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1、全全日日制制普普通通本本科科生生毕毕业业设设计计 小小型型电电动动绞绞肉肉机机的的设设计计 THE DESIGN OF SMALL ELECTRIC MEAT GRINDER 由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书， CAD 图纸等，联系 153893706 学学生生姓姓名名： 学学 号号： 年年级级专专业业及及班班级级：2 20 00 08 8 级级机机械械设设计计制制造造及及其其自自动动 化化 指指导导老老师师及及职职称称： 提交日期：2012 年 5 月 全日制普通本科生 毕业设计诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下， 进行研究工作所取得的成果，成
2、果不存在知识产权争议。除文中已经 注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作 了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农 业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的 法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日 目目 录录 摘要1 关键词1 1 前言 1 2 结构及工作原理 2 2.1 绞肉机的结构 2 2.1.1 送料机构 3 2.1.2 切割机构 3 2.1.3 驱动机构 3 2.2 绞肉机的工作原理 3 3 螺旋供料器的设计 4 3.1 绞笼的设计 4 3.1.1
3、绞笼的材料4 3.1.2 螺旋直径4 3.1.3 螺旋供料器的转速 4 3.1.4 螺旋节距4 3.2 绞筒的设计5 4 传动系统的设计 5 4.1 电机的选择5 4.2 带传动的设计6 4.2.1 设计功率6 4.2.2 选定带型6 4.2.3 传动比6 4.2.4 小带轮基准直径6 4.2.5 大带轮基准直径6 4.2.6 带速验算6 4.2.7 初定轴间距6 4.2.8 所需带的基准 6 4.2.9 实际轴间距7 4.2.10 小带轮包角7 4.2.11 V 带的基本额定功率7 4.2.12 1i 时单根 V 带型额定功率增量7 4.2.13 V 带的根数7 4.2.14 单根 V 带的
4、预紧力7 4.2.15 作用在轴上的力7 4.2.16 带轮的结构和尺寸7 4.3 齿轮传动设计8 4.3.1 选择材料，确定 limH 和 limF 及精度等级8 4.3.2 按接触强度进行初步设计8 4.3.3 校核齿面接触强度9 4.3.4 校核齿根的强度9 4.3.5 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算10 4.4 轴的设计 11 4.4.1 按扭转强度计算11 5 绞刀的设计12 5.1 绞刀的设计13 5.2 刀刃的起讫位置13 5.3 刀刃的前角14 5.4 刀刃的后角16 5.5 刀刃的刃倾角 16 5.6 刀刃上任一点位量上绞肉速度18 5.7 绞刀片的结构19 6 生产能力分析
5、20 6.1 绞刀的切割能力20 6.2 绞肉机的生产能力20 6.3 功率消耗20 7 结论22 参考文献23 致谢23 小型电动绞肉机的设计小型电动绞肉机的设计 学 生： 指导老师： 摘 要：生活中许多实用的机器来源于机械设计，本文论述了肉类加工机械绞肉机的工 作原理、主要技术参数、传动系统、典型零件的结构设计及生产能力分析。希望对本次设计的 探索和研究能设计出实用经济的家用绞肉机，更好的方便人民的生活。 关键词：绞肉机；挤肉样板；绞刀；绞笼； The Design Of Small Electric Meat Grinder Author: Tutor:X (Oriental Scien
