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塔里木大學
畢業(yè)論文（設計）任務書
學院
機械電氣化工程學院
班級
農(nóng)機16-3
學生姓名
謝航飛
學號
8031212320
課題名稱
甘蔗榨汁機的設計
起止時間
2015年10月15日—— 2016年5月28日（共 20周）
指導教師
吳明清
職稱
講師
課題內(nèi)容
甘蔗是我國常見的一種經(jīng)濟作物，主要種植于我國南方各省，現(xiàn)如今由于品種改良，在全國各地都有適合種植的甘蔗。甘農(nóng)一方面喜悅于甘蔗的豐收，另一方面卻對甘蔗汁液榨取而懊惱。因而研制設計一個簡便的榨汁機將顯得非常重要，一方面給甘農(nóng)在推銷甘蔗時帶來方便，一方面顧客也可以自行購買甘蔗榨汁機，便于家庭使用。甘蔗榨汁機可以給甘農(nóng)帶來利益的同時，也給廣大青睞甘蔗的顧客帶來的方便。
本課題的研究內(nèi)容：
1）查找相關(guān)文獻，了解國內(nèi)甘蔗榨汁機的相關(guān)工藝。
2）查找專利及相關(guān)文獻，熟悉了解甘蔗榨汁機的結(jié)構(gòu)。
3）利用機械傳動理論對，對甘蔗榨汁機的機構(gòu)設計。
4））依據(jù)查找到的專利及文獻，設計甘蔗榨汁機的三維實體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
擬定工作進度（以周為單位）
第一周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。
第二周：撰寫開題報告，并制定總體方案。
第三至十周：設計甘蔗榨汁機的三維實體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
第十一周：對甘蔗榨汁機的機構(gòu)設計。
第 十二 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。
第十四周：編寫答辯提綱，準備答辯。
第十五周：答辯
主要參考文獻
[1]趙若梅. 一種甘蔗榨汁機[P]. 江蘇：CN105361192A,2016-03-02.
[2]莊冰梅. 甘蔗榨汁機[P]. 福建：CN205072027U,2016-03-09.
[3]江水波. 手搖電動立式甘蔗榨汁機[J]. 農(nóng)村百事通,2005,10:27.
[4]鄧繼禹. 聾人榨甘蔗汁的啟示[J]. 中國殘疾人,1995,05:47.
[5]王明杰,劉守祥. 甘蔗榨汁機的設計[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工(學刊),2007,09:89-90.
[6]. 水果榨汁機[J]. 農(nóng)村新技術(shù),2009,02:38.
[7]. 立式甘蔗榨汁機[J]. 農(nóng)村新技術(shù),2010,24:40.
[8]楊中輝. 甘蔗榨汁機[P]. 浙江：CN302867371S,2014-07-02.
[9]唐雪華. 液壓式甘蔗榨汁機[P]. 江蘇：CN202774033U,2013-03-13.
[10]陳錫培. 五輥甘蔗榨汁機[P]. 江蘇：CN2850307,2006-12-27.
[11]何海燕,覃擁靈,李楠,陳桂光,梁智群. 甘蔗糖蜜培養(yǎng)高鐵營養(yǎng)酵母發(fā)酵條件優(yōu)化的研究[J]. 食品工業(yè)科技,2007,08:105-108.
[12]黃聰聯(lián). 甘蔗榨汁機[P]. 臺灣：CN2131867,1993-05-05.
[13]黃劍強. 甘蔗榨汁機[P]. 江西：CN2222720,1996-03-20.
[14]陳錦榮. 甘蔗榨汁機輥壓機構(gòu)[P]. 廣東：CN2339396,1999-09-22.
[15]吳萬鈞. 甘蔗榨汁機[P]. 浙江：CN201252816,2009-06-10.
任務下達人（簽字）
年 月 日
任務接受人意見
任務接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務書由指導教師填寫，任務下達人為指導教師。
2、此任務書須在學生畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)開始前一周下達給學生本人。
3、此任務書一式三份，一份留學院存檔，一份學生本人留存，一份指導教師留存。
200 年 月 第 期
甘蔗榨汁機的設計
謝航飛 吳明清
（塔里木大學機械電氣化工程學院， 阿拉爾 843300）
摘 要：甘蔗在我國種植面積極大，是我國南方各省的主要經(jīng)濟作物之一。由于近年來人民生活水平的不斷提高，對于健康要求的不斷追求，甘蔗的營養(yǎng)價值同樣也不斷開發(fā)出來。甘農(nóng)在收獲甘蔗喜悅的同時，不免對甘蔗的銷售感到憂愁，消費者一樣喜歡甘蔗汁液的甘甜可口，但不能容易從甘蔗棒料里面提取出甘蔗鮮美的汁液同樣感到煩惱。研究設計一款簡捷的甘蔗榨汁機將顯得尤為重要，通過了解現(xiàn)有甘蔗榨汁機的結(jié)構(gòu)，該設計去繁從簡，設計出三輥兩級壓榨式甘蔗榨汁機。
關(guān)鍵詞：甘蔗；榨汁機；三輥壓榨式
中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：
- 97 -
0 引言
甘蔗榨汁機是提取甘蔗汁液必不可少的機械加工設備。在加工甘蔗飲品時，必須將收獲的甘蔗進行榨汁取液。近年來，隨著經(jīng)濟、技術(shù)的不斷發(fā)展，許多食品的營養(yǎng)價值也陸續(xù)被發(fā)掘。試驗研究表明，甘蔗汁液的營養(yǎng)價值非?？捎^，并且口味甘美，贏得廣大消費者鐘愛。但一直困擾廣大消費者和甘農(nóng)的一個重要因素是如何便捷的提取甘蔗汁液。因此研究設計一款簡捷方便的甘蔗榨汁機將顯得尤為重要和迫切，而且市場需求極大。
該設計借鑒手動甘蔗榨汁機跟壓輥式榨汁機，從而研究設計的。是一款簡易的壓榨機械，同時通過改變壓輥之間的間距，還能進行水果，蔬菜等的壓榨。本文設計的三輥式甘蔗榨汁機是一款比較常用的提取汁液的壓榨機械。目前全國各地普遍種植甘蔗，甘農(nóng)在收獲甘蔗喜悅的同時，不免甘蔗出售而感到煩惱。很多甘農(nóng)自己采用古老的辦法將甘蔗進行擠壓取液在市場上銷售。但往往提取的汁液很少，而且不能保證潔凈，面對龐大的消費人群，普通壓榨的汁液就如同杯水車薪，不能滿足廣大消費者的需求，還有大部分甘農(nóng)直接將甘蔗拿到市場上銷售，消費者鑒于甘蔗汁液提取的不便，往往都是看看而已。因此研究設計一款甘蔗榨汁機，將它投入市場，將會給甘農(nóng)、消費者帶來極大的方便，同時也帶來極大的市場利益。通過了解消費者的需求可知，消費者喜愛能夠像喝汽水那樣簡單的來一杯甘蔗汁。本文設計的甘蔗榨汁機可以用于批量榨取甘蔗汁液，而且體積小也可用于家庭使用。更重要的是我們能夠?qū)⑺斗诺交疖囌?、汽車站、機場、學校、公園、廣場等一些人流量大的地方,給公民給予方便，同時盡顯公民對于健康衛(wèi)生的追求。
