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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）
中 期 檢 查 表
學(xué) 院： 工學(xué)院
學(xué)生姓名
學(xué) 號
年級專業(yè)及班級
機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（ 1 ）班
指導(dǎo)教師姓名
指導(dǎo)教師職稱
副教授
論文（設(shè)計）題目
多功能榨油機的設(shè)計
畢業(yè)論文（設(shè)計）工作進度
已完成的主要內(nèi)容
尚需解決的主要問題
1.齒輪軸的設(shè)計計算
2.入料器的設(shè)計計算
3.說明書的部分書寫
1.齒輪箱的設(shè)計
2.技術(shù)參數(shù)的校核
3.CAD圖紙的繪制
4.說明書的完善
指導(dǎo)教師意見
簽 名： 20 年 月 日
檢查小組意見
組長簽名： 20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書
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學(xué)生姓名
學(xué)??? 號
年級專業(yè)及班級
2009級機械設(shè)計制造及其自動化(1)班
指導(dǎo)教師及職稱
?副教授
學(xué)??? 院
工學(xué)院?
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20?12 年????12 月???3? 日
填 寫 說 明
?
一、畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書是學(xué)校根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文（設(shè)計）題目下達給學(xué)生的一種教學(xué)文件，是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立從事畢業(yè)論文（設(shè)計）工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。
二、此任務(wù)書必需針對每一位學(xué)生，不能多人共用。
三、選題要恰當(dāng)，任務(wù)要明確，難度要適中，份量要合理，使每個學(xué)生在規(guī)定的時限內(nèi)，經(jīng)過自己的努力，可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計研究內(nèi)容。
四、任務(wù)書一經(jīng)下達，不得隨意更改。
五、各欄填寫基本要求。
（一）畢業(yè)論文（設(shè)計）選題來源、選題性質(zhì)和完成形式：
請在合適的對應(yīng)選項前的“□”內(nèi)打“√”，科研課題請注明課題項目和名稱，項目指“國家青年基金”等。
（二）主要內(nèi)容和要求：
1．工程設(shè)計類選題
明確設(shè)計具體任務(wù)，設(shè)計原始條件及主要技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計方案的形成（比較與論證）；該生的側(cè)重點；應(yīng)完成的工作量，如圖紙、譯文及計算機應(yīng)用等要求。
2．實驗研究類選題
明確選題的來源，具體任務(wù)與目標(biāo)，國內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評述；該生的研究重點，研究的實驗內(nèi)容、實驗原理及實驗方案；計算機應(yīng)用及工作量要求，如論文、文獻綜述報告、譯文等。
3．文法經(jīng)管類論文
明確選題的任務(wù)、方向、研究范圍和目標(biāo)；對相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡要介紹，明確該生的研究重點；要求完成的工作量，如論文、文獻綜述報告、譯文等。
（三）主要中文參考資料與外文資料：
在確定了畢業(yè)論文（設(shè)計）題目和明確了要求后，指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息，或劃定參考資料的范圍，指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進展的近1－3年參考資料和文獻。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻。
（四）畢業(yè)論文（設(shè)計）的進度安排：
1．設(shè)計類、實驗研究類課題
實習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時間的20%；主體工作，包括設(shè)計、計算、繪制圖紙、實驗及結(jié)果分析等約占總時間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時間的30%。
2．文法經(jīng)管類論文
實習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時間的40%。
六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。
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畢業(yè)論文
（設(shè)計）題目
多功能螺旋榨油機的設(shè)計?
選題來源
□結(jié)合科研課題?? 課題名稱：????????????????????????????????????????
■生產(chǎn)實際或社會實際?????????? □其他???
選題性質(zhì)
□基礎(chǔ)研究????? ■應(yīng)用研究???? □其他
題目完成形式
□畢業(yè)論文????? ■畢業(yè)設(shè)計???? □提交作品，并撰寫論文
主要內(nèi)容和要求
榨油機是一種油料加工機械。把經(jīng)過預(yù)處理的油料坯以擠壓的方法榨取植物油的機械。螺旋榨油機是使料坯在榨膛內(nèi)連續(xù)向前推進，在動態(tài)擠壓作用下榨取毛油的機械。除喂料斗外，榨膛是主要的作業(yè)部分,由一根榨螺軸和圓筒榨籠組成。榨螺軸由若干個榨螺和距圈套裝在軸上構(gòu)成。每個榨螺有一定的螺距和螺深，而一根軸上的各個榨螺的螺距從進料口到出料口逐漸縮短，螺深逐漸變淺，因此使榨膛容積從進口到出口逐漸減小，料坯進入榨膛后沿榨螺螺級向出口處推進，所受的壓力逐漸變大，從而將油陸續(xù)擠出。圓筒形榨籠的榨條與榨條間加裝墊片以形成出油縫隙，擠出的毛油即通過此縫隙流出。主要內(nèi)容為：
1． 總體方案的擬定與設(shè)計計算；
2． 主軸、從動軸，帶輪、齒輪、榨螺軸、箱體等重要零部件的設(shè)計；
3． 軸承及其它重要標(biāo)準(zhǔn)件選用的原因分析及計算依據(jù)。
設(shè)計具體要求如下：
1．設(shè)計圖紙不得少于4張0#圖紙
2．設(shè)計說明書全部打印，格式規(guī)范符合湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計規(guī)范要求，字?jǐn)?shù)不得少于1萬字。正文的主要結(jié)構(gòu)層次：
1）前言：簡要介紹榨油機設(shè)計現(xiàn)狀及問題，本設(shè)計的目的、意義、主要內(nèi)容與創(chuàng)新。
2）總體方案的擬定與優(yōu)選：要有方案的比較，選優(yōu)，要有必要的簡圖和設(shè)計說明。
3）設(shè)計計算與分析：如工作過程中的壓力計算、主要零部件的受力分析及強度、剛度、穩(wěn)定性方面的設(shè)計和校核計算。
4）繪出設(shè)計總裝圖，主軸、從動軸、榨螺軸等主要零部件部裝圖的cad圖紙。
5）設(shè)計總結(jié)：對整個畢業(yè)設(shè)計主要成果的總結(jié)。明確指出本次設(shè)計的優(yōu)點（對已有設(shè)計所做的改進）和缺點（不足及沒有考慮周全的地方），對其應(yīng)用前景及社會、經(jīng)濟價值加以預(yù)測和評價，并指出今后進一步改進設(shè)計的方向與設(shè)想。
主要中文參考資料與外文資料
[1] 徐廣海等.YZYXD型低溫冷榨榨油機的開發(fā)[J].中國油脂,2007,11.
[2] 劉大川等.100t/d低溫螺旋榨油機的研制[J].中國油脂,2006,11.
[3] 潘小平等.ZY338型螺旋榨油機的創(chuàng)新與研制[J].中國油脂,2009,7.
[4] 趙小平等.6YL-95型榨油機[J].蘭州科技情報，1992,1.
[5] 奚蘭美等.大型榨油機的設(shè)計[J]. 中國油脂,2005,9.
[6] 李詩龍.螺旋榨油機的開發(fā)[J].中國油脂,2003,8.
[7] 李詩龍,劉協(xié)舫.螺旋榨油機喂料段的理論與實踐[J].中國油脂,2004,7.
[8] 皮亞南等.螺旋榨油機榨螺軸的設(shè)計計算[J].中國油脂,1996,1.
[9] 曹茂香.榨油機部分傳動及部件的改進[J].中國油脂,1997,6.1.
工作進度安排
起止日期
主要工作內(nèi)容
2012年11月25日前
查閱文獻收集資料，調(diào)研
2013年1月7日前
了解螺旋榨油機的結(jié)構(gòu)和工作原理，形成總體設(shè)計思路
2013年3月20日前
完成總裝圖，部裝圖和零件圖的設(shè)計繪制
2013年4月1日前
中期考核
2013年5月1日前
撰寫設(shè)計計算說明書
2013年5月6日前
畢業(yè)設(shè)計審查
2013年5月25日前
畢業(yè)設(shè)計答辯
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要求完成日期：20?13?? 年???5 月??06? 日???????
指導(dǎo)教師簽名：? ??????????????????????
審查日期：20?12?? 年??12? 月?04?? 日???????????
