1、本科毕业论文（20届）花式年糕加工机设计所在学院专业班级机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要摘要年糕作为一种食品，在中国具有悠久的历史。然而，现如今，在中国，饮食中的“色、香、味”，年糕只包含了“香与味”，其中的“色”还是没有体现出来。本文通过设计一副模具，将年糕注进模具中来得到年糕的花式，即年糕的“色”，通过改变模具中的型芯形状，我们可以设计出各种我们想要的花式年糕。我们通过圆盘的转动来实现花式年糕的自动化生产，其中在圆盘的周边设置六个距离相等的位置用于放置六副模具，通过圆盘的转动，推杆经过轨道的轨迹使得模具实现了合模、注模、保压、冷却成型、开模、脱模的过程。因这
2、几个过程都需要一定的停留时间，因此选用步进电机作为动力，实现圆盘每转过60后都能停留一段时间。在设计模具时，考虑到米粉与水充分融合转变成年糕需要充分挤压，将注射机的注入口延长。考虑年糕的粘度较高，以及年糕与凝料容易分离，浇口设计为扇形浇口，年糕的凝固温度大致在40左右，因此在模具开模后用冷气降温和脱模的时间段自然冷却。关键词花式年糕加工机；模具；工作圆盘；自动化生产。IITHEDESIGNOFFANCYCAKESMACHINEABSTRACTINCHINA,RICECAKESASAKINDOFFOODHASALONGHISTORYHOWEVER,NOWADAYS,INCHINA,RICECON
3、TAINSONLYA“SWEETANDTASTE“INTHEDIETOF“COLOR,AROMA,TASTE,“ONEOFTHE“COLOR“STILLNOTREFLECTEDTHISARTICLETHROUGHTHEDESIGNAPAIROFMOLD,WILLPUDDINGNOTEINTOAMOLDTOGETRICECAKESOFTHEFANCY,NAMELYRICECAKES“COLOR“,BYCHANGINGTHESHAPEOFTHECORESOFDIE,WECANDESIGNTHEVARIOUSWEWANTFANCYRICECAKESWETHROUGHTHEROTATINGDISKTO
4、REALIZETHEAUTOMATIONFANCYCAKESINDISCPRODUCTION,WHICHSETUPTHESURROUNDINGTHEEQUALDISTANCEPOSITIONFORSIXBYSIXVICEMOLD,PLACEDTHEROTATINGDISK,PUSHRODAFTERRAILTRACKMAKESMOULDREALIZEDSHUTTHEMOULD,INJECTIONMOLDING,PRESSUREKEEPING,COOLINGFORMING,OPENAMOLD,STRIPPINGPROCESSBECAUSEOFTHISAFEWPROCESSREQUIRESSOMES
5、TAY,SOCHOOSESTEPPINGMOTORASPOWER,REALIZETHEDISCAFTEREVERYTURNED60STAYFORAPERIODOFTIMEINTHEDESIGN,CONSIDERINGTHERICEFLOURANDWATERFULLINTEGRATIONINTOAPUDDINGREQUIRESFULLEXTRUSION,WILLEXTENDINTOTHEMOUTHOFINJECTIONMOULDINGMACHINE,SOITCANBEININJECTIONMACHINEHEATINGAREASHOULDITSHEATINGTO118BECAUSETHEVISCO
6、SITYOFRICE,GATEDESIGNANDSEPARATIONFORFANSHAPEDRUNNER,RICECAKESINTHEROUGHLY40TEMPERATURESOLIDIFICATION,AROUNDSOINTHEMOLDCAVITYWITHAIRCONDITIONINGCOOLINGANDSTRIPPINGAFTERPERIODOFNATURALCOOLINGKEYWORDSFANCYCAKESWORKINGMACHINE；MOULD；WORKDISK；AUTOMATIONPRODUCT。III目录摘要ITHEDESIGNOFFANCYCAKESMACHINEII目录III1
7、绪论111年糕的介绍112花式年糕的发展现状12花式年糕加工机的介绍221设计要求2211设计任务2212设计参数222花式年糕机设计方案的比较分析与论证2221方案设计2222设计方案的选择323初选电机43模具设计531模具结构分析5311工作流程5312分型面的选择7313型腔数目和配置7314注入系统设计8315冷却系统11316成型零部件设计11317脱模机构设计12318导向机构设计13319注射机选择1432校核14321锁模力校核14322模具厚度校核14323模具开模行程校核154转动轴1641转动轴的参数设置1642转动轴的结构设计16421拟定轴上的装配方案16422轴的
