【毕业设计论文】螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计-毕业设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 ? 书 状总? ? ? ? ? ? ? ? 导设计? ? ? 本科生毕业设计 1 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 摘 要：本设计是应楼王淀粉厂的要求而进行设计的，由于目前面筋的生产过程全 部为手工作业，工作环境十分恶劣，然而面筋的市场需求量很大(由于其营养价值和 市场地位高)，所以面筋的机械化操作显得尤为迫切。面筋机的设计分为三个部分： 面筋机的坯片导出和切断装置的设计和卷绕装置的设计。本课题为螺旋管状面筋机 总体及坯片导出装置设计，着重设计面筋机的坯片导出及切断装置。由于面筋特有 的粘弹性质，以及参照去年设计的面筋机样机，在此重新提出的解决方案为：一定 量的面筋通过螺旋丝杠的挤压从大料斗被送至小料斗，中间通过切料刀具切断，以 便控制单个面筋的重量。被切断的面筋通过导出口导出，被送至卷绕装置卷绕。面 筋由于要先切断后通过小料斗导出，所以采用凸轮机构来控制比较方便。采用一大 一小两个料斗是更利于面筋的导出成型。这样的设计符合工厂的实际生产需要，满 足食品生产的卫生要求，有很高的市场经济的价值。 关键词：面筋；成型机；螺旋管状；坯片导出 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 2 The Design of The Overall and The Piece Educing Setting Unit of The Spiral Tubular Gluten Machine Abstract :The design is requested by Louwang starch factory. The operation of the mechanization of the gluten is especially impendency because the production of the gluten is handiwork at present, the work circumstance is very abominable, and the gluten s demanding is massive (because of the nutritional value and the market niche). The design of gluten molding machine divided into three parts: the piece educing setting unit, the cutting setting unit and the winding device unit. This project is the design of the overall and the piece educing setting unit of the spiral tubular Gluten machine. It mainly introduce the design the piece educing setting unit and the cutting setting unit because of its unique viscoelastic nature, and the reference to the last design of the gluten molding machine. The solution of the design of the gluten molding machine: The certain amount of gluten is sent from the big hopper to the small hopper through the helical screw extrusion. The gluten is cut by the middle cutting tool materials. The weight of the single gluten is controled by the cutting tool materials. The gluten which is cut is educed by the export of gluten guidance .The device is sent to the winding device unit. Because the gluten should be cut before it is sent to the export of gluten guidance