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湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見
學(xué)號(hào)： 姓名： 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 26 頁 圖 表 13 張
論文（設(shè)計(jì)）題目： 高速離心式果汁機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
內(nèi)容提要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)也發(fā)展到了一個(gè)新的水平；
隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水果榨汁機(jī)的改進(jìn)成為目前
消費(fèi)者關(guān)心的熱點(diǎn)問題。
本文介紹了榨汁機(jī)的研究意義、榨汁機(jī)的研究現(xiàn)狀，分析了榨汁機(jī)的發(fā)展前景，
詳細(xì)講述了離心式榨汁機(jī)的工作原理。這次和同組人員一起設(shè)計(jì)的離心式榨汁機(jī)
能夠更獨(dú)特地更好地滿足消費(fèi)者的意愿，本著簡單、方便、實(shí)用為原則一切從消
費(fèi)者的利益出發(fā)。而且，該榨汁機(jī)祛除了以前榨汁機(jī)出汁率底、果汁不清的弊端。
單相串激式電動(dòng)機(jī)充分體現(xiàn)了自動(dòng)化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；忍攸c(diǎn)。
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是離心式榨汁機(jī)的機(jī)械本體設(shè)計(jì)，主要負(fù)責(zé)水果榨汁機(jī)的殼
體的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)本著簡單、方便、實(shí)用、安全為原則，在材料上采用了PP材料
（聚丙烯）和ABS（工程塑料），設(shè)計(jì)上彌補(bǔ)了以往各種榨汁機(jī)的不足，充分體現(xiàn)
了自動(dòng)化、高效化、小型化、簡單化、安全化等特點(diǎn)：簡單實(shí)用的榨汁機(jī)可以讓
老人和孩子輕松操作而且維護(hù)修理特別簡單。我相信它在未來的市場上一定很暢
銷倍受消費(fèi)者的青睞。在系統(tǒng)研究和總結(jié)了前人的成果與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，我采
用帶有鋸齒的切削刀網(wǎng)粉碎，增強(qiáng)切削效果；超細(xì)的金屬刀網(wǎng)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)保證榨
汁高效，出汁率高，采用單相串激式電動(dòng)機(jī)用以提高轉(zhuǎn)速、加大扭矩，保證榨汁
機(jī)榨取果汁的質(zhì)量，采用蓋鎖安全保護(hù)裝置，保證安全，雙保證措施讓消費(fèi)者更
安全、更省心。
指導(dǎo)教師評(píng)語
該同學(xué)所完成的高速離心式果汁機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理正確，殼體結(jié)構(gòu)以及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，電機(jī)選擇恰當(dāng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的論述合理，設(shè)計(jì)計(jì)算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯(cuò)誤較少，基本達(dá)到工程圖的要求。該同學(xué)具備了一定的專業(yè)理論的綜合運(yùn)用能力，正確制定設(shè)計(jì)方案和解決問題的能力，工程能力，設(shè)計(jì)能力，計(jì)算機(jī)制圖，及外語能力，具備了工程師的基本素質(zhì)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作體現(xiàn)了學(xué)科教學(xué)計(jì)劃的基本要求，所完成的工作達(dá)到了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，推薦成績?yōu)椤凹案瘛?，可參與答辯。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
答辯簡要情況及評(píng)語
答辯小組組長：
年 月 日
答辯委員會(huì)意見
答辯委員會(huì)主任：
年 月 日
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題 目：高速離心式果汁機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 興湘學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成日期： 2014年6月
目 錄
摘 要 2
第一章 榨汁機(jī)設(shè)計(jì)前期調(diào)查 3
1.2論文的主要內(nèi)容、研究方法和榨汁機(jī)的現(xiàn)狀 4
1.2.1論文的主要內(nèi)容 4
1.2.2論文的研究方法 4
