螺旋榨油机的设计毕业设计文档格式.docx
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目标：
1）树立正确的设计思想，掌握螺旋榨油机主要工作部件的设计过程和方法，
包括参数拟定、榨轴设计、零件计算、结构设计等，培养结构分析和设计的能力。
2综合应用过去学过的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。
3）提高设计能力。
如计算、制图，应用设计资料、标准和规范、编写技术文件（说明书）等。
四、计划进度安排[主要说明：
起止时间及分阶段的进度要求。
起止时间：
2013年1月1日至2013年5月20日
市场调研，收集国内外的资料，并对资料进行分析，充实数据，
了解榨油机国内外发展的现状。
完成开题报告，经指导老师指导，改正不足之处。
确定榨油机的设计路线及总体方案。
传动装置的总体设计及传动件的设计计算。
确定榨油机的设计路线及总体方案，根据有关资料及设计手册，进行榨油机的计算，
并对零部件进行强度校核。
撰写论文。
上交论文。
论文答辩。
五、主要参考文献
[1]胡继强•食品机械与设备：
中国轻工业出版社，2008
[2]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册：
高等教育出版社，2009
[3]陈斌•食品加工机械与设备：
机械工业出版社，2009
[4]中国农机研究院主编•农业机械设计手册：
机械工业出版社，2010
⑸南京农业大学主编•农业机械学：
中国农业出版社，2009
[6]陆振曦，陆守道•食品机械原理与设计：
中国轻工业出版社，2011
[7]王三民，诸文俊•机械原理与设计：
机械工业出版社，2012
[8]刘鸿文•简明材料力学：
高等教育出版社，2003
[9]单辉祖编，材料力学（I、II），高等教育出版社，2009
[10]孙训方主编，材料力学（I、II）（第4版），高等教育出版社，2011
[11]范钦珊编，材料力学，高等教育出版社，2010
[12]邱棣华编，材料力学，高等教育出版社，2012
[13]张少实编，新编材料力学，机械工业出版社，2012
指导教师意见及建议：
签名：
年月日
教学单位领导小组审批意见：
组长签名：
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
3文档来源为：
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毕业论文（设计）题目：
学生姓名
学号「
指导教师
王慧
职称
讲师
计划完成时间：
2013年4月25日
毕业论文（设计）的进度计划：
市场调研，收集国内外的资料，并对资料进行分析，充实数据，了解榨油机国内外发展的现状。
确定榨油机的设计路线及总体方案，根据有关资料及设
计手册，进行榨油机的计算，并对零部件进行强度校核。
撰写论文。
完成情况：
到现在为止，我通过查找资料学到了很多，将有关的理论部分分析清楚，确定了具体的设计思路和设计方法了解了目前的市场情况等。
同时再设计之前和同
学进行了细致的讨论。
并做了很多预想情况的发生。
开题报告、论文总体框架已经基本完成。
已经完成初步设计，现在正对文字材料进行整理工作，准备以后将论文最后定稿。
指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页）签名：
年月曰
备注：
院（系）：
文档来源为：
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机械设计制造及其自动化2013年03月12日
错误！
未定义书签。
1引言
2螺旋榨油机的工作原理错误!
2.1工作原理错误!
2.2设计榨油机的程序错误!
2.3准备阶段错误!
2.4方案设计阶段错误!
2.5技术设计阶段错误!
3螺旋榨油机的结构设计错误!
3.1榨螺轴的设计错误!
3.2榨笼的构造错误!
3.3齿轮箱的构造及入料器的构造错误!
3.4调节装置的设计错误!
4螺旋榨油机主要参数的确定错误!
4.1电动机的选取错误!
4.2舊压缩比的设计及计算储错误!
4.3榨螺轴的设计计算错误!
4.4I轴和H轴啮合齿轮的计算错误!
5轴的计算校核错误!
5.1选材及表面预处理错误!
5.2轴的结构设计错误!
7键的选择设计错误!
7.1键的选择错误!
7.2键的校核计算错误!
