机械食品搅拌机毕业设计.docx
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机械食品搅拌机毕业设计
毕业设计
食品搅拌机结构设计
学生姓名：
指导教师：
副教授
合作指导教师：
XXX
专业名称：
机械设计制造及其自动化
所在院系：
致谢35
摘要
本人的论文题目是食品搅拌机的结构设计，食品搅拌机它是一类能够达成将多种类的瓜果蔬菜混合搅拌，可以搅拌出果菜糊。
食品搅拌机在大家的日常生活中应用的很普遍，小到家庭，大到社会。
食品搅拌机大致基本可以分为两大类，一类是家用搅拌机，另一类是商用搅拌机。
家用搅拌机可以用来自制水果沙拉，自制果汁，用来搅拌各类食品。
而商用搅拌机可以用来搅拌生产用的馅料，食品材料等等。
家用搅拌机相对体积小，重量轻，功率也能小点。
但是商用搅拌机体积比家用大，功率也大，重量也大，商用搅拌机大部分用在酒店，饭店，酒吧，食品厂等。
食品搅拌机的发明可以帮人们省下来大把的时间，更省力。
使人们的生活更加的美好，幸福，简单。
食品搅拌机是人们生活不可缺少的一部分。
食品搅拌机具有以下优点，操作简单方便，便于清理，清洁卫生，效率高,噪音比较小。
全部构造比较紧密，它的重要构成有以下两部分：
搅拌传动系统，搅拌装置。
它是由电动机皮带轮驱动，采用联轴器，减速器可通过混合四杆机构。
机架设计，传动设计，电机的选择等等是本次题目设计的主要内容。
关键词：
食品搅拌机；电机的选用；四杆机构的成计；传动的设计；
Abstract
Mythesistopicisthefoodmixerstructuredesign,foodmixerisakindofcanreachitsmixing,mixingmanykindsoffruitsandvegetablescanstirthefruitpaste.Foodmixerintheapplicationsofeveryone'sdailylifearecommon,smalltofamily,tosociety.Foodmixerbasiccanberoughlydividedintotwocategories,onekindishouseholdmixer,anotherkindisthecommercialblenders.Householdblendercanbeusedinthehomemadefruitsalad,homemadejuices,usedformixingallkindsoffood.Andcommercialblendercanbeusedtostirtheproductionwiththestuffing,foodmaterialsandsoon.Householdmixerrelativelysmallsize,lightweight,powercanalsobesmaller.Butcommercialblendersvolumeisbiggerthanhousehold,powerisbig,theweightisbigalso,mostcommercialmixerusedinhotels,restaurants,bars,foodfactory,etc.Theinventionofthefoodmixercanhelppeoplesavealotoftime,ismoreefficient.Makepeople'slifemorebeautiful,happy,simple.Foodmixerisanindispensablepartofpeople'slife.Foodmixerhasthefollowingadvantages,simpleandconvenientoperation,easytoclean,cleansanitation,highefficiency,noiseissmall.Allstructuremoreclosely,it'simportanttoformhasthefollowingtwoparts:
themixingtransmissionsystem,mixingplant.Itisdrivenbythemotorpulley,USESthecoupling,gearreducercanbemixedfour-barlinkage.Themaincontentofthisdesigntopiciscomposedofthefollowingsections,thechassisdesign,transmissiondesign,ofthemotor,thedesignoftheconnectingrod,partsofthestructureofthematerialselection,checkandfinishthedetaildrawingandassemblydrawing.
