食品加工機(jī)械類(lèi)單螺桿食品擠出機(jī)的設(shè)計(jì)【含cad圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

1、<p><b>　　XXXX大學(xué)</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)</p><p>　　班 級(jí)： 姓 名： </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專(zhuān)

2、 業(yè)： </p><p>　　題 目： 單螺桿食品擠出機(jī)的設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱(chēng): </p><p>　　職稱(chēng): </p><p>　　20**年**月**日&

3、lt;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　針對(duì)設(shè)計(jì)要求，對(duì)單螺桿食品擠出機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。主要包括傳動(dòng)系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、冷卻和加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此單螺桿擠出機(jī)是通過(guò)電機(jī)將動(dòng)力傳給帶輪，經(jīng)減速傳給螺桿，為了滿足變速范圍的要求，采用普通電機(jī)加變頻器進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。為了便于安裝和拆卸，機(jī)筒采用的是左右剖分式結(jié)構(gòu)，分三段進(jìn)行加熱和冷卻。通過(guò)電磁閥和傳感

4、器進(jìn)行溫度的控制和冷卻水的進(jìn)出，保證溫度在所允許的范圍內(nèi)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)温輻U；擠出機(jī)；剖分式</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to the design requirement, the single screw food extruder is designed.

5、 Mainly comprises a transmission system, extrusion system, feeding system, the cooling and heating system design. The single screw extruder is through the motor transmits power to the belt wheel through a speed reducer,

6、transmitted to a screw, in order to meet the requirements of speed range, the common motor with frequency converter for stepless speed regulation. In order to facilitate the installation and disassemb</p><p>

7、;　　Keyword single-screw； extruder；split</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　Abstract錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　第1章 緒 論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p>&l

8、t;p>　　1.1 研究的意義錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1.2 擠壓技術(shù)的發(fā)展錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1.4 擠壓加工的原理錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p>&

9、lt;p>　　2.1 設(shè)計(jì)的要求錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　2.2 方案設(shè)計(jì)部分錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　2.2.1 方案的整體確定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　2.2.2 機(jī)筒與螺桿材料的選擇錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p&

10、gt;<p>　　3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.1.1 電機(jī)的選擇錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.1.2 傳動(dòng)比的分配錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.2 螺桿的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.3 齒輪的設(shè)計(jì)14</p>&

11、lt;p>　　3.3.1 輸入軸上齒輪的設(shè)計(jì).......錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.3.2 Ⅱ軸Ⅲ軸上一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3.3 計(jì)算輸出軸上的小齒輪錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.4 軸的計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　3.5 帶輪計(jì)算28</

12、p><p>　　3.5.1 確定計(jì)算功率28</p><p>　　3.5.2 選窄V帶帶型29 </p><p>　　3.5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑29</p><p>　　3.5.4 確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距29</p><p>　　3.5.5 包角30</p><p>　

13、　3.5.6 計(jì)算根數(shù)30</p><p>　　3.6 軸的校核30</p><p>　　第4章 冷卻裝置35</p><p>　　4.1 水冷35</p><p>　　4.2 風(fēng)冷錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。35</p><p>　　結(jié) 論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。37</p><p>

14、<b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p>　　充值后就可以下載此設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不包含CAD圖紙）。我這里還有相應(yīng)的word說(shuō)明書(shū)和CAD圖紙（共計(jì)6張圖紙）。需要全套資料的朋友請(qǐng)加1：1459919609或2：1969043202，需要其他設(shè)計(jì)題目直接聯(lián)系！?。?</p>

15、<p><b>　　CONTENTS</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　I</b></p><p><b>　　I</b></p><p>　　AbstractII</p>&l

16、t;p><b>　　目 錄III</b></p><p>　　CONTENTSV</p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1 研究的意義1</p><p>　　1.2 擠壓技術(shù)的發(fā)展1</p><p>　　1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀2</p>

17、;<p>　　1.4 擠壓加工的原理3</p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)的要求5</p><p>　　2.2 方案設(shè)計(jì)部分5</p><p>　　2.2.1 方案的整體確定5</p><p>　　2.2.2機(jī)筒與螺桿材料的選擇6</p&

18、gt;<p>　　第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.1 電機(jī)的選擇8</p><p>　　3.1.2 傳動(dòng)比的分配8</p><p>　　3.2 螺桿的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.3 齒輪的設(shè)計(jì)13</p>

19、<p>　　3.3.1 輸入軸上齒輪的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3.2Ⅱ軸Ⅲ軸上一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.4 軸的計(jì)算27</p><p>　　3.5 帶輪計(jì)算28</p><p>　　3.5.1 確定計(jì)算功率28</p><p>　　3.5.2 選窄V帶帶型

20、29</p><p>　　3.5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑29</p><p>　　3.5.4 確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距29</p><p>　　3.5.5 包角30</p><p>　　3.5.6 計(jì)算根數(shù)30</p><p>　　3.6 軸的校核30</p><p>

21、;　　第4章 冷卻裝置35</p><p>　　4.1 水冷35</p><p>　　4.2 風(fēng)冷35</p><p><b>　　結(jié)論37</b></p><p><b>　　致謝38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b

22、></p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 研究的意義</p><p>　　單螺桿擠出機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，因此廣泛的應(yīng)用于食品、塑料、飼料等各個(gè)領(lǐng)域。在塑料加工行業(yè)，擠出成型作為聚合物加工工業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，在聚合物樹(shù)脂應(yīng)用工程技術(shù)、擠出生產(chǎn)設(shè)備研制技術(shù)兩方面互相促進(jìn)。各種結(jié)構(gòu)與功能的

