中医e百网绞龙式和面机设计

2021年2月23日发(作者：消炎止痛药)
本科毕业设计（论文）通过答辩

摘


要



和面机的作用是进行各种性质不同面团的调制，即将各种原、辅料加水搅拌，调制 成
既符合质量要求，又适台机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、
面条 、饺子等食品的加工，其混合好的面团质量直接影响到食品的品质。设计对和面机，
包括和面机的工作原 理、分类、各类结构组成、操作要求和方法、常见故障和排除方法、
和面机的维护和保养、以及和面机的 技术要求进行了概述，并详细设计了
50kg/
次和面机，
包括搅拌装置、搅拌传动系 统、卸料传动系统并画出了和面机设备总装图，部分重点零件
图及部件图。
设计机型采用双绞龙 卧式和面机，
一次调粉容量为
50kg
，
适合调制各种面团。
其设计 过程参照了
T-66
型卧式和面机，
主要特点是搅拌系统选择了绞龙式搅拌器；
搅拌系
统减速装置选用三相异步电机，采用带轮和两级齿轮传动；翻缸系统减速装置选用步进电
机，采用用蜗轮蜗杆传动及齿轮传动。和面机结构简单紧凑，操作简单，维护方便，和面
效率较高。< br>

关键词：
绞龙；翻转卸料；和面机




























本科毕业设计（论文）通过答辩

Abstract

Dough kneader's function is carrying on the modulation of each pasta with different nature ,
filling various primaries with water, making since of quality request and suitable machine work
taking
shape.
It
mainly
used
for
the
transform
of
bread,
biscuit,
pastry
and
Peng
loose
provisionses,
such
as
provisions,
noodles
and
dumpling...etc.
The
quality
of
maxed
dough
directly
effects
the
character
of
provisions.
The
design
aim
at
dough
kneader,
Including
the
operate
priniple,
sort,

each
kind
of
structure
of
the
including,
dough
kneader
composition,
operation
request,
the
maintenance
and
upkeep,
the
familiar
fault
and
removal
method,
the
support
and
maintain
of
dough
kneader,
The
technique
requests
of
dough
kneader.
Detailed
design dough kneader of 50 kgs/time, including mix device, mix drive system, unloading drive
system and drawing out the total assembling drawing, some important parts and part assembling
drawing. In the design, dough kneader uses double twist, adjust powder capacity to 50 kgs at a
time,
suitable
to
make
various
pasta.
Its
design
process
according
to
type
T-66
lay
type
and
surfaced machine. the main features is to mix blend system to select double the lay Long Shi's
stirrer.
Turn
over
an
urn
of
system
reduction
gear
choice
stepping
dynamo,
using
worm
gear
worm
drive
and
gear
drive.
Dough
kneader
structure
simple
tightly
packed,
operate
in
brief,
support convenience, is as higher as surface efficiency.

Key words:
dragon; the rollover unloads to anticipate; dough kneader

本科毕业设计（论文）通过答辩

目


录

摘


要

.
................ .................................................. .................................................. .........................
I

Abstract . .................................................. .................................................. ..................................... II
目


录

.
.......................... .................................................. .................................................. ............. V
1
绪论

.
........ .................................................. .................................................. ................................ 1
1.1
本课题的研究内容和意义
.............................. .................................................. .................. 1
1.2
国内外的发展概况
.... .................................................. .................................................. ...... 1
1.3
本课题应达到的要求
............... .................................................. ......................................... 1
2
绞龙式和面机设计

.
........................ .................................................. .......................................... 2
2.1
设计参考
............................. .................................................. ............................................... 2
2.1.1
和面机调制基本过程

.
............. .................................................. .................................... 2
2.1.2
和面机分类

.
........................... .................................................. ...................................... 2
2.1.3
和面机的主要零部件

.
....................... .................................................. .......................... 4
2.2
绞龙卧式和面机设计
................................ .................................................. ........................ 7
2.2.1
选择和面机容量，以每次调和面粉的重量为准

.
............ ........................................... 7
2.2.2
总体方案设计

.
................ .................................................. ............................................. 7
2.2.3
搅拌装置设计

.
................ .................................................. ............................................. 9
2.2.4
搅拌传动系统设计

.
.............. .................................................. ..................................... 12
2.2.5
翻缸装置设计

.
.......................... .................................................. ................................. 25
2.2.6
其它装置设计

.
.......................... .................................................. ................................. 32
2.2.7
绞龙式和面机装配图

.
....................... .................................................. ........................ 32
3
和面机操作及故障分析

.
...................... .................................................. .................................. 34
3.1
和面操作要求
................................... .................................................. ............................... 34
3.2
和面操作方法
................................... .................................................. ............................... 34
3.3
和面机常见故障及排除方法
............................. .................................................. ............. 35
4
和面机的维护和保养

