甘蔗榨汁機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

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1、海南大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目：甘蔗榨汁機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 20150581310067 姓 名：吳乙港 年 級(jí)：2015級(jí) 學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院 系 別：機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 周騰 完成日期： 2019年 5月 20 2甘蔗榨汁機(jī)的整體設(shè)計(jì) 2.1市面上常見的榨汁機(jī) （1）手搖式甘蔗榨汁機(jī)，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(jī) （2） 平日家中所用到的電動(dòng)榨汁機(jī)的特點(diǎn)為：比較小，容易帶出家門，用 電較少。 （3） 電瓶榨汁機(jī)，使用簡(jiǎn)單方便并且節(jié)省力氣。 （4） 體積較大的榨汁機(jī)，具

2、體形狀在圖2-2有所展示：運(yùn)行時(shí)間比較久, 能較快完成榨汁工作。 圖2-2大型甘蔗榨汁機(jī) 2.2設(shè)計(jì)的基本原理 本設(shè)計(jì)以現(xiàn)有甘蔗榨汁機(jī)以及水果榨汁機(jī)的技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)各個(gè)構(gòu)件 進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。從喂料口送入甘蔗棒料，然后進(jìn)行壓榨。電機(jī)帶動(dòng)的三輻輪分兩級(jí)先后進(jìn)行對(duì)甘蔗的壓榨，這樣的工作方式能確保壓榨充分。然 后汁液進(jìn)入過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾處理，汁液進(jìn)入盛裝體，隨后甘蔗殘?jiān)鼜某隽? 口排出，這就是我的設(shè)計(jì)原理和工作方式。 2.3樣機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 三個(gè)壓餛在齒輪帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)兩級(jí)壓榨，如圖2-3所示： 在齒輪帶動(dòng)下，壓輻A首先正傳，齒輪組帶動(dòng)一組壓輻B同時(shí)反轉(zhuǎn)，從而 將從喂料裝置進(jìn)

3、來的甘蔗依次進(jìn)行兩級(jí)壓榨，保證榨取甘蔗汁液充分進(jìn)行。 首先得設(shè)計(jì)喂料口、喂料斜面和1、2輻輪間保持在同一個(gè)斜面；然后將甘 蔗進(jìn)入喂料口，沿著斜面進(jìn)入1、2壓輻處；再將甘蔗棒送入1、3壓輻處， 進(jìn)行第二次壓榨。甘蔗經(jīng)過兩次的壓榨會(huì)更加碎，得到的甘蔗汁更多，減 少材料的浪費(fèi)。 r C) 1 .壓輟A2.壓輻B| 63.壓W2 圖2-3三輻輪轉(zhuǎn)向 樣機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖2-4所示: 圖2-4樣機(jī)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(jī) 6.調(diào)隙螺栓7.排料裝置8.箱體9.皮帶10.電機(jī)11.聯(lián)軸器 工作原理： 在榨汁機(jī)運(yùn)作之時(shí)，榨汁機(jī)減速工作主要依靠減

4、速器，傳動(dòng)主要依靠 皮帶，帶輪和齒輪通過軸連接，依靠皮帶進(jìn)行傳動(dòng)，從而讓齒輪也進(jìn)行傳 動(dòng)，三餛輪裝置于齒輪傳動(dòng)之下互相進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)工作，壓榨工作由此進(jìn)行。 而另一方面將甘蔗從喂料口送入，通過三輻壓榨裝置進(jìn)行壓榨，渣料從出 料口排出，濾網(wǎng)過濾汁液，把殘?jiān)^濾掉，最后汁液流入到盛液箱。 3甘蔗榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1喂料機(jī)構(gòu) 根據(jù)甘蔗棒料的直徑和長(zhǎng)度來設(shè)計(jì)喂料口。根據(jù)調(diào)查，甘蔗普遍為圓 柱形狀，直徑不會(huì)超過60mmo所以料斗設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 在統(tǒng)一斜面處，才能將甘蔗棒料送入機(jī)器中。如圖3-1所示：