through the small hopper, the use of cam mechanism to control is more convenient. The two hoper is more conducive to the gluten derived molding. The design accords with the practical production need of the factory and meets the sanitation demand of the food production .So the design of the gluten shaping machine has a high market economic value. Key words：g l u t e n ; s h a p i n g m a c h i n e ; spiral tubular; piece educing 本科生毕业设计 3 目 录 1 前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 面筋机系统整体设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 . 1 总体方案论证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 面筋机坯片导出及切断部分具体设计说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 . 1 进出料口形状设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 . 2 电动机及减速机选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 . 3 电磁离合器选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3 . 4 联轴器选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 . 5 链轮设计及校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 . 5 . 1 链轮的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 . 5 . 2 链轮较核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3 . 6 凸轮设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 . 7 轴设计与主要轴的校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3 . 7 . 1 传动轴的尺寸设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 3 . 7 . 2 中空轴的尺寸设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 3 . 7 . 3 从动轴的尺寸设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 3 . 7 . 4 传动主轴较核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 3 . 8 滑动丝杠副选择计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 . 9 轴承及轴承座选取. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 . 9 . 1 轴承的选取. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 3 . 9 . 2 轴承的安装方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 . 9 . 3 轴承的预紧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 . 1 0 弹簧的设计计算及校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 . 1 0 . 1 弹簧的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 3 . 1 0 . 