全自動(dòng)煎餅機(jī)總體機(jī)械設(shè)計(jì)（含SW三維圖+CAD圖紙+說明書）

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Considering the processing efficiency of the pancake machine and the processing technology of the parts, the mechanical transmission mode of the equipment is determined. It is mainly divided into three parts: rotary furnace, roller scraping conveying device and scraper separation device. The scraping roller of the scraping conveying device is driven by the friction wheel, and the scraper separation device is realized by four hinged rods. The mechanical transmission part is composed of sprocket, bevel gear and incomplete gear. According to the matching of the parts of the automatic pancake machine, the main parameters are designed and calculated. The equipment has the characteristics of high production efficiency, reasonable space layout, convenient operation, simple parts processing and high degree of automation. Keywords: pancakes machine； scrape paste； scraper separation II 1引 言 1.1設(shè)計(jì)的目的及意義 煎餅在中國(guó)傳統(tǒng)食品中名列前茅，把雜面用一定比例的水調(diào)成糊狀攤烙而成，大多數(shù)使用粗糧制作。煎餅攤烙過程中，水分受力蒸發(fā)少，表皮干燥酥脆，疏松多孔，口感筋道，煎餅的厚度可厚可薄。一般形狀為圓形，方便疊層。 煎餅始于山東泰山，多數(shù)使用五谷雜糧作為原材料。蒲松齡特地為它作《煎餅賦》，可見對(duì)煎餅感情之深。目前泰安煎餅中，以玉珍煎餅為例，發(fā)源歷史最好可以追溯到宋朝。在山東省新泰市，有一個(gè)非常有名的煎餅之鄉(xiāng)樓德鎮(zhèn)，有“中國(guó)煎餅第一鎮(zhèn)”之稱號(hào)，此地家家會(huì)做山東煎餅，堪為傳奇【2】。 山東煎餅是最好的食物的原因有四點(diǎn)。第一，煎餅的原材料是采用多種五谷雜糧研磨而成，不是單一的細(xì)糧或者粗糧，便于人消化。又因?yàn)榧屣炘谥谱鞯倪^程中會(huì)添加雞蛋等其他材料，營(yíng)養(yǎng)均衡全面，是很多城市青年人的早餐第一選擇。第二，多數(shù)煎餅的厚度比較薄，制作起來簡(jiǎn)單便捷，方便堆疊存儲(chǔ)。而且冷了之后，一會(huì)就可以完成加熱，特別符合當(dāng)今快節(jié)奏的生活方式。第三，由于煎餅的含水量很少，可以保存3~4個(gè)月時(shí)間都不會(huì)發(fā)生變質(zhì)，也便于儲(chǔ)存。在食用方面，可以搭配任意自己喜歡的食材，可以把自己喜歡的食材平鋪在煎餅上并卷起食用，可以用手拿著吃，別具一番滋味，吃法類似于西餐中的漢堡。第四，牙齦可以在吃煎餅的過程中得到鍛煉，俗話說“牙好胃口就好，胃口好就身體健康”，天下哪有如此一舉多得的食物呢？ 本課題的主要目是為了設(shè)計(jì)一種款能夠替代手工煎餅，降低勞動(dòng)程度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制作的全自動(dòng)煎餅機(jī)，既能夠節(jié)能減排，又能夠提高生產(chǎn)率。 為了盡可能保留住傳統(tǒng)手工煎餅制作的味道，本文設(shè)計(jì)的加熱烙制裝置采取了非連續(xù)性工作和平面鏊板頂面烙制的方式，跟人工制作煎餅的方式極其類似。并且設(shè)計(jì)了自動(dòng)給料、自動(dòng)刮糊、自動(dòng)分離等裝置，自動(dòng)化程度高，工作效率高?？傊疚脑O(shè)計(jì)的煎餅機(jī)是在傳統(tǒng)手工煎餅的基礎(chǔ)上衍生出的一款設(shè)備，主要目的是為了提高效果，縮短制作周期，降低人力的輸出。 