2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

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

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: </p><p>  職稱: </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)?,F(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>  (3-1)</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、 (1)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> ?。?-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>  (圓整為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> ?。?)為直齒圓柱齒輪</p><p><b> ?。?)選七級(jí)精度</b></p&g

76、t;<p>  (3)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> ?。?lt;/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>  (7)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> ?。▓A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)稱布置時(shí),</p><p><b> ??;</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>  Ⅲ軸</b></p><p><b> ?、糨S</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>  (圖3-4f)</b></p

108、><p><b>  (a)</b></p><p><b> ?。╞)</b></p><p><b> ?。╟)</b></p><p><b> ?。╠)</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

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