甘蔗榨汁機的應用設計

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1、海南大學 畢業(yè)論文（設計） 題 目：甘蔗榨汁機的應用設計 學 號： 20150581310067 姓 名：吳乙港 年 級：2015級 學 院：機電工程學院 系 別：機械工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 周騰 完成日期： 2019年 5月 20 2甘蔗榨汁機的整體設計 2.1市面上常見的榨汁機 （1）手搖式甘蔗榨汁機，外殼為不銹鋼，外觀美觀，操作靈活。 圖2-1手搖式甘蔗榨汁機 （2） 平日家中所用到的電動榨汁機的特點為：比較小，容易帶出家門，用 電較少。 （3） 電瓶榨汁機，使用簡單方便并且節(jié)省力氣。 （4） 體積較大的榨汁機，具

2、體形狀在圖2-2有所展示：運行時間比較久, 能較快完成榨汁工作。 圖2-2大型甘蔗榨汁機 2.2設計的基本原理 本設計以現(xiàn)有甘蔗榨汁機以及水果榨汁機的技術(shù)為基礎(chǔ)，對各個構(gòu)件 進行了優(yōu)化設計。從喂料口送入甘蔗棒料，然后進行壓榨。電機帶動的三輻輪分兩級先后進行對甘蔗的壓榨，這樣的工作方式能確保壓榨充分。然 后汁液進入過濾網(wǎng)進行過濾處理，汁液進入盛裝體，隨后甘蔗殘渣從出料 口排出，這就是我的設計原理和工作方式。 2.3樣機結(jié)構(gòu)及工作原理 三個壓餛在齒輪帶動下實現(xiàn)兩級壓榨，如圖2-3所示： 在齒輪帶動下，壓輻A首先正傳，齒輪組帶動一組壓輻B同時反轉(zhuǎn)，從而 將從喂料裝置進

3、來的甘蔗依次進行兩級壓榨，保證榨取甘蔗汁液充分進行。 首先得設計喂料口、喂料斜面和1、2輻輪間保持在同一個斜面；然后將甘 蔗進入喂料口，沿著斜面進入1、2壓輻處；再將甘蔗棒送入1、3壓輻處， 進行第二次壓榨。甘蔗經(jīng)過兩次的壓榨會更加碎，得到的甘蔗汁更多，減 少材料的浪費。 r C) 1 .壓輟A2.壓輻B| 63.壓W2 圖2-3三輻輪轉(zhuǎn)向 樣機結(jié)構(gòu)，如圖2-4所示: 圖2-4樣機結(jié)構(gòu) 1 .齒輪2.側(cè)面架3.盛液箱4.汁液出口 5.減速機 6.調(diào)隙螺栓7.排料裝置8.箱體9.皮帶10.電機11.聯(lián)軸器 工作原理： 在榨汁機運作之時，榨汁機減速工作主要依靠減

4、速器，傳動主要依靠 皮帶，帶輪和齒輪通過軸連接，依靠皮帶進行傳動，從而讓齒輪也進行傳 動，三餛輪裝置于齒輪傳動之下互相進行轉(zhuǎn)動工作，壓榨工作由此進行。 而另一方面將甘蔗從喂料口送入，通過三輻壓榨裝置進行壓榨，渣料從出 料口排出，濾網(wǎng)過濾汁液，把殘渣過濾掉，最后汁液流入到盛液箱。 3甘蔗榨汁機的結(jié)構(gòu)設計 3.1喂料機構(gòu) 根據(jù)甘蔗棒料的直徑和長度來設計喂料口。根據(jù)調(diào)查，甘蔗普遍為圓 柱形狀，直徑不會超過60mmo所以料斗設計成斜面，然后在端蓋側(cè)上方 開出直徑60mm等間距離的圓孔孔。喂料口、斜面以及壓輻擠壓處要設計 在統(tǒng)一斜面處，才能將甘蔗棒料送入機器中。如圖3-1所示：

5、 圖3-1進料裝置 3.2三輻輪兩兩間間距的計算 甘蔗直徑一般在3.5cm,現(xiàn)任選十株甘蔗進行測量，測量結(jié)果如下: 表3-1任選十株甘蔗中部進行的測量 甘蔗 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甘蔗直徑（mm） 36 44 40 43 39 33 30 52 42 39 表3-2任選十株甘蔗小端進行的測量 甘蔗 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甘蔗直徑（mm） 30 29 27 36 33 29 29 31 42 39 表3-3任選十株甘蔗大端進行的測量 甘蔗 1

