食品機械課程設(shè)計--果蔬高速鏈?zhǔn)竭\輸機設(shè)計

1、<p><b>　　食品機械課程設(shè)計</b></p><p>　　果蔬高速鏈?zhǔn)竭\輸機設(shè)計</p><p>　　院 系 化學(xué)化工學(xué)院　　　　 </p><p>　　專 業(yè)　食品科學(xué)與工程　　　 </p><p><b>　　摘 要</b></p>

2、;<p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C是利用鏈條牽引、承載，或由鏈條上安裝的板條、金屬網(wǎng)、輥道等承載物料的輸送機。根據(jù)鏈條上安裝的承載面的不同，可分：鏈條式/鏈板式/鏈網(wǎng)式/板條式/鏈斗式/托盤式/臺車式，此外，也常與其他輸送機、升降裝置等組成各種功能的生產(chǎn)線。 </p><p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C被廣泛的運用到機械，輕工，郵政，運輸，醫(yī)療，牧業(yè)，木業(yè)，家具，汽車，摩托車，釀酒，飲料，電子電器，食品，塑膠，化工，煙草

3、等各行各業(yè)中。</p><p>　　關(guān)鍵詞：鏈?zhǔn)竭\輸機 減速器 齒輪 軸</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The chain type conveyer is uses the chain link hauling, the load bearing, or load bearing material

4、and so on plank, wire netting, table which installs by the chain link on conveyers.Loading end difference installs which according to the chain link on, separable: Chain link type/link joint type/chain net type/plank typ

5、e/chain bucket type/tray type/trolley type, in addition, also often with other conveyers, the elevating gear and so on composes each kind of function the production line. The chain</p><p>　　Key word: Chain

6、conveyor reduction gear gear axis </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.前 言1</b></p><p><b>　　2 設(shè)計要求2</b></p><p><b>　　3 設(shè)計方案2

7、</b></p><p>　　3.1 方案的比較2</p><p>　　3.2 裝置圖及其工作原理3</p><p><b>　　4 設(shè)計內(nèi)容3</b></p><p>　　4.1 選擇電動機，確定各軸的運動和動力參數(shù)3</p><p>　　4.1.1 求電動機的輸出功率3&

8、lt;/p><p>　　4.1.2 選擇電動機的型號，計算總傳動比4</p><p>　　4.2 齒輪的選擇與校核4</p><p>　　4.2.1 高速級齒輪4</p><p>　　4.3 鏈傳動的設(shè)計與計算9</p><p>　　4.3.1鏈型號的選擇9</p><p>　　4.3.2

9、鏈輪的主要尺寸計算11</p><p>　　4.3.3鏈的運動簡圖12</p><p>　　4.4 軸的計算與校核12</p><p>　　4.4.1 軸上零件的固定12</p><p>　　4.4.2 軸徑的確定與齒輪的受力（以Ⅰ軸為例）13</p><p>　　4.4.3 軸的選擇與校核13</p

10、><p>　　4.4.4 軸的轉(zhuǎn)矩彎矩受力圖16</p><p>　　4.5 聯(lián)軸器的設(shè)計16</p><p>　　4.5.1 確定聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩16</p><p>　　4.6 鍵的設(shè)計16</p><p>　　4.6.1 選擇鍵的類型、材料16</p><p>　　4.6.2 鍵的尺

11、寸的確定17</p><p>　　4.6.3 校核鍵聯(lián)接的強度17</p><p>　　4.7 軸承的設(shè)計17</p><p>　　4.7.1 軸承的選擇17</p><p>　　4.7.2 計算軸承壽命17</p><p><b>　　5 設(shè)計小結(jié)18</b></p>

12、<p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　1.前 言</b></p><p>　　在現(xiàn)代這樣一個節(jié)約型社會中，機械設(shè)備自動化已廣泛存在于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域中，而在大型的果蔬制品企業(yè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)其生產(chǎn)的自動化與連續(xù)化

13、將會大大提高其生產(chǎn)效率從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。果蔬鏈?zhǔn)竭\輸機即為這一過程的實現(xiàn)做出了重大貢獻(xiàn)。</p><p>　　鏈?zhǔn)竭\輸機結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小，可以三維改變輸送方向，與相關(guān)裝置配合使用可實現(xiàn)物料的輸送和計量。鏈?zhǔn)捷斔蜋C工作時，機槽下部的鏈條向前運動，使機槽里物料內(nèi)部壓力增加，物料顆粒之間的內(nèi)磨擦力隨之增加，當(dāng)物料的內(nèi)磨擦力大于物料與機槽壁的外磨擦力時，物料便隨著輸送鏈一起向前作連續(xù)的整體運動。輸送機軸可以正反