1 設計原理及機構(gòu)
1.1 設計原理
本設計以現(xiàn)有甘蔗榨汁機以及水果榨汁機的技術(shù)為基礎，對各個工作單元進行了改進設計和優(yōu)化組合，在將甘蔗收獲后，直接將甘蔗棒料送入喂料口進行榨汁。榨汁過程中將通過由電機帶動的三輥輪分兩級先后進行對甘蔗的壓榨，以確保榨汁充分，壓榨下來的汁液進入過濾網(wǎng)進行過濾處理，進入汁液盛裝體，而殘渣則從出料口排出，最后消費者可以從汁液盛裝體中得到甘甜清涼的甘蔗汁液。
1.底座2 2.電機 3.聯(lián)軸器 4.減速機
5.排料裝置 6.調(diào)隙螺栓 7.進料裝置
8.側(cè)面架 9.過濾網(wǎng)10.盛液箱
工作時，電機通過減速器減速帶動皮帶傳動，帶輪、齒輪由軸連接，通過皮帶傳動帶動齒輪傳動，三輥裝置在齒輪帶動下兩兩相向轉(zhuǎn)動，進行壓榨。而另一方面將甘蔗從喂料口送入，直接通過甘蔗榨汁機的三輥壓榨裝置進行壓榨，渣料從出料口排出，汁液經(jīng)過濾網(wǎng)進行過濾后流入汁液盛裝箱。
1.2樣機結(jié)構(gòu)及工作原理
(1)三個壓輥在齒輪帶動下實現(xiàn)兩級壓榨，如圖1-2所示：
1壓輥A,2壓輥B,3壓輥B
圖1-2三輥旋轉(zhuǎn)方向
在齒輪帶動下，壓輥A首先正傳，齒輪組帶動一組壓輥B同時反轉(zhuǎn)，從而將從喂料裝置進來的甘蔗依次進行兩級壓榨，保證榨取甘蔗汁液充分進行。在設計時，將喂料口、喂料斜面以及1、2輥輪間中心保持在統(tǒng)一斜面，使得甘蔗進入喂料口能夠沿斜面滑入1、2壓輥處進行甘蔗榨汁，1、2壓輥榨汁完成后將甘蔗棒送入1、3壓輥處，進行第二次壓榨，兩級壓榨后保證甘蔗能夠壓榨充分，竟可能減少原材料的浪費。
1.3喂料機構(gòu)
料斗的設計主要考慮其甘蔗棒直徑的大小，以及長度。通過在市場上作比較，甘蔗大體為圓柱狀最大直徑不會超過60㎜，因此料斗設計成下斜坡狀、然后在端蓋側(cè)上方開孔，開出三個直徑60㎜等間距的圓孔，可以方便將甘蔗圓棒插入其中，以方便甘蔗沿斜面進入到三輥壓榨裝置進行壓榨。為了順利將甘蔗送入壓輥處，將喂料口跟斜面以及壓輥擠壓處設計在統(tǒng)一斜面處，以防壓輥抱死無法工作。如圖1-3所示：
圖1-3 進料裝置示意圖
1.4三輥輪兩兩間間距的計算
影響甘蔗榨汁質(zhì)量的因素很多，首先是甘蔗的品種、類型、物理結(jié)構(gòu)、水分、甘蔗大小、均勻度及飽滿程度等因素。甘蔗直徑一般在3-5㎝，現(xiàn)任選十株甘蔗進行測量，測量結(jié)果如下：
表3-2 任選十株甘蔗中部進行的測量
甘蔗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘蔗直徑（mm)
35
40
38
46
37
33
29
52
43
39
表3-3 任選十株甘蔗小端進行的測量
甘蔗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘蔗直徑（mm)
31
28
26
37
32
29
29
30
41
39
表3-4 任選十株甘蔗大端進行的測量
甘蔗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘蔗直徑（mm)
39
45
40
37
49
33
55
52
43
48
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：mm
甘蔗小端的平均直徑：mm
甘蔗大端的平均直徑：mm
因而兩輥之間的間距前一級設置在20㎜，由前一級壓榨過的甘蔗進入下一級進行壓榨時，需減小下級輥輪之間的間距，因此，下級輥輪間間距設置為15㎜。這樣就可以直接將借助三個壓輥對甘蔗進行兩次壓榨。
1.5調(diào)隙螺栓的設計
調(diào)隙螺栓是為了改變壓輥裝置進行壓榨時的間距而設計的，安裝時將壓輥2放在距離兩個壓輥1最近的距離，如遇到壓輥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，進而達到調(diào)隙的作用。
1.6帶的選擇與計算
根據(jù)設計要求，本文設計的甘蔗榨汁機主要適用于家庭，以及一些室內(nèi)場所，因而選擇傳動裝置為帶傳動，帶傳動可以減少噪音的產(chǎn)生。由于小帶輪直徑=80㎜，大帶輪直徑=140㎜。
帶速計算近似為
如此通過帶速可選擇適用平帶傳動，平帶傳動效率高，在傳動中心距較大的情況下應用較多，便于帶的安裝，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。材料可選擇錦侖片復合平帶。
1.7軸的強度校核計算，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，通常用此種方法初步估算軸徑，也可以作為最后的設計結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為
是中：——扭轉(zhuǎn)切應力，；
——軸所受的扭矩，㎜；
——軸的抗扭截面系數(shù)，㎜；
——軸的轉(zhuǎn)速，；
——周傳遞的功率，；
——計算軸面處的直徑，㎜；
[]——許用扭轉(zhuǎn)切應力，
根據(jù)查表可知，45號鋼[]范圍為25-45；計算截面處直徑為25㎜；傳遞功率由電機輸出功率可知為2；
軸的轉(zhuǎn)速計算：電機輸出的轉(zhuǎn)速為3000 r/min，減速機的減速比為1∶10，安裝在減速機輸出軸端的帶輪直徑為80㎜，安裝在軸端的帶輪直徑為140，假設皮帶運轉(zhuǎn)是不發(fā)生打滑，按此計算軸的轉(zhuǎn)速可得：
軸的轉(zhuǎn)速=171.4 r/min
綜上可得軸的扭轉(zhuǎn)應力為：
[]
所以根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度最終計算校核得知軸是安全的。
參考文獻：
[1]趙若梅. 一種甘蔗榨汁機[P]. 江蘇：CN105361192A,2016-03-02.