8轴承的设计错误！
8.1轴承寿命错误!
8.2验算轴承寿命错误!
9螺旋榨油机的安装使用错误!
9.3螺旋榨油机的使用错误!
9.4操作过程中出现的故障及排除错误!
谢辞错误!
（德州学院机电系，山东德州253023）
摘要：
本论文主要是对螺旋榨油机的总体结构设计。
其中包括工作部分，传动装置，机架
部分，出油装置及进料装置等的结构设计。
包括对输入端电动机功率/转速的选择。
带及带轮的选择及设计。
变箱中齿轮的设计，轴的设计，轴承、键、联轴器的选择及相关的计算、校核。
榨螺榨笼的设计等。
其中榨螺和榨笼是榨油机的主要工作部件。
榨螺部分主要有榨螺轴和榨螺（共3节）调饼头.锁
紧螺母和调节螺栓等组成•榨螺的设计应满足榨螺间的装配要求•榨螺间装配必须严密•用锁紧螺母将其夹紧•防止油饼渗入榨螺孔内，影响榨螺的顺利拆卸•榨笼的榨膛由两部分组成•前段由榨条组成，后段落由榨圈组成•变速箱的设计应注意互相间的配合关系，传动比及扭矩是否满足工作条件等.
关键词：
榨油机；
榨螺；
联轴器；
榨笼；
变速箱；
花键轴；
1引言
在我国榨油机的发展已二十多年了，从传统榨油设备，到现在先进的榨油机器，中国榨油市场得到了很大的变化，随着市场上的食用油品种的增多，榨油设备的种类也在不断增加，压榨方式也变的不尽相同，例如物理压榨，化学压榨，还有两者相结合压榨。
现在市面上食用油分成浸出油和压榨油两种。
浸出油是用化学溶剂浸泡油料，再经过复杂的工艺提炼而成，提炼过程中流失了油品的营养成分，而且有化学溶剂的有毒物质残留，所以不适合大众消费。
随着经济的发展，大众已经不是是以前那样只解决温饱了，吃出营养、吃出健康成为现代人的追求，所以压榨油的市场广大，考虑到个人能力的问题，选择了最简单也是最可靠的螺旋式榨油机。
2螺旋榨油机的工作原理
2.1工作原理
是利用榨螺轴根径由大到小，炸膛内的容积逐渐缩小，压缩逐渐增大，而使油料的油脂被挤压出来。
工作过程是现将料胚加入料斗，由转动的榨螺送入炸膛。
由于榨螺轴作旋转运动，带动油料在炸膛内运动，互相摩擦，温度升高。
又由于榨螺轴根径不断增大，炸膛容积越来越小，从而挤出料中的油脂。
油脂在榨条间缝隙中流出，经出油口至接油盘，油饼从出饼圈挤出，油渣从排渣口挤出。
取油一般分为三段：
进料端--主压榨段--成饼段。
油料在进入油机前，需要过一系列的预处理。
现以大豆为例，大豆的预处理为工序为大豆--清选--破碎--分离--粗轧--软化--轧胚--蒸炒--压榨--毛油--豆饼。
预榨改变了物料的容量，缩小物料的体积，提高了浸出器的生产能力和输送设备的输送能力。
预榨浸出生产
工艺改变了料胚形状，在某些方面有利于浸出。
预榨浸出生产大豆油，入浸物料由片状改0文档来源为：
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变为块状，密度增加，溶剂渗透的阻力小。
只要掌握好预榨饼的破碎粒度，就有利于溶剂的渗透、浸泡和滴干三者的结合。
在大豆一次浸出中要求物料胚片轧得越薄越好，因胚越
薄，细胞组织越破坏越彻底，浸出油路越短，细胞组织破坏越彻底，浸出油路越短，扩散阻力越小，浸出效果越好。
但在实际生产中，胚轧的越薄，粉末度就会增加。
当增加到一定程度20%寸，浸出过程中的溶剂渗透性能就会降低，波残油就会升高。
采用预榨浸出，物料的强度增大，较一次浸出物料的粉末度易于控制。
