803 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)

803 絞肉機(jī)的設(shè)計(jì),絞肉機(jī),設(shè)計(jì) 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 1 -絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)1 緒 論隨著國民經(jīng)濟(jì)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。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(jì)的主流食品。食品工業(yè)也成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，作為裝備食品工業(yè)的食品機(jī)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(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水，離開現(xiàn)代儀器和設(shè)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(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)一部促進(jìn)設(shè)備的發(fā)展和完善。兩者互相促進(jìn)、互相完善，是使整個食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)的必要條件。在肉類加工的過程中，切碎、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)是最基本的加工主械.幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設(shè)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(jìn)了先進(jìn)的加工設(shè)備，但其價(jià)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(shè)備為我國自行設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)絞肉機(jī)是為中、小型肉類加二企業(yè)所設(shè)計(jì)的較為理想的、絞制各種肉餡的機(jī)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(jìn)行粗、中、細(xì)絞以滿足不同加工工藝的要求，該機(jī)亦可作為其他原料的擠壓設(shè)備！2 結(jié)構(gòu)及工作原理 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu)絞肉機(jī)主要由送料機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成，如圖 2－1 所示。席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 2 -51 2 3 4 5 6 7 8 91015161711121314181920212223252427282930313226322圖 2－1 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu)1.機(jī)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(jī) 11.三角帶 12.小皮帶輪2.1.1 送料機(jī)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(jī)構(gòu)，并在前端對物料進(jìn)行擠壓。2.1.2 切割機(jī)構(gòu)包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。其作用是對擠壓進(jìn)人樣板孔中的物料進(jìn)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(jìn)行更換。2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī) 10、皮帶輪 9、12、減速器 8、機(jī)架 I 等2.2 絞肉機(jī)的工作原理工作時，先開機(jī)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)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 3 -地送往絞刀口進(jìn)行切碎。因?yàn)槁菪┝掀鞯穆菥嗪竺鎽?yīng)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。用于午餐肉罐頭生產(chǎn)時，肥肉需要粗絞而瘦肉需要細(xì)絞，以調(diào)換格板的方式來達(dá)到粗絞與細(xì)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(xì)絞用直徑 3－5 毫米的孔眼。粗絞與細(xì)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(xì)絞時快些，但最大不超過 400 轉(zhuǎn)/分。一般在 200－400 轉(zhuǎn)/分。因?yàn)楦癜迳系目籽劭偯娣e一定，即排料量一定，當(dāng)供料螺旋轉(zhuǎn)速太快時，使物料在切刀附近堵塞，造成負(fù)荷突然增加，對電動機(jī)有不良的影響。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，使用一個時期后，刀口變鈍，此時應(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(yán)重析出的質(zhì)量事故，往往與此原因有關(guān)。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(yùn)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(jī)壁里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與機(jī)壁相碰，若稍相碰，馬上損壞機(jī)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(jī)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?yàn)榍懈詈笪锪媳仨殢目籽壑信懦?，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。3 螺旋供料器的設(shè)計(jì)3.1 絞籠的設(shè)計(jì)席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 4 -絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對肉塊進(jìn)行擠壓。如圖 3－1 所示，設(shè)計(jì)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(shí)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。40 552.5節(jié) 距 t＝1.6圖 3－1 絞籠3.1.1 絞籠的材料絞籠的材料選為 HT2003.1.2 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/HK－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??山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 5 -－物料的堆積密度 t/m 豬肉的為 1.5t/m?33C－與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 B4 表 1－15 得 C＝13.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速由原始數(shù)據(jù) n＝326r/min3.1.4 螺旋節(jié)距實(shí)體面型螺旋的節(jié)距 t＝D3.2 絞筒的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(dāng)，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4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 6 -由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從電機(jī)至絞籠的運(yùn)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(jī)逐級減速后得到。絞籠的轉(zhuǎn)速不易太高，因?yàn)檩斔湍芰Σ⒉皇请S轉(zhuǎn)速增加而增加。當(dāng)速度達(dá)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(jī)選用 326r/min。14.32610ii???總由傳動比標(biāo)準(zhǔn)系列查 B2 表 2－1初步取 1.76 2.50i1i根據(jù)選用的電機(jī)和絞籠轉(zhuǎn)速要求設(shè)計(jì)傳動路線如下：4.1 電機(jī)的選擇N= ＝4(KW)?WG?G－絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，1000kg/hW－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。 （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(jī)的結(jié)構(gòu)。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 7 -圖 4-1 Y112M-4 電動機(jī)的外觀圖4.2 帶傳動的設(shè)計(jì)4.2.1 設(shè)計(jì)功率 dPkwPKAd 8.42.1????－工況系數(shù)，查 B1 表 8－1－22 ，取 ＝1.2A AKP－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dp1n 1n1440r/min4.2.3 傳動比1.76 ＝ ＝?0i2ni1min/80176.4r?4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）1d由 B1 表 8－1－12 和表 8－1－14 選定＝100mm> ＝75r/min 1dmind席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 8 -4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）2dcmdi1760.12 ????由 B3 表 8－7 得 =180mm24.2.6 帶速驗(yàn)算smvsmndv /3025/54.7106106 ax?????????4.2.7 初定軸間距 （mm）ada28)(210?4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長度 （mm）0dL0204)()(212210 aaLddd ?????＝ 88??＝886mm依 B1 表 8－1－8 取 ＝900mm，即帶型為 A－900dL4.2.9 實(shí)際軸間距 amLd2876902800 ＝??????4.2.10 小帶輪包角 1???3.5718012????ad= ??.7山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 9 -= ?1644.2.11 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 1.32kw1dn4.2.12 時單根 V 帶型額定功率增量?i 1P?根據(jù)帶型號、 和 查 B1 表 8－1－27（c） 取 0.15kw1ni4.2.13 V 帶的根數(shù) ZZ = 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 0.87L4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F20)15.2(mvZPkFda???= 254.710.4896. ?=134（ N）m－V 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8－1－24，取 0.1k/gm4.2.15 作用在軸上的力 ?F)(10682sin4132sin20 NZF???? ?席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 10 -)(15928sin4132sin30max NZF????? ?－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍ax?4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)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(yīng)力。輪槽工作表面應(yīng)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(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)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(shè)計(jì)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)及表面淬火，齒面硬度為 45－50HRc；精度等級為 6 級。rC按硬度下限值，由 BI 圖 8－3－8（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 11 -；由 B1 圖 8－3－9（d）中的 MQ 級質(zhì)量指標(biāo)查得MPaH120lim1li??； 。FE72 MPaF502lim1li??4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)4.3.2.1 確定中心距 a（按 B1 表 8－3－27 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)）321][)(HaamuKTAC?????式中：配對材料修正系數(shù) Cm＝1（由 B1 表 8－3－ 28 查?。┞菪窍禂?shù) Aa＝476（由 B1 表 8－3－29 查?。┹d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(yīng)力 （參考 B1 表 8－3－27PaH10829.0.][lim????推薦值）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=1.5mm4.3.2.3 確定齒數(shù) z ,z12初取螺旋角 ＝13??席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 12 -z = = =29.4 取 z =301)(cos2???ma)15.2(3cos80???1z =μz =2.5 30=75 取 z =752 2重新確定螺旋角 ??142.082)753(.1arcos2)(arcos1 ??????zn4.3.2.4 計(jì)算主要的幾何尺寸（按 B1 表 8—3—5 進(jìn)行計(jì)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齒頂圓直徑 d = d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm1aad = 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山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 13 -齒寬系數(shù) = = =0.7d?1b7.4532縱向重合度 =1.25.1420sinsi?????? ?nm當(dāng)量齒數(shù) ＝31.4531co/zv?＝78.6282s4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度（按 B1 表 8—3—10 校核）強(qiáng)度條件： [ ]H??計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE?????1?bdFKktHVA= 2H?1BD式中：名義切向力 F = = =2044Nt10dT?7.4560使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8—3—31 查取）A動載系數(shù) =（ ）VK20?B?式中 V= smnd95.10687.4516?????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?H調(diào)整，6 級精度 K 非對稱支稱公式計(jì)算）?34.1?齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8—3—33 查?。?.??H節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8—3—11 查?。㈱重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8—3—12 查?。?.?席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 14 -螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8—3—13 查?。?0.??Z彈性系數(shù) （由 B1 表 8—3—34 查?。㎝PaE.19單對齒齒合系數(shù) Z =1B= 1H?2＝ 327.4501.35.08.70.1895. ?????＝245.5MPa許用應(yīng)力：[ ]=H?XWRVLNTZZSlim式中：極限應(yīng)力 =1120MPali最小安全系數(shù) =1.1（由 B1 表 8—3—35 查?。﹍imH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?。￢,95.1s??粗糙度系數(shù) =0.9（由 B1 圖 8—3—21 查?。㏑Z齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8—3—22 查取）W尺寸系數(shù) =1（由 B1 圖 8—3—23 查取）X則： [ ]= =826MPaH?03.18596.012.10??滿足 [ ]?4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度（按 B1 表 8—3—30 校核）強(qiáng)度條件： [ ]1F??山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 15 -許用應(yīng)力： = ； 1F?????FVASaFnt KYbm1212??SFF??式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由 B1 圖 8—3—15（a）查?。??FY2?應(yīng)力修正系數(shù) ， （由 B1 圖 8—3—16（a）查取）6.?Sa7.1SaY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(jì)算）FKNH?齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由 B1 表 8—3—33 查?。?則 =94.8MPa1F?= =88.3MPa2F?16.27?許用應(yīng)力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlim?limF?式中：極限應(yīng)力 =350MPali?安全系數(shù) =1.25（按 B1 表 8—3—35 查取）limFS應(yīng)力修正系數(shù) =2（按 B1 表 8—3—30 查?。㏕Y壽命系數(shù) =0.9（按 B1 圖 8—3—18 查取）S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 查取）X則 [ ]=F?MPa497.025.1??滿足， 〈 〈[ ] 驗(yàn)算結(jié)果安全1F?席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 16 -4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)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?。?.3.5.2 確定齒輪的三個公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考 B1 表 8—3—58 查?。┑冖窆罱M檢驗(yàn)切向綜合公差 1iF= =0.063+0.009=0.072mm, (按 B1 表 8—3—69 計(jì)算，由 B1 表 8—3—1iFfP?60，表 8—3—59 查取)；第Ⅱ公差組檢驗(yàn)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(jì)算，由 B1 表 8—3—59 查取） ；第Ⅲ公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由 B1 表 8—3—61 查?。?。?F4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考 B1 表 8—3—58 選擇）對齒輪，檢驗(yàn)公法線長度的偏差 。按齒厚偏差的代號 KL，根據(jù)表 8—3—53wE的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16sptf?siE=-16 0.009=-0.144mm；公法線的平均長度上偏差 = *cos -ptf? WSEs?0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差 = cosTF??0202sin36.awisi+0.72 sin =-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度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表knW示為： 10.26.587?對齒輪傳動，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=80mm，由表查得 8—3—?f65 查得 = ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8—3—64 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于?f03.?40%，沿齒長不小于 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根icF據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表 8—3—69，B1 表 8—3—59 及 B1 表 8—3—60計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mmicf山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 17 -（根據(jù) B1 表 8—3—58 的表注 3，由 B1 表 8—3—69，B1 表 8—3—59 計(jì)算與查?。?。對箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8—3—63xfyf查?。?。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）0.14A.6.0.80.816?94.7528128*?47 0-,15圖 4-4 大齒輪簡圖4.4 軸的設(shè)計(jì)4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的計(jì)算用實(shí)心軸33][5nPATd???式中:d－軸的直徑，mmT－軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 18 -P－軸傳遞的額定功率，kwn－軸的轉(zhuǎn)速，r/min[ ]－軸材料的許用切應(yīng)力，Mpa30?A－系數(shù)，見【1】表 4－1－8，這里取 120根據(jù)上面公式計(jì)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(shè)計(jì)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5 絞 刀 設(shè) 計(jì)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 19 -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(yīng)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(yīng)平整、光滑。5.1 絞刀的設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)。 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(diǎn)位置上只有法向速度 。 ?v圖 5-1 絞肉機(jī)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(diǎn)的線速度 m／s；pvn－刀片的旋轉(zhuǎn)速度 rpm；－刀片刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心的距離 mm；?席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 20 -r－刀刃起始點(diǎn)半徑 m m ；R—刀刃終止點(diǎn)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(shè)計(jì)各參數(shù)。5.1.1 刀刃的起訖位置絞肉時，絞肉機(jī)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)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(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(yàn)，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(diǎn)半徑 和終點(diǎn)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(dāng) 時 ， ，min?＝30m/min=0.5m/sr?山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 21 -m65.14.0326/???????當(dāng) 時， ， min?Rsm/.in/9R＝ m94.35.13260????圓整后取:r=15mm R=45mm5.1.2刀刃的前角 ?當(dāng)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。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?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為： ????nf肉與前刀面的摩擦力為： ???nfF整理得：席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 22 -[4]??????? cos)1()(2???nnFF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(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，F(xiàn) ?F故令 。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(yù)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(guān)，故令 。2F? ][vnF??簡化式[4]得：[5]?????cos)1()(2][21 ???vFCF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(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??；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???山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 23 -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(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[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(guān)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。 ?在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當(dāng)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)席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 24 -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(shí)際純圓半徑 。 er0其關(guān)系為： [6] ?cos0ner?由此可見，增大刀傾角 的絕對值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑 ，這就說明? er0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[參見max0?圖 5-5]：圖 5-5[7]Rr/acsinmx0??初始刃傾角按下式計(jì)算： [見圖 5-6]山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 25 -圖 5-6 初始刃傾角計(jì)算用示意圖[8])/(20 bRractg???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；0?5.1.5 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： ??n??其值為： )(30Rprv?????cosvn??ir席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 26 -圖 5－7 刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖又因?yàn)椋????/sin'?'R所以： 30sicos22????整理得 /sin22???Rvn（ ）30/si????Rpr?式中： －刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度 m／s；nv－刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量 m／s；?－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；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(diǎn)：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； ?山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 27 -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；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。 R65?40A1??8815??AR6?406.5?30R4n圖 5－8 2 刃、4 刃、8 刃絞刀6 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(jì)算：)/(46022hcmZDnF???式中：F－絞刀切割能力（ ） ；c/2席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 28 -n－絞刀轉(zhuǎn)速（r/min ）;326r/minD－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(jī)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(guān)（ ） ；1F hcm/2A－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(jì)算：(kw)?WGN??式中：W－切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw h/kg） ；?－傳動效率；?由生產(chǎn)能力計(jì)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(yīng)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 14007 使用說明說7.1 使用參數(shù)G-絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，1000KG/H 電動機(jī)型號 Y112M-4山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 29 -7.2 送料機(jī)構(gòu)包括料斗、絞籠和絞筒。其作用是輸送物料前移到切割機(jī)構(gòu)，并在前端對物料進(jìn)行擠壓。7.3 切割機(jī)構(gòu)包括擠肉樣板、絞刀、旋蓋。其作用是對擠壓進(jìn)人樣板孔中的物料進(jìn)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(jìn)行更換。7.4 驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、皮帶輪、 、減速器、機(jī)架等7.5 明細(xì)表——螺母 M20——機(jī)架——電機(jī)——聯(lián)軸器——小 V 帶龍——高速軸——圓頭平鍵——軸承端蓋——料斗——絞籠——絞筒——絞刀——絞肉樣板——旋蓋席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 30 -山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院- 31 -參考文獻(xiàn)【1】 吳宗澤主編．機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊．第一版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．1999【2】 濮良貴、紀(jì)名剛主編．機(jī)械設(shè)計(jì)．第七版．北京：高等教育出版社．2001【3】 張?jiān)Ｖ兄骶帲称芳庸ぜ夹g(shù)裝備．第一版．北京：中國輕工業(yè)出版社．2000【4】 無錫輕工業(yè)學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院編．食品工廠機(jī)械與設(shè)備．第二版．北京：輕工業(yè)出版社．1985【5】 胡繼強(qiáng)主編．食品機(jī)械與設(shè)備．第一版．北京：中國輕工業(yè)出版社．1999【6】 李興國主編．食品機(jī)械學(xué)（下冊） ．第一版．四川：四川教育出版社．1992【7】 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編．實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（下） ．北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社．1985【8】 成大先主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第 4 卷） ．第四版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2002【9】 [蘇] 卡查科夫、 馬爾切諾夫著．食品機(jī)械制造工藝學(xué)．北京：機(jī)械工業(yè)??H??A出版社．1984【10】 張萬昌主編．熱加工工業(yè)基礎(chǔ)．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(jī)械制圖．第二版．華南理工大學(xué)出版社 1992【12】 毛謙德、李振清主編．袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊．第二版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2002席仿良：絞肉機(jī)的設(shè)計(jì)- 32 -致謝六月的到來，也就意味著 05 級的本科生離校的時間，心里真是百感交集。好多話語已經(jīng)變成對母校、導(dǎo)師、同學(xué)的思念。跟他們相處的日子是我快樂的大學(xué)四年的全部。畢業(yè)設(shè)計(jì)是離開大學(xué)最后的一門課，因此大家都很認(rèn)真的對待她，我也不例外。從設(shè)計(jì)任務(wù)的確定和查資料開始，大家都一步一個腳印，慢慢的開展開來了。當(dāng)然，設(shè)計(jì)的過程中，除不了導(dǎo)師和同學(xué)們的幫助。在這幾個月內(nèi)，老師同學(xué)的幫助是無微不至的，在此，我要真心的謝謝你們，有了你們的幫助我才能走的更遠(yuǎn)。才能完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，對我以前的知識是個總結(jié)，讓我更知道自己的能力。當(dāng)然設(shè)計(jì)并不是一個人能完成的，首先我要感謝指導(dǎo)我的導(dǎo)師——張文煥教授，沒有張教授，我的設(shè)計(jì)不可能這么快完成的，我也就不能進(jìn)步的。張文煥教授的無微不至，每次有問題都幫我們解決，孜孜不倦的給我們講解，分析其中的原理，讓我們有的放失。我們才能完成的更順利。而且張教授一點(diǎn)一點(diǎn)的給我們改圖，解釋錯誤的原因。所以要特別的謝謝舒教授，您辛苦了 其次，我還要感謝其他的導(dǎo)師，在設(shè)計(jì)的過程中幫了我不少的忙，謝謝你們。在此，要向你們表示這真誠的感謝。最后，還要謝謝各位同學(xué)在這段時間給我的鼓勵與幫助，陪我度過最后一個學(xué)期，共同完成了我們最后的一門課！