水果削皮機說明書.doc

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蘋果削皮機設計說明書 項目組成員：于魯川、吳豪偉、嚴晨豪、莘秉權、葉昶、石遠祥 摘 要 本說明書闡述了蘋果削皮機作為廚房電器，有一定的市場前景，因此具有嘗試價值。繼而提出兩種方案，并進行比較。本文著重敘述了可行方案的主要功能部分即削皮模塊的設計，包括其參數、校核。最后進行了工作總結與下一階段的構思。 關鍵詞：蘋果削皮 切塊 家用 The Specification Of Apple-paring Machine Students: Ding Wei, Hu Liqiang, Shen Chunyang, Tang Chen Advisor: Guo Mingfei Abstract This specification tells about the promising part of Apple-paring Machine which as a kitchen appliance. Then it comes to two forms in order to select a better one. The most important part of this essay is the design of paring module in this machine. And we give a summary of our work as well as the arrangement of next stage in the end. Keywords: apple paring, family appliance 目錄 第1章 緒論………………………………………………………………… 3 1.1 項目研究背景與意義………………………………………… 3 1.2 項目主要研究內容及技術路線……………………………… 3 第2章 總體設計方案……………………………………………………… 4 2.1 主要功能概述……………………………………………………4 2.2 方案一……………………………………………………………4 2.3 方案二……………………………………………………………5 2.4 方案比較…………………………………………………………5 第3章 主要功能模塊設計………………………………………………… 6 3.1 削皮模塊…………………………………………………………6 3.1.1 確定大概尺寸…………………………………………… 6 3.1.2 電機選用………………………………………………… 8 3.2 切塊模塊…………………………………………………………9 3.3 校核………………………………………………………………9 3.3.1 齒輪校核………………………………………………… 9 3.3.2 刀具校核…………………………………………… ……11 第4章 工作總結…………………………………………………………… 13 4.1 工作總結…………………………………………………………13 4.2 項目后續(xù)…………………………………………………………14 參考文獻………………………………………………………………………14 第一章 緒論 1.1 項目研究背景與意義 蘋果是我國人民經常食用的水果之一，其含豐富的維生素和礦物質，有俗話說“每天吃一個蘋果，那就長年不用看醫(yī)生?！碧O果雖然好吃，但是如果不去皮就不是很衛(wèi)生。因為現在的水果農藥成分比較重，削皮吃是比較安全的做法?？墒窍髌ひ彩潜容^煩的事情，傳統的削皮刀也不是很好用，而且用水果刀削皮有削傷手指的危險。 蘋果切削機能快速去皮，釋放您的雙手，樂趣使用、衛(wèi)生便捷，蘋果想吃就吃，不再麻煩，彰顯出您家居生活的的樂趣。 如今消費者對于整體廚房的需求日益升溫，通過家裝企業(yè)和廚電企業(yè)對整體廚房這一概念的不斷推廣，企業(yè)可以實現自身產品的“一站式銷售”，經濟效益更加突出，同時消費者能夠體驗到智能化廚房電器帶來的便利，這一概念與家庭裝修的融合，將直接帶動廚電產品的市場爆發(fā)。為此，整體廚房這一產業(yè)將成為我國廚電行業(yè)下一階段的另一熱點。 由此可見，蘋果削皮機作為廚房電器的一員，雖不如冰箱微波爐等不可或缺，但卻是國民生活水平提高，追求生活品質道路中有價值的嘗試。 雖然在大規(guī)模的食品工業(yè)領域已經有水果去皮機，但在小型的、家庭范圍內使用并無突出品牌。國內的蘋果削皮機多為手動，較歐洲某自動削皮機處于技術上的劣勢。本項目的自動蘋果削皮機量產后在價格上會有和國外品牌競爭的能力。并且添加了切塊功能。當然，效果因技術路線不同可能會有所差異。 1.2項目主要研究內容及技術路線 1.2.1研究內容：蘋果削皮、果肉切塊。 