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1、凉皮加工机设计2022年5月20日（全套图纸及模型可联系QQ：836224829）设计说明书题目:学生姓名:学号:所在学院:专业、班级:指导教师:完成日期:摘要凉皮是我国的一种主食，因其色香味俱全而被人们喜欢。凉皮的制作过程比较繁琐,首先需要将面粉和水按照一定比例混合，然后通过高温蒸熟后再利用冷水进行冷却成型。凉皮看似比较简单，但是加工过程比较费时费力，传统的凉皮加工采用纯手工加工制作，通常由专门的师傅进行操作整个流程，这种传统的手工加工凉皮方式比较落后，既消耗凉皮师傅大量的时间和精力，而且凉皮加工效率比较低；又使加工出的凉皮的厚薄宽度不一致，会影响食用者口感。随着工业技术水平的不断发展，将机
2、械化作业引进各行各业中，其中将一种全自动凉皮加工机应用到凉皮的加工制作中，极大的提高了凉皮的加工质量和效率，在食品机械市场上具有广泛的应用场景。本课题以凉皮加工机作为研究对象，首先对凉皮加工机进行总体方案设计，并确定了凉皮加工机的传动方案、整机机构布置方式等，并阐述其工作原理。其次采用新型的设计理念，对凉皮加工机的主要零部件进行设计计算，主要设计计算的零部件有凉皮上料机构、；凉皮加热机构、凉皮冷却成型机构等，并对设计的凉皮加工机的驱动机构和传动系统进行设计计算，如驱动电机、传送带机构、传动主轴及轴承等机构设计计算校核。最后使用SOIidWorkS软件绘制凉皮加工机的主要零部件的三维模型，并整理
3、设计资料撰写设计计算说明书，完成毕业设计要求。本课题的研究对凉皮加工的自动化作业提供了良好的指导意义，为我国的食品机械化作业提供借鉴意义与参考价值，并以此为契机锻炼了我的机械设计能力。关键词：凉皮；自动加工；结构设计；三维建模AbstractLiangpiisastaplefoodinChinaandislovedbypeoplebecauseofitsgoodcolor,smellandtaste.TheprocessofmakingIiangpiiscomplicated.First,flourandwateraremixedinacertainproportion,andthenthey
4、aresteamedathightemperatureandcooledbycoldwater.Liangpilookbelikesimple,buttheprocessistime-consuming,laborioustraditionalIiangpiprocessingmadeofpuremanualprocessingusuallyoperatedbyaspecialmastertheentireprocess,thetraditionalwayofmanualprocessingIiangpirelativelybackward,Iiangpimasteralotoftimeand
5、energyconsumption,andIiangpimachiningefficiencyislow;Moreover,thethicknessandwidthofprocessedcoldskinareinconsistent,whichwillaffectthetasteofconsumers.Withthecontinuousdevelopmentofindustrialtechnology,mechanizedoperationsareintroducedintoallwalksoflife.Amongthem,anautomaticcoldskinprocessingmachin
6、eisappliedtotheprocessingandproductionofcoldskin,whichgreatlyimprovestheprocessingqualityandefficiencyofcoldskin,andhasawiderangeofapplicationscenariosinthefoodmachinerymarket.Thistopictakesthecoldskinprocessingmachineastheresearchobject,firstlycarriesontheoverallschemedesigntothecoldskinprocessingm
