205 絞肉機的設計2,絞肉機,設計
江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設計(論文)任務書設計（論文）課 題 名 稱絞肉機的設計學生姓名 茍婧婧 院（系） 工學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化指導教師 肖麗萍 職 稱 講師 學 歷 博士畢業(yè)設計（論文）要求：絞肉機依靠螺桿將料斗箱中的原料肉推到預切板處，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)作用，使得絞刀與孔板產(chǎn)生相對運動，從而將原料肉切成顆粒形狀，確保了肉餡的均勻性。該機可絞切鮮肉、凍肉。用戶可根據(jù)工藝要求，選配不同規(guī)格的孔板，加工出理想的肉餡，以滿足不同肉制品的加工需要。畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：1 摘要。簡述論文的內(nèi)容。2 緒論。國內(nèi)外有關(guān)文獻綜述。3 絞肉機的總體設計和運動原理。4 總結(jié)。畢業(yè)設計（論文）工作計劃：1 查閱有關(guān)的國內(nèi)外文獻，并認真閱讀。2 學習二維、三維繪圖軟件以及仿真軟件。3 結(jié)合相關(guān)絞肉機的結(jié)構(gòu)設計特點，按要求創(chuàng)新地設計一種絞肉機構(gòu)。4 按要求繪圖，打印圖紙。5 參照論文撰寫格式撰寫論文。接受任務日期 2008 年 11 月 6 日 要求完成日期 2009 年 5 月 10 日學 生 簽 名 年 月 日指導教師簽名 年 月 日院長（主任）簽名 年 月 日絞肉機的設計,設 計：茍婧婧
指導老師：肖麗萍,緒論,隨著人們生活水平的提高以及對產(chǎn)品小型化，精致化，安全，便捷地需要，越來越多的小型的絞肉機走進了人們的日常生活中 。,一 絞肉機的結(jié)構(gòu)及工作原理,1、絞肉機的結(jié)構(gòu)
絞肉機主要由送料機構(gòu)，切割機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)三個部分組成。,,1.1送料機構(gòu)
由托盤6，絞筒5，推進螺桿4組成
1.2切割機構(gòu)
絞刀3，擠肉樣板2，旋蓋1
1.3驅(qū)動機構(gòu)
聯(lián)軸器7，電動機8,,2、絞肉機的工作原理
絞肉時，先開機后放肉進托盤，由于肉本身的重力和推料螺桿的旋轉(zhuǎn)，把肉連續(xù)地送到絞刀口進行切碎，通過螺桿的擠推力迫使切碎的肉從擠肉樣板的孔眼中排出。,二、螺旋供料器的設計,2.1 推料螺桿的設計
推料螺桿的作用是向前輸送肉，并在前端對肉進行擠壓。所以設計上采用一根變螺距、變根徑的螺旋。,,螺旋供料器的設計,螺距后大前小，根徑后小前大，通過絞筒與螺桿之間容積逐漸減小實現(xiàn)對物料的擠壓作用。
螺桿的前端半方形軸處安裝絞刃，后端面與聯(lián)軸器連接，以傳遞動力。,螺旋供料器的設計,2.2 絞筒的設計
由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動，且受擠壓力的反作用，物料具有向后倒流的趨勢，因此在絞龍內(nèi)壁上設計了8個止推槽。,三 驅(qū)動系統(tǒng)的設計,3.1電機的選擇
根據(jù)絞肉機的生產(chǎn)能力，計算得電機的功率為
750W。
根據(jù)電機功率，轉(zhuǎn)速為8000r/min，查資料選
G45212型電機,3.2聯(lián)軸器的選擇
通過計算可得聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩為1.57N.m
根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩，查資料選LF1型彈性活銷聯(lián)軸器，它的結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，拆卸方便，適合用于軸線安裝困難的環(huán)境。所以對于經(jīng)常需要拆卸的絞肉機比較適合。,四 絞刀的設計,4.1絞刀的設計
絞刀的作用是切割物料，它的內(nèi)孔為半方形，采用全圓弧的前刀面結(jié)構(gòu)，刀刃的安裝方向應同絞龍旋向相同。規(guī)格有2刃，3刃，4刃的。,,4.1.1 刀刃的起訖位置
絞刀的線速度越快，所產(chǎn)生的熱量也大，所以其線速度不能太高。根據(jù)經(jīng)驗所得線速度求出刀刃的起訖位置r=7mm,R=28mm。,4.1.2 刀刃的前角γ
