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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
中 期 檢 查 表
學(xué) 院： 工學(xué)院
學(xué)生姓名
劉悅
學(xué) 號
200940614101
年級專業(yè)及班級
2009級 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（ 1 ）班
指導(dǎo)教師姓名
張嵐
指導(dǎo)教師職稱
副教授
論文（設(shè)計(jì)）題目
菠蘿削皮機(jī)設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度
已完成的主要內(nèi)容
尚需解決的主要問題
1. 菠蘿削皮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
2. 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.說明書的部分書寫
1.技術(shù)參數(shù)的計(jì)算及校核
2.CAD圖紙的繪制
3.說明書的完善、修改
指導(dǎo)教師意見
簽 名： 20 年 月 日
檢查小組意見
組長簽名： 20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
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學(xué)生姓名
劉悅?
學(xué)??? 號
200940614101?
年級專業(yè)及班級
2009級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化(1)班
指導(dǎo)教師及職稱
張嵐???副教授
學(xué)??? 院
工學(xué)院?
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2012?? 年??12?? 月??3?? 日
填 寫 說 明
?
一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書是學(xué)校根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目下達(dá)給學(xué)生的一種教學(xué)文件，是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立從事畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。
二、此任務(wù)書必需針對每一位學(xué)生，不能多人共用。
三、選題要恰當(dāng)，任務(wù)要明確，難度要適中，份量要合理，使每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)，經(jīng)過自己的努力，可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)研究內(nèi)容。
四、任務(wù)書一經(jīng)下達(dá)，不得隨意更改。
五、各欄填寫基本要求。
（一）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題來源、選題性質(zhì)和完成形式：
請?jiān)诤线m的對應(yīng)選項(xiàng)前的“□”內(nèi)打“√”，科研課題請注明課題項(xiàng)目和名稱，項(xiàng)目指“國家青年基金”等。
（二）主要內(nèi)容和要求：
1．工程設(shè)計(jì)類選題
明確設(shè)計(jì)具體任務(wù)，設(shè)計(jì)原始條件及主要技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計(jì)方案的形成（比較與論證）；該生的側(cè)重點(diǎn)；應(yīng)完成的工作量，如圖紙、譯文及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等要求。
2．實(shí)驗(yàn)研究類選題
明確選題的來源，具體任務(wù)與目標(biāo)，國內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評述；該生的研究重點(diǎn)，研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案；計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工作量要求，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
3．文法經(jīng)管類論文
明確選題的任務(wù)、方向、研究范圍和目標(biāo)；對相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡要介紹，明確該生的研究重點(diǎn)；要求完成的工作量，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
（三）主要中文參考資料與外文資料：
在確定了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目和明確了要求后，指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息，或劃定參考資料的范圍，指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進(jìn)展的近1－3年參考資料和文獻(xiàn)。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻(xiàn)。
（四）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排：
1．設(shè)計(jì)類、實(shí)驗(yàn)研究類課題
實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時(shí)間的20%；主體工作，包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制圖紙、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析等約占總時(shí)間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時(shí)間的30%。
2．文法經(jīng)管類論文
實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時(shí)間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時(shí)間的40%。
六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。
??
畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）題目
菠蘿削皮機(jī)設(shè)計(jì)?
選題來源
□結(jié)合科研課題?? 課題名稱：????????????????????????????????????????
□生產(chǎn)實(shí)際或社會實(shí)際?????????? ■其他???
選題性質(zhì)
□基礎(chǔ)研究????? ■應(yīng)用研究???? □其他
題目完成形式
□畢業(yè)論文????? ■畢業(yè)設(shè)計(jì)???? □提交作品，并撰寫論文
主要內(nèi)容和要求
1.查閱文獻(xiàn)、進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)
2.進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（格式規(guī)范）約10000字。
4.裝配圖及零件圖，不少于三張零號圖紙。保留并提交電子文檔
5.參考文獻(xiàn)及設(shè)計(jì)手則。約20篇以上
主要技術(shù)參數(shù):
滿足普通家用型
注：此表如不夠填寫，可另加附頁。
主要中文參考資料與外文資料
[1] Schoorl D，ttolt J E．Bn se resistance meaSlll'Olll(：llts in apples．Jommal of"l'exture Studies[J：，1980．1 1(4 ：389—394．
[2] ttolt J E， ¨’,-1 D．Package protectioi1_dI1(1 energ'y dissil~ation inapple packs[J ．Seientia Horticultttiw 1984．24
[3] Tem1es B R．Appie handling ill1P c daca a(· sitiol1 and．dIa1．v is ch an inscnu1lenced sphere[J：199047，269—276．
[4] 馮能蓮．莩果在靜載作用下騭夏形 牟[J：．安敏農(nóng)業(yè)大／學(xué)字報(bào)．1995，(2)：l68—171．
[5]馮能蓮．莩樂在靜 下 援傷 障[J：蛋戢戔韭大學(xué)掌報(bào)，1996，(1)：55—58．
[6] 馮能蓮．芋果靜至扳傍冀泛≥研；三[J：東業(yè) 岐學(xué)報(bào)．1996．(3)：7l一75．
[7]孫孺，吳競真、仇農(nóng)學(xué)，替 J軍．蘭呆 動扳 鷥7 5" 擘R其 ‘價(jià)[Jj．西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)． I994，(I)：78—83．
[8]孫驪，仇農(nóng)學(xué)，吳競走．運(yùn)輸中東功參敏對萼果撅傳 影： 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，I996．(3)：85—89．
[9]李小昱，王為．芊果運(yùn)輸東動損 等紉探．西北農(nóng)業(yè)大掌學(xué)報(bào)[J ．I998，(4)：20—23．
[10]李小昱，王為，孫疆、 馬國華．芊呆流夏掙-睦 研究(I 焉夏特性的試驗(yàn)與研究)[J：． 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，(3)：70—74．
[11]李小昱，王為，孫驪，：-'5國華 蘋果流夏特性約研究(1I．杜馳特性的試驗(yàn)與研究)[J：． 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1991，(4)：103—106．
[12] D Sehoor1．Holt Impact Bnfising in 3 Apple．JUTangenlents[J ．A c Engng Iies，1982，27：507—512．
[13]單明徹，徐朗．蘋果 禮披特性和礬潑損傷[J ．農(nóng)業(yè)機(jī)玻學(xué)報(bào)．1988，(2)：72—79．
[14] 孫桓．陳作模機(jī)械匣理[M]．北京：高等教育出版社．2001
[15]沈再春．農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社．1993．
[16]程凌敏．食品加工機(jī)械[M]．北京：中國食品出版社，1998．
工作進(jìn)度安排
起止日期
主要工作內(nèi)容
2013年1月07日前
下達(dá)任務(wù)書、查閱文獻(xiàn)、開題
2013年3月30日前
總體設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備中期檢查
2013年4月30日前
完成繪圖、編寫設(shè)計(jì)說明書、提交正稿
2013年5月06日前
修改、完善畢業(yè)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備答辯
要求完成日期：20??? 年??? 月??? 日??????? 指導(dǎo)教師簽名：? ??????????????????????
