家用多功能和面机的设计【含全套CAD图纸】

购买设计文档后加 费领取图纸 本 科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 家用多功能和 面机设计 学 院： 姓 名： 学 号： 专 业： 年 级： 指导教师： 职称： 年 月 I 摘 要 和面机的 实质 作用 就 是进行 水和面粉的搅拌混合 ，主要用于 年糕 、 饺子皮、蛋糕 、膨 化 食品、面条、 馄饨皮 等 面 食的加工， 揉面团的好坏直接影响了面食的口感 。 本 设计 中和面机 采用双 叶片搅拌 ， 和面 容量为 10合调制各种面团 ， 搅拌装置 选择了 双叶片 搅拌器 ，由主电机带动带轮，通过齿轮减速传动给搅拌轴 。 和面完成后打开步进电机，方便取出面团。本 和面机结构简单 ，用途广泛，大到农村人家打年糕，小到三口之家包饺子。 关键词： 绞龙； 多功能 ； 和面机 is of of is as of of of 0 kg/a 0 of to - 66 by to in to a of 目 录 摘 要 . . 1 绪论 . 1 本课题的研究目的 . 1 我国的和面机市场 . 1 本课题应达到的要求 . 1 2 和面机初步设计 . 2 设计准备 . 2 和面的基本过程 . 2 和面机各部件设计 . 2 家用多功能和面机设计 . 3 确定 和面机容量 . 3 总方案 的 设计 . 3 搅拌装置的设计 . 4 搅拌 轴 传动系统的设计 . 7 取料装置的设计 . 21 支架的设计 . 29 家用和面机装配图 . 29 3 小结 . 31 参考文献 . 32 致谢 . 33 家用多功能和面机 1 1 绪论 本课题的研究 目的 和面机的 实质 作用 就 是进行 水和面粉的搅拌混合 ，主要用于 年糕 、 饺 子皮、蛋糕 、膨 化 食品、面条、 馄饨皮 等 面 食的加工， 揉面团的好坏直接影响了面食的口感 。和面机在实际使用过程中，常常根据需要 人为 控制，选择不同的搅拌 速度、搅拌装置形状 ，才能 让 面团的质量 得到保证 。本课题的任务是设计一台具有 多功能的家用和面机 ， 主要适用于加工小面团。 我国的和面机市场 现如今我国的和面机种类繁多，有大型食品工厂用的，有小型家庭用的 。 面食自古就是我们中国人比较喜爱的食物。但是揉面不是每个中国人都能掌握的一项技术，所以对于现在的我们吃一口家常面点变的越来越难了。究其原因，大部分人都是被和面这第一 步难倒了。我们的家用多功能和面机就应运而生。 本课题应达到的要求 本课题的任务是设计 一台具有 多功能的小型 和面机，为小规模食品加工带来便利和效益。 家用多功能和面机设计 2 2 和面机 初步 设计 设计 准备 和面 的 基本过程 和面机调制面团的基本过程 是我们先添加一定量的面粉（以和面为例），然后加入适量水（根据我们需要的面团用途），启动和面机。搅拌轴旋转进行搅拌混合，然后面粉和水分慢慢的混合，直到两者混合均匀，面团圆滑。步进电机反转，翻缸，取出面团，和面完成。 和面机各部件设计 和面机功能介绍 ：功能多样，用途广泛，可以用来 和面、打年糕、打鸡蛋等。 1、搅拌器 搅拌器也 叫 搅拌桨，是和面机最重要的部件。按搅拌轴数目分，有单轴式和双轴式两种。卧式的与立式的也有所不同 。 本次设计的绞龙既适用和面粉，也可以用于打年糕，以及打鸡蛋等。 2、搅拌容器 容器多由不锈钢焊接而成。容器的容积由 和面机的适用 的 面团大小 决定 。 为 了 防止 轴承处 物料或润滑油泄漏 ， 污染食品，容器与搅拌轴之间 必须 密封。因为和面机 轴 的 转速 普遍 低，工作载荷变化 又 大， 密封处 间隙变化 无常 ， 本设 计的密封装置 采用了 应 J 型无滑架橡胶密封圈。 当然也可以 采用空气端面密封装置，密封效果 更完美 。 本设计采用 机动翻转容器 ， 由电动机，减速器及容器翻转齿轮组成。和面 完成后， 打开步进 电机，通过蜗轮蜗杆 、 减速器带动与容器固接的齿轮转动，使容器翻转一定的角度 ，方便使用者取出面团。当搅拌轴搅拌时通过蜗轮蜗杆的自锁原理将其锁死。 