家庭絞肉機(jī)設(shè)計(jì)書研究分析

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1、 家庭用小型絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 目 錄 家庭用小型絞肉機(jī)的設(shè)計(jì) 1 摘 要 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(jī)的結(jié)構(gòu) 5 2.1.1切割機(jī)構(gòu) 5 2.1.2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 5 2.2絞肉機(jī)的工作用原理 5 第3章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 3.1電機(jī)的選擇 7 3.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 7 3.2.1 確定模數(shù)m EMBED Equation.3 7 3.2.3 計(jì)算主要的幾何尺寸 8 3.3軸的設(shè)計(jì) 9 3.3.1 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 9 3.3.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 9

2、 3.3.3 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu) 9 第4章 絞刀的設(shè)計(jì) 10 4.1 絞刀的設(shè)計(jì) 10 4.1.1 刀刃的起訖位置 10 4.1.2 刀刃的前角 12 4.1.4 刀刃的刃傾角 14 4.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 15 4.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) 16 第5章 生產(chǎn)能力的分析 18 5.1 絞刀的切割能力 18 5.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力G 18 5.3 功率消耗n 18 總結(jié) 19 鳴 謝 20 參考文獻(xiàn) 20 摘 要 本文論述了肉類加工電動(dòng)—絞肉機(jī)的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)能力分析。

3、 此絞肉機(jī)采用電動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。該設(shè)備制造簡(jiǎn)單，線條流暢，沒(méi)有可藏污的縫隙及傷害操作者的銳邊，易于清潔，此絞肉機(jī)適合家庭個(gè)人使用。 此絞肉機(jī)工作利用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)使切刀刃將肉切碎。該絞肉機(jī)使用范圍廣泛，不僅能切肉，還能絞豆制品。 【關(guān)鍵詞】絞肉機(jī)、鉸刀、電機(jī) 第1章 緒論 發(fā)展肉類制品生產(chǎn)是人民生活的需要。由于現(xiàn)代生活的快節(jié)奏，人們迫切希望簡(jiǎn)化家務(wù)勞動(dòng)。 而肉類制品中的熟制品屬于方便食品，如灌腸、肉松、肉干等，消費(fèi)者購(gòu)買之后，可立即食用或稍處理后就可食用

4、。面臨著需求量越來(lái)越多的問(wèn)題，食品機(jī)械便是不必可少的了.所以家庭絞肉機(jī)就應(yīng)孕而生. 食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，在很大程度上依賴于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水，離開(kāi)現(xiàn)代儀器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無(wú)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(yīng)使設(shè)備和工藝達(dá)到最佳配合，以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進(jìn)工藝的改進(jìn)和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)設(shè)備的發(fā)展和完善。兩者互相促進(jìn)、互相完善，是使整個(gè)食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)的必要條件 而肉類制品中的熟制品屬于方便食品，如灌腸、肉松、肉干等，消費(fèi)者購(gòu)買之后，可立即食用或稍處理后就可食用。因此此類肉制品需求量越來(lái)越大，食品機(jī)械便是不必可少的了.在肉類加工的過(guò)程中，切

5、碎、斬拌、攪拌工序的機(jī)械化程度最高，其中絞肉機(jī)、斬拌機(jī)、攪拌機(jī)是最基本的加工機(jī)械.幾乎所有的肉類加工廠都具備這3種設(shè)備。所以家庭絞肉機(jī)就應(yīng)孕而生。而基于我國(guó)現(xiàn)在肉制品的發(fā)展形勢(shì)，家庭絞肉機(jī)設(shè)備更是成為一種勢(shì)不可擋的趨勢(shì)，同時(shí)也是很有必要和意義的工程。 我們所設(shè)計(jì)的家庭絞肉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，緊湊、輕便，零件大多可用一般的塑料制造，不需精加工，工作可靠，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)率高,可適用于中，低收入家庭. 第2章 結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu) 絞肉機(jī)主要有切割機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，如圖2—1所示 圖2—1絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)圖 2.1.1切割機(jī)構(gòu) 包括E

6、：鉸刀、F：杯體。其作用是對(duì)放入杯體中的肉類物質(zhì)進(jìn)行切割，并將切割完的物質(zhì)儲(chǔ)存在杯體中。 2.1.2驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括電機(jī)、皮帶輪、減速器、機(jī)架。這是帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)的輸出裝置。 圖2—1絞肉機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 2.2絞肉機(jī)的工作用原理 工作時(shí)，先把一整塊肉類放入杯體中，然后把杯蓋蓋上，最后將帶有鉸刀的主機(jī)與杯蓋契合，然后接上電源就可工作了。由于鉸刀連接著電動(dòng)機(jī)，所以鉸刀在電動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生了足夠的扭轉(zhuǎn)力，繼而在這扭轉(zhuǎn)力的作用下將一整塊肉切碎。 絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)學(xué)安裝的。絞刀用工具鋼制造，刀口要求鋒利，使用一個(gè)時(shí)期后，刀口變鈍，此時(shí)應(yīng)調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至使有

