佳配合，以設備革新和創(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機械。幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設備。其中絞 肉機是為中、小型肉類加工企業(yè)所設計的較為理想的、絞制各種肉餡的機械。絞肉機

18、是 肉類、工業(yè)腸類生產(chǎn)過程中最常用的一種切割設備，可將未解凍的肉塊或鮮肉按工藝要 求直接進行絞切，制成各種不同規(guī)格的顆粒狀肉，以便與其他輔料充分混合并滿足不同 肉制品加工的需要。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備。 絞肉機絞肉方便快捷，減輕了人們長期以來進行手工剁肉的勞動強度，提高了機械 化程度。絞肉機效率高，安全衛(wèi)生，是小型肉制品企業(yè)、酒店、餐廳、肉鋪、家庭的理 想幫手。 1.2 食品機械的現(xiàn)狀 食品工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，食品機械是為食品工業(yè)提供裝備的行業(yè)。我 國的食品機械工業(yè)始于 20 世

19、紀 50 年代初新中國成立，主要是在 20 世紀 80 年代改革開 放后，依靠自己的力量，從無到有，從小到大，從弱到強，從低到高，白手起家逐步發(fā) 展壯大、完善起來的，至今已走過了近 60 年的光輝發(fā)展歷程。尤其在“八五”期間引進、 消化、吸收而自己設計制造的具有國內(nèi)外先進水平的新產(chǎn)品有幾百項。 “八五”期間，機 械工業(yè)部提出行業(yè)發(fā)展六大趨勢，重點發(fā)展 6 類成套設備，5 年共累計完成技改專項投資 10 億元。20 世紀 80 年代中期成立的中國包裝和食品機械工業(yè)協(xié)會和中國包裝和食品機 械總公司加強了行業(yè)管理，擴大了對外交流，每年舉辦中國國際食品加工和包裝機械展 覽會，吸引了各國廠商參展，加強國

20、內(nèi)外技術交流與合作，推動了新產(chǎn)品開發(fā)，現(xiàn)有產(chǎn) 品中 75%是近 10 年開發(fā)的。 我國自古以來有“民以食為天”的諺語，因此食品消費歷來就是備受關注，但自建 國以來我國的食品消費基本處于“原始狀態(tài)” ，即我國居民的食品消費一直以直接的農(nóng)產(chǎn) 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -2- 品消費為主。由于我國的小農(nóng)經(jīng)濟特征明顯，農(nóng)村經(jīng)濟普遍出現(xiàn)自給自足的特點，因此 我國食品工業(yè)總體呈現(xiàn)起步晚、發(fā)展慢、技術水平較低、核心技術依靠國外進口等特點。 但是隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，近年來也呈現(xiàn)迅猛的發(fā)展。 歐洲的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工業(yè)伴隨著工業(yè)革命孕育而生。在工業(yè)革命后，歐洲已建立了農(nóng) 產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、儲運和銷售的組織體系

21、、市場體系和技術體系。20 世紀 70 年代，由于 自動控制和質(zhì)量管理技術的發(fā)展，使農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)和食品工業(yè)實現(xiàn)了有機聯(lián)合，擴大了 生產(chǎn)規(guī)模，開始向跨國公司發(fā)展；80 年代國際上出現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)、供、銷一體化的大型 企業(yè)集團，綠色食品、有機食品、生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品頗受消費者關注；90 年代食品質(zhì)量與安全 問題成為世界范圍內(nèi)討論的熱門話題，傳統(tǒng)食品也受到醫(yī)學界的高度重視。 1.3 絞肉機的類型及特點 （1）JR-D130 型絞肉機（如圖 1-1 所示）：通用性好、適用范圍廣、生產(chǎn)效率高； 具有凍肉絞肉功能，省時、省力、保鮮、保質(zhì)；絞切過程用時短，溫升低，利于保 鮮，延長保質(zhì)期；正反轉(zhuǎn)功能，使絞肉機阻塞可能性