在一定的條件下，前角有一合理的數(shù)值范圍。一般取25。-40。（肉質(zhì)軟取大值，反之取小值）,,4.1.3 刀刃的后角α
刀刃后角的目的：一是減少后刀面與網(wǎng)格板表面的摩擦；二是在前角不變的情況下，使刀刃更鋒利。一般取3。-5。。,4.1.4 刀具的刃傾角
當?shù)度械钠鹩櫚霃絩及R確定后，其初始刃傾角λ0就確定了,,,,5 擠肉樣板的設計,在日常生活中，肥肉需要粗絞，瘦肉需要細絞，以調(diào)換擠肉樣板和絞刀的方式來實現(xiàn)。擠肉樣板的厚度都是10-12mm的鋼板，選20剛。,外殼的設計,謝謝各位老師的指導, 編 號 20055016 江西農(nóng)業(yè)大學 工學院畢 業(yè) 設 計 材 料專 業(yè) 機械設計制造及其自動化學生姓名 茍婧婧材 料 目 錄序號 附 件 名 稱 數(shù)量 備注1 畢業(yè)設計論文 12二〇〇九年五月題 目 絞肉機的設計學校代碼：10410序 號：055016本 科 畢 業(yè) 設 計題目： 絞肉機的設計 學 院： 工 學 院 姓 名： 茍 婧 婧 學 號： 20055016 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 年 級： 05 級 指導教師： 肖麗萍 二 OO 九 年 五 月絞肉機的設計i摘 要隨著人們生活水平的提高以及對產(chǎn)品小型化，精致化，安全，便捷地需要，越來越多的小型的家用絞肉機走進了人們的日常生活中。本文就主要論述了家用絞肉機的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、傳動系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設計等等。首先介紹了家用絞肉機的工作原理，即將肉放進托盤后，因為肉的重力和推進螺桿的作用，將肉連續(xù)地送往絞刀口進行切碎。托盤面積較大，待絞肉時，可將多余的肉放在托盤上，逐步地推進絞筒內(nèi)，減緩對刀具的壓力。同時采用彈性活銷聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)螺桿和電機，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，工作平穩(wěn)可靠，拆卸方便。推進螺桿的螺距后大前小，根徑后小前大，使其推進螺桿與絞筒之間的容積逐漸減小，實現(xiàn)了對物料的擠壓作用。采用可替換的絞刀和擠肉樣板，可以滿足顧客絞肥肉和瘦肉的不同需求。這種絞肉機結(jié)構(gòu)簡單，拆洗方便，體積較小，適合普通家庭使用。 關(guān)鍵詞：家用絞肉機；推進螺桿；彈性活銷聯(lián)軸器；托盤；絞刀；擠肉樣板；絞肉機的設計iiAbstract With the improvement of living standards as well as the miniaturization of products, refined, safe, and convenient to the needs of people，a growing number of small-scale household meat grinder is going into people's daily life.This article focuses on the domestic meat grinder of the working principle, main technical parameters, transmission system, the structural design of typical parts and so on. First of all,it introduced the working principle of the household meat grinder,make the meat into the tray, as the meat of the gravity , the role of promoting the screw will be continuously sent to the meat cutter to shred edge. The tray is big , and the meat can be placed on the extra tray, then be gradually pushed into the cutter,so it can slow down the pressure to the tool. At the same time a flexible coupling is