冷面机的机械结构设计(含CAD图纸和说明书)
圆管穿孔器设计毕业设计(论文)冷面机设计院 系:年级专业:姓 名:学 号:附 件:5年 4 月 5 日摘要此次设计的朝鲜冷面机,朝鲜冷面机可生产牛筋面,朝鲜面,热干面,四川麻辣面,冷面,凉面,泡泡面,担担面等多种花样,凉拌、烹调均可。朝鲜冷面是近年来新兴起的一种风味小吃。生产的自熟式多功能牛筋面机,无需外界加热,就能使各种面粉自熟。本文对朝鲜冷面机进行设计,主要完成机械结构部分设计。整机结构主要由电动机产生动力将需要的动力传递到带轮上,然后通过带轮传递到带轮,通过小齿轮再过渡到卷双联齿轮上,双联齿轮轴上装有面筒机构。同时本文对该方案朝鲜冷面机关键零部件设计过程进行了详细阐述,其主要内容包括系统总体方案的设计、电动机的选择、执行机构的设计、传动零部件的设计、轴的设计与校核以及轴承的选择等。本论文研究内容:(1) 朝鲜冷面机总体结构设计。(2) 朝鲜冷面机工作性能分析。(3)电动机的选择。(4) 朝鲜冷面机的传动系统、执行部件。(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。关键词:朝鲜冷面机;冷面机;工艺25AbstractKorean cold noodles machine of this design, Korean cold noodles machine can produce beef tendon noodle, the north face, hot and dry noodles, Sichuan spicy hot noodles, noodles, noodles, bubble surface, Dan Dan noodles and many other tricks, salad, cooking can be. Korean cold noodles is a new snack in recent years. Self cooked type multifunctional Eleusine indica machine production, without external heating, can make various flour self cooked.This paper carries on the design to the Korean cold noodles machine, mainly completes the design of mechanical structure. The whole structure is mainly produced by motor power will need to transfer the power to the belt wheel through a belt wheel, and then transferred to the belt wheel, a small gear and the transition to the roll of double gear through, duplex gear shaft is provided with a side cylinder mechanism. At the same time, this paper has carried on the detailed elaboration of the key parts of the scheme of Korean cold noodles machine design process, the main contents include system architecture design, the choice of motor and actuator design, transmission parts of the design, shaft design and checking and choice of bearings.This thesis research content:(1) the design of overall structure of Korean cold noodles machine.(2) the analysis of Korean cold noodles machine performance.(3) the choice of motor.(4) transmission system, the executive component Korean cold noodles machine.(5) the design of parts of design calculation and check.(6) drawing machine assembly drawing and assembly drawing design of important parts and parts drawings.Keywords: Korean cold noodles machine; machine; process目录绪论1第1章 冷面机工作原理3第2章 朝鲜冷面机总体设计方案3第3章 冷面机主要机械结构设计43.1 基本传动数据计算53.1.1 分配传动比53.1.2 计算机构各轴的运动及动力参数63.2 带传动设计63.2.5 确定带的根数:73.2.7 作用在轴上的载荷:73.2.8 带轮结构与尺寸见零件图83.3 齿轮传动设计83.3.1 第一级齿轮传动设计83.3.2 第二级齿轮传动设计:103.4 轴的校核133.5 键的校核183.6 轴承的校核19第4章 冷面机的综合评价224.1整体评价224.2经济性分析224.3市场分析22总 结24参考文献25致 谢26绪论朝鲜冷面机是属于食品机械的当中的一种机器,食品机械是食品加工业常用的一种设备,它主要用于各种食品的分割或整形。