压面机结构设计(编辑修改稿)

压面机结构设计(编辑修改稿)内容摘要：

间 技术指标： ,机上设有粗、细、圆形面条刀辊 ,该机除能压制粗、细面条以外，还可压制面皮、饺子皮、包子皮、馄饨皮等多样面食，形状整齐，厚薄匀称。 ，不用电，安全经济，该机一般家庭人员即可操作，非常安全可靠，很适于没电、少电和经常断电的城乡家庭、野外作业人员及小餐馆使用 . ，易操作，节省时间，该机设计能力每小时可压制面条五公斤。 该机选进口材料，全金属镀铬制造，结构紧凑，造型新颖，美观大方 第三章压面机设计流程 一部机器的质量基本上决定于设计质量。 制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现设计时所规定的质量。 因此，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。 所讨论的设计过程仅指狭义的技术性的设计过程。 它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的 工作。 要很好地把继承与创新结合起来，才能设计出高质量的机器。 作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。 要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。 虽然不可能列出一个在任何情况下都有效的惟一程序，但是，根据人们设计机器的长期经验，一部机器的设计程序基本上可以如 下 表所示。 以下对各阶段分别加以简要说明。 图：机械产品的设计一般流程 （一）计划阶段 在根据生产或生活的需要提出所要设计的新机器后，计划阶段只是一个预备阶段。 此时，对所要设计的机器仅有一个模糊的概念。 在计划阶段中，应对所设计的机器的 需求情况做充分的调查研究和分析。 通过分析，进一步明确机器所应具有的功能，并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件。 在此基础上，明确地写出设计任务的全面要求及细节，最后形成设计任务书，作为本阶段的总结。 设计任务书大体上应包括：机器的功能，经济性及环保性的估计，制造要求方面的大致估计，基本使用要求，以及完成设计任务的预计期限等。 此时，对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的范围，而 不是准确的数字。 例如可以用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。 （二）方案设计阶段 本阶段对设计的成败起关键的作用。 在这一阶段中也充分地表现出设计工作有多个解（方案）的特点。 机器的功能分析，就是要对设计任务书提出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行综合分析，即这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否替代等。 最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。 在这一步骤中，要恰当处理需要与可能、理想与现实、发展目标与当前目标等之间可能产生的矛盾问题。 进行机器评价时，还必须对机器的可靠性进行分析，把可靠性作为一项评价的指标。 从可靠性的观点来看，盲目地追求复杂的结构往 往是不明智的。 一般地讲，系统越复杂，则系统的可靠性就越低。 为了提高复杂系统的可靠性，就必须增加并联备用系统，而这不可避免地会提高机器的成本。 环境保护也是设计中必须认真考虑的重要方面。 对环境造成不良影响的技术方案，必须详细地进行分析，并提出技术上成熟的解决办法。 通过方案评价，最后进行决策，确定一个据以进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。 在方案设计阶段，要正确地处理好借鉴与创新的关系。 同类机器成功的先例应当借鉴，原先薄弱的环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进或者根本改变。 既要积极创新 ，反对保守和照搬原有设计，也要反对一味求新而把合理的原有经验弃置不用这两种错误倾向。 （三）技术设计阶段 技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。 通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之间的连接，零、部件的外形及基本尺寸。 最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图 为了确定主要零件的基本尺寸，必须做以下工作： 1)机器的运动学设计。 根据确定的结构方案，确定原动件的参数（功率、转速、线速度等）。 然后做运动学计算，从而确定各运动构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。 2)机器的动力学计算。 结合各部分的结构及运动参数，计算各主要零件所 受载荷的大小及特性。 此时求出的载荷，由于零件尚未设计出来，因而只是作用于零件上的公称（或名义）载荷。 3)零件的工作能力设计。 已知主要零件所受的公称载荷的大小和特性，即可做零、部件的初步设计。 设计所依据的工作能力准则，须参照零、部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定，一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则。 通过计算或类比，即可决定零、部件的基本尺寸。 4)部件装配草图及总装配草图的设计。 根据已定出的主 要零、部件的基本尺寸，设计出部件装配草图及总装配草图。 草图上需对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计。 在此步骤中，需要很好地协调各零件的结构及尺寸，全面地考虑所设计的零、部件的结构工艺性，使全部零件有最合理的构形。 