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压面机设计说明书

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题目

压面机结构设计

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摘要

随着人们生活水平的提高，越来越多的创新设计应用到了人们的衣食住行，极大的方便了我们的生活。

伴随着经济社会的迅猛发展过程中，由于人类过分追求发展所带来的满足和发展的速度而忽视或淡薄了其所带来的负面效应，即使在极大满足自身物欲的同时，也给自身未来的发展埋下了诸多隐患，这些问题随着时间的推移暴露越来越明显，直至威胁到人类自身的生存，如温室效应的出现、水污染等问题。

在某种程度上，这些问题都归于人们对发展的片面理解，认为只要经济发展了，一切问题都可以迎忍而解，忽视了环境保护。

事实上，只有科学的发展才能不断解决人类所面对的问题。

面机便是其中的一例，通过使用压面机，可以很方便的压出面条，不但节省了时间和体力，而且压出的面条也不错。

我根据我大学所学的知识，对一种手压式压面机进行深入的介绍和分析，设计了一款全新的压面机。

利用我们在学所学的UG和CAD软件对压面机进行结构设计，并用CAD对压面机进行工程出图。

压面机，采用手动作为动力源，具有结构简单，质量可靠，方便维修等特点，量生产可获得比较高的经济效益。

关键词：

压面机、设计、UG软件

Abstract

Withtherapideconomicandsocialdevelopmentprocess,duetotheexcessivepursuitofhumandevelopmentbringsspeedtomeetanddeveloptheirneglectorweaktheadverseeffects,eveninthegreatmeettheirmaterialdesires,butalsototheirownfuturedevelopmentlaidalotofproblems,theseproblemsovertimeexposedmoreandmoreobvious,untilthethreattothesurvivalofhumanbeings,suchastheemergenceofthegreenhouseeffect,pollutionandotherissues.Tosomeextent,theseproblemsareattributedtothedevelopmentofaone-sidedunderstandingofthepeople,aslongastheeconomydevelops,allproblemscantolerateandwelcomesolution,ignoringenvironmentalprotection.Infact,onlythedevelopmentofscienceinordertocontinuetosolvetheproblemsfacinghumanity.

AccordingtotheknowledgeIhavelearnedmyuniversity,forahands-pressurepressingmachinein-depthdescriptionandanalysis,designedanewpressingmachine.InschoolwelearnedtheuseofCADsoftwareUGandpressingmachineforstructuraldesignanduseCADforpressingmachineworksoutthemap.Pressingmachine,usingthemanualasapowersource,hasasimplestructure,reliable,easymaintenance,highvolumeproductionandavailabilityofmoney.

Keywords:

pressingmachine,design,UGSoftware

第一章设计背景

科技大革新，时代的进步和经济的飞速发展使得人们的生活水平不断提高，人们日常生活中所使用的各种类型产品的要求也逐渐升高，特别的对那些日常生活密切相关的厨房类电器产品---因为人们每天的起居饮食都离不开这类产品。

人们对食品的口感也越来越挑剔，随之一些大型的生产食品的机械纷纷都对机械进行改进，产生了各种家用的食品生产机器。

面条机以其方便快捷逐渐成为了北方大部分家庭日常生活不可少的产品，这类产品须同时具有使用功能及相应的审美形式，即具有物质功能和文化功能双重属性。

食品工业在国民经济中历来占有举足轻重的地位,是国民经济的支柱产业之一。

在食品工业中,为之提供加工设备的属食品机械工业,其在日常生活中占据重要地位,涉及到千家万户。

食品机械是社会上使用频率最高的机械设备之一,其各项使用指标及内在、外在质量对人们日常生活都将产生重要影响。

低碳经济，是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

“低碳经济”的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。

它的实质是高能源利用效率和清洁能源结构、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。

低碳经济的发展模式，为节能减排、发展循环经济、构建和谐社会提供了操作性诠释，是落实科学发展观、建设节约型社会的综合创新与实践，是实现中国经济可持续发展的必由之路，是不可逆转的划时代潮流，是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。

在“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”（风能、生物质能都是太阳能的转换形态）过渡的未来几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障。

特别从中国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。

低碳经济几乎涵盖了所有的产业的领域。

著名学者林辉称之为“第五次全球产业浪潮”，并首次把低碳内涵延展为：

低碳社会、低碳经济、低碳生产、低碳消费、低碳生活、低碳城市、低碳社区、低碳家庭、低碳旅游、低碳文化、低碳哲学、低碳艺术、低碳音乐、低碳人生、低碳生存主义、低碳生活方式。

我们不管做任何事，都应把环保和节能减排放在第一位，不要为了工业和社会发展而忘记以人为本、科学发展的道理。

国家未来的主人是我们，节能减排不是一句空话，要落实到每个人的行为，真正树立与地球母亲同呼吸共命运的观念意识，并把这种意识化为日常工作生活中理所当然的行为习惯。

生活在21世纪的我们更应该好好的保护这些来之不易,还经过长久的时间而形成的资源,不要再让这个美丽的地球再受污染,让我们建设一个美好的社会吧!

