基于Pro/E螺旋榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)（河北科技師范學(xué)院 機(jī)械電子系）摘要：Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0以其易學(xué)易用、功能強(qiáng)大和互連互通的特點(diǎn)，推動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)機(jī)構(gòu)中個(gè)人效率和過程效率的提高。它既能節(jié)省時(shí)間和成本，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。基于Pro/E的強(qiáng)大功能，本設(shè)計(jì)利用Pro/E完成了螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)，螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、榨汁效率高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。就目前來(lái)講,螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)主要應(yīng)用在食品方面,用于榨取蘋果、梨、番茄、菠蘿、桔子、胡蘿卜等果蔬的汁液。關(guān)鍵字：Pro/E；榨汁機(jī)；螺旋前言 傳統(tǒng)的通用機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是首先將產(chǎn)品以平面的形式表達(dá)出來(lái)，然后進(jìn)行反復(fù)校核和修改，最后由加工者把圖樣上的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為成形的產(chǎn)品，這樣不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成本高，而且當(dāng)產(chǎn)品制造出來(lái)后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)零部件之間相互干涉，無(wú)法安裝和裝配到位等重大設(shè)計(jì)失誤，如此反復(fù)修改也延長(zhǎng)了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的周期。鑒于通用機(jī)械的使用范圍廣，設(shè)計(jì)行業(yè)多，這就對(duì)通用機(jī)械的可靠性、穩(wěn)定性和通用性提出了較高的要求。目前世界上應(yīng)用最為泛的高檔三維商業(yè)軟件Pro/E就可以很好地解決這些問題。Pro/E直接采用三維設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)者能了解產(chǎn)品的每一個(gè)細(xì)節(jié)，并利用其參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想，使零件的設(shè)計(jì)、修改變得簡(jiǎn)單易行，同時(shí)還可以完成產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)。另外利用Pro/E的分析功能，可以完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真和有限元分析。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著我國(guó)水果產(chǎn)量的大幅度提高和鮮銷市場(chǎng)的逐漸飽和，“賣果難”愈演愈烈。另外，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)及人民生活水平的提高，果汁加工業(yè)又進(jìn)入一新的發(fā)展時(shí)期。榨汁機(jī)是果品行業(yè)的重要組成部分。因此，對(duì)榨汁機(jī)設(shè)備的研究勢(shì)在必行。要求設(shè)計(jì)研究出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高的榨汁設(shè)備?；赑ro/E的強(qiáng)大功能，本設(shè)計(jì)利用Pro/E完成了螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、榨汁效率高等優(yōu)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。1 總體方案設(shè)計(jì)1.1整體布局設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)在布局上采用折疊式,即螺桿、減速器在一個(gè)水平面上,將電機(jī)置于另一個(gè)水平面上(見圖1)。這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長(zhǎng)度,提高了設(shè)備剛度,節(jié)省了原材料,降低了成本;二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動(dòng),起到了緩沖作用,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時(shí),燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生;三是由于電機(jī)位置較低、以及在電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動(dòng),極大地降低了機(jī)械振動(dòng)與噪聲?；窘Y(jié)構(gòu)螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖1。螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖如圖2。 