毕业设计（论文）-小型面皮机结构设计

1、小型面片机结构设计学院名称： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师姓名： 指导老师职称： 目 录摘要1第一章 绪论31.1 小型面片机的概述31.2 国内外小型面片机的发展状况4第二章 样机选择及基本参数确定5第三章 切断机构设计73.1切断原理73.2切片方式确定及基本参数8第四章 动力传动系统设计104.1电机选择104.2传动系统与传动比分配114.3动力参数计算124.4齿轮传动的设计134.5两对齿轮传动的设计154.6轴的设计184.6.1切片切割刀转轴的设计184.6.2 中间的设计184.6.3进面口轴的设计194.7切片刀主轴的校核计算194.7.1主轴的支承跨距

2、194.7.2键的校核20第五章 切面刀片的设计21结论22参考文献23II摘要我们国家属于机械食品加工生产大国，在食品加工机械设备的研究有着比较长的历史，并且随着食品加工的不断发展，以及科技化的进程，需要用到各种食品加工设备。麦子属于传统的农作物，也是粮食的主要来源，种植面积非常的广泛，在麦子的食品加工生产中， 通过以往的人工作业，生产的效率非常的低，不利于食品加工的大量作业加工，并且人工成本比较高，没办法满足企业的经济性需求。然而小型面片机的使用，能够复合加工的高效率需求，并且有着很好的操作性，这种设备有着比较多的优点，因此这些年被广泛的普及使用。对于目前的环保生产要求，需要对这些目前的小

3、型面片机没有办法实现的功能，因此需要在传统的小型面片机结构上进行一定的改进。本次的小型面片机改进机构，主要就是满足对于面片剩下的加工作业的部分，通过进入口设计，然后实现刀片的成型功能。实现生产面片的作用。结构主要是结合目前的GT-580小型面片机结构进行改进，主要包括方案的确定，以及主要的零部件的计算校核，完成说明书和图纸的任务要求。关键词：小型面片机；切片；计算校核全套图纸加扣 3346389411或3012250582AbstractOur country belongs to a large country of mechanical food processing and produc

4、tion. The research of food processing machinery and equipment has a long history. With the continuous deelopment of food processing and the process of science and technology, arious kinds of food processing equipment need to be used. Wheat is a traditional crop and the main source of grain. Its plan

5、ting area is ery wide. In the food processing and production of wheat, the efficiency of production is ery low through preious human work, which is not conducie to a large number of food processing operations, and the labor cost is relatiely high, so it can not meet the economic needs of enterprises

6、. Howeer, the use of small-scale leather machine can meet the high efficiency requirements of compound processing, and has good operability. This kind of equipment has many adantages, so it has been widely used in recent years. For the current requirements of enironmental protection production, it i

7、s necessary to improe the structure of the traditional small-scale leather machine, because these small-scale leather machines can not achiee the functions.This small leather machine improement mechanism, mainly to meet the remaining processing industry for the face, through the entry design, and th

8、en realize the forming function of the blade. Realize the function of producing facial leather. The structure is mainly improed in combination with the current structure of GT-580 miniature leather machine, mainly including the determination of the scheme, the calculation and erification of the main

9、 parts, and the completion of the task requirements of the instructions and drawings.Key words: small-scale leather machine; shredding; calculation and erification第一章 绪论1.1 小型面片机的概述麦子属于农产品，也是大家吃的主食，是面食的主要原材料，大家平时吃的面食是通过麦片剥壳出来的，我们国家是食品加工大国，对于麦子的种植面积非常大，每年的产量也是非常的高，麦子的制作需要用到各种设备，通过以往的人工制作没办法满足加工的要求，尤其

10、是一些大的粮食种植企业和大的种植户来说，需要用到各种小型面片机结构，不在通过人工来制作了，人工制作有着很大的局限性，生产效率非常的低，对于企业来说，有着很大的经济负担，成本大。通过小型面片机的使用就能够很好的解决这些问题，能够满足高效率的加工要求。目前市面上的小型面片机种类比较多，按照外形尺寸来分的话，有大型小型面片机跟中小型小型面片机，这些不同的设备被广泛的用到各种加工环境当中，大型的小型面片机主要是用在一些比较大的食品加工厂，能够实现每天大批量的加工需求，中小型的设备主要是被用在一些食品作坊以及小店面。对于这些小型面片机设备，主要用的是电动驱动，能够满足快速制作的需要。 小型面片机属于食品