压面机是面条加工机械中的一种关键设备。

它的的功能是将和面机中混合均匀的面粉经过多次轧辊的轧压，碾压后制成一条质地均匀的面片，供下到工序切片。

在压面设备中连续压片机和复合压片机的压辊是关键部件，它对提高产品的产量和质量起至关重要的作用，它通过压辊对面团压力和摩擦力的综合作用对面片进行拉伸，挤压，使面片的空气排出进而使里面的组织结构更加致密均匀的融合在一起。

而在当代激励竞争的市场上，产品日新月异。

为了提高企业的经济效益，就必须依据市场的变化情况，大力改善产品设计工作，迅速提高产品设计水平。

为此，则需要根据用户的需要，在产品设计过程中进行技术经济分析，确定最适宜的产品功能，合理的技术参数，选择适当的结构和材料，降低产品的成本，使得产品达到物美价廉。

产品设计是集市场.顾客.技术.经济.创新等重要因素为一体的综合集成方法。

只有在产品设计中多个角度全方位的考虑各种因素，才有助于产品的设计开发更加科学.合理，从而提高新产品设计开发的成功率，降低风险，进而帮助使用者安全合理的使用，也为增强企业的市场竞争力。

面条机的工作原理是把面粉经过面辊相对转动挤压形成面片，再经前机头切面刀对面片进行切条，从而形成面条。

面条的形状取决于切面刀的规格，所有机型均可安装不同规格的切面刀，故一台机器经过更换不同规格的面刀可以做成各种规格的面条。

面辊（全自动挂面机），是一种新型面条流水线设备，该机从进料到出面连续作业，具有高产高效、省时省力、操作简便等优点，生产的面条韧性好、口感好。

中型面条机的特点为：

该轧辊表面经过磨床精磨，光滑美观，轧出的面带均匀光洁，保证了良好的挂面质量本机设计合理，采用排列式，减速机和链轮传动，噪音小，结构紧凑，人性化设计，工作省力。

且便于操作，安全卫生，宜于眼观。

传动平稳，传动动力准确高效，还有噪声音小、无震动、性能优越等特点，可配套小型烘干设备，是大中型挂面生产企业的理想产品。

压面条机，是一种专业做面条的设备，传统做面条手续繁琐，费时费力，新式压面条机是将面粉经过面辊相对转动搅拌形成必要的韧度和湿度挤压成面条的设备。

可分为简易型面条机，自动挑条一次形成面条机，流水线面条机等几类。

压面条机是我厂多年来在生产面条机的经验基础上，并吸取各种机型之长而创新设计的产品，从材料选用，噪音克服，卫生安全方面都有所改进；整机与面接触部件均采用不锈钢材料，其它零部件也经防腐处理，适用于机关、学校、厂矿等企、事业单位食堂、饭店和家庭制作面条、挂面。

