桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計編號：畢業(yè)設(shè)計題目：工業(yè)用和面機創(chuàng)新設(shè)計學(xué)院：機電工程學(xué)院專業(yè)：（三號宋體居中）學(xué)生姓名：（三號宋體居中）學(xué)號：（三號TimesnewRoman居中）指導(dǎo)教師單位：機電工程學(xué)院姓名：職稱：摘要在調(diào)查市場上的工業(yè)用揣面機，認真學(xué)習(xí)機械原理中機構(gòu)設(shè)計部分內(nèi)容的基礎(chǔ)上，確定了最終的揣面機設(shè)計方案；通過機構(gòu)運動仿真以驗證所設(shè)計的機構(gòu)能實現(xiàn)預(yù)定的揣面動作；完成了整機的協(xié)調(diào)設(shè)計，具體化了各個機器零部件；完成了整機三維造型和裝配圖、關(guān)鍵零部件圖。根據(jù)仿生學(xué)原理對手工揣面過程進行分析，運用機械原理的相關(guān)設(shè)計方法，設(shè)計一種新型揣面裝置。其機構(gòu)由揣面機構(gòu)、移盆機構(gòu)和減速器3部分組成，并對該機構(gòu)的工作原理、機構(gòu)特點和設(shè)計過程進行了論述和分析。關(guān)鍵詞食品加工機械；揣面裝置；機構(gòu)設(shè)計；運動分析AbstractInthesurveyontheindustrialmarkethidesfacemachine,seriouslystudymechanicalprinciplesinthedesignpartofthebodydeterminedonthebasisofthefinalmachinedesignhidestheface;bykinematicsimulationtoverifythedesignofinstitutionstoachievetheintendedsurfacehidesaction;completedthecoordinationofthewholedesignofspecificpartsofthevariousmachines;completedthewholethree-dimensionalmodelingandassemblydrawings,keypartsdiagram.Accordingtoprincipleofbionics,thispaperintroducesakindofnewkneadingequipmentbydesignmethodusesamechanicalprinciple,whenkneadingprocessisdiscussed.Thestructureofkneadingequipmentiscomposedofthreeparts:oneiskneadingmechanism,secondismovingmechanismofbasin,andthirdisreducer.Meanwhile,theworkingprinciple,themechanismfeatureandthedesignprocessofkneadingequipmentarediscussedinthispaper.KeywordsFoodprocessingmachinery;Kneadingequipment;Mechanismdesign;Motionanalysis目錄摘要 IAbstract II目錄 III第1章緒論 11.1和面機概述 11.1.1和面機調(diào)制面團的基本過程 11.1.2和面機主要零部件 11.2和面機的發(fā)展現(xiàn)狀 41.2.1臥式和面機 41.2.2立式和面機 41.3本課題主要研究內(nèi)容 6第2章和面機機械結(jié)構(gòu)原理及運動分析 72.1設(shè)計思路 72.2揣面機構(gòu)的設(shè)計與分析 72.3揣頭的設(shè)計 82.4移盆機構(gòu)的設(shè)計與分析 92.4.1間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)的設(shè)計 92.4.2聯(lián)動機構(gòu)的設(shè)計 102.5傳動機構(gòu)和動力的選擇 11第3章和面機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計計算及分析 133.1和面機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計. 133.1.1和面機揣面機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 133.1.2和面機移盆機構(gòu)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 