8、尺寸计算17423轴上零件的轴向定位17424轴上圆角及倒角尺寸1843轴的力学计算18431轴上载荷18432校核轴的强度20433精确校核轴的疲劳强度205结论及展望25参考文献26IV致谢错误未定义书签。附录错误未定义书签。1绪论11年糕的介绍年糕是用黏性大的米或米粉蒸成的糕，是农历年的应时食品。春节，我国很多地区都有讲究吃年糕。年糕有黄、白两色，象征金银，年糕又称“年年糕”，与“年年高”谐音，寓意着人们的工作和生活一年比一年提高。所以前人有诗称年糕“年糕寓意稍云深，白色如银黄色金。年岁盼高时时利，虔诚默祝望财临”。12花式年糕的发展现状年糕发展到现在，各个地区都有各种不同的年糕，如北方
9、年糕可蒸或炸,以甜味为主。北京年糕包括江米或黄米制成的红枣年糕、百果年糕及白年糕；山西则习惯以黄米粉制作年糕,可以油炸,还可用豆沙或枣泥作馅等等；如江南年糕江浙一带的年糕呈白色,本身属淡味,由粳米跟糯米按一定比例混合制成,可根据个人喜好调整两者比例,喜欢吃软的可提高糯米的比例,喜欢吃硬的则相反。煮法可蒸、炸、切片炒或煮汤。其中宁波慈城的年糕最富胜名,常见做法有雪菜肉丝汤年糕、荠菜炒年糕等,上海的排骨年糕也别具特色等等不一而足。年糕在中国发展到现在，种类与做法都有很大的提高，各种各样，但是，其形状却是没有得到发展，目前便只有椭圆形的长条年糕与扁细形的火锅年糕。然而随着市民生活水平不断提高，人们吃
10、东西不仅讲究口味、健康也注重外观。既更加注重“色、香、味”，因此，在以后，年糕的形状，既“色”，将是年糕的发展趋势之一，像我们的近邻韩国年糕的样式多种多样有空心的、五角星形的等，这使得年糕做为传统的食品的同时也是一件优美的艺术品，给人以美得享受，同时促进食欲。因此花式年糕加工能够满足人们的需求，它不仅可以使我们享受传统美味的同时，还能给于我们美的享受，同时降低生产成本、简化了生产周期，提高生产效率，因此未来将能越来越得到年糕生产广泛关注。22花式年糕加工机的介绍21设计要求211设计任务1、掌握一般的机械设计原理与方法；2、理解年糕加工机的工作原理结构特点；3、总体结构与主要参数的确定，及电机
11、的合理选择；4、年糕机制作花式年糕部分及辅助装置的设计计算；5、完成总装图一份，零件图若干份；6、完成毕业设计计算说明书。212设计参数本设计为了得到一种通过不同模具能够生产各式形状的花式年糕加工机，花式年糕的尺寸约为30MM30MM30MM，为了保证花式年糕的生产效率，在此选用圆盘的设计思路，现准备在圆的四周放置6个模具，放置模具的容积为360MM360MM360MM，因此定圆盘的外圆半径R为540MM。22花式年糕机设计方案的比较分析与论证221方案设计方案1采用一副模具，利用一模多件来生产花式年糕，通过调节注射机的开合模时间、注射压力、锁模力等，来生产花式年糕。如图213图21年糕注射图
12、方案2采用大圆环的设计，在圆的边上放上模具。实现模具在圆转动的同时实现开合模的过程，当模具运动到圆的最下方时，将年糕注进模具中，随着圆的缓慢转动，实现花式年糕在模具中定型，冷却，开模，出模，清洗，合模的过程。如图22图22圆盘转动图222设计方案的选择对于方案1来说最大的缺点在于效率不高，由于冷却需要时间，大约几分钟才能生产一模花式年糕，这使得生产效率相当的低下。对于方案2，由于跟随大圆一起转动，相应的冷却时间加长了，而在圆的四周安放6个模具，使工作效率也提高了相对于方案1来说不仅继承了方案1的优点，还避免了方案1的缺点。4故选方案2为本文的设计方案。23初选电机为了保证冷却以及定时停留的效果
13、，初选用步进电机57BYG350BL0601。其中图23步进电机的含义表21步进电机的系数075KW输出转速R/MIN输出扭矩NM传动比I使用系数FB机型号TYPE171625282513157BYG350BL060153模具设计31模具结构分析图31为模具的整体结构，如下所示图31模具图1、支承钉2、动模座板3、推板4、推板固定板5、8、13、内六角圆柱头螺栓6、支撑块7、推杆9、下型芯10、动模板11、上型芯12、定模座板14、定位环15、浇口套16、冷却通道17、导柱18、导套311工作流程6A、注射机的动作流程米粉在和水后通过料筒，经过注射机的加热器，加热到118。完成后，注座液压缸将