1.2.3我國榨汁機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國家的差距 5
1.2.4我國榨汁機(jī)的市場調(diào)查 6
1.3 榨汁機(jī)的設(shè)計(jì) 8
1.3 .1榨汁機(jī)的類型 8
1.3.2 榨汁機(jī)的現(xiàn)狀分析 8
1.3 .3對(duì)新型榨汁機(jī)設(shè)計(jì)的一般要求 9
1.3.4 榨汁機(jī)的發(fā)展前景 9
第二章 離心式榨汁機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 10
2.1 榨汁機(jī)方案的比較 10
2.1.1高速離心式果汁機(jī) 10
2.1.2 低速擠壓式果汁機(jī) 11
第三章 電機(jī)的選擇與校核 15
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇要求 15
3.2 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 16
3.3 電動(dòng)機(jī)額定功率的確定 18
3.4 鍵的強(qiáng)度校核 19
第四章 榨汁部件的設(shè)計(jì) 21
4.1 回轉(zhuǎn)籃的設(shè)計(jì) 21
4.2榨汁機(jī)殼體的設(shè)計(jì) 22
4.2.1 榨汁機(jī)殼體材料的選擇 22
4.2.2榨汁機(jī)殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
第五章 榨汁機(jī)的使用和保養(yǎng) 26
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摘 要
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)也發(fā)展到了一個(gè)新的水平；隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水果榨汁機(jī)的改進(jìn)成為目前消費(fèi)者關(guān)心的熱點(diǎn)問題。
本文介紹了榨汁機(jī)的研究意義、榨汁機(jī)的研究現(xiàn)狀，分析了榨汁機(jī)的發(fā)展前景，詳細(xì)講述了離心式榨汁機(jī)的工作原理。這次和同組人員一起設(shè)計(jì)的離心式榨汁機(jī)能夠更獨(dú)特地更好地滿足消費(fèi)者的意愿，本著簡單、方便、實(shí)用為原則一切從消費(fèi)者的利益出發(fā)。而且，該榨汁機(jī)祛除了以前榨汁機(jī)出汁率底、果汁不清的弊端。單相串激式電動(dòng)機(jī)充分體現(xiàn)了自動(dòng)化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；忍攸c(diǎn)。
最后，我相信我們所設(shè)計(jì)的這臺(tái)集專業(yè)化、智能化，自動(dòng)化、，高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；?、安全性為一體的榨汁機(jī)能夠早日走進(jìn)消費(fèi)者的家庭。
關(guān)鍵詞 離心式榨汁機(jī)、電機(jī)選配、殼體設(shè)計(jì)、榨汁部件設(shè)計(jì)
Abstract
In recent years, the rotary digging pile driver has obtained the fast development of our country "but compared with rotary digging pile driver in a foreign country for decades, the development history of domestic rotating drill in key components and core technology, there is still a gap compared with abroad, the development of rotary digging pile driver in China is still a long way to go.
This paper studied the power head as an important item of the rotary digging pile driver host, has been the key components of the host research "the performance is good or not directly affect drilling efficiency" the development of the driver in a foreign country has several ten years of history, the development of the power head has a superior performance!Unique technology and new design concept of "the development of the current domestic power head can meet the construction work of rotary digging pile driver basic reliability and function extension but still need further development.
