肉品加工设备—拌馅机的设计

0课程设计说明书学生姓名:曲志新学号：201219030423学院:机械工程学院班级:机械124题目:拌馅机的设计指导教师：陈向伟职称:教授2015年11月24日1目录一．绪论…………………………………………………………………21.肉制品加工机械的发展现状…………………………………………………22.拌馅机的简介…………………………………………………………………3二．拌馅机设计方案的拟定与分析……………………………………31.搅拌器箱体的设计……………………………………………………………32．传动方案的拟定和分析………………………………………………………33.搅拌器的设计…………………………………………………………………4三．拌馅机各零件的设计与计算………………………………………41.选择电动机……………………………………………………………………42.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比………………………………53.计算传动装置的运动和动力参数……………………………………………54.V带传动的设计………………………………………………………………65.齿轮传动的设计………………………………………………………………76.轴的设计……………………………………………………………………107.键的设计……………………………………………………………………10四．设计小结及体会……………………………………………………11参考文献……………………………………………………………122一．绪论1.肉制品加工机械的发展现状随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人民对食品工业提出了更高的要求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为新世纪的主流食品。食品工业也成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅猛。食品工业的现代化水平，在很大程度上依赖于食品机械的发展及其现代化水，离开现代仪器和设备，现代食品工业就无从谈起。食品工业的发展是设备和工艺共同发展的结果，应使设备和工艺达到最佳配合，以设备革新和创新促进工艺的改进和发展，以工艺的发展进一部促进设备的发展和完善。两者互相促进、互相完善，是使整个食品工业向现代化迈进的必要条件。肉类加工最初的目的靠抑制或阻止微生物的腐烂来到达保存。早期肉制品加工就是以此原理为基础上发展的，此外防止变质也起到保存风味和营养的目的。肉类加工机械是肉类工业发展必须而重要的保障。在上个世纪八十年代中期，原国家商业部为了提高我国的肉类深加工技术，开始从欧洲进口肉类加工设备。从那时开始，我国的肉类加工企业开始认识和了解现代化的加工设备、工艺及产品；肉类加工机械制造厂家也开始接触先进的肉类加工设备，并开始借鉴国外的技术开发中国自己的产品。在肉类加工的过程中，切碎、斩拌、搅拌等工序的机械化程度最高，其中绞肉机、斩拌机、搅拌机是最基本的加工机械。几乎所有的肉类加工厂都具备这3种设备。我国的科研院所、食品机械研发部门将大部分精力用于饮料、包装、粮食、乳品等加工业的设备研制，而对肉类加工机械比较忽视。目前肉类加工机械的开发主要是肉类机械制造企业自身根据市场的需求在进行调整，而且能自行开发研制的肉类加工机械制造企业寥寥无几。我国的肉类加工机械制造企业大部分规模不大，而开发产品所需的投入却较大。所以大部分厂家都不愿意投入开发，而仅限于仿制和改制。注重的只是那些低成本、易制造，并能短期产生效益的简单设备。我国的知识产权市场不规范，导致开发出来的产品得不到知识产权的保护。一些企业在投入较多的财力、物力、精力开发研制的新产品，上市不久就被仿制，有很多企业在花了很多精力研制出新产品后，很快3就被仿制，成了别人的产品。致使企业不愿花钱去进行技术创新。很多肉类加工企业对我国肉类加工机械的整体技术水平认识不足，只注重设备的价格，导致了低档次产品的发展，变相的阻碍了肉类机械的升级换代和创新。