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1 目 錄 中文摘要…………………………………………………………………………………………………3 Abstract………………………………………………………………………………………………… 3 第 1 章 緒論…………………………………………………………………………………………… 4 第 2 章 結(jié)構(gòu)及工作原理……………………………………………………………………………… 5 2.1 絞肉機的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………………………… 5 2.1.1 送料機構(gòu)………………………………………………………………………………………… 5 2.1.2 切割機構(gòu)………………………………………………………………………………………… 5 2.1.3 驅(qū)動機構(gòu)………………………………………………………………………………………… 5 2.2 絞肉機的工作原理…………………………………………………………………………………5 第 3 章 螺旋供料器的設計……………………………………………………………………………7 3.1 絞籠的設計…………………………………………………………………………………………7 3.1.1 絞籠的材料………………………………………………………………………………………7 3.1.2 螺旋直徑…………………………………………………………………………………………7 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速………………………………………………………………………………7 3.1.4 螺旋節(jié)距…………………………………………………………………………………………8 3.2 絞筒的設計…………………………………………………………………………………………8 第 4 章 傳動系統(tǒng)的設計………………………………………………………………………………9 4.1 電機的選擇…………………………………………………………………………………………9 4.2 帶傳動的設計………………………………………………………………………………………9 4.2.1 設計功率………………………………………………………………………………………9 4.2.2 選定帶型…………………………………………………………………………………………10 4.2.3 傳動比……………………………………………………………………………………………10 4.2.4 小帶輪基準直徑…………………………………………………………………………………10 4.2.5 大帶輪基準直徑…………………………………………………………………………………10 4.2.6 帶速驗算…………………………………………………………………………………………10 4.2.7 初定軸間距………………………………………………………………………………………10 4.2.8 所需帶的基準長度………………………………………………………………………………10 4.2.9 實際軸間距………………………………………………………………………………………11 4.2.10 小帶輪包角…………………………………………………………………………………… 11 4.2.11 單根 V 帶的基本額定功率 …………………………………………………………………… 11 4.2.12 1?i時單根 V 帶型額定功率增量 ……………………………………………………………11 4.2.13 V 帶的根數(shù)………………………………………………………………………………………11 4.2.14 單根 V 帶的預緊力…………………………………………………………………………… 11 4.2.15 作用在軸上的力…………………………………………………………………………………11 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸…………………………………………………………………………… 12 4.3 齒輪傳動設計…………………………………………………………………………………… 12 4.3.1 選擇材料，確定 limH?和 liF及精度等級…………………………………………………12 4.3.2 按接觸強度進行初步設計……………………………………………………………………… 12 4.3.2.1 確定中心距…………………………………………………………………………………12 2 4.3.2.2 確定模數(shù)……………………………………………………………………………………13 4.3.2.3 確定齒數(shù)……………………………………………………………………………………13 4.3.2.4 計算主要的幾何尺寸………………………………………………………………………13 4.3.3 校核齒面接觸強度……………………………………………………………………………14 4.3.4 校核齒根的強度………………………………………………………………………………16 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算……………………………………………………………17 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號…………………………………………………………………………17 4.3.5.2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值……………………………………………17 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值…………………………………………………………17 4.3.5.4 確定齒坯的精度……………………………………………………………………………18 4.4 軸的設計 ………………………………………………………………………………………… 18 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強度計算………………………………………………………………………………… 18 第 5 章 絞刀的設計………………………………………………………………………………… 20 5.1 絞刀的設計……………………………………………………………………………………… 20 5.1.1 刀刃的起訖位置…………………………………………………………………………………21 5.1.2 刀刃的前角………………………………………………………………………………………21 5.1.3 刀刃的后角……………………………………………………………………………………… 23 5.1.4 刀刃的刃傾角 …………………………………………………………………………………23 5.1.5 刀刃上任一點位量上絞肉速度…………………………………………………………………24 5.1.6 絞刀片的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………………………26 第 6 章 生產(chǎn)能力分析……………………………………………………………………………… 27 6.1 絞刀的切割能力………………………………………………………………………………… 27 6.2 絞肉機的生產(chǎn)能力……………………………………………………………………………… 27 6.3 功率消耗…………………………………………………………………………………………27 設計總結(jié)………………………………………………………………………………………………28 參考文獻………………………………………………………………………………………………29 致謝……………………………………………………………………………………………………30 3 摘要 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)設計及生產(chǎn)能力分析。 