23、擠出機(jī)如混煉型螺桿擠出機(jī)，排氣式擠出機(jī)，雙螺桿、多螺桿擠出機(jī)，反應(yīng)式擠出機(jī)，組合式擠出機(jī)，適應(yīng)高分子材料物理與化學(xué)特性而建造的成型裝置，具有各種制品所需要的專(zhuān)門(mén)功能，能夠?qū)嵤┏尚筒襟E的擠出生產(chǎn)線輔機(jī)，以追求操作簡(jiǎn)便、控制精確、節(jié)能高效，清潔生產(chǎn)的目標(biāo)而不斷改進(jìn)的新興設(shè)備。在食品加工行業(yè)不僅用于谷物食品加工，而且也越來(lái)越多地用于糖果糕點(diǎn)類(lèi)產(chǎn)品乃至香料等產(chǎn)品的加工，涉及主餐類(lèi)，早餐類(lèi)，兒童營(yíng)養(yǎng)食品、中老年食品、健康功能性和休閑小食品等領(lǐng)域。

24、逐漸應(yīng)用在水產(chǎn)品、仿生制品、調(diào)味品、方便面、速溶飲料、變性淀粉和加濕寵物食糧等方面。通過(guò)擠壓技術(shù)生產(chǎn)的食品具有松脆可口，有助于消化的特點(diǎn)。在飼料加工方面我國(guó)現(xiàn)有的飼料加工仍以單螺桿膨化擠出機(jī)為主。當(dāng)今擠壓技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活的各個(gè)方面，因此有必要不斷改進(jìn)擠壓設(shè)備，降低產(chǎn)品的成本[1-5]。</p><p>　　在我國(guó)擠出設(shè)備的總體技術(shù)水平相當(dāng)于先進(jìn)國(guó)家的八十年代水平。當(dāng)然也不乏一批具備九十年代乃至當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先水

25、平的產(chǎn)品，但一些專(zhuān)用性強(qiáng)的高新技術(shù)產(chǎn)品還需依賴進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)我國(guó)擠出機(jī)的進(jìn)口量呈現(xiàn)出逐年遞減之勢(shì)，2000年比1999年進(jìn)口臺(tái)數(shù)減少了5.3%，外匯支出減少32.7%，而出口臺(tái)數(shù)減少了73%，創(chuàng)匯卻增加了12.3%，這說(shuō)明國(guó)產(chǎn)擠出機(jī)技術(shù)含量有一定的提高，出口的價(jià)格也相對(duì)的上漲。而國(guó)外的擠壓技術(shù)已經(jīng)有上百年歷史，設(shè)備更新的較快，功能越來(lái)越完備，因此有必要加強(qiáng)我國(guó)擠壓機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地[2]。&

26、lt;/p><p>　　1.2 擠壓技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　擠出技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新型加工方法廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)中，并得到迅速的發(fā)展。谷物食品的傳統(tǒng)加工工藝一般需經(jīng)過(guò)粉碎、混合、成型、烘烤或油炸、殺菌、干燥等生產(chǎn)工序，每道工序都需配備相應(yīng)的設(shè)備，生產(chǎn)流水線長(zhǎng)、占地面積大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、設(shè)備種類(lèi)多[3]。采用擠壓技術(shù)來(lái)加工谷物食品，在原料經(jīng)過(guò)初步粉碎和混合后既可用一臺(tái)擠壓機(jī)一步完成混

27、煉、熟化、破碎、殺菌、預(yù)干燥、成型等工藝，制成膨化，組織化產(chǎn)品或制成不膨化的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在經(jīng)油炸、烘干、調(diào)味后即可上市銷(xiāo)售，只要簡(jiǎn)單的更換擠壓模具，便可以很方便的改變產(chǎn)品的造型。與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比，擠壓加工極大的改善了谷物食品的加工工藝，縮短了工藝過(guò)程，豐富了谷物食品的花色品種，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用，減少了占地面積，大大的降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也改善了產(chǎn)品的組織狀態(tài)和口感，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量[4]。</p><p>

28、;　　早期的食品擠壓機(jī)采用的是活塞式或注塞式灌腸機(jī)。現(xiàn)在使用的擠壓機(jī)是集混合、混煉、熟化、擠出成型于一體的加工設(shè)備，它的許多優(yōu)點(diǎn)在擠壓灌腸機(jī)中是得不到體現(xiàn)的。20世紀(jì)30年代末期，首次將擠壓機(jī)應(yīng)用于方便食品谷物的生產(chǎn)中，1936年第一臺(tái)應(yīng)用于谷物加工的單螺桿擠壓蒸煮機(jī)問(wèn)世，并在該行業(yè)取得成功。目前，美國(guó)生產(chǎn)的大型擠壓機(jī)生產(chǎn)能力已達(dá)到每小時(shí)幾噸至十幾噸。近年來(lái)，國(guó)外擠壓食品已經(jīng)成為單獨(dú)一大類(lèi)方便食品，有主食類(lèi)、早點(diǎn)類(lèi)、兒童食品、各種小食品

29、等方便食品。膨化大米可做主食面包、點(diǎn)心面包、蒸制品、炸制品等，將玉米擠壓膨化后粉碎，加入面包中，使面包具有特殊的口感和香味。1980年，美國(guó)學(xué)者研究了擠壓快餐食品的風(fēng)味與色澤。在擠壓食品中使用部分色素及風(fēng)味劑，使擠壓食品更具有吸引力。擠壓技術(shù)不僅在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，而且在其他工業(yè)中具有廣闊的前景。如發(fā)酵工業(yè)，尤其是塑料工業(yè)中[3-5]。</p><p>　　1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀</p><

30、p>　　中國(guó)雙螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品系列不全，規(guī)格較少。中國(guó)很多塑料支配企業(yè)仍采用進(jìn)口的雙螺桿擠出機(jī)。20世紀(jì)90年代初。華南理工大學(xué)發(fā)明了電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出機(jī)，新的理論與概念引人注目。</p><p>　　近幾年中國(guó)塑料機(jī)械成套性已有很大進(jìn)展。如塑料造粒機(jī)組從主機(jī)、供料計(jì)量、機(jī)頭、造粒和回收系統(tǒng)，到加熱、冷卻、電控、溫控系統(tǒng)都達(dá)到了相當(dāng)完善的程度。薄壁管、厚壁管、纏繞管、波紋管（單、雙壁）、復(fù)合管等各種管材機(jī)組的規(guī)

