压面机机械结构设计 25页

'压面机机械结构设计1绪论1.1国内食品机械的发展状况中国的食品机械行业起步晚，总体水平相对于欧美等发达国家来说落后。自主开发能力较弱，科研投入不足，行业中大多数企业不具备高水平的技术研发能力。目前，中国很多先进的食品机械设备主要依靠国外进口，拥有自主知识产权的产品很少。但近年来中国的食品机械发展的速度较快，目前已进入到产品结构调整、提高开发创新能力并与国际接轨的发展时期。目前中国的食品机械行业还处于起步发展阶段，市场还处于不稳定时期。我国食品机械的发展任重而道远、空间广阔，究其主要原因是我国人民消费的食品大多是来自农业的未加工食品，每年因缺乏必要的食品加工机械使食品资源不能直接加工、贮藏、保鲜而造成的损失高达几十亿元，未能深加工综合利用而造成的资源浪费损失更高，因此我国食品机械具有广阔的市场前景。【】《中国食品机械行业发展任重而道远》2013-05-0713:46来源：中国三农网责编：钱莹中国的食品机械行业要想取得快速发展，首先，企业要不断提升产品质量和水平，从制造向创造转型，逐步缩短与国际先进企业的差距。其次，应不断规范市场，建立和完善行业标准，让企业在一个标准化的市场中发展。第三，企业应避免打价格战，要建立良性竞争的市场氛围。第四，中国地大物博、人口众多，各地经济发展和生活方式不同，因此厂家要多方调查、要针对地区差别，经济承受能力等情况，积极开发适合各地不同用户需求的产品，满足消费者的需求。第五，要加强市场推广和服务渠道，提升企业品牌知名度，团结一致，共同努力，这样才能确保食品机械行业能健康、良性地发展。 25 不难发现制约我国食品行业发展的关键因素：国内食品机械技术严重落后于国外先进技术企业，据统计，自食品机械发展以来，我国的食品机械企业针对高端技术设备均采取进口措施，仅仅是塑料薄膜双向拉伸设备生产线就高达1亿元，这对于国内企业来说是比不小的开支。企业大部分的开支如果用在进口设备费用上，便会严重制约我国食品机械企业的良性发展。由国内食品机械行业的发展来看，不难发现我国众多机械领域在发展中存在的弊端，国内个企业人士很少会将人力、财力投入到新技术的开发上面，面对需要高端技术的产品，常常选择国外进口，以便更快的满足国内客户的需要。这样做所产生的弊端可以从国内食品机械的发展来看，食品机械经过长时间的进步与发展，早已经成为国内成熟的“老企业”，但是就是这样一个“老企业”并没有为新兴企业提供最完善的发展模式，反正常常作为反面教材，看出了国内食品机械对于国外产品的技术依赖，很难在短时间内持续稳定的独立发展下去。同时，食品安全日益严峻，设备更新换代成为一个大的趋势，正因为如此，市场需求极大的促使中国食品机械制造业在今后相当长的一段时间内将会保持高速增长，而且自动化程度越来越高，并带动自动化原件的飞速发展。1.1国际食品机械发展趋势纵观国际食品机械的发展趋势，新的食品机械相关技术标准，安全卫生要求进一步受到重视，以适应和满足食品加工对食品安全的要求；高新技术在食品机械中得到广泛应用，成为提高食品机械技术含量的重点内容；技术创新力度进一步加强，成为新一轮食品机械技术跨越的重要措施和手段；技术壁垒的门槛越来越高，成为食品机械技术竞争的主要形式。通过这些新的重大变化可以看出，国际食品机械经济效益的获取方式，不再是传统意义上的品种、数量、规模、性能等物化的有形资本，取而代之的是高新技术、技术标准、技术壁垒、技术创新、安全卫生等无形资本的巨大作用。【】国际食品包装机械未来的发展趋势来源:machine.com.cn如今世界的食品机械的朝着以下几个方向发展：（1）25 高新技术实用化。当前，国外发达国家广泛采用高新技术应用到食品机械中，从而不断推出技术含量更高、更人性化的新设备、新产品，使设备性能大大提高。因此，高新技术是食品机械上档次、上水平的重要组成部分，具有广泛的发展应用前景。（2）技术标准趋同化。为了国际间技术交流和贸易往来的一致性和协调性，世界各国的食品加工与食品机械技术标准纷纷向国际标准或欧盟标准靠拢，这是全球性食品机械领域规避技术壁垒的重要举措。