關鍵詞：絞肉機，擠肉樣板，絞刀，絞籠 ABSTRACT The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma- chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger Key words: meat chopper ，reamer 4 第 1 章 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?，F(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主械.幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設備。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)所使用的大部分設備為我國自行設計制造的產(chǎn)絞肉機是為中、小型肉類加二企業(yè) 所設計的較為理想的、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 備。 5 絞 肉 機 第 2 章 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 2－1 所示。 圖 2－1 絞肉機結(jié)構(gòu) 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 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 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。 6 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 8－10 毫米、細絞用直徑 3－5 毫 米的孔眼。粗絞與細絞的格板，其厚度都為 10－12 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 200－400 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。 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。 7 第 3 章 螺旋供料器的設計 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。 R530120438 785801051301.67.29節(jié) 距 t＝ 1302. 圖 3－1 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 D＝160mm5.2CGKD??? G－生產(chǎn)能力,由原始條件得 G＝1T/H K－物料綜合特性系數(shù),查表 1-16 得 K＝0.071 -物料得填充系數(shù)查 B4 表 1－16 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)，查 B4 表 1－15 得 C＝1 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 8 由原始數(shù)據(jù) n＝326r/min 3.1.4 螺旋節(jié)距 實體面型螺旋的節(jié)距 t＝D 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 9 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。 14.32610ii???總 由傳動比標準系列查 B2 表 2－1 初步取 1.76 2.50ii 根據(jù)選用的電機和絞籠轉(zhuǎn)速要求設計傳動路線如下： 4.1 電機的選擇 N= ＝4(KW)?WG? G－絞肉機的生產(chǎn)能力，1000kg/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。 （查 B5p ）75 －傳動效率，取 0.75? 所以根據(jù) N＝4kw，n＝1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 電機的結(jié)構(gòu)。 圖 4-1 Y112M-4 電動機的外觀圖 4.2 帶傳動的設計 10 4.2.1 設計功率 dP kwKAd 8.42.1???? －工況系數(shù)，查 B1 表 8－1－22 ，取 ＝1.2AK P－傳遞的功率 4.2.2 選定帶型 根據(jù) 和 查 B1 圖 8－1－ 2 選取普通 V 帶 A 型， －小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/mindp1n 1n 4.2.3 傳動比 1.76 ＝ ＝?0i2i1mi/0876.4r? 4.2.4 小帶輪基準直徑 （mm）1d 由 B1 表 8－1－12 和表 8－1－14 選定 ＝100mm> ＝75r/min 1dmind 4.2.5 大帶輪基準直徑 （mm）2d cidd 1760.12 ???? 由 B3 表 8－7 得 =180mm2 4.2.6 帶速驗算 smvsmndv /3025/54.7106106 ax????????? 4.2.7 初定軸間距 （mm）a da28)(210? 4.2.8 所需帶的基準長度 （mm）0dL 0 204)()(212210 aaLddd ????? ＝ 88?? 11 ＝886mm 依 B1 表 8－1－8 取 ＝900mm，即帶型為 A－900dL 4.2.9 實際軸間距 a mad2876902800 ＝?????? 4.2.10 小帶輪包角 1? ??3.5718012????ad = ??. = ?164 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 8－1－27（c） 取 1.32kw1dn 4.2.12 時單根 V 帶型額定功率增量?i P? 根據(jù)帶型號、 和 查 B1 表 8－1－27（c） 取 0.15kw1i 4.2.13 V 帶的根數(shù) Z Z = 49.387.096)15.032.(4)(1 ???????LadkpP －小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8－1－23,取 0.96ak －帶長修正系數(shù)查 B1 表 8－1－8，取 0.87L 4.2.14 單根 V 帶的預緊力 0F 20)15.2(mvZPkFda??? = 254.710.4896. ? =134（N） 12 m－V 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8－1－24，取 0.1k/gm 4.2.15 作用在軸上的力 ?F )(062sin4132sin20 NZF???? ? )(1598ii310max?? ? －考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1.5 倍ax?F 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 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。mRa?2.3? 帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8－1－10 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 8－1－16 確定輪輻 2*45401A63B0.AB1591808725195.72534??B0A62×453.0R5 圖 4-2 小帶輪 圖 4-3 大帶輪 4.3 齒輪傳動設計 4.3.1 選擇材料，確定 和 及精度等級。