7、achine,anddeterminesthetransmissionschemeofthecoldskinprocessingmachine,thearrangementofthewholemachinemechanism,andexpoundsitsworkingprinciple.Secondly,thenewdesignconceptisadoptedtodesignandcalculatethemainpartsofthecoldskinprocessingmachine.Themainpartsofthedesignandcalculationarecoldskinfeedingm
8、echanism,;Coolskinheatingmechanism,coolskincoolingformingmechanism,andthedesignofcoolskinprocessingmachinedrivemechanismanddrivesystemdesigncalculation,suchasdrivemotor,conveyorbeltmechanism,drivespindleandbearingandotherinstitutionsdesigncalculationcheck.Finally,useSolidWorkssoftwaretodrawthe3dmode
9、lofthemainpartsofthecoldskinprocessingmachine,andorganizethedesigndatatowritethedesigncalculationmanual,andcompletethegraduationdesignrequirements.Theresearchofthistopicprovidesagoodguidingsignificancefortheautomaticoperationofcoldskinprocessing,andprovidesareferencesignificanceandreferencevalueforC
10、hinasfoodmechanizationoperation,andtakesthisasanopportunitytoexercisemymechanicaldesignability.Keyword:Liangpi.Automaticprocessing;Structuraldesign;3dmodeling摘要错误!未定义书签。Abstract目录1绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景1.1.2 研究意义1.2 国内外研究现状1.3 本课题研究内容及研究方法.1.3.1 研究内容1.3.2 技术路线1.4 本论文结构组成及预期成果.1.4.1 本论文结构介绍1.4.2 预期成
11、果L5本课小结2凉皮加工机的总体方案设计.2.1 凉皮加工机的传动方案设计2.2 凉皮加工机的总体结构设计2.3 本章小结3凉皮加工机的主要结构设计.3.1 凉皮上料机构设计3.2 凉皮加热机构设计3.3 凉皮冷却成型机构设计3.4 本章小结4凉皮加工机的驱动机构设计,4.1 旋转电机计算及选型4.2 传送带机构设计计算4.3 带轮传动轴的设计计算.4.4 轴承的设计计算4.5 键连接的设计计算4 错误!未定义书签。6错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。8错误!未定义书签。错误!未定义书签。8错误!未定义书签。错误!未定义书签。，错误!未定义书签。 ，,错误!未定义书签。 ，
