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東 北 林 業(yè) 大 學 本 科 畢 業(yè) 設 計開 題 報 告 設 計 題 目： 子生產(chǎn)機的設計 設 計 方 向： 食品機械設計 學 生： 指 導 教 師： 專 業(yè)： 學 院： 2009年 3月25日 選題依據(jù)（選題經(jīng)過，國內外動態(tài)，初步設想及突破點等）及可行性論述。子是我的家鄉(xiāng)修水縣的一種特色小吃，以其獨特外型和口感在全縣乃至周邊地區(qū)博得人們的欣賞，但長期以來它只能通過手工生產(chǎn)，既費時費力，又難以保證衛(wèi)生，而且無法長期在常溫下保存。因而一般只能是現(xiàn)吃現(xiàn)做（或先買），或者少數(shù)人會在做好后將其放入冰箱中冷凍。但是冰箱冷凍過程屬于緩慢凍結，容易在子中產(chǎn)生大顆粒的冰晶，使得其解凍后無論風味還是外型齊整等方面均較現(xiàn)做的子有很大的差距。每逢過時過節(jié)現(xiàn)做現(xiàn)賣子往往出現(xiàn)供不應求的現(xiàn)象。當然也有很多人選擇在家里自己做，卻需要提前半天甚至一天進行準備，而包子的時候更是要叫上好幾個親朋過來幫忙方可。故我決定利用大學所學的知識，借助畢業(yè)設計之機會，設計子生產(chǎn)機。子生產(chǎn)機就其原理而言應歸于食品機械中的食品包陷成型機械類，在此方面國內外（國外主要以日本為主）有較多的專家學者對此類設備進行過研究設計，并取得了較理想的成果。目前已有餃子、包子、混沌、湯圓等食品的生產(chǎn)設備，而以餃子機的技術和設備最為成熟。當前日本生產(chǎn)的全自動電腦程控餃子機的生產(chǎn)效率可達每小時上萬個，相當于數(shù)十名熟練工人的生產(chǎn)效率之和。子就其外形而言屬于上尖下圓的桃型，且其包陷方式與包子有一定類似之處。因而在理論上可以通過借鑒包子機及其他食品成型機械的相關機構資料推導出子的機械包陷成型原理，再就子生產(chǎn)的實情予以改進和完善該原理。而后通過設計的預知條件（如生產(chǎn)率要求、產(chǎn)品質量要求、使用環(huán)境要求等）對其進行定量計算并確定最終的內部機械結構。最后根據(jù)機械結構特點設計外部箱體和附件并組合成子生產(chǎn)機。論文撰寫過程中擬采取的方法和手段 本次設計的子生產(chǎn)機是通過下列方法和手段來實現(xiàn)的：1 根據(jù)實際生產(chǎn)要求參觀子的手工制作流程。2 去圖書館和資料室借閱食品包陷成型機械及與設計有關的圖書、手冊等資料。3 通過校園網(wǎng)和中國期刊網(wǎng)查找并獲得一些食品機械、技術的相關技術信息。4 利用互聯(lián)網(wǎng)查找下載相關食品機械生產(chǎn)廠家有關的產(chǎn)品介紹，以及到中國專利技術網(wǎng)下載了一些相關資料，以便于為本次設計提供理論依據(jù)。5 在進行機械系統(tǒng)設計時，對多個方案進行綜合比較，從而實現(xiàn)優(yōu)化。6 利用AutoCAD軟件，繪制二維機械圖。7 利用SolidWorks、PRO/E、UGS等三維機械設計分析軟件，并繪制三維機械圖。8 撰寫畢業(yè)論文，要求文理通順、條理清楚、字體工整；各種符號、術語、單位符合國家標準。寫作提綱摘要Abstract1 緒論1.1包餡(夾餡)食品機械的應用前景和發(fā)展現(xiàn)狀1.2 子生產(chǎn)機的相關介紹、研制意義和目標、未來的發(fā)展方向2 機械系統(tǒng)總體方案的擬定2.1動力系統(tǒng)的擬定2.2傳動系統(tǒng)的擬定2.3執(zhí)行機構的擬定3 工作機構運動需求分析及初步設計3.1子模型的建立與分析3.2 生產(chǎn)效率與成型盤的設計3.3 橫、豎蛟龍的設計計算3.4 供餡泵的設計3.5 出面嘴的設計4 傳動系統(tǒng)的設計計算41 傳動比的分配4.2 蝸輪蝸桿傳動副的設計4.3 直齒圓錐齒輪傳動副的傳動設計4.4 鏈傳動設計4.5 出面嘴直齒圓柱齒輪設計及校核4.6 豎絞龍直齒圓柱齒輪設計及校核5 分流軸及其附件的設計計算5.1 分流軸的設計與校核5.2 軸承的設計與校核5.3 鍵聯(lián)接的設計與校核5.4 花鍵連接的設計與校核6結論參考文獻附錄致謝計劃進度及其內容 計劃時間安排：寒假3月23日 畢業(yè)實習，調研，查閱國內外食品機械的相關文獻，搜集相關資料。3月24日4月12日 對搜集的資料進行總結分析，初步確立設計方案，分析各方案的優(yōu)缺點并進行優(yōu)化，最終確定一種最佳設計方案。