31、格日趨齊全，產(chǎn)品水平、質(zhì)量不斷提高。為適應(yīng)多層復(fù)合膜的需要，符合共擠技術(shù)及其成型機(jī)組（吹膜機(jī)組）也發(fā)展迅速。如青島德意利集團(tuán)最近研制的中空壁纏繞管生產(chǎn)線，生產(chǎn)的直管管徑可達(dá)300mm。又如廣東金明塑膠設(shè)備有限公司吸收、引進(jìn)德國(guó)萊芬豪塞公司關(guān)鍵技術(shù)制造的大型多層共擠復(fù)合膜機(jī)組，吹制膜的單幅寬可達(dá)20m。該機(jī)組可吹制棚膜、農(nóng)膜和土工膜，是一機(jī)兩用設(shè)備，使用于線性低密度聚乙烯、茂金屬線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、（乙烯/乙酸/

32、乙烯酯）共聚物等多種原料。機(jī)組中除采用了內(nèi)冷技術(shù)及超聲波監(jiān)控技術(shù)外，還同時(shí)采用了機(jī)、電、氣動(dòng)和液壓等多種技術(shù)，并有多項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了技術(shù)專(zhuān)利[6]。</p><p>　　20世紀(jì)50年代，石油化工的發(fā)展使高分子工業(yè)迅速成熟；60年代，塑料、橡膠、化纖三大合成材料的生產(chǎn)向規(guī)?；D(zhuǎn)變；70年代，世界合成高分子材料在總體積上已經(jīng)超過(guò)了金屬材料。聚合物只有通過(guò)成型加工才能成為有使用價(jià)值的制品。成型加工是高分子材料不可缺少的生

33、產(chǎn)環(huán)節(jié)。</p><p>　　擠出成型作為聚合物加工工業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，是在聚合物樹(shù)脂應(yīng)用工程技術(shù)、擠出生產(chǎn)設(shè)備研制技術(shù)兩方面互相促進(jìn)，又互相依存而發(fā)展起來(lái)的。形形色色的擠出產(chǎn)品；早期的硬PVC型材，交聯(lián)PE、鋁塑復(fù)合、PP-R管材，雙向拉伸聚丙烯薄膜，多層共擠復(fù)合膜，具有高阻隔性、透氣性、自黏性，熱收縮性、自消性等特殊性能的薄膜，功能母粒與色母粒，發(fā)泡制品。運(yùn)用擠出加工手段制備改性聚合材料，共混增強(qiáng)、增契技術(shù)

34、，輻射核性技術(shù)，納米復(fù)合技術(shù)，以及其他的一些新型改性技術(shù)。各種結(jié)構(gòu)與功能的擠出機(jī)如混煉型螺桿擠出機(jī)，排氣式擠出機(jī)，雙螺桿、多螺桿式擠出機(jī)，反應(yīng)式擠出機(jī)、組合式擠出機(jī)，適應(yīng)高分子材料物理與化學(xué)特性而建立的成型裝置，具有各種制品所需要的專(zhuān)門(mén)功能，能夠?qū)嵤┏尚筒襟E的擠出生產(chǎn)線輔機(jī)，以追求操作簡(jiǎn)便、控制精確、節(jié)能高效、清潔生產(chǎn)的目標(biāo)而不斷改進(jìn)的新型設(shè)備[7]。</p><p>　　1.4 擠壓加工的原理</p&g

35、t;<p>　　食品的擠壓概括的說(shuō)就是將食品物料置于擠壓機(jī)的高溫高壓狀態(tài)下，然后突然釋放至常溫常壓，使物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化的過(guò)程。這些物料通常是以谷物原料如大米、糯米、小麥、豆類(lèi)、玉米、高粱、等為主體，添加水、脂肪、蛋白質(zhì)、微量元素等配料混合而成。擠壓加工方法是借助擠壓機(jī)螺桿的推動(dòng)力，將物料向前擠壓，物料受到混合、攪拌和摩擦以及高剪切力作用，使得淀粉粒解體，同時(shí)機(jī)腔內(nèi)溫度壓力升高（可達(dá)到150-200。C，壓力可達(dá)1

36、MPa以上），然后從一定形狀的模孔瞬間擠出，由高溫高壓突然降至常溫常壓，其中游離水分在此壓差下急驟汽化，水的體積可膨脹大約2000倍。膨化的瞬間，谷物的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，他使生淀粉轉(zhuǎn)化成熟淀粉，同時(shí)變成層狀疏松的海綿體，谷物體積膨大到幾倍到幾十倍。如圖所示，當(dāng)疏松的食品原料從加料斗進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)時(shí)，隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著螺槽方向向前輸送，稱(chēng)為加料段，與此同時(shí)，由于受到機(jī)頭的阻力作用，固體物料逐漸壓實(shí)，又由于物料受到來(lái)自于機(jī)筒的外部加熱以及物料在

37、螺桿與機(jī)筒的強(qiáng)烈攪拌、混合、剪切等作用，溫度升高、開(kāi)始熔融，直至全部熔融，稱(chēng)為壓縮熔融段。由于螺槽逐漸變淺，繼續(xù)升溫升壓，食品物料得到蒸煮，出現(xiàn)淀粉糊</p><p>　　1-物料 2-料斗 3-水槽 4-螺釘 5-加熱板 6-料槽 7-模頭 8-螺桿 </p><p>　　9-?？?10-連頭 11-密封圈 12-螺筒 13-軸 14-連軸</p><p>

38、　　圖1-1 擠壓加工過(guò)程示意圖</p><p><b>　　第2章 方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　單螺桿擠出機(jī)的直徑為35mm，長(zhǎng)徑比為16，采用變頻無(wú)級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速范圍為15r/min-150r/min，公比。</p><p>　　2.2 方案設(shè)計(jì)部分</p&