6、 2 3 4 5 6 7 8 9 10 甘蔗直徑（mm） 39 42 43 39 50 33 52 56 42 49  由上述三表得甘蔗棒的平均直徑如下: 甘蔗中部的平均直徑: 30+29 + 27 + 36+33+29 + 29+31 + 42+39 甘蔗大端的平均直徑: 39+42+43+39+50+33+52+56+42+49 甘蔗小端的平均直徑: 如果要用三個壓輻進行二次壓榨，則兩輻之間的間距前一級設置在2mm, 然后減小下級餛輪之間的間距；下級輻輪間間距設置為15mm。 3.3調(diào)隙螺栓的設計 調(diào)隙螺栓是用來改變壓輻裝置運作時

7、的間距，將壓輻2放在距離兩個 壓餛1最近的距離，如遇到壓糧間隙小不能有效的進行甘蔗壓榨，采用加 方形墊片的方式加在兩側(cè)面架上再用調(diào)隙螺栓預緊，進而達到調(diào)隙的作用。 圖3-2調(diào)隙螺栓 4電動機和V帶的選擇和計算 4.1選擇電動機功率 在選擇榨汁機電動機之時，要確定類型，結(jié)構(gòu)，功率還有速度，之后 才能將型號給定下來，用的最多是三相交流異步電動機。電動機最好用Y 系列的，它的啟動性相當?shù)牟诲e，正常都是用在對啟動轉(zhuǎn)矩需要很高的機 器上，還有購買它花的錢很少，工作效率很高，穩(wěn)定性也是相當不錯的。 結(jié)構(gòu)不復雜，修理起來便利，在易燃易爆，腐

8、蝕的地方不能拿來用。 根據(jù)設計要求，榨汁機中的電動機應當采用鼠籠型三相異步型號。查表可 得，選出兩種電動機的型號，如表1。 圖4-1鼠籠型三相異步電機 表1電動機技術(shù)參數(shù) 電動機型 額定 電動機轉(zhuǎn)速 傳動裝置的傳動比 號 功率 P/kW 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 總傳 動比 帶 減速 箱 1 Y112M 4 1500 1440 11.08 2.8 4 2 Y112M 4 3000 2920 22.4 2.8 8 查看表，第二個方案總傳動比不大，只是花的錢多，家里面不適合使用， 那么就用第一個方案，電動機型號為Y1

9、12Mo所選電動機的額定功率 4d=4kw,滿載轉(zhuǎn)速％,=1440r/nin，總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊 湊也 4.2確定電動機轉(zhuǎn)速 因為％ = 1400r/min ,所以n,=色==130/min ,即軸的轉(zhuǎn)速為 i 11.08 130r/min。 4.3V帶的選擇與計算 根據(jù)設計要求，選擇傳動裝置為帶傳動，可以減少噪音的產(chǎn)生。小帶 輪直徑d、=70mm,大帶輪直徑d2= 130mm □按照之前選的電動機還有它的 數(shù)據(jù)，這個機器用的電動機是Y112M,前面就曉得額定功率是4KW；同 步轉(zhuǎn)速為1500r/min ；滿載轉(zhuǎn)動的速度1440r/min ；傳動比2 = 1

10、1.08 4.3.1確定計算功率Pea 使用螺旋甘蔗榨汁機之時，載荷非常容易發(fā)生變化，應當將運作時間 控制在10時以內(nèi)，并且原動機應當采用鼠籠式異步型號，根據(jù)機械設計教 材得知，可以將思取1.2,則有： ^a = ^P = 4xl.2 = 4.8取虬=1.2, K.為工作情況系數(shù)，P為額定功率。 4.3.2選擇V帶的型號 V帶有一般的還有窄的，他們所有的型號都標準了。這個里面一般V 帶的型號有七種；還有一種V帶是窄的，它的型號有四種，由九小帶輪轉(zhuǎn) 速叫，可使用A型普通V帶。 因此，通過平帶傳動，主要原因是工作效率比較高。這種工作方式非常適 宜中心距離比較大的情況，可為安裝

11、工作帶來方便，轉(zhuǎn)速適合在較低場合 適用，帶的造價較為便宜，經(jīng)濟實用。 4.4帶輪基準直徑（1小和dd2 4.4.1小帶輪的基準直徑《山 要想讓帶工作時候彎曲應力小一點，應力集中的很大，那么用的帶輪 直徑就大，這樣主帶輪，從帶輪都非常大。正常ddX > dm,n,按照主動輪的 基準直徑來進行選定，那么帶輪的直徑就是《〃=100,那么按照傳動比能 夠?qū)膭虞喌幕鶞手睆浇o算出來：d”=100mm 通過已經(jīng)知曉的功率 P=FV/1000,傳送的功率達到一定的數(shù)值，帶速自然就變快了，按照式子 能夠知道需要的圓周力小了，那么V帶的根數(shù)自然就變少了。所以小帶輪 轉(zhuǎn)速為: 配dl凡