1.2國(guó)內(nèi)煎餅機(jī)的研究現(xiàn)狀 煎餅是我國(guó)北方普遍食用的一種食品，具有物美價(jià)廉、容易保存、口感好的特點(diǎn)。隨著需求量的不斷增大，近年來，制作煎餅的機(jī)器多種多樣，人們開發(fā)出了多種煎餅加工機(jī)械，按照加工方式可分為：滾筒式煎餅機(jī)、仿手工煎餅機(jī)、全自動(dòng)煎餅機(jī)等。 1.2.1滾筒式煎餅機(jī) 第一種：自動(dòng)滾筒煎餅機(jī)。此設(shè)備的組成可分為滾筒、電機(jī)和傳動(dòng)裝置、加熱裝置、切割和加料裝置組成[1]。其優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有較高的生產(chǎn)效率。但它最大的缺點(diǎn)是無法保留住傳統(tǒng)手工工藝制作的煎餅味道。 圖1-1 自動(dòng)滾筒煎餅機(jī) 第二種：改進(jìn)型滾筒煎餅機(jī)。它由前板、后板、機(jī)架、輸送架等組成的電機(jī)帶動(dòng)的蝸桿、蝸輪及與之同軸的鏈輪托輪和另一組鏈輪，托輪，滾筒組構(gòu)成的傳送裝置及托輪帶動(dòng)的安裝在輸送架上的滾筒構(gòu)成的烘烤裝置，由固定在前后板內(nèi)側(cè)上的托板及其上方的爐膛，電爐及其芯套構(gòu)成的加熱裝置，由固定在前、后板上的托架及裝在其上的糊斗構(gòu)成的送料裝置和前、后板下部緊靠滾筒處的刮刀五部分[2]。它的特點(diǎn)是能夠節(jié)省勞力、清潔衛(wèi)生。它的缺點(diǎn)在于自動(dòng)化程度不高，屬于半自動(dòng)機(jī)械設(shè)備。 圖1-2 改進(jìn)型滾筒煎餅機(jī) 1.2.2鏊爐式煎餅機(jī) 第一種：半自動(dòng)刮糊煎餅機(jī)。此機(jī)器由旋轉(zhuǎn)鏊板、動(dòng)力和傳動(dòng)裝置、半自動(dòng)刮糊裝置及加熱裝置組成[3]。它的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在了煎餅的自動(dòng)刮糊流程，能夠保留住傳統(tǒng)煎餅的味道。她的缺點(diǎn)在于操作過程繁瑣復(fù)雜，自動(dòng)化程度低。 圖1-3 半自動(dòng)刮糊煎餅機(jī) 第二種：全自動(dòng)XQ-Ⅰ型自動(dòng)煎餅機(jī)。它的特征在于可以完全代替手工操作：(1)手工上料被擋料板和限量電磁閥完全取代。(2)人工攪拌被料斗攪拌器取代以防沉淀。(3)采用固定的刮刀將煎餅成品自動(dòng)取下[4]。它的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，結(jié)構(gòu)清晰適用性強(qiáng)。它的缺點(diǎn)是機(jī)械自動(dòng)化程度較低，工作效率不高。 第三種：全自動(dòng)煎餅機(jī)。它包括旋轉(zhuǎn)鏊板、儲(chǔ)料器、擦油機(jī)械手、攤抹機(jī)械手、起邊機(jī)械手、揭拉機(jī)械手、刮起機(jī)械手、翻邊機(jī)械手以及自動(dòng)控制器組成[5]。通過PLC控制器來通知各個(gè)機(jī)械手的動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煎餅的動(dòng)作流程。它的有點(diǎn)是能夠完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的煎餅過程，提高生產(chǎn)效率。它的缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜，制造成本高，維修困難，無法被消費(fèi)者接受。 圖1-4 全自動(dòng)煎餅機(jī) 第四種：兩用的攤煎餅機(jī)。煎餅類的食品都可以應(yīng)用本設(shè)備來代替人工操作，或者將煎餅切成小方塊形狀的“鍋巴菜”的食品。本設(shè)備的基礎(chǔ)機(jī)身帶有一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其上的料斗裝著攪拌裝置、有加熱裝置并不停地轉(zhuǎn)動(dòng)的熟化桶、可將煎餅片切成條或不切條的導(dǎo)向輪、將煎餅片切成定長(zhǎng)的定刀片和動(dòng)刀片組合及帶水槽的刮料板、油刷、刮刀等裝置，保證其順利地連續(xù)工作[6]。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，操作機(jī)構(gòu)過多影響生產(chǎn)效率，造價(jià)成本太高。 圖1-5 兩用的煎餅機(jī) 第五種：新型食品加工機(jī)械。煎餅滾筒的底部?jī)啥松涎b有上料機(jī)構(gòu)，可以把面糊從底部帶起。