Keywords:
foodmixer；coupling；four-barlinkagedesign；transmissiondesign；
第一章前言
1.1食品工业在国民生产中的地位
食品工业指的定义是指以农业，渔业，畜牧业等产品以及半成品为材料，建造，提取，生产成食品或半成品，具有持续性并且有一定的计划的经济活动的工业体系当前中国食品工业还是以农副食品原料的初加工为主，精细加工的程度比较低，正处于成长期。
。
我国食品加工业渊源留长，在很早的时候就有了一定规模的食品加工业，比如说东汉，开始就有制糖业，那时的中国加工工业远远领先于国外，并且积累了许多的经验，到了近代中国的食品工业发展较晚，在19世纪末中国在开始陆续的发展食品工业，在近代，中国食品工业发展的很慢，从建国以后食品工业才稳步发展。
世界上经济比较发达的国家非常重视发展食品工业。
发展食品工业可以加快农业结构及其产品得品质优化调整，提高农产品的经济价值和促进农业生产的良性循环。
还有，食品工业是一个综合的工业部门。
为了使食品工业得到协调的发展，全国和许多地区分别成立了食品工业协会，以加强行业管理。
中国食品工业虽然有了较快的发展，但是，就人均消费水平来看，还是较低的。
随着社会主义现代化建设事业的发展，随着人民消费水平的提高，特别是食品结构的改变和家务劳动的社会化，食品工业必将有一个较大的发展。
大力发展食品工业更具有深远的意义。
目前，中国的食品工业体系逐渐形成，技术的不断进步，产品的日益丰富，生产和管理的网络营销体系，已成为一个主要的工业在国民经济中的重要战略地位。
食品年产值多达5400多亿元。
在中国各工业类别中，产值是第一。
第二章食品搅拌机的工作原理和原理图
食品搅拌机的运动情况是，经过电动机启动带皮带轮运动后，路径减速器延缓完，接着传送给四杆机构部分后，最后在E点在连杆上不停地转动，并且容器也跟着水平的转动。
其四杆机构运动是电动机带动皮带轮传递到四杆机构，容器转动可以直接用一个小电机带动其运动。
工作原理如图1-1，图1-2如下：
图2-1搅拌原理图
图2-2搅拌机整体图
第三章食品搅拌机用途
食品搅拌器可以各式各样的食品，如混合黄油，鸡蛋，肉类，蔬菜，水果，容易切碎坚果，豆类，咖啡，和所有种类的食品。
尤其是在一些在酒店，饭店，蛋糕店和食品加工厂之类的地方特别受欢迎。
第四章食品搅拌机设计要求和原始数据
要求结构其比较简易，使用起来比较方便，成本相对比较低廉，重量和噪音不宜过大，搅拌速度必须均匀稳定。
100r/min为四杆曲柄的速度，而60r/min是搅拌容器的速度。
第五章设计方案分析
方案一：
方案二：
方案一，使用一个电动机，带动两部分工作，节省了一个动力源装置，但是应用了蜗轮蜗杆结构，计算复杂。
方案二，使用两个电动机，两个电动机提供两个不同的动作，相对方案一来说多应用了一个电动机，整体结构相对比较简易，设计和计算起来比较方便
通个比较两者，选用方案二进行设计。
第六章连杆机构设计
连杆机构是最常见的机构，它的构件全部都是用低副连接而成的。
平面四杆机构是最简易的连杆机构，它可以在很多地方使用，它有满足不同轨迹的设计要求，可以实现远距离传送，便于制造。
.连杆机构的缺点包括平衡困难，运动积累误差大，传动受其影响。
本次设计搅拌部分用曲柄摇杆机构，如图AB为曲柄，CD为摇杆。
6.1曲柄存在条件
如图6-1所示，AB是曲柄，DC是摇杆，AD作是机架，BC是连杆，曲柄AB不停转动，摇杆DC不停的摆动。
图6-1曲柄摇杆机构
图6-2曲柄摇杆机构运动轨迹图
曲柄摇杆机构中使杆AB能做圆周运动，杆AB务必通过位置3和位置4，通过图6-2所示。
图6-2中的关系，我们可以得出如下得出△B3C3D的关系：
（a）
在△B4C4D中可得出：
或
（b）
（c）
在式（a）+（b）和（b）+（c）和（b）+（c）中得出：
根据以上结，可以假设杆
，
，
，
6.2运动轨迹计算
在平面连杆机构中，连架杆曲柄作转动，摇杆作摆动。
连杆作平面运动。
连杆上各点的轨迹是多种多样的，轨迹的形状与连杆机构的类型、尺寸及连杆上点的位置有关，生产中可利用连杆上的曲线来实现工艺动作。
运动轨迹的计算有很多种方法：
计算法、图像法、观测法、实验法等。
图像法观测性高、方便可行；对于一些运动轨迹的计算相对比观测法和计算法更加的简单方便。