圖1螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-電機(jī)2-三角帶3-減速器4-聯(lián)軸器5-進(jìn)料斗6-螺桿7-篩筒8-出料斗9-集液盤 10-機(jī)架圖2螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖 1.2 工作原理 由圖2可知：該機(jī)由機(jī)架、螺桿、篩筒、減速器、電機(jī)等組成。電機(jī)1通過三角帶2帶動(dòng)減速器3轉(zhuǎn)動(dòng),減速器3通過聯(lián)軸器4帶動(dòng)螺桿6轉(zhuǎn)動(dòng),物料由進(jìn)料斗5喂入,在螺桿6的作用下,受到擠壓,物料中的水分通過篩筒7流出,經(jīng)集液盤9排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下,汁液越來(lái)越少,最后經(jīng)出料斗8排出。1.3 螺桿部設(shè)計(jì)通常螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)是靠螺桿在篩筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),對(duì)物料產(chǎn)生壓力，從而使物料中的汁液被強(qiáng)制擠出。螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)螺桿按不同的分類方法有多種型式。如按螺桿螺紋直徑分類有等徑與變徑之分，按螺桿螺距分類有等距與變距之分；按螺桿螺紋型式分有連續(xù)與斷續(xù)之分等。針對(duì)本設(shè)計(jì)加工對(duì)象綜合考慮,確定采用變徑、斷續(xù)、變螺距螺桿。螺桿上的螺旋共分四段(如圖3)。第一段為喂料螺旋，主要作用是輸送物料；第二段是預(yù)壓螺旋，主要作用是對(duì)物料進(jìn)行初步擠壓，并開始擠出水分；第三段、第四段是壓榨螺旋，主要作用是不斷增加對(duì)物料的進(jìn)一步擠壓，使水果的果汁被強(qiáng)制擠出。特別是第四段具有增壓作用,進(jìn)一步提高出汁率。 圖3 螺旋軸1.4 螺桿螺旋直徑和螺距的設(shè)計(jì)2螺桿螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4。 圖4 螺桿螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.4.1 螺桿轉(zhuǎn)速的確定 由于本螺桿工作性質(zhì)屬于壓榨范疇，故轉(zhuǎn)速較低。參照榨油機(jī)、油料化機(jī)、食品榨汁機(jī)，決定選用n=130r/min。1.4.2 螺距的確定 初選螺距，第一段t=50mm，其他各段螺距依次遞減。物料移動(dòng)速度(m/s)計(jì)算：v=1.08m/s螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)的生產(chǎn)能力公式如下： G=3600Fv(kg/h) 式中:：G生產(chǎn)率,本設(shè)計(jì)取G=1000kg/h； F螺桿螺旋送料的斷面面積(m2)； 物料容積密度，本設(shè)計(jì)取=400kg/m； 充填系數(shù),本設(shè)計(jì)取=0.2。將參數(shù)代入得： 1000=3600F1.084000.2解得：F0.0321(m) 根據(jù)螺桿螺旋送料的斷面面積計(jì)算公式： F= 式中：d螺桿螺旋送料的斷面大徑(m)； d螺桿螺旋送料的斷面小徑(m)；本設(shè)計(jì)根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算得d=0.09m；將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得，則可求得： d0.2213m取螺桿螺旋送料的斷面大徑d=0.24 m。1.5 功率計(jì)算9 榨汁機(jī)的功率消耗包括兩方面：壓縮物料所消耗的功率；使物料移動(dòng)消耗的功率。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。設(shè)壓縮物料所消耗的功率為P：P= (1+2+3+Z)（W）=0.0321=2891.5W式中：相鄰螺距大小之差，m； Z螺距數(shù)目；物料所受的最大壓力，取0.83MPa； 螺旋外徑，m； 螺旋內(nèi)徑，m。設(shè)使物料移動(dòng)所消耗的功率為P：P=mv= (W)式中： m物料的質(zhì)量kg； t物料運(yùn)動(dòng)時(shí)間s。而 =G (生產(chǎn)能力) v=所以： P=(W) = =60.5w則消耗的功率為： P= (W) = =3657.1w式中：傳動(dòng)效率。由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之的總效率7(包括工作機(jī)效率)為： 式中：、分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、螺桿軸的軸承的效率。取0.96、0.99、0.97、0.97、0.98、則： 0.960.990.970.970.980.812 選擇電動(dòng)機(jī)按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)7。2.1 選擇電動(dòng)機(jī)功率榨汁機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為： P= P= (W) = =3657.1w2.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6旋轉(zhuǎn)軸的工作轉(zhuǎn)速為：n=130r/min，按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)i24，減速器的傳動(dòng)比i412.5，則合理總傳動(dòng)比的范圍為i850，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： (8-50)130=1040-6500 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500 rmin，3000rmin再根據(jù)計(jì)算出的容量，查出有這幾種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)見表1，其技術(shù)參數(shù)傳動(dòng)比的比較情況見下表。