14、轉(zhuǎn), 設(shè)備可以隨時改變輸送方向,被輸送的物料從進口到出口法蘭之間是處于密閉狀態(tài)的故出口不必設(shè)置除塵器。根據(jù)不同的加料情況，進口之間可相距超過10米遠(yuǎn)。鏈輪有優(yōu)化的肩，表面有沉積排水和齒面，設(shè)計優(yōu)化。該設(shè)計中傳動裝置選用沒有滑動的鏈傳動，傳遞效率高，軸及軸承上的載荷小且可在油污、溫度較高的環(huán)境中使用。在該輸送機的齒輪傳動選擇方式方面，由于開式齒輪是外露的，粉塵容易落入嚙合區(qū)且不能保證良好的潤滑，故采用了閉式傳動，既保證了果蔬的衛(wèi)生又提高了

15、運送效率。</p><p>　　鏈?zhǔn)竭\輸機有如下特點： 1.輸送效率高 物料在鏈?zhǔn)捷斔蜋C的機槽內(nèi)呈整體流動，因而較小的機槽空間可以輸送大量的物料，設(shè)備的外形尺寸也相應(yīng)較小。 2.能耗低 鏈?zhǔn)捷斔蜋C借助物料內(nèi)磨擦力進行輸送，輸送鏈與機殼無磨擦運動。在同等輸送量和較長輸送距離的條件下，鏈?zhǔn)竭\輸機的電力消耗比螺旋輸送機低40%左右。 3.故障率低 輸送鏈上的滾子在導(dǎo)軌上滾動，輸送鏈與

16、機殼無磨擦。鏈條采用合金鋼熱處理加工制成，其正常使用壽命3年左右，運行中故障率低。</p><p>　　由于鏈?zhǔn)竭\輸機具有諸多優(yōu)點，除用于果蔬的運輸外配合其它裝置被廣泛的運用到機械、輕工、郵政、運輸、醫(yī)療、牧業(yè)、木業(yè)、家具、汽車、摩托車、釀酒、飲料、電子電器、食品、塑膠、化工、煙草等各行各業(yè)中。</p><p>　　該設(shè)計為果蔬鏈?zhǔn)竭\輸機，主要適用于大型果蔬制品企業(yè)，可實現(xiàn)其操作的半自動化

17、，既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又提高了工作效率，深受眾多生產(chǎn)企業(yè)的青睞，目前已廣泛應(yīng)用到果蔬制品加工領(lǐng)域。</p><p>　　該設(shè)計主要對鏈?zhǔn)竭\輸機的電動機、減速器、傳動鏈、軸、聯(lián)軸器、鍵、軸承等部件進行了設(shè)計與選擇。鑒于本人水平有限，該設(shè)計中難免存在不妥之處，懇請老師批評指正。</p><p><b>　　2 設(shè)計要求</b></p><p>　　要求

18、滾筒傳動帶速度v=2.4m/s，輸出功率P=6Kw，即工作轉(zhuǎn)速要求為nw==91.72r/min，能夠基本實現(xiàn)鏈?zhǔn)竭\輸機的高速運送。</p><p><b>　　3 設(shè)計方案</b></p><p><b>　　3.1 方案的比較</b></p><p>　　方案一：減速器采用齒輪傳動</p><p&g

19、t;　　齒輪傳動能保證恒定的傳動比，適用的功率和速度范圍廣，效率高，但制造及安裝精度要求較高，成本高。</p><p>　　方案二：減速器采用蝸桿傳動</p><p>　　蝸桿傳動的傳動比大，傳動平穩(wěn)，但其傳動功率低，發(fā)熱量大，而閉式傳動長期連續(xù)工作時必須考慮散熱問題，且其傳遞功率小，通常不超過5Kw。</p><p>　　綜合比較以上兩種方案，選擇方案一較為合適。

20、另外由于斜齒圓柱齒輪軸承的組合設(shè)計較為復(fù)雜，所以選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　3.2 裝置圖及其工作原理</p><p>　　圖1 果蔬鏈?zhǔn)竭\輸機</p><p>　　1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-齒輪減速器 4-傳動鏈 5-卷筒 6-運輸帶</p><p><b>　　4 設(shè)計內(nèi)容</b><