另外，物料在炸膛内经高温挤压、摩擦等外力作用，在软化、轧胚的基础上，细胞结构又进一步被破坏。
因此，预榨浸出法生产对轧胚的要求没有一次浸出生产那么严格，可以避免轧薄胚所增加的电能消耗和设备磨损。
采用预榨浸出，不仅避免了加工水分多的大豆经常遇到的问题，就算加工标准水分大豆也可以更好地调整入浸水分。
物料入炸膛后，在高温高压下，有部分水分高温下汽化，通过榨条间隙散出，榨条出膛后冷却，又能排出部分水分。
预榨浸出可降低容积比，一般控制在1:
0.6左右，在产量提高的情况下，不增加或稍增加溶剂循环量即可达到浸出效果，节省了溶剂。
预榨浸出，由于日处理量增加，加工成本有所下降。
2.2设计榨油机的程序
一部机器的质量主要决定于设计质量。
制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实际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。
所以可以适当增加设计时的资金、时间投入。
2.3准备阶段
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。
通过在这大四有限的时间里，我对螺旋式压
榨机做了一些基本的了解对它的性能方面也着重的研究。
2.4方案设计阶段
螺旋式压榨机的主要区别体现在螺杆上，榨螺的设计是整个压榨机的主体，由于查到的知识对螺旋式压榨机的设计方法很多，所以决定采用多段式的压榨方式，这样对螺杆的设计和制造方面可以更好的处理，采用螺旋式的压榨方式虽然比较传统，但对于压榨这个行业还是有无限的空间。
螺杆设计采用的是三段式压榨结构。
对于机器,其实越简单，出错的可能性就越小，对于螺旋式压榨机，结构简单,操作方便。
对于一些小型的榨油厂是首选。
2.5技术设计阶段
方案设计阶段结束后，进入技术设计阶段，技术设计阶段的工作如下。
结合零部件的结构及运动参数，初步计算各主要零件所受载荷的大小及特性。
2.5.2零部件的工作能力设计
主要零部件的尺寸和特性已知的额定负荷的程度，你能做的部分的初步设计。
本设计是基于工作标准的能力，一定要参考的操作特性的一般故障部位，环境条件等合理制定的强度的主要零件的设计和轴承寿命计算。
通过对零件的基本尺寸的计算确定。
2.5.3机器的运动学设计根据确定的结构方案，做出运动学的计算，从而确定各运动构件的运动参数，转速、速度等，然后选定原动机的参数，功率、转速、线速度等。
2.5.4主要零件的校核
在绘制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，在此条件下，再对一些重要的零件进行精确的校核计算，并修改零件的结构及尺寸，直到满意为止。
按最后定型的零件工作图上的结构及尺寸，绘制部件装配图及总装配图。
3螺旋榨油机的结构设计
3.1榨螺轴的设计
榨螺轴是由芯轴，榨轴，出渣梢头，锁紧螺母，调整螺栓，轴承等构成。
装配榨轴时，榨螺与榨螺之间必须压紧，防止榨螺之间出现塞饼现象，必须拧紧锁紧螺母，饼的厚度用旋转的调整螺栓来控制。
3.2榨笼的构造
榨笼是由上下榨笼内装有条排圈，条排，元排所构成。
条排24件，元排17件，还有压紧螺母内装有出饼圈，榨膛的两端分别于齿轮箱和机架相连接。
3.3齿轮箱的构造及入料器的构造
齿轮箱是由齿箱盖，箱体，圆柱齿轮，传动轴，轴承，皮带轮等构成，可从顶部油塞孔加机油，从油标处看油面高度。