12、错误!未定义书签。 ，错误!未定义书签。 ，错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 ，错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。4.6 本章小结5凉皮加工机的三维设计及检查错误!未定义书签。5.1 凉皮加工机的总装配体三维设计错误!未定义书签。5.2 凉皮加工机的装配体检查错误!未定义书签。5.3 本章小结错误!未定义书签。6总结及展望错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背
13、景我国是一个面食食物大国，在华北、东北和西北地区都有喜爱吃面食的传统习惯，其中凉皮是其中的一种主食，因其色香味俱全而被人们喜欢。凉皮的制作过程比较繁琐,首先需要将面粉和水按照一定比例混合，然后通过高温蒸熟后再利用冷水进行冷却成型。凉皮看似比较简单，但是加工过程比较费时费力，传统的凉皮加工采用纯手工加工制作，通常由专门的师傅进行操作整个流程，这种传统的手工加工凉皮方式比较落后，既消耗凉皮师傅大量的时间和精力，而且凉皮加工效率比较低；又使加工出的凉皮的厚薄宽度不一致，会影响食用者口感。近年来随着工业自动化技术的不断发展，自动化机械作业不断的突破传统加工制造的界线，颠覆了很多传统制造业。其中凉皮加工
14、业中也引进了自动化凉皮机械设备一一自动凉皮加工机。利用这种新型的凉皮加工机来进行凉皮的加工制作，极大的提高了凉皮的制作效率。自从引进凉皮加工来进行凉皮的制作，一方面极大的提高了凉皮的加工效率，使吃凉皮的顾客等待时间缩短，另一方面提高了凉皮的质量进而提高了凉皮的口感，是一种不可多得的凉皮加工装置。凉皮加工机是一种新型的机械半自动化食品加工设备，这种凉皮加工机具有操作方便，加工高效率，能耗低且外形美观。该加工机小巧占地位置小，极容易招揽顾客增加收入。凉皮削面机能够局部并完全替代传统的人工加工制作凉皮方式，有效降低凉皮制作加工的运行成本，在未来的市场中具有广泛的优势和应用前景。LL2研究意义本毕业设
15、计要求设计一种能满足相关设计参数的凉皮加工机，用于中小型小吃店中的凉皮加工制作。本次毕业设计要求设计的凉皮加工机，整个课题涉及到机械设计、机械原理等多学科，通过此次毕业设计，能够使我将大学四年中学到的专业知识和基础知识进行集中综合运用，从而锻炼学生的综合设计能力，并提高图纸设计能力和论文文档的撰写能力，为将来工作中进行机械类产品设计和机械设备维护打下坚实基础。在传统的小吃店里引进凉皮自动加工机，既可以提高凉皮的加工制作效率，降低传统的人工制作凉皮的劳动强度，又可以给小吃店带来技术上的更新，增加凉皮售卖收入。1.2 国内外研究现状由于国外特别是一些欧美发达国家的工业基础比较雄厚，他们开始研究机械
16、化食物市场加工较早，因此目前发展到比较成熟、先进的地步，并在工业生产中获得了广泛的应用，为自动化凉皮加工机械化作业的研究、设计、生产及推广积累了大量的经验。随着计算机技术的快速发展，伴随而来的硬件、软件及先进的控制系统不断的涌现,大量的面类食物生产制造商都在将这些先进技术不断应用于全自动机械食品加工的搭建和研发设计中。现在市面上出现了一些先进的自动化生产产线的食物加工系统，加入了更加先进的自动控制系统，能够精确提高生产线的产能，并形成程序化和去人化，是未来重点发展的方向和途径。目前国内对自动化机械凉皮加工机的结构设计研究虽然已经有了明显的进步，但是还没达到技术成熟。结构稳定的阶段。针对大型的食
17、物加工制造公司上的凉皮加工的效能的进一步提高，已经引起了很多厂商的关注并投入了相应的研发，已经初步获得了一些应用。国内的某些面条食物生产厂商的研究机构目前主流的设计思路是将凉皮食物加工的上料浆、加热蒸熟、冷却成型、输送作为一套完整的自动化产线机构而进行研究与设计。这种一体化的设计思想虽然具有一定的作用，但是功能过多容易产生一些不足与缺陷。国内的机械加工技术不仅仅采用类似于传送带方式，此类研究不仅仅用于科学方面的机械加工，并且也在棒料机械加工行业经常用到备料机构机，而且这种一体化设计的产品还会受国内目前较为落后的机械加工技术和工艺完整性所制约。西贝面食加工制造商大研究的这套自动凉皮加工机构，具有