專業(yè)委員會主任簽名： ?????????????????
批準(zhǔn)日期：20?12?? 年??12? 月??05? 日???????????
學(xué)院指導(dǎo)委員會簽名（公章）：??????????
接受任務(wù)日期：20?12?? 年?12?? 月 ?05? 日? ??????
學(xué)生本人簽名：???????? ???????????????
注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)
全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計
多功能螺旋榨油機的設(shè)計
THE DESIGN OF MULTIFUNCTIONAL SCREW PRESS
學(xué)生姓名:
vv學(xué) 號
年級專業(yè)及班級:2009級機械設(shè)計制造及其自動化（1）班 `
指導(dǎo)老師及職稱：v 副教授
學(xué) 院：工學(xué)院
湖南·長沙
提交日期：2013 年 5 月
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
學(xué)生姓名
學(xué) 號
年級專業(yè)及班級
2009級機械設(shè)計制造及其自動化(1)班
指導(dǎo)教師及職稱
副教授
學(xué) 院
工學(xué)院
2013 年 1 月 7 日
畢業(yè)論文（設(shè)計）題目
多功能螺旋榨油機的設(shè)計
文獻綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字）
本課題的研究意義:
近年來，人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整和飲食習(xí)慣的變化，促進了食品工業(yè)的迅速發(fā)展，同時也對食品工業(yè)提出了更高的要求。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平在很大程度上取決于食品機械的發(fā)展和現(xiàn)代化水平。所以，越來越多的人開始從事食品機械的設(shè)計，我國的食品機械設(shè)計水平也有了進一步的提高。我國是一個擁有13億人口的國家，隨著近年來社會經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn)和人們生活水平的提高 ，食用油需求量巨大。盡管我國主要油料作物產(chǎn)量位居世界1位 ，但與需求量相比仍存在很大差距，每年需進口200萬t左右。
螺旋榨油機是利用壓力把固態(tài)物料中包含的液體壓榨出來的固液分離機器，根據(jù)現(xiàn)有的壓榨工藝 螺旋榨油機可分為兩大類：全壓榨油機和預(yù)榨榨油機，全壓榨油機主要用于油料的一次性壓榨，而預(yù)榨榨油機則用于高油分油料浸出前的預(yù)壓榨。
螺旋榨油機是當(dāng)今世界上主要的制油機械, 被廣泛地用于從油料中提取油脂已經(jīng)90 多年了。在此期間,人們一直在致力于改善其產(chǎn)量和能效。現(xiàn)行的螺旋榨油機主要是單螺桿榨油機，就螺桿壓榨技術(shù)而言 ，無論是全壓榨還是預(yù)壓壓榨，壓榨前都必須對原料進行合適的預(yù)處理，如干燥、剝殼、脫皮、破碎、軋坯和蒸炒等。自20世紀(jì)50年代末開始,我國的糧油機械工業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展過程,為我國糧油及食品加工業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。螺旋榨油機的出世代表了榨油機產(chǎn)業(yè)的又一次更新?lián)Q代。1954年,齊齊哈爾榨油機械廠家研制出動力螺旋榨油機。到1958年,螺旋榨油機經(jīng)過四年的研究歷程，200型動力螺旋榨油機初出茅廬。與此同時，D150型和D165型動力螺旋榨油機相繼問世。螺旋榨油機的處理量逐漸加大，產(chǎn)量逐漸提高，這標(biāo)志著我國螺旋榨油機制造業(yè)的起步非常成功，并得到了一定的成效。 1965年,在全國各行各業(yè)開展備戰(zhàn)備荒的背景下,我國榨油機產(chǎn)業(yè)陸續(xù)從沿海各大城市遷往內(nèi)地，糧油機械與生產(chǎn)榨油機廠家同步實施此計劃，為我國榨油機械產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。我國螺旋榨油機產(chǎn)業(yè)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，糧油工業(yè)制造業(yè)已經(jīng)日趨大型化、規(guī)?；?，榨油機種類繁多，大小型號應(yīng)有盡有：液壓榨油機、菜籽榨油機、全自動榨油機，香油機、濾油機設(shè)備等推陳出新。
我國國土面積幅員遼闊，人口眾多，農(nóng)業(yè)文明發(fā)達，但人均耕地面積少。隨著時代的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生命活水平日益提高，對食用植物油的需求越來越高，傳統(tǒng)的食用植物油加工方法已經(jīng)滿足不了人們的需求，因此,提高榨油機的生產(chǎn)率成為一個急需解決的問題。
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
目前，我國螺旋榨油機的社會保有量達120萬臺以上，每年有40%左右的油料經(jīng)過螺旋榨油機加工的，在我國油脂加工工業(yè)中占有舉足輕重的作用。可以說，螺旋榨油機是一種適合我國國情的油料加工機械。國際上生產(chǎn)螺旋榨油機的廠家主要有三家：美國安德森和弗倫希公司以及英國的西蒙公司。
英國西蒙—羅斯丹斯系列螺旋榨油機：榨螺軸采用水冷結(jié)構(gòu)以防排除的餅粕灼燒，保證出油質(zhì)量，減小因熱變形產(chǎn)生的軸向力，進料裝置由計量傳動機和一個獨立傳動的迫壓螺桿裝置組成；美國弗蘭西高壓水冷螺旋榨油機：榨螺軸采用雙速榨軸，喂料部分轉(zhuǎn)速高，使油料壓緊壓實，壓軸部分轉(zhuǎn)速低，有利壓榨，采用的榨螺軸可以掉頭使用，使壽命延長一倍；美國的安德森螺旋榨油機：榨螺軸采用水冷中心榨螺軸，有8節(jié)榨螺，其中1、2節(jié)直徑相同，為預(yù)榨段，3、4、5、6、7、8節(jié)榨螺為壓榨段，外徑相同，且各節(jié)榨螺間均裝有錐形襯圈；國產(chǎn)200A—3型：榨螺軸，由長度為1960mm的芯軸，七節(jié)榨螺，六節(jié)襯圈等構(gòu)成。第一節(jié)榨螺為雙頭螺紋，在襯圈處有掛刀。榨膛為7段，第一段為預(yù)榨段，2、3段為主壓榨段，第七段為出餅段；LYZX系列低溫螺旋榨油機：進料裝置采用絞龍強制進料，榨螺采用二階多級套裝式，榨籠采用榨條型梯段式整體籠裝型。
主要參考文獻：
[1] 徐廣海等.YZYXD型低溫冷榨榨油機的開發(fā)[J].中國油脂,2007,11.
[2] 劉大川等.100t/d低溫螺旋榨油機的研制[J].中國油脂,2006,11.
[3] 潘小平等.ZY338型螺旋榨油機的創(chuàng)新與研制[J].中國油脂,2009,7.
[4] 趙小平等.6YL-95型榨油機[J].蘭州科技情報，1992,1.
[5] 奚蘭美等.大型榨油機的設(shè)計[J]. 中國油脂,2005,9.
[6] 李詩龍.螺旋榨油機的開發(fā)[J].中國油脂,2003,8.
[7] 李詩龍,劉協(xié)舫.螺旋榨油機喂料段的理論與實踐[J].中國油脂,2004,7.
[8] 皮亞南等.螺旋榨油機榨螺軸的設(shè)計計算[J].中國油脂,1996,1.
[9] 曹茂香.榨油機部分傳動及部件的改進[J].中國油脂,1997,6.1.