.
.................................................. .................................................. .......... 36
4.1
机器设备保养的意义
.......... .................................................. ............................................ 36
4.2
机器设备保养等级的划分
...................... .................................................. ........................ 36
5
和面机的技术要求

.
......................................... .................................................. ....................... 38
5.1
一般技术要求
.................................................. .................................................. ................ 38
5.2
工作条件
......... .................................................. .................................................. ............... 38
5.3
使用性能
.......... .................................................. .................................................. .............. 38
5.4
主要零部件质量要求
...... .................................................. ................................................ 38
5.5
装配要求
.......................... .................................................. ................................................ 39
5.6
整机性能
.......................... .................................................. ................................................ 39
5.7
电动机功率与耗电量
..................... .................................................. ................................. 39
5.8
电气
....................................... .................................................. ........................................... 39

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5.9
外观要求
. .................................................. .................................................. ....................... 39
6
结论与展望

.
............................................ .................................................. ................................ 41
6.1
结论
....................................... .................................................. ........................................... 41
6.2
不足之处及未来展望
........................ .................................................. .............................. 41
致谢

.
.............................................. .................................................. .............................................. 42
参考文献

.
............................ .................................................. .................................................. ...... 43

本科毕业设计（论文）通过答辩

1
绪论


1.1
本课题的研究内容和意义

和面 机的作用是进行各种性质不同面团的调制，即将各种原、辅料加水搅拌，调制成
既符合质量要求，又适台 机械加工成形的面团，主要用于面包、饼干、糕点、膨松食品、
面条、饺子等食品的加工，其混合好的面 团质量直接影响到食品的品质。和面机在实际使
用过程中，常常根据需要控制面团的大小，选择不同的搅 拌机构，才能保证面团的质量。
现有市场上销售、使用的和面机搅拌机构为浆叶式或叶片式，其具有和面 时间长、搅拌不
充分、面团清理困难等缺点。本课题的任务是设计一台具有新型搅拌装置的和面机，目的
在于设计一种结构简单、使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置，主要适用于加工小颗粒
面团。

1.2
国内外的发展概况

中国是世界上最大的面制品生产国， 而和面机是其生产加工的重要设备．其性能的好
坏、结构的正误。将直接影响食品的营养、感官等质量指 标，进而影响着企业的经济效益
和社会效益。随着中国综合实力的跃升，消费者对食品的质量前所未有的 关注，这也就对
和面机市场形成一种倒逼驱动力，只有不断研发出更好的和面机，才能立足于市场。中国
是人口大国，而食品质量与每人切身利益相关，食品机械的发展可以降低生产成本，提高
产品质 量，
进而改善人民生活水平，
在庞大的人口基数基础上，
其所具有的现实意义很大。< br>食品机械行业是一个市场化程度比较高的行业，自改革开放以来，各国凭借先进的科学技
术，较强 的研发实力，不断扩大市场，对中国本土行业造成一定冲击。我们应更加重视研
发、创新，以期增强国际 竞争力。

中国和面设备几十年来有长足的发展，其技术含量、自动化程度不断提高。不过与国
际上相比，差距还很明显，现阶段，中国主流设备仅相当于发达国家
90
年代的设备。 相
比而言，生产效率低，能耗高，稳定性和可靠性差，产品造型落后，外观粗糙，基础件和
配套 件寿命低，国产的气动件和电器元件质量差。

因此中国在这方面发展空间还很多。


现有市场上销售、使用的和面机搅拌机构为浆叶式或叶片式，其具有和面时间长、搅
拌不充分、面团清理困难等缺点。因此虽有大量和面机充滞于市场，却不能很好的满足客
户需求。

1.3
本课题应达到的要求

本课题的任务是设计一台具有新型搅拌装 置的和面机，目的在于设计一种结构简单、
使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置设计一台具有新型搅拌 装置的和面机，结构简单、

使用寿命长和便于清理更换的搅拌装置，主要适用于加工小颗粒面 团。该设备能弥补市场
空缺，为小规模食品加工带来便利和效益，有较好应用前景。




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2
绞龙式和面机设计

2.1
设计参考

2.1.1
和面机调制基本过程

和面机调制面团的基本过程由搅拌桨的运动来决定。水，面粉及 其它辅料倒入搅拌容
器内，开动电动机使搅拌桨转动，面粉颗粒在桨的搅动下均匀地与水结合，首先形成 胶体
状态的不规则小团粒，进而小团粒相互黏合，逐渐形成一些零散的大团块。随着桨叶的不
断 推动，团块扩展揉捏成整体面团。由于搅拌桨对面团连续进行的剪切，折叠，压延，拉
伸及揉合等一系列 作用，
结果调制出表面光滑，
具有一定弹性，
韧性及延伸性的理想面团。
若再 继续搅拌，面团便会塑性增强，弹性降低，成为粘稠物料。