22、為零。JR-D130 型絞肉機特別適用 于中小型肉制品企業(yè)使用，可將塊狀原料切成 3、5、7、13 等 4 種不同尺寸的顆粒。 圖 1-1 JR-D130 型絞肉機 （2）JR-D250 型絞肉機（如圖 1-2 所示）：JR-D250 型絞肉機特別設計的凍肉和鮮 肉兩條絞籠，可滿足不同的需要。其中兩條絞籠是采用精密鑄造工藝制成的，由于采用 了精密鑄造工藝使螺桿在幾何形狀上和承載力的強度和剛度方面都大于優(yōu)于焊接螺桿。 該機使用范圍廣泛，能將塊狀原料肉按工藝要求切成 3、4、6、8、10、12、16 七種不同 尺寸的顆粒，便于和其它輔料混合，滿足不同肉制品需要，是國內(nèi)同類產(chǎn)品中首選設備。 哈爾濱遠

23、東理工學院學士學位論文 -3- 圖 1-2 JR-D250 型絞肉機 （3）MD-22 型（三相）臺式絞肉機（如圖 1-3 所示）：裝備永久不重磨的刀具； 獨立的送肉蝸桿，保持肉質(zhì)鮮嫩； 裝卸簡便、易于清潔 。除 3.2 或 6.4 孔徑外， 可根據(jù)用戶要求提供不同規(guī)格孔板。 圖 1-3 MD-22 型（三相）臺式絞肉機 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -4- 第 2 章 絞肉機結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 絞肉機的結(jié)構(gòu) 如圖 2-1 所示，本設計為小型電動絞肉機。其主體結(jié)構(gòu)是由送料機構(gòu)（包括料斗、絞 籠和絞筒等） 、切割機構(gòu)（包括擠肉樣板、絞刀和旋蓋等） 、驅(qū)動機構(gòu)（包括電機等） 、傳 動系統(tǒng)（包

24、括皮帶傳動、減速器等）和機架組成。 送料機構(gòu)作用是輸送物料前移到切割部位，并在前端對物料進行擠壓。切割機構(gòu)作 用是對進入擠肉樣板孔中的物料進行切割，其中擠肉樣板孔眼的規(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。 1.機架 2.絞刀 3.擠肉樣板 4.旋蓋 5.絞筒 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 2-1 絞肉機結(jié)構(gòu) 2.2 絞肉機的工作原理 工作時，電動機帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動，通過帶傳動將動力傳給齒輪，并帶動螺旋供料器 轉(zhuǎn)動，然后由進料口放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋轉(zhuǎn)，把物料連續(xù)地送 往絞刀口進行切碎。因為螺旋供料器

25、的螺距后面應比前面大，但螺旋軸的直徑后面比前 面小，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擠肉樣板上的孔眼中 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)換擠肉樣板的方式來 達到粗絞與細絞的需要。絞刀刃口是順著切刀旋轉(zhuǎn)學安裝的。裝配或調(diào)換絞刀后，一定 要把緊固螺母旋緊，才能保證擠肉樣板不動，否則因擠肉樣板移動和絞刀轉(zhuǎn)動之間產(chǎn)生 的相對運動，引起對物料的磨漿。旋轉(zhuǎn)供料器在絞筒里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與絞筒內(nèi) 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -5- 壁相碰，若稍相碰，馬上損壞機器。 2.3 本章小結(jié) 本章確定了絞肉機的結(jié)構(gòu)，由送料機構(gòu)、切割機構(gòu)、電動機、傳動系統(tǒng)及機架

26、組成。 電動機帶動帶傳動及齒輪傳動，將運動和動力傳遞給送料裝置，把物料連續(xù)送往絞刀口 進行切碎。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -6- 第 3 章 螺旋供料器及絞刀的設計 3.1 絞籠的設計 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 3-1 所示，設計上采用 一根變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后大前小，根徑后大前小，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 3-1 螺旋供料器 3.1.1 絞籠的材料 絞籠的材料選為 HT200。 3.1.2 螺旋直徑 螺旋直徑按下式

27、計算 D=K （3-1）5.2CG =0.109m 螺旋直徑應圓整到標準系列，標準系列為：0.100 ,0.125 ,0.160 ,0.200 ,0.250 , 0.315 ,0.400 ,0.500 ,0.630 ,0.800 ,1.00 ,1.25m。取 D=125mm。 式中 G-生產(chǎn)能力，由原始條件得 G=0.65T/H； K-物料綜合特性系數(shù)，得 K=0.071； 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -7- -物料的填充系數(shù)，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的系數(shù)，取 C=1。 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 由原始數(shù)據(jù)

