多功能絞肉機(jī)設(shè)計(jì)【小型家用多用多功能電動(dòng)絞肉機(jī)】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger Key words: meat chopper ，reamer 4 第 1 章 緒論 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民對(duì)食品工業(yè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代食 品已朝著營(yíng)養(yǎng)、綠色、方便、功能食品的方向發(fā)展，且功能食品將成為新世紀(jì)的主流食品。食 品工業(yè)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，作為裝備食品工業(yè)的食品機(jī)械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。 食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，在很大程度上依賴于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水，離開現(xiàn)代儀 器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起。食品工業(yè)的發(fā)展是設(shè)備和工藝共同發(fā)展的結(jié)果，應(yīng)使設(shè) 備和工藝達(dá)到最佳配合，以設(shè)備革新和創(chuàng)新促進(jìn)工藝的改進(jìn)和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進(jìn)一部促進(jìn) 設(shè)備的發(fā)展和完善。兩者互相促進(jìn)、互相完善，是使整個(gè)食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)的必要條件。 在肉類加工的過程中，切碎、斬拌攪拌工序的機(jī)械化程度最高，其中絞肉機(jī)、斬拌機(jī)、攪 拌機(jī)是最基本的加工主械.幾乎所有的肉類加工廠都具備這 3 種設(shè)備。國(guó)內(nèi)一些大型肉類加工廠 先后從西德、丹麥、瑞士、日本等引進(jìn)了先進(jìn)的加工設(shè)備，但其價(jià)格十分昂貴。目前中、小型 肉類加工企業(yè)所使用的大部分設(shè)備為我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)絞肉機(jī)是為中、小型肉類加二企業(yè) 所設(shè)計(jì)的較為理想的、絞制各種肉餡的機(jī)械，比如生產(chǎn)午餐肉罐頭和制造魚醬、魚圓之類的產(chǎn) 品，它將肉可進(jìn)行粗、中、細(xì)絞以滿足不同加工工藝的要求，該機(jī)亦可作為其他原料的擠壓設(shè) 備。 5 絞 肉 機(jī) 第 2 章 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原 理 2.1 絞肉機(jī)的結(jié)構(gòu) 絞肉機(jī)主要由送料機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，如圖 21 所示。 圖 21 絞肉機(jī)結(jié)構(gòu) 1.機(jī)架 2.絞刀 3.擠肉樣板 4.旋蓋 5.紋筒 6.絞籠 7.料斗 8.減速器 9.大皮帶輪 10.電機(jī) 11.三角帶 12.小皮帶輪 2.1.1 送料機(jī)構(gòu) 包括料斗 7、絞籠 6 和絞筒 5。其作用是輸送物料前移到切割機(jī)構(gòu)，并在前端對(duì)物料進(jìn)行擠 壓。 2.1.2 切割機(jī)構(gòu) 包括擠肉樣板 3,絞刀 2,旋蓋 4。其作用是對(duì)擠壓進(jìn)人樣板孔中的物料進(jìn)行切割.樣板孔眼規(guī) 格有多種，可根據(jù)不同的工藝要求隨時(shí)旋下旋蓋進(jìn)行更換。 2.1.3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括電機(jī) 10、皮帶輪 9、12、減速器 8、機(jī)架 I 等 2.2 絞肉機(jī)的工作原理 工作時(shí)，先開機(jī)后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋轉(zhuǎn)，把物連續(xù)地送往絞刀 口進(jìn)行切碎。因?yàn)槁菪┝掀鞯穆菥嗪竺鎽?yīng)比前面小，但螺旋軸的直徑后面比前面大，這樣對(duì) 物料產(chǎn)生了一定的擠壓力，這個(gè)力迫使已切碎的肉從格板上的孔眼中排出。 6 用于午餐肉罐頭生產(chǎn)時(shí)，肥肉需要粗絞而瘦肉需要細(xì)絞，以調(diào)換格板的方式來達(dá)到粗絞與 細(xì)絞之需。格板有幾種不同規(guī)格的孔眼，通常粗絞用之直徑為 810 毫米、細(xì)絞用直徑 35 毫 米的孔眼。粗絞與細(xì)絞的格板，其厚度都為 1012 毫米普通鋼板。由于粗絞孔徑較大，排料較 易，故螺旋供料器的轉(zhuǎn)速可比細(xì)絞時(shí)快些，但最大不超過 400 轉(zhuǎn)/分。一般在 200400 轉(zhuǎn)/ 分。 因?yàn)楦癜迳系目籽劭偯娣e一定，即排料量一定，當(dāng)供料螺旋轉(zhuǎn)速太快時(shí)，使物料在切刀附近堵 塞，造成負(fù)荷突然增加，對(duì)電動(dòng)機(jī)有不良的影響。 絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)學(xué)安裝的。絞刀用工具鋼制造，刀口要求鋒利，使用一個(gè)時(shí)期后， 刀口變鈍，此時(shí)應(yīng)調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至使有些無聊不是切碎后 排出，而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出，直接影響成品質(zhì)量，據(jù)有些廠的研究，午餐肉罐頭脂 肪嚴(yán)重析出的質(zhì)量事故，往往與此原因有關(guān)。 