14、注射机拉回，在经过圆盘转过60度所需的时间后，注座液压缸重新将注射机推出，使其喷嘴与模具的浇口套的圆弧重合后，将年糕的料注入模具后，再次拉回，如此重复运动。B、圆盘与模具的动作关系当年糕的料注入模具中后，在圆盘转过120度的过程中，模具一直处于合模状态，在这个过程中，实现花式年糕的定型与冷却；圆盘在转动120度180度的过程中，模具缓慢开模，由于拉料杆的拉料作用，花式年糕留在动模的一边；圆盘在转动180度240度的过程中，其年糕在空气中自然冷却并在240度这个位置上用冷空气再次将花式年糕冷却变硬；圆盘在转动240度300度的过程中，推杆缓慢的将花式年糕推出模具，当其运动到300度这个位置上时，
15、清洗模具型腔；圆盘在转动300度360度的过程中，模具缓慢合模。C、模具的动作流程随着圆盘转动，模具渐渐分开，推板（10）与定模板（12）分离，由于拉料杆（17）对浇注系统凝料的作用，年糕制品留在动模板上，当移动一定距离（大于年糕制品的厚度）后，用推杆（7）将年糕制品推出，最后将浇注系统凝料与制品分离。最后，在圆盘转动一圈后，模具复位，如此重复。如图32所示7图32模具整体运作过程图312分型面的选择分型面是指分开模具取出制品和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜，我们在这里选用与合模方向垂直的分型
16、面。选择设计分型面的基本原则是分型面应选择在制品断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时在选择设计分型面时还应考虑以下因素1）分型面的选择应便于制品脱模并简化模具结构；2）分型面的选择应考虑制品的技术要求；3）分型面应尽量选择在不影响制品外观的位置；4分型面的选择应有利于排气；5）分型面的选择应有利于模具零件加工；6）分型面的选择应考虑注射机的技术参数。根据上述原则，模具的分型面选择如图33所示。图33分型面示意图313型腔数目和配置为使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种1）、根据经济性能确定型腔数目；2）、根据注射机的额定
17、锁模力确定型腔数目；3）、根据注射机的最大注射量确定型腔数目；4）、根据制品精度确定型腔数目。本例中取型腔数目为8。8多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形等，在设计时注意以下几点1、尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定。2、型腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。3、尽量使型腔排列紧凑，以便减小模具的外形尺寸。本例中的型腔数目为8，采用H形对称式布置。如图34所示图34型芯数目分布图314注入系统设计注入系统是指模具从注射机喷嘴到型腔入口的制品熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成，其设计的是否合理，对注射成型的过程和制品
18、的质量多有直接的影响，因此设计注入系统时应该注意一下问题应考虑成型花式年糕的工艺特性；91、浇口位置、数量的设计要有利与熔体的流动，避免产生涡流、喷射等现象，有利于排气；设计时应预先分析熔接痕的位置及对制品质量的影响；2、应尽量缩短熔体到型腔的流程，以减少压力损失；3、避免高压熔体对型芯和嵌件的冲击，以防止型芯的变形和嵌件的位移；4、尽量减少浇注系统冷凝料的产生，减少原材料的损耗；5、浇口的设置要便于冷凝料的去除，不影响制品的外观。A、主流道设计主流道是连接喷嘴与分流道的通道，通常和喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，改善料流的速度。如图35所示图35主流道示意图
19、主要参数锥角24；内表面粗糙度063RAM；小端直径D喷嘴直径051MM；半径R喷嘴球面半径12MM；H35MM；R13MM。主流道要与年糕熔体及喷嘴反复接触和碰撞，所以常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材进行单独的加工与热处理。因为年糕为食品，所以，选择CR17铁素体不锈钢，其具有耐腐蚀性能与抗氧化性能好，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，并淬火处理到5055HRC。浇口套的结构形式如图36。10图36浇口套示意图B、分流道设计在设计分流道时，要注意1）流经分流道的熔体温度和压力的损失要少。为此，分流道一要短，二要使粗糙度降到最低，三是容积要小，四是少折弯；2）要使分流