2 弹簧疲劳强度验算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 4 强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 4 . 1 螺栓校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 4 . 2 键校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 4 . 3 销校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 5 结论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 致 谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 附 录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 4 1 前 言 文明的发展和进步可以说与小麦的历史连在一起。早在有历史记载前，人类就 种植小麦。1 9 4 8 年，芝加哥大学的考古学家证明小麦的种植起源于中东土壤肥沃的 新月形地带。小麦是谷物中最重要的，世界上靠小麦作为食品的人多于靠其它任何 食品生活的人。世界上 7 0 % 以上的可耕地种植粮食，小麦占地最多，高于 2 2 % 。一年 中每个月，世界上都有一个地区收获小麦 1 。 小麦面筋除了在食品行业应用广泛外，在其它行业的应用亦得到蓬勃发展，如 医用胶囊；发胶等化妆品；香烟的过滤嘴；鱼虾的饲料；可降解可重新利用的绿色 粘贴剂；水泥制造中亦可加入面筋，因为其与 C a 交联而增强了水泥的粘合性和防水 性；环境保护工作者可将其作为处理废水的固化物 2 。 目前国内外还没有该种设备，面筋的生产过程全部为手工作业，工作环境十分 的恶劣，急需得到改进。整个面筋的生产过程共包括：面筋的绕制在形、水煮、挑 选清理、包装等。在这些生产过程中，以面筋绕制成形的工作量最为大，生产条件 最为恶劣。这一生产过程为生产工人手拿夹持筷将剪成段的生面筋缠绕在筷上，整 个生产过程工人的手须不时的浸入生面筋的保护液中（保护液为稀氯化钠溶液，即 稀盐水） 。人的手在无防护的情况下，长时间的与稀盐水接触，将很大程度上地伤害 我们的皮肤。但如若在生产过程中加带防护手套作业，以将出现一系列影响生产的 问题，使生产操作和灵活性不能适应生产。工人的操作将变得笨拙，在取生面筋时 也时常批滑，从而影响生产率和生产质量。由于以上诸多原因，所以操作工人生产 时必需徒手生产。然而在如此恶劣的生产环境下，只有相当少一部分工人的手能适 应。绝大部分的人都是工作一段时间后就不能再从事生产。 因此若能设计一部机器来代替或部分代替水面筋操作工人的这一生产过程将是 一个很好的想法。 当前关于面筋及面筋相关的产品越来越多, 但由于面筋本身的高粘结性和高弹 性，机械成形难度很大，现行的螺旋管形水面筋成形都为手工制作, 尚未曾搜索到一 例面筋成形机产品或研究论文。因而本课题研究当属首创。 面筋成形机的设计共分三部分的设计：1 、面筋坯片导出装置的设计，2 、面筋 切断装置的设计，3 、面筋卷绕装置的设计。这里的设计说明主要是关于面筋坯片导 出装置以及面筋切断装置的设计。 设计的总体思路是为生产实践服务的，设计好的面筋成型机可直接用于工业生 产，具有很高的市场价值。 本科生毕业设计 5 2 面筋机系统整体设计 2 1 总体方案论证 由于面筋本身所特有的弹性和延展性，面筋很容易恢复原来的形状。而使面筋 变形又只有靠拉力或者靠压力来完成。面筋很柔软，又很容易被拉断，所以靠拉力 来使面筋变形是不理想的。在选择如何挤压面筋使它变形的方案上最终确立的是使 面筋变形最切实际的方法就是靠压力来实现。本设计主要依赖挤压力使面筋成型导 出，考虑到面筋的特性，设计用的是滑动螺杆的结构，滑动螺杆的结构是为了增加 推动力，采用大小料斗是有助于其成型成功，面筋一次导出的量越多越不容易成型， 这是因为其具有高粘弹性。 一开始设计的时候所采用的是绞肉机改装成的小型单螺旋轴挤压机构的设计方 案，在实验中发现，由于箱体与螺旋轴之间的间隙较小, 在这样的空间间隙下, 面筋 导出的连续性达不到预期效果, 后来又设法改变螺旋轴的表面粗糙度, 发现在小的空 间中较大的挤压力破坏了面筋的内部结构, 影响了面筋的质量和口感，所以用单螺 旋轴的设计方案没有能够成功。 第二个设计方案采用的是推压装置, 把面筋放置在一个圆柱形的容器中, 靠活塞 的运动将面筋从小口中挤压出来, 从而达到把面筋变形的目的，然而在模拟实验中发 现在相同的速度下面筋从出料口出料时的压力是不均匀的，量越多受到的压力越不 均匀。后来把出料口做成漏斗状，并且减少了一次导出的面筋量，出来的面筋料就 近似片状了，所以把出料装置设计成了一大一小两个料斗共同作用的方案。 