39、gt;<p>　　2.2.1 方案的整體確定</p><p>　　螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)是一個(gè)整體的設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)系統(tǒng)，加料系統(tǒng)，加熱冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)的選擇，為了滿足轉(zhuǎn)速范圍在15r/min-150r/min，變頻無(wú)級(jí)調(diào)速的要求，可直接使用變頻電機(jī)還是采用普通電機(jī)加變頻器兩種方案。為了達(dá)到減少成本的目的，采用普通電機(jī)加變頻器的方

40、式，在普通電機(jī)中還有型號(hào)選擇的問(wèn)題，因?yàn)檗D(zhuǎn)速越低，成本越高，采用何種電機(jī)，也影響到以后的總傳動(dòng)比，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，總傳動(dòng)比就越大，從而使變速箱過(guò)于龐大，綜合以上因素，采用的是同步轉(zhuǎn)速1500r/min的Y112-4的電機(jī)配合變頻范圍在25Hz-50Hz的變頻器，這樣只需要采用二級(jí)減速器就可以達(dá)到要求的轉(zhuǎn)速范圍。由于輸出軸的最終轉(zhuǎn)速是在一定范圍內(nèi)的，因此必須采用多聯(lián)滑塊，是采用二聯(lián)還是三聯(lián)，另外采用了多聯(lián)滑塊，變速比多大也是一個(gè)必須討論的問(wèn)

41、題，過(guò)大則導(dǎo)致最小轉(zhuǎn)速與最大轉(zhuǎn)速的比值過(guò)小，而使用的只是15r/min-150r/min的轉(zhuǎn)速范圍，造成了浪費(fèi)。升速比與降速比的選擇也影響到重合的速度范圍，重合過(guò)多也造成了極大的浪費(fèi)。因此在確定升降比的時(shí)候采用由后往前的推力方式，采用的是雙聯(lián)滑塊。此時(shí)有兩種方案，方案一升2.5降2，方案二升2降2.5，他們的轉(zhuǎn)速重合范圍都是35-75r/min，采用不同的方案對(duì)</p><p>　　機(jī)筒的設(shè)計(jì)采用剖分式還是整體式

42、是整個(gè)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵，整體式中的輸出軸必須設(shè)計(jì)成空心軸，以便于螺桿的拆卸。并且要想了解擠出過(guò)程中物料沿螺桿的輸送、混合、反應(yīng)情況，只有停轉(zhuǎn)將機(jī)筒通水冷卻，然后把螺桿抽出才能看清。這樣很不方便，有時(shí)還會(huì)破壞過(guò)程的原貌。為了克服上述缺點(diǎn)及操作方便，機(jī)筒做成剖分式。剖分式包括上下開(kāi)合和左右開(kāi)合，由于加料口在機(jī)筒的上部，因此采用的是左右開(kāi)合式。設(shè)計(jì)成剖分式必須考慮合頁(yè)的設(shè)計(jì)，考慮合頁(yè)的開(kāi)合角度是否能夠使螺桿充分露出，保證拆卸的方便。由于機(jī)筒體

43、積較大，因此在剖分式機(jī)筒的兩邊各設(shè)計(jì)一個(gè)支撐軸用以分擔(dān)合頁(yè)所承受的壓力，支撐軸下帶有滾輪，以便于機(jī)筒的開(kāi)合[9]。</p><p>　　冷卻系統(tǒng)中采用的是水冷方式，因?yàn)樗涞乃俣容^快，時(shí)間較短，并且采用水冷與風(fēng)冷相比，所占的空間較小。水冷采用的是水套，水套屬于鑄鋁加熱器的一部分，在加熱絲的外圈，這樣可以使冷卻的速度加快。水冷采用的是軟管接頭。加熱系統(tǒng)采用的是鑄鋁加熱器，因?yàn)榇朔N加熱器具有外形尺寸小、質(zhì)量輕、拆裝方

44、便等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)筒徑向溫度均勻，預(yù)熱時(shí)間短；調(diào)節(jié)溫度時(shí)反應(yīng)靈敏，溫度穩(wěn)定性好；熱損失少，節(jié)能。其缺點(diǎn)：徑向尺寸大、拆裝不便、成本較高。一般不用于大型擠出機(jī)或形狀復(fù)雜的機(jī)頭上[9]。</p><p>　　普通螺桿的設(shè)計(jì)都分為三段，加料段、壓縮段和計(jì)量段，螺桿的主要參數(shù)包括直徑D，長(zhǎng)徑比L/D，螺桿三段的長(zhǎng)度，加料段和計(jì)量段槽深度H1，H3，螺紋升角Φ，以及其他一些次要的參數(shù)。因?yàn)槁輻U是向前輸送物料，因此由加料段到計(jì)量段

45、的槽深是越來(lái)越淺的。此外螺紋斷面，螺紋頭數(shù)，螺距的設(shè)計(jì)是很重要的。</p><p>　　2.2.2機(jī)筒與螺桿材料的選擇</p><p>　　由于機(jī)筒和料筒是在高溫、一定腐蝕、強(qiáng)烈磨損、大扭矩下工作的，因此，機(jī)筒和料筒必須由耐高溫、耐磨損、高強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)材料作成，故選用38CrMoAl，制成螺桿后經(jīng)氮化處理，或選用氮化鋼，氮化層厚度一般為0.3-0.5mm，經(jīng)表面處理后硬度不得小于950HV，

46、工作表面粗糙度Ra為1.6μm，并要求機(jī)筒內(nèi)表面的硬度應(yīng)比螺桿元件高30-60HV。</p><p>　　由于機(jī)筒和螺桿在相同的條件下工作，故其選材原則與螺桿相通。</p><p>　　用于共混、填充改性的機(jī)筒元件可用氮化鋼38CrMoALA制成。這種材料具有一定的耐磨性，但耐腐蝕性較差。</p><p>　　用于磨損大的填充、增強(qiáng)改性物料生產(chǎn)線的機(jī)筒，可采用金屬機(jī)