143.1.3和面機各功能組合機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 153.2帶傳動設(shè)計計算 163.2.1V帶傳動的設(shè)計計算 173.2.2軸徑的設(shè)計 193.2.3V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 19第4章和面機的三維建模與設(shè)計 204.1SolidWorks三維建模技術(shù) 204.2SolidWorks軟件概述 204.3和面機三維建模 214.3.1和面機三維模型的建立 214.3.2和面機三維模型的組裝 25第5章結(jié)論 30致謝 31參考文獻 32全套設(shè)計加QQ11970985或197216396第1章緒論1.1和面機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。和面機在食品加工中用來調(diào)制粘度極高的漿體或塑性固體，主要是揉制各種不同性質(zhì)的面團，包括酥性面團、韌性面團、水面團等。1.1.1和面機調(diào)制面團的基本過程和面機調(diào)制面團的基本過程由攪拌槳的運動來決定。水、面粉及其他輔料倒入攪拌容器內(nèi)，開動電動機使攪拌槳轉(zhuǎn)動，面粉顆粒在槳的攪動下均勻地與水結(jié)合，首先形成膠體狀態(tài)的不規(guī)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(xù)進行的剪切、折疊、壓延、拉伸及揉合等一系列作用，結(jié)果調(diào)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(xù)攪拌，面團便會塑性增強，彈性降低，成為粘稠物料。1.1.2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(zhuǎn)機構(gòu)等。（1）攪拌器也稱攪拌槳，式和面機最重要的部件。按攪拌軸數(shù)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(dāng)，則容易出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象，使操作發(fā)生困難。因此單軸式和面機適用于揉制酥性面團，不宜調(diào)制韌性面團。雙軸式和面機具有臥式和面機的優(yōu)點。它有兩組相對反向旋轉(zhuǎn)的攪拌槳，且兩個攪拌槳相互獨立，轉(zhuǎn)速也可不同，相當(dāng)于兩臺單軸式和面機共同工作。運轉(zhuǎn)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。缺點是造價高于臥式和面機，起面較困難，需附加相應(yīng)裝置，如果手工起面則勞動強度大。和面機攪拌器的結(jié)構(gòu)形狀有多種類型，對應(yīng)于不同調(diào)制物料特性機工藝要求。①Σ形、Ζ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(diào)制。Σ形應(yīng)用廣泛，有很好的調(diào)制作用，卸料和清洗都很方便。Ζ形攪拌槳調(diào)和能力比Σ形葉片低，但可產(chǎn)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(jié)構(gòu)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，若投粉量少或操作不當(dāng)，易造成抱軸及攪拌不均的現(xiàn)象。槳葉式攪拌器結(jié)構(gòu)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(xù)操作，有助于面團的捏合。如果攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇合理，還可利用攪拌的反轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)機構(gòu)，降低了設(shè)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(wǎng)絡(luò)的生成。結(jié)其構(gòu)簡單，制造方便，適用于調(diào)和水面團、韌性面團等經(jīng)過發(fā)酵或不發(fā)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(huán)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的攪拌器有槳葉式、扭環(huán)式、象鼻式等。