using to link the pin screw and motor. Its structure is simple , high reliability, stable and the disassembly is convenience. The advancing large screw pitch before the small, small front after the root diameter,and as it twist, the volume between the cage and the winch spool will be reduced gradually, then it has realized to the material suqeezing action. As the cutter knife and squeeze can be replaced, it can meet customers different needs to cut the fat and lean meat .The structure of this meat grinder is simple. It can be taken apart easyly , washed conveniently.Besides the volume is small, suits for the ordinary family use. Key words: Household meat grinder;Advancing screw; Flexible coupling live sales;Tray; Reamer;Crowded meat model絞肉機的設計iii目 錄1 緒 論 .................................................................11.1 引言 .................................................................12 絞肉機的結(jié)構(gòu)及工作原理 .................................................32.1 絞肉機的結(jié)構(gòu) .........................................................32.1.1 送料機構(gòu) .........................................................32.1.2 切割機構(gòu) .........................................................32.1.3 驅(qū)動機構(gòu) .........................................................32.2 絞肉機的工作原理 .....................................................43 螺旋供料器的設計 .......................................................53.1 推料螺桿的設計 .......................................................53.1.1 推料螺桿的材料 ...................................................53.1.2 螺旋直徑 .........................................................53.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速 .................................................63.1.4 螺旋節(jié)距 .........................................................63.2 絞筒的設計 ...........................................................64 傳動系統(tǒng)的設計 .........................................................74.1 電機的選擇 ...........................................................74.2 聯(lián)軸器的選擇 .........................................................85 絞刀設計 ...............................................................95.1 絞刀的設計 ...........................................................95.1.1 刀刃的起訖位置 ..................................................105.1.2 刀刃的前角 ......................................................115.1.3 刀刃的后角 ......................................................135.1.4 刀刃的刃傾角 ....................................................135.1.5 刀刃上任一點位量上絞肉速度 ......................................155.1.6 刀片的結(jié)構(gòu) ......................................................166 軸的結(jié)構(gòu)設計及校核 .....................................................186.1 擬定軸上零件的尺寸 ..................................................186.2 校核軸的強度 ........................................................20設計總結(jié) .................................................................21參 考 文 獻 ..............................................................22致 謝 .................................................................23絞肉機的設計1 緒 論1.1 引言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人民對食品工業(yè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代食品已朝著營養(yǎng)、綠色、方便、功能食品的方向發(fā)展，且功能食品將成為新世紀的主流食品。食品工業(yè)也成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，作為裝備食品工業(yè)的食品機械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，在很大程度上依賴于食品機械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水，離開現(xiàn)代儀器和設備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起。食品工業(yè)的發(fā)展是設備和工藝共同發(fā)展的結(jié)果，應使設備和工藝達到最佳配合，以設備革新和創(chuàng)新促進工藝的改進和發(fā)展，以工藝的發(fā)展進一部促進設備的發(fā)展和完善。兩者互相促進、互相完善，是使整個食品工業(yè)向現(xiàn)代化邁進的必要條件。在肉類加工的過程中，切碎、斬拌攪拌工序的機械化程度最高，其中絞肉機、斬拌機、攪拌機是最基本的加工主械.同時隨著人們對產(chǎn)品安全，便捷的要求的提高，越來越多的小型的家用的絞肉機走進了人們的生活中。所以這種體積小，操作方便，拆洗簡單，使用壽命長的家用絞肉機應運而生。絞肉機是肉類工業(yè)、香腸生產(chǎn)過程中最常用的一種切割機械，它的作用是把一定尺寸的原料肉按要求切碎成不同尺寸的顆粒狀肉，以便于同其他輔料充分混合和滿足不同 肉制品的需要。目前使用的絞肉機工作時主要靠旋轉(zhuǎn)的輸送絞龍將料斗中的原料肉推到絞刀箱中的絞刀孔板處，利用轉(zhuǎn)動的切刀刃和固定的孔板孔形成的剪切作用將肉切碎并在絞龍擠壓力的作用下將肉粒不斷的擠出孔板外，這樣來完成料斗中的肉通過絞龍進入紋刀箱而切碎的肉粒排出機外的工作循環(huán)。整個機體為灰鑄鐵鑄造而成。