12、60x1000 1x100x1440 60x1000 m/s = 7.536m/s Y 25m/5 那么對于設計的要求能夠滿足。 4.4.2大帶輪的基準直徑dd2 dd2 = （1 - u）xidd2 = idd2 = 3.6x 100 = 360? u 為滑動率，計算時可忽略不 計，i為傳動比。 4.4.3傳動的中心距。和帶長兒 由。.7（41 +） Y % Y 20"] + dd2） 能夠得出初定中心距離是％ = 500 mm 基準帶長度: 4=2%+強如+42）+（氣*）=1800 實際中心距離: a — 500 + 1800-1750 2

13、= 525  4.5小帶輪包角％ 180° -x57 y =!8Qo _（360-100）x57 3<5 =15l 6O 習20。 a 525 4.6 確定V帶的根數(shù)Z 4.8 （R）+M））KK -（1.32 + 0.17）x0.92x1.01 一 Z=3根，查設計手冊長度得知：Po=1.3O Ka =0.90 Kl=1.04 任長度單根普通帶準許功率數(shù)值；匕,長度系數(shù)；J包角系數(shù)。 4.7 V帶的計算 表2 V帶的計算列表: 設計計算項目 結(jié)果 說明 計算功率pca 4.8 工作情況系數(shù)Ka 1.2 小帶輪直徑4 100mm 驗

14、算V帶的速度V 7.54/s 一般不低于 5m/s 大帶輪直徑d2 360mm 初定中心距。0 500mm 參考實際機 械結(jié)構(gòu)確定 定中心距。 525mm 初算V帶所需的基準 長度Ld 1750mm 選V帶的基準長度九 1800mm 包角名 0 151 包角系數(shù)k〃 0.92 長度系數(shù)k￡ 1.01 V帶根數(shù)Z 3根  5帶輪的設計 5.1帶輪的材料 因為小帶輪帶速V<25m/s,所有使用鑄鐵HT150o 5.2帶輪的形式 假如帶輪基準直徑是P<(1.5-3)d,那么小帶輪使用實心的形式； D<4

15、00mm,所以大帶輪使用腹板的形式。 5.3帶輪尺寸的計算 小帶輪和電動機密切連接在一起，所以d - 28mm, d} - 56mm，取50mm； D-\00/nm,查機械設計師手冊表15-13,則有： 寬度：B = (z-l)e + 2y =(3-l)xl6 + 2xl0 = 52mm D} = D + 2h = 100 + 2 x 2.75 = 105 5 mm 1 "min 小帶輪直徑：匕= (1.5-2)d = (1.5-2)x28=42-56,取 56mm 設計大帶輪的軸孔直徑d = 50mm d】=(l.8_2)H = (l.8_2)x50 = 90_100 大

16、帶輪的寬度：B = 52mm D] = D + 2ha = 377 mm L = 56mm 5.4初步確定軸的最小直徑 按扭轉(zhuǎn)強度來初步確定： - A) V n 查表取調(diào)質(zhì)處理的45鋼，f =650"/ & =115 摘要 在壓碎甘蔗和提取果汁的過程中，有三種機械提取，物理化學提取和 酶提取的方法。但物理和化學提取因其適應性的局限和副作用的產(chǎn)生而在 使用上收到限制，因而這兩種機械提取方法沒有得到廣泛使用。機械壓榨 的種類通常用于壓榨番茄，菠蘿，蘋果，柑橘類水果和橙子。壓輻機是機 械果汁提取最重要的機器和設備之一。壓力輻式連續(xù)榨汁機通過壓縮體積 來分離果實的固體和液

17、體成分，并提取果汁。能夠為食品行業(yè)和餐飲業(yè)提 供榨汁的需要，是一種常用的食品機械。本設計的壓輻式連續(xù)榨汁機介紹 了以壓縮體積為基礎(chǔ)的榨汁機的設計要點、工作原理和設備組成。設計主 要通過壓輻擠壓，讓榨汁機能充分榨出甘蔗汁液。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單， 外形尺寸小，榨汁效率高，操作很方便，故在食品工廠廣泛使用。 關(guān)鍵詞：機械榨??；壓榨；壓輻式連續(xù)榨汁機；食品機械 輸出軸與聯(lián)軸器直徑之間的關(guān)系為，dx = 50mm > Jmin ,符合強度標準。所 以聯(lián)軸器軸孔距離是50mm,按照傳動所屬類別，使用的聯(lián)軸器類型為十 字滑塊。 5.5軸上零件的周向定位 半軸連器和軸建