為了讓面糊能夠均勻，有六個(gè)抹板均勻地分布在煎餅滾筒外圍一圈，并且煎餅滾筒內(nèi)裝有電加熱的輔助系統(tǒng)，帶有溫度控制器控制溫度，且固定不動(dòng)。煎餅的滾筒可以圍繞著旋轉(zhuǎn)，采用并聯(lián)的電路連接方式。由刮刀刮下的煎餅，通過由兩側(cè)凸輪帶動(dòng)的切刀切成正方形，并由煎餅托板和升降板托著不斷摞起，當(dāng)摞到一定斤數(shù)時(shí)，升降板下降，觸動(dòng)限位開關(guān)，關(guān)閉電源[7]。定位銷自動(dòng)鎖住升降板，然后更換煎餅托板，煎餅機(jī)重新自動(dòng)開始工作[7]。其特征是：上料滾安裝在煎餅滾筒的底部，煎餅滾筒內(nèi)裝有電熱電阻組成的電加熱系統(tǒng)，并有控溫器控制溫，外圍有六個(gè)分不同角度安裝在抹板槽內(nèi)的抹板，兩端是水冷式瓦盒座，料斗卡在上料滾的軸上，刮刀緊貼煎餅滾筒，凸輪在兩側(cè)使切刀有規(guī)律地切割煎餅，煎餅托板放在煎餅箱內(nèi)的升降板上，升降板與煎餅箱的頂部由彈性膠皮或彈簧連接，拉力大小可調(diào)，煎餅箱底部裝有限位開關(guān)和定位銷。 第六種：自動(dòng)仿手工煎餅機(jī)，它由機(jī)架、加熱烙制裝置、自動(dòng)給料裝置、動(dòng)力和傳動(dòng)裝置、煎餅刮取裝置和操作控制箱組成[8]。它的優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械化程度高，比較適合適應(yīng)用在批量化生產(chǎn)領(lǐng)域。它的缺點(diǎn)是造價(jià)成本太高，很難大眾化地普及應(yīng)用。 圖1-6 自動(dòng)仿手工煎餅機(jī)主視圖 圖1-7 自動(dòng)仿手工煎餅機(jī)俯視圖 本文所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)煎餅機(jī)，它是模擬傳統(tǒng)手工制作煎餅的工藝，設(shè)計(jì)了的專用分離機(jī)構(gòu)和刮糊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)煎餅的加工及分離。既要保留住傳統(tǒng)煎餅的味道，同時(shí)還要考慮到設(shè)備的制造成本低，占地面積小，能夠大眾化地推廣使用。 1.3設(shè)計(jì)方案 1.3.1研究?jī)?nèi)容 在傳統(tǒng)手工制作煎餅工藝的基礎(chǔ)上研究，設(shè)計(jì)一款全自動(dòng)煎餅機(jī)。既要保留住傳統(tǒng)煎餅的味道，同時(shí)還要考慮到設(shè)備的結(jié)構(gòu)和制造成本，以便適用家庭式加工。 1.3.2研究目標(biāo) 設(shè)計(jì)一種自動(dòng)煎餅機(jī)，用于“手工煎餅”的機(jī)械化加工。要求保留手工煎餅的原本風(fēng)味，并使機(jī)器經(jīng)濟(jì)效益高。 1.3.3研究方法 根據(jù)傳統(tǒng)手工烙制的工藝特點(diǎn)，采用整體刮取，整體分離的方法[9]。在設(shè)計(jì)過程中需要應(yīng)用到的知識(shí)范圍有：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、電氣控制等方面。要進(jìn)行軸類零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和電氣元件的選料分析等工作。按照目前國(guó)內(nèi)煎餅機(jī)的發(fā)展情況以及功能特征分析，明確了煎餅機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。從煎餅機(jī)的加工效率和各零部件的加工工藝等方面考慮，確定了設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)方式。其主要分旋轉(zhuǎn)式鏊爐、輥式刮糊輸送裝置、刮刀分離裝置等三部分組成。刮糊輸送裝置由摩擦輪帶動(dòng)撥料輥實(shí)現(xiàn)，刮刀分離裝置由鉸鏈四桿實(shí)現(xiàn)。由鏈輪、錐齒輪和不完全齒輪等零部件組成機(jī)械傳動(dòng)部分。并且根據(jù)全自動(dòng)煎餅機(jī)各裝配零件之間的配合，進(jìn)行了主要參數(shù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 本設(shè)備具有生產(chǎn)效率高、空間布置合理、操作便捷、零部件加工簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。 