注：此表如不夠填寫，可另加頁。
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
研究目的：
探究螺旋榨油機的設(shè)計,一方面對大學(xué)四年來所學(xué)的理論知識去分析研究和解決工程設(shè)計中遇到的一些工程技術(shù)問題，另一方面鍛煉自己獨立思考、自我創(chuàng)新的意識和能力。
設(shè)計主要內(nèi)容：
1、 總體方案的擬定與設(shè)計計算；
2、 主軸、從動軸、帶輪、齒輪、榨螺軸、箱體等重要零部件的設(shè)計；
3、 軸承及其他重要標(biāo)準(zhǔn)件選用的原因分析及計算依據(jù)。
研究方法：
收集資料----歸納分析----確定方案----各零部件的設(shè)計計算----繪制總裝圖、零件圖----編寫設(shè)計說明書
畢業(yè)設(shè)計預(yù)期成果：
1、1萬字以上的設(shè)計計算說明書；
2、4張以上的設(shè)計圖紙
進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等）
2012年11月25日前 查閱文獻收集資料，調(diào)研
2013年1月7日前 了解螺旋榨油機的結(jié)構(gòu)和工作原理，形成總體設(shè)計思路
2013年3月20日前 完成整裝圖、部裝圖和零件圖的繪制
2013年4月1日前 中期考核
2013年5月1日前 撰寫設(shè)計計算說明書
2013年5月6日前 畢業(yè)設(shè)計審查
2013年5月25日前 畢業(yè)設(shè)計答辯
論證小組意見
組長簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會意見
專業(yè)委員會主任簽名：
20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）
開題論證記錄
學(xué) 院： 工學(xué)院 記錄人：
學(xué)生姓名
學(xué) 號
年級專業(yè)及班級
2009級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（1）班
指導(dǎo)教師姓名
指導(dǎo)教師職稱
副教授
論文（設(shè)計）題目
多功能螺旋榨油機的設(shè)計
論證小組質(zhì)疑：
1、螺旋榨油機的工作原理是什么？
2、榨油機螺桿重要性如何，應(yīng)該用何種材料，怎樣加工？
3、可通過哪些方法提高榨油機的出油率？
學(xué)生回答簡要記錄：
1、螺旋榨油機是使料坯在榨膛內(nèi)連續(xù)向前推進，在動態(tài)擠壓作用下榨取毛油的機械。除喂料斗外，榨膛是主要的作業(yè)部分,由一根榨螺軸和圓筒榨籠組成。榨螺軸由若干個榨螺和距圈套裝在軸上構(gòu)成。每個榨螺有一定的螺距和螺深，而一根軸上的各個榨螺的螺距從進料口到出料口逐漸縮短，螺深逐漸變淺，因此使榨膛容積從進口到出口逐漸減小，料坯進入榨膛后沿榨螺螺級向出口處推進，所受的壓力逐漸變大，從而將油陸續(xù)擠出。圓筒形榨籠的榨條與榨條間加裝墊片以形成出油縫隙，擠出的毛油即通過此縫隙流出。
2、榨油機螺桿是關(guān)鍵技術(shù)，螺桿應(yīng)采用食品級不銹鋼用旋風(fēng)銑加工出來。
3、
（1）增加壓榨級數(shù)；
（2）加大榨膛直徑和長度，調(diào)整螺距，增加榨膛壓力點。
論證小組
成員簽名
論證地點： 論證日期：2013 年 1 月 13 日
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1
目 錄
摘要 …………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞 ……………………………………………………………………………1
1前言 ……………………………………………………………………………2
2螺旋榨油機的設(shè)計計算 ………………………………………………………6
2.1 電動機的選取 ………………………………………………………………6
2.2 螺旋榨油機主要參數(shù)的確定 ……………………………………………6
2.2.1 榨膛容積比ε……………………………………………………………6
2.2.2進料端榨膛容積比Vj的計算…………………………………………………6
2.2.3功率消耗……………………………………………………………………7
2.2.4榨膛壓力……………………………………………………………………7
2.2.5榨膛壓縮比曲線……………………………………………………………7
2.3榨螺的設(shè)計計算………………………………………………………………7
2.3.1連續(xù)型榨螺軸尺寸表………………………………………………………7
2.3.2榨螺齒形……………………………………………………………………8
2.3.3榨螺材料……………………………………………………………………8
2.4Ⅰ軸和Ⅱ軸嚙合齒輪的計算……………………………………………………9
2.4.1齒輪的選用…………………………………………………………………9
2.4.2確定小齒輪的齒形參數(shù)……………………………………………………12
2.5軸的計算校核…………………………………………………………………13
2.5.1選材及表面預(yù)處理…………………………………………………………13
2.5.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………13
2.6皮帶輪的設(shè)計計算……………………………………………………………15
2.7軸承的設(shè)計……………………………………………………………………16
2.7.1軸承壽命……………………………………………………………………16
2.7.2驗算軸承壽命………………………………………………………………16
3螺旋榨油機的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………16
3.1榨螺軸的設(shè)計…………………………………………………………………17
3.2榨籠的構(gòu)造……………………………………………………………………17
3.3齒輪箱的構(gòu)造及入料器的構(gòu)造………………………………………………17
3.4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………17
3.5調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計………………………………………………………………18
3.6鍵的選擇與校核………………………………………………………………18
3.6.1Ⅰ軸上的鍵…………………………………………………………………18
3.6.2Ⅱ軸上的鍵…………………………………………………………………18
3.6.3芯軸上的鍵Ⅰ………………………………………………………………18
3.6.4芯軸上的鍵Ⅱ………………………………………………………………18
3.6.5鍵的校核……………………………………………………………………19
3.7滾動軸承的選擇………………………………………………………………19
3.7.1 Ⅲ軸上的軸承的選擇………………………………………………………19
3.7.2 Ⅰ軸和Ⅱ軸的軸承…………………………………………………………20
3.8 榨螺軸與齒輪軸的聯(lián)接設(shè)計…………………………………………………20
4 螺旋榨油機的故障及排除…………………………………………………… ……20
4.1操作過程中出現(xiàn)的故障及排除………………………………………………20
4.1.1熟胚過分干燥時發(fā)生的現(xiàn)象………………………………… …… …………20
4.1.2熟坯溫度過低、含水量較大時發(fā)生的現(xiàn)象……………………………………21
4.1.3一般常見故障及排除………………………………………………… ………21
5結(jié)論………………………………………………………………………………22
參考文獻……………………………………………………………………………23
致謝…………………………………………………………………………………24
多功能螺旋榨油機的設(shè)計
學(xué) 生：
指導(dǎo)老師：
（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，長沙 410128）
摘 要：本論文主要是對螺旋榨油機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。其中包括壓榨部分，傳動部分，機架部分，出油裝置及進料等的結(jié)構(gòu)設(shè)計。包括對輸入端電動機功率／轉(zhuǎn)速的選擇。帶及帶輪的選擇及設(shè)計。變速箱中齒輪的設(shè)計，軸的設(shè)計，軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇及相關(guān)的計算、校核。榨螺榨籠的設(shè)計等。其中榨螺和榨籠是榨油機的主要工作部件。榨螺部分主要有榨螺軸和榨螺（共3節(jié)）．調(diào)餅頭．鎖緊螺母和調(diào)節(jié)螺栓等組成．榨螺的設(shè)計應(yīng)滿足榨螺間的裝配要求．榨螺間裝配必須嚴(yán)密．用鎖緊螺母將其夾緊．防止油餅滲入榨螺孔內(nèi)，影響榨螺的順利拆卸．榨籠的榨膛由兩部分組成．前段由榨條組成，后段落由榨圈組成．變速箱的設(shè)計應(yīng)注意互相間的配合關(guān)系，傳動比及扭矩是否滿足工作條件等．本機適用于榨取菜籽、花生仁、芝麻、棉籽仁、大豆、椰子、茶籽、葵花籽等植物油脂。（根據(jù)用戶需要，可更換榨螺，用于榨取米糠等含油的油料。）
關(guān)鍵詞：榨油機；軸；花鍵；聯(lián)軸器；齒輪箱；榨籠；
The Design of Multifunctional Screw Press
Student：Xiao Fan
Tutor：Ren Shuguang
（College of engineering，Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Abstract：This paper is the overall structure design of screw press. Including press parts, transmission parts, chassis parts, the structure design of oil device and feed etc.. Including the motor input power / speed selection. The selection and design of belt and pulley. Transmission in gear design, shaft design, bearing, bond, options and related coupling calculation, checking. Screw squeezing cage design etc.. The screw and barrel is the main component of oil press. Screw mainly consists of a screw shaft and screw. Adjustable cake head. The lock nut and an adjusting bolt etc.. Design should meet the requirements of the press screw assembly screw the screw assembly must be strict. Through a locking nut clamping. Prevent the cake into the pressing screw effects of screw, the smooth demolition. Pressing cage pressing chamber consists of two parts. Section by pressing strip, after paragraph by the pressing ring. Attention should be paid to coordination between design of gearbox, whether the transmission ratio and torque to meet the conditions.