28、n=200r/min。 3.1.4 螺旋節(jié)距 實體面型螺旋的節(jié)距 t=D=125mm。 3.2 絞筒的設計 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，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 3-2 絞筒 3.3 絞刀的設計 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舟上隨其一起旋轉(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、

29、8 刃。 絞刀用工具鋼材料制造，淬火硬度為 55-60HRC，刃口要鋒利，與樣板配合平面應平 整、光滑。 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)進行設計。 1. 刀刃的起訖 刀片刃部的法向速度 ：vp = p (rpR) (3-2)30n 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -8- 式中 -刀片刃部任一點的線速度（m/s） ；pv n-刀片的旋轉(zhuǎn)速度(r/m in)； p-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(mm ) ； R-刀刃終止點半徑(mm )。 絞肉時，絞肉機的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運動。從式（3-1）可以看出，在轉(zhuǎn)速

30、一定的條件 下，刀刃離旋轉(zhuǎn)中心點越遠，則絞肉線速度越快。并且在螺桿進給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： Q=FV （3- 3） 式中 Q-單位時間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接處的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量（ J/s） ； F-絞肉時任一與網(wǎng)眼板相接處的刀刃上的切割力（N ） ； V-任一刀刃切割肉的線速度（m/s） 。 所以，絞肉的線速度越快，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線速度處在 30-90m/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

31、的起點半徑 r 和終點半徑 R。 根據(jù)式（3-1 ）得： = pvn30 已知十字刀片轉(zhuǎn)速 n=200r/min，當 時，mi , =30m/min=0.5m/srp=v mvpr89.23503/= 當 時， , =90m/min=1.5m/smaxRv R= 6.7120/ 圓整后?。簉=25mm，R=75mm。 2. 刀刃的前角 在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進料都一定的情況下，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 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -

32、9- =25-40(肉質(zhì)軟取大值，反之取小值)。 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)眼板的摩擦，兩者都使絞肉過程中產(chǎn)生的熱量增多。 另外，在同樣的磨鈍標準 VB 下，后角的刀片有新用到鈍所磨去的金屬體積較大。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 NB 磨損值增大（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消弱，故后角也有一合理的數(shù)值 范圍：一般取 =3-5(肉質(zhì)軟取大值反

33、之取小值 )。 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之刃傾角 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ar 圓弧，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?。ㄐ逼实度袌A柱 所得） ，橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實際頓圓半徑 。oer 其關系為： = cos oera 由此可見，增大刃傾角 的絕對值，可減小刀刃的實際頓圓半徑 ，這就說明增大 oer 刃傾角就可以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：max0 =arcsinr/R max0 初始

34、刃傾角按下式計算： =arctg /(R-b) （3-4）02br =arctg /(75-7)75 =1.3 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 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 3-3） ，此絞刀的特點： 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -10- （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

35、同幾何參數(shù)刀片。 圖 3-3 絞刀結(jié)構(gòu) 3.4 本章小結(jié) 本章完成螺旋供料器的設計，包括絞籠、絞筒的設計；完成了絞刀的結(jié)構(gòu)和尺寸設 計，絞刀采用工具鋼制造。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -11- 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -12- 第 4 章 傳動系統(tǒng)的設計 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、齒輪傳動等及機構(gòu)逐級減速后得到。 絞籠的轉(zhuǎn)速不宜太高，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，物料摩擦生熱，出口處的壓力升高，易引起物料變 性，綜上所述得，i 8， i 7齒 帶 n =i n

36、= i i 200=2007200r/min 電 總 主 齒 帶 根據(jù)電動機功率為 3KW，取 n =1430r/min電 i = =7.15= 總 201431i2 初步取 =2.2, =3.251i2i 響絞肉質(zhì)量，因此絞籠的轉(zhuǎn)速一般在 200-400r/min 比較適宜。在本機選用 200r/min。 4.1 電機的選擇 N= =3(KW) （4-WG 1） 式中 G-絞肉機的生產(chǎn)能力，650kg/h； W-切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關，d 小則 w 大，當 d=3mm,取 W=0.0030kw.h/kg； -傳動效率，取 0.65。 所以根據(jù) N=3KW，n=1430