（3）质量控制全程化。现代国际上通用的食品加工生产方式，是将质量保证的重点由传统对最终产品的检验转移到对加工工艺过程中的关键控制点进行管理，其目的在于：一是减少加工作业过程的出现一系列错误，将食品加工过程中人为或设备的差错降低到最低限度；二是以防范在不卫生条件、可能引起污染或品质劣化的环境下作业，避免因批量生产不合格产品所造成的损失。因此，世界食品机械的技术发展主流之一，就是使食品加工技术适应质量安全的全程控制要求。（4）设备高度效率化。使生产线实现连续化生产、专业化作业、自动化调节、规模化经营等，可显着提高生产效率和经济效益。目前，许多食品机械大型制造企业或跨国公司，大都发展生产线高度自动化、生产规模大型化的生产设备，以高效率生产赢得市场的竞争能力。1.3课题研究的背景和意义机械设计，是根据用户的使用要求对专用机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程，是多学科理论和实际知识的综合运用。【1】机械设计是机械工程的重要组成部分，同时也是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题，并且可以利用AutoCAD,Solidworks等软件绘制装配图，零件图或者进行建模，仿真。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求。此课题主要运用Solidworks软件，通过对压面机的整体结构设计以及各部分的理论计算校核后，结合数据，利用该软件画出整体装配图以及零件图，以达到对压面机整体结构设计的目的。此外，选用的压面机为家用的小型压面机。1.4压面机的整体分析1.4.1压面机的整体建模通过Solidwoks软件对压面机的整体进行3D建模并进行虚拟装配。25 1.4.2压面机的总体设计分析Solidwoks是机械结构设计中常用的软件之一，通过运用该软件绘制装配图可以很好的对压面机进行总体分析，甚至可以进行建模仿真观察其运动性能状态。1.5本章小结本章介绍并讨论了食品机械的一些发展现状，以及说明了此课题研究的背景，意义和压面机的总体分析25 2压面机的简介以及工作原理2.1压面机的简介和发展现状食品工业在国民经济中历来占有举足轻重的地位,是国民经济的支柱产业之一。在食品工业中,为之提供加工设备的属食品机械工业,其在日常生活中占据重要地位,涉及到千家万户。食品机械是社会上使用频率最高的机械设备之一,其各项使用指标及内在、外在质量对人们日常生活都将产生重要影响。随着食品工业的发展，食品机械在食品工业中的地位越来越重要。【4】《我国食品机械行业》现代化的食品机械不仅可以生产出高附加值的产品，而且可以提高资源的利用率。在当今信息时代,食品机械的设计开发手段也由原来的以凭借经验、手工绘制为主逐渐向利用计算机进行理性分析转变。压面机，作为中国重要的食品机械之一，在行业中扮演着至关重要的角色。压面机，顾名思义，是一种用于制作面条的机械，具体来说把面粉跟水搅拌均匀之后代替传统手工揉面的食品机械。压面机是面条加工机械中的一种关键设备。它的的功能是将和面机中混合均匀的面粉经过多次轧辊的轧压，碾压后制成一条质地均匀的面片，供下到工序切片。【2】《压面机的改造及新用途的探索》在压面设备中连续压片机和复合压片机的压辊是关键部件，它对提高产品的产量和质量起至关重要的作用，它通过压辊对面团压力和摩擦力的综合作用对面片进行拉伸，挤压，使面片的空气排出进而使里面的组织结构更加致密均匀的融合在一起。压面机的常用分类有两种，一种是工业用的大中型压面机，为面食加工行业大量生产所适用，功能上分为自动和半自动区别在于由传统的人工喂面，改为传送带自动送面，大大提高了压面机的安全性，同时也降低了工作人员的劳动强度。这种压面机都是用电力带动机器工作。另一种就是家用的小型压面机该机专为家庭用户研发，功能也很丰富，多速可选快慢调节，可压细面，宽面，馄饨皮，饺子皮，包子皮等等面食。此次课题研究的是家用压面机。25 在上世纪90年代，随着稻谷壳制一次性植物纤维绿色环保餐具的发展，压面机产生了新用途。