0005-春卷自動成型生產(chǎn)線上的春卷皮機機械傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計【全套7張CAD圖+文獻翻譯+說明書】,全套7張CAD圖+文獻翻譯+說明書,春卷,自動,成型,生產(chǎn)線,機械傳動,結(jié)構(gòu),設(shè)計,全套,cad,文獻,翻譯,說明書,仿單
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內(nèi)容摘要 I
Abstract II
緒論 1
1 設(shè)計方案選擇 3
1.1 設(shè)計總參數(shù) 3
1.2 傳動方案的選擇 3
2 滾筒設(shè)計 4
2.1 加熱方式的選擇 4
2.2 春卷皮機電熱系統(tǒng)的特點 5
2.3 電熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5
2.4 電熱系統(tǒng)設(shè)計矛盾分析 5
2.5 電熱總功率計算 6
2.6 穩(wěn)定工作時滾筒溫度場（導(dǎo)熱計算） 8
2.7 電熱元件和電熱絲 9
2.8 電熱片的表面負(fù)荷 10
3 電機和減速器的選擇 10
3.1 總功率的確定 10
3.2 減速器的選擇 11
3.3 減速器的安裝 11
4 摩擦滾及軸的設(shè)計 12
4.1 摩擦滾設(shè)計 12
4.2 軸的計算 12
5 聯(lián)接鏈輪的設(shè)計 14
5.1 鏈輪傳動比 14
5.2 鏈輪設(shè)計 15
5.3 鏈條的確定 16
6 鍵的選擇與校核 16
6.1 鍵的選擇 16
6.2 鍵的校核 17
7 電刷的選擇 17
7.1 選擇電刷 17
8 軸承的選擇 18
8.1 軸承的選擇 18
9 有關(guān)安裝、拆卸、裝配、潤滑及焊接的說明 19
9.1 安裝次序 19
9.2 軸的安裝 20
9.3 潤滑 20
10 設(shè)計總結(jié) 20
參考文獻 21
附錄：開題報告（或數(shù)據(jù)報告） 22
致謝 28
問：導(dǎo)熱膠的作用是什么？
答：加熱板和內(nèi)滾滾筒壁直接的接觸不可能達到外形完美的契合到一起，在加熱板和導(dǎo)熱膠之間填充一層導(dǎo)熱膠可以讓加熱板和內(nèi)滾筒壁之間完美的接觸到一起，能夠讓加熱板上的熱量更加均勻的都能夠傳遞到滾筒上去，也能防止熱傳遞的損失。
問：滾筒使用的是什么材料？
答：由于滾筒的外壁和食物是直接性的接觸，所以在材料的選擇上必須是符合食品安全的材料。滾筒需要傳遞300℃左右的高溫，材料選擇了比較輕，符合食品安全要求的鈦合金材料。
問：軸承是采用的是什么配合制？
答：軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，而軸承外圈與外殼的配合則采用基軸制。
緒論
20世紀(jì)50年代以前，食品的生產(chǎn)加工主要以手工操作為主，基本屬于傳統(tǒng)作坊生產(chǎn)方式。僅在沿海一些大城市有少量工業(yè)化生產(chǎn)方式的食品加工廠，所用的設(shè)備幾乎全是國外設(shè)備。而糧食加工廠情況略好于食品加工廠。此階段的工業(yè)化生產(chǎn)的糧食加工廠主要是以面粉的工業(yè)化生產(chǎn)加工為主。但同樣，面粉廠所用的設(shè)備也幾乎全是國外設(shè)備?？梢哉f50年代以前全國幾乎沒有一家像樣的專門生產(chǎn)食品機械的工廠。
