離心榨汁機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
論文題目：離心榨汁機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
系 部： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動化
班 級： XXXXXXX
學(xué)生姓名： XXXXXXX
學(xué) 號： XXXXXXXX
指導(dǎo)教師： XXXXXX
XXXX 年 XX 月 XX 日
河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘要
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)也發(fā)展到了一個(gè)新的水平，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水果榨汁機(jī)的改進(jìn)成為目前消費(fèi)者關(guān)心的熱點(diǎn)問題。
本文介紹了榨汁機(jī)的研究意義、榨汁機(jī)的研究現(xiàn)狀，分析了榨汁機(jī)的發(fā)展前景，詳細(xì)講述了離心式榨汁機(jī)的工作原理。這次和同組人員一起設(shè)計(jì)的離心式榨汁機(jī)能夠更獨(dú)特地更好的滿足消費(fèi)者的意愿，本著簡單、方便、實(shí)用為原則一切從消費(fèi)者的利益出發(fā)。而且，該榨汁機(jī)祛除了以前榨汁機(jī)出汁率低、果汁不清的弊端。單相串激式電動機(jī)充分體現(xiàn)了自動化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；忍攸c(diǎn)。
最后，我相信我們所設(shè)計(jì)的這臺集專業(yè)化、智能化、自動化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；踩癁橐惑w的榨汁機(jī)能夠早日走進(jìn)消費(fèi)者的家庭。
關(guān)鍵詞：離心式榨汁機(jī)、電動機(jī)選配、殼體設(shè)計(jì)、刀具設(shè)計(jì)
Abstract
In recent years,the rotary digging pile driver has obtained the fast development of our country"but compared with rotary digging pile driver in a foreign country for decades,the development history of domestic rotating drill in key components and core technology,there is still a gap compared with abroad,the development of rotary digging pile driver in China is still a long way to go.
This paper studied the power head as an important item of the rotary digging pile driver host,has been the key components of the host research "the performance is good or not directly affect drilling efficiency" the development of the driver in a foreign country has several ten years of history.the development of the power head has a superior performance! Unique technology and new design concept of"the development of the current domestic power head can meet the construction work of rotary digging pile driver basic reliability and function extension but still need further development.
It is difficult to retrieve the rotary digging pile driver power head system design and development of related literature,no literature at home and abroad and use for reference",therefore,this topic for power system analysis and research,as important item in the rotary digging pile driver development projects,hope will bring the rotary digging pile driver product development as a reference.
Keywords:rotary digging pile driver,power head,drive way,the driver,the speed reducer
2
目錄
摘要 1
緒論 1
第1章 榨汁機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.1榨汁機(jī)的定義 2
1.2選題的背景 2
1.3選題的依據(jù) 2
1.4榨汁機(jī)的發(fā)展前景 3
第2章 榨汁機(jī)的分類 5
2.1按結(jié)構(gòu)分類 5
2.1.1雙錐盤榨汁機(jī) 5
2.1.2帶式榨汁機(jī) 5
2.1.3壓板式榨汁機(jī) 5
2.2按功能分類 5
2.2.1單功能功能解析： 5
2.2.2攪拌機(jī)： 5
第3章 設(shè)計(jì)方案分析 7
3.1工作原理 7
3.2工作流程 7
3.3離心式榨汁機(jī)概念設(shè)計(jì)思路結(jié)果 7
3.4離心式榨汁機(jī)設(shè)計(jì)流程 7
3.4.1功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.4.2工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.4.3造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
3.4.4塑件尺寸、精度及表面粗糙度 10
3.5離心式榨汁機(jī)分塊設(shè)計(jì) 11
3.6總體設(shè)計(jì)要求 12
第4章 電機(jī)的確定 13
4.1電動機(jī)選擇的要求 13
4.2主要技術(shù)指標(biāo) 14
4.3電動機(jī)功率的確定 15
4.4 鍵的強(qiáng)度校核 16
4.5電動機(jī)軸的強(qiáng)度校核 17
4.6載荷受力分析 18
第5章 離心榨汁機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
5.1主要外型構(gòu)件設(shè)計(jì) 20
5.1.1機(jī)體上蓋 21
5.1.2離心外殼 22
5.1.3電機(jī)外殼 23
5.1.4機(jī)體底座 24
5.2產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
5.2.1刀具 25
5.2.2離心底座及離心底座連接器 25
5.2.3 加熱盤 25
第6章 Pro/E三維建模設(shè)計(jì) 27
6.1 Pro/E軟件特點(diǎn) 27
6.2 Pro/E建模過程 27
6.2.1產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì) 27
6.2.2零件的詳細(xì)設(shè)計(jì) 27
6.2.3零件設(shè)計(jì)分析 28
6.2.4零件裝配設(shè)計(jì) 28
6.2.5工程圖制作 28
6.3 Pro/E建模小技巧 28
6.3.1草繪特性 28
6.3.2拉伸特征 29
6.3.3陣列特征 29
6.3.4倒圓角 29
第7章 榨汁機(jī)的使用說明 30
7.1產(chǎn)品特點(diǎn) 30
7.2 使用說明 30
7.3安全注意事項(xiàng) 31
7.4清洗與保養(yǎng) 31
7.5清洗技巧 31
