小型电动绞肉机的设计

摘 要本文论述了肉类加工机械绞肉机的工作原理、主要技术参数、传动系统、典型零件的结构设计及生产能力分析。机械加工在知道过程中具备两方面。小批生产低费用。对丁铸造、锻造和压力加工，每一个要生产的具体工件形状，即使是一个零件，几乎都要花费高额的加工费用。靠焊接来产生的结构形状，在很大程度上取决于有效的原材料的形式。一般来说，通过利用贵重设备而又无需特种加工条件下，几乎可以以任何种类原材料开始，借助机械加工把原材料加工成任意所需要的结构形状，只要外部尺寸足够大，那都是可能的。因此对于生产一个零件，甚至当零件结构及要生产的批量大小上按原来都适于用铸造、锻造或者压力加工来生产的，但通常宁可选择机械加工。严密的精度和良好的表面光洁度，机械加工的第二方面用途是建立在高精度和可能的表面光洁度基础上。许多零件，如果用别的其他方法来生产属于大批量生产的话，那么在机械加工中则是属于低公差且又能满足要求的小批量生产了。另方面，许多零件靠较粗的生产加工工艺提高其一般表面形状，而仅仅是在需要高精度的且选择过的表面才进行机械加工。例如内螺纹，除了机械加工之外，几乎没有别的加工方法能进行加工。又如已锻工件上的小孔加工，也是被锻后紧接着进行机械加工才完成的。关键词：绞肉机； 挤肉样板； 绞刀； 绞笼AbstractThe principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger Small batch production and low cost. For Ding Zhuzao, forging and pressure machining, each of the specific workpiece to produce the shape, even a part, almost all have to spend high processing costs. The shape of the structure produced by welding depends largely on the form of an effective material. Generally speaking, through the use of expensive equipment and without special processing conditions, almost any type of raw materials, with the mechanical processing, the processing of raw materials into the arbitrary shape of the structure, as long as the external size is large enough, it is possible. So for a production of spare parts, even when the parts of the structure and production batch sizes are suitable for the original casting, forging or pressure processing to produce, but usually prefer mechanical processing Close precision and good surface finish, second aspects of machining are built on high accuracy and possible surface finish. Many parts, if the production of large quantities of production in other ways, then in the machining is belong to the low tolerance and can meet the requirements of small quantities of production. On the other hand, many parts rely on the rough production and processing technology to improve the general surface shape, but only in the need of high precision and the choice of the surface before machining. For example, in addition to mechanical processing, almost no other processing method can be processed. And if the machining of holes in the forged workpiece is finished, and the mechanical machining is finished immediately after forging.Key words: meat chopper ; reamer; grinding cage; squeeze the meat sample目 录第一章绪 论 . 