5、 圖3-1進(jìn)料裝置 3.2三輻輪兩兩間間距的計(jì)算 甘蔗直徑一般在3.5cm,現(xiàn)任選十株甘蔗進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如下: 表3-1任選十株甘蔗中部進(jìn)行的測(cè)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(jìn)行的測(cè)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(jìn)行的測(cè)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(gè)壓輻進(jìn)行二次壓榨，則兩輻之間的間距前一級(jí)設(shè)置在2mm, 然后減小下級(jí)餛輪之間的間距；下級(jí)輻輪間間距設(shè)置為15mm。 3.3調(diào)隙螺栓的設(shè)計(jì) 調(diào)隙螺栓是用來改變壓輻裝置運(yùn)作時(shí)

7、的間距，將壓輻2放在距離兩個(gè) 壓餛1最近的距離，如遇到壓糧間隙小不能有效的進(jìn)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(yù)緊，進(jìn)而達(dá)到調(diào)隙的作用。 圖3-2調(diào)隙螺栓 4電動(dòng)機(jī)和V帶的選擇和計(jì)算 4.1選擇電動(dòng)機(jī)功率 在選擇榨汁機(jī)電動(dòng)機(jī)之時(shí)，要確定類型，結(jié)構(gòu)，功率還有速度，之后 才能將型號(hào)給定下來，用的最多是三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)最好用Y 系列的，它的啟動(dòng)性相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)，正常都是用在對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩需要很高的機(jī) 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(dāng)不錯(cuò)的。 結(jié)構(gòu)不復(fù)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(shè)計(jì)要求，榨汁機(jī)中的電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)采用鼠籠型三相異步型號(hào)。查表可 得，選出兩種電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，如表1。 圖4-1鼠籠型三相異步電機(jī) 表1電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型 額定 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 號(hào) 功率 P/kW 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 總傳 動(dòng)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(gè)方案總傳動(dòng)比不大，只是花的錢多，家里面不適合使用， 那么就用第一個(gè)方案，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y1

9、12Mo所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 4d=4kw,滿載轉(zhuǎn)速％,=1440r/nin，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊 湊也 4.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 因?yàn)椋?= 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(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇傳動(dòng)裝置為帶傳動(dòng)，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(dòng)機(jī)還有它的 數(shù)據(jù)，這個(gè)機(jī)器用的電動(dòng)機(jī)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(dòng)的速度1440r/min ；傳動(dòng)比2 = 1

10、1.08 4.3.1確定計(jì)算功率Pea 使用螺旋甘蔗榨汁機(jī)之時(shí)，載荷非常容易發(fā)生變化，應(yīng)當(dāng)將運(yùn)作時(shí)間 控制在10時(shí)以內(nèi)，并且原動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)采用鼠籠式異步型號(hào)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)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(hào) V帶有一般的還有窄的，他們所有的型號(hào)都標(biāo)準(zhǔn)了。這個(gè)里面一般V 帶的型號(hào)有七種；還有一種V帶是窄的，它的型號(hào)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(dòng)，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(chǎng)合 適用，帶的造價(jià)較為便宜，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 4.4帶輪基準(zhǔn)直徑（1小和dd2 4.4.1小帶輪的基準(zhǔn)直徑《山 要想讓帶工作時(shí)候彎曲應(yīng)力小一點(diǎn)，應(yīng)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(dòng)輪的 基準(zhǔn)直徑來進(jìn)行選定，那么帶輪的直徑就是《〃=100,那么按照傳動(dòng)比能 夠?qū)膭?dòng)輪的基準(zhǔn)直徑給算出來：d”=100mm 通過已經(jīng)知曉的功率 P=FV/1000,傳送的功率達(dá)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(duì)于設(shè)計(jì)的要求能夠滿足。 4.4.2大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2 dd2 = （1 - u）xidd2 = idd2 = 3.6x 100 = 360? u 為滑動(dòng)率，計(jì)算時(shí)可忽略不 計(jì)，i為傳動(dòng)比。 4.4.3傳動(dòng)的中心距。和帶長(zhǎng)兒 由。.7（41 +） Y % Y 20"] + dd2） 能夠得出初定中心距離是％ = 500 mm 基準(zhǔn)帶長(zhǎng)度: 4=2%+強(qiáng)如+42）+（氣*）=1800 實(shí)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(xí)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(shè)計(jì)手冊(cè)長(zhǎng)度得知：Po=1.3O Ka =0.90 Kl=1.04 任長(zhǎng)度單根普通帶準(zhǔn)許功率數(shù)值；匕,長(zhǎng)度系數(shù)；J包角系數(shù)。 4.7 V帶的計(jì)算 表2 V帶的計(jì)算列表: 設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目 結(jié)果 說明 計(jì)算功率pca 4.8 工作情況系數(shù)Ka 1.2 小帶輪直徑4 100mm 驗(yàn)