結(jié)論 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
36
河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
緒論
根據(jù)榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算，其中包括尺寸的計(jì)算及測量，根據(jù)各部件的形狀確定部件的擺位，以次進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出來的形狀力求使用，結(jié)構(gòu)簡單，外表美觀。同時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)候還要考慮加工制造的可能性。
由于沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以很多東西都要依靠手冊，包括數(shù)據(jù)的選取和工藝性的工藝確定。在設(shè)計(jì)過程中，為了更好的完成任務(wù)，我多次去圖書館查閱資料，上網(wǎng)了解和去實(shí)體店查看榨汁機(jī)的模型結(jié)構(gòu)。
感謝老師對我們的關(guān)懷和指導(dǎo)，我這次設(shè)計(jì)的完成得益于老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的交流。由于本人知識水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，所以在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和不足，請老師指正。
第1章 榨汁機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1榨汁機(jī)的定義
榨汁機(jī)是一種可以將果蔬快速榨成果汁的機(jī)器，小型可家用。它早在1930年由諾蔓.沃克博士（Dr.Norman Walker）發(fā)明，這位博士因發(fā)明世界上第一款榨汁機(jī)而聞名于世，被譽(yù)之活性果汁機(jī)之父。在此基礎(chǔ)上，后來由設(shè)計(jì)師們改進(jìn)出不同款式及不同原理的榨汁機(jī)。
1.2選題的背景
上世紀(jì)七八十年代，在這個(gè)物資匱乏的年代，每張桌上的菜肴是相似的，蘿卜白菜成了人們的主食，健康的標(biāo)準(zhǔn)“只要求不生病”。九十年代，隨著生活的富裕，中國菜已經(jīng)難以滿足人們的胃口。意大利比薩、日本料理、韓國燒烤、美國麥當(dāng)勞等紛紛進(jìn)軍中國，不良飲食習(xí)慣導(dǎo)致心血管疾病、腫瘤等疾病持續(xù)攀升。二十一世紀(jì)，人們開始呼應(yīng)健康主題，回歸自然的水果蔬菜重新被重視起來。
1.3選題的依據(jù)
食品加工工業(yè)是二上一世紀(jì)的主要工業(yè)之一，它的發(fā)展速度和水平是一個(gè)國家人們生活水平及改善程度的一個(gè)重要標(biāo)志，它直接關(guān)系到制造業(yè)和加工業(yè)產(chǎn)品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。食品如工業(yè)對人類發(fā)展和社會進(jìn)步出了其他工業(yè)不可替代的貢獻(xiàn)。
中國人歷來重視養(yǎng)生之道，隨著人們飲食消費(fèi)觀念水平的提高，鮮榨果計(jì)將取代碳酸飲料成為人們的主要飲品。果汁含有多根據(jù)榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算，其中包括尺寸的計(jì)算及測量，根據(jù)各部件的形狀確定部件的擺位，以次進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出來的形狀力求使用，結(jié)構(gòu)簡單，外表美觀。同時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)候還要考慮加工制造的可能性。
由于沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以很多東西都要依靠手冊，包括數(shù)據(jù)的選取和工藝性的工藝確定。在設(shè)計(jì)過程中，為了更好的完成任務(wù)，我多次去圖書館查閱資料，上網(wǎng)了解和去實(shí)體店查看榨汁機(jī)的模型結(jié)構(gòu)。
感謝老師對我們的關(guān)懷和指導(dǎo)，我這次設(shè)計(jì)的完成得益于老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的交流。由于本人知識水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，所以在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和不足，請老師指正。
榨汁機(jī)是一種可以將果蔬快速榨成果汁的機(jī)器，小型可家用。它早在1930年由諾蔓.沃克博士（Dr.Norman Walker）發(fā)明，這位博士因發(fā)明世界上第一款榨汁機(jī)而聞名于世，被譽(yù)之活性果汁機(jī)之父。在此基礎(chǔ)上，后來由設(shè)計(jì)師們改進(jìn)出不同款式及不同原理的榨汁機(jī)。
中國人歷來重視養(yǎng)生之道，隨著人們飲食消費(fèi)觀念水平的提高，鮮榨果計(jì)將取代碳酸飲料成為人們的主要飲品。果汁含有多種有機(jī)酸、芳香物質(zhì)和酶類，可刺激食欲，有助丁消化，因此，常常作為早餐前的開胃食品。果汁中特別富含側(cè)、鐵、硒、鉻等無機(jī)鹽和微量元素、維生藥c、胡蘿卜素以及多科抗氧化活性物質(zhì)。此外，喝果汁還有利膳食中鐵的吸收?，F(xiàn)代愛美人更注重生活品質(zhì)，煎炒烹炸雖然美味，但容易讓一些蔬菜水果失去其營養(yǎng)成分，因而榨汁機(jī)風(fēng)靡白領(lǐng)人樣。在炎炎的夏季門可以隨時(shí)榨果汁飲用，花錢不多，既經(jīng)濟(jì)又方便，的確是大眾家庭不錯(cuò)的選擇。
1.4榨汁機(jī)的發(fā)展前景
傳統(tǒng)榨汁機(jī)以更新?lián)Q代為主，新興榨汁機(jī)則以新購置為主，榨汁機(jī)等新興廚衛(wèi)器具逐步進(jìn)入居民家庭。從全國廚衛(wèi)器具市場來看，產(chǎn)品將向系列化、智能化、美觀化方向發(fā)展，功能趨向于能為人們的健康、快捷提供更多幫助。榨汁機(jī)等榨汁機(jī)受季節(jié)變化影響較小，而受收入水平、居住條件、消費(fèi)觀念、價(jià)格水平影響大。與彩電、冰箱不同，榨汁機(jī)消費(fèi)屬可有可無產(chǎn)品，居民購買彈性很大。
中國市場報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的中國榨汁機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研分析及市場前景預(yù)測報(bào)告（2018版）認(rèn)為，從榨汁機(jī)保有量對比發(fā)現(xiàn)，廣東、上海、北京等居民收入較高的地區(qū)，榨汁機(jī)保有量相對較高。榨汁機(jī)等榨汁機(jī)市場仍處于快速增長期，市場尚未飽和。我國榨汁機(jī)增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于已進(jìn)入成熟期的大家電，也反映了我國居民在這方面求高求新的消費(fèi)趨勢。榨汁機(jī)是生活品質(zhì)提高的標(biāo)志。隨著城市居民生活的改善以及人們生活環(huán)境、生活習(xí)慣的逐步變化，為居民生活帶來極大便利的榨汁機(jī)會越來越火爆，需求量將持續(xù)增長。
榨汁機(jī)的消費(fèi)群體主要有兩類：一類是有孩子或老人的家庭，孩子容易挑食而老人牙齒不好，自己榨果汁可以滿足他們攝入足夠的營養(yǎng)；另一類是追求時(shí)尚及生活品位的年輕人，榨汁機(jī)滿足了他們崇尚個(gè)性口味的需求。隨著生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者的心態(tài)由最基本的生活需要開始向營養(yǎng)健康的品味生活過渡，這為榨汁機(jī)更加普及提供了可能。而無論是榨汁機(jī)還是食品處理器，都處于市場的導(dǎo)入期，對于大多數(shù)消費(fèi)者而言還是奢侈品，企業(yè)如何引導(dǎo)消費(fèi)者的消費(fèi)觀念至關(guān)重要。