小型食品机品种繁多,广泛应用于生产各式各样食品的加工中心。小型食品机在被使用的过程中不断的被改进与完善。目前使得小型机的性能趋向于高安全性,低能耗,高效率。使用食品机在加工中的应用显著提高了食品的生产、包装、出口,大大降低了工人的工作强度,缓解了企业的用人紧缺这现状。随着食品工业的发展,食品机械的研发也有新的进展。目前,国际包装机械竞争日趋激烈,未来食品包装机械应配合产业自动化趋势,朝着以下四个方向努力:(1)市场日趋垄断化:专家认为,到2005年排名前五十家企业的生产集中度可达到5060,继续朝规模化、集团化发展,以追求规模效益。而中小企业在目前资金、技术实力不够雄厚的状况下,不宜盲目引进生产线,可采用转为大型机械企业提供零配件生产的模式。(2)零部件生产专业化:国际包装界十分重视提高食品包装机械加工和整个包装系统的通用能力,所以食品包装机械零部件生产专业化是发展的必然趋势,很多零部件不再由包装机械厂生产,而是由一些通用的标准件厂生产,某些特殊的零部件由高度专业化的生产厂家生产。(3)向智能化发展:智能化包装的技术,已经在美国、法国等地投入使用。食品技术研究人员估计,未来20到40的食品包装将会应用智能化技术。智能化能更有效地保护食品质量,或直接显示食品是否新鲜,使消费者不必等到拆开包装之后才发现食物是否已经变质。(4)向求精求专发展:今后我国食品包装机械业的发展方向是求精求专。靠简单的重复,扩大生产数量,靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的,我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备,努力提高技术含量,把产品做精、做细、做专、做强,靠技术进步来推动行业的发展。而今,国内一些大学的设计软件,可以对食品机中常用机构进行有限元分析和优化设计,其开发的凸轮连杆机构CADCAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力,但在实际食品机械的设计中应用还不普遍。新型食品机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果,采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术,可使整机的传动链大大缩短,结构大为简化,工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难,只是一些设计人员不了解食品机械的这一发展趋势。如果说以前我国食品机械设计是仿制、学习阶段,那么现在我们应该有创新设计的意识。 图 冷面机实物图我国食品行业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的,其起步于20世纪70年代末,刚起步时年产值仅七、八千万元,产品品种仅100 余种,技术水平也较低。在20纪80年代中期至20世纪年代中期十余年的时间里,才得到快速发展,年增长率达到20%30% ,到1999年底塑料和食品机械达40 大类,品种达1700种,到2000年产值增加到300亿元,且技术水平也上了个台阶,开始出现了规模化、自动化趋势,传动复杂、技术含量高的设备也开始出现,许多食品机械如液体塑料灌装机等设备已开始成套出口。第1章 冷面机工作原理冷面机价格冷面机的工作原理是把面粉经过面辊相对转动挤压形成面片,再经前机头切面刀对面片进行切条,从而形成面条。面条的形状取决于切面刀的规格,所有机型均可安装不同规格的切面刀,故一台机器经过更换不同规格的面刀可以做成各种规格的面条简易型冷面机:是由一对面辊经过多次对面粉的挤压而形成面片,经切面刀切条形成面条,进行切条时面条的长短必须经过手工拉断才可成型,再有人工将面条进行上杆处理。自动挑条一次形成冷面机:是由多组面辊排列式组合而成的机器,自动化程度高,效率大、省时、省力。机器由面粉经过多组面辊的挤压从而形成面片,再经前机头切面刀切条形成面条,面条的长短经分断器进行自动分断,再由自动挑条器把切制成型的面条搭上面杆,悬挂在挑条器上,对面条进行晾晒。流水线冷面机:流水线冷面机是目前自动化程度最高的面条制作机械,面粉经过多组面辊的挤压从而形成面片,经前机头切面刀切条,分断器分断,再由自动挑条器进行上杆处理,使压来的面条自动挂到面杆上,通过烘房进行烘房,烘干后的面条进入智能切面机,自动切断成型。面条是北方的主食之一,其市场占有量可想而知、而在南方面条也是早餐的主食之一,人们早上一个馒头一碗面条也是吃的不亦乐乎、大到大型超市,小到闹市摆摊都有面条的影子出现,面条成了南北两方的必备食物,其市场行情是有目共睹的,我华日技术有限公司结合市场行情,即人们的饮食习惯,推出了新一代多功能冷面机,多功能冷面机不止可以生产面条还可生产饺子皮馄饨皮,热干面等食品。面条是我国人民所喜爱的主食品种,市场需求巨大,永远不愁销路,是充满商机的投资项目。全自动冷面机(挂面机),是一种新型面条流水线设备,该机从进料到出面连续作业,具有高产高效、省时省力、操作简便等优点,生产的面条韧性好、口感好。第2章 朝鲜冷面机总体设计方案 这次设计提出两个方案,第一:对所选用的机器加上一个齿轮变速箱,对齿轮的定位、夹紧进行设计,另外还应对工件的定位夹紧还有面筒选用进行设计。另一个方案,对选用的机器加一个皮带轮变速箱,对皮带和皮带轮定位,夹紧进行设计,另外应对工件的定位夹紧进行设计,还有对刀具选用进行设计验算。对于第一个方案,增加齿轮变速箱将是亮点,实现冷面机多档变速,满足对不同需求,让加工时间更省。对于第二方案,其优点是设计简单,增加皮带轮就是,但使用时变速不方便。 