18、立聯(lián)系主要通過平鍵，采用平鍵連接。根據(jù)手冊能夠 看到平鍵/?x/z = 16xlO(GB1095—79)o鍵槽主要通過銃刀進行工作，周向 5.6定圓角半徑值 定圓角半徑具體數(shù)值為 Sm,軸段倒角，軸兩端都是3x45° o 5.7按彎扭合成條件校核軸的強度 5.7.1軸的計算  5.7.2軸垂直面內(nèi)所受支反力 R“ 一 L+L」 二 2367 x 300 = 946.8N 300 + 450 氏2 = F — Re = 2367 -946.8 = 1420.2N 5.7.3計算彎矩 軸上BCD三點的彎矩 MI3V=MDV=Q Mcv =Rv】xL] =946.

19、8 x 300 =284040 N-mm 5.7.4計算扭矩 =9550000 么= 9550000 x^-= 271053 N?mm b ° 佑 128.6 5.8 校核軸的強度 只校核軸上承受最大當量彎矩的強度由 b如= & = 271。5[ = 7.90MPQ W 0.1x703 查表可得對于 叫=600MPa的碳鋼，因為[b] = 55MPa >= 1.90MPa ,故安全。 6其他部件設計 6.1篩筒的設計 篩筒部的篩筒應該設計篩孔，汁液從這里流入到盛液箱里的。還有就 是篩孔大小利I分布裕度的設計。篩筒篩孔的孔隙率越大越好，這樣汁液d - 能及時流出

20、，工作效率才能得到提高。篩筒的設計也非常重要。因為如果 篩筒沒能承受住螺旋擠壓產(chǎn)生的強大壓力，此次設計就會失敗。所以孔隙 率也不能過大，要根據(jù)設計要求去設計。 篩孔直徑越大，有利于汁液排出；相反，篩孔直徑越小，利于汁液的排出， 造成甘蔗棒料的浪費；如果過小時，汁液的排出不能得到保證，影響效率。 選擇篩孔要根據(jù)甘蔗棒料殘渣大小去選擇合適的大小。篩孔太小，容易堵 塞，所以篩孔也不能過小，這樣就不能保證汁液順利流出。此次設計主要 用定性選擇和經(jīng)驗選擇法去選擇合適的少了直徑，一般要經(jīng)過兩到三次試 驗確定。圓筒篩直徑為5mm孔制作，孔間距離5mmo圓筒篩的內(nèi)徑為 3000mmo長為50

21、0mm。篩筒設計成上下兩半，這樣能方便清理殘渣。 6.2軸承端蓋的設計 材料選用HT150o因凸緣式軸承端蓋調(diào)整間隙比較方便，密封性也好， 故選用凸緣式結(jié)構(gòu)兇。為了調(diào)整軸承間隙，于端蓋和軸承座間隙安放調(diào)整 墊片，這些墊片主要由許多薄片構(gòu)成，還具有密封效果。 6.3軸的強度校核計算 6.3.1按鈕轉(zhuǎn)強度條件計算 根據(jù)本文設計的甘蔗榨汁機，軸基本上不承受彎矩載荷，軸的扭轉(zhuǎn)強 度條件為 T 9550000^ 弓=一Q 1 < [rT] T 咯 0.2d3 T 馬為扭轉(zhuǎn)切應力； T為軸所受扭矩; 叫為軸抗扭截面系數(shù)，mn?； n為軸轉(zhuǎn)速； P為周傳遞功率； d為計算

22、軸面處直徑mm； 官t］為許用扭轉(zhuǎn)切應力； 通過查閱相關(guān)表格我們可以看出，45號鋼［弓］的范圍是從25MP^至45"i； 算出截面直徑數(shù)據(jù)是30穴力；傳遞功率根據(jù)電機輸出功率計算,數(shù)值是4KW； 因此電機輸出轉(zhuǎn)速具體數(shù)據(jù)是4000r/min ,減速機減速具體比例是1口10, 減速機輸出軸端的帶輪直徑為70mm,安裝在軸端的帶輪直徑為130mm, 計算軸的轉(zhuǎn)速可得: 戶心”上、擊 4000x70 cm 〃 / ? 軸的轉(zhuǎn)速： =215.4尸/min 10x130 軸的扭轉(zhuǎn)應力為： T 9550000^ 9550000—^— rT = —— a = = 24.63 <