審查日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 專業(yè)委員會主任簽名： ?????????????????
批準(zhǔn)日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 學(xué)院指導(dǎo)委員會簽名（公章）：??????????
接受任務(wù)日期：20??? 年??? 月??? 日? ??????學(xué)生本人簽名：???????? ???????????????
注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
劉悅
學(xué) 號
200940614101
年級專業(yè)及班級
2009級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化(1)班
指導(dǎo)教師及職稱
張嵐 副教授
學(xué) 院
工學(xué)院
20 13 年 01 月 07 日
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
菠蘿削皮機(jī)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）
一、選題研究意義
菠蘿原名鳳梨，原產(chǎn)于南美洲，16世紀(jì)從巴西傳入中國， 有70多個(gè)品種，嶺南四大名果之一。菠蘿含用大量的果糖，葡萄糖，維生素B，C,磷，檸檬酸和蛋白酶等物。性味甘平，具有解暑止渴、消食止瀉之功，為夏令醫(yī)食兼優(yōu)的時(shí)令佳果。1、菠蘿含有一種叫“菠蘿朊酶”的物質(zhì)，它能分解蛋白質(zhì)，溶解阻塞于組織中的纖維蛋白和血凝塊，改善局部的血液循環(huán)，消除炎癥和水腫；菠蘿中所含糖、鹽類和酶有利尿作用，適當(dāng)食用對腎炎，高血壓病患者有益；菠蘿性味甘平，具有健胃消食、補(bǔ)脾止瀉、清胃解渴等功用。每100克菠蘿含水分87.1克，蛋白質(zhì)0.5克，脂肪0.1克，纖維1.2克，尼克酸0.1毫克，鉀126毫克，鈉1.2毫克，鋅0.08毫克，碳水化合物8.5克，鈣20毫克，磷6毫克，鐵0.2毫克，胡蘿卜素0.08毫克，硫胺素0.03毫克，核黃素0.02毫克，維生素c18毫克，灰分0.3克，另含多種有機(jī)酸及菠蘿酶等。不僅如此，就連菠蘿皮中也富含菠蘿酶，有豐富的藥用價(jià)值，據(jù)國外專家20多年試驗(yàn)，長期食用菠蘿皮，心腦血管，糖尿病的發(fā)病率顯著降低，并有一定的抗癌效果。無論人們?yōu)榱丝诟卸圆ぬ}還是為了保健作用吃菠蘿皮，菠蘿削皮都是人們無法避免的事情。菠蘿皮不僅硬而且上面還有菠蘿釘，這給削皮帶來了一定的困難，所以研究發(fā)明菠蘿削皮機(jī)將給工廠加工食品以及家庭食用帶來方便。
二、國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
國內(nèi)與國外在研究菠蘿削皮機(jī)上沒有太多的區(qū)別，主要包括兩種，一種是手動式，另外一種是自動式。手動式一般適用于家用，而自動式主要應(yīng)用于工廠、酒店、零售商等。最為先進(jìn)的一種自動式是應(yīng)用PLC控制，機(jī)器由削皮刀、削眼刀、機(jī)械手、定果叉、PLC等組成。動作電腦程序控制。由于削刀能自動跟蹤菠蘿外形變化，因而去皮和去果眼帶肉少，菠蘿利用率高。機(jī)器去果眼能大幅降低成本。開機(jī)前先測量果皮厚度和果眼深度，更換削刀，在屏幕上設(shè)定程序和參數(shù)，把菠蘿放進(jìn)料斗，機(jī)器就能同時(shí)將外皮、果眼削下并且分離開來。此類產(chǎn)品由于適用大量的傳感器及PLC控制等，造價(jià)比較貴，最便宜的也要1萬余元，對于投資者來說，投入太大，所以在一般大型食品加工廠才使用，對于一般零售商非常不劃算。
三、參考文獻(xiàn)
[1] Schoorl D，ttolt J E．Bn se resistance meaSlll'Olll(：llts in apples．Jommal of"l'exture Studies[J：，1980．1 1(4 ：389—394．
[2] ttolt J E， ¨’,-1 D．Package protectioi1_dI1(1 energ'y dissil~ation inapple packs[J ．Seientia Horticultttiw 1984．24
[3] Tem1es B R．Appie handling ill1P c daca a(· sitiol1 and．dIa1．v is ch an inscnu1lenced sphere[J：199047，269—276．
[4] 馮能蓮．莩果在靜載作用下騭夏形 牟[J：．安敏農(nóng)業(yè)大／學(xué)字報(bào)．1995，(2)：l68—171．
[5]馮能蓮．莩樂在靜 下 援傷 障[J：蛋戢戔韭大學(xué)掌報(bào)，1996，(1)：55—58．
[6] 馮能蓮．芋果靜至扳傍冀泛≥研；三[J：東業(yè) 岐學(xué)報(bào)．1996．(3)：7l一75．
[7]孫孺，吳競真、仇農(nóng)學(xué)，替 J軍．蘭呆 動扳 鷥7 5" 擘R其 ‘價(jià)[Jj．西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)． I994，(I)：78—83．
[8]孫驪，仇農(nóng)學(xué)，吳競走．運(yùn)輸中東功參敏對萼果撅傳 影： 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，I996．(3)：85—89．
[9]李小昱，王為．芊果運(yùn)輸東動損 等紉探．西北農(nóng)業(yè)大掌學(xué)報(bào)[J ．I998，(4)：20—23．
[10]李小昱，王為，孫疆、 馬國華．芊呆流夏掙-睦 研究(I 焉夏特性的試驗(yàn)與研究)[J：． 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，(3)：70—74．
[11]李小昱，王為，孫驪，：-'5國華 蘋果流夏特性約研究(1I．杜馳特性的試驗(yàn)與研究)[J：． 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1991，(4)：103—106．
[12] D Sehoor1．Holt Impact Bnfising in 3 Apple．JUTangenlents[J ．A c Engng Iies，1982，27：507—512．
[13]單明徹，徐朗．蘋果 禮披特性和礬潑損傷[J ．農(nóng)業(yè)機(jī)玻學(xué)報(bào)．1988，(2)：72—79．
[14] 孫桓．陳作模機(jī)械匣理[M]．北京：高等教育出版社．2001
[15]沈再春．農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M]．北京：農(nóng)業(yè)出版社．1993．
[16]程凌敏．食品加工機(jī)械[M]．北京：中國食品出版社，1998．
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
研究目的:隨著人們生活水平的不斷提高，使得菠蘿的需求越來越大。手工去皮的方式已經(jīng)不能滿足工廠、酒店、零售商、家庭快速去菠蘿皮需求，因此設(shè)計(jì)了一種快速、安全、方便、衛(wèi)生的菠蘿削皮機(jī)，應(yīng)用前景非常廣闊。
設(shè)計(jì)內(nèi)容:快速完成削皮工作，最大限度的減少削皮去釘對菠蘿果肉的浪費(fèi)，而且可以適用于不同大小的菠蘿，經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)。
設(shè)計(jì)方法:根據(jù)所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、理論力學(xué)等知識設(shè)計(jì)一種可行的菠蘿削皮機(jī)。
預(yù)計(jì)成果: 可以快速準(zhǔn)確的進(jìn)行菠蘿削皮工作并且非常具有很高的安全性。
條件保障: 1.菠蘿在切削力和慣性力的作用下不會出現(xiàn)位置偏差
2.現(xiàn)有的機(jī)械加工工藝安全可以保證產(chǎn)品的加工精度
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）
2012.11.06～2012.12.02 選題
2012.12.03～2012.12.05 接受任務(wù)書
2012.12.06～2013.01.13 開題報(bào)告、開題論證記錄
2013.03.30～2013.04.01 中期檢查表
2013.05.01～2013.05.06 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿和所有書、表
2013.05.07～2013.05.13 修改完成正稿和書、表以及交學(xué)院預(yù)審
2013.05.14～2013.05.26 答辯、成績評定冊
論證小組意見