图1.1 冷面机设计原理图根据以上分析,优先采用的是第一种方案,当计算到齿轮变速设计不足时,可以采用第二种方案,如果最终采用第二种方案也不会影响到前面的设计,因此,实际的方案选用要到对比所选用机器功率时才能确定。第3章 冷面机主要机械结构设计主轴箱传动设计,是根据动力箱驱动轴位置和动力转速、各主轴位置及其转速要求,设计传动链,把驱动轴与各主轴连接,使各主轴获得预定的转速和转向。主轴箱传动系统要求设计:1)、在保证主轴的强度、刚度、转速和转向的条件下,力求使传动轴和齿轮的规格、数量为最少。2)、不用主轴带动主轴的方案,以免增加主轴负荷,影响加工质量。3)、为了结构紧凑,主轴箱内齿轮副的传动比不大于1/2,后盖内齿轮传动比取在1/31/3.5,不用升速传动。4)、主轴设置在第排位置,以减少主轴的扭转变形。5)、刚性钻孔主轴上的齿轮,其分度圆直径大于被加工孔的孔径,以减少振动,提高运动平稳性。6)、驱动轴带动的转动轴不能超过两根,以免给装配带来困难。7)、主轴的分布被加工零件上加工孔的位置决定主轴的分布情况。孔的位置分布大致可归纳为:同心圆分布、支线分布和任意分布三种类型。3.1 基本传动数据计算3.1.1 分配传动比根据结构设计要求,可以尽量采用电机直接带动的传动方式,这样设计的结构简单紧促,并且容易保证传动比,只是可能会引起机床传动的不平稳性。考虑工作条件,初选型号作为该机器的主要动力来源。查表,选用电机如下: 电机型号 额定功率 满载转速 同步转速 冷面机主轴的转速:传动比: =1473:2890=1:2上式中i0、i1分别为带传动与减速器(两级齿轮减速)的传动比,为使V带传动的外廓尺寸不致过大,同时使减速器的传动比圆整以便更方便的获得圆整地齿数。初步取i0 =2,则减速器的传动比为 分配减速器的各级传动比,按展开式布置,查阅有关标准,取 i11=6.4,则i22=5。(注以下有i1代替i11,i2代替i22)3.1.2 计算机构各轴的运动及动力参数a) 各轴的转速 轴 轴 轴 b) 各轴的输入功率 轴 轴 轴c) 各轴的输入转矩 电动机输出转矩 轴 轴 轴 3.2 带传动设计3.2.1 选择皮带由设计可知:V带传动的功率为2.2kw,小带轮的转速为960r/min,大带轮的转速为480r/min。查机械设计手册可知 工况系数取 KA=1.5 ,Pc=1.52.2=3.3kw。根据以上数值及小带轮的转速查相应的图表选取A型V带。3.2.2 带轮基准直径:查阅机械设计手册选取小带轮基准直径为d1=100mm,则大带轮基准直径为d2=2100=200mm3.2.3 带速的确定:3.2.4 中心矩、带长及包角的确定由式0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 可知: 0.7(100+200)a02(100+200) 得 210a0600 初步确定中心矩为 a0=400 根据相关公式初步计算带的基准长度: 查机械设计手册选取带的长度为1250mm计算实际中心矩: 取386mm验算小带轮包角: 3.2.5 确定带的根数: 查机械设计手册知 p1=0.97 p1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 则 取Z=33.2.6 张紧力 查机械设计手册 q=0.10kg/m 3.2.7 作用在轴上的载荷: 3.2.8 带轮结构与尺寸见零件图图3.1 带轮的结构与尺寸图3.3 齿轮传动设计 应尽量使相啮合齿轮的齿数之间没有公约数,以便使齿轮在使用过程中各齿之间都能相互啮合,以加速磨合,模数3.3.1 第一级齿轮传动设计a) 选材料、确定初步参数1) 选材料 小齿轮:40Cr钢调制,平均取齿面硬度为260HBS 大齿轮:45钢调制,平均取齿面硬度为260HBS2) 初选齿数 小齿轮的齿数为Z1=20,则大齿轮的齿数为Z2=202.1=423) 齿数比即为传动比 4) 选择尺宽系数d和传动精度等级情况,参照机械设计手册并根据以前学过的知识选取 d=0.6小齿轮直径d1=60mm,则小齿轮的尺宽为b=d d1=0.660=20mm5) 齿轮圆周速度为: 参照机械设计手册选精度等级为9级。6) 计算小齿轮转矩T17) 确定重合度系数Z、Y:由公式可知重合度为则由手册中相应公式可知:8) 确定载荷系数 KH 、KF确定使用系数 KA:查阅机械设计手册选取使用系数为KA=1.85确定动载系数Kv:查阅机械设计手册选取动载系数Kv=1.10确定齿间载荷分布系数KHa、KFa:则 载荷系数KH、KF 的确定,由公式可知b) 齿面疲劳强度计算1) 确定许用应力H 总工作时间th,假设该切断机的寿命为10年,每年工作300天,每天工作8个小时,则: 应力循环次数 N1、N2 寿命系数 Zn1、Zn2 ,查阅相关机械设计手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.15 接触疲劳极限取:hlim1=720MPa、hlim2=580MPa 安全系数取:Sh=1.0 许用应力 h1、h2 2) 弹性系数ZE 查阅机械设计手册可选取3) 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.54) 求所需小齿轮直径d1 与初估大小基本相符。5)分度圆直径d1,d2 6)确定尺宽:取大齿轮尺宽为 b1=20mm 小齿轮尺宽取 b2=20mm3.3.2 第二级齿轮传动设计:a) 选材料、确定初步参数1) 选材料 小齿轮:40Cr钢调制,平均取齿面硬度为260HBS 大齿轮:45钢调制,平均取齿面硬度为260HBS2) 初选齿数 取小齿轮的齿数为18,则大齿轮的齿数为182.22=403) 齿数比即为传动比 4) 选择尺宽系数d和传动精度等级情况,参照机械设计手册并根据以前学过的知识选取 d=2/3初估小齿轮直径d1=54mm,则小齿轮的尺宽为b=d d1=2/339=26mm 齿轮圆周速度为: 参照手册选精度等级为9级。