3、机架 小型和面机 搅拌轴 转速低，工作阻力大，振动 不会很剧烈， 噪音 也不会很大 。本设计的 机架结构 采用焊接结构 。 4、传动装置 家用多功能和面机 3 本 和面机的传动 是由 电动机，皮带轮 ， 减速器及联轴器等组成。 和面机工作转速低 ，多为 25所以应选用较 大的减速比 。本设计采用行星轮减速器 ，其 传动效率高，结构紧凑。 表 2面机容量与所配电机额定功率的关系 生产力 （ /次） 12 25 50 75 100 主电机 （千瓦） 家用多功能 和面机设计 确定 和面机容量 一般选 5 /次、 10 /次、 15 /次 。 设计 10，和面时间为 10 方案的设计 1、搅拌容器的总体尺寸 搅拌 时 ,搅拌容器的装料系数可取 有关资料可得我国 面粉的吸水系数为 15% 一般 面粉的密度为 和面过程中加 40%的水 （以和面为例） ，水的密度为 1g/ 面粉的质量： 10 水的质量： 4算得总体积为： 10000/000/1 70000以 取搅拌容器容积为 200000 1） 宽度（ B） B = 2 ( R+) 式中 R = 搅拌浆半径 R 的大小取决于面团性质及生产（ = 浆叶与容器的间隙 取为 5=5 B=2（ R 5） （ 2） 高度（ H ） H = h +B 式中 h=( 取 h= （ （ 3）长度（ L ） L = ( （ 搅拌容器的体积为 V= 32 9 . 1 4 5 R/2 （ 家用多功能和面机设计 4 经计算可取 R=25 取 B=50H= L=75选择本设计的 搅拌容器材料为 1、搅拌浆 的选择 本设计选择的 搅拌器 ,搅拌 轴上设置 2 个搅拌叶片 ， 搅拌叶片 是两片 对称 固 定在搅拌轴上 的弧形 叶片 ， 叶片 与搅拌轴旋转 1/4 圆 连接，主要适用于加工小 型 面团。这种搅拌装置适合多种作业，比如和面团，打鸡蛋 以及做蛋糕等。搅拌均匀，搅拌效率高。 与容器壁间距 1择轴半径为 d=23 3、搅拌传动 的选择 选用三相异步电机，通过带轮、两级齿轮传动，带动搅拌 装置 旋转。 4、卸料形式 本 设计和面量较小， 因此选择 电动翻缸 的方式 。系统副电动机安装在机座上，通过蜗杆、蜗轮、齿轮传动带动筒体 传动 ， 和面过程中 利用蜗轮蜗杆自锁效应 ，控制旋转角度。 搅拌装置设计 1、搅拌容 器 设计 容器壁设计为 3侧连接轴承支承处设置加强圈，厚度为 2处 两个，采用焊接结构， 选择本设计的 搅拌容器材料为 1构如图 示。 图 拌容器 具体尺寸及参数要求见设计图纸 2、搅拌器设计 设计 搅拌叶片 宽度为 50度为 4向旋转角度为 1/4 圆 ，轴向长度家用多功能和面机 5 为 450搅拌叶片 厚度设计为 10部宽度为 50部宽度为 20轮毂内径 85径为 100度为 40搅拌叶片 、轮毂采用焊接方式连接，材料选用 1结构简图如图 具体参数见设计图纸。图 拌器结构简图 3、搅拌装置支座设计 材料取为铸铁 本结构如图 拌装置支座 具体尺寸、参数见设计图纸 4、其它零件设计 材料取为 45 钢，搅拌轴左、右支撑，如图 用多功能和面机设计 6 图 拌轴支撑左、右盖 装配关系 见装配图 5、 搅拌系统部件图 图 拌装置部件图 家用多功能和面机 7 搅拌 轴 传动系统 的 设计 1、主电机选择 表 2面机容量与所配电机额定功率的关系 生产力 （ /次） 12 25 50 75 100 主电机 （千瓦） 据表格 2和面机容量与所配电机额定功率的关系，选用 3电机，查设计手册选用通用异步电机 号，转速 960r/s。 