[CAD图纸全套]食品搅拌机结构设计

买文档就送全套 纸 询 414951605 最新最全的优秀毕设 资料完整 答辩通过 编号： 毕业设计 (论文 )说明书 题 目： 食品搅拌机结构设计 院 （系）： 应用科技 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 李雪梅 学 号： 0701120404 指导教师单位： 应用科技学院 姓 名： 李锐锋 职 称： 讲师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2011 年 6 月 10 日 摘 要 本次设计的是食品搅拌机，这种搅拌机是我们生活中使用的搅拌机的其中一种， 搅拌机在生活中的应用相当的广泛， 搅拌 水果， 奶油， 得出的味道爽口，还可以搅拌 蛋糕液，馅料、打蛋及和制面团 ，特别在 酒家、饭店、面包屋以及食品厂家等作搅拌食料，揉和面团之用，是生产优质糕点的理想设备 ，使我们的生活更加方便。搅拌非 常均匀，生产率高，质量好，成本低。整机结构紧凑 ,其主要组成结构包括：搅拌装置，搅拌传动系统。它是通过电动机带动皮带轮，用联轴器连接，经过减速器后通过四杆机构搅拌。本设计主要设计内容是食品搅拌机的机架设计、传动设计、搅拌动作的设计、电机选用，四杆机构设计，机架外型尺寸的确定，各零部件结构的选材、校核，完成总装图和零件图。 关键词： 食品搅拌机；联轴器；四杆机构设计；传动设计； he of is a in in of in to of in as is of is of It is by a of of 最新最全的优秀毕设 资料完整 答辩通过 目 录 引言 . 1 1 食品搅拌机的工作原理和原理图 . 3 2 食品搅拌机的用途 . 4 3 食品搅拌机的设计要求和原始数据 . 4 4 设计方案的分析 . 4 5 连杆机构的设计 . 4 柄存在的条件 . 5 动轨迹的计算 . 6 6 电动机选择 . 7 动机选用的基本原则 . 7 7 带传动的设计 . 9 传动组成、类型 . 9 . 9 带的类型 . 10 传动的设计计算和参数选择 . 10 c . 10 带的型号 . 11 dd . 11 . 12 . 13 带的根数 z . 14 0 . 15 . 15 带的截面尺寸 . 16 轮的设计 . 16 8 减速器的选用 . 18 9 轴系零、部件的设计 . 19 的设计 . 19 的校核 . 21 承的选用 . 23 . 23 . 23 . 23 轴器的选用 . 23 . 23 . 24 10 搅拌容器的设计 . 24 11 机架的设计 . 24 架的设计 . 24 架的材料选择 . 24 架的大体尺寸 . 25 架的设计 . 25 速器底架的设计 . 25 12 零件的加工工艺规程 . 26 艺路线 . 26 结论 . 28 谢 辞 . 30 参考文献 . 31 附录 . 31 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 37 页 引言 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 饮食水平是一个国家文明程度和人民生活质量高低的重要标志。食品的质量和供应状况，直接关系着全民族的体质，影响到国家的政治安定和社会进步。世界上经济发达的国家都十分重视发展食品工业。中国食品工业负有满足人民日益增长的物质文化生活需要和为国家经济建设提供积累的双重任务，是国民经济的重要组成部分。发展食品工业可以加速农 业结构及其产品品质的优化调整，提高农产品经济价值，促进农业生产的良性循环。同时，对于带动和促进饲料工业、包装机械工业、机械工业、电子工业和精细化学工业等相关行业协调发展，适应餐饮业，旅游业等第三产业崛起的需要，繁荣城乡市场，扩大外贸出口以及扩大劳动就业等都具有十分重要的作用。 80 年代以来，中央和地方都十分重视食品工业的发展，制定了一系列支持食品工业发展的政策。同时，国务院制定了“ 90年代中国食物结构发展与改革纲要”中国食品工业协会制定了“九五中国食品工业科技发展纲要”。河南省食品工业经过 20多年的快速发展 ，各项指标已走在中国的前列，尤其是作为一个农业大省，在调整经济结构、推进农业产业化进程中，大力发展食品工业更是具有重要的意义。因此，在刚刚结束的省人代会上把以畜产品加工、粮油加工、果蔬加工为主体的食品工业做为第一大支柱产业来培育。目前，中国食品工业已初步形成门类比较齐全、技术不断进步、产品日益丰富、运销网络通畅的生产经营体系，成为国民经济中处于重要战略地位的一大产业。年产值 5400 多亿元。