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文檔簡介
1、摘要壓面機是常見的一種食品機械,主要用于整理面條,餃子皮等各種面食。由于其原理簡單,易于操作,運行穩定而被廣泛使用。本課題的設計主要是針對家用小型壓面機,主要任務為設計壓面機的機械結構,即設計壓面機機械結構傳動部分,運動部分,以及確定壓面機的各種參數。確定總體框架:包括壓面機的生產效率,生產對象,總體尺寸等。對壓面機的總體結構進行設計,包括動力和運動部分,并且對主要零件進行了結構設計、分析計算和校核。最后繪制出設計圖。此壓面機的傳動:以電動機為動力源,電機和壓面輥之間通過皮帶輪傳動,兩壓面輥之間的傳動是齒輪傳動。關鍵詞:壓面機,機械結構,壓面輥,傳動部分AbstractNoodles pres
2、sing machine is common food machinery, mainly used to make a variety of pasta noodles, dumpling skin. The principle is simple, easy to operate, stable and widely used. This issue is designed primarily for the home and small pressing machine, the main task for the design of the mechanical structure o
3、f the pressing machine, mechanical structure design pressing machine transmission parts, moving parts, as well as to determine the various parameters of the pressing machine. Determine the overall framework: including production efficiency, the production target, and the overall size of the pressing
4、 machine. The overall structure of the pressing machine design, including power and moving parts, and the major part of the structural design, analysis and calculation and verification. Finally, draw out the design. Pressing machine drive: motor power source, through the pulley transmission between
5、the motor and the pressure surface roller, two surface pressures between the roller drive gear transmission.Keywords:noodles pressing machine,mechanical structure ,pressure roller,transmission parts1緒論1.1 國內食品機械的發展狀況中國的食品機械行業起步晚,總體水平相對于歐美等發達國家來說落后。自主開發能力較弱,科研投入不足,行業中大多數企業不具備高水平的技術研發能力。目前,中國很多先進的食品機械
6、設備主要依靠國外進口,擁有自主知識產權的產品很少。但近年來中國的食品機械發展的速度較快,目前已進入到產品結構調整、提高開發創新能力并與國際接軌的發展時期。目前中國的食品機械行業還處于起步發展階段,市場還處于不穩定時期。我國食品機械的發展任重而道遠、空間廣闊,究其主要原因是我國人民消費的食品大多是來自農業的未加工食品,每年因缺乏必要的食品加工機械使食品資源不能直接加工、貯藏、保鮮而造成的損失高達幾十億元,未能深加工綜合利用而造成的資源浪費損失更高,因此我國食品機械具有廣闊的市場前景。【】中國食品機械行業發展任重而道遠2013-05-07 13:46 來源:中國三農網 責編:錢瑩 中國的食品機械行