裝配或調(diào)換絞刀后，一定要把緊固螺母旋緊，才能保證格板不動(dòng)，否則因格板移動(dòng)和絞刀 轉(zhuǎn)動(dòng)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)引起對(duì)物料磨漿的作用。絞刀必須與格板緊密貼和，不然會(huì)影響 切割效率。 螺旋供料器在機(jī)壁里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與機(jī)壁相碰，若稍相碰，馬上損壞機(jī)器。但它 們的間隙又不能過大，過大會(huì)影響送料效率和擠壓力，甚至使物料從間隙處倒流，因此這部分 零部件的加工和安裝的要求較高。 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力不能由螺旋供料器決定，而由切刀的切割能力來決定。因?yàn)榍懈詈笪锪?必須從孔眼中排出，螺旋供料器才能繼續(xù)送料，否則，送料再多也不行，相反會(huì)產(chǎn)生物料堵塞 現(xiàn)象。 7 第 3 章 螺旋供料器的設(shè)計(jì) 3.1 絞籠的設(shè)計(jì) 絞籠的作用是向前輸送物料，并在前端對(duì)肉塊進(jìn)行擠壓。如圖 31 所示，設(shè)計(jì)上采用一根 變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后大前小，根徑后小前大，這樣使其絞籠與絞筒之間的容積逐 漸減小實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的擠壓作用。 絞籠前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝兩個(gè)定位鍵與其主軸前端面上鍵槽配合，以傳 遞動(dòng)力。 R530120438 785801051301.67.29節(jié) 距 t 1302. 圖 31 絞籠 3.1.1 絞籠的材料 絞籠的材料選為 HT200 3.1.2 螺旋直徑 0.136 m 取 D160mm5.2CGKD G生產(chǎn)能力,由原始條件得 G1T/H K物料綜合特性系數(shù),查表 1-16 得 K0.071 -物料得填充系數(shù)查 B4 表 116 得 0.15 物料的堆積密度 t/m 豬肉的為 1.5t/m33 C與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 B4 表 115 得 C1 3.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 8 由原始數(shù)據(jù) n326r/min 3.1.4 螺旋節(jié)距 實(shí)體面型螺旋的節(jié)距 tD 3.2 絞筒的設(shè)計(jì) 由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動(dòng)，且受擠壓力的反作用力作用，物料具有向后倒流的趨勢(shì)，因此在 絞籠的內(nèi)壁上設(shè)計(jì)了 8 個(gè)止推槽.沿圓周均勻分布，如圖 32 所示 絞筒內(nèi)壁與絞籠之間的間隙要適當(dāng)，一般為 3-5mm。間隙太大會(huì)使物料倒流;間隙太小絞籠與絞 筒內(nèi)壁易碰撞。 絞筒的物料可選用鑄鐵，選 HT200 圖 32 絞筒 9 第 4 章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于絞籠只有一種工作轉(zhuǎn)速，則從電機(jī)至絞籠的運(yùn)動(dòng)路線為定比傳動(dòng)，其總的傳動(dòng)比可利 用帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等構(gòu)機(jī)逐級(jí)減速后得到。 絞籠的轉(zhuǎn)速不易太高，因?yàn)檩斔湍芰Σ⒉皇请S轉(zhuǎn)速增加而增加。當(dāng)速度達(dá)到一定值以后， 效率反而下降，且速度過高，物料磨擦生熱，出口處的壓力升高，易引起物料變性，影響絞肉 質(zhì)量，因此絞籠的轉(zhuǎn)速一般在 200 一 400r/min 比較適宜。在本機(jī)選用 326r/min。 14.32610ii總 由傳動(dòng)比標(biāo)準(zhǔn)系列查 B2 表 21 初步取 1.76 2.50ii 根據(jù)選用的電機(jī)和絞籠轉(zhuǎn)速要求設(shè)計(jì)傳動(dòng)路線如下： 4.1 電機(jī)的選擇 N= 4(KW)WG G絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力，1000kg/h W切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關(guān)，d 小則 w 大，當(dāng) d3mm， 取 w0.0030kw.h/kg。 （查 B5p ）75 傳動(dòng)效率，取 0.75 所以根據(jù) N4kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 選用 Y112M-4，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖 4-1 Y112M-4 電動(dòng)機(jī)的外觀圖 4.