在中国各工业门类中，产值第一。 由上可知，食品机械在国民经济中的地位是如此之高。搅拌机在生活中的应用相当的广泛， 搅拌 水果 ， 奶油， 得出的味道爽口，还可以搅拌 蛋糕液，馅料、打蛋及和制面团 ，特别在 酒家、饭店、面包屋以及食品厂家等作搅拌食料，揉和面团之用，是生产优质糕点的理想设备 。因此设计一个合理的搅拌机是非常的必要。 在目前市场上，搅拌机的种类很多，食品搅拌机也有各种各样的。因此，对一个搅拌机进行设计和研究是很有必要的，同时也有一定实践价值。从学习层面及设计手法上看：使用了 等软件来完成机构的三维造型，并用软件对其机构进行模拟运动仿真，分析其可行性。这是一种有别于以前靠用做出相应的实物来验证其可行性的新设计方法。使用 运动仿真的优点：节省了实验成本、缩短了设计时间、能轻易通过软件改变一些参数实现更多的验证方案、有利于创新设计的实现等等。 这是一个比较综合性的设计课题，自己的经验也不足，要想做好该课题，必须要熟悉的掌握 机械原理、机械优化设计、工程力学、机械设计、数控加工、机械制造基础、产品造型等方面的一些理论知识。因此，这也是对我大学四年所学专业知识的一个综合应用。通过做此课题，我将能了解这本科四年来我对专业知识掌握的程度，同时也是一个系统的复习。这将给我以后走向社会起到一个很好的开头作用。 搅拌机包含的机构及需要实现的动 作 : 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 37 页 搅拌机构：实现模仿手的动作对食品作用。可以将搅拌机构设计为 4杆机构，实现搅拌头的曲线运动。 容器机构：使容器得以不断有序的循环转动。可以将容器机构看作是一个圆周运动，容器盆下加一块装有电机的支撑板，由带传动带动容器盆旋转运动。 中间机构：实现搅拌机构与容器盘机构连接，保证他们相互间的联合运动。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 37 页 1 食品搅拌机的工作原理和原理图 通过电机带动皮带轮转动 ,经过减速器减速后，传力给四杆运 动，连杆上的 E 点作曲线轨迹和容器绕 的转动，达到均匀搅拌溶液的要求。四杆的运动是电动机带动皮带轮传力给四杆机构，容器的转动直接采用一个小电机带动旋转运动。其原理图 1下： 图 1拌原理图 图 1拌机整体框图 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 37 页 2 食品搅拌机的用途 用于搅拌各种食品， 搅拌 蛋糕液 、 馅料、打蛋及和制面团 ， 特别在 酒家、饭店、面包屋以及食品厂家等作搅拌食料，揉和面团之用 。 3 食品搅拌机的设计要求和原始数据 结构尽可能的简单，方便使用，成本低，搅拌稳定均匀。四杆机构的曲柄转速的100r/器的转速为 60r/ 4 设计方案的分析 方案一： 方案二： 方案一，只用一个电动机，来带动两个部分的传动，省了一个动力源，但使用到了蜗轮蜗杆，设计计算也较复杂。 方案二，用到了两个电机，两个动作的动力源不来自不同的电机，比方案一多使用了一个电机，但整个结构较为简单。 经过比较，本设计采用了方案二进行设计。 5 连 杆 机构 的 设计 连杆机构是由若干刚性构件用低副（如转动副、移动副、圆柱副，球面副等）连杆面成的。在连杆机构中，各运动构件均在同一平面或相互平行的平面内运动的称为平面连杆机构平面四杆机构上构成和研究多杆机构的基础，又是应用最广泛的连杆机构。 连杆机构的优点是：运动副均为低副，由于低副是面接触，所以压强小，便于润滑。摩 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 37 页 擦轻；机构结构简单，工作可靠，且能实现多种运动规律和运动轨迹的要求；相对于空间机构设计容易，因而，广泛应用于机床、农业机械、矿山机械、轻工机械、汽车及各种仪表中。连杆机构的主要 缺点：运动链各运动副的制造误差可能会引起机构较大的积累误差。当运动副摩擦后，运动副间隙难以补偿；由于机构中的连杆做平面复合运动，其惯性力不易平衡，故连杆机构常用于速度不高的场合。 平面四杆机构的基本形式有：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。该食品搅拌机搅拌部分使用的是曲柄摇杆机构，如图 曲柄， 摇杆。 柄存在的条件 如图 5柄摇杆机构， 曲柄， 摇杆， 为机架， 为连杆，当曲柄 连续转动时，摇杆 往复摆动。 