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1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计食品搅拌机结构设计学 生 姓 名： 指导教师： 副教授 合作指导教师： XXX 专业名称： 机械设计制造及其自动化 所在院系： 专心-专注-专业目 录摘要 本人的论文题目是食品搅拌机的结构设计，食品搅拌机它是一类能够达成将多种类的瓜果蔬菜混合搅拌，可以搅拌出果菜糊。食品搅拌机在大家的日常生活中应用的很普遍，小到家庭，大到社会。食品搅拌机大致基本可以分为两大类，一类是家用搅拌机，另一类是商用搅拌机。家用搅拌机可以用来自制水果沙拉，自制果汁，用来搅拌各类食品。而商用搅拌机可以用来搅拌生产用的馅料，食品材料等等。家用搅拌机相对体积小，重量轻，功率也能小点。但是商用搅
2、拌机体积比家用大，功率也大，重量也大，商用搅拌机大部分用在酒店，饭店，酒吧，食品厂等。食品搅拌机的发明可以帮人们省下来大把的时间，更省力。使人们的生活更加的美好，幸福，简单。食品搅拌机是人们生活不可缺少的一部分。食品搅拌机具有以下优点，操作简单方便，便于清理，清洁卫生，效率高,噪音比较小。全部构造比较紧密，它的重要构成有以下两部分：搅拌传动系统，搅拌装置。它是由电动机皮带轮驱动，采用联轴器，减速器可通过混合四杆机构。机架设计，传动设计，电机的选择等等是本次题目设计的主要内容。关键词：食品搅拌机；电机的选用；四杆机构的成计；传动的设计；AbstractMy thesis topic is the
3、 food mixer structure design, food mixer is a kind of can reach its mixing, mixing many kinds of fruits and vegetables can stir the fruit paste. Food mixer in the applications of everyones daily life are common, small to family, to society. Food mixer basic can be roughly divided into two categories
4、, one kind is household mixer, another kind is the commercial blenders. Household blender can be used in the homemade fruit salad, homemade juices, used for mixing all kinds of food. And commercial blender can be used to stir the production with the stuffing, food materials and so on. Household mixe
5、r relatively small size, light weight, power can also be smaller. But commercial blenders volume is bigger than household, power is big, the weight is big also, most commercial mixer used in hotels, restaurants, bars, food factory, etc. The invention of the food mixer can help people save a lot of t
6、ime, is more efficient. Make peoples life more beautiful, happy, simple. Food mixer is an indispensable part of peoples life. Food mixer has the following advantages, simple and convenient operation, easy to clean, clean sanitation, high efficiency, noise is small. All structure more closely, its im