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 10 4.2.1 設(shè)計(jì)功率 dP kwKAd 8.42.1 工況系數(shù)，查 B1 表 8122 ，取 1.2AK P傳遞的功率 4.2.2 選定帶型 根據(jù) 和 查 B1 圖 81 2 選取普通 V 帶 A 型， 小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/mindp1n 1n 4.2.3 傳動(dòng)比 1.76 0i2i1mi/0876.4r 4.2.4 小帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）1d 由 B1 表 8112 和表 8114 選定 100mm 75r/min 1dmind 4.2.5 大帶輪基準(zhǔn)直徑 （mm）2d cidd 1760.12 由 B3 表 87 得 =180mm2 4.2.6 帶速驗(yàn)算 smvsmndv /3025/54.7106106 ax 4.2.7 初定軸間距 （mm）a da28)(210 4.2.8 所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （mm）0dL 0 204)()(212210 aaLddd 88 11 886mm 依 B1 表 818 取 900mm，即帶型為 A900dL 4.2.9 實(shí)際軸間距 a mad2876902800 4.2.10 小帶輪包角 1 3.5718012ad = . = 164 4.2.11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號(hào)、 和 普通 V 帶查 B1 表 8127（c） 取 1.32kw1dn 4.2.12 時(shí)單根 V 帶型額定功率增量i P 根據(jù)帶型號(hào)、 和 查 B1 表 8127（c） 取 0.15kw1i 4.2.13 V 帶的根數(shù) Z Z = 49.387.096)15.032.(4)(1 LadkpP 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8123,取 0.96ak 帶長(zhǎng)修正系數(shù)查 B1 表 818，取 0.87L 4.2.14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 20)15.2(mvZPkFda = 254.710.4896. =134（N） 12 mV 帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8124，取 0.1k/gm 4.2.15 作用在軸上的力 F )(062sin4132sin20 NZF )(1598ii310max 考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍axF 4.2.16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄 造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度 ）以減輕帶的磨損。mRa2.3 帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8110 得基準(zhǔn)寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn) 直徑查 B1 表 8116 確定輪輻 2*45401A63B0.AB1591808725195.72534B0A62453.0R5 圖 4-2 小帶輪 圖 4-3 大帶輪 4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.3.1 選擇材料，確定 和 及精度等級(jí)。limHliF 參考 B1 表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大、小齒輪均為 40 ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)rC 及表面淬火，齒面硬度為 4550HRc；精度等級(jí)為 6 級(jí)。 按硬度下限值，由 BI 圖 838（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 ；由 B1 圖 839（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得MPaH120lim1li ； 。FE72 MPaF502lim1li 13 4.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 4.3.2.1 確定中心距 a（按 B1 表 8327 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)） 321)(HaamuKTAC 式中：配對(duì)材料修正系數(shù) Cm1（由 B1 表 8328 查?。?螺旋角系數(shù) Aa476（由 B1 表 8329 查取） 載荷系數(shù) K1.6（參考 B1 表 8327 推薦值） 小齒輪額定轉(zhuǎn)矩 )(7.4619541 MNnPT 齒寬系數(shù) 0.4（參考 B1 表 834 推薦值）a 齒數(shù)比 u=i=2.5 許用接觸應(yīng)力 （參考 B1 表 8327 推薦值）PaH10829.0.lim 則 取 a80mm,.61085.2476)15.2(47632a 4.3.2.2 確定模數(shù) m (參考 B1 表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=0.561.6, 取 m=1.5mm 4.3.2.3 確定齒數(shù) z ,z12 初取螺旋角 13 z = = =29.4 取 z =301)(cos2ma)15.2(3cos80 1 z =z =2.5 30=75 取 z =752 2 重新確定螺旋角 142.082)753(.1arcos2)(arcos1 zn 4.3.2.4 計(jì)算主要的幾何尺寸（按 B1 表 835 進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d =m z /cos =1.5 30/cos =45.7mm1 d =m z /cos =1.5*75/cos =114.3mm2 14 齒頂圓直徑 d = d +2h =45.7+2 1.5=48.7mm1aa d = d +2h =114.3+2 1.5=117.3mm2 端面壓力角 (查 B1 表 834)029.14.0coscostgartgarnt 基圓直徑 d = d cos = cos20.292 =40.2mm1bt d = d cos =348 cos20.292 =107.2mm2t 0 齒頂圓壓力角 =arccos =34.3651at1ab0 = arccos =23.9512at 2abd0 端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg )a11at 22at =1.9 齒寬 b= .a0.4*8032 取 b 32mm；b 40mma21 齒寬系數(shù) = = =0.7d17.453 縱向重合度 =1.25.1420sinsi nmb 當(dāng)量齒數(shù) 31.4531co/zv 78.6282s 4.3.3 校核齒面接觸強(qiáng)度（按 B1 表 8310 校核） 強(qiáng)度條件： H 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 15 式中：名義切向力 F = = =2044Nt120dT7.4560 使用系數(shù) K =1（由 B1 表 8331 查?。〢 動(dòng)載系數(shù) =（ ）V20B 式中 V= smnd95.1687.45160 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由 B1 表 8332 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào)整，6 級(jí)精H 度 K 非對(duì)稱支稱公式計(jì)算）H34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由 B1 表 8333 查?。?.1H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由 B1 圖 8311 查取）Z 重合度的系數(shù) （由 B1 圖 8312 查?。?. 螺旋角系數(shù) （由 B1 圖 8313 查取）80 彈性系數(shù) （由 B1 表 8334 查?。㎝PaZE.19 單對(duì)齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H2 327.4501.235.108.70.895. 245.5MPa 許用應(yīng)力： =HXWRVLNTZZSlim 式中：極限應(yīng)力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1（由 B1 表 8335 查取）limH 16 壽命系數(shù) =0.92（由 B1 圖 8317 查?。㎞TZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由 B1 圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由 B1 圖 8320 查?。￢,95.1sm 粗糙度系數(shù) =0.9（由 B1 圖 8321 查取）RZ 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由 B1 圖 8322 查取）W 尺寸系數(shù) =1（由 B1 圖 8323 查?。 則： = =826MPaH0.18596.012.10 滿足 4.3.4 校核齒根的強(qiáng)度（按 B1 表 8330 校核） 強(qiáng)度條件： 1F 許用應(yīng)力： = ； 1 FVASaFnt KYbm1212SFF 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由 B1 圖 8315（a）查?。?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由 B1 圖 8316（a）查?。?.Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0（由 B1 圖 8314 查?。?齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按 B1 表 8330 計(jì)算）FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由 B1 表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 17 許用應(yīng)力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中：極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按 B1 表 8335 查取）limFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按 B1 表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按 B1 圖 8318 查取）S 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按 B1 圖 8325 查?。﹔elT 齒根表面狀況系數(shù) =1（按 B1 圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按 B1 圖 8324 查取）X 則 =FMPa497.025.1 滿足， 驗(yàn)算結(jié)果安全1F 4.3.5 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算（大齒輪） 4.3.5.1 確定齒厚偏差代號(hào) 確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB1009588（參考 B1 表 8354 查取） 4.3.5.2 確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考 B1 表 8 358 查?。?