【正文】 國內(nèi)大量生產(chǎn)各種面食制品的各食品廠應(yīng)用最廣泛的一種加工設(shè)備。它的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，卸料清洗方便等，所以在食品加工中，如面包，餅干，糕點(diǎn)及一些飲食行業(yè)的面食生產(chǎn)中均得到了廣泛應(yīng)用?！鲃?dòng)方式確定（1）攪拌機(jī)形式選擇，本設(shè)計(jì)要求臥式攪拌，考慮攪拌形式與目的，采用容器固定式臥式攪拌機(jī)。（2）傳動(dòng)方案確定，因?qū)嚢杷俣纫蟛桓?，市?chǎng)上已有的成熟產(chǎn)品攪拌速度約為30~60r/min，過高的轉(zhuǎn)速并不會(huì)產(chǎn)生良好的攪拌效果，相反還會(huì)造成能量的浪費(fèi)。但是雖然轉(zhuǎn)速低，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻很大，選用符合啟動(dòng)要求的電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速約2000r/min，因此傳動(dòng)系統(tǒng)要采用較大減速比，考慮機(jī)器尺寸和振動(dòng)噪聲要求，采用帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組合機(jī)構(gòu)。2364511小帶輪 2大帶輪 3攪拌軸 4大齒輪 5小齒輪 6電機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡圖（3）擺動(dòng)機(jī)構(gòu)確定，擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)有多種機(jī)構(gòu)形式，四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)沖擊大，對(duì)桿的強(qiáng)度要求高；凸輪通過優(yōu)化運(yùn)動(dòng)軌跡則可以將運(yùn)動(dòng)沖擊大幅度降低，所以決定采用擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。43765121小帶輪 2大帶輪 3擺動(dòng)臂 4凸輪 5大齒輪 6小齒輪 7電機(jī) 擺動(dòng)機(jī)構(gòu)簡圖　基本尺寸的確定　　本設(shè)計(jì)為小型攪拌機(jī)，根據(jù)其工作容量和操作人員的最佳操作位置，暫定攪拌機(jī)的外形尺寸為mm，其中攪拌軸軸線高度600mm，攪拌容器下半部分為直徑500mm的半圓筒，上半部分為mm的長方體，筒壁厚8mm，攪拌器葉片邊緣與筒壁間隙2mm，為了實(shí)現(xiàn)更好的攪拌效果，采用雙螺帶式攪拌器，攪拌軸直徑30mm，長1000mm，大螺帶直徑480mm，帶寬40mm，小螺帶直徑240mm，帶寬30mm。還有設(shè)定進(jìn)料方式和出料方式，容器桶上部設(shè)蓋子裝填物料，下部開口卸放物料，為使物料快速卸放，安裝振動(dòng)裝置使容器桶繞其軸進(jìn)行左右小幅高頻振動(dòng)，動(dòng)力由另一個(gè)電機(jī)提供，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成左右擺動(dòng)。有了以上尺寸設(shè)定，合理布局電動(dòng)機(jī)的位置，傳動(dòng)裝置的布局，完成總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)，繪制機(jī)構(gòu)簡圖。當(dāng)然這只是一個(gè)初步的設(shè)計(jì)概念，在以后的具體設(shè)計(jì)工作中可能會(huì)出現(xiàn)部分機(jī)構(gòu)干涉現(xiàn)象，這時(shí)就需要對(duì)已定的一些尺寸進(jìn)行必要的適當(dāng)?shù)男薷摹?09654321871主電機(jī) 2小帶輪 3大帶輪 4齒輪 5攪拌容器 6攪拌槳7凸輪 8斜齒輪 9帶輪 10副電機(jī) 總體機(jī)構(gòu)簡圖　攪拌器性能指標(biāo)的設(shè)定攪拌器工作參數(shù)不僅反映其所能勝任的工作，更重要的是決定設(shè)計(jì)方向和一些設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇范圍。對(duì)于主傳動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)定正常工作轉(zhuǎn)速60r/min，啟動(dòng)時(shí)加速時(shí)間4s，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間5min，減速時(shí)間6s，停歇時(shí)間2min。對(duì)于擺動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)定擺角幅度15176。，擺動(dòng)周期1s，運(yùn)行時(shí)間1min，停歇時(shí)間6min。攪拌容器為半圓柱形。~。 攪拌容器外殼尺寸　本章小結(jié)本章通過分析研究食品工業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)制造要求，確定了用于面粉攪拌的臥式攪拌機(jī)基本結(jié)構(gòu)方案和基本結(jié)構(gòu)尺寸，并對(duì)臥式攪拌機(jī)的部分工作參數(shù)進(jìn)行了簡設(shè)定，為下一步的詳細(xì)計(jì)算做好準(zhǔn)備。第3章　臥式攪拌器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　引言上一章對(duì)臥式攪拌器的機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案進(jìn)行了分析論證，本章將基于上一章已確定的基本結(jié)構(gòu)和基本尺寸進(jìn)行詳細(xì)全面的設(shè)計(jì)工作，分別對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)，確定其具體結(jié)構(gòu)，詳細(xì)尺寸，繪制零件圖，裝配圖，并用PRO/ENGINEER進(jìn)行三維建模。其中重點(diǎn)進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)的仿真，檢驗(yàn)凸輪機(jī)構(gòu)能否正常工作，分析其受力沖擊特性?！