4月13日5月31日 進行功率、效率、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本等的計算；對主要零部件的強度校核；用AutoCAD、Solidworks等軟件進行二、三維視圖的繪制，完成總裝配圖1張、傳動系統(tǒng)圖1張及部分主要零件圖。 6月1日6月15日 完成畢業(yè)設計說明書的撰寫，并交相關老師審閱、修改。 對設備的結構、操作及注意事項等作詳細說明。 完成設計說明書。 完成相應的外文翻譯量。指導教師意 見簽名：年 月 日學科（系）意 見簽名：年 月 日子生產(chǎn)機的設計摘 要本畢業(yè)設計完成了“子生產(chǎn)機的設計”，設計目的是實現(xiàn)將子生產(chǎn)從手工勞動到機械化生產(chǎn)的轉變。通過觀察子手工生產(chǎn)過程以及借鑒國內外相關食品成型機械的結構特點，采用成型盤為成型元件、螺旋機構為面料輸送元件、滑片泵為輸餡元件的灌腸式滾切成型原理設計子生產(chǎn)機。該種成型原理生產(chǎn)效率高，可以實現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)，因此在食品機械中得到廣泛應用。本次設計動力源使用電動機、主要變速機構使用蝸輪蝸桿減速器、動力分配機構使用分流軸的傳動方式，并對傳動系統(tǒng)中大部分的傳動部件進行了設計和校核，同時繪制了子生產(chǎn)機的主要零部件圖紙及總體裝配圖紙。關鍵詞： 子；食品機械；成型盤；螺旋機構 The Designof Shaozi Producing MachineAbstractThis graduation design accomplished “the design of shaozi producing machine”. The purpose of this designing is to realize the improvement of the shaozi production method from manual labor to machine manufacturing. Based on the observation of the manual labor process of the shaozi production and the reference of the analogous food shaping machinerys configuration in home and abroad, with which the shaping principle to design the shaozi producing machine and also with the shaping wheel for shaper, screw mechanism for dough transporter and vane pump for stuff transporter. Greaterproduction efficiency and continuous production can be realized by this shaping principle, therefore, it can be widely applied in food machinery industry.This design adapt the electric motor for power, worm reducer for main speed change transmission and shunt shaft for power allocation mechanism as well as to make design and check on most of the driver units in driver system. Besides, both the main parts and the assembly drawing have been rendering. Keywords：shaozi, food machinery, shaping wheel, screw mechanism 目 錄摘要Abstract1 緒論11.1 概述:包餡(夾餡)食品機械的應用前景和發(fā)展現(xiàn)狀11.2 子生產(chǎn)機的相關介紹、研制意義和目標、未來的發(fā)展方向12 機械系統(tǒng)總體方案的擬定 32.1動力系統(tǒng)的擬定32.2傳動系統(tǒng)的擬定32.3執(zhí)行機構的擬定33 工作機構運動需求分析及初步設計43.1子模型的建立與分析43.2 