7、業要想取得快速發展,首先,企業要不斷提升產品質量和水平,從制造向創造轉型,逐步縮短與國際先進企業的差距。其次,應不斷規范市場,建立和完善行業標準,讓企業在一個標準化的市場中發展。第三,企業應避免打價格戰,要建立良性競爭的市場氛圍。第四,中國地大物博、人口眾多,各地經濟發展和生活方式不同,因此廠家要多方調查、要針對地區差別,經濟承受能力等情況,積極開發適合各地不同用戶需求的產品,滿足消費者的需求。第五,要加強市場推廣和服務渠道,提升企業品牌知名度,團結一致,共同努力,這樣才能確保食品機械行業能健康、良性地發展。 不難發現制約我國食品行業發展的關鍵因素:國內食品機械技術嚴重落后于國外先進
8、技術企業,據統計,自食品機械發展以來,我國的食品機械企業針對高端技術設備均采取進口措施,僅僅是塑料薄膜雙向拉伸設備生產線就高達1億元,這對于國內企業來說是比不小的開支。企業大部分的開支如果用在進口設備費用上,便會嚴重制約我國食品機械企業的良性發展。由國內食品機械行業的發展來看,不難發現我國眾多機械領域在發展中存在的弊端,國內個企業人士很少會將人力、財力投入到新技術的開發上面,面對需要高端技術的產品,常常選擇國外進口,以便更快的滿足國內客戶的需要。這樣做所產生的弊端可以從國內食品機械的發展來看,食品機械經過長時間的進步與發展,早已經成為國內成熟的“老企業”,但是就是這樣一個“老企業”并沒有為新興
9、企業提供最完善的發展模式,反正常常作為反面教材,看出了國內食品機械對于國外產品的技術依賴,很難在短時間內持續穩定的獨立發展下去。同時,食品安全日益嚴峻,設備更新換代成為一個大的趨勢,正因為如此,市場需求極大的促使中國食品機械制造業在今后相當長的一段時間內將會保持高速增長,而且自動化程度越來越高,并帶動自動化原件的飛速發展。1.2 國際食品機械發展趨勢縱觀國際食品機械的發展趨勢,新的食品機械相關技術標準,安全衛生要求進一步受到重視,以適應和滿足食品加工對食品安全的要求;高新技術在食品機械中得到廣泛應用,成為提高食品機械技術含量的重點內容;技術創新力度進一步加強,成為新一輪食品機械技術跨越的重要措
10、施和手段;技術壁壘的門檻越來越高,成為食品機械技術競爭的主要形式。通過這些新的重大變化可以看出,國際食品機械經濟效益的獲取方式,不再是傳統意義上的品種、數量、規模、性能等物化的有形資本,取而代之的是高新技術、技術標準、技術壁壘、技術創新、安全衛生等無形資本的巨大作用。【】國際食品包裝機械未來的發展趨勢來源:machineaaabbb如今世界的食品機械的朝著以下幾個方向發展:(1)高新技術實用化。當前,國外發達國家廣泛采用高新技術應用到食品機械中,從而不斷推出技術含量更高、更人性化的新設備、新產品,使設備性能大大提高。因此,高新技術是食品機械上檔次、上水平的重要組成部分,具有廣泛的發展應用前景。
11、(2)技術標準趨同化。為了國際間技術交流和貿易往來的一致性和協調性,世界各國的食品加工與食品機械技術標準紛紛向國際標準或歐盟標準靠攏,這是全球性食品機械領域規避技術壁壘的重要舉措。(3)質量控制全程化。現代國際上通用的食品加工生產方式,是將質量保證的重點由傳統對最終產品的檢驗轉移到對加工工藝過程中的關鍵控制點進行管理,其目的在于:一是減少加工作業過程的出現一系列錯誤,將食品加工過程中人為或設備的差錯降低到最低限度;二是以防范在不衛生條件、可能引起污染或品質劣化的環境下作業,避免因批量生產不合格產品所造成的損失。因此,世界食品機械的技術發展主流之一,就是使食品加工技術適應質量安全的全程控制要求。
12、(4)設備高度效率化。使生產線實現連續化生產、專業化作業、自動化調節、規模化經營等,可顯著提高生產效率和經濟效益。目前,許多食品機械大型制造企業或跨國公司,大都發展生產線高度自動化、生產規模大型化的生產設備,以高效率生產贏得市場的競爭能力。1.3 課題研究的背景和意義機械設計,是根據用戶的使用要求對專用機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程,是多學科理論和實際知識的綜合運用。【1】機械設計是機械工程的重要組成部分,同時也是機械生產的第一步,是決定機械性能的最主要的因素。機械結構設
