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(qiáng)度19
1.7.1 軸的計(jì)算19
1.7.2 軸垂直面內(nèi)所受支反力20
1.7.3 計(jì)算彎矩20
1.7.4 計(jì)算扭矩20
1.8 校核軸的強(qiáng)度20
6 其他部件設(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
631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
9、
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(jī)非常重要，況且甘蔗市場需求量極高。機(jī)器擠壓的甘蔗汁天然綠
色，甜而甜，營養(yǎng)豐閏o
我的靈感來自于手動(dòng)甘蔗榨汁機(jī)、壓軌榨汁機(jī)，參考這兒種機(jī)械設(shè)備的機(jī)構(gòu)來
設(shè)計(jì)本方
10、案。通過參考了解，我的設(shè)汁通過改變壓榨軌之間的間距來進(jìn)行工作，達(dá)
到壓榨甘蔗的效果。通過市場調(diào)查可知，面對龐大的消費(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)訃及其營銷將為甘農(nóng)和消
費(fèi)者帶來極大的便利和巨大的市場優(yōu)勢。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
11、齒輪傳動(dòng)，三
組壓幅分兩組壓榨，果汁分開過濾裝置等結(jié)構(gòu)。通過汁算帶輪的結(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
12、，但同時(shí)也給甘農(nóng)帶來了很大的不便，因?yàn)槿斯ば侍?。?
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。問題是提取片蔗汁是一個(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。因而研制一種既簡捷乂方便的片蔗榨汁機(jī)將
顯得尤為重要。
市場上現(xiàn)有的甘蔗榨汁機(jī)多采用手動(dòng)，以及雙餛和五冢壓榨機(jī)，手動(dòng)壓榨機(jī)械
簡單，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，雙楹壓榨機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)
過程過于復(fù)雜，成本較高，不適用普通家庭。采用三太黑壓榨設(shè)計(jì)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(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。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(jī)獲取甘蔗的汁液，榨汁機(jī)分為這兒類。立式榨汁
機(jī)，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(jī)是早期設(shè)訃的甘蔗榨汁機(jī)，擠壓效果很好，但殘留物不易取生，擠壓時(shí)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(jī)。
壓餛式甘蔗榨汁機(jī)常見的有兩輾、三輾、五餛以及七軌。兩幅甘蔗榨汁機(jī)結(jié)
構(gòu)簡單，但市場上很少，因?yàn)閴赫バЧ惶硐?，浪費(fèi)原材料，不便于大批量生
產(chǎn)。比較發(fā)現(xiàn)效果最好的為三幅跟五翟式甘蔗榨汁機(jī)，市場比較常見。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)簡單，操作方便，但它外型不像五輾tr
蔗榨汁機(jī)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(jī)，較為常見，研究三輾的榨汁機(jī)較少。因
為甘蔗生長需要長時(shí)間
15、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(jī)起步有些慢，相對于發(fā)達(dá)國家差距有點(diǎn)大，目前市場上流行
的一些機(jī)器中，存在如下問題，因此，難以大范圉推廣應(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
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(fèi)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(yán)重。
因而需要進(jìn)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(shè)備傳動(dòng)主要依黑渦輪減速設(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(jī)
17、在中國，采用四幅兩級擠壓法，采用兩軌單級進(jìn)行工作。鑒于二者的優(yōu)缺
點(diǎn)，于是采用三輾雙級擠壓方式。
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)一款方便簡捷的甘蔗榨汁機(jī)將對甘蔗類產(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；
3) )壓輾處使用翻蓋，便于清洗壓
18、輾，時(shí)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(jī)的整體設(shè)計(jì)
2.1市面上常見的榨汁機(jī)
⑴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
⑶電瓶榨汁機(jī)，使用簡單方便并且節(jié)省力氣。
⑷體積較大的榨汁機(jī)，具體形狀在圖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大型甘慝榨汁機(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)，對各個(gè)構(gòu)件
進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)訃。從喂料口送入甘蔗棒料，然后進(jìn)行壓榨。電機(jī)帶動(dòng)的
19、三輾輪分兩
級先后進(jìn)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(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)鼜挠闪峡谂派?，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)壓輾在齒輪帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)兩級壓榨，如圖2-3所示：
在齒輪帶動(dòng)下，壓餛A首先正傳，齒輪組帶動(dòng)一組壓棍B同時(shí)反轉(zhuǎn)，從而將從喂料
裝置進(jìn)來的片蔗依次進(jìn)行兩級壓榨，保證榨取日？蔗汁液充分進(jìn)行。首先得設(shè)訃喂
料口、喂料斜面和1、2輾輪間保持在同一個(gè)斜面；然后將甘蔗進(jìn)入喂料口，沿著
斜面進(jìn)入1、2壓^處；再將甘蔗棒送入1、3壓輾處，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
20、的甘蔗汁更多，減少材料的浪費(fèi)。
1.壓餛A2.壓餛B!63.壓餛B2
圖2?3三餛輪轉(zhuǎn)向
樣機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖2-4所示:
