和面機設(shè)計說明書（機械CAD圖紙）

1、目 錄目 錄1第一章 緒論 31.1食品加工機械簡述31.2食品加工機械的設(shè)計要求31.3和面機概述31.4和面機設(shè)計選擇6第二章 和面機現(xiàn)狀7第三章 和面機設(shè)計103.1皮帶輪設(shè)計 10計算功率Pc1010帶輪設(shè)計10驗算帶速V10 求V帶基準長度和中心距 10小包角的計算 11求帶根數(shù)Z 11 3.2 蝸輪傳動設(shè)計 13選擇材料并確定其許用應(yīng)力13選擇蝸桿頭數(shù),并估計傳動效率13確定蝸輪轉(zhuǎn)矩 13確定使用系數(shù)KA,綜合彈性系數(shù)ZE13 確定接觸系數(shù)13計算中心距a13 確定m,q,a等參數(shù)13校核彎曲強度 14 3.3 蝸桿上軸承設(shè)計并校核16計算蝸輪蝸桿的扭矩16計算蝸桿的力16軸承的選

2、擇163.4 軸的尺寸結(jié)構(gòu)及校核 18按扭轉(zhuǎn)強度條件初估直徑18 按彎扭合成強度校核1819 3.5 主軸上的滾動軸承結(jié)構(gòu)尺寸和強度校核 21角接觸球軸承設(shè)計21深溝球軸承的設(shè)計22 3.6 攪拌器尺寸結(jié)構(gòu)及校核 23 3.7 電動機的選擇24 3.8 密封和潤滑25第四章 總結(jié)26第五章 參考文獻27第一章 緒論1.1食品加工機械簡述食品加工機械是指加工食品過程中所應(yīng)用的機械裝備及設(shè)備，它在國民經(jīng)濟建設(shè)中起著積極重要的作用。食品加工機械可分為以下十大類：面類食品機械，糖果及巧克力加工機械，乳制品機械，罐頭制品機械，肉類加工機械，飲料、酒制品機械，飲食機械，其它加工機械。其中米類食品是指以餅干

3、、面包、糕點等以面粉為主要原料的食品。本次設(shè)計的和面機即為面類食品機械。1. 2食品加工機械的設(shè)計要求食品是供人們食用的。因此，食品機械必然要符合衛(wèi)生要求。在食品機械的設(shè)計、制造、維護及材料等方面都要考慮到食品的特殊要求，要有切實可行的密封，簡單方便的洗滌，以及徹底干凈的殺菌等機構(gòu)。同樣，我們在選擇和使用食品機械時，對這點也要充分注意。通常，我們應(yīng)當(dāng)特別注意以下幾點：（1） 在結(jié)構(gòu)上，直接接觸食品的各個部件要能簡單而迅速的分解和組合。分解零件的各個部位要便于隙地，不允許有死角存在。（2） 在環(huán)境保護上，必須有可靠的密封措施，嚴防雜物混入食品和食品物料散失，特別要注意各傳動部件的密封，嚴防潤滑油

4、流出而污染食品。（3） 在材料上，對直接接觸食品的零部件要盡可能采用不銹鋼或者其他防銹且無污染的材料。例如某些塑料，它不但重量輕、振動小和噪音低，而且耐蝕、耐磨和絕緣性能好，故意被廣泛應(yīng)用做食品機械的材料。（4） 在溫度上，要有可靠的控溫措施。由于某些工作部件長期與物料摩擦，因此長生大量的熱量而導(dǎo)致物料的變質(zhì)。因此，要隨時把溫度控制在允許的范圍內(nèi)。（5） 在工作環(huán)境上，由于食品物料對溫度、濕度極為敏感，因此，食品機械應(yīng)安裝在空氣流通，光線、溫度和濕度適宜的地方。 基于以上幾點設(shè)計要求我們在此次設(shè)計中注重一下幾點：（1）結(jié)構(gòu)上主軸的攪拌器采用組合式，用緊定螺釘進行周向及軸向固定，面斗采用圓柱式方