50-70年代，食品加工業(yè)及食品機械工業(yè)得到很大的發(fā)展，全國各地新建一第二階段大批食品加工廠，尤其是面粉、大米、食用油的生產(chǎn)加工廠。在多數(shù)主要的糧食加工廠中基本上實現(xiàn)了初步的機械化工業(yè)生產(chǎn)方式。但同期的食品加工廠尚處于半機械半手工的生產(chǎn)方式，機械加工僅用于一些關(guān)鍵主要的工序中，而其他生產(chǎn)工序仍沿用傳統(tǒng)的手工操作方式。與此階段食品工業(yè)發(fā)展相適應(yīng)，食品機械工業(yè)也得到了快速發(fā)展，全國各地新建了一大年的發(fā)展，使得國產(chǎn)批專門生產(chǎn)糧食和食品機械的制造廠。國內(nèi)的食品機械工業(yè)經(jīng)過近30年的發(fā)展，是的國產(chǎn)食品機械基本能滿足我國食品工業(yè)發(fā)展的需求，為此階段實現(xiàn)食品工業(yè)化生產(chǎn)做出了重大貢獻，食品機械工業(yè)已初步形成了一個獨立的機械工業(yè)。
80年代以后的改革年代以后，食品工業(yè)得到迅猛發(fā)展。這得益于進入第三階段，開放政策，隨著外資的引入，出現(xiàn)了很多外商獨資、合資等形式的食品加工企業(yè)。這些企業(yè)在將先進的食品生產(chǎn)工藝技術(shù)引進國內(nèi)的同時，也將大量先進的食品機械引入國內(nèi)。受此影響，再加上社會對食品加工質(zhì)量、品種、數(shù)量要求的提高，極大地推進了我國食品工業(yè)及食品機械制造業(yè)的發(fā)展進程及速度。此階段，通過消化吸收國外先進的食品機械技術(shù)，使我國的食品機械工業(yè)的發(fā)展水平得到很大提高。80年代中期，我國糧食加工業(yè)和食品加工業(yè)實施了第一輪大規(guī)模的技術(shù)改造工程。經(jīng)過這一輪的技術(shù)改造工程，食品工業(yè)全面實現(xiàn)了機械化和自動化。進入90年代以后，又進行了新一輪的技術(shù)改造工程。在這一輪的技改中，許多糧食加工廠和食品加工廠對設(shè)備進行了更新?lián)Q代，或直接引進全套的國外先進的設(shè)備，或采用國內(nèi)廠家消化吸收生產(chǎn)出的新型機械設(shè)備?？梢哉f這兩輪的技改工程對食品機械工業(yè)的發(fā)展起了極大的推進作用，食品機械工業(yè)已完全形成了一個獨立的機械工業(yè)。
春卷源自于漢族民間過節(jié)的一種傳統(tǒng)食物。目前在全國都比較流行，特別是江南等南方地區(qū)。進入2000年以后，隨著人民生活水平的提高，對食品種類的需求以及質(zhì)量的要求也逐漸提高。市場的不斷擴大，但是春卷皮的生產(chǎn)卻依靠人力肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足。于是，市場上就出現(xiàn)了專門制作春卷皮的春卷皮機。
春卷皮機是利用壓力泵將面漿噴到加熱好的滾筒上，經(jīng)過滾筒加熱一段時間形成一定厚度，大小的面餅食物的機器。目前市場上的春卷皮機主要有：圓形春卷皮機，全自動春卷皮機，春卷制皮機，家用小型水餃機等。
春卷皮機性能及優(yōu)點：
1、采用多輥型一次性成型原理，春卷皮大小、薄厚均勻一致，使成品春卷質(zhì)量有了保證。
2、?春卷皮機機器操作方便，春卷皮薄厚可調(diào)，大小可按模具定制，適用于多種規(guī)格春卷生產(chǎn)。?