对于精度来说，当面对比较繁琐的规定时，图像法不是很方便。
计算法来说，计算量大，当前社会不断在进步，科学技术也在不停的进步，观测法已得广泛应用。
计算法大部分情况下用在较繁琐的设计中。
对于这次设计，自己的计算水平不行，相对于这次设计的产品来说精确度不高。
所以就用了图像法得到运动轨迹。
如图6-3，先画出极限位置的运动点，在把这几个极限点连起来，画出的点越多，轨迹就越清晰明了。
图6-3搅拌轨迹图
第七章电动机的选择
任何机器都必须要有动力驱动，以机械化生产力标志的工业革命正是源于最早的机器动力——蒸汽机的发明。
用于驱动机器的机械我们称之为原动机。
在目前普遍使用的原动力，电动机和内燃机应广泛，液压传动使运动平稳，易于实现标准化，系列化，泛化，可以输出较大的推力。
由于国内形势，价格相对高；在负载突变的时候，传动比没有电机稳定，漏油，价格相对来说高一些。
所以这次用到了机械传动。
传动系统由电机，皮带轮，齿轮减速器。
电机的使用。
正确选用电动机是保证本次设计的重要环节。
电动机选取由多个部分组成，类型的选取，额功率的选取，工作电压的选取，工作转速的选取，形状构造的选取等等。
7.1电动机选择原则
选择原则应遵循以下原则
（1）按照其制造机器的工艺性和机器载荷性与各式各样的功能，电动机的启动，制动，正反转，调速的要求，应采用相匹配负载的电机。
（2）选择与使用环境相匹配，如空气的湿度，温度，空中的粉尘，水，易燃，易爆等情况的确定电机的保护和冷却方式。
方法的相关材料外壳保护和冷却方式.
（3）弄清符合的电机容量是按照转矩，速度变化，驱动复杂水平等情况。
大部分情况下电机在75%—100%的时候额定载荷的率效率最好。
该思考它的升温和过载的情况，正常情况下都应该有一部分余量，选用它在80%—90%的额定载荷率是最好的。
（4）按照电源的实际状况，电机功率因数性能也受影响，采用电机额定工作电压电压和种类。
（5）按照生产机所速度的要求，以及传输设备系统的复杂性，选择电机速度。
（6）选择可靠性高、维修方便，并应认为是可互换的，所以尽量选用使用标准电机。
直流电机和交流电机的特性如表7-1所示
表7-1电动机的应用特点
类型
特点
应用场合
直流电动机
调速性能好，启动转矩大；但结构复杂
速度调节要求高，正反转和启制动频繁，或多单元同步协调运转的生产机械运行，如门机、钻孔机、轧钢机等
鼠笼式
异步电动机
构造简易、运转靠的住、保养容易，拥有良好的稳点；但启动转矩小，启动电流大，调速不经济，易使电网功率因数娈坏
不方便的调速要求，倒车和启动制动繁琐，或多单元同步协调生产机械运行，如门机，钻孔机等
绕线式
异步电动机
因为可以串入电阻在电路中，所以拥有大启动转矩以及小电流；但电网功率因数不高
速度调节要求不高；负载变化较小，
同步电动机
同步电机的功率因数可调的功率因数，改善电网电压的变化，运行稳定性高；过载能力比异步电机大；运行效率高，转速不随负载变化；但结构复杂，启动各控制调和设备较昂贵
被很多地方用到大量均速移动，并且还可以提高电网的功率是一类均速电机
7.2电动机额定转速选择
电动机的额定转速的选择要结合电动机和传动系统进行综合选择：
如电机转速选择过高，电机尺寸重量小，成本低，但带来传动系统的传动比较高，传动系统复，成本高；如电机转速过低，传动系统传动小，结构简单，成本低，但电机尺寸重量大，成本高。
经过分析搅拌机电动机应选用y系列鼠笼异步电动机，又因为设计的要求，三相异步电动机可做搅拌部分，直接购买就行，Y112M-4电动机转速是60r/min。
第八章带传动设计
带带传动是在电力传输的灵活的运动或装置在皮带的张力。
在许多优点，皮带传动，皮带轮直径的不同使用不同的传输，以获得所需的比率，可在任何两个传递运动和动力的中心之间的距离。
在选择电动机时候，不必要准确牢固电动的空间地方方便的可以很简单的选择符合的安置位置。
斜导柱带动滑块运动后完成抽芯，务必滞留在正确的地方上，为了避免滑块的位置在变动务必按放防滑装置，防止闭模时发生碰装由于斜导柱和斜孔不对正。
8.1带传动组成和类型
8.1.1传动带组成及工作原理
带驱动轮的驱动，从动皮带轮和皮带，如图7-1所示。
之间的两个滑轮轴距离称为中心，中心带与带轮接触弧角称为包角，是一个小皮带轮的包角A1，A2是一个大带轮角。
图8-1带传动的基本组成
根据带传动带可分为三种类型：