表1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比P/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶減速箱1Y112M41500144011.082.842Y112M43000292022.42.88綜臺(tái)考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，可知方案2比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率4kw，滿載轉(zhuǎn)速=1440rmin，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如圖5和下表2所示：圖5 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表2 電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底腳安裝AB地腳螺栓空直徑K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸FGD1124003052651801401228608363 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳功比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)考慮到以下幾點(diǎn)：各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在推拌的范圍內(nèi)選??；應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕；應(yīng)使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干涉碰撞。故 V帶傳功比取2.8，減速器傳功比取4。4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)7 進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。按內(nèi)電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如表3。4.1 各軸轉(zhuǎn)速=514.3=128.6式中：為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位為；，分別為減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋軸的轉(zhuǎn)速，單位為；為電動(dòng)機(jī)至減速器輸入軸的傳動(dòng)比；為減速器的傳動(dòng)比。4.2 各軸的輸入功率= =40.96=3.84kW=3.840.95=3.65 kW式中：為電動(dòng)機(jī)的輸出功率，單位為kW；、分別為減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋軸的輸入功率，單位為kW；、分別為電動(dòng)機(jī)軸與減速器輸入軸、減速器輸入軸與榨汁機(jī)螺旋軸間的傳動(dòng)效率。4.3 各軸轉(zhuǎn)矩=26.52.80.96=71.3 Nm=71.340.95=271.0 Nm式中：、分別為減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋軸的輸入轉(zhuǎn)距，單位為Nm；為電動(dòng)機(jī)鈾的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為Nm。的計(jì)算公式為：=9550 =9550=26.5 Nm表3 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n/(r/min)1440514.3128.6輸入功率P/kW43.843.65輸入轉(zhuǎn)矩T/( Nm)26.571.3271.0傳動(dòng)比i2.84效率0.960.955 設(shè)計(jì)V帶5.1 確定計(jì)算功率3 因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)是螺旋榨汁機(jī)，故屬于載荷變動(dòng)較大的機(jī)械，原動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)（普通轉(zhuǎn)矩鼠籠式），工作時(shí)間小于10小時(shí)/天，啟動(dòng)形式為軟啟動(dòng)。故： =1.2 工作情況系數(shù) 取=1.2。5.2 選擇V帶的型號(hào)3 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，得A，B型均可，選擇A型普通V帶。5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑和5.3.1 初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑3 根據(jù)所選V帶型號(hào)參考，選取，選。5.3.2 驗(yàn)算帶的速度V 5.3.3 計(jì)算從動(dòng)輪直徑 5.4 確定傳動(dòng)的中心距a和帶長(zhǎng)初定中心距，由即：即：，取500mm。計(jì)算基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，查表3得：計(jì)算實(shí)際中心距，由公式：考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為： 5.