槳葉式攪拌器與臥式和面機槳葉式結(jié)構(gòu)相似，其軸線與地面垂直。扭環(huán)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(wǎng)絡(luò)的生成適用于調(diào)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(gòu)模擬人手調(diào)粉時的動作來調(diào)制面團，有利于面筋的揉制，適于調(diào)制發(fā)酵面團。另外攪拌容器可以從機架上推出，作為發(fā)酵使用，既減少了生產(chǎn)設(shè)備，又簡化了搬運面團的操作。一次調(diào)粉可達300kg以上。但這種結(jié)構(gòu)復(fù)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)見圖1多由不銹鋼焊接而成。圖1-1攪拌容器典型結(jié)構(gòu)和面操作時，面團質(zhì)量的好壞與溫度有著很大的關(guān)系，而不同性質(zhì)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(diào)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(zhuǎn)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(yīng)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(zhuǎn)機構(gòu)分為機動和手動兩種。機動翻轉(zhuǎn)容器機構(gòu)由電動機、減速器及容器翻轉(zhuǎn)齒輪組成。這種機構(gòu)操作方便，降低人工勞動強度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個設(shè)備成本高，適宜在大型或高效和面機上使用。手動翻轉(zhuǎn)容器機構(gòu)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(zhuǎn)速低，工作阻力大，產(chǎn)生的振動及噪聲都較小，因此不用固定的基礎(chǔ)。機架結(jié)構(gòu)有的采用整體鑄造，有的采用型材焊接框架結(jié)構(gòu)，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(lián)軸器等組成，也有的用皮帶傳動。和面機工作轉(zhuǎn)速低，多為25～50r/min,故要求大減速比，常用蝸輪蝸桿減速器或行星減速器。1.2和面機的發(fā)展現(xiàn)狀縱觀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，和面機有臥式與立式兩種結(jié)構(gòu)，也可分為單軸、多軸或間歇式、連續(xù)式。1.2.1臥式和面機臥式和面機的攪拌容器軸線與攪拌器回轉(zhuǎn)軸線都處于水平位置；其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，卸料、清洗、維修方便，可與其他設(shè)備完成連續(xù)生產(chǎn)，但占地面積較大。這類機器生產(chǎn)能力（一次調(diào)粉容量）范圍大，通常在25～400kg/次左右。它是國內(nèi)大量生產(chǎn)合各食品廠應(yīng)用最廣泛的一種和面設(shè)備。圖1-2臥式和面機1.2.2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(jié)構(gòu)型式與立式打蛋機相似，只是傳動裝置較簡單。有些設(shè)備攪拌容器作回轉(zhuǎn)運動，并設(shè)置了翻轉(zhuǎn)或移動卸料裝置。圖1-3立式和面機立式和面機結(jié)構(gòu)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?jié)櫥瑒┬孤?，造成食品污染。目前國?nèi)面食生產(chǎn)企業(yè)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(zhuǎn)裝置、面箱、真空抽管、密封墊，且單板式漿葉的葉頂為弧型，主軸以一定角度穿過單板式槳葉的中心。此結(jié)構(gòu)雖可和出整體面團，且致密性和彈性也可滿足要求，但此結(jié)構(gòu)在和面時，單板式槳葉在半周內(nèi)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(zhuǎn)時振動劇烈，壽命短?，F(xiàn)在市場上比較高檔的是真空和面機，可根據(jù)工藝要求設(shè)定和面時間、真空度。