18、很多可改进的空间，如可以在凉皮半自动机械化加工机上加入自动定位系统，可以扩充工位数量，可以设计成可调的定位装置，能够适应于不同厚薄不同形状的凉皮成品，显著提高生产效率。图1.1常用的凉皮自动加工机1.3 本课题研究内容1.3.1 研究内容本课题以凉皮加工机作为研究对象，首先对凉皮加工机进行总体方案设计，并确定了凉皮加工机的传动方案、整机机构布置方式等，并阐述其工作原理。其次采用新型的设计理念，对凉皮加工机的主要零部件进行设计计算，主要设计计算的零部件有凉皮上料机构、；凉皮加热机构、凉皮冷却成型机构等，并对设计的凉皮加工机的驱动机构和传动系统进行设计计算，如驱动电机、传送带机构、传动主轴及轴承等
19、机构设计计算校核。最后使用SoIidWOrkS软件绘制凉皮加工机的主要零部件的三维模型，并整理设计资料撰写设计计算说明书，完成毕业设计要求。具体的研究内容如下所示：（1）对凉皮加工机的研究背景进行调查，对本论文的研究背景、研究意义及国外内关于凉皮加工机的研究现状进行梳理，了解目前关于凉皮加工机的前沿动态与市场应用情况。（2）根据本论文的设计要求，对凉皮加工机进行总体方案设计，主要对凉皮加工机的传动方式及机构布局进行方案选择。（3）根据设计方案，对凉皮加工机的驱动系统进行设计计算及选型，主要对驱动电机、传送带传动系统、传动主轴、轴承及键连接等部分进行设计计算。（4）完成凉皮加工机的主要零件的设计
20、计算，如凉皮加料机构、凉皮加热机构、凉皮冷却成型机构等主要零部件的设计计算。(5)利用三维设计软件Solidworks进行对设计的凉皮加工机的主要零进行三维建模设计，并对该凉皮加工机的总装配体进行干涉检查、尺寸检查，便于检查设计的凉皮加工机的正确性和合理性。(6)利用AUTO-CAD绘制主要零部件及装配体的二维工程图设计。(7)整理全部的设计参数，撰写设计计算说明书。132研究方法根据上述对本论文的主演研究内容及研究步骤进行梳理，我在进行本论文的研究过程中主要采取的研窕方法有如下几种：(1)文献调研法根据本课题的研究内容及研究题目凉皮加工机设计，进行文献调研，对凉皮加工机的结构设计进行参考文献
21、阅读，学习凉皮加工机的结构组成、设计原理等相关知识。(2)产品调查法本课题最终需要设计一套完整的凉皮加工机整机机构，因此对目前市面上现存的凉皮加工机结构设计装置进行分析，重点分析该凉皮加工机结构设计的机械结构组成、传动方式及机械结构布置方案等，可以将现成的机构原理与方法应用于本论文中设计的凉皮加工机结构设计装置中。(3)设计与优化设计法应用三维设计软件solidworks对设计的凉皮自动加工机的主要零部件和总装配体分别进行三维建模设计，以虚拟样机设计理念，直观的完成凉皮加工机的结构设计。1.4 本论文结构组成及预期成果1.4.1本论文结构组成本课题论文结构共分为6章，分别是：(1)第一章是绪论
22、章节，主要对设计的凉皮加工机的研窕现状及研究方法展开研究阐述。(2)第二章为凉皮加工机的总体结构方案设计；(3)第三章为凉皮加工机的驱动系统设计计算，如驱动电机选型、传动带设计计算等。(4)第四章为凉皮加工机的主要结构设计计算，如凉皮的上料机构、加热机构和冷却成型机构等。(5)第五章为凉皮加工机的主要零部件的三维设计，主要对凉皮加工机整机的主要零部件和总装配体进行三维建模设计。(6)第六章为总结及展望。1.4.2预期成果本课题研窕完毕后能够获得的成果主要有以下几项：(1)完成设计一套完整的凉皮加工机整机机构，该机构能够用于中小小吃店中对凉皮食物的加工制作；(2)完成本论文中设计的凉皮加工机的三
23、维零件图和三维总装配体；(3)完成凉皮加工机的主要零部件的二维工程图和总装配体的二维装配图；(4)整理设计过程数据撰写一份合格的设计计算说明书。1.5 本章小结本章为本论文的绪论章节，主要起着总领全篇论文的功能，在本章中主要完成的任务有：(1)本章介绍了本次设计的背景与意义，详细分析了国内外关于凉皮加工机的研究现状。(2)根据本课题的设计任务书，对本课题中设计的凉皮加工机的设计目标进行确定。(3)详细分析了凉皮加工机整机的结构设计的主要研究内容，并根据本课题的主要研究内容绘制本课题的研究技术路线图，并对本论文的预期研究成果进行梳理。2凉皮加工机的总体方案设计2.1凉皮加工机的传动方案设计本论文