limH?liF 參考 B1 表 8－3－24 和表 8－3－25 選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為 40 ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)rC 及表面淬火，齒面硬度為 45－50HRc；精度等級為 6 級。 按硬度下限值，由 BI 圖 8－3－8（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標查得 ；由 B1 圖 8－3－9（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標查得MPaH120lim1li?? ； 。FE72 MPaF502lim1li?? 13 4.3.2 按接觸強度進行初步設計 4.3.2.1 確定中心距 a（按 B1 表 8－3－27 公式進行設計） 321][)(HaamuKTAC????? 式中：配對材料修正系數(shù) Cm＝1（由 B1 表 8－3－28 查?。? 螺旋角系數(shù) Aa＝476（由 B1 表 8－3－29 查?。? 載荷系數(shù) K＝1.6（參考 B1 表 8－3－27 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 8－3－4 推薦值）a? 齒數(shù)比 u=i=2.5 許用接觸應力 （參考 B1 表 8－3－27 推薦值）PaH10829.0.][lim???? 則 取 a＝80mm,.61085.2476)15.2(47632a?? 4.3.2.2 確定模數(shù) m (參考 B1 表 8—3—4 推薦表) m=(0.007~0.02)a=0.56~1.6, 取 m=1.5mm 4.3.2.3 確定齒數(shù) z ,z12 初取螺旋角 ＝13?? z = = =29.4 取 z =301)(cos2??ma)15.2(3cos80?? ?1 z =μz =2.5 30=75 取 z =752 2 重新確定螺旋角 ? ?142.082)753(.1arcos2)(arcos1 ??????zn 4.3.2.4 計算主要的幾何尺寸（按 B1 表 8—3—5 進行計算） 分度圓的直徑 d =m z /cos =1.5 30/cos =45.7mm1?? d =m z /cos =1.5*75/cos =114.3mm2 14 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 8－3－4)029.14.0coscos???tgartgarnt?? 基圓直徑 d = d cos = cos20.292 =40.2mm1bt? d = d cos =348 cos20.292 =107.2mm2t 0 齒頂圓壓力角 =arccos =34.365?1at1ab0 = arccos =23.9512at 2abd0 端面重合度 = [ z （tg -tg ）+ z (tg -tg )]a??1?1at 2?2at =1.9 齒寬 b= .a＝0.4*80＝32 取 b ＝32mm；b ＝40mma?21 齒寬系數(shù) = = =0.7d?17.453 縱向重合度 =1.25.1420sinsi?????? ?nmb 當量齒數(shù) ＝31.4531co/zv? ＝78.6282s 4.3.3 校核齒面接觸強度（按 B1 表 8—3—10 校核） 強度條件： [ ]H?? 計算應力： =Z Z Z Z Z 1BE?????1?bdFKktHVA = 2H?1BD 15 式中：名義切向力 F = = =2044Nt120dT?7.4560 使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8—3—31 查取）A 動載系數(shù) =（ ）V20?B? 式中 V= smnd95.1687.45160????? 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 8—3—32 按硬齒面齒輪，裝配時檢修調(diào)整，6 級精?H 度 K 非對稱支稱公式計算）?H34.1? 齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8—3—33 查?。?.1??H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8—3—11 查取）Z 重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8—3—12 查?。?.? 螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8—3—13 查取）80?? 彈性系數(shù) （由 B1 表 8—3—34 查?。㎝PaZE.19 單對齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H?2 ＝ 327.4501.235.108.70.895. ????? ＝245.5MPa 許用應力：[ ]=H?XWRVLNTZZSlim 式中：極限應力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1（由 B1 表 8—3—35 查?。﹍imH 16 壽命系數(shù) =0.92（由 B1 圖 8—3—17 查?。㎞TZ 潤滑劑系數(shù) =1.05（由 B1 圖 8—3—19 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由 B1 圖 8—3—20 查?。￢,95.1sm?? 粗糙度系數(shù) =0.9（由 B1 圖 8—3—21 查取）RZ 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8—3—22 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由 B1 圖 8—3—23 查?。 則： [ ]= =826MPaH?0.18596.012.10?? 滿足 [ ]? 4.3.4 校核齒根的強度（按 B1 表 8—3—30 校核） 強度條件： [ ]1F? 許用應力： = ； 1 ????FVASaFnt KYbm1212??SFF?? 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由 B1 圖 8—3—15（a）查?。??Y2 應力修正系數(shù) ， （由 B1 圖 8—3—16（a）查?。?.?Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9? 螺旋角系數(shù) =1.0（由 B1 圖 8—3—14 查?。? 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8—3—30 計算）FKNH? 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由 B1 表 8—3—33 查?。? 則 =94.8MPa1F? = =88.3MPa26.127? 17 許用應力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）F?XlTrelNTSYYRlim?limF? 式中：極限應力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按 B1 表 8—3—35 查?。﹍imFS 應力修正系數(shù) =2（按 B1 表 8—3—30 查取）TY 壽命系數(shù) =0.9（按 B1 圖 8—3—18 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按 B1 圖 8—3—25 查?。