It is difficult to retrieve the rotary digging pile driver power head system design and development of related literature, no literature at home and abroad and use for reference ", therefore, this topic for power system analysis and research, as important item in the rotary digging pile driver development projects, hope will bring the rotary digging pile driver product development as a reference.
Keywords: rotary digging pile driver, power head, drive way, the driver, the speed reducer
1
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第一章 榨汁機(jī)設(shè)計(jì)前期調(diào)查及現(xiàn)狀
1.1 論文選題的依據(jù)和研究意義
春夏秋冬，任何一個(gè)季節(jié)都有它的獨(dú)特性，但對(duì)于熱愛生活的人來說，無論是初夏季節(jié)還是如今的嚴(yán)寒冬日，“補(bǔ)水“都變得格外重要。可我們不能一個(gè)勁地喝水，而水果天天吃也會(huì)膩。何不嘗試用榨汁機(jī)來榨取一杯新鮮的果蔬汁，既能及時(shí)補(bǔ)充水分又自然健康。
不知道有多少人注意到，市面販?zhǔn)鄣乃^“果汁飲料”，往往有小字標(biāo)注“濃縮還原”一水果濃縮液+水+糖+其他元素(防腐劑、色素、增稠
劑等)的勾兌品。此類飲料，原果汁的含量大多在10%到30%左右，不但有大量的糖分和添加劑，而且在加工過程中往往伴隨反復(fù)的高溫殺菌，營養(yǎng)
成分很難真正“保鮮”。
自己動(dòng)手，用榨汁機(jī)調(diào)制的蔬菜果汁，好處起碼有三點(diǎn):安全，自由，均衡。無添加劑，隨時(shí)隨地享用，搭配隨心所欲，用來做飲料或者煲湯做菜都可以，沒有過多的工業(yè)流程參與，最大程度上保留了營養(yǎng)成分。
榨汁機(jī)由諾蔓·沃克博士(Dr. Norman Walker)發(fā)明于1930年的產(chǎn)品。這位博士因此而聞名于世，被譽(yù)為活性果汁機(jī)之父。
榨汁機(jī)主要功能是攪拌、榨汁等，榨出的果汁比買來的果汁營養(yǎng)豐富、味道更佳。因?yàn)椴僮鞣奖?、價(jià)格便宜、成品新鮮，并可以根據(jù)自己的愛好調(diào)整飲料成分，使得越來越多消費(fèi)者選擇用榨汁機(jī)自制飲料。
同樣的，老人牙齒不好，營養(yǎng)攝取困難，比起綜合維生素藥片，鮮榨果蔬汁更加天然，保留營養(yǎng)更全面。
1.2論文的主要內(nèi)容、研究方法和榨汁機(jī)的現(xiàn)狀
1.2.1論文的主要內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是離心式榨汁機(jī)的機(jī)械本體設(shè)計(jì)，主要負(fù)責(zé)水果榨汁機(jī)的殼體的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)本著簡單、方便、實(shí)用、安全為原則，在材料上采用了PP材料（聚丙烯）和ABS（工程塑料），設(shè)計(jì)上彌補(bǔ)了以往各種榨汁機(jī)的不足，充分體現(xiàn)了自動(dòng)化、高效化、小型化、簡單化、安全化等特點(diǎn)：簡單實(shí)用的榨汁機(jī)可以讓老人和孩子輕松操作而且維護(hù)修理特別簡單。我相信它在未來的市場上一定很暢銷倍受消費(fèi)者的青睞
。
1.2.2論文的研究方法
在系統(tǒng)研究和總結(jié)了前人的成果與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，我采用帶有鋸齒的切削刀網(wǎng)粉碎，增強(qiáng)切削效果；超細(xì)的金屬刀網(wǎng)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)保證榨汁高效，出汁率高，采用單相串激式電動(dòng)機(jī)用以提高轉(zhuǎn)速、加大扭矩，保證榨汁機(jī)榨取果汁的質(zhì)量，采用蓋鎖安全保護(hù)裝置，保證安全，雙保證措施讓消費(fèi)者更安全、更省心。
1.2.3我國榨汁機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國家的差距
榨汁機(jī)在我國的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀：我國的工業(yè)化加工起步于80年代，由于大規(guī)模果汁加工設(shè)備制造水平低，關(guān)鍵工序核心設(shè)備的制造水平與世界水平相差甚遠(yuǎn)。當(dāng)時(shí)國產(chǎn)榨汁機(jī)的主要機(jī)型為螺旋榨汁機(jī)，其處置率只有60%左右，比國際先進(jìn)水平低20%多，當(dāng)時(shí)建設(shè)的果汁加工廠所用榨汁設(shè)備幾乎全部進(jìn)口，機(jī)型主要是BUCHER公司的液力通用榨汁機(jī)，除價(jià)格昂貴、配件費(fèi)用高外，使用效果比較理想。由于原料生產(chǎn)規(guī)模、國內(nèi)消費(fèi)水平及企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力等因素的共同影響，加上購買這些昂貴的進(jìn)口設(shè)備，使我國剛剛起步的果汁加工業(yè)負(fù)重掙扎，步履艱難地維持了15年。