1第二章结构及工作原理 . 22.1 绞肉机的结构 . 22.1.1 送料机构 . 22.1.2 切割机构 . 22.1.3 驱动机构 . 22.2 绞肉机的工作原理 . 3第三章 螺旋供料器的设计 . 43.1 绞笼的设计 . 43.1.1 绞笼的材料 . 43.1.2 螺旋直径 . 43.1.3 螺旋供料器的转速 . 53.1.4 螺旋节距 . 53.2 绞筒的设计 . 5第四章传动系统的设计 . 64.1 电机的选择 . 64.2 带传动的设计 . 74.2.1 设计功率 . 7dP4.2.2 选定带型 . 74.2.3 传动比 . 7 4.2.4 小带轮基准直径 . 71d4.2.5 大带轮基准直径 . 724.2.6 带速验算 . 84.2.7 初定轴间距 . 80a4.2.8 所需带的基准长度 . 80dL4.2.9 实际轴间距 . 84.2.10 小带轮包角 . 814.2.11 单根 V 带的基本额定功率 . 91p4.2.12 时单根 V 带型额定功率增量 . 9i 1P4.2.13 V 带的根数 Z. 94.2.14 单根 V 带的预紧力 . 90F4.2.15 作用在轴上的力 . 94.2.16 带轮的结构和尺寸 . 94.3 齿轮传动设计 . 104.3.1 选择材料，确定 和 及精度等级。 . 10limHliF4.3.2 按接触强度进行初步设计 . 104.3.2.1 确定中心距 . 104.3.2.2 确定模数 m . 114.3.2.3 确定齿数 z ,z . 11124.3.2.4 计算主要的几何尺寸 .114.3.3 校核齿面接触强度 . 124.3.4 校核齿根的强度 . 14 4.3.5 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算 . 154.3.5.1 确定齿厚偏差代号 . 154.3.5.2 确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值 . 154.3.5.3 确定齿轮副的检验项目与公差值 . 154.3.5.4 确定齿坯的精度要求 . 164.4 轴的设计 . 174.4.1 按扭转强度的计算 . 17第五章 绞刀设计 . 195.1 绞刀的设计 . 195.1.1 刀刃的起讫位置 . 205.1.2 刀刃的前角 . 215.1.3 刀刃的后角 . 235.1.4 刀刃的刃倾角 . 235.1.5 刀刃上任一点位量上绞肉速度 . 255.1.6 刀片的结构 . 26第六章 生产能力分析 . 286.1 绞刀的切割能力 . 286.2 绞肉机的生产能力 . 286.3 功率消耗 . 28总结 . 30参考文献 . 31致谢 . 32沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章绪论1第一章 绪 论随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，人民对食品工业提出了更高的要求。现代食品工业已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，并且绿色食品将成为新时代的主流食品。食品工业也成为国民经济的重要支柱产业，作为装备食品工业的食品机械工业发展尤为迅速。食品工业的现代化水平的体现，相当程度上依赖于食品机械的发展及其现代化水，离开现代化的机械装备，现代食品工业就无从谈起。食品工业的发展是设备和装备共同发展的结果，必须使设备和工艺达到最佳结合，并以设备革新促进工艺的改进和发展，以工艺的发展进一部促进装备的发展和完善。两者相互促进、相互完善，是使整个食品工业走向现代化的必要条件。在肉类加工的过程中，切碎、拌搅拌工序的机械化必须非常高，其中绞肉机、斩拌机、搅拌机是最主要的加工机构.几乎所有的肉类加工厂都具备这三种设备。国内一些大型肉类加工厂先后从德国、美国、法国、英国等引进了先进的加工设备，但其价格相当昂贵。目前中、小型肉类加工企业所使用的一部分设备为我国自行设计制造生产的。绞制各种肉馅的机械，比如生产饺子馅和制造牛肉酱、虾丸之类的产品，它将肉可进行粗、中、细绞以满足不同加工工艺的需求，该机也同样可作为其他原料的搅拌设备。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章结构及工作原理2第二章 结构及工作原理2.1 绞肉机的结构绞肉机主要由送料机构、切割机构和驱动机构等组成，如图 2-1 所示。图 2.1 绞肉机结构1.机架 2.绞刀 3.挤肉样板 4.旋盖 5.纹筒 6.绞笼 7.料斗 8.减速器 9.大皮带轮 10.电机 11.三角带 12.小皮带轮2.1.1 送料机构 包括料斗 7、绞笼 6 和绞筒 5。