1.4設(shè)計(jì)的技術(shù)路線 調(diào)查研究 確定加工工藝 確定總體方案 鏊爐整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 煎餅分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 自動(dòng)刮糊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2總體方案的設(shè)計(jì) 2.1傳動(dòng)方案的確定 電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 鏈輪 渦輪蝸桿減速器 凸輪 錐齒輪 鏊爐旋轉(zhuǎn) 刮糊機(jī)構(gòu) 不完全齒輪 鏈輪(減速) 四桿機(jī)構(gòu) 2.1.1機(jī)器的傳動(dòng)路線 第1路 第2路 第3路 圖2-1傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 1．電動(dòng)機(jī)2．聯(lián)軸器3．渦輪減速器4．鏈輪 5．凸輪6．鏈輪B7．直齒圓柱齒輪8．槽輪9．錐齒輪 2.1.2傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇 2.2.1傳動(dòng)效率的確定 本機(jī)器按照使用頻率是每天10~14h范圍來設(shè)計(jì)； 根據(jù)結(jié)構(gòu)原理圖來確定各傳動(dòng)裝置的效率： 連軸器： =0.97 錐齒輪傳動(dòng)： =0.95 齒輪傳動(dòng)： = 0.97 鏈傳動(dòng)： = 0.96 滾動(dòng)軸承： =0.97 蝸桿蝸輪傳動(dòng)： Z＝1 時(shí) = 0.70 傳動(dòng)裝置第1路的總效率是： 傳動(dòng)裝置第2路的總效率是： 傳動(dòng)裝置第3路的總效率是： 2.2.2估算工作時(shí)各部分所需功率 (1)鏊爐與摩擦輪的摩擦力 F摩=mgcosu (2-1) 其中：m為儲(chǔ)存面料質(zhì)量和刮糊器質(zhì)量的總和,取m=0.5kg； 為錐角度,取=45； u為(石棉基材料與鑄鐵)摩擦系數(shù)[10],范圍0.300.40,取u=0.35 所以： =1.2N (2)鏊爐旋轉(zhuǎn)線速度V=R 其中, 為鏊爐旋轉(zhuǎn)角速度, 取=60；R為鏊爐半徑,取R=0.35m；鏊爐質(zhì)量； 所以：V=2.2 即：鏊爐摩擦功率： =F摩V=2.3kw 鏊爐旋轉(zhuǎn)功率： 所以：估算鏊爐旋轉(zhuǎn)消耗的功率： 2.2.3電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)型號(hào)：；功率；額定轉(zhuǎn)速：720 3主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1鏊爐旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 3.1.1鏈輪A的設(shè)計(jì) 選用鏈輪原因：煎餅的過程鏊爐需要低速均勻地旋轉(zhuǎn)，因此無法選用皮帶輪； 已知參數(shù)：因負(fù)載需要傳遞的功率P=5,傳動(dòng)比 i=3， 下面內(nèi)容的相關(guān)資料均來自《機(jī)械設(shè)計(jì)》[11] 1．小鏈輪齒數(shù) 2．大鏈輪齒數(shù) 3．實(shí)際傳動(dòng)比 (可用) 4．張緊輪齒數(shù) 5．設(shè)計(jì)功率 由表查得工作情況參數(shù)[12] 根據(jù)，并估計(jì)鏈輪工作在額定功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)，由表查得小齒輪系數(shù) 根據(jù)單排鏈，由表查得排數(shù)系數(shù) 所以： 6．選鏈條節(jié)距 根據(jù)和，查得鏈號(hào)為16A，節(jié)距 7．初定中心距 取 8．確定鏈節(jié)數(shù) 取 9．鏈條長(zhǎng)度 10．理論中心距 (3-1) 據(jù) 由表用插值法得 11．實(shí)際中心距 由表得 (3-2) 其中 (3-3) 取 (3-4) 所以： 12．鏈速 13．驗(yàn)算小鏈輪孔徑 據(jù) ， 由表查得 14．有效圓周力 15．作用在軸上的力 (3-5) 取 16．潤(rùn)滑方式 據(jù)和，查圖得,采用油刷或油漆人工定期潤(rùn)滑或滴油潤(rùn)滑。 3.1.2錐齒輪的設(shè)計(jì) 已知參數(shù)：因負(fù)載需要傳遞的功率P=4,傳動(dòng)比 i=4， 1.選材料,熱處理方法及定精度等級(jí)[13] 大小齒輪材料均為20Cr,滲碳、淬火，硬度均為56~62HRC；由圖查得.由圖查得，采用6級(jí)精度，即：6CGB11365．齒面粗糙度 2.初步設(shè)計(jì) 選用直齒錐齒輪,按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。