組長簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會意見
專業(yè)委員會主任簽名：
20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2. 此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
3.此表如不夠填寫，可另加頁。
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985
全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
菠蘿削皮機(jī)設(shè)計(jì)
DESIGN OF PINEAPPLE PEELING MACHINE
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
年級專業(yè)及班級：
指導(dǎo)老師及職稱：
學(xué) 院：工學(xué)院
本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。
畢業(yè)設(shè)計(jì) 作者簽名：
年 月 日
目 錄
摘要……………………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………1
1前言…………………………………………………………………………………2
2菠蘿削皮機(jī)的研究現(xiàn)狀……………………………………………………………2
3菠蘿削皮機(jī)的性能要求……………………………………………………………2
4菠蘿削皮機(jī)的設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………3
4.1主要結(jié)構(gòu)介紹……………………………………………………………………3
4.2刀具結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………3
4.3夾具的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………4
4.4整機(jī)結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………5
5菠蘿去皮機(jī)的總體及部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核................................6
5.1菠蘿去皮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................6
5.1.1運(yùn)動的合成......................................................6
5.2執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......................................................7
5.2.1刀具的選擇......................................................7
5.2.2刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..................................................7
5.2.3刀具大彈簧的設(shè)計(jì)................................................8
5.2.4刀具小彈簧的設(shè)計(jì)及計(jì)算..........................................9
5.3傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)...................................................11
5.3.1螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算.................................................11
5.3.2傳動裝置設(shè)計(jì)...................................................13
5.3.4螺桿端軸承的選擇與校核.........................................13
6電機(jī)的選擇.........................................................14
7菠蘿夾具的設(shè)計(jì).....................................................16
7.1夾具的設(shè)計(jì).......................................................16
7.2軸承選擇與校核計(jì)算..............................................16
7.3鏈條的設(shè)計(jì)......................................................17
7.3.1螺桿間的鏈傳動計(jì)算............................................17
7.3.2鍵的校核......................................................19
8菠蘿去皮機(jī)的電氣控制..............................................19
8.1電氣控制設(shè)計(jì)....................................................19
8.2電氣控制原理圖..................................................20
9 總結(jié).............................................................20
參考文獻(xiàn)...........................................................21
致謝................................................................22
23
菠蘿削皮機(jī)的設(shè)計(jì)
摘 要: 面對飛速發(fā)展的現(xiàn)今社會，人們的壓力越來越大。城市污染日益嚴(yán)重。人類的免疫力面對極大的挑戰(zhàn)，各種疾病威脅著人類的身體健康。科學(xué)家通過研究證明水果中富含的維生素可以大大提高人體的抵抗力，這使得人們更加喜愛食用各種水果。冰箱的發(fā)明已經(jīng)解決了食物保鮮的問題。剩下需要進(jìn)步的就是如果更加快速方便的解決一些比較難切削的水果。本設(shè)計(jì)依靠電動機(jī)、螺桿、特殊刀具、鏈條傳動等方式對不同尺寸菠蘿進(jìn)行切削去釘。既方便又安全，適合各種工廠及家庭的使用。
關(guān)鍵詞：削皮機(jī)；螺桿；鏈傳動；刀具
Design Of Pineapple Pelling Machine
Abstract:Faced with the rapid development of modern society,people’s increasing pressure.Urban pollution is becoming increasingly serious. The immune system of the human face of great challenge,various diseases threatening human health. Studies have shouwn that fruits rich in vitamin,scientists can greatly improve the body’s resistance, which makes it more popular to eat a variety of fruits. The invention of the fefrigerator has solved the problem of food preservation. The rest need to progress more quickly and easily solve some of the more difficult cutting fruit. The design relies on the motor,screw,special tools, chain drive on the different sizes of pineapple cutting to nail. Convenient and safe, suitable for a variety of factory and home use.