47、筒。即機(jī)筒元件不是由整塊相通材料構(gòu)成，而是有兩種材料構(gòu)成，與物料接觸部分采用耐磨（蝕）的材料，而不與物料接觸部分則用廉價(jià)的一般碳素鋼。這樣可以節(jié)省材料，把耐磨材料用到刀刃上。</p><p><b>　　第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 電機(jī)的選擇</p>&

48、lt;p>　　根據(jù)要求的螺桿轉(zhuǎn)速范圍15r/min-150r/min，采用普通電機(jī)加變頻器調(diào)速方式，選用的電機(jī)型號(hào)為Y112-4，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定功率為4kW，轉(zhuǎn)速1440r/min，電流8.77A，效率84.5%，變頻器范圍25Hz-50Hz。由得變頻器的轉(zhuǎn)速范圍</p><p>　　3.1.2 傳動(dòng)比的分配</p><p>　　欲使螺桿達(dá)到15-150r/mi

49、n的轉(zhuǎn)速，由后往前推</p><p><b>　　設(shè)升a降b</b></p><p><b>　　2xa=150</b></p><p><b>　　Xb=15</b></p><p><b>　　得a=5b</b></p><p>

50、;　　取a=2.5，b=0.5，得x=30（方案一）</p><p>　　或a=2，b=0.4，得x=37.5（方案二）</p><p>　　兩方案的轉(zhuǎn)速重合范圍都為30-75r/min。</p><p>　　采用二級(jí)減速器，設(shè)帶輪減速比為，依次為，。</p><p><b>　　方案一中××=</b>

51、;</p><p><b>　　方案二中××=</b></p><p>　　方案一中減速比過(guò)大，取方案二</p><p>　　減速比分配為=3.072，==2.5</p><p><b>　　得：</b></p><p>　　當(dāng)n=720r/min時(shí)

52、 當(dāng)n=1440r/min</p><p>　　擬定的轉(zhuǎn)速圖如圖3-1所示。</p><p><b>　　圖3-1 轉(zhuǎn)速圖</b></p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.2 螺桿的設(shè)計(jì)

53、</p><p>　　已知螺桿的參數(shù)有直徑為D=35mm，長(zhǎng)徑比為16。升角取17度，采用等矩變深螺桿，單頭螺紋。</p><p>　　在螺桿直徑、螺槽深度和螺紋升程相同的條件下，多頭；螺紋與單頭螺紋相比，多頭螺紋對(duì)物料的正推力較大、攫取物料的能力較強(qiáng)并可降低熔料的倒流現(xiàn)象。但是整條螺桿都是多頭螺紋時(shí)，物料分別從螺桿漏斗區(qū)幾條螺槽通道進(jìn)入達(dá)到螺桿頭部。在漏斗區(qū)，往往由于幾條螺槽的進(jìn)料不均勻

54、和各條螺槽的熔融和均化或?qū)θ哿陷斔湍芰Σ灰恢?，容易引起生產(chǎn)能力的波動(dòng)、壓力波動(dòng)。其結(jié)果是制品質(zhì)量下降。綜合以上因素，本設(shè)計(jì)采用單頭螺紋螺桿[9]。</p><p><b>　　螺距</b></p><p>　　得 法向?qū)挾萫=0.1D=3.5mm</p><p><b>　　軸向?qū)挾?lt;/b></p><

55、p><b>　　取 </b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　初選</b></p><p><b>　　螺桿軸向力的確定：</b></p><p>　　PZ——螺桿軸向推力，N</p><

56、;p>　　P1——物料作用在螺桿端面上的總壓力，N</p><p>　　P2——擠壓時(shí)由于動(dòng)載荷產(chǎn)生的附加壓力的軸向分量，N </p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 ——螺桿外徑， m </p><p>　　P——螺桿端部的物料壓力， Pa</p><p>

57、;<b>　　故 </b></p><p>　　1.由軸向力產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　DS=35mm，冷卻水孔徑DO=9mm</p><p>　　2.由扭矩產(chǎn)生的應(yīng)力</p><p>　　3.由螺桿自重G產(chǎn)生的彎曲

58、應(yīng)力</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　4.螺桿的合成應(yīng)力</b></p><p>　　根據(jù)材料力學(xué)可知，塑性材料合成應(yīng)力用第三強(qiáng)度理論計(jì)算，其強(qiáng)度條件為：</p><p><

59、;b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　螺紋形狀采用矩形端面。</p><p>　　常見(jiàn)的螺紋斷面形狀有矩形面螺紋、鋸齒形端面螺紋、梯形端面螺紋和半圓形端面螺紋。在本設(shè)計(jì)中采用矩形

60、端面螺紋。螺紋根徑表面與螺棱推進(jìn)面成90度夾角，用小圓弧過(guò)度。圓弧半徑r=1mm，螺紋后角a=10度。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，螺棱頂面寬度一般取e=（0.08~0.12）D。在保證螺棱強(qiáng)度的條件下，e的取值小一些。因?yàn)楸容^大的e值不但占據(jù)一部分螺槽容積，而且增加螺桿的功率損耗，又容易引起物料的局部過(guò)。E值也不能過(guò)小，否則會(huì)削弱螺棱強(qiáng)度，增大漏流物量，從而降低生產(chǎn)能力。因此本設(shè)計(jì)中取e=3.5。</p

61、><p>　　熔料在螺槽中的螺旋運(yùn)動(dòng)至進(jìn)入口時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)中，有一個(gè)急劇的改變過(guò)程。料流在螺桿頭部前面的機(jī)筒中，料流速度在機(jī)筒中心點(diǎn)最快，而在機(jī)筒壁處為最慢。因而應(yīng)選擇合理的螺桿頭部形狀才能使料流平穩(wěn)地進(jìn)入口模，并可避免生產(chǎn)滯流和防止物料的局部過(guò)熱分解。</p><p>　　常見(jiàn)的模頭形式有球形、大圓錐形、扇形、帶螺紋的錐體等，從工藝方面考慮，本設(shè)計(jì)中采用大圓錐形模頭。</p>&