再次期間，無論從果汁行業(yè)整體規(guī)模到設(shè)備的制造水平基本處于半停滯狀態(tài)。進(jìn)入90年代后，隨著我國水果產(chǎn)量的大幅度提高和鮮銷市場的逐漸飽和“賣果難”愈演愈烈。另外，由于我國經(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)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。目前，果汁加工業(yè)正向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，一些規(guī)模大、起點(diǎn)高、集團(tuán)化、面向國際市場的企業(yè)正在發(fā)展壯大，帶動(dòng)了我國果汁加工業(yè)向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。而作為成套生產(chǎn)設(shè)備主機(jī)的榨汁機(jī)的制造水平仍舊很低，國內(nèi)投資上千萬的果汁加工廠的關(guān)鍵設(shè)備仍然全部依賴進(jìn)口。由于具有處理量大、通用性廣、出汁率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，BUCHER的液力通用榨汁機(jī)及FLOTTWAG和AMOS的帶式榨汁機(jī)是我國果汁加工廠選用最多的幾種機(jī)型。
據(jù)資料顯示：在發(fā)達(dá)國家家庭中與人們?nèi)粘Ｉ罱佑|最為密切的廚房系列小家電像攪拌機(jī)、榨汁機(jī)、豆?jié){機(jī)、加濕機(jī)等新型小家電產(chǎn)品的擁有率已經(jīng)達(dá)到80%以上而我國還不到10%，可以說：我國小家電正處于成長初期，大有潛力可挖，市場容量巨大，據(jù)專業(yè)人士預(yù)測小家電行業(yè)蘊(yùn)藏著3500多億元的市場。
發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)水果加工機(jī)械歷史長，基礎(chǔ)工業(yè)強(qiáng)，技術(shù)水平先進(jìn)，用高新技術(shù)裝備提高了生產(chǎn)率降低了能源消耗，增加了得率，減少了廢棄物，保持了食品營養(yǎng)成分和風(fēng)味，提高了食品品質(zhì)。
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展我國市場上也出現(xiàn)了各式各樣的榨汁機(jī)，但大部分采用的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)手段、設(shè)計(jì)方法、制造技術(shù)和檢測手段落后；無論是從內(nèi)在質(zhì)量還是外觀設(shè)計(jì)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國家。此外，國內(nèi)許多原材料、基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定，直接影響了產(chǎn)品的整體質(zhì)量。而且我國生產(chǎn)的水果榨汁機(jī)用于工業(yè)生產(chǎn)果汁的比較多，家庭實(shí)用型的卻很少，且從性價(jià)比方面考慮也不是很讓消費(fèi)者滿意，更主要的是我國目前使用的水果榨汁機(jī)通用性差、出汁率低，清汁果肉含量多。因此，要求出汁率高、果汁清家庭實(shí)用型榨汁機(jī)的研究與開發(fā)很受廣大消費(fèi)者的歡迎。
1.2.4我國榨汁機(jī)的市場調(diào)查
? 21世紀(jì)人們對(duì)生活的質(zhì)量不斷的提高，對(duì)健康和營養(yǎng)的食品要求也就越來越高，特別是2008年奶粉事件和免檢產(chǎn)品國家取消以后，很多人對(duì)購買的食品都不夠放心，經(jīng)過市場調(diào)查表明，現(xiàn)代的人們都形成了自制食品是最安全最衛(wèi)生這樣的觀念，同時(shí)也享受到生活中的樂趣。每天一杯新鮮的果汁既填補(bǔ)營養(yǎng)也緩解了你一天辛辛苦苦的勞累。果汁不僅能增強(qiáng)您的體質(zhì)更能讓您生命長壽。特別是小孩老人，單單吃水果既不容易消化更吸收不到營養(yǎng)。在近幾年來，各個(gè)領(lǐng)域的高級(jí)白領(lǐng)家庭當(dāng)中已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了榨汁機(jī)，隨著消費(fèi)者觀念不斷的改變，榨汁機(jī)將會(huì)成為人們每一家庭中必用的飲品食具，所以此類產(chǎn)品將隱藏著巨大的市場份額和發(fā)展前景。市場處于導(dǎo)人期同咖啡機(jī)、面包機(jī)、煮蛋器這些西式小家電一樣，榨汁機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)的生活必需品而言，更多的價(jià)值體現(xiàn)在人們對(duì)精致生活的追求上。榨汁機(jī)的價(jià)格普遍高于200元，一些知名品牌則要在500元左右，因此在中國市場一直都沒有得到廣泛普及。東菱凱琴董事長助理潘衛(wèi)東透露，東菱早在上世紀(jì)90年代中期就開始生產(chǎn)榨汁機(jī)，由于當(dāng)時(shí)國內(nèi)市場需求較少，幾乎都是貼牌出口。直到2000年左右，國內(nèi)榨汁機(jī)市場初具雛形，東菱才開始開拓國內(nèi)市場。