食品機(jī)械課程設(shè)計(jì)--果蔬高速鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　食品機(jī)械課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　果蔬高速鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系 化學(xué)化工學(xué)院　　　　 </p><p>　　專(zhuān) 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(jī)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(jī)。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(pán)式/臺(tái)車(chē)式，此外，也常與其他輸送機(jī)、升降裝置等組成各種功能的生產(chǎn)線。 </p><p>　　鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)被廣泛的運(yùn)用到機(jī)械，輕工，郵政，運(yùn)輸，醫(yī)療，牧業(yè)，木業(yè)，家具，汽車(chē)，摩托車(chē)，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\(yùn)輸機(jī) 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(jì)要求2</b></p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)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(jì)內(nèi)容3</b></p><p>　　4.1 選擇電動(dòng)機(jī)，確定各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3</p><p>　　4.1.1 求電動(dòng)機(jī)的輸出功率3&

8、lt;/p><p>　　4.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，計(jì)算總傳動(dòng)比4</p><p>　　4.2 齒輪的選擇與校核4</p><p>　　4.2.1 高速級(jí)齒輪4</p><p>　　4.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算9</p><p>　　4.3.1鏈型號(hào)的選擇9</p><p>　　4.3.2

9、鏈輪的主要尺寸計(jì)算11</p><p>　　4.3.3鏈的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖12</p><p>　　4.4 軸的計(jì)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(jì)16</p><p>　　4.5.1 確定聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩16</p><p>　　4.6 鍵的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.6.1 選擇鍵的類(lèi)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(qiáng)度17</p><p>　　4.7 軸承的設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.7.1 軸承的選擇17</p><p>　　4.7.2 計(jì)算軸承壽命17</p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)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(gè)節(jié)約型社會(huì)中，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化已廣泛存在于生產(chǎn)生活的各個(gè)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(dòng)化與連續(xù)化

13、將會(huì)大大提高其生產(chǎn)效率從而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。果蔬鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)即為這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)做出了重大貢獻(xiàn)。</p><p>　　鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)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(shí)現(xiàn)物料的輸送和計(jì)量。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)工作時(shí)，機(jī)槽下部的鏈條向前運(yùn)動(dòng)，使機(jī)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(jī)槽壁的外磨擦力時(shí)，物料便隨著輸送鏈一起向前作連續(xù)的整體運(yùn)動(dòng)。輸送機(jī)軸可以正反

14、轉(zhuǎn), 設(shè)備可以隨時(shí)改變輸送方向,被輸送的物料從進(jìn)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(jìn)口之間可相距超過(guò)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(jì)優(yōu)化。該設(shè)計(jì)中傳動(dòng)裝置選用沒(méi)有滑動(dòng)的鏈傳動(dòng)，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(jī)的齒輪傳動(dòng)選擇方式方面，由于開(kāi)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(rùn)滑，故采用了閉式傳動(dòng)，既保證了果蔬的衛(wèi)生又提高了

15、運(yùn)送效率。</p><p>　　鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)有如下特點(diǎn)： 1.輸送效率高 物料在鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的機(jī)槽內(nèi)呈整體流動(dòng)，因而較小的機(jī)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(jī)借助物料內(nèi)磨擦力進(jìn)行輸送，輸送鏈與機(jī)殼無(wú)磨擦運(yùn)動(dòng)。在同等輸送量和較長(zhǎng)輸送距離的條件下，鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的電力消耗比螺旋輸送機(jī)低40%左右。 3.故障率低 輸送鏈上的滾子在導(dǎo)軌上滾動(dòng)，輸送鏈與

16、機(jī)殼無(wú)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(yùn)行中故障率低。</p><p>　　由于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，除用于果蔬的運(yùn)輸外配合其它裝置被廣泛的運(yùn)用到機(jī)械、輕工、郵政、運(yùn)輸、醫(yī)療、牧業(yè)、木業(yè)、家具、汽車(chē)、摩托車(chē)、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(jì)為果蔬鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)，主要適用于大型果蔬制品企業(yè)，可實(shí)現(xiàn)其操作的半自動(dòng)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(jì)主要對(duì)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)鏈、軸、聯(lián)軸器、鍵、軸承等部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與選擇。鑒于本人水平有限，該設(shè)計(jì)中難免存在不妥之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求

18、滾筒傳動(dòng)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(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的高速運(yùn)送。</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)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(dòng)</p><p&g

19、t;　　齒輪傳動(dòng)能保證恒定的傳動(dòng)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(dòng)</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，但其傳動(dòng)功率低，發(fā)熱量大，而閉式傳動(dòng)長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)必須考慮散熱問(wèn)題，且其傳遞功率小，通常不超過(guò)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(jì)較為復(fù)雜，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　3.2 裝置圖及其工作原理</p><p>　　圖1 果蔬鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)</p><p>　　1-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-齒輪減速器 4-傳動(dòng)鏈 5-卷筒 6-運(yùn)輸帶</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b><