5) 计算小齿轮转矩T16) 确定重合度系数Z、Y:由公式可知重合度为则由手册中相应公式可知:7) 确定载荷系数 KH 、KF确定使用系数 KA:查阅机械设计手册选取使用系数为KA=1.85确定动载系数Kv:查阅机械设计手册选取动载系数Kv=1.0确定齿间载荷分布系数KHa、KFa:则 载荷系数KH、KF 的确定,由公式可知c) 齿面疲劳强度计算1) 确定许用应力H 总工作时间th,假设该弯曲机的寿命为10年,每年工作300天,每天工作8个小时,则: 应力循环次数 N1、N2寿命系数 Zn1、Zn2 ,查阅机械设计手册选取Zn1=1.33、Zn2=1.48接触疲劳极限取:hlim1=760MPa、hlim2=760MPa安全系数取:Sh=1许用应力 h1、h2 2) 弹性系数ZE 查阅机械设计手册可选取3) 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.54) 求所需小齿轮直径d1 与初估大小基本相符。5)分度圆直径d1,d2 6)确定尺宽:取大齿轮尺宽为 b1=392/3=26mm 小齿轮尺宽取 b2=26mm3.4 轴的校核3.4.1 一轴的校核 轴直径的设计式 取d=30轴的刚度计算a) 按当量弯矩法校核1) 设计轴系结构,确定轴的受力简图、弯矩图、合成弯矩图、转矩图和当量弯矩图。图3.2 轴的受力转矩弯矩图2) 求作用在轴上的力如表3.1,作图如图3.2c表3.1 作用在轴上的力垂直面(Fv)水平面(Fh)轴承1F2=12NF4=891N齿轮 2=N轴承3F1=476NF3=1570N带轮41056N3) 求作用在轴上的弯矩如表3.2,作出弯矩图如图3.2d、图3.2e表3.2 作用在轴上的弯矩垂直面(Mv)水平面(Mh)截面N.mm合成弯矩截面合成弯矩4)作出转弯矩图如图3.2f5)作出当量弯矩图如图3.2g,并确定可能的危险截面、如图3.2a。并算出危险截面的弯矩如表3.3。表3.3截面的弯矩截面截面6)确定许用应力已知轴材料为45钢调质,查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa,=60MPa。7)校核轴径如表3.4表3.4 验算轴径截面截面结论:按当量弯矩法校核,轴的强度足够。b) 轴的刚度计算所以轴的刚度足够1) 求作用在轴上的力如表3.5,并作图如图3-3c表3.5 作用在轴上的力垂直面(Fv)水平面(Fh)1F3=1627NF1=8362N =2381N2F4=754NF3=12619N轴21848N2)计算出弯矩如表6,并作图如图3.3d、图3.3e表3.6 轴上的弯矩垂直面(Mv)水平面(Mh)截面N.mm合成弯矩截面合成弯矩3)作出转弯矩图如图3.2f4)作出当量弯矩图如图3.2g,并确定可能的危险截面、和的弯矩如表3.7表3.7危险截面的弯矩截面截面6)确定许用应力已知轴材料为45钢调质,查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa,=60MPa7)校核轴径如表3.8表3.8 校核轴径截面截面结论:按当量弯矩法校核,轴的强度足够。b) 轴的刚度计算所以轴的刚度足够附:轴二与轴三的校核与轴一相同。取轴二的直径为35,轴三的直径为30. 经检验,合格。3.5 键的校核平键的强度校核. a) 键的选择 键的类型应根据键联接的结构使用要求和工作状况来选择。选择时应考虑传递转拒的大小,联接的对中性要求,是否要求轴向固定,联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离长短,以及键在轴上的位置等。键的主要尺寸为其横截面尺寸(键宽b 键高h)与长度L。键的横截面尺寸bh 依轴的直径d由标准中选取。键的长度L一般可按轮毂的长度选定,即键长略短于轮毂长度,并应符合标准规定的长度系列。故根据以上所提出的以及该机工作时的要求,故选用A型普通平键。由机械设计手册查得:键宽 b=16mm 键高 h=10mm 键长 L=30mmb) 验算挤压强度.平键联接的失效形式有:对普通平键联接而言,其失效形式为键,轴,轮毂三者中较弱的工作表面被压溃。工程设计中,假定压力沿键长和键高均匀分布,可按平均挤压应力进行挤压强度或耐磨性的条件计算,即:静联接 式中 传递的转矩 轴的直径 键与轮毂的接触高度(mm),一般取 键的接触长度(mm).圆头平键 许用挤压应力) 键的工作长度 挤压面高度 转矩 许用挤压应力,查机械设计手册表, 则 挤压应力 所以 此键是安全的。附:键的材料:因为压溃和磨损是键联接的主要失效形式,所以键的材料要求有足够的硬度。国家标准规定,键用抗拉强度不低于的钢制造,如 45钢 Q275 等。3.6 轴承的校核 滚动轴承是又专业工厂生产的标准件。滚动轴承的类型、尺寸和公差等级均已制订有国家标准,在机械设计中只需根据工作条件选择合适的轴承类型、尺寸和公差等级等,并进行轴承的组合结构设计。3.6.1 初选轴承型号 试选10000K轴承,查机械设计手册GB281-1994,查得10000K轴承的性能参数为: C=14617N Co=162850N (脂润滑)3.6.2寿命计算 a) 计算轴承内部轴向力. 查表得10000K轴承的内部轴向力 则: b) 计算外加轴向载荷 c) 计算轴承的轴向载荷 因为 故 轴承1 轴承2 d) 当量动载荷计算 由式 查表得: 的界限值 查表知 故 故 则: 式中. (轻度冲击的运转)由于 ,且轴承1、2采用型号、尺寸相同的轴承,故只对轴承2进行寿命计算。e) 计算轴承寿命 f) 极限转速计算 由式 查得:载荷系数 载荷分布系数 故 计算结果表明,选用的10000K型圆柱孔调心轴承能满足要求。