生產(chǎn)效率與成型盤的設計43.3 橫、豎蛟龍的設計計算53.4 供餡泵的設計63.5 出面嘴的設計64 傳動系統(tǒng)的設計計算741 傳動比的分配74.2 蝸輪蝸桿傳動副的設計74.3 直齒圓錐齒輪傳動副的傳動設計94.4 鏈傳動設計114.5 出面嘴直齒圓柱齒輪設計及校核124.6 豎絞龍直齒圓柱齒輪設計及校核135 分流軸及其附件的設計計算155.1 分流軸的設計與校核155.2 軸承的設計與校核205.3 鍵聯(lián)接的設計與校核215.4 花鍵連接的設計與校核226結論23參考文獻致謝子生產(chǎn)機的設計1 緒論1.1 包餡(夾餡)食品機械的應用前景和發(fā)展現(xiàn)狀包餡(夾餡)食品在我國歷史悠久，伴隨著幾千年的文明的發(fā)展已經(jīng)成為我國食品文化中的代表，如餃子、包子、餛沌是主食的一部分；湯圓、月餅、粽子是傳統(tǒng)節(jié)日中必不可缺的食物。如今，經(jīng)濟的迅速增長、人民生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對食品行業(yè)提出了新的要求。而本人認為這些要求可以歸納為兩大類：其一是食品的質量：如食用口感、衛(wèi)生狀況、營養(yǎng)含量等。其二便是食品供應的速度。而解決這兩個矛盾要求的辦法便是實現(xiàn)食品生產(chǎn)的機械化和自動化，通過機械動作可以極大程度的提高食品的生產(chǎn)率；采用環(huán)保的機械材料和嚴格的密封技術可以很好的保證食品衛(wèi)生；而合理的工藝編排更能改善食品的口感。目前國內外廠家在包餡(夾餡)食品機械化上的研究已經(jīng)取得了一定的成果,成功研發(fā)了餃子機、包子機、餛沌機、湯圓機、月餅機以及自動化程度更高的全自動萬能包餡機。因東西方飲食文化的差異，目前國外包餡成型類機械主要為日本所生產(chǎn)，如日產(chǎn)的自動萬能包餡機，其最大生產(chǎn)能力可達每小時8000個，且加工范圍極廣，能生產(chǎn)各式饅頭、包子、餃子、夾餡餅干、壽司、等等近百種產(chǎn)品，采用可拆卸料斗能實現(xiàn)快速更換餡料，內置的無級變速調控裝置可以實現(xiàn)皮和餡的任意配比。廣泛用于各種帶餡食品的加工。而國內相關機械雖然在自動化和多功能方面較之日本產(chǎn)品還有一定的差距，但是通過改革開放以后二十余年的發(fā)展亦取得了很大的進步。以上海滬信飲料食品機械有限公司生產(chǎn)的水餃機為例：配備1.1Kw的電動機，生產(chǎn)效率達每小時7000個。已相當接近日產(chǎn)餃子機的生產(chǎn)水平。1.2 子生產(chǎn)機的相關介紹、研制意義和目標、未來的發(fā)展方向1.2.1 子生產(chǎn)機的介紹“子生產(chǎn)機”顧名思義是以機械動作代替手工操作來進行子生產(chǎn)的機械。按照食品機械的分類應屬于食品包餡成型類機械，其能實現(xiàn)的功能均為通過機械動作將某一類帶餡并且有特定外型要求的食品生產(chǎn)出來。當前該類機械中比較成熟的有餃子機、包子機、餛飩機、湯圓機。而其他特殊類型的食品包餡成型機械一般通過借鑒以上四類機械的某些結構并加以改良設計從而使之適應本類食品生產(chǎn)加工的需求。本課題所設計的自動子機便屬于后者。1.2.2 子生產(chǎn)機的研制意義和目標及未來的發(fā)展方向子是我的家鄉(xiāng)修水縣的一種特色小吃，以其獨特外型和口感在全縣乃至周邊地區(qū)博得人們的欣賞，但長期以來它只能通過手工生產(chǎn)，既費時費力，又難以保證衛(wèi)生，而且無法長期在常溫下保存。因而一般只能是現(xiàn)吃現(xiàn)做（或現(xiàn)買），或者少數(shù)人會在做好后將其放入冰箱中冷凍。但是冰箱冷凍過程屬于緩慢凍結，容易在子中產(chǎn)生大顆粒的冰晶，使得其解凍后無論風味還是外型齊整等方面均較現(xiàn)做的子有很大的差距。每逢過時過節(jié)現(xiàn)做現(xiàn)賣子往往出現(xiàn)供不應求的現(xiàn)象。當然也有很多人選擇在家里自己做，卻需要提前半天甚至一天進行準備，而包子的時候更是要叫上好幾個親朋過來幫忙方可。因此如果能研究開發(fā)一種能夠以機械動作代替人工勞動的機器，那么除了可以節(jié)約大量的時間、降低子的生產(chǎn)成本、提高利潤之外，更可以免除人們冬日里冒寒排隊購物之苦，一舉多得。子生產(chǎn)機的初步目標確定為能夠實現(xiàn)子包餡工藝的機械化。未來可在此基礎上加以改進和擴展，以實現(xiàn)橫縱兩方向發(fā)展。即子生產(chǎn)全過程的無人干預自動化與多功能化。