缸體具有密封性能好，面粉無跑冒現(xiàn)象。真空和面機是在真空狀態(tài)下模擬手工和面的原理，使面筋網(wǎng)絡(luò)快速形成，和面配水量在常規(guī)工藝基礎(chǔ)上可適量增加約20%?？焖侔韬?，使小麥蛋白質(zhì)在最短的時間內(nèi)吸收水份，比常規(guī)狀態(tài)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(zhì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。使得蛋白組織結(jié)構(gòu)均衡，使面的筋性、咬勁、拉力都遠遠優(yōu)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(zhuǎn)運動，由于槳葉向兩邊推動面團，所以可以解決受力不均現(xiàn)象，使機器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。這樣可保證固定于主軸上的槳葉在轉(zhuǎn)動時運轉(zhuǎn)軌跡為一圓柱體。同時又抵消了推動面團而產(chǎn)生的軸向力。能夠使機器在運轉(zhuǎn)時更加穩(wěn)定，提高整機使用壽命。真空系統(tǒng)采用水環(huán)式真空泵，安全衛(wèi)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。1.3本課題主要研究內(nèi)容本設(shè)計的主要內(nèi)容為設(shè)計一個完成揣面動作的機械裝置，該揣面機由揣面機構(gòu)和移盆機構(gòu)協(xié)調(diào)完成揣面動作。揣面機構(gòu)為5桿機構(gòu)，實現(xiàn)揣頭的曲線運動，移盆機構(gòu)為曲柄滑塊機構(gòu)，實現(xiàn)滑塊即面盆的移動。在調(diào)查市場上的工業(yè)用揣面機的基礎(chǔ)上，認真學(xué)習(xí)機械原理中機構(gòu)設(shè)計部分內(nèi)容，綜合以上資料確定最終了揣面機的設(shè)計方案；通過機構(gòu)運動仿真驗證所設(shè)計的機構(gòu)所能實現(xiàn)預(yù)定的揣面動作；完成了整機的協(xié)調(diào)設(shè)計，具體化設(shè)計了各個機器零部件；完成了整機三維造型和裝配圖及關(guān)鍵零部件圖。第2章和面機機械結(jié)構(gòu)原理及運動分析揣面是面食加工過程中一個重要的工藝環(huán)節(jié)。在和面過程中，面團需要經(jīng)過多次反復(fù)充分的搗、揉、抻、摔后，才具有更好的彈性和細膩、爽滑、有勁道的口感。這是因為揣面可以調(diào)整面團內(nèi)面筋蛋白質(zhì)的排列順序。使雜亂無章的蛋白質(zhì)分子排列成一條長鏈，業(yè)內(nèi)稱其為順筋。因此，要想得到人們喜歡的口感好、有彈性的面加工食品就得在揣面這一環(huán)節(jié)上下功夫。但目前由于沒有此類機器，和面的揣面加工過程一直是由人工來完成的，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。本設(shè)計旨在實現(xiàn)揣面環(huán)節(jié)的機械化操作，希望能達到減輕揣面勞動強度，提高生產(chǎn)效率，并逐步實現(xiàn)替代人工操作的目的。2.1設(shè)計思路揣面是揣面者用手或拳對面團施以搗、壓，揉、搓等作用，并伴以面盆的不斷有序的循環(huán)移動，使面團內(nèi)的彈性物質(zhì)和非彈性物質(zhì)得以充分的揉合，以提高面團的整體彈性。根據(jù)揣面的工藝過程，依據(jù)仿生學(xué)原理，揣面機應(yīng)由3部分工作部件組成：(1)模仿手和拳的動作對面團施以搗、壓、揉、搓等作用；(2)使面盆得以不斷有序的循環(huán)移動；(3)保證使2套機構(gòu)協(xié)調(diào)動作，并由電機驅(qū)動，實現(xiàn)整個揣面過程。技術(shù)路線如圖1所示。圖2-1揣面機技術(shù)路線圖2.2揣面機構(gòu)的設(shè)計與分析揣面機構(gòu)的任務(wù)是模仿手和拳的動作對面團施以搗、壓、揉、搓等作用。根據(jù)平面機構(gòu)的原理，利用一個組合機構(gòu)實現(xiàn)了這一目的。該組合機構(gòu)由雙搖桿機構(gòu)BCDE和曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)ABC組合而成。導(dǎo)桿BC與BD固結(jié)，搖桿EC與滑塊C和曲柄AC鉸接。連桿ED的外伸點K安裝工作部件揣頭。機構(gòu)運動簡圖見圖2。