中國榨汁機(jī)市場仍處于導(dǎo)入期，一方面因?yàn)檎ブ瓩C(jī)進(jìn)入中國市場較晚，而更主要的原因是國內(nèi)消費(fèi)水平還較低，消費(fèi)者還沒有形成飲用鮮榨果汁的消費(fèi)習(xí)慣。榨汁機(jī)作為新型榨汁機(jī)產(chǎn)品，普及率還不高。傳統(tǒng)型榨汁機(jī)雖已普及，但新型榨汁機(jī)仍未被消費(fèi)者普遍接受，仍是一種生活品味和生活時(shí)尚的代表。對于新型榨汁機(jī)來說，應(yīng)該具有較大的發(fā)展空間。很多榨汁機(jī)廠家都推出了自有品牌產(chǎn)品。一些還沒有進(jìn)入的品牌也對此產(chǎn)品非常感興趣。雖然榨汁機(jī)產(chǎn)品零部件不多，但卻涉及到刀頭、電機(jī)、密封等多項(xiàng)技術(shù)問題，并不是一個(gè)容易做好的榨汁機(jī)產(chǎn)品，還是有一定的技術(shù)含量在其中。隨著消費(fèi)者觀念不斷的改變，榨汁機(jī)將會成為人們每一家庭中 必用的飲品食具，所以此類產(chǎn)品將隱藏著巨大的市場份額和發(fā)展前景。今后幾年仍將是我國榨汁機(jī)發(fā)展的黃金期，每年將以30%以上的增幅上升，榨汁機(jī)走進(jìn)家庭必將成為一種新的生活潮流。
第2章 榨汁機(jī)的分類
2.1按結(jié)構(gòu)分類
2.1.1雙錐盤榨汁機(jī)
雙錐盤榨汁機(jī)的榨汁機(jī)理是利用兩個(gè)母線重合的傘狀錐體的嚙合滾動，使進(jìn)入嚙合區(qū)域的果糊受壓，果汁通過傘狀錐體表面的濾孔排出。但雙錐盤榨計(jì)機(jī)壓榨時(shí)作用時(shí)間短，對漿狀物料的夾持性能差，排汁面積相對較小，排汁孔大，因此不適用十家庭水果榨汁。
2.1.2帶式榨汁機(jī)
帶式榨汁機(jī)的工作原理是利用兩張緊的環(huán)狀網(wǎng)帶夾持果糊后繞過多級直徑不等的榨輥，使得繞于榨輥上的外層網(wǎng)帶對夾于兩帶間的果糊產(chǎn)生壓榨力，從而使果汁穿過網(wǎng)帶排出。帶式榨汁機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作連續(xù)、生產(chǎn)率高、通用性好、造價(jià)適中等特點(diǎn)，但帶式榨汁機(jī)的主要缺點(diǎn)是榨汁機(jī)作業(yè)開放進(jìn)行，果汁易氧化褐變，衛(wèi)生條件差，排汁不暢，網(wǎng)帶空隙宜堵。
2.1.3壓板式榨汁機(jī)
壓板式榨汁機(jī)配置一個(gè)工作時(shí)旋轉(zhuǎn)的圓柱形機(jī)筒，機(jī)筒的柱面上開有長縫用于汁液透過，機(jī)筒軸心處裝有一雙向絲杠，絲杠上的轉(zhuǎn)動帶動機(jī)筒兩端的圓形壓板相向移動。壓榨時(shí)物料用泵充入機(jī)筒內(nèi)，壓板由兩端向中間移動擠壓桶內(nèi)的物料，汁液通過機(jī)壁上的長縫排出，壓榨結(jié)束渣從機(jī)筒中部的開口排出。但壓板式榨汁機(jī)的壓榨力較小，汁液的透過面積較小。
2.2按功能分類
2.2.1單功能功能解析：（又稱果汁機(jī)）做純果汁。啟動機(jī)器以后，電機(jī)帶動刀網(wǎng)高速旋轉(zhuǎn)。把水果蔬菜從加料口推向刀網(wǎng)，刀網(wǎng)的尖刺將果蔬削碎，在刀網(wǎng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生榨汁機(jī)的離心力的作用下，果渣飛出刀網(wǎng)進(jìn)入渣盒，而果汁穿出刀網(wǎng)流入果汁杯。
2.2.2攪拌機(jī)：用電動機(jī)帶動刀片高速旋轉(zhuǎn)以達(dá)到攪拌，粉碎，切割食物目的的機(jī)器統(tǒng)稱為食物攪拌機(jī)。
（1）打豆?jié){ 把適量干豆用清水浸泡一小時(shí)后，倒入裝好濾網(wǎng)的豆?jié){杯中，加水至豆?jié){的最大水量刻度線一下的合適位置，啟動機(jī)器，開始粉碎。清水迅速變白色混濁，并濃度越來越高。
（2）研磨 家里經(jīng)常會有需要研磨的時(shí)候，如常用的調(diào)料花椒面、辣椒面等，也有某些菜品的輔料，如做粉蒸肉需要的米粉，做朝鮮打糕或四川糍粑所需的黃豆面，都需要用到攪拌機(jī)的研磨功能?？梢哉f，研磨功能為在家里制作更專業(yè)的美食提供了可能。
（3）絞肉 攪拌機(jī)的絞肉功能一般適合絞少量碎肉，用于做丸子、餃子餡等食品。
（4）水果攪拌 是消費(fèi)者關(guān)注的一個(gè)攪拌機(jī)的重要功能，也是消費(fèi)者容易混淆的一個(gè)功能。許多攪拌機(jī)都打出了榨汁機(jī)的招牌，再次，本人要提醒讀者，攪拌機(jī)都是無法做出純果汁的。攪拌機(jī)對水果的處理主要有兩種方式：第一種是使用豆?jié){杯，把水果放入豆?jié){杯網(wǎng)罩里，加入水、牛奶或其它飲料作為溶液，啟動攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。這種方式可以把水果的果汁溶入到溶液里，得到混合果汁，并且可以用豆?jié){杯網(wǎng)罩分離大部分果渣；第二種是直接把水果放入豆?jié){杯，不使用網(wǎng)罩，加入水、牛奶或其它飲料作為溶液，啟動攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。這種方式可以把果汁、果渣和溶液一起混合，得到一杯混合水果飲品。
第3章 設(shè)計(jì)方案分析
3.1工作原理
離心榨汁機(jī)可對果糊產(chǎn)生很高的離心力，可更好地完成水果和蔬菜的榨汁作業(yè)。離心榨汁機(jī)的工作原理是利用刀網(wǎng)每分鐘幾千轉(zhuǎn)的高速轉(zhuǎn)動把水果粉碎，強(qiáng)大的離心力使果汁噴流入果汁杯，而果渣則甩進(jìn)收渣桶。不同品牌型號的高速離心式榨汁機(jī)也有材質(zhì)、功率、進(jìn)料口大小的區(qū)別，挑選時(shí)要注意選擇功率大、進(jìn)料口大的。水果不用切得很小，榨汁速度快，榨一個(gè)蘋果或者胡蘿卜只需幾秒鐘，榨出的果汁清亮。
3.2工作流程
原料→選果→清洗→榨汁→破碎→離心→過濾→果汁和果渣。
3.3離心式榨汁機(jī)概念設(shè)計(jì)思路結(jié)果
本設(shè)計(jì)的任務(wù)是要設(shè)計(jì)一臺多功能加工的果蔬榨汁機(jī)。設(shè)計(jì)考慮因素有:
1)所設(shè)計(jì)的果汁機(jī)主要針對于常食用的果蔬,如橙子、檸檬、胡蘿卜等,同時(shí)能制作豆?jié){等,加工效率要高,避免給消費(fèi)者帶來浪費(fèi);
2)由于榨汁機(jī)使用對象是家庭用戶的不同成員,因此產(chǎn)品要求操作方便、安全可靠,尤其是防水性,避免果汁流入機(jī)器類而造成用戶觸電事故;
3)因?yàn)樵诩彝キh(huán)境下使用,要求噪聲低,振動小,以免引起顧客不滿;
4)產(chǎn)品會經(jīng)常使用,因此要清洗方便,同時(shí)當(dāng)產(chǎn)品閑置時(shí),要有較好的防塵功能;
5)產(chǎn)品應(yīng)美觀大方,滿足家用電器3～5年的使用壽命根據(jù)以上的設(shè)計(jì)考慮因素,初步可確定所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為半自動加工方式,使用者首先需要對果蔬進(jìn)行清洗和分塊,再通過手工方法將果蔬放入進(jìn)榨汁箱體,由旋轉(zhuǎn)的刀具粉碎果蔬并將汁液從果蔬中擠壓出來,從而達(dá)到榨汁的目的。被刀具粉碎的果蔬汁及果肉通過離心旋轉(zhuǎn)盤和二次過濾網(wǎng)分開,果蔬汁流入果汁收集裝置,而果肉則進(jìn)入果渣收集裝置。
3.4離心式榨汁機(jī)設(shè)計(jì)流程
首先根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書確定榨汁機(jī)的總體構(gòu)成和主要參數(shù)，然后通過市場分析原則。在現(xiàn)有的榨汁機(jī)中檢索出與當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)作為此次的設(shè)計(jì)參考點(diǎn);然后再通過變型設(shè)計(jì)完成對離心式榨汁機(jī)的總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)構(gòu)思;接下來對設(shè)計(jì)零件進(jìn)行相應(yīng)分析,對滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)化補(bǔ)充,最后對擬定的設(shè)計(jì)進(jìn)行維護(hù)與擴(kuò)充。設(shè)計(jì)過程包括以下幾個(gè)步驟:首先確定離心式榨汁機(jī)的基本創(chuàng)新點(diǎn),然后確定離心式榨汁機(jī)的工作方式以及總體結(jié)構(gòu)和參數(shù),最后進(jìn)行零部件的細(xì)化設(shè)計(jì)。