24、中设计的机械半自动凉皮加工机主要由驱动电机、链轮传动机构、底座、箱体、螺旋桨机构、上料及冷却成型机构等部件组成。本论文根据机械半自动化凉皮加工机的设计要求，可设计出两种传动方案，分别如下：(1)传送带式凉皮加工机这种传动带式传动方式的机械半自动凉皮机采用传送带式作为传动机构，由驱动电机通过链轮传动机构将动力传递给传送带。这种方案的凉皮加工机的传动方案布置图如图2.1所示。其中：1表示传送带，2表示固定软体托盘，3表示加温蒸布，4表示刮刀，5表示凉皮刷子，6表示冷凝管道，7表示放料器，8表示刮面器，9表示胶带传送带，Ilv表示凉皮成品容储存容器，12表示冷凝水箱，13表示吹风机，14表示供水箱。
25、图2.1传送带式凉皮加工机方案布置图(2) 一体化凉皮加工机一体化的凉皮加工机采用一体模块化设计思路，将传统的食品加工机械的布置方式改变为一体化的结构形式，这种凉皮加工机的整机机构尺寸较小、重量较轻，属于一种轻量化的结构设计，其传动方式布如图2.2所示。该种结构形式的凉皮加工机的主要组成部件有：1表示支撑板，2表示托盘，3表示传送滚筒机构，4表示排气口，5表示凉皮机箱体，6表示观察孔，7表示出口凉皮托盘，8表示蒸汽箱，9表示水箱。图2.2一体化凉皮加工机的方案布置图综合分析上述两种凉皮加工机的传动布置设计方案，方案二中的凉皮自动机小巧轻便，操作标胶简单，但是需要人为参与过程较多，不适合大批量生
26、产，只能当家用，故不选择；方案一里面的加工更加便捷，不需要人工长期操作，节省人力，卫生条件可以得到保证，且产品质量高，适合大批量生产，可用于大规模生产厂商，故选择方案一作为拟采用方案。2.2 凉皮加工机的总体方案设计根据上小节对凉皮加工机的传动方案进行设计，并结合凉皮加工机的设计要求及设计参数，本论文中设计的凉皮加工机整机机构如图2.3所示。图2.3凉皮加工机的总体结构图由图2.3可知，本论文中设计的凉皮加工机主要的结构组成部分分别为：主要由驱动电机、链轮传动机构、底座、箱体、螺旋桨机构、上料及冷却成型机构等部件组成。凉皮加工机的工作原理为：由凉皮放量器制料机出来的面糊在经过8刮面器在2固定软
27、体托盘中形成圆形面糊，经过9布制传送带进入3加温蒸布内加温，使之形成凉皮，经过4吹风机，使其脱落到1传送带，固定托盘2做周期回转运动，传送带上铺有一层保鲜膜，保证其卫生，经过5刷子为其刷油，6冷凝管、13吹风机进行冷却，待其回转到右边传送带时，通过刮刀将其刮到H托盘内储存。注：红色长方形为凉皮经过每个部位时的状态，箭头为相对应传送带运动方向。2.3 本章小结本章主要对凉皮加工机的设计要求及设计参数进行确定梳理，并对凉皮加工机的总体结构方案进行设计，并简述该凉皮机的工作原理。3凉皮加工机的主要结构设计3.1 凉皮上料机构设计凉皮加工机的上料机构的主要作用是为凉皮加工机的制作机构输入凉皮料浆，将凉
28、皮料浆通过输送管输送到料筒中，料筒中设置有保温装置以放置凉皮料浆发生粘稠，然后再将凉皮料浆源源不断的送入加热桶。本论文中设计的凉皮上料机构如图3.1所示，主要由料筒和输送管组成，共同配合作用将凉皮原料输入到加工机中。图3.1凉皮上料机构结构图3.2 凉皮加热机构设计凉皮其实是一种熟食，从加工机中加工成型后就可以直接食用，因此在凉皮的加工制作机中就应该将凉皮加热制成熟食。由于凉皮是由面粉制作，根据面粉的耐热度可以确定当凉皮加热至90C后就可以完成熟透。根据上述分析可知，在凉皮自动加工机中，凉皮料浆需要先加热并且溶化，将水温控制在90,因此在凉皮自动机中的热水箱内部安装加热管对水箱加热使之保持在9