第4章 冷面机的综合评价4.1整体评价我国机器企业经过多年的努力,不断加大了机器在国际市场上的份额。近期,我国的机器已经达到供不应求的局面,据了解,我国机床的产销量增速飞快。我国机器行业要在这样激烈的机床市场上占领市场的一席之地,就必须立足自身的优势,着力发展高档技术,不断创新。虽然钻具有较大的发展前景,但并不能盲目跟风,在不断提升数控技术的同时,要发展出自身的优势。机床企业要针对用户需求,勇于竞标高端装备,以此促进自主创新;要在冷静反思的基础上,控制产能的盲目扩张,强化研发及试验条件建设;把质量、可靠性、精度保持性、功能和附配件完整性等用户关心的指标置于更优先的位置。此次设计的朝鲜冷面机,是食品机器的的一种细分,提高加工效率和保证质量将是亮点,实现冷面机多档变速,满足对加工,让加工时间更省。在后面的加工工艺过程就会更加简洁,提高加工效率,节省时间,提高经济效益。4.2经济性分析任何一个较为复杂的机器,都有不同的加工工艺方案,特别是一个新产品,从开发设计,试制,小批量投产到产品发展和成熟时期的大批量生产,都要经历不同的生产批量过程。作为组成这一产品的机械零件必须根据生产批量来确定其工艺方案,现以圆管结合件为例,说明在不同生产批量情况下,如何合理选择定位基准,采用适宜的生产设备和工艺手段,以保证加工质量可靠,满足市场的需求。达到生产批量的能力,同时投资小,见效快,成本低,从而获得企业的最大经济效益。零件的生产批量是决定采用单工位,多工位或自动线,还是按照中小批生产特点来设计组合机床的重要因素。从工件的外型及轮廓尺寸看,可以采取单工位固定式夹具的机床配置形式。圆管的年产量为10000/年,单班制,且圆管零件的尺寸较大,故采用单工位机床加工。4.3市场分析设计朝鲜冷面机专用设备,生产效率高,投资少,生产准备周期短,产品改型时设备损失少;而且冷面机操纵方便、省力、容易掌握,不易发生操作错误和故障,不仅能减轻工人的劳动强度,保证工人的安全,冷面机还能提高管道孔加工的质量,提高生产率,缩短加工时间。可以为圆管生产厂家、化工、石油生产企业的孔加工设备的设计提供设计参考。总 结经过大学的四年学习,我们学习了大学的全部基础课程和专业课程,在此基础上,我们已经穿插的进行了许多次的课程设计减速箱设计、金工制图课程设计等,还有每个学期不同周期的课程实践金工实习,生产工艺实习、毕业实习等,然而也是这些课程设计和课程实践使我认识和熟悉本专业的基础知识和实践过程,为我更好的完成毕业设计打下良好的基础。这次毕业设计是对我们大学四年所学知识的综合运用,也是对我们大学四年所学知识的考核,因此这次在大学结束时的毕业设计显得犹为重要。这也就给我们一次对所有学过的课程的系统和深入理解的机会,也是理论联系实际最好的机会,无疑会对我们学习的内容的深层次的巩固,对我们即将走进的工作岗位有很大的益处。本次毕业设计是我们走上工作岗位之前最后的一次演练机会,它将为我们今后胜任工作打下良好的基础,为我们提高自身的设计能力提供了一个难能可贵的平台。在本次毕业设计中,我综合运用了所学的各门基础课程和专业课程知识,掌握了机械设计的一般规律,树立了正确的设计思想,培养了我们分析和解决问题的能力;学会了独立搜集各种技术资料,研究工艺方案的能力,能独立制定设计方案,正确分析设计中出现的各种矛盾和难题,并提出解决方案;在工艺过程的设计,机床部件的选择,加工工艺的特点,主轴箱的设计及其特点,以及各种的机床技术要求等方面,都有了长足的进步。大大培养了我们的机械设计能力;通过毕业设计,更好地学会了运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料,培养机械设计的基本技能。 在这里最要感谢的是我的指导老师李俊武教授 ,在规定的时间内完成设计任务,同时也学到许多道理。为我更好的走向工作岗位打下基础。参考文献1冯辛安主编.机械制造装备设计.北京:机械工业出版社,19991.02盛伯浩主编.机床的现状与发展.北京:机械工业出版社,2005.1.3王爱玲,白恩远等编著.现代数控机床.北京:国防工业出版社,2004.44关颖主编,数控车床.沈阳:辽宁科学技术出版社,2005.15 盛晓敏,邓朝晖.先进制造技术M.北京:机械工业出版社,20026 谢红.数控机床机器人机械系统设计指导M.上海:同济大学出版社,2004,87高叶玲主编.数控机床的结构与传动.北京:国防工业出版社,1977.78孙恒,陈作模主编.机械原理.北京:高等教育出版社,2000.89濮良贵,刚主编.机械设计.北京:高等教育出版社,2004.210卜云峰主编.械工程及自动化简明手册.北京:机械工业出版社,2001.611陈远龄,黎亚元主编.机床电器自动控制.北京:重庆大学出版社,2000.712贾志新,艾东梅主编.数控车床的致命性分析J 2000.4 818213许洪基,雷光主编.现代机械传动手册.北京:机械工业出版社,2002.514卜炎主编.实用轴承设计手册.北京:机械工业出版社,2004.115章宏甲,黄谊,王积伟主编.液压与气压传动.北京:机械工业出版社,2000.516成大先主编.机械设计手册.北京:化学工业出版社,2004.117王积伟,黄谊等主编.液压与气压传动.北京:机械工业出版社,2000.518张平格主编.液压传动与控制.北京:治金工业出版社,2004.819沈兴全,吴秀玲主编.液压传动与控制.北京:国防工业出版社,2005.120 西门子561-802系列产品订货样本.西门子(中国)有限公司,自动化与驱动集团.200321关雄飞主编.数控加工技术综合训练.北京:机械工业出版社,2006.1致 谢在这次毕业设计中得到了很多老师和同学的热心帮助,在这里我要一一向他们表示感谢。首先我要感谢我们的指导老师李俊武教授。从毕业设计开始到期末答辩,老师一直严格要求我们,为我们安排了合理的作息时间,避免了由于作息时间无序而出现的懒散现象的发生。