該絞肉機無論從性能結(jié)構(gòu)還是制造材料都存在很多不足。近些年來我國所生產(chǎn)的家用絞肉機一般均采用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼制造，它的功率不大，擠肉樣板孔徑小，擠出的肉更加細膩。這些小型機器結(jié)構(gòu)簡單，部件精良，性能優(yōu)越，選材優(yōu)質(zhì)，適合普通家庭使用。只是在長期的使用過程中卻發(fā)現(xiàn)它在結(jié)構(gòu)上存在著需要進一步改進的和完善的地方。如現(xiàn)今的絞肉機使用時都是把肉類從絞肉機的絞肉筒進肉口塞進機內(nèi)，絞肉機一般附帶有送料棒，供用戶塞料進機身時使用，只是進料端絞肉機的設計2口位于輸送螺桿正上方，人們?nèi)菀子|及螺桿;其次，絞肉機附帶的送料棒可以輕易拔出，一些用戶人們?yōu)樨澮粫r操作方便，而麻痹大意，直接用手把肉類塞進機內(nèi)。這就增大肢體被螺桿卷進機內(nèi)的危機，使用戶自身置于危險當中。絞肉機的設計32 絞肉機的結(jié)構(gòu)及工作原理2.1 絞肉機的結(jié)構(gòu)絞肉機主要由送料機構(gòu)、切割機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)等組成，如圖 2—1 所示。1 旋蓋 2 擠肉樣板 3 絞刀 4 推料螺桿 5 絞筒 6 托盤 7 彈性活銷聯(lián)軸器8 電動機 9 上外殼 10 支架 11 下外殼 12 螺栓 13 螺釘 14 螺栓 15 擋板16 氈圈 17 彈簧墊圈圖 2-1 絞肉機結(jié)構(gòu)簡圖2.1.1 送料機構(gòu)包括托盤 6、推進螺桿 4 和絞筒 5。其作用是輸送物料前移到切割機構(gòu)，并在前端對物料進行擠壓。2.1.2 切割機構(gòu)包括旋蓋 1,擠肉樣板 2，絞刀 3.其作用是對擠壓進人樣板孔中的物料進行切割.樣板孔眼規(guī)格有多種，可根據(jù)不同的工藝要求隨時旋下旋蓋進行更換。絞肉機的設計42.1.3 驅(qū)動機構(gòu)包括電機 9、彈性活銷聯(lián)軸器 7。2.2 絞肉機的工作原理工作時，先開機后放料，由于物料本身的重力和推料螺桿的旋轉(zhuǎn)，把肉連續(xù)地送往絞刀口進行切碎。因為推料螺桿的螺距后面應比前面小，但螺旋軸的直徑后面比前面大，這樣對物料產(chǎn)生了一定的擠壓力，這個力迫使已切碎的肉從擠肉樣板上的孔眼中排出。在日常生活中，肥肉需要粗絞，而瘦肉需要細絞，以調(diào)換擠肉樣板和絞刀的方式來達到粗絞與細絞之需。擠肉樣板有幾種不同規(guī)格的孔眼，通常粗絞用之直徑為 8－10毫米、細絞用直徑 3－5 毫米的孔眼。粗絞與細絞的擠肉樣板，其厚度都為 10－12 毫米普通鋼板。由于粗絞孔徑較大，排料較易，故推料螺桿的轉(zhuǎn)速可比細絞時快些。因為擠肉樣板上的孔眼總面積一定，即排料量一定，當供料螺旋轉(zhuǎn)速太快時，使物料在切刀附近堵塞，造成負荷突然增加，對電動機有不良的影響。所以螺桿也不能轉(zhuǎn)得過快，一般取 8000—16000 r/min.絞刀刃口是順著切刀轉(zhuǎn)向安裝的。絞刀用不銹鋼制造，刀口要求鋒利，使用一個時期后，刀口變鈍，此時應調(diào)換新刀片或重新修磨，否則將影響切割效率，甚至使有些肉不是切碎后排出，而是由擠壓、磨碎后成漿狀排出，直接影響成品質(zhì)量，使其質(zhì)量下降。絞刀必須與擠肉樣板貼和，不然會影響切割效率。推料螺桿在機壁里旋轉(zhuǎn)，要防止螺旋外表與機壁相碰，若稍相碰，馬上損壞機器。但它們的間隙又不能過大，過大會影響送料效率和擠壓力，甚至使物料從間隙處倒流，因此這部分零部件的加工和安裝的要求較高。絞肉機的生產(chǎn)能力不能由推料螺桿決定，而由切刀的切割能力來決定。因為切割后物料必須從孔眼中排出，推料螺桿才能繼續(xù)送料，否則，送料再多也不行，相反會產(chǎn)生物料堵塞現(xiàn)象。在絞肉操作這中，不要用力將肉從投肉口往下壓，這樣不但不會使樣板的流出量增加，而且使肉溫上升，使肉的黏著性下降。絞肉機的設計53 螺旋供料器的設計3.1 推料螺桿的設計推料螺桿的作用是向前輸送物料，并在前端對肉塊進行擠壓。如圖 3－1 所示，設計上采用一根變螺距、變根徑的螺旋，即螺距后大前小，根徑后小前大，這樣使其推料螺桿與絞筒之間的容積逐漸減小實現(xiàn)了對物料的擠壓作用。推料螺桿前端方形軸處安裝絞刀，后端面上安裝一個定位鍵與彈性活銷聯(lián)軸器上的鍵槽配合，以傳遞動力。