This machine is suitable for the extraction of rapeseed, peanut, sesame seed, cottonseed, soybean, coconut, tea seed, sunflower seeds and other plant oils. (according to user needs, can replace the screw, for oily extract rice bran oil.)
Key words:The oil press；Shafts；Splines；Coupling；Gear box；The pressing cage
1 前言
1.1 選題的背景、目的及意義
近年來，人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整和飲食習(xí)慣的變化，促進了食品工業(yè)的迅速發(fā)展，同時也對食品工業(yè)提出了更高的要求。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平在很大程度上取決于食品機械的發(fā)展和現(xiàn)代化水平。所以，越來越多的人開始從事食品機械的設(shè)計，我國的食品機械設(shè)計水平也有了進一步的提高。我國是一個擁有13億人口的國家，隨著近年來社會經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn)和人們生活水平的提高 ，食用油需求量巨大。盡管我國主要油料作物產(chǎn)量位居世界1位 ，但與需求量相比仍存在很大差距，每年需進口200萬t左右。
螺旋榨油機是利用壓力把固態(tài)物料中包含的液體壓榨出來的固液分離機器，根據(jù)現(xiàn)有的壓榨工藝 螺旋榨油機可分為兩大類：全壓榨油機和預(yù)榨榨油機，全壓榨油機主要用于油料的一次性壓榨，而預(yù)榨榨油機則用于高油分油料浸出前的預(yù)壓榨。
螺旋榨油機是當(dāng)今世界上主要的制油機械, 被廣泛地用于從油料中提取油脂已經(jīng)90 多年了。在此期間,人們一直在致力于改善其產(chǎn)量和能效?，F(xiàn)行的螺旋榨油機主要是單螺桿榨油機，就螺桿壓榨技術(shù)而言 ，無論是全壓榨還是預(yù)壓壓榨，壓榨前都必須對原料進行合適的預(yù)處理，如干燥、剝殼、脫皮、破碎、軋坯和蒸炒等。自20世紀(jì)50年代末開始,我國的糧油機械工業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展過程,為我國糧油及食品加工業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。螺旋榨油機的出世代表了榨油機產(chǎn)業(yè)的又一次更新?lián)Q代。1954年,齊齊哈爾榨油機械廠家研制出動力螺旋榨油機。到1958年,螺旋榨油機經(jīng)過四年的研究歷程，200型動力螺旋榨油機初出茅廬。與此同時，D150型和D165型動力螺旋榨油機相繼問世。螺旋榨油機的處理量逐漸加大，產(chǎn)量逐漸提高，這標(biāo)志著我國螺旋榨油機制造業(yè)的起步非常成功，并得到了一定的成效。 1965年,在全國各行各業(yè)開展備戰(zhàn)備荒的背景下,我國榨油機產(chǎn)業(yè)陸續(xù)從沿海各大城市遷往內(nèi)地，糧油機械與生產(chǎn)榨油機廠家同步實施此計劃，為我國榨油機械產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。我國螺旋榨油機產(chǎn)業(yè)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，糧油工業(yè)制造業(yè)已經(jīng)日趨大型化、規(guī)模化，榨油機種類繁多，大小型號應(yīng)有盡有：液壓榨油機、菜籽榨油機、全自動榨油機，香油機、濾油機設(shè)備等推陳出新[1]。
我國國土面積幅員遼闊，人口眾多，農(nóng)業(yè)文明發(fā)達，但人均耕地面積少。隨著時代的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生命活水平日益提高，對食用植物油的需求越來越高，傳統(tǒng)的食用植物油加工方法已經(jīng)滿足不了人們的需求，因此,提高榨油機的生產(chǎn)率成為一個急需解決的問題。
1.2 國內(nèi)外研究狀況和相關(guān)領(lǐng)域中已有的研究成果
目前，我國螺旋榨油機的社會保有量達120萬臺以上，每年有40%左右的油料經(jīng)過螺旋榨油機加工的，在我國油脂加工工業(yè)中占有舉足輕重的作用。可以說，螺旋榨油機是一種適合我國國情的油料加工機械。國際上生產(chǎn)螺旋榨油機的廠家主要有三家：美國安德森和弗倫希公司以及英國的西蒙公司。
英國西蒙—羅斯丹斯系列螺旋榨油機：榨螺軸采用水冷結(jié)構(gòu)以防排除的餅粕灼燒，保證出油質(zhì)量，減小因熱變形產(chǎn)生的軸向力，進料裝置由計量傳動機和一個獨立傳動的迫壓螺桿裝置組成；美國弗蘭西高壓水冷螺旋榨油機：榨螺軸采用雙速榨軸，喂料部分轉(zhuǎn)速高，使油料壓緊壓實，壓軸部分轉(zhuǎn)速低，有利壓榨，采用的榨螺軸可以掉頭使用，使壽命延長一倍；美國的安德森螺旋榨油機：榨螺軸采用水冷中心榨螺軸，有8節(jié)榨螺，其中1、2節(jié)直徑相同，為預(yù)榨段，3、4、5、6、7、8節(jié)榨螺為壓榨段，外徑相同，且各節(jié)榨螺間均裝有錐形襯圈；國產(chǎn)200A—3型：榨螺軸，由長度為1960mm的芯軸，七節(jié)榨螺，六節(jié)襯圈等構(gòu)成。第一節(jié)榨螺為雙頭螺紋，在襯圈處有掛刀。榨膛為7段，第一段為預(yù)榨段，2、3段為主壓榨段，第七段為出餅段；LYZX系列低溫螺旋榨油機：進料裝置采用絞龍強制進料，榨螺采用二階多級套裝式，榨籠采用榨條型梯段式整體籠裝型。
1.3 螺旋榨油機的工作原理
榨油機是一種油料加工機械。把經(jīng)過預(yù)處理的油料坯以擠壓的方法榨取植物油的機械。螺旋榨油機是使料坯在榨膛內(nèi)連續(xù)向前推進，在動態(tài)擠壓作用下榨取毛油的機械。除喂料斗外，榨膛是主要的作業(yè)部分,由一根榨螺軸和圓筒榨籠組成。榨螺軸由若干個榨螺和距圈套裝在軸上構(gòu)成。每個榨螺有一定的螺距和螺深，而一根軸上的各個榨螺的螺距從進料口到出料口逐漸縮短，螺深逐漸變淺，因此使榨膛容積從進口到出口逐漸減小，料坯進入榨膛后沿榨螺螺級向出口處推進，所受的壓力逐漸變大，從而將油陸續(xù)擠出。圓筒形榨籠的榨條與榨條間加裝墊片以形成出油縫隙，擠出的毛油即通過此縫隙流出[2]。
1.4 榨油的工藝流程
油料在進入油機前，需要過一系列的預(yù)處理，一般有清選，棉籽脫絨或帶殼油料的剝殼和破碎、軟化、軋胚、蒸炒等工序。
如茶油榨油工序：
茶籽－清選－破碎（分離）－（粗軋）－軟化－軋胚－蒸炒－壓榨－毛油
1.5 設(shè)計榨油機的一般程序
一部機器的質(zhì)量很大程度上取決于設(shè)計者的用心程度，也就是設(shè)計質(zhì)量，而制造過程對機器質(zhì)量的影響，本質(zhì)上就在于是否嚴(yán)格按照設(shè)計時所規(guī)定的步驟來完成，所以設(shè)計階段是決定機器好壞的關(guān)鍵性階段。
1.5.1 計劃階段
在根據(jù)社會人群的需要提出想要設(shè)計的新機器后，計劃階段只是一個準(zhǔn)備階段，這是就要求我們對要設(shè)計的機器有一個模糊的概念。
在這個階段，必須對所設(shè)計的機器的需求情況作充分的市場調(diào)查研究和分析。通過分析來確定機器所應(yīng)具有的功能，并為以后的決策提出由市場環(huán)境、制造所需經(jīng)費、加工難易程度以及時限等眾多方面所確定的約束條件。本次設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計，考慮到時間不是太充分加上學(xué)生自身能力有限，在榨油機設(shè)計難度的選擇上不能太難，于是在寒假里學(xué)生在網(wǎng)上查閱了各種資料，最終決定選擇單螺桿螺旋榨油機。學(xué)生的設(shè)計任務(wù)書大概包括：機器的性價比、功能及對環(huán)境的影響的估計與制造難度方面的大致估計等。并且對這些要求及條件一般也只能給出一個合理的范圍，而不是絕對的數(shù)據(jù)。例如可以用最低要求、最低精度等方式予以確定。
1.5.2 方案設(shè)計階段