研究开发这种绿色环保餐具，其中一个关键工序是将配好粘结剂的稻谷壳粉轧制成质地均匀、结构紧密、表面光滑而有一定韧性的片材。但由于稻谷壳粉与面粉在其物理和化学性能上相差很远，在轧制过程中由于轧辊问隙不均匀、变形、轧制压力增大等因素，造成片料厚度变化大、质地不均匀、结构紧密度不一致、表面光洁度不够等后果，严重影响产品的质量和设备的使用寿命．且生产效率低。试验过程中，通过取得大量的实验数据．对压面机进行改造和创新设计，开发了一种全新的压面机，实现了绿色环保餐具的规模化、自动化生产。【3】《压面机新用途的改进设置》该设备可用于塑料、食品、橡胶等行业。另外，针对传统压面机笨重的结构，高昂的成本，所切面条种数的单一，以及现有的多用压面机的不合理结构，提出一种新型压面机。图2.1压面机以及切刀规格2.2压面机的工作原理此课题所研究的为家用小型压面机，主要由机架，传动部分，输送压面部分，切面部分。选用的电机为单相异步电机。工作原理：将定量面团放在下输送带上，开动机器，自动输送刀压辊间，面团在输送带和轧辊作用下自动完成喂入和压面过程。压完后经上输送带自动传送到下输送带上，由于采用不同线速度，使面皮自动完成折叠和输送、喂入、转下道工序。经过反复揉压达到理想压面效果。在压面机有个可以取出的切刀，装上切面刀，根据需要调整切面刀上调节器，顺时针将调节器转到位切细面，逆时针转到位切粗面，最后将压好的面坯放面斗引入两面辊之间直至切面刀，即可切成粗或细面条。25 图2.2家用压面机实物图3结构设计3.1Solidworks软件的介绍Solidworks，AutoCAD,UG等软件是机械设计中常用的几款软件，而我在这次课题设计中使用的是Solidworks，Solidworks软件功能强大，组件繁多。Solidworks功能强大、易学易用和技术创新是Solidworks的三大特点，使得Solidworks成为领先的、主流的三维CAD解决方案。Solidworks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。Solidworks不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用Solidworks来搞设计了。Solidworks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。Solidworks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。[5]《Solidworks教程》在此次设计中，使用Solidworks软件所要完成的工作是装配图设计和工程图的绘制。在装配图设计方面，当生成新零件时，可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，Solidworks的性能得到极大的提高。Solidworks可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。而在工程图的绘制方面，Solidworks25 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。所以，从软件的特性上看，选用Solidworks比较方便，而且功能上更为适合。3.2压面机结构设计3.2.1总体结构家用压面机由于是小型食品机械，因此基本构造上并不复杂。主要结构是由一个单相异步电机，机架，皮带传动部分，齿轮传动部分，传送盘，压辊，切刀以及一些常用的标准件。整个传动部分的设计主要采用皮带轮和齿轮来传递动力，使压面机运作是能够更加顺畅和稳定，课题中涉及到带轮，齿轮，V型带以及轴承等主要零部件的设计。带轮和齿轮的零部件布局如图2.图3.1整体布局图压面机的总体结构装配图如下：图3.2Solidworks环境下压面机的装配图25 3.2.2传动部分中V带传动的设计图3.3皮带轮V带传动是靠V带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的。