圖 3-1 推料螺桿3.1.1 推料螺桿的材料推料螺桿的材料選用不銹鋼 1Cr13.3.1.2 螺旋直徑查資料 【1】 得：＝0.06 m 取 D＝60 mm5.2CGKD???G－生產(chǎn)能力,根據(jù)市面上使用最多，取 G＝0.15T/H絞肉機的設計6K－物料綜合特性系數(shù),查 【1】 表 1-3 得 K＝0.071-物料得填充系數(shù)，查 【1】 表 1－3 得 ＝0.15??－物料的堆積密度 t/m ，豬肉的為 1.5t/m? 3C－與螺旋供料器傾角有關(guān)的系數(shù)，查 【1】 表 1－4 得 C＝13.1.3 螺旋供料器的轉(zhuǎn)速由原始數(shù)據(jù) n＝8000r/min3.1.4 螺旋節(jié)距查資料 【1】 得：帶式面型螺旋的節(jié)距 t＝D=60 mm3.2 絞筒的設計由于肉在絞筒內(nèi)受到攪動，且受擠壓力的反作用力，物料具有向后倒流的趨勢，因此在推進螺桿的內(nèi)壁上設計了 8 個止推槽.沿圓周均勻分布，如圖 3－2 所示絞筒內(nèi)壁與推進螺桿之間的間隙要適當，一般為 2-5mm。間隙太大會使物料倒流;間隙太小推進螺桿與絞筒內(nèi)壁易碰撞。取其間隙為 4mm.絞筒的材料可選用常做焊接件的 20 鋼。絞肉機的設計7圖 3-2 絞筒4 傳動系統(tǒng)的設計推進螺桿的轉(zhuǎn)速不易太高，因為輸送能力并不是隨轉(zhuǎn)速增加而增加。當速度達到一定值以后，效率反而下降，且速度過高，物料磨擦生熱，出口處的壓力升高，易引起物料變性，影響絞肉質(zhì)量，因此推進螺桿的轉(zhuǎn)速一般在 8000 一 16000r/min 比較適宜。本設計電機轉(zhuǎn)速選用 8000r/min。4.1 電機的選擇查資料 【2】 P135，得N= ＝ =0.68(KW) 取 N=750W?10Gq?8.01653.24?G－絞肉機的生產(chǎn)能力，kg/s q－單位能量消耗，查 【2】 表 8-2 得 q=1.3×10 J/kg.4－傳動效率，一般在 0.8-0.9 之間，取 0.8所以根據(jù) N＝750w，n＝8000r/min，查資料選用 G45212，其結(jié)構(gòu)如圖 4－1 所示。圖 4-1 G45212 電機結(jié)構(gòu)示意圖4.2 聯(lián)軸器的選擇絞肉機的設計8已知電機功率 P=0.75KW,轉(zhuǎn)速 ，電機伸出端直徑為 19mm,推進螺桿直徑min/80rn?為 17mm,可計算得其名義轉(zhuǎn)矩 NnPT???95.807.950計算轉(zhuǎn)矩 ,查資料 【4】 表 2.5 得絞肉機的工況系數(shù) ，則TKAca? 75.1?aK57.189.071??caT查資料 【4】 P283，選 型彈性活銷聯(lián)軸器，它的通用性好，適用范圍廣，拆卸方便，1LF適合于軸線對中安裝困難、盡量減少輔助工時的工況環(huán)境。其公稱轉(zhuǎn)矩 ，許用轉(zhuǎn)速為 13640 （聯(lián)軸器材料為鋼） ；mNTn??6min/r10230 （聯(lián)軸器材料為鐵） 。軸孔直徑 d=12-19mm.i/r絞肉機的設計95 絞刀設計絞刀的作用是切割物料。它的內(nèi)孔為半方形，安裝在推進螺桿前端的方軸上隨其一起旋轉(zhuǎn)，刀刃的安裝方向應與推進螺桿旋向相同。絞刀的規(guī)格有 2 刃、3 刃、4 刃、6 刃、8 刃。由于是切割，絞刀材料需要耐腐蝕，安全可靠。絞刀用 W18Cr4V 材料制造，淬火硬度為 HRC55 ，刃口要鋒利，與樣板配合平面應平整、光滑。5.1 絞刀的設計絞刀的幾何參數(shù)對所絞出肉的顆粒度以及產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，現(xiàn)對十字刀片的各主要幾何參數(shù)進行設計。 十字刀片如圖(5－1)所示。其每一刃部的絞肉(指切割肉的)線速度 分布亦如該圖所示。從圖上可以看出其刃部任一點位置上只有法向速度 。 ?v圖 5-1 絞肉機絞刀片示意圖及每一葉刀片上速度分布其值為：（ ）????30nvp Rr?式中： －刀片刃部任一點的線速度 m／s；n－刀片的旋轉(zhuǎn)速度 rpm；－刀片刃部任一點至旋轉(zhuǎn)中心的距離 mm；?絞肉機的設計10r－刀刃起始點半徑 mm ；R—刀刃終止點半徑 mm；再從任一葉刀片的橫截面上來看 [圖(5-1)A—A 截面]，其刃部后角 較大，而前?角 及刃傾角 都為零。 ??因此，該刀片的幾何參數(shù)(角度)不盡合理。故再將以一葉刀片的與網(wǎng)眼扳相接觸的一條刀刃為對象，分析刀片上各參數(shù)的作用及其影響，設計各參數(shù)。5.1.1 刀刃的起訖位置絞肉時，絞肉機的十字刀片作旋轉(zhuǎn)運動。