20、道的固化时间稍慢于制品的固化时间，以利保压、补缩和压力传递；3）要使熔料能迅速而又均匀地进入各型腔，故在多型腔设计时，在保证模具结构强度前提下，力求采用平衡进料，而且在保证模具结构强度前提下，力求紧凑、集中；4）便于加工，便于使用标准刀具，免于制造专用刀具。分流道是主流道与浇口之间的进料通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。1、分流道的截面形状通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为减少压力损失和传热损失，我们这里就选用圆形分流道。2、分流道的尺寸可以根据注料的品种来粗略地估计分流道的尺寸D2MM。3、分流道的布置分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。其布置形式
21、有平衡式与非平衡式两类，这里选用非平衡式的布置方法。其优点是型腔排列紧凑，分流道设计简单，便于冷却系统的设计安排。C、冷料穴设计11冷料穴设置于主流道对面的动模板上。其作用在于存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径（6MM），长度约为主流道大端直径。D、浇口设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对制品的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是制品熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。该模具采用扇形浇口，其是一种宽度沿浇口方向逐渐
22、增加呈扇形，而浇口的深度逐渐减少的侧浇口，即是侧浇口的一种变异。在注射过程，由于浇口深度不断减小，使制品熔体流动时横向得到更均匀地分配，从而减少流纹和定向效应。同时于点浇口相比较，其更加容易充满型腔，且容易使得制品与冷凝料的分离。315冷却系统冷却系统主要运用制冷器来冷却花式年糕，使得花式年糕定型，减少年糕的黏性。其安装在圆盘开模的位置。316成型零部件设计A、成型零部件的结构设计成型零件在工作时与制品直接接触，成型制品。进行成型零件的结构设计，既要考虑保证获得合格的制品，又要便于加工制造，还要注意尽量节约贵重模具材料，以降低模具成本。B、凹模的结构设计凹模又称型腔，它是成型制品外部轮廓的零件
23、。有以下几种结构形式整体式凹模、组合式凹模、整体嵌入式凹模、镶拼组合式凹模，瓣合式凹模等，我们根据凸模的结构形式选择组合式凹模，他将凹模单独加工后与动模板进行装配而成。型芯与动模板所用材料为CR17不锈钢。C、凸模的结构设计12凸模（即型芯）是成型制品内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。我们根据凹模的结构形式选择组合式凸模，他将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。型芯与动模板所用材料为CR17不锈钢。317脱模机构设计A、脱模机构的设计原则应避免制品在脱模时变形甚至损坏。为此目的，必须1正确分析并计算制品包紧力的大小、部位和阻力中心，以选择适宜的脱模结构，并使推出力的重心尽可能
24、与脱模阻力中心重合。2推出制品时的着力点应力求靠近型芯以减少力臂的长度。同时其着力点也应力求在制品刚度和强度的最大部位之处，着力面积亦应尽可能大些以减少应力的集中。3着力点应力求对称、均衡，以确保推出平衡。4推出位置应力求设在制品内表面，并且不影响装配之处；或对外观质量影响不大的部位尤其是选用推杆推出的结构时，更当注意。5结构合理，脱模可靠，运动灵活，制造简便，装卸更换和维修方便。选材合理，热处理得当，经久耐用、好用。B、脱模机构类型的选择从模具中推出制品和浇注系统凝料的机构称为脱模机构。按推出零件对机构分类，可以分为推杆推出、推管推出、推件板推出、推块推出和多元件联合推出等；这里我们采用推杆
25、推出机构。C、脱模力计算脱模力是指将制品从型芯上脱出时所需克服的阻力。它主要包括由制品的收缩引起的制品与型芯的摩擦阻力和大气压力。脱模力的大小与制品的厚薄及其形状有关。薄壁的矩环形制品的脱模力计算公式如下AKFESL101TANCOS8F2213（31）式中F脱模力N；2矩环形制品的壁厚MM；S制品平均成型收缩率；L塑件对形芯的包容长度（MM）；型芯的脱模斜度（）；F制品与形芯之间的摩擦系数；E制品的弹性模量MPA；制品的泊松比；2K无量纲系数A盲孔制品型芯在垂直脱模方向上投影面积（MM2）花式年糕的脱模力NF33552353101脱模力F8F12826N318导向机构设计导向机构的形式主要有