13、計的任務是在總體設計的基礎上,根據所確定的原理方案,確定并繪出具體的結構圖,以體現所要求的功能。是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件,具體內容為在確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面狀況的同時,還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關系等問題,并且可以利用Auto CAD, Solid works等軟件繪制裝配圖,零件圖或者進行建模,仿真。所以,結構設計的直接產物雖是技術圖紙,但結構設計工作不是簡單的機械制圖,圖紙只是表達設計方案的語言,綜合技術的具體化是結構設計的基本內容。機械結構設計的主要特點有:(1)它是集思考、繪圖、計算(有時進行必要的實驗)于
14、一體的設計過程,是機械設計中涉及的問題最多、最具體、工作量最大的工作階段,對機械設計的成敗起著舉足輕重的作用。(2)機械結構設計問題的多解性,即滿足同一設計要求的機械結構并不是唯一的。(3)機械結構設計階段是一個很活躍的設計環節,常常需反復交叉的進行。為此,在進行機械結構設計時,必須了解從機器的整體出發對機械結構的基本要求。此課題主要運用Solid works軟件,通過對壓面機的整體結構設計以及各部分的理論計算校核后,結合數據,利用該軟件畫出整體裝配圖以及零件圖,以達到對壓面機整體結構設計的目的。此外,選用的壓面機為家用的小型壓面機。1.4 壓面機的整體分析1.4.1 壓面機的整體建模通過So
15、lid woks軟件對壓面機的整體進行3D建模并進行虛擬裝配。1.4.2 壓面機的總體設計分析Solid woks是機械結構設計中常用的軟件之一,通過運用該軟件繪制裝配圖可以很好的對壓面機進行總體分析,甚至可以進行建模仿真觀察其運動性能狀態。1.5 本章小結本章介紹并討論了食品機械的一些發展現狀,以及說明了此課題研究的背景,意義和壓面機的總體分析2 壓面機的簡介以及工作原理2.1 壓面機的簡介和發展現狀食品工業在國民經濟中歷來占有舉足輕重的地位,是國民經濟的支柱產業之一。在食品工業中,為之提供加工設備的屬食品機械工業,其在日常生活中占據重要地位,涉及到千家萬戶。食品機械是社會上使用頻率最高的機
16、械設備之一,其各項使用指標及內在、外在質量對人們日常生活都將產生重要影響。隨著食品工業的發展,食品機械在食品工業中的地位越來越重要。【4】我國食品機械行業 現代化的食品機械不僅可以生產出高附加值的產品,而且可以提高資源的利用率。在當今信息時代,食品機械的設計開發手段也由原來的以憑借經驗、手工繪制為主逐漸向利用計算機進行理性分析轉變。壓面機,作為中國重要的食品機械之一,在行業中扮演著至關重要的角色。壓面機,顧名思義,是一種用于整理面條的機械,具體來說把面粉跟水攪拌均勻之后代替傳統手工揉面的食品機械。壓面機是面條加工機械中的一種關鍵設備。它的的功能是將和面機中混合均勻的面粉經過多次軋輥的軋壓,碾壓
17、后制成一條質地均勻的面片,供下到工序切片。【2】壓面機的改造及新用途的探索 在壓面設備中連續壓片機和復合壓片機的壓輥是關鍵部件,它對提高產品的產量和質量起至關重要的作用,它通過壓輥對面團壓力和摩擦力的綜合作用對面片進行拉伸,擠壓,使面片的空氣排出進而使里面的組織結構更加致密均勻的融合在一起。壓面機的常用分類有兩種,一種是工業用的大中型壓面機,為面食加工行業大量生產所適用,功能上分為自動和半自動區別在于由傳統的人工喂面,改為傳送帶自動送面,大大提高了壓面機的安全性,同時也降低了工作人員的勞動強度。這種壓面機都是用電力帶動機器工作。另一種就是家用的小型壓面機該機專為家庭用戶研發,功能也很豐富,多速
18、可選快慢調節,可壓細面,寬面,餛飩皮,餃子皮,包子皮等等面食。此次課題研究的是家用壓面機。在上世紀90年代,隨著稻谷殼制一次性植物纖維綠色環保餐具的發展,壓面機產生了新用途。研究開發這種綠色環保餐具,其中一個關鍵工序是將配好粘結劑的稻谷殼粉軋制成質地均勻、結構緊密、表面光滑而有一定韌性的片材。但由于稻谷殼粉與面粉在其物理和化學性能上相差很遠,在軋制過程中由于軋輥問隙不均勻、變形、軋制壓力增大等因素,造成片料厚度變化大、質地不均勻、結構緊密度不一致、表面光潔度不夠等后果,嚴重影響產品的質量和設備的使用壽命且生產效率低。試驗過程中,通過取得大量的實驗數據對壓面機進行改造和創新設計,開發了一種全新的