確定榨汁機(jī)總體結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)
圖3-2 離心式榨汁機(jī)設(shè)計(jì)流程圖
完 成
是
分析結(jié)果
是否滿意
否
整機(jī)組裝
各零件設(shè)計(jì)分析
榨汁結(jié)構(gòu)
果汁過濾
其 它
控制系統(tǒng)
加熱系統(tǒng)
產(chǎn)品總體規(guī)則
以市場需求分析原則、關(guān)聯(lián)分析法尋求創(chuàng)意點(diǎn)
產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書
開 始
3.4.1功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
塑件設(shè)計(jì)的核心問題，是要保證其使用功能要求。在充分分析塑件使用功能的基礎(chǔ)上確定塑件的整體結(jié)構(gòu)、各組成部分幾何形狀、尺寸、材質(zhì)和外觀要求及強(qiáng)度等。塑件的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在滿足其功能要求的前提下，力求簡單、明快、可靠。因?yàn)楹唵蔚乃芗Y(jié)構(gòu)容易滿足其功能要求，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、適用、安全的目的。
在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解它是單獨(dú)使用，還是與其他零件組合起來使用，在使用過程中它的主要功能和輔助功能是什么。如果它是與其他零件組合起來使用，那么它的哪些部分、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸受其他零件制約、不可變動，哪些部分可通過直觀判斷、試驗(yàn)后加以修正。
塑件各部分的強(qiáng)度可以通過選材，合理地分配材料，必要的強(qiáng)度和剛度計(jì)算，模擬或?qū)嵱脤?shí)驗(yàn)等方法予以確認(rèn)。根據(jù)使用要求不同，在設(shè)計(jì)某些塑件時(shí)還要計(jì)算容積、重量、伸長，決定某些幾何參數(shù)，有的塑件要采用金屬金屬鑲件。
為了保證更好地發(fā)揮塑件的功能作用，要考慮到其上要安裝與運(yùn)轉(zhuǎn)操作、情報(bào)傳達(dá)、安全警報(bào)、娛樂快適應(yīng)等有關(guān)的各種零件，因此在設(shè)計(jì)面板零件時(shí)要考慮操作者的視認(rèn)性、操作性和安全性等。
3.4.2工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
再塑件功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)加工制造的可能性和簡捷性，必須進(jìn)行工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因此，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，要選擇合適的材料，以保證在使用過程中可靠性及加工過程中的可行性，用以確定成型方法及成型工藝對塑件提出的的工藝結(jié)構(gòu)要求。
塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下:塑件內(nèi)外側(cè)壁應(yīng)有恰當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍龋瑑?nèi)外表面結(jié)合處，即角隅處，加強(qiáng)筋端部和根部等以及所有的能允許設(shè)計(jì)圓角的地方均應(yīng)該設(shè)計(jì)成圓角。塑件壁厚要均勻，加強(qiáng)筋、凸臺、支撐面、邊緣、底部形狀的設(shè)計(jì)要保證其強(qiáng)度，利于其成型和脫模。金屬鑲件要滿足塑件使用功能要求，與塑件連接牢固要求，成型時(shí)便與在模具種裝固，成型后容易從模具中脫出。此外，處于塑件外形輪廓最大部分的分型線痕跡，不影響其工作特性及表觀質(zhì)量。
因此在塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解其在使用中的機(jī)能特點(diǎn)，成型工藝過程及特點(diǎn)。只有正確的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保證塑件順利成型、脫模，確定塑件質(zhì)量。避免塑件在成型中出現(xiàn)裂紋、凹陷、氣孔、銀紋、疏松、污斑等一系列成型缺陷，增強(qiáng)塑件的使用中可靠性及持久性。
3.4.3造型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
工業(yè)制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一門技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的多元交叉科學(xué)。
塑件制品種類繁多，有像光盤、磁帶、薄膜、人造革、電影膠片、編織袋、地毯、地板等一類平面狀制品；有像餐具、玩具、家用電器、儀表等立體裝制品，還有塑料花、仿大理石、防玉石制品、仿生制品等藝術(shù)品。對于這些制品，都要通過外部造型設(shè)計(jì)加以裝飾美化。因?yàn)槿藗兺ǔ６际窃跐M足功能要求下，總是喜歡購置外形美觀的制品。
塑件造型設(shè)計(jì)指按照美得法則，如對比調(diào)合、概括與簡單、對稱與平衡、安定與輕巧、尺寸與比例、主從、比擬、聯(lián)想等對塑件外觀形狀、圖案、色彩及相互的結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過視覺給人以美的感覺。
對于單獨(dú)使用的塑件或殼體制品、一定要認(rèn)真的進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，以滿足其使用機(jī)能要求，是現(xiàn)代制品設(shè)計(jì)的根本目的，滿足人的心理需要是制品實(shí)用功能設(shè)計(jì)的根本依據(jù)?！皩?shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”是制品造型師設(shè)計(jì)的基本原則。在造型設(shè)計(jì)中還要體現(xiàn)環(huán)境、時(shí)代的要求，正確地使用水平線、垂直線、弧線等所形成的幾何構(gòu)型、比例尺度、起伏、棱角、機(jī)理、色彩等，使人們在使用塑件時(shí)有一種美的享受，同時(shí)又能保證使用者在使用它時(shí)感到方便、安全、可靠、舒適。
3.4.4塑件尺寸、精度及表面粗糙度
1）尺寸 塑件尺寸的大小取決于塑件的流動性。流動性差，塑件不可過大，以免不能充滿型腔或形成熔接痕，影響塑件外觀和強(qiáng)度，此外成型設(shè)備，模具尺寸及脫模距離等也會影響塑件的大小。
2）精度 影響塑件精度的因素很多，除與模具制造精度和模具磨損有關(guān)外，還與塑件收縮率的波動、成型時(shí)工藝條件有關(guān)，所以塑件的尺寸精度一般不高。
3）壁厚 塑件的壁厚主要取決于塑件的使用要求，但壁厚的大小對塑件的成型影響很大。壁厚過小，成型時(shí)流動阻力大，難以充型；壁厚過大則浪費(fèi)材料，還易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷，因此必須合理選擇塑件壁厚。同一塑件壁厚應(yīng)盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不均而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，影響塑件的使用。
4）孔的設(shè)計(jì) a.通孔：通孔設(shè)計(jì)時(shí)深度不能太大，壓縮成型時(shí)應(yīng)注意，通孔深度不超過孔徑的3.75倍。b.盲孔：盲孔只能用一端固定的型芯來成型，因此其深度淺于通孔。注射成型或壓鑄成型時(shí)，孔深不超過孔的4倍。壓縮成型時(shí)，平行于壓制方向的孔深一般不超過直徑的2.5倍，垂直于壓制方向的孔深不超過直徑的2倍。直徑小于1.5mm的孔或深度太大（大于以上值）的孔最好采用成型后機(jī)械加工的方法獲得。c.異形孔：當(dāng)塑件為異形孔（斜孔或復(fù)雜形孔）時(shí)，常常采用拼合的方法成型，這樣可以避免側(cè)向抽芯。
3.5離心式榨汁機(jī)分塊設(shè)計(jì)