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(shí)際機(jī) 械結(jié)構(gòu)確定 定中心距。 525mm 初算V帶所需的基準(zhǔn) 長(zhǎng)度Ld 1750mm 選V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度九 1800mm 包角名 0 151 包角系數(shù)k〃 0.92 長(zhǎng)度系數(shù)k￡ 1.01 V帶根數(shù)Z 3根  5帶輪的設(shè)計(jì) 5.1帶輪的材料 因?yàn)樾л啂賄<25m/s,所有使用鑄鐵HT150o 5.2帶輪的形式 假如帶輪基準(zhǔn)直徑是P<(1.5-3)d,那么小帶輪使用實(shí)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(jì)算 小帶輪和電動(dòng)機(jī)密切連接在一起，所以d - 28mm, d} - 56mm，取50mm； D-\00/nm,查機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)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(shè)計(jì)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(qiáng)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(jī)械提取，物理化學(xué)提取和 酶提取的方法。但物理和化學(xué)提取因其適應(yīng)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(jī)械提取方法沒有得到廣泛使用。機(jī)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(jī)是機(jī) 械果汁提取最重要的機(jī)器和設(shè)備之一。壓力輻式連續(xù)榨汁機(jī)通過壓縮體積 來分離果實(shí)的固體和液

17、體成分，并提取果汁。能夠?yàn)槭称沸袠I(yè)和餐飲業(yè)提 供榨汁的需要，是一種常用的食品機(jī)械。本設(shè)計(jì)的壓輻式連續(xù)榨汁機(jī)介紹 了以壓縮體積為基礎(chǔ)的榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、工作原理和設(shè)備組成。設(shè)計(jì)主 要通過壓輻擠壓，讓榨汁機(jī)能充分榨出甘蔗汁液。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)械榨取；壓榨；壓輻式連續(xù)榨汁機(jī)；食品機(jī)械 輸出軸與聯(lián)軸器直徑之間的關(guān)系為，dx = 50mm > Jmin ,符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。所 以聯(lián)軸器軸孔距離是50mm,按照傳動(dòng)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(cè)能夠 看到平鍵/?x/z = 16xlO(GB1095—79)o鍵槽主要通過銃刀進(jìn)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(qiáng)度 5.7.1軸的計(jì)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(jì)算彎矩 軸上BCD三點(diǎn)的彎矩 MI3V=MDV=Q Mcv =Rv】xL] =946.

19、8 x 300 =284040 N-mm 5.7.4計(jì)算扭矩 =9550000 么= 9550000 x^-= 271053 N?mm b ° 佑 128.6 5.8 校核軸的強(qiáng)度 只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度由 b如= & = 271。5[ = 7.90MPQ W 0.1x703 查表可得對(duì)于 叫=600MPa的碳鋼，因?yàn)閇b] = 55MPa >= 1.90MPa ,故安全。 6其他部件設(shè)計(jì) 6.1篩筒的設(shè)計(jì) 篩筒部的篩筒應(yīng)該設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。篩筒篩孔的孔隙率越大越好，這樣汁液d - 能及時(shí)流出

20、，工作效率才能得到提高。篩筒的設(shè)計(jì)也非常重要。因?yàn)槿绻? 篩筒沒能承受住螺旋擠壓產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力，此次設(shè)計(jì)就會(huì)失敗。所以孔隙 率也不能過大，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求去設(shè)計(jì)。 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(fèi)；如果過小時(shí)，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?jiān)笮∪ミx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(shè)計(jì)主要 用定性選擇和經(jīng)驗(yàn)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(yàn)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(zhǎng)為50

21、0mm。篩筒設(shè)計(jì)成上下兩半，這樣能方便清理殘?jiān)? 6.2軸承端蓋的設(shè)計(jì) 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(qiáng)度校核計(jì)算 6.3.1按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 根據(jù)本文設(shè)計(jì)的甘蔗榨汁機(jī)，軸基本上不承受彎矩載荷，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng) 度條件為 T 9550000^ 弓=一Q 1 < [rT] T 咯 0.2d3 T 馬為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)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(jì)算