3、全部采用不銹鋼材料，結(jié)構(gòu)合理，維修、拆裝、清洗簡單方便。
?4、除可一次成型外，還可自動折疊面皮，手工切片。
現(xiàn)目前春卷皮機主要適用場所：學(xué)校食堂，食品加工廠，春卷皮、餃子皮加工廠，法式薄餅店，快餐店等等。由于春卷皮機的設(shè)計成本和加工制作工藝要求較高，市場上的春卷機大部分都不是大陸內(nèi)地自行設(shè)計生產(chǎn)的，對于這一現(xiàn)狀展開了本次的畢業(yè)設(shè)計課題：春卷自動成型生產(chǎn)線上春卷皮機機械傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
本次設(shè)計主要解決傳動和加熱兩個部分的設(shè)計。
1 設(shè)計方案選擇
1.1 設(shè)計總參數(shù)
滾筒加熱溫度
160 0C
滾筒旋轉(zhuǎn)速度
4r/min
面皮寬度
400cm
滾筒直徑
1000cm
1.2 傳動方案的選擇
圖1
1.滾筒 2.摩擦滾 3.鏈輪傳動 4減速器 5電動機
設(shè)計方案擬采用摩擦滾來傳動大型電熱滾筒。電動機（1）經(jīng)過減速器（2）減速后由鏈輪傳動傳遞給摩擦滾（4），最后再由摩擦滾（4）傳遞給電熱滾筒（5），讓電熱滾筒轉(zhuǎn)動進行工作。
2 滾筒設(shè)計
2.1 加熱方式的選擇
春卷皮在國內(nèi)外市場上屬于供不應(yīng)求狀況。對它主要生產(chǎn)設(shè)備------春卷皮機的需求量也隨之增大。而電熱系統(tǒng)及其電熱元件的設(shè)計合理性及制造質(zhì)量很大程度上決定了春卷皮的生產(chǎn)質(zhì)量乃至春卷皮機的工作可靠性。與一般的食品烘焙設(shè)備相比，春卷皮機的電熱系統(tǒng)和加熱原理有它的特殊性。因此，如何根據(jù)春卷皮機的特點和生產(chǎn)需要，選擇、設(shè)計合適的加熱方式、參數(shù)、結(jié)構(gòu)，提高春卷皮機的電熱元件壽命和可靠性是提高春卷皮機質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
電加熱的方式主要有紅外式加熱、電磁感應(yīng)式加熱、電弧加熱、電阻加熱和電子束加熱等。綜合了各種因素考慮本次設(shè)計采用的為電阻式加熱。
紅外式加熱原理是利用紅外電熱元件通電產(chǎn)生的熱能先用來加熱某種紅外線輻射物質(zhì)，使其輻射出紅外線然后再用來加熱滾筒。其傳熱方式主要是靠輻射，最大優(yōu)點是輻射效率高。因此在食品烘焙設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛。但對于春卷皮機來說，由于輻射出的紅外線并非象其它烘焙設(shè)備那樣用來直接加熱食品，而是先用來加熱滾筒然后再間接加熱食品，所以它的優(yōu)越性并不突出。而由于結(jié)構(gòu)限制，它的抗振能力稍差，所以，目前只應(yīng)用右振動穩(wěn)定性較好的小型機上。
電磁感應(yīng)加熱原理是將春卷皮機的滾筒置于由勵磁裝置產(chǎn)生的交變磁場中，這樣，由于交流電的集膚效應(yīng)而在滾筒表層產(chǎn)生渦流而發(fā)熱，這種方式熱傳遞過程中熱能損失極小，所以，熱效率高。根據(jù)交變電流頻率分為低頻（50一60Hz）和高頻（15000Hz以上）二種形式。春卷皮機獨特工作機理（春卷皮漿噴附在轉(zhuǎn)動滾筒外周）使得感應(yīng)裝置安裝、結(jié)構(gòu)沒計比其它電磁感應(yīng)加熱裝置要復(fù)雜，成本也高。因此，目前應(yīng)用還不普遍，但這是一種很有潛在競爭力的加熱方式。電阻式加熱是利用電流通過導(dǎo)體的焦耳效應(yīng)產(chǎn)生的熱能對物體進行加熱。春卷皮機上的加熱主要是用于滾筒上對面皮的加熱，對于形狀有所要求，所以電熱板選擇了不銹鋼電加熱板中的云母板加熱器。
