《第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽（13頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽主題設(shè)計(jì)的基本思想大賽主題 “幻 夢課堂 ”內(nèi)容為 “教室用設(shè)備和教具的設(shè)計(jì)和制作”強(qiáng)調(diào)和重視課堂教學(xué)啟發(fā)學(xué)生的想象力避免過去雷同作品注意之處：機(jī)械類課程 - 含各類機(jī)械專業(yè)課程，例如：輕工、道路、石油、印刷、動(dòng)力、農(nóng)業(yè)機(jī)械類課程；不包括化學(xué)、物理、電器、電子原理類課程課堂 -用于學(xué)習(xí)機(jī)械類課程的教室、實(shí)驗(yàn)室等教學(xué)場所。不包括化學(xué)、電子類、體育、農(nóng)業(yè)、生物等課程的教室和場所。大賽希望作品設(shè)計(jì)有創(chuàng)新，不希望重復(fù)制作各類示教板，創(chuàng)新拼接箱， 不希望重復(fù)現(xiàn)有的教學(xué)模型（車模，機(jī)器人模型，生產(chǎn)線模型） 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴賃軔。改進(jìn)設(shè)計(jì)，則要求說明書中，以及答辯中，指出

2、參考的原教具、原模型。創(chuàng)新作品說明書要求1、參加決賽作品介紹應(yīng)包括以下幾部分：1）題目、設(shè)計(jì)者、指導(dǎo)教師2）設(shè)計(jì)目的3）工作原理4）設(shè)計(jì)計(jì)算（突出現(xiàn)代設(shè)計(jì)與分析、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程可省略）5）主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)與特點(diǎn)（例如“機(jī)電結(jié)合 ”、 “結(jié)構(gòu)緊湊 ”等屬于特點(diǎn)）6）作品外形照片（必須具備）7）參考文獻(xiàn)2、篇幅要求以上內(nèi)容篇幅嚴(yán)格控制在5000 字內(nèi)（含圖片） 不超過 7 頁篇幅3、格式要求A4 紙版面，作品名稱行距，上下左右頁邊距留3 號字黑體居中；1 級標(biāo)題 4 號字黑體；正文小4 號字， 1.25 倍2.5 厘米。用 Word2003 版本編輯，圖直接插入正文中混排。聞創(chuàng)溝1 / 9燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈禍

3、測。參考文獻(xiàn)，格式如下：1）專著：主要責(zé)任者.書名 .版本（第一版略）.出版地：出版社，出版年2）連續(xù)出版物中析出的文獻(xiàn)：主要作者. 文獻(xiàn)題名 . 雜志名，年，卷（期）起止頁碼4、圖、表的要求1）圖的線條要清晰，圖的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)必須正確；若為復(fù)印圖則必須修改清楚；2）必須采用有關(guān)制圖的最新國家標(biāo)準(zhǔn)，并注意工程插圖的零部件的清晰度；3）每圖須有圖號，圖名（用5 號字體）；4）盡量采用三線表格。5、計(jì)算公式和過程的篩選與要求1）常規(guī)的齒輪、蝸輪、軸的強(qiáng)度計(jì)算可以不要，僅寫出設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果；2）突出特有的受力分析與計(jì)算，但須說明公式中每個(gè)符號的意義、公式來源。西瓜果汁機(jī)上海理工大學(xué)設(shè)計(jì)者：黃中汶、李佳奕

4、、廖富、姚尚金、袁存虎指導(dǎo)教師：錢煒1、設(shè)計(jì)背景1）開發(fā)背景眾所周知， 在炎熱的夏天，西瓜無疑是解暑的必備佳品。西瓜因其甜脆多汁的特點(diǎn)，榨取西瓜汁的食用方法在市面上愈發(fā)受到各個(gè)年齡層次群體的喜愛，各類榨汁機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生。但目前西瓜打汁的方法仍然比較繁瑣，需要經(jīng)過去皮取瓤、切塊去籽等步驟才可進(jìn)行榨汁，效率較低， 并且西瓜汁也不易保鮮?；谑忻嫒晕闯霈F(xiàn)能直接在西瓜內(nèi)部打汁的機(jī)器，并且在此方面的專利仍有缺陷，實(shí)用性不足，難以推廣。因而制作了一個(gè)能解決這些缺陷的機(jī)器，即“西瓜果汁機(jī) ”。 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭騍。2）設(shè)計(jì)要求為使該機(jī)器易于加工裝配，同時(shí)降低成本， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證機(jī)構(gòu)的簡潔性，所用技術(shù)的