23、[rr], 由住匕可矢口，軸安全。 T Wr 0.2-3 0.2x303 L rJ 7計算總傳動比和分配傳動比 總傳動比例是： i = ^ = 甄 = 11.08 nin是電動機滿載轉(zhuǎn)速；九代表主動軸轉(zhuǎn)速 nw 130 通過相關(guān)數(shù)據(jù)算出總傳動比，從而調(diào)整傳動比。將所有傳動比都控制在合 理范圍之內(nèi)，傳動裝置的體積要較小，避免相互干涉碰撞。所以V帶傳動 比取3,減速器傳功比4。 7.1計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 通過詳細計算傳動件數(shù)據(jù)，可對傳動設備各軸轉(zhuǎn)速以及功率和轉(zhuǎn)矩做出推 算，具體數(shù)據(jù)在表1中。 7.1.1各軸轉(zhuǎn)速 〃2=，孚=皿恤 勺是減速器輸入軸，s螺是旋軸轉(zhuǎn)

24、速；L電動機至減速器輸入軸的傳動比; "是減速器傳動比。 7.1.2各軸的輸入功率 P\=PedXrio\ =4 x 0.96 = 3.84 削 尸2= ped x 712 = 3.84 X 0.95 = 3.65 KW 布電動機的輸出功率；匕是減速器輸入軸；R代表螺旋軸輸入功率；加、 名2,前者是電動機軸和減速器輸入軸，后者是減速器輸入軸和榨汁機螺旋 軸兩者的傳動率。 7.1.3各軸轉(zhuǎn)矩 T、= Ted xi} XT；。］ = 26.5x2.8x0.96 = 71.3N-m T2 = x/2 X7/12 =71.3x4x0.95 =271 .0N?m T.= 9550

25、 % = 9550 x = 26.5N - m w nm 1440 L為減速器輸入軸，二為螺旋軸的輸入轉(zhuǎn)距；［以為電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩。 表1傳動裝置的運動和動力參數(shù) 軸名 參數(shù) 電動機軸 減速器 螺旋軸 轉(zhuǎn)速 1440 480 120 n/(r/min) 輸入功率 4 3.84 3.65 P/KW 輸入轉(zhuǎn)矩 26.5 71.3 271.0 傳動比i 3 4 效率 0.96 0.95 7.2功率計算 在這里，把軸與軸承摩擦等所消耗的功率算入機械效率中⑶ 壓榨甘蔗棒料消耗的功率為P,

26、 2 2 P產(chǎn)以d。；%) x碧pm*i+2+3+...+z)(W) 4 60 =0.0321 x130x0-005x0.83x106x10 60 =2891.5W &為相鄰螺距大小之差; 甘蔗棒料移動消耗的功率為4 R = mv2 x- = — x — t t 2 p 1 廠（醇丫 Gn2s2 2 "60J 7200 1000 x1302x0.052 小匚 = =60.5w 7200 消耗的功率為： 2 = ^^= 2891.5 + 60.5 =3657」 〃 0.81 式中：〃一傳動效率。 電動機到工作機的總效率： XZ72 X 773 X 774

27、 X 775 ?、〃2、〃3、〃4、/分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、螺桿軸的 軸承。 取 〃i = 0.96、化=0.99、〃3 = 0.97 > 仇=°?97、仇=°?98、則： "EX”%）"% =0.96x0.993 x0.973 x0.97x0.98 = 0.81 總結(jié) 通過參考現(xiàn)有的本文的甘蔗榨汁機將壓榨裝置改進為三輻兩級壓榨 機，與兩輻榨汁機相比，果汁充分榨汁。相比四輻兩級甘蔗汁提取結(jié)構(gòu)簡 單，成本低，工作效率高等。為了適應室內(nèi)工作條件，采用蝸輪蝸桿減速 機，帶傳動等，以減少噪音。 進料裝置端口設計根據(jù)甘蔗棒尺寸的實際檢測確定。測量了十組甘蔗 棒的

28、大端，中端和小端的直徑，然后設計了喂料裝置的直徑，喂料裝置口， 進料口和壓榨處在同一個鞋面，方便甘蔗進料到進料口，沿兩個壓輻之間 的傾斜表面滑動壓榨。該設計采用調(diào)隙螺桿，為了調(diào)節(jié)壓輻間距，使甘蔗 榨汁充分，減少原料的浪費。總機尺寸大小按照人體身高設計，便于操作。 本機具有以下特點： (1) 榨汁充分，盡可能減少浪費，結(jié)構(gòu)簡單便于操作。 (2) 通用性能好，便于清理殘渣，噪音小，使用壽命長。 致謝 時間過得很快，感覺昨天才踏進校門的第一天。經(jīng)過六個多月的努力， 在周騰老師的細心指導下論文基本完成了，取得較好的成果。在此，真誠 感謝我的導師周老師。在此過程中，我遇到了很多困難。