11、加工机械，也是近几十年开始被大量的普及使用，这些小型的加工设备，对于工艺和精度要求也都比较低，没有复杂的工序。随着现在机械行业的不断发展，对于这些小型加工设备来说，生产和制造也变得非常的简单，在市面上也都能够比较容易买到，价格都比较实惠，这些都是现在机械行业发展齿来的便利，也为如今的食品加工生产以及种植业齿来了很大的便利。随着机械设备的普及使用，在很多粮食生产企业的运转当中，人员需求量也在大大的减少，很多各种设备就完全能够很好的满足加工的需求，可以取代一些在加工当中通过人工作业的繁重工作量。目前对于这些食品加工设备的市场来说，各种设备的种类比较多，尺寸结构也不一样，就是单独一种设备都能够做出非

12、常多的结构尺寸，在工艺上也是做的比较完善，因此市场竞争也是相当大额激烈的，这些对于设备的制造企业来说也是一个机遇，同时也有不少压力，想要在行业当中立足脚跟，就必须生产出能够更加贴近市场需求，并且性交比高的设备，这样才能占有更好的销量。小型面片机的市场也是比较旺盛，有着非常好的前景。1.2 国内外小型面片机的发展状况小型面片机的使用有着一定的历史时期了，这些设备属于食品加工加工机器，也是国家重点扶持的机械产业，在机械设备的研究跟发展上，我们国家相对来说时间比较迟，基础比较薄软，但是我们国家属于食品加工大国，生产的农作物非常的多，很多农产品要经过深加工才能保证比较好的保质期以及更好的售价，这些在使

13、用过程当中就需要用到非常多的食品加工机械设备，以往在这些农产品加工设备的研究跟制造上基本上是属于一片空白，完全没有自己的技术专利，因此要受制于人，很多大型的设备都没办法生产，完全要通过采购国外的设备才能够满足加工的要求。这些都长期制约了技术的发展，并且影响到企业的加工进度和生产效率，并且也在一定的程度上造成产品的成本比较高，尤其是后期的设备维护和保养上，都需要投入大量的精力。经过几十年的发展，国家在食品加工设备上的投入也比较大，大力鼓励有条件的企业加入到自主研发的队伍中，在现有的设备的基础上不断的创新，这些都是目前国内在食品加工设备上的一个发展态势。在工艺和自动化上来说，我们跟发达国家的机械设

14、备制造上还是存在一些缺陷的，这些都是有一定的历史原因的。现在很多国外的食品加工设备都比较先进，能够实现自能化加工，并且有些设备能够完全通过人机对话操作，有着很好的技术性，使用到计算机和机器人这些比较前沿的技术。随着市场的需求量的不断扩张，以及国家的大力支持，我们在食品加工设备上还需要做出很大的努力，并且还有很长的一段路程要走。当然目前我们国内在食品加工机械上也还是取得了很大的进步的，有着比较好的成绩，特别是在一些小型加工设备上，有些沿海城市做这些设备的企业比较多，都有着自己的研发基地，通过大量的技术创新和引进，能够独立自主的生产各种需求的设备，并且在功能和工艺上也是作比较突出了。同时能够满足海

15、外的订单生产，部分企业能够把这些食品加工设备出口到各个国家，这些也都是这些年来我们从无到有的一个过程，也是取得了很大的突破。随着机械行业的不断成熟，计算机技术的不断更新，自能化设备是未来的一个趋势，也是一个时代的步伐，未来的加工机械设备主要就是做的更加人性化以及自能化，这些对于我们行业从业人员来说，也是提出了更高的要求。我们要不断的学习新知识，补充自己的能量，才能在技术发展的趋势当中，更好的做出自己的努力，为行业做出自己贡献。第二章 样机选择及基本参数确定本次设计的小型面片机针对的小型面片机的型号为5TG-582型的面团小型面片机，该机是一款适合浅小店铺及家用使用的小型食品加工机械。其主要技术

16、参数如下：滚子规格（直径×长度）：88x60mm配套功率：0.75-1.5kW滚子转速80 r/min风机转速：1000 r/min效率：60公斤/小时净片率：98%破碎率：0.5%总损失率：面片2.5%含杂率：面片1.5% 外形尺寸（长×宽×高）：408mm×206mm×325mm图2-1 5TG-80型小型面片机本次设计采要滚子压缩圆形面来实现面片的原理，在滚子上安装的切刀在往前运动的过程中在切刀的切割下完成切割，最终切好的面片自己将在重力的作用下从出口掉下，完成整个过程的循环。设计的优势在于设计比较新颖，操作简单方便，不足之处在于设计的结