5、成熟性，以及充分考慮零件的工藝性，有國家標(biāo)準(zhǔn)的零件應(yīng)優(yōu)先采用。同時(shí)為契合專業(yè)優(yōu)勢，該作品應(yīng)優(yōu)先考慮以簡單可行的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功能。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐顧葒。3）主要功能2 / 9該 “西瓜果汁機(jī) ”能實(shí)現(xiàn)在西瓜內(nèi)部直接取汁，省卻了傳統(tǒng)的切瓜，取瓤， 再用榨汁機(jī)打汁的繁瑣步驟。 極大地提高了效率。為保證西瓜汁的口感，該款西瓜果汁機(jī)采用低轉(zhuǎn)速弧形刀片取汁，不會絞碎西瓜籽。從而使得西瓜汁的榨取簡單高效、新鮮衛(wèi)生。彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）整體展示本實(shí)用新型發(fā)明提供一種簡單機(jī)械用于西瓜汁的制作，屬于食品加工領(lǐng)域。這款西瓜果汁機(jī)是基于壓桿原理：即向有一定柔度和剛度的長條形鋼片兩端施加力的作

6、用時(shí)，鋼片就會彎曲呈弧形，利用此弧形在西瓜內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，把瓜瓤攪碎成汁。西瓜越大，伸入瓜內(nèi)的鋼片就應(yīng)越長， 然后弧形的半徑就會越大。由此可以適合各種大小的西瓜。此西瓜果汁機(jī)的西瓜適用直徑設(shè)計(jì)限定在150mm-400mm 之間。整體結(jié)構(gòu)圖以及工作原理解釋如下：謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點(diǎn)鉍。圖 1 整體結(jié)構(gòu)圖3 / 9圖 2 西瓜果汁機(jī)實(shí)施例正視圖1.下機(jī)箱7.軸套 8.軸套定位桿9.電機(jī) 10.端蓋 11.齒輪定位軸承12.固定架 13.支撐桿14.軸肩壓刀15.操作把手 17.旋轉(zhuǎn)軸21.推桿 22.底座 23.軸套控制件24.刀片 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷巹癩。為了更好地介紹本項(xiàng)目，現(xiàn)結(jié)合實(shí)例和附圖來進(jìn)

7、一步說明。如西瓜果汁機(jī)實(shí)施例正視圖（圖4）所示，西瓜的加工主要由與旋轉(zhuǎn)軸（17）和與其相連的刀片（ 24）完成，在機(jī)箱（圖1）中電機(jī)（ 9）通過帶動(dòng)小齒輪（5），然后帶動(dòng)大齒輪（ 2）旋轉(zhuǎn)，大齒輪又帶動(dòng)與之配合的旋轉(zhuǎn)軸和軸套（ 7）旋轉(zhuǎn)。軸套在軸外面，并通過大齒輪中心孔。由于軸套和旋轉(zhuǎn)軸上都開有長鍵槽， 所以兩者又可以縱向上下相對于大齒輪滑動(dòng)。煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊。在加工西瓜之前， 旋轉(zhuǎn)軸和軸套都在機(jī)箱上端，如圖 5 所示。軸套通過軸套定位桿 （ 8）和定位螺栓 （ 25）定位，旋轉(zhuǎn)軸通過位于軸套控制件（ 23）下方的開合螺母 （ 19）組件定位。西瓜放置在西瓜固定架（12）上，控制旋轉(zhuǎn)軸

8、軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)將推桿（21）推入。給刀片施加力的部件是壓刀盤組件（圖3），其主要由軸肩壓刀（14），壓刀軸承（ 4），操作把手（15）和把手蓋（ 16）組成。軸肩壓刀（ 4）與軸套配合，其上有與旋轉(zhuǎn)軸的方形刀槽相對應(yīng)的鍵，未施加力時(shí)，刀片貼在旋轉(zhuǎn)軸的方形刀槽中。鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰。旋轉(zhuǎn)軸的下降由開合螺母組件 （圖 2）控制。開合螺母主要由開合螺母 （19），推桿（ 21），和連桿組成。因?yàn)樾D(zhuǎn)軸（17）上開有與開合螺母（19）相對應(yīng)的螺紋，旋轉(zhuǎn)軸在開合螺母組件作用下，旋轉(zhuǎn)下降。刀片連同旋轉(zhuǎn)軸插入西瓜內(nèi)部，到達(dá)預(yù)定位置后旋轉(zhuǎn)軸停止下降。松開絲桿螺母的推桿（ 21），將軸套控制件（23）移動(dòng)到西