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角 根據(jù)公式及對(duì)包角的要求，應(yīng)保證： 5.6 確定V帶的根數(shù)Z根，取Z=3根。式中： 在包角=180度，特定長(zhǎng)度，工作平穩(wěn)情況下，單根普通帶的許用功率值； 考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)； 考慮帶的長(zhǎng)度不同的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度系數(shù)。查得：=1.37 =0.93 =0.96式中：K材質(zhì)系數(shù)；計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V帶所能傳遞的功率的增量。計(jì)算公式為：；式中：?jiǎn)胃胀╒帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩的修正值； 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。5.7 確定帶的初拉力單根V帶的初拉力由下式確定： 5.8 求帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力式中：Z帶的根數(shù)； 單跟帶的初拉力； 主動(dòng)輪上的包角。5.9 V帶設(shè)計(jì)計(jì)算列表如表4表4 V帶設(shè)計(jì)計(jì)算列表如下：設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目結(jié)果說(shuō)明工作情況系數(shù)k1.2計(jì)算功率P4.8選取V帶型號(hào)A小帶輪直徑D100mm可選比表中大的值大帶輪直徑D280mm驗(yàn)算V帶的速度V5.23m/s初定中心距a500mm參考實(shí)際機(jī)械結(jié)構(gòu)確定初算V帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L1613.15mm選V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L1633mm定V帶公稱長(zhǎng)度L1600mm定中心距a510mm包角158120，合適包角系數(shù)k0.93長(zhǎng)度系數(shù)k0.96材質(zhì)系數(shù)k1化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶單根V帶所能傳遞的功率P0.995單根V帶功率增量P0.12kw單根V帶傳遞扭矩的修正值T1.2V帶根數(shù)Z3根每米V帶質(zhì)量0.10kg/m單根V帶的初拉力F111N軸上的壓力Q1090N計(jì)算結(jié)果匯總：V帶規(guī)格：A型，長(zhǎng)1600mm V帶根數(shù)：3根 中心距： 510mm 軸上壓力：1090N6 帶輪的設(shè)計(jì)6.1 材料 帶輪常用材料是鑄鐵，因?yàn)閹賤25ms，所以選用HTl50。6.2 帶輪的形式3 帶輪的結(jié)構(gòu)由帶輪直徑大小而定，因帶輪基準(zhǔn)直徑D<(2.5-3)d(為軸的直徑)，所以小帶輪采用實(shí)心式；對(duì)于大帶輪，因D<300mm，故大帶輪采用腹板式。6.3 帶輪尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算小帶輪的軸孔直徑，小帶輪（如圖6和圖7）與電動(dòng)機(jī)相連，故d=28mm。=(1.82)d=(1.82)，取50mm。小帶輪的寬度及直徑計(jì)算：B=(z1)t+2s=mmD=D+2f=100+23.5=107 mmL=(1.5-2)d=(1.5, 取56 mm。圖6 小帶輪示圖圖7 小帶輪三維圖大帶輪的軸孔直徑，大帶輪（如圖8和圖9）與減速器相連其軸孔直徑與NGW-41型減速器輸入軸直徑一致，故d=50 mm。=(1.82)d=(1.82)，取90mm。大帶輪的寬度：B=52 mmD=D+2f=280+23.5=287 mmL=56 mmC=20 mm 圖8 大帶輪示圖 圖9 大帶輪三維圖7 聯(lián)軸器的選用6考慮榨汁機(jī)的工作環(huán)境和工作情況，主要是旋轉(zhuǎn)軸有軸向位移?？梢剖铰?lián)鈾器允許兩軸有一定的安裝誤差，它對(duì)兩軸間的偏移有一定的補(bǔ)償能力。所以選具有對(duì)兩軸間的偏移有一定的補(bǔ)償能力的可移式聯(lián)鈾器十字滑塊聯(lián)軸器。如圖所示：十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)半聯(lián)軸器如圖10與十字滑塊圖11組成。十字滑塊2兩側(cè)互相垂直的凸攜分別與兩個(gè)十兩聯(lián)軸器的凹槽組成移動(dòng)副。聯(lián)軸器工作時(shí)，十字滑塊隨兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又相對(duì)于兩軸移動(dòng)以補(bǔ)償兩軸的徑向位移。這種聯(lián)軸器允許的徑向偏量較大(y0.04d,d為軸的直徑)。允許有不大的角度位移和軸向位移。由于十字滑塊偏心回轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生離心力，不用于高速場(chǎng)合。為了減少十字滑塊相對(duì)移動(dòng)時(shí)的磨損及提高傳動(dòng)效率，需要定期進(jìn)行潤(rùn)滑。圖10 半聯(lián)軸器圖11 十字滑塊8 螺旋軸的設(shè)計(jì)38.1 材料的選取 螺旋桿是螺旋榨汁機(jī)的主要工作部件，采用不銹鋼材料鑄造后精加工制成。8.2 擬訂軸上零件的裝配方案 螺旋桿的外型如圖12所示： 圖12 螺旋軸示圖8.3 初步確定軸的最小直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步確定： 軸的材料查表選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，=650M，由查表取A=110，于是的：=110輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，即，滿足強(qiáng)度要求。