另外，我国的整体机械加工配件制造业和原辅材料提供的技术水平也造成了肉类机械与欧美同类设备相比所存在的差距。2.拌馅机的简介拌馅机是用于混料的必备设备，效率高，便于操作，是制作风干肠类产品、粒状、泥状混合肠类产品、丸类产品的首选设备，同时也是生产水饺、馄饨类面食产品的可选设备。拌馅机对粒状、粉状、泥状、糊状、浆状物皆有很好的适应性和混合效果。对块状物有较好的保型性，具有正反转功能，具自动出料功能。其具有以下优点：（1）效率高，混料速度快；（2）操作简单，方便自如；（3）自动出料，劳动强度更低；（4）独有的旋齿排列形式使物料混合更均匀，单次装料量更多；（5）独有的三层密封保护使设备使用寿命更长，清洗更方便。二．拌馅机设计方案的拟定与分析拌馅机要求的加工效率为每小时一吨的产量。1.搅拌器箱体的设计考虑机械的大小和产量，拌馅机要求的加工效率为每小时一吨的产量。初步设计搅拌箱体的长为600mm，箱体的宽为420mm，箱体的高为510mm，底部设计为圆柱面。2．传动方案的拟定和分析根据实际情况及参考文献资料。初步选定工作轴（即螺带轴）的转速nw=78r/min，工作机所需功率Pw=1.1kW。电动机减速使用带传动带动齿轮传动进行减速。根据这些条件来选择合适的电动机；计算传动装置的总传动比，并分配4各级传动比；计算传动装置的运动和动力参数。3.搅拌器的设计考虑物料的形态和性质，搅拌器采用螺带式的方案。正反旋转螺条安装于同一水平轴上，形成一个低动力高效的混合环境，螺带状叶片一般做成双层或三层，外层螺旋将物料从两侧向中央汇集，内层螺旋将物料从中央向两侧输送，可使物料在流动中形成更多的涡流，加快了混合速度，提高混合均匀度；采用皮带轮带动摆线减速机驱动，相对于齿轮减速机的大扭矩，皮带传动的弹性连接有在超载时保护传动部件的优势。三．拌馅机各零件的设计与计算1.选择电动机（1）选择电动机类型按已知工作条件和要求，选用Y系列一般用途的三相异步电动机。（2）选择电动机容量电动机输出功率Pn=。式中，η为电动机至工作轴的传动装置总效率。η=ηbηgηr3。取V带传动效率ηb=0.95；滚动轴承效率ηr=0.99；8级精度齿轮传动（稀油传动）效率ηg=0.97。则总效率η=ηbηgηr3=0.95×0.97×0.993=0.894故Pn==kW=1.23kW因载荷平稳，电动机额定功率Ped只需略大于Pn即可。根据Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Ped为1.5kW。（3）确定电动机功率工作机轴转速nw=78r/min，V带传动比范围为2-4，单级圆柱齿轮传动比范围为3-5。则总传动比范围为（2×3）-（4×5）=6-20，可见电动机转速可选范围为：468-1560r/min。符合这一范围的同步转速有1000r/min、1500r/min两种，综合考虑总传动比、重量等因素，选取同步转速为1000r/min的Y系列异步电动机，电动机型号为Y100L-6，其额定转速ned=940r/min。5电动机的型号及主要尺寸如下表所示：型号额定功率Ped/kW额定转速ned/(r/min)同步转速n/(r/min)电动机中心高度H/mm外伸轴直径和长度D×E/(mm×mm)Y100L-61.5940100010028×602.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比（1）传动装置总传动比i===12.05（2）分配传动装置各级传动比为使带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比为ib=2.8，则齿轮传动比ig==4.303.