9、瓜頂部，通過定位螺栓（25）固4 / 9定軸套定位桿 （ 8）。然后通過壓刀盤組件給刀片施加力，刀片在壓力的作用下在西瓜內(nèi)部慢慢打開， 控制好力的大小，同時(shí)刀片做較低速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片的切割范圍在西瓜內(nèi)部逐漸擴(kuò)大，把瓜瓤切割下來?；[叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻。由于成熟西瓜的西瓜皮的硬度比瓜瓤大得多。刀片又是經(jīng)過剛度，強(qiáng)度要求選擇且適當(dāng)處理過的， 所以能保證把西瓜瓤較高程度地切割下來，而保留完整的瓜皮。完成之后將壓刀盤組件收回頂部，此時(shí)刀片（24）貼在旋轉(zhuǎn)軸上通過開合螺母（19）返回原位。一個(gè)流程結(jié)束。 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥。2）零件展示圖 3 機(jī)箱附圖圖 4 開合螺母組件5 / 9圖 5 壓

10、刀盤組件1.下機(jī)箱 2.大齒輪 3.軸承齒輪連接件 4.壓刀軸承 5.小齒輪 6.上機(jī)箱 7.軸套 8.軸套定位桿 10.端蓋 11.齒輪定位軸承 14.軸肩壓刀 15.操作把手 16.把手蓋 17 旋轉(zhuǎn)軸 19.開合螺母 21.推桿 23.軸套控制件 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨。壓刀盤組件 （圖 5）為給刀片施加力的部件，其主要由軸肩壓刀（ 14），壓刀軸承（ 4），操作把手（ 15）和把手蓋（16）組成。軸肩壓刀（4）與軸套配合，其上有與旋轉(zhuǎn)軸的方形刀槽相對應(yīng)的鍵，未施加力時(shí)，刀片貼在旋轉(zhuǎn)軸的方形刀槽中。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)。開合螺母組件（圖4）控制旋轉(zhuǎn)軸的下降。開合螺母主要由開合螺母（

11、19）推桿（ 21），和連桿組成。因?yàn)樾D(zhuǎn)軸（17）上開有與開合螺母（19）相對應(yīng)的螺紋，旋轉(zhuǎn)軸在開合螺母組件作用下，旋轉(zhuǎn)下降。 刀片連同旋轉(zhuǎn)軸插入西瓜內(nèi)部，到達(dá)預(yù)定位置后旋轉(zhuǎn)軸停止下降。松開絲桿螺母的推桿（21），將軸套控制件（23）移動(dòng)到西瓜頂部，通過定位螺栓（ 25）固定軸套定位桿（8）。然后通過壓刀盤組件給刀片施加力，刀片在壓力的作用下在西瓜內(nèi)部慢慢打開，控制好力的大小，同時(shí)刀片做較低速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片的切割范圍在西瓜內(nèi)部逐漸擴(kuò)大，把瓜瓤切割下來。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報(bào)贏。具體操作方法如下：(1）選取正常形狀的西瓜，用清水洗凈(2）去掉瓜蒂，將西瓜固定在工作臺上(3）開啟電源，調(diào)節(jié)調(diào)

12、速開關(guān)(4）推入開合螺母組件的推桿（25），旋轉(zhuǎn)軸開始旋轉(zhuǎn)下降，插入西瓜內(nèi)到達(dá)一定距離停止(5）松開推桿（ 25），將軸套控制件（23）下移到西瓜頂部，用定位螺栓（25）固定好(6）握住壓刀盤操作把手（15），向下壓，刀片慢慢打開，根據(jù)西瓜大小，控制葉片打6 / 9開程度(7）切下瓜瓤之后，將刀片收回到一個(gè)較小弧度，調(diào)節(jié)調(diào)速開關(guān)，提高轉(zhuǎn)速，通過反向開關(guān)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向，將瓜瓤均勻攪碎贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢。(8）操作完畢之后，推入開合螺母推桿（21），將壓刀盤收回到頂部。然后開啟反向旋轉(zhuǎn)開關(guān)，將旋轉(zhuǎn)軸抽出西瓜。然后松開定位螺栓（25），將軸套控制件（23）收回到頂部。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱。3

13、）機(jī)構(gòu)說明（ 1）本設(shè)計(jì)應(yīng)用了生活中常見的壓桿原理，即向一片具有一定強(qiáng)度，韌性的鋼片兩端施加力的作用時(shí)，鋼片會失穩(wěn)而彎曲。施加的力越大，彎曲的弧度越大。蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅籜葦。（ 2）本設(shè)計(jì)中，將刀片貼在旋轉(zhuǎn)軸的方形槽中上，軸的下端與刀片下端連接刀片上端與軸肩壓刀連接， 軸的下半段有絲桿螺紋。 其與開合螺母的嚙合使旋轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸同時(shí)還在刀片槽的側(cè)面開有兩道較小的方形槽，用于軸的軸向定位，以及傳遞扭矩。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌。(3）本設(shè)計(jì)中，旋轉(zhuǎn)軸外面套有軸套，軸套為管狀空心軸，在其截面十字方向開有與旋轉(zhuǎn)軸的槽相對應(yīng)的方形孔。以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的軸向定位和壓刀盤的軸向移動(dòng)。軸套下端加工