2 機械系統(tǒng)總體方案的擬定2.1動力系統(tǒng)的擬定動力系統(tǒng)可按原動機的類型分為電動式、氣動式、液壓式等。子生產(chǎn)機功率小、結構較簡單、產(chǎn)品無嚴格精度要求，因此對動力源亦沒有過多限制，且通過從便捷性和適用性方面的考慮決定選用兩相或三項交流電動機作為動力輸出裝置。經(jīng)比較國內眾多相關機械的電機型號及結合本設計自身特性，選用2.2Kw三相交流電動機Y112M-6。2.2傳動系統(tǒng)的擬定傳動系統(tǒng)按傳動件的不同可分為帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、等幾大類。子生產(chǎn)機的傳動系統(tǒng)屬于復合傳動系統(tǒng)，綜合了鏈、齒輪、蝸輪蝸桿以及槽輪機構以實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的最優(yōu)化。具體傳動系統(tǒng)見下圖。圖2-1 傳動系統(tǒng)圖2.3執(zhí)行機構的擬定執(zhí)行機構包括三個大部分：其一是實現(xiàn)餡料輸送的供餡機構。即供餡泵。其二是實現(xiàn)面料輸送的供面機構。分為橫、豎絞龍兩小部分。其中豎絞龍為中空結構，內腔充當餡料輸送的通道，即餡管。其三是整個設計的核心部分-成型機構。由兩個同向運動的成型盤構成。3 工作機構運動需求分析及初步設計3.1子模型的建立與分析根據(jù)家鄉(xiāng)子的實物研究，初步選定子的外廓尺寸如下圖所示:圖3-1 子外形尺寸圖根據(jù)初選尺寸以及5mm的皮厚使用Solidworks建立如下三維模型：圖3-2 子三維模型圖使用體積測量功能測得子總體積為，其中空心部分(即餡部分)體積為，實心部分體積（即面皮部分）。3.2 生產(chǎn)效率與成型盤的設計因本設計為地方特殊食品的生產(chǎn)機械，故沒有完善的理論計算方面的支持，因此在參考了國內外眾多夾餡成型機械后擬定生產(chǎn)效率為個每小時，且由于成型盤每旋轉一周可生產(chǎn)子一個，故而確定成型盤的轉速為。通過觀察手工子生產(chǎn)過程了解到搓制面皮速度越快越易成型，手工生產(chǎn)時速度大約為。因考慮到機器生產(chǎn)效率高的影響，決定將搓制速度提高一倍，初步確定為。則成型盤的基礎直徑應為，圓整后取。3.3 橫、豎蛟龍的設計計算橫、豎蛟龍的作用主要是輸送面皮，即上述三維分析中的實心部分。3.3.1 豎絞龍的設計計算已知每個子面皮部分體積為, 子內腔壁直徑，即豎絞龍螺旋管的外徑為，初步擬定豎絞龍的套筒內徑為，螺旋帶厚度為，螺旋帶最外緣半徑，且忽略因螺旋帶扭曲所帶來的體積增加（即認定每個導程內螺旋帶所占體積近似為一個內徑，外徑，厚度的圓環(huán)體所占的體積），則：設豎絞龍的轉速與成型盤轉速相同，即豎絞龍每旋轉一周，面料垂直向下運動一個導程，且該導程內的面料恰好能供成型盤生產(chǎn)一個子，為。則螺旋管的導程可按下式近似計算: （3-1）代入數(shù)據(jù)有:考慮到面料壓實體積需要收縮,故將導程圓整為。3.3.2 橫絞龍的設計計算初選設計參數(shù)：橫絞龍螺旋管外徑；橫絞龍導料槽內徑；螺旋帶厚度；螺旋帶最外緣半徑；考慮到橫絞龍采用單端固定的形式，不適合承受過大彎矩，因此決定增大轉速縮小導程以減小作用在螺旋管上的徑向分力。擬定轉速為成型盤轉速的倍，即。則有: 同理考慮到面料壓實體積需要收縮，將導程圓整為。3.4 供餡泵的設計因為餡料需要在面皮底部搓制完成時方可送入，故需要間歇輸送，擬定采用槽輪機構與雙滑片泵組合使用。輸送頻率在數(shù)值上等同于成型盤每秒的旋轉次數(shù)，即有Z=1Hz。根據(jù)供餡泵為雙滑片偏心泵的結構可確定。3.5 出面嘴的設計為了避免面皮在搓制成型過程中產(chǎn)生撕裂，應當使面嘴轉速等于或接近于面皮在成型盤中的轉速。設面皮與成型盤之間沒有相對滑動，則面皮轉速可由下式確定： （3-2）給公式變形并代入數(shù)據(jù)有：4. 傳動系統(tǒng)的設計計算41 傳動比的分配4.1.1 電動機轉速的確定 Y112M-6型電動機額定轉速為。4.1.2 傳動比的總體分配及各軸轉速的確定根據(jù)總體傳動系統(tǒng)圖和各執(zhí)行部件所需的轉速可確定出各傳動部件的傳動比。最大傳動比；最小傳動比；確定減速器的傳動比為；確定錐齒輪副的傳動比為；確定橫絞龍鏈輪副的傳動比為；確定成型盤鏈輪副的傳動比為；確定面嘴齒輪副的傳動比為；確定豎絞龍齒輪副的傳動比為；確定槽輪機構的傳動比為；列出各個軸的轉速：電機軸轉速；蝸桿軸轉速；蝸輪軸轉速；分流軸轉速；4.1.3 確定各個執(zhí)行部件所需的功率根據(jù)各個執(zhí)行機構的運動要求分配其所占的比例： 成型機構40%；橫絞龍 25%；豎絞龍 15%；出面嘴 12%；供餡泵 8%。