Keywords：Peeler；Screw；Chain drive；Tool
1 前言
菠蘿別名鳳梨、黃梨。16世紀(jì)中期由葡萄牙的傳教士帶到澳門，然后引進(jìn)到廣東各地，后在廣西、福建、臺灣等省栽種，經(jīng)過長期的選育，陸續(xù)產(chǎn)生了許多品種，被稱為嶺南四大名果之一。菠蘿果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良，營養(yǎng)豐富，據(jù)分析每100克果肉中含全糖12-16克、有機(jī)酸0.6克、蛋白質(zhì)0.4-0.5克、粗纖維0.3-0.5克，并含多種維生素，其中維生素C含量高達(dá)42毫克。此外，鈣、鐵、磷等含量豐富?？梢哉f菠蘿是最好的水果之一。
科學(xué)研究表明癌癥與人體缺失維生素有很大關(guān)系，人類是非常特殊的物種，我們自身無法產(chǎn)生所需的維生素。當(dāng)我們年齡開始增長，抵抗力開始下降，各種疾病都會找上門來。如果能多食水果補(bǔ)充大量的維生素，我們完全可以抵御很多的疾病。菠蘿作為大家非常喜愛的水果之一，它完全可以勝任補(bǔ)充維生素的重任。它不僅富含大量的維生素，而且口感非常的好。但唯一的缺點(diǎn)就是削皮工作比較困難，一般的家庭在購買菠蘿的時(shí)候都是讓賣水果的人削好后拿回家再吃，現(xiàn)今社會空氣污染比較嚴(yán)重，大量有害顆粒會附著在菠蘿上，食用后對人體造成傷害。所以有了設(shè)計(jì)菠蘿削皮機(jī)的想法。
2 菠蘿削皮機(jī)的研究現(xiàn)狀
原本我國初級農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量比較差，加工增值程度比較低，缺乏一定的國際競爭力。最近幾年我國的水果加工業(yè)取得了質(zhì)的飛躍，冷凍水果方面更是占據(jù)了我國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的重要位置。就現(xiàn)在情況來看，我國的水果加工工業(yè)已經(jīng)具備了相當(dāng)不錯(cuò)的技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模。隨著工業(yè)的進(jìn)步，產(chǎn)品加工質(zhì)量明顯大幅度提高。加工增值程度比以前高了許多，對我國農(nóng)產(chǎn)品出口起到了拖波助瀾的作用。所以加大農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械的研發(fā)是提高出口水平的先決條件。
3 菠蘿削皮機(jī)的性能要求
為了安全應(yīng)盡量應(yīng)用自動化技術(shù)，并保證一定的削皮去釘成功率。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不僅節(jié)省時(shí)間更要有非常高的安全性?？紤]到家用的問題，應(yīng)盡量考慮它的制造成本。綜上所述，這個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足并具備的性能有以下幾點(diǎn)：
（1）設(shè)計(jì)中要注意系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)動的平衡性。
（2）保證它的制造成本能讓大部分家庭接受，并在這個(gè)基礎(chǔ)上保證它的使用壽命。
（3）保證削皮去釘?shù)某晒β?，并盡可能的減少材料的浪費(fèi)。
（4）考慮家用的問題，應(yīng)盡量減小系統(tǒng)運(yùn)行中的噪音。
（5）設(shè)計(jì)時(shí)考慮它的體積大小，不能太過龐大占用家庭空間。
（6）整機(jī)設(shè)計(jì)出來后要有一定的改進(jìn)空間，以防出現(xiàn)問題后整機(jī)報(bào)廢。
4 菠蘿削皮機(jī)的設(shè)計(jì)方案
設(shè)計(jì)的總體方案是要設(shè)計(jì)出一種既可以削去菠蘿外皮，又可以同時(shí)去掉菠蘿表面的菠蘿釘。這個(gè)方案可以達(dá)到同時(shí)削皮去釘?shù)哪康摹２僮鞣浅５姆奖?，結(jié)構(gòu)比較簡單，簡易操作的同時(shí)又提高了生產(chǎn)效率，并且具有非常高的安全性，不會對操作人員造成任何傷害。擁有比較高的削皮去釘成功率，相比以往的削皮機(jī)，在減少浪費(fèi)上有一定提高，比較大的程度上減少削皮去釘過程中菠蘿的浪費(fèi)，由于特殊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，它可以應(yīng)對不同的尺寸的菠蘿，不會因?yàn)閭€(gè)體差別而降低削皮去釘?shù)男?。考慮到這個(gè)設(shè)計(jì)可能會應(yīng)用于家庭，所以在選擇零部件時(shí)考慮到了成本問題，有不錯(cuò)的性價(jià)比。
4.1 主要結(jié)構(gòu)介紹
這個(gè)菠蘿削皮機(jī)包括電動機(jī)、聯(lián)軸器、傳動螺桿、支承螺桿、上夾具、傳動鏈條切削刀具體和下夾具八個(gè)主要部分組成。其中切削刀具體是包括了環(huán)形固定體、管形活動軸、活動體、削皮絲、去釘?shù)丁⑿椈珊痛髲椈傻榷鄠€(gè)活動體組成漏斗形開口裝置，下夾具用于放置菠蘿，上夾具負(fù)責(zé)將菠蘿夾緊。上下夾具保證了菠蘿在切削過程中的穩(wěn)定性。兩個(gè)電動機(jī)一個(gè)負(fù)責(zé)給鏈傳動提供動力，另外一個(gè)負(fù)責(zé)給菠蘿提供旋轉(zhuǎn)所需的動力。
4.2 刀具結(jié)構(gòu)
這個(gè)設(shè)計(jì)的最重要的部分就是刀具，它設(shè)計(jì)是否合理決定了削皮去釘工作的成功率，由于菠蘿的菠蘿的特殊結(jié)構(gòu)，使用單個(gè)刀頭明顯不足以完成削去去釘?shù)墓ぷ?。設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)出來的刀具是叉狀的，刀具內(nèi)部具有小彈簧以確保刀頭時(shí)刻緊貼菠蘿表面，兩個(gè)彈簧刀頭水平呈一定的角度，這樣做的目的是為了在切削過程中兩個(gè)刀頭能負(fù)責(zé)兩個(gè)螺旋線，增加去釘?shù)某晒β省５O(shè)計(jì)出來發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性可能會比較差，高速旋轉(zhuǎn)的菠蘿會引起這種叉狀刀口劇烈震動。根據(jù)這種情況，我最終決定還是采用彈簧刀頭的設(shè)計(jì)，但不采用這種呈一定角度的叉狀刀頭。為了提高刀頭的穩(wěn)定性，我設(shè)計(jì)了這個(gè)環(huán)形的刀具，間隔20度角平均分布了13個(gè)去釘?shù)?、活動體、環(huán)形固定體、削皮絲。每個(gè)小刀具均由螺帽進(jìn)行固定?；顒芋w通過管型的活動軸與環(huán)形固定體連接，它的活動軸是空心的腔體，在環(huán)形固定體與活動體的之間的活動軸外面設(shè)置了大彈簧，內(nèi)部設(shè)置有小彈簧。環(huán)形固定體尾端外面有螺紋并由螺母進(jìn)行固定。保證了管型活動軸不會脫離環(huán)形固定體。這個(gè)刀具的優(yōu)點(diǎn)還在于它可以通過減少去釘?shù)秮韺?shí)現(xiàn)對不同水果的削皮工作。例如可以只使用一個(gè)去釘?shù)秮韺μO果進(jìn)行削皮工作，非常的有實(shí)用性?？梢噪S意變化切削對象。拆裝簡單方便。刀具如圖1所示。
1.銷 2.小彈簧3.大彈簧 4.削皮絲 5.去釘?shù)?