17、构在工作前需要先将面做成圆形的面料，才能会更好的从面片机的进面口进去，本次在此型号的小型面片机的一侧的切断面片的装置一同安置在此安装架上，其主要的装置包括传动装置、进面口装置、切片装置等三个部分，基本的动作过程。第三章 切断机构设计3.1切断原理设计原理是：以圆形的面进入刀滚子压成片状，然后由切刀切断；切断以后的面片由自身的重力从出面口掉下。由于机构的动力源是手动运动，设计参数假设切刀的运动速度为,则计算公式如下所示： 式中： 切割刀的切削速度；切割刀的安装后角；相遇角。通过上面的分析可知，切片机构的刀片在转动时候，切削的面是不变的，由于受到滚子压力的作用，被分裂成一定厚度的面片。设计所根据的

18、面片的厚度由目前市场上的面片估计大约面片的厚度为： 式中： 面片长度；沿纤维方向木材的抗剪强度；沿纤维方向废料的抗压强度；其他因素的影响系数。3.2切片方式确定及基本参数切片机构是切断机构的重要部件，对于切片机部分的数据是否合适，会对切片的速度以及能耗这些造成很大的影响的。对于切割质量的影响主要是：(1)切割时为滑切，以减少切割阻力。(2)面片相对于动定刀片没有滑移。(3)切割阻力矩变化均匀。切断装置按结构形式可分为滚刀式（螺旋刀）、轮刀式（圆盘刀）、甩刀式。滚刀式切片装置滑切作用强，切割面片的阻力小，功率低，但是切片的面片无法自动抛出，刀片刚度差，不适合硬切断。抡刀式切片装置刀片结构简单，切

19、片质量好，但是刀盘运转不稳定，对制造要求较高。甩刀式切片装置利用高速旋转的甩刀来切断面片，刀片造型简单，易于生产，通用性高，但能耗较高。1.切片长度切片长度尺寸是切片机的一个关键的数值，加工当中，面团被喂入卷入切片机构的速度(m/s)，切砰器每秒钟切片次数为，则理论切片长度为:L=考虑到进面口的打滑因素，实际切片长度为: L= 式中：k动刀片数i切片器主轴n与进面口转速n之传动比D进面口直径打滑系数，一般取0.050.07切片装置上的主轴与进面口之间的传动比按照实地调查得知到切片刀的转速一般为50r/min左右，本次按照为55r/min，进面口的转速为85r/min，这样传动比就是i=6.47

20、，进面口直径按照d=105mm计算，动刀片数K为6，打滑系数取0.06，则理论切片长度L=50mm。2.切片机生产率切片机的生产效率跟喂入的面积，以及刀片的转速，秆种类和切片长度等，理论生产率可由下式计算: Q=60·k·a·b·L·n· (3.4)式中: k动刀片数;a、b为喂入口高度和宽度，m;L理论切片长度，m;n 进面口转速，r/min;进面口压缩后的面片容重，kg/m。切片器的动刀片数k为6，进面口转速n为85r/min，单个的喂入口宽度a取150mm，面片压缩后容重以棉秆为例约为1215kg/m，若取130kg/m。切片长

21、度为50mm，计算后得出理论生产率约为Q=60kg/h。第四章 动力传动系统设计4.1电机选择（1）切片器转速的确定切片机的生产率（）由下式估算： 式中： a、b喂入口的高与宽（m） l理论切片长度（m） z动刀片数目，一般z26把 n切片器转速（），一般n30100 面麦密度（）对于面片，面团k充满系数，可0.30.5由已知条件Q50和前面所设计的参数代入上式得：本次根据5TG小型面片机的要求和考虑实际生产过程，这里取。查阅食品加工机械学，已知小型切断机每米工作幅宽的平均功率为11kW，由此可得该切断机消耗的功率为:则切片器扭矩本次设计的切片机主要是农用机械，用的电压是220，选三相异步电动

22、机，根据之前计算的切削功率为1.65Kw，本次选择三相异步电动机型号为Y112M-6型电机，电机满载转速为1000r/min。4.2传动系统与传动比分配本次的切片装置的基本传动方案如下图4-1传动系统方案如上图4-1位本次的切片装置上的传动系统方案，本次采用了通过电机然后通过一对齿传动，然后通过齿传动到转动刀，然后转动刀通过两对齿轮减速后最后传动到进面口，相当于一个二级的减速，主要是考虑到进面口的转速比较慢，所以考虑到转速慢所以经过了二级减速。电机的转速为1000r/min，切片刀的转速为550r/min，根据齿轮的传动比r/min进面口的转速为85r/min则二级减速的两对齿轮的传动比为本次