19、壓面機,實現了綠色環保餐具的規模化、自動化生產。【3】壓面機新用途的改進設置該設備可用于塑料、食品、橡膠等行業。另外,針對傳統壓面機笨重的結構,高昂的成本,所切面條種數的單一,以及現有的多用壓面機的不合理結構,提出一種新型壓面機。圖2.1 壓面機以及切刀規格2.2 壓面機的工作原理此課題所研究的為家用小型壓面機,主要由機架,傳動部分,輸送壓面部分,切面部分。選用的電機為單相異步電機。工作原理:將定量面團放在下輸送帶上,開動機器,自動輸送刀壓輥間,面團在輸送帶和軋輥作用下自動完成喂入和壓面過程。壓完后經上輸送帶自動傳送到下輸送帶上,由于采用不同線速度,使面皮自動完成折疊和輸送、喂入、轉下道工序。
20、經過反復揉壓達到理想壓面效果。在壓面機有個可以取出的切刀,裝上切面刀,根據需要調整切面刀上調節器,順時針將調節器轉到位切細面,逆時針轉到位切粗面,最后將壓好的面坯放面斗引入兩面輥之間直至切面刀,即可切成粗或細面條。圖2.2 家用壓面機實物圖3 結構設計3.1 Solid works軟件的介紹Solid works,Auto CAD,UG等軟件是機械設計中常用的幾款軟件,而我在這次課題設計中使用的是Solid works,Solid works軟件功能強大,組件繁多。Solid works 功能強大、易學易用和技術創新是Solid works 的三大特點,使得Solid works 成為領先的、
21、主流的三維CAD解決方案。Solid works 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。Solid works不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設計者來說,操作簡單方便、易學易用。對于熟悉微軟的Windows系統的用戶,基本上就可以用Solid works來搞設計了。Solid works獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。Solid works資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器,用它可以方便地管理CAD文件。5Solid works教程在此次設計中,使用Solid works軟件所要完成的工作是裝配圖設計和工程圖的繪
22、制。在裝配圖設計方面,當生成新零件時,可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環境里,可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體,Solid works的性能得到極大的提高。Solid works 可以動態地查看裝配體的所有運動,并且可以對運動的零部件進行動態的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術,用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中,而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。而在工程圖的繪制方面,Solid works 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的,當修改圖紙時,三維模型、各個視圖、裝配
23、體都會自動更新。從三維模型中自動產生工程圖,包括視圖、尺寸和標注。增強了的詳圖操作和剖視圖,包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。所以,從軟件的特性上看,選用Solid works比較方便,而且功能上更為適合。3.2 壓面機結構設計3.2.1 總體結構家用壓面機由于是小型食品機械,因此基本構造上并不復雜。主要結構是由一個單相異步電機,機架,皮帶傳動部分,齒輪傳動部分,傳送盤,壓輥,切刀以及一些常用的標準件。整個傳動部分的設計主要采用皮帶輪和齒輪來傳遞動力,使壓面機運作是能夠更加順暢和穩定,課題中涉及到帶輪,齒輪,V型帶以及軸承等主要零部件的設計。帶輪和