22、軸面處直徑mm； 官t］為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力； 通過查閱相關(guān)表格我們可以看出，45號(hào)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(jī)輸出功率計(jì)算,數(shù)值是4KW； 因此電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速具體數(shù)據(jù)是4000r/min ,減速機(jī)減速具體比例是1口10, 減速機(jī)輸出軸端的帶輪直徑為70mm,安裝在軸端的帶輪直徑為130mm, 計(jì)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(yīng)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(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比例是： i = ^ = 甄 = 11.08 nin是電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速；九代表主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw 130 通過相關(guān)數(shù)據(jù)算出總傳動(dòng)比，從而調(diào)整傳動(dòng)比。將所有傳動(dòng)比都控制在合 理范圍之內(nèi)，傳動(dòng)裝置的體積要較小，避免相互干涉碰撞。所以V帶傳動(dòng) 比取3,減速器傳功比4。 7.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 通過詳細(xì)計(jì)算傳動(dòng)件數(shù)據(jù)，可對(duì)傳動(dòng)設(shè)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(dòng)機(jī)至減速器輸入軸的傳動(dòng)比; "是減速器傳動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)軸和減速器輸入軸，后者是減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋 軸兩者的傳動(dòng)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(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩。 表1傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)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(dòng)比i 3 4 效率 0.96 0.95 7.2功率計(jì)算 在這里，把軸與軸承摩擦等所消耗的功率算入機(jī)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(dòng)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(dòng)效率。 電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率： XZ72 X 773 X 774

27、 X 775 ?、〃2、〃3、〃4、/分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、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(jī)將壓榨裝置改進(jìn)為三輻兩級(jí)壓榨 機(jī)，與兩輻榨汁機(jī)相比，果汁充分榨汁。相比四輻兩級(jí)甘蔗汁提取結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，成本低，工作效率高等。為了適應(yīng)室內(nèi)工作條件，采用蝸輪蝸桿減速 機(jī)，帶傳動(dòng)等，以減少噪音。 進(jìn)料裝置端口設(shè)計(jì)根據(jù)甘蔗棒尺寸的實(shí)際檢測(cè)確定。測(cè)量了十組甘蔗 棒的

28、大端，中端和小端的直徑，然后設(shè)計(jì)了喂料裝置的直徑，喂料裝置口， 進(jìn)料口和壓榨處在同一個(gè)鞋面，方便甘蔗進(jìn)料到進(jìn)料口，沿兩個(gè)壓輻之間 的傾斜表面滑動(dòng)壓榨。該設(shè)計(jì)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(fèi)。總機(jī)尺寸大小按照人體身高設(shè)計(jì)，便于操作。 本機(jī)具有以下特點(diǎn)： (1) 榨汁充分，盡可能減少浪費(fèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于操作。 (2) 通用性能好，便于清理殘?jiān)?，噪音小，使用壽命長(zhǎng)。 致謝 時(shí)間過得很快，感覺昨天才踏進(jìn)校門的第一天。經(jīng)過六個(gè)多月的努力， 在周騰老師的細(xì)心指導(dǎo)下論文基本完成了，取得較好的成果。在此，真誠 感謝我的導(dǎo)師周老師。在此過程中，我遇到了很多困難。

29、比如方案的設(shè)計(jì)， 軟件的使用，論文的撰寫等等。這些困難都是導(dǎo)師幫我細(xì)心解決，真誠感 謝導(dǎo)師。在討論論文的的空閑時(shí)間，導(dǎo)師也講了很多做人的道理，學(xué)到了 很多。此外，導(dǎo)師的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖月?，影響著我一生? 感謝在大學(xué)期間所有老師給予的悉心教導(dǎo)和幫助。感謝他們?cè)谶^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(xué)習(xí)的同學(xué)們。在這四年中，同學(xué)們給了 我很多的照顧和鼓勵(lì)，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(xué)們和導(dǎo)師的幫助和細(xì)心關(guān)照，希 望大家的未來充實(shí)和幸福！ 參考文獻(xiàn) [I]