將電熱元件固定在滾筒上，通電時，由于電熱元件電阻發(fā)熱產(chǎn)生的熱能通過多層壁導(dǎo)熱的方式傳到春卷皮上。
電阻式加熱方式結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、加熱均勻、維護方便，因此春卷皮機上應(yīng)用最廣泛。所以本次設(shè)計采用電阻式加熱方法。
2.2 春卷皮機電熱系統(tǒng)的特點
春卷皮機的電熱元件處在高溫下振動大的運動狀態(tài)，主要傳熱方式屬多層壁型導(dǎo)熱（筒內(nèi)）和復(fù)雜對流放熱（筒外）。春卷皮機加熱目的主要不是為烘烤食品，而是為快速烘散面漿中的大量水蒸汽，聽以滾筒圓柱表面是360°全方位開放暴露的，因此，電熱功率均較大。而此大功率電熱元件是在一較小的、幾乎沒有對流的封閉滾筒內(nèi)長時間連續(xù)工作，加之前述的振動大，所以工作擠境較為惡劣。由于春卷皮烘焙全過程不到20秒，且滾筒表面工作溫度應(yīng)隨著室溫、濕度、滾筒轉(zhuǎn)速、面漿成份、皮厚度等復(fù)雜變化而與之相應(yīng)配合變化。因此對其電熱系統(tǒng)的設(shè)計要求也較高。
春卷皮機加熱系統(tǒng)的失效方式有高溫下的熱腐蝕破壞（包括氧化皮剝落），高溫下機械強度不夠等。特別是在滾筒振動大或電熱元件設(shè)計、制造、安裝不當(dāng)?shù)那闆r下，則可能是主要的失效形式。
2.3 電熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2
1.滾筒 2.導(dǎo)熱膠 3.加熱板 4.絕熱板
2.4 電熱系統(tǒng)設(shè)計矛盾分析
工程設(shè)計應(yīng)突出主要矛盾進行下述簡化：
（1）春卷皮的正常生產(chǎn)過程應(yīng)視為穩(wěn)態(tài)傳熱過程。
（2）各導(dǎo)熱層厚度與滾筒直徑相比很小，因此可將多層圓筒壁導(dǎo)熱簡化為多層平壁導(dǎo)熱過程。由電熱元件至工作表面之間的傳熱過程中對流和輻射熱可忽略不計。電熱片除與滾筒接觸傳熱外，其它方向絕熱層熱量損失忽略不計。所以滾筒內(nèi)應(yīng)視為一維穩(wěn)態(tài)多層平壁導(dǎo)熱。各導(dǎo)熱層之間結(jié)合緊密，沒有氣隙。
（3）滾筒和春卷皮（滾筒約1/4圈，春卷皮約占3/4圈）與大氣之間的放熱，除了旋轉(zhuǎn)圓柱體放熱外，尚有水蒸汽蒸發(fā)和抽風(fēng)機的作用，是強制對流、自然對流和熱輻射的綜合作用，較為復(fù)雜。但各類春卷皮機影響這部分的主要因素（放熱環(huán)境、結(jié)構(gòu)形式、工質(zhì)性質(zhì)等）均有相似之處，因此可通過實驗和相應(yīng)的相似準(zhǔn)則預(yù)先算定并導(dǎo)出簡化公式，然后再根據(jù)具體情況進行適當(dāng)修正。
2.5 電熱總功率計算
卷皮機工作面（含春卷皮）全部暴露大氣中，除部分熱量傳給春卷皮外，主要熱量都傳給周圍的大氣。因此，電熱總功率的確定主要取決于滾筒（外附3/4周春卷皮）與大氣的對流放熱?；旧蠈儆谒叫D(zhuǎn)圓柱體大空間對流放熱類型。但由干此過程中伴有水蒸汽蒸發(fā)過程，且春卷皮熱物性亦隨之變化，加之抽濕通氣裝置的作用（不均勻的強制對流）。因此，影響因素很多，且各種因素交織一起，互為影響，不容易分清主次和影響程度。所以，在工程實用計算時常用相似準(zhǔn)則理論和量綱分析法將影響對流傳熱系數(shù)Q的諸多因素歸納為下述幾個準(zhǔn)則數(shù)，再按照不同情況下根據(jù)實驗方法確定的各準(zhǔn)則數(shù)相互關(guān)系，整理出用準(zhǔn)則數(shù)表示的經(jīng)驗方程式