24、齒輪的零部件布局如圖2.圖3.1 整體布局圖壓面機的總體結構裝配圖如下:圖3.2 Solidworks環境下壓面機的裝配圖3.2.2 傳動部分中V帶傳動的設計圖3.3 皮帶輪V帶傳動是靠V帶的兩側面與輪槽側面壓緊產生摩擦力進行動力傳遞的。與平帶傳動比較,V帶傳動的摩擦力大,因此可以傳遞較大功率。V帶較平帶結構緊湊,而且V帶是無接頭的傳動帶,所以傳動較平穩。V帶輪的傳動有兩個不同大小的皮帶,以及兩條皮帶輪組成。小帶輪與電機相接,大帶輪則和齒輪、壓輥相接。電機的動力通過V帶傳動傳遞到齒輪,再傳遞到壓輥。3.2.3 傳動部分中的齒輪傳動圖3.4 齒輪傳動齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運
25、動的機械傳動。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪傳動。具有結構緊湊、效率高、壽命長等特點齒輪傳動類型有很多種,這里選用的是直齒輪傳動。電機動力通過V帶傳動后,進入齒輪傳動中,再將動力傳遞給壓輥。3.2.4 壓面輥的設計圖5 壓面輥壓面輥的結構特點比較簡單,有輥筒和一根通軸組成,軸固定,輥通跟這輸送帶一起轉動。兩個壓面輥一個隨輸送帶主動轉動,另一個從動,當面團從進料板進入兩輥間隙時,兩輥通過反向轉動將面團壓成面片。壓面輥的尺寸為,直徑45mm,長度為100mm。在從動輥的兩邊有張緊機構,采用一根螺紋絲桿帶動滑塊移動,從而可以調節從動輥的位置。3.2.5
26、切面刀的設計圖6 切面刀切刀的結構也比較簡單,主要是兩圓絲刀組成,可以將從壓面輥出來的滿團進過兩刀的間隙后切成面條,完成整道工序,面條的大小粗細可以通過調節切刀實現。此外,整個切刀機構是可以拆出來的,便于清潔和維護。3.2.6 補充說明傳動部分為主要的設計部分,需要通過理論計算和強度校核來確定具體的大小尺寸,例如兩皮帶輪的直徑大小,V型帶的長度,兩組嚙合齒輪的各種參數等。計算得出的數據用于后面繪制整體裝配圖和工程圖。此外,壓輥作為壓面機的另一個主要組成部分,也是總體結構設計的重點,其選用的規格,尺寸大小同樣需要通過下面的計算設計來確定。3.3 總體尺寸確定總體高度:4、計算部分4.1 傳動設計
27、,選配電機設計方案:家用壓面機的帶傳動。工作條件:適用于各種家庭環境,載荷平穩,環境清潔。原始數據:運輸帶工作速度:V=1m/s。4.1.1、電動機類型的選擇此次課題研究的是壓面機,屬于食品機械,根據【】簡明機械設計手冊,選用Y(IP44)封閉式三相籠型異步電動機。此電機的結構特點為一般用途封閉自扇冷式,能防止灰塵,鐵屑或其他雜物侵入電動機內部,效率高,噪音低,振動小,體積小,重量輕,運行可靠,安裝方便。適用于灰塵多,土揚水濺的場合,如農用機械,攪拌機,碾米機等其他食品機械。圖4.1.1 三相異步電動機模型選擇電動機時,應保證選擇時式中:-電動機的額定功率,kw。-工作機所需電動機功率,kw。
28、所需電動機功率由下式計算:式中:-工作機所需有效功率,由工作機的工藝阻力及運行參數確定。-電動機到工作機的總效率。kw式中:F-壓面輥壓面團的壓力(根據網上數據以及經驗估算)N。 v-工作機的線速度,m/s。 D-主動輪的直徑,mm。則:kw則根據【】簡明機械設計手冊表19-3,綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、帶傳動等因素,選擇型號Y90L-4的電動機,額定功率為kw,轉速為1400 r/min。4.1.2、計算總傳動比以及分配各級的傳動比1、總傳動比:i總= n電機n筒=1400/152.79=9.16(n筒=60×1000V/D=60×1000×1/(12
29、5×)=152.79r/min)2、分配各級傳動比:取i齒輪=3.20 i總=i齒輪×i帶 i帶= i總/ i齒輪=9.16/3.20=2.863、運動參數以及動力參數計算、計算各軸的轉速(r/min)N1=n電機=1400r/min,N2=n1/ i帶=1400/2.86=489.5r/min N3=n2/ i齒輪=489.5/3.20=152.97r/min、計算各軸的功率P1=Pd=1.5kw P2=P1×帶=1.5×0.94=1.41kw、計算各軸的扭矩(N·m) T1=9.55×10P1/n1=9.55×10