從式[I]可以看出，在轉(zhuǎn)速一定的條件下，刀刃離旋轉(zhuǎn)中心點越遠，則絞肉(指切割肉的)線速度越快。并且在螺桿進科速度也一定的條件下，假定絞肉時刀片所消耗的功全部轉(zhuǎn)化為熱能，則任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃，在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：VFQ??式中：Q－單位時間內(nèi)任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃切割肉所產(chǎn)生的熱量（J／s）F－鉸肉時任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）（參見第二部分刀刃的前角式[4])－任一刀刃切割肉的線速度（m／s）?所以，絞肉(切割肉)的線速度越快，則所產(chǎn)生的熱量也越大，因此絞肉的線速度不能很高。 根據(jù)經(jīng)驗，我們知道一般絞肉時刀刃切割肉的錢速度處在 440 一1760m／min 之間最為理想，因此由這些數(shù)據(jù)可估算出刀刃的起訖位置，即刃的起點半徑 和終點半徑 R。?根據(jù)式[1]得：[3]?????n30我們已知十字刀片得轉(zhuǎn)速n＝10000r/min當 時， ，mi?＝440m/min=7.3m/sr?m73.10/??????絞肉機的設計11當 時， ， min?R?sm/3.29in/1760?R＝ 8.3/??圓整后取:r=7mm R=28mm5.1.2刀刃的前角 ?當十字刀片絞肉時，其任一與網(wǎng)限板相接觸的刀刃上的受力情況如圖(5-2)所示。圖5-2 與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃的受力分析根據(jù)圖5-2可知： ???fnfnFF?????其值為： ???????sincoisfnfnfn FF?????因為刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦力為： ????nf肉與前刀面的摩擦力為：絞肉機的設計12????nFfγ整理得：[4]?????? cos)1()(2??nnF式中：F－鉸肉時任一與網(wǎng)眼板相接觸的刀刃上的切割力（N）—刀片絞肉時肉的剪切抗力（N）?－刀刃與網(wǎng)眼板的摩擦系數(shù)??－肉被剪切時與前刀面的摩擦系數(shù)?－刀片的前角（ ）?90??－網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力（N）?nF－肉被切割時作用于前刀面的壓力（N）?由于 ??A??式中： －肉的抗剪應力，與肉的質(zhì)地有關(guān).－肉被剪切的面積，與網(wǎng)眼板的網(wǎng)眼直徑有關(guān)?所以 與肉的質(zhì)地及網(wǎng)眼的直徑有關(guān)，故選定網(wǎng)眼板之后， 可以看成為常量，故F ?F令 。1C??由于 是網(wǎng)眼板作用于刀刃上的壓力，可以看為刀片的預緊壓力，是常量，故令?n。 是刀片切割肉時，肉對前刀面的壓力與速度v有關(guān)，故令 。2Fn?? ][vnF??簡化式[4]得：[5]?????cos)1()(2][21 ???vFC從式[5]和式[2]可知，刀刃前角 的大小，直接影響著絞肉過程中的切割力，以及切割肉時所產(chǎn)生的溫度。 在刀片旋轉(zhuǎn)速度以及螺桿進料速度都一定的情況下，前角大，切割肉所需的力和切割肉所產(chǎn)生的熱都小；反之，則大。但前角很大時，則因刀具散熱體積小而使切割肉時所產(chǎn)生的溫度不能很快冷卻。因此，在一定的條件下，前角有一合理的數(shù)值范圍：絞肉機的設計13一般?。?(肉質(zhì)軟取大值，反之取小值)?4025???5.1.3刀刃的后角刀刃后角的目的：一是減小后刀面與網(wǎng)眼板(包括三眼板)表面的摩擦；二是在前角不變的情況下，增大后角能使刀刃鋒利。刀片磨損后將使刀刃變鈍，使肉在絞肉(切割)過程中變形能增加，同時由于磨損后刀片的后角基本為零，加大了刀片與網(wǎng)眼扳的摩擦，兩者都使絞肉過程中產(chǎn)生的熱量增多。另外，在同樣的磨鈍標準V B下，后角大的刀片由新用到鈍所磨去的金屬體積較大[如圖5-3所示]。這說明增大后角可提高刀片的耐用度，但同時也帶來的問題是刀片的N B磨損值大 (反映在刀體材料的磨損過大這一方面 )，并且刀刃極度也有所削弱，故后角也有一合理的數(shù)值范圍：一般?。?(肉質(zhì)軟取大值反之取小值)?53???