即： (3-6) 載荷系數(shù)：K=1 額定轉(zhuǎn)矩： 齒數(shù)比：u=i=4 齒寬系數(shù)：(常用) 許用接觸應(yīng)力： []=0.9=0.91500=1350 材料配對(duì)系數(shù)： 初算結(jié)果 ，由于空心軸限制，取 3.幾何尺寸計(jì)算 齒數(shù)：取 , 分錐角： 模數(shù)： 取 分度圓直徑： 齒寬中心分度圓直徑： 外錐距： 中錐距： 齒寬： 取 齒頂高： 齒根高： 頂圓直徑： 齒根角： 齒頂角： 頂錐角： 根錐角： 冠頂距： 3.2分離機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 3.2.1不完全齒輪的設(shè)計(jì) 齒輪設(shè)計(jì)如下：已知輸入功率P =4.85，小齒輪的轉(zhuǎn)速是40r/min，。 1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)[14] 1）圖2—1所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2) 速度不高，故選用7級(jí)精度 3) 材料選擇。選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)淬火），硬度是280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)淬火）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS 4) 選小齒輪齒數(shù)為24，大齒輪完整齒數(shù)為，圓整為 2．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10—9a）進(jìn)行試算，即 (3-7) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) Kt=1.3 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 選取齒寬系數(shù) 查得材料的彈性系數(shù) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸硬度疲勞極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ； 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1﹪，安全系數(shù)S=1得 2）計(jì)算 （1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中比較小的值 (3-8) 求得 （2）計(jì)算圓周速度 （3） 計(jì)算齒寬b b==1×95.725=95.725 （4）計(jì)算齒寬和齒高之比 模數(shù) ==95.725/24=3.988 齒高 =2.25=2.25×3.988=8.974 95.725/8.974=10.67 （5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)ν=0.109m/s，7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)=1.03； 假設(shè)。查得； 查得使用系數(shù)KA=1; 查得6級(jí)精度，相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，得 由b/h=5，查得；故載荷系數(shù) =1×1.03×1×1.423=1.466 （6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得到分度圓直徑，得 （7）計(jì)算模數(shù)m 3．按齒根彎曲強(qiáng)度校核 查得齒根彎曲強(qiáng)度校核公式為 (3-9) 確定齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力 （1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； （2）查得彎曲疲勞系數(shù)； （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 去彎曲疲勞安全系數(shù)為1.4，得 （4）計(jì)算載荷系數(shù) （5）查取齒形系數(shù) 查得 （6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查得 （7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。 