这种方案有以下几个特点：首先，滑动螺杆的结构使面筋内部保持完好的网络 结构；其次，又能有足够的挤压推进力使面筋的出料保持连续；再次，小料斗处的 料较少从而料容易成型导出；最后，滑动螺杆挤压有较好的稳定性能, 螺旋转速和下 料的速度更容易控制。在以上特点的基础上，螺旋挤压最为可行的就是滑动螺杆的 挤压方案，料斗也采用了较复杂的大小料斗共同作用的方案, 所以最终确定和使用这 种方案。具体的结构简图见图 2 - 1 ： 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 6 图 2 - 1 面筋成型机坯片导出及切断装置结构简图 1 . 下料口 2 . 小料斗 3 . 螺杆 4 . 压料板 5 . 大料斗 6 . 切料刀具 7 . 切料推杆 8 . 弹簧 9 . 凸台 1 0 . 切料凸轮 1 1 . 轴 1 2 . 活塞凸轮 1 3 . 链轮 1 4 . 活塞推杆 1 5 . 小活塞 本科生毕业设计 7 3 面筋机坯片导出及切断部分具体设计说明 本设计主要是面筋成型机的坯片导出装置以及切断装置的设计。设计原则基于 面筋有很高的弹性及延展性，以及柔性突出，很难将它压制变形。设计的第一个难 点就是如何将面筋变成片状，为了弄清楚面筋制作的工艺流程和详细了解面筋的特 性，曾去了楼王的面筋厂实地考察，并且亲自动手去卷制了很多，也测量过工人卷 制时的面筋的尺寸，同时也向厂里工人询问机器制作时应该达到怎样的尺寸和标准， 在设计的时候所依据的就是这些尺寸和标准。由于设计时把坯片导出装置与切断装 置设计成一个整体，所以这两个装置的具体设计将一起说明。 3 1 进出料口形状设计 根据总体方案的设计，首先要设计的是进料和出料料斗的形状。根据生活中的 常识，选用常见的漏斗式进料设计, 面筋出料要成片状，所以出料部分末端采用长方 口的形状。具体设计分为两部分，大料斗进料和送料，小料斗出料。大料斗上部分 是圆柱形，方便滚动丝杠螺杆的挤压运动；下部分要方便出料，所以选择了漏斗形 状。小料斗上部分也采用圆柱形的，下部分采用圆积方的形状。 工作原理：将大团的面筋原料从送料口送入大料斗装置中，靠滑动螺杆的挤压 推力向前运动，直至小料斗的空间被面筋充满，切片装置切断面筋的同时滑动螺杆 停止运动，小料斗处的活塞快速向下送料，等活塞恢复原状的同时滑动螺杆再次旋 转。 通过实验测得 0 . 0 7 5 k g 重的面筋其体积为 0 . 0 6 2 8 L ，0 . 1 k g 重的面筋其体积为 0 . 0 8 7 9 L 。所以小料斗以及大料斗的设计尺寸就是根据这些数据来的。 小料斗一次下料的量在 1 5 0 g 2 0 0 g 之间，符合设计规定的要求。 大料斗一次装料的量为 5 k g ，符合人工加料的要求。 大料斗和小料斗的具体结构尺寸见图 3 - 1 和图 3 - 2 。 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 8 图 3 - 1 大料斗的具体结构及尺寸 图 3 - 2 小料斗的结构与尺寸 本科生毕业设计 9 3 2 电动机及减速机选择 面筋的绕制过程原为纯手工操作，生产处于一个轻微耗能的状况。设计中将考 虑电动机长时间连续运转，常温下工作。因无同类设计产品的比较，在此功率的确 定仅依靠面筋厂的电动机使用功率。如若在以后生产实践中有更为可靠的功率将作 进一步的改进。此电动机是进出料装置以及坯片切断装置中的电动机。 Y 系列(IP44)封闭式三相异步电动机15主要性能及结构特点：效率高，耗电少， 性能好，噪音低，震动小，重量轻，运行可靠，维修方便。为 B 级绝缘。结构为全 封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑等杂物侵入电动机内部。冷却方式为 IC411。面 筋机选用 Y 9 0 L - 6 型号，根据装配的需要选用立式电机，其主要参数为： 额定功率: 1 . 1 K W ； 转速 : 1 0 0 0 r / m i n ； 电流: 3 . 2 A ； 效率: 7 3 . 5 % ； 功率因数 c o s: 0 . 7 2 ； 额定转矩: 2 . 0 N . m ； 额定电流: 5 . 5 A ； 噪声: 6 5 d B ； 净重: 2 4 K g ； 电动机的满载时转速为 9 1 0 r / m i n 。 根据电动机的满载时转速 9 1 0 r / m i n 以及输出轴的转速 2 0 r / m i n 来确定总的传动 比为： i = 20 910 = 45.5(r/min) ( 3 - 1 ) 所以选用减速器的型号为 WD80 的蜗轮蜗杆双输出轴减速器,其传动比为 41。 W D 型圆柱蜗杆减速器为一级传动的阿基米德型圆柱减速器，具有结构紧凑，安装方便， 工作平稳可靠，无噪音，能做正反运转，并有自锁作用等特点。 适用条件：a ) 蜗轮滑动速度不大于 7 . 