[2]莊冰梅. 甘蔗榨汁機[P]. 福建：CN205072027U,2016-03-09.
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[4]鄧繼禹. 聾人榨甘蔗汁的啟示[J]. 中國殘疾人,1995,05:47.
[5]王明杰,劉守祥. 甘蔗榨汁機的設計[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工(學刊),2007,09:89-90.
[6]. 水果榨汁機[J]. 農(nóng)村新技術(shù),2009,02:38.
[7]. 立式甘蔗榨汁機[J]. 農(nóng)村新技術(shù),2010,24:40.
[8]楊中輝. 甘蔗榨汁機[P]. 浙江：CN302867371S,2014-07-02.
[9]唐雪華. 液壓式甘蔗榨汁機[P]. 江蘇：CN202774033U,2013-03-13.
[10]陳錫培. 五輥甘蔗榨汁機[P]. 江蘇：CN2850307,2006-12-27.
[11]何海燕,覃擁靈,李楠,陳桂光,梁智群. 甘蔗糖蜜培養(yǎng)高鐵營養(yǎng)酵母發(fā)酵條件優(yōu)化的研究[J]. 食品工業(yè)科技,2007,08:105-108.
[12]黃聰聯(lián). 甘蔗榨汁機[P]. 臺灣：CN2131867,1993-05-05.
[13]黃劍強. 甘蔗榨汁機[P]. 江西：CN2222720,1996-03-20.
[14]陳錦榮. 甘蔗榨汁機輥壓機構(gòu)[P]. 廣東：CN2339396,1999-09-22.
[15]吳萬鈞. 甘蔗榨汁機[P]. 浙江：CN201252816,2009-06-10.
塔里木大學
畢業(yè)論文（設計）開題報告
課題名稱 甘蔗榨汁機的設計
學生姓名 謝航飛
學 號 8031212320
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 農(nóng)機
班 級 16
指導教師 吳明清
起止時間 2015.10.15-2016.5.28
機械電氣化工程學院教務辦制
填 表 說 明
一、學生撰寫《開題報告》應包含的內(nèi)容：
1、本課題來源及研究的目的和意義；
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；
3、對課題所涉及的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析；
4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；
6、完成本課題的工作方案及進度計劃；
7、主要參考文獻（不少于7篇）。
二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設計）課題任務的學生在接到“畢業(yè)論文（設計）任務書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。
三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個畢業(yè)論文（設計）課題須提交開題報告一式三份，一份學生本人留存，一份指導教師存閱，一份學生所在學院存檔，備檢備查。
一、開題報告正文
1.1本課題來源及研究的目的和意義
1.2本課題來源：自選題
1.3研究的目的
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]，含有大量的蔗糖，維生素、氨基酸、微量元素等。近年來，隨著經(jīng)濟技術(shù)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)掘。
甘蔗在全球種植面積極大，我國也是世界上甘蔗種植大國，每年有200萬公頃的種植面積，產(chǎn)出蔗糖150萬噸，但有很多甘蔗不是直接進入工廠加工成蔗糖以及飼料，而是在市場上銷售。問題在于極大的甘蔗銷售在給甘農(nóng)帶來經(jīng)濟效益的同時，也給甘農(nóng)帶來了極大的不便，消費者需要的是方便簡潔的操作就能獲取甘蔗豐富的營養(yǎng)價值。可問題在于提取甘蔗汁液是個頭疼的問題。不能產(chǎn)業(yè)化，更不能大量提取。因而研制一款既簡捷又方便的甘蔗榨汁機將顯得尤為重要。
甘蔗榨汁機是為了緊跟時代發(fā)展，迎合現(xiàn)代人健康、衛(wèi)生、新鮮、時尚、簡捷方便的飲食要求，研發(fā)引進高新技術(shù)，精心設計打造而成。采用該機壓榨的甘蔗汁液，屬于天然綠色食品，清甜甘爽，營養(yǎng)豐富。
該設計借鑒手動甘蔗榨汁機跟壓輥式榨汁機，從而研究設計的。是一款簡易的壓榨機械，同時通過改變壓輥之間的間距，還能進行水果，蔬菜等的壓榨。本文設計的三輥式甘蔗榨汁機是一款比較常用的提取汁液的壓榨機械。目前全國各地普遍種植甘蔗，甘農(nóng)在收獲甘蔗喜悅的同時，不免甘蔗出售而感到煩惱。很多甘農(nóng)自己采用古老的辦法將甘蔗進行擠壓取液在市場上銷售。但往往提取的汁液很少，而且不能保證潔凈，面對龐大的消費人群，普通壓榨的汁液就如同杯水車薪，不能滿足廣大消費者的需求，還有大部分甘農(nóng)直接將甘蔗拿到市場上銷售，消費者鑒于甘蔗汁液提取的不便，往往都是看看而已。因此研究設計一款甘蔗榨汁機，將它投入市場，將會給甘農(nóng)、消費者帶來極大的方便，同時也帶來極大的市場利益。通過了解消費者的需求可知，消費者喜愛能夠像喝汽水那樣簡單的來一杯甘蔗汁。本文設計的甘蔗榨汁機可以用于批量榨取甘蔗汁液，而且體積小也可用于家庭使用。更重要的是我們能夠?qū)⑺斗诺交疖囌?、汽車站、機場、學校、公園、廣場等一些人流量大的地方,給公民給予方便，同時盡顯公民對于健康衛(wèi)生的追求。