7、portant to form has the following two parts: the mixing transmission system, mixing plant. It is driven by the motor pulley, USES the coupling, gear reducer can be mixed four-bar linkage. The main content of this design topic is composed of the following sections, the chassis design, transmission de
8、sign, of the motor, the design of the connecting rod, parts of the structure of the material selection, check and finish the detail drawing and assembly drawing.Key words: food mixer；coupling； four-bar linkage design；transmission design；第一章 前言1.1食品工业在国民生产中的地位食品工业指的定义是指以农业，渔业，畜牧业等产品以及半成品为材料，建造，提取，生产成
9、食品或半成品，具有持续性并且有一定的计划的经济活动的工业体系当前中国食品工业还是以农副食品原料的初加工为主，精细加工的程度比较低，正处于成长期。我国食品加工业渊源留长，在很早的时候就有了一定规模的食品加工业，比如说东汉，开始就有制糖业，那时的中国加工工业远远领先于国外，并且积累了许多的经验，到了近代中国的食品工业发展较晚，在19世纪末中国在开始陆续的发展食品工业，在近代，中国食品工业发展的很慢，从建国以后食品工业才稳步发展。世界上经济比较发达的国家非常重视发展食品工业。发展食品工业可以加快农业结构及其产品得品质优化调整，提高农产品的经济价值和促进农业生产的良性循环。还有，食品工业是一个综合的工
10、业部门。为了使食品工业得到协调的发展，全国和许多地区分别成立了食品工业协会，以加强行业管理。中国食品工业虽然有了较快的发展，但是，就人均消费水平来看，还是较低的。随着社会主义现代化建设事业的发展，随着人民消费水平的提高，特别是食品结构的改变和家务劳动的社会化，食品工业必将有一个较大的发展。大力发展食品工业更具有深远的意义。目前，中国的食品工业体系逐渐形成，技术的不断进步，产品的日益丰富，生产和管理的网络营销体系，已成为一个主要的工业在国民经济中的重要战略地位。食品年产值多达5400多亿元。在中国各工业类别中，产值是第一。 第二章 食品搅拌机的工作原理和原理图食品搅拌机的运动情况是，经过电动机启
11、动带皮带轮运动后，路径减速器延缓完，接着传送给四杆机构部分后，最后在E点在连杆上不停地转动，并且容器也跟着水平的转动。其四杆机构运动是电动机带动皮带轮传递到四杆机构，容器转动可以直接用一个小电机带动其运动。工作原理如图1-1，图1-2如下：图2-1 搅拌原理图图2-2 搅拌机整体图第三章 食品搅拌机用途食品搅拌器可以各式各样的食品，如混合黄油，鸡蛋，肉类，蔬菜，水果，容易切碎坚果，豆类，咖啡，和所有种类的食品。尤其是在一些在酒店，饭店，蛋糕店和食品加工厂之类的地方特别受欢迎。第四章 食品搅拌机设计要求和原始数据要求结构其比较简易，使用起来比较方便，成本相对比较低廉，重量和噪音不宜过大，搅拌速度
12、必须均匀稳定。100r/min为四杆曲柄的速度，而60r/min是搅拌容器的速度。第五章 设计方案分析方案一：方案二：方案一，使用一个电动机，带动两部分工作，节省了一个动力源装置，但是应用了蜗轮蜗杆结构，计算复杂。方案二，使用两个电动机，两个电动机提供两个不同的动作，相对方案一来说多应用了一个电动机，整体结构相对比较简易，设计和计算起来比较方便通个比较两者，选用方案二进行设计。第六章 连杆机构设计连杆机构是最常见的机构，它的构件全部都是用低副连接而成的。平面四杆机构是最简易的连杆机构，它可以在很多地方使用，它有满足不同轨迹的设计要求，可以实现远距离传送，便于制造。.连杆机构的缺点包括平衡困难，
13、运动积累误差大，传动受其影响。 本次设计搅拌部分用曲柄摇杆机构，如图AB为曲柄，CD为摇杆。6.1曲柄存在条件如图6-1所示，AB是曲柄，DC是摇杆，AD作是机架，BC是连杆，曲柄AB不停转动，摇杆DC不停的摆动。 图6-1曲柄摇杆机构图6-2曲柄摇杆机构运动轨迹图曲柄摇杆机构中使杆AB能做圆周运动，杆AB务必通过位置3和位置4，通过图6-2所示。图6-2中的关系，我们可以得出如下得出B3C3D的关系： （a） 在B4C4D中可得出： 或 （b） （c） 在式（a）+（b）和(b)+(c)和(b)+(c)中得出： 根据以上结，可以假设杆， ，6.2运动轨迹计算在平面连杆机构中，连架杆曲柄作转动
