小型电动绞肉机的设计(含有全套CAD图纸)

小型电动绞肉机的设计（含有全套CAD图纸）

全日制普通本科生毕业设计

小型电动绞肉机的设计

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174320523 各专业都有

学生姓名:

学号:

年级专业及班级:2008级机械设计制造及其自动化

指导老师及职称:

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

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 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 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,确定和及精度等级 (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 (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

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 Science &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 chopper’s structure,operating principlemain ,technical parameter, transmission system and structural design and production capacity analysis of typical parts are introduced.It is hoped that a practical and economical household meat chopper could be designed according to the author’s exploration, which would be convenient for the life of people.

Key words: meat chopper;crowded meat model;reamer;stranding cage;screw feeder;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

2.1 绞肉机的结构

绞肉机主要由送料机构、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8-10毫米、细绞用直径3-5毫米的孔眼。粗绞与细绞的格板,其厚度都为10-12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可比细绞时快些,但最大不超过400转/分。一般在200-400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

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】。

其关系为:

[6]

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[参见图14]:

图14

Fig.14

[7]

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]

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;

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,将可以分解为垂直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]

即:

其值为:

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:

所以:

整理得

()

式中:-刀刃上任一点位置的法向速度分度m/s; -刀刃上任一点位置的切向速度分量m/s; -刀刃上任一点至刀片旋转中心距离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:

后角取4,刀片的寿命较长;

前角取30,以减小绞肉所需的力及功率;

增加刃倾角,以提高刀刃的锋利度;

采用全圆弧形的前刀面结构,以改善刀刃的强度;

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

6.1 绞刀的切割能力

切刀的切割能力,可用下式计算:

式中:F-绞刀切割能力();

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0.3-0.4;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):

式中:-被切割1kg物料的面积,其值与孔眼直径有关();

A-绞刀切割能力利用系数,一般为0.7-0.75【20】;

6.3 功率消耗N

功率消耗N可用下式计算:

式中:W-切割1kg物料耗用能量,其值与孔眼有关(kwh/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mm 3 8、10 16

绞刀刃数8 4 2

生产能力kg/h 800 1000 1400

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

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[19]Wright P.K 21st Century Manufacturing. 北京:清华大学出版社,2002

[20]Norman S N.Control system engineering[M]. 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!