資料顯示，目前發(fā)達(dá)國家平均每戶家庭擁有小家電產(chǎn)品超過40種，而在中國的一級(jí)城市中，平均每戶家庭擁有的小家電數(shù)量也不超過5種，且一般多為熱水器、吹風(fēng)機(jī)這類生活必需品，榨汁機(jī)、咖啡機(jī)等“情趣產(chǎn)品”的占有率則更低。蘇泊爾有關(guān)負(fù)責(zé)人透露，目前榨汁機(jī)在中國家庭中普及率大約只有5％。潘衛(wèi)東說，中國榨汁機(jī)市場目前仍處于導(dǎo)入期，一方面因?yàn)檎ブ瓩C(jī)進(jìn)入中國市場較晚，而更主要的原因是國內(nèi)消費(fèi)水平還較低，消費(fèi)者還沒有形成飲用鮮榨果汁的消費(fèi)習(xí)慣。另一專業(yè)小家電品牌ACA2003年進(jìn)入中國市場的，據(jù)了解，ACA在中國的主打產(chǎn)品是電烤箱，榨汁機(jī)所占份額相對(duì)較小，并且目前以出口為主。由于電烤箱的銷售旺季在秋冬季節(jié)，榨汁機(jī)則剛好彌補(bǔ)了企業(yè)夏季產(chǎn)品銷售的不足。產(chǎn)品性能中國化“西方消費(fèi)者普遍喜好功能單一而體積較大的產(chǎn)品，而中國消費(fèi)者則傾向于選擇集多種功能于一體且小巧的產(chǎn)品。”潘衛(wèi)東說 “為了迎合消費(fèi)者的需求，大多數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品都是融合了榨汁、攪拌、碾磨等功能為一體的綜合食品處理器，生產(chǎn)純榨汁機(jī)的企業(yè)并不多?！?我們?cè)谫u場里看到，只有飛利浦的榨汁機(jī)全部為單榨功能的產(chǎn)品，其他幾個(gè)品牌的產(chǎn)品，如蘇泊爾，九陽、龍的，都是附帶幾個(gè)杯體的多功能食品處理器。銷售人員透露：“一般消費(fèi)者使用較多的功能是打豆?jié){和攪肉餡，單純?yōu)榱苏ス南M(fèi)者很少?！比欢喙δ芴幚砥鞯牡镀菀啄p，使用壽命要遠(yuǎn)低于單純的榨汁機(jī)。
中國人的飲食習(xí)慣也是制約榨汁機(jī)市場發(fā)展的一大因素?！爸袊嗽绮土?xí)慣喝豆?jié){而不是果汁?！奔译娰u場的銷售人員說，“還有很大一部分消費(fèi)者則習(xí)慣直接食用水果，認(rèn)為將水果榨成汁飲用既麻煩還流失了營養(yǎng)?！蔽覀兞私獾?，目前榨汁機(jī)的消費(fèi)群體主要有兩類：一類是有孩子或老人的庭，孩子容易挑食而老人牙齒不好，自己榨果汁可以滿足他們攝入足夠的營養(yǎng)；另一類是追求時(shí)尚及生活品位的年輕人，榨汁機(jī)滿足了他們崇尚個(gè)性口味的需求。隨著生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者的心態(tài)由最基本的生活需要開始向營養(yǎng)健康的品味生活渡，這為榨汁機(jī)更加普及提供了可能。而無論是榨汁機(jī)還是食品處理器，目前都處于市場的導(dǎo)入期，對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者而言還是奢侈品，企業(yè)如何引導(dǎo)消費(fèi)者的消費(fèi)觀念至關(guān)重要。外資品牌遙遙領(lǐng)先根據(jù)中怡康2006年2JE]全國市場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，飛利浦以23、58％的占有率在國內(nèi)榨汁機(jī)銷量榜上穩(wěn)居首位。其余進(jìn)入前十名的品牌皆為國內(nèi)品牌，除了蘇泊爾享有7，1％的市場份額之外，其他企業(yè)的占有率則都在3％ ～5％ 。另外，榨汁機(jī)杯身材質(zhì)的不同，在很大程度上影響著價(jià)格的高低。杯身的材料一般有塑料和玻璃兩種，玻璃材質(zhì)的機(jī)器價(jià)格普遍在400～500元之間。但記者在采訪中了解到，玻璃材質(zhì)的榨汁機(jī)目前并不多見，主要應(yīng)用在商用機(jī)上，家用產(chǎn)品中，只有松下使用玻璃做杯身材料。據(jù)潘衛(wèi)東介紹，目前家用榨汁機(jī)的市場更好一些，由于與商用機(jī)的區(qū)別只在于功率及容積，所以除了普通家庭購買外，很多小型冷飲店、酒吧也傾向于購買小巧便宜的家用榨汁機(jī)。
據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，中國小家電市場前景廣闊，今后5年中，每年將有8％～14％的增長幅度，市場需求總額將高達(dá)35OO億元。隨著人們生活水平的提高，中國榨汁機(jī)市場會(huì)有很大的市場空間。
1.3 榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)
1.3.1榨汁機(jī)的類型
目前市場上各種品牌的榨汁機(jī)琳瑯滿目，但絕大多數(shù)榨汁機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、榨汁方式等都相似，通常大都采用外形、容積(攪拌容積或汁液杯的容積)和電機(jī)功率進(jìn)行分類。按外形分，主要有座式、臺(tái)式和手提式三種，目前以座式和臺(tái)式榨汁機(jī)為主流機(jī)種，其實(shí)這兩類榨汁機(jī)的外形比較相似，習(xí)慣稱為臺(tái)式榨汁機(jī)。按容積分，常見有0．5、0.6、0．7、0．8升等，容積大，一次可榨取的汁液多，但所需的電機(jī)功率也大，價(jià)格自然就較高。按電機(jī)功率分，主要有200W 、230W 、250W 、300W 、350W 等多種規(guī)格，普通座式和臺(tái)式榨汁機(jī)常用200—300W 的串激電機(jī)。
1.3.2 榨汁機(jī)的現(xiàn)狀分析