14、為軸肩， 與軸承內(nèi)圈配合。軸套最主要的作用是控制刀片打開的大小，通過控制刀片上端高度從而控制刀片的長度，由此決定刀片的打開的半徑。因此可以適用各種正常大小的西瓜。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧。(4）本設(shè)計(jì)中，軸套的控制使用軸套控制件，軸承控制件通過與軸套相連的軸承實(shí)現(xiàn)軸套的上下運(yùn)動(dòng)。 軸套控制件上開有與軸套相連的軸承外圈配合的槽。軸套定位桿與機(jī)箱上的定位孔配合， 以實(shí)現(xiàn)軸套的定位和上下運(yùn)動(dòng)。軸套控制件下端設(shè)有開合螺母組件，兩個(gè)弧形的開合螺母加工有與旋轉(zhuǎn)軸絲桿相同規(guī)格的螺紋。螺母通過兩個(gè)連桿與推桿連接，推桿的推入和彈出控制著開合螺母的打開與閉合。從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的上升下降。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊。（

15、 5）本設(shè)計(jì)中，控制刀片開合的組件為壓刀盤，壓刀盤主要由軸肩壓刀，操作把手，把手蓋組成。 軸肩壓刀是與刀片上端相連接的。 其通過軸肩向外與軸承相連。 操作把手和把手蓋與軸承外圈配合，以提供刀片下壓的著力點(diǎn)。操作把手上安裝有調(diào)速開關(guān)和反向開關(guān)，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻(xiàn)鵬。（ 6）本設(shè)計(jì)中，直流減速電機(jī)通過機(jī)箱里的小齒輪帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪中間開有7 / 9旋轉(zhuǎn)軸的槽和軸套方孔配合的鍵，與大齒輪相連的軸承齒輪連接件通過螺栓連接大齒輪，另一端通過軸肩與軸承連接。軸承外圈固定在機(jī)箱上。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝。（ 7）本設(shè)計(jì)中，機(jī)身采用圓弧形狀，上端與機(jī)箱相連，下端與底座

16、連接，固定架用三個(gè)支撐桿固定在在底座上，西瓜就可以放置在固定架上。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖門戲。（ 8）本設(shè)計(jì)中，固定架上開有三條互成120 度的長槽，三個(gè)固定西瓜的卡子下端開有螺紋孔和銷孔， 通過兩個(gè)孔和長槽的配合實(shí)現(xiàn)卡子在槽內(nèi)滑動(dòng)，三個(gè)卡子運(yùn)動(dòng)相對獨(dú)立，因此可以通過調(diào)節(jié)這三個(gè)卡子很好地固定放上固定架上的西瓜。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩蠐鑭。4）電機(jī)功率選擇：設(shè)最大西瓜直徑400mm，攪汁刀片轉(zhuǎn)速取5r/s（ 300r/min ）,刀片旋轉(zhuǎn)所需扭矩 0.8N*m,設(shè)因齒輪傳動(dòng)效率，軸承支撐處的摩擦，取傳遞總效率最小為80%，根據(jù)公式 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅瀝紕。T9549 *Pn計(jì)算 0.89549 *

17、 0.8P300P31W因此選擇電機(jī)功率為30 瓦。3、機(jī)構(gòu)優(yōu)化1）由于工藝難度改進(jìn)的方案軸套由方管改為圓管，采用鍵銷方式傳遞扭矩，同時(shí)易于材料的購買，加工。2）打汁過程出現(xiàn)的問題考慮到刀片在攪打西瓜過程中可能出現(xiàn)泡沫產(chǎn)生溢出現(xiàn)象，所以采用了西瓜汁邊榨邊取的形式，增加了平臺支撐柱，平臺下方能放下盛放西瓜汁的容器。識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒儂減。4、應(yīng)用前景由于目前果汁飲品非常流行，特別是夏天的時(shí)候。而西瓜汁以其清涼可口，物美價(jià)廉，又消暑解渴而備受人們的青睞。但是，目前西瓜汁制作方法較為繁瑣，而且效率很低， 制作一杯西瓜汁，要經(jīng)過切瓜，取瓤，再放入榨汁機(jī)榨汁等繁瑣過程。對于炎熱的夏天，能輕松地享受到一杯清涼可口的西瓜汁，竟然變得那么奢侈。對于買果汁飲料的商家，提高效率同樣亟待解決。因此一種簡單，又能較快提高西瓜汁制作效率的裝置很有推廣價(jià)值。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴鈹賄。5、參考文獻(xiàn)8 / 91 陳曉南、楊培林主編 .吳宗澤主審 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M. 第一版 .科學(xué)出版社， 2007 年 .2 王多、寇尊權(quán)主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) M. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2006 年 .9 / 9