本文設計的甘蔗榨汁機不僅用于甘蔗的榨取，還能對纖維度高的食品進行壓榨，并且榨取時，能夠保證榨取的汁液清潔衛(wèi)生，同時保證榨取汁液全面，能夠做到一遍榨取到位，節(jié)約時間，不浪費甘蔗原材料。通過對現(xiàn)有壓榨機械的對比分析，該設計采用電機帶動，減速器減速，皮帶以及齒輪傳動，三個壓輥兩組壓榨，汁液分取采用過濾裝置。通過對整機的結(jié)構(gòu)尺寸，驅(qū)動軸的結(jié)構(gòu)尺寸、齒輪傳動比、減速器減速比等進行了詳細的計算，使本方案有了初步的設計應用價值。
二、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析
1、國內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析
國內(nèi)目前采用甘蔗榨汁機主要存在以下幾種形式，立式甘蔗榨汁機[7]，像冷飲店里面立式可樂灌裝機，這種機械操作簡單，每次可供應一人使用，占用體積小，輕捷。但由于不能滿足我國廣大的甘蔗種植需求，因而只能在一些較小場合容易見到，并且不便于清洗。還有一些是通過螺旋推送器機構(gòu)設計的推壓式甘蔗榨汁機，這種甘蔗榨汁機是比較早期設計的一款甘蔗榨汁機，擠壓效果較好，但由于殘渣不易退出，并且在擠壓時需將甘蔗打碎，因而現(xiàn)在不常用。目前比較常見的是壓輥式甘蔗榨汁機。
壓輥式甘蔗榨汁機常見的有兩輥、三輥、五輥以及七輥。兩輥甘蔗榨汁機結(jié)構(gòu)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)效果最好的為三輥跟五輥式甘蔗榨汁機[10]，市場比較常見。值得提出的是還有一款手動擠壓式甘蔗榨汁機，結(jié)構(gòu)及其簡單，操作也非常方便，但由于外型不能像五輥式甘蔗榨汁機優(yōu)美，因而不長見。
2、 國外研究現(xiàn)象以及分析
國外甘蔗榨汁機研究現(xiàn)狀多為四輥和六輥壓榨式甘蔗榨汁機，由于甘蔗生長受光照時間的要求，世界上主要種植甘蔗的國家多為熱帶跟亞熱帶地區(qū)的國家。像印尼、印度主要的農(nóng)作物為甘蔗，澳大利亞、德國的甘蔗榨汁機基本算是全球最先進的機器。加拿大本國主要是進口澳大利亞，德國的甘蔗榨汁機進行甘蔗榨汁。我國也購買一些先進國家的甘蔗榨汁機，但是北美地區(qū)的甘蔗較大（直徑4-5.5 ㎝，國內(nèi)一般為3-4.4㎝），機器在使用過程中存在很多問題。
三、對課題所涉及的任務要求及實現(xiàn)預期目標的可行性分析
3.1、任務要求
(1)從查閱的資料來看，所查到的現(xiàn)有的甘蔗榨汁機并不是設計的十分完美，改變其缺陷。
(2)榨汁不充分，提高生產(chǎn)質(zhì)量。
(3)改變復雜結(jié)構(gòu)，降低成本，實現(xiàn)普及。
3.2、預期目標
(1)榨汁充分，盡可能減少浪費，結(jié)構(gòu)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)壓輥處使用翻蓋，便于清洗壓輥，時常保持環(huán)境衛(wèi)生。
(4)制造價格便宜，容易普及，能滿足家庭，學校，公園等盡可能多的地方。
四、重點研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路本課題需要
4.1、課題的研究內(nèi)容
按照現(xiàn)有的水果榨汁機和甘蔗榨汁機作為技術(shù)要求，進行甘蔗榨汁機的設計，該機械動力源為電力帶動，通過電機、減速機、皮帶、齒輪傳動進行甘蔗榨汁,使得達到以下效果：①.榨汁充分，盡可能減少浪費，結(jié)構(gòu)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.壓輥處使用翻蓋，便于清洗壓輥，時常保持環(huán)境衛(wèi)生。
4.2、課題問題及解決思路
(1)提出原有甘蔗榨汁機的缺點,并對其做出優(yōu)化，做出了合理的方案。
(2)初步確定甘蔗榨汁機壓輥組之間的尺寸。
(3)確定甘蔗榨汁機裝配方案 ,以符合榨汁要求, 對甘蔗榨汁機運動進行分析。
(4)對甘蔗榨汁機傳動方案進行設計計算。
五、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
為了使甘蔗榨汁機有效的進行榨汁作業(yè)，必須要對榨汁機壓輥進行試驗，確保甘蔗榨汁機能夠安全有效地榨汁，調(diào)查測量甘蔗直徑，對壓輥組之間的距離進行設計，使得能夠保證榨汁充分。
甘蔗榨汁能夠在室內(nèi)工作，就應當盡可能減少噪音的產(chǎn)生以及垃圾處理（甘蔗渣），將傳動設計為帶傳動，減速機改用渦輪蝸桿減速裝置，能夠有效的減少噪音的產(chǎn)生。
六、完成本課題的工作方案及進度計劃
6.1工作方案：
1.查找大量關(guān)于榨汁機原理設計出甘蔗榨汁機的雛形。
2.繪制所有零部件并查閱相關(guān)說明，各零部件尺寸要達到合適效果。
3.組裝裝配圖并生成三維立體模型，觀察效果并加以改進。
6.2進度計劃
第 一 周：查找甘蔗榨汁機的相關(guān)資料并且熟悉課題內(nèi)容。
第 二 周：撰寫開題報告，制定總體方案。
第三周至第八周：設計甘蔗榨汁機裝置的三維實體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
第 九 周：甘蔗榨汁機裝置進行傳動設計和機構(gòu)設計。
第 十 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。
第十一周：編寫答辯提綱，準備答辯。
第十二周：答辯
七、主要參考文獻
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生簽名
年 月 日
指導教師審閱意見
指導教師簽名
年 月 日