5 ( m / s ) ； b ) 高速轴运转速度不大于 1 5 0 0 ( r / s ) ； c ) 工作的环境温度为- 4 0 4 0 ( ) 。 3 3 电磁离合器选择 由于实验生产时，面料不能一直导出，必须要用离合器，所以要选择离合器。 鉴于磁粉离合器的以下诸多优点，在设计时选用的是磁粉离合器。 磁粉离合器是由传动单元( 输入轴) 和从动单元( 输出轴) 合并而成。在两组单元 之间的空间，填有粒状的磁粉（休积大约 4 0 微米） 。当磁性线圈不导电时，转矩不 会从传动轴传至从动轴，但如将线圈电磁通电，就由于磁力的作用而吸引磁粉产生 硬化现象，在连继滑动之间会把转矩传达。 磁粉离合器的特点： 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 10 a . 转矩随激磁电流成线性变化，转矩控制范围广，控制精度高，输出转矩与转 速无关，可在主从动轴转速同步或有转速差下工作。 b . 接合平稳，动作迅速，响应快，控制功率小（约为输出功率的 1 % ） ，而且传 递转矩大。 c . 从动部分转动惯量小，结构简单，重量轻，噪音低。 d . 具有恒转矩特性，过载时有保护作用。 磁粉离合器主要用于接合频率高，要求接合平稳，需要调节起动时间，或过载 时能起安全保护作用及要求自动调节转矩，转速和保持恒转矩的转动系统。 3 4 联轴器选择 凸缘联轴器是应用最广泛的一种固定式刚性联轴器，它的结构简单，工作可靠， 传递转矩大，装拆方便，可以联接不同直径的两轴，也可以联接圆锥形轴伸。凸缘 联轴器有三种不同的对中方式。有利用绞制孔螺栓对中的，有利用凹凸对中，还有 一种用一对部分环对中的。在这里我们考虑使用第二种凹凸对中的凸缘联轴器。 3 5 链轮设计及校核 面筋机的传动主要依靠链轮，本设计中的链轮有两对，两对链论的转速一致，其具 体的结构设计如下具体说明。 3 5 1 链轮的设计 第一对链轮的具体设计：总传动比为 i = 4 5 . 5 , 减速机的传动比为 i = 4 1 , 所以链轮 的传动比 i = 1 . 1 0 9 8 。 已知：n1 = 2 2 . 1 9 5 ( r / m i n ) ，P1 =1.045(kw)，具体设计尺寸见表 3 - 1 ： 表 3 - 1 链轮具体设计尺寸表 设计项目 设计依据及内容 设计结果 1 . 选择链轮齿数 （1 ） 小链轮齿数 （2 ） 大链轮齿数 （3 ） 实际传动比 i = 1 . 1 0 9 8 时, 推荐 z 1 = 1 7 z 2 = z 1 i = 1 7 1 . 1 0 9 8 ，取 z 2 = 1 9 i = z 2 / z 1 = 1 9 / 1 7 = 1 . 1 1 7 6 Z 1 = 1 7 Z 2 = 1 9 i = 1 . 1 1 7 6 2 . 初取中心距 a 0 以结构定尺寸。 3 . 确定链节数 L p 待定 待定 本科生毕业设计 11 48 ACf Q S K FFF = + 续表 3 - 1 4 . 计算额定功率 p 0 （1 ）工况系数 k a （2 ）齿数系数 k z （3 ）链长系数 k l （4 ）排数系数 k m （5 ）计算额定功率 p 0 查表得 k a = 1 . 0 查表得 k z = 0 . 8 8 7 查表得 k l = 1 . 0 1 6 查表得 k m = 1 （单排） k a = 1 . 0 k z = 1 . 3 4 k l = 1 . 0 1 6 k m = 1 （单排） p 0 = 0 . 9 2 ( k w ) 5 . 选取链条型号，确定链 条节距 p 根据 n 1 , p 0 , 选单排 1 6 A 型滚子 链，p = 2 5 . 4 ( m m ) 单排 1 6 A 型滚子链， p = 2 5 . 4 ( m m ) 6 . 验算链速 v V = 0 . 1 5 9 7 ( m / s )（合适） 7 . 计算理论中心距 待定 8 . 计算对轴的压力 F Q = 1 . 2 F e = 1 . 2 * 1 0 0 0 ( p / v ) F Q = 6 9 1 2 . 9 6 ( N ) 9 . 结构设计及润滑方式 小链轮 d = 1 5 3 . 4 3 ( m m ) ， 实心式结构， 工作 如图所示。 大链轮 d = 1 5 4 . 3 1 ( m m ) ， 实心式结构， 工作 如图所示。 第二对链轮的设计与第一对链轮，只是根据轴的直径选取不同的 d k ，具体的结 构尺寸见图纸。 3 5 2 链轮校核 链的静强度校核公式为： ( 3 2 ) 式中 Q - 链的抗拉载荷（N ） A K - 工况系数 F - 有效圆周力（N ） ， 1000P F V = C F - 离心力引起的拉力（N ） ， 2 Fcqv= f F- 悬垂拉力（N ） 2 10 ff FK qa =, f K为系数，取决于两链轮中心连线对水平线的倾角； 查表 3 - 2 得 Q = 5 5 . 