62、lt;p>　　3.3 齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 輸入軸上齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　已知輸入功率為，小齒輪轉(zhuǎn)速為468.8r/min，齒數(shù)比為2.5，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命為15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。</p><p>　　1.選定齒輪的類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)</p><p>　

63、?。?）為直齒圓柱齒輪</p><p><b>　　（2）選七級(jí)精度</b></p><p>　?。?）選小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪為45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者的硬度差為40HBS。</p><p>　?。?）選小齒輪的齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)為</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)

64、度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（3-5）</b></p><p><b>　　(1)確定各值</b></p><p>　　a.試選載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p>　　b.計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　c. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-7選取齒寬系數(shù)

65、</p><p>　　d.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　e.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限</p><p><b>　　，大齒輪 </b></p><p>　　f.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10] 式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p>

66、<p>　　g.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-12）得</p><p>　?。?）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值</p><p><b>　　a. 分度圓直徑

67、</b></p><p><b>　　b.計(jì)算圓周速度V</b></p><p><b>　　c.計(jì)算齒寬b</b></p><p>　　d.計(jì)算齒寬與齒高之比b/h</p><p><b>　　模數(shù) </b></p><p><b

68、>　　齒高 </b></p><p><b>　　e.計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)；</p><p>　　直齒輪，假設(shè)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]書(shū)中表10-3查得</p><p><b>　　；</b>&l

69、t;/p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-2查得使用系數(shù)；</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-4查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，</p><p>　??； (3-6)</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得：</b></p><p><b>　　

70、；</b></p><p>　　由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-13得；</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　?。?）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-10a）得 </p><p><b>　?。?）計(jì)算模數(shù)m</b>&

71、lt;/p><p>　　3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　a.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-20c查得小齒輪的彎曲

72、疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　b.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：</p><p>　　c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-2）得</p><p><b>　　d.計(jì)算載荷系數(shù)K</b><

73、/p><p><b>　　e.查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-4查得。</p><p>　　f.查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-5可查得。</p><p>　　g.計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較</p><p

74、><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　h.設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　?。▓A整為2.5）</b></p><p>　　小齒輪齒寬為30，大齒輪選25。</p><p>　　3.3.2Ⅱ軸Ⅲ軸上一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)</p>

75、<p>　　已知輸入功率為，小齒輪轉(zhuǎn)速為187.5r/min，齒數(shù)比為2.5，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命為15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。</p><p>　　1.選定齒輪的類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)</p><p>　　（1）為直齒圓柱齒輪</p><p><b>　?。?）選七級(jí)精度</b></p&g

76、t;<p>　?。?）選小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪為45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者的硬度差為40HBS。</p><p>　?。?）選小齒輪的齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)為</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p&g

77、t;<b>　?。?）定各值</b></p><p>　　a.試選載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p>　　b.計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　c. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-7選取齒寬系數(shù) </p><p>　　d.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p&

78、gt;　　e.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限</p><p><b>　　，大齒輪 </b></p><p>　　f.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10] 式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　g.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　h.計(jì)算接觸

79、疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-12）得</p><p>　?。?）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值</p><p>　　a. 小齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　b.計(jì)算圓周速度V</b></p><p><

80、b>　　c.計(jì)算齒寬b</b></p><p>　　d.計(jì)算齒寬與齒高之比b/h</p><p><b>　　模數(shù) </b></p><p><b>　　齒高 </b></p><p><b>　　e.計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p

81、>　　根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)；</p><p>　　直齒輪，假設(shè)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]書(shū)中表10-3查得</p><p><b>　??；</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-2查得使用系數(shù)；</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-4查得7級(jí)

82、精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，</p><p>　??； (3-9)</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得：</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-13得；</p><p><b>

83、　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　?。?）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-10a）得 </p><p><b>　?。?）計(jì)算模數(shù)m</b></p><p>　　3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為

84、：</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　a.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　b.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：</p>

85、<p>　　c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-2）得</p><p><b>　　d.計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p><b>　　e.查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-

86、4查得。</p><p>　　f.查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-5可查得。</p><p>　　g.計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　h.設(shè)計(jì)計(jì)算</b><

87、;/p><p><b>　　（圓整為3）</b></p><p>　　小齒輪齒寬為36，大齒輪選36。</p><p>　　3.3.3 計(jì)算輸出軸上的小齒輪</p><p>　　已知輸入功率為，小齒輪轉(zhuǎn)速為150r/min，齒數(shù)比為2，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命為15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。<

88、;/p><p>　　1.選定齒輪的類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)</p><p>　?。?）為直齒圓柱齒輪</p><p><b>　?。?）選七級(jí)精度</b></p><p>　?。?）選小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪為45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者的硬度差為40HBS。</p>

89、<p>　?。?）選小齒輪的齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)為</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　( 3-11)</b></p><p><b>　　確定各值</b></p><p>　　a.試選載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p>　　

90、b.計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　c. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-7選取齒寬系數(shù) </p><p>　　d.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　e.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限</p><p><b>　　，大齒輪</b>&l

91、t;/p><p>　　f.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10] 式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　g.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-12）得</p><p>　　計(jì)

92、算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值</p><p>　　a. 小齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　b.計(jì)算圓周速度V</b></p><p><b>　　c.計(jì)算齒寬b</b></p><p>　　d.計(jì)算齒寬與齒高之比b/h</p><p><b>

93、　　模數(shù) </b></p><p><b>　　齒高 </b></p><p><b>　　e.計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)；</p><p>　　直齒輪，假設(shè)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]書(shū)中表10-3查得<

94、;/p><p><b>　??；</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-2查得使用系數(shù)；</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-4查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　

95、　將數(shù)據(jù)代入后得：</b></p><p>　　； (3-12)</p><p>　　由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-13得；</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　f.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-10a）得 </p>

96、<p><b>　　g.計(jì)算模數(shù)m</b></p><p>　　3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：</p><p><b>　　(3-13)</b></p><p>　　1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p>

97、<p>　　a由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　b由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：</p><p>　　c計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]式（10-2）得</p><p&