計(jì)算得 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)[16]?？扇∮蓮澢鷱?qiáng)度算得模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)m= 4，按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑=96，算出小齒輪的齒數(shù) ，完整大齒輪的齒數(shù) 圓整為65。 這樣設(shè)計(jì)的齒輪，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度，并作到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4．幾何尺寸計(jì)算 ⑴計(jì)算分度圓直徑 ⑵計(jì)算中心距 ⑶計(jì)算齒輪寬度 取 由于齒輪轉(zhuǎn)一圈所用時(shí)間為4s，其中1.5s為做功時(shí)間，不完全大齒輪齒數(shù)為 圓整為 則 ， 5．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖紙。 3.2.2鏈輪B的設(shè)計(jì) 已知參數(shù)：傳遞功率，小輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比 由于小輪轉(zhuǎn)速太低，不能選擇帶輪，所以選取鏈輪傳動(dòng)[17]。 采用滾子鏈傳動(dòng)。具體設(shè)計(jì)方法和步驟如下： 1．選擇鏈輪齒數(shù), 假定鏈速，選取小鏈輪齒數(shù)=25，，鏈輪實(shí)際中心距 2．計(jì)算理論中心距 ～1.236）=1198.39mm 則理論中心距 3．確定鏈條節(jié)數(shù) 在圖8-2-2查得鏈號(hào)為16A，節(jié)距 所以 初定中心距,鏈條的節(jié)數(shù)為 4．驗(yàn)算鏈速 與原假設(shè)相符合 5．計(jì)算作用在軸上的力 (3-10) 有效圓周力 按垂直傳動(dòng)取壓軸力系數(shù) 故 9．鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)尺寸見附圖 3.2.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 已知參數(shù)：滑塊C的行程，推程時(shí)間，回程時(shí)間 1．采用帶有偏距的急回四桿機(jī)構(gòu)[18] 2．行程速比系數(shù)： 其中 為極位夾角 求得： 用作圖法先作出該機(jī)構(gòu)兩個(gè)極位和。如簡(jiǎn)圖所示，故極位夾角 3．選取傳動(dòng)角： 為保證機(jī)構(gòu)傳力性能良好，使，取 4．由簡(jiǎn)圖可知：(三角形關(guān)系) (3-11) 取值帶入,根據(jù)空間布局,材料利用率等方面考慮。選?。? 則 ， 求得： 3.3刮糊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 3.3.1凸輪的設(shè)計(jì) 已知參數(shù)：工作條件為低速輕載。對(duì)推桿的運(yùn)動(dòng)要求：凸輪轉(zhuǎn)過時(shí)，推桿上升；凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過時(shí)，推桿不動(dòng)；凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)過時(shí)，推桿下降；其余角度，推桿又停止不動(dòng)[19]。 1．確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸 設(shè)初步確定凸輪的基圓半徑為，推桿滾子半徑。 2．選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 因其工作條件為低速輕載，應(yīng)選用和較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以保證推桿運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和工作精度?？芍瞥踢\(yùn)動(dòng)規(guī)律可采用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律可采用五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3．求理論廓線 對(duì)于對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的理論廓線的坐標(biāo)令式中的，，求得 ， (a) 式中，位移應(yīng)分段計(jì)算。 