6、ce Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: Many practical machines in our life are from mechanical design, this paper elaborates on the meat choppers structure,operating principlemain ,technical parameter, transmission system and structural design and producti
7、on capacity analysis of typical parts are introduced.It is hoped that a practical and economical household meat chopper could be designed according to the authors exploration, which would be convenient for the life of people. Key words: meat chopper;crowded meat model;reamer;stranding cage;screw fee
8、der;gear strength; 1 前言 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人民对食品工业提出了更高的要 求。现代食品已朝着营养、绿色、方便、功能食品的方向发展，且功能食品将成为 新世纪的主流食品。食品工业也成为国民经济的支柱产业，作为装备食品工业的食 品机械工业发展尤为迅猛。食品工业的现代化水平，在很大程度上依赖于食品机械 的发展及其现代化水，离开现代仪器和设备，现代食品工业就无从谈起。食品工业 的发展是设备和工艺共同发展的结果，应使设备和工艺达到最佳配合，以设备革新 和创新促进工艺的改进和发展，以工艺的发展进一部促进设备的发展和完善。两者 互相促进、互相完善，是使整个食品工业向
9、现代化迈进的必要条件。 在肉类加工的过程中，切碎、斩拌搅拌工序的机械化程度最高，其中绞肉机、 斩拌机、搅拌机是最基本的加工主械.几乎所有的肉类加工厂都具备这 3 种设备。 国内一些大型肉类加工厂先后从西德、丹麦、瑞士、日本等引进了先进的加工设备， 但其价格十分昂贵。目前中、小型肉类加工企业所使用的大部分设备为我国自行设 计制造的产绞肉机是为中、小型肉类加二企业所设计的较为理想的、绞制各种肉馅 的机械，比如生产午餐肉罐头和制造鱼酱、鱼圆之类的产品，它将肉可进行粗、中、 细绞以满足不同加工工艺的要求，该机亦可作为其他原料的挤压设备【1】。 2 结构及工作原理 2.12.1 绞肉机的结构 绞肉机主要
10、由送料机构、切割机构和驱动机构等组成，如图 1 所示。 1.机架 2.绞刀 3. 挤肉样板 4.旋盖 5.纹筒 6.绞笼 7. 料斗 8.减速器 9.大皮带轮 10.电机 11.三角带 12.小皮带 轮 图 1 绞肉机结构 Fig.1 Meat grinder structure 2.1.1 送料机构 包括料斗 7、绞笼 6 和绞筒 5。其作用是输送物料前移到切割机构，并在前端 对物料进行挤压。 2.1.2 切割机构 包括挤肉样板 3,绞刀 2,旋盖 4。其作用是对挤压进人样板孔中的物料进行切 割.样板孔眼规格有多种，可根据不同的工艺要求随时旋下旋盖进行更换【2】。 2.1.3 驱动机构 包括
11、电机 10、皮带轮 9、12、减速器 8、机架 I 等 2.2 绞肉机的工作原理 工作时，先开机后放料，由于物料本身的重力和螺旋供料器的旋转，把物连续 地送往绞刀口进行切碎。因为螺旋供料器的螺距后面应比前面小，但螺旋轴的直径 后面比前面大，这样对物料产生了一定的挤压力，这个力迫使已切碎的肉从格板上 的孔眼中排出。 用于午餐肉罐头生产时，肥肉需要粗绞而瘦肉需要细绞，以调换格板的方式来 达到粗绞与细绞之需。格板有几种不同规格的孔眼，通常粗绞用之直径为 810 毫 米、细绞用直径 35 毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板，其厚度都为 1012 毫米普 通钢板。由于粗绞孔径较大，排料较易，故螺旋供料器的转速