37、r/min,選用 Y100L2-4 得 Y100L2-4 電機的結(jié)構(gòu)（如圖 4-1 所示） 。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -13- 圖 4-1電動機的結(jié)構(gòu) 4.2 運動及動力參數(shù)的計算 以下各軸符號代表：0 軸電動機輸出軸；軸減速器中的高速軸；軸 減速器中的低速軸；w 軸絞籠軸。 各軸轉(zhuǎn)速： min/14300rn=電 i/652.1iI in/0.32rinII= mi/Iw 各軸功率： ，96.0=帶7.齒 ，軸 承 90聯(lián) = =0.970.960.990.99 =0.90 總2軸 承聯(lián)齒帶 2 P=3kw P = 0kw3.9. P =I帶019.60= P =I k07.3.3

38、軸 承齒 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -14- P =w kw01.39.073=聯(lián)軸 承 I 各軸轉(zhuǎn)矩： =9.5510 =9.5510 =2.2210 Nmm 0T60n61430.4 =9.5510 =9.5510 =4.6910 Nmm161P659.6 =9.5510 =9.5510 =1.4710 NmmIT6In6207.35 =9.5510 =9.5510 =1.4410 Nmmw6wP61.5 4.3 帶傳動的設計 1. 設計功率 P =K P=1.23=3.6KW （4-dA 2） 式中 K -工況系數(shù)，K =1.2。aA 2. 選定帶型 選取普通 V 帶 A 型，n

39、小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1403r/min。1 3. 傳動比 =2.2 1i n = = =650r/min 201i.43 4. 小帶輪基準直徑 d1 得到 d =100mmd =75mm 1min 5.大帶輪基準直徑 d 2 d = d =2.2100=220mm 21i 得 d =224mm。2 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -15- 6. 帶速驗算 V= = =7.48m/sV=2530m/s 106nd10643 7. 初定軸間距 a 0 a = d + d =324mm 012 8. 所需帶的基準長度 L 0 Ld =2 a + （d + d ）+ 0212a4 21 =2324 324

40、 3 =1169mm 取 Ld =1120mm，即帶型為 A-1120。0 9. 實際軸間距 a a= a +020Ld =299.5300mm 10. 小帶輪包角 1 =180- 57.3 1ad12 =180- 57.3304 =156 11. 單根 V 帶的基本額定功率 P1 根據(jù)帶型號，d 和 n 普通 V 帶取 1.32KW。1 12. i1 時單根 V 帶型額定功率增量 P1 根據(jù)帶型號，取 0.17KW。 13. V 帶的根數(shù) Z Z= (4-3)LadKP)(1+ = 91.04)7.032(6 =2.8 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -16- 3 式中 K -小帶輪包角修正

41、系數(shù)，取 0.94；a K -帶長修正系數(shù)，取 0.91。L 14. 單根 V 帶的預緊力 F 0 F =500（ -1） +mv (4-4) aK5.2VPd2 =500( -1) +0.17.48 94.08.7362 =139(N) 式中 m-V 帶每米長的質(zhì)量（kg/m） ，取 0.1kg/m。 15. 作用在軸上的力 F F =2F Zsin =21393sin78=816（N） 021 F = F Zsin =31393sin78=1224（N） max021 （4-5） 式中 F -考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1.5 倍。max 16. 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應既有足夠的強度

42、，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 R =3.2m）以減輕帶的磨損。a 帶輪的材料為 HT200。得普通 V 帶輪的輪槽尺寸。 小帶輪 d =100mm,采用實心輪；大帶輪 d =224mm,采用孔板輪。輪緣寬度1 2 B=（Z-1）e+2f=(3-1) 15+210=50mm 輪緣長度 L=32mm，大帶輪擬采用 P-IV 型結(jié)構(gòu)形式，取軸孔徑 d=20mm。帶輪結(jié)構(gòu) 圖如圖 4-2 所示。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -17- (a) 小帶輪 （b） 大帶輪 圖 4-2 帶輪結(jié)構(gòu)圖 4.4 齒輪傳動設計 1.