本階段對設(shè)計的成敗起關(guān)鍵作用，同時這個階段也讓我知道同樣的機器可以有許多個不同的設(shè)計方案。機械取油設(shè)備有多種，其工作原理也不盡相同，如靜壓式、攪拌擠壓式、偏心回轉(zhuǎn)擠壓式等等。如何設(shè)計才能更好的發(fā)揮機器的功能需要認(rèn)真分析，就是預(yù)期的功能能否全部實現(xiàn)，相互間能否替代等。最后確定出最佳的功能參數(shù)，作為進一步設(shè)計的依據(jù)。在這一步驟中，要恰當(dāng)處理理想狀態(tài)和實際情況之間可能產(chǎn)生的問題。
確定功能參數(shù)后，即可提出可行的設(shè)計方案，亦即提出可能采用的方案。確定最佳方案時，可按原動件部分、傳動部分及執(zhí)行部分一一進行討論。一般情況下是先從執(zhí)行部分開始討論。
對機器進行評估時，還必須對機器的安全可靠性進行分析，把安全可靠性作為一項重要的評價指標(biāo)。從可靠性的觀點來看，盲目的追求復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是不明智的，通常，系統(tǒng)越復(fù)雜，就有可能累積更多的誤差，則系統(tǒng)的可靠性就越低。為了提高復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性，就必須增加并聯(lián)設(shè)備系統(tǒng)，但是這又不可避免地提高機器的成本。
通過各個方案的對比，最后確定一個最好設(shè)計方案的原理圖或機構(gòu)運動簡圖。
在方案設(shè)計階段，要懂得借鑒之前同類機器的設(shè)計經(jīng)驗，研究它的優(yōu)勢與不足，取其長棄其短。要積極創(chuàng)新，反對保守和照辦原有設(shè)計，同時也要反對一味追求創(chuàng)新而把合理的經(jīng)驗棄置不用這兩種錯誤傾向。
1.5.3 技術(shù)設(shè)計階段
技術(shù)設(shè)計階段的目標(biāo)是產(chǎn)生總裝配圖及部件裝配草圖。通過草圖設(shè)計確定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之間的連接零、部件的外形及基本尺寸。最后繪制零件的工作圖、部件裝配圖和總裝圖。
技術(shù)設(shè)計階段的工作：
⑴ 機器的運動學(xué)設(shè)計
根據(jù)確定的設(shè)計方案，首先對原動機進行選取，這也就需要確定原動機的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速、線速度等）。然后，做運動學(xué)的計算，從而確定各運動構(gòu)件的運動參數(shù)（轉(zhuǎn)速、速度、加速度）。
⑵ 機器的動力學(xué)計算
結(jié)合個部件的結(jié)構(gòu)及運動參數(shù)，計算各主要零件所受載荷的大小及特性。
⑶ 零件的工作能力設(shè)計
已知主要零件受力的大小和特點即可做零部件的初步設(shè)計。設(shè)計所依據(jù)的準(zhǔn)則，需參照零部件的一般失效情況、工作特性、環(huán)境條件等合理地擬定，一般有強度、剛度、振動穩(wěn)定性、壽命等準(zhǔn)則。本設(shè)計對機器主要零件的強度和軸承壽命進行了計算，以此來確定零部件的基本尺寸。
⑷ 部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計
根據(jù)已定出的主要零部件的基本尺寸，設(shè)計出部件裝配圖及總裝配草圖。草圖上需對所有零件的外形及尺寸進行全面的設(shè)計。在此過程中，需要使各零部件的外形和尺寸互不干涉，并且能很好的組合在一起起到想要的作用，仔細地考慮所設(shè)計的零部件的結(jié)構(gòu)工藝性，使全部零件有最好的構(gòu)形。
⑸ 主要零件的校核
在機器的部件裝配草圖和總裝配草圖設(shè)計完成以后，所以的零部件的基本尺寸均為已知，在這個基礎(chǔ)上，因為之前有一部分主要的零件的尺寸只是初步設(shè)計尺寸，在所以零件尺寸確定以后，還需要對它們進行進一步的精確的校核計算，逐步修改零件的尺寸，直到滿足設(shè)計要求為止。
2 螺旋榨油機的設(shè)計計算
2.1 電動機的選取
本次設(shè)計適于大豆、菜籽等多種油料作物，對象是中、小型油廠，因此選取的電機功率不高[3]。
電機型號 Y160L-8 ；
轉(zhuǎn)速 720r/min ；
額定功率 7.5KW ；
額定電流=8.8A ；
效率 η=84 % ；
功率因數(shù) =0.82 ；
=（最大轉(zhuǎn)矩）/（額定轉(zhuǎn)矩） = 2.3 ；
總傳動比=6.75。
2.2 螺旋榨油機主要參數(shù)的確定
2.2.1 榨膛容積比ε
ε＝／ （1）
查表坯實際壓縮比 =2.39 ；
實際壓縮比=3.25 ；
本次設(shè)計的螺旋榨油機對象是大豆，其總壓縮比ε＝7.5～14 ,取ε＝7.5。
2.2.2 進料端榨膛容積Vj的計算
根據(jù)設(shè)計能力等參數(shù)，可按下式計算[4]：
Vj=QBm/60KfKnrmn (2)
將數(shù)據(jù)代入公式（2）得：
Vj=(300kg/h×0.9×1000)/(60×0.6×0.7×0.7×60r/min)=255.102 cm3 ；
因此Vj=255.102 ；
出坯率=0.9 ；
料坯充滿系數(shù)Kf=0.6 ；
壓榨系數(shù) Kn=0.7 ；
入榨料坯容重 rm=0.7 ；
出口端榨膛容積Vch ,由公式3.1 ε＝Vj/Vch 推出 Vch= =18.22 cm3 。
2.2.3 功率消耗
理論公式[5]
Nr=(q·n·Rp)/6000 (kw) （3）
對于中小型機器 =5～7 kw ；
取=6 kw 。
2.2.4 榨膛壓力
P=(2471··εn5.5)/e0.022w (kPa) （4）
將數(shù)據(jù)代入公式（4）得：
P=(2471×0.00085×3.255.5)/e0. 022×3.5=1372.94 kPa。
2.3 榨螺軸的設(shè)計計算
榨螺軸是螺旋榨油機的主要工作部件之一，榨螺軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)、轉(zhuǎn)速、材質(zhì)的選擇對形成榨膛壓力、油與餅的質(zhì)量，生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本有很大關(guān)系。
在設(shè)計中，采用套裝式變導(dǎo)程二級壓榨型榨螺軸，如圖1，它將榨螺分成若干段，套裝在芯軸上用螺母壓緊，連續(xù)型榨螺軸的相鄰榨螺緊接，沒有距圈，結(jié)構(gòu)較簡單，榨膛壓力較大，回料少，但齒型復(fù)雜，加工須配置專用機床，適用于較小型榨油機。
圖1 榨螺軸[6]
Fig 1 Squeezer shaft
2.3.1 連續(xù)型榨螺軸尺寸如下表所示：
表1 榨螺軸尺寸表[6]
Table 1 Squeezer shaft size
榨螺號
1
2
3
4
5
6
7
節(jié)長
120
110
80
30
45
45
45
導(dǎo)程
42
42
36
——
31.5
31.5
——
螺旋外徑
70
70
70
70
70
70
70
螺旋內(nèi)徑
50
50
50/67
69.2/67
59/64.3
64.3/69.6
69.6/76.6
齒頂寬/齒根寬
6/16
6/16
6/16
——
8/9.9
11.7/13.6
——
2.3.2 榨螺齒形
錐形根圓榨螺
榨螺齒形尺寸α＝0～30° ；
一般β=15～45°,最大為β＝90°；
γ<10°；
榨螺最小壁厚δ=(D0-d)/2=6～20 mm,取δ＝6 mm。
圖2 3號榨螺[6]
Fig 2 No. 3 squeezer
2.3.3 榨螺材料
榨螺用15或20號低碳鋼經(jīng)氣體滲碳（滲碳層厚度為1.5～2mm）,淬火、回火處理后，表面硬度為HRC58～62 。
2.4 Ⅰ軸和Ⅱ軸嚙合齒輪的計算
2.4.1 齒輪的選用
選用直齒圓柱齒輪傳動，7級精度。
已知輸入功率P1=7.5 kw ；
小齒輪轉(zhuǎn)速=720 r/min ；
傳動比=2.25 ；
條件：帶式輸送機，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。
（1）材料選擇
Ⅰ軸上的小齒輪材料為45#，硬度為217～255HBS,取硬度為240HBS，嚙合的中齒輪材料為QT500-5(調(diào)質(zhì))，硬度（147～241）HBS,硬度取為200HBS 。
