宋開功 朱 英 / 山東協(xié)和學(xué)院

家庭和面機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

宋開功 朱 英 / 山東協(xié)和學(xué)院

和面機(jī)作為我國(guó)傳統(tǒng)食品機(jī)械行業(yè)最廣泛應(yīng)用的食品加工機(jī)械之一，由于新產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，振動(dòng)噪聲不易解決等因素，產(chǎn)品更新緩慢甚至停滯不前，這與瞬息萬(wàn)變的現(xiàn)代柔性化市場(chǎng)顯然背道而馳，仿真、虛擬設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的日臻成熟完善為解決這些問(wèn)題提供了思路和方法。本文主要針對(duì)和面機(jī)這一常用炊具機(jī)械，從實(shí)際工作需求分析著手，針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品中機(jī)體笨重，振動(dòng)噪音過(guò)大等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，依托三維建模、仿真及虛擬技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)一種新型和面機(jī)并進(jìn)行二次虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì)，旨在滿足市場(chǎng)需求，推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新步伐。

和面機(jī)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；創(chuàng)新

引言

目前我國(guó)市場(chǎng)上銷售的和面機(jī)主要采用二級(jí)傳動(dòng)（一級(jí)帶轉(zhuǎn)動(dòng)，一級(jí)齒輪傳動(dòng)），攪拌軸采用曲桿模式，并帶有自動(dòng)翻斗出面以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，機(jī)架多采用結(jié)構(gòu)件一次性焊接，利用不銹鋼制作以達(dá)到衛(wèi)生要求。

在當(dāng)今信息時(shí)代，食品機(jī)械的設(shè)計(jì)開發(fā)手段也由原來(lái)的以憑借經(jīng)驗(yàn)、手工繪制為主逐漸向利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確細(xì)致的理性分析轉(zhuǎn)變。要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析計(jì)算，首先必須將機(jī)械的有關(guān)造型準(zhǔn)確地在計(jì)算機(jī)上生成，然后模擬工作。

一、和面機(jī)工作原理以及傳動(dòng)方式

以電機(jī)為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)帶傳動(dòng)，與齒輪傳動(dòng)完成減速與增大扭矩運(yùn)動(dòng)，由大齒輪帶動(dòng)攪拌軸，完成攪拌動(dòng)作。

圖1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖

根據(jù)總傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)，應(yīng)采用雙級(jí)傳動(dòng)。攪拌軸的轉(zhuǎn)速初定為30～45r/min。因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為35，第一級(jí)采用帶輪傳動(dòng)，因?yàn)閹鲃?dòng)對(duì)電機(jī)有過(guò)載保護(hù)的作用，以免發(fā)生事故。帶傳動(dòng)傳動(dòng)比不易過(guò)大，采用i=5.3。

第二級(jí)傳動(dòng)將扭矩傳動(dòng)到攪拌軸，所以要選用齒輪傳動(dòng)。斜齒輪的傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，因此二級(jí)傳動(dòng)要選擇斜齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)比定為i=7.3。根據(jù)和面機(jī)總體結(jié)構(gòu)布置，小齒輪取右旋斜齒，大齒輪取左旋斜齒。

二、工作能力分析計(jì)算

（一）電機(jī)的選擇

和面機(jī)屬于功率較小的機(jī)械，根據(jù)工作條件：室內(nèi)常溫、灰塵較大、單向運(yùn)行，啟動(dòng)頻繁，電壓為380V的三相交流電源，因此根據(jù)當(dāng)前和面機(jī)產(chǎn)品所選用的電機(jī)情況分析選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),為臥式封閉結(jié)構(gòu)。所選用電機(jī)的參數(shù)如表1所示：

表1 電機(jī)參數(shù)表

（二）帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.計(jì)算功率。

兩班制，工作8小時(shí)，載荷較平穩(wěn)，原動(dòng)機(jī)為籠型交流電動(dòng)機(jī)

[1]得

2.選擇普通V帶型號(hào)。

3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑。

由參考文獻(xiàn)[2]表8－7及推薦標(biāo)準(zhǔn)值

小輪直徑

大輪直徑

取標(biāo)準(zhǔn)件

4.驗(yàn)算帶速。

驗(yàn)算主動(dòng)輪帶速

在5-25m/s范圍內(nèi)

從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速符合要求。

5.計(jì)算中心距。

中心距的范圍

6.計(jì)算帶所需的長(zhǎng)度。

選定基準(zhǔn)長(zhǎng)度由參考文獻(xiàn)[1]取=1400mm;計(jì)算的實(shí)際中心距如下式

7.驗(yàn)算小帶輪包角。

128度＞120度 符合要求

8.求V帶根數(shù)Z。

由 n1=1420r/min,d1=71,i=5.28由參考文獻(xiàn)[1]查得

由參考文獻(xiàn)[1]查得查得

取Z＝3

計(jì)算帶輪軸向力

（三）生成裝配圖及爆炸圖

1.裝配圖如圖2所示。

圖2 和面機(jī)裝配圖

2. C型攪拌軸和面機(jī)的爆炸圖。

選擇“視圖”—“分解”---“分解視圖”系統(tǒng)自動(dòng)生成的爆炸圖，但零件分解的不夠徹底，可在視圖編輯里編輯零件分解的位置。爆炸圖見(jiàn)圖3

圖3 和面機(jī)爆炸圖

三、結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的新型和面機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低，卸料清洗方便;封閉式的造型設(shè)計(jì)最大程度的解決了和面過(guò)程中的衛(wèi)生問(wèn)題，同時(shí)最大限度的解決了安全問(wèn)題;極大的滿足了日常生活的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版[M].北京：高等教育出版社，2012.6.

[2]吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第二版.北京：高等教育出版社，2012.6.

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201513324005)

宋開功(1982-)，男，山東章丘人，山東協(xié)和學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院。