为了能使我们按时胜利的完成毕业设计任务,李俊武教授多次带领我们小组的同学实地参观机器,加深了我们对机器的理性认识。有的同学设计的课题可查阅的相关资料较少,老师亲就亲自通过不同途径为这些同学找到相关的资料,保证了这些同学的进度。正是在老师有效的指导下,使得我们小组每个同学的进度都达到了学院的要求。在学院组织的几次中期检查中,我们组的同学没有一个因为进度跟不上而遭到检查老师的批评。我很欣赏老师严谨的治学态度,敬佩他的为人;感谢他对我们的耐心指导。我相信这几个月来他对我的教诲一定会使我终身受益。还有很多我无法一一列举姓名的师长和友人给了我指导和帮助,在此衷心的表示感谢,他们的名字我一直铭记在心!由于我的水平有限,加上时间仓促,设计中的疏漏及错误之处再所难免,恳请老师,读者批评指正,提出宝贵意见。最后,衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的专家教授。附件1毕业设计(论文)任务书年级/专业:机械设计制造及其自动化学生姓名:张忠辉学号:112012341指导教师:车丛国毕业设计(论文)题目:朝鲜冷面机的设计毕业设计(论文)的任务(包括目的要求、技术要求、工作要求、时间安排等)1. 目的要求:毕业设计的主要目的是利用所学的专业基础知识和专业知识应用到所设计的题目中、利用所学的外语翻译翻译一定字数与本专业有关的文章、掌握查阅和利用文献资料的能力、按学院要求有逻辑的书写毕业设计论文、按机械制图标准和规定画法完成一定量的设计图纸绘制、材料的选择、加工工艺等方面的知识、独立完成所下达毕业设计题目、论文重复率检测不超过15%、给毕业后上岗打下良好的基础。2. 技术要求:毕业设计主要包括:掌握你所设计题目的应用目的、工作原理、装配图设计、零件图设计、零件结构尺寸设计、零件材料的选择、尺寸及公差的标注、形状及位置精度、表面粗糙度的标注及国家标准的应用。3. 工作要求:独立完成设计要求的各项任务。 1、用Autocad绘制2D图;装配图及零件图不少于A2-A4幅面6张 2、可以用Pro/E等相关软件绘制结构的总装2D、3D图;(可以用其他软件) 3、冷面机典型零件的2D 或3D图; 4、通过查阅文献资料,企业调查认真查找冷面机设计技术资料。积极与指导教师沟通,解决所存在的技术问题; 5、完成不少于5000字的毕业设计说明书,要求格式规范,文字叙述流畅,数据准确,图形图表清晰美观,装订统一,设计相关的零件图和装配图。4. 时间进度安排:第1 周至第3周 分析零件的成形工艺性第4周至第6周 制品的基本参数的计算及电动机选用。第6 周至第8周 冷面机类型及结构的确定,冷面机的结构草图的绘制。第9 周至第10周 相关零件和成型机械关系的校核,冷面机零件的必要计算。第11周至第11周 绘制冷面机装配图,绘制冷面机零件图。第12周至第13周 材料送审,准备答辩毕业设计(论文)主要内容(包括题目性质、来源,研究目的、内容等)1. 题目性质:产品设计类2. 题目来源:指导老师定的题目3. 研究目的:通过对冷面机的机构原理分析设计、掌握冷面的生产过程。对冷面机零件及结构进行设计和计算,来研制出一种适用型,经济型的冷面机。培养学生综合运用所学基础理论、专业知识及基本技能来分析和解决实际问题的能力。4. 研究内容:(1)零件图,装配图 (2)零件材料选择,冷面机外观的设计; (3)零件尺寸设计计算 (4)冷面机设计说明书. 主要参考文献1机械设计手册化学工业出版社 成大先 主编2AutoCAD2010基础培训教程 人民邮电出版社 姜勇主编3工程材料北京航天航空大学出版社 范悦主编4机械加工工艺手册机械工业出版社 王先逵主编指导教师签字: 年 月 日注:表格不够填写可另续页。毕业设计(论文)文献综述系 别:机械设计制造及其自动化年级专业:姓 名:张忠辉学 号:112012341题目名称:朝鲜冷面机的设计指导老师评语:指导教师签名:年 月 日朝鲜冷面机文献综述朝鲜冷面机的设计文献综述【内容摘要】:目前国产的设备大多是对国外进口产品的简单仿制,因此针对食品机械关键部件的深入研究,对原理、结构、运动、功能等分析,提供结构简单可靠、操作方便、机械化程度高、使用范围广的食品机械是很有必要的。本文在分析食品机械的工艺和使用要求的基础上,通过对关键部件的理论分析,提出一种实用、简单、可靠和通用的传动系统,将结构等关键部件的设计原理、结构特点等做了较为详细的研究和设计;本文分析各机构的运动学规律,提出可行的优化结构满足工艺;对关键部件提出完整的设计方法,旨在满足市场需求,推动企业创新步伐。【关键词】:朝鲜冷面机、食品机械 、传动系统、结构设计导言朝鲜冷面机是属于食品机械的当中的一种机器,食品机械是食品加工业常用的一种设备,它主要用于各种食品的分割或整形。小型食品机品种繁多,广泛应用于生产各式各样食品的加工中心。小型食品机在被使用的过程中不断的被改进与完善。目前使得小型机的性能趋向于高安全性,低能耗,高效率。使用食品机在加工中的应用显著提高了食品的生产、包装、出口,大大降低了工人的工作强度,缓解了企业的用人紧缺这现状。随着食品工业的发展,食品机械的研发也有新的进展。目前,国际包装机械竞争日趋激烈,未来食品包装机械应配合产业自动化趋势,朝着以下四个方向努力:(1)市场日趋垄断化:专家认为,到2005年排名前五十家企业的生产集中度可达到5060,继续朝规模化、集团化发展,以追求规模效益。而中小企业在目前资金、技术实力不够雄厚的状况下,不宜盲目引进生产线,可采用转为大型机械企业提供零配件生产的模式。(2)零部件生产专业化:国际包装界十分重视提高食品包装机械加工和整个包装系统的通用能力,所以食品包装机械零部件生产专业化是发展的必然趋势,很多零部件不再由包装机械厂生产,而是由一些通用的标准件厂生产,某些特殊的零部件由高度专业化的生产厂家生产。