1、和面機結構設計/題目： 和面機設計組長： 學院： 專業班級： 指導教師： &2012年07月日目 錄目 錄2第一章 緒論4 和面機概述4 和面機設計選擇6第二章 運動參數、動力參數的設計7傳動系統中傳動鏈的設計及各傳動比的分配設計72.1.1攪拌漿轉速7.2.1.2電動機的主要技術參數選擇7計算各軸的轉速8計算各軸的功率8計算各軸的轉矩9第三章 結構設計9皮帶傳動設計93.1.1計算功率Pc93.1.2V帶選型93.1.3帶輪設計93.1.4驗算帶速V103.1.5求V帶基準長度和中心距103.1.6小包角的計算103.1.7求帶根數Z113.1.8計算作用在帶輪軸上的壓力113.1.

2、9帶輪結構設計11蝸輪蝸桿傳動結構設計12【3.2.1選擇材料123.2.2選擇蝸桿頭數,并估計傳動效率123.2.3計算蝸輪轉矩123.2.4確定使用系數KA123.2.5計算轉速系數133.2.6確定彈性系數133.2.7計算壽命系數133.2.8確定接觸系數133.2.9確定接觸疲勞極限和接觸疲勞最小安全系數133.2.10計算中心距a133.2.11確定各類參數13 3.2.12蝸桿的各軸段的直徑和長度確定153.2.13圓柱蝸桿傳動的精度設計16蝸輪軸的尺寸的確定16主軸的結構尺寸計算163.4.1主軸和軸類零件的材料選擇及尺寸確定16)主要傳動軸受力分析，畫出其彎矩圖，并且進行相關

3、的校核計算173.5.1蝸桿軸受力分析及校核計算173.5.2蝸輪軸受力分析及校核計算193.5.3蝸輪軸疲勞強度的校核193.5.4蝸輪齒根彎曲疲勞強度的校核213.5.5蝸桿剛度的校核223.5.6相關的其他計算23主要傳動軸承受力分析，強度及軸的壽命演算23（3.6.1軸承受力分析及壽命計算23 真空裝置的結構設計和計算 漿葉容器及機體的總體結構設計26第四章 總結第四章 參考文獻|第一章 緒論和面機概述和面機在食品加工中用來調制粘度極高的漿體或塑性固體，主要是揉制各種不同性質的面團，包括酥性面團、韌性面團、水面團等。（一） 和面機調制基本過程 和面機調制面團的基本過程由攪拌槳的運動來決

4、定。水、面粉及其他輔料倒入攪拌容器內，開動電動機使攪拌槳轉動，面粉顆粒在槳的攪動下均勻地與水結合，首先形成膠體狀態的不規則小團粒，進而小團粒相互粘合，逐漸形成一些零散的大團塊。隨著槳葉的不斷推動，團塊擴展揉捏成整體面團。由于攪拌槳對面團連續進行的剪切、折疊、壓延、拉伸及揉合等一系列作用，結果調制出表面光滑，具有一定彈性、韌性及延伸性的理想面團。若再繼續攪拌，面團便會塑性增強，彈性降低，成為粘稠物料。（二） 和面機分類 和面機有臥式與立式兩種結構，也可分為單軸、多軸或間歇式、連續式。，1臥式和面機臥式和面機的攪拌容器軸線與攪拌器回轉軸線都處于水平位置；其結構簡單，造價低廉，卸料、清洗、維修方便，

5、可與其他設備完成連續生產，但占地面積較大。這類機器生產能力（一次調粉容量）范圍大，通常在25400kg/次左右。它是國內大量生產合各食品廠應用最廣泛的一種和面設備。2立式和面機立式和面機的攪拌容器軸線沿垂直方向布置，攪拌器垂直或傾斜安裝。結構型式與立式打蛋機相似，只是傳動裝置較簡單。有些設備攪拌容器作回轉運動，并設置了翻轉或移動卸料裝置。立式和面機結構簡單，制造成本不高。但占空間較大，卸料、清洗不如臥式和面機方便。直立軸封如長期工作會使潤滑劑泄漏，造成食品污染。 （三） 和面機主要零部件和面機主要有攪拌器、攪拌容器、傳動裝置、機架、容器翻轉機構等。1攪拌器也稱攪拌槳，式和面機最重要的部件。按攪