V带，平带和V带传动带传动，因为它的传输容量大，传输可靠、应用最为广泛，结构也采用V带传动。
V带的实际工作面是两个侧面，V带轮上也有对应的轮槽，等腰梯形是V带横截面，V带进入带轮内的梯形槽，是因为工作载荷的驱动下，在带轮的两个侧面上是因为磨擦效应，通过带与带轮磨擦传动力以及运动。
8.1.2v带类型
V带可以分为多种类型，大致可以分成3类，一类是普通V带，第二种是窄V带，还有一种是宽V带，应用最广的是普通V带，因为构造方便，成本比较低，
相对普通V带来说，窄V带是普通V带的1.3倍相对高度来说，因为在其高度方向上刚度大。
处于自由状态，顶部形状是拱形，力绳芯为直线状，均匀应力；窄V带的一面为凹曲面，乐队在车轮弯曲，与直边，与轮槽保持良好的健康；较普通V带可提高50%-150%，相对于寿命来说更长久。
宽V带带薄，挠曲性较好，适用于小的轮径和中心距，因此多用于无级变速装置，也称为无级变速带。
8.2带传动设计计算和参数选择
根据设计要求各及数据，V带主要用于从电机传递力给四杆机构。
Y系列异步电动机为动力源，p=4KW为传动的功率，n1=1440r/min是主动轮的速度，从n1=550r/min为从动轮速度，并且传动比为
.
8.2.1确定计算功率Pc
（KW）
额定功率 P-转让（千瓦）；
–––工况系数（表7–1）
由表6-1查得
由表8-1查得
表8-1带传动工作情况系数表（摘自GB13575.1—92）
工况
KA
空、轻载启动
重载启动
天天工作小时数（h）
＜10
10~16
＞16
＜10
10~16
＞16
载荷变动最小
负载变化的最小液混合器，风机和鼓风机（≤7.5kW），离心泵和压缩机，轻负载输送
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
载荷变动小
齿轮式输送机（均匀负荷）、透风机（＞7.4kW）、往复式水泵和抽水机（非离心式）、发电机、激光分割床、打印机、旋转筛、拉木机和土木机械
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
载荷变动较大
挖掘机、农用拖拉机、离心式水泵机、起重机、磨粉机、磨削机床、橡胶机械、旋转筛、纺织机械、大力传送机
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
载荷变动很大
（旋转破碎机，颚等等），机（球磨机，棒磨机，关沫）
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
注：
1个空，光起动电机（交流开始，三角洲，直流并联），四缸发动机的发动机，在离心式离合器，液力偶合器；
2．制作制作制作制作2重负荷起动电机（在线交流开始，直流复合或系列），四缸以下的发动机。
8.2.2确定v带型号
本产品设计无特殊要求，结合V带的特点，可选用普通V带。
根据图8-2，V模型，在两种类型的相贯线周围，对两种模型在相同的时间计算，一个好的最红选择，选择一种类型的普通V带
图8-2普通V带式地图（gb13575.1-92）
8.2.3确定带轮直径dd1,dd2
1、确定小带轮的基准直径
根据8-2推荐，80~是一个小滑轮可选用直径100mm范围内，按表7-2。
表8-2V带轮的直径和基准直径系列表（摘自gb13575.1—92）mm
型号
Y
Z
A
B
C
D
E
SPZ
SPA
SPB
SPC
20
50
75
125
200
355
500
63
90
140
224
滑轮直径系列
20，22.4，24，26，30.5，33.，43.5，45，50，56，63，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，250，265，280，300，315，335，355，375，400，425，450，475，500，530，560，600，630，670，710，750，800，900，1000，1060，1120，1250，1400，1500，1600，1800，2000，2240，2500
2、验算带速ν
故
5m/s<ν<25m/s,带速合适。
选取小带轮直径后，必须验算带速。
普通v带带速在5～25m/s之间。