4.2 蝸輪蝸桿傳動副的設計4.2.1 設計要求蝸桿要求右旋；輸入功率；輸入轉速；傳動比；工作時單向運轉；載荷較平穩(wěn)；要求累計工作時間不小于；可靠性要求一般；電動機驅動；工作環(huán)境通風良好，減速器有效散熱面積A不小于；平均室溫；工作油溫不高于。4.2.2 初選參數(shù)及材料根據(jù)使用要求，選用ZA型阿基米德蝸桿，蝸桿頭數(shù)，對應的蝸輪的齒數(shù)，變位系數(shù)，傳動效率,蝸輪使用系數(shù)，蝸輪動載系數(shù)，減速器散熱系數(shù)。蝸桿材料：45鋼淬火，要求達到齒面硬度45HRC。蝸輪材料：ZCuSn10P1離心鑄造。疲勞接觸強度最小安全系數(shù)彎曲疲勞強度最小安全系數(shù)材料彈性系數(shù)則有：蝸輪材料接觸疲勞極限應力；蝸輪材料彎曲疲勞極限應力；4.2.3 初步計算轉速系數(shù)；壽命系數(shù)；蝸輪材料許用接觸應力：；蝸輪材料許用彎曲應力：；蝸桿轉矩；蝸輪轉矩；工作系數(shù)4.2.4 根據(jù)齒面接觸疲勞強度條件設計蝸輪蝸桿副 根據(jù)設計公式有： （4-1） 據(jù)查表數(shù)據(jù)圓整，并查得；。計算可得：蝸輪分度圓直徑：；實際中心距：；蝸桿速度：；蝸桿齒頂圓直徑：；蝸桿齒根圓直徑：；導程角：；導程角系數(shù)：；當量齒數(shù)：；蝸輪輪齒齒形系數(shù)：；螺桿螺紋部分長度：；蝸輪喉圓直徑：；蝸輪齒頂圓直徑：；蝸輪齒根圓直徑：；蝸輪輪緣寬度：，圓整取。4.2.5 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強度和熱平衡根據(jù)彎曲疲勞強度校核條件有： （4-2） 可見齒根彎曲疲勞強度合格。根據(jù)熱平衡計算條件有： （4-3） 可見減速器熱平衡條件亦滿足要求。4.2.6 蝸輪蝸桿受力計算；。4.3 直齒圓錐齒輪傳動副的傳動設計4.3.1 設計要求輸入功率；輸入轉速；傳動比；工作時單向運轉；載荷較平穩(wěn)；要求累計工作時間不小于；可靠性要求一般。4.3.2 初選參數(shù)及材料工作載荷系數(shù)：、；壽命系數(shù)：、；齒寬系數(shù)：；分度錐角：；齒形系數(shù)：；應力修正系數(shù)：；節(jié)點區(qū)域系數(shù)：；最小安全系數(shù)：、；錐齒輪選擇材料45鋼調質，要求達到齒面硬度230HBS。材料系數(shù)；、；4.3.3 初步計算 許用齒面接觸應力：；許用齒根彎曲應力：；輸入轉矩：；工作系數(shù)：。4.3.4 根據(jù)齒面接觸疲勞強度條件設計直齒圓錐齒輪傳動副根據(jù)設計公式有： （4-4） 圓整后??；選取模數(shù)：，齒數(shù)：；錐距：；齒寬：，圓整后取；圓整齒寬系數(shù)：。4.3.5 校核齒根彎曲疲勞強度根據(jù)校核公式有： （4-5） 可見齒根彎曲疲勞強度滿足要求。4.3.6 圓錐齒輪受力計算 4.4 鏈傳動設計4.4.1 橫絞龍鏈傳動設計設計要求：輸入功率，輸入轉速，傳動比。橫絞龍鏈傳動采用單排滾子鏈結構，查手冊可知需選用08A型滾子鏈，鏈節(jié)距。初選小鏈輪齒數(shù)。由傳動比可計算得。鏈速：；工作拉力：；選取壓軸力系數(shù)；軸壓力：。4.4.2 成形機構鏈傳動設計設計要求：輸入功率，輸入轉速，傳動比。成形機構鏈傳動亦采用單排滾子鏈結構，查手冊可知需選用08A型滾子鏈，鏈節(jié)距。初選小鏈輪齒數(shù)。由傳動比可計算得。鏈速：；工作拉力：；選取壓軸力系數(shù)；軸壓力：。4.5 出面嘴直齒圓柱齒輪設計及校核4.5.1 設計要求輸入功率，輸入轉速，傳動比，要求中心距，齒寬。4.5.2 模數(shù)、齒數(shù)及分度圓直徑的計算計算大小齒輪分度圓直徑：初選模數(shù)，齒數(shù)；。4.5.3 選擇參數(shù)與材料并進行初步計算工作系數(shù)：、。壽命系數(shù)：、；最小安全系數(shù)：、；齒形系數(shù)：；應力修正系數(shù)：；。材料選擇：大小齒輪材料均為45鋼調質，齒面硬度要求達到230HBS；節(jié)點區(qū)域系數(shù)：；材料系數(shù)：；重合度系數(shù)：、齒數(shù)比、；許用齒面接觸應力：；許用齒根彎曲應力：；4.5.4 校核齒輪強度條件校核齒面解除疲勞強度條件： （4-6） 齒面解除疲勞強度合格。校核齒根彎曲疲勞強度： （4-7）齒根彎曲疲勞強度條件合格。4.5.5 受力計算4.6 豎絞龍直齒圓柱齒輪設計及校核4.6.1 設計要求輸入功率，輸入轉速，傳動比，要求中心距，齒寬。