1.2.2技術路線： 圖1 技術路線 第二章 總體設計方案 2.1 主要功能概述 本蘋果削皮機主要功能既削皮。除此之外，它還能將削完皮的果肉切塊去核，方便家庭使用。 方案一： 功能原理分析：操作如下，單片機控制電機1、電動機2的開關。電機1帶動主軸轉動，主軸帶動齒輪1作回轉運動，同時齒輪1通過雙面齒輪3帶動切削刀片沿著主軸方向作直線移動，通過齒輪2帶動蘋果在果盤位置上方做軸式旋轉運動，刀片上裝有彈簧，保證刀片能夠自動貼合蘋果表面并且提供足夠壓力。切削完成后電機2轉動，通過齒條機構帶動切塊刀片沿著主軸方向作直線運動，完成切塊。 方案二： 功能原理分析：操作如下，單片機控制電機1、電動機2的開關。電機1帶動主軸轉動，主軸帶動齒輪1作回轉運動，同時齒輪1通過齒輪2、錐齒輪變向、齒輪1及齒輪2帶動切削刀片沿著軸方向作旋轉移動，通過齒輪1帶動蘋果在果盤位置上方做軸式旋轉運動，刀片上裝有彈簧，保證刀片能夠自動貼合蘋果表面并且提供足夠壓力。切削完成后電機2轉動，通過蝸輪蝸桿機構帶動切塊刀片沿著主軸方向作直線運動，完成切塊。 比較：方案一和方案二均達到了預期設計的效果，但方案一存在蘋果重力大，還未來得及切塊便墜落，刀具和切塊器存在干涉風險等問題，方案二不僅解決了上述問題，還減少了裝置的體積，故選擇方案二為最終方案。 第三章 主要功能模塊設計 3.1 削皮模塊 圖5 削皮模塊 削皮模塊主要包括電機、從動齒輪、主動齒輪、刀架固定環(huán)、刀架以及刀片。刀片采用1Cr13材料，其余部分（除電機外）都是316不銹鋼。 3.1.1 大致尺寸確定 經查閱資料，結合生活經驗，確定蘋果的平均大小為80mm。 圖6 刀架固定器（設計參數如圖） 圖8 刀架直齒輪傳動組 初步設計確定齒輪數據： 圖9 錐齒輪傳動組 初步設計確定齒輪數據： 圖10 電機直齒輪傳動組 初步設計確定齒輪數據： 3.1.2 電機選用 查資料初步選用電動機：型號：37GBRG；電壓：DC12V；空載轉速:：120r/min＝120轉/分鐘；負載轉速：90r/min；輸出扭矩：3kg.cm；額定電流：0.55A；產品單重：0.25kg。 3.2 切塊模塊 圖11 切塊模塊 蘋果削完皮的部分被繼續(xù)向下推是會經過切塊刀?？紤]到蘋果的平均大小，切塊刀中間設有直徑30mm的圓形刀用以切除果核部分。最終當蘋果叉推到底時，蘋果切塊即算完成，果核與果肉分離。 3.3 校核 3.31齒輪校核 (1) 計算中心距 中心距圓整到 a=67mm (2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 (3) 計算大小齒輪的分度圓直徑 (4) 計算齒輪寬度 圓整后取　 強度校核: （1） 齒面接觸疲勞強度校核 按前述類似做法，先計算各參數得： 將它們代入式10-22得： （2） 齒根彎曲疲勞強度校核 按前述類似做法，計算式10-17中各參數得： 將它們代入式10-17得： 滿足齒根彎曲疲勞強度。 校核刀架時，將刀架近似看作直懸臂梁，其長度為63mm。查資料得，刀架材料316不銹鋼屈服強度。 3.3.2 刀具校核 豎直方向校核 圖12 豎直受力 豎直方向受力F取10N，分析得剪力圖、彎矩圖如下 圖13 豎直剪力 圖14 豎直彎矩 經計算：，, ，合格。 水平方向校核 水平方向力學圖如下： 圖15 水平受力 圖16 水平剪力 圖17 水平彎矩 自由端受力 危險截面出最大彎矩 ，合格。 第四章 總結 4.1 工作總結 主題設計總是從0到1，而從0到1恰恰是世上最難的事情。雖然我們的項目并沒有太多的技術含量，但是這個設計的過程卻是最重要的經驗。產品的定位，功能需求分析需要最大的創(chuàng)意。但是后續(xù)的理論設計卻是最難的。項目方案，為了保證結構緊湊，布置合理，經過了不斷的修改，已經與最初的方案有很大差異。這是必須接受的事情。雖然方案的美觀度大不如前，但是這些修改為它增加了更多的可行性。 實物采用的材料也是我們不斷碰到的問題。因為是廚房電器并不是常規(guī)的機械，需要使用健康無害的材料。這是其一，其二是廚房環(huán)境有其特殊性。廚房潮濕，且實物使用時會產生果汁附著，一般材料容易腐蝕?？紤]到這些條件我們采用不銹鋼、食品級塑料等。 也因為家用電器的特殊性，我們的實物并不需要嚴格的潤滑與密封，這也區(qū)別于工業(yè)機械。 4.2 項目后續(xù) 項目的下一步即將進入動畫制作。制作過程中可能會有零件更換、材料更換等。最終會在動畫測試階段不斷調整方案，有可能的話能進入實體制造就更好了。 參考文獻 [1]http://baike.baidu.com/link?url=xx4g3CVM-CgZgQZ439lbxvBftJSuMlOrYmGzPQ13Yp5RJ8GH-CoY2kwRQ3ih4HQMGujmvHK4n0M8EcXrXrBBeq. [2]機械設計課程設計（第四版）（陳秀寧 施高義 編著）