2.1.2
和面机分类

和面机有卧式与立式两种结构，也可以分为单轴，多轴或间歇式，连续式。





1
、卧式和面机

卧式和面机的搅拌容器轴 线与搅拌容器回转轴都处于水平位置；其结构简单，造价低
廉，卸料、清洗、维修方便，可与其它设备完 成连续性生产，但占地面积较大。这类机器
生产能力（一次调粉容量）范围较大，通常在
25- 400kg/
次左右。它是国内大量生产和各食
品厂应用最广泛的一种和面设备。
< br>图
2.1
是国内定型生产的
T-66
型卧式和面机的结构简图。



















图
2.1 T-66
型卧式和面机


和面机工作时，电动 机
1
通过三角皮带
2
带动蜗杆
3
，经蜗轮蜗杆减速机构Ⅰ< br>，使搅拌
桨
4
转动。桨轴上有
6
个直桨叶，用以调和面团。和 面结束后，开动电动机
8
，经三角皮
带
7
带动蜗杆
6
，通过蜗轮蜗杆减速机构Ⅱ
，使和面容器在一定范围内翻转，将和好的面
团很方便地卸除。< br>
T-66
型卧式和面机采用蜗轮蜗杆减速机构直接传动，速比大，噪音小，结构简单， 便
于操作。起面和倒面团均采用电控制开关自动进行，减轻了操作工人地劳动强度
[1]
。

T-66
型卧式和面机调和容器容量约为
100kg
。
它的搅拌轴上装有
6
个与轴垂直的桨叶，
和面容器内壁上安有两个固定叶片，可以调 制各种弹塑性不同的面团。主轴转速
30r/min
。

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根据工艺要求，
搅拌桨可以更换。
如换上
Σ
形或
Z
形搅拌桨，
则更有利于将面团调和均匀。

图
2.2
是
WT-7
型和面机结构简图



图
2.2 WT-7
型卧式和面机



WT-7
型和面机是在
T-66
型和面机的基础上加以改进而成，起结构如图
3.2
所示。该
机主轴上安装了
4
个桨叶，按圆周等分安装在主轴上，在侧 壁上装有
3
把固定不动的横切
刀，
当主轴进行回转时，
桨叶和横切刀 便对物料产生压缩，
剪切，
捏合与对流混合等作用，
物料在上述
4
种 作用的协同作用下，很块便能混合均匀
[1]
。

该机有两台电动机。主电机 与摆线减速器联成整体安装在机座内，带动主轴及其桨叶
回转。副电动机也安装在机座内，它通过皮带轮 ，蜗杆，蜗轮带动筒体产生回转运动，使
其在限位范围内进行倒缸出料和复位。

本次所做和面机设计主要参照以上两种设备

其它参考图
2.3
。







本科毕业设计（论文）通过答辩


图
2.3
和面机其他参考图例

2
、立式和面机

立式和面机的搅拌 容器轴线沿垂直方向布置，搅拌容器垂直或倾斜安装。结构型式与
立式打蛋机相似，只是传动装置较简单 。有些设备搅拌容器作回转运动，并设置了翻转或
移动卸料装置。

立式和面机结构简 单，制造成本不高。但占空间较大，卸料，清洗不如卧式和面机方
便。直立轴封如长期工作会使润滑剂泄 漏，造成食品污染。

图
3.4
是国内生产的
TL-63
型立式和面机的结构图





























图
2.4 TL-63
型立式和面机


TL-63
型立式和面机为双桨式
,
搅拌速度为
34r/min
，双桨升降速度为415mm/min
。搅
拌容器容量为
100-150kg
[8]
。

2.1.3
和面机的主要零部件


1
、搅拌器





搅拌器也称作搅拌 桨，是和面机最重要的部件。按搅拌轴数目分，有单轴式和双轴式
两种。卧式的与立式的也有所不同。< br>

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单轴式和面机结构简单，紧凑，操作维修方便，是我国面食加工中普遍使用的机型。
这种和面机只有一个搅拌桨，每次和面搅拌时间长，生产效率低。由于它对面团的拉伸作
用较小，如果投 料少或操作不当，则容易出现抱轴现象，使操作发生困难。因此单轴式和
面机只适于揉制酥性面团，不适 合调制韧性面团。

双轴式和面机具有卧式和面机的优点。它有两组相对反向旋转的搅拌桨，且 两个搅拌
桨相对独立，转速也可不同，相当于两台单轴式和面机共同工作。运转时，两桨叶时而相
互靠近，时而又加大距离，可加速均匀搅拌。双轴和面机对面团的压捏程度较低，拉伸作
用强，
适合揉制韧性面团。
缺点是造价高于卧式和面机，
起面较困难，
需附加相应的装置，
如果手工起面则劳动强度大。

