豆浆机产品设计及ProE环境下的参数化设计本科毕业论文

向下。 四叶平刃刀 四叶锯齿刀 四叶 四叶有后角刀 目前基本用在有网豆浆机，其刀开锋口在向机头方向使液体的流向，向上形成向上吸入。四叶刀不在同一平面分别有两叶向上，另外两叶向下。 九阳四叶小刀，其直径在φ40mm刀锋是向上的它是用在有网和无网的。但是它是有后角的，有网无网刀锋均是向上，无网它在机头上有一个向下的弧面，用于向下压液面使之不飞溅液体。 分析以上刀片及其结构，参照美的豆浆机公司现有产品所使用的刀片，本设计选用美的专利刀片双叶倒锯齿刀。其为双叶刀片，刀锋口向下，主要用于无网干豆豆浆机，使液体的流向向下形成向下向外再向上吸入中间。其刃口设有锯齿结构，刃口展开切削加长，粉碎效果较其他刀片好。

B．刀片结构参数确定 刀片具体结构如下图所示：

图3.3 刀片结构图

其中，D为刀片直径，d为轮毂直径，R为弧度曲率半径，δ为刀片厚度，β为刀片安装角，γ为刀齿切向倾角，θ为刀齿轴向倾角（刀片前角）， L为刀齿面长度。

a．刀片运动过程中力学效应的分析

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由于刀片具有倾角结构，因此在高速转动时，刀片产生切向力的同时还会产生轴向力，如图3.4。对豆料在流场中的受力情况进行分析，以Fq 表示豆料所受到的切向力，以Fz 表示豆料所受到的轴向力，以Fd 表示豆料所受到的打击力，如图3.5所示。

图3.4 刀片受力示意图

图3.5 豆料受力分析

豆料的打击力按下式进行计算

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式中：P——粉碎功率，W； z——刀片叶片个数； N——刀片转速，r/min; R——刀片半径，m；

ξ——刀片结构参数函数，ξ=f（d、δ、θ、n 、L 、β、γ）。 则轴向力为 切向力为

b．刀片运动过程中流场效应分析

刀片各结构参数对粉碎过程中所形成的流场有很大的影响，在额定电压下，安装上刀片，让刀片在清水中旋转运动，用照相机拍照，然后测量刀片在清水中形成的涡流截面参数。提取出刀片运动过程形成涡流截面的参数如下图所示。

图3.6 流场涡流截面图

图中，D 表示所示涡流横截面的直径，h 1 表示液面凹陷的深度，h 3 表示整

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个涡流的高度，h 4 表示涡流底部距容器底部的距离。

c．刀片结构对流场和受力的影响

为了确定刀片各结构参数对流场及物料受力情况的影响，选取一组不同结构参数的刀片进行上述实验，测量并计算出各刀片对流场和受力的影响。

表3.5 不同刀片结构参数

序号 1 2 3 4 5 直径/mm 75 70 75 75 75 厚度/mm 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 刀具倾角/(°) -β 10 10 10 10 16 β 0 0 10 0 0 刀齿倾角/(°) θ 18 18 18 30 18 γ 18 18 18 18 18 表3.6 不同刀片结构参数影响

物料受力分析 序号 1 2 3 4 5

D/mm 60 55 63 65 59 h1/mm h2/mm h3/mm 40 38 44 37 38 62 60 70 68 60 85 83 90 80 77 h4/mm 15 15 14 15 13 打击力Fd/N 3.53ξ 3.44ξ 3.45ξ 3.69ξ 3.48ξ 切向力Fq/N 3.48ξ 3.39ξ 3.45ξ 3.63ξ 3.36ξ 轴向力Fz/N 0.61ξ 0.60ξ 0 0.64ξ 0.96ξ 对以上实验数据进行分析，有如下结论：①刀片直径直接影响流场的涡流直径，刀片直径越大，窝里直径越大；②涡流高度取决于刀片安装角，当采用正负角时涡流高度较大，搅拌充分但搅拌页面较高，当采用一平一负角度时，液面较平稳，且负角越大涡流高度越小，液面越平稳；③刀片直径越大，豆料受到的打击力越大；④豆料打击力的大小与刀齿倾角有关，刀齿倾角越大，豆料所受的打击力越大；⑤刀片安装角影响刀片的轴向力，刀片安装角越大，轴向力越大，切向力越小。

d．根据以上分析结论，此外参照表3.7刀具结构参数和豆浆理化指标相关性分析，确定刀片各结构参数。

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