29、比如方案的設計， 軟件的使用，論文的撰寫等等。這些困難都是導師幫我細心解決，真誠感 謝導師。在討論論文的的空閑時間，導師也講了很多做人的道理，學到了 很多。此外，導師的專業(yè)知識、嚴謹?shù)膽B(tài)度，嚴謹?shù)淖月桑绊懼乙簧? 感謝在大學期間所有老師給予的悉心教導和幫助。感謝他們在過去四年中 的辛勤工作，他們的關(guān)心和熏陶使我在這四年中收獲了很多。 最后，我也很感謝和我一起學習的同學們。在這四年中，同學們給了 我很多的照顧和鼓勵，讓我感受到了溫暖和喜悅，真誠感謝他們。希望在 以后還能在聚一聚，聊聊人生，感謝同學們和導師的幫助和細心關(guān)照，希 望大家的未來充實和幸福！ 參考文獻 [I]

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34、nd extracting juice, there are three methods: mechanical extraction, physical and chemical extraction and enzymatic extraction. But the limitations of physical and chemical extraction due to its adaptability and the generation of side effects and restrictions on the use of received. Mechanical e

35、xtraction of fruit juice and vegetable juice is widely used in the pressing of tomatoes, pineapples, apples, citrus and oranges. Roller continuous juice press is one of the main machinery and equipment for mechanical juice extraction. Roller continuous juice press is a method of compressing volu

36、me to separate solid and liquid components of fruit and extract juice. It is a kind of common food machinery that can provide juice pressing for medium-sized food enterprises and catering industry. The roller continuous Juicer designed in this paper introduces the design essentials, working princ

37、iple and equipment composition of the squeezer based on compressed volume. The design is mainly through roller extrusion, so that the juice extractor can fully extract sugarcane juice. It is characterized by simple structure, small overall dimensions, juice with high efficiency, convenient opera

38、tion, widely used in food factory. Key words: mechanical extraction; pressing; roller continuous juicer; food machinery 報,2017-04-17(008). [27] 王艷紅.國外甘蔗收獲機發(fā)展趨勢及對我國的啟示[J].農(nóng)業(yè)工程,2019,9(01):5-6. 目 錄 1緒論 5 1.1研究的目的和意義 5 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6 1.2.1國內(nèi)現(xiàn)狀 6 1.2.2國外現(xiàn)狀 7 1.3國內(nèi)外存在的問題 7 1.4現(xiàn)有甘蔗榨汁機的壓榨方式 7 1.

39、5主要內(nèi)容和預期目標 8 1.5.1主要內(nèi)容 8 1.5.2預期目標 8 2甘蔗榨汁機的整體設計 9 2.1市面上常見的榨汁機 9 2.2設計的基本原理 9 2.3樣機結(jié)構(gòu)及工作原理 1() 3甘蔗榨汁機的結(jié)構(gòu)設計 12 3.1喂料機構(gòu) 12 3.2三輻輪兩兩間間距的計算 12 3.3調(diào)隙螺栓的設計 13 4電動機和V帶的選擇和計算 14 4.1 選擇電動機功率 14 4.2 確定電動機轉(zhuǎn)速 15 4.3 V帶的選擇與計算 15 4.3.1確定計算功率Pea 15 4.3.2選擇V帶的型號 15 4.4帶輪基準直徑ddi和dd2 16 4.4.1小帶輪的基準

40、直徑ddi 16 4.4.2大帶輪的基準直徑ddi 16 4.4.3傳動的中心距a和La 16 4.5小帶輪包角ai 17 4.6確定V帶的根數(shù)Z 17 4.7 V帶的計算 17 5帶輪的設計 18 5.1帶輪的材料 18 5.2帶輪的形式 18 5.3帶輪尺寸的計算 18 5.4初步確定軸的最小直徑 18 5.5軸上零件的周向定位 19 5.6定圓角半徑值 19 5.7按彎扭合成條件校核軸的強度 19 5.7.1軸的計算 19 5.7.2軸垂直面內(nèi)所受支反力 20 5.7.3計算彎矩 20 5.7.4計算扭矩 20 5.8校核軸的強度 20 6其他部件