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33、煒.溫室電動(dòng)松土機(jī)的研制[D].山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2009. [22] .立式甘蔗榨汁機(jī)[J] .農(nóng)村新技術(shù),2010(24):40. [23] 魏奉盤.甘蔗的成熟和收獲(二)[J].甘蔗糖業(yè),1978(12):42-45. [24] 關(guān)志明.甘蔗專業(yè)戶發(fā)展的現(xiàn)狀及其前景的探討[J].甘蔗糖業(yè),1986(07):48-50. [25] 王慎安.螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].輕工機(jī)械,2004(01):99-101. [26] 王建鵬.傾心打造受人尊重的甘蔗機(jī)供應(yīng)商[N].中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo) Abstract In the process of breaking sugarcane a

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(bào),2017-04-17(008). [27] 王艷紅.國外甘蔗收獲機(jī)發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)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(jī)的壓榨方式 7 1.

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

40、直徑ddi 16 4.4.2大帶輪的基準(zhǔn)直徑ddi 16 4.4.3傳動(dòng)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(jì)算 17 5帶輪的設(shè)計(jì) 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(jì)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(qiáng)度 19 5.7.1軸的計(jì)算 19 5.7.2軸垂直面內(nèi)所受支反力 20 5.7.3計(jì)算彎矩 20 5.7.4計(jì)算扭矩 20 5.8校核軸的強(qiáng)度 20 6其他部件

41、設(shè)計(jì) 21 6.1篩筒的設(shè)計(jì) 21 6.2軸承端蓋的設(shè)計(jì) 21 6.3軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 21 6.3.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 21 7計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 23 7.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(jì)算 24 總結(jié) 26 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 1緒論 甘蔗榨汁機(jī)在我們?nèi)粘９ぷ魇且环N不可缺少機(jī)械設(shè)備，汲取甘蔗汁非 常方便。近年來，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展進(jìn)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(jià)值。實(shí)驗(yàn)研究表明，甘蔗汁有著很高營養(yǎng)價(jià) 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(duì)于甘農(nóng)來說，制作一種簡(jiǎn)單方便的甘蔗榨汁機(jī)非常重要， 況且甘蔗市場(chǎng)需求量極高。機(jī)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(dòng)甘蔗榨汁機(jī)、壓輻榨汁機(jī)，參考這幾種機(jī)械設(shè)備 的機(jī)構(gòu)來設(shè)計(jì)本方案。通過參考了解，我的設(shè)計(jì)通過改變壓榨輻之間的間 距來進(jìn)行工作，達(dá)到壓榨甘蔗的效果。通過市場(chǎng)調(diào)查可知，面對(duì)龐大的消 費(fèi)群體，普通粉碎的果汁銷量極少，不能滿足消費(fèi)者的需求。因此，甘蔗 榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)及其營銷將為甘農(nóng)和消費(fèi)者帶來極大的便利和巨大的市

43、場(chǎng)優(yōu) 勢(shì)。通過了解消費(fèi)者的需求，消費(fèi)者迫切渴望設(shè)計(jì)一種壓榨甘蔗的機(jī)械設(shè) 備。本文設(shè)計(jì)的甘蔗榨汁機(jī)可用于甘蔗汁的批量提取，為人們提供便利。 本文設(shè)計(jì)的甘蔗榨汁機(jī)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(shí)確保果汁完全提取，可以 擠壓到位。通過研究參考文獻(xiàn)和榨汁機(jī)機(jī)器，設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減速機(jī) 減速，皮帶和齒輪傳動(dòng)，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(jì)算帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸、軸的尺寸、齒輪比和減速機(jī)的減速比等等進(jìn)行 計(jì)算，于是有了初步的設(shè)計(jì)方案。 1.1研究的目的和意義 甘蔗榨汁機(jī)是甘蔗提取汁液必不可少的機(jī)械設(shè)備，甘蔗的營養(yǎng)價(jià)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(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對(duì)于健康飲食的標(biāo)準(zhǔn)要求也在不斷的提高，許多食品的營養(yǎng)價(jià)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(jì)利益的，改善甘農(nóng)的生活質(zhì)量，但同時(shí)也給甘農(nóng)帶來了很大的不 便，因?yàn)槿斯ば侍?。甘農(nóng)需要一種操作方便的甘蔗榨汁機(jī)，用來提取 甘蔗中的營養(yǎng)價(jià)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(gè)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(jiǎn)捷又方便的甘蔗榨汁機(jī)將顯得尤為重要。 市場(chǎng)上現(xiàn)有的甘蔗榨汁機(jī)多采用手動(dòng)，以及雙餛和五輻壓榨機(jī)，手動(dòng) 壓榨機(jī)械簡(jiǎn)單，但需要消費(fèi)者來自己完成，將給消費(fèi)者帶來不便，經(jīng)過研 究，雙餛壓榨機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)過程過于復(fù)雜，成本較高，不適用普通家庭。 采用三輻壓榨設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)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(jī)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)。比如：體積小、重量輕、構(gòu)件 少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)提取甘蔗汁時(shí)，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(shí)間，不會(huì)浪費(fèi)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(jī)獲取甘蔗的汁液，榨汁機(jī)分為這幾類。立 式榨汁機(jī)，使用較為簡(jiǎn)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(chǎng)合輕易看到， 且不易清潔。推壓式甘蔗榨汁機(jī)是早期設(shè)計(jì)的甘蔗榨汁機(jī)，擠壓效果很好， 但殘留物不易取出，擠壓時(shí)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(jī)。 壓輻式甘蔗榨汁機(jī)常見的有兩根、三根、五輻以及七輻。兩輻甘蔗榨汁機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但市場(chǎng)上很少