其作用是输送物料前移到切割机构，并在前端对物料进行挤压。2.1.2 切割机构包括挤肉样板 3,绞刀 2,旋盖 4。其作用是对挤压进人样板孔中的物料进行切割.样板孔眼规格有多种，可根据不同的工艺要求随时旋下旋盖进行更换。2.1.3 驱动机构沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章结构及工作原理3包括电机 10、皮带轮 9、12、减速器 8、机架 I 等2.2 绞肉机的工作原理 当机器工作时，先开机后放料，物料本身的重力和螺旋供料器的旋转，把物连续地送往绞刀口进行切碎。因为螺旋供料器的螺距后面应比前面小，但螺旋轴的直径后面比前面大，这样对物料产生了一定的挤压力，这个力迫使已切碎的肉从格板上的孔眼中排出。用于饺子馅生产时，肥肉需要粗绞而瘦肉需要细绞，以调换格板的方式来达到粗绞与细绞之需。格板有几种不同规格的孔眼，通常粗绞用之直径为 57 毫米、细绞用直径 24 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板，其厚度都为 1113 毫米普通钢板。由于粗绞孔径较大，排料较易，故螺旋供料器的转速可比细绞时快些，但最大不超过 400 转/分。一般在 100300 转/分。因为格板上的孔眼总面积一定，即排料量一定，当供料螺旋转速比较快时，有时物料在切刀附近堵塞，造成功率突然增大，对电动机的正常工作有影响。绞刀刃口是顺着切刀转学安装的。绞刀用工具钢制造，刀口要求锋利，使用一段时间后，刀口会变钝，此时应调换新刀片或重新修磨，否则将影响切割效率，甚至使有些肉馅不是切碎后排出，而是由挤压、磨碎后成浆状排出，直接影响产品的质量，根据有些厂的实验，饺子肉馅脂肪严重析出的质量事故，往往与此原因有关。装配或调换绞刀后，一定要把紧固螺母旋紧，才能保证格板不动，否则因格板移动和绞刀转动之间产生相对运动，也会引起对物料磨浆的作用。绞刀必须与格板紧密贴和，不然会影响切割效率。螺旋供料器在机壁里旋转，要防止螺旋外表与机壁相碰，如果有碰撞的情况发生，会导致机器损坏。但它们的间隙又不能过大，过大就会影响送料效率和挤压力，甚至会使物料从间隙处倒流，因此这部分零部件的加工和安装的要求相对较高。绞肉机的生产能力不是由螺旋供料器决定，而是由切刀的切割能力来决定。因为切割后物料必须从孔眼中排出，螺旋供料器才能继续送料，否则，送料再多也不行，相反会产生物料堵塞的现象。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章螺旋供料器的设计4第三章 螺旋供料器的设计3.1 绞笼的设计绞笼的作用是向前输送物料，并在前端对肉块进行挤压。如图 31 所示，设计上采用一根变螺距、变根径的螺旋，即螺距后大前小，根径后小前大，这样使其绞笼与绞筒之间的容积逐渐减小实现了对物料的挤压作用。绞笼前端方形轴处安装绞刀，后端面上安装两个定位键与其主轴前端面上键槽配合，以传递动力。 R530120438 785801051301.67.29节t1302.图 3.1 绞笼3.1.1 绞笼的材料绞笼的材料选为 HT2003.1.2 螺旋直径0.136 m 取 D160mm2.5GDKCG生产能力,由原始条件得 G1T/HK物料综合特性系数,查表 1-16 得 K0.071沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章螺旋供料器的设计5-物料得填充系数查 B4 表 116 得 0.15物料的堆积密度 t/m 猪肉的为 1.5t/m33C与螺旋供料器倾角有关的系数，查 B4 表 115 得 C13.1.3 螺旋供料器的转速由原始数据 n326r/min3.1.4 螺旋节距实体面型螺旋的节距 tD3.2 绞筒的设计由于肉在绞筒内受到搅动，且受挤压力的作用力和反作用力，物料具有向后倒流的趋势，因此必须在绞笼的内壁上设计了 8 个止推槽.沿圆周均匀分布，如图32 所示。绞筒内壁与绞笼之间的间隙要适当，一般为 3-5mm。间隙太大会使物料倒流;间隙太小绞笼与绞筒内壁易发生碰撞。绞筒的物料可选用铸铁，选 HT200 图 3.2 绞筒沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计6第四章 传动系统的设计绞笼只有一种工作转速，则从电机至绞笼的运动路线为定比传动，其总的传动比可利用带传动、齿轮传动等构机逐级减速后得到。绞笼的转速不应太高，因为输送能力并不是随转速增加而增加。当速度达到一定值以后，效率反而下降，且速度过高，物料磨擦生热，出口处的压力升高，易引起物料变性，影响产品的质量，因此绞笼的转速一般在 200 一 400r/min 比较适宜。在本机选用 326r/min。0114.326ii由传动比标准系列查 B2 表 21初步取 1.76 2.50ii根据选用的电机和绞笼转速要求设计传动路线如下：4.1 电机的选择N= 4(KW)GWG绞肉机的生产能力，1000kg/hW切割 1kg 物料耗用能量，其值与孔眼直径有关，d 小则 w 大，当 d3mm，取 w0.0030kw.h/kg。