圖1 刀具整體結(jié)構(gòu)圖
1 pin 2.small spring 3.big spring 4.peeling silk 5.nail-off knife
Fig.1 The overall structure drawing of cutter
4.3 夾具的設(shè)計(jì)
在給菠蘿削皮去釘工作中，菠蘿位置如果不固定不僅無法進(jìn)行削皮去釘?shù)墓ぷ?，還會給造作人員帶來危險(xiǎn)。所以設(shè)計(jì)上下夾具是非常重要的。為了操作人員的安全和操作的舒適度。再根據(jù)菠蘿的外形，設(shè)計(jì)了這個(gè)夾具。三個(gè)抓釘可以完全將菠蘿固定。在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中菠蘿不會出現(xiàn)晃動的現(xiàn)象，可以移動的上夾具可以保證對不同長度的菠蘿進(jìn)行夾緊。既方便又安全。再聯(lián)合環(huán)形的刀具，完全能夠保證機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中的穩(wěn)定性，如果2所示。
圖2 夾具圖
Fig.2 Fixture
4.4 整機(jī)結(jié)構(gòu)
通過初期設(shè)計(jì)及修改，最終確定了整機(jī)的結(jié)構(gòu)，機(jī)構(gòu)包括上夾具和下夾具，其中下夾具是固定的，而上夾具是活動的。先把菠蘿固定在下夾具上，然后使用上夾具將菠蘿整體固定。在方案三中已經(jīng)初步描述菠蘿去皮機(jī)的結(jié)構(gòu)，其中機(jī)器中去釘器包括環(huán)形固定體、管形活動軸、活動體、削皮絲、去釘?shù)丁⑿椈?、大彈簧，用于放置菠蘿的活動體是由多個(gè)活動軸機(jī)構(gòu)組成漏斗形開口裝置，所述活動體由上大下小的半錐形體與一支離的圓弧體連接成一體，半錐形體向漏斗形開口傾斜，半錐形體與圓弧之間的角度大于90°，環(huán)形固定體位于活動體的外圍，與活動體通過跟管形活動軸連接，活動軸為空心腔體，位于環(huán)形固定體與活動體之間的活動軸外周設(shè)置大彈簧，活動體可向后擠壓大彈簧，從而擴(kuò)大由多個(gè)活動體組成的用于放置菠蘿漏斗形開口裝置的直徑?；顒虞S空心腔體內(nèi)設(shè)有小彈簧，小彈簧一端通過活動軸內(nèi)內(nèi)壁臺階固定，另一端與環(huán)繞活動體內(nèi)各管形活動軸空心腔體的削皮絲鏈接，各活動軸前端設(shè)有三角形去釘?shù)?，從活動體圓周內(nèi)側(cè)伸入中心?；顒虞S穿過環(huán)形固定體，其外端設(shè)有螺紋，與螺母鏈接，放置管形活動軸脫離環(huán)形固定體，便于小彈簧的裝入。大彈簧位于管形活動軸外周，可以控制管形活動軸的運(yùn)動，使管形活動軸的折面緊靠菠蘿表面。小彈簧位于管形活動軸空腔內(nèi)，可以控制削皮絲的張緊度，以利于削皮絲對菠蘿表皮的切割。三角形去釘?shù)妒歉鶕?jù)菠蘿表皮的花器有序排列成，根據(jù)每個(gè)花器中間有一個(gè)黑色的菠蘿釘?shù)囊?guī)律進(jìn)行挖去菠蘿釘，該裝置去釘?shù)稙?3個(gè)，活動軸與活動體制造成一體式結(jié)構(gòu)，活動軸與活動體也可以焊接成一體或者其他方式固定連接。各活動軸前端也可以去除三角形去釘?shù)?，由平面或者弧面封閉，菠蘿削皮去釘器只削皮不去釘，削皮絲是細(xì)小的鋼絲穿過在各個(gè)管形活動軸里面的小彈簧離心端，在小彈簧的作用下綁緊，以利對菠蘿削皮。
在使用本菠蘿去皮機(jī)時(shí)，先用水果刀卻去菠蘿頭尾部，固定在抓盤上，再放入活動體組組成的漏斗形入口，使菠蘿表皮的花器對準(zhǔn)三角形去釘?shù)叮瑱C(jī)械力旋轉(zhuǎn)菠蘿的同時(shí)菠蘿刀具沿著菠蘿釘?shù)穆菪y旋轉(zhuǎn)向上移動，菠蘿削皮去釘器各活動體在菠蘿轉(zhuǎn)動，刀具上升的作用下，活動體向外擴(kuò)張，擠壓大彈簧，同時(shí)又在大彈簧的作用下自然調(diào)整，以利于菠蘿削皮去釘，并確保削皮的厚度保持一致，然后出來的將是削皮去釘后完全是果肉的菠蘿，且保證最大限度地減少削皮去釘時(shí)對菠蘿果肉的浪費(fèi)。如果用于某些只削皮不去釘?shù)膱龊?，不用裝去釘裝置，使用時(shí)只要將菠蘿放入菠蘿削皮去釘器入口。
1 電動機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 傳動螺桿 4 支承螺桿5 上夾具 6 傳動鏈條 7 切削刀具體 8 下夾具
圖3 菠蘿削皮機(jī)示意圖
1 motor 2. coupling 3. Drive screw 4. Support screw 5. Fixture on 6. Transmission chain 7 Cutting tool 8 Next fixture
Fig3. Pineapple skin-peeling-off machine schemes
5 菠蘿去皮機(jī)的總體及部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核
5.1 菠蘿去皮機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.1 運(yùn)動的合成
圖4 菠蘿幾何形狀示意圖
Fig.4 The sketch map of pineapple’s geomatrical shape
根據(jù)菠蘿的結(jié)構(gòu)，菠蘿表面的花苞片及“果眼”的分布形狀如圖4所示。菠蘿通常呈現(xiàn)未對稱性的左右螺旋線排列，左右螺旋線的螺旋線的螺旋升角均約為40，每條螺旋線繞菠蘿均為7/12圈，每個(gè)菠蘿的螺旋線數(shù)為13條左右，而菠蘿的高度與其直徑之比為1.5左右，其高度一般在160mm——280mm范圍之內(nèi)。
故水平方向轉(zhuǎn)動7/12圈則豎直方向上升1.5D
設(shè)定每個(gè)菠蘿去皮時(shí)間為20s，則：