单轴卧式和面机搅拌容器的结构形状有多种类型，对应 于不同调制物料特性及工艺要
求。

（
1
）
Σ
形和
Z
型搅拌桨




这两种结构如图
2.5
。


图
2.5 Σ
形和
Z
型搅拌桨

其中
Σ< br>形应用广泛，有很好的调制作用，卸料和清洗都很方便。
Z
形搅拌桨调和能力
比
Σ
形低，但可以产生更高的压缩剪力，多用在细颗粒与粘滞物料的搅拌中。

（
2
）桨叶式搅拌器








如图
2.6
所示。


图
2.6
桨叶式搅拌桨

桨叶搅拌对物料的剪切作用很强，拉伸作 用弱。搅拌轴装在容器中心，近轴处物料运
动速度低，容易出现抱轴现象，但其制造成本低。

（
3
）滚笼式搅拌器




如图
2.7
所示。


图
2.7
滚笼式搅拌器

它主要由连接板，
4-6
个直辊及搅拌轴组成。直辊 分为加有活动套管与不加套两种。
这种搅拌器对物料的机械作用弱，对物料的破坏小，制造方便，但操作 时间长。

（
4
）其它类型搅拌器





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如图
2.8
所示。



图
2.8
其他类型搅拌器

2
、搅拌容器

卧式和面机的搅拌容器（也称搅拌槽）的典型结构见图
2.9
。


图
2.9
搅拌容器

容器多由不锈钢焊接而成。
容器的容 积由一次调和物料的重量决定，
分为
25kg
，
50kg
，
75kg
，
100kg
，
200kg
，
400kg
等系列。

和面操作时，面团形成质量的好坏与温度有着很大的关系，而不同性质的面团又对温
度又不同的要求。高功效和面机通常采用带夹套的换热式搅拌容器。为降低设备成本，使
用普通 单层容器，可通过降低物料调和前的温度来达到加工工艺的要求。

为防止工作时物料或润滑油 从轴承处泄漏污染食品，容器与搅拌轴之间的密封要好。
轴转速低，工作载荷变化大，轴封处间隙变化频 繁，因此密封装置应
J
型无滑架橡胶密封
圈等大变形弹性元件。新型卧式和面机有的采 用了空气端面密封装置，密封效果很好。

搅拌容器的翻转分为机动和手动两种
[2]
。

机动翻转容器机构由 电动机，减速器及容器翻转齿轮组成。和面操作结束后，开动电
动机，通过蜗轮蜗杆减速器带动与容器固 接的齿轮转动，使容器翻转一定的角度。这种机
构操作方便，操作工人劳动强度低，但结构复杂，整个设 备成本高，适宜在大型和面机或

高效和面机上使用。

手动翻转容器机构由 机械翻转和人力翻转两种。机械翻转使在容器及机架上装有一套
蜗轮蜗杆机构（或使一对齿轮）
，操作时手摇蜗杆（或小齿轮）带动固接在容器上的蜗轮
（或不完整的大齿轮）
，使容器翻转。 定位销限制翻转的极限位置。这种机械结构简单，
设备成本低，但操作劳动强度大。适用于小型和面机或 简易型和面机。


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立式和面机的 搅拌容器有可移动式和固定式两种。可移动式容器下面有小轮子，调和
结束后可将容器推走。固定式的搅 拌轴可上下移动。操作结束后将搅拌轴上升，移开可绕
机架立柱左右转动的容器。

3
、机架

小型和面机转速低，工作阻力大，产生的振动及噪音都较小，因此 不用固定的基础。
机架结构有的采用整体铸造，有的采用型材焊接框架结构，还有底座铸造而上部用型材 焊
接的。

4
、传动装置

和面机的传动装置有电动机，减速器及联轴器等组成，也有的用皮带轮。

和面机工作 转速低，多为
25-35r/min
，故要求大的减速比，常用蜗轮蜗杆减速器或行
星 轮减速器（行星减速电机）
。蜗轮蜗杆减速器传动效率低，磨损大，但成本低。行星减
速器传动 效率高，结构紧凑，但成本高。新产品和面机在逐步用行星减速器来代替蜗轮蜗
杆减速器。

和面机根据工艺操作要求，往往需两种转速。可通过简易变速机构来实现。

和面机中 电动机的功率计算还没有成熟的公式可依，通常式利用试验数据来类比，同
时也有一些规定。比如商业部 关于调粉机（和面机）的标准规定：

（
1
）调粉机的空载功率不得超过额定功率的
25%
。
< br>（
2
）
调粉机每调制
25kg
面粉的耗电量不允许大于
0.2kw.h
。
和面机容量与所配电机额
定功率的经验数据见表
2-1< br>。

表
2-1
和面机容量与所配电机额定功率的关系

生产力

（㎏
/
次）

主电机



（千瓦）

1.1
2.2
3.0
4.0
5.5
12
25
50
75
100
2.2
绞龙卧式和面机设计

2.2.1
选择和面机容量，以每次调和面粉的重量为准

一般选
12
㎏
/
次、
25
㎏
/
次、
50
㎏
/
次、
75
㎏
/
次、
100
㎏
/
次、
150
㎏
/
次、
200
㎏
/
次、
250
㎏
/
次、
400
㎏
/
次中的一种
[4]< br>。