2、传动系统中传动链的设计及各传动比的分配设计 (1)搅拌浆转速 n=1435 各种面团所需的转速不同 现取 n20 (2)电机转速 电n= 960同步转速 (3)传动链总传动比 齿带桨电总 =48 （ (4)传动比分配： 皮带传动 带i 3 取带i=3 齿轮传动 1，2 3、皮带传动设计 (1)电机功率 p=3计算功率cp=p= （ (2)选择 v 带型号 根据60r/图得选用 A 型 v 带 (3)求大、小带轮基准直径1 取100 验算带速 v=100060 11 （ 家用多功能和面机设计 8 5<0,符合要求 2i 100 （ 由 i=3 得 320r/整后得215 求 v 带基准长度 中心距 a 由 20a 2（12 取0a=450长00a+（12+ （22/（ 40a） = （ 由长度系列表查得选用带长600算实际中心距 a=0a+2=4500+（ （ 验算小带轮包角 （ =1800-（2×900 合适 求 V 带根数 z 计算单根 v 带的额定功率 查表 8p= 查表 8p=查表 8k= 查表 8-2,（0p+0p）k ( 由此可得 Z= (取 4 根 材料的选择 家用多功能和面机 9 带轮材料取为铸铁 V 带由复合材料抗拉体，顶胶，底胶和包布做成。 结构 小带轮采用实心式结构，如 图 示。 图 带轮 大带轮采用椭圆轮辐式结构，如图 示。 图 带轮 具体结构参数、尺寸见设计图纸 4、齿轮传动设计 采用两级齿轮传动 1，2 (1) 一级齿轮传动设计 p=31n =320r/ 1 家用多功能和面机设计 10 1) 选精度等级、齿轮类型、材料、齿数 直齿轮传动 一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度 材料 大齿轮硬度为 240 45 钢 小齿轮硬度为 280 40 选小齿轮齿数 1z =24 大齿轮齿数 2z =48 2) 3 2（ （ 选载荷系数 小齿轮传递转矩 = 320 =410 N （ 由表 10d=1 由表 10料弹性影响系数 1 由图 10硬度查得 7 小齿轮接触疲劳强度极限 1=600齿轮接触疲劳强度极限 2=550 应力循环次数 =910 （ 22=910 由图 10触疲劳寿命系数 1 2 计算接触疲取劳许用应力 取失效概率为 1% 安全系数为 s=1 家用多功能和面机 11 00=540 （ 50=) 3 241 9 . （t= 圆周速度 v=100060 1 t=s （ 齿宽 b= （ 齿宽与齿高之比 模数11dm = （ 齿高 h= 载荷系数 1 k=k （ 分度圆直径311 = 计算模 ) 根据齿根弯曲强度计算设计 3 2112m F 确定参数 小齿轮弯曲强度极限 =500齿轮弯曲强度极限 =380用多功能和面机设计 12 弯曲疲劳寿命系数1 2 取弯曲疲劳安全系数 s=曲许用应力 M P E F N 11F （ M P E F N 22F k= ×× 齿形系数 12应力校正系数 12 计算比较 1 11 2 22 齿轮值较大 5) 设计计算 3 2112m = （ 圆整后为 d =z =9 2z =2×29=58 6) 几何尺寸计算 分度圆直径 中心距 a=87宽 1d =58 取 5 8 m m ,60B 21 （ 7) 结构设计 小齿轮因直径较小，齿根圆到键槽底部的 距离 e<2m,故采用齿轮轴形势，如家用多功能和面机 13 图 示 图 级齿轮轴 大齿轮采用实心结构，如图 图 级大齿轮 具体尺寸、参数见设计图纸 5、 二级齿轮传动设计 6 使用最大功率 3算 p=32n =160r/ 2 1) 选精度等级、齿轮类型、材料、齿数 直齿轮传动 一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度 材料 大齿轮硬度为 240 45 钢 小齿轮硬度为 280 40 选小齿轮齿数 1z =20 大齿轮齿数 2z =160 2) 3 2（ 家用多功能和面机设计 14 选载荷系数 小齿轮传递转矩 =510 N 由表 10d= 由表 10料弹性影响系数 1 由图 10硬度查得 小齿轮接触疲劳强度极限 1=600齿轮接触疲劳强度极限 2=550 应力循环次数 =810 22=810 由图 10接触疲劳寿命系数 1 2 计算接触疲取劳许用应力 取失效概率为 1% 安全系数为 s=1 00=540 50=) 3 251 9 . （t= 圆周速度 v=100060 1t=s 齿宽 b= 齿宽与齿高之比 =用多功能和面机 15 齿高 h=575= 载荷系数 1 