（2）齒輪齒數(shù)的選擇
小齒輪的齒數(shù)Z1=13,中齒輪的齒數(shù)為Z2=×Z1=29.25 ，取Z２=30，
芯軸轉(zhuǎn)速n=60r/min。
（3）按齒面接觸強度設(shè)計
a． 確定公式
d1t≥2.32 （5）
公式（5）內(nèi)的各計算數(shù)值[5]：
①試選載荷系數(shù)：K1=1.3
②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距：
T1 =95.5×105P1/n1
=95.5×105×7.5/640
=1.12×105 N·mm
③齒寬系數(shù)φd=1
④由表查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=181.4 MPa1/2
⑤由圖冊按齒面硬度查得：
小齒輪的接觸疲勞強度極限：σHlim1= 650 MPa
大齒輪的接觸疲勞強度極限：σHlim2= 550 MPa
⑥由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
N1 = 60jLh
= 60×418.6×1×( 2×8×300×10)
= 1.2×109
N2 =0.53×109
⑦接觸疲勞系數(shù) KHN1=0.9 ，KHN2=0.87
⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為 1%，
安全系數(shù)為 S=1，
[]1 =KHN1·σHlim1/s =0.9×650 = 585 MPa
[]2 =0.87×550 = 478.5 MPa
b. 計算
① 試算小齒輪分度圓直徑 d1t ,
代入[]中較小的值
d1t≥2.32 （6）
經(jīng)計算得 d 1t=67.499 mm。
② 計算圓周速度，
V =πd1t/(60×1000)
= 3.14×67.499×418.6/(60×1000)
=1.479 m/s。
③ 計算尺寬，
b =·d1t = 1×67.499 = 67.499 mm。
④ 齒寬與齒高之比 b/h，
模數(shù)： mt= d1t/z1 = 67.499/13 = 5.192 mm，
齒高： h=2.25 mt =2.25×5.192 =11.683 mm，
b/h = 5.778。
⑤ 載荷系數(shù)
根據(jù)v=1.479 m/s , 7級精度，
由圖冊查得動載系數(shù) KV =1.08。
直齒輪，假設(shè) KAFt / b < 100 N/mm ；
由表查得：KHα=KFα=1.2 ；
由表查得：使用系數(shù)KA=1 ；
由表查得：7級精度，小齒輪相對支承，非對稱布置時，
KHβ =1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2 + 0.23×10-3b
=1.12+0.18(1+0.6×12)×12+0.23×10-3×67.499=1.424
由b/h=5.778, KHβ=1.424 查得 KFβ=1.52 ，
故載荷系數(shù)為:
K=KAKVKHαKHβ =1×1.08×1.2×1.424 =1.845。
按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由公式(7)
d1 = d1t = 67.499× （7）
得：d1 = 75.85 mm。
⑥ 計算模數(shù)
m= d1/z1 =75.85/13 =5.835 mm
（4）按齒根彎曲強度設(shè)計
m≥ （8）
a. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
① 由圖冊查小齒輪的彎曲疲勞強度極限=560 MPa ；
大齒輪的彎曲疲勞強度極限=440 MPa。
② 由圖冊查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：
KFN1=0.85 , KFN2 =0.88
③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，
[]1= MPa，
[]2= MPa。
④ 計算載荷系數(shù)
K=KAKVKFαKFβ=1×1.08×1.2×1.52=1.97
⑤ 查取齒形系數(shù)
YFa1=3.13 ， YFa2=2.52
⑥ 應(yīng)力校正系數(shù)：
YSa1=1.48 ， YSa2=1.625
⑦ 計算大小齒輪的并加以比較：
1==0.01362，
2==0.01480，
大齒輪的數(shù)值大。
b. 設(shè)計計算
由公式3.8得：
m≥=3.09 mm
對比計算結(jié)果，取按齒根彎曲強度設(shè)計的，m=3.09 mm,就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=3 , 按接觸疲勞強度計算分度圓直徑 d1=75.85 mm ,從而計算出
小齒輪齒數(shù)： =d1/m=75.85/3=25.28=26，
大齒輪齒數(shù)： = =2.25×26=58.5 ,取=59。
（5）幾何尺寸計算
① 計算分度圓直徑
d1=m=26×3=78 mm
d2=m=59×3=177 mm
② 計算中心距
=(d1+d2)/2=127.5 mm
③ 齒輪寬度
b=d1=1×78=78 mm
取 B2=80 mm , B1=85 mm
（6）驗算
Ft = 2T1/d1=2×9.126×104/78=2340.77 N，
KAFt/b =1×2340.77/78=30 N/mm <100 N/mm，
所以，該齒輪設(shè)計符合要求。
2.4.2 確定小齒輪的齒形參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸：
分度圓直徑d :
d1=m=3×26=78 mm
d2=m=3×59=177 mm
齒頂高ha ：
ha=ha*m=1×3=3 mm
齒根高：=(ha*+c*)m=(1+0.25)×3=3.75 mm
齒全高 ：h=ha+ =(2ha*+c*)m=3+3.75=6.75 mm
齒頂圓直徑 ：
da1=d1+2ha=(+2ha*)m=78+2×3=84 mm
da2=d2+2ha=(+2ha*)m=177+2×3=183 mm
齒根圓直徑 :
df1 =d1－2=(－2ha*－2c*)m
=(26－2×1－2×0.25)×3=70.5 mm
df2=d2±2=(±2ha*±c*)m=169.5 mm
基圓直徑:
db1=d1cosα=78×=73.296 mm
db2=d2cosα=177×=166.326mm
齒距: p=πm=3π=9.42 mm
齒厚: s=πm/2=3π/2=4.7 mm
齒槽寬: e=πm/2=4.7 mm
中心距: =(d2+d1)/2=m(+)/2=127.5 mm
頂隙: c=c*m=3×0.25=0.75
2.5 軸的計算校核
2.5.1 選材及表面預(yù)處理
（1）材料:
軸主要用碳鋼,本設(shè)計從經(jīng)濟實用角度選用45#鋼。
（2）熱處理:
高頻淬火,表面強化處理噴丸,提高軸的抗疲勞強度,45#鋼熱處理調(diào)質(zhì)，芯軸材料用40Cr，軸表面淬火處理: 淬硬層深度耐磨。
（3）工作條件:
載荷不大,深度 0.5-1.5 mm。
2.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）軸肩高度
h=(0.07-0.1)d , (d為軸的直徑,軸環(huán)寬度b=1.4h)[5]
按扭矩強度條件計算
= T/ =9.55×106p/( 0.2nd3 )≤[] （9）
其中 [] 為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位是 MPa。
軸45#鋼 [] =25-45MPa , A0=103-126 。
（2）軸的直徑
d≥= （10）
式中取A0=105 mm3
軸傳遞的功率 p=7 kw,
軸的轉(zhuǎn)速 n=320r/min
則：d≥=22.28 mm，
對于直徑d≤100 mm的軸,有一個鍵槽時,軸徑增大5%-7%,為將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑, d= mm, L=60 mm,( L長系列60 mm,短系列42 mm) 。
（3）芯軸的校核
軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，本設(shè)計中將芯軸即榨螺軸所受的載荷當(dāng)作均勻分布，且取載荷q=3KN/m，又該榨螺軸的軸徑最小處d=50mm，故此處的截面為該軸
圖3 軸的受力圖
Fig 3 The stress of the shaft
的危險截面。上圖為軸的校核圖形，
由公式 ,n =60r/min，可知該軸所受扭矩為，
校核軸的強度,按第三強度理論[7]計算應(yīng)力
（11）
對于直徑為d的圓軸,彎曲應(yīng)力σ=M/W，
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
= T/ =T/2W （12）
其中,W (mm3) 為軸的抗彎截面系數(shù),
W=
則軸的彎矩合成強度條件為[7]:
此處取，軸的許用彎曲應(yīng)力經(jīng)查表得：[]=70 MPa，
則帶入數(shù)據(jù)可算得：，
故<[] 符合強度要求。
2.6 皮帶輪的設(shè)計計算
小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d1=71 mm ；
大帶輪的基準(zhǔn)直徑 d2=315 mm ；
平帶傳動 在傳動中心距較大的情況下平帶的材質(zhì)選用帆布芯平帶。
帶輪帶寬b=50 mm ,
帶輪寬 B=63 mm
求帶速 =(60×1000×v)/(π×)
其中n1=720r/min ,d1=71mm ；
= < ,查表取=3 ，則=320r/min ；
帶厚δ=1.2×n ,查表知 n=3 ,則δ=3.6mm 。
初定中心距：
1.5()<<5() ，
則579<<1930 ,取=860mm 。
環(huán)型帶的節(jié)線長度：
L0P=2+()+ =2350.83mm；
查表得環(huán)型帶內(nèi)周長度=LP- ，
實際中心距 +=946 mm ；
小帶輪的包角
=-=159.416>150°。
2.7 軸承的設(shè)計
2.7.1 軸承壽命
Lh=106/(60n)(c/p)ε （13）
對于滾子軸承，ε=10/3,我們計算I軸的滾動軸承為圓錐滾子軸承32905。
已知： n=320 r/min ,預(yù)期計算壽命＇=5000h，
由公式得出，C=14237.66N，
求比值 Fa/Fr=1284.3/2966=0.43
（16）
故所選軸承為圓錐滾子軸承32905 ,滿足壽命要求 。
3 螺旋榨油機的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 榨螺軸的設(shè)計
榨螺軸是由芯軸，榨軸，出渣梢頭，銷緊螺母，調(diào)整螺栓，軸承等構(gòu)成。裝配榨軸時，榨螺與榨螺之間必須壓緊，防止榨螺之間出現(xiàn)塞餅現(xiàn)象，必須擰緊銷緊螺母，餅的厚度用旋轉(zhuǎn)的調(diào)整螺栓來控制。6個榨螺型號不同，材料為20# 。
3.2 榨籠的構(gòu)造
榨籠是由上下榨籠內(nèi)裝有條排圈，條排，元排所構(gòu)成。條排24件，元排17件，還有壓緊螺母內(nèi)裝有出餅圈，榨膛的兩端分別于齒輪箱和機架相連接。
3.3 齒輪箱的構(gòu)造及入料器的構(gòu)造
齒輪箱是由齒箱蓋，齒箱體，圓柱齒輪，傳動軸，軸承，皮帶輪等構(gòu)成，可從頂部油塞孔加機油，從油標(biāo)處看加油高度。
入料器的組成主要有立軸，錐齒輪，軸承支座，固定板，錐斗等，使用自動進料器可以節(jié)省勞動力，提高生產(chǎn)效率。
3.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
大三角帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸
基準(zhǔn)直徑=330mm ,
帶輪寬B=(Z-1)e+2f=30.6 mm,
槽型：Z，槽間距e=120.3 ，取e=12.3 mm 。
第一對稱面至端面的距離 f ,取f=9.15 mm ,
基準(zhǔn)線上槽深 ha=2.0 mm ,
外徑=+2ha=334 mm ,
最小輪緣厚 =5.5 mm ,取=10 mm。
基準(zhǔn)下槽深=9.0 mm , 輪槽角φ=38°。
基準(zhǔn)寬度=8.5 mm，
=(1.8～2)d=44 mm ,
=da-2(ha+ +)=292 mm ,
=290=38.77 mm ,
=0.8=31.01 mm ,
=0.4=15.508 mm ,
=0.8=12.4064 mm ,
=0.2=7.754 mm ,
=0.2=6.202 mm ,
L=(1.5～2)d=30.3 mm 。
3.5 調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計
調(diào)節(jié)裝置的主要目的是調(diào)節(jié)出渣的粗細，相應(yīng)的改變榨膛的壓力機構(gòu)，為抵餅圈整軸移動或出餅圈同芯軸一起做軸向移動。其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，機架的受力能在運轉(zhuǎn)中調(diào)節(jié)，但芯軸的軸2頭易損壞。由于采用整軸移動或夾餅圈，因此螺栓連接松脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重，此裝置平穩(wěn)，低速重載的靜載荷，因此采用對頂螺母，兩螺母對頂擰緊后，使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力的作用，工作載荷有變動時該摩擦力仍然存在。
3.6 鍵的選擇與校核
鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定，以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導(dǎo)向。
3.6.1 Ⅰ軸上的鍵
軸徑 d=25 mm ，
b×h=8×7 ，
L=140 mm。
軸徑 d=28mm處的為普通平鍵，
公稱尺寸 b×h=8×7 ，
鍵長 L=70 mm 。
3.6.2 Ⅱ軸上的鍵
軸徑 d=28 mm ，
b×h=8×7 ，
鍵長 L=80 mm 。
3.6.3 芯軸上的鍵Ⅰ
軸徑 d=35 mm，
b×h=10×8，
鍵長 L=180 mm ，
軸的深度 t=5.0 mm 。
3.6.4 芯軸上的鍵Ⅱ
軸徑 d=35 mm ,
b×h=10×8 ,
鍵長 L=450 mm。
3.6.5 鍵的校核
（1）I軸的鍵的校核
軸上的轉(zhuǎn)矩 N.mm,
對鍵1，工作面的擠壓或磨損，由公式，k=h/2, l=L-b得，
；
鍵的剪切，由公式 ，故該鍵滿足要求。
對鍵2，工作面的擠壓或磨損，由公式 ，k=h/2, l=L-b得，
；
鍵的剪切，由公式 ，故該鍵滿足要求。
（2）II、芯軸的鍵的校核
因傳動比 =2.25，故=1440/2.25= 640 r/min ,
軸上的轉(zhuǎn)矩 N.mm,
工作面的擠壓或磨損，由公式，k=h/2, l=L-b得，
；
鍵的剪切，由公式 ，故該鍵滿足要求。
同上可驗證得，芯軸上的鍵也是滿足要求的。
3.7 滾動軸承的選擇
3.7.1 Ⅲ軸上的軸承的選擇
Ⅲ軸上的大齒輪 B=95 mm ,B200 , d=35 mm ,內(nèi)徑 D=35 mm ， =63， 輪轂厚t ,t==14 mm ,L=(1.2～1.5)D=52.5 mm , =(2.5～4) =108 , =0.8D=28 , =0.8=22.4 ,C=/5=5.8 ,但要求 C10 ,取 C=10 ,S=/6 ,取 S=10 ；
選用芯軸上的軸承時，依據(jù)來選，=63 mm ,選調(diào)心滾子軸承，型號為22212 ,尺寸如下：
d=60 mm ,D=110 mm
B=28 mm
Cr=81.8 KN， =122 KN
脂潤滑 n=3200 r/min ,
重量 W=1.22 kg 。
=75.7 mm ，=93.5 mm ， =1.5 ，
安裝尺寸=69 mm , =101 mm , =1.5 ；
計算系數(shù) e=0.28 , =2.4 , =3.6 , =2.4 。
3.7.2 Ⅰ軸和Ⅱ軸的軸承
選用相同型號的軸承，圓錐滾子軸承，型號為32905 ；
軸徑 d=25 mm ,
基本尺寸 ：
d=25 mm ,D=42 mm ,
T=12 mm ,
B=12 mm ,
C=9 , =21 ,Cr=16 ,
W=0.064 kg ；
計算系數(shù) ：
e=0.32 , =1.9 , =1 ,
其他尺寸 ：
=8.7 , =0.3 , =0.3 , ==0.3 ,