圖5-3 后角與VB、NB的關(guān)系5.1.4 刀刃的刃傾角 從分析由前刀面和后刀面所形成的刀刃來得知刀傾角 對刀片性能的影響情況。 ?在任一葉刀片的法剖面內(nèi)，當把刀刃放大看時，可以把刀刃看成是一段半徑為的圓，由于刀刃有刃傾角 ，故在線速度方向剖面內(nèi)的刀刃將變成橢圓弧 (斜剖刀刃?r?圓柱所得)絞肉機的設計14橢圓的長半徑處的曲率半徑，即為刀刃實際純圓半徑 。 er0其關(guān)系為： [6] ?cos0ner?由此可見，增大刀傾角 的絕對值，可減小刀刃的實際鈍圓半徑 ，這就說明增er0大刃傾角就可使刀刃變得較為鋒利。 一旦刀刃的起訖半徑 r 及 R 確定后，其最大初始刃傾角 就可確定了[參見圖max0?5-5]：圖 5-5 最大初始刃傾角示意圖= [7]Rr/acsinmx0???16初始刃傾角按下式計算： [見圖 5-6]絞肉機的設計15圖 5-6 初始刃傾角計算用示意圖[8]?15)/(20 ???bRractg?式中：r－刀刃起始點半徑(mm)； R－刀刃終止點半徑(mm)；b－葉刀片外端寬度（mm），取 ;mb4?－初始刃傾角；0?5.1.5 刀刃上任一點位量上絞肉速度 由于有了刃傾角，故刀刃上任一點相對于網(wǎng)眼板的速度 ，將可以分解為垂直于?v刃的法向速度分量 和平行于刃的切向速度 分量 。[參見圖 5-7]nv? r即： ????其值為： )(30Rrnv?????cosn??ivr絞肉機的設計16圖 5－7 刀刃上任一點的速度示意圖又因為： ???/sin'?'R所以： 30sincos22?????整理得 0/sin22???Rvn（ ）30/sin????Rv??Rpr?式中： －刀刃上任一點位置的法向速度分度 m／s；nv－刀刃上任一點位置的切向速度分量 m／s；?－刀刃上任一點至刀片旋轉(zhuǎn)中心距離 mm；?－刀刃的初始刃傾角；??－與刀刃相切的圓計算半徑 mm；'?R－刀刃的終點半徑 mm；r－刀刃的起點半徑 mm；5.1.6 刀片的結(jié)構(gòu)絞肉機的設計17根據(jù)以上對絞刀各個幾何參數(shù)的分析，得出絞刀的結(jié)構(gòu)圖（圖 5-8），此絞刀的特點：1、 后角取 4 ，刀片的壽命較長；?2、 前角取 30 ，以減小絞肉所需的力及功率； ?3、 增加刃傾角，以提高刀刃的鋒利度；4、 采用全圓弧形的前刀面結(jié)構(gòu)，以改善刀刃的強度5、 采用可換式刀片結(jié)構(gòu)，以節(jié)約刀體材料并可選用不同幾何參數(shù)刀片。絞肉機的設計18圖 5-8 絞刀的結(jié)構(gòu)圖6 軸的結(jié)構(gòu)設計及校核6.1 擬定軸上零件的尺寸圖 6-1 軸的結(jié)構(gòu)1、根據(jù)軸向定位要求確定軸徑與長度1）為滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-1 端需制出一軸肩，取 1 段軸徑為 21mm,伸出段軸徑為 17 mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 26 mm.2）1-2 端螺桿直徑前面已確定，為 30mm，為增加擠壓力，將螺桿軸制有一定錐度，取 1-1 端軸徑為 26mm.3）根據(jù)刀具孔為半方型，高度為 8mm，厚度為 4mm，為防止刀具軸向滑動，取 3-4絞肉機的設計19段軸寬為 8mm，長為 5mm.4)為防止軸徑變化太大，使刀具軸被折斷，取 2-3 段為過渡軸，軸徑為 20mm.5）為防止刀具與擠肉樣板發(fā)生碰撞，在 4-4 左端安放了 2 個標準型 GB93-87 型彈簧墊圈，從而使軸承與軸貼合。2、軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。查資料 【6】 P140 表 14-1 查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 18mm（標準鍵長，見)79106(5???GBhbGB1096-79）,同時為了保證聯(lián)軸器與軸有良好的對中性，選其配合為 H7/s6.3、確定軸上倒角尺寸參考資料 【6】 表 11-5 取 1-1 右端倒角為 ，4-4 左端倒角為 。??451??45.04、求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)做出軸的受力簡圖。圖 3.3因為整個軸所受彎矩較小，故可按軸的扭矩進行計算。根據(jù)軸的生產(chǎn)能力為 150kg/h,估算出絞刀所受的力為 30N。根據(jù)絞刀的絞刃半徑 r<
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