5、便清洗。（2）在環(huán)境保護上，主軸上的軸承采用密封圈密封，防止軸承上的潤滑脂進入面斗。（3）在材料選擇方面攪拌器、面斗及與面粉接觸的不件均采用不銹鋼。（4）和面機控制在常溫下工作。（5）和面機應(yīng)安裝在空氣流通，光線、溫度和濕度適宜的地方。1.3和面機概述和面機又稱調(diào)粉機，普遍用來調(diào)制各種性質(zhì)不同的面團。根據(jù)食品生產(chǎn)的種類和特點不同，面團性質(zhì)各不相同，可以分為韌性面團、水面團以及酥性面團。酥性面團中含有較多的油質(zhì)，塑性較大，粘彈性較小，面筋較少，用于制作酥性餅干、糕點等食品。和面機調(diào)制面團的基本過程在于攪拌槳的運動。首先攪拌使干面粉顆粒比較均勻地與液體物料結(jié)合，形成膠體狀的非規(guī)則小團粒。然后小團粒

6、相互粘結(jié)，逐步形成若干分散的大團塊。由于攪拌器的折疊，壓延，拉伸及柔和等操作，大團塊擴散，而被調(diào)制成表面光滑的，具有一定延伸性，彈性及柔韌性的整體面團。和面機可分為臥式和面機和立式和面機。臥式和面機的調(diào)和容器軸線與攪拌旋轉(zhuǎn)軸軸線都處在水平位置，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造成本低，卸料、清洗方便。臥式和面機主要有攪拌器，調(diào)和容器，傳動裝置，容器翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及機架組成。 立式和面機的調(diào)和容器軸線沿垂直方向布置，攪拌器軸線一般對中垂直安排。其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本不高，但與臥式和面機相比，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，卸料不夠方便，其和面容量大多較小，故適用于小規(guī)模面類食品的生產(chǎn)部門。一 臥式和面機臥式和面機主要由攪拌器、調(diào)和容

7、器、傳動裝置、容器翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及機架等組成。攪拌器是和面機的重要部件，攪拌器軸的數(shù)目，通常分為單軸和雙軸式和面機兩種。1攪拌器根據(jù)所調(diào)制的物料性質(zhì)及其要求差別，臥式和面機攪拌器的結(jié)構(gòu)有各種不同的類型。（1） Z型與型攪拌器：Z型與型攪拌器的槳葉母線與其軸線偏斜一定的角度，以增加物料的軸向和徑向的流動，促進混合。 Z型與型槳結(jié)構(gòu)簡單，但形狀少復(fù)雜，而且大都為整體鑄鍛成型，其適用范圍較廣，對各種高粘度物料的調(diào)和都能取得較好的效果。（2） 槳葉式攪拌器：由若干個直槳葉或扭曲槳葉與攪拌軸組成。在面團調(diào)和過程中，這種攪拌器對面團的切割、撕碎作用較強，故具有較強的阻礙面筋生成的能力。另外，由于攪拌軸安裝在容器

8、中心，此處物料的流動速度較低，若操作不當(dāng)，很容易產(chǎn)生面團抱軸及中部和面不均的現(xiàn)象。槳葉式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，適用于酥性面團的調(diào)制操作。（3） 滾籠式攪拌器：滾籠式攪拌器的基本結(jié)構(gòu)主要由4-6個直輥、連接板及攪拌軸組成。采用滾籠式攪拌器調(diào)份的時候，對面團的突出作用是兼有打、壓、揉、拉等操作，這十分有助于面團面筋的形成。另外，若攪拌器個結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇適當(dāng)，還可以通過反轉(zhuǎn)攪拌器，將調(diào)好的面團由容器內(nèi)自動拋出。這種卸料方式可省去一套容器翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，使設(shè)備成本降低。滾籠式攪拌器的特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝方便，促進面筋生成能力強，但操作時間略長，適用于調(diào)和水面團、韌性面團等面筋含量較大的發(fā)酵與不發(fā)酵的