6 K N , A K = 1 . 0 , C F 省略， 2 10 ff FK qa =， f K= 4 ，q = 2 . 6 ( 1 /Kg m) a = 3 5 0 ( m m ) 所以经过计算的 S 符合题意要求。 b . 计算弹簧的有效工作圈数 n 查表得 G = 8 0 0 0 0 M P a ，并由公式可得弹簧的工作圈数为: 4 1 3 2 8 Gd n FD = ( 3 9 ) 4 3 80000240 8 18120 9.14 = = 取弹簧工作圈数为 n 1 = 1 0 。 4 2 3 2 8 Gd n FD = ( 3 1 0 ) 4 3 800002100 8 18135 20.32 = = 取弹簧工作圈数为 n 2 = 2 1 。 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 22 c . 验算载荷与变形 计算最小载荷 min F与最大载荷 max F作用下的变形量 min ， max ： 3 min2 1min 4 8FD n Gd = ( 3 1 1 ) 3 4 8 15 1810 800002 5.4675()mm = = 3 max2 1max 4 8FD n Gd = ( 3 1 2 ) 3 4 8 135 1810 800002 49.2()mm = = 3 min2 2min 4 8FD n Gd = 3 4 8 0 1821 800002 0()mm = = 3 max2 2max 4 8FD n Gd = 3 4 8 135 1821 800002 103.3()mm = = 实际弹簧的工作行程 o ： 1max1mino = ( 3 1 3 ) 49.25.4675 43.7()mm = = 2max2mino = 103.30 103.3()mm = = lim 1.12 T = ( 3 1 4 ) 本科生毕业设计 23 1.12 855 957.6()MPa = = 计算极限载荷： 2 lim lim 8 d F KC = ( 3 1 5 ) 2 957.623.14 8 1.1849 141.1()N = = 与之对应的变形量 min ： 3 lim2 min 4 8FD n Gd = 3 4 8 141.1 1821 800002 108()mm = = d . 计算弹簧的其余几何尺寸 弹簧节距 t ： 1max 1 td n =+ ( 3 1 6 ) 49.2 20.22 10 7.1()mm =+ = 2max 2 td n =+ 103.2 20.22 21 7.1()mm =+ = 弹簧总圈数 0 n ： 101 2nn=+ ( 3 1 7 ) 102 12 =+ = 202 2nn=+ 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 24 212 23 =+ = 弹簧钢丝间距 ： td = 7.12 5.1 = = 弹簧的自由长度 0 H ： 1010 (0.5)Hnnd=+ ( 3 1 8 ) 105.1(120.5)2 74()mm =+ = 2020 (0.5)Hnnd=+ 21 5.1(120.5)2 128()mm =+ = 由稳定性要求可知 2 74 4.15.3 18 O H b D =。 本科生毕业设计 25 4 强度校核 4 1螺栓强度校核 4 1 1 螺纹连接的实效形式 在螺栓连接中，单个连接螺栓的受力形式不外乎是轴向力、轴向力矩与扭矩的 联合作用、横向剪切力及挤压力 4 种。在轴向力或轴向力与扭矩的作用下，螺栓产 生拉伸或拉扭组合变形，主要实效形式时螺栓杆螺纹部分发生断裂。 4 1 2 下料口处螺栓设计计算 表 4 - 1 螺栓强度校核表 设计项目 设计内容及依据 设计结果 1 . 计算螺栓受力 料斗所受合力 FQ 200() Q FN= 200() Q FN= 单个螺栓所受最 大工作载荷 max F max 200 4 Q F F n = max 50()FN= 剩余预紧力 0 F 有紧密性要求，取 0max 1.5FF=，则 0 1.5 100()FN= 螺栓所受最大拉 力F max0 25 150175FFF =+=+= 175()FN 相对刚度系数 Kc 用石棉橡胶垫片，查表0.8 c K = 0.8 c K = 预紧力 F0 00max 1500.825 c FFK F=+=+ 0 145()FN= 选择螺栓材料及 等级 因螺栓受平稳载荷作用，按静强度条件进行设计，4 5 钢，强度等级 8 . 