26、导柱导向和锥面定位两种，本模具采用导柱导向机构。1、导柱的结构形式为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，使用有肩导柱。材料为CR17不锈钢。2、导柱的布置为确保动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱的不对称布置。为保护型芯不受损坏，导柱设在动模一侧，即正装。3、导套的结构形式14导套选用带头导套，材料同导柱。导柱导套按一般配合要求，固定部分H7/M6，导向定位部分H7/F6。319注射机选择制品体积为43CM，浇注系统凝料的体积为103CM，总体积为423CM，选用SZ60/40型号的注射成型机。其相关参数见表31表31SZ60/40螺杆式注射机主要技术参数公称注射量（CM3/
27、G）60模具最大厚度（MM）270螺杆（柱塞）直径（MM）30模具最小厚度（MM）150注射压力（MPA）180拉杆间距（MMXMM）220X300注射时间（S）16螺杆转速/（RMIN1）0200锁模力（KN）40最大成型面积（CM2）35模板最大行程（MM）250顶出行程（MM）7032校核321锁模力校核按FKPA分公式校核锁模力。其中，F为注射机的最大锁模力；P为模内平均压力（型腔内熔体的平均压力）；A为所有制品、流道和浇口在分型面上的投影面积之和。K为压力损耗系数，一般取1112。由于其材料为年糕，其属于中等粘度，查相关资料得P为296344MPA，取P30MPA进行校核。A分是分型
28、面上的投影面积，经计算，得到八个花式年糕的投影面积约为205MM2，浇注系统的投影面积约为208MM2，则四个制品、流道和浇口在分型面上的投影面积之和A分为413MM2。因此KPA1130413N136KN故F40KN136KN满足要求。322模具厚度校核15注射机允许安装的模具最高厚度为270MM；模具实际厚度H250MM。注射机允许安装的模具实际厚度H注射机允许安装的模具最大厚度，故模具厚度满足要求。323模具开模行程校核本例注射机最大开模行程与膜厚无关。模具为单分型面注射模，可按下式校核SH1H2H3（510）MM其中，注射机最大开模行程S为250MM；制品的推出距离H1为75MM；制品
29、的总高度H2为15MM；凝料的总高度H3为60MM。H1H2（510）MM75MM15MM60MM10MM925MM显然，注射机最大开模行程S925MM，模具的开模行程足够。通过以上的校核和计算可以选择SZ60/40型号的注射成型机。164转动轴41转动轴的参数设置输出轴上的功率1P，转速1N和转矩1T，若取联轴器的传动效率为099，则P10750990990735KW又因为是用联轴器所以转速和转矩与电机相同N11R/MIN；T171625NM由于圆盘相似于齿轮，所以当圆盘转动模具开合时，对类齿轮结构造成的力有径向力RF和轴向力AF，类齿轮自身有圆周力TF。现设安全角度为20。圆周力FT2T1
30、/D227162500/108013264N（41）径向力NFTFR490210COS20TAN13264COSTAN（42）轴向力NFTFA233910TAN13264TAN（43）42转动轴的结构设计轴的计算通常是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定。（以下依据机械设计P378P383）421拟定轴上的装配方案本设计方案在221已分析选定，如图41所示17图41轴的装配方案示意图422轴的尺寸计算根据轴向定位要求，现计算轴的各段直径及长度如下1、为了满足半联轴器的轴向定位要求，轴段右端需制出一轴肩，且轴径最好与电机轴径保持一致取D7
31、8MM，故取段的直径D90MM；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取D80MM。半联轴器与轴配合的毂孔长度L80MM，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故段的长度应比L略短一些，现取L78MM。2、根据深沟球轴承的宽度得到L54MM3、根据步进电机与转动圆盘之间的安全关系，取LIIIIV165MM。3、圆盘的左端采取轴肩定位，轴肩高度H007D，故取H20MM，则轴环处的直径DIVV120MM，轴环宽度B14H，取LIVV28MM。4、由左圆盘的宽度为为50MM，因此取LVVI50MM，因圆盘中心孔径为90MM，故取DVVI90MM。5、由于轴的VIVII部分不是其受力集中区域，