6、拌軸數目分，有單軸式和雙軸式兩種。臥式的與立式的也有所不同。%單軸式和面機結構簡單、緊湊、操作維修方便，是我國面食加工中普遍使用的機型。這種和面機只有一個攪拌槳，每次和面機攪拌時間長，生產效率低。由于它對面團拉伸作用較小，如果投料少或操作不當，則容易出現抱軸現象，使操作發生困難。因此單軸式和面機適用于揉制酥性面團，不宜調制韌性面團。雙軸式和面機具有臥式和面機的優點。它有兩組相對反向旋轉的攪拌槳，且兩個攪拌槳相互獨立，轉速也可不同，相當于兩臺單軸式和面機共同工作。運轉時，兩槳時而相互靠近，時而又加大距離，可加速均勻攪拌。雙軸和面機對面團的壓捏程度較徹底，拉伸作用強，適合揉制韌性面團。缺點是造價高

7、于臥式和面機，起面較困難，需附加相應裝置，如果手工起面則勞動強度大。和面機攪拌器的結構形狀有多種類型，對應于不同調制物料特性機工藝要求。（1）形、形攪拌槳 這兩種攪拌器的槳葉母線與其軸線呈一定角度為的是增加物料的軸向和徑向流動，促進混合，適宜高粘度物料調制。形應用廣泛，有很好的調制作用，卸料和清洗都很方便。形攪拌槳調和能力比形葉片低，但可產生高的壓縮剪力，多用在細顆粒與粘滯物料的攪拌中。（2）槳葉攪拌器 這種攪拌器結構由幾個直槳葉或扭曲直槳葉與攪拌軸組成。和面過程中，槳葉攪拌對物料的剪切作用和強，拉伸作用弱，對面筋的形成具有一定破壞作用。攪拌軸裝在容器中心，近軸處物料運動速度低，若投粉量少或操

8、作不當，易造成抱軸及攪拌不均的現象。槳葉式攪拌器結構簡單，成本低，適用與揉制酥性面團。（3）滾籠式攪拌器 它對面團有舉、打、折、揉、壓、拉、等多種連續操作，有助于面團的捏合。如果攪拌器結構參數選擇合理，還可利用攪拌的反轉，將捏合好的面團自動拋出容器，這樣就省去了一套容器翻轉機構，降低了設備成本。滾籠式攪拌器對面團作用力柔和，面團形成慢，對面筋機械作用弱，有利于面筋網絡的生成。結其構簡單，制造方便，適用于調和水面團、韌性面團等經過發酵或不發酵的面團。（4）其他類型臥式攪拌器 在臥式和面機中，也使用著一些不同于上述形狀的攪拌器。如花環式、扭葉式、橢圓式、V字形。（5）立式和面機的攪拌器 立式和面機

9、的攪拌器有槳葉式、扭環式、象鼻式等。槳葉式攪拌器與臥式和面機槳葉式結構相似，其軸線與地面垂直。扭環式攪拌器槳葉從根部至頂端逐漸扭曲90°，有利于促進面筋網絡的生成適用于調制韌性面團與水面團雷面食。 象鼻式攪拌器通過一套四桿機構模擬人手調粉時的動作來調制面團，有利于面筋的揉制，適于調制發酵面團。另外攪拌容器可以從機架上推出，作為發酵使用，既減少了生產設備，又簡化了搬運面團的操作。一次調粉可達300kg以上。但這種結構復雜，攪拌器動作慢。 （6）雙軸和面機的攪拌器 雙軸式和面機有兩組相對反向旋轉的攪拌槳。按其相對位置分為切分式和重疊式。2攪拌容器臥式和面機的攪拌容器（也稱攪拌槽）的典型結