第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按 B1 表 831iFifP 69 計(jì)算，由 B1 表 8360，表 8359 查取)； 第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）=0.6（0.009+0.011）1ifi tptf =0.012mm， （按 B1 表 8369 計(jì)算，由 B1 表 8359 查?。?； 第公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由 B1 表 8361 查?。?。F 4.3.5.3 確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考 B1 表 8358 選擇） 對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8353 的計(jì)算式求wE 18 得齒厚的上偏差 =-12 =-12 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-sEptfsiEptf 0.144mm；公法線的平均長(zhǎng)度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEsTF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-02sin36.0awisi 0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注說明求得公法線長(zhǎng)02 度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為：knW 10.26.57 對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=80mm，由表查得 8365 查得 =f f ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8364 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%，沿齒長(zhǎng)不小于 70%；023. 檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù) B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表icF 8369，B1 表 8359 及 B1 表 8360 計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mmicf （根據(jù) B1 表 8358 的表注 3，由 B1 表 8369，B1 表 8359 計(jì)算與查取） 。 對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由 B1 表 8363 查?。?。xfyf 4.3.5.4 確定齒坯的精度要求按 B1 表 8366 和 8367 查取。 根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為 33mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級(jí)，即 0.016mm， 齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 （如圖 4-4）0.14A6.080.816?94.7528 128 *?47 0-,15 圖 4-4 大齒輪簡(jiǎn)圖 4.4 軸的設(shè)計(jì) 19 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的計(jì)算 用實(shí)心軸 335nPATd 式中:d軸的直徑，mm T軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm P軸傳遞的額定功率，kw n軸的轉(zhuǎn)速，r/min 軸材料的許用切應(yīng)力，Mpa30 A系數(shù)，見【1】表 418，這里取 120 根據(jù)上面公式計(jì)算，齒輪軸的最小直徑 d20mm；大齒輪軸的最小直徑 d20mm 依據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)如圖 232 ?16?20+,79-?5+0,79-14,?315+0,79- 4 圖 45 齒輪軸 ?30+,79-2630.82*4526184?7?30+,79-, 圖 46 低速軸 20 第 5 章 絞 刀 設(shè) 計(jì) 絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為方形，安裝在絞籠前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn)，刀刃的 安裝方向應(yīng)與絞籠旋向相同。絞刀的規(guī)格有 2 刃、3 刃、4 刃、 6 刃、8 刃。 絞刀用 ZG65 Mn 材料制造，淬火硬度為 HRC55 - 60，刃口要鋒利，與樣板配合平面應(yīng)平整、 光滑。 5.1 絞刀的設(shè)計(jì) 絞刀的幾何參數(shù)對(duì)所絞出肉的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)對(duì)十字刀片的各主 要幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 十字刀片如圖(51)所示。其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線速度 分布亦如該圖所示。從 圖上可以看出其刃部任一點(diǎn)位置上只有法向速度 。 