若带速过小则传递相同的功率时，所需带的拉力过大，，V带容易出现低速打滑；若带速过大则离心力过大且单位时间的应力循环次数增多，带速疲劳断裂，而且离心力会减少带与带轮的压紧力，出现高速打滑。
3、计算大带轮直径
传动比的影响系数为ε，一般为ε=1%～2%。
故
根据带轮基准直径系列国家标准GB/t13575.1-9要求，必须选择最接近205.4mm标准值，计算值，然后，把。
。
8.2.4确定带长Ld及中心距a0
根据结构要求初定中心距a0。
中心距小则结构紧凑，但使小带轮上包角减小，降低带传动的工作能力，同时由于中心距小，V带的长度短，在一定速度下，单位时间内的应力循环次数增多而导致使用寿命的降低，所以中心距不宜取得太小，但也不宜太大，太大除有相反的利弊外，速度较高时还易引起带的颤抖。
（1）初选中心距
得
，根据搅拌机的总体布局情况，初选
mm。
（2）确定带长Ld
根据几何关系计算带长得
=
因为V是一个标准的一部分，它的长度是由标准的影响，不能采取任何价值，必须按照标准的手工计算值和标准值在附近。
故查表8-3各型号的V带基准长度系列表，可以选择1550mm的带长。
随之表的标准长度系列v各种类型表8-3（摘自GB13575.1—92）mm
（3）计算实际中心距
根据几何关系对距离的实际中心估计，即
故
8.2.5验算包角
根据几何关系得
包角
合适。
8.2.6确定V带的根数z
为计算功率；
对于特定的条件（载荷，稳定的，具体的长单V）允许的功率测量，称为基本额定功率；称为基本额定功率；
时基本额定功率的增量。
如表8-4。
表8-4单根普通V带的基本额定功率P1和功率增量△P1（摘自GB/T13575.1—92）
单位：
kw
表8—5 角修正系数KA（gb13575.1-92）
表8－6V带长度修正系数KL（摘自GB13575.1－92）
则
；取Z=4。
8.2.7确定初拉力F0
由查表3.1［1］q=0.10kg/m
则
8.2.8计算带轮轴所受的压力Q
带轮的轴应力将跟随轴和轴承的设计依据。
8.3V带截面尺寸
根据上面所设计的，V带选用的是普通V带A型号的带，而它的尺寸规格已标准化。
你可以查表7-7，B=13mm顶部宽度，断面宽度BP=11.0mm，高度H=8mm
表8－7带的截面尺寸（摘自GB13575.1－92）
尺寸
型号
Y
Z
A
B
C
D
E
SPZ
SPA
SPB
SPC
V带尺寸
顶宽b
节宽bp
高度h
6
5.3
4
10
8.5
68
13
11.0
810
17
14.0
1114
22
19.0
1418
32
27.0
19
38
32.0
25
带质量q/（kg·m-1）
0.04
0.060.07
0.100.12
0.170.20
0.300.37
0.60
0.87
8.4带轮设计
铸铁材料的带轮，常用的HT150和HT200材料，在更高的速度，可以铸钢或钢板焊接；锻造铝合金以及工程塑料用于功率比较小时。
材料HT150是这次论文设计选用的。
带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。
外圈带轮部分，工作是带轮的一部分，一个梯形槽。
轮槽尺寸参见表7-8，由于普通V带两侧面间的夹角是40°，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形，楔角减小，故规定普通V带轮槽角f为32°、34°、36°、38°（按带的型号及带轮直径确定）。
轮毂是带轮与轴相连的部分。
通常带轮与轴用键连接。
中心设有键槽，孔的尺寸根据轴的强度，刚度要求。
轮辋和辐条轮毂（腹板）连接为一个整体。
与基准直径结构不同，轮辐结构也决定了带轮的结构，滑轮底座直径DD≤2.5D（D是轴的直径，单位毫米），固体结构；2.5D≤DD≤300mm，用于Web带结构，带轮；当D1-d1≥100mm时，带轮通常采用孔板式结构。
带轮学采用轮辐式结构的条件是dd>300mm。
表8-8 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）
综上所述，本设计中两个带轮都采用腹板式结构。
如图8-3
图8-3腹板式带轮
带轮结构设计经验公式：
d1=（1.7～21.9）d,d为轴直径，L=（1.6
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