10、構見圖1多由不銹鋼焊接而成。和面操作時，面團質量的好壞與溫度有著很大的關系，而不同性質的面團又對溫度有不同的要求。高功效和面機常用帶夾套的換熱式攪拌容器。為降低成本，使用普通單層容器，可降低物料調和前的溫度來達到加工工藝的要求。為防止工作時物料或潤滑油從軸承處泄漏污染食品，容器與攪拌軸之間的密封要好。轉速低、工作載荷變化大，軸封處間間隙變化頻繁，因此密封裝置應選用J型無滑架橡膠密封圈等大變形彈性元件。新型臥式和面機采用空氣端面密封裝置，密封效果很好。攪拌容器的翻轉機構分為機動和手動兩種。機動翻轉容器機構由電動機、減速器及容器翻轉齒輪組成。這種機構操作方便，降低人工勞動強度，但結構復雜，整個設備

11、成本高，適宜在大型或高效和面機上使用。手動翻轉容器機構適用于小型和面機或簡易型和面機。立式和面機的攪拌容器有可移式和固定式兩種。：3機架小型和面機轉速低，工作阻力大，產生的振動及噪聲都較小，因此不用固定的基礎。機架結構有的采用整體鑄造，有的采用型材焊接框架結構，還有底座鑄造而上部用型材焊接的。4傳動裝置和面機的傳動裝置由電動機、減速器及聯軸器等組成，也有的用皮帶傳動。和面機工作轉速低，多為2550r/min,故要求大減速比，常用蝸輪蝸桿減速器或行星減速器。目前國內面食生產企業在和面工序中大多采用單板式和面機。單板式和面機包括主軸傳動裝置、面箱翻轉裝置、面箱、真空抽管、密封墊，且單板式漿葉的葉頂

12、為弧型，主軸以一定角度穿過單板式槳葉的中心。此結構雖可和出整體面團，且致密性和彈性也可滿足要求，但此結構在和面時，單板式槳葉在半周內軸向只一個方向受力，下半周則受相反方向的力。而面團和成時，阻力大，運轉時振動劇烈，壽命短。 現在市場上比較高檔的是真空和面機，可根據工藝要求設定和面時間、真空度。缸體具有密封性能好，面粉無跑冒現象。真空和面機是在真空狀態下模擬手工和面的原理，使面筋網絡快速形成，和面配水量在常規工藝基礎上可適量增加約20%。 快速拌合，使小麥蛋白質在最短的時間內吸收水份，比常規狀態下和制的面團熟化程度提高2倍以上，且不損傷已形成的蛋白質面筋網絡結構。 使得蛋白組織結構均衡，使面的筋

13、性、咬勁、拉力都遠遠優于其他形式和面機的和面效果。 加工出來的面品，面團均勻、彈性好、面制品滑爽、可口、有咬勁、面筋力高、透明度高。 V字形板式槳葉在面箱中繞主軸的軸線作回轉運動，由于槳葉向兩邊推動面團，所以可以解決受力不均現象，使機器運轉平穩。 這樣可保證固定于主軸上的槳葉在轉動時運轉軌跡為一圓柱體。同時又抵消了推動面團而產生的軸向力。能夠使機器在運轉時更加穩定，提高整機使用壽命。真空系統采用水環式真空泵，安全衛生，還有真空表、真空電磁閥及管路。 操作面板由中英文對照按鈕和PLC電腦顯示屏組成，操作方便。和面機設計選擇我們組設計的和面機生產能力為：調和面粉重量25kg/次。 機型：臥式和面機