A 4 L 4L 4 +L 1图 5在平面四杆机构中要使杆 60度，杆 顺利通过图 5和 根据图 5的几何关系，在 有： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 37 页 3241 （ a） 在 1423 1432 或 4231 （ b） 4321 （ c） 式（ a） +（ b），式（ c） +(a),式 (b)+(c)分别得： 413121综上所述 ,可以设定四杆的长度 : 001 ； 702 ； 3503 L；404 。各个杆的长宽高均在零件图纸标出。 动轨迹的计算 在平面连杆机构中，连架杆曲柄作转动，摇杆作摆动。连杆作平面运动。 连杆上各点的轨迹是多种多样的，轨迹的形状与连杆机构的类型、尺寸及连杆上点的位置有关，生产中可利用连杆上的曲线来实现工艺动作。 运动轨迹的计算有很多种方法：解析法、函数关系、实验法、作图法等。其中作图法直观性强、简单易行；对于某些设计往往比解析法与函数法方便有效，它是连杆机构设计的一种基本方法。但设计精度。对于较复杂的设计要求，图解法很难解决，解析法与函数法精度较高，但计算量大，目前由于计算机及数值计算方法的迅速发展，解析法已得广泛应用。实验法通常用于设计运动要求比较复杂的连杆机构，或用于对机构进行初步设计。 在本设计中，由于自己计算知识的有限及本产品的精度求不高。采用了作图法来求运动的轨迹。如图 5出几个位置得出它的轨迹位置，再把它的各个轨迹点连接救起来，作出的点也多， 得出的轨迹就越准确。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 37 页 图 5拌轨迹图 6 电动机选择 任何机器都必须要有动力驱动，以机械化生产力标志的工业革命正是源于最早的机器动力 蒸汽机的发明。用于驱动机器的机械我们称之为原动机。在目前常用的原动机中，电动机和内燃机应该广泛，液压传动具有重量轻，体积小，结构紧，驱动力大等特点，但考虑到目前国内状况，液压马达虽然比以前在质量上提高 了，但价格昂贵，用一般的搅拌机上，成本太高，不经济，故本设计采用了传统的机械传动。传动系统由电动机、皮带轮、减速器来传递。所以本设计选用了电动机。 电动机的合理选择是保证电动机安全可靠、经济运行的最要环节。电动机的选择包括：电动机的额定功率（额定转矩）、电动机的种类、电动机的结构形式、电动机的额定电压 =电动机的额定转速等。 动机选用的基本原则 通常应根据搅拌的功率和搅拌设备周围的工作环境等因素选择电动机的型号，并遵循以下基本原则： （ 1） 根据搅拌调设备的负载性质和工艺条件对电动机的启动、制动、运转调速等的要求， 选择电动机类型。 （ 2） 根据负载转矩转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，合理选择电动机容量，并确定冷却通风方式。同时选定的电动机型号和额定功率就满足搅拌设备开始时启动功率增大的要求。 （ 3） 根据使用场所的环境条件，如温度、灰尘、雨水、腐蚀及易燃易爆等，考虑必要的防护方式和电动机的结构形式，确定电动机的防爆等级和防护等级。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 37 页 （ 4） 根据电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级。 （ 5） 根据搅拌设备的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求，以及机械减速的复杂程度，选择电动机的 客定转速。 除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，并综合考虑运行可靠性、备品备件通用性，安装检修难易程度、产价格、运行和维修费用等因素。 电动机额定功率的选择是电动机选择中的主要内容，额定功率选择小了，电动机处于过载下运行，发热过在 ，造成电动机损坏或寿命降低，还会造成启动困难。如果额定功率选择过大，不仅增大投资，而且运行的效率和功率因数都会降低，不经济。因此合理选择额定功率具有很现实的意义，正确选择电动机功率的原则，应当是在电动机能胜任生产机械负载、转速要求下，最经济合理地决定电动机的功率。 电动机的基 本类型可分为直流电动机和交流电动机两大类，交流又分为同步电动机和异步电动机。