第二章压面机市场调查

2.1市场调查的目的

市场调查是人们为解决某项产品的设计问题而有意识地对市场进行具体的了解、认识市场的运行状况和运行机制的过程和工作。

市场调查是为解决产品营销的决策服务的，它为市场预测提供客观而具体的资料依据，并对这些资料进行系统的收集、整理、分析和处理。

市场调查与预测的目的，就是根据消费者需求和市场潜力，安排设计、生产、销售。

调查——预测——决策，是企业经营的重要工作

一般而言，市场调查工作有三个明显的特点：

目的性、实践性和相关性。

  市场调查是一项目的非常明确的工作，必须有组织、有计划、有步骤地进行。

它的任务是搜集商业情报和市场信息。

因此，每次市场调查都要事先定好调查的范围和所要达到的目标。

总的来说，市场调查的目的是：

（1）提供设计产品的依据：

为本产品设计与销售提供市场信息服务；

（2）为企业不断改进生产技术或提高业务水平提供咨询服务；

（3）为企业的发展和获得产品营销活动的最佳经济效益提供市场依据；

2.2市场调查的范围

所谓适销产品，是指产品本身符合市场的需要，符合消费习惯，并为市场顾客所喜爱乐用。

这是任何企业都希望的。

产品要适销对路，首先要满足消费者的喜好和要求，要对消费者的喜好和要求进行调查。

在这种调查中，切记要尊重客观事实，切忌主观臆测，否则会把企业的推销活动引入歧途，同时还要对目标市场进行细分，查明各类顾客对产品的爱好和要求。

  适销产品的市场调查工作，常涉及关于产品的制造、生产和包装等方面的专门知识，通过调查工作，搜集有关资料并提出指导性意见，供企业有关部门研究。

调查某种具体的产品是否适销对路，一般可以从产品、包装、用户等几个方面展开工作。

（一）款式：

各种不同的传统、心理状况和环境因素，都可以造成消费者对产品各有不同的爱好和要求。

在进行产品设计、尤其是在进行广告活动时，调查清楚造成当地消费者对产品各有不同爱好的潜在原因是重要的。

但在一般情况下，至少应该查明当地消费者对产品的爱好和要求。

消费者对产品的各种具体要求表现在产品的各个不同方面：

色彩、风味、规格和大小、式样和种类、原料、性能和技术指标等。

（二）色彩 ：

不同地区或同一地区的不同消费者，因其自身生活方式、生活习惯和文化背景不同，对色彩的喜好是各不相同的。

这一点在消费品方面表现得特别明显。

同样一种颜色，在一个地区很受欢迎，在另一地区则很忌讳；或为一个消费者阶层所喜爱，却为另一个消费者阶层所嫌弃。

同时，消费者对色彩的选择，还具有某种象征性和感情的价值。

同是一种色彩，用在这种产品上合适，但用在另一种产品上则不为人接受。

此外，人们对产品色彩的爱好和要求，还会在一定的范围内发生经常性的变化，这在服装的流行上表现得尤其明显

（三）规格和尺寸 ：

同色彩和风味一样，人们对产品规格和尺寸方面的要求和喜爱是多种多样的。

生活在不同自然环境中的居民，体型各异，生活方式也不尽相同，因而对产品的规格和尺寸的要求不一致，并在具体产品的选择中反映出来，这是很自然的。

由于生活或喜好的要求，有些地方要求产品规格大，有些地方则要求产品规格小，这是极为正常的事情。

（四）性能 ：

 消费者对产品的性能，如保养、耐用、功能、操作等方面的要求，也是各不相同的。

这些要求可能会出于价格因素的考虑，但常与用途和使用方法直接有关

（五）技术指标 ：

 产品的技术指标无论对于工业用户产品还是消费品产品的技术指标无论对于工业用户产品还是消费品都是重要的。

产品技术指标包括尺码、电压、等级、硬度等具体项目。

有些产品的指标是法定的，有些则是根据用户或消费者的需要，由企业自行拟定。

2.3压面机的市场情况

2.3.1压面机生产线

某企业产品，大型压面机生产线

图：

面条机生产线

图：

面条机生产线技术指标

2.3.2商用压面机

图：

商用压面机

2.3.3家用压面机

图：

家用压面机

2.4分析结论

从上述分析可以看出压面机的产品线非常丰富，根据分析的结论本课题选择，家用压面机作为本次设计的蓝本，下表是各种压面机的比较：

产品种类

特点

适合的用户

采用情况

压面机生产线

价格最贵，生产效率最高

大型工厂

不符合课题

商用压面机

价格中等，生产效率中等

临街商铺

不符合课题

家用压面机

价格便宜，生产效率低

个人家庭

符合课题

表:

压面机分析

2.5设计指标

根据市场调查的结果，拟定压面机的设计指标如下：

面对的消费者普通收入家庭及个人

生产的成本人民币35元以下，其中零件制造成本30元，管理费用5元

销售的价格人民币60-100之间

技术指标：

1.面皮厚度档数六档,机上设有粗、细、圆形面条刀辊,该机除能压制粗、细面条以外，还可压制面皮、饺子皮、包子皮、馄饨皮等多样面食，形状整齐，厚薄匀称。

2.手摇动机，不用电，安全经济，该机一般家庭人员即可操作，非常安全可靠，很适于没电、少电和经常断电的城乡家庭、野外作业人员及小餐馆使用.