98、gt;<b>　　d計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p><b>　　e查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-4查得。</p><p>　　f.查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表10-5可查得。</p><p>

99、　　g.計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　h.設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　?。▓A整為3）</b></p><p>　　小齒輪齒寬為36，大齒輪選36。</p><p

100、>　　另一對(duì)小齒輪齒數(shù)為28，大齒輪齒數(shù)為71，模數(shù)為3。</p><p><b>　　3.4 軸的計(jì)算</b></p><p>　　軸材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-3，取</p><p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　?、蜉S</b><

101、/p><p><b>　?、筝S</b></p><p><b>　　Ⅳ軸</b></p><p>　　由于Ⅳ軸是輸出軸，理論上應(yīng)該小于Ⅲ軸的直徑，但實(shí)際中應(yīng)至少不?、筝S的直徑，所以也取最小直徑為45mm.</p><p><b>　　3.5 帶輪計(jì)算</b></p>

102、<p>　　已知電機(jī)的型號(hào)為Y112-M，額定功率P=4Kw，轉(zhuǎn)速為1440r/min，傳動(dòng)比為i=3.072，一天工作時(shí)間小于10h。</p><p>　　3.5.1 確定計(jì)算功率</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表8-6查得工作情況系數(shù) </p><p>　　3.5.2 選窄V帶帶型</p><p>　　根據(jù)，

103、n，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]圖8-9選用SPZ型</p><p>　　3.5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表8-3和表8-7取主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑</p><p><b>　　從動(dòng)輪直徑</b></p><p><b>　　由表8-7取</b></p>

104、<p><b>　　驗(yàn)算帶的速度</b></p><p>　　3.5.4 確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距</p><p><b>　　根據(jù)初步確定中心距</b></p><p><b>　　選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際中心距

105、</b></p><p><b>　　3.5.5 包角</b></p><p><b>　　包角合適。</b></p><p>　　3.5.6 計(jì)算根數(shù)</p><p>　　由 n=1440r/min, ,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表和得</p><p>　　由《

106、機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表8-8得，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表8-2得</p><p><b>　　Z=3根</b></p><p><b>　　3.6 軸的校核</b></p><p>　　校核的Ⅰ軸，直徑為30mm，上面有一個(gè)減速齒輪，采用平鍵聯(lián)結(jié)。</p><p>　　圖3-3Ⅰ軸上各點(diǎn)位置分析&l

107、t;/p><p>　　由上可知Ⅰ軸傳給Ⅱ軸的轉(zhuǎn)矩，（圖3-4g）</p><p>　　得xz平面內(nèi)的彎矩（圖3-4e）</p><p>　　Xy平面內(nèi)的彎矩（圖3-4c）</p><p>　　根據(jù)彎曲公式，采用矢量合成方法，合成彎矩M為：</p><p><b>　?。▓D3-4f）</b></p

108、><p><b>　　（a）</b></p><p><b>　　（b）</b></p><p><b>　?。╟）</b></p><p><b>　　（d）</b></p><p><b>　?。╡）</b>&

109、lt;/p><p><b>　?。╢）</b></p><p><b>　　（g）</b></p><p>　　圖3-4軸的載荷分析圖</p><p>　　由軸的彎扭合成強(qiáng)度條件得：</p><p><b>　　(3-15)</b></p>&

110、lt;p>　　式中——軸的計(jì)算應(yīng)力，單位MPa；</p><p>　　M——軸所受的彎矩， N.mm；</p><p>　　T——軸所受的扭矩， N.mm；</p><p>　　W——軸的抗彎截面系數(shù)， ；</p><p>　　——對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　抗彎截面系數(shù)的計(jì)算 (截面

111、如圖3-5所示)。</p><p><b>　　圖3-5Ⅰ軸截面圖</b></p><p><b>　　由公式</b></p><p><b>　　得抗彎截面系數(shù)</b></p><p>　　取0.6，得軸的計(jì)算應(yīng)力為</p><p>　　已知軸為45#

112、鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》[10]表5-1查得=60</p><p><b>　　得<，所以安全。</b></p><p><b>　　第4章 冷卻裝置</b></p><p>　　物料在擠壓過(guò)程中得到的熱量來(lái)源有兩個(gè)：一個(gè)是機(jī)筒外部加熱器供給</p><p>　　的熱量；另一個(gè)是物料與機(jī)

113、筒內(nèi)壁，物料與螺桿之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦剪切熱。前一部分熱量由加熱器的電能轉(zhuǎn)化而來(lái)，后一部分熱量由電動(dòng)機(jī)輸給螺桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)。這兩部分熱量所占比例的大小與螺桿、機(jī)筒的結(jié)構(gòu)形式、工藝條件、物料性質(zhì)等有關(guān)，也與擠壓過(guò)程的階段（如啟動(dòng)階段，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段）有關(guān)。另外，這兩部分熱量所占比例在擠壓過(guò)程的不同區(qū)段也是不同的。</p><p>　　在擠出機(jī)開(kāi)車(chē)前，機(jī)筒的各段部位都需要加熱來(lái)提高各段溫度，達(dá)到生產(chǎn)工藝溫度要求

114、。但是，當(dāng)擠出機(jī)工作一段時(shí)間后，由于有了機(jī)筒內(nèi)物料被擠壓、剪切和摩擦產(chǎn)生的熱，這時(shí)機(jī)筒的外部熱源就應(yīng)降低一些。當(dāng)為了提高產(chǎn)量提高螺桿轉(zhuǎn)速時(shí)，則物料擠壓、摩擦熱量使機(jī)筒升溫。當(dāng)溫度超過(guò)工藝限定的溫度后，這時(shí)不僅要切斷機(jī)筒外部供熱電源，而且還要用導(dǎo)熱介質(zhì)帶走一部分熱量，及冷卻，才能控制工藝溫度的穩(wěn)定，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。</p><p>　　需要冷卻的部分有機(jī)筒、螺桿和加料斗機(jī)座。冷卻的方法有風(fēng)冷和水冷。</p&