21、/p><p>　　4.1 選擇電動機，確定各軸的運動和動力參數(shù)</p><p>　　4.1.1 求電動機的輸出功率</p><p>　?。?）確定傳動裝置的總效率η</p><p><b>　　聯(lián)軸器=0.99</b></p><p>　　圓柱閉式齒輪=0.96（2對）</p><

22、p><b>　　傳動鏈=0.96</b></p><p>　　軸承=0.98（4對）</p><p><b>　　傳動滾筒=0.91</b></p><p><b>　　則η==0.73</b></p><p>　?。?）計算需要電動機輸出的功率</p>&

23、lt;p><b>　　===8.22</b></p><p>　　4.1.2 選擇電動機的型號，計算總傳動比</p><p>　?。?）由上分析可選擇電動機型號為Y160M1(參見于《新編機械設(shè)計手冊》)</p><p>　　額定功率P=11Kw，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min，最大轉(zhuǎn)矩2.3</p><p><

24、b>　　（2）計算總傳動比</b></p><p><b>　　===15.92</b></p><p>　?。?）分配總傳動比，計算各軸的運動和動力參數(shù)見表一</p><p>　　表1 各軸的運動和動力參數(shù)</p><p>　　4.2 齒輪的選擇與校核</p><p>　　4.

25、2.1 高速級齒輪</p><p>　　傳遞功率P=8.14Kw,輸出軸轉(zhuǎn)速=1460r/min,傳動比i=3.75</p><p>　　一般減速器對傳動尺寸無特殊限制，采用軟齒面?zhèn)鲃?lt;/p><p>　　小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面平均硬度240HBS；</p><p>　　大齒輪選用45鋼正火，齒面平均硬度200HBS，</p>

26、<p>　　這是閉式軟齒面齒輪傳動，故先按接觸疲勞強度設(shè)計，再校核其疲勞強度。</p><p>　　4.2.2 低速級齒輪</p><p>　　功率P=7.81Kw，輸入軸轉(zhuǎn)速n2=389.3r/min，傳動比i2=2.62，</p><p>　　小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面平均硬度240HBS;</p><p>　　大齒輪選用

27、45鋼，正火，齒面平均硬度200HBS，</p><p>　　先按接觸疲勞強度設(shè)計，再校核其彎曲疲勞強度</p><p>　　4.3 鏈傳動的設(shè)計與計算</p><p>　　4.3.1鏈型號的選擇</p><p>　　已知：功率P=7.50Kw，轉(zhuǎn)速n1=148.6r/min,n2=91.72 r/min</p><p&g

28、t;<b>　　計算與選擇如下：</b></p><p>　　由上可知，所選鏈為40A滾子鏈（參見于《新編機械設(shè)計手冊》），其各項尺寸見下表</p><p>　　表2 40A滾子鏈的主要尺寸</p><p>　　4.3.2鏈輪的主要尺寸計算</p><p>　　4.3.3鏈的運動簡圖</p><p&g

29、t;<b>　　圖2 鏈運動簡圖</b></p><p>　　4.4 軸的計算與校核</p><p>　　4.4.1 軸上零件的固定</p><p>　　(1) 軸上零件的軸向固定</p><p>　　可用圓螺母的固定方法，該方法固定可靠，可承受大的軸向力，但軸上須車制螺紋和退刀槽，應(yīng)力集中較大，常用于軸端零件固定。&l

30、t;/p><p>　　(2) 軸上零件的周向固定</p><p>　　可采用鍵聯(lián)結(jié)的平鍵聯(lián)結(jié)的固定方法。該方法定心性好，可用于較高精度、高轉(zhuǎn)速及受沖擊作用的場合</p><p>　　4.4.2 軸徑的確定與齒輪的受力（以Ⅰ軸為例）</p><p>　　軸傳遞的功率P=8.14Kw，軸的轉(zhuǎn)速n=1460r/min，</p><p

31、>　　軸材料選用45鋼，45鋼對應(yīng)的C=118</p><p>　　d≥=118×mm=20.92mm,計入鍵槽的影響d=1.03×20.92mm=21.55mm</p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=25.0mm</p><p>　　已知軸上齒輪的分度圓直徑=60mm，齒輪轉(zhuǎn)矩為=5.32×104mm</p><

32、p>　　齒輪上切向力===1.77×103N</p><p>　　徑向力==1.77×103×=644.23N</p><p>　　4.4.3 軸的選擇與校核</p><p>　　4.4.4 軸的轉(zhuǎn)矩彎矩受力圖</p><p><b>　　圖3 軸強度計算</b></p>