v 圖 5-1 絞肉機(jī)絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布 其值為： （ ）30nvp Rr 式中： 刀片刃部任一點(diǎn)的線速度 ms； n刀片的旋轉(zhuǎn)速度 rpm； 刀片刃部任一點(diǎn)至旋轉(zhuǎn)中心的距離 mm； r刀刃起始點(diǎn)半徑 m m ； R刀刃終止點(diǎn)半徑 mm； 再?gòu)娜我蝗~刀片的橫截面上來看 圖(5-1)AA 截面，其刃部后角 較大，而前角 及刃 21 傾角 都為零。 因此，該刀片的幾何參數(shù)(角度)不盡合理。故再將以一葉刀片的與網(wǎng)眼扳相接觸的一條刀 刃為對(duì)象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設(shè)計(jì)各參數(shù)。 5.1.1 刀刃的起訖位置 絞肉時(shí)，絞肉機(jī)的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從式I可以看出，在轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀刃離 旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)越遠(yuǎn)，則絞肉(指切割肉的)線速度越快。并且在螺桿進(jìn)科速度也一定的條件下，假 定絞肉時(shí)刀片所消耗的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，則任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃，在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生 的熱量為： VFQ 式中：Q單位時(shí)間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量（Js） F鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參見第二部分刀刃的前角式4) 任一刀刃切割肉的線速度（ms） 所以，絞肉(切割肉)的線速度越快，則所產(chǎn)生的熱量也越大，因此絞肉的線速度不能很高。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們知道一般絞肉時(shí)刀刃切割肉的錢速度處在 30 一 90mmin 之間最為理想，因此 由這些數(shù)據(jù)可估算出刀刃的起訖位置，即刃的起點(diǎn)半徑 和終點(diǎn)半徑 R。 根據(jù)式1得： 3n30 我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n326r/min 當(dāng) 時(shí)， ，mi 30m/min=0.5m/sr m65.14.0326/ 當(dāng) 時(shí)， ， minR s/.in/9 R m435.13260/ 圓整后取:r=15mm R=45mm 5.1.2刀刃的前角 當(dāng)十字刀片絞肉時(shí)，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況如圖(5-2)所示。 22 圖5-2 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析 根據(jù)圖5-2可知： fnfnFF 其值為： sincoisfnfnfn FF 因?yàn)榈度信c網(wǎng)眼板的摩擦力為： nf 肉與前刀面的摩擦力為： nfF 整理得： 4 cos)1()(2nnF 式中：F鉸肉時(shí)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N） 刀片絞肉時(shí)肉的剪切抗力（N） 刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù) 肉被剪切時(shí)與前刀面的摩擦系數(shù) 刀片的前角（ ）90 網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N）nF 肉被切割時(shí)作用于前刀面的壓力（N） 由于 A 式中： 肉的抗剪應(yīng)力，與肉的質(zhì)地有關(guān) 23 肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān)A 所以 與肉的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關(guān)，故選定網(wǎng)眼板之后， 可以看成為常量，故令F F 。1C 由于 是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力，可以看為刀片的預(yù)緊壓力，是常量，故令n 。 是刀片切割肉時(shí)，肉對(duì)前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令 。2Fn vnF 簡(jiǎn)化式4得： 5cos)1()(221 vFC 從式5和式2可知，刀刃前角 的大小，直接影響著絞肉過程中的切割力，以及切割肉 時(shí)所產(chǎn)生的溫度。 在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進(jìn)料速度都一定的情況下，前角大，切割肉所需的力和切割肉所 產(chǎn)生的熱都??；反之，則大。但前角很大時(shí)，則因刀具散熱體積小而使切割肉時(shí)所產(chǎn)生的溫度 不能很快冷卻。因此，在一定的條件下，前角有一合理的數(shù)值范圍： 一般?。?(肉質(zhì)軟取大值，反之取小值)4025 5.1.3刀刃的后角 刀刃后角的目的：一是減小后刀面與網(wǎng)眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不變的 情況下，增大后角能使刀刃鋒利。 刀片磨損后將使刀刃變鈍，使肉在絞肉(切割)過程中變形能增加，同時(shí)由于磨損后刀片的 后角基本為零，加大了刀片與網(wǎng)眼扳的摩擦，兩者都使絞肉過程中產(chǎn)生的熱量增多。 