◎?qū)動(dòng)元件的選擇與計(jì)算　驅(qū)動(dòng)元件選擇原則攪拌設(shè)備的攪拌軸通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)選用一般依據(jù)以下幾個(gè)原則：（1） 根據(jù)攪拌設(shè)備的負(fù)載性質(zhì)和工藝條件對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動(dòng)機(jī)類型。（2） 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，合理選擇電動(dòng)機(jī)容量，并確定冷卻通風(fēng)方式。（3） 根據(jù)使用場(chǎng)所大的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯和腐蝕及易燃易爆氣體等，考慮必要的防護(hù)方式和電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，確定電機(jī)的防爆等級(jí)和防護(hù)等級(jí)。（4） 根據(jù)攪拌設(shè)備的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的性能要求，以及機(jī)械減速的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。除此之外，選擇電機(jī)還必須符合節(jié)能要求，并綜合考慮運(yùn)行可靠性、供貨情況、備品備件通用性、安裝檢修難易程度、產(chǎn)品價(jià)格、運(yùn)行和維修費(fèi)用等因素。根據(jù)上述原則，綜合考慮本設(shè)計(jì)的工作條件要求，確定電機(jī)類型為異步電機(jī)，防護(hù)方式防塵、防水濺以及防異物伸入?！≈麟姍C(jī)的選擇及電機(jī)參數(shù)的確定攪拌功率的計(jì)算在正常情況下，混合設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的功率包括以下幾部分：（1） 使容器內(nèi)的粉粒體運(yùn)動(dòng)消耗的功率。（2） 軸承、減速裝置和傳動(dòng)裝置摩擦消耗的功率。（3） 連續(xù)驅(qū)動(dòng)容器本身或攪拌槳葉等回轉(zhuǎn)消耗的功率。（4） 其他附屬裝置，如控制器等消耗的功率。對(duì)于容器固定型混合設(shè)備，當(dāng)這類混合設(shè)備的螺帶葉片或攪拌槳回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于流動(dòng)良好的粉粒體，可以通過實(shí)驗(yàn)等到軸力矩。 （）式中 K—實(shí)驗(yàn)系數(shù)，查表取K=45； Dp—粒子直徑，m，查表取m； —表觀密度，kg/m3，查表取kg/m3； —內(nèi)摩擦系數(shù)，查表取=； Z—接觸螺帶的粉粒體層的高度或長度，m，本設(shè)計(jì)Z=； d—葉片外徑，m，本設(shè)計(jì)d=； s—螺帶節(jié)距，m，本設(shè)計(jì)s=； b—葉片寬度，m，本設(shè)計(jì)b=； f—裝料系數(shù)，本設(shè)計(jì)取值f=。 參考已有實(shí)驗(yàn)測(cè)出的參數(shù)表格，選擇機(jī)型為臥式螺帶，則指數(shù)值如下：=0；=；=；=；=；=；=；=。對(duì)于本設(shè)計(jì)，物料設(shè)定為面粉和砂糖的混合物，攪拌葉片與攪拌桶內(nèi)壁間隙為2mm，根據(jù)查詢的資料，估算混合物料的表觀密度，粒子直徑等參數(shù)，最后計(jì)算數(shù)值確定如下：大螺帶轉(zhuǎn)矩而對(duì)于小螺帶，小螺帶轉(zhuǎn)矩?cái)嚢栎S上總轉(zhuǎn)矩?cái)嚢栎S功率 （）式中各參數(shù) P—功率，W； n—回轉(zhuǎn)速度，r/s，本設(shè)計(jì)取值n=1r/s； T—軸力矩。所以攪拌軸功率電動(dòng)機(jī)額定功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定功率是根據(jù)它的發(fā)熱情況來選擇的，在允許范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)絕緣材料的壽命為15~25年。如果超過了容許溫度，電動(dòng)機(jī)使用壽命就要縮短。而電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況，又與負(fù)載大小及運(yùn)行時(shí)間長短有關(guān)。攪拌設(shè)備的電動(dòng)機(jī)功率必須同時(shí)滿足攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)及傳動(dòng)裝置和密封系統(tǒng)功率損耗的要求，此外還需考慮在操作過程中出現(xiàn)的不利條件造成功率過大等因素。電動(dòng)機(jī)額定功率可按下式確定： （）式中各參數(shù) PN—電動(dòng)機(jī)功率，kW； P—攪拌器功率，kW，由前面計(jì)算P=； PS—軸封裝置的摩擦損失功率，kW； —傳動(dòng)裝置的機(jī)械效率。軸封裝置摩擦造成的功率損失因密封系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)而異，一般來說，填料密封功率損失大，機(jī)械密封的功率損失相對(duì)較小。但是考慮到設(shè)計(jì)的目標(biāo)功能與成本有機(jī)結(jié)合，最終采用了填料密封，作為粗略的估算，填料密封功率損失約為攪拌器功率的5%~10%，%，即軸封摩擦損失功率為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率是齒輪軸承帶這些零部件的效率乘積，，所以電機(jī)額定效率電動(dòng)機(jī)功率的修正計(jì)算電動(dòng)機(jī)用于海拔高度超過1000m或環(huán)境溫度超過40℃、相對(duì)濕度超過95%時(shí)，均在訂貨時(shí)注明，并計(jì)算功率的降低程度，這是因?yàn)楹０胃叨?、溫度和濕度都?huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作產(chǎn)生很大影響。本設(shè)計(jì)忽略海拔高度和濕度的影響，只考慮環(huán)境溫度造成的影響，電機(jī)額定功率按照下式進(jìn)行修訂： （）式中 —校正溫度影響后的電動(dòng)機(jī)功率，kW； —電動(dòng)機(jī)額定功率，kW，由前面計(jì)算PN=； —溫度校正系數(shù)，根據(jù)表