9、面團。（4） 其他形式攪拌器：葉片式攪拌機，花環(huán)式攪拌機，橢圓式攪拌機。這些攪拌器的共同特點是，他們都為整體結(jié)構(gòu)，沒有攪拌軸，因此不存在面團抱軸的問題。這些和面機容量一般較大，它們均適合用于調(diào)制水面團、韌性面團的操作。2調(diào)和容器調(diào)和容器由不銹鋼焊接、鉚接、螺栓連接而成。調(diào)和容器的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)通常分為機動與手動兩種型式。機動翻轉(zhuǎn)容器的機構(gòu)一般是在容器側(cè)壁裝設(shè)齒輪，并有單獨的電機及減速器帶動實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備成本較高，適用于大容量和面機或高功效和面機的操作。手動翻轉(zhuǎn)容器機構(gòu)大體上有兩種型式。一是在調(diào)和容器上裝設(shè)蝸輪蝸桿或齒輪機構(gòu)，通過轉(zhuǎn)動手輪，帶動該機構(gòu)是容器翻轉(zhuǎn)。另一種是直接依靠人力翻轉(zhuǎn)

10、，翻轉(zhuǎn)為只有定位銷限制。這種機構(gòu)勞動強度大，然而結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本低，機器外形很不對稱。它比較適用于小容量或簡易的和面機。3傳動裝置 和面機的傳動裝置較為簡單，主要由電機，減速器及聯(lián)軸節(jié)等組成。和面機工作轉(zhuǎn)速低，其減速比較大，故一般采用蝸輪減速器或者行星減速器。前者傳動效率低，摩擦磨損較大，但構(gòu)件成本較低；后者結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率較高，能效好，然而構(gòu)件成本較高。二 立式和面機立式和面機的結(jié)構(gòu)型式與立式打蛋機類似，只是傳動機構(gòu)較簡單，其調(diào)和容器一般需要做回轉(zhuǎn)運動，容器形狀多為缸型。小容量的立式和面機攪拌器多為扭環(huán)式，這種結(jié)構(gòu)的攪拌器能夠促進面筋的形成，主要適用于調(diào)制韌性面團及水面團。大容量立式和面

11、機廠采用象鼻式攪拌器。由于這種攪拌器外形類似象鼻，故稱象鼻式。它的突出特點在于，通過一套四桿機構(gòu)，模擬人手工和面時的動作來調(diào)制面團。雖然機器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，攪拌器運動頻率不高，但在操作時，攪拌器的動作方式有利于面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，特別適用于發(fā)酵面團的調(diào)制。1.4和面機設(shè)計選擇本次設(shè)計中選擇的是酥性面團，并采用臥式和面機。根據(jù)酥性面團的性質(zhì)，采用旋葉式攪拌器，參數(shù)給定為生產(chǎn)能力25kg/次，初步設(shè)計容器的幾何尺寸為490*400*450，為食品衛(wèi)生要求，容器采用不銹鋼材料，由不銹鋼焊接，鉚接，螺栓連接而成。我們所設(shè)計的和面機為小容量和面機，故在設(shè)計翻轉(zhuǎn)機構(gòu)時采用手動翻轉(zhuǎn)，并且翻轉(zhuǎn)位置由定位銷限制，結(jié)構(gòu)簡

12、單，操作方便。由于和面機的主軸回轉(zhuǎn)速低，需要較大的減速比，故本次設(shè)計中采用帶輪及蝸輪蝸桿減速傳動。（見附錄實體裝配圖片）第二章 和面機的現(xiàn)狀近些年食品工業(yè)的發(fā)展對和面機提出了較高的要求，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，各生產(chǎn)廠家均對現(xiàn)有設(shè)備的功能及形狀進行了改進和完善，取得了一定的效果。但產(chǎn)品的造型由于未很好的引入到產(chǎn)品的設(shè)計中，外觀質(zhì)量較差，缺乏市場的競爭能力，還需進一步提高。1 造型現(xiàn)狀目前就我國市場上銷售的臥式和面機，主要有兩種類型，一種是封閉式的，另一種式敞開式的。封閉式外形整齊，安全但價格較高；敞開式造價低，但外觀雜亂，操作也不太安全。下面就對兩種臥式和面機的造型現(xiàn)狀分別進行分析。(1)封閉式封閉式