課題名稱：甘蔗榨汁機的設計 姓名:謝航飛 班級：農(nóng)機16-3班 指導老師：吳明清,畢業(yè)設計開題報告,一 本題來源及研究的目的和意義立論依據(jù),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，含有大量的蔗糖，維生素、氨基酸、微量元素等。近年來，隨著經(jīng)濟技術(shù)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)掘。因而研制一款既簡捷又方便的甘蔗榨汁機將顯得尤為重要。,,二 甘蔗在榨汁過程中遇到的問題,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。 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。 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。不適宜在室內(nèi)安裝甘蔗榨汁機。 通用性差；此外由于甘蔗、硬，使得壓輥磨損較為嚴重。,現(xiàn)有甘蔗榨汁機類型,三 現(xiàn)有甘蔗榨汁機壓榨類型,,螺旋擠壓式甘蔗榨汁機,雙輥輪甘蔗榨汁機,現(xiàn)有甘蔗榨汁機類型,四輥輪兩級壓榨機,五輥輪三級壓榨機,四 達到預期要求,。,(1)榨汁充分，盡可能減少浪費，結(jié)構(gòu)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)壓輥處使用翻蓋，便于清洗壓輥，時常保持環(huán)境衛(wèi)生。 (4)制造價格便宜，容易普及，能滿足家庭，學校，公園等盡可能多的地方。,五 設計思路,本設計以現(xiàn)有甘蔗榨汁機以及水果榨汁機的技術(shù)為基礎，對各個工作單元進行了改進設計和優(yōu)化組合，在將甘蔗收獲后，直接將甘蔗棒料送入喂料口進行榨汁。榨汁過程中將通過由電機帶動的三輥輪分兩級先后進行對甘蔗的壓榨，以確保榨汁充分，壓榨下來的汁液進入過濾網(wǎng)進行過濾處理，進入汁液盛裝體，而殘渣則從出料口排出，最后消費者可以從汁液盛裝體中得到甘甜清涼的甘蔗汁液。,五 預期的研究成果,（1）設計出多功能甘蔗榨汁機，以適應不同類型的甘蔗進行榨汁 （2）設計出可靠性高工作穩(wěn)定的甘蔗榨汁機械。,,,,,,,,,,,,,,,,,,THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!,
16 屆畢業(yè)設計
甘蔗榨汁機的設計
學生姓名 謝航飛
學 號 8031212320
所屬學院 機械電氣化工程學院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化
班 級 16-3
指導老師 吳明清
日 期 2016-05
塔里木大學機械電氣化工程學院制
前 言
甘蔗榨汁機是提取甘蔗汁液必不可少的機械加工設備。在加工甘蔗飲品時，必須將收獲的甘蔗進行榨汁取液。近年來，隨著經(jīng)濟、技術(shù)的不斷發(fā)展，許多食品的營養(yǎng)價值也陸續(xù)被發(fā)掘。試驗研究表明，甘蔗汁液的營養(yǎng)價值非?？捎^，并且口味甘美，贏得廣大消費者鐘愛。但一直困擾廣大消費者和甘農(nóng)的一個重要因素是如何便捷的提取甘蔗汁液。因此研究設計一款簡捷方便的甘蔗榨汁機將顯得尤為重要和迫切，而且市場需求極大。
甘蔗榨汁機是為了緊跟時代發(fā)展，迎合現(xiàn)代人健康、衛(wèi)生、新鮮、時尚、簡捷方便的飲食要求，研發(fā)引進高新技術(shù)，精心設計打造而成。采用該機壓榨的甘蔗汁液，屬于天然綠色食品，清甜甘爽，營養(yǎng)豐富。
該設計借鑒手動甘蔗榨汁機跟壓輥式榨汁機，從而研究設計的。是一款簡易的壓榨機械，同時通過改變壓輥之間的間距，還能進行水果，蔬菜等的壓榨。本文設計的三輥式甘蔗榨汁機是一款比較常用的提取汁液的壓榨機械。目前全國各地普遍種植甘蔗，甘農(nóng)在收獲甘蔗喜悅的同時，不免甘蔗出售而感到煩惱。很多甘農(nóng)自己采用古老的辦法將甘蔗進行擠壓取液在市場上銷售。但往往提取的汁液很少，而且不能保證潔凈，面對龐大的消費人群，普通壓榨的汁液就如同杯水車薪，不能滿足廣大消費者的需求，還有大部分甘農(nóng)直接將甘蔗拿到市場上銷售，消費者鑒于甘蔗汁液提取的不便，往往都是看看而已。因此研究設計一款甘蔗榨汁機，將它投入市場，將會給甘農(nóng)、消費者帶來極大的方便，同時也帶來極大的市場利益。通過了解消費者的需求可知，消費者喜愛能夠像喝汽水那樣簡單的來一杯甘蔗汁。本文設計的甘蔗榨汁機可以用于批量榨取甘蔗汁液，而且體積小也可用于家庭使用。更重要的是我們能夠?qū)⑺斗诺交疖囌?、汽車站、機場、學校、公園、廣場等一些人流量大的地方,給公民給予方便，同時盡顯公民對于健康衛(wèi)生的追求。
本文設計的甘蔗榨汁機不僅用于甘蔗的榨取，還能對纖維度高的食品進行壓榨，并且榨取時，能夠保證榨取的汁液清潔衛(wèi)生，同時保證榨取汁液全面，能夠做到一遍榨取到位，節(jié)約時間，不浪費甘蔗原材料。通過對現(xiàn)有壓榨機械的對比分析，該設計采用電機帶動，減速器減速，皮帶以及齒輪傳動，三個壓輥兩組壓榨，汁液分取采用過濾裝置。通過對整機的結(jié)構(gòu)尺寸，驅(qū)動軸的結(jié)構(gòu)尺寸、齒輪傳動比、減速器減速比等進行了詳細的計算，使本方案有了初步的設計應用價值。
關(guān)鍵詞：三輥壓榨；榨汁機；甘蔗
目 錄
1緒論 1
1.1課題研究的目的和意義 1
1.2國內(nèi)外甘蔗榨汁機的研制狀況 1
1.3國內(nèi)外甘蔗榨汁機存在的問題 2
1.4現(xiàn)有甘蔗榨汁機的壓榨方式 2
1.5課題研究的主要內(nèi)容及預期目標 4
2甘蔗榨汁機的總體設計 5
2.1市場上常見的甘蔗榨汁機有 5