它们的应用特点如下表 6 6动机的应用特点 类型 特点 应用场合 直流电动机 调速性能好，启动转矩大；但结构复杂不方便 速度调节要求高，正反转和启制动频繁，或多单元同步协调运转的生产机械，如龙门刨床、镗床、轧钢机等 鼠笼式 异步电动机 结构简单、运行可靠、维护方便，具有较好的稳特性；但启动转矩小，启动电流大，调速不经济，易使电网功率因数娈坏 速度调节要求不高，启动 负载不大；广泛应用于机床、风机、压缩机，起重运输机械、建筑食品机械、冶金化工机械 绕线式 异步电动机 由于能在转子电路中串入电阻，因此且有较大的启动转矩和较小的电流；但电网功率因数不高 速度调节要求不高；负载变化较小，制动较频繁 同步电动机 功率因数可调，有利于改善电网的功率因数；电压变化下运行稳定性高；过载能力比异步电机大；运行效率高，转速不随负载变化；但结构复杂，启动各控制调和设备较昂贵 作为一种恒速电动机广泛用于大容量恒速机械拖动，同时可改善电网的功率因数 转速选择电动机 电动机的额定转 速的选择要结合电动机和传动系统进行综合选择：如电机转速选择过高，电机尺寸重量小，成本低，但带来传动系统的传动比较高，传动系统复，成本高； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 37 页 如电机转速过低，传动系统传动小，结构简单，成本低，但电机尺寸重量大，成本高。 搅拌机原动机，无特殊使用要求，应选择鼠笼异步电动机；根据设计要求，可用类比法选用电机，搅拌部分选用三相异步电动机，可直接在市场选购， 动机，其功率为 N=4速为 440r/出轴直径 28三相异步电动机是标准件，该电机可在市场直接买回来使用；容器转速为 60r/设计采用一个微型电动机直接带动容器旋转。 7 带传动的设计 带传动是一种较为常用的、低成本的动力传动装置，绝大部分带传动是依靠挠性的传动带与带轮之间的摩擦力传递动力的。它具有许多优点，利用不同的带轮直径，可以获得所需的不同传动比，可以在任意中心距的两轴间传递运动和动力。设计电动机时，无需精确固定电动的空间位置便可以非常自由地选择合适的安装位置。 传动组成、类型 动带的组成及工作原理 带传动由主动带轮、从动带轮和带组成，如图 7示。两带轮轴线之间的距离 与带轮接触弧所对的中心角 称为包角， 小带轮的包角， 大带轮的包角。 图 7传动的基本组成 带传动根据带的类型可分为 V 带传动、平带传动和圆带传动等，其中 V 带传动因其传动能力大，传动可靠而应用最广，本结构也使用 V 带传动。 V 带的横截面为等腰梯形，带轮上也做出相应的轮槽， V 带的两侧面为工作面， 通过楔效应在两侧面上产生摩擦闭合作用，进而依靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 37 页 带的类型 V 带分为普通 V 带， 窄 V 带，宽 V 带等类型，普通 V 带是在一般机械传动中应用最为广泛的一种传动带，其传动功率大，结构简单，价格便宜。 . 与同型号的普通 V 带相比，窄 V 带的高度为普通 V 带的 ，所以其高度方向上刚度较大。自由状态下，带的顶面为拱形，受力后绳芯为排齐状，因而带受力均匀；窄 V 带的侧面为内凹曲面，带在轮上弯曲时，带侧面变直，使之与轮槽保持良好的贴合；V 带承载能力较普通 V 带可提高 50%使用寿命长。 宽 V 带带薄，挠曲性较好，适用于小的轮径和中心距，因此多用于无级变速装置，也称为无级变速带。 传动的设计计算和参数 选择 根据设计要求各及数据， V 带主要用于从电机传递力给四杆机构。原动件为 Y 系列异步电动机驱动，传递功率 p=4动带轮转速 440r/动带轮转速50r/传动比为 21 定计算功率 C （ 式中 P 传递的额定功率（ 工况系数（表 7 1） 由表 6得 故表 7传 动工作情况系数表（摘自 92） 工况 、轻载启动 重载启动 天天工作小时数（ h） 10 1016 16 10 1016 16 载荷变动最小 液体搅拌机、透风机和鼓风机（ 、离心式水泵和压缩机、轻负荷输送机 荷变动小 带式输送机（不均匀负荷）、透风机（ 旋转式水泵和压缩机（非离心式）、发电机、金属切削机床、印刷机、旋转筛、锯木机和木工机械 荷变动较大 制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 11 页 共 37 页 机械、重载输送机 载荷变动很大 破碎机（旋转式、颚式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨） ： 1空、轻载启动 电动机（交流启动、三角启动、直流并励）、四缸以上的内燃机、装有离心式离合器、液力联轴器的动力机； 2重载启动 电动机（联机交流启动、直流复励或串励）、四缸以下的内燃机。 定 本产品设计无特殊要求，结合 V 带的特点，可选用普通 V 带。 根据 m 44041 及， 由图 7 2 选择 V 带型号。当在两种型号的交线四周时。