﹔elT? 齒根表面狀況系數(shù) =1（按 B1 圖 8—3—26 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按 B1 圖 8—3—24 查?。 則 [ ]=F?MPa497.025.1?? 滿足， 〈 〈[ ] 驗算結(jié)果安全1F? 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算（大齒輪） 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號 確定齒厚偏差代號為：6KL GB10095—88（參考 B1 表 8—3—54 查?。?4.3.5.2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值（參考 B1 表 8— 3—58 查取） 第Ⅰ公差組檢驗切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B1 表 8—3—1iFifP? 69 計算，由 B1 表 8—3—60，表 8—3—59 查取)； 第Ⅱ公差組檢驗齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）=0.6（0.009+0.011）1ifi tptf =0.012mm， （按 B1 表 8—3—69 計算，由 B1 表 8—3—59 查?。?； 第Ⅲ公差組檢驗齒向公差 =0.012（由 B1 表 8—3—61 查?。?。?F 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值（參考 B1 表 8—3—58 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 8—3—53 的計算式求wE 18 得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-sEptf?siEptf? 0.144mm；公法線的平均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEs?TF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-02sin36.0a?wisi 0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8—3—19 及其表注說明求得公法線長?02 度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表示為：knW 10.26.57? 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 8—3—65 查得 =?f ?f ；檢驗接觸斑點，由表 8—3—64 查得接觸斑點沿齒高不小于 40%，沿齒長不小于 70%；023.? 檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表icF 8—3—69，B1 表 8—3—59 及 B1 表 8—3—60 計算與查?。?；檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mmicf （根據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表 8—3—69，B1 表 8—3—59 計算與查?。?。 對箱體，檢驗軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8—3—63 查取） 。xfyf 4.3.5.4 確定齒坯的精度要求按 B1 表 8—3—66 和 8—3—67 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 4-4）0.14A6.080.816?94.7528 128 *?47 0-,15 圖 4-4 大齒輪簡圖 4.4 軸的設計 19 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強度的計算 用實心軸 33][5nPATd??? 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 4－1－8，這里取 120 根據(jù)上面公式計算，齒輪軸的最小直徑 d＝20mm；大齒輪軸的最小直徑 d＝20mm 依據(jù)結(jié)構(gòu)，設計如圖 232 ?16?20+,79-?5+0,79-14,?315+0,79- 4 圖 4－5 齒輪軸 ?30+,79-2630.82*4526184?7?30+,79-, 圖 4－6 低速軸 20 第 5 章 絞 刀 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)進行設計。 十字刀片如圖(5－1)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 5-1 絞肉機絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布 其值為： （ ）????30nvp Rr? 式中： －刀片刃部任一點的線速度 m／s； 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 ； 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)A—A 截面]，其刃部后角 較大，而前角 及刃?? 21 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： 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（J／s） 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 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，即刃的起點半徑 和終點半徑 R。? 根據(jù)式[1]得： [3]?????n30 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n＝326r/min 當 時， ，mi? ＝30m/min=0.5m/sr? m65.14.0326/?????? 當 時， ， minR s/.in/9? R＝ m435.13260/???? 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(5-2)所示。 22 圖5-2 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析 根據(jù)圖5-2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： [4]??????? cos)1()(2??nnF 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）? －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 23 －肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關?A 所以 與肉的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關，故選定網(wǎng)眼板之后， 可以看成為常量，故令F ?F 。1C?? 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，是常量，故令?n 。 是刀片切割肉時，肉對前刀面的壓力與速度v有關，故令 。2Fn? ][vnF?? 