13、按結(jié)構(gòu)形式分，有對稱型和非對稱型。非對稱型，如HWY25型臥式和面機，該機在整體造型上屬于非對稱平衡結(jié)構(gòu)，使得設(shè)備具有變化，活潑的特征。但機器的非對稱形態(tài)和機器的外部處理過于簡單，表面處理，加工制造粗糙，線型不統(tǒng)一，色彩使用無變化，較單調(diào)，顯得設(shè)備較沉悶，單板。尺寸選擇未采用造型比例理論。機器缺乏和諧的美感。較大的體積使用很單薄的支撐腳，再加上視覺重心偏高，給人一種不穩(wěn)定的感覺。轉(zhuǎn)動桶轉(zhuǎn)動過程中，與側(cè)壁相切，容易傷人，再加上設(shè)備尖角棱線較多，給操作者帶來了不安全感。對稱性的以HW-45性和面機為例，該在整體造型上屬于對稱全封閉結(jié)構(gòu)，外性較簡單，各部分之間的體量關(guān)系也比較協(xié)調(diào)，但機器的對稱形態(tài)和

14、簡單的外部處理，易給人以沉重、呆板、單調(diào)的感覺。應(yīng)為底座是大鑄件，所以整體看重心偏下，但運動 偏上，這樣三相有一定的影響，給人一種不舒服的感覺，另外色彩使用也比較簡單。(2) 敞開式敞開式和面機目前市場上銷售較多，因為它成本底，所以受到廣大使用者的歡迎。從造型角度看，設(shè)備簡單，粗糙，也不衛(wèi)生，有些只是鋼材的簡單拼裝。國產(chǎn)設(shè)備HWY50-I型和面機整體看，外形粗俗，支架采用斜線增加了動感，底部的實際面積較大，穩(wěn)定效果較好。但設(shè)備表面處理簡單、粗糙，顯得笨重。龐大的設(shè)備使用小滾輪。操作按鈕位置較低，使用很不方便，色彩使用也較簡單，明度較低，更顯沉重。封閉式敞開式2分析討論通過以上的造型情況分析，反

15、映的我國的和面機設(shè)備在設(shè)計中將造型設(shè)計引入到整個過程中，未引起各方面足夠的重視。就目前國內(nèi)有和面機產(chǎn)品的現(xiàn)狀來說，較難進行深入細致的更新，更高層次的探討，只能就初步的一些問題，做些分析?？傮w而言，加工工藝較落后，設(shè)備顯得粗糙，各種尖角、鋒線、突出的螺釘，給外觀造成不良的影響，比例與尺度均不合理。在設(shè)計上未考慮人機工程，如操作按鈕安裝在轉(zhuǎn)動桶的側(cè)下方等，帶來一些不安全因素，操作也不方便。作為食品加工的主要設(shè)備，最重要的是清潔衛(wèi)生，但許多和面機的機構(gòu)裸露在外，易沾染灰塵，各種死角，縫隙容易堆積贓物。不利于清掃和維修。此外還需加強產(chǎn)品的功能設(shè)計，加強產(chǎn)品的造型設(shè)計就顯得更為重要，只有盡快把造型設(shè)計提