可以对两种型号同时计算，最后选择较好的一种， 确定选用 A 型的普通 V 带 图 7普通 V 带型号选择图 （摘自 92） 定带轮直径21 dd 1、确定小带轮的基准直径1推荐，小带轮可选用的直径范围是 80 100据查表 7择01 。 表 7自 92） 号 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 12 页 共 37 页 63 90 140 224 带轮直径系列25， 28， 40， 45， 50， 56， 63， 71， 75， 80， 85， 90，95， 100， 106， 112， 118， 125， 132， 140， 150， 160， 170， 180， 200， 212，224， 236， 250， 265， 280， 300， 315， 335， 355， 375， 400， 425， 450， 475，500， 530， 560， 600， 630， 670， 710， 750， 800， 900， 1000， 1060， 1120， 1250，1400， 1500， 1600， 1800， 2000， 2240， 2500 2、验算带速 100060 11 nd d故 00060 144080 5m/带轮学采用轮辐式带轮结构。 表 7普通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自 综上所述，本设计中两个带轮都采用腹板式结构。如图 7 7板式带轮 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 18 页 共 37 页 带轮结构设计经验公式： 2.0)d,d 为轴直径， L=（ 2） d，（当 B ， L=B） 小 带 轮 的 基 准 直 径 为 80则 外 径 为 da=ha,所以外径0+的直径 d 与电动机伸出的轴的直径一样，为 7/过渡配合。其它尺寸和技术要求见图纸。 大带轮的基准直径为 212则外径为 da=ha,所以外径12+孔径与轴的设计决定，其它尺寸和技术要求见图纸。大带轮与轴的配合是采用 H7/过渡配合。 8 减速器的选用 减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用不降低转速并相应的增大转矩，此外，在某些场合，也有用作增速的装置。 减速器的种类很多，齿轮传动、蜗杆传动以及由它们组成的减速器。减速器有标准系列产品，使用时可结合实际所需传动功率、转速、传动比，工作条件各机器的总体布置等具体要求，从产品目录或相关手册中选用即可。 齿轮减速器的特点是效率及可靠性高，工作寿命长 ，维护简便，应用范围很广。 蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。 由于从带轮的转速为 550r/于该食品搅拌机来说，速度过大，不安全，必须经过减速才可以连接到杆机构。采用减速器进行减速。设计要求曲柄转速为 100r/转动比为 i=550/100= 1、按机械强度初选减速器型号 食品搅拌机属于中等冲击，其工况系数 算输入功率为 ( K W )41411 据 50r/50r/查表 1411 初选 输入功率 11 相对转速误差 n= %4%26750550750111 n nn w ，需要进行额定功率的折算，由)( 1/以 减速器满足强度要求。 2、校核热功率 由上面的计算得，功率利用率 1=4/11=由查图 1411 得，额定功率利用系数 图 1411 知，环境温度系数 图 1411 知，环境温 度系数 表 1411 知，许用热功率 0 t 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 19 页 共 37 页 热功率校核满足要求。 经过上述计算，再考虑传动装置总体配置的要求，结合减速器的效率、外廓尺寸、制造等指标进行综合的分析比较，最后选用 9 轴系零、部件的设计 轴系是机器中重要的组成部分。其主要功用是支承旋转的机械零件（如带轮，齿轮等），并传递运动和动力。轴系零、部件包括轴、支承轴的轴承，连接轴的联轴器，轴毂连接所用的键等 。轴及相关的零、部件，统称为轴系零、部件。 在本食品搅拌机设计中，有很多轴系零、部件：轴、轴承、联轴器。 的设计 轴是轴系零、部件中的核心零件，其设计的好坏对整个轴系乃至整个机器都至关重要。轴的设计包括轴的合理外形和全部结构尺寸。本设计中有两条轴，一根长轴，一根短轴。 轴上零件的装配方案，长轴上装有大带轮，轴承，联轴器，短轴上有小带轮和联轴器。 1、 长轴的设计 如图 9示 图 9轴 （ 1）确定各轴段的直径 轴段装 的是大带轮，轴的选用材