5)主要零件的校核， 由于具体的结构未定，难于进行详细的工作能力计算，所以只能做初步计算及设计。 在绘出部件装配草图及总装配草图以后，所有零件的结构及尺寸均为已知，相互邻接的零件之间的关系也为已知。 只有在这时，才可以较为精确地定出作用在零件上的载荷，决定影响零件工作能力的各个细节因素。 只有在 此条件下，才有可能并且必须对一些重要的或者外形及受力情况复杂的零件进行精确的校核计算。 根据校核的结果，反复地修改零件的结构及尺寸，直到满意为止。 （四）技术文件编制阶段 技术文件的种类较多，常用的有机器的设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表等。 编制设计计算说明书时，应包括方案选择及技术设计的全部结论性的内容。 编制供用户使用的机器使用说明书时，应向用户介绍机器的性能参数范围、使用操作方法、日常保养及简单的维修方法、备用件的目录等。 其他技术文件，如检验合格单、外购件明细表、验收条件等，视需要 与否另行编制。 图：压面机的设计流程 第四章压面机设总体方案设计 图： 压面机 的结构 图 A 图 B 图 C 图 D 图 :A 压面机有三个功能，第一个是做面粉做成团，第二个是面粉做的块，第三个是出面 图 :B 如果要切换功能， 然后把手柄拆下来，放在 另外 孔里。 图 :C 细面的插孔 图 :D 宽面的插孔 第五章压面机的核心零件设计 压面机齿轮组设计 输入参数初步处理，设人手的操作手柄的 作用力 10KG，而手柄的长度为20mm，则输入转矩为 2N/m,转速为 120 转每分即一秒钟转动 2 圈。 1. 选定齿轮传动类型、材料及热处理方式、精度等级、传动参数。 (1) 传动类型选择：根据设计要求选择直齿圆柱齿轮传动。 (2) 传动精度选择：本课题要求设计的机器为一般工作机器，速度不高，故选择 9 级传动精度。 (3) 齿轮材料选择：根据《机械手册第三卷》常用齿轮材料及力学特性表，选择小齿轮材料为 40Cr,热处理采用调质热处理，硬度为 280HBS,大齿轮材料为 45，热处理采用调质热处理，硬度 220HBS。 (4) 初步选择齿轮传动主要参数：选择小 齿轮齿数为 Z1 = 8,大齿轮齿数为 Z2 = 8 = 10，圆整得 Z2 = 10。 图：压面机齿轮组 由齿面接触疲劳强度计算公式初步计算小齿轮分度圆直径： 确定公式内的各个计算数值 (1) 试选载荷系数： Kt=。 (2) 小齿轮传动扭矩为： T=2020 N/mm。 (3) 查圆柱齿轮齿宽系数表得到：两支撑相对于小齿轮对称布置 ,时齿宽系数为φ d =。 (4) 查弹性影响系数表得 ZE= Mpa。 (5) 查接触疲劳极限应力表得：小齿轮的接触疲劳强度极限为σ Hlim1 = 600 Mpa,大齿轮的接触疲劳极限为σ Hlim2 = 580 Mpa。 (6) 计算应力循环次数： N1 = 60n1jLh=60 120 1 2 8 300 15 = 109 N2 = 109/ = 109 (7) 查接触疲劳强度寿命系数表得：小齿轮接触疲劳寿命系数 KHN1 =。 大齿轮接触疲劳寿命系数 KHN2 =。 (8) 计算接触疲劳许用应力 取失效率为 %，安全系数 S = ，得 [σ H]1 = = 600 = 636 Mpa [σ H]2 = = 580 = Mpa (1) 计算小齿轮分度圆直径 d1，带入 [σ H]中较小值： = = mm (2) 计算齿轮传动圆周速度： v = = m/s (3) 计算齿宽 b： bt = φ d d1t= = mm 计算齿宽与齿高之比 b/h： 小齿轮模数： mt=d1t/z1=h = mt= = mm b/h = (4) 计算载荷系数：  由齿轮传动圆周速度 v = m/s,9 级传动精度，查图动载荷系数得：KV = ；  对于直齿轮 KHα = KFα = 1；  查使用系数表得： KA = 1；  根据小齿轮相对支撑对称布置及 9 级别传动精度，查齿向载荷分布系数表得： Khβ = ；  由 b/h=， Khβ =,查齿向载荷分布系数表得： kfβ =  故载荷系数： K = KAKvKHα KHβ =1 1 = (5) 按照实际载荷系数校正初算所得的分度圆直径： d1 = = mm (6) 计算模数 : m = d1/z1=,取模数为 m = 3 mm。 (7) 修正小齿轮分度圆： d1 = m z1=3 8 = 24 mm 弯曲强度设计公式为：σ F = ≤ [σ ]F (1) 查齿轮弯曲疲劳强度极限图得，小齿轮弯曲疲劳强度σ F1 = 500 Mpa,大齿轮的弯曲疲劳强度极限σ F2 =380 Mpa； (2) 查弯曲疲劳寿命系数图得， KFN1= ,KFN2 = ； (3) 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数 S = [σ F]1 = = Mpa [σ F]2 = = Mpa (4) 计算载荷系数 K: K = KAKVKFα KFβ =1 1 = (5) 查重合度系数图得： Yε =； (6) 查齿形系数及应力校正系数表得 齿形系数： YFa1 =。 YFa2 = 应力校正系数： Ysa1 =。 Ysa2 = (7) 计算大、小齿轮的弯曲应力 σ F1 = = Mpa≤ [σ F]1 σ F2 = = Mpa≤ [σ F]2 (8) 结论：故计算结果满足齿根弯曲强度满足设计要求，安全可靠。 根据计算所得的结果设计出齿轮传动既满足了齿面的接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度且结构紧凑。 (1) 圆周力计算： Ft = 2T/d1=(2 24)/2020 = N 圆周力方向与作用点圆周速 度方向相反 (2) 径向力计算 Fr = Ftanα = = N 径向力方向由作用点指向小齿轮转动中心 (1) 分度圆：小齿轮 d1 = m z1= 3 8 = 24 mm；大齿轮小齿轮 d2 = m z2= 3 10 = 30 mm (2) 齿数：小齿轮 z1 = 8；大齿轮 z2 = 10 (3) 齿宽： b = φ dd1= 24 = 25 mm (4) 中心距： a = (d1+d2)/2=(24+30)/2 = 27 mm (5) 齿顶高： ha = ha*m=1 3 = 3。