14、，摇杆作摆动。连杆作平面运动。连杆上各点的轨迹是多种多样的，轨迹的形状与连杆机构的类型、尺寸及连杆上点的位置有关，生产中可利用连杆上的曲线来实现工艺动作。运动轨迹的计算有很多种方法：计算法、图像法、观测法、实验法等。图像法观测性高、方便可行；对于一些运动轨迹的计算相对比观测法和计算法更加的简单方便。对于精度来说，当面对比较繁琐的规定时，图像法不是很方便。计算法来说，计算量大，当前社会不断在进步，科学技术也在不停的进步，观测法已得广泛应用。计算法大部分情况下用在较繁琐的设计中。对于这次设计，自己的计算水平不行，相对于这次设计的产品来说精确度不高。所以就用了图像法得到运动轨迹。如图6-3，先画出极
15、限位置的运动点，在把这几个极限点连起来，画出的点越多，轨迹就越清晰明了。图6-3搅拌轨迹图第七章 电动机的选择任何机器都必须要有动力驱动，以机械化生产力标志的工业革命正是源于最早的机器动力蒸汽机的发明。用于驱动机器的机械我们称之为原动机。在目前普遍使用的原动力，电动机和内燃机应广泛，液压传动使运动平稳，易于实现标准化，系列化，泛化，可以输出较大的推力。由于国内形势，价格相对高；在负载突变的时候，传动比没有电机稳定，漏油，价格相对来说高一些。所以这次用到了机械传动。传动系统由电机，皮带轮，齿轮减速器。电机的使用。正确选用电动机是保证本次设计的重要环节。电动机选取由多个部分组成，类型的选取，额功率
16、的选取，工作电压的选取，工作转速的选取，形状构造的选取等等。7.1电动机选择原则选择原则应遵循以下原则（1）按照其制造机器的工艺性和机器载荷性与各式各样的功能，电动机的启动，制动，正反转，调速的要求，应采用相匹配负载的电机。（2）选择与使用环境相匹配，如空气的湿度，温度，空中的粉尘，水，易燃，易爆等情况的确定电机的保护和冷却方式。方法的相关材料外壳保护和冷却方式.（3）弄清符合的电机容量是按照转矩，速度变化，驱动复杂水平等情况。大部分情况下电机在75%100%的时候额定载荷的率效率最好。该思考它的升温和过载的情况，正常情况下都应该有一部分余量，选用它在80%90%的额定载荷率是最好的。（4）按
17、照电源的实际状况，电机功率因数性能也受影响，采用电机额定工作电压电压和种类。（5）按照生产机所速度的要求 ，以及传输设备系统的复杂性，选择电机速度。（6）选择可靠性高、维修方便，并应认为是可互换的，所以尽量选用使用标准电机。直流电机和交流电机的特性如表7-1所示 表7-1电动机的应用特点类型特点应用场合直流电动机调速性能好，启动转矩大；但结构复杂速度调节要求高，正反转和启制动频繁，或多单元同步协调运转的生产机械运行，如门机、钻孔机、轧钢机等鼠笼式异步电动机构造简易、运转靠的住、保养容易，拥有良好的稳点；但启动转矩小，启动电流大，调速不经济，易使电网功率因数娈坏不方便的调速要求，倒车和启动制动繁
18、琐，或多单元同步协调生产机械运行，如门机，钻孔机等绕线式异步电动机因为可以串入电阻在电路中，所以拥有大启动转矩以及小电流；但电网功率因数不高速度调节要求不高；负载变化较小，同步电动机同步电机的功率因数可调的功率因数，改善电网电压的变化，运行稳定性高；过载能力比异步电机大；运行效率高，转速不随负载变化；但结构复杂，启动各控制调和设备较昂贵被很多地方用到大量均速移动，并且还可以提高电网的功率是一类均速电机7.2电动机额定转速选择电动机的额定转速的选择要结合电动机和传动系统进行综合选择：如电机转速选择过高，电机尺寸重量小，成本低，但带来传动系统的传动比较高，传动系统复，成本高；如电机转速过低，传动系
19、统传动小，结构简单，成本低，但电机尺寸重量大，成本高。经过分析搅拌机电动机应选用y系列鼠笼异步电动机，又因为设计的要求，三相异步电动机可做搅拌部分，直接购买就行，Y112M-4电动机转速是60r/min。第八章 带传动设计带带传动是在电力传输的灵活的运动或装置在皮带的张力。在许多优点，皮带传动，皮带轮直径的不同使用不同的传输，以获得所需的比率，可在任何两个传递运动和动力的中心之间的距离。在选择电动机时候，不必要准确牢固电动的空间地方方便的可以很简单的选择符合的安置位置。 斜导柱带动滑块运动后完成抽芯，务必滞留在正确的地方上，为了避免滑块的位置在变动务必按放防滑装置，防止闭模时发生碰装由于斜导柱
20、和斜孔不对正。8.1 带传动组成和类型8.1.1传动带组成及工作原理带驱动轮的驱动，从动皮带轮和皮带，如图7-1所示。之间的两个滑轮轴距离称为中心，中心带与带轮接触弧角称为包角，是一个小皮带轮的包角A1，A2是一个大带轮角。图8-1 带传动的基本组成根据带传动带可分为三种类型：V带，平带和V带传动带传动，因为它的传输容量大，传输可靠、应用最为广泛，结构也采用V带传动。V带的实际工作面是两个侧面，V带轮上也有对应的轮槽，等腰梯形是V带横截面，V带进入带轮内的梯形槽，是因为工作载荷的驱动下，在带轮的两个侧面上是因为磨擦效应，通过带与带轮磨擦传动力以及运动。8.1.2 v带类型V带可以分为多种类型，