4.6.2 模數(shù)、齒數(shù)及分度圓直徑的計算計算大小齒輪分度圓直徑：初選模數(shù)，齒數(shù)；。4.6.3 選擇參數(shù)與材料并進行初步計算工作系數(shù)：、。壽命系數(shù)：、；最小安全系數(shù)：、；齒形系數(shù)：；應力修正系數(shù)：；。材料選擇：大小齒輪材料均為45鋼調質，齒面硬度要求達到230HBS；節(jié)點區(qū)域系數(shù)：；材料系數(shù)：；重合度系數(shù)：、齒數(shù)比、；許用齒面接觸應力：；許用齒根彎曲應力：；4.6.4 校核齒輪強度條件校核齒面解除疲勞強度條件： （4-8） 齒面解除疲勞強度合格。校核齒根彎曲疲勞強度： （4-9） 齒根彎曲疲勞強度條件合格。4.6.5 受力計算 5分流軸及其附件的設計計算5.1 分流軸的設計與校核5.1.1 設計要求軸上分布有4個以鍵聯(lián)接的傳動件，位置已固定。軸末端加工成花鍵軸。軸靠三個軸承支撐固定。軸材料采用45鋼調質。各個軸端軸向尺寸如下圖（5-1）a所示。5.1.2 分流軸扭矩圖的繪制各軸段扭矩大小分別為：；。扭矩圖如下圖（5-1）b。圖5-1軸結構簡圖及扭矩圖5.1.3 計算初選軸徑由扭矩圖上可見從左向右數(shù)第二鍵槽左側位置（設為位置1）與末端花鍵左側位置（設為位置2）受扭情況最壞，故以該兩位置（定位受扭危險截面）扭矩大小計算初選軸徑。由于軸選用45鋼，確定扭轉應力系數(shù) （5-1）?？紤]到軸上開鍵槽影響軸的強度，故將軸徑擴大并圓整數(shù)據(jù)得。 。 考慮到軸徑太小不利于花鍵的加工，因此選取末端軸徑，為花鍵軸的大徑。5.1.4 分流軸各段軸徑的確定因軸段5需要安放軸承，故在軸段6的基礎上略微增大軸徑，確定該段軸徑為；因軸段5上的軸承需要軸段4來進行軸向定位，故確定軸段4軸徑為；軸段1與軸段5同樣需要安放軸承，則該段軸徑亦為；軸段2上開鍵槽以便安裝圓錐齒輪，且兼有給軸段1上軸承做軸向定位之功用，故確定該段軸徑為；軸段3為錐齒輪定位軸環(huán)，尺寸選定為。5.1.5 軸的受力分析軸上所有力分布如下圖所示：圖5-2軸受力示意圖將所有受力情況繪制成如下三線表（5-1）：表5-1軸受力狀態(tài)表（含未知數(shù)）力名稱力大小()509.5-1979.5-509.5-2341.5115.3316.7289.7795.811141.7可見表中有7個未知數(shù)，而根據(jù)受力平衡可直接列出下列5個方程。故該結構屬于超靜定結構。需要根據(jù)軸承處（即3位置）撓度為0列變形協(xié)調方程方可求解出表中全部未知數(shù)。受力平衡條件方程： （5-2） （5-3） （5-4） （5-5） （5-6）其中（60為圓錐齒輪齒寬中點分度圓半徑值）。變形協(xié)調方程： （5-7） （5-8）其中； （5-9）； （5-10）； （5-11）； （5-12）注：上述4式中x代表位置3至位置1的距離；l代表位置1至位置7的距離；a代表力或力矩的作用點至位置1的距離；b代表力或力矩作用點至位置7的距離；E為材料的彈性模量，I為材料截面的極慣性矩（為簡化計算過程，設各個軸徑極慣性矩I均相同）。則有： 聯(lián)立方程 聯(lián)立方程 根據(jù)計算結果重新繪制如下三線表：表（5-2）軸受力狀態(tài)表力名稱力大小()5.1.6 軸的校核根據(jù)上節(jié)內容繪制如下彎矩圖圖（5-3）軸彎矩圖確定危險截面為4位置左側，復合彎矩大小為，該段軸徑為，鍵槽寬度，入軸深度，抗彎截面系數(shù)，許用彎曲應力。 （5-13）可見軸強度合格。5.2 軸承的設計與校核5.2.1 軸承的選擇根據(jù)轉速及載荷初選1、3位置為圓錐滾子軸承，7位置為深溝球軸承。根據(jù)各個軸徑選取具體軸承型號：1、3位置選取圓錐滾子軸承329/32，7位置選取深溝球軸承6005。5.2.2 1位置軸承的校核徑向力 ；軸向力 ；軸頸直徑 ；轉速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤滑方式：脂潤滑；基本額定動載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉速 ；壽命系數(shù)。查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)；當量動載荷軸承壽命。軸承壽命要求合格。5.2.3 3位置軸承的校核徑向力 ；軸頸直徑 ；轉速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤滑方式：脂潤滑；基本額定動載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉速 ；壽命系數(shù)。