圖2-2揣面機機構(gòu)運動簡圖其工作原理是：當(dāng)曲柄AC繞A點逆時針轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)桿BC和搖桿BD繞B點往復(fù)擺動，搖桿EC在滑塊c和連桿ED的作用下作平面運動，最終使連桿ED的外伸點K(揣頭)完成揣面動作。圖1中曲線L為揣頭的運動軌跡。由于該組合機構(gòu)中使用了曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)，因而使揣頭具有急回特性。經(jīng)計算行程速比系數(shù)K為2。揣頭的工作行程時間占整個揣頭行程的2／3，提高了工作效率。2.3揣頭的設(shè)計揣頭是揣面機的工作部件。揣面機在工作時，揣頭與面團直接接觸。因此，它應(yīng)具有以下功能：一是，在揣面過程中能保持清潔，在工作結(jié)束時能方便清洗；二是，揣頭在揣面過程中要有一定的緩沖能力。因為面團是柔性體，韌性強，直接打擊會產(chǎn)生很強的沖擊力。為了實現(xiàn)以上功能，在設(shè)計時采用內(nèi)置彈簧緩沖，表面盡量光滑。減少波皺。便于清洗。端部采用拋物面，有利于嵌入面團。結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖2-3揣頭結(jié)構(gòu)簡圖2.4移盆機構(gòu)的設(shè)計與分析移盆機構(gòu)由間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)和聯(lián)動機構(gòu)2部分組成。揣面時面團放置在面盆內(nèi)，在揣頭進入面團時，面盆是靜止的。因此，移盆只有在揣頭進入回程時進行。根據(jù)這一過程，將間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)設(shè)計成一個棘輪機構(gòu)，并用聯(lián)動機構(gòu)與動力相連。驅(qū)動棘輪做間歇旋轉(zhuǎn)運動。實現(xiàn)面盆的不斷有序地循環(huán)移動。2.4.1間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)的設(shè)計根據(jù)揣面的工藝要求，將間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)設(shè)計為一個棘輪機構(gòu)。假設(shè)面盆的最大直徑為400mm，揣頭的最大外徑為70mm。要想保證面團能夠得到充分揣壓。就得使揣頭除第1次外的每次揣的位置都與前1次有少量的重疊。經(jīng)過計算。在面盆最大直徑處，揣頭揣壓一周需往復(fù)16次。由此?？梢源_定棘輪的齒數(shù)z=16個。棘輪齒頂圓直徑可考慮在200～250mm范圍內(nèi)選取。經(jīng)計算，棘輪模數(shù)m為14mm，齒距P為44mm，齒頂圓直徑d為224mm，齒高h為10.5mm，齒偏角口為20°，棘輪寬6為16mm，棘輪轉(zhuǎn)角口為22．5°，棘爪長度L為56mm。間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)運動簡圖如圖4所示。設(shè)計中，將間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)置于工作平臺的底部。形成以棘輪為中心的間歇旋轉(zhuǎn)平臺，平臺上的面盆能隨棘輪同步轉(zhuǎn)動。使揣頭的往復(fù)運動與面盆的旋轉(zhuǎn)運動相互配合。揣頭往返運動1次，棘輪帶動面盆轉(zhuǎn)過一個角度(22．5°)，依次循環(huán)工作完成整個揣面過程。圖2-4間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)運動簡圖2.4.2聯(lián)動機構(gòu)的設(shè)計為了驅(qū)動棘輪轉(zhuǎn)動，在間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)和動力源之間增加了一個聯(lián)動機構(gòu)。間歇轉(zhuǎn)盆機構(gòu)的擺桿每次至少擺過22．5°才能使棘爪在彈簧的作用下從上一個棘輪齒順利地滑移到下一個棘輪齒。因此，將聯(lián)動機構(gòu)設(shè)計為一個曲柄滑桿機構(gòu)，使滑桿行程為70mm。在設(shè)計中選擇曲柄長度為35mm，機構(gòu)簡圖如圖5所示。圖中OA為曲柄，BC為滑桿，AB為連接曲柄和滑桿的連桿。機構(gòu)將曲柄的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛瑮U的往復(fù)運動，驅(qū)動擺桿運動。圖2-5聯(lián)動機構(gòu)簡圖根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，在揣頭回程時。