1)推程階段 2)遠(yuǎn)休止階段 3)回程階段 4)近休止階段 5)推程段的壓力角和回程段的壓力角 (3-12) 取計(jì)算間隔為，將以上各相應(yīng)值代入式(a)計(jì)算理論輪廓線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。 4．求工作廓線 得 其中： 1)推程段 2)遠(yuǎn)休止段 3)回程階段 4)近休止段 5．計(jì)算結(jié)果可得凸輪工作廓線各點(diǎn)的坐標(biāo)如下圖所示： 推程段的最大壓力角為，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為；回程的最大壓力角為，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為。凸輪的輪廓曲線如下圖： 圖3-1 凸輪的輪廓曲線圖 3.4軸的設(shè)計(jì)及軸承的選擇 設(shè)連接鏈輪A與錐齒輪的軸為軸a；帶動(dòng)鏊爐旋轉(zhuǎn)的空心軸為軸b；連接齒輪與鏈輪的軸為軸c ；連接鏈輪和四桿機(jī)構(gòu)的軸為軸d 。 A．軸a設(shè)計(jì)： 1．求出軸上的功率，轉(zhuǎn)速，和扭矩 求得傳動(dòng)效率 則 2．初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑[20]。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表取于是得 取軸為空心軸，軸的最小外徑是90，內(nèi)徑是45。那么鏈輪的直徑是90。 3．軸上選擇的軸承型號(hào)為深溝球軸承61922 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(見圖紙) B．根據(jù)軸a的設(shè)計(jì)步驟，計(jì)算出其他軸的數(shù)據(jù) 軸b：直徑為100mm，選用推力調(diào)心滾子軸承29320，其他尺寸見圖紙 軸c：最小直徑為60mm，選用深溝球軸承61813，其他尺寸見圖紙 軸d：最小直徑30mm，選用深溝球軸承61806，其他尺寸見圖紙 5．軸a上不完全齒輪和凸輪的安裝 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器的工藝流程需確定不完全齒輪與凸輪在軸上的相對(duì)角度。因?yàn)檩Sa為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)要求確定不完全齒輪中心線與凸輪起始位置線的夾角為 3.5分離裝置的設(shè)計(jì) 分離裝置由一個(gè)刮刀和與其連接的平板組成。 1．刮刀的設(shè)計(jì) 刮刀側(cè)面為三角形,正面為長(zhǎng)契形，其尺寸見圖紙。 其作用是當(dāng)煎餅熟了后，將煎餅刮起。 2．刮刀后是一塊平板，其尺寸見圖紙。 其作用是將煎餅帶離鏊面。 3.6刮糊裝置的設(shè)計(jì) 1．取刮糊裝置容器儲(chǔ)存質(zhì)量，因?yàn)槊婧芏却笥谒拿芏龋纫运拿芏扔?jì)算尺寸。 2．容器體積 3．刮糊裝置寬度 由于鏊爐直徑為700mm，為使煎餅中間不至于出現(xiàn)漏洞，則。取 4．容腔的尺寸 容腔側(cè)面積 取容腔高度 則容腔側(cè)面寬度 5．選取其他尺寸 ?。簱芰陷佒睆? D=30mm 擋料輥直徑 d=10mm 兩輥中心距 彈簧槽高度 煎餅厚度等于刮板與爐面距離 彈簧推程塊高度 刮糊器開口開度 (小于擋輥直徑) 刮糊器開口角度 刮糊板寬度 刮糊板高度 頂端開口直徑 4其他部件的選擇 4.1聯(lián)軸器的選擇 已知：傳遞的功率，聯(lián)軸器需要承受的扭距。 1．類型選擇 聯(lián)軸器主要是用于傳遞減速器和電動(dòng)機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)和扭矩，所以對(duì)聯(lián)軸器的要求不高，所以可選擇凸緣聯(lián)軸器。而且凸緣聯(lián)軸器構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低可以傳遞較大轉(zhuǎn)矩。 2．載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩 由表14―1查得，得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 3．型號(hào)選擇 因?yàn)槌龆ㄝS的直徑是42，從工具書中的可查得凸緣聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩是160，軸徑在28～45，故合適。 