圖24樣機(jī)結(jié)構(gòu)
L齒輪2.側(cè)而架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速器，傳動(dòng)主要依鼎皮帶，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)，三探輪裝置于齒輪傳動(dòng)之下互相進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)工作，壓榨工作山此進(jìn)行。而另一方面將甘蔗從喂料口
送入，通過三醍壓榨裝置進(jìn)行壓榨，渣料從由料口排由，濾網(wǎng)過濾汁液，把殘?jiān)^
濾掉，最后汁液流入到
21、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度來設(shè)計(jì)？喂料口。根據(jù)調(diào)查，片蔗普遍為圓柱形
狀，直徑不會(huì)超過60nmio所以料斗設(shè)計(jì)？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(shè)計(jì)
能將甘蔗棒料送入機(jī)器中。如圖3-1所示:
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)行測量，測量結(jié)果如下
表3?1任選十株甘蔗中部進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(gè)壓輾進(jìn)行二次壓榨，則兩輾之間的間距前一級設(shè)置在2nun,
然后減小下級輪輪之間的間距；下級輪輪間間距設(shè)置為15nmio
3.3調(diào)隙螺栓的設(shè)計(jì)
調(diào)隙螺栓是用來改變壓輾裝置運(yùn)作時(shí)的間距，將壓輾2放在距離兩個(gè)壓輪1最
近的距離，如遇到壓輪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
24、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)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(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。查表可
兩種電動(dòng)機(jī)的型號，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
25、定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比
號功率
P/kW
同步
總傳
市
減速
轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)速
動(dòng)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(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)型號為Y112M。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率巳d=4kw,滿
載轉(zhuǎn)速心二1440r/min,總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊⑺。
4.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
因?yàn)榻?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(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/
=70〃曲，大帶輪直徑d?=130〃"“。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14407mm:傳動(dòng)比z=11.08
4?3?1確定計(jì)算功率A,
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，根據(jù)機(jī)械設(shè)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(biāo)準(zhǔn)了。這個(gè)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(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，可為安裝工作帶來方便，轉(zhuǎn)速適合在較低場合適用，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g和
4.4.1 小帶輪的基準(zhǔn)直徑
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
28、常大。正常ddx>dmm,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ddi=100，那么按照傳動(dòng)比能
夠?qū)膭?dòng)輪的基準(zhǔn)直徑給算由來：八=100/n/n通過已經(jīng)知曉的功率P=Fv/1000，傳送
的功率達(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：
v=加"內(nèi)=e（）（）小40mis=7.536力口/sY25m/s60x100060x1000
那么對于設(shè)計(jì)的要求能夠滿足。
4.4.2 大帶輪的基準(zhǔn)直徑氏2
dd2=（l-u）xz
29、，i為傳
動(dòng)比。
4.4.3 傳動(dòng)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(zhǔn)帶長度：
實(shí)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(shí)際機(jī)
械結(jié)構(gòu)確定
(化+△仇)心Kl(1.32+0.17)x0.92x1.01
Z=3根，查設(shè)計(jì)手冊長度得知：八=1.30
30、Kq=0.90(=1.04
4長度單根普通帶準(zhǔn)許功率數(shù)值；KA長度系數(shù)；心包角系數(shù)。
4.7 V帶的計(jì)算
表2V帶的計(jì)算列表：
設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目結(jié)果說明
計(jì)算功率化
工作情況系數(shù)K,i
小帶輪直徑小
驗(yàn)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(zhǔn)1750mm
長度Ld
選V帶的基準(zhǔn)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(shè)計(jì)
5.1 帶輪的材料
因?yàn)樾л啂賄v25m/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
31、Dv(1.5-3)d，那么小帶輪使用實(shí)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(jì)算
小帶輪和電動(dòng)機(jī)密切連接在一起，所以d=28/7/77??4=56〃〃"，取
50111111;>=100/77/27,查機(jī)械設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(qiáng)度來初步確定：
[P
d>—
個(gè)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(guān)系為，心、=50力口二〃41,符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。所以聯(lián)軸器