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速1轴转速n1=r/min=335.7r/min2轴转速n2=r/min=78.0r/min（2）各轴功率1轴功率P1=Pn×ηb×ηr=1.23×0.95×0.99=1.16kW2轴功率P2=P1×ηg×ηr2=1.16×0.97×0.992=1.10kW工作机轴功率Pw=P2=1.10kW（3）各轴转矩电动机轴转矩T0=9550=13.02N•m1轴转矩T1=9550=33.00N•m2轴转矩T2=9550=134.68N•m工作机轴转矩Tw=T2=134.68N•m传动装置运动和动力参数计算结果如下表所示电动机轴1轴2轴工作机轴转速n/(r/min)940335.778.078.0功率P/kW1.231.161.101.106转矩T/(N•m)13.0233.00134.68134.684.V带传动的设计（1）确定计算功率PdPd=KAP查《机械设计基础》表8-4得KA=1.1，Pd=KAP=1.1×1.5=1.65kW。其中KA为工况系数，P为电机的额定功率。（2）选择V带型号根据Pd=1.65kw，nⅠ=940r/min，在《机械设计基础》图8-5上确定选型点，选型点落在A区，选用A型V带。（3）选择带轮直径D1，D2根据选型点位置，推荐D1=80-100mm，选D1=100mm。验算带速VV=10006011nD=5.02m/s，带速在5-25m/s之间，D1选择合适。确定大带轮直径D2=i1D1=2.8×100=280mm。（4）确定中心距a和带长Ld设计条件中没有限定中心距a，故可初选中心距a00.7（D1+D2）≤a0≤2（D1+D2），0.7×（100+280）≤a0≤2×（100+280）得266mm≤a0≤760mm初选a0=400mm。带长L'd≈2a0+2×（D1+D2）+0212a4)D-(D=1417.2mm查表，取Ld=1400mm。中心距a≈a0+2-'ddLL=391.4mm，即中心距a=392mm。（5）验算小带轮包角ɑ1ɑ1≈180°-aDD12-×57.3°=153°120°，合适。7（6）确定V带根数z按式（8-12）z=LdKP)KP(P00由表8-3查得V带基本额定功率P0=1.07kW由表8-6查得V带额定功率的增量0P=0.11kW由表8-7查得小带轮包角修正系数Kα=0.96由表8-2查得带长修正系数KL=0.93代入求根数公式得，z=LdKP)KP(P00=1.74取z=2，选z=2根带（7）确定出初拉力F0F0=500vzPd（1-5.2K）+qv2查表8-8，V带单位长度的质量q=0.10kg/m；式中Pd=1.65kW,z=2,v=5.02m/s,Kα=0.96，代入得F0=134.33N（8）计算作用在轴上的压力QQ=2zF0sin21=2×2×134.33×sinN=536.32N5.齿轮传动的设计齿轮传动采用单级直齿圆柱齿轮传动。小齿轮输入功率为1.16kW，转速n1=335.7r/min，传动比i=4.3。（1）选择齿轮材料和热处理、精度等级、齿轮齿数根据实际情况，选大、小齿轮材料用45钢，表面淬火，齿面硬度45HRC。[σ]H1=[σ]H2=500MPa+11HRC=995MPa；[σ]F1=[σ]F2=160MPa+2.5HRC=272.5MPa.这是一般的机械齿轮传动，对齿轮精度无特别要求，选齿轮为8级精度。选小齿轮齿数z1=21，z2=z1×i=21×4.3=90.2，取z2=90，传动比i=z2/z1=4.29。8（2）按齿根弯曲疲劳强度设计硬齿面齿轮传动，按弯曲强度设计：m≥确定式中各项数值：因载荷均匀平稳,查表得K=1.1；T1=9.55×106=9.55×106N•mm=3.30×104N•mm按对称布置，硬齿面齿轮，选取Ψd=0.7；查表得，YFa1=2.76,YSa1=1.56YFa2=2.20,YSa2=1.78YFa1YSa1=2.76×1.56=4.30YFa2YSa2=2.20×1.78=3.92因两齿轮许用弯曲应力相等，选取YFaYSa值大的设计，即按YFa1YSa1=4.30设计齿轮模数。将确定后的各项数值代入设计公式，求得m≥=mm=1.55mm查表得，选取第一系列标准模数m=2mm。齿轮主要几何尺寸：d1=mz1=2mm×21=42mmd2=mz2=2mm×90=180mmda1=d1+2ha=d1+2ha*m=(42+2×1×2)=46mmda1=d2+2ha=d2+