3.速度快，易操作，节省时间，该机设计能力每小时可压制面条五公斤。

4.坚固耐用。

该机选进口材料，全金属镀铬制造，结构紧凑，造型新颖，美观大方

第三章压面机设计流程

一部机器的质量基本上决定于设计质量。

制造过程对机器质量所起的作用，本质上就在于实现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。

所讨论的设计过程仅指狭义的技术性的设计过程。

它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。

要很好地把继承与创新结合起来，才能设计出高质量的机器。

作为一部完整的机器，它是一个复杂的系统。

要提高设计质量，必须有一个科学的设计程序。

虽然不可能列出一个在任何情况下都有效的惟一程序，但是，根据人们设计机器的长期经验，一部机器的设计程序基本上可以如下表所示。

 以下对各阶段分别加以简要说明。

图：

机械产品的设计一般流程

（一）计划阶段  

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。

    在计划阶段中，应对所设计的机器的需求情况做充分的调查研究和分析。

通过分析，进一步明确机器所应具有的功能，并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等各方面所确定的约束条件。

在此基础上，明确地写出设计任务的全面要求及细节，最后形成设计任务书，作为本阶段的总结。

设计任务书大体上应包括：

机器的功能，经济性及环保性的估计，制造要求方面的大致估计，基本使用要求，以及完成设计任务的预计期限等。

此时，对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的范围，而不是准确的数字。

例如可以用必须达到的要求、最低要求、希望达到的要求等方式予以确定。

（二）方案设计阶段  

本阶段对设计的成败起关键的作用。

在这一阶段中也充分地表现出设计工作有多个解（方案）的特点。

  机器的功能分析，就是要对设计任务书提出的机器功能中必须达到的要求、最低要求及希望达到的要求进行综合分析，即这些功能能否实现，多项功能间有无矛盾，相互间能否替代等。

最后确定出功能参数，作为进一步设计的依据。

在这一步骤中，要恰当处理需要与可能、理想与现实、发展目标与当前目标等之间可能产生的矛盾问题。

进行机器评价时，还必须对机器的可靠性进行分析，把可靠性作为一项评价的指标。

从可靠性的观点来看，盲目地追求复杂的结构往往是不明智的。

一般地讲，系统越复杂，则系统的可靠性就越低。

为了提高复杂系统的可靠性，就必须增加并联备用系统，而这不可避免地会提高机器的成本。

    环境保护也是设计中必须认真考虑的重要方面。

对环境造成不良影响的技术方案，必须详细地进行分析，并提出技术上成熟的解决办法。

  通过方案评价，最后进行决策，确定一个据以进行下步技术设计的原理图或机构运动简图。

在方案设计阶段，要正确地处理好借鉴与创新的关系。

同类机器成功的先例应当借鉴，原先薄弱的环节及不符合现有任务要求的部分应当加以改进或者根本改变。

既要积极创新，反对保守和照搬原有设计，也要反对一味求新而把合理的原有经验弃置不用这两种错误倾向。

（三）技术设计阶段  

  技术设计阶段的目标是产生总装配草图及部件装配草图。

通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸，包括各部件之间的连接，零、部件的外形及基本尺寸。

最后绘制零件的工作图、部件装配图和总装图

为了确定主要零件的基本尺寸，必须做以下工作：

  1）机器的运动学设计。

根据确定的结构方案，确定原动件的参数（功率、转速、线速度等）。

然后做运动学计算，从而确定各运动构件的运动参数（转速、速度、加速度等）。

  2）机器的动力学计算。

结合各部分的结构及运动参数，计算各主要零件所受载荷的大小及特性。

此时求出的载荷，由于零件尚未设计出来，因而只是作用于零件上的公称（或名义）载荷。

  3）零件的工作能力设计。

已知主要零件所受的公称载荷的大小和特性，即可做零、部件的初步设计。

设计所依据的工作能力准则，须参照零、部件的一般失效情况、工作特性、环境条件等合理地拟定，一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则。