k=k 分度圆直径311 = 计算模 114) 根据齿根弯曲强度计算设计 3 2112m 确定参数 小齿轮弯曲强度极限 =500齿轮弯曲强度极限 =380 弯曲疲劳寿命系数1 2 取弯曲疲劳安全系数 s=曲许用应力 M P E 3k 1F N 11F M P E 8k 2F N 22F k= 齿形系数 12应力校正系数 12 计算比较 111 2 22 用多功能和面机设计 16 大齿轮值较大 5) 设计计算 3 2112m =整后为 d =z =5 2z =8×25=200 6) 分度圆直径 中心距 a=(80+640)/2=360宽 1d =1×58=80 取 8 0 m 5B 21 7) 结构设计 9 小齿轮采用实心结构，如图 示 图 级小齿轮 大齿轮 4002d <1000,采用轮辐式结构，如图 示 家用多功能和面机 17 图 级大齿轮 具体结构参数、尺寸见设计图纸 6、传动轴设计 1) 一级传动轴 V 型皮带传动的效率为 机功率为 3速 320r/s， 确定轴的最小直径 30=21最小处直径为 24 轴的结构设计，如图 示 图 级传动轴 未注倒角为 注圆角为 材料选用 45 钢 家用多功能和面机设计 18 按扭矩校核轴的强度 3T =31 T =45因此 T < T ,故安全 2) 二级传动轴 V 型皮带传动的效率为 轮传动效率为 速 160r/s，电机功率为 3定轴的最小直径 30=26最小处直径为 30 轴的结构设计，如图 示 图 级传动轴 未注倒角为 注圆角为 材料选用 45钢 按扭矩校核轴的强度 3T = T =45因此 T < T ,故安全 3) 搅拌轴 V 型皮带传动的效率为 轮传动效率为 速 20r/s，电机功率为3用多功能和面机 19 确定轴的最小直径，取 = 40m i n 1 ）（ n 最小处直径为 80 轴的结构设计，如图 示 图 拌轴 未注倒角为 注圆角为 材料选用 1扭矩校核轴的强度 34T 5 0 0 0 0d =9550000×3×160×0×30×30)= T =35因此 T < T ,故安全 7、轴承座设计 6 材料取为铸铁 本结构如图 示 家用多功能和面机设计 20 图 承座 具体尺寸、参数见设计图纸 8、搅拌传动部件图 示 家用多功能和面机 21 图 拌传动部件图 取料 装置设计 一级减速采用蜗杆传动 二级减速采用齿轮传动，大齿轮与 筒体固定在一起。 电动机转速为 00r/取容器转速 0r/ 1i =32 2i =3n=800/2=10r/、 电动机的选择 选择步进电动机 步进电机最大速度一般在 600间。 取 列反应式步进电动机 型号为 110 3 相数 电压为 80V 最大静转距为 0×0=7840载转距一般为静转距的 30% 取 个中间值 40% 则负载转距为 7840×136、 蜗杆传动设计 (1)选择蜗杆头数 蜗轮齿数 表得传动比 i 在 14间时 6 2 29 82 家用多功能和面机设计 22 取 由 i= 2= 得 32 合适 (2)求蜗杆 、蜗轮直径 取 m= 则查表得 8 q= m= d2=m 01= m= d2+m=杆长度 L（ 11+m=为 60表 11计涡轮宽度 B=253)蜗杆导程角 z1/q=2/10= = 蜗杆与蜗轮的交错角取为 900 蜗轮螺旋角 =(4)传动的中心距 a=545)选择蜗轮蜗杆材料 蜗杆材料采用 40火到 45 55 并磨削 齿圈用青铜制造 蜗轮轮芯材料采用 45 钢，齿圈用青铜制造 齿圈和轮芯间采用过盈配合 (6)结构设计 蜗杆、涡轮直径较小，采用蜗杆轴 的 结构如图 示。 图 杆轴 涡轮结构 如图 示 家用多功能和面机 23 图 轮轴 3、齿轮计算设计 联轴器 的传动效率取为 头蜗杆传动的机械效率为 取为 P=则齿轮传递的功率为： P=n=25r/s i=) 初步确定齿轮几何尺寸及参数 模数 m=4 齿数 1z =40 2z =100 分度圆直径： 1d =160 2d =400宽 1B =302B =28) 材料 大齿轮硬度为 240 45 钢 。 小齿轮硬度为 280 40 。 