軸孔距離是50iiiiii,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(jìn)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(qiáng)度
5.7.1 軸的計(jì)算
圖5」軸的計(jì)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(jì)算彎矩
軸上BCD三點(diǎn)的彎矩
BV=MDV=
Mcv=/?v.ixL1=946.8x300=284040N?mm
5.7.4 計(jì)算扭矩
7；=7八=95500
34、00A=9550000><上竺=271053N心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)度山
Tr_271053"iv"
=7?90MP"
0.1x70s
查表可得對于=600MPa的碳鋼，因?yàn)閇cr]=55MPax7.90MP”,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
小和分布密度的設(shè)計(jì)。篩筒篩孔的孔隙率越大越好，這樣汁液才能及時(shí)流生，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Y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)
35、訃要求去設(shè)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(fèi)；如果過小時(shí)，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?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由。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5inmo圓筒篩的內(nèi)徑為3000nmi。長為500nmio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
36、
用凸緣式結(jié)構(gòu)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(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
9550000上西<[rT]%為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)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(jī)輸由軸端
［心］為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；通過查閱相關(guān)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(jī)輸出功率計(jì)算電機(jī)輸由轉(zhuǎn)速具體數(shù)據(jù)是4000r/min，減速機(jī)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(yīng)力為
9550000上9550000-—一
由此可知，軸安全
02^574.63*]
7 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比
總傳動(dòng)比例是：
i =八-=—=11.08 nw 130
心是電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速；心代表主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速
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)比都控制在合理范用之
內(nèi)，傳
38、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)訃算傳動(dòng)件數(shù)據(jù)，可對傳動(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
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(dòng)機(jī)至減速器輸入軸的傳動(dòng)比;
心是減速器傳動(dòng)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(dòng)機(jī)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(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
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(dòng)機(jī)軸的輸由轉(zhuǎn)矩
表1傳動(dòng)裝道的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸名 電動(dòng)機(jī)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(dòng)比i3
效率0.96
7
40、.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(dòng)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(dòng)效率電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率
77=77X72X73X774X?75
mm、％分別為帶傳動(dòng).
41、軸承、齒輪傳動(dòng)、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(jī)將壓榨裝置改進(jìn)為三軌兩級壓榨機(jī)，與兩探
榨汁機(jī)相比，果汁充分榨汁。相比四軌兩級甘蔗汁提取結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作效
率高等。為了適應(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)際檢測確定。測量了十組甘蔗棒的大端，
中端和小端的直徑，然后設(shè)計(jì)?了喂料裝置的直徑，
42、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)壓輾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)壓輾間距，使甘蔗榨汁充分，減少原料的浪費(fèi)?？倷C(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)簡單便于操作。
(2) 通用性能好，便于清理殘?jiān)胍粜?，使用壽命長。
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。比如方案的設(shè)計(jì)，軟件的使用，論文的
撰寫等等。這些
43、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。止匕外，導(dǎo)師的專業(yè)知識、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(xué)習(xí)的同學(xué)們。在這四年中，同學(xué)們給了我很多
的照顧和豉勵(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！
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