簡化式[4]得： [5]?????cos)1()(2][21 ???vFC 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?。?(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。 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5-3 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5-3 后角與VB、NB的關系 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。 ? 24 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?r [圖 5－4]，由于刀刃有刃傾角 ，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所? 得) 圖 5-4 刃傾角與刀刃鋒利度 橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實際純圓半徑 。 er0 其關系為： [6] ?cos0ner? 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 ，這就說明增大刃傾角er0 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[參見圖 5-5]：max0? 圖 5-5 [7]Rr/acsinmx0?? 初始刃傾角按下式計算： [見圖 5-6] 25 圖 5-6 初始刃傾角計算用示意圖 [8])/(20 bRractg??? 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 ，將可以分解為垂直于刃的法向?v 速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。[參見圖 5-7]nv? rv? 即： ???? 其值為： )(30Rprnv?????cosn??ivr 圖 5－7 刀刃上任一點的速度示意圖 26 又因為： ???/sin'? 'R 所以： 30sincos22????? 整理得 0/si22???Rnv （ ）30/i????Rpr? 式中： －刀刃上任一點位置的法向速度分度 m／s；nv －刀刃上任一點位置的切向速度分量 m／s；? －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； 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 5-8），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； 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。 27 R65?40A1??8815??AR6?406.5?30R4n 圖 5－8 2 刃、4 刃、8 刃絞刀 第 6 章 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： )/(460 22hcmZDnF??? 式中：F－絞刀切割能力（ ） ；/2 n－絞刀轉(zhuǎn)速（r/min ）;326r/min 28 D－擠肉樣板外徑（mm） ；168mm －孔眼總面積與樣板面積之比，一般取 0.3－0.4；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）： AF1? 式中： －被切割 1kg 物料的面積，其值與孔眼直徑有關（ ） ；1 hcm/2 A－絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為 0.7－0.75； 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式計算： (kw)?WG?? 式中：W－切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼有關（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。 樣板孔徑 mm 3?8、 10?16? 絞刀刃數(shù) 8 4 2 生產(chǎn)能力 kg/h 800 1000 1400 29 設計總結(jié) 漫長而又倍感充實的畢業(yè)設計階段即將結(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，積累了設計經(jīng)驗。同 時也得到一條經(jīng)驗，搞設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 到實際的設計過程時，會遇到許多意不到的問題。 其次，我學會了查閱資料和獨立思考。當開始拿到畢業(yè)設計題目時，心里真的是一點頭緒 也沒有，根本不知道從那里下手。在劉老師的指導下，我開始查閱相關書籍，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 設計方案。把設計意圖從構(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)每一個設計都是一 個創(chuàng)新、修改、完善的過程，在設計的過程中，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，很幸運能在周善炳老 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。在設計過程我更深切的體會到：獨立自主是關鍵，互協(xié)作更重要。 30 參考文獻 【1】 吳宗澤主編．機械設計實用手冊[M]．第一版．北京：化學工業(yè)出版社． 1999 【2】 濮良貴、紀名剛主編．機械設計[M]．第七版．北京：高等教育出版社． 2001 【3】 張裕中主編．食品加工技術(shù)裝備[M]．第一版．北京：中國輕工業(yè)出版社． 2000 【4】 無錫輕工業(yè)學院、天津輕工業(yè)學院編[M]．食品工廠機械與設備．第二版．北京：輕工 業(yè)出版社．1985 【5】 胡繼強主編．食品機械與設備[M]．第一版．北京：中國輕工業(yè)出版社． 1999 【6】 李興國主編．食品機械學（下冊）[M]．第一版．四川：四川教育出版社． 1992 【7】 中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院編．實用機械設計手冊（下）[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)機械出 版社．1985 【8】 成大先主編．機械設計手冊（第 4 卷）[M]．第四版．北京：化學工業(yè)出版社． 2002 【9】 [蘇] 卡查科夫、 馬爾切諾夫著．食品機械制造工藝學[M]．北京：機械??H??A 工業(yè)出版社．1984 【10】 張萬昌主編．熱加工工業(yè)基礎[M]．第一版．北京 :高等教育出版社．1997 【11】 馬曉湘、鐘均祥主編．畫法幾何及機械制圖[M]．第二版．華南理工大學出版社 1992 【12】 毛謙德、李振清主編．袖珍機械設計師手冊[M]．第二版．北京：機械工業(yè)出版 社．2002 31 致 謝 將近三個月的畢業(yè)設計就這樣伴隨著我們的大學畢業(yè)而完成了，在這段值得珍 藏的歲月里，我在指導老師周善炳老師的帶領下，從開始的不知所措，到一步步的 進入設計狀態(tài)：收集資料，查信息，圖紙繪制，直至說明書的完成及后期檢查。通 過本次畢業(yè)設計，不僅使我系統(tǒng)的學習和應用了以前的知識，而且也鍛煉了我獨立 動手和思考的能力。我們的老師“授我們以漁” ，而且在設計當中教導我們做人如 做事一樣，要踏塌實實，來不得馬虎取巧。我會記住這次設計，以后努力的工作， 為母校爭光!