2.2設計的基本原理 6
2.3樣機結(jié)構(gòu)及工作原理 6
3甘蔗榨汁機機結(jié)構(gòu)設計 7
3.1喂料機構(gòu) 7
3.2三輥輪兩兩間間距的計算 8
4機構(gòu)的設計 9
4.1調(diào)隙螺栓的設計 9
4.2帶的選擇與計算 9
4.3軸的強度校核計算 9
4.4壓輥的校核 10
總 結(jié) 13
致 謝 14
參考文獻 15
塔里木大學畢業(yè)設計
1緒論
1.1課題研究的目的和意義
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]，含有大量的蔗糖，維生素、氨基酸、微量元素等。近年來，隨著經(jīng)濟技術(shù)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)掘。
甘蔗在全球種植面積極大，我國也是世界上甘蔗種植大國，每年有200萬公頃的種植面積，產(chǎn)出蔗糖150萬噸，但有很多甘蔗不是直接進入工廠加工成蔗糖以及飼料，而是在市場上銷售。問題在于極大的甘蔗銷售在給甘農(nóng)帶來經(jīng)濟效益的同時，也給甘農(nóng)帶來了極大的不便，消費者需要的是方便簡潔的操作就能獲取甘蔗豐富的營養(yǎng)價值。可問題在于提取甘蔗汁液是個頭疼的問題。不能產(chǎn)業(yè)化，更不能大量提取。因而研制一款既簡捷又方便的甘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，以及雙輥和五輥壓榨機，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，雙輥壓榨便于控制兩壓輥之間的距離，不能保證壓榨質(zhì)量，五輥壓榨機械過于復雜，成本較高。采用三輥壓榨將有效避免機械裝備的復雜度，同時又能保證甘蔗榨取效果，節(jié)約成本，方便輕捷。該甘蔗榨汁機因其體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，所以制造成本低，而且可以保證甘蔗榨取充分，節(jié)約原材料。
本文設計的甘蔗榨汁機榨取甘蔗時，能夠保證榨取的汁液清潔衛(wèi)生，同時保證榨取汁液全面，能夠做到一遍榨取到位，節(jié)約時間，不浪費甘蔗原材料。
1.2國內(nèi)外甘蔗榨汁機的研制狀況
1.2.1國內(nèi)甘蔗榨汁機現(xiàn)狀
國內(nèi)目前采用甘蔗榨汁機主要存在以下幾種形式，立式甘蔗榨汁機[7]，像冷飲店里面立式可樂灌裝機，這種機械操作簡單，每次可供應一人使用，占用體積小，輕捷。但由于不能滿足我國廣大的甘蔗種植需求，因而只能在一些較小場合容易見到，并且不便于清洗。還有一些是通過螺旋推送器機構(gòu)設計的推壓式甘蔗榨汁機，這種甘蔗榨汁機是比較早期設計的一款甘蔗榨汁機，擠壓效果較好，但由于殘渣不易退出，并且在擠壓時需將甘蔗打碎，因而現(xiàn)在不常用。目前比較常見的是壓輥式甘蔗榨汁機。
壓輥式甘蔗榨汁機常見的有兩輥、三輥、五輥以及七輥。兩輥甘蔗榨汁機結(jié)構(gòu)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)效果最好的為三輥跟五輥式甘蔗榨汁機[10]，市場比較常見。值得提出的是還有一款手動擠壓式甘蔗榨汁機，結(jié)構(gòu)及其簡單，操作也非常方便，但由于外型不能像五輥式甘蔗榨汁機優(yōu)美，因而不長見。
1.2.2 國外甘蔗榨汁機現(xiàn)狀
國外甘蔗榨汁機研究現(xiàn)狀多為四輥和六輥壓榨式甘蔗榨汁機，由于甘蔗生長受光照時間的要求，世界上主要種植甘蔗的國家多為熱帶跟亞熱帶地區(qū)的國家。像印尼、印度主要的農(nóng)作物為甘蔗，澳大利亞、德國的甘蔗榨汁機基本算是全球最先進的機器。加拿大本國主要是進口澳大利亞，德國的甘蔗榨汁機進行甘蔗榨汁。我國也購買一些先進國家的甘蔗榨汁機，但是北美地區(qū)的甘蔗較大（直徑4-5.5 ㎝，國內(nèi)一般為3-4.4㎝），機器在使用過程中存在很多問題。
1.3國內(nèi)外甘蔗榨汁機存在的問題
我國研究甘蔗榨汁機起步較晚發(fā)展緩慢，和發(fā)達國家相比只能望其項背，目前市場上流行的一些機具中，存在如下問題，因此，難以大范圍推廣應用。
(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。一級壓榨，出汁率低；浪費多，齒輪變速，噪音大。不適宜在室內(nèi)安裝甘蔗榨汁機。
(4)通用性差；此外由于甘蔗、硬，使得壓輥磨損較為嚴重。
因而需要進行改良：食品級不銹鋼實心棒材壓輥；渣料入柜式設計，方便在室內(nèi)使用；采用三輥或四輥分兩級壓榨方式；為了減少噪音，機器采用渦輪減速機和皮帶傳動，符合環(huán)保和室內(nèi)使用的要求。
1.4現(xiàn)有甘蔗榨汁機的壓榨方式[14]
(1) 螺旋推送擠壓裝置，如圖1-1所示：
圖1-1螺旋推送擠壓裝置
(2)雙棍輪壓榨方式，如圖1-2所示：
圖1-2雙棍輪壓榨方式
(3)三輥輪兩級擠壓方式
(4)四輥論兩級擠壓方式，如圖1-3所示
圖1-3四輥論兩級擠壓方式
(5)五輥論三級擠壓方式，如圖1-4所示：
圖1-4五輥論三級擠壓方式
(6)六輥輪三級甘蔗榨汁機，如圖1-5所示：
圖1-5六輥輪三級甘蔗榨汁機
我國多采用四輥雙級擠壓方式，兩輥單級擠壓方式進行壓榨，鑒于這兩者的優(yōu)缺點，該設計這種處理問題，改成三輥論雙級擠壓方式進行壓榨。
1.5課題研究的主要內(nèi)容及預期目標
1.5.1課題研究的主要內(nèi)容