33、<p>　　a）軸的結(jié)構(gòu) b）軸的空間受力 c）水平面的受力 d）水平面的彎矩</p><p>　　e）垂直面得受力 f）垂直面的彎矩 g）合成彎矩M h）轉(zhuǎn)矩T</p><p>　　4.5 聯(lián)軸器的設(shè)計</p><p>　　4.5.1 確定聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩</p><p>　?、褫S的名義轉(zhuǎn)矩為T=53.24Nm

34、，故其計算轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　=KT=1.4×53.24=74.54Nm</p><p>　　要求公稱轉(zhuǎn)矩，查表GB/T4323-1984,所選聯(lián)軸器型號為TL5</p><p><b>　　4.6 鍵的設(shè)計</b></p><p>　　4.6.1 選擇鍵的類型、材料</p><p&

35、gt;　　A型普通平鍵，鍵的材料選用45鋼</p><p>　　4.6.2 鍵的尺寸的確定</p><p>　　已知軸徑d=25mm，查表GB/T1096-1979知鍵的各項尺寸為：b=7mm，h=7mm，L=20mm</p><p>　　4.6.3 校核鍵聯(lián)接的強度</p><p>　　普通平鍵構(gòu)成靜聯(lián)接，故只需校核輪轂的擠壓強度</

36、p><p>　　已知齒輪材料為45鋼，查表知其許用擠壓應(yīng)力為 =100~120MPa</p><p>　　鍵的工作長度=L-b=13mm</p><p>　　故其擠壓應(yīng)力為σp===93.61 MPa</p><p>　　由于< ，故強度足夠</p><p>　　故確定鍵的類型為7×20GB/T1096-1

37、979</p><p><b>　　4.7 軸承的設(shè)計</b></p><p>　　4.7.1 軸承的選擇</p><p>　　軸承選擇深溝球軸承6205（參見與《新編機械設(shè)計手冊》）,其主要參數(shù)如下表</p><p>　　表3 深溝球軸承主要參數(shù)表</p><p>　　4.7.2 計算軸承壽命

38、</p><p>　　軸上齒輪所受切向力=</p><p>　　徑向力=644.23N，轉(zhuǎn)速n=1460r/min</p><p>　　當(dāng)量動載荷===941.80N</p><p>　　軸承的基本額定動載荷C=10100N，溫度系數(shù)=1.00，載荷系數(shù)=1.3</p><p><b>　　壽命指數(shù)ε=3&l

39、t;/b></p><p>　　故軸承的實際壽命== h=17067.7h</p><p><b>　　5 設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過此次課程實際，使我更好地把握了機械設(shè)計基礎(chǔ)的核心，明白了任何一部完整的機器都是由原動機部分，執(zhí)行部分和傳動部分組成，同時掌握了對各個部分設(shè)計的方法。該機械選用了鏈傳動，雖有許多優(yōu)點，但也有些

40、許弊端。因鏈傳動平穩(wěn)性差，沖擊和噪聲較大，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用且制造費用比帶傳動高。在設(shè)計的整個過程中感受最受的一點是理論是實踐的基礎(chǔ)，沒有扎實的理論知識做基礎(chǔ)是萬萬不可的。由于本人理論知識不夠牢固，在設(shè)計的過程中遇到很多障礙，在克服障礙的同時也學(xué)到了許多知識。初次設(shè)計，難免有許多不妥之處，還望老師批評指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

41、;<p>　　［1］張黎驊，鄭嚴(yán)，主編. 新編機械設(shè)計手冊. 人民郵電出版社，2008</p><p>　?。?］湯善甫，朱思明，主編. 化工設(shè)備機械基礎(chǔ). 華東理工大學(xué)出版社，2006</p><p>　?。?］吳宗澤 主編. 機械設(shè)計實用手冊. 北京化學(xué)工業(yè)出版社，1999</p><p>　?。?］李秀珍 主編. 機械設(shè)計基礎(chǔ). 機械工業(yè)出版社，

42、2005</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　兩周多的課程設(shè)計終于將告一段落，在設(shè)計過程中我收獲了很多也感受</p><p>　　了很多。不僅鞏固了專業(yè)知識而且端正了自己做事的態(tài)度。在此要感謝 老師的悉心指導(dǎo)以及院系領(lǐng)導(dǎo)對我們的人文關(guān)懷（為同學(xué)們申請了30個小時免費上機時間）。同時還要感謝有設(shè)計經(jīng)驗的化工專業(yè)同學(xué)對我們