（查 B5p ）75传动效率，取 0.75所以根据 N4kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查 B1 表10-4-2 得 Y112M-4 电机的结构。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计7图 4.1 Y112M-4电动机的外观图4.2 带传动的设计4.2.1 设计功率 dP1.24.8dAKkw工况系数，查 B1 表 8122 ，取 1.2AKP传递的功率4.2.2 选定带型根据 和 查 B1 图 812 选取普通 V 带 A 型， 小带轮转速，为dp1n 1n1440r/min4.2.3 传动比1.76 0i2ni1min/81076.4r4.2.4 小带轮基准直径 （mm）1d由 B1 表 8112 和表 8114 选定100mm 75r/min 1dmind沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计84.2.5 大带轮基准直径 （mm）2d21.7601di cm由 B3 表 87 得 =180mm2d4.2.6 带速验算1 max0147.5/2530/606dnv svs4.2.7 初定轴间距 （mm）0amda28)(2104.2.8 所需带的基准长度 （mm）0dL0204)()(212210 aaLdd 882886mm依 B1 表 818 取 900mm，即带型为 A900dL4.2.9 实际轴间距 amLad2876902800 4.2.10 小带轮包角 13.5718012ad沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计9= 3.572801= 644.2.11 单根 V 带的基本额定功率 1p根据带型号、 和 普通 V 带查 B1 表 8127（c） 取 1.32kw1dn4.2.12 时单根 V 带型额定功率增量i 1P根据带型号、 和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw1ni4.2.13 V 带的根数 ZZ = 49.387.096)15.032.(4)(1 LadkpP小带轮包角修正系数查 B1 表 8123,取 0.96ak带长修正系数查 B1 表 818，取 0.87L4.2.14 单根 V 带的预紧力 0F20)15.2(mvZPkFda= 254.710.4896. =134（N）mV 带每米长的质量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm4.2.15 作用在轴上的力 F)(10682sin4132sin20 NZF )(5ii310max 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计10考虑新带初预紧力为正常预紧力的 1.5 倍maxF4.2.16 带轮的结构和尺寸带轮不但要求有足够的强度，而且应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，而且应避免由于铸造产生过大的应力。轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度 ）这样可以减轻带的磨损。mRa2.3带轮的材料为 HT200。查 B1 表 8110 得基准宽度制 V 带轮轮槽尺寸，根据带轮的基准直径查 B1 表 8116 确定轮辐 2*45401A63B0.AB1591808725195.72534B0A62453.0R5图 4.2 小带轮 图 4.3 大带轮4.3 齿轮传动设计4.3.1 选择材料，确定 和 及精度等级。limHliF参考 B1 表 8324 和表 8325 选择两齿轮材料为：大、小齿轮均为40 ，并经调质及表面淬火，齿面硬度为 4550HRc；精度等级为 6 级。rC按硬度下限值，由 BI 图 838（d）中的 MQ 级质量指标查得；由 B1 图 839（d）中的 MQ 级质量指标查得MPaH120lim1li； 。FE72 MPaF502lim1li沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计114.3.2 按接触强度进行初步设计4.3.2.1 确定中心距 a132()maaHKTCAu式中：配对材料修正系数 Cm1（由 B1 表 8328 查取）螺旋角系数 Aa476（由 B1 表 8329 查取）载荷系数 K1.6（参考 B1 表 8327 推荐值）小齿轮额定转矩 1495496.7()1PTNMn齿宽系数 0.4（参考 B1 表 834 推荐值）a齿数比 u=i=2.5许用接触应力 （参考 B1 表 8327PaH10829.0.lim推荐值）则 取 a80mm,.61085.2476)15.2(47632a4.3.2.2 确定模数 m (参考 B1 表 834 