在我國甘蔗主要種植在南方各省，像廣西、海南、貴州等幾個省區(qū)都是甘蔗種植大省，全國每年種植甘蔗200萬公頃面積的甘蔗，在給甘農(nóng)帶來經(jīng)濟收入的同時，也給廣大甘農(nóng)以及消費者帶來了諸多不便。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(gòu)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)壓輥處使用翻蓋，便于清洗壓輥，時常保持環(huán)境衛(wèi)生。
(4)制造價格便宜，容易普及，能滿足家庭，學校，公園等盡可能多的地方。
2甘蔗榨汁機的總體設計
2.1市場上常見甘蔗榨汁機有
(1)手搖式甘蔗榨汁機，如圖2-1所示：特點為全鏡面不銹鋼底座、外殼設計，外形美觀，靈活性強。
圖2-1手搖式甘蔗榨汁機
(2)電動立式甘蔗榨汁機，工作特點為：榨汁機是采用皮帶及齒輪減速轉(zhuǎn)動。
圖2-2家用電動甘蔗榨汁機
(3)家用電動甘蔗榨汁機，如圖2-2所示：其特點為：體積小、方便，但不能長時工作。
(4)電瓶甘蔗榨汁機，其特點為：省力、方便使用，可以直接幫到甘蔗田里直接操作。
(5)大型甘蔗榨汁機，如圖2-3所示：其特點為：工作時間長，效率高。
圖2-3大型甘蔗榨汁機
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(shù)為基礎，對各個工作單元進行了改進設計和優(yōu)化組合，在將甘蔗收獲后，直接將甘蔗棒料送入喂料口進行榨汁。榨汁過程中將通過由電機帶動的三輥輪分兩級先后進行對甘蔗的壓榨，以確保榨汁充分，壓榨下來的汁液進入過濾網(wǎng)進行過濾處理，進入汁液盛裝體，而殘渣則從出料口排出，最后消費者可以從汁液盛裝體中得到甘甜清涼的甘蔗汁液。
2.3樣機結(jié)構(gòu)及工作原理
(1)三個壓輥在齒輪帶動下實現(xiàn)兩級壓榨，如圖2-4所示：
在齒輪帶動下，壓輥A首先正傳，齒輪組帶動一組壓輥B同時反轉(zhuǎn)，從而將從喂料裝置進來的甘蔗依次進行兩級壓榨，保證榨取甘蔗汁液充分進行。在設計時，將喂料口、喂料斜面以及1、2輥輪間中心保持在統(tǒng)一斜面，使得甘蔗進入喂料口能夠沿斜面滑入1、2壓輥處進行甘蔗榨汁，1、2壓輥榨汁完成后將甘蔗棒送入1、3壓輥處，進行第二次壓榨，兩級壓榨后保證甘蔗能夠壓榨充分，竟可能減少原材料的浪費。
1.壓輥A,2.壓輥B,3.壓輥B
圖2-4三輥輪轉(zhuǎn)向
(2)樣機結(jié)構(gòu)，如圖2-5所示：
1.底座2，2.電機，3.聯(lián)軸器，4.減速機, 5.排料裝置,
6.調(diào)隙螺栓，7.進料裝置，8.側(cè)面架, 9.過濾網(wǎng)，10.盛液箱
圖2-5樣機結(jié)構(gòu)
(3)工作原理
工作時，電機通過減速器減速帶動皮帶傳動，帶輪、齒輪由軸連接，通過皮帶傳動帶動齒輪傳動，三輥裝置在齒輪帶動下兩兩相向轉(zhuǎn)動，進行壓榨。而另一方面將甘蔗從喂料口送入，直接通過甘蔗榨汁機的三輥壓榨裝置進行壓榨，渣料從出料口排出，汁液經(jīng)過濾網(wǎng)進行過濾后流入汁液盛裝箱。
3甘蔗榨汁機的結(jié)構(gòu)設計
3.1喂料機構(gòu)
料斗的設計主要考慮其甘蔗棒直徑的大小，以及長度。通過在市場上作比較，甘蔗大體為圓柱狀最大直徑不會超過60㎜，因此料斗設計成下斜坡狀、然后在端蓋側(cè)上方開孔，開出三個直徑60㎜等間距的圓孔，可以方便將甘蔗圓棒插入其中，以方便甘蔗沿斜面進入到三輥壓榨裝置進行壓榨。為了順利將甘蔗送入壓輥處，將喂料口跟斜面以及壓輥擠壓處設計在統(tǒng)一斜面處，以防壓輥抱死無法工作。如圖3-1所示：
圖3-1 進料裝置示意圖
3.2三輥輪兩兩間間距的計算
影響甘蔗榨汁質(zhì)量的因素很多，首先是甘蔗的品種、類型、物理結(jié)構(gòu)、水分、甘蔗大小、均勻度及飽滿程度等因素。甘蔗直徑一般在3-5㎝，現(xiàn)任選十株甘蔗進行測量，測量結(jié)果如下：
表3-2 任選十株甘蔗中部進行的測量
甘蔗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘蔗直徑（mm)
35
40
38
46
37
33
29
52
43
39
表3-3 任選十株甘蔗小端進行的測量
甘蔗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘蔗直徑（mm)
31
28
26
37
32
29
29
30
41
39
表3-4 任選十株甘蔗大端進行的測量
甘蔗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
甘蔗直徑（mm)
39
45
40
37
49
33
55
52
43
48
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：mm
甘蔗小端的平均直徑：mm
甘蔗大端的平均直徑：mm
因而兩輥之間的間距前一級設置在20㎜，由前一級壓榨過的甘蔗進入下一級進行壓榨時，需減小下級輥輪之間的間距，因此，下級輥輪間間距設置為15㎜。這樣就可以直接將借助三個壓輥對甘蔗進行兩次壓榨。
4機構(gòu)的設計
4.1調(diào)隙螺栓的設計
調(diào)隙螺栓是為了改變壓輥裝置進行壓榨時的間距而設計的，安裝時將壓輥2放在距離兩個壓輥1最近的距離，如遇到壓輥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，進而達到調(diào)隙的作用。
4.2帶的選擇與計算
根據(jù)設計要求，本文設計的甘蔗榨汁機主要適用于家庭，以及一些室內(nèi)場所，因而選擇傳動裝置為帶傳動，帶傳動可以減少噪音的產(chǎn)生。由于小帶輪直徑=80㎜，大帶輪直徑=140㎜。
帶速計算近似為
如此通過帶速可選擇適用平帶傳動，平帶傳動效率高，在傳動中心距較大的情況下應用較多，便于帶的安裝，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。材料可選擇錦侖片復合平帶。