對離心式榨汁機(jī)進(jìn)行分塊組合設(shè)計(jì),不僅能夠滿足用戶的個(gè)性化需要,同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)。在對離心式榨汁機(jī)進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該根據(jù)獨(dú)立性原則和通用性原則來劃分。在設(shè)計(jì)過程中,追求由簡單零部件的組合以實(shí)現(xiàn)更多功能,從而滿足不同消費(fèi)者。根據(jù)現(xiàn)在市場上的榨汁機(jī)特點(diǎn),綜合使用者需求,將離心式榨汁機(jī)進(jìn)行以下設(shè)計(jì)：
刀 具
六角扭曲刀片
榨汁系統(tǒng)
細(xì)齒刀片
過濾系統(tǒng)
離心旋轉(zhuǎn)盤
初次過濾
二次濾網(wǎng)盤
二次過濾
電飯煲式
加熱系統(tǒng)
電源指示燈
指示燈
控制系統(tǒng)
加熱指示燈
總 開 關(guān)
開關(guān)、按鈕
榨汁控制
圖3-2 離心榨汁機(jī)方案圖
3.6總體設(shè)計(jì)要求
1）電機(jī)的選擇
2）榨汁部件的設(shè)計(jì)
3）榨汁機(jī)殼體的設(shè)計(jì)
第4章 電機(jī)的確定
4.1電動機(jī)選擇的要求
合理的選擇電動機(jī)是正確使用的先決條件。在這里，需要明確的是，榨汁機(jī)并非轉(zhuǎn)速越高越好，而是有一個(gè)合適數(shù)值，轉(zhuǎn)速太高會導(dǎo)致溫度過高，使果汁營養(yǎng)和活性降低。選擇合理的電動機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)更好的榨汁效果,一臺適當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)使用恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速能使果蔬汁更加美味可口。同時(shí),合理的電動機(jī)能更加安全可靠,經(jīng)濟(jì)適用。電動機(jī)的選擇主要內(nèi)容包括:電動機(jī)的種類、結(jié)構(gòu)形式、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速和額定功率,其中額定功率的選擇最為重要。因此在這里簡單介紹一下電動機(jī)選擇的一般原則:
1) 選擇在結(jié)構(gòu)上與所處環(huán)境條件相適應(yīng)的電動機(jī),例如根據(jù)使用環(huán)境條件選用相適應(yīng)的防護(hù)方式的電動機(jī)。
2) 選擇的電動機(jī)應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械所提出的各種機(jī)械特性要求。如轉(zhuǎn)速要求、速度穩(wěn)定性、速度調(diào)節(jié)及啟動、制動時(shí)間等。
3) 選擇的電動的功率應(yīng)被充分利用,通過計(jì)算確定出合適的電動機(jī)功率,防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。
4) 所選用的電動機(jī)應(yīng)安全可靠并且全球維護(hù)。
5) 互換性能要好,一般情況下優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)。
6) 綜合考慮電動機(jī)的極數(shù)、電壓等級,使電動機(jī)在高效率、低損耗狀態(tài)下可靠運(yùn)行。
對于一般家用食物加工用具,如拌碎器、碎肉機(jī)、果蔬榨汁機(jī)、打蛋機(jī)等,要求高起動轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速、體積小、結(jié)構(gòu)簡單的電動機(jī),因此最適宜選用串激式電動機(jī)。此類電動機(jī)具有以下特點(diǎn):
1) 轉(zhuǎn)速較高。其額定轉(zhuǎn)速一般超過10000r/min,短時(shí)定額或周期工作定額;
2) 無外殼。電動機(jī)利用器具的外殼進(jìn)行防護(hù),電動機(jī)的防護(hù)型式為端蓋簡化成支架形式,通常用鑄鋁做成,依靠支架上的螺孔安裝。
3) 電動機(jī)的功率一般在30～250W 之間。其輸出功率為90W以下時(shí),通常為自冷;當(dāng)輸出功率在90W以上則采用軸流式風(fēng)扇冷卻。
4) 為了減小噪音以及降低成本,常采用含油軸承。電動機(jī)的軸伸需與主機(jī)的驅(qū)動部件相配,一般采用斜齒輪軸伸。
表4-1 串激式電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)
型號
電壓
（V）
頻率
(Hz)
空載
負(fù)載
測試
電壓
（V）
電流（A）
轉(zhuǎn)速
(r/min)
轉(zhuǎn)速
(r/min)
電流（A）
輸出功率
（W）
效率
（%）
HCB54/20
HCB5/20A
HC76-40
220
120
220
50
60
50
220
120
220
0.33
0.65
0.72
23000
23000
19000
15000
15000
10000
0.60
1.1
2.5
55
55
250
45
45
48
HL-2A
HL-3A
HL-3B
HL-4
240
220
220
220
50
50
50
50
110
110
110
110
0.15
0.3
0.18
0.25
10000
19000
14000
21000
10500
12000
10500
12800
0.35
0.95
0.45
0.85
單相串激式電動機(jī)主要使用在要求轉(zhuǎn)速高（4000～25000r/min）、啟動轉(zhuǎn)矩大、且體積小的場合。典型的用途是作為電動工具、拌碎器、吸塵器風(fēng)機(jī)、家用縫紉機(jī)、醫(yī)用離心機(jī)等工業(yè)機(jī)械及日用電器的動力。在結(jié)構(gòu)上，單相串激電動機(jī)一般由端蓋、機(jī)殼、定子鐵心、定子繞組、換向器、電刷裝置、電樞、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸等主要零部件組成。通常定子鐵心做成凸極形式，多為兩級。定子繞組為集中繞組。單相串激式電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與直流電動機(jī)的十分相似，主要的差別在于單相串激式電動機(jī)的定子鐵心必須由硅鋼片疊壓而成，而直流電動機(jī)的磁場既可以疊壓而成，也可以做成整體結(jié)構(gòu)。由于交流繞組存在電抗，在功率、電壓及定、轉(zhuǎn)子鐵芯相同的條件下，單相串激式電動機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)比直流電動機(jī)的要少。
4.2主要技術(shù)指標(biāo)
單相串激式電動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)包括：額定電壓(V)、額定功率(W)、額定轉(zhuǎn)速(r/min)、額定頻率(Hz)、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(倍）、堵轉(zhuǎn)電流（倍）、額定電流（A）、效率（%）、功率因數(shù)等。單相串激式電動機(jī)的主要性能如表
表4-2 單相串激式電動機(jī)主要性能
功
率
轉(zhuǎn)速（r/min）
6000
8000
12000
效率
cos
轉(zhuǎn)矩
電流
效率
cos
轉(zhuǎn)矩
電流
效率
cos
轉(zhuǎn)矩
電流
(W)
(%)
倍
倍
倍
倍
(%)
倍
倍
16
42
0.86
2
4
43
0.90
3
5
48
0.92
4.5
7
25
47
48
40
52
53
53
60
56
2.5
58
56
90
59
60
4
58
120
61
62
60
5
180
62
0.85
3
64
0.87
62
250
64
66
5
64
370
66
0.82
68
0.84
66
550
68
4
70
68
750
70
71
～
～
～
～
單相串激式電動機(jī)無論是從機(jī)械特性還是經(jīng)濟(jì)方面都適合本次設(shè)計(jì)要求，因此可選擇用HC76-40型號電動機(jī)。
4.3電動機(jī)功率的確定
238.72