(3)向智能化发展:智能化包装的技术,已经在美国、法国等地投入使用。食品技术研究人员估计,未来20到40的食品包装将会应用智能化技术。智能化能更有效地保护食品质量,或直接显示食品是否新鲜,使消费者不必等到拆开包装之后才发现食物是否已经变质。(4)向求精求专发展:今后我国食品包装机械业的发展方向是求精求专。靠简单的重复,扩大生产数量,靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的,我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备,努力提高技术含量,把产品做精、做细、做专、做强,靠技术进步来推动行业的发展。食品装置(机械)的应用及适用范围现代经济生活中,绝大多数产品都需要经过机械加工来提高产品的生产率。而有些产品的包装要借助包装技术及装备。所以包装设备在包装过程中是不可或缺的工艺手段。食品装置是包装设备中较为重要的一种机械设备形式,可广泛应用于一般块状食品的包装,尤其适用于大批量的转移、称重、封口 、码放等过程。利用小型自动包装机械包装是提高装袋速度,减轻工人劳动强度的有效方法。食品装置(机械)的国内外发展情况食品机械,最初是由美国于上世纪五十年代开发出来的产品。后来日本得到发展,并于上世纪六七十年代随日本经济高速发展,技术性能得到长足的进步。上世纪八十年代初,我国大量引进食品机械并生产出自己的产品。以日清品牌为代表,主要针对方便面生产线配套使用。上世纪九十年代,这种机型开始大量用于粮食流通,同时派生出各种各样的类似包装机。随着机电一体化的应用,粉料自动包装也向着高速全自动模块化的方向发展及创新。现今国外开发的食品机械已极其人性化:高速、节能、全自动、模块化。就国内外食品机械的开发情况来看,主要从以下几点进行:(l)不断扩大其通用能力,以满足多种属性粉料的包装。(2)高速全自动,配备微机控制系统,借助预先储存的程序控制多台伺服电机,分别驱动有关执行机构。(3)参数化调整和设置,对主要操作部件(供送、袋成型、牵引、封切等)作适当调整有关工作参数,便可在较宽的尺寸范围内,满足不同品种不同尺寸的包装。(4)模块化结构设计,对供送、牵引、封切等主要部件进行相对独立并又能较为自由组合的结构设计,以满足卧式组合和立式组合的包装机。德国与美国、日本、意大利均为世界食品机械大国。在食品机械设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。德国食品机械的设计是依据市场调研及市场分析结果进行的,其,目标是努力为客户,尤其是为大型企业服务。为满足客户要求,德国食品机械制造厂商和设计部门采取了诸多措施: (1)工艺流程自动化程度越来越高,以提高生产率和设备的柔性及灵活性。采用机械手完成复杂的动作。操作时,在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下,机械手按电脑指令完成规定动作,确保包装的质量。 (2)提高生产效率,降低生产成本,最大限度地满足生产要求。德国食品机械以饮料、啤酒灌装机械和塑料食品机械见长,具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。其饮料灌装速度高达12万瓶/h,小袋食品机械机的包装速度高达900袋min。 (3)使产品机械和食品机械一体化。许多产品要求生产之后直接进行包装,以提高生产效率。如德国生产的巧克力生产及包装设备,就是由一个系统控制完成的。两者一体化,关键是要解决好在生产能力上相互匹配的问题。 (4)适应产制品变化,具有良好的柔性和灵活性。由于市场的激烈竞争,产品更新换代的周期越来越短。如化妆品生产三年一变,甚至一个季度一变,生产量又都很大,因此要求食品机械具有良好的柔性和灵活性,使食品机械的寿命远大于产品的寿命周期,这样才能符合经济性的要求。 (5)普遍使用计算机仿真设计技术。随着新产品开发速度不断加快,德国食品机械设计普遍采用了计算机仿真设计技术,大大缩短了食品机械的开发设计周期.食品机械设计不仅要重视其能力和效率,还要注重其经济性。所谓经济性不完全是机械设备本身的成本,更重要的是运转成本,因为设备折旧费只占成本的68,其他的就是运转成本。我国食品机械行业起步于20世纪70年代,在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一,无论是产量,还是品种上,都取得了令人瞩目的成就,为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前,我国已成为世界食品机械工业生产和消费大国之一。食品机械作为一种产品,它的含义不仅仅是产品本身的物质意义,而是包括形式产品、隐形产品及延伸产品3层含义。形式产品是指食品机本身的具体形态和基本功能;隐形产品是指食品机给用户提供的实际效用;延伸产品是指食品机的质量保证、使用指导和售后服务等。所以食品机的设计应该包括:市场调研、原理图设计、结构设计、施工图设计、使用说明书编写及售后服务预案等。食品机械设计的类别主要有:测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为164万瓶/h,其中灌装机的灌装阀工位数从48个、60个、90个到120个就属于系列化设计。由普通啤酒灌装生产线到纯生啤酒灌装生产线的设计就属于改进、开发性设计。对于中低速运行的食品机,目前我们基本上可以进行自主设计。