与平带传动比较，V带传动的摩擦力大，因此可以传递较大功率。V带较平带结构紧凑，而且V带是无接头的传动带，所以传动较平稳。V带轮的传动有两个不同大小的皮带，以及两条皮带轮组成。小带轮与电机相接，大带轮则和齿轮、压辊相接。电机的动力通过V带传动传递到齿轮，再传递到压辊。3.2.3传动部分中的齿轮传动图3.4齿轮传动齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点25 齿轮传动类型有很多种，这里选用的是直齿轮传动。电机动力通过V带传动后，进入齿轮传动中，再将动力传递给压辊。3.2.4压面辊的设计图5压面辊压面辊的结构特点比较简单，有辊筒和一根通轴组成，轴固定，辊通跟这输送带一起转动。两个压面辊一个随输送带主动转动，另一个从动，当面团从进料板进入两辊间隙时，两辊通过反向转动将面团压成面片。压面辊的尺寸为，直径45mm,长度为100mm。在从动辊的两边有张紧机构，采用一根螺纹丝杆带动滑块移动，从而可以调节从动辊的位置。3.2.5切面刀的设计25 图6切面刀切刀的结构也比较简单，主要是两圆丝刀组成，可以将从压面辊出来的满团进过两刀的间隙后切成面条，完成整道工序，面条的大小粗细可以通过调节切刀实现。此外，整个切刀机构是可以拆出来的，便于清洁和维护。3.2.6补充说明传动部分为主要的设计部分，需要通过理论计算和强度校核来确定具体的大小尺寸，例如两皮带轮的直径大小，V型带的长度，两组啮合齿轮的各种参数等。计算得出的数据用于后面绘制整体装配图和工程图。此外，压辊作为压面机的另一个主要组成部分，也是总体结构设计的重点，其选用的规格，尺寸大小同样需要通过下面的计算设计来确定。3.3总体尺寸确定25 总体高度：25 4、计算部分4.1传动设计，选配电机设计方案：家用压面机的带传动。工作条件：适用于各种家庭环境，载荷平稳，环境清洁。原始数据：运输带工作速度：V=1m/s。4.1.1、电动机类型的选择此次课题研究的是压面机，属于食品机械，根据【】简明机械设计手册，选用Y（IP44）封闭式三相笼型异步电动机。此电机的结构特点为一般用途封闭自扇冷式，能防止灰尘，铁屑或其他杂物侵入电动机内部，效率高，噪音低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，安装方便。适用于灰尘多，土扬水溅的场合，如农用机械，搅拌机，碾米机等其他食品机械。图4.1.1三相异步电动机模型选择电动机时，应保证选择时式中：----电动机的额定功率，kw。----工作机所需电动机功率，kw。所需电动机功率由下式计算：式中：----工作机所需有效功率，由工作机的工艺阻力及运行参数确定。----电动机到工作机的总效率。kw式中：F----压面辊压面团的压力（根据网上数据以及经验估算）N。25 v----工作机的线速度，m/s。D----主动轮的直径，mm。则：kw则根据【】简明机械设计手册表19-3，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、带传动等因素，选择型号Y90L-4的电动机，额定功率为kw，转速为1400r/min。4.1.2、计算总传动比以及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电机n筒=1400/152.79=9.16（n筒=60×1000V/πD=60×1000×1/（125×π）=152.79r/min）2、分配各级传动比：取i齿轮=3.20∵i总=i齿轮×i带∴i带=i总/i齿轮=9.16/3.20=2.863、运动参数以及动力参数计算①、计算各轴的转速（r/min）N1=n电机=1400r/min，N2=n1/i带=1400/2.86=489.5r/minN3=n2/i齿轮=489.5/3.20=152.97r/min②、计算各轴的功率P1=Pd=1.5kwP2=P1×η带=1.5×0.94=1.41kw③、计算各轴的扭矩（N·m）T1=9.55×10P1/n1=9.55×10×1.5/1400=10.23N·mT2=9.55×10P2/n2=9.55×10×1.41/489.5=27.51N·m4.2带轮传动计算1、选择普通V带截型查课本P218表13-8的工作情况系数表，取KA=1.0，PC=KAP=1.5kw。