16、到應(yīng)有的高度，用造型理論指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計，才能夠提高產(chǎn)品參與市場競爭能力。第三章 和面機設(shè)計序號設(shè)計內(nèi)容設(shè)計計算過程計算結(jié)果一1.11.21.31.41.5皮帶輪設(shè)計計算功率PcV帶選型帶輪設(shè)計驗算帶速V求V帶基準長度和中心距取工作系數(shù) 由Pc=2.2 kw 及 n=1460 r/min,選擇窄V帶SPZ由機械設(shè)計基礎(chǔ)表13-4取由機械設(shè)計基礎(chǔ)表13-9取 因為，所以帶速驗算合格。初選因為，所以取 由帶長取標準值選擇窄V帶SPZ取取取標準值1.61.7小包角的計算求帶根數(shù)Z則 查機械設(shè)計基礎(chǔ)得取Z=2在UG實體造型建模（如下圖）大帶輪小帶輪V帶二2.12.22.32.42.52.62.7蝸輪傳動

17、設(shè)計選擇材料并確定其許用應(yīng)力選擇蝸桿頭數(shù),并估計傳動效率確定蝸輪轉(zhuǎn)矩確定使用系數(shù)KA,綜合彈性系數(shù)ZE確定接觸系數(shù)計算中心距a確定m,q,a等參數(shù)蝸桿用45鋼，表面淬火，硬度為4555HRC；渦輪用ZQSn10P，金屬模制造（1） 許用接觸應(yīng)力 =200Mpa（2） 許用彎曲應(yīng)力 =70Mpa由由 取（鋼配灰鑄鐵）假定，由圖12-11得取中心距a= 125mm2.8校核彎曲強度由表12-1，若取 由式12-4 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算（mm）蝸桿、蝸輪分度圓直徑 齒頂高 齒根高 蝸桿齒頂圓直徑，蝸輪喉圓直徑 齒根圓直徑 蝸桿軸向齒距，蝸論端面齒距 徑向間隙中心距取標準值彎曲強度足夠蝸桿 蝸輪

18、三3.13.23.3蝸桿上軸承設(shè)計并校核計算蝸輪蝸桿的扭矩計算蝸桿的力軸承的選擇小帶輪上輸送的扭矩：蝸輪蝸桿：蝸桿圓周力：蝸桿軸向力：蝸桿徑向力：按結(jié)構(gòu)尺寸選7207AC軸承，采用正安裝查書得： X=0.41 Y=0.87 X=1 Y=0因為 所以軸承1壓緊，軸承2放松。計算當(dāng)量載荷：所以取為當(dāng)量載荷取 又因為是角對稱求軸承所以所以軸承符合要求。7207AC角接觸球軸承選7207AC軸承，采用正安裝經(jīng)校核軸承符合要求四4.14.2軸的尺寸結(jié)構(gòu)及校核按扭轉(zhuǎn)強度條件初估直徑按彎扭合成強度校核取 d=45 mm (已經(jīng)考慮連接蝸輪時主軸要開鍵槽，直徑增大3%5%)劃分主軸為四段，查機械設(shè)計P可得對不

19、變彎矩，因為，所以符合。初估4.3主軸應(yīng)力分布圖1. 垂直面支承反力以知蝸輪的徑向力，軸向力，圓周力，主軸的重力分別為設(shè)計是取所以得到：2水平支反力 取2. 繪垂直面的彎矩圖 4繪水平面彎矩圖5軸傳遞的扭矩（不考慮和面粉時面粉對軸的反作用力和剪切力產(chǎn)生的扭矩） 應(yīng)力圖五5.1主軸上的滾動軸承結(jié)構(gòu)尺寸和強度校核角接觸球軸承設(shè)計根據(jù)本次設(shè)計要求，選7009AC,查機械設(shè)計手冊單行本軸承P表6-2-11，得查機械設(shè)計基礎(chǔ)P表10-11,取 符合要求5.2深溝球軸承的設(shè)計7009AC角接觸球軸承因為面斗另一邊的主軸主要承受徑向力，且承受少量的軸向力，所以采用深溝球軸承。根據(jù)主軸的直徑和轉(zhuǎn)速幾載荷大小由