21、大致可以分成3类，一类是普通V带，第二种是窄V带，还有一种是宽V带，应用最广的是普通V带，因为构造方便，成本比较低，相对普通V带来说，窄V带是普通V带的1.3倍相对高度来说，因为在其高度方向上刚度大。处于自由状态，顶部形状是拱形，力绳芯为直线状，均匀应力；窄V带的一面为凹曲面，乐队在车轮弯曲，与直边，与轮槽保持良好的健康；较普通V带可提高50%-150%，相对于寿命来说更长久。宽V带带薄，挠曲性较好，适用于小的轮径和中心距，因此多用于无级变速装置，也称为无级变速带。8.2带传动设计计算和参数选择根据设计要求各及数据，V带主要用于从电机传递力给四杆机构。Y系列异步电动机为动力源，p=4KW为传动
22、的功率，n1=1440r/min是主动轮的速度，从n1=550r/min为从动轮速度，并且传动比为.8.2.1 确定计算功率Pc（KW）额定功率P -转让（千瓦）；工况系数（表71）由表6-1查得由表8-1查得表8-1带传动工作情况系数表（摘自GB13575.192）工况KA空、轻载启动重载启动天天工作小时数（h）1010161610101616载荷变动最小负载变化的最小液混合器，风机和鼓风机（7.5kW），离心泵和压缩机，轻负载输送1.01.11.21.11.21.3载荷变动小齿轮式输送机（均匀负荷）、透风机（7.4kW）、往复式水泵和抽水机（非离心式）、发电机、激光分割床、打印机、旋转筛、
23、拉木机和土木机械1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大挖掘机、农用拖拉机、离心式水泵机、起重机、磨粉机、磨削机床、橡胶机械、旋转筛、纺织机械、大力传送机1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大（旋转破碎机，颚等等），机（球磨机，棒磨机，关沫）1.31.41.51.51.61.8注：1个空，光起动电机（交流开始，三角洲，直流并联），四缸发动机的发动机，在离心式离合器，液力偶合器； 2制作制作制作制作2重负荷起动电机（在线交流开始，直流复合或系列），四缸以下的发动机。8.2.2 确定v带型号本产品设计无特殊要求，结合V带的特点，可选用普通V带。根据图8-2，V模型，在两种类型的相
24、贯线周围，对两种模型在相同的时间计算，一个好的最红选择，选择一种类型的普通V带图8-2普通V带式地图（gb13575.1 - 92）8.2.3 确定带轮直径dd1,dd21、确定小带轮的基准直径根据8-2推荐，80 是一个小滑轮可选用直径100mm范围内，按表7-2。表8-2V带轮的直径和基准直径系列表（摘自gb13575.192） mm型号YZABCDESPZSPASPBSPC2050751252003555006390140224滑轮直径系列20，22.4，24，26，30.5，33.，43.5，45，50，56，63，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，1
25、25，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，250，265，280，300，315，335，355，375，400，425，450，475，500，530，560，600，630，670，710，750，800，900，1000，1060，1120，1250，1400，1500，1600，1800，2000，2240，25002、验算带速故 5m/s300mm。表8-8 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）综上所述，本设计中两个带轮都采用腹板式结构。如图8-3 图8-3腹板式带轮带轮结构设计经验公式：d1=(1.721.9)d,d为
26、轴直径，L=（1.62.1）d，（当B1.6d时，L=B）参考直径为80mm的皮带轮，是大= DD + 2公顷的直径，HA = 2.75mm外径，所以大= 80 + 2x2.75 = 85.5mm，孔的直径d与电动机伸出的轴的直径一样，为28mm.。小滑轮轴与H7 / k6r过渡配合匹配。其他尺寸和技术要求见图纸。大带轮基准直径212毫米离，是大= DD + 2公顷的直径，HA = 2.75mm外径，所以大= 212 + 2x2.75 = 217.5mm，基孔径与轴的设计决定，其它尺寸和技术要求见图纸。大带轮和轴与H7 / k6r过渡配合。第九章 减速器选择减速器是独立的电机和机械装置之间的封