2、选择V带型号选普通V带根据PC=1.5kw，N1=1400r/min，由课本P214表13-3查得，选用A型V带。25 图4.2v带型号表3、大小带轮基准直径由P219图13-15，小带轮的基准直径的范围为112-140mm，由13-9，dmin应不小于112mm，取dmin=118mm，由于dd2=(1-e)n1·dd1/n2(e为滑动率)=（1-0.02）·1400·118/48=330.73mm，取dd2=355mm4、求实际从动轮的转速n实=n1·dd1/dd2=1400×118/355=465.35r/min,转速误差为：︱n2-n实︱/n2=︱489.5-465.35︱/489.5=0.048＜0.05，在数据允许范围内。5、带速VV=π·dd1·n1/（60×1000）=π×118×1400/60000=8.65m/s在5-25m/s范围内，带速合适。6、确定带长和中心距初步选取中心距：a0=1.5·(118+355)=709.5mm，取a025 =710mm，符合0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）则带长为：L0=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd1-dd2）/4a0=2×710+742.61+19.78=2182.39根据表13-2，取Ld=2200mm根据P220式（13-16）计算实际中心距a≈a0+（Ld-L0）/2=710+(2200-2182.39)/2=718.8mm7、验算小带轮包角α1=180-（355-118）×57.3/718.8=180-18.9=161.1＞120（适用）8、确定带的根数根据P214表（13-3）P0=1.61Kw根据P216表（13-5）△P0=0.34Kw根据P217表（13-7）Ka=0.95根据P212表（13-2）KL=1.09由P214式13-12，得Z=PC/(P0+△P0)×Ka×KL=1.5/(1.61+0.34)×0.95×1.06=1.05故取2根，与实际相符。9、计算轴上压力由课本P212表13-1查得q=0.1kg/m，由式13-17单根V带初拉力：F0=500PC/ZV(2.5/Ka-1)+qV=500×1.5/2×8.65×(2.5/0.95-1)+0.1×8.65N=34.05N则作用在轴承上的压力FQ，由课本公式得:FQ=2ZF0sinα1/2=2×2×34.05×sin161.1/2=134.35N4.3齿轮传动设计计算25 1、选择齿轮材料及确定许用应力齿轮采用软齿面，小齿轮选用40MnB调质，齿面硬度为240-286HBS，σHlim1=700MPa，σFE1=600MPa,大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS，σHlim2=600MPa,σFE2=480MPa，由课本表11-1，SH=1.0,SF=1.25,ZH=2.5,ZE=189.8[σH1]=σHlim1/SH=700/1.0MPa=700MPa[σH2]=σHlim2/SH=600/1.0MPa=600MPa[σFE1]=σFE1/SF=600/1.25MPa=480MPa[σFE2]=σFE2/SF=480/1.25MPa=360MPa2、按接触疲劳强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.2，齿宽系数ψd=0.8，小齿轮上的转矩为：T2=9.55×10×P/n2=9.55×10×1.41/489.5=2.75×10（1）、取齿数Z1=21，则Z2=3.20×21≈67，实际传动比i=67/21=3.19,传动比误差i-i0/I=(3.20-3.19)/3.20=0.3%<2.5%,可用，齿数比u=i=3.19。