41、設計 21 6.1篩筒的設計 21 6.2軸承端蓋的設計 21 6.3軸的強度校核計算 21 6.3.1按扭轉(zhuǎn)強度條件計算 21 7計算總傳動比和分配傳動比 23 7.1計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 23 7.1.1各軸轉(zhuǎn)速 23 7.1.2各軸的輸入功率 23 7.1.3各軸轉(zhuǎn)矩 23 7.2功率計算 24 總結(jié) 26 致謝 27 參考文獻 28 1緒論 甘蔗榨汁機在我們?nèi)粘９ぷ魇且环N不可缺少機械設備，汲取甘蔗汁非 常方便。近年來，隨著時代的不斷發(fā)展進步，人們生活品質(zhì)要求不斷提高， 人們發(fā)現(xiàn)了許多食品的營養(yǎng)價值。實驗研究表明，甘蔗汁有著很高營養(yǎng)價 值，富含

42、蔗糖，葡萄糖等糖類。味道香甜可口，得到了人們的歡迎，特別 是在我國。但是，影響甘農(nóng)的重要因素是如何輕松提取甘蔗汁，甘農(nóng)為此 煩惱。因此，對于甘農(nóng)來說，制作一種簡單方便的甘蔗榨汁機非常重要， 況且甘蔗市場需求量極高。機器擠壓的甘蔗汁天然綠色，甜而甜，營養(yǎng)豐 S。 我的靈感來自于手動甘蔗榨汁機、壓輻榨汁機，參考這幾種機械設備 的機構(gòu)來設計本方案。通過參考了解，我的設計通過改變壓榨輻之間的間 距來進行工作，達到壓榨甘蔗的效果。通過市場調(diào)查可知，面對龐大的消 費群體，普通粉碎的果汁銷量極少，不能滿足消費者的需求。因此，甘蔗 榨汁機的設計及其營銷將為甘農(nóng)和消費者帶來極大的便利和巨大的市

43、場優(yōu) 勢。通過了解消費者的需求，消費者迫切渴望設計一種壓榨甘蔗的機械設 備。本文設計的甘蔗榨汁機可用于甘蔗汁的批量提取，為人們提供便利。 本文設計的甘蔗榨汁機不僅用于甘蔗的提取，還用于高纖維食品的壓 榨，果汁的提取可以保證提取果汁的清潔，同時確保果汁完全提取，可以 擠壓到位。通過研究參考文獻和榨汁機機器，設計采用電機驅(qū)動，減速機 減速，皮帶和齒輪傳動，三組壓餛分兩組壓榨，果汁分開過濾裝置等結(jié)構(gòu)。 通過計算帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸、軸的尺寸、齒輪比和減速機的減速比等等進行 計算，于是有了初步的設計方案。 1.1研究的目的和意義 甘蔗榨汁機是甘蔗提取汁液必不可少的機械設備，甘蔗的營養(yǎng)價值

44、頗 為豐富[11],含有許多果糖、葡萄糖、氨基酸、微量元素等等。近年來，隨 著經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對于健康飲食的標準要求也在不斷的提高，許多食品的營養(yǎng)價值也陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。 甘蔗分布在在世界各地，特別是中國。我國每年種植200萬公頃的甘 蔗，產(chǎn)糖150萬噸，在農(nóng)作物中占有很大的地位。雖然甘蔗銷售給甘農(nóng)帶 來了經(jīng)濟利益的，改善甘農(nóng)的生活質(zhì)量，但同時也給甘農(nóng)帶來了很大的不 便，因為人工效率太低。甘農(nóng)需要一種操作方便的甘蔗榨汁機，用來提取 甘蔗中的營養(yǎng)價值，提高人們的生活質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。問題是提取甘 蔗汁是一個令人頭痛的問題，很多甘農(nóng)都束手無策，不能產(chǎn)業(yè)化，更不能 大量提取。

45、因而研制一種既簡捷又方便的甘蔗榨汁機將顯得尤為重要。 市場上現(xiàn)有的甘蔗榨汁機多采用手動，以及雙餛和五輻壓榨機，手動 壓榨機械簡單，但需要消費者來自己完成，將給消費者帶來不便，經(jīng)過研 究，雙餛壓榨機可以控制兩壓輻之間的距離，但是不能保證壓榨質(zhì)量生產(chǎn) 效率也低。五輻壓榨機設計過程過于復雜，成本較高，不適用普通家庭。 采用三輻壓榨設計較為簡便、榨取效果突出、成本低、方便操作，更適用 于甘農(nóng)。該甘蔗榨汁機有許多突出的優(yōu)點。比如：體積小、重量輕、構(gòu)件 少結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低等，適合普通家庭的甘農(nóng)和工廠的批量生產(chǎn)。 這款甘蔗榨汁機提取甘蔗汁時，能保證甘蔗汁的衛(wèi)生，還能充分提取， 一舉兩得