30、15;1.5/1400=10.23N·mT2=9.55×10P2/n2=9.55×10×1.41/489.5=27.51N·m4.2 帶輪傳動計算1、選擇普通V帶截型查課本P218表13-8的工作情況系數表,取KA=1.0,PC=KAP=1.5kw。 2、選擇V帶型號 選普通V帶根據PC=1.5kw,N1=1400 r/min,由課本P214表13-3查得,選用A型V帶。 圖4.2 v帶型號表 3、大小帶輪基準直徑 由P219圖13-15,小帶輪的基準直徑的范圍為112-140 mm,由13-9,dmin應不小于112mm,取dmin=118m
31、m,由于dd2=(1-e)n1·dd1/n2(e為滑動率) =(1-0.02)·1400·118/48 =330.73 mm,取dd2=355 mm 4、求實際從動輪的轉速n實= n1·dd1/dd2=1400×118/355=465.35r/min, 轉速誤差為:n2- n實/n2=489.5-465.35/489.5=0.0480.05,在數據允許范圍內。 5、帶速VV=·dd1·n1/(60×1000)=×118×1400/60000 =8.65 m/s 在5-25m/s范圍內,帶速合適。
32、 6、確定帶長和中心距 初步選取中心距:a0=1.5·(118+355)=709.5mm,取a0=710mm,符合0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 則帶長為:L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd1-dd2)/4a0=2×710+742.61+19.78 =2182.39 根據表13-2,取Ld=2200mm 根據P220式(13-16)計算實際中心距aa0+(Ld- L0)/2=710+(2200-2182.39)/2=718.8mm 7、驗算小帶輪包角1 = 180-(355-118)×57.3/718.8= 180-18.9= 16
33、1.1120(適用) 8、確定帶的根數 根據P214表(13-3)P0=1.61Kw 根據P216表(13-5)P0=0.34Kw 根據P217表(13-7)Ka=0.95 根據P212表(13-2)KL=1.09 由P214式13-12,得Z=PC/( P0+P0) ×Ka×KL =1.5/(1.61+0.34) ×0.95×1.06=1.05 故取2根,與實際相符。 9、計算軸上壓力 由課本P212表13-1查得q=0.1kg/m,由式13-17單根V帶初拉力:F0 =500 PC/ZV(2.5/ Ka-1) + qV =500×1.5/2
34、×8.65×(2.5/0.95-1)+0.1×8.65 N=34.05N 則作用在軸承上的壓力FQ,由課本公式得:FQ=2ZF0sin1/2=2×2×34.05×sin161.1/2=134.35N4.3 齒輪傳動設計計算1、選擇齒輪材料及確定許用應力 齒輪采用軟齒面,小齒輪選用40MnB調質,齒面硬度為240-286HBS, Hlim1=700MPa,FE1=600MPa,大齒輪選用45鋼,調質,齒面硬度為220HBS,Hlim2=600MPa, FE2=480MPa,由課本表11-1,SH=1.0,SF=1.25,ZH=2.5,Z
35、E=189.8H1= Hlim1/SH=700/1.0MPa=700MPaH2= Hlim2/SH=600/1.0MPa=600MPa FE1= FE1/ SF=600/1.25MPa=480MPa FE2= FE2/ SF=480/1.25MPa=360MPa2、按接觸疲勞強度設計計算 齒輪按8級精度制造,取載荷系數K=1.2,齒寬系數d=0.8, 小齒輪上的轉矩為:T2=9.55×10×P/n2=9.55×10×1.41/489.5=2.75×10(1)、取齒數Z1=21,則Z2=3.20×2167,實際傳動比i=67/21=3.