7、些不是切碎后排出，而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出，直接影響成品質(zhì)量。所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)切割出的肉不是非常碎的時(shí)候就應(yīng)該換一個(gè)鉸刀。 第3章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1電機(jī)的選擇 N=＝4(KW) G－絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，72kg/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(dāng)d＝3mm， 取w＝0.0030kw.h/kg。 －傳動(dòng)效率，取0.75 因此選擇電機(jī)型號(hào)為UN7025 圖3-1 U

8、N7025電機(jī)外觀圖 3.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.2.1 確定模數(shù)m (參考機(jī)械原理表7-1) m=(0.007~0.02)a=0.56~1.6, 取m=1.5mm 3.2.2 確定齒數(shù)z,z 初取螺旋角β＝13 取z=30 z=μz=2.530=75 取z=75 重新確定螺旋角 3.2.3 計(jì)算主要的幾何尺寸 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-3） 分度圓的直徑 d=m z/cos=1.530/cos=45.7mm d=m z/cos=1.5*75/cos=114.3mm 齒頂圓直

9、徑 d= d+2h=45.7+21.5=48.7mm d= d+2h=114.3+21.5=117.3mm 端面壓力角 基圓直徑 d= dcos=cos20.292=40.2mm d= dcos=348cos20.292=107.2mm 齒頂圓壓力角 =arccos=34.365 = arccos=23.951 齒寬 b=.a＝0.4*80＝32 取b＝32mm；b＝40mm 齒寬系數(shù) ===0.7 3.3軸的設(shè)計(jì) 3.3.1 選擇軸的材料，確定

10、許用應(yīng)力 由已知條件知絞肉機(jī)傳遞中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1查得強(qiáng)度極限b= 650MPa，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-8得許用彎曲應(yīng)力=60 MPa。 3.3.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-7得A=30-40。又由式（10.2）得 由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=6mm。 3.3.3 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu) (1）確定軸上零件的位置和固定方式 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，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位，右端用套筒固定。這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固

11、定采用平鍵聯(lián)接。軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用肩固定，周向采用過(guò)盈配合固定。 第4章 絞刀的設(shè)計(jì) 4.1 絞刀的設(shè)計(jì) 絞刀的幾何參數(shù)對(duì)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(duì)十字刀片的各主要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 雙刃刀片，其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線速度，其刃部任一點(diǎn)位置上只有法向速度。 絞肉機(jī)絞刀片及每一葉刀片上速度分布 其值為： （） （4-1） 式中：－刀片刃部任一點(diǎn)的線速度m／s； n－刀片的旋轉(zhuǎn)速度rpm； －刀片刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心的

12、距離mm； r－刀刃起始點(diǎn)半徑m m ； R—刀刃終止點(diǎn)半徑mm； 再?gòu)碾p刃刀片的任一葉刀片的橫截面上來(lái)看，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(duì)象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設(shè)計(jì)各參數(shù)。 4.1.1 刀刃的起訖位置 絞肉時(shí)，絞肉機(jī)的雙刃刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從上式可以看出，在轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀刃離旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，則絞肉(指切割肉的)線速度越快。并且在螺桿進(jìn)科速度也一定的條件下，假定絞肉時(shí)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(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：

13、 （4-2） 式中： Q－單位時(shí)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(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參見(jiàn)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(yàn)，我們知道一般絞肉時(shí)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(diǎn)半徑和終點(diǎn)半徑R。 根據(jù)式[1]得：

14、 （4-3） 我們已知雙刃刀片得轉(zhuǎn)速n＝10200r/min 當(dāng)時(shí)，， ＝30m/min=0.5m/s 當(dāng)時(shí)，， R＝ 圓整后取:r=15mm R=45mm 4.1.2 刀刃的前角 當(dāng)雙刃刀片絞肉時(shí)，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析 其值為： 因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為： 肉與前刀面的摩擦力為： 整理得： （4-4） 式中：F－鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板

15、相接觸的刀刃上的切割力（N） —刀片絞肉時(shí)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(shí)與前刀面的摩擦系數(shù) －刀片的前角（） －網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N） －肉被切割時(shí)作用于前刀面的壓力（N） 由于 式中：－肉的抗剪應(yīng)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，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(yù)緊壓力，是常量，故令。是刀片切割肉時(shí)，肉對(duì)前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令。 簡(jiǎn)化式[4]得：

16、 （4-5） 從式[5]和式[2]可知，刀刃前角的大小，直接影響著絞肉過(guò)程中的切割力，以及切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度。 在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進(jìn)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(shí)，則因刀具散熱體積小而使切割肉時(shí)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) 4.1.3 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

17、變鈍，使肉在絞肉(切割)過(guò)程中變形能增加，同時(shí)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(guò)程中產(chǎn)生的熱量增多。 另外，在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)V B下，后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大。這說(shuō)明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時(shí)也帶來(lái)的問(wèn)題是刀片的N B磨損值大(反映在刀體材料的磨損過(guò)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) 4.1.4 刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來(lái)得知刀傾角對(duì)刀片性能的影響情況。 在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當(dāng)把刀刃放大看時(shí)，可以把刀刃看成是

