甘蔗榨汁機的應用設計-機械設計制造及其自動化

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1、畢業(yè)論文（設計） 題目：甘蔗榨汁機的應用設計 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。壓軌機是機械果汁提取最重要的機器和設備之一。壓力車昆式連續(xù)榨汁機通過壓縮體積來分離果實的固體和液體成分，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 馨式連續(xù)榨汁機介紹了以壓縮體積為基礎的榨汁機的設計要點、工作原理和設備組成。設計主要通過壓軌

2、擠壓，讓榨汁機能充分榨由甘蔗汁液。它的特點是結(jié)構簡單，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。 關鍵詞：機械榨取；壓榨；壓幅式連續(xù)榨汁機；食品機械 Abstract Intheprocessofbreakingsugarcaneandextractingjuice,therearethreemethods:mechanicalextraction,physicalandchemicalextractionandenzymaticextraction?Butthelimitationsofphysicalandchemicalextractionduetoitsadapt

3、abilityandthegenerationofsideeffectsandrestrictionsontheuseofreceived?Mechanicalextractionoffruitjuiceandvegetablejuiceiswidelyusedinthepressingoftomatoes,pineapples,apples,citiusandorange?sRollercontinuousjuicepressisoneofthemainmachineryandequipmentformechanicaljuiceextraction?Rollercontinuousjuic

4、epressisamethodofcompressingvolumetoseparatesolidandliquidcomponentsoffruitandextractjuice?Itisakindofcommonfoodmachinerythatcanprovidejuicepressingformedium-sizedfoodenterprisesandcateringindustry.TherollercontinuousJuicerdesignedinthispaperintroducesthedesignessentials,workingprincipleandequipment

5、compositionofthesqueezerbasedoncompressedvolume?Thedesignismainlythroughrollerextrusion,sothatthejuiceextractorcanfullyextractsugarcanejuice?Itischaracterizedbysimplestructure,smalloveralldimensions,juicewithhighefficiency,convenientoperation,widelyusedinfoodfactory. Keywords:mechanicalextraction;p

6、ressing;rollercontinuousjuicer;foodmachinery 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 1.5 主要內(nèi)容和預期目標8 151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)構及工作原理10 3甘蔗榨汁機的結(jié)構設計12 3.1 喂料機構12 3.2 三輪輪兩兩間間距的計算12 3.3 調(diào)隙螺栓的設計1

7、3 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Pea15 4.3.2 選擇V帶的型號15 4.4 帶輪基準直徑d

8、5 軸上零件的周向定位19 1.6 定圓角半徑值19 1.7 按彎扭合成條件校核軸的強度19 1.7.1 軸的計算19 1.7.2 軸垂直面內(nèi)所受支反力20 1.7.3 計算彎矩20 1.7.4 計算扭矩20 1.8 校核軸的強度20 6 其他部件設計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21 631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

9、 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片蔗汁，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)豐閏o 我的靈感來自于手動甘蔗榨汁機、壓軌榨汁機，參考這兒種機械設備的機構來 設計本方

10、案。通過參考了解，我的設汁通過改變壓榨軌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，甘蔗榨汁機的設訃及其營銷將為甘農(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

11、齒輪傳動，三 組壓幅分兩組壓榨，果汁分開過濾裝置等結(jié)構。通過汁算帶輪的結(jié)構尺寸、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

12、，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。問題是提取片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。因而研制一種既簡捷乂方便的片蔗榨汁機將 顯得尤為重要。 市場上現(xiàn)有的甘蔗榨汁機多采用手動，以及雙餛和五冢壓榨機，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，雙楹壓榨機可 以控制兩壓輪之間的距離，但是不能保證壓榨質(zhì)量生產(chǎn)效率也低。五輾壓榨機設計 過程過于復雜，成本較高，不適用普通家庭。采用三太黑壓榨設計較為簡便、榨取

13、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、構件少結(jié)構簡單、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。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，所以采用三輪壓 榨更適合。 1?2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.1.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 如今，中國主要通過榨汁機獲取甘蔗的汁液，榨汁機分為這兒類。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，山于無法滿 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

14、式甘 蔗榨汁機是早期設訃的甘蔗榨汁機，擠壓效果很好，但殘留物不易取生，擠壓時需 要打碎甘蔗，比較麻煩，因而現(xiàn)在不常用。LI前比較常見的是莊醍式甘蔗榨汁 機。 壓餛式甘蔗榨汁機常見的有兩輾、三輾、五餛以及七軌。兩幅甘蔗榨汁機結(jié) 構簡單，但市場上很少，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)效果最好的為三幅跟五翟式甘蔗榨汁機，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)構簡單，操作方便，但它外型不像五輾tr 蔗榨汁機那樣美觀。 1.1.2 國外現(xiàn)狀 國外主要研究四餛和六探甘蔗榨汁機，較為常見，研究三輾的榨汁機較少。因 為甘蔗生長需要長時間