27、闭的传输，没有减少的速度和扭矩增加，此外，在某些场合，也有用装置的发展。有许多种类的减速器，齿轮传动，蜗杆传动和减速器。与标准的产品的减速器，使用时，与实际需要的传输功率，组合的传动比，速度，每台机器的布局和其他特殊要求的工作条件，产品目录或相关手册选择。安全性高，使用时间长，护理简单，应用范围很广是作为齿轮减速器的有点。传动比大，正常工作安稳，噪较轻，并且工作效率低，是作为涡轮减速器的优点由于从带轮的转速为550r/min,对于该食品搅拌机来说，速度过大，不安全，必须经过减速才可以连接到杆机构。采用减速器进行减速。设计要求曲柄转速为100r/min，则转动比为i=550/100=5.5。1、
28、按机械强度初选减速器型号食品搅拌机，属于中等的影响，其工作条件系数Ka = 1，计算输入功率据P1C、i和与实际输入转速550r/min接近的公称转速750r/min,由查表14-711初选ZDY80型，其输入功率11KW。、相对速度误差n=，转换，为额定功率的需要，因为.因为P1/P1C所以zdy100型减速器能满足强度要求。2、校核热功率通过以上的计算，对P1W / P1 = 4 / 11 = 36.4%的功率利用率，14（11）由查图，额定功率利用系数K1 = 1.3；由图14-211知，环境温度系数K2=0.75；由图14-311知，环境温度系数K3=1.2；由表14-1011知，许用
29、热功率PG1=20KW。KWPG1热功率校核满足要求。以上计算后，再考虑传输设备的配置要求，综合分析结合减速器的效率，尺寸，制造业指数，最后选用ZDY160-5.6-I ZBJ19004-1998。第十章 轴系零、部件设计轴系是机器中重要的组成部分。它的主要功能是支持旋转机械部件（如皮带轮，齿轮等），并传递运动和动力。轴系零、部件包括轴、支承轴的轴承，连接轴的联轴器，轴毂连接所用的键等。轴及相关零部件，简称驱动部件，组件。在本食品搅拌机设计中，有很多轴系零、部件：轴、轴承、联轴器。10.1轴设计轴是轴系零、部件中的核心零件，其设计的好坏对整个轴系乃至整个机器都至关重要。轴的设计包括轴的合理外形
30、和全部结构尺寸。本设计中有两条轴，一根长轴，一根短轴。轴的装配程序部分，轴上装有大皮带轮，轴承，联轴器，短轴上的小皮带轮、联轴器。1长轴的设计 （1）确定各轴段的直径 轴段充满了大皮带轮的轴，45钢材料的选择，淬火和回火。可以在表计算系数A0=126则dmin。轴的最小直径为10.7mm.整个轴的直径不能小于该值。考虑到大带轮的外径为212mm,所以选d1=70mm。 轴段为轴的定位轴肩，轴肩高度为a=（0.070.1）70=4.97，取a=6mm，则d2=82mm。 轴轴第III和V的轴承，根据标准系列轴承内径，D3 = 55毫米，无特殊情况尺寸根据正常宽度，串联，从而，可以初选轴承型号为6
31、011。 轴段为装套筒来给大带轮和轴承定位，取比装轴承段大些，d4=56mm。 轴段为轴颈，也用来做联轴器的定位轴肩，取d5=40mm。 轴段装联轴器，按选用的联轴器取得，取d6=19mm。（2）确定各轴段的长度大带轮的最大宽度为84mm，考虑到空间的压缩，该轴段的长度比轮毂长度2 4mm，长度为L1 = 82毫米。轴肩宽度L2=24mm。轴段和的宽度可以按轴承的宽度来取，查相关手册，轴承的宽度为18mm，可取L3=18+2=20mm,其中2为倒角尺寸结合整个结构，轴段的宽度取L4=26mm，轴段取L5=18mm。轴段，根据选用的联轴器来决定，查相关手册，得L6=25mm。如图10-2所示轴的
32、尺寸及相关： 图10-2长轴图9-3短轴2、短轴的设计（1）确定各轴段的直径如图9-3，该轴是用来装联轴器和小带轮的，电动机伸出的轴的直径是28mm,两端轴的直接都与选用的电动机伸出的轴的一样的取28mm。轴肩的高度a=(0.070.1)28=1.962.8,取2mm，所以d=32mm。（2）确定各轴段的长度左端长度与选用是联轴器决定，取L1=44mm,右端装小带轮，考虑到压紧空间，该轴段的长度应比小带轮长度小24mm，小带轮轮毂长度为65mm，则该轴段长为L2=63mm。 最终所得的轴的尺寸如图10-4 图10-4短轴10.2轴校核轴的强度校核计算有3种常的方法：按扭矩变形强度条件进行计算；按弯扭组合变形强度条件进行计算；按疲劳强度条件进行精确计算。关于只有扭矩载荷的传动轴，就按照弯矩强度核算；关于就只有弯矩载荷的心轴，就按照按弯曲强度计算；无论在弯矩和扭矩轴（轴），应根据工艺条件的