32、因此，其直径可以相对小一点，取为DVIVII80MM。因两圆盘之间的距离为520MM，所以取LVIVII520MM。6、轴的VIIVIII部分由圆盘、轴承套筒以及深沟球轴承等组成，因圆盘的宽度为50MM，套筒和深沟球轴承的宽度为109MM，轴承端盖以及轴承的余量为30MM。因此LVIIVIII189MM，因圆盘的中心孔为90MM，取DVIVII90MM。至此，已初步确定了轴的各段直径与长度。423轴上零件的轴向定位圆盘、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按DIVV由机械设计书中表61查得平键截面BH25MM14MM，键槽用键槽铣刀加工，长为45MM，同时为了保证类齿轮与轴配合有良好的对中性
33、，故选择类齿轮轮毂与轴的配合为H7/N6；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为22MM14MM50MM，半联轴器与轴的配合为H7/K6。18424轴上圆角及倒角尺寸参考机械设计中表152，取轴端面倒角尺寸为25X45，各轴肩处圆角半径为R25。43轴的力学计算轴的计算通常是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定。431轴上载荷首先根据轴的结构图，做出轴的计算简图。确定轴承的支点位置时，作为简支梁的轴的支承跨距2L203MM。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。如图42所示19图42弯矩和扭矩示意图从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出
34、截面C是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的HM、VM及M的值列于表41表41截面C相关计算载荷水平面H垂直面V20支反力FFNH17428N,FNH25836NFNV13841N,FNV21061N弯矩MMH7162560NMV11613220N,MV2350130N总弯矩M17341985N,M27171113N扭矩TT17162500NMM432校核轴的强度按照弯矩合成应力校核轴的强度，进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据式（155）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取A06，轴的计算应力为MPAWT73108010716
35、25006073419852222121CAM（44）前已选定轴的材料为40CRNI，调质处理，由表151查得A751MP。因此CA1，故安全。433精确校核轴的疲劳强度A、判断危险端面截面A，II，III，B只受扭矩作用，虽然键槽、螺纹及过渡配合所引起的应力集中均将消弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A，II，III，B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面IV和V处过盈配合处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面IV的应力集中的影响和截面V的相近，但截面IV不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面C上虽
36、然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴直径最大，故截面C也不必校核。由第三章附录可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面IV左右两侧即可。21B、截面IV左侧相关计算按表154中的公式得抗弯截面系数33372900901010WMMD（45）抗扭截面系数333145800902020MMDWT46弯矩M及弯曲应力为MMN19229014203104207341985M47MPAWMB382672900192290148扭矩1T及扭转切应力为MMNT71625001MPAWTTT13491458007162500149轴的材料为45钢，
37、调质处理。由表151查得640BMPA，1275MPA，1155MPA。过盈配合处的K，由附表38用插值法求出，并取08KK（410）于是得K316K08316253轴按磨削加工，由附图34得表面质量系数为22092故得综合系数为1113161325092KK4111112531262092KK412所以轴在截面IV左侧的安全系数为2030103826253275KS1吗4133622134905021349622155S1MAK414518913622033622032222SSSSSSCA415故可知其安全。C、截面IV右侧计算按表154中的公式计算得抗弯截面系数3337290090101