20、機械設(shè)計手冊軸承選取6209型號的軸承。6209深溝球軸承六攪拌器尺寸結(jié)構(gòu)及校核取 查中小型電機選型手冊P66 查簡明機械工程師手冊P307攪拌槳(刮環(huán))符合七電動機的選擇本設(shè)計選擇電動機型號為YL1004型電動機利用閘刀開關(guān)和熔斷器組成的最簡單的電動機控制電路，線路中熔斷器RD起短路保護作用相序為A B C 時為正轉(zhuǎn)相序為C B A 時為反轉(zhuǎn)a正轉(zhuǎn)控制按下ZA，ZC線圈通電：ZC主觸點閉合，電動機正轉(zhuǎn)ZC常開輔助觸點閉合，短接ZA，實現(xiàn)自鎖ZC常閉輔助觸點閉合，防止FC線圈通電，實現(xiàn)自鎖B停車控制按下TA，ZC線圈斷電：ZC主觸點斷開，電動機停轉(zhuǎn)ZC常開輔助觸點斷開，解開自鎖ZC常閉輔助觸點

21、閉合，解除互鎖，恢復(fù)初態(tài)C反轉(zhuǎn)控制按下FA，F(xiàn)C線圈通電：FC主觸點閉合，電動機反轉(zhuǎn)FC常開輔助觸點閉合，短接FC實現(xiàn)自鎖FC常閉輔助觸點斷開防止ZC線圈通電，實現(xiàn)自鎖。八密封和潤滑控制電路圖潤滑的主要目的：減小摩擦和減輕磨損.滾動接觸部位如能形成油膜,還有吸收振動，降低工作溫度和噪聲的作用。滾動軸承的潤滑劑可以是潤滑脂,潤滑油,或固體潤滑劑。一般采用潤滑脂潤滑. 本次設(shè)計中，當(dāng)dn1.52mmr/min，所以采用潤滑脂潤滑,而且潤滑脂不容易流失，便于密封和維護，且一次充填潤滑脂，可以運行較長時間。密封的主要目的:防止灰塵，水分等進入軸承,并且防止?jié)櫥瑒┑牧魇?，軸承采用潤滑脂潤滑，且速度小于7

22、m/s，在常溫下工作,所以采用密封圈密封。 第四章 總結(jié)兩個星期的設(shè)計工作基本上告一段落，但這兩個星期學(xué)到了很多東西。基本上掌握了設(shè)計一臺機器的步驟，也再次鞏固了一些基本造型軟件的操作方法。而且在這次設(shè)計中我們組充分發(fā)揮了團結(jié)合作的精神。為了我們能在設(shè)計時能有一個舒適的環(huán)境，我們的組長葉偉同學(xué)每天早起去自修室占位子，這讓我們組員都很感動。為了這次的設(shè)計我們查閱了很多書，了解了很多以前不知道的知識，這是很大的收獲。在考慮和面機的結(jié)構(gòu)的同時，我們的空間想象能力也得到了提高。而且在做后期工作時，我們也發(fā)揮各自的長處，并相互取長補短，也學(xué)到了不少東西。但兩個星期的時間太短了，使我們的設(shè)計還存在著許多的

23、不足：（1） 在電動機正反轉(zhuǎn)上我們采用的是人工控制的（為了使面團一直在面斗的中間進行攪拌），但如果能采用自動控制電動機的正反轉(zhuǎn)相信會更完美。（2） 在加水量方面，多少面粉該加多少水我們是靠操作工的經(jīng)驗來加的，不過如果能加個控制裝置能進行自動控制加水量就好了，我們有設(shè)想過裝一個洗衣機里面那種自動控制裝置不過由于時間問題未能實現(xiàn)。（3） 在和面機排水裝置上，我們是采用在地上開個排水溝然后直接倒在地上然后通過排水溝排水，不過這樣很不衛(wèi)生，暫時還沒想到很好地辦法解決。（4） 還有在和面機地清洗上也不是很完善。很希望以后還有機會能繼續(xù)對和面機進行完善，使以上地不足之處能夠很好地解決掉。第五章 參考文獻1. 成大先主編：機械設(shè)計手冊第四版第五卷，化學(xué)工業(yè)出版社 20042. 成大先主編： 機械設(shè)計手冊機械