14、攪拌型式采用槳葉式，轉速在4050rpm范圍內，制作酥性面團。因為食品衛生要求，容器采用不銹鋼材料。由于和面機的主軸回轉速低，需要較大的減速比，故本次設計中采用帶輪及蝸輪蝸桿減速傳動。上面是機構簡圖，電動機1通過三角帶2帶動蝸輪蝸桿5使3攪拌槳轉動，4是容器。第二章 運動參數、動力參數的設計序號設計內容計算過程結果2.1.12.1.2"<。(傳動系統中傳動鏈的設計及各傳動比的分配設計【攪拌漿轉速電動機的主要技術參數選擇型號額定功率、電機同步轉速滿載轉速重量外形尺寸中心高安裝尺寸）軸伸尺寸計算各軸的轉速,計算各軸的功率計算各軸的轉矩、=47r/min、Y100L1-4<P=

15、1500r/min,四極電機。V=1430T=·M：M=34 kg380 mm 282.5 mm 245mmH=100mm160mm140mm28mm56mm=1430r/min￥=1430/953 r/min=953/2047 r/min查機械零件設計手冊，效率取=， =，單頭蝸桿=，滾動軸承=，彈性聯軸器 =。電機的額定功率 =電機的輸出的有效功率=第二根軸功率=第三根軸功率=|電動機的輸出轉矩第二根軸轉矩第三根軸轉矩%=47r/min：P=1500r/minV=1430T=·M；M=34 kg=1430r/min=953 r/min=47 r/min：=|：% |第三

16、章 結構設計序號設計內容計算過程結果"3.1.13.1.23.1.3%3.1.4;3.1.5,3.1.6】3.1.7,3.1.8(￥3.1.9）：3.2.1：3.2.23.2.3*3.2.43.2.53.2.63.2.7：3.2.83.2.93.2.103.2.11！$%|*；3.2.123.2.13(|3.4.1，3.5.1（；'<：3.5.2·3.5.3'3.5.4、,'3.5.53.5.6#3.6.1#，、皮帶傳動設計計算功率Pc|V帶選型帶輪設計(驗算帶速V求V帶基準長度和中心距)#小包角的計算（求帶根數Z!"計算作用在帶輪軸

17、上的壓力!帶輪結構設計|，!；蝸輪蝸桿傳動結構設計選擇材料!選擇蝸桿頭數,并估計傳動效率計算蝸輪轉矩確定使用系數KA計算轉速系數。確定彈性系數計算壽命系數確定接觸系數確定接觸疲勞極限和接觸疲勞最小安全系數計算中心距a#.確定各類參數】；|?）)(！蝸桿的各軸段的直徑和長度確定圓柱蝸桿傳動的精度設計。(蝸輪軸的尺寸的確定主軸的結構尺寸計算:主軸和軸類零件的材料選擇及尺寸確定,主要傳動軸受力分析，畫出其彎矩圖，并且進行相關的校核計算（蝸桿軸受力分析及校核計算!>>|%|；·蝸輪軸受力分析及校核計算￥>：蝸輪軸疲勞強度的校核。-】?>(·）蝸輪齒根彎曲疲勞

18、強度的校核："！蝸桿剛度的校核相關的其他計算"?主要傳動軸承受力分析，強度及軸的壽命演算軸承受力分析及壽命計算；！|/】/漿葉容器及機體的總體結構設計):。每天工作小時為1016h,載荷變動很小，查表得，故=根據=, ,選A型。大，小帶輪基準直徑，由表得,現取，??？驗算帶速 V 帶速在525范圍內，合適。<初步選取中心距取，符合帶長<查表，對A型帶選用，計算實際中心距 驗算小帶輪包角，合適。，查表得：【，查表得由，查表得，查表得。 取3根。'作用在軸上的壓力小帶輪幾何尺寸計算：由Y100L1-4型電動機可知：軸身直徑D=28mm，長度·，取56