43、選擇齒輪傳動精度等級、材料及齒數(shù) (1)絞肉機為一般工作機器，速度不高，選用 8 級精度。 (2)材料選擇。選擇小齒輪材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 240HBS，大齒輪材料為 45 鋼，正火處理，硬度為 200HBS。 (3)初選小齒輪齒數(shù) z =21,大齒輪齒數(shù) z =i z =3.2521=68.25,取 z =68。121 2 2. 按齒面接觸疲勞強度設計 由設計計算式進行試算 d 3 21)(2HEdZuKT+ (1)根據(jù)工作條件，選取載荷系數(shù) K=1.3。 (2)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T =955010 131nP =(5010 )Nmm 3650 =4.40810 Nmm 4

44、 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -18- (3)選取齒寬系數(shù) =1。d (4)初選 =12 =1.88-3.2( - )cos 1z2 =1.88-3.2(0.048-0.015)0.978 =1.74 =0.318 z tan d1 =0.318121tan12 =1.421，取 =1 Z = =0.99 cos Z = )1(34 = =0.7675.)(. tan =tan cos nt =arctant 12cos0a =20.17 tan =tancos bt =tan12cos20.17 =0.210.94=0.2 =11.3，cos =0.98bb Z = Httcosin2

45、= =2.4794.038 (5)材料的彈性系數(shù) =189.8MPa 。Ez2 1 (6)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 =600Mp；大齒輪的接觸疲勞強1limH 度極限 =500MPa。2limH 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -19- (7)計算應力循環(huán)次數(shù) N =60n jL =606501(2830015)=2.80810 1h 9 N =2.80810 3.2=8.77510298 (8)接觸疲勞壽命系數(shù) K =0.90；K =0.94。1H2HN (9)計算接觸疲勞許用應力 取失效率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 = =0.9600MPa=540MPa H1SHN1li

46、m = =0.94550MPa=517MPa2K2li (10)計算小齒輪分度圓直徑 d ,代入 中較小值1H d 13 2)(EdZuT+ = 3 2 4 )5176.094.8(5.31108.2 =37.74mm (11)確定尺寸精度 V= = =1.28m/s 106dn10674.3 選用 8 級精度。 (12)確定齒輪參數(shù) m = = =1.76mm ,1coszd21cos74.3 取 m =2mm。n (13)中心距 a= = =90.8mm cos2)(1zn+12cs)68( 圓整 a=91mm。 =arccos =arccos =12.03 azmn)(219)(+ (1

47、4)確定輪轂寬 d =m z cos=221cos12.03=42.94mm 1n b= d =142.94=42.94mm d1 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -20- 取 b =b=45mm。b =b +(5-10)mm=50mm 212 3. 校核齒根彎曲疲勞強度 (1)當量齒數(shù) Z =1V3cosz = 0.23 =21.16 Z =2v3cosz = 0.1683 =68.51 (2)齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)為：Y =2.76，Y =1.56；1Fa1Sa Y =2.25，Y =1.75。2Fa2Sa (3)由應力循環(huán)次數(shù)得彎曲疲勞壽命系數(shù) K =0.85，K =0.88。1FN2F

48、N (4)兩齒輪的彎曲疲勞強度極限分別為 =500MPa， =380MPa。 EE (5)計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，得 = = MPa=303.57MPa F1SFN14.508 = = MPa =238.86MPa2KE23 (6)得 Y =0.90 Y =0.25+ =0.25+ =0.68 75.04.1 (7)計算輪齒齒根彎曲應力 = 1F12YdbmKTSaFnF = 2.761.560.860.9094.25083. =98.83MPa303.57MPa 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -21- = 2.251.750.860.902F94.251083

49、. =90.38MPa238.86MPa 因此齒根彎曲強度足夠。 4. 齒輪幾何參數(shù)計算 p= m=3.142mm=6.28mm p =pcos=6.28cos20=5.90mmb h = h *m=12mm=2mma h =(h *+c *)m=(1+0.25) 2=2.5mmf d = = =42.94mm1cosmz03.12 d = = =139.05mm2.68 d = d +2h =42.94+22=46.94mm1aa d =d +2h =139.05+22=143.05mm2 d = d -2h =42.94-22.5=37.94mm1ff d = d -2h =139.05-