设计
50kg/
次，每班为
8
小时，和面时间为
10min
，效率

300kg/h
。

2.2.2
总体方案设计

1
、搅拌容器的总体尺寸

参照图
2.10
计算。


本科毕业设计（论文）通过答辩


图
2.10
搅拌容器图

物料反应平稳时
,
搅拌容器的装料系数可取
0.5-0.6
面粉的吸水系数为
14%
面粉的密度为
0.52g/ml,

和面过程中加
40%
的水，水的密度为
1g/ml
。

面粉的质量：
50kg


水的质量：
20kg
计算得总体积为：
50000/0.52+20000/1
＝
116154mm3

取搅拌容器容积为
200000mm
3
（
1
）宽度（
B
）





B = 2 ( R+δ)
式中

R =
搅拌浆半径

R
的大小取决于面团性质及生产能力（
2.1
）





δ=
浆叶与容器的间隙


























































δ
取为
5mm








δ=5 mm

B=2
（
R
＋
5
）

（
2
）

高度（

H
）

（
3
）长度（

L
）

搅拌容器的体积 为
V=
2R
?
?
R
2
/2
?
1. 5R
?
2R
?
2R
?
9.14R
3

















（
2.4
）




经计算可取
R=25cm


取

B=50cm

H=66.5cm


L=75cm

搅拌容器材料取为
1Cr18Ni9Ti




2
、搅拌浆形式

取绞龙式搅拌器
,
其特征在于：
绞龙轴上设置绞龙臂，
绞龙是两片镜像固连于绞龙臂上
的弧形刮板，
绞龙与搅拌轴径向 旋转
90
0
连接，主要适用于加工小颗粒面团。和面效率高，
效果好，易维护
[3]
。

绞龙与容器壁间距
1-2cm,
取绞龙直径
d=46cm
。






















3
、搅拌传动形式





选用三相异步电机，通过带轮、两级齿轮传动，带动搅拌器旋转。





4
、卸料形式


H = h +B

式中

h=(0.5-1)R

取
h=0.5R




























（
2.2
）













L = (2-2.5)R




















































（
2.3
）













本科毕业设计（论文）通过答辩

卸料方式主要有底部卸料和翻缸卸料，该 设计和面量较小，适合采用电动翻缸卸料。
系统副电动机安装在机座上，通过蜗杆、蜗轮、齿轮传动带动 筒体产生回转运动，使其在
限位范围内进行倒缸出料和复位。系统利用蜗轮蜗杆自锁效应，能有效控制和 面容器的翻
转角度。

2.2.3
搅拌装置设计

1
、搅拌容器设计

容器壁设计为
3mm
，两侧连接轴承支 承处设置加强圈，厚度为
2mm
，每处两个，采
用焊接结构，材料选用
1Ge 18Ni9Ti
。结构如图
2.10
所示。


图
2.10
搅拌容器

具体尺寸及参数要求见设计图纸

2
、搅拌器设计

设计绞龙式刮板宽度为
50mm
，厚度为
4mm
，径向旋转角度为
90
度，轴向长度为
450mm
。 绞龙臂厚度设计为
10mm,
根部宽度为
50mm
，顶部宽度为
20 mm
。为轮毂内径
85mm
，外径为
105mm
，宽度为
4 0mm
。刮板、绞龙臂、轮毂采用焊接方式连接，材料选
用
1Ge18Ni9Ti[9]
。结构简图如图
2.11
。具体参数见设计图纸。


本科毕业设计（论文）通过答辩


图
2.11
搅拌器结构简图

3
、搅拌装置支座设计

材料取为铸铁
HT150
，基本结构如图
2.12

图
2.12
搅拌装置支座

具体尺寸、参数见设计图纸

4
、其它零件设计

材料取为
45
钢，搅拌轴左、右支撑，如图
2.13

本科毕业设计（论文）通过答辩


图
2.13
搅拌轴支撑左、右盖

其它如轴套、键、螺钉、螺栓等见装配图

5
、搅拌系统部件图


图
2.14
搅拌装置部件图


本科毕业设计（论文）通过答辩

2.2.4
搅拌传动系统设计

1
、主电机选择

表
2-2
和面机容量与所配电机额定功率的关系

生产力

（㎏
/
次）

主电机



（千瓦）

1.1
2.2
3.0
4.0
5.5
12
25
50
75
100
根据 表格
2-2
中和面机容量与所配电机额定功率的关系，选用
3kw
的电机，查 设计手
册选用通用异步电机
Y132s-6
型号，转速
960r/s
[6]
。

2
、传动系统中传动链的设计及各传动比的分配设计





(1)
搅拌浆转速

n=14~35 rpm

水面团的转速低些，酥性面团的转速高些。

现取
n
浆
≈20rpm
。

(2)
电机转速

n
电

= 960rpm

(
同步转速
)
四级电机


(3)
传动链总传动比





i
总
?
n
电
/
n
桨
?
i带
?
i
齿
=48


















(4)
传动比分配：

①
高速级：采用皮带传动（减速）












i
带
?