5.2 執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.1 刀具的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，菠蘿削皮機(jī)要對菠蘿進(jìn)行削皮和去釘，削皮考慮用削皮絲完成指定削去2-3mm表皮的效果，去釘采用三角形去釘?shù)哆M(jìn)行去釘。
5.2.2 刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
下圖中5為去釘?shù)?，對菠蘿進(jìn)行去釘動作，3為削皮絲，用于切削菠蘿表皮。根據(jù)菠蘿的特點(diǎn)：每個(gè)菠蘿螺旋線數(shù)位13左右，而菠蘿的高度與直徑比值在1.5左右，菠蘿直徑在Φ85-Φ134之間。我設(shè)計(jì)菠蘿去釘?shù)稙?3個(gè)平均分撥在菠蘿的周圍，故只需對其中的一把刀進(jìn)行具體分析。
由于菠蘿大小不一致所以刀具設(shè)計(jì)必須可自由調(diào)節(jié)距離，在位于活動體的外圍的環(huán)
1 去釘?shù)? 削皮絲
圖5 刀具前端結(jié)構(gòu)圖
1 To nail the sword 2 Peeling silk
Fig.5 The front end structure of cutter
形固定體與活動體之間通過關(guān)系活動軸連接，環(huán)形固定體與活動體之間設(shè)有大彈簧，活動軸空心腔體內(nèi)設(shè)有小彈簧，一端位于活動軸臺階上，另一端設(shè)有一圓環(huán)，為使各活動體內(nèi)側(cè)組成的圓周并進(jìn)入各管形活動軸空心腔體的削皮絲穿過所述圓環(huán)，各活動軸前端設(shè)有三角形去釘?shù)?，如上圖所示。
5.2.3 刀具大彈簧的設(shè)計(jì)
1.根據(jù)工作條件選擇材料并確定起許用應(yīng)力：根據(jù)要求選用普通圓柱螺旋彈簧根據(jù)刀具活動軸2，根據(jù)活動螺旋軸2的外徑，設(shè)定彈簧中徑D=20mm，外徑.當(dāng)彈簧壓縮變形量時(shí)，壓力;當(dāng)彈簧壓縮變形量時(shí)，壓力.因?yàn)閺椈稍谝话爿d荷條件下工作，可以按照第III類彈簧來考慮?，F(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲C級。并根據(jù)，估取彈簧鋼絲2.0mm。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表16-3暫選[20]。則根據(jù)表16-2可知
（1）
2．根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算彈簧鋼絲直徑
現(xiàn)選用螺旋比C=10，則由式(16-4)得
（2）
根據(jù)式（16-10）得
（3）
因此估算值符合要求，取彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑。此時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)值，則有
（4）
所得尺寸與題中條件相符，合適。
3.根據(jù)剛度條件計(jì)算彈簧圈數(shù)
由式（16-9）得彈力剛度為
（5）
由表16-2取G=82000Mpa，則彈簧圈數(shù)n為
（6）
則取n=11圈。此時(shí)彈簧剛度為
（7）
4.驗(yàn)算
彈簧初始壓力為0；初應(yīng)力即為0
極限工作應(yīng)力
（8）
則極限工作載荷為
（9）
5．彈簧長度的計(jì)算
根據(jù)菠蘿的之境范圍因此彈簧的壓縮量為：
所以彈簧的總長度：
取彈簧長度為50mm。
5.2.4 刀具小彈簧的選擇
1.根據(jù)工作條件選擇材料并確定起許應(yīng)力
根據(jù)要求選用普通圓柱螺旋彈簧根據(jù)刀具活動軸2和空腔大小設(shè)定小彈簧中徑，外徑。當(dāng)彈簧壓縮變形量時(shí)，壓力；當(dāng)彈簧壓縮變形量時(shí)，壓力，因?yàn)閺椈稍谝话阍诤蜅l件下工作，可以按照第Ⅲ類彈簧來考慮。現(xiàn)選用碳素彈簧鋼絲C級。并根據(jù)。估取彈簧鋼絲1.0mm。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表16-3暫選[19]，根據(jù)公式（1）可知。
2.根據(jù)強(qiáng)度條件繼續(xù)按彈簧鋼絲直徑
現(xiàn)選用旋繞比C=10，則由式公式（2）得
(10)
根據(jù)式（3）得
(11)
因此估算值符合要求，去掉彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)直徑。此時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)值，則由式（4）得
(12)
所的尺寸與題中條件相符，合適。
3.根據(jù)剛度條件計(jì)算彈簧圈數(shù)n
由式（5）得彈力剛度為
(13)
由表16-2取G=82000Mpa，則彈簧圈數(shù)n由公式（6）得
(14)
則取n=5圈。此時(shí)彈簧剛度為
(15)
4.驗(yàn)算
彈簧初始壓力為0；初應(yīng)力即為0
由公式（7）得極限工作應(yīng)力
由公式（8）得極限工作載荷為
(16)
5.彈簧長度的計(jì)算
彈簧的長度：
取小彈簧長度為20mm
5.3 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
5.3.1 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算
削皮機(jī)進(jìn)行工作是道具沿螺桿向上以一定的速度做上升運(yùn)動，
1． 選作材料，螺栓材料等選用45號鋼。螺母材料選用ZCuA19Mn2,查表確定需用壓強(qiáng).
