畢業(yè)論文-滾筒式和面機的設計

太原工業(yè)學院畢業(yè)設計畢業(yè)設計滾筒式和面機的設計學生姓名：學號：系部：機械工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化指導教師：二零一五年六月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人簽名：年月日

畢業(yè)設計任務書設計題目：滾筒式和面機的設系部：機械工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化學號：學生：指導教師（含職稱）：1．課題意義及目標通過本次畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，獨立分析和計算各個零件，并實現(xiàn)傳動比等工程領域?qū)嶋H問題的能力，為畢業(yè)后從事相關技術工作打好基礎。2．主要內(nèi)容（1）對機械整體結構分析。（2）選出和面量，設計出滾筒。（3）選擇計算出電機，各個傳動比。（4）設計v帶，渦輪蝸桿，直齒等各級傳動。（5）設計完整，畫出滾筒式和面機各個零件圖，并畫出裝配圖。3．主要參考資料[1]紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006.[2]周開琴.機械零件手冊第5版[J].北京：高等教育出版社.2001[3]潘安新.機械基礎[M].河南：黃河水利出版社.2006[4]趙祥.機械零件課程設計[M].北京—中國鐵道出版社.1988.4．進度安排設計各階段名稱起止日期1查閱文獻，完成開題報告3月3日~3月23日2完成滾筒設計，選擇計算出電機，各個傳動比3月24日~4月13日3設計v帶，渦輪蝸桿，直齒等各級傳動，中期檢查4月14日~5月4日4畫出滾筒式和面機各個零件圖，并畫出裝配圖5月5日~6月1日5完善設計內(nèi)容、完成設計說明書及答辯工作6月2日~6月22日滾筒式和面機的設計摘要：和面機系統(tǒng)是將按照配方放置好的原料、輔料、添加劑以及水進行一定時間攪拌與混合的系統(tǒng)。其目的是使小麥粉的蛋白質(zhì)吸水膨脹相互粘連，同時使小麥種的淀粉吸水膨脹起來，從而使不可塑的小麥粉變?yōu)橛锌伤苄耘c延展性的面團。本設計設計的和面機為臥式滾筒式和面機，主要原理和改進的地方在于滾筒與攪拌槳的同時反向轉動，相當于倆個普通單軸的和面機，并且能起到了更好的攪拌效果，實現(xiàn)機械的優(yōu)化。滾筒式和面機的主要包括：滾筒，直齒傳動，蝸輪蝸桿傳動，V帶輪傳動，聯(lián)軸器，電動機以及攪拌槳。通過對于各個零部件的設計以及裝配使用，使我對專業(yè)知識有更深入的理解。關鍵詞：滾筒；和面機；直齒傳動；蝸輪蝸桿傳動；V帶輪傳動ThedesignofthedrummixerAbstract：Andnoodlemachinesystemistoplacegoodrawmaterials,auxiliarymaterials,additivesandwaterinaccordancewiththeformulaforacertainperiodoftime,stirringandmixingsystem.Itspurposeistomakethewater-swellingofwheatflourproteinssticktoeachother,whilemakingthestarchwaterswellingofthewheatspecies,sothatthenon-plasticizedwheatflourintothedoughplasticityandductility.Inthispaper,thedesignofthesurfaceplaneofthehorizontalcylinderandthesurfaceplane,themainprinciplesandareasforimprovementisthatthedrumpaddlewhilereverserotation,theequivalentofbothsingle-axisandthesurfaceplane,andcanplaybetterthestirringeffect,toachievetheoptimizationofthemechanical.Drumandnoodlemachineincluding:drum,straightteethdrive,wormdrivetheVpulleydrive,coupling,motorandimpeller.Forvariouspartsofthedesignandassemblyuse,letmehaveadeeperunderstandingofprofessionalknowledge.Keywords:drum;doughmixer;straightteethtransmission;wormgear;V-pulleytransmission

目錄TOC\o"1-3"\h\u134971前言 前言面形成面團的過程面形成面團的過程分為三個階段：第一階段是和面的初始階段，在此階段，面粉與水在攪拌器的作用下開始混合，但是由于此階段時間較短，水分并未充分進入面粉顆粒內(nèi)部，水和面并未充分浸潤，因此攪拌阻力較??；第二階段是浸潤膨脹階段，在此階段，大部分水分進入面粉顆粒內(nèi)部，使其濕潤且體積脹大，互相黏結，初步形成面筋網(wǎng)絡，由于面粉顆粒的黏結，此時攪拌阻力較大;第三階段為面團形成階段，在攪拌器的作用下，面粉與水經(jīng)過充分攪拌與搓揉，剩余的游離水也進入到面粉顆粒中，使面粉顆粒進一步潤脹、黏結，面筋網(wǎng)絡由疏變密，筋力由小變大，最終形成面團。為了對水和面粉進行攪拌和浸潤，在容器中需要配置攪拌器件。而攪拌器件的形狀與容器形狀之間的相對運動形式，對和面速度以及和面質(zhì)量起著重要的作用。和面機的概述和面機屬于面食機械的一種，其主要就是將面粉和水就行均勻的混合。有真空式和面機和非真空式和面機。分為臥式、立式、單軸、雙軸、半軸等。和面機是將面粉與水或其它配料攪拌成面團的機械,即可單機使用,也可以與其它設備配套,廣泛適用于賓館、飯店、食堂等單位和用于制作糕點、餅干、面包，饅頭等面團，亦可用于攪拌其它物料．和面機相對于人工和面來說的優(yōu)勢和面機利用機械運動將粉料、水或其他配料制成面坯，常用于大量面坯的調(diào)制。和面機的工作效率比手工操作高5至10部和面機出來的面比手工的規(guī)則。和面機的設計選擇設計原理如圖1圖1和面機傳動原理電動機通過V帶，蝸輪蝸桿，直齒傳動帶動攪拌槳與滾筒同時反向轉動，實現(xiàn)實驗目的。2.2和面機和面量選擇查詢資料常用的和面量有15kg，25kg，50kg，75kg，100kg。其中以50kg的和面量最為常見，所以本次設計以調(diào)制面量每次50kg（100斤）為標準設計和面機。箱體的設計計算箱體的體積查資料知家用面粉的密度是0.52g/ml,淀粉是0.48g/ml，所以1L的面粉520g。就是一斤多點。100斤≈100L3.2箱體參數(shù)的設計以面粉占滾筒體積大致四分之一計算設滾筒圓直徑則滾筒側面圓面積求滾筒長：所以滾筒長L取0.8m 查尋相關資料和面機滾筒的壁厚不能低于0.75mm，否者穩(wěn)定性不佳。長期服役的和面機如下表：表1長期服役的和面機箱體壁厚和面量kg255075經(jīng)驗壁厚mm11.5~2.02~2.5所以和面機的滾筒壁厚選定為10.0mm3.3箱體材料選擇查詢資料材料選材料剛3.4箱體倆側壁的設計倆側壁厚選擇，箱體與攪拌槳通過軸承鏈接，軸承外徑160mm，寬度32.5mm，所以選擇壁厚35mm，中心孔徑160mm。右邊通過4個直徑20mm的螺栓與直齒輪固定，螺栓與軸的軸心距設為175mm。如圖2圖2箱體電動機的計算選擇4.1電動機系列的選擇根據(jù)市場的調(diào)查Y系列的電動機最為常用，因此，按工作要求和條件選取Y系列一般用途籠型三相異步電動機。4.2電動機參數(shù)的計算電動機輸出功率：為滾筒轉動所需功率，為攪拌槳轉動所需功率由電動機至工作機之間的總效率：，查機械零件手冊，表2-2，蝸桿傳動（雙頭）效率取，V帶取，滾動軸承?。ㄒ粚Γ?，圓柱齒輪（鑄造齒的開式齒輪）取。根據(jù)市場調(diào)查和網(wǎng)上數(shù)據(jù)和面機的攪拌槳與滾筒轉速滾筒轉動所需功率：u為面粉間，面粉與滾筒的動摩擦因數(shù)，未知但可以通過極值來計算，已知中最大的動摩擦因數(shù)為橡膠輪胎與干地面的攪拌槳轉動所需功率：實際中攪拌槳做剪切運動，隨著時間的推移所需功率會變大，根據(jù)經(jīng)驗功率為1500w能滿足攪拌槳運動所需要求.