18、一段半徑為的圓弧，由于刀刃有刃傾角，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所得) 圖4-4 刃傾角與刀刃鋒利度 橢圓的長(zhǎng)半徑處的曲率半徑，即為刀刃實(shí)際純圓半徑。 其關(guān)系為： （4-6） 由此可見(jiàn)，增大刀傾角的絕對(duì)值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑，這就說(shuō)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： （4-7） 初始刃傾角

19、按下式計(jì)算： （4-8） 式中：r－刀刃起始點(diǎn)半徑(mm)； R－刀刃終止點(diǎn)半徑(mm)； b－葉刀片外端寬度（mm）; －初始刃傾角； 4.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點(diǎn)相對(duì)于網(wǎng)眼板的速度，將可以分解為垂直于刃的法向速度分量和平行于刃的切向速度分量。即： 其值為： 又因?yàn)椋? 所以： 整理得 （） 式中：－刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度m／s； －刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量m／s；

20、 －刀刃上任一點(diǎn)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(jì)算半徑mm； R－刀刃的終點(diǎn)半徑mm； r－刀刃的起點(diǎn)半徑mm； 4.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上對(duì)絞刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖此絞刀的特點(diǎn)： 1、 后角取4，刀片的壽命較長(zhǎng)； 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(qiáng)度； 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 表4—1絞刀材料選用對(duì)比表

21、 第5章 生產(chǎn)能力的分析 5.1 絞刀的切割能力 絞刀的切割能力，可用下式計(jì)算： 式中：F-絞刀切割能力 n-絞刀轉(zhuǎn)速;10200 D-絞肉機(jī)杯體內(nèi)徑；150 Z-絞刀刀刃；2 5.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力G 生產(chǎn)能力G： 式中：-被切割1kg物料的面積，其值與 A-絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為0.7-0.75； 5.3 功率消耗n 功率消耗N可用

22、下式計(jì)算： 式中：W-切割1kg物料消耗能量； -傳動(dòng)效率； 總結(jié) 漫長(zhǎng)而又倍感充實(shí)的絞肉機(jī)設(shè)計(jì)階段即將結(jié)束，通過(guò)這十幾天的學(xué)習(xí)，我覺(jué)得自己的專業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考問(wèn)題的能力有了很大的提高，對(duì)我走向社會(huì)從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。 首先，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。當(dāng)開(kāi)始老師說(shuō)出設(shè)計(jì)題目時(shí)，心里真的是一點(diǎn)頭緒也沒(méi)有，根本不知道從那里下手。但是我相信知識(shí)是可以學(xué)習(xí)的，我開(kāi)始查閱相關(guān)書籍，借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)技能，，深入了解了機(jī)械傳動(dòng)原理及機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。把設(shè)計(jì)

23、意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭筛吨T生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一個(gè)創(chuàng)新、修改、完善的過(guò)程，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)，發(fā)揮自己的想象力來(lái)搞好自己的設(shè)計(jì)，這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。 其次，我們還學(xué)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，因?yàn)檫@個(gè)絞肉機(jī)設(shè)計(jì)是以小組的形式展開(kāi)的，當(dāng)然，這個(gè)小組就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)。從剛開(kāi)始的設(shè)計(jì)構(gòu)想到現(xiàn)在設(shè)計(jì)書的制作，我們小組經(jīng)過(guò)多次的討論逐步的完成了絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)。這個(gè)成功適合小組的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)分不開(kāi)的。 設(shè)計(jì)的完成，給了我們很大的信心：我們完全有能力利用自己所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能完成我們并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程我更們深切的體會(huì)到：獨(dú)立自主是關(guān)鍵，互協(xié)作更重要。

24、 鳴 謝 首先，非常感謝老師布置給我們一個(gè)如此適合我們的一個(gè)設(shè)計(jì)課題，讓我們學(xué)會(huì)了很多在課堂上學(xué)不到的東西。其次，也非常感謝小組成員的努力，沒(méi)有這些合作，這個(gè)設(shè)計(jì)也不可能完成。最后，歡迎大家光臨我新開(kāi)的的淘寶店：，專門替人打架，會(huì)江湖各類格斗術(shù)，價(jià)格按照年級(jí)段的等級(jí)，詳情請(qǐng)光顧本店主頁(yè)。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴、陳國(guó)定、吳立言主編．機(jī)械設(shè)計(jì)．第九版．北京：高等教育出版社,2013 [2] 胡繼強(qiáng)主編．食品機(jī)械與設(shè)備．第一版．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,1999 [3] 李興國(guó)主編．食品機(jī)械學(xué)（下冊(cè)）．第一版．四川：四川教育出版社,1992 [4] 郭宏亮、孫志宏主編．機(jī)械原理．第一版．北京：北京大學(xué)出版社,2011 21 技術(shù)發(fā)展