經(jīng)過與同類榨汁機(jī)相比較,當(dāng)榨汁機(jī)正常工作,當(dāng)轉(zhuǎn)速n達(dá)到8000轉(zhuǎn)每分鐘以上的時(shí)候,榨汁機(jī)的離心效果較為良好,同時(shí)植物細(xì)胞壁的纖維絲抗拉強(qiáng)度在8～10MPa之間,將其與各種不同功率的電動機(jī)進(jìn)行比較,得出轉(zhuǎn)矩大于200 的電動機(jī)符合榨汁機(jī)電動機(jī)的要求。
T/(N.m)
圖4-1 扭矩圖
根據(jù)公式（4.3.1）
(其中P為功率,單位為W;m為轉(zhuǎn)矩,單位為N?m;n為轉(zhuǎn)速,單位為r/min),將以上數(shù)據(jù)帶入得:
得
（4.3.2）
則選擇型號為HC76-40的單相串激電動機(jī),其額定功率為250W 。正常工作時(shí),其轉(zhuǎn)速可達(dá)到10000r/min,滿足使用要求。
4.4 鍵的強(qiáng)度校核
圖示帶輪用平鍵與軸聯(lián)接（圖中只畫出了軸與鍵，未畫帶輪）。已知軸徑d=5mm,平鍵的尺寸為mm,傳遞的力偶矩為M=0.24N*m,鍵的許用剪應(yīng)力=80MPa，許用擠壓應(yīng)力=180MPa。
圖4-1 鍵的受力圖
剪切強(qiáng)度校核：
（4.4.1）
（4.4.2）
（4.4.3）
擠壓強(qiáng)度校核：
（4.4.4）、
（4.4.5）
（4.4.6）
所以鍵滿足所有強(qiáng)度要求。
4.5電動機(jī)軸的強(qiáng)度校核
依據(jù)設(shè)計(jì)要求，此電機(jī)軸屬于心軸，只受到轉(zhuǎn)矩作用，不受彎矩的作用，故采用心軸校核方式進(jìn)行校核計(jì)算：
圖4-2 軸的受力圖
（4.5.1）
其中T為轉(zhuǎn)矩，P為傳遞功率，為許用扭矩應(yīng)力大小，d為軸徑大小。
(4.5.2)
即
可知，軸的強(qiáng)度完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
4.6載荷受力分析
本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)比較多，因此以轉(zhuǎn)臂系統(tǒng)為例對所需要的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
轉(zhuǎn)動慣量的表達(dá)為：
（4.6.1）
（式中mi表示剛體的某個(gè)質(zhì)元的質(zhì)量，ri表示該質(zhì)元到轉(zhuǎn)軸的垂直距離。）
繞轉(zhuǎn)動軸的慣量為：
（4.6.2）
設(shè)加速時(shí)間為0.4s,轉(zhuǎn)臂的最大速度為，則平均角速度為：
（4.6.3）
由加速特性產(chǎn)生的力矩為：
（4.6.4）
由于水果與刀具之間的擠壓產(chǎn)生了摩擦力矩，設(shè)摩擦系數(shù)為0.3，已知擠壓力為20N
（4.6.5）
考慮到安全系數(shù)為1.2，因此實(shí)際負(fù)載為：
第5章 離心榨汁機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1主要外型構(gòu)件設(shè)計(jì)
榨汁機(jī)外型構(gòu)件主要包括機(jī)體上蓋,離心外殼,電機(jī)外殼,機(jī)體底座等。這些殼體我們遵守了模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,同時(shí)考慮了模具的制造及其加工問題。這樣更有利于榨汁機(jī)的生產(chǎn)并在一定的程度上減少了制造成本。
離心式榨汁機(jī)的機(jī)體上蓋采用聚碳酸酯塑料材料,這種材料具有優(yōu)良的工程性能,密度為1.2kg/m3,不易老化。聚碳酸酯塑料的力學(xué)性能十分優(yōu)良，具有剛而韌的優(yōu)點(diǎn)。聚碳酸酯的成型零件在很寬的溫度保護(hù)范圍內(nèi)保持其尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)能達(dá)較好的精密程度,其沖擊性能是熱塑性塑料中最好的一種。聚碳酸酯的奶高低性能好，可在0～130℃范圍內(nèi)使用；熱變形溫度可達(dá)130～140℃，并受載荷的作用非常小。聚碳酸酯因?qū)偃鯓O性聚合物，其絕緣性能一般。但可貴之處在于其電性能在很寬的溫度及濕度范圍內(nèi)變化較小，如介電常數(shù)和介電損耗角正切值在23～125℃范圍內(nèi)幾乎不變。由于以上特點(diǎn),聚碳酸酯通常在食品機(jī)械中制造需要承受沖擊載荷的食品模具和托盤等。
離心外殼、電機(jī)外殼則采用PES塑料（聚醚砜樹脂）。PES塑料是一種透明琥珀色的無定型的無毒的樹脂,具有優(yōu)異的耐熱性,優(yōu)良的尺寸安定性,以及良好的耐化學(xué)品性，另外PES對急劇溫度變化顯現(xiàn)優(yōu)良的可靠性,且在高溫長期使用有優(yōu)良的可靠性。PES塑料耐熱性好:熱變型溫度在200～220℃,連續(xù)使用溫度可在 180～200℃。同時(shí) PES塑料具有一次耐水解性:可耐150～160℃熱水或蒸氣,在高溫下也不受酸、堿的侵蝕。其尺寸較為穩(wěn)定性:線膨脹系數(shù)小,而且其溫度信賴性也小是其特點(diǎn)。它具有優(yōu)良的耐熱性能、物理機(jī)械性能、絕緣性能等，特別是具有可以在高溫下連續(xù)使用和在溫度急劇變化的環(huán)境中仍能保持性能穩(wěn)定等突出優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
5.1.1機(jī)體上蓋
圖5-1 機(jī)體頂蓋
在設(shè)計(jì)離心榨汁機(jī)時(shí),我們需要考慮進(jìn)料口與離心旋轉(zhuǎn)盤之間尺寸配合關(guān)系,這樣可以不僅能使得果蔬得到更徹底的粉碎,同時(shí)能使得果蔬的離心更加充分。再者,我們需考慮到端蓋與離心外殼之間的配合,從而使得離心式榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)更加緊湊。榨汁機(jī)的端蓋和離心外殼共同組成離心箱,果肉的分離離心運(yùn)動便在離心箱里實(shí)現(xiàn)。在端蓋上端設(shè)有進(jìn)料口,榨汁前,需先將果蔬進(jìn)行清洗然后分塊處理,切成小塊的果蔬從進(jìn)料口進(jìn)入離心箱中做離心運(yùn)動,將果蔬從進(jìn)料口投入,刀片將果蔬切成碎片,這時(shí)果蔬在離心箱中做離心運(yùn)動。其壁厚為2mm。
5.1.2離心外殼
圖5-2 離心外殼
離心外殼作為離心式榨汁機(jī)最重要的組成部分,就果汁出口而言,其設(shè)計(jì)簡單方便。當(dāng)果蔬塊進(jìn)入離心箱后做離心運(yùn)動,在離心過程中,果汁與果肉分離而通過離心旋轉(zhuǎn)盤的小孔進(jìn)入二次濾網(wǎng)盤。在設(shè)計(jì)離心外殼的時(shí)候,我們需要考慮其機(jī)體上蓋、電機(jī)底座以及離心旋轉(zhuǎn)盤之間的配合,包括模具的制造,設(shè)定機(jī)體上蓋與離心外殼的壁厚為2mm,因此離心外殼只是個(gè)壁厚為2mm的外殼而已,其正反兩面的凹凸結(jié)構(gòu)正好相反。
5.1.3電機(jī)外殼
圖5-3 電機(jī)外殼
電機(jī)外殼作為固定電動機(jī)并定位電動機(jī)與離心底座,因此在設(shè)計(jì)中, 不僅要考慮到電動機(jī)固定部分,同時(shí)還要考慮到電機(jī)與離心箱之前的位置定位,此外,對電機(jī)的防水功能設(shè)計(jì)不能馬虎。在電機(jī)外殼內(nèi)部,有一個(gè)圓柱形殼體,我們采用螺母固定電動機(jī),在電機(jī)外殼的內(nèi)壁頂部設(shè)有3個(gè)螺紋孔以便電動機(jī)的固定,同時(shí)可以更好的保證電動機(jī)的平穩(wěn)性。其次是電動機(jī)與離心底座的配合,在電機(jī)外殼的頂部開一圓形口,電機(jī)軸端由此伸出,在電機(jī)軸端安裝離心底座連接器,離心底座連接器與離心底座相接配合,這樣就可以更好與離心旋轉(zhuǎn)盤相配合,達(dá)到較好的驅(qū)動效果。再者,電機(jī)外殼與離心外殼以及底座的配合,包括固定夾在其上的安裝位置。電機(jī)外殼壁厚為2mm,局部有些變化,但不會影響模具的制造。
5.1.4機(jī)體底座
圖5-4 機(jī)體底座
機(jī)體底座主要考慮整機(jī)的防滑問題,其底部嵌入防滑膠墊直接和外部連通,這樣不僅很好地解決了整機(jī)防滑問題,同時(shí)還將機(jī)體有效的固定。
5.2產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