電動機輸出功率4.3電動機的選擇表2電動機型號參數(shù)方案型號功率kw轉速r/min1Y90L-22.228402Y100L-2328403Y100L1-42.214204Y100L2-431420功率選擇3kw比較合適，轉速越低越好，所以選擇Y100L2-4P=3kw滿載轉速1420r/min。圖3電動機4.4傳動比的計算選擇總傳動比初選定為各級傳動比，在各級傳動中，圓柱齒輪傳動只起改變轉動轉向的作用根據(jù)V帶輪與蝸輪蝸桿的傳動比范圍，,所以傳動比取，較為合適。V帶輪傳動的計算選擇定V帶型號和帶輪直徑5.1.1工作情況系數(shù)每天工作小時為10-16h，載荷變動較小，所以查機械設計表11.5知工作情況系數(shù)5.1.2計算功率5.1.3選帶型號根據(jù),,在機械設計圖11.15中，選A型5.1.4小帶輪直徑A型帶輪直徑選取小帶輪直徑：，5.1.5大帶輪直徑.5.1.6大帶輪轉速計算帶長5.2.1求5.2.2求5.2.3初取中心距取5.2.4V帶的長度5.2.5基準長度表3V帶標準長度方案123長mm100011201250V帶的長度求中心距和包角5.3.1中心距a確定中心距調(diào)整范圍5.3.2小帶輪包角5.4求帶根數(shù)5.4.1帶速5.4.2傳動比5.4.3帶根數(shù)普通V帶查機械設計表11.8，；由表11.7由表11.12；由表11.10V帶根數(shù)帶數(shù)z取5.V帶齒形尺寸表4V帶輪齒形參數(shù)型號頂寬b節(jié)寬高hA1311.08輪緣尺寸表5輪緣參數(shù)efA2.758.715106帶輪計算直徑D查表，，圖4V帶輪齒形5.4.4帶輪外徑5.4.5帶輪寬度5.4.6帶輪材料選擇帶速帶輪用HT200制造5.4.6鍵的選擇表5鍵的參數(shù)直徑bh288731.3551610結構形式表6輪型結構選擇結構形式實心式腹板式孔板式輪輻式所以大帶輪采用孔板式，小帶輪采用實心式。大輪中心孔內(nèi)徑，外徑，取長，板寬，取圖5V帶輪傳動6蝸輪蝸桿設計計算6.1蝸輪蝸桿參數(shù)輸入功率轉速傳動比蝸桿采用45剛，表面硬度＞45HRC。蝸輪材料采用ZCuSn10P1，砂型鑄造。計算如下6.2初選值6.2.1當量摩擦系數(shù)設，查表13.6，取最大值，6.2.2選值在圖13.11的線上選取A點，查得，，（）6.3中心距計算6.3.1蝸輪轉矩6.3.2使用系數(shù)按題意查表轉速系數(shù)6.3.4彈性系數(shù)根據(jù)蝸輪副材料查表壽命系數(shù)預期壽命6.3.6接觸系數(shù)由圖13.12I線查出6.3.7接觸疲勞極限查表接觸疲勞最小安全系數(shù)自定6.3.9中心距取6.4傳動基本尺寸6.4.1蝸桿頭數(shù)由圖13.11查得，6.4.2蝸輪齒數(shù)6.4.3模數(shù)，取6.4.4蝸桿分度圓直徑，取6.4.5蝸輪分度圓直徑6.4.6蝸桿導程角，6.4.7蝸輪寬度，取6.4.8蝸桿圓周速度6.4.9相對滑動速度6.4.10當量摩擦系數(shù)由表13.6查得，6.5潤滑油粘度和潤滑方法6.5.1潤滑油粘度根據(jù)，由表13.7選取6.5.2潤滑方法由表13.7，可采用浸油潤滑。6.6繪圖參數(shù)計算6.6.1蝸桿參數(shù)蝸桿分度圓直徑齒頂圓直徑齒底圓直徑軸向齒距齒寬，，取蝸桿齒長度取結構形式，采用實心式。6.6.2蝸輪參數(shù)蝸輪分度圓直徑喉圓直徑齒頂外圓直徑，齒底圓直徑齒寬齒頂圓弧半徑齒根圓弧半徑結構形式采用孔板式。，設中心孔內(nèi)徑，外徑，取孔長，取6.6.3鍵的選擇表7直徑60所需鍵的參數(shù)直徑bh60181164.4圖6蝸輪蝸桿傳動7軸承與鍵的計算選擇7.1軸承尺寸表8軸承參數(shù)軸承型號內(nèi)徑d外徑D總寬T內(nèi)徑寬B外徑寬C30208408019.751816302126011023.752219302147012526.252421302189016032.53026圖7軸承7.2滾動軸承座表9滾動軸承參數(shù)型號dd1DgAA1HH1LJSN1NSN5094540853185606025205170M121520SN513656012041110808030275230M161823SN516807014043120909532315260M202227 圖8軸承座圖9軸承座外形7.3支撐架圖10支撐架7.4鍵用A型普通鍵聯(lián)接。