23、选择两个齿轮的传动比相同，这样两个齿轮的传动比为这样归纳总结得出最后的传动比分配如下：齿轮传动比两个齿轮的传动比4.3动力参数计算本次的切片机构的传动系统的分配，轴0为电机轴，轴1为切片刀主轴，轴2为中间轴，轴3为进面口轴。已知各传动效率如下：齿传动的效率：直齿轮传动效率：滚动轴承传动效率那么各轴的功率分别为：电机轴切片刀主轴中间轴进面口轴各轴的转速分别为：电机轴切片刀转轴中间轴进面口轴各轴转矩分别为：电机轴切片刀主轴中间轴进面口轴4.4齿轮传动的设计分析工作情况，是齿传动，并且这种工作是单向运动，能够承受比较大的载荷，载荷比较稳定，需要用到的传递功率是p=2.2kw小齿轮转速 大齿轮转速，传

24、动比。对于齿传动部分，主要涵盖了选用的齿的具体规格，以及基准长度的确定，用的多少根片齿，以及中心距和材料这些相关的参数。1计算功率：齿式输送机载荷变动小，由表6.6查的工作情况，=2选择齿型号 根据、由机械设计，朱龙英主编下同图6.13及表6.5选择齿的型号及小齿轮直径。可以选择A型齿，选择小齿轮的直径90mm。3确定齿轮的基准直径（1）小齿轮直径，取小齿轮基准直径10.5mm，按表6.5选取（2）验算齿速 因为5m/s<5.2m/s<30m/s，齿轮符合推荐范围（3）计算大齿轮的基准直径 ，按照表6.5取标准值=90mm（4）计算实际传动比i当忽略滑动率时，理论传动比为，（5）验

25、算传动比误差传动比相对误差：，5%，所以合格4.确定齿的中心距a和基准长度（1） 初定中心距0.7 则0.7为 初定中心距=90mm （2）计算齿所需的基准长度 =2+来初算Ld，再由表6.3取标准值L0=2×400+ 124.6由表选基准长度=125 mm（3）计算实际中心距a+( -)/2400+(1250-1243.6)/2=403mm（4）确定中心距的调整范围5.验算小齿轮包角 180°-（-）/a×57.3°180°-（180-100）/403×57.3° 153°120°包角满足条件6.计算齿

26、的根数（1）确定额定功率由及查表6.8，并用线性插值法求得，根据传动比由表6.9差的功率增量，=0.0.97，=0.1（2）确定各修正系数由包角查表6.7得包角系数，=0.93，由齿的基准长度查表6.10得长度系数=0.93 （3）确定齿的根数=2.6 故取3根.7.计算单根齿的初拉力F0由表6.2查得q=0.178.计算齿传动的压轴力=2Zsin(/2)=118N4.5两对齿轮传动的设计齿轮材料及其热处理方法的选择 根据减速效果中的使用条件及其性能，参照机械设计手册和1988机械工业工艺标准 ,确定齿轮的材料为45钢，调质处理。选择齿数和齿宽系数本次选择开始的一对齿轮传动，取齿宽系数 1.0

27、。选择小齿轮齿数Z1=14，Z2=36.确定齿轮轮齿的许用应力根据工况KA=1.2，由所选材料和热处理方法确定许用接触应力，查表求出齿轮的许用应力。 ，取1.0查表，取载荷系数1.0查表，取470MPa将 代入下式得： =53.6确定模数和齿宽模数：在另外一对的齿轮决定选择参数相同，小齿轮齿数为20，大齿轮齿数为51，这样按照这一对齿轮的传动扭矩为 ，取1.0查表，取载荷系数1.0查表，取470MPa将 代入下式得： =60.3确定模数和齿宽模数：本次按照后面一对齿轮的模数来选择，选择最终的标准模数按表 取算齿根弯曲强度（3）大小齿轮的弯曲疲劳强度极限由图8.7查得（4）应力循环次数（5）弯曲

28、疲劳寿命系数、由图8.8查得=1.0，=0.95大齿轮的齿根弯曲应力：< <两齿轮轮齿均满足弯曲强度要求。为两齿轮运转正常，取中心距为180mm 。圆周速度与精度选择选取8级精度。 (16)公法线平均长度极限上偏差Ewms1=Ess1*cos()-0.72*Fr1*sin()=0*0.939693-0.72*11.0*0.34202=-2.7088Ewms2=Ess2*cos()-0.72*Fr2*sin()=0*0.939693-0.72*14.0*0.34202=-3.4476m (17)公法线平均长度极限下偏差Ewmi1=Ewms1-(Ess1-Esi1)*cos()-1.4