3









取
i
带
=3

②
低速级：采用齿轮传动













i
齿
1
=2
，
i
齿
2
=8




3
、皮带传动设计





(1)
电机功率
p=3kw,
k
a
=1.1 ,
计算功率
p
c
=
k
a
?
p=3.3kw

















(2)
选择
v
带型号




根 据
p
c
=3.3kw
，
n
1
=960r/min< br>，查图得选用
A
型
v
带

(3)
求大、小带 轮基准直径
d
d
1
、
d
d
2





①

取
d
d
1
=100mm

②

验算带速
v=
?
d
d
1
n
1
3
.
14
?
100
?
960
60
?
1000< br>=
60
?
1000
=5.02



























5<5.02<30,
符合要求

③

d
d
2
=
i
带
?
d
d
1
=3
?
100=300














































由
i=3

得
n
2
=960/3=320r/min







圆整后得
d
d
2
=315mm
④

求
v
带基准长度
L
d
和中心距
a







由
0.7
（
d
d
1
+
d
d2
）＜
a
0
＜
2
（
d
d
1< br>+
d
d
2
）








取
a
0
=450mm

2.5
）


2.6
）

（
2.7
）

（
2.8
）

（













（


























本科毕业设计（论文）通过答辩








带长
l
d
0
=2
a
0
+π
（
d
d
1
+
d
d
2
）
/2 +
（
d
d
2< br>－
d
d
1
）
2
/
（
4
a< br>0
）














（
2.9
）




















=2×450+π
（
100+315
）
/2 +
（
315
－
100
）
2
/
（
4×
450）












=1577.2mm




















































由长度系列表查得选用带长
l
d
=1600mm




计算实际中心距












a=
a
0
+
l
d
?
l
d
0
=4500+
（
1600-1577.2
）
/2=461
















（
2.10
）









2




⑤

验算小带轮包角
α
















































（
2.11
）











α

=180
0
-
（
d
d
2
－
dd
1
）
/a×
57.3
0



















=180
0
-（
315
－
100
）
/461×
57.3
0
合适













=153.8
0
＞
90
0






















⑥

求
V
带根数
z








计算单根
v
带的额定功率
p
r









查表
8-4a,
p
0
=0.97kw













查表
8-4b,
?
p
0
=0.12kw









查表
8-5,
k
?
=0.93




查表
8-2,
k
l
=0.99









由此可得






Z=
p
c
=3.3
／
1


















































(2.13)
p
r








p
r
=
（
p
0
+
?
p
0
）
k
?
k
l
=1.00kw



































(2.12)













＝
3.3









取
4
根


⑦

材料的选择









带轮材料取为铸铁
HT150
，
V
带由复合材料抗拉体，顶胶，底胶和包布做成。



⑧

结构





小带轮采用实心式结构，如图
2.14
所示。


图
2.14
小带轮





大带轮采用椭圆轮辐式结构，如图
2.15
所示。


本科毕业设计（论文）通过答辩


图
2.15
大带轮




具体结构参数、尺寸见设计图纸

4
、齿轮传动设计





采用两级齿轮传动





i
齿
1
=2
，
i
齿
2
=8
(1)
一级齿轮传动设计





p=3kw

n
1
=960/3=320r/min


i
齿
1
=2
1)
选精度等级、齿轮类型、材料、齿数





①
直齿轮传动





②
一般工作机器，速度不高，故选用
7
级精度

③
材料




大齿轮硬度为
240HBS
的
45
钢




小齿轮硬度为
280HBS
的
40cr
钢

④
选小齿轮齿数
z
1
=24



大齿轮齿数
z
2
=48




2)
d
1
t
?
2
.
32
3kT
1
u
?
1
Z
E
2
?
（< br>）




































（
2.14
）

?
d
u
?
?H
?
①
选载荷系数
k
t
=1.3
②
小齿轮传递转矩

95
.
5
?
105
?
P
95
.
5
?
10
5
?
3



T
1
?
=
=8.952 ×
10
4
N
?
mm



















（
2.15
）
320
n
1
③
由表
10-7
，取
?
d
=1

本科毕业设计（论文）通过答辩

1
2




④
由表
10-6
，材料弹性影响系数
z
E
=189.8
MPa





⑤
由图
10-21
，按硬度查得
[7]