21、/p><p>　　4.1 選擇電動(dòng)機(jī)，確定各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　4.1.1 求電動(dòng)機(jī)的輸出功率</p><p>　?。?）確定傳動(dòng)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(duì)）</p><

22、p><b>　　傳動(dòng)鏈=0.96</b></p><p>　　軸承=0.98（4對(duì)）</p><p><b>　　傳動(dòng)滾筒=0.91</b></p><p><b>　　則η==0.73</b></p><p>　?。?）計(jì)算需要電動(dòng)機(jī)輸出的功率</p>&

23、lt;p><b>　　===8.22</b></p><p>　　4.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，計(jì)算總傳動(dòng)比</p><p>　　（1）由上分析可選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M1(參見(jiàn)于《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》)</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>　?。?）計(jì)算總傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　===15.92</b></p><p>　?。?）分配總傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見(jiàn)表一</p><p>　　表1 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(jí)齒輪</p><p>　　傳遞功率P=8.14Kw,輸出軸轉(zhuǎn)速=1460r/min,傳動(dòng)比i=3.75</p><p>　　一般減速器對(duì)傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊限制，采用軟齒面?zhèn)鲃?dòng)</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(dòng)，故先按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核其疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　4.2.2 低速級(jí)齒輪</p><p>　　功率P=7.81Kw，輸入軸轉(zhuǎn)速n2=389.3r/min，傳動(dòng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核其彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　4.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.3.1鏈型號(hào)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(jì)算與選擇如下：</b></p><p>　　由上可知，所選鏈為40A滾子鏈（參見(jiàn)于《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》），其各項(xiàng)尺寸見(jiàn)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(jì)算</p><p>　　4.3.3鏈的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p&g

29、t;<b>　　圖2 鏈運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　4.4 軸的計(jì)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(chē)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(chǎng)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(duì)應(yīng)的C=118</p><p>　　d≥=118×mm=20.92mm,計(jì)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(qiáng)度計(jì)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(jì)</p><p>　　4.5.1 確定聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　Ⅰ軸的名義轉(zhuǎn)矩為T(mén)=53.24Nm

34、，故其計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　=KT=1.4×53.24=74.54Nm</p><p>　　要求公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，查表GB/T4323-1984,所選聯(lián)軸器型號(hào)為T(mén)L5</p><p><b>　　4.6 鍵的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.6.1 選擇鍵的類(lèi)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(xiàng)尺寸為：b=7mm，h=7mm，L=20mm</p><p>　　4.6.3 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)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(qiáng)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(zhǎng)度=L-b=13mm</p><p>　　故其擠壓應(yīng)力為σp===93.61 MPa</p><p>　　由于< ，故強(qiáng)度足夠</p><p>　　故確定鍵的類(lèi)型為7×20GB/T1096-1

37、979</p><p><b>　　4.7 軸承的設(shè)計(jì)</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(jiàn)與《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》）,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(jì)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(dòng)載荷===941.80N</p><p>　　軸承的基本額定動(dòng)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(shí)際壽命== h=17067.7h</p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)此次課程實(shí)際，使我更好地把握了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的核心，明白了任何一部完整的機(jī)器都是由原動(dòng)機(jī)部分，執(zhí)行部分和傳動(dòng)部分組成，同時(shí)掌握了對(duì)各個(gè)部分設(shè)計(jì)的方法。該機(jī)械選用了鏈傳動(dòng)，雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有些

40、許弊端。因鏈傳動(dòng)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(dòng)中應(yīng)用且制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中感受最受的一點(diǎn)是理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)，沒(méi)有扎實(shí)的理論知識(shí)做基礎(chǔ)是萬(wàn)萬(wàn)不可的。由于本人理論知識(shí)不夠牢固，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到很多障礙，在克服障礙的同時(shí)也學(xué)到了許多知識(shí)。初次設(shè)計(jì)，難免有許多不妥之處，還望老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

41、;<p>　?。?］張黎驊，鄭嚴(yán)，主編. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 人民郵電出版社，2008</p><p>　　［2］湯善甫，朱思明，主編. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ). 華東理工大學(xué)出版社，2006</p><p>　?。?］吳宗澤 主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 北京化學(xué)工業(yè)出版社，1999</p><p>　?。?］李秀珍 主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 機(jī)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(jì)終于將告一段落，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我收獲了很多也感受</p><p>　　了很多。不僅鞏固了專(zhuān)業(yè)知識(shí)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(duì)我們的人文關(guān)懷（為同學(xué)們申請(qǐng)了30個(gè)小時(shí)免費(fèi)上機(jī)時(shí)間）。同時(shí)還要感謝有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的化工專(zhuān)業(yè)同學(xué)對(duì)我們