36、19,傳動比誤差i-i0/I=(3.20-3.19)/3.20=0.3%<2.5%,可用,齒數比u=i=3.19。由 d1= =36.79mm模數:m= d1/Z1=36.79/21=1.75mm,去第一系列模數m=2則齒輪的中心距a=2×(21+67)/2=176mm取a=180mm,確定齒輪的分度圓直徑:d1=mZ1=42mmd2=mZ2=134mm確定齒輪寬度:b=dd1=0.8×42=33.6mm取b2=35mm,b1=40mm(2)、取齒數Z3=12,則Z4=12×3.20=38.439,實際傳動比:i=39/12=3.25,傳動誤差,i-i0/I
37、=|3.20-3.25|/3.20=1.5%<2.5%可用,齒數比:u=i=3.25由 d1= =36.73mm模數:m= d1/Z1=36.73/12=3.06mm 取第一系列模數m=3則齒輪的傳動中心距:a2=3×(12+39)/2=76.5mm,取a2=80確定齒輪分度圓半徑:d3=mZ3=3×12=36 mmd4=mZ4=3×39= 117mm確定齒輪寬度:b=dd1=0.8×36=28.8mm,取b4=30 mm, b3=35 mm(3)、齒輪彎曲強度校核齒輪按8級精度制造,取載荷系數K=1.2齒形系數:ZV1= Z1=21 ZV2= Z
38、2=67 ZV3= Z3=12 ZV4= Z4=39齒形系數YFa和應力修正系數YSa查圖11-8,得:YFa1=2.83 ,YSa1=1.57;YFa2=2.26, YSa2=1.73; YFa3=3.65, YSa3=1.50; YFa4=2.46, YSa4=1.67.載荷系數K,由下表,取K=1.2工況空輕載起動重載起動每天工作小時數/h<101016>16<101016>16載荷變動最小液體攪拌機、通風機和鼓風機()、離心式水泵和壓縮機、輕載荷輸送1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式輸送機(不均勻負荷)、通風機()、旋轉式水泵機和壓縮機(非離心式
39、)、發電機,金屬切削機床、印刷機、旋轉篩、鋸木機和木工機械1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大制磚機、斗式提升機、往復式水泵和壓縮機、起重機、磨粉機、沖剪機床、橡膠機械、振動篩、紡織機械、重載輸送機1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機(旋轉式、鄂式等)、磨碎機(球磨、棒磨、管磨)1.31.41.51.51.61.8表4.2 工況系數表許用彎曲應力F,計算兩組齒輪的許用彎曲應力:F1 =(2KT1/bd1m)YFa1YSa1=(2×1.2×2.75×10/35×42×2)×2.83×1.57= 9
40、9.74MPa < F1 =480MPaF2 =F1YFa2YSa2/YFa1YSa1= 99.74×2.26×1.73/2.83×1.57= 87.77MPa < F2 =360MPaF3 =(2KT1/bd3m2)YFa3YSa3 =(2×1.2×2.75×10/35×36×3)×3.65×1.50= 95.60MPa < F1 =480MPaF4 =F3YFa4YSa4/YFa3YSa3=95.60×2.46×1.67/3.65×1.50=7
41、1.73MPa < F2 =360MPa故輪齒齒根彎曲強度足夠。(4)、計算齒輪的圓周速度VV=·d1·n1/(60×1000)=3.14×42×362.1/60000=0.8m/s 對照表11-2,選8級制造精度最適合。4.4 壓面輥的設計4.4.1 壓面輥的結構和規格壓面輥的原理為:壓片機構是通過兩個壓輥的相對回轉,面團在摩擦力和壓力的作用下在輥隙中擠壓延伸由于輥的間隙逐漸減小壓力和剪切作用逐漸加強,已完成面料在脫離壓輥后延展成厚薄均勻的面片。【】新型壓面機壓輥壓面bbb:/wenku.baiduaaa/view/f5c492a100