38、0WMMD416抗扭截面系数333145800902020MMDWT41723弯矩M及弯曲应力为MMN19229014203104207341985MMPAWMB3826729001922901（418）扭矩1T及扭转切应力为MMNT71625001MPAWTTT134914580071625001（419）截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数A及A，按附表32查的。因02809052RD,19090DD，经插值后可查得A20，A132又由附图31可得轴的材料的敏性系数为850Q，900Q故有效应力集中系数按式（附表34）为851102850111QK（420）2911321900111QK
39、（421）由附图32的尺寸系数067；由附图33的扭转尺寸系数082。轴按磨削加工，由附图34得表面质量系数为092轴未经表面强化处理，即1Q，则按式（312）及式（312A）得综合系数为241182111280067092KK58212901760581（422）1126111162082092KK6112901280921（423）又由31及32得碳钢的特性系数0102，取0100501，取005所以轴在截面IV右侧的安全系数为3650103826581275S1MK（424）17421349050213499211551MKS（425）5131743651743652222SSSSSSC
40、A（426）故该轴在截面V右侧的强度也是足够的。本设计因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，轴的设计计算即告结束。255结论及展望本设计是具有自动化生产功能的花式年糕加工机，其通过模具来加工，可实现生产出有花样的年糕。经过这次的设计，让我把在大学所学到的专业知识从理论运用到了实际操作中，通过实践，了解到自己在专业知识上有哪些不足，并且进一步的巩固了我的专业知识。同时也让我对自己也有了更深一点的了解，让我看到了在某些方面的不足，使我自己以后能更好的完善自我。在设计的过程中，也接触了不少其他新知识，新内容，例如步进电机等，让自己学到了不少的东西。总之，这个设计对我来说
41、意义深远，是我大学四年所学知识的一个总结虽然现阶段年糕生产半自动半手工的还比较多，且年糕的样式也比较单一。但相信随着类似于本设计的系统设计不断开发深入，在不久的将来我们可以在我们的餐桌上看到多种多样像是有花生、腰果等形状的花式年糕。随着人们生活水平的提高，花式年糕加工机将能够满足人们的需求，它不仅可以使我们享受传统美味的同时，还能给于我们美的享受，同时降低生产成本、简化了生产周期，提高生产效率，因此未来将能越来越得到年糕生产广泛关注。26参考文献1濮良贵，纪名刚机械设计M北京高等教育出版社，2006，3604022谭建荣，张树有，陆国栋，施岳定图学基础教程M北京高等教育出版社，2004，321
42、3423冯骥才符号中国文化遗产卷非物质（上册）20084一体化年糕生产包装机控制系统设计沈萌红，王贤成，黄方平5高长银，马龙梅，涂志涛PRO/ENGINEER野火40中文版模具设计技法与典型实例6金属加工热加工热处理/锻压/铸造2008年第3期7李淑梅，程树群生活顾问8李烈柳农产品加工机械使用与维修金盾出版社,200769社团法人家庭电气文化会（日）家用电器普及知识机械工业出版社,1989年12月第1版10潘宪曾，刘兴富压铸工艺及压铸模具设计要点一J压铸20075，5648648711潘宪曾，刘兴富压铸工艺及压铸模具设计要点二J压铸20076，5659960412潘宪曾，刘兴富压铸工艺及压铸模
43、具设计要点三J压铸20077,5669870313潘宪曾，刘兴富压铸工艺及压铸模具设计要点四J压铸20078,5681982414潘宪曾，刘兴富压铸工艺及压铸模具设计要点五J压铸20079,5694294515张卫民压铸模具设计步骤J凿岩机械气动工具，2008216HHKIM,SMLEE,ANDCGKANGREDUCTIONINLIQUIDSEGREGATIONANDMICROSTRUCTUREIMPROVEMENTINASEMISOLIDDIECASTINGPROCESSBYVARYING27INJECTIONVELOCITY20081217齐晓杰塑料成型工艺与模具设计北京机械工业出版社，200518许光亚,王建兰宁波日报20021219KATHERINEPRINCEMAKINGTHEMOSTOFYOURMOULDJREINFORCEDPLASTICS20025,46343620朱希祥，李小玲，李晓华留学生汉语写作华东师范大学出版社,200904