果汁工業(yè)化加工在國外已有百年的發(fā)展歷史，已形成較完備的生產(chǎn)工藝，并開發(fā)有多種生產(chǎn)規(guī)模大、加工手段先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良的成套加工設(shè)備。
果汁生產(chǎn)的核心工序是榨汁工序，而榨汁機(jī)是榨汁工序的關(guān)鍵設(shè)備，榨汁機(jī)性能的優(yōu)劣直接影響和決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，其作用至關(guān)重要。因此，應(yīng)客觀、準(zhǔn)確了解各種榨汁機(jī)的工作特點(diǎn)，以便做到正確、合理地選用，滿足生產(chǎn)要求，以便盡快提高我國榨汁機(jī)的應(yīng)用水平和制造水平,帶動(dòng)果汁加工業(yè)的發(fā)展,徹底解決種植業(yè)的原料加工問題。
以下是常用的幾款榨汁機(jī)：
1）雙錐盤榨汁機(jī)
雙錐盤榨汁機(jī)的榨汁機(jī)理是利用兩個(gè)母線重合的傘狀錐體的嚙合滾動(dòng)，使進(jìn)入嚙合區(qū)域的果糊受壓，果汁通過傘狀錐體表面的濾孔排出。但雙錐盤榨汁機(jī)壓榨時(shí)作用時(shí)間短，對(duì)漿狀物料的夾持性能差，排汁面積相對(duì)較小，排汁孔大，因此不適用于家庭水果榨汁。
2）帶式榨汁機(jī)
? ? 帶式榨汁機(jī)的工作原理是利用兩條張緊的環(huán)狀網(wǎng)帶夾持果糊后繞過多級(jí)直徑不等的榨輥，使得繞于榨輥上的外層網(wǎng)帶對(duì)夾于兩帶間的果糊產(chǎn)生壓榨力，從而使果汁穿過網(wǎng)帶排出。
帶式榨汁機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作連續(xù)、生產(chǎn)率高、通用性好、造價(jià)適中等特點(diǎn)，但帶式榨汁機(jī)的主要缺點(diǎn)是榨汁作業(yè)開放進(jìn)行，果汁易氧化褐變，衛(wèi)生條件差；排汁不暢；網(wǎng)帶孔隙易堵。
3）壓板式榨汁機(jī)
? ? 壓板式榨汁機(jī)配置一個(gè)工作時(shí)旋轉(zhuǎn)的圓柱形機(jī)筒，機(jī)筒的柱面上開有長縫用于汁液透過，機(jī)筒軸心裝有一雙向絲杠，絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)筒兩端的圓形壓板相向移動(dòng)。壓榨時(shí)物料用泵充入機(jī)筒內(nèi)，壓板由兩端向中間移動(dòng)擠壓機(jī)筒內(nèi)的物料，汁液通過機(jī)筒壁上的長縫排出，壓榨結(jié)束渣從機(jī)筒中部的開口排出。但壓板式榨汁機(jī)的壓榨力較小，汁液的透過面積較低。
1.3.3對(duì)新型榨汁機(jī)設(shè)計(jì)的一般要求
目前我國的榨汁機(jī)普遍存在著出汁率低、出汁不清等問題，迫切需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和技術(shù)提高。?因此，新型榨汁機(jī)設(shè)計(jì)必須建立在提高工作效率，增加出汁率，提高果汁質(zhì)量的基礎(chǔ)上對(duì)原榨汁機(jī)在先前技術(shù)上的改進(jìn)。同時(shí)還要盡可能使操作簡單滿足不同年齡段的消費(fèi)者，并保證操作的安全性。在經(jīng)濟(jì)合理的前提下考慮能夠?qū)崿F(xiàn)綜合利用，一機(jī)多用。與其他榨汁機(jī)產(chǎn)品相比，要求做到堅(jiān)固耐用，安全可靠，使用維修方便。在滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求的前提下，盡可能提高產(chǎn)品和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度。
1.3.4 榨汁機(jī)的發(fā)展前景
同咖啡機(jī)、面包機(jī)、煮蛋器這些西式小家電一樣，榨汁機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)的生活必需品而言，更多的價(jià)值體現(xiàn)在人們對(duì)精致生活的追求上。據(jù)了解到，目前榨汁機(jī)的消費(fèi)群體主要有兩類：一類是有孩子或老人的家庭，孩子容易挑食而老人牙齒不好，自己榨果汁可以滿足他們攝入足夠的營養(yǎng)；另一類是追求時(shí)尚及生活品位的年輕人，榨汁機(jī)滿足了他們崇尚個(gè)性口味的需求。隨著生活質(zhì)量的提高，消費(fèi)者的心態(tài)由最基本的生活需要開始向營養(yǎng)健康的品味生活過渡，這為榨汁機(jī)更加普及提供了可能。
據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局資料，全國食品工業(yè)總產(chǎn)值1995年已上升為全國各行業(yè)之首。食品工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展必然帶動(dòng)食品機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)1999年，全國專業(yè)食品加工機(jī)械約有2300多種已成機(jī)械工業(yè)的十大產(chǎn)業(yè)之一。
據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，中國小家電市場前景廣闊，隨著人們生活水平的提高，中國榨汁機(jī)市場會(huì)有很大的市場空間。