15、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札得到很多國家 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，難以大范圉推廣應用。 (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

16、用；因而在室外榨汁的過程中，山于甘蔗糖份多，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，使得壓輾磨損較為嚴重。 因而需要進行改良，方便在室內(nèi)使用。采用三幅分兩級壓榨方式；為最大程度減少 噪音污染，此設備傳動主要依黑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) 雙輾輪壓榨 ( 3) 三輾輪兩級擠壓 ( 4) 四輾輪兩級擠壓 ( 5) 五輾輪三級擠壓方式 ( 6) 六輾輪三級甘蔗榨汁機

17、在中國，采用四幅兩級擠壓法，采用兩軌單級進行工作。鑒于二者的優(yōu)缺 點，于是采用三輾雙級擠壓方式。 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) )壓輾處使用翻蓋，便于清洗壓

18、輾，時常保持環(huán)境衛(wèi)生; 4) 它生產(chǎn)成本低，易于推廣。 2甘蔗榨汁機的整體設計 2.1市面上常見的榨汁機 ⑴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 ⑶電瓶榨汁機，使用簡單方便并且節(jié)省力氣。 ⑷體積較大的榨汁機，具體形狀在圖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大型甘慝榨汁機 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為基礎，對各個構件 進行了優(yōu)化設訃。從喂料口送入甘蔗棒料，然后進行壓榨。電機帶動的

19、三輾輪分兩 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，隨后甘蔗殘渣從由料口排生，這就是我的設計原 理和工作方式。 2.3 樣機結(jié)構及工作原理 三個壓輾在齒輪帶動下實現(xiàn)兩級壓榨，如圖2-3所示： 在齒輪帶動下，壓餛A首先正傳，齒輪組帶動一組壓棍B同時反轉(zhuǎn)，從而將從喂料 裝置進來的片蔗依次進行兩級壓榨，保證榨取日？蔗汁液充分進行。首先得設訃喂 料口、喂料斜面和1、2輾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^處；再將甘蔗棒送入1、3壓輾處，進行第二次壓榨。甘蔗經(jīng)過 兩次的壓榨會更加碎，得到

20、的甘蔗汁更多，減少材料的浪費。 1.壓餛A2.壓餛B!63.壓餛B2 圖2?3三餛輪轉(zhuǎn)向 樣機結(jié)構，如圖2-4所示: 圖24樣機結(jié)構 L齒輪2.側(cè)而架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速器，傳動主要依鼎皮帶，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，三探輪裝置于齒輪傳動之下互相進行轉(zhuǎn)動工作，壓榨工作山此進行。而另一方面將甘蔗從喂料口 送入，通過三醍壓榨裝置進行壓榨，渣料從由料口排由，濾網(wǎng)過濾汁液，把殘渣過 濾掉，最后汁液流入到

21、盛液箱。 3甘蔗榨汁機的結(jié)構設計 3.1 喂料機構 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，片蔗普遍為圓柱形 狀，直徑不會超過60nmio所以料斗設計？成斜面，然后在端蓋側(cè)上方開由直徑 在統(tǒng)一斜面處，才 60nun等間距離的圓孔孔。喂料口、斜面以及壓軌擠壓處要設計 能將甘蔗棒料送入機器中。如圖3-1所示: 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 3456 7 8 9 10 甘蔗亙在（mm） 36 44 40433

22、933 30 52 42 39 表3-2 任選十株甘蔗小端進行的測量 甘蔗 1 2 3456 7 8 9 10 甘蔗亙在（mm） 30 29 27363329 29 31 42 39 表3-3任選十株甘蔗大端進行的測量 甘蔗 1 3456 7 8 9 10 甘蔗亙在（mm） 39 42 43395033 52 56 42 49  山上述三表得甘蔗棒的平均直徑如下 甘蔗中部的平均直徑: 甘蔗小端的平均直徑: tr蔗大端的平均直徑: 36+44+40+43+39+33+30+52+

23、42+39 d.==39.8mm 1 10 30+29+27+36+33+29+29+31+42+39廠山 d,==32.5nun -10 」39+42+43+39+50+33+52+56+42+49,。c d；==44.5mm 10 如果要用三個壓輾進行二次壓榨，則兩輾之間的間距前一級設置在2nun, 然后減小下級輪輪之間的間距；下級輪輪間間距設置為15nmio 3.3調(diào)隙螺栓的設計 調(diào)隙螺栓是用來改變壓輾裝置運作時的間距，將壓輾2放在距離兩個壓輪1最 近的距離，如遇到壓輪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

24、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，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)構不復朵，修理起來便利，在易燃易爆，腐蝕的地方不能拿來用 得，選由 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 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電動機技術參數(shù) ?電動機型額