29、4*Fr1*sin()=-2.7088-(0-(0)*0.939693-1.44*11.0*0.34202)=2.7088mEwmi2=Ewms2-(Ess2-Esi2)*cos()-1.44*Fr2*sin()=-3.44756-(0-(0)*0.939693-1.44*14.0*0.34202)=3.4476m 4.6轴的设计4.6.1切片切割刀转轴的设计确定轴径最小尺寸 对于轴的最小直径进行初步估算，选用的材料是45钢，并且进行调制加工，据机械设计 第八版取 轴的设计 同理，把此轴分5段进行设计A、d1段设计由于该段是连接大齿轮的，该段上需要开有键槽，那么轴径需要至少大于5%，那么，本次

30、选择与2.2KW的Y112M-4型电机的轴径相同选择此段轴径为d1=10mm。B、d2段设计此段为过渡段，主要是考虑到后端的轴承端选择过渡段轴径为d2=10mmC、d3段设计 由d3段零件安装需轴承位置，选择深沟球轴承6007，深沟球轴承6007根据轴径d3=10mm， D、d4段设计4.6.2 中间的设计 确定轴径最小尺寸 先按机械设计 第八版15-2大致估算轴的直径，并且选的是45号钢，进行一定的调质加工。按机械设计 第八版取D=10mm。 4.6.3进面口轴的设计确定轴径最小尺寸 先按机械设计 第八版15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据机械设计 第八版取D=

31、10mm。 轴的设计 4.7切片刀主轴的校核计算4.7.1主轴的支承跨距根据本次设计的切割刀转轴，在切割刀转轴本身产生的变形量约占整个旋转切割刀转轴总变形量的60%,因此切割刀转轴要求的刚度为： 根据材料力学有： 式中 I切割刀转轴支承之间那一段的当量惯性矩（cm4）；从本次的切割刀转轴安装的情况来看，切割刀转轴支承的部分是两端的一个连接着粉碎箱体的部位，此段安装着轴承，此段的轴径为65mm（cm4）， D和d切割刀转轴在支承之间那一段的当量外径和孔径。当量外径近似地可以按下式计算，外径为40mm，内径为0 式中 分别为阶梯轴各段的直径和长度（cm）； 跨距，即支承距（cm）；本次的长度按照图

32、示尺寸为646mm 悬伸段长度（cm）；按照左侧的悬伸端图示尺寸为277mm E弹性模量（N/cm2）。对于40Cr材质，E=2.1×107 N/cm2。把I和E之值代人，得横向转动轴的刚度为 轴的结构设计知，跨距，悬伸段长度，当量外径为： 4.8.2键的校核本次的切割刀转轴上的安装键为安装大齿轮连接的普通平键，根据公式d：轴的直径，本次为10mmb：键的宽度，本次为8mmh：键的高度，8宽度的键高度为4mml：键的工作长度为13mmT：转矩为36.6Nm代入上式后得出，查询许用挤压压力由于6小于70，所以键强度适合。第五章 切片刀片的设计本次的面片机的设计切刀，考虑安装在齿轮轴的滚

33、子上，更加方便的实现传动简单化。切割刀转轴上有固定切片刀片的螺栓，由于是针对圆形面进行切割的，所以需要分布几个切片刀片的滚子上。本次采用了5个切片刀片的齿轮轴滚子上。本次的切片切割刀转轴中分布五个相同的固定刀座，在对固定刀座的安装过程，本次采用常用的过盈配合的连接形式，就是将固定刀座依次的过盈配合在固定切割刀转轴上，然后将刀片的固定座依次放入切割刀转轴的轴上，最后使用两侧分别使用固定圈固定住。有些地方需要紧配合的就需要使用榔头等工具将固定刀座依次安装在切割刀转轴上，然后三个安装好后就依次将固定刀座安装在切割刀转轴上，这样整个切片切割刀转轴就成为了一个整体，此固定刀座就均匀分布在固定切割刀转轴上。刀片的安装需要考虑切割的大小是否会受到影响，故在切片切割刀转轴和滚子一起安装好后，需要将固定刀片安装在可跟着滚子一起旋转的位置。因此需要使用刀片配合使用，刀片和滚子之间进行相互的固定，实现紧