由d1=[]=[]=36.79mm模数：m=d1/Z1=36.79/21=1.75mm，去第一系列模数m=2则齿轮的中心距a=2×(21+67)/2=176mm取a=180mm，确定齿轮的分度圆直径：d1=mZ1=42mmd2=mZ2=134mm确定齿轮宽度：b=ψdd1=0.8×42=33.6mm取b2=35mm，b1=40mm（2）、取齿数Z3=12,则Z4=12×3.20=38.4≈39，实际传动比：i=39/12=3.25,传动误差，i-i0/I=|3.20-3.25|/3.20=1.5%<2.5%可用，齿数比：u=i=3.2525 由d1=[]=[]=36.73mm模数：m=d1/Z1=36.73/12=3.06mm取第一系列模数m=3则齿轮的传动中心距：a2=3×(12+39)/2=76.5mm，取a2=80确定齿轮分度圆半径：d3=mZ3=3×12=36mmd4=mZ4=3×39=117mm确定齿轮宽度：b=ψdd1=0.8×36=28.8mm,取b4=30mm，b3=35mm(3)、齿轮弯曲强度校核齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.2齿形系数：ZV1=Z1=21ZV2=Z2=67ZV3=Z3=12ZV4=Z4=39齿形系数YFa和应力修正系数YSa查图11-8，得：YFa1=2.83,YSa1=1.57;YFa2=2.26,YSa2=1.73;YFa3=3.65,YSa3=1.50;YFa4=2.46,YSa4=1.67.载荷系数K，由下表，取K=1.2工况空轻载起动重载起动每天工作小时数/h<1010~16>16<1010~16>16载荷变动最小液体搅拌机、通风机和鼓风机（）、离心式水泵和压缩机、轻载荷输送1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式输送机（不均匀负荷）、通风机（25 ）、旋转式水泵机和压缩机（非离心式）、发电机，金属切削机床、印刷机、旋转筛、锯木机和木工机械1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大制砖机、斗式提升机、往复式水泵和压缩机、起重机、磨粉机、冲剪机床、橡胶机械、振动筛、纺织机械、重载输送机1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、鄂式等）、磨碎机（球磨、棒磨、管磨）1.31.41.51.51.61.8表4.2工况系数表许用弯曲应力[σF],计算两组齿轮的许用弯曲应力:σF1=（2KT1/bd1m）YFa1YSa1=（2×1.2×2.75×10/35×42×2）×2.83×1.57=99.74MPa<[σF1]=480MPaσF2=σF1YFa2YSa2/YFa1YSa1=99.74×2.26×1.73/2.83×1.57=87.77MPa<[σF2]=360MPaσF3=（2KT1/bd3m2）YFa3YSa3=（2×1.2×2.75×10/35×36×3）×3.65×1.50=95.60MPa<[σF1]=480MPaσF4=σF3YFa4YSa4/YFa3YSa3=95.60×2.46×1.67/3.65×1.50=71.73MPa<[σF2]=360MPa故轮齿齿根弯曲强度足够。（4）、计算齿轮的圆周速度VV=π·d1·n1/（60×1000）=3.14×42×362.1/60000=0.8m/s对照表11-2，选8级制造精度最适合。25 4.4压面辊的设计4.4.1压面辊的结构和规格压面辊的原理为：压片机构是通过两个压辊的相对回转，面团在摩擦力和压力的作用下在辊隙中挤压延伸由于辊的间隙逐渐减小压力和剪切作用逐渐加强，已完成面料在脱离压辊后延展成厚薄均匀的面片。