表10鍵的參數(shù)軸半徑鍵寬b鍵高h軸深t轂深f288743.355161064.360181174.48軸的設計計算8.1材料選擇與許用應力軸主要傳遞蝸輪轉矩，所以選用45號鋼，正火處理8.2攪拌槳所在軸右端開始，蝸輪內(nèi)徑60mm，長100mm，定位軸的軸承1內(nèi)徑70mm，所在區(qū)域長選150mm，穿過直齒輪再加一個定位箱體的軸承2內(nèi)徑90mm，所在區(qū)域長250mm，中間箱體長800mm，直徑選110mm，與右邊對稱。圖11攪拌槳所在軸8.3直齒蝸輪所在軸對應上方中間長度215mm，左方直齒輪寬150mm，內(nèi)徑60mm，軸承內(nèi)徑選40mm，長度選100mm；右方蝸輪寬100mm，內(nèi)徑60mm，軸承內(nèi)徑選40mm，長度選100mm。所以中間寬度選擇80mm。圖12直齒蝸輪所在軸8.4蝸桿V帶所在軸根據(jù)直齒中心距500mm，確定倆蝸桿中心距為500mm，所以倆蝸桿間距離為100mm，根據(jù)蝸桿確定軸半徑為60mm，軸選擇60mm，軸承半徑選擇60mm，長度選擇150mm，V帶輪半徑55mm，長度80mm，鍵槽深6mm。圖13蝸桿V帶輪所在軸8.5聯(lián)軸器倆蝸桿聯(lián)接需要一個聯(lián)軸器。表11聯(lián)軸器參數(shù)型號dDLd1d2lkb1btnn1GT155590165M10104031.61659.32.53螺釘M10×18，圓錐銷10×90，銷圈71.圖14聯(lián)軸器圖15蝸桿聯(lián)軸9齒輪傳動的設計9.1傳動參數(shù)輸入功率轉速傳動比因為傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故齒輪用40Cr，調(diào)制處理，硬度241HB~286HB，平均取為260HB。計算步驟如下：9.2初步計算9.2.1轉矩計算9.2.2齒寬系數(shù)由表12.13，取9.2.3接觸疲勞極限由圖12.17c，，9.2.4初步計算許用接觸應力9.2.5取值由表12.16，取9.2.6初步計算直齒直徑因為蝸輪分度圓直徑，蝸輪中心865mm取.9.2.7齒寬取200mm。9.2.8圓周速度9.2.9精度等級由表12.6，選9級精度9.2.10齒數(shù)和模數(shù)初取齒數(shù)；由表12.3，取則，9.3確定傳動主要尺寸9.3.1實際分度圓直徑因模數(shù)取標準值時，齒數(shù)已經(jīng)重新確定，但并未圓整，故分度圓直徑不變。，9.3.2中心距表12直齒齒形參數(shù)基本參數(shù)圓柱齒輪20°5mm10mm1.25mm1.9mm圖16直齒齒形直齒齒頂圓直徑齒底圓直徑9.3.3固定齒輪與箱體的螺栓選擇半徑r=20mm，9.3.4鍵的選擇表13鍵參數(shù)直徑bh60181結構形式采用孔板齒輪。9.4繪圖參數(shù)計算中心孔內(nèi)徑，外徑，取長，板寬，取圖17直齒輪傳動10軸端擋圈攪拌槳所在軸：右端固定蝸輪需要一個軸端擋圈，直齒蝸輪所在軸：不需要蝸桿V帶所在軸：上端需要固定大V帶輪的軸端擋圈，電動機：需要固定小V帶輪的軸端擋圈，表14軸端擋圈參數(shù)軸徑直徑D厚度H孔距L中心孔d螺栓孔倒角C螺栓GB/T578324325106.63.21M6×20556561694.21.5M8×25607062094.21.5M8×25圖18軸端擋圈11攪拌槳圖19攪拌槳12螺栓表15螺栓參數(shù)所需部位尺寸數(shù)量箱體與直齒輪固定M40×2004軸承座與支撐架固定M30×4516支撐架與底板固定M444×4516圖20箱體與直齒輪固定所需的螺栓螺母墊片致謝在這次設計中，我要感謝許多在做設計的過程中幫助過我的老師和同學，特別是趙躍文老師對我的設計的指導是這次設計順利完成的關鍵，在設計構思階段,趙老師給了許多寶貴的意見，末了趙躍文老師還認真仔細的審查了我的設計圖，指出設計圖中的許多錯誤和不足之處。在趙老師的指導和督促下，我的畢業(yè)設計順利完成，并學到了有用的專業(yè)知識，養(yǎng)成了勤于思考、刻