入料器的组成主要有立轴，锥齿轮，轴承支座，固定板，锥斗等，使用自动进料器可以节省劳动力，提高生产效率。
3.4调节装置的设计
调节装置的主要目的是调节出渣的粗细，相应的改变榨膛的压力机构，为抵饼圈整轴移动或出饼圈同芯轴一起做轴向移动。
其结构简单，操作方便，机架的受力能在运转中调节，但轴的轴头易损坏。
由于采用整轴移动或夹饼圈，因此螺栓连接松脱现象比较严重，此装置平稳，低速重的静载荷，使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用，工作
载荷有变动时该摩擦力仍然存在
4螺旋榨油机主要参数的确定
4.1电动机的选取
本次设计适于大豆、菜籽等多种油料作物，对象是中、小型油厂，因此选取的电机功
率不高。
电机型号YL-112M-7；
额定功率
Pe
7.5KW
额定电流
Ie
8.8A•
效率
84%;
功率因数
cos
0.82;
Tmax/Tmin（最大转矩）/（额定转矩）2.3；
Tmin/Tn1.5；
总传动比i6.98；
4.2压缩比的设计及计算
&
是指进料端一个导程所对应的空余体积V1与出饼端一个导程所对应的空余体积VCM
之比，
即：
1
c
（1）
设计时，为了克服榨料的弹性变形，总的压缩比要大于实际的压缩比&
n。
查表的实际压缩比p2.4；
实际压缩比n3.24；
本次设计的螺旋榨油机榨料为大豆，其总压缩比7~13.5，取7.5;
4.2.2进料端炸膛体积Vj的设计
VjQBn/60KrKnrnn
将数据代入公式得:
3
Vj（300kg/h0.91000）/（600.60.70.760r/min）255.1cm（3）
所以V255.1cm3；
出坯率Bn0.9；
充满系数Ka0.6；
系数Kc0.7；
料端炸膛容积V，有公式Vj/Vch推出VchVj/18.2cm3；
理论公式
NrqnRp/6000（KW）（4）
对于中小型机器Nr4~7KW；
取Nr6KW；
4.2.4榨膛压力
将数据代入公式得：
—/_.__cccm-rn-5.5\#0.0223.5%.—,，—
P（24700.000853.25）/e1370.35KPa:
（5）
4.3榨螺轴的设计计算
榨螺轴是螺旋榨油机的主要工作部件之一，榨螺轴的结构参数、转速、材质的选择对形成榨膛压力、油与饼的质量，生产率和生产成本有很大关系。
在设计中，采用套装式变导程二级压榨型榨螺轴，它将榨螺分成若干段，套装在芯轴
上用螺母压紧，连续型榨螺轴的相邻榨螺紧接，没有距圈，结构较简单，榨膛压力较大，回料少，但齿型复杂，加工须配置专用机床，适用于较小型榨油机。
图1榨螺轴
4.3.1连续型榨螺轴尺寸如下表所示：
表1榨螺轴尺寸表
榨螺号
2
4
5
6
7
节长
120
110
80
30
45
导程
42
36
—
31.5
螺旋外径
70
螺旋内径
50
50/67
69.2/67
59/64.5
64.3/69.6
69.6/76.6
齿顶宽/齿根宽
6/16
8/9.9
11.7/13.6
4.3.2榨螺材料
榨螺用15或20号低碳钢经气体渗碳，淬火、回火处理后，表面硬度为HRC58--62<
4.3.3榨螺齿形
锥形根圆榨螺
榨螺齿形尺寸0~30°
；
15~45o,最大为90；
10o；
榨螺最小壁厚（D-d）/26~20mm,取6mm.