4.2減速器的選擇 考慮到占用的空間盡量小，選擇蝸桿上置式的圓弧圓柱蝸桿減速器[21] 1．按減速器的機(jī)械強(qiáng)度功率表選取 帶式輸送的切片機(jī)是中等沖擊，查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表7-1-28：=1.25， 查表7-1-35=1，查表7-1-36： =0.94，查表7-1-37：=1，由式子 = ×× =×× —減速器計(jì)算輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩 （）； — 減速器實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 （）； —減速器輸出熱轉(zhuǎn)矩 （） 由上面的計(jì)算可求 =9549×P′/n= 95495/45=1061（） =×f1×f2=1061×1.25×1=1326.25（） =×f3×f4=1061×0.94×1=997.34（） 按以上的計(jì)算可知 最大值為1326.25（） 由于要選用的是 =16， =720。 由表7—1—33出選減速器為 =1350（），大于要求值，符合要求。 對(duì)減速器輸出軸載荷及最大尖峰載荷進(jìn)行校核均滿足要求，故最后選擇減速器的型號(hào)是： CWO—125—16—I— —1995 5 總 結(jié) 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，嚴(yán)格按照根據(jù)任務(wù)書的要求來執(zhí)行，首先查閱了一些關(guān)于煎餅機(jī)的相關(guān)，對(duì)煎餅機(jī)目前的現(xiàn)狀和種類有了初步了解，對(duì)有關(guān)的各種煎餅機(jī)的進(jìn)行了對(duì)比和特點(diǎn)分析，進(jìn)而進(jìn)行關(guān)鍵零部件和結(jié)構(gòu)的分設(shè)計(jì)。通過自身的努力和老師、同學(xué)們的探討、協(xié)助下，完成了這款全自動(dòng)煎餅機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。該設(shè)備主要應(yīng)用在中國(guó)北方煎餅流行地區(qū)使用。 此款煎餅機(jī)具有以下這些設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)： [1] 采用自動(dòng)刮糊及刮取機(jī)構(gòu)；其作用就是為了實(shí)現(xiàn)煎餅在烙制過程中的自動(dòng)化加工。 [2] 采用不完全齒輪傳動(dòng)；它的設(shè)計(jì)目的是保證加工過程中的傳動(dòng)間歇，從而實(shí)現(xiàn)煎餅刮糊、分離等一系列工藝的自動(dòng)化。而且它所用的零件和部件都是簡(jiǎn)單常用的，這樣就降低了機(jī)器的本錢；而且因?yàn)楣伟宓恼{(diào)節(jié)而可以獲得不同厚度的煎餅。 [3] 選用錐齒輪，即可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的換向。 [4] 選用凸輪可以實(shí)現(xiàn)刮糊的間歇以及調(diào)節(jié)刮糊器的高度。 [5] 選用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)煎餅分離時(shí)的急回運(yùn)動(dòng)，這樣就提高了效率。 本機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、危險(xiǎn)性小。因?yàn)槟軌蜃詣?dòng)上料和自動(dòng)分離，從此降低了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也提高了煎餅的加工速度。 本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)煎餅加工過程中的自動(dòng)成型、分離以及恒溫鏊爐的設(shè)計(jì)等問題。其特色或創(chuàng)新點(diǎn)在于獨(dú)特的成型與分離機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便。其不足之處在于本機(jī)器只是在理論上可以實(shí)現(xiàn)煎餅的加工，欠缺實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)。 參考文獻(xiàn) [1] 孫術(shù)，李永紀(jì)，劉會(huì)文．自動(dòng)滾筒煎餅機(jī)：中國(guó)，2101444．1993．1．13. 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