小齿轮接触疲劳强度极限
?
Hlim
1
=600MPa






大齿轮接触疲劳强度极限
?
Hlim
2
=550MPa
⑥
应力循环次数







N
1
?
60
?
n
1
?
j
?
L
h
=60×
320×
1×
(2×
8×
300×
15)=1.382×
10
9















（
2.16
）







N
1
2
?
N
2
=0.691 2×
10
9

⑦
由图
10-19
，接触疲劳寿命系数







k
HN
1
=0.9


k
HN
2
=0.95
⑧
计算接触疲取劳许用应力



取失效概率为
1%
安全系数为
s=1


?< br>?
k
HN
1
?
?
l
i
1
m
H
?
1
?
s
=0.9×
600=540MPa
































?
?
H
?
k
HN
2
?
?
lim
2
2
?
s
0.95×
550= 522.5MPa




3)
①
d
1
.3
?
8
.9
52
?
10
4
3
189.8
2
1
t
?
2
.
32
3
1
?
2
?
（
522
.5
）
=66 .01mm
②
圆周速度
v=
?
d
1
t
n
1
60
?
1000
=3.14×
66.01×
32 0/(60×
1000)=1.105m/s











③
齿宽
b=
?
d
?
d
1
t
=66.01mm









































④
齿宽与齿高之比
b
h

















































模数
m
d
1
t
t
?
z
=66.01/24=2.75





































1


齿高
h=2.25
m
t
=6.19


b
66
.
01
h
=
6
.
19
=1 0.66
⑤
载荷系数



k
v
=0.675

k
H
?
=
k
F
?
=1

k
A
=1

k
H
?
=1.315

k
F
?
=1.24






k=
k
v
k
H
?
k
F
?
k
A
k
H
?
k
F
?
=0.8870


































⑥
分度圆直径
d< br>k
0
.
8870
1
?
d
1
t
?
3
k
=66.01×
3
t
1
.
3=58.113mm
⑦
计算模

m
?
d
1< br>z
?
58
.
113
=2.41
1
24
4)
根据齿根弯曲强度计算设计
[6]


2.17
）

2.18
）

2.19
）

2.20
）

（
2.21
）

（
2.22
）

（

（

（

（







本科毕业设计（论文）通过答辩




m
?
3
2
kT
1
Y
Fa
Y
Sa

?
2
?
d
z
1?
?
F
?
确定参数





①
小齿轮弯曲强度极限
?
FE1
=500MPa


大齿轮弯曲强度极限
?
FE2
=380MPa




②
弯曲疲劳寿命系数
k
FN
1
=0.85


k
FN
2
=0.88




③
取弯曲疲劳安全系数
s=1.4


弯曲许用应力

?
?
F
?
1
?















?
?
F
?
2
?
④
k=
k
A
k
v
k
F
?
k
FN1
?
?< br>FE
1
0
.
85
?
500
?
?303
.
57
MPa












（
2.23
）

S
1
.
4
kFN2
?
?
FE
2
0
.
88
?
380
?
?
238
.
86
M
P
a

S
1
.
4
k
F
?
=1×
0. 675×
1×
1.24=0.837




⑤
齿形系数




Y
Fa
1
=2.65

Y
Fa
2
=2.33



应力校正系数




Y
Sa
1
=1.58

Y
Sa
2
=1.69
⑥
计算比较



Y
Fa
1
Y
Sa
1
?
?
F
?
1
=0.01379



Y
F a
2
Y
Sa
2
?
?
F
?
2
=0.1649



大齿轮值较大

5)
设计计算

2
kT
1
Y
Fa
Y
S a
3
2
?
0
.8
37
?
8
.8< br>52
?
10
4



m
?
3








（
2.24
）

?
?
0
.0
1
6
4
=1.625mm < br>9
?
2
2
1
?
24
?
d
z
1
?
?
F
?














圆整后为
2.0mm














d
1
=58.113mm














z
1
=
d
1
=29
m














z
2
=2×
29=58
6)
几何尺寸计算



分度圆直径





d
1
?
z
1
?
m
?
58
mm
d
2
?
z
2
?
m
?
116
mm



中心距
a=(58+116)/2=87mm


齿宽


b
?
?
d
?
d
1
=1×
58=58mm



取

B
1
?< br>60
mm,
B
2
?
58mm












（
2.25
）

7)
结构设计



小齿轮因直径较小，齿根圆到键槽底部的距离
e<2m,
故采用齿轮轴形势 ，如图



16

本科毕业设计（论文）通过答辩


图
2.16
一级齿轮轴


大齿轮采用实心结构，如图


图
2.17
一级大齿轮






具体尺寸、参数见设计图纸





5
、二级齿轮传动设计
[6]