查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)；當量動載荷軸承壽命。軸承壽命要求合格。5.2.4 7位置軸承的校核徑向力 ；軸頸直徑 ；轉速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤滑方式：脂潤滑；基本額定動載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉速 ；壽命系數(shù)。查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)；當量動載荷軸承壽命。軸承壽命要求合格。5.3 鍵聯(lián)接的設計與校核5.3.1 鍵的選型根據(jù)2、4、5、6位置軸徑大小選取鍵，2位置鍵尺寸；4、5、6位置鍵尺寸。5.3.2 鍵的校核材料選用：Q235鋼；許用壓強；鍵校核公式： （5-13）位置2鍵的校核：；位置4鍵的校核：；位置5鍵的校核：；位置6鍵的校核：；鍵強度要求均合格。5.4 花鍵連接的設計與校核根據(jù)軸末端尺寸查表可得花鍵尺寸為，最小接觸長度；校核參數(shù)；許用壓強。 花鍵強度要求合格。6 結論本設計是以家鄉(xiāng)實情為出發(fā)點，在參考國內外各種類似機械的結構特點和成型原理后設計而成，其作用為以機械動作替代手工勞動來生產(chǎn)子。具體設計內容主要圍繞以下三點展開：一，傳動系統(tǒng)的設計。主要為蝸桿減速器、齒輪、鏈輪的設計。二，成型系統(tǒng)的設計。主要為成型盤的設計。三，面料和餡料的輸送系統(tǒng)設計。主要為橫豎絞龍、餡泵、出面嘴的設計。并對上述三點進行有機結合，使之成為一能實現(xiàn)特定功能動作的機械實體。由于該次設計為僅為畢業(yè)設計，無論是時間方面還是設計經(jīng)驗方面均有很大的欠缺，設計內容亦不甚完善，較之國內外主流類似產(chǎn)品有很大差距。亦望本設計中失誤之處能得到師長或同行的不吝指正，甚為感謝。31參考文獻1 普通圖書1 朱理,機械原理M.北京:高等教育出版社,2004.2 侯書林,朱海,機械制造基礎M.北京:北京大學出版社,2006.3 劉鴻文,材料力學M.北京:高等教育出版社,2004.4 鐘毅芳,吳昌林,唐增寶,機械設計M.武漢:華中科技大學出版社,2001.5 張裕中,食品加工技術裝備M.北京:中國輕工業(yè)出版社,2007.6 機械設計手冊編委會,機械設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,2004.7 孫玉芹,孟兆新,機械精度設計基礎M.北京:科學出版社,2003.8 朱輝,曹桄,唐保寧,陳大復等,畫法幾何及工程制圖M.上海:上?？茖W技術出版社,2003.9 王太辰,寶鋼減速器手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,1995.10Homer D Eckhardt,Kinematic design of machines and mechanisms.M.北京:機械工業(yè)出版社,2002.11Gleason Works,Beleve&Hypoid Gear Design Handbook,197112Shigley J E.Mechanical Engineering Design,New York:McGraw-Hill,19932 期刊中析出的文獻13陳育儀.MS7E5型自動包餡機的設計與計算 J.包裝與食品機械,1987,04: 1005-1295.14 潘炳義.馮丙千.包子機的研制J.安徽科技,1994,12: 1007-7855.15 朱桓才,李渭江.包餡機成型盤仿形法加工 J.食品與機械,1987,04: 1003-5788.16 貝加.包餡制品的皮與餡 J.四川烹飪,1997,04: 1004-2083.17 陳航.包餡方式的合理化和復合方式 J.食品科學,1980,06: 1002-6630.18 周修宗. 陸鑫隆. 回轉狀食品滾切成型原理和型模設計 J.機械設計與研究,1994,03: 311382TH.3專利19 關多友. 包餡機:中國, CN2427973 P.2001-05-02.20 鄭州亨利制冷設備有限公司. 一種成型盤:中國, CN2623036 P.2004-07-07.21 董玉泉. 餡包子成型機構:中國, CN2136590 P.1993-06-23.22 汪家?guī)X. 