榨汁機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件主要包括離心旋轉(zhuǎn)盤,離心底座,離心底座連接器,二次濾網(wǎng)盤等。這些構(gòu)件遵守了模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,同時(shí)考慮了模具制造及加工問題。對于離心旋轉(zhuǎn)盤及二次濾網(wǎng)盤,均采用不銹鋼制成,對于離心底座,離心底座連接器則采用ABS塑料制成。ABS塑料,其具有無毒、無臭、堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性好等優(yōu)點(diǎn),在低溫條件下抗沖擊和機(jī)械性能較好,使用溫度范圍大,因此應(yīng)用廣泛。
5.2.1刀具
圖5-5 刀具
榨汁刀具用于對果蔬塊的粉碎,是榨汁機(jī)榨汁最為核心的部分。其材料選用不銹鋼材料,表面有細(xì)小的小齒刀片可對果蔬塊進(jìn)行細(xì)磨, 而周圍有六個(gè)扭曲刀片,六個(gè)刀片對較大塊的果蔬塊進(jìn)行切碎處理, 例如可對浸泡后的黃豆進(jìn)行榨汁從而制作出新鮮的豆?jié){。刀具與離心旋轉(zhuǎn)盤相同,采用三個(gè)連接螺栓與離心底座相固定。
5.2.2離心底座及離心底座連接器
離心底座及離心底座連接器作為電動機(jī)與離心旋轉(zhuǎn)盤以及刀具之前的傳動構(gòu)件,在高速旋轉(zhuǎn)下需要較好的抗沖擊性等機(jī)械特性。其中, 離心底座共有6個(gè)螺紋孔,以便于與刀具和離心旋轉(zhuǎn)盤相固定;離心底座連接器與電動機(jī)之前則采用對頂螺母進(jìn)行固定和鎖定,這樣既能很好保證電動機(jī)的傳動,也方便電動機(jī)的修理維護(hù)。
5.2.3 加熱盤
圖5-6 加熱盤
加熱盤是榨汁機(jī)的主要組成部分。加熱盤的主要作用是對需要加熱豆?jié){進(jìn)行加熱，一般情況下果汁不用加熱。此加熱盤可以和電機(jī)同時(shí)工作，一邊榨汁一邊加熱，提高工作效率。
第6章 Pro/E三維建模設(shè)計(jì)
6.1 Pro/E軟件特點(diǎn)
Pro/Engineer軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC )旗下的一款由CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱,是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者,在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械
CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界內(nèi)的認(rèn)可和推廣,是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一,特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。
Pro/E是第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)概念的軟件,并采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征 的相關(guān)性問題。另外,它采用模塊化方式,用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇,從而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式,能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起,實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。與此同時(shí),Pro/E采用模塊方式,可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等。Pro/E還為用戶提供了二次開發(fā)平臺,利用Pro/Toolkit提供的C程序函數(shù)庫,可用C程序中檢索、修改和創(chuàng)建Pro/E的各類特征對象,從而大大擴(kuò)充系統(tǒng)的原有功能,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。
Pro/E具有強(qiáng)大的兼容性,可與UN、Solidworks等其它三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,還可轉(zhuǎn)化為PowerShape的數(shù)據(jù)格式。對于某些特定外型,可先將所有關(guān)鍵點(diǎn)編輯成IBL,ASCII等格式文件,再通過來自文件的制作曲線、曲面工具,直接導(dǎo)入IBL,ASCII等格式文件來生成,從而得到產(chǎn)品的初步造型。
6.2 Pro/E建模過程
Pro/E作為一款功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,其廣泛用于機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車、航天、電子、模具、玩具等行業(yè)?；谔卣鞯膮?shù)化設(shè)計(jì)和具有完全關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,是Pro/E最值得稱道的兩大特性。以下簡單介紹下Pro/E的建模過程。
6.2.1產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)
產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)對產(chǎn)品草圖的具體化表現(xiàn),利用Pro/E曲面以及自由曲面功能可以精確地對產(chǎn)品進(jìn)行造型設(shè)計(jì),它可以為產(chǎn)品后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的提供參考。
Pro/E三維模型將線框、曲面和實(shí)體三者有機(jī)結(jié)合起來,形成一個(gè)整體,在建立產(chǎn)品幾何模型時(shí)兼用線、面、體三種設(shè)計(jì)手段。造型過程中,先用繪制曲線工具繪制產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)框架,再利用曲線的架構(gòu)構(gòu)造曲面外型。
6.2.2零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)
零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)主要是對零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),通常需要根據(jù)各零件的具體功能和要求進(jìn)行設(shè)計(jì),有時(shí)候還需要一定的造型設(shè)計(jì),但此類零件通常位于產(chǎn)品內(nèi)部,因此對造型的創(chuàng)意性要求不高,其結(jié)果只需滿足使用其功能。零件設(shè)計(jì)主要有以下幾種情況:
1)基于產(chǎn)品造型的零件設(shè)計(jì)
基于產(chǎn)品造型的設(shè)計(jì)步驟如下：
Ⅰ設(shè)定造型設(shè)計(jì)的曲面作為零件的主體外型,并使用默認(rèn)基準(zhǔn)以方便裝配工作;
Ⅱ根據(jù)所選用材料特性和產(chǎn)品使用要求設(shè)定殼體的厚度；
Ⅲ確定各特征的相互關(guān)系,在模型的基礎(chǔ)上完成每個(gè)特征細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)和修飾工作。
2)內(nèi)部零件的設(shè)計(jì)
產(chǎn)品內(nèi)部零件的造型必須配合產(chǎn)品外型所決定的內(nèi)部空間大小和形狀,內(nèi)部零件的造型需要參考外殼設(shè)計(jì)的結(jié)果。利用Pro/E組件中零件設(shè)計(jì)的方法可以很好地達(dá)到這一要求。具體步驟是：
Ⅰ新建一個(gè)組件模塊,利用缺省位置裝配命令將所有基于產(chǎn)品造型而設(shè)計(jì)的零件裝配起來；
Ⅱ再利用在組件模式下創(chuàng)建零件的命令創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)部的零件,同時(shí)注意也要在創(chuàng)建零件前使用缺省位置裝配命令；
Ⅲ利用組件中已有的零件作為參考創(chuàng)建所需零件,零件的細(xì)節(jié)部分的特征可以單獨(dú)打開此零件繼續(xù)創(chuàng)建。
3)通用零件的設(shè)計(jì)
6.2.3零件設(shè)計(jì)分析