2． 確定螺紋牙型。梯形螺紋的工藝性好，牙根強(qiáng)度高，對中性好，本題采用梯形螺紋。
3． 按耐磨性計(jì)算初選螺紋的中徑。因選用梯形螺紋切螺母兼作支撐，根據(jù)教材式得
(17)
按螺桿抗壓強(qiáng)度初選螺紋的內(nèi)徑。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件為
(18)
但對中小尺寸的螺桿，可認(rèn)為，所以上式可簡化為
(19)
式中，A為螺桿螺紋段的危險(xiǎn)截面面積，；S為螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，對于傳力螺旋，S=3.5-5.0;對于傳到螺旋，S=2.5-4.0;對于精密螺桿或水平螺桿，S>4.本題取為5.故有螺桿螺紋小徑
(20)
5.綜合考慮，確定螺桿直徑。比較耐磨性計(jì)算和抗壓強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，可知本題螺桿直徑的選定應(yīng)以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5796-1986選定螺桿尺寸參數(shù)，螺紋外徑d=30mm，螺紋內(nèi)經(jīng)，螺紋中徑，螺紋線數(shù)n=1，螺距P=6mm.
6.校核螺旋自鎖能力。對傳力螺旋傳動來說，一般應(yīng)確保自鎖性要求，以避免事故。本題螺桿的材料為鋼，螺母材料為青銅，鋼對青銅的摩擦系數(shù)f=0.09（查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》）[19]。因梯形螺紋牙型教，，，所以
(21)
(22)
所以可以滿足自鎖要求。
若自鎖性不足，可增大螺桿直徑或減沾上螺距進(jìn)行調(diào)整。
7.計(jì)算螺母高度H.因，因選，H=24mm，螺紋圈數(shù)計(jì)算：
螺紋圈數(shù)最好不要超過10圈，因此可以滿足要求。
當(dāng)條件不滿足的時(shí)候，一般手段是在不影響自鎖性要求的前提下，可適當(dāng)增大螺距，而本題螺桿直徑的選定以抗壓強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，耐磨性已相當(dāng)富裕，所以可適當(dāng)減低螺母高度。
現(xiàn)取螺母高度H=24mm，螺紋圈數(shù)z=4，滿足要求。
8.螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算。由于螺桿材料強(qiáng)度一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于螺母材料強(qiáng)度，因此只需校核螺母螺紋的牙根強(qiáng)度。根據(jù)教材表5-13，對于青銅螺母，這里取，由教材式（5-50）得螺紋牙危險(xiǎn)截面的剪切應(yīng)力為
(23)
滿足要求
螺母螺紋根部一般不會彎曲折斷，通?？梢圆贿M(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。
9.螺桿的穩(wěn)定性計(jì)算。當(dāng)軸向壓力大于某一臨界值時(shí)，螺桿會發(fā)生側(cè)向彎曲，喪失穩(wěn)定性。根據(jù)菠蘿高度暫選螺桿的工作長度為l=220mm
螺桿危險(xiǎn)面的慣性半徑
螺桿的長度：按一端自由，一端固定考慮，取v=2.0
螺桿的柔度：其失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷按歐拉公式計(jì)算得
(24)
(25)
所以滿足穩(wěn)定性要求。
10.螺桿上兩段的部件連接選擇用鍵聯(lián)接，根據(jù)軸的直徑，則選擇鍵寬×鍵高=b×h=6mm×6mm。長度l=10mm。
5.3.2 傳動裝置設(shè)計(jì)
根據(jù)菠蘿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，它呈現(xiàn)為對稱性的左右螺旋線的排列，左右旋線升角為40°，每條螺旋線繞菠蘿越為7/12圈，每個(gè)菠蘿旋線輸為13條左右，而菠蘿轉(zhuǎn)動的角速度為
線速度為
（26）
根據(jù)條件切削完一個(gè)菠蘿螺桿螺母上升了1.5d，則螺母的上升速度為
所以螺桿的轉(zhuǎn)速設(shè)定為定值。
所以選螺桿轉(zhuǎn)速為100r/min
傳動比為
（27）
取i=57
減速器的選擇根據(jù)傳動比i查表18-1選擇兩級圓柱齒輪減速器，考慮成本問題及家用情況，加入此傳動比的減速器使性價(jià)比降低，本設(shè)計(jì)采用雙電機(jī)分控運(yùn)動部件。
5.3.4 螺桿端軸承的選擇與校核
1．軸承的選用
根據(jù)螺桿傳動一次在螺桿兩段設(shè)有軸承使其轉(zhuǎn)動順暢，軸承的轉(zhuǎn)速n=101.25r/min，軸承徑向載荷可忽略不計(jì)。
主要受軸向力，裝軸承處軸頸直徑為，
所以在軸的兩端用的兩個(gè)角接觸球軸承，工作中有中等沖擊，最大轉(zhuǎn)速n=101r/min,根據(jù)菠蘿切削用力設(shè)定兩軸承的徑向載荷分別為,,外加軸承向載荷，作用方向指向軸承1.
查滾動軸承樣本可知角接觸球軸承7002AC的基本額定動載荷C=5950N，基本額定靜載荷。
1. 初步計(jì)算派生軸向力根據(jù)教材表13-7得
(28)
(29)
2. 計(jì)算各軸承軸向力
(30) (31)
3. 確定X,Y的值。根據(jù)教材表13-5因?yàn)椋?，所?
4. 計(jì)算當(dāng)量動載荷取載荷系數(shù),則
(32)
5. 計(jì)算軸承壽命.