19、，由表查得：，大帶輪幾何尺寸計算：#取，由表查得：，。；蝸桿采用45鋼，表面硬度45HRC以上。蝸輪材料采用，砂型鑄造。選，查表取大值， 當量摩擦系數，當量摩擦角初選值=，（），<查表知使用系數查表知彈性系數&接觸系數由圖查得接觸疲勞極限查表得接觸疲勞最小安全系數 取傳動比 齒數比蝸輪齒數齒形角模數變位系數法向模數 蝸桿直徑系數'蝸桿軸向齒距蝸桿導程 蝸桿導程角蝸桿節圓柱導程角齒頂高系數 頂隙系數 蝸桿分度圓直徑&蝸桿節圓直徑 蝸桿頂圓直徑蝸桿齒根圓直徑蝸桿齒頂高蝸桿齒根高蝸桿全齒高蝸桿齒寬 蝸桿模數時增加20蝸輪分度圓直徑蝸輪節圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪根圓直徑蝸輪

20、齒頂圓直徑蝸輪喉圓半徑蝸輪齒寬·蝸輪齒寬角頂隙蝸輪齒頂高蝸輪齒根高蝸輪中徑 蝸輪軸向齒厚蝸輪法向齒厚蝸桿輪齒法向測量齒高 詳細尺寸見零件圖、確定精度等級：對于低速，中載的通常先根據其圓周速度確定第公差組的精度等級。 參照表選定蝸輪第公差數組為9。蝸桿第公差組為7。第公差組比第公差組低一級，選蝸輪第公差組為10，蝸桿第公差組為8.對齒的接觸精度有一定的要求，通過與第公差組同級，蝸輪第公差組為9，蝸桿第公差組為9，蝸桿第公差為7.故該蝸輪精度為10-9-9b GB/T 10089-1988，蝸桿精度為8-7-7d GB/T 10089-1988。檢驗項目選擇：、蝸桿、蝸輪及其傳動的公差組

21、合檢驗項目：蝸桿軸的向齒距極限偏差蝸桿軸的向齒距累積偏差蝸桿齒槽徑向跳動公差蝸桿齒形公差蝸輪齒距極限偏差蝸輪齒形公差,據蝸輪孔直徑，由檢驗公式確定軸頸，具體尺寸見零件圖。主軸選用45鋼，具體尺寸見零件圖。軸承型號的選擇：左端軸承選用6008型身溝球軸承，右端軸承均選用6009型深溝球軸承。軸承的潤滑：軸承的潤滑采用脂潤滑密封件的選擇：軸承的密封采用接觸式的氈圈密封。選用氈圈40 JB/ZQ 4606-1997.主要尺寸如下：!， b=12mm, B=12mm, 聯軸器的選擇：由于蝸輪軸轉矩,故選擇金屬彈簧元件撓性聯軸器，型號為JM16。:蝸桿軸的彎矩圖：-合成彎矩：蝸輪軸彎矩圖。主要校核蝸輪軸

22、截面處，假設該軸的轉矩按脈動循環規律變化。抗彎截面模量可查新編機械設計手冊表1531抗扭截面模量：表1531彎曲應力幅：彎曲平均應力：.扭轉應力幅：扭轉平均應力：因為所選軸的相關數據為：軸45鋼正火 ，故而，可查表1534得到鍵槽引起的應力集中系數：查表1540表面質量系數查表1538絕對尺寸影響系數：扭剪強度極限/壽命系數：（無限壽命）【查表1530可?。何仐U圓周速度 ：?相對滑動速度： 當量摩擦系數，由表查得：， 許用接觸應力：:最大接觸應力：齒根彎曲疲勞極限，由表查得)彎曲疲勞最小安全系數?。涸S用彎曲疲勞應力：齒輪最大彎曲應力： 合格。軸慣性矩蝸桿撓度：蝸桿的許用撓度：Y=d1/1000=<<Y,故而蝸桿的剛度符合要求，合格。蝸桿傳動的總效率：<散熱面積估算：工作溫度： 合格。潤滑油黏度根據：，由表選?。骸?lt;蝸桿兩端的軸承：結構簡圖如下：由于蝸桿上受到蝸輪施加的軸向力故軸承受到軸向力，其受到支架的力為徑向力：。轉速查新編機械設計手冊： 選6406型軸承， （脂潤滑）因其工作溫度取溫度系數，故計算