故選擇軸孔直徑為50mm的聯(lián)軸器，根據(jù)傳動(dòng)類型，選用了十字滑塊聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)100mm。8.4 根據(jù)軸上定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 軸段右側(cè)設(shè)定位軸肩，該軸段直徑為62mm; 左段用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm。因半聯(lián)軸器長(zhǎng)L=100mm，而半聯(lián)軸器與軸配合部的長(zhǎng)度L=80mm,現(xiàn)取L12=80mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。由于設(shè)計(jì)的是螺旋壓榨機(jī)，所設(shè)計(jì)的是螺旋軸，軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，又根據(jù)d23=62mm,初步選擇單列圓錐滾子軸承30213，其尺寸為，故d34=d89=65mm，L34=L89=36mm。為了右段滾動(dòng)軸承的軸向定位，需將L56段直徑放大以構(gòu)成軸肩。有手冊(cè)上查得，對(duì)30213軸承，它的定位軸肩高度最小為6mm，現(xiàn)取d56=78mm（即定位軸肩高度為6.5mm）。軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆既便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為30mm，故取L23=50mm。取安裝螺旋片的軸段的直徑為L(zhǎng)56=90mm，長(zhǎng)度為320mm，為進(jìn)一步增大壓力，提高出汁率，設(shè)計(jì)L67為錐形軸，取為L(zhǎng)67=300mm，大段直徑為d=189mm。螺旋軸三維圖如圖13。8.5 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸軸向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵 bh=1610(GB109579),鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)55mm，配合選為H7/k6，滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是借用配合來(lái)保證的，此處選H7/m6。8.6定圓角半徑值 軸肩處的圓角半徑的值r=1.5mm，軸段倒角，在軸的兩端均為。圖13 螺旋軸三維圖8.7 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度18.7.1作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖14RFRTFRRMaTMcca圖14 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖8.7.2 求軸上所受作用力的大小8.7.3 軸垂直面內(nèi)所受支反力R=NR=F- R=2466-759=1707N8.7.4 作彎矩圖軸上BCD三點(diǎn)的彎矩M=M=0M= R=759200=151800Nmm8.7.5 作扭矩圖T9550000=9550000=271053Nmm8.7.6 作當(dāng)量彎矩圖B點(diǎn)：M=aT=0.59271053=159921NmmC點(diǎn)：M=310666NmmD點(diǎn)：M=08.8 校核軸的強(qiáng)度1只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度由：查表，對(duì)于=600MPa的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的需用應(yīng)力=55MPa>=9.06MPa，故安全。9 篩筒部設(shè)計(jì) 篩筒部的篩筒(如圖15和圖16)上有許多篩孔,被榨出的汁液就是從這里流出的。篩孔的設(shè)計(jì)十分重要,它的主要參數(shù)包括:篩孔大小和分布密度。為了確保被榨出的汁液能夠及時(shí)從篩孔中流出,篩筒篩孔的孔隙率越大越好。又由于篩筒要求承受螺旋擠壓產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力,所以孔隙率也不能太大。通?？紫堵蔬x擇原則有:篩筒剛度好時(shí),選大些;篩筒剛度差時(shí),選小些。篩孔大時(shí),孔隙率取較大值;篩孔小時(shí),孔隙率取較小值。篩孔直徑的選擇:一般來(lái)講,篩孔直徑越大,越有利于汁液的排出;相反,篩孔直徑越小,越不利于汁液的排出,過小時(shí),就不能保證汁液的排出。選擇篩孔時(shí),首先要考慮所加工物料的粒徑大小,加工物料的單個(gè)粒徑大時(shí),篩孔直徑選擇也要相應(yīng)大些,以利于汁液排出。但也不能過大,否則,可能會(huì)造成較大的料損;加工物料的粒徑小時(shí),篩孔直徑選擇也要相應(yīng)小些,但也不能太小,因?yàn)楹Y孔太小時(shí),容易造成堵塞,不能保證汁液順利流出。目前,篩孔直徑的選擇方法主要有定性選擇法和經(jīng)驗(yàn)選擇法,般要經(jīng)過兩到三次試驗(yàn)確定。圓筒篩用2mm厚的lGrl8Ni9Ti不銹鋼板沖直徑為2mm孔制作，孔間距離2mm。圓筒篩的內(nèi)徑為240mm。長(zhǎng)為570mm。為了確保篩筒內(nèi)物料清理方便,篩筒設(shè)計(jì)成上下兩半,中間用螺栓連接。圖15 下半篩筒圖16 上半篩筒10 軸承端蓋的設(shè)計(jì)810.1材料材料選用HT150。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)。