另外，在同樣的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)V B下，后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大 如圖5-3 所示。這說明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時(shí)也帶來的問題是刀片的N B磨損值大(反映 在刀體材料的磨損過大這一方面)，并且刀刃極度也有所削弱，故后角也有一合理的數(shù)值范圍： 一般取： (肉質(zhì)軟取大值反之取小值)53 圖5-3 后角與VB、NB的關(guān)系 5.1.4 刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來得知刀傾角 對(duì)刀片性能的影響情況。 24 在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當(dāng)把刀刃放大看時(shí)，可以把刀刃看成是一段半徑為 的圓弧r 圖 54，由于刀刃有刃傾角 ，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧(斜剖刀刃圓柱所 得) 圖 5-4 刃傾角與刀刃鋒利度 橢圓的長(zhǎng)半徑處的曲率半徑，即為刀刃實(shí)際純圓半徑 。 er0 其關(guān)系為： 6 cos0ner 由此可見，增大刀傾角 的絕對(duì)值，可減小刀刃的實(shí)際鈍圓半徑 ，這就說明增大刃傾角er0 就可使刀刃變得較為鋒利。 一旦刀刃的起訖半徑 r 及 R 確定后，其最大初始刃傾角 就可確定了參見圖 5-5：max0 圖 5-5 7Rr/acsinmx0 初始刃傾角按下式計(jì)算： 見圖 5-6 25 圖 5-6 初始刃傾角計(jì)算用示意圖 8)/(20 bRractg 式中：r刀刃起始點(diǎn)半徑(mm)； R刀刃終止點(diǎn)半徑(mm)； b葉刀片外端寬度（mm）; 初始刃傾角；0 5.1.5 刀刃上任一點(diǎn)位量上絞肉速度 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點(diǎn)相對(duì)于網(wǎng)眼板的速度 ，將可以分解為垂直于刃的法向v 速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。參見圖 5-7nv rv 即： 其值為： )(30Rprnvcosnivr 圖 57 刀刃上任一點(diǎn)的速度示意圖 26 又因?yàn)椋?/sin R 所以： 30sincos22 整理得 0/si22Rnv （ ）30/iRpr 式中： 刀刃上任一點(diǎn)位置的法向速度分度 ms；nv 刀刃上任一點(diǎn)位置的切向速度分量 ms； 刀刃上任一點(diǎn)至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離 mm； 刀刃的初始刃傾角； 與刀刃相切的圓計(jì)算半徑 mm； R刀刃的終點(diǎn)半徑 mm； r刀刃的起點(diǎn)半徑 mm； 5.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) 根據(jù)以上對(duì)絞刀各個(gè)幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖（圖 5-8），此絞刀的特點(diǎn)： 1、 后角取 4 ，刀片的壽命較長(zhǎng)； 2、 前角取 30 ，以減小絞肉所需的力及功率； 3、 增加刃傾角，以提高刀刃的鋒利度； 4、 采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu)，以改善刀刃的強(qiáng)度； 5、 采用可換式刀片結(jié)構(gòu)，以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。 27 R65?40A18815AR6?406.5?30R4n 圖 58 2 刃、4 刃、8 刃絞刀 第 6 章 生產(chǎn)能力分析 6.1 絞刀的切割能力 切刀的切割能力，可用下式計(jì)算： )/(460 22hcmZDnF 式中：F絞刀切割能力（ ） ；/2 n絞刀轉(zhuǎn)速（r/min ）;326r/min 28 D擠肉樣板外徑（mm） ；168mm 孔眼總面積與樣板面積之比，一般取 0.30.4；取 0.4 Z絞刀刃數(shù)；取 6.2 絞肉機(jī)的生產(chǎn)能力 G 生產(chǎn)能力 G（kg/h）： AF1 式中： 被切割 1kg 物料的面積，其值與孔眼直徑有關(guān)（ ） ；1 hcm/2 A絞刀切割能力利用系數(shù)，一般為 0.70.75； 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式計(jì)算： (kw)WG 式中：W切割 1kg 物料耗用能量，其值與孔眼有關(guān)（kw h/kg） ； 傳動(dòng)效率； 由生產(chǎn)能力計(jì)算可知，在 N、D 一定的條件下，絞刀的刃數(shù)越多，生產(chǎn)能力越大。但是不同 刃數(shù)的絞刀應(yīng)與不同孔徑的擠肉樣板相匹配，才能得到較為合理的生產(chǎn)量和功率消耗。在使用 能過程中，可根據(jù)附表中推薦的值來選用。 樣板孔徑 mm 38、 1016 絞刀刃數(shù) 8 4 2 生產(chǎn)能力 kg/h 800 1000 1400 29 設(shè)計(jì)總結(jié) 漫長(zhǎng)而又倍感充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段即將結(jié)束，通過這幾十天的學(xué)習(xí)，我覺得自己的專業(yè)知 識(shí)和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對(duì)我走向社會(huì)從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在 談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。 