Nu=f（Re，Gr，Pr）
基本準(zhǔn)則數(shù)如下：
努賽特（Nusste）數(shù) Nu=αdλ（對流放熱強度）
雷諾（Reynolds）數(shù) Re=ωdV（氣體流動狀態(tài)）
普朗特（Prandtl）數(shù) Pr=Vα'（氣體物理性質(zhì)）
葛拉曉夫（Grashof）數(shù) Gr=gβd3ΔtV2（自然對流影響）
公式中：
α------放熱系數(shù)（w/m2·℃）；λ-------導(dǎo)熱系數(shù)（w/m2·℃）；ω------流速（m/s）；V—運動粘度（m2/s）；α'------導(dǎo)溫系數(shù)（m2/s）；g------重力加速度（g=9.8m2s）；β------體脹系數(shù)（1/℃）；△t-------溫度差（℃）；d------定性尺寸即滾筒外徑（m）。
乍看起來，上述相似準(zhǔn)則似乎很繁雜，但是如果注意到各相似準(zhǔn)則只是表示一些無因次數(shù)群時，便可利用傳熱手冊中以上述準(zhǔn)則形式給出的經(jīng)驗方程式代入有關(guān)參量，各影響因素之間的關(guān)系就能以很清晰的形式表達出來。這樣，很容易估計各種量的影響程度，方次越高的量影響越大。然后，再根據(jù)各量影響程度及各種春卷皮機工作環(huán)境情況進行一系列簡化，便可得出一定范圍內(nèi)的簡單、實用的計算公式。根據(jù)相應(yīng)的準(zhǔn)則方程式（兼顧考慮輻射熱和水的汽化熱等）計算，在正常工作環(huán)境下（室溫20℃滾筒工作表面溫度150℃；低壓通風(fēng)機口位于滾筒上方0.8m處，風(fēng)量60m3/min），大中型春卷皮機穩(wěn)定工作時的對流傳熱系數(shù)
α=10~18n1.25d w/m2·℃
公式中：
n-------滾筒額定轉(zhuǎn)速（r/min）；d------滾筒直徑（m）。
公式中的系數(shù)選取原則：面漿稠度小、通風(fēng)量大時取上限；反之取下限。
與工程制單位的換算：
1kcal/m2·h·℃=1.163w/m2·℃
對流傳熱名義熱流量
Qw=απdBtw-t1000kW
公式中：
d、B------分別為滾筒直徑、寬度（m）；tw、t-----分別為工作表面溫度、車間平均室溫℃。
除了上述對流傳熱外，滾筒另有部分熱量以導(dǎo)熱方式傳給面漿，使其吸熱成皮并隨輸送帶傳走。這部分熱量
QS=GCΔt3600kW
公式中：
G------每小時耗漿量k（g/h）；C------比熱（面漿C≈2.6~2.7kJ/kg·℃）；
△t------溫度增量（℃）
這樣，可算得電熱總功率：
P=K（Qw+Qs）
其中功率系數(shù)K=1.2~1.6
應(yīng)該指出：功率系數(shù)K對于一般烘焙設(shè)備來說主要是考慮工作能力儲備。在保證正常工作情況下，K值一般不宜選取過大。但對于春卷皮機來說，國際上目前的設(shè)計趨勢是K值選取趨大，即同等規(guī)模機械的電熱總功率設(shè)計的越來越大。這是因為春卷皮機是利用間斷通電來保持恒溫的，K值實際上是總工作時間與通電時間之比。總功率設(shè)計大些，間斷時間亦長，這樣總耗電量（與總功率無定比關(guān)系）不僅不增加，反而由于大熱容量的滾筒預(yù)熱時間的縮短而提高效率。當(dāng)然，如果K值取得過大，也存在局部電負(fù)荷過大的間題。
本次設(shè)計總功率P=57kW。
2.6 穩(wěn)定工作時滾筒溫度場（導(dǎo)熱計算）