4.3軸的強度校核計算
4.1.2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，通常用此種方法初步估算軸徑，也可以作為最后的設計結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為
是中：——扭轉(zhuǎn)切應力，；
——軸所受的扭矩，㎜；
——軸的抗扭截面系數(shù)，㎜；
——軸的轉(zhuǎn)速，；
——周傳遞的功率，;
——計算軸面處的直徑，㎜；
[]——許用扭轉(zhuǎn)切應力，;
根據(jù)查表可知，45號鋼[]范圍為25-45；計算截面處直徑為25㎜；傳遞功率由電機輸出功率可知為2；
軸的轉(zhuǎn)速計算：電機輸出的轉(zhuǎn)速為3000 r/min，減速機的減速比為1∶10，安裝在減速機輸出軸端的帶輪直徑為80㎜，安裝在軸端的帶輪直徑為140，假設皮帶運轉(zhuǎn)是不發(fā)生打滑，按此計算軸的轉(zhuǎn)速可得：
軸的轉(zhuǎn)速=171.4 r/min
綜上可得軸的扭轉(zhuǎn)應力為：
[]
所以根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度最終計算校核得知軸是安全的。
4.4壓輥的校核
根據(jù)實際測得60N的力可以完全將甘蔗棒擠壓破裂，
使用solidworks對壓輥進行模擬校核：
模型信息
模型名稱: 壓輥輪，如圖4-1所示：
當前配置: 默認
圖4-1 圖4-2
表4-1如下：
實體
文檔名稱和參考
視為
容積屬性
文檔路徑/修
引用
改日期
切除-旋轉(zhuǎn)1
圖4-2
實體
質(zhì)量:8.46382 kg
體積:0.0010992 m^3
密度:7700 kg/m^3
重量:82.9454 N
材料屬性
如圖4-3 如圖4-4
表4-2如下：
模型參考
屬性
零部件
名稱： 合金鋼
如圖4-3所示
模型類型： 線性彈性同向性
屈服強度： 6.20422e+008 N/m^2
張力強度： 7.23826e+008 N/m^2
表4-3如下：
夾具名稱
夾具圖像
夾具細節(jié)
固定-1
如圖4-4
實體:
2 面
類型:
固定幾何體
圖4-5 圖4-6
表4-4如下：
載荷名稱
裝入圖象
載荷細節(jié)
壓力-1
如圖4-5所示
實體:
97 面
類型:
垂直于所選面
值:
1
單位:
N/m^2
壓力-2
如圖4-6所示
實體:
1 面
類型:
垂直于所選面
值:
60
單位:
N/m^2
算例結(jié)果
圖4-7零件1-SimulationXpress Study-應力-Stress
表4-5如下：
名稱
類型
最小
最大
Stress
VON:von Mises 應力
4.11195e-005 N/m^2
節(jié): 31172
145.377 N/m^2
節(jié): 4725
Displacement
URES:合位移
0 mm
節(jié): 39
5.02935e-008 mm
節(jié): 1815
結(jié)論：壓輥表面的強度符合設計要求，壓輥軸符合強度校核。
總 結(jié)
此次設計的任務是為了完成甘蔗榨取汁液而設計。根據(jù)現(xiàn)有甘蔗榨汁機以及水果蔬菜榨汁機的設計要求，借鑒已有的榨汁機，將壓榨裝置改進為三輥兩級壓榨，相比兩輥甘蔗榨汁機榨汁充分，節(jié)省原料，同比四輥兩級甘蔗榨汁結(jié)構(gòu)簡單、造價低、工作效率高等優(yōu)點。為了便于適應室內(nèi)工作條件噪音低，采用蝸輪蝸桿減速機，帶傳動。
喂料裝置口設計根據(jù)實際檢測甘蔗棒的大小來確定，測得十組任意甘蔗棒的大端、中端、小端的直徑，進而設計出喂料裝置口徑大小，同時將喂料裝置口、進料斜面，壓輥壓榨處設計在統(tǒng)一斜面上，便于甘蔗送入進料口沿斜面滑入兩壓輥間進行壓榨。該設計采用調(diào)隙螺桿，為了調(diào)節(jié)壓輥間距，使甘蔗榨汁充分，減少原料的浪費?？倷C尺寸大小按照人體身高設計，便于操作。在設計過程中也曾遇到很多的問題，如壓滾的校核問題，通過學習solidworks軟件，用該軟件知識進行壓輥表面強度校核，使得畢業(yè)設計能夠較為順利的進行。
本機具有以下特點：
(1)榨汁充分，盡可能減少浪費，結(jié)構(gòu)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
畢業(yè)在即，四年的大學生活已接近尾聲，經(jīng)過三個多月的努力，在吳明清老師的悉心指導下，設計任務基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導老師吳明清，從設計的選題、實施到撰寫、修改和定稿，吳老師均傾注了大量的心血。導師的悉心指導、熱忱鼓勵不僅使我樹立了深遠的學術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時我還要感謝大學期間任課老師李傳峰、范修文在機械設計，機械制圖上的指導和幫助。以及在大學期間所有老師給予的悉心教導和幫助。感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關(guān)懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。
最后，也感謝和我一起學習的同窗朋友張盼，鄭艷偉等，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵，也讓我的大學生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實、多彩與快樂！
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