首先，我感觸最深的就是：實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)中我做了許多重復(fù)性的工作，耽誤了 很多的時(shí)間，但是這些重復(fù)性的工作卻增強(qiáng)了我的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同 時(shí)也得到一條經(jīng)驗(yàn)，搞設(shè)計(jì)不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu)，必須動(dòng)手，即使你想的很完美，但是 到實(shí)際的設(shè)計(jì)過程時(shí)，會(huì)遇到許多意不到的問題。 其次，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，心里真的是一點(diǎn)頭緒 也沒有，根本不知道從那里下手。在劉老師的指導(dǎo)下，我開始查閱相關(guān)書籍，借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)， 結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)技能， ，深入了解了機(jī)械傳動(dòng)原理及機(jī)械系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)方案。把設(shè)計(jì)意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一 個(gè)創(chuàng)新、修改、完善的過程，在設(shè)計(jì)的過程中，運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)，發(fā)揮自己的想象力來 搞好自己的設(shè)計(jì)，這個(gè)過程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程。這是一個(gè)艱辛的過程，很幸運(yùn)能在周善炳老 師的指導(dǎo)下，邊學(xué)邊用，才能按時(shí)按量完成規(guī)定的任務(wù)。 設(shè)計(jì)的完成，給了我很大的信心：我完全有能力利用自己所學(xué)過的知識(shí)和技能完成我并不 熟悉的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過程我更深切的體會(huì)到：獨(dú)立自主是關(guān)鍵，互協(xié)作更重要。 30 參考文獻(xiàn) 【1】 吳宗澤主編機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)M第一版北京：化學(xué)工業(yè)出版社 1999 【2】 濮良貴、紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)M第七版北京：高等教育出版社 2001 【3】 張?jiān)Ｖ兄骶幨称芳庸ぜ夹g(shù)裝備M第一版北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社 2000 【4】 無錫輕工業(yè)學(xué)院、天津輕工業(yè)學(xué)院編M食品工廠機(jī)械與設(shè)備第二版北京：輕工 業(yè)出版社1985 【5】 胡繼強(qiáng)主編食品機(jī)械與設(shè)備M第一版北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社 1999 【6】 李興國(guó)主編食品機(jī)械學(xué)（下冊(cè)）M第一版四川：四川教育出版社 1992 【7】 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院編實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）M北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出 版社1985 【8】 成大先主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 4 卷）M第四版北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2002 【9】 蘇 卡查科夫、 馬爾切諾夫著食品機(jī)械制造工藝學(xué)M北京：機(jī)械HA 工業(yè)出版社1984 【10】 張萬昌主編熱加工工業(yè)基礎(chǔ)M第一版北京 :高等教育出版社1997 【11】 馬曉湘、鐘均祥主編畫法幾何及機(jī)械制圖M第二版華南理工大學(xué)出版社 1992 【12】 毛謙德、李振清主編袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)M第二版北京：機(jī)械工業(yè)出版 社2002 31 致謝 將近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣伴隨著我們的大學(xué)畢業(yè)而完成了，在這段值得珍 藏的歲月里，我在指導(dǎo)老師周善炳老師的帶領(lǐng)下，從開始的不知所措，到一步步的 進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)：收集資料，查信息，圖紙繪制，直至說明書的完成及后期檢查。通 過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用了以前的知識(shí)，而且也鍛煉了我獨(dú)立 動(dòng)手和思考的能力。我們的老師“授我們以漁” ，而且在設(shè)計(jì)當(dāng)中教導(dǎo)我們做人如 做事一樣，要踏塌實(shí)實(shí)，來不得馬虎取巧。我會(huì)記住這次設(shè)計(jì)，以后努力的工作， 為母校爭(zhēng)光!