29、0。根据设计方案及设计要求，设计的水箱加热管可直接选用标准的加热管，此处选用型号为GTWil2/220/1100的加热管，其实物如图3.2所示。水箱中同时布置7根同型号的加热管，对水箱进行加热进而间接对凉皮进行加热制熟。该型号的加热管核心参数如下；(1)额定电压：220V额定功率：IlOOw图3.2凉皮加热管机构结构图3.3 凉皮冷却成型机构设计凉皮的成型过程是先高温加热凉皮料浆，使凉皮成为熟食状态，然后采用急剧降温冷却，使凉皮冷却成型。使加热后的融浆进行冷却并形成粉皮，需要在冷水箱内装满冷水，待凝结形成分凉皮后，通过传送带将成品的凉皮输送至成品区域存储。冷却成型机构中需要安装风扇，该风扇能够
30、加快热量的散发，直接选用小型风扇标准件，其实物如图3.3所示。图3.3凉皮加工机冷却风扇机构结构图3.4 本章小结本章主要对本论文中设计的凉皮加工机的主要零件进行设计，主要完成了凉皮加工机的上料机构设计、加热机构设计选型及冷却成型机构设计选型。4凉皮加工机的驱动机构设计4.1驱动电机的计算及选型(1)凉皮加工机装置的功率计算进行凉皮加工机装置的功率计算，与凉皮自动加工机的螺旋机构切向速度相关，其切向速度计算公式为：粉皮机所需功率为Pw,应由粉皮机的工作阻力和运转参数求定，即根据受力分析得到螺旋奖切向力F。而驱动电机的实际需要功率计算公式为:由第二章中对设计的凉皮加工机的传动方案进行设计可知，传
31、动副效率可取值并计算得：77=7X%X/=097X0.990.99=0.96代入数值则计算得驱动电机的需要输出功率为:通过市场调研，可选取驱动电动机的型号为：YH24M-4电动机，其额定功率为4. 0&卬，满载转速为1500min.满足凉皮加工机的动力的需求。4.2传送带传动设计计算1 .设定功率传送带传动机构作为驱动电机与执行机构的传动机构，根据驱动电机的选型，可知传送带的计算功率为：P=K.P=1.2KwnI况KA弑起动员脸动三iiR酬蟋值敛药用天工作W数/h1610IWl6收荷平稳1.01.21.41.21.4tt莅身动小IW%1.41.61.81.61.8好而啊较大151-26O%1.
32、61.?1.91.T1.9好有殳化很大为却80%1.61.82.01.82.0G有四大而颤繁250%1.71.92.11.92.1注:I.好需正反转或使用张舒蟠,4度乘L，间Ifi性工作,4可秉0.9图4.1传送带传动的工况系数表上式中的传送带的工况系数可参考图4.1选取。2 .计算小传送带轮转速V3_.n=75rmin2r2603 .选定传送带带型和节距从图4.2中可以看出本论文中设计的凉皮加工机的运动速度与功率都不算很大，因此对于带轮的型号可以任意选择，因此选择H型带，该类型带的节距为12.7mm。OJ 0.3 0.4 0.60.8图4.2传送带的选型图4 .选取主动轮齿数，即小齿轮齿数Z
33、l查表知道小传送带轮最小齿数为14,本次我们选取小传送带轮齿数为15.5 .小传送带轮节圆直径确定15x12.73.14=60.66 .大传送带轮数据确定本次设计我们选用的传送带的传动比大致为2.1,由于小传送带轮齿数为15,则z2=iz1=Z1=33n2我们选用传动比为2.1则大传送带轮齿数为32,实际传动比为7232=2.133333Zl15大传送带轮节圆直径乎=*R936mm7 .传送带速确定= 0.5n5 Vmaxdn3.1460.675V=60x100060x10008 .确定轴间间距根据公式O.7(J1+d2)a2(Jld2)得到:133mma380mm取其间距为195mm9 .传
34、送带带长及其齿数确定4=2%+(dl+d2)=2195+(60.64+129.36)=688.3加710 .带轮啮合齿数计算在本次传动设计中，啮合齿数为带轮齿数的一半，即小传送带齿数的一半，为7IL基本额定功率Po计算p(T-ZHV2)V01000查基准传送带的许用工作压力和单位长度的质量可以知道：Ta=2100.85N,m=0.448kgm所以传送带的基准额定功率为= LoKW(2100.85-0.4480.52)0.5100013.计算作用在轴上力Fr二20ON根据我们这里选用的梯形传送带，型号为H,节距12.7mm,齿形角为40度，齿根厚为6.12mm,齿高4.3mm,齿根圆角半径为1.