使用最大功率
3kw
计算








p=3kw

n
2
=320/2=160r/min


i
齿
2
=8




1)
选精度等级、齿轮类型、材料、齿数

①
直齿轮传动

②
一般工作机器，速度不高，故选用
7
级精度

③
材料





大齿轮硬度为
240HBS
的
45
钢





小齿轮硬度为
280HBS
的
40cr
钢

④
选小齿轮齿数
z
1
=20




大齿轮齿数
z
2
=160
2)
d
1
t
?
2
.
32
3
kT
1
u
?
1
Z
E
2
?
（
）

?
d
u
?
?
H
?
①
选载荷系数
k
t
=1.3
②
小齿轮传递转矩

95
.
5
?
10
5
?
P
95
.
5
?
10
5
?
3


T
1
?
=
= 1.79×
10
5
N
?
mm

160
n< br>2
③
由表
10-7
，取
?
d
=0.5 ④
由表
10-6
，材料弹性影响系数
z
E
=189.8
MPa



17
1
2

本科毕业设计（论文）通过答辩

⑤
由图
10-21
，按硬度查得



小齿轮接触疲劳强度极限
?
Hlim
1
=600MPa


大齿轮接触疲劳强度极限
?
Hlim
2
=550MPa
⑥
应力循环次数



N
1
?
6 0
?
n
1
?
j
?
L
h
=60×< br>320×
1×
(2×
8×
300×
15)=6.912×10
8

N
1
=0.864×
10
8

2
⑦
由图
10-19
，接触疲劳寿命系数



N
2
?


k
HN
1
=0.9


k
HN
2
=0.93
⑧
计算接触疲取劳许用应力



取失效概率为
1%
安全系数为
s=1


?
?
H
?
1
?


?
?
H
?
2
k
HN
1
?
?
l
i
1
m
=0.9×
600=540MPa
s
k
?
?
?
HN
2
lim
2
0.95×
550=522.5MPa
s
5
1
.3
?
1
.
79
?
10
9
189.8
2
3)
①d
1
t
?
2
.
32
3
?
?< br>（
）
=75.5mm
1
8
522
.5
?< br>d
1
t
n
2




②< br>圆周速度
v=
=3.14×
75.5×
160/(60×
10 00)=0.6322m/s
60
?
1000
③
齿宽
b=
?
d
?
d
1
t
=75.5mm
④
齿宽与齿高之比


模数
m
t
?
b

h
d
1
t
=75.5/20=3.775mm
z
1


齿高
h=2.25
m
t
=8.494mm
b
75
.5
=
=8.89
h
8
.4
94
⑤
载荷系数





k
v
=1.02

k
H
?
=
k
F
?
=1

k
A
=1

k
H
?
=1.425

k
F
?
=1.375


k=
k
v
k
H
?
k
F
?
k
A
k
H
?
k
F
?
=1.4535
⑥
分度 圆直径
d
1
?
d
1
t
?
3
⑦计算模

m
?
1
.4
535
k
=66 .01×
3
=79.83mm
1
.
3
k
t
d
1
79
.8
3
?
=4mm
z
1
20
4)
根据齿根弯曲强度计算设计



m
?
3
2
kT
1
Y
Fa
Y
Sa

?
2
?
d
z
1
??
F
?

18


本科毕业设计（论文）通过答辩





确定参数

①
小齿轮弯曲强度极限
?
FE1
=500MPa


大齿轮弯曲强度极限
?
FE2
=380MPa
②
弯曲疲劳寿命系数
k
FN
1
=0.85


k
FN
2
=0.88
③
取弯曲疲劳安全系数
s=1.4


弯曲许用应力

?
?
F
?
1
?















?
?
F
?
2
?
④
k=
k
A
k
v
k
F
?
k
FN1
?
?< br>FE
1
0
.
85
?
500
?
?303
.
57
MPa

S
1
.
4k
FN2
?
?
FE
2
0
.
88
?
380
?
?
238
.
86
M
P
a

S
1
.
4
1.02×
1×
1.37 5=1.4025
k
F
?
=1×
⑤
齿形系数




Y
Fa
1
=2.8

Y
Fa
2
=2.138



应力校正系数




Y
Sa
1
=1.55

Y
Sa
2
=1.835
⑥
计算比较







Y
Fa
1
Y
Sa
1
?
?
F
?
1
=0.01430



Y
Fa
2
Y
Sa
2
?
?
F
?
2
=0.01642


大齿轮值较大

5)
设计计算

2
kT
1
Y
Fa
Y
Sa
3
2
?
1
.4025
?
1
.
79
?
10
5



m
?
3
?
?
0
.0
1
6
4
=2.7418mm
2
?
2
2
1
?
20
?
d
z
1
?
?
F
?



圆整后为
3.2mm



d
1
=79.83mm



z
1
=
d
1
=25
m




z
2
=8×
25=200
6)
几何尺寸计算




分度圆直径






d
1
?
z
1
?
m
?
80
mm
d
2
?
z
2
?
m
?
640
mm




中心距
a=(80+640)/2=360mm



齿宽


b
?
?
d
?
d
1
=1×
58=80mm



取

B
1
?
85
mm,
B
2
?
80mm

7)
结构设计
[9]




小齿轮采用实心结构，如图
2.18


19