115、gt;<p>　　風(fēng)冷就是用風(fēng)機(jī)吹機(jī)筒需要冷卻的部分，通過(guò)空氣帶走這段機(jī)筒的熱量。這種冷卻方式對(duì)機(jī)筒的熱沖擊小，結(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)單，造價(jià)也不高，維護(hù)方便，目前應(yīng)用的比較多。不足之處時(shí)冷卻的速度慢一些。</p><p><b>　　4.1 水冷</b></p><p>　　機(jī)筒用水冷卻時(shí)，一般是在機(jī)筒的外圓纏紫銅管或在機(jī)筒外圓附有水套，然后通水冷卻。這種冷卻方法

116、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效果好。</p><p>　　組成：一套水冷散熱系統(tǒng)是由散熱器、水管及一個(gè)水泵組成。</p><p>　　原理：水冷散熱器有一個(gè)進(jìn)水口及出水口，散熱器內(nèi)部有多條水道，這樣可以充分發(fā)揮水冷的優(yōu)勢(shì)，能帶走更多的熱量。這就是水冷散熱器的基本原理。</p><p><b>　　4.2 風(fēng)冷</b></p><p>

117、;　　風(fēng)冷就是用風(fēng)機(jī)吹機(jī)筒需要冷卻的部分，通過(guò)空氣帶走這段機(jī)筒的熱量。這種冷卻方式對(duì)機(jī)筒的熱沖擊小，結(jié)構(gòu)又簡(jiǎn)單，造價(jià)也不高，維護(hù)方便，目前應(yīng)用的比較多。</p><p>　　水冷散熱與風(fēng)冷散熱其本質(zhì)是相同的，只是液冷中利用循環(huán)液將CPU的熱量從水冷塊中搬運(yùn)到換熱器上再散發(fā)出去，由于換熱器的散熱面積和散熱環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)要好于一般的風(fēng)冷散熱器，所以液冷的降溫效果非常明顯。</p><p>　　本設(shè)計(jì)

118、采用水冷。水冷有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻效果好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的是食品單螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)，從傳動(dòng)系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、冷卻和加熱進(jìn)行研究。此單螺桿擠出機(jī)是通過(guò)電機(jī)將動(dòng)力傳給帶輪，經(jīng)減速傳給螺桿，為了滿足變速范圍的要求，采用的是普通電機(jī)進(jìn)行變頻無(wú)級(jí)調(diào)速，為了便于安裝和拆卸，機(jī)筒才采用的是左右剖分式結(jié)構(gòu)，分

119、三段進(jìn)行加熱和冷卻。通過(guò)電磁閥和傳感器進(jìn)行溫度的控制和冷卻水的進(jìn)出，保證溫度在所允許的范圍內(nèi)。得出的主要結(jié)論如下：</p><p>　　采用機(jī)械調(diào)速與變頻調(diào)速相結(jié)合的方式，選用普通的電機(jī)實(shí)現(xiàn)了擠壓機(jī)的無(wú)級(jí)變速，同時(shí)可使電機(jī)功率利用更加合理。使剖分式食品擠壓機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝要求的不同進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　擠壓系統(tǒng)的螺桿采用整體式結(jié)構(gòu)，機(jī)筒采用剖分式結(jié)構(gòu)，能夠快速打開(kāi)，解

120、決了傳統(tǒng)擠壓機(jī)清理困難這一難題。與傳統(tǒng)的整體式相比，設(shè)計(jì)中所采用的剖分式機(jī)筒，給拆卸帶來(lái)了方便，同時(shí)有利于螺桿的清洗。</p><p>　　螺桿采用積木式結(jié)構(gòu)，有利于降低螺桿的制造難度。</p><p>　　采用鋁鑄加熱器和水冷方式進(jìn)行加熱和冷卻，水冷方式冷卻能力強(qiáng)，能夠有效的保證擠壓機(jī)在正常的溫度范圍進(jìn)行工作。</p><p><b>　　致謝</

121、b></p><p>　　在本論文順利完成之際，我首先要由衷地感謝我的指導(dǎo)老師唐慶菊老師。在論文的選題、文獻(xiàn)查閱、開(kāi)題、實(shí)驗(yàn)以及撰寫(xiě)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都得到了唐老師嚴(yán)格的審閱和悉心的指導(dǎo)。正是由于唐老師這樣的諄諄教導(dǎo)和鼓勵(lì)，才使我能夠在短短的三個(gè)月里順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。同時(shí)，我也體會(huì)到了唐老師扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)思維方式，以及工作中積累的豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 而且，唐老師積極樂(lè)觀的生活態(tài)度，以誠(chéng)相待的

122、處事原則，給我留下了深深的印象。使我學(xué)會(huì)了在為自己的理想努力奮斗的過(guò)程中，及時(shí)享受階段性的成功帶來(lái)的喜悅。她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。所以我覺(jué)得通過(guò)這學(xué)期的畢業(yè)環(huán)節(jié)，對(duì)我是一個(gè)很好的鍛煉。</p><p>　　然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。

123、感謝母校---黑龍江科技學(xué)院對(duì)我的栽培，感謝所有幫助過(guò)我的、認(rèn)識(shí)我的、關(guān)心我的人；祝你們一切順利！</p><p>　　我想，這段經(jīng)歷一定會(huì)使我在今后的工作生活更加如魚(yú)得水。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 吳清鶴.塑料擠出成型[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2001，1-72</p><

124、p>　　2 朱復(fù)華.擠出理論及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.2001，210-223</p><p>　　3 Fabrizo Matelli.Twin Screw Extyuders---A Basic Understanding[M].</p><p>　　New York:Van Nontrand Reinhold Company.1983,3-5</p>&

125、lt;p>　　4 金征宇.擠壓食品[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.2005，1-63</p><p>　　5 北京化工大學(xué)，華南理工大學(xué)合編.塑料機(jī)械設(shè)計(jì)（第二版）[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.1995，12</p><p>　　6 耿孝正，張沛.塑料混合及設(shè)備[M] .北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.1992</p><p>　　7 候珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].哈