而高速运行的食品机,特别是一些先进机型,大多是测绘、仿制国外的同类机型,进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是:(1)大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法,如高速食品机械的动力学设计理论和方法等,对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决;(2)产、学、研结合不够紧密,理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用,设计人员缺乏及时的技术培训;(3)整个行业缺乏宏观调控的力度,优势资源不能得到合理的配置与调整。在食品机械设计领域,绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法:(1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机;(2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围;(3)设计工作原理图、传动系统图;(4)设计关键零件,部件;(5)设计总装图方案和动作循环图;(6)设计部件图、总装图和零件图;(7)对主要部件中的关键零件进行强度、刚度校核;(8)设计控制原理图、施工图等。而今,国内一些大学的设计软件,可以对食品机中常用机构进行有限元分析和优化设计,其开发的凸轮连杆机构CADCAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力,但在实际食品机械的设计中应用还不普遍。新型食品机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果,采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术,可使整机的传动链大大缩短,结构大为简化,工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难,只是一些设计人员不了解食品机械的这一发展趋势。如果说以前我国食品机械设计是仿制、学习阶段,那么现在我们应该有创新设计的意识。我国食品行业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的,其起步于20世纪70年代末,刚起步时年产值仅七、八千万元,产品品种仅100 余种,技术水平也较低。在20纪80年代中期至20世纪年代中期十余年的时间里,才得到快速发展,年增长率达到20%30% ,到1999年底塑料和食品机械达40 大类,品种达1700种,到2000年产值增加到300亿元,且技术水平也上了个台阶,开始出现了规模化、自动化趋势,传动复杂、技术含量高的设备也开始出现,许多食品机械如液体塑料灌装机等设备已开始成套出口。朝鲜冷面机的介绍朝鲜冷面机可生产牛筋面,朝鲜面,热干面,四川麻辣面,冷面,凉面,泡泡面,担担面等多种花样,凉拌、烹调均可。朝鲜冷面是近年来新兴起的一种风味小吃。生产的自熟式多功能牛筋面机,无需外界加热,就能使各种面粉自熟。可生产牛筋面、泡泡面、小麦冷面、四川凉面等多种风味小吃,夏天凉拌,冬天可爆炒。无论面粉多少,都可加工制作,1公斤干面粉可生产2.2-2.5公斤成品牛筋面,一公斤牛筋面的批发价在23元。广泛用于学校、机关、食堂,更适合于个体摊位使用。我公司免费提供生产配方,包技术,使用我们的机器和技术,可使您生产出当地质量最好的牛筋面。牛筋面机广泛适用于学校,机关食堂,更适合于风味小吃,是一种投资少,效益快的致富小机械. 图1 朝鲜冷面机实物图针对国内许多部门对食品机械的需求,本设计着重探讨食品机械的整体结构设计和模块化结构,开发出具有包装速度快,通用性好以及结构简单可靠、操作方便、自动化程度高的新颖食品。总结在日常生活中食品是必不可少的,食品生产多样化,使得很多食品的加工都具有了专用的加工机械,很多加工机械被研发制造并投入使用。但是一些食品加工机械还是非常落后的,不仅耗能高、效率低、安全性低而且不能保证食品加工的质量。在对这个课题的研究过程中,逐步了解了食品机械的发展、要求,初步形成一套食品机的设计方案,在如何提高此类食品机的性能、安全性、效率及降低能耗等方面进行了探索。参考文献1成大先.机械设计手册M.第5版 北京:化学工业出版社,20102朱孝录.齿轮传动设计手册M北京:北京化学工业出版社,20053杨黎明.机构选型与运动设计M北京:国防工业出版社,20074朱龙英.机械设计基础M 第2版 北京:机械工业出版社,20095邓根清,陈义庄.机械制造基础 M北京:北京希望电子出版社20066申永胜.机械原理M北京:清华大学出版社,19997申荣华.工程材料及其成形技术基础M北京:北京大学出版社,20088颜永年.先进制造技术M北京:北京化学工业出版社,20039袁巧霞.食品输送机械与设备M北京:北京机械工业出版社,201010陈明.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,200511改进我国包装机械设计方法的新思路12 Ben-Tal, A., Bar-Yoseph, P. Z., and Flashner, H., “Space-time spectral element method for vol. 39, pp. 31013121, 1996.13 Chapnik, B. V., Heppler, G. R., and Aplevich, J. D., “Controlling the impact response of a one-link exible robotic arm,” IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol. 9, no. 3, pp. 346351, 1993
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