46、。擠壓到位，節(jié)省時間，不會浪費甘蔗的原料，降低生產(chǎn)成本， 所以采用三輻壓榨更適合。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1國內(nèi)現(xiàn)狀 如今，中國主要通過榨汁機獲取甘蔗的汁液，榨汁機分為這幾類。立 式榨汁機，使用較為簡單，體積小，重量輕，方便使用，比較小眾化。然 而，由于無法滿足中國巨大的甘蔗種植需求，只能在一些小場合輕易看到， 且不易清潔。推壓式甘蔗榨汁機是早期設計的甘蔗榨汁機，擠壓效果很好， 但殘留物不易取出，擠壓時需要打碎甘蔗，比較麻煩，因而現(xiàn)在不常用。 目前比較常見的是壓餛式甘蔗榨汁機。 壓輻式甘蔗榨汁機常見的有兩根、三根、五輻以及七輻。兩輻甘蔗榨汁機結(jié)構(gòu)簡單，但市場上很少

47、，因為壓榨效果不太理想，浪費原材料，不 便于大批量生產(chǎn)。比較發(fā)現(xiàn)效果最好的為三餛跟五餛式甘蔗榨汁機，市場 比較常見。值得一提的是，還有一個手動擠壓甘蔗榨汁機，結(jié)構(gòu)簡單，操 作方便，但它外型不像五輻甘蔗榨汁機那樣美觀。 1.2.2國外現(xiàn)狀 國外主要研究四輻和六輻甘蔗榨汁機，較為常見，研究三輻的榨汁機 較少。因為甘蔗生長需要長時間光照，促進光合作用，所以世界上甘蔗主 要分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。澳大利亞和德國致力于研究甘蔗榨汁機，所 以他們國家的甘蔗榨汁機基本上是世界上最先進的，很多國家都借鑒參考 他們國家的甘蔗榨汁機，得到很多國家的喜歡。 1.3國內(nèi)外存在的問題 我國甘蔗榨汁

48、機起步有些慢，相對于發(fā)達國家差距有點大，目前市場 上流行的一些機器中，存在如下問題，因此，難以大范圍推廣應用。 (1) 容易卡機。國外一些地區(qū)由于甘蔗大，經(jīng)常造成機器的卡機抱死。 應對這種現(xiàn)象，我國廣州雷邁機械設備有限公司進行了機械設備的改裝或 者從新設計。 (2) 榨汁不衛(wèi)生。渣料外排，不適合在室內(nèi)，如超市、酒吧、餐飲等場 所使用；因而在室外榨汁的過程中，由于甘蔗糖份多，引來蒼蠅，蜜蜂等， 造成健康飲食的不衛(wèi)生。 (3) 產(chǎn)量低、噪音大。一級壓榨，出汁率低；浪費多，齒輪變速，噪音 大。 (4) 通用性差。此外由于甘蔗、硬，使得壓輻磨損較為嚴重。 因而需要進行改良，方便在

49、室內(nèi)使用。采用三輻分兩級壓榨方式；為最大 程度減少噪音污染，此設備傳動主要依靠渦輪減速設備以及皮帶，從而滿 足環(huán)境以及空間內(nèi)部標準。 1.4現(xiàn)有甘蔗榨汁機的壓榨方式 (1) 螺旋推送擠壓 (2) 雙車昆輪壓榨 (3) 三餛輪兩級擠壓 (4) 四輻輪兩級擠壓 (5) 五餛輪三級擠壓方式 (6) 六餛輪三級甘蔗榨汁機 在中國，采用四餛兩級擠壓法，采用兩餛單級進行工作。鑒于二者的 優(yōu)缺點，于是采用三輻雙級擠壓方式。 1.5主要內(nèi)容和預期目標 1.5.1主要內(nèi)容 在我國，甘蔗主要分布在南部地區(qū)。廣西，海南，貴州等省區(qū)均為甘 蔗種植大省。我國每年種植200萬公頃甘蔗，為甘農(nóng)帶來經(jīng)濟收入。但給 廣大農(nóng)民和消費者帶來了很多不便。因此研制設計一款方便簡捷的甘蔗榨 汁機將對甘蔗類產(chǎn)品帶來極大的意義，同時減輕甘農(nóng)的工作量以及消費者 的煩惱。 1.5.2預期目標 (1) 榨汁充分，盡可能減少浪費，結(jié)構(gòu)簡單便于操作； (2) 通用性能好，便于清理殘渣，噪音小，使用壽命長； (3) 壓輻處使用翻蓋，便于清洗壓輻，時常保持環(huán)境衛(wèi)生； (4) 它生產(chǎn)成本低，易于推廣。