【】新型压面机压辊压面http://wenku.baidu.com/view/f5c492a10029bd64783e2c1f.html压面辊的结构十分简单，由辊筒和一根通轴组成，轴固定，辊通跟这输送带一起转动。压面辊的规格有很多，可以根据实际情况选择不同的来使用。下图是其中一些规格的压面辊：根据实际情况，此次课题选用的压面辊的直径为125mm，压面辊长度216mm，压辊可调范围为1-12mm。4.4.2压面辊材料的选用压面辊的材料有很多种，不同的使用条件和环境，选用适合的材料，才能更好的发挥辊本身的作用，提高效率。一般的压面辊采用普通铸铁材料，由于压辊尺寸较大，铸件会出现疏松。另外，因为硬度不够，磨损程度比较严重，在压面团时，面容易粘在压面辊上。由于压辊在装配时它的直径大小是配合平衡齿轮的中心距的，可调范围比较小的，所以当出现以上问题是压辊就无法使用造成浪费。通过查资料后，决定使用采用球墨铸铁作为压辊材料，铸造加工问题得到了解决，而且压辊有了足够的刚度。压辊表面经调质后能达到很高的硬度和光滑度，大大提高了压辊的质量。随着科技发展，新材料逐渐应用到压辊表面，大大调高了压辊的表面硬度和光滑度。4.4.3压辊中通轴的设计1、按扭矩初算轴径选用45#调质，硬度217-255HBS根据公式：25 并且表14-2，取A=110最后选用d=15mm。2、轴的结构设计确定轴各段的直径和长度第一段：d1=15mm，轮毂的长度36.7mm第二段：定位轴肩取值范围3-5mm，故取3mm，则d2=d1+2h=15+2×3=21mm，此轴安装齿轮，齿宽50mm，即长度为50mm。第三段：非定位轴肩取值范围2-4mm，故取2mm，此轴装轴承，辊筒，则d3=d2+2h2=21+2×2=25mm.长度为266mm。第四段：定位轴肩取3mm，则d4=d3-2×3=19mm,长度为100mm。由上述轴各段的长度计算可得轴支承跨距L=452.7mm.3、按弯矩符合强度计算①、求分度圆直径：已知d1=42mm②、求转矩：已知T2=2.75×10N·mm③、求圆周力：Ft=2T2/d1=2×2.75×10/42=1309.52N④、求径向力：Fr=Ft·tan20=1309.52×0.36=471.4N⑤、求轴向力：Fa=Ft·tanβ=0N（1）、求垂直面支承反力：F1v=（Fr·L/2+Fa·d1/2）/L=（471.4×201.35/2）/201.35=235.7NF2v=Fr-F1v=471.4-235.7=235.7N（2）、求水平面的支承力F1H=F2H=Ft/2=1309.52/2=654.76N(3)、求垂直面弯矩25 MaV=F2v·L/2=235.7·0.201/2=23.69N·mMaV=F1v·L/2=235.7·0.201/2=23.69N·m（4）、求水平面的弯矩MaH=F1H·L/2=654.76·0.201/2=65.8N·m(5)、求合成弯矩Ma===70N·mMa===70N·m（6）、求轴的传递转矩T=Ft·d2/2=1309.52·0.042/2=27.5N·m(7)、求危险截面的当量弯矩Me=，如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数=0.6，代入上式可得Me=N·m（8）、计算危险截面处的直径轴的材料选用45钢，有表14-1查得，由表14-3查得，则d=考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%，故d=1.0522.89=24mm则轴的直径为第一段：d1=24mm第二段：定位轴肩取值范围3-5mm，故取3mm，则d2=d1+2h=24+2×3=29mm，第三段：非定位轴肩取值范围2-4mm，故取2mm，此轴装轴承，辊筒，则d3=d2+2h2=29+2×2=32mm.第四段：定位轴肩取3mm，则d4=d3-2×3=26mm。4.4.4压面辊的清理和维护25 每一种机械都需要保养和维护，这样才能延长使用寿命，更好的服务于我们。