一種旋轉式食品搓圓裝置:中國, CN2669611 P.2005-01-12.23 侯長安. 月餅成型機:中國, CN201045832 P.2008-04-16.致謝在此大學四年學習即將結束之際,借本次畢業(yè)設計之機向設計期間給予我?guī)椭完P心的導師賈娜副教授致以崇高的敬意和誠摯的謝意，感謝導師對本設計的完成和完善提出的寶貴意見；對互審本設計的金維洙老師和王偉老師表示感謝；對父親給與本設計許多關于結構方面的設想表示感謝；對高中同學丁偉為本設計立題創(chuàng)意的提出表示感謝。東 北 林 業(yè) 大 學 實 習 報 告學 生： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 院： 機電工程學院 指 導 教 師： 2009年 3月 23 日基 本 情 況實習時間寒假 至2009年3月23日 實習單位修理店、圖書館實習地點江西修水，哈爾濱 指導教師/職稱賈娜 副教授實習目的 對所學的專業(yè)理論知識進行鞏固，以及將理論與生產(chǎn)實踐有機地結合起來，為日后的工作和學習打下基礎，達到鍛煉自己機械設計能力的目的。 通過在父親修理店的實習，進一步增強自己的動手操作能力與在實際工作中的靈活應變能力，借助實際動手操作完解決論知識中欠缺和沖突的環(huán)節(jié)。 通過觀察子的手工生產(chǎn)過程，掌握子的生產(chǎn)工藝流程，以及在機械化中需要面臨的問題。 通過在圖書館的實習了解食品機械中應當注意的問題和當前國內外食品成型機械設備的動態(tài)；掌握各種成型設備的成型原理以及其優(yōu)缺點。并且借鑒和改良適合子生產(chǎn)的機構和零部件。實習內容 寒假-3月8日在父親的修理店實習。了解各種機電設備的工作原理和拆裝方法其中： 2月23日在外婆家的老房子里實習。解決一些生活中電力線路的改良和家用電器的安裝等實際問題 3月5日參觀縣里菜市場子的手工制做方法。了解子的用料，手工制作工藝以及注意事項。 3月10日-3月23日在圖書館學習。對實習內容作一個總結，并且參閱有關食品機械的相關資料。解決的主要問題及效果通過該次實習，讓我對食品機械有了比較深刻的理解，并且對食品機械不同于其他機械設備的內容（如食品機械的安全、衛(wèi)生、升溫控制；食品的營養(yǎng)成分及特定組織保護；加工出食品的適口性等等）有了一定的掌握。同時在修理店里協(xié)助父親對各種常用機電設備（如電動機、水泵、接觸器、各類開關、電焊機等等）進行拆裝和修理，并對其工作原理有了一定的了解。而回到學校后通過在圖書館的學習，讓我對實習階段許多不明白的問題有了理論上的回答，為今后在畢業(yè)設計和工作中更好的融匯所學知識奠定基礎。對子生產(chǎn)實現(xiàn)機械化的關鍵步驟在于包陷成型階段，通過對國內外的各種包陷設備的分析確定采用成型盤配合輸面絞龍機構實現(xiàn)子的保險成型工藝。實 習 結 果 學生自我總結 通過這次實習使我充分體會到理論與實踐相結合的好處。有時自己想了很久的東西其實通過實際觀察可以得到很好的解決。給我最深的體會還是有時我們設計過程中還是應當多多借鑒別人已經(jīng)用過的設計方法，從中對起進行不斷完善達到更好的效果。通過實習我還了解到了一個更好的設計方法那就是：理論-實習-理論三方面結合的方法。先通過理論學習對我們將要學習的學科有一個總的認識具備必要的理論基礎知識是十分必要的，否則在實踐的時候連了解的目的都不清楚是不行的，其次，實踐具備了一定的理論知識以后最需要的就是需要建立整體的對這個學科的實物模型認識，這樣做一是避免設計中的錯誤，在者可以使我們對前一階段的理論學習有更深的認識這樣會更好的應用我們學到的知識。最后，回到我們一開始的理論設計中可以使我們明白很多原來不是十分清楚的細節(jié)問題，以便設計出更加完善的設備來。 最后通過這次實習使我獲得了更加寶貴的資料，相信這必將給我的畢業(yè)設計帶來極大的幫助。希望通過這次實習我能達到鍛煉自己設計水平的目的。為將來繼續(xù)深造和工作打下基礎。順利完成四年的大學學業(yè)。通過這次畢業(yè)設計我會學到更多的知識以及更多的實際鍛煉的機會。我會好好的利用這次畢業(yè)設計和實習的機會更加好的鍛煉機會虛心向老師和工廠的工人師傅請教和學習，豐富自己的知識和實際設計的經(jīng)驗。為將來走入工作崗位奠定良好的基礎。相信在老師的指導下和我自己努力下我會學到真正有用的東西 。最后感謝學校和老師給我們這次實習鍛煉的機會。指導教師評閱 簽字： 年 月 日注：紙張?zhí)顚懖粔蚩闪砑痈巾摗?/div>
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