3) 结构设计 齿轮直径较大，设计成腹板式结构，如图 示。 家用多功能和面机设计 24 图 齿轮结构图 图 齿轮结构图 家用多功能和面机 25 4) 校核 按齿面接触强度校核： 3 2（ 选载荷系数 小齿轮传递转矩 410 N 取d=11 查得 材料弹性影响 系数 1 由材料 硬度 查得 小齿轮接触疲劳强度极限 1=600齿轮接触疲劳强度极限 2=550 应力循环次数 =810 22=810 由图 10触疲劳寿命系数 1 2 计算接触疲取劳许用应力 取失效概率为 1% 安全系数为 s=1 00=618 50=594算3 241 6181 8 9 . （t=设计齿轮 1d =160大于以合格 4、 轴的计算设计 家用多功能和面机设计 26 1) 蜗杆轴设计 联轴器传动的效率为 机功率为 速 800r/s， 确定轴的最小直径 30=最小处直径为 16 轴 的结构设计，如图 示 图 杆轴 轴材料选用 40扭矩校核轴的强度 3T = T =45因此 T < T ,故安全 2) 蜗轮轴计算设计 联轴器传动的效率为 杆传动效率为 速 800r/s， i=32 确定轴的最 小直径 30=最小处直径为 25 轴的结构设计，如图 示 家用多功能和面机 27 图 蜗轮轴 轴材料选用 45 钢 按扭矩校核轴的强度 3T = T =45因此 T < T ,故安全 5、其它零件设计 蜗杆轴承座设计 ， 材料选用铸铁，结构如图 示。 图 杆轴承座 家用多功能和面机设计 28 具体见设计图纸 2) 蜗轮轴承座设计 材料选用铸铁，结构如图 轮轴承座 3) 其它 步进电机座设计，根据电机安装要求确定机座高度及各定位尺寸，材料选用铸铁。 各标准件如键、螺栓等见装配图 6、卸料系统部件图 图 料传动系统部件图 家用多功能和面机 29 支架 设计 机架采用角钢，底板用 10板。 尺寸依结构而定，焊接方式连接。结构 简图如图 示。 图 架 绞龙式 家用 和面机装配图 如图 示。 家用多功能和面机设计 30 图 面机总装图 家用多功能和面机 31 3 小结 本 次毕业 设计，针对 家用多功能 和面机的 设计要求 ，详细设计了其搅拌装置、搅拌传动系统、 取 料传动系统。在 整个设计过程中受益良多，大学四年的知识融会贯通，才有了此次设计 。 也重新深入学习了之前掌握的不太好的课程，完善了大学的知识结构。各课程之间是互相联系，相辅相成的。 以前做事不够严谨，本次设计过程中深切体会了严谨的治学态度对 于设计者的重要性。 家用多功能和面机设计 32 参考文献 1 卢颂峰 . 机械零件课程设计手册 . 北京：中央广播电视大学出版社， 2001 2 王大康 卢颂峰 北京工业大学出版社， 2000 3 刘混举 机械可靠性设计 科学出版社 2012 4 濮良贵 纪名刚 机械设计 高等教育出版社 2012 5 余桂英 郭纪林 008基础教程 大连理工大学出版社 2008 6 邵立新 夏素民 孙江宏 清华大学出版社 2007 家用多功能和面机 33 致谢 本次 毕业 设计 进入尾声 了， 由于部分课程基础不好，本次设计 我遇到了无数的困难， 值得庆幸的是 都在老师和同学的帮助下 一一解决 了 。我一直认同这句话，别人帮你是你的福分，别人不帮 你是别人的本分。所以，谢谢你们，谢谢。 最应该感谢的人就是 我的指导老师 蔡金平老 师， 由于基础差，自然困难也就多。但他始终不厌其烦对我的疑问一一指导。可以说从开始的确定方案到后面排版，蔡老师真是手把手指点迷津。回忆那段时光，不经有点恍惚，人生有个良师诤友远胜百万雄兵。 还有 我要感谢在大学里教过我的老师们，是他们 把知识倾囊相授 ， 更教会了我像个成年人样去思考，让我从大一的懵懂渐渐变得成熟。 虽然本次毕业设计结束了，我们也要毕业了，但是人生才刚刚开始。最后祝福老师们，同学们，朋友们享受人生，享受生活。 家用多功能和面机 1 图纸简介 家用多功能和面机设计 2 家用多功能和面机 3 家用多功能和面机设计 4 家用多功能和面机 5 家用多功能和面机设计 6 家用多功能和面机 7 家用多功能和面机设计 8