聯(lián)動機構(gòu)的曲柄驅(qū)動滑桿推動棘輪轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)移盆動作。為了實現(xiàn)揣頭和移盆動作的同步，滑桿的工作區(qū)間設(shè)計在急回區(qū)段。為防止因急回特性在面盆與棘輪平臺產(chǎn)生相對滑動。經(jīng)計算行程速比系數(shù)K為1．17。由此可知急回特性不是太強，滑桿對棘輪機構(gòu)的沖擊適中。因此，不會產(chǎn)生相對滑動現(xiàn)象。2.5傳動機構(gòu)和動力的選擇設(shè)定揣面機揣頭的工作壓力為500N，工作臂長為300mm。揣面機的工作頻率f=20次／min。即每分鐘揣頭往返運動20次，粗算揣面機工作效率為0．7，計算所得功率為0．45kW。因為揣面機的工作環(huán)境基本沒有三相動力電源，而且要求噪音小，易清潔。因此，選擇電機功率為單相0．55kW，電機轉(zhuǎn)速1400r／min。直接選用減速器為動力傳動機構(gòu)。滿足了動力傳遞的要求。根據(jù)以上的機構(gòu)設(shè)計與分析，設(shè)計的揣面機初步結(jié)構(gòu)如圖6所示。1.電動機2.減速器3.揣面機構(gòu)4.間歇移盆機構(gòu)5.揣頭6.面盆圖2-6揣面機結(jié)構(gòu)圖主要技術(shù)參數(shù)如下：電機功率：0．55kw(單相)；電機轉(zhuǎn)速：1400r／min；揣頭工作頻率：20次／min；揣頭工作壓力：500N；面團重量：10～20kg。第3章和面機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計計算及分析3.1和面機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計.3.1.1和面機揣面機械結(jié)構(gòu)設(shè)計揣面機主運動結(jié)構(gòu)由雙搖桿機構(gòu)BCDE和曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)ABC組合而成。導(dǎo)桿BC與BD固結(jié)，搖桿EC與滑塊C和曲柄AC鉸接。連桿ED的外伸點K安裝工作部件揣頭。機構(gòu)運動簡圖如圖3-1。圖3-1揣面機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖依據(jù)上述的揣面機構(gòu)結(jié)構(gòu)運動原理簡圖，繪制揣面機揣面機構(gòu)三維模型圖如下所示。圖3-2揣面機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖1-機架；2-曲柄；3-導(dǎo)桿BC；4-導(dǎo)桿BD；5-搖桿EC；6-連桿ED；7-帶輪；8-揣頭該三維模型是集成的和面機分解出來的一個機械結(jié)構(gòu)部分，不包括移盆機構(gòu)及驅(qū)動裝置。后面還需考慮移盆機構(gòu)間歇運動的設(shè)計計算與該主運動機構(gòu)的協(xié)調(diào)一致，才能滿足和面的運動要求—揣面轉(zhuǎn)盆運動，揣面—移盆—揣面等一系列動作的協(xié)調(diào)。這也為后面設(shè)計提供必要依據(jù)，后面的移盆機構(gòu)及驅(qū)動裝置均是這一運動機構(gòu)的輔助設(shè)計。3.1.2和面機移盆機構(gòu)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)上一章中對和面機間歇轉(zhuǎn)盆運動機械結(jié)構(gòu)原理的分析，及參考其機械結(jié)構(gòu)簡圖，設(shè)計該和面機間歇移盆機械結(jié)構(gòu)三維模型如下圖所示。圖3-3和面機間歇轉(zhuǎn)盆機械結(jié)構(gòu)三維模型1-支撐腳；2-基座；3-主動輪；4-主動輪端蓋；5-轉(zhuǎn)盆連桿；6-導(dǎo)軌；7-滑塊；8-過渡連桿；9-棘爪推桿；10-棘爪；11-棘輪?；?上安裝有4個支撐腳，其支持整個裝置的作用，主動輪通過軸承座固定在基座上；主動輪上安裝有一個主動輪端蓋，上面有一個偏心的銷軸，形成一個曲柄，曲柄與轉(zhuǎn)盆連桿的一段鉸接；轉(zhuǎn)盆連桿的另一端與滑塊相聯(lián)接。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動時，即可推動滑塊左右移動。滑塊通過過渡連桿與棘爪推桿鉸接，進而推動棘爪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)棘輪的間歇轉(zhuǎn)動。該機械結(jié)構(gòu)的運動功能在上章已經(jīng)分析。