发布时间 : 星期四 文章豆浆机产品设计及proe环境下的参数化设计学士学位论文更新完毕开始阅读
根据刀片安装方式和装配要求，设计出刀轴的结构如下图所示。
图3.12 刀轴结构
刀轴轴径可按下式进行确定：
式中：TN——电机转矩，N?mm;
TA——轴材料经验常数.
根据GB9684-88《不锈钢食具容器卫生标准》的要求，选择电机轴的材料为SUS304，即0Cr19Ni9。参照TA的选取参照表，选择该材料的经验常数TA=400。 将TN=70N?mm，TA=400代入上式，则轴径
=8×
=4.47mm
考虑到轴端的扁平结构，将轴径放大12%以确保轴的强度，则轴的最小直径可取d=（1+12%）×4.47=5mm，d1取d1=6.36mm。
3.2.5.2 刀轴强度校核
根据以上设计，对刀轴进行强度校核。由于该轴仅受较小的弯矩，所以只按扭转强度进行校核。 轴的扭转强度条件为
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式中：——扭转切应力，MPa；
T——轴所受的扭矩，N?mm；
——轴的抗扭截面系数，mm3； ——许用扭转切应力，MPa；
轴端危险截面处轴的截面如下图所示，
图3.13 危险截面处截面
则该截面的抗扭截面系数由下式计算
根据上图可知d=5，b=4，t=1，则
=
则
故刀轴满足强度要求。
3.2.5.3 刀轴刚度校核
由于刀轴的弯曲变形很小，此处仅按扭转刚度进行轴的刚度校核。 轴的扭转刚度条件为
≤[?]
式中：T——轴所受的扭矩，N·mm；
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G——轴材料剪切弹性模量，MPa，对于钢材，G=8.1×104MPa；
Ip——轴截面极惯性矩，mm4，=πd4/32。
取d=6.36，则
=π×
则
=
故刀轴满足刚度要求。
3.2.6 粉碎系统临界转数校核
豆浆机在运转中轴会由于偏心荷重引起振动, 振动频率如与搅拌机的回转数一致, 则会引起共振, 导致整机震动过大甚至设备破损。因此, 在设计时应避免这一现象的发生。固有振动频率通常与刀轴的轴径、长度、刀片重量和安装位置有关，刀轴的临界转数可按下式进行计算：
=0.03(°)/m＜[φ]=0.5-1(°)/m =1636.17mm4
式中： E——轴的弹性系数，MPa；
——空心轴内径外径比；
——粉碎器悬臂长，mm
——粉碎刀片直径，mm；
a——支承间距，mm；
——S点所有相当质量的总和，Kg。
对刀轴进行分析，该轴为悬臂轴，简化其模型如下图所示
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图3.14 悬臂刀轴简化模型
其中，可按下式计算：
对于悬臂轴，
其中，
因为叶片旋转角α=2°，故
=90°-α=90°-2°=88°，则cos
=0.03≈0，则
，
取
则
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