47、，因?yàn)閴赫バЧ惶硐耄速M(fèi)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(jī)，市場(chǎng) 比較常見。值得一提的是，還有一個(gè)手動(dòng)擠壓甘蔗榨汁機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操 作方便，但它外型不像五輻甘蔗榨汁機(jī)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(jī)，較為常見，研究三輻的榨汁機(jī) 較少。因?yàn)楦收嵘L(zhǎng)需要長(zhǎng)時(shí)間光照，促進(jìn)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(jī)，所 以他們國家的甘蔗榨汁機(jī)基本上是世界上最先進(jìn)的，很多國家都借鑒參考 他們國家的甘蔗榨汁機(jī)，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(jī)起步有些慢，相對(duì)于發(fā)達(dá)國家差距有點(diǎn)大，目前市場(chǎng) 上流行的一些機(jī)器中，存在如下問題，因此，難以大范圍推廣應(yīng)用。 (1) 容易卡機(jī)。國外一些地區(qū)由于甘蔗大，經(jīng)常造成機(jī)器的卡機(jī)抱死。 應(yīng)對(duì)這種現(xiàn)象，我國廣州雷邁機(jī)械設(shè)備有限公司進(jìn)行了機(jī)械設(shè)備的改裝或 者從新設(shè)計(jì)。 (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(chǎng) 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(jí)壓榨，出汁率低；浪費(fèi)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(yán)重。 因而需要進(jìn)行改良，方便在

49、室內(nèi)使用。采用三輻分兩級(jí)壓榨方式；為最大 程度減少噪音污染，此設(shè)備傳動(dòng)主要依靠渦輪減速設(shè)備以及皮帶，從而滿 足環(huán)境以及空間內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。 1.4現(xiàn)有甘蔗榨汁機(jī)的壓榨方式 (1) 螺旋推送擠壓 (2) 雙車?yán)ポ唹赫? (3) 三餛輪兩級(jí)擠壓 (4) 四輻輪兩級(jí)擠壓 (5) 五餛輪三級(jí)擠壓方式 (6) 六餛輪三級(jí)甘蔗榨汁機(jī) 在中國，采用四餛兩級(jí)擠壓法，采用兩餛單級(jí)進(jìn)行工作。鑒于二者的 優(yōu)缺點(diǎn)，于是采用三輻雙級(jí)擠壓方式。 1.5主要內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo) 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(jì)收入。但給 廣大農(nóng)民和消費(fèi)者帶來了很多不便。因此研制設(shè)計(jì)一款方便簡(jiǎn)捷的甘蔗榨 汁機(jī)將對(duì)甘蔗類產(chǎn)品帶來極大的意義，同時(shí)減輕甘農(nóng)的工作量以及消費(fèi)者 的煩惱。 1.5.2預(yù)期目標(biāo) (1) 榨汁充分，盡可能減少浪費(fèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于操作； (2) 通用性能好，便于清理殘?jiān)胍粜?，使用壽命長(zhǎng)； (3) 壓輻處使用翻蓋，便于清洗壓輻，時(shí)常保持環(huán)境衛(wèi)生； (4) 它生產(chǎn)成本低，易于推廣。