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第二章 離心式榨汁機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案及原理
2.1 榨汁機(jī)方案的比較
2.1.1高速離心式果汁機(jī)
這是國內(nèi)市場上最為普遍的果汁機(jī)類型，它的工作原理是利用刀網(wǎng)每分鐘幾千轉(zhuǎn)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)把水果粉碎，強(qiáng)大的離心力使果汁噴流入果汁杯，而果渣則甩進(jìn)收渣桶。不同品牌型號(hào)的高速離心式果汁機(jī)也有材質(zhì)、功率、進(jìn)料口大小的區(qū)別，挑選時(shí)要注意選擇功率大、進(jìn)料口大的。
優(yōu)點(diǎn)：水果不用切得很小，榨汁速度快，榨一個(gè)蘋果或者胡蘿卜只需幾秒鐘，榨出的果汁清亮。
缺點(diǎn)：噪音大；出汁率一般，榨完的果渣較濕，有些浪費(fèi)，對(duì)于含水量較少的葉菜類或者特別軟的水果幾乎榨不出汁來。
2.1.2 低速擠壓式果汁機(jī)
這種果汁機(jī)也受到很多人的喜愛，它的工作原理是靠內(nèi)部的一根螺旋桿以每分鐘80轉(zhuǎn)的低速旋轉(zhuǎn)，對(duì)水果進(jìn)行擠壓、研磨，果汁透過濾網(wǎng)流出，果渣從排渣口排出。
優(yōu)點(diǎn)：噪音低；榨比較脆的水果出汁率高，榨出的果渣很干，不浪費(fèi)，對(duì)于葉菜類的出汁率也能令人滿意。
缺點(diǎn)：水果需要切成很小的塊，再一點(diǎn)一點(diǎn)地填進(jìn)去榨，費(fèi)時(shí)間；榨出的果汁較稠，里面混有細(xì)小的果肉纖維，尤其是比較面的蘋果，榨出來幾乎就是糊糊。
綜合考慮，我選擇設(shè)計(jì)高速離心式果汁機(jī)。本次設(shè)計(jì)的是一種集智能化，自動(dòng)化、高效化、小型化、簡單化、環(huán)?；癁橐惑w的較先進(jìn)的高速離心式榨汁機(jī)。整個(gè)裝置的動(dòng)力源采用一個(gè)250W的單相串激式電動(dòng)機(jī)，空載轉(zhuǎn)速是19000r/min。
2.2離心式榨汁機(jī)的工作原理
? 離心式汁機(jī)可對(duì)果糊產(chǎn)生很高的離心力，可更好地完成水果和蔬菜的榨汁作業(yè)。離心榨汁機(jī)的主要工作原理是先利用刀片將水果片粉碎，然后利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力來分離果汁和果渣，果汁透過鍍鈦刀網(wǎng)的金屬網(wǎng)經(jīng)過乘汁坐而流入果汁杯，果渣則被離心力甩出而進(jìn)入果渣盒，它的工作流程是原料→選果→清洗→榨汁→破碎→離心→過濾→果汁和果渣。
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第三章 電機(jī)的選擇與校核
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇要求
合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合榨汁機(jī)的具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇要求。
電動(dòng)機(jī)類型的選擇要從負(fù)載的要求出發(fā)，考慮工作條件，負(fù)載性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、供電情況等，盡量滿足下述各方面的要求：
1）機(jī)械特性
由電動(dòng)機(jī)類型決定的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械特性配合要適當(dāng)，機(jī)組穩(wěn)定工作；電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、牽入轉(zhuǎn)矩等性能均能滿足工作機(jī)械的要求。
2）功率
電動(dòng)機(jī)的功率，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來選擇，盡量使電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行。避免出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象或“大馬拉小車”現(xiàn)象造成不必要的損失和浪費(fèi)。
3）轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足工作機(jī)械要求，其最高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速變化率、穩(wěn)速、調(diào)速、變速等性能均能適應(yīng)工作機(jī)械運(yùn)行要求。
4）運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性
從降低整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗及電動(dòng)機(jī)的綜合成本來考慮選擇電動(dòng)機(jī)類型，針對(duì)使用情況選擇不同效率水平的電動(dòng)機(jī)類型；對(duì)一些使用時(shí)間很短、年使用時(shí)數(shù)也不高的機(jī)械，電動(dòng)機(jī)效率低些也不會(huì)使總能耗產(chǎn)生較大的變化，所以并不注重電動(dòng)機(jī)的效率：但另一類年利用小時(shí)較高的機(jī)械，如空調(diào)設(shè)備、循環(huán)泵、冰箱壓縮機(jī)等，就需要選用效率高的電動(dòng)機(jī)以降低總能耗。