為了調(diào)整軸承間隙，在端蓋與軸承座之間放置由若干薄片組成的調(diào)整墊片，同時(shí)也起到密封的作用。軸承端蓋簡(jiǎn)圖見圖17，軸承端蓋三維圖見圖17。10.2 凸緣式軸承端蓋各尺寸計(jì)算：D0=D+2.5d=120+2.512=150mmD1=D-(10-15)=120-(10-15)=105-110mm，取D1=110mm。D2=D0+2.5d=150+2.512=180mme=1.2d=12.5mmm>e=12.5mm，取m=28.5mm。圖17 軸承端蓋簡(jiǎn)圖圖18 軸承端蓋三維圖11螺旋軸組件的制作過程5：新建裝配件，輸入組件名稱asm0002,單擊確定，如圖19：圖19 新建組件asm0002單擊主窗口右側(cè)增加組件的圖標(biāo)選取要裝配的零件zhuzhou。見圖20。圖20 選取零件zhuzhou單擊組件放置對(duì)話框在缺省位置組裝組件的圖標(biāo)，單擊確定。見圖21。圖21 固定零件zhuzhou新建四個(gè)基準(zhǔn)面：DTM1，DTM2，DTM3，DTM4。見圖22。圖22 新建四個(gè)基準(zhǔn)面再單擊增加組件的圖標(biāo)，選取螺旋片1，單擊確定，見圖23。圖23 TOP面與zhuzhou的TDM4面匹配加入第一個(gè)裝配限制條件，選取螺旋片1的TOP面與zhuzhou的TDM4面，輸入間距：0，使之匹配。見圖24。圖24 兩零件的Front面匹配加入第二個(gè)裝配限制條件，選取zhuzhou的Front面與螺旋片1的Front面，輸入間距：0，使之匹配。見圖25。 圖25 兩零件的right面匹配。加入第三個(gè)裝配限制條件，選取zhuzhou的right面與螺旋片1的right面，輸入間距：0，使之匹配。 圖26 螺旋軸組件重復(fù)以上步驟，分別裝配螺旋片2，3，4。完成螺旋軸的裝配，如圖26。12 致謝在設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)教師肖念新對(duì)我進(jìn)行了悉心指導(dǎo)和幫助，并為我提供了大量的相關(guān)書籍和資料，對(duì)設(shè)計(jì)順利的完成幫助很大。在這里衷心感謝肖老師的指導(dǎo)。The design of spiral juice extractor on the based Pro/E Yujunbo(Dpet.of Machinery and Electron,Hebei Noemal University of Science & Technology)Abstract: Pro/ENGINEER Wildfire prairie fire edition is 2. 0 easy to learn and use , not powerful to with characteristic of interconnection and interflow , promote whole product development personal efficiency and improvement, course of efficiency in the organization with it. It can not only can save the time and cost improve product quality but also. On the basis of the strong function of Pro/E , originally design the design utilizing Pro/E to finish the spiral type continuous juice extractor, the spiral type continuous juice extractor is of simple structure , easy to operate , presses the high advantage of juice efficiency but used widely with its . As to at present, the spiral type continuous juice extractor is used in food mainly, for squeezing the juices of such fruits and vegetables as the apple、pear、tomato、pineapple、orange、carrot etc.Keywords: Pro/E ;juice extractor ;spiral type參考文獻(xiàn):1劉長(zhǎng)榮 肖念新 工程力學(xué) M 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社 2002.22張?jiān)Ｖ?食品加工技術(shù)裝備 中國(guó)輕工業(yè)出版社2000.33劉長(zhǎng)榮 鄭玉才 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（下）M 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社 2002.24林清安 Pro/ENGINEER Wildfire零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（上）M 中國(guó)鐵道出版社 2004.55林清安 Pro/ENGINEER Wildfire零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（下）M 中國(guó)鐵道出版社 2004.56朱龍根 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社M 1997.117壟溎義 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 高等教育出版社M 1982.98楊永才 機(jī)械設(shè)新標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)計(jì)M 北京科學(xué)技術(shù)出版社M 1993.827