=10°～18°,取=15。
3.8 榨螺軸與齒輪軸的聯(lián)接設(shè)計
為了拆裝方便，本設(shè)計齒輪箱與榨籠采用法蘭盤連接。而榨螺軸與齒輪軸采用凸緣連軸器聯(lián)接，它是一種剛性聯(lián)軸器，其所要求聯(lián)接的兩軸必須嚴(yán)格對中，因此對機器安裝精度要求較高，否則會在軸中引起很大的附加應(yīng)力。
4 螺旋榨油機的故障及排除
4.1 操作過程中出現(xiàn)的故障及排除
4.1.1熟坯過分干燥時發(fā)生的現(xiàn)象[8]
（1）油機的榨籠內(nèi)發(fā)出格！格！響聲，并使整臺榨油機振動；
（2）出餅端瓦形餅不能成塊而碎散，餅呈黑褐色而有焦斑；
（3）榨油機的電動機負(fù)荷高于正常（30A以上）；
（4）出油位置移向出餅方向，出餅口冒青煙，出油減少，油色深褐。
這些現(xiàn)象若持續(xù)時間較長，會造成榨油機重大損失事故，所以遇有以上情況時，關(guān)小下料門，減少向榨籠送料，放大出餅端間隙，以減小榨籠內(nèi)壓力，在進料口處加入生坯，使榨油機負(fù)荷逐步下降后，再加以調(diào)節(jié)使之恢復(fù)正常工作。
4.1.2 熟坯溫度太低、含水量較大時發(fā)生的現(xiàn)象[8]
（1）有時會不進料或進料少，料與軸一起轉(zhuǎn)動；
（2）餅塊發(fā)松、發(fā)軟，水汽很濃，餅帶油，餅塊由出餅口出來時跟著主軸一起轉(zhuǎn)動；
（3）榨油機的電動機負(fù)荷降低（12A以下）；
（4）出油減少，油色發(fā)白起沫，出油位置移向進料方向。
出現(xiàn)上述現(xiàn)象時，可在進料口處加入干的渣餅，這樣可使榨油機逐步恢復(fù)正常工作。
4.1.3 一般常見故障及排除
（1）不出油或出油率過低。?可能由榨條裝配得太緊或排油縫被油渣塞引起。應(yīng)根據(jù)含油量的高低，對榨條的松緊度進行調(diào)整?？赡苡烧ヌ艤囟冗^低堵、零件磨損、出餅厚度不合適等引起的。應(yīng)注意螺旋榨油機的使用方法?？赡苡稍纤植缓线m、原料受潮發(fā)霉、雜質(zhì)過多、籽料不飽等原因引起。應(yīng)重新選則油料，控制油料水分；
（2）螺旋軸卡死造成突然停車的現(xiàn)象?？赡苡捎谂帕喜粫?，榨膛堵塞等原因引起，應(yīng)注意均勻加料、控制餅的厚度。一旦出現(xiàn)這種情況，應(yīng)立即關(guān)閉電源，停止進料，插死進料調(diào)節(jié)板，打開排料板，抽出螺旋軸，對膛內(nèi)油料進行清除，這一切完成后重新進行壓榨。?也可能因為榨膛還未磨熱，就投入大量原料造成的。再看開機時，要十分注意等達到一定溫度時，再加料。還可能由于油料中含石塊等硬異物雜質(zhì)進入榨膛引起。一旦發(fā)生這種情況，要立刻停機，清除膛內(nèi)硬物，檢查零件磨損程度，如果零件磨損較嚴(yán)重，應(yīng)立刻修理或更換；
（3）榨油過程中跑渣過多。一般情況都會存在少量跑渣的現(xiàn)象，但跑渣過多就不正常了。可能由餅太薄造成。這種情況應(yīng)按說明書的要求，對餅的厚度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整?？赡苡捎土纤苄圆缓茫鲲灷щy，增加了機膛壓力造成。這種情況可加入適當(dāng)?shù)乃?，運行機器，提高螺旋榨油機的溫度，從而使油料塑性得到提高?？赡苡烧l間隙過大或個別榨條彎曲造成。應(yīng)進行檢查，如果是因為榨條間隙過大，應(yīng)及時調(diào)整榨條間隙；如果是因為榨條彎曲，則需要取下榨條，采用打磨、墊鐵等方式調(diào)直榨條，之后重新安裝。
以上三點是常見故障問題，其余可能出現(xiàn)的故障問題就不一一介紹了，詳情見下表：
表2 螺旋榨油機常見故障分析、排除一覽表[9]
Table 2 Screw-type oil expeller common failure analysis and solution
常見
故障
不出油或出油率過低
螺旋軸卡死造成突然停車
榨油過程中跑渣過多
螺旋榨油機不進料
螺旋榨油機燒膛
原因
分析
1榨條裝配得太緊或排油縫被油渣堵塞 2榨膛溫度過低、零件磨損、出餅厚度不合適 3原料水分不合適、原料受潮發(fā)霉、雜質(zhì)過多、籽料不飽
1排料不暢，榨膛堵塞 2榨膛還未磨熱 3油料中含石塊等硬異物雜質(zhì)進入榨膛
1餅太薄 2油料塑性不好，出餅困難，增加了機膛壓力 3榨條間隙過大或個別榨條彎曲造成
1榨螺表面不光 2 榨條磨損 3油料的水分過多
1榨螺轉(zhuǎn)速偏高 2機器溫度過高 3油料水分偏低
排除
方法
1榨條的松緊度進行調(diào)整 2注意螺旋榨油機的使用方法 3重新選則油料，控制油料水分
1注意均勻加料、控制餅的厚度 2注意等達到一定溫度時，再加料 3立刻停機，清除膛內(nèi)硬物，檢查零件磨損程度
1餅的厚度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 2加入適當(dāng)?shù)乃?，提高螺旋榨油機的溫度 3調(diào)整榨條
1砂布或干渣打磨 2更換磨損榨條 3重新選擇油料
1更換皮帶輪，降低轉(zhuǎn)速 2控機體溫度 3選擇水分含量較高的油料
5 結(jié)論
在設(shè)計螺旋榨油機的過程中，設(shè)計的對象主要是大豆等油料作物，適用于中小油廠，因此所需要得零件的精度要求不高，但榨螺軸的成本比較高，為了提高榨油機的工作壽命，要求配合精度高一些。
設(shè)計采用二級減速器，這樣提高了出油效率。在進料斗和機架的設(shè)計中，通過觀察成品機械，在不改變性能的情況下，盡量是機器靈便，占地面積小。在壓榨過程中，采用套裝式變導(dǎo)程二級壓榨，這比傳統(tǒng)的榨油機在性能上有了很大的改進。
本機械設(shè)計思想是連續(xù)型，因此出渣不能成餅狀，為了降低成本，設(shè)有設(shè)計接渣斗，如果為節(jié)省費用，用編織袋代替亦能滿足要求。
出油口的設(shè)計，由于出油的位置是在壓力最大的地方，如果設(shè)計出油孔太大，渣亦會進入油內(nèi)，影響油的質(zhì)量。
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致 謝
大學(xué)四年學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達我由衷的謝意。感謝我的家人對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校給了我在大學(xué)四年深造的機會，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝的老師和同學(xué)們四年來的關(guān)心和鼓勵。
老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心幫助，所有這些都讓我的四年大學(xué)生活充滿了感動。這次畢業(yè)論文設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師任述光老師對我的指導(dǎo)和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向任老師尋求幫助，而任老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。任老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從開題報告的審查，中期畢業(yè)設(shè)計的修改，后期格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。任老師多次詢問設(shè)計進程，并為我指點迷津，幫助我開拓設(shè)計思路，精心點撥、熱忱鼓勵，在此對任老師致以我最誠摯的謝意。
畢業(yè)答辯作為標(biāo)志，大學(xué)生活即將結(jié)束了，春夢秋云，聚散真容易。各位老師教給我的知識將伴我走過一生的道路。我們能夠順利畢業(yè)并找到一份自己的工作，有能力擔(dān)當(dāng)起建設(shè)社會主義的生力軍，成為社會有用之才，都與老師的辛勤工作和不誨教導(dǎo)分不開的。師恩難忘！老師的教誨我們將銘記在心，在今后工作中一定努力拼搏，不辜負(fù)各位恩師的期望和厚愛！
再次對老師們的教導(dǎo)和辛勤勞動表示萬分感謝!
附錄
附錄1：零件圖
附錄2：總裝配圖
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