5）價(jià)格低廉
在滿足工作機(jī)械運(yùn)行要求的前提下，盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、造價(jià)低廉的電動(dòng)機(jī)。
3.2 電動(dòng)機(jī)類型的選擇
家用食物加工用器具，如食物拌碎器、碎肉機(jī)、水果榨汁機(jī)、打蛋機(jī)、切片機(jī)等要求高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，最適宜選用單相串激式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)可以交直兩用，故也稱為交直兩用電動(dòng)機(jī)，勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，它們通過交流電時(shí)，兩電流同時(shí)改變，電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其有較軟的機(jī)械特性，起動(dòng)性能好，轉(zhuǎn)速高，過載能力強(qiáng)，調(diào)速性能較好，但不允許空載起動(dòng)、換向火花大等，單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)主要用于電動(dòng)工具和各種小型日用電器中，這類電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)為額定轉(zhuǎn)速一般超過12000r/min，短時(shí)定額或周期工作定額；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為無外殼，而利用器具的外殼防護(hù)，電動(dòng)機(jī)的防護(hù)型式為IP00，端蓋簡化成支架形式，通常用鑄鋁做成，依靠支架上的螺孔安裝。電動(dòng)機(jī)的功率一般在30～250W之間。輸出功率為90W以下，一般為自冷，90W以上采用軸流式風(fēng)扇冷卻。為了降低成本和減小噪音，常采用含油軸承。電動(dòng)機(jī)的軸伸需與主機(jī)的驅(qū)動(dòng)部件相配，一般采用斜齒輪軸伸。下表1為家用榨汁機(jī)常用單相串激式電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)。
表3-1 家用食物拌碎器用單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)
型號(hào)
電壓
(V)
頻率
(H2)
空載
負(fù)載
測試
電壓
(V)
電流
(A)
轉(zhuǎn)速
(r/min)
轉(zhuǎn)速
(r/min)
電流
(A)
輸出
功率
(W)
效率
(﹪)
HCB54／20
HCB5／20A
HC76-40
220
120
220
50
60
50
220
120
220
0.33
0.65
0.72
23000
23000
19000
15000
15000
10000
0.60
1.1
2.5
55
55
250
45
45
48
HL-2A
HL-3A
HL-3B
HL-4
240
220
220
220
50
50
50
50
110
110
110
110
0.15
0.3
0.18
0.25
10000
19000
14000
21000
10500
12000
10500
12800
0.35
0.95
0.45
0.85
單相串激式電動(dòng)機(jī)主要使用在要求轉(zhuǎn)速高（4000～25000r/vmin）、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、且體積小的場合。典型的用途是作為電動(dòng)工具、拌碎器、吸塵器風(fēng)機(jī)、家用縫紉機(jī)、醫(yī)用離心機(jī)等工業(yè)機(jī)械及日用電器的動(dòng)力。在結(jié)構(gòu)上，單相串激式電動(dòng)機(jī)一般由端蓋、機(jī)殼、定子鐵心、釘子繞組、換向器、電刷裝置、電樞、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸等主要零部件組成。通常定子鐵心做成凸極形式，多為兩極。定子繞組為集中繞組。單相串激式電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與直流電動(dòng)機(jī)的十分相似，主要的差別在于單相串激式電動(dòng)機(jī)的定子鐵心必須由硅鋼片疊壓而成，而直流電動(dòng)機(jī)的磁場既可以疊壓而成，也可以做成整體結(jié)構(gòu)。由于交流繞組存在電抗，在功率、電壓及定、轉(zhuǎn)子鐵心相同條件下，單相串激式電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)比直流電動(dòng)機(jī)的要少。
圖3-1 HC76-40電動(dòng)機(jī)
1）主要技術(shù)指標(biāo)
單相串激式電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)包括：額定電壓Un（V）、額定功率Pn（W）、額定轉(zhuǎn)速Nn（r/min）、額定頻率fn（Hz）、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tk（倍）、堵轉(zhuǎn)電流Ik（倍）、額定電流In（A）、效率