確定電熱總功率之后，在設(shè)計、選擇電熱元件；計算熱流密度和設(shè)計溫控系統(tǒng)時，還應(yīng)計算出包括電熱片在內(nèi)的滾筒溫度分布場。如前所述，這部分可視為一維穩(wěn)態(tài)多層平壁導(dǎo)熱。
圖3
1.穿卷皮 2.滾筒 3.導(dǎo)熱膠 4.加熱板 5.絕緣層 6.絕熱層
滾筒的一維多層平壁導(dǎo)熱由電熱絲算起，自內(nèi)向外依次為電絕緣層（含包皮）、導(dǎo)熱膠、滾筒、春卷皮。各層導(dǎo)熱系數(shù)依次為λ?1、λ?2、λ?3、λ?4；厚度依次為δ1、δ2、δ3、δ4；電熱層表面溫度為t1，以下依次為t2、t3、t4、t5。
根據(jù)付立葉（Fourier）熱傳導(dǎo)公式：
q=-λgradt
q------熱流密度；gradt------溫度梯度
可推得：
tn-1-tn=qσn-1λn-1
其中：
q=Qw+QsπdB
春卷皮機滾筒外表面溫度t4由生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量、滾筒轉(zhuǎn)速等決定。一般t4=120~160℃。由此可利用上式算得溫度場各處溫度和電熱絲工作溫度。
2.7 電熱元件和電熱絲
用在春卷皮機上的電熱元件有電熱片、電熱管和非金屬電熱件等。目前應(yīng)用最廣泛山是電熱片。它是用扁電熱絲被云母片隔絕后，外包鐵皮的片狀電熱元件。雖有成品銷售，但由于春卷皮機用電熱片要求較高，故需專門定制。電熱絲常用材料有鎳基合金和鐵基合金兩大類。鎳基價格較高，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮鐵基合金。
常用電熱合金材料性質(zhì)表
合金牌號
室溫下抗張強度
x106（Pa）
伸長率
δ≥（%）
最高使用溫度
（℃）
特性
Cr20Ni80
637~785
20
1100
奧氏體組織，加工性能好，高溫強度好，用后不變脆，但價格高
Cr15Ni60
637~785
20
1050
耐熱性低于Cr20Ni80，其他性質(zhì)相似
0Cr25Ni15
637~785
12
1100
鐵素體組織，抗氧化性能比鎳鉻合金好，電阻率也比其高，價廉，但高溫強度低，用后易脆，加工性能稍差
0Cr13Ni14
588~736
12
900
耐熱性差，價廉，其他類似0Cr25Ni15
表中允許最高使用溫度是指在干燥空氣中靜止?fàn)顟B(tài)下所允許的電熱絲自身表面最高溫度。而合金的強度隨溫度升高而降低。如前所述，春卷皮機電熱元件失效常由于滾筒振動引起的高溫強度破壞，或發(fā)生倒塌現(xiàn)象造成短路而燒毀。所以選擇電熱絲材料和截面尺寸時，不僅取決干溫度場分布，更應(yīng)考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)振動情況，將其工作溫度定在材料強度能滿足使用要求的區(qū)域范圍內(nèi)。應(yīng)該指出，上述各類材料雖屬塑性材料，但高溫使用冷卻后，則晶粒長大而變脆。使用溫度越高，時間越長則越嚴(yán)重（尤其是鐵鉻鋁合金）。為防止?jié)L簡因重力變形，在非工作狀態(tài)（預(yù)加熱和降溫）時滾筒仍需長時間轉(zhuǎn)動。此時電熱絲處于中、低溫振動狀態(tài)，這樣因電熱絲表面質(zhì)量引起的應(yīng)力集中對其疲勞壽命的影響尤其之大。實踐中發(fā)現(xiàn)，同等規(guī)格材料生產(chǎn)出的電熱片有時壽命竟相差十多倍，其原因就在于此。因此在設(shè)計中除對接頭等處的結(jié)構(gòu)要給予特別注意之外，還應(yīng)對工藝和表面質(zhì)量（繞絲加工過程中的砸、磕、碰、劃傷等）提出嚴(yán)格的技術(shù)要求。
2.8 電熱片的表面負(fù)荷