驅(qū)動裝置的設(shè)計較簡單，通過三相異步電機經(jīng)過減速后帶動皮帶輪轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)，具體操作步驟不再贅述。3.1.3和面機各功能組合機械結(jié)構(gòu)設(shè)計將上述和面機主運動結(jié)構(gòu)-5桿揣面機構(gòu)、面盆間歇轉(zhuǎn)動機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置設(shè)計集成，即可以設(shè)計出一款功能完善的和面機。和面機三維模型如下圖所示。圖3-4功能完善的和面機三維模型1-基座；2-電動機；3-減速器；4-聯(lián)軸器；5-移盆機構(gòu)；6-揣面機構(gòu)；7-面盆；8-置盆架上述各個組成部分均由轉(zhuǎn)動鉸鏈連接，設(shè)計計算時需考慮承載力及轉(zhuǎn)矩較大的轉(zhuǎn)動銷軸的強度設(shè)計。3.2帶傳動設(shè)計計算由上一章已知電動機的額定功率P=0.55kW,小帶輪轉(zhuǎn)速n1=1400r/min,傳動比i=2.5,另傳動比允許誤差3.2.1V帶傳動的設(shè)計計算（1）確定計算功率Pca=K式中：Pca——KA——P——所需傳遞的額定功率，即電動機的額定功率，kW。查課本表8-7可知選KA=1.2，則P（2）選擇V帶的帶型根據(jù)計算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速（3）確定帶輪的基準直徑d1)初選小帶輪的基準直徑根據(jù)V帶的帶型，確定小帶輪的基準直徑dd1=200mm,滿足dd1≥2)驗算帶速v根據(jù)式v=πdd1n1／（603）計算大帶輪的基準直徑d由dd2=idd1,并加以圓整，則（4）確定中心距a,并選擇V帶的基準長度1)根據(jù)帶傳動總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合式0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（d2）計算相應(yīng)的帶長LLdo≈2a0+π(dd1+dd2)/2+（d帶的基準長度Ld根據(jù)Ldo由課本表8-2選取為3)計算中心距a及其變動范圍傳動的實際中心距近似為a≈a0+(Ld－Ldo)/2=1014.25mm，考慮到帶輪的制造誤差﹑amin=a－0.015Ld;a最終選定中心距a=1050mm（5）驗算小帶輪的包角α由于小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角，且小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)的小于大帶輪上的總摩擦力，故打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使α1≈180°－57.3°（dd1－dd2算得α1=162.81（6）確定帶的根數(shù)zz=Pca/pr式中：Po?Po——當(dāng)傳動比不等于1時，單根V帶額定功率的增量，見課本表8-4b；KαKL為了使各根V帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)少于10根。否則，應(yīng)選擇橫截面積較大的帶型，以減少帶的根數(shù)。分別查課本表8-4a,8-4b,8-5,8-2可知Po=5.13，?Po=0.46，K（7）確定帶的初拉力F由式Fec=Ffc=2(Fo)min(1－1/efα(Fo)min查課本表8-3知B型V帶單位長度的質(zhì)量q=0.18kg/m,又Kα=0.95，Pca（8）計算帶傳動的壓軸力FFp=2zFo式中，z=3，F(xiàn)o=279.08N，α1=162.813.2.2軸徑的設(shè)計取45號鋼時，按式dmin≥110×1.0333.2.3V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪的材料選用HT150,大帶輪的結(jié)構(gòu)形式采用腹板式，小帶輪的結(jié)構(gòu)形式采用實心式。帶輪的基本結(jié)構(gòu)尺寸計算：已算得dd1=200mm,dd2=500mm,經(jīng)查課本表8-10知bd=14.0mm,ha=3.5mm,hf=0.8mm,e=19mm,f=11.5mm,φ=38°,則L=B=e（z－1）＋2f=19×(3－1)＋2×11.5=61mm,da1=用3D軟件設(shè)計零件及裝配圖，并標注主要的特征尺寸。圖3-5帶輪尺寸草圖第4章和面機的三維建模與設(shè)計4.1SolidWorks軟件概述Solidworks軟件功能強大，組件繁多。