图23号榨螺
4.4I轴和H轴啮合齿轮的计算
4.4.1齿轮的选用
选用直齿圆柱齿轮传动，7级精度。
已知输入功率P7KW;
小齿轮转速n418.6r/min;
齿数比ui2.25；
条件：
带式输送机，工作平稳，转向不变。
（1）材料选择
I轴上的小齿轮材料为45#,硬度为217--255HBS,取硬度为240HBS啮合的中齿轮材料为
QT500-5（调质）,硬度（147--241）HBS,硬度取为200HBS。
（2）齿轮齿数的选择
小齿轮的齿数Z1=13,中齿轮的齿数为ZaiZ129.25,取Za30
芯轴转速n60r/min
（3）按齿面接触强度设计
1Ze
d1t2.323*1厶⑹
Yd
计算小齿轮传递的转距：
：
H
齿宽系数1
由表查得材料的弹性影响系数Ze
181.3MPa1/2
由图册按齿面硬度查得：
小齿轮的接触疲劳强度极限，
max650MPa
大齿轮的接触疲劳强度极限，
min550MPa
由公式计算应力循环次数：
接触疲劳系数Ka0.87,Kb0.91；
接触疲劳许用应力计算，失效概率取为1.1%，安全系数为S=1,
1Kbmax/s586MPa
2Kamin/s478MPa'
4.4.2计算
（1）计算小齿轮分度圆直径d1,
代入中较小的值
经计算得d167.499
（2）计算圆周的速度
（3）计算尺宽
bdd167.5mm；
（4）齿宽与齿高之比b/h
模数：
mtd〃z5.2mm
齿高：
h2.25m11.68mm
（5）载荷系数
根据v1.48m/s,7级精度,
由图册查得动载系数K1.08.
直齿轮，假设KFt/b100N/mm,
由表查得：
KaKp1.2；
由表查得，使用系数K1；
由表查得，7级精度，小齿轮相对支承，非对称布置时由b/h5.778,K11.44查得K21.52；
故载荷系数为：
按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由公式
d1
67.5
1.844
1.3
得d175.85mm；
（6）计算模数
2kTl“YFaYsa、
m2（）\Z1F（8）
确定公式内的各计算数值
（1）查图册知小齿轮的弯曲疲劳强度极限为max560MPa；
大齿轮的弯曲疲劳强度极限为min440MPa；
（2）由图册查得弯曲疲劳寿命系数：
K0.85，K0.88；
（3）试算弯曲疲劳许用应力
弯曲疲劳的安全系数取S=1.4
（4）载荷系数的计算
（5）查表得齿形系数
（6）查表得应力校正系数：
（7）计算大小齿轮的送并进行比较;
F
设计计算
由公式3.8得：
m
21.979.126
132
104
（0.01476）
3.1mm
（9）
对比计算结果，取m=3,
按接触疲劳强度计算分度圆直径d175.85mm,从而计算出
小齿轮齿数乙d1/m75.85/325.28，取Z126
大齿轮齿数Z2U12.252658.5,取Z2594.4.4几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
（2）计算中心距
（3）齿轮宽度取B280mm,B185mm；
4.4.5验算
所以，该齿轮设计符合要求。
4.4.6确定小齿轮的齿形参数
标准直齿圆柱齿轮几何尺寸：
（1）分度圆直径d:
（2）齿顶高ha
（3）齿根高
（4）齿全高
（5）齿顶圆直径
（6）齿根圆直径
（7）基圆直径
（8）齿距pm9.42mm
齿槽宽em/24.7mm
中心距a（d2d1）/2m（z2z1）/2127.5
齿厚sm/24.7mm
顶隙cc*m0.7mm
5轴的计算校核
5.1选材及表面预处理
（1）材料:
轴主要用碳钢,本设计从经济实用角度选用45#钢.
（2）热处理:
高频淬火,表面强化处理喷丸,提高轴的抗疲劳强度,45#钢热处理调质.轴表面淬火处理:
淬硬层深度耐磨.
（3）工作条件:
载荷不大,深度0.5~1.5mm.
5.2轴的结构设计
（1）轴肩高度
a（0.07~0.1）d（d为轴的直径,轴环宽度b=1.4a）
按扭矩强度条件计算：
T1T/W9.55106p/0.2nd3T1
其中[T]为扭转切应力,单位是Mpa.
轴45#¥
冈T25~45MPa
A126~103mm3
（2）轴的直径
I6~
9.55106p
_0.2Ti?
n
（10）
式中取A105mm3
轴传递的功率P4KW,
轴的转速n418.6r/min
d120”一^22.3mm
n418.6
对于直径d100mm的轴,有一个键槽时,轴径增大5%~7%,为将轴径圆整为标准直径
L6
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