表面負(fù)荷是指電熱片表面上單位面積的功率數(shù)（w/cm2）。設(shè)計過程中，它的確定與材質(zhì)、規(guī)格、工作環(huán)境、溫度場分布及傳熱方式均有關(guān)。相同工作條件下，選用較大的表面負(fù)荷則節(jié)約合金材料，但表面溫度高，壽命短。由于春卷皮機電熱片處在封閉的工作環(huán)境，且對設(shè)計壽命要求較高，因此，其表面負(fù)荷不宜選擇過大（4w/cm2）。表面負(fù)荷的確定還應(yīng)考慮滾筒直徑，應(yīng)使電熱片均勻地分布在滾筒內(nèi)表面上，以求得均勻溫度場。為此，設(shè)計中常需用多個電熱片串聯(lián)的方法調(diào)整單片電功率來滿足上述要求。
3 電機和減速器的選擇
3.1 總功率的確定
通過對滾筒的設(shè)計和材料分析得到滾筒的大約質(zhì)量為120kg，為了保證讓滾筒順利的轉(zhuǎn)動起來，最后計算采用滾筒質(zhì)量M=150kg。
由計算公式：
T=9550Pn
式中P------電動機的額定輸出功率（kW），T------轉(zhuǎn)矩（N·m），n------額定轉(zhuǎn)速（r/min）。
可推導(dǎo)出電機功率公式：
P=nT9550 kW
轉(zhuǎn)矩的計算公式為：
T=MgR
式中M------滾筒的質(zhì)量（kg），g------重力加速度（g=9.8m2s），R------轉(zhuǎn)矩半徑。
帶入數(shù)值計算得到轉(zhuǎn)矩需要T=735 N·m，P=0.31kW 。
3.2 減速器的選擇
查詢有關(guān)于電動機和減速的資料，確定減速器的型號為YCJ200。
YCJ200減速器功率1.5kW，輸出轉(zhuǎn)速14 r/min，輸出轉(zhuǎn)矩941N·m，配用三相異步電機型號100L-6。
3.3 減速器的安裝
圖4
4 摩擦滾及軸的設(shè)計
4.1 摩擦滾設(shè)計
摩擦滾：適合用在精密儀器、高溫高壓條件下的機械部件，重型高負(fù)荷設(shè)備等。適用的范圍如下：
1．高溫條件下的軸承（經(jīng)向軸承、套筒軸承、導(dǎo)向軸承、滑動軸承、滾動軸承）
2．防摩擦軸承或滾柱軸承
3．陶瓷、耐火材料等行業(yè)高溫窯車軸承的潤滑
4．建材工業(yè)的高溫烘房；木材加工行業(yè)的熱壓機耐火材料廠的窯車輪轂軸承、水泥廠洪爐支撐轉(zhuǎn)轂、烤漆、噴涂線
5．食品級軸承用脂，糕點傳輸帶軸承、烘房傳輸鏈軸承
6．紡織印染工業(yè)的拉伸拉幅機、熱定型機、蒸化機、如韓國理合，韓國日新，韓國美光，臺灣里根，亞磯；德國布魯克納
7．鼓風(fēng)機軸承、干燥箱、平版爐、水閘、烘干
春卷皮機的滾筒就屬于高溫定型部分，所以采用摩擦滾的傳動方式進行。根據(jù)滾筒的質(zhì)量和滾筒的直徑，本次設(shè)計出的摩擦滾的直徑大小為100mm，長度為100mm。經(jīng)過校核計算該設(shè)計能夠帶動滾筒進行轉(zhuǎn)動而正常工作。由滾筒的4r/min推導(dǎo)出摩擦滾上的角速度為40r/min。
摩擦滾的外形尺寸如下：
圖5
4.2 軸的計算
帶動滾筒轉(zhuǎn)動需要的功率P=0.31kW，選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)表15-3（機械設(shè)計手冊第八版），取A0=112，可以初步確定軸的最小直徑：
dmin=A03Pn=112×30.3140=22.16 mm
由于滾筒的固定是靠摩擦滾軸來支撐的，所以在支撐點上還需要承受滾筒的重量。于是，支撐滾筒需要軸的直徑可以分析：
Mg=τπd22
式中：
[τ]------45鋼的剪切疲勞極限，d------軸的直徑