通过计算或类比，即可决定零、部件的基本尺寸。

4）部件装配草图及总装配草图的设计。

根据已定出的主要零、部件的基本尺寸，设计出部件装配草图及总装配草图。

草图上需对所有零件的外形及尺寸进行结构化设计。

在此步骤中，需要很好地协调各零件的结构及尺寸，全面地考虑所设计的零、部件的结构工艺性，使全部零件有最合理的构形。

  5）主要零件的校核， 由于具体的结构未定，难于进行详细的工作能力计算，所以只能做初步计算及设计。

在绘出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，相互邻接的零件之间的关系也为已知。

只有在这时，才可以较为精确地定出作用在零件上的载荷，决定影响零件工作能力的各个细节因素。

只有在此条件下，才有可能并且必须对一些重要的或者外形及受力情况复杂的零件进行精确的校核计算。

根据校核的结果，反复地修改零件的结构及尺寸，直到满意为止。

（四）技术文件编制阶段  

  技术文件的种类较多，常用的有机器的设计计算说明书、使用说明书、标准件明细表等。

  编制设计计算说明书时，应包括方案选择及技术设计的全部结论性的内容。

  编制供用户使用的机器使用说明书时，应向用户介绍机器的性能参数范围、使用操作方法、日常保养及简单的维修方法、备用件的目录等。

其他技术文件，如检验合格单、外购件明细表、验收条件等，视需要与否另行编制。

图：

压面机的设计流程

第四章压面机设总体方案设计

图：

压面机的结构

图A图B

图C图D

图:

A压面机有三个功能，第一个是做面粉做成团，第二个是面粉做的块，第三个是出面

图:

B如果要切换功能，然后把手柄拆下来，放在另外孔里。

图:

C细面的插孔

图:

D宽面的插孔

第五章压面机的核心零件设计

5.1压面机齿轮组设计

输入参数初步处理，设人手的操作手柄的作用力10KG，而手柄的长度为20mm，则输入转矩为2N/m,转速为120转每分即一秒钟转动2圈。

1.选定齿轮传动类型、材料及热处理方式、精度等级、传动参数。

（1）传动类型选择：

根据设计要求选择直齿圆柱齿轮传动。

（2）传动精度选择：

本课题要求设计的机器为一般工作机器，速度不高，故选择9级传动精度。

（3）齿轮材料选择：

根据《机械手册第三卷》常用齿轮材料及力学特性表，选择小齿轮材料为40Cr,热处理采用调质热处理，硬度为280HBS,大齿轮材料为45，热处理采用调质热处理，硬度220HBS。

（4）初步选择齿轮传动主要参数：

选择小齿轮齿数为Z1=8,大齿轮齿数为Z2=1.25×8=10，圆整得Z2=10。

图：

压面机齿轮组

2.按齿面接触强度设计计算

由齿面接触疲劳强度计算公式初步计算小齿轮分度圆直径：

确定公式内的各个计算数值

（1）试选载荷系数：

Kt=1.3。

（2）小齿轮传动扭矩为：

T=2000N/mm。

（3）查圆柱齿轮齿宽系数表得到：

两支撑相对于小齿轮对称布置,时齿宽系数为φd=0.5。

（4）查弹性影响系数表得ZE=189.8Mpa。

（5）查接触疲劳极限应力表得：

小齿轮的接触疲劳强度极限为σHlim1=600Mpa,大齿轮的接触疲劳极限为σHlim2=580Mpa。

（6）计算应力循环次数：

N1=60n1jLh=60×120×1×2×8×300×15=0.518×109

N2=0.518×109/1.25=0.415×109

（7）查接触疲劳强度寿命系数表得：

小齿轮接触疲劳寿命系数KHN1=1.06;大齿轮接触疲劳寿命系数KHN2=1.08。

（8）计算接触疲劳许用应力

取失效率为0.001%，安全系数S=1.2，得

[σH]1=

=1.06×600=636Mpa

[σH]2=

=1.08×580=626.4Mpa

3.计算齿轮传动的主要参数

（1）计算小齿轮分度圆直径d1，带入[σH]中较小值：

=

=22.007mm

（2）计算齿轮传动圆周速度：

v=

=0.14m/s

（3）计算齿宽b：

bt=φd×d1t=0.5×22.007=11.0035mm

计算齿宽与齿高之比b/h：

小齿轮模数：

mt=d1t/z1=22.007/8=1.38mm

h=2.25×mt=2.25×1.38=3.1mm

b/h=65.396/6.13=3.55

（4）计算载荷系数：

•由齿轮传动圆周速度v=0.14m/s,9级传动精度，查图动载荷系数得：

KV=1.22；

•对于直齿轮KHα=KFα=1；

•查使用系数表得：

KA=1；

•根据小齿轮相对支撑对称布置及9级别传动精度，查齿向载荷分布系数表得：

Khβ=1.13；

•由b/h=3.55，Khβ=1.13,查齿向载荷分布系数表