35、02mm,齿顶圆角半径1.02mm。4.3传送主轴设计计算此处的传动主轴选用带轮传动轴作为设计，其结构如图4.3所示。图4.3带轮传动轴机构的结构图带轮传动轴上作用力的大小转矩计算得：Z=391INmm带轮传动轴端面分度圆直径计算得：fj2d.=z1=23=46(M,cos,COS00圆周力计算得：E=笠=170.05(N)4径向力计算得：Fr=Fl=170.05tan20-=61.9(N)COS夕cosO0轴向力计算得:工=EXtan/=O(N)带轮传动轴的受力弯矩、扭矩和弯矩分布如图4.4所示。该带轮传动轴的垂直面上轴承的支反力及主要截面的弯矩计算得:作 xl20.5-gx24.5 +式
36、xl20.5 + 6x216.5122.5 + 122.5= 130.5(N)方向相反截面C处的弯矩计算得:fdv=pfbv= 68.6(N)MeV左=ZyXl20.5 E x96 = 3725(N机机)M“右二4 X 96 - Fdv X120.5 = 20266(N图4.4带轮传动轴垂直面上截面的方矩值水平面上轴承的支反力及主要截面的弯矩计算得:FBH =”20.5120.5 + 120.5=85(N)FDH=FLFBH=85g截面C处的弯矩计算得:MCH=FBHX120.5=10246(TVw)%ir-1I反01图4.5带轮传动轴水平面上截面的支反力截面C处的合成弯矩计算得：MCC=JM
37、CVJ+MJ=1O9O2(7V.三)Mctj=QMCV右2+MJ=22709(N刖)对该传动轴进行强度校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度，取=6,该截面上的计算应力计算得：Jm2+grp=21.44(MPa)vW该带轮传动轴的材料为45#钢，该材质的许用应力为Ht=60MZ,由强度计算值可知设计的该传动主轴的强度安全。4.4 轴承设计计算I轴安装轴承处的直径为25mm,参考机械设计手册可选择轴承为30205型,该轴承的基本额定动载荷为C=32200N,极限转速为7000rmin0轴承的当量动载荷的计算公式为P=fp(XFr+YFa)上式中：X，丫一分别表示径向、轴向载荷系数。通
38、过查询机械设计手册可选择X=0.56,y=.7iofp一表示考虑载荷性质引入的载荷系数，此处可取值4=1.4o代入数值计算得：P=fp(XFr-YFll)=1.4(0.56X3293.567+1.713094.94)=7136.745N轴承的使用预期使用寿命可按装载机以平均车速LJ行驶至下一次大修前的总行驶里程S来进行估算：=-%上式中的装载机的平均车速可取U(Wf0.6Umax.因此代入计算可得轴承失效前装载机的形式总时间为:JS250(XX)-WrenLh=14367.81九口0.6x29而轴承的使用寿命的计算公式为：上式中:一轴承的寿命系数，此处可取值=3；n一表示轴承转速。将数值代入上
39、述公式中计算得：l=urcYIO6(3220060175.56l7136.745j二87194.47h%由上述的轴承寿命校核结果可知，本课题中设计的轴承的寿命均大于其设计寿命，故所选轴承合格。4.5 链传动设计计算驱动电机将动力通过输入轴直接将动力传递链轮输入轴，从而将动力传递给链轮传动机构。链轮传动机构的设计如下：(1)链轮选用滚子链传动结构形式。(2)小链轮齿数需要满足：z1zmin(zmin=9),Zl推荐齿数选择为ZLI7。(3)两链轮是同比传动，即i=l,则Z2=z=17(4)张紧链轮的齿数也和上述分析相同，为Zj=ZI=17。(5)链轮传动功率计算得：P)辽“KZKm上式中：KA表
40、示工况系数，根据机械设计手册可取KA=L0；KZ表示小链轮的齿数系数，根据机械设计手册可取=0.887；Km表示多排链排数系数，根据机械设计手册可取=将上述数值带代入公式计算得：Pd1x2.700.887x1= 3.04kW(6)链条节距P可根据设计功率和小链轮转速I,在根据机械设计手册可取08A系列的链子，则节距p=12.7mm0(7)验链轮轮毂孔径必须满足：444max4max表示链轮轮毂孔的最大直径，根据机械设计手册可取4m=34,因为4=26V4max,因此孔径尺寸合理。(8)中心距旬选择=51()mm0(9)链长节数4计算得：rC2+ZaClp=2-lT-乙uOp上式中:表示中心距初