42、29bd64783e2c1f.html壓面輥的結構十分簡單,由輥筒和一根通軸組成,軸固定,輥通跟這輸送帶一起轉動。壓面輥的規格有很多,可以根據實際情況選擇不同的來使用。下圖是其中一些規格的壓面輥:根據實際情況,此次課題選用的壓面輥的直徑為125mm,壓面輥長度216mm,壓輥可調范圍為1-12mm。4.4.2 壓面輥材料的選用壓面輥的材料有很多種,不同的使用條件和環境,選用適合的材料,才能更好的發揮輥本身的作用,提高效率。一般的壓面輥采用普通鑄鐵材料,由于壓輥尺寸較大,鑄件會出現疏松。另外,因為硬度不夠,磨損程度比較嚴重,在壓面團時,面容易粘在壓面輥上。由于壓輥在裝配時它的直徑大小是配合平衡齒
43、輪的中心距的,可調范圍比較小的,所以當出現以上問題是壓輥就無法使用造成浪費。通過查資料后,決定使用采用球墨鑄鐵作為壓輥材料,鑄造加工問題得到了解決,而且壓輥有了足夠的剛度。壓輥表面經調質后能達到很高的硬度和光滑度,大大提高了壓輥的質量。隨著科技發展,新材料逐漸應用到壓輥表面,大大調高了壓輥的表面硬度和光滑度。4.4.3 壓輥中通軸的設計1、按扭矩初算軸徑選用45#調質,硬度217-255HBS根據公式:并且表14-2,取A=110最后選用d=15mm。2、軸的結構設計確定軸各段的直徑和長度第一段:d1=15mm,輪轂的長度36.7mm第二段:定位軸肩取值范圍3-5mm,故取3mm,則d2= d
44、1+2h=15+2×3=21mm,此軸安裝齒輪,齒寬50mm,即長度為50mm。第三段:非定位軸肩取值范圍2-4mm,故取2mm,此軸裝軸承,輥筒,則d3= d2+2h2=21+2×2=25mm.長度為266mm。第四段:定位軸肩取3mm,則d4= d3-2×3=19mm,長度為100mm。由上述軸各段的長度計算可得軸支承跨距L=452.7mm.3、按彎矩符合強度計算 、求分度圓直徑:已知d1=42mm 、求轉矩:已知T2=2.75×10N·mm 、求圓周力:Ft=2T2/d1=2×2.75×10/42=1309.52N 、
45、求徑向力:Fr= Ft·tan20=1309.52×0.36=471.4N 、求軸向力:Fa= Ft·tan=0N(1)、求垂直面支承反力:F1v=(Fr·L/2+Fa·d1/2)/L =(471.4×201.35/2)/201.35 =235.7NF2v= Fr-F1v=471.4-235.7=235.7N(2)、求水平面的支承力 F1H=F2H=Ft/2=1309.52/2=654.76 N(3)、求垂直面彎矩 MaV = F2v·L/2=235.7·0.201/2=23.69N·m MaV= F1v
46、·L/2=235.7·0.201/2=23.69N·m(4)、求水平面的彎矩 MaH = F1H·L/2=654.76·0.201/2=65.8N·m(5)、求合成彎矩 Ma= 70 N·m Ma=70 N·m(6)、求軸的傳遞轉矩 T= Ft·d2/2=1309.52·0.042/2=27.5 N·m (7)、求危險截面的當量彎矩 Me=,如認為軸的扭切應力是脈動循環變應力,取折合系數=0.6,代入上式可得Me= N·m(8)、計算危險截面處的直徑 軸的材料選用45鋼,有表
47、14-1查得,由表14-3查得,則d=考慮到鍵槽對軸的削弱,將d值加大5%,故d=1.05 22.89=24mm則軸的直徑為第一段:d1=24mm第二段:定位軸肩取值范圍3-5mm,故取3mm,則d2= d1+2h=24+2×3=29mm,第三段:非定位軸肩取值范圍2-4mm,故取2mm,此軸裝軸承,輥筒,則d3= d2+2h2=29+2×2=32mm.第四段:定位軸肩取3mm,則d4= d3-2×3=26mm。4.4.4 壓面輥的清理和維護每一種機械都需要保養和維護,這樣才能延長使用壽命,更好的服務于我們。壓面機在使用前,將機器安放在干燥、通風的水平地面上,確保機器工作平穩、可靠。認真檢查機器進料口內有無鐵器、硬物,并及時清理,使用前將接面盤拉
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