12、可比细绞时快些，但 最大不超过 400 转/分。一般在 200400 转/分。因为格板上的孔眼总面积一定， 即排料量一定，当供料螺旋转速太快时，使物料在切刀附近堵塞，造成负荷突然增 加，对电动机有不良的影响【3】。 绞刀刃口是顺着切刀转学安装的。绞刀用工具钢制造，刀口要求锋利，使用一 个时期后，刀口变钝，此时应调换新刀片或重新修磨，否则将影响切割效率，甚至 使有些无聊不是切碎后排出，而是由挤压、磨碎后成浆状排出，直接影响成品质量， 据有些厂的研究，午餐肉罐头脂肪严重析出的质量事故，往往与此原因有关。 装配或调换绞刀后，一定要把紧固螺母旋紧，才能保证格板不动，否则因格板 移动和绞刀转动之间产生相
13、对运动，也会引起对物料磨浆的作用。绞刀必须与格板 紧密贴和，不然会影响切割效率。 螺旋供料器在机壁里旋转，要防止螺旋外表与机壁相碰，若稍相碰，马上损坏 机器。但它们的间隙又不能过大，过大会影响送料效率和挤压力，甚至使物料从间 隙处倒流，因此这部分零部件的加工和安装的要求较高。 绞肉机的生产能力不能由螺旋供料器决定，而由切刀的切割能力来决定。因为 切割后物料必须从孔眼中排出，螺旋供料器才能继续送料，否则，送料再多也不行， 相反会产生物料堵塞现象。 3 螺旋供料器的设计 3.1 绞笼的设计 绞笼的作用是向前输送物料，并在前端对肉块进行挤压。如图 2 所示，设计上 采用一根变螺距、变根径的螺旋，即螺
14、距后大前小，根径后小前大，这样使其绞笼 与绞筒之间的容积逐渐减小实现了对物料的挤压作用。 绞笼前端方形轴处安装绞刀，后端面上安装两个定位键与其主轴前端面上键槽 配合，以传递动力【4】。 图 2 绞笼 Fig.2 Twisted cage 3.1.1 绞笼的材料 绞笼的材料选为 HT200 此处已删除此处已删除 图 13 刃倾角与刀刃锋利度 Fig.13 Blade angle and blade sharpness 椭圆的长半径处的曲率半径，即为刀刃实际纯圆半径【17】。 e r0 其关系为： 6 cos 0ne rr 由此可见，增大刀倾角的绝对值，可减小刀刃的实际钝圆半径，这就说 e r0
15、明增大刃倾角就可使刀刃变得较为锋利。 一旦刀刃的起讫半径 r 及 R 确定后，其最大初始刃倾角就可确定了参见 max0 图 14： 图 14 Fig.14 7Rr /arcsin max0 初始刃倾角按下式计算： 见图 15 图 15 初始刃倾角计算用示意图 Fig.15 Initial edge inclination calculation diagram 8)/( 22 0 bRbrarctg 式中：r刀刃起始点半径(mm)； R刀刃终止点半径(mm)； b叶刀片外端宽度（mm）;初始刃倾角； 0 5.1.5 刀刃上任一点位量上绞肉速度 由于有了刃倾角，故刀刃上任一点相对于网眼板的速度，
16、将可以分解为垂直 v 于刃的法向速度分量和平行于刃的切向速度 分量。参见图 16 n v r v 即： vvv n 其值为：)( 30000 Rprp n v cosvvn sinvvr 图 16 刀刃上任一点的速度示意图 Fig.16 Blade at any point speed schematic 又因为：/sin sin R 所以： 30000 sin cos 222 R 整理得 30000/sin 222 Rnvn （）30000/sin nRv Rpr 式中：刀刃上任一点位置的法向速度分度 ms； n v 刀刃上任一点位置的切向速度分量 ms； v 刀刃上任一点至刀片旋转中心距离
17、 mm； 刀刃的初始刃倾角；与刀刃相切的圆计算半径 mm； R刀刃的终点半径 mm； r刀刃的起点半径 mm； 图 17 2 刃、4 刃、8 刃绞刀 Fig.17 2 blade, 4 blade, blade reamer 5.1.6 刀片的结构 根据以上对绞刀各个几何参数的分析，得出绞刀的结构图（图 17），此绞刀 的特点： 1、后角取 4 ，刀片的寿命较长； 2、前角取 30 ，以减小绞肉所需的力及功率； 3、增加刃倾角，以提高刀刃的锋利度； 4、采用全圆弧形的前刀面结构，以改善刀刃的强度； 5、采用可换式刀片结构，以节约刀体材料并可选用不同几何参数刀片【18】。 6 生产能力分析 6.