產(chǎn)品三維造型的最終目的是制造出產(chǎn)品,塑件大都是模具制造出來的。因此,在三維造型時(shí),需要考慮模具制造工藝,在確定產(chǎn)品出模方向后,還應(yīng)對曲面能否出模進(jìn)行檢查,以及是否有倒扣現(xiàn)象等,如發(fā)現(xiàn)有倒扣現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修改,重構(gòu)特征。
6.2.4零件裝配設(shè)計(jì)
基于產(chǎn)品造型所設(shè)計(jì)的零件可以很方便地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的裝配。零件設(shè)計(jì)好以后,可在組件設(shè)計(jì)模式下將其裝配起來,也可以在組件設(shè)計(jì)模式下創(chuàng)建新的子組件和新元件。約束裝配是最基本的裝配方式。使用約束裝配的方式來裝配零件時(shí)需指定若干個(gè)約束條件來約束零件的移動和旋轉(zhuǎn),使之固定在三維空間中的某一個(gè)位置。定義一個(gè)約束的步驟如下：
1）選定約束類型
2）在零件和組件中分別選取一個(gè)有效參照,所選參照對象受指定約束影響,使零件位置發(fā)生相應(yīng)變化,必要時(shí),可以設(shè)置其偏移類型和參數(shù)，除約束裝配外,還有鏈接裝配等。
6.2.5工程圖制作
Pro/E提供有專門的“繪圖”模塊來進(jìn)行工程圖設(shè)計(jì),可以通過三維模型創(chuàng)建二維工程圖。同一個(gè)Pro/E工程圖中的所有視圖都是相關(guān)的,若修改某視圖中的尺寸,則系統(tǒng)會自動更新其他相關(guān)視圖,同時(shí)也會才三維模型自動更新。
6.3 Pro/E建模小技巧
6.3.1草繪特性
草繪過程中,要盡量多的使用各種約束,對稱線和構(gòu)建線、構(gòu)建圓的使用。理想的草繪結(jié)束后是沒有虛約束的。草繪尺寸的批量修改,可大大提高草繪效率,先畫出設(shè)計(jì)相似圖形,選中全部尺寸,取消再生復(fù)選框,批量修改完成后直接生成最終需要的草繪圖形。草繪截面時(shí),增加控制(構(gòu)建)線,從而在陣列中實(shí)現(xiàn)截面可變。
6.3.2拉伸特征
對于截面不封閉的薄壁件,拉伸前選中圖示的壁厚按鈕,可實(shí)現(xiàn)由非封閉曲線直接拉伸出薄壁體。
6.3.3陣列特征
常規(guī)的陣列很簡單,圖中所示的是兩種不同的可以實(shí)現(xiàn)可變截面的陣列。通過陣列軌跡加尺寸遞減實(shí)現(xiàn)可變截面陣列。
6.3.4倒圓角
通過邊倒圓角,很常用,當(dāng)需要時(shí),還可將一條邊的圓角半徑設(shè)置成可變的。除此之外,還可通過面與面倒圓角,邊與面倒圓角。此外對于未知厚度薄壁件,還可采用完全倒圓角,實(shí)現(xiàn)半圓弧過度。
第7章 榨汁機(jī)的使用說明
7.1產(chǎn)品特點(diǎn)
·不會破壞食材本身營養(yǎng)成分和味道，保持果蔬天然的原汁原味。
·獨(dú)有雙刃分層切削結(jié)構(gòu)，處理大果塊不卡機(jī)。
·與食品接觸材料符合國家食品級要求，嬰幼兒食用安全。
·零件簡單，拆裝容易，易清洗。
7.2 使用說明
1）檢查放置榨汁機(jī)的位置是否存在傾斜和任何不牢固的情況，如果存在就要更換放置地點(diǎn)。
2）檢查刀具和過濾器是否安緊安實(shí)、確認(rèn)后將杯體安裝牢固并確認(rèn)。
3）將食物切成適合榨汁機(jī)入口大小的塊。
4）插上電源，并保證接實(shí)。
5）啟動機(jī)器，確認(rèn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
6）將食物推進(jìn)杯體內(nèi)，保持勻速推進(jìn)、避免過快過猛的動作，以免發(fā)生危險(xiǎn)。
7）食物處理完畢后先拔下電源，再將處理好的食物倒出。
8）認(rèn)真清潔榨汁機(jī)內(nèi)外各個(gè)組件，但要避免水流進(jìn)入電機(jī)。
9）將榨汁機(jī)放在陽光直射不到的通風(fēng)處完全陰干。
榨汁機(jī)的正確使用小提示：
1）千萬不要用隨榨汁機(jī)附送的推進(jìn)棒之外的任何物品(尤其是手指)將食物推入榨汁機(jī)。
2）在電機(jī)轉(zhuǎn)動的時(shí)候，嚴(yán)禁打開上蓋。
3）一旦發(fā)現(xiàn)榨汁機(jī)轉(zhuǎn)動異?；虺霈F(xiàn)其他故障應(yīng)該馬上停止使用，對故障榨汁機(jī)進(jìn)行維修或更換。
7.3安全注意事項(xiàng)
1） 禁止在不穩(wěn)定或耐熱性差的臺面上使用，以免導(dǎo)致火災(zāi)。
2） 使用時(shí)請避免從高處摔落或受強(qiáng)烈沖擊，以免造成損壞。
3） 使用本機(jī)時(shí)，必須使用有接地裝置的插座，同時(shí)請確認(rèn)電壓是否與本機(jī)規(guī)格一致（220V～250V）。
4） 使用中，切勿讓小孩接近及觸摸本機(jī)，以免引起安全事故，造成傷害。
5） 嚴(yán)禁將機(jī)器放在潮濕和接近火源的地方；清洗時(shí)嚴(yán)禁直接用水沖洗主機(jī)或?qū)⒅鳈C(jī)浸入水中。
6） 當(dāng)關(guān)掉電源待機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，方可拆洗可拆卸部件。
7） 非專業(yè)人士不可隨意拆卸，否則有引起觸電受傷的危險(xiǎn)。
8） 本機(jī)僅限于家庭使用，不建議使用于商業(yè)用途。
7.4清洗與保養(yǎng)
本機(jī)使用完畢后，請及時(shí)清洗，以備下次使用！
1）清洗前，請確保切斷電源并待主機(jī)完全冷卻后方可進(jìn)行清洗。
2）主機(jī)部分嚴(yán)禁用水沖洗或直接浸入水中清洗，可采用濕軟布擦拭干凈，然后用干軟布將水漬擦干。
3）可拆卸部件，如原汁機(jī)料筒、料盤、轉(zhuǎn)子、過濾網(wǎng)等可直接放入水中清洗。
4）因轉(zhuǎn)子邊緣比較鋒利，清洗時(shí)請?zhí)貏e小心，以免割傷。
5）可以采用隨機(jī)附的刷子清洗過濾網(wǎng)。
6）可拆卸部件不宜放在高溫消毒柜中，可用溫水加適量清潔劑用軟抹布擦洗。
本機(jī)全部清洗完畢后，用干布徹底擦干，并將可拆卸部件裝回原位。
如長期不用，請將本機(jī)放置在干燥通風(fēng)處。
7.5清洗技巧
1）用榨汁機(jī)絞水果是最經(jīng)常的事，而且榨完水果后，清洗也不宜；
2）這時(shí)我們可以將榨汁機(jī)刀頭上堵塞的纖維條，按榨汁機(jī)繞的方向慢慢抽出；
3）然后進(jìn)行清洗，其他部分可以用鋼絲球刷洗，不要太大力。
結(jié)論
鑒于當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)的榨汁機(jī)的各種不足，我們在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了離心式榨汁機(jī)，相比較其他種類的榨汁機(jī)，榨汁主要部件回轉(zhuǎn)籃的設(shè)計(jì)相比較其它種類的榨汁機(jī)而言，有了很大的改進(jìn)； 切削刀片我們采用了帶有鋸齒的切削刀片，加強(qiáng)了切削效果，金屬濾網(wǎng)更為精密，則使得果汁更加精純。榨汁機(jī)的殼體等部件主要包含了端蓋、離心外殼、電機(jī)外殼、底座等，設(shè)計(jì)這些零件的時(shí)候，我們主要考慮了模具的制造問題和結(jié)構(gòu)問題，使得制造上更加簡便，結(jié)構(gòu)上更加簡單緊湊，材料上我們選用了工程塑料ABS和聚碳酸酯PC,不僅節(jié)省成本而且環(huán)保，這樣相比較其他種類榨計(jì)機(jī)而就做到了小型化，自動化、環(huán)?；?，安全化，更好地滿足了廣大消費(fèi)者的消費(fèi)需求。
對于我們設(shè)計(jì)的這款榨汁機(jī)應(yīng)該有個(gè)全方位的分析。
優(yōu)點(diǎn)：水果不用切得很小，榨汁速度快，榨一個(gè)蘋果或者胡蘿卜只需幾秒鐘，榨出的果汁清亮。而且這款榨汁機(jī)還可以用來打豆?jié){或者用來做佐料的破壁。該榨汁機(jī)具有良好榨汁效果，出汁高，果汁和果渣的分離效果好，榨汁部件和殼體設(shè)計(jì)簡單，便于拆裝清洗維修，且安有保護(hù)裝置。
缺點(diǎn)：噪音無法避免，由于機(jī)體高度原因，可能會有輕微晃動。
致謝
經(jīng)過一一個(gè)多月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)在校生的畢業(yè)
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