8 级 800() B MPa= 640() s MPa = 计算许用应力 查表，取安全系数4S =， 640 4 s S = 160()MPa = 计算螺栓直径 d1 1 5.25.2 175 3.14 160 F d = 1 1.35()dmm 2 11.03()dmm= 4 2 键强度校核 4 2 1 键连接的主要实效形式 普通平建连接的主要实效形式是工作面的压溃，按工作面上的挤压力进行强度 校核计算；导向平键和滑键的主要实效形式是工作面的过渡磨损，按工作表面上的 压强进行条件性的强度校核计算。只有在严重过载情况下，平键连接才可能出现剪 断。 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 26 4 2 2 中空轴平键连接的强度计算 图 4 - 1 平键连接受力情况 假设键的工作表面上载荷均匀分布，合成后的集中力 F （圆周力）作用于接触面 高度中点，参照图 4 - 1 ，普通平键连接的挤压强度条件： 2 pp T dkl = 式中：T 传递的转矩，单位为 N m m ； k 键与轮毂的接触高度，k = h / 2 ； d 轴的直径，单位为 m m ； l 键的工作长度，单位为 m m ； p 键、轴、轮毂 3者中最弱材料的许用挤压力，见参考资料 1 5 ，表 1 2 . 1 ，单位为 M P a 。 已知：305.8(/)TN mm=；5()kmm=；50()dmm=；48()lmm=；50() p MPa = 。 2 308.5 0.05() 50 5 48 pp MPa = 所以此键连接强度足够。 4 3销强度校核 销主要用来固定零件之间的相对位置或作为安全装置中的过载剪断元件。面筋 机定位装置处用的是销连接，其主要受的是剪切力，所以强度校核按销的抗剪强度 校核： 式中 Z 销数 R 载荷（N ） 为许用切应力，对 4 5 钢取 = 8 0 M P a . 根据实验测得其载荷为 8 0 0 N . m , d = 6 , z = 1 , 计算得 。所以符合设计要求。 2 4R d z = 本科生毕业设计 27 5 结论 设计课题是螺旋管状面筋机的总体及坯片导出装置的设计。面筋成形机是一种 用机器代替手工来完成面筋绕制的机器。面筋成形机可以完全让操作者的手脱离盐 水，而让机器来完成在水里的动作。所以具有较好市场价值，经济效益和较好的社 会效益。 面筋机的设计分为坯片导出装置的设计，切断装置的设计以及卷绕装置的设计。 此方案在上届的设计基础上有所创新。具体体现在以下几点： 1 面筋的坯片导出采用螺旋丝杠的挤压而不采用螺旋轴的结构，采用螺旋丝杠 的结构主要的好处是保证了面筋的内部结构，使其导出能够连续不断，方便了卷绕， 并且具有良好的口感。 2 面筋机的切断装置放置在大小料斗之间，这样的结构的好处是可以使坯片导 出更容易，而且可以不用辊子辊压的结构就可以使面筋成型，减小机器结构的复杂 性，降低了厂家的生产成本。 3 面筋机采用一大一小两个料斗而不采用一个料斗的结构是为了减少面筋粘弹 性对导出成型的影响，因为一次挤压的量过多的话，面筋导出就不是片状的而是近 似圆状的，近似圆状的面筋不利于卷绕装置的卷绕。 4 小料斗的下料口采用了法兰连接的方法来解决，这样可以根据不同的生产要 求来更换下料口的大小，满足了生产需要。 在指导老师咸斌老师的严格要求下，在最低限度的降低其制作费用的前提下， 我对其方案进行了数次修改，但是由于能力所限可以说现在的方案不是最好的，但 已尽了我的最大能力。 本次设计中由于自己能力的有限，肯定存在不少错误，一旦用于制造，肯定有 不少问题，好多东西都是凭自己的想象，可能在现实生产中却是行不通的，咸老师、 葛院长为了能丰富我的社会实践，解决书本和现实的距离，曾亲自带我去楼王淀粉 厂实地观看和动手制作，开拓了我的视野，给我深深的上了一堂课。 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计 28 参 考 文 献 1 辰工高蛋白“素肉”面筋 J 中国保健营养，2 0 0 2 ，( 0 4 ) ：3 4 - 3 5 2 丁玉庭，皱礼根, 陈艳, 殷亚峰非水法面筋提取的研究 J 中国保健营养，2 0 0 3 , ( 0 4 ) ：9 6 - 9 7 3 杨铭铎. 面筋形成机理的解析 J . 中国烹饪研究，1 9 9 1 , ( 0 1 ) ：1 7 - 2 0 . 4 李瑜, 王兰, 尹春明, 李艳军. 小麦面筋蛋白的磷酸化改性研究 J . 郑州工程学 院学报，2 0 0 2 ，( 0 2 ) ：4 9 - 6 4 . 5 刘冬儿. 小麦粉面筋出率的影响因素 J . 西部粮油科技，1 9 9 9 , ( 2 4 ) ：3 4 - 3 5 . 6 吴晓寅. 小麦面筋含量检测方法的探讨 J . 粮汕仓储科技讯，2 0 0 4 , ( 0 1 ) ：5 2 - 5 3 . 7 黄瑾. 小麦面筋与面粉面筋的经验测算方法 J . 山东农机，2 0 0 2 . ( 0 3 ) ：2 3 - 2 4 . 8 叶伟昌. 机械工程及自动化简明设计手册 M . 北京: 机械工业出版社，2 0 0 1 . 9 李益民.