18、1 绞刀的切割能力 切刀的切割能力，可用下式计算： )/( 4 60 2 2 hcmZ D nF 式中：F绞刀切割能力（） ；hcm / 2 n绞刀转速（r/min ）;326r/min D挤肉样板外径（mm） ；168mm 孔眼总面积与样板面积之比，一般取 0.30.4；取 0.4 Z绞刀刃数；取 6.2 绞肉机的生产能力 G 生产能力 G（kg/h）： A F F G 1 式中：被切割 1kg 物料的面积，其值与孔眼直径有关（） ； 1 Fhcm / 2 A绞刀切割能力利用系数，一般为 0.70.75【20】； 6.3 功率消耗 N 功率消耗 N 可用下式计算： (kw) WG N 式中：
19、W切割 1kg 物料耗用能量，其值与孔眼有关（kw h/kg） ； 传动效率； 由生产能力计算可知，在 N、D 一定的条件下，绞刀的刃数越多，生产能力越 大。但是不同刃数的绞刀应与不同孔径的挤肉样板相匹配，才能得到较为合理的生 产量和功率消耗。在使用能过程中，可根据附表中推荐的值来选用【19】。 表 0 Table 0 样板孔径 mm3 8、10 16 绞刀刃数842 生产能力 kg/h80010001400 7 结论 漫长而又倍感充实的毕业设计阶段即将结束，通过这几十天的学习，我觉得自 己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作 有着深远的影响。现在谈谈对本次毕
20、业设计的认识和体会。 首先，我感触最深的就是：实践的重要性。这次设计中我做了许多重复性的工 作，耽误了很多的时间，但是这些重复性的工作却增强了我的实践能力和动手能力， 积累了设计经验。同时也得到一条经验，搞设计不能只在脑子里想它的结构，必须 动手，即使你想的很完美，但是到实际的设计过程时，会遇到许多意不到的问题。 其次，我学会了查阅资料和独立思考。当开始拿到毕业设计题目时，心里真的 是一点头绪也没有，根本不知道从那里下手。在刘老师的指导下，我开始查阅相关 书籍，借鉴他人的经验，结合自己的构想，再利用自己所学过的专业知识技能， ， 深入了解了机械传动原理及机械系统的设计方案。把设计意图从构想阶段
21、变为可读 者付诸生产的实现阶段。我发现每一个设计都是一个创新、修改、完善的过程，在 设计的过程中，运用自己所掌握的知识，发挥自己的想象力来搞好自己的设计，这 个过程也是一个学习的过程。这是一个艰辛的过程，很幸运能在周善炳老师的指导 下，边学边用，才能按时按量完成规定的任务。 设计的完成，给了我很大的信心：我完全有能力利用自己所学过的知识和技能 完成我并不熟悉的任务。在设计过程我更深切的体会到：独立自主是关键，互协作 更重要。 参考文献 1 吴宗泽机械设计实用手册M第一版北京：化学工业出版社1999 2 濮良贵.纪名刚机械设计M第七版北京：高等教育出版社2001 3 张裕中食品加工技术装备M第一
22、版北京：中国轻工业出版社2000 4 无锡轻工业学院.天津轻工业学院M食品工厂机械与设备第二版北京：轻工业出版 社1985 5 胡继强食品机械与设备M第一版北京：中国轻工业出版社1999 6 李兴国食品机械学（下册）M第一版四川：四川教育出版社1992 7 中国农业机械化科学研究院实用机械设计手册（下）M北京：中国农业机械出版 社1985 8 成大先机械设计手册（第 4 卷）M第四版北京：化学工业出版社2002 9 苏卡查科夫、马尔切诺夫食品机械制造工艺学M北京：机械工业 H A 出版社1984 10张万昌热加工工业基础M第一版北京:高等教育出版社1997 11马晓湘.钟均祥画法几何及机械制图
23、M第二版华南理工大学出版社. 1992 12毛谦德.李振清袖珍机械设计师手册M第二版北京：机械工业出版社2002 13张茂.机械制造基础M.第一版.北京:机械工业出版社. 1996 14王启平.机械制造工艺及机床夹具教学研究M.第二版. 黑龙江:哈尔滨出版社.1991 15成大先.机械设计手册M. 第二版. 北京：化工工业出版社，1997 16王先逵.机械装配工艺M. 第二版. 北京：机械工业出版社，2008 17陈明. 机械制造工艺学M. 第一版. 北京：机械工业出版社，2009 18徐丽华.机械制造工程学M. 第二版. 北京：兵器工业出版社，1997 19Wright P.K 21st C
24、entury Manufacturing. 北京：清华大学出版社，2002 20Norman S N.Control system engineeringM. Fourth Edition. John Wiley,2004 致谢 本论文是在向阳老师的悉心指导和热情关怀下完成的。将近三个月的毕业设 计就这样伴随着我们的大学毕业而完成了，在这段值得珍藏的岁月里，从开始的 不知所措，到一步步的进入设计状态：收集资料，查信息，图纸绘制，直至说明 书的完成及后期检查。通过本次毕业设计，不仅使我系统的学习和应用了以前的 知识，而且也锻炼了我独立动手和思考的能力。我们的老师“授我们以渔”，而且在 设计当中教导我们做人如做事一样，要踏塌实实，来不得马虎取巧。我会记住这 次设计，以后努力的工作，为母校争光!