(33)
軸承壽命滿足使用期限。故所選軸承滿足要求。
6 電機(jī)的選擇
電動機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要選出具體型號以便直觀了解各參數(shù)，選擇時(shí)要考慮包括類型，結(jié)構(gòu)，容量（功率）和轉(zhuǎn)速等方面，并在產(chǎn)品目錄中查出其型號和尺寸。參考各項(xiàng)參數(shù)。
1. 選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式：電動機(jī)的選用，首先要了解電動機(jī)的機(jī)械負(fù)載特性，根據(jù)機(jī)械負(fù)載的類型和特性來選擇電動機(jī)的額定容量，額定轉(zhuǎn)速，額定電壓以及型式。
2. 要為某一生產(chǎn)機(jī)械選配一臺電動機(jī)，首先要合理選擇電動機(jī)的功率，通常根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載的需要來選擇電動機(jī)的功率，同時(shí)，還要考慮負(fù)載的工作制問題，也就是說，所選的電動機(jī)應(yīng)適應(yīng)機(jī)械負(fù)載的連續(xù)，短時(shí)或間斷周期工作性質(zhì)，功率選用時(shí)要保證它的合理性，選小了，保證不了電動機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的正常工作；選大了，雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動機(jī)容量不能被充分利用，而且電動機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，使得效率和功率因數(shù)不高。
3. 其次，根據(jù)電源電壓條件，要求所選用的電動機(jī)的額定電壓與頻率同供電電源電壓與頻率相符合。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一定要按生產(chǎn)機(jī)械銘牌上的要求選擇，否則可能改變生產(chǎn)機(jī)械的性能，此外，電動機(jī)的結(jié)構(gòu)，防護(hù)，冷卻和安裝形式，應(yīng)適應(yīng)使用環(huán)境條件的要求，并且要力求安裝，調(diào)試，檢修方便，以保證電機(jī)能安全可靠的運(yùn)行。
4. 選擇電動機(jī)的容量:電動機(jī)的容量（功率）選得合適與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量小于工作要求，就不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動機(jī)能勾起過載和功率因數(shù)都較低，增加電能消耗，造成很大浪費(fèi)。
電動機(jī)容量主要根據(jù)電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。電動機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。運(yùn)行狀態(tài)有三類，即長期連續(xù)運(yùn)行。短時(shí)運(yùn)行和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行。變載下長期運(yùn)行的電動機(jī)，短時(shí)運(yùn)行的電動機(jī)（工作時(shí)間短，停歇時(shí)間長）和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行的電動機(jī)（工作時(shí)間和停歇時(shí)間都不長）的容量要按等效功率法計(jì)算并校驗(yàn)過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算方法可參考看有關(guān)電力拖動的書籍。
5. 電動機(jī)的功率為
(34)
式中：-----------工作機(jī)所需工作功率，是指工作機(jī)主動端運(yùn)輸帶所需功率，kw：--------由電動機(jī)至工作機(jī)主動端運(yùn)輸帶的總效率。
6. 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速:容量相同的同類型電動機(jī)，有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列供使用者選擇，如三相異步電動機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速，即3000，1500,1000,750r/min (相應(yīng)的電動機(jī)定子繞組的極對數(shù)為2,4,6,8)，同步轉(zhuǎn)速為由電源頻率與極對數(shù)而定的磁場轉(zhuǎn)速，電動機(jī)空載時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。在設(shè)計(jì)中所需要的最大轉(zhuǎn)速；最小轉(zhuǎn)速因此選用三相異步電動機(jī)需要配備大減速比減速器，三相異步電機(jī)產(chǎn)生的功率遠(yuǎn)大于削皮機(jī)所需功率，因此也會造成很大的浪費(fèi)，分析比較電動機(jī)及傳動裝置的性能，尺寸，重量和價(jià)格等因素，最終選用微型電動機(jī)。
所以綜合以上我們查表選電動機(jī)型號為60KTYZ系列齒輪減速可控永磁同步電機(jī)來提供動力。其主要性能如表1[19]
表1 電動機(jī)主要性能參數(shù)
Table 1 The Main performance parameters motors
型號
額定頻率（Hz）
轉(zhuǎn)速（r/min）
工作電流（mA）
輸入功率（W）
噪音（dB）
絕緣等級
輸出力矩
旋轉(zhuǎn)方向
60KTYZ-A
50/60
1.75
<45
<14
35
E
31
雙向可調(diào)
60KTYZ-III
50/60
100
<45
<14
35
E
30
7 菠蘿夾具的設(shè)計(jì)
7.1 夾具的設(shè)計(jì)
菠蘿削皮過程中，果體主要做圓周運(yùn)動，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)速恒定為V=7/4（r/m）根據(jù)要求，水果特點(diǎn)，菠蘿高度不一致等特點(diǎn)因此設(shè)計(jì)由上下兩個(gè)抓盤固定菠蘿，下抓盤固定位置，上抓可上下移動，有利于菠蘿的放入與固定。結(jié)果如圖所示：
夾具下端連接鍵的選擇：根據(jù)軸直徑d=18mm,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1選擇鍵寬鍵高h(yuǎn)=6mm×6mm。
7.2 軸承選擇與校核計(jì)算
根據(jù)菠蘿轉(zhuǎn)動為恒定轉(zhuǎn)速特點(diǎn)，軸承的轉(zhuǎn)速n=1.75(r/min),軸承徑向力主要由
圖6.菠蘿夾具圖
Fig.6 Pineapple fixture drawing
刀具切削時(shí)產(chǎn)生。主要受軸向力，裝軸乘處得軸頸直徑為
所以在軸兩端選用的兩個(gè)角接觸球軸承，如圖所示13.2（b）正裝。工作中有中等沖擊，轉(zhuǎn)速n=1.75(r/min)，根據(jù)菠蘿切削用力設(shè)定兩軸承的徑向載荷分別為，外加軸向載荷作用方向指向軸承1.
查滾動軸承樣本可知要接觸球軸承7003AC的基本額定載荷C=6300N，基本額定靜載荷。
1．初步計(jì)算派生軸向力，由公式（19）(20)可見
(35)
(36)
2．計(jì)算各軸承軸向力
(37)
3.確定X,Y的值。根據(jù)教材表13-5因?yàn)?，，所以，?
4.計(jì)算當(dāng)量動載荷取載荷系數(shù),則
(38)
5.計(jì)算軸承壽命.
(39)
軸承壽命滿足使用期限。故所選軸承滿足要求。
7.3 鏈條的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)過程中有1個(gè)地方要用鏈傳動，鏈條保障兩個(gè)螺桿之間的動力傳動。
7.3.1 螺桿間的鏈傳動計(jì)算
有上述可知，電動機(jī)額定功率P=14W，螺桿轉(zhuǎn)速為100r/min。兩螺桿的傳動用鏈傳動。