25、定電動機轉(zhuǎn)速傳動裝置的傳動比 號功率 P/kW 同步 總傳 市 減速 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速 動比 箱 1 Y112M 4 1500 1440 11.08 2.8 4 ■ 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Y112M。所選電動機的額定功率巳d=4kw,滿 載轉(zhuǎn)速心二1440r/min,總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構較緊湊⑺。 4.2 確定電動機轉(zhuǎn)速 因為叫=1400/7min，所以必=—=1八22

26、.=130r/min，即軸的轉(zhuǎn)速為-i11.08 130/7min。 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/ =70〃曲，大帶輪直徑d?=130〃"“。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14407mm:傳動比z=11.08 4?3?1確定計算功率A, 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)機械設訃教材得知，可以將心取 1.2,則有： A

27、a=k』=4x1.2=4.8取K°=1.2，心為工作情況系數(shù)，P為額定功率。4.3.2選才舉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，由化小帶輪轉(zhuǎn)速?,可使用A型 普通W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g和 4.4.1 小帶輪的基準直徑 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

28、常大。正常ddx>dmm,按照主動輪的 基準直徑來進行選定，那么帶輪的直徑就是ddi=100，那么按照傳動比能 夠?qū)膭虞喌幕鶞手睆浇o算由來：八=100/n/n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： v=加"內(nèi)=e（）（）小40mis=7.536力口/sY25m/s60x100060x1000 那么對于設計的要求能夠滿足。 4.4.2 大帶輪的基準直徑氏2 dd2=（l-u）xz

29、，i為傳 動比。 4.4.3 傳動的中心距a和帶長Ld 1110.7心1+心2）y”oy2（〃右+〃d2） 能夠得由初定中心距離是a（）=500mm 基準帶長度： 實際中心距離 =1800 a = 500+ 1800-1750 4.5 小帶輪包角嗎 皿一吟 ⑸.220。 4.6 確定V帶的根數(shù)Z 4.8 =3.16 4.8 1.2 100mm 7.54/s 一般不低于 5m/s 360mm 500nini 參考實際機 械結(jié)構確定 (化+△仇)心Kl(1.32+0.17)x0.92x1.01 Z=3根，查設計手冊長度得知：八=1.30

30、Kq=0.90(=1.04 4長度單根普通帶準許功率數(shù)值；KA長度系數(shù)；心包角系數(shù)。 4.7 V帶的計算 表2V帶的計算列表： 設計計算項目結(jié)果說明 計算功率化 工作情況系數(shù)K,i 小帶輪直徑小 驗算V帶的速度H 大帶輪直徑d,■ 初定中心距綣 定中心距a525nini 初算V帶所需的基準1750mm 長度Ld 選V帶的基準長度A°ISOOnini 包角少151： 包角系數(shù)k“0.92 長度系數(shù)匕1.01 V帶根數(shù)Z3根 5帶輪的設計 5.1 帶輪的材料 因為小帶輪帶速Vv25m/s,所有使用鑄鐵HT150O 5.2 帶輪的形式 假如帶輪基準直徑是

31、Dv(1.5-3)d，那么小帶輪使用實心的形式： Dv400w,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=28/7/77??4=56〃〃"，取 50111111;>=100/77/27,查機械設計師手冊表15-13,則有： 寬度：B=(z-l>+2/=(3-l)xl6+2xl0=52w/? 力.二4+2ha=100+2x2.75=105.5nun 小帶輪直徑：L=(1.5-2>/=(1.5-2)x28=42-56，取56mm 設計大帶輪的軸孔直徑d=50〃" =(1.8-2>/=(1.8-2)x50=90-100 大帶輪的寬度

32、：B=52/77/77 郵=g+2ha=377mm 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： [P d>— 個Vn 查表取調(diào)質(zhì)處理的45鋼，b〃=650Ma,4=115 [p~i365 d=2i-^=115xii——-=336〃"〃 的\n.Y128.6 輸由軸與聯(lián)軸器直徑之間的關系為，心、=50力口二〃41,符合強度標準。所以聯(lián)軸器 軸孔距離是50iiiiii,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/?=16xlO(GB1

33、095—79)o鍵槽主要通過銃刀進行工作，周向定位為H7/k6o 5.6 定圓角半徑值 定圓角半徑具體數(shù)值為r=\.6mm,軸段倒角，軸兩端都是3x45°。 5.7 按彎扭合成條件校核軸的強度 5.7.1 軸的計算 圖5」軸的計算簡圖 5-7.2軸垂直面內(nèi)所受支反力 2367 x300 300 + 450 =946? 8N Rd=F一心=2367-946.8=14202N 5.7.3 計算彎矩 軸上BCD三點的彎矩 BV=MDV= Mcv=/?v.ixL1=946.8x300=284040N?mm 5.7.4 計算扭矩 7；=7八=95500