50、22.5=134.05mm2ff a= = =91mmcos)(21zmn+03.1cs)68( 大齒輪結(jié)構(gòu)如圖 4-3 所示。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -22- 圖 4-3 大齒輪結(jié)構(gòu) 4.5 軸的設計 1. 選擇軸的材料，確定許用應力 由已知條件之絞肉機傳遞中小功率，對材料無特殊要求，故選用 45 鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 強度極限 =650MPa。b 2. 估算軸的基本直徑 C=103-126 dC =(103-126) =25.40-31.07mm 3NP320 所求 d 為裝齒輪處的受扭轉(zhuǎn)軸段的直徑。因該處有一鍵槽，應該將該軸段直徑增大 3%，即 d=(25.40-31.07) 1.

51、03=26.16-32.00mm 取標準直徑得 d=32mm。 3.軸的結(jié)構(gòu)設計 （1）確定軸上零件的位置個固定方式 要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件 的裝拆順序和固定方式。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左右兩端均用套筒固定。這 樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的軸向固定采用平鍵連接。軸承對稱安裝于 齒輪的兩側(cè)，其軸向用套筒固定，周向采用過盈配合固定。 （2）確定各軸段的直徑，軸段（外伸端）直徑最小， d =28mm;考慮到要對安裝1 在軸段上的聯(lián)軸器進行定位，軸段 上應有軸肩，同時為能很順利地在軸段 上安裝 軸承，軸段 必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，故取軸段 的直徑為 29mm，軸段直

52、徑為 30mm；用相同的方法確定軸段、 的直徑分別為 32mm、30mm。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 -23- （3）確定各軸段的長度，齒輪輪轂寬為 45mm，為保證齒輪固定可靠，軸段的長 度應略短語齒輪輪轂寬度，取為 43mm，軸段、 、長度分別為 24mm、38mm、35mm、35mm。 4. 軸的受力分析 （1）求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=9.5510 6nP =（9.5510 ）Nmm203 =1.4310 Nmm 5 （2）求軸上作用力 齒輪上的切向力 F = = N=2057.6N 2tdT13904. 5 齒輪上的徑向力 F = = N=765.7N 2rcostan03.12cs

53、tan57 齒輪上的軸向力 F =F tan =2057.6tan12.03N=438.5N 2xt (3)確定軸的跨度 7006C 型軸承的 a 值為 12.2mm，故左、右軸承的支反力作用點的 間距皆為 （0.545+18+16-12.2 ）mm=44.3mm 聯(lián)軸器力作用點與右端軸承支反力作用點的間距為 （12.2+32+6+0.525 ）mm=62.7mm 5.按當量彎矩校核軸的強度 （1）作軸的空間受力簡圖（見圖 4-4-b） （2）作水平面受力圖及彎矩 M 圖（見圖 4-4-c）H = AHF6.82 347.22dFxrQ = . 1395.85.50 =1042.4N 哈爾濱遠

54、東理工學院學士學位論文 -24- =BHF6.82 34.152dFxrQ+ = . 1395.8720 =4308.1N M = 44.3=1042.444.3=46.210 Nmm CHLAF3 M =M +F =46.210 438.5 =76.710 Nmm Rx2d3219 M = 62.7=250062.7=156.7510 Nmm BHQ3 (3)作垂直面受力圖及彎矩 M 圖（見圖 4-4-d）V = = = =1028.8N AFB2t6.057 = 44.3CVA =1028.844.3 =45.5810 Nmm 3 （4）作合成彎矩 M 圖（見圖 4-4-e） M =CLCVHL22+ = 233)1058.4()10.46( =64.9010 Nmm M =CRCVHR22+ = 233)1058.4()107.6( =89.210 Nmm M =BBVH22+ = 30)175.6( =156.7510 Nmm （5）作轉(zhuǎn)矩 T 圖（見圖 4-4-f） T=1.43 Nmm510 （6）按當量彎矩校核軸的強度 由圖 4-3-a、e、f 可見，截面 B 的彎矩、