推荐表)m=(0.0070.02)a=0.561.6, 取 m=1.5mm4.3.2.3 确定齿数 z ,z12初取螺旋角 13z = = =29.4 取 z =301)(cos2ma)15.2(3cos801z =z =2.5 30=75 取 z =752 2重新确定螺旋角 142.082)753(.1arcos2)(arcos1 zn沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计124.3.2.4 计算主要的几何尺寸分度圆的直径 d =m z /cos =1.5 30/cos =45.7mm1d =m z /cos =1.5*75/cos =114.3mm2齿顶圆直径 d = d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm1aad = d +2h =114.3+2 1.5=117.3mm2端面压力角 (查 B1 表 834)029.14.0coscostgartgarnt基圆直径 d = d cos = cos20.292 =40.2mm1btd = d cos =348 cos20.292 =107.2mm2t 0齿顶圆压力角 =arccos =34.3651at1ab0= arccos =23.9512at 2abd0端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg )a11at 22at=1.9齿宽 b= .a0.4*8032 取 b 32mm；b 40mma21齿宽系数 = = =0.7d17.453纵向重合度 =1.25.1420sinsi nmb当量齿数 31.4531co/zv78.6282s4.3.3 校核齿面接触强度沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计13强度条件： H计算应力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA= 2H1BD式中：名义切向力 F = = =2044Nt10dT7.4560使用系数 K =1（由 B1 表 8331 查取）A动载系数 =（ ）VK20B式中 V= smnd95.1687.45160A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK齿向载荷分布系数 K =1.35（由 B1 表 8332 按硬齿面齿轮，装配时检修H调整，6 级精度 K 非对称支称公式计算）34.1齿间载荷分配系数 （由 B1 表 8333 查取）0.H节点区域系数 = 1.5（由 B1 图 8311 查取）Z重合度的系数 （由 B1 图 8312 查取）7.螺旋角系数 （由 B1 图 8313 查取）80弹性系数 （由 B1 表 8334 查取）MPaZE.19单对齿齿合系数 Z =1B= 1H2 327.4501.235.108.70.1895. 245.5MPa沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计14许用应力： =HXWRVLNTZZSlim式中：极限应力 =1120MPali最小安全系数 =1.1（由 B1 表 8335 查取）limH寿命系数 =0.92（由 B1 图 8317 查取）NTZ润滑剂系数 =1.05（由 B1 图 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm速度系数 =0.96（按 由 B1 图 8320 查取）V,95.1s粗糙度系数 =0.9（由 B1 图 8321 查取）RZ齿面工作硬化系数 =1.03（按齿面硬度 45HRC，由 B1 图 8322 查取）W尺寸系数 =1（由 B1 图 8323 查取）X则： = =826MPaH03.18596.012.10满足 4.3.4 校核齿根的强度强度条件： 1F许用应力： = ； FVASaFnt KYbm2211SFF式中 齿形系数 =2.61， =2.2（由 B1 图 8315（a）查取）1Y2应力修正系数 ， （由 B1 图 8316（a）查取）6.Sa7.Sa重合度系数 =1.9螺旋角系数 =1.0（由 B1 图 8314 查取）Y沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计15齿向载荷分布系数 = =1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8330 计算）FKNH齿间载荷分配系数 =1.0（由 B1 表 8333 查取）则 =94.8MPa1F= =88.3MPa26.27许用应力： = （按 值较小齿轮校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF式中：极限应力 =350MPali安全系数 =1.25（按 B1 表 8335 查取）limFS应力修正系数 =2（按 B1 表 8330 查取）TY寿命系数 =0.9（按 B1 图 8318 查取）S齿根圆角敏感系数 =0.97（按 B1 图 8325 查取）relT齿根表面状况系数 =1（按 B1 图 8326 查取）lYR尺寸系数 =1（按 B1 图 8324 查取）X则 =FMPa497.025.1满足， 验算结果安全1F4.3.5 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算4.3.5.1 确定齿厚偏差代号确定齿厚偏差代号为：6KL GB1009588（参考 B1 表 8354 查取）4.3.5.2 确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值（参考 B1 表 8358 查取）第公差组检验切向综合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B11iFifP表 8369 计算，由 B1 表 8360，表 8359 查取)；第公差组检验齿切向综合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计16=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（按 B1 表 8369 计算，由 B1 表 8359 查取）；第公差组检验齿向公差 =0.012（由 B1 表 8361 查取）。F4.3.5.3 确定齿轮副的检验项目与公差值（参考 B1 表 8358 选择）对齿轮，检验公法线长度的偏差 。按齿厚偏差的代号 KL，根据表 8353wE的计算式求得齿厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齿厚下偏差 =-16sptfsiE=-16 0.009=-0.144mm；公法线的平均长度上偏差 = *cos -ptf WSEs0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.11 差 = cos +0.72TF0202sin36.awisisin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注说明求得公法线长度 =87.652， 跨齿数 K=10，则公法线长度偏差可表示为：knW10.26.587对齿轮传动，检验中心距极限偏差 ，根据中心距 a=80mm，由表查得 83f65 查得 = ；检验接触斑点，由表 8364 查得接触斑点沿齿高不小于 40%，f03.沿齿长不小于 70%；检验齿轮副的切向综合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根据 B1icF表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 及 B1 表 8360 计算与查取）；检验齿切向综合公差 =0.0228mmicf（根据 B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 计算与查取）。对箱体，检验轴线的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8363xfyf查取）。4.3.5.4 确定齿坯的精度要求根据大齿轮的功率，确定大轮的孔径为 33mm，其尺寸和形状公差均为 6 级，即0.016mm，齿轮的径向和端面跳动公差为 0.014mm。（如图 4-4）沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计170.14A.6.0.80.816?94.7528128*?47 0-,15图 4.4大齿轮简图4.4 轴的设计4.4.1 按扭转强度的计算用实心轴335nPATd式中:d轴的直径，mmT轴传递的转矩，N.mmP轴传递的额定功率，kwn轴的转速，r/min 轴材料的许用切应力，Mpa30A系数，见（1）表 418，这里取 120根据上面公式计算，齿轮轴的最小直径 d20mm；大齿轮轴的最小直径 d20mm依据结构，设计如图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章传动系统的设计18232 ?16?20+,79-?5+0,79-14,?315+0,79- 4图 4.5 齿轮轴 ?30+,79-2630.82*4526184?7?30+,79-,图 4.6 低速轴沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计19第五章 绞刀设计绞刀的作用是切割物料。它的内孔应为方形，安装在绞笼前端的方轴上并且一起旋转，刀刃的安装方向应与绞笼旋向相同。绞刀的规格有 2 刃、3 刃、4 刃、6 刃、8 刃。绞刀用 ZG65 Mn 材料制造，淬火硬度为 HRC55 - 60，刃口要锋利，与样板配合平面应平整、光滑。