41、定值，可计算得/尸&=40.157；c表示系数，计算得C =Z2-Z22I =Oo将数值带入上公式中计算得Lp =97.31,向上吧整为整数并取偶数则4 =96（10）链条长度LL=hL1000=1.2192m（11）理论中心距g= (Lp-Z) =501.65 mm(12)链速UZInlP 1773812.7V = 1 =60100060102.66 m/s（13）滚子链链轮尺寸及材质计算1）链轮材料选用45#钢经调质处理后加工而成。2）链轮齿数z = 173）配用链条的节距 = 12.7,滚子外径4=7.95mm4）分度圆直径计算得：d = 7p= 69.12 mm1 OUsinz5）齿顶
42、圆直径计算得:dX = d + .25p-d= 77.05 mm U IIulAp-dr= 72.68 mm向上圆整取da = 74 mm6）齿根圆直径计算得:df = d-dr = 617 mm7）分度圆弦齿高计算得:a max0.625 + p - 0.5dr = 4.56 mmdmin=05(p-4) = 2375mm根据机械设计手册可取儿=3.56mm。8）齿侧凸缘直径计算得：1QAOdvDCOt1.04/?-0.76=54.64gz根据机械设计手册可取取4=52mm.4.6本章小结本章主要对设计的凉皮加工及的驱动系统进行设计计算及选型。5凉皮加工机的三维设计SOlidWorkS是一款
43、功能丰富的设计类软件，操作简单并且容易上手，创新程度好，从而使得该软件在三维设计工作中占据主要地位。该软件功能丰富，能够提供多种解决方案，从而能够有效提升产品的设计质量。而在最新的SolidWorks2018中更是新添了直接处理网格技术、优化镀金设计工具、自动更新修订表等实用功能。因为它能带来全动感的用户界面体验和强大的装配设计性能，所以本次凉皮加工机的三维零件图和装配体都是基SolidWorks2018所设计的。5.1 凉皮加工机的总装配体的三维设计在装配中，配件类型主要分为三类：标准配件、高级配件和机械配件。主要是在标准的协调上在高级匹配中，主要有轮廓中心、对称性、宽度等。在机械匹配中，主
44、要有缺口、较链、齿轮、万向节等。本论文设计的采煤机牵引部装配工作主要需要标准配合和齿轮配合。在SOLIDWORKS软件中创建assembly装配体文件,然后将凉皮加工机的零件一一进行导入，添加同轴心的配合关系，以及重合约束关系，最终形成凉皮加工机的三维图如图5.1和图5.2所示。3l_p图5.1凉皮加工机总装配体主视图图5.2凉皮加工机总装配体的轴侧视图5.2 凉皮加工机的总装配体的检查上一小节已经对本论文中设计的凉皮加工机进行了整机装配设计，装配设计完成后为了检查整机结构装配的合理性、正确性及零件设计的正确性,需要利用SOLIDWORKS软件对整机装配体进行装配检查，主要是干涉检查和测量检查
45、。进行干涉检查时发现，由于零件装配的紧固件安装时有的需要采用过盈配合，有的是紧密配合，因此出现某些干涉属于正常现象。有的尺寸需要配合测量检查，依次进行测量尺寸检查，检查结果分别如图5.3和图5.4所示。对凉皮加工机的总装配体进行干涉检查时，虽然有几个零件间有干涉存在，但是该干涉属于正常的装配需要，如传动主轴与平键之间的过盈配合等。通过尺寸检查可以检查凉皮加工机的各个部件间的尺寸值，并可为优化设计提供参考。空/，7/a3X分鲂图5.3凉皮加工机总装配体的干涉检查图5.4凉皮加工机总装配体的尺寸检查5.3 本章小结本章主要对凉皮加工机进行三维设计，主要对该机构的主要零部件进行三维建模，对该凉皮加工机进行总装配体设计，并对该装配体进行干涉检查，验证本课题中设计的凉皮加工机的合理性及装配的正确性。6结论及展望本论文以凉皮加工机作为研究对象，采用虚拟样机设计的理念思想。采用solidworks2018三维设计软件进行凉皮加工机的样机设计，主要完成的工作有：（1）对凉皮加工机的研究背景进行调查，对本论文的研究背景、研究意义及国外内关于凉皮加工机的研究现状进行梳理，了解目前关于凉皮加工机的前沿动态与市场应用情况。（2）根据本论文的设计要求，对凉皮加工机进行