压面机在使用前，将机器安放在干燥、通风的水平地面上，确保机器工作平稳、可靠。认真检查机器进料口内有无铁器、硬物，并及时清理，使用前将接面盘拉出。检查电源电压是否与本机使用电源相符。将电源软线伸厂，把带有接地符号的线芯可靠接地，把其余三条线芯（配备单机电动机时为两条）分别接到开启式负荷开关（闸刀开关）断开时的引出线接线端子上，闭合开启式负荷开关，启动开关，从进料口看，视活动轧辊向下运转正确，空载试运转，各部位无异常可试机。根据需要调整轧辊间隙，操作手柄转动手轮，使可调轧辊进退，可使滚扎间隙在0-25mm内无极调整，轴向间隙均匀，从而使轧制面皮厚度均匀。操作时，应防止硬物进入轧辊间，以免损坏两轧辊。操作时为提高面皮质量，延长机器使用寿命，节约能源，请在操作时由厚到薄逐级调整轧辊间隙，进面厚度为出面厚度的2-4倍。且不要将手靠近轧辊间，以免发生意外伤害。所有维护与保修工作都必须在切断电源后进行。1.每次用完后对压辊认真清洁一次，确保饮食卫生，清洁时，不得用锐器刮两轧辊，也不得用喷水管清洗。2.每班从加油点往齿轮上加注润滑油一次，选用齿轮油或20#机油或食用油均可，每次加注量以加注数十滴为宜，涡轮、蜗杆及轴承内润滑脂半年更换一次，选用钙基润滑脂。3.检查普通V带的松紧及磨损情况，并及时调整或更换。4.机器长时间停用时，应在两轧辊表面涂抹少量食物油防锈。4.5轴承的设计根据所使用的压面机性能，各个轴只承受径向力，故选用的轴承为深沟球轴承4.5.1结构特点一般由内圈，外圈，保持架和一组钢球组成，是使用最为简单，广泛，和价格最低的轴承。4.5.2应用25 极限转速较高，摩擦阻力小，制造容易，价格低廉且应用广泛，主要用于高速及主要承受径向载荷和刚性较大的轴上，不耐冲击，不宜用于重载。也用于承受径向和轴向的联合载荷，其中轴向载荷不应超过未被利用的径向载荷的70%；在转速很高不宜采用推力轴承时，本轴承可以承受双向纯轴向载荷；此时轴承所承受的轴向载荷一般不应超过0.25-0.5C；【】简明机械设计手册4.5.3安装方法压入配合：轴承内圈与轴使紧配合，外圈与轴承座孔是较松配合时，可用压力机将轴承先压装在轴上，然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内，压装时在轴承内圈端面上，垫一软金属材料做的装配套管（铜或软钢），轴承外圈与轴承座孔紧配合，内圈与轴为较松配合时，可将轴承先压入轴承座孔内，这时装配套管的外径应略小于座孔的直径.如果轴承套圈与轴及座孔都是紧配合时，安装室内圈和外圈要同时压入轴和座孔，装配套管的结构应能同时押紧轴承内圈和外圈的端面；加热配合：通过加热轴承或轴承座，利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法.是一种常用和省力的安装方法.此法适于过盈量较大的轴承的安装，热装前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中均匀加热80-100℃，然后从油中取出尽快装到轴上，为防止冷却后内圈端面和轴肩贴合不紧，轴承冷却后可以再进行轴向紧固.轴承外圈与轻金属制的轴承座紧配合时，采用加热轴承座的热装方法，可以避免配合面受到擦伤。用油箱加热轴承时，在距箱底一定距离处应有一网栅，或者用钩子吊着轴承，轴承不能放到箱底上，以防沉杂质进入轴承内或不均匀的加热，油箱中必须有温度计，严格控制油温不得超过100℃，以防止发生回火效应，使套圈的硬度降低。为了防止轴承的润滑脂流出污染到面团，故采用密封深沟球轴6007-2Z，实物图如下：25 图4.5密封深沟球轴6007-2Z4.5.4轴承寿命的计算(1)、基本额定动载荷：查表知：(2)、—温度系数，因轴承工作温度(3)、—轴转速n=489.5r/min（4）、当量动载荷因为轴向力主要是轴自身重量极其上面零件的重量之和，为计算轴向力，简化轴为的均匀轴，轴长L=452.7mm。轴重：轴承寿命为：=56804.70h>24000h,预期寿命足够。25'