由表15-1（《機械設(shè)計（第八版）》）得到τ=155MPa，于是可以計算得出軸的直徑d=3.47mm。
通過上面的計算可以確定出軸支撐點的最小直徑：
D=dmin+d=25.63 mm
春卷皮機的工作考慮到安全，所以取安全系數(shù)為1.5，算的軸支撐點的直徑取值為40mm。
于是對于第一根支撐軸的大小尺寸設(shè)計如下圖：
圖6
第二根軸需要承受軸向力傳遞轉(zhuǎn)矩，并且外接鏈輪，所以軸直徑設(shè)計為：
圖7
滾筒中心的空心連接定位軸起到連接定位，為后面滾筒連線起到作用設(shè)計如下：
圖8
根據(jù)上面軸的直徑大小可以設(shè)計得出摩擦滾的中心孔大小為40mm。
5 聯(lián)接鏈輪的設(shè)計
5.1 鏈輪傳動比
圖9
1.滾筒 2.摩擦滾 3.鏈輪傳動 4減速器 5電機
春卷皮機滾筒5工作的轉(zhuǎn)速約為4r/min，經(jīng)過摩擦滾4傳到軸上的角速度為40r/min。經(jīng)過前面選定的YCJ200減速器輸出的角速度為14r/min，所以可以得到傳動比：
n=4014=207
根據(jù)設(shè)計手冊鏈輪齒數(shù)的設(shè)計一般為奇數(shù)，鏈條為偶數(shù)，所以采用傳動比為i=3，即Z1=27，Z2=81，得到滾筒最終的轉(zhuǎn)動角速度r=4.2r/min 。
5.2 鏈輪設(shè)計
根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》鏈輪部分設(shè)計步驟計算得出需要的兩個鏈輪數(shù)據(jù)如下：
圖10
對于鏈輪軸向上的固定采用的是M5的緊定螺釘。
小鏈輪尺寸如下圖：
圖11
大鏈輪的尺寸如下：
圖12
5.3 鏈條的確定
根據(jù)設(shè)計出來的鏈輪選擇對應(yīng)的鏈條數(shù)，設(shè)計安裝尺寸中，兩鏈輪的中心距為367mm，所以根據(jù)機械設(shè)計手冊第三卷鏈輪的設(shè)計可以求得需要鏈條的長度節(jié)數(shù)為124。
6 鍵的選擇與校核
6.1 鍵的選擇
根據(jù)軸的大小選擇鍵，軸的設(shè)計如下：
圖13
從左到右軸的直徑分別為30mm、40mm、50mm、40mm。由表6-1（《機械設(shè)計（第八版）》）可知，從左到右的三個平鍵尺寸（鍵寬b×鍵高h(yuǎn)）依次分別為8mm×7mm，10mm×8mm，10mm×8mm。鍵的長度取值分別為20mm，80mm，80mm。采用的材料為45鋼。
6.2 鍵的校核
根據(jù)導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接的強度條件公式：
p=2T×103kld≤p
公式中：
T------傳遞的轉(zhuǎn)矩（T=Fy≈Fd2），N·m；
k------鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵的高度，mm；
l------鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵l=L-b，這里L(fēng)為鍵的公稱長度，mm；
p------鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用應(yīng)力，MPa。查表6-2（《機械設(shè)計（第八版）》），此處連接是屬于輕微沖擊，p=40MPa。
E處平鍵的校核：
傳遞轉(zhuǎn)矩：T = Mg × d2 = 22.05 N·m
連接強度：p=2×22.05×1030.5×0.015×20×30=21
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