Solidworks功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks來搞設(shè)計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論：“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者?！痹趶姶蟮脑O(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks，整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。4.2SolidWorks三維建模技術(shù)在SolidWorks中，當(dāng)生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，SolidWorks的性能得到極大的提高。SolidWorks可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。SolidWorks用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動地捕捉并定義裝配關(guān)系。SolidWorks提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標注。增強了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進行單獨操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關(guān)系的裝配體而設(shè)計的獨特的工程圖功能。4.3和面機三維建模4.3.1和面機三維模型的建立在三維模型仿真之前，首先得建立和面機的三維模型。下面將采用Solidworks建立和面機的三維模型。以連桿的設(shè)計為例簡要介紹Solidworks的使用及其工具箱的功能。Solidworks軟件的界面如下圖所示。圖5-1Solidworks軟件的界面下面以曲柄為例建立三維模型，然后對和面機進行組裝。首先選取參考面，繪制草圖。操作過程如下：1、運用鼠標點擊草繪按鈕，選取前視基準面繪制草圖如下圖所示。圖5-2繪制草圖2、繪制好該特征的草圖之后，點擊拉伸按鈕進行特征生成，拉伸按鈕里面具有參數(shù)選擇的功能，可以設(shè)置厚度，選取不同類型尺寸的生成，其拉伸菜單如下圖所示。圖5-3拉伸菜單示意圖3、選取給定深度拉伸，設(shè)置參數(shù)為10mm，選取凸臺拉伸菜單里面的，系統(tǒng)自動生成一特征如下圖所示圖5-4拉伸生成示意圖下面再建立軸套部分，建立一個長圓柱體，圓柱體與該特征的底部連接，如下圖所示。首先選取該特征的底部為參考面，然后繪制草圖—拉伸，該過程與上圖的繪制基本一致。1、繪制草圖，首先畫一個圓，設(shè)置圓的直徑值，草繪完成。圖5-5圓柱草繪2、對該草繪進行拉伸，選擇拉伸按鈕，設(shè)置拉伸長度參數(shù)為40mm，拉伸效果圖如下圖所示。圖5-6拉伸預(yù)覽示意圖接下來，我們使用拉伸切除功能繪制出一圓柱通孔。首先選取該特征的底部為參考面，然后繪制草圖—拉伸，該過程與上圖的繪制基本一致。1、繪制草圖，首先畫一個圓，設(shè)置圓的直徑值，草繪完成。圖5-7繪制草圖2、對該草繪進行拉伸切除，選擇拉伸切除按鈕，設(shè)置拉伸參數(shù)完全貫穿，拉伸效果圖如下圖所示。圖5-8拉伸切除預(yù)覽示意圖同樣地，再選擇另一基準面建立兩個圓柱特征及拉伸切除一個一鍵槽，這一系列過程不再贅述。至此，整個曲柄三維模型設(shè)計完成，其三維圖如下所示。圖5-9曲柄三維示意圖同理，其他零件如基座、支撐腳、機架、搖桿、棘輪、棘爪、連桿、搖桿、推桿、帶輪、面盆、置盆架、皮帶、揣頭、限位擋塊、導(dǎo)軌、銷軸等零件三維模型的建立，方法基本一致，只是使用的特征按鈕不一樣，操作方法基本相同。棘輪三維模型如下圖所示。圖5-10棘輪的三維設(shè)計限于篇幅，其他零件的三維圖不再一一列出。零件設(shè)計好之后，將對零件進行裝配。4.3.2和面機三維模型的組裝在Solidworks軟件里面，配合主要有重合、平行、垂直、相切、同軸心、鎖定、及距離、角度等配合功能，根據(jù)具體的配合要求選取不同的配合來完成機器的裝配，使之成為一個裝配體。裝配的配合界面如下圖所示。圖5-11配合界面示意圖根據(jù)該和面機的裝配特點，其裝配主要是轉(zhuǎn)動副設(shè)計配合，及面與面的重合，因此只需用到同軸心配合及重合兩種裝配方式。下面將以曲柄與帶輪軸的裝配配合作為重點介紹。首先在Solidworks軟件里面建立裝配體組裝界面。打開裝配體文件夾，具體操作過程如下：1、點擊新建，里面有文件夾形式的選取，包括零件及按鈕，選取裝配體文件，打開裝配體界面。2、點擊插入零部件按鈕，選