5.1 绞刀的设计绞刀的几何参数对所绞出肉的颗粒度以及产品质量有着相当大的影响，现对十字刀片的各主要几何参数进行设计。 十字刀片如图(51)所示。其每一刃部的绞肉(指切割肉的)线速度 分布亦如该图所示。由图可知其刃部任一点位置上只有法向速度 。 v图 5.1 绞肉机绞刀片示意图及每一叶刀片上速度分布其值为：（ ）30pnvRr式中： 刀片刃部任一点的线速度 ms；n刀片的旋转速度 rpm；沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计20刀片刃部任一点至旋转中心的距离 mm；r刀刃起始点半径 m m ；R刀刃终止点半径 mm；再从任一叶刀片的横截面上来看 图(5-1)AA 截面 ，其刃部后角 较大，而前角 及刃倾角 都为零。 因此，该刀片的几何参数(角度)不尽合理。故再将以一叶刀片的与网眼扳相接触的一条刀刃为对象，分析刀片上各参数的作用及其影响，设计各参数。5.1.1 刀刃的起讫位置刀刃工作时，绞肉机的十字刀片做旋转运动。从式I可以看出，在转速一定的条件下，刀刃离旋转中心点越远，切割肉的线速度越快。并且在螺杆进给速度也一定的条件下，假定绞肉时刀片所消耗的功全部转化为热能，则任一与网眼板相接触的刀刃，在单位时间内产生的热量为：QFV式中：Q单位时间内任一与网眼板相接触的刀刃切割肉所产生的热量（Js）F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（N）（参见第二部分刀刃的前角式4)任一刀刃切割肉的线速度（ms）所以，切割肉的线速度越快，则所产生的热量也越大，因此绞肉的线速度不能很高。 根据经验，我们知道一般绞肉时刀刃切割肉的钱速度处在 30 一 90mmin之间最为理想，因此由这些数据可估算出刀刃的起讫位置，即刃的起点半径 和终点半径 R。根据式1得：330n我们已知十字刀片得转速n326r/min当 时， ，mi30m/min=0.5m/sr沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计21m65.14.0326/当 时， ， minRs/.in/9R m435.13260/圆整后取:r=15mm R=45mm5.1.2 刀刃的前角 当十字刀片绞肉时，其任一与网限板相接触的刀刃上的受力情况如图(5-2)所示。图5.1 与网眼板相接触的刀刃的受力分析根据图5-2可知： fnfnFF其值为： sincoisfnfnfn FF因为刀刃与网眼板的摩擦力为： fn肉与前刀面的摩擦力为： fnF整理得：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计224 cos)1()(2nnFF式中：F铰肉时任一与网眼板相接触的刀刃上的切割力（N）刀片绞肉时肉的剪切抗力（ N）刀刃与网眼板的摩擦系数肉被剪切时与前刀面的摩擦系数刀片的前角（ ）90网眼板作用于刀刃上的压力（N）nF肉被切割时作用于前刀面的压力（ N）由于 A式中： 肉的抗剪应力，与肉的质地有关肉被剪切的面积，与网眼板的网眼直径有关所以 与肉的质地及网眼的直径有关，故选定网眼板之后， 可以看成为常量，F F故令 。1C由于 是网眼板作用于刀刃上的压力，可以看为刀片的预紧压力，是常量，n故令 。 是刀片切割肉时，肉对前刀面的压力与速度v有关，故令。2Fvn简化式4得：5cos)1()(221 vFCF从式5和式2可知，刀刃前角 的大小，直接影响生产过程中的切割力，以及生产过程中所产生的热量。 在刀片旋转速度以及螺杆进给速度一定的情况下，前角大，生产所需的力和生产所产生的热量都小；反之，则大。但前角比较大时，因刀具散热体积小而使生产时产生的热量不能尽快的冷却。因此，在一定的条件下，前角必须有一定的合理的数值范围： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第五章绞刀设计23一般取： (肉质软取大值，反之取小值)40255.1.3 刀刃的后角刀刃后角的作用：一是减小后刀面与网眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不变的情况下，增大后角以便使刀刃锋利。刀片磨损后刀刃会变的变钝，使肉在绞肉(生产)过程中变形能增大，同时由于磨损后刀片的后角基本变为零，增大了刀片与网眼扳的摩擦力，两个机构会使生产过程中产生的热量增大。除此之外，在同样的磨钝标准V B下，后角大的刀片由新用到钝所磨去的金属体积较大如图5-3所示。这说明增大后角可提高刀片的耐磨度，但相反也会出现新的问题是刀片的N B磨损值大(反映在刀体材料的磨损过大这一方面)，而且刀刃极度也会减弱，因此后角也应该在一个合理的数值范围之内：一般取： (肉质软取大值反之取小值)53图5.2 后角与VB、NB的关系5.1.4 刀刃的刃倾角 从分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃来得知刀倾角 对刀片性能的影响情况。任意一个叶刀片的法剖面内，把刀刃进行放大时，可以把刀刃