34、00A=9550000><上竺=271053N心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山 Tr_271053"iv" =7?90MP" 0.1x70s 查表可得對于=600MPa的碳鋼，因為[cr]=55MPax7.90MP”,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 小和分布密度的設計。篩筒篩孔的孔隙率越大越好，這樣汁液才能及時流生，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

35、訃要求去設訃。 篩孔直徑越大，有利于汁液排由；相反，篩孔直徑越小，利于汁液的排由，造成日 ?蔗棒料的浪費；如果過小時，汁液的排生不能得到保證，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由。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5inmo圓筒篩的內(nèi)徑為3000nmi。長為500nmio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

36、 用凸緣式結(jié)構岡。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 片主要山許多薄片構成，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 9550000上西<[rT]%為扭轉(zhuǎn)切應力； T為軸所受扭矩； 為軸抗扭截面系數(shù)，nun3； n為軸轉(zhuǎn)速； P為周傳遞功率； d為訃算軸面處直徑mm； 45號鋼［弓］的范圍 ,數(shù)值是4KW :因此 1010,減速機輸由軸端 ［心］為許用扭轉(zhuǎn)切應力；通過查閱相關表格我們可以看生, 是從25ME至45ME; 算由截面直徑數(shù)據(jù)

37、是30〃〃“傳遞功率根據(jù)電機輸出功率計算電機輸由轉(zhuǎn)速具體數(shù)據(jù)是4000r/min，減速機減速具體比例是的帶輪直徑為70niin,安裝在軸端的帶輪直徑為130mm, 汁算軸的轉(zhuǎn)速可得 軸的轉(zhuǎn)速： 4000x70 10x130 =215.4/7 min 軸的扭轉(zhuǎn)應力為 9550000上9550000-—一 由此可知，軸安全 02^574.63*] 7 計算總傳動比和分配傳動比 總傳動比例是： i =八-=—=11.08 nw 130 心是電動機滿載轉(zhuǎn)速；心代表主動軸轉(zhuǎn)速 通過相關數(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用之 內(nèi)，傳

38、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) 通過詳細訃算傳動件數(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 n1440 ii!=—==480r/niin “]480? =—==120r/nun h4 山是減速器輸入軸，心螺是旋軸轉(zhuǎn)速；?電動機至減速器輸入軸的傳動比; 心是減速器傳動比。 7.1.2 各軸的輸入功率 A=Ed=4x0.96=3.84KW P2"、xP2=3.84x0.95=3.65KW 卷電動機的輸生功率；片是減速器輸入軸；4代表

39、螺旋軸輸入功率；力口、 從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 P4 T.=9550A=9550x——=26.5N?力口 %1440 A為減速器輸入軸，入為螺旋軸的輸入轉(zhuǎn)距；7;d為電動機軸的輸由轉(zhuǎn)矩 表1傳動裝道的運動和動力參數(shù) 軸名 電動機軸 參數(shù) 減速器 螺旋軸 480 120 3.84 3.65 71.3 271.0 4 0.95 轉(zhuǎn)速1440 n/(r/nin) 輸入功率4 P/KW 輸入轉(zhuǎn)矩26.5 T/("?〃?) 傳動比i3 效率0.96 7

40、.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A p產(chǎn)空寧口xAPm"(l+2+3+...+Z)(W) =0.0321x130X°,°°5x0.83x106x1060 =2891.5W 心為相鄰螺距大小之差； tl?蔗棒料移動消耗的功率為P2 Gn2s2 7200 1000 燈 302><0? 052 =60.5w 消耗的功率為 =3657.1 /?,+p2_2891.5+60.5 76人81 式中："一傳動效率電動機到工作機的總效率 77=77X72X73X774X?75 mm、％分別為帶傳動.

41、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、螺桿軸的 軸承。 取7=0.96、“2=0.99、弘=0.97.;/4=0.97.缶=98、貝h77=77iX?72X773 X774X775 =0.96x0.99'x0.973x0.97x0.98 =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軌兩級壓榨機，與兩探 榨汁機相比，果汁充分榨汁。相比四軌兩級甘蔗汁提取結(jié)構簡單，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大端， 中端和小端的直徑，然后設計?了喂料裝置的直徑，

42、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，沿兩個壓輾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)壓輾間距，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。比如方案的設計，軟件的使用，論文的 撰寫等等。這些

43、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。止匕外，導師的專業(yè)知識、嚴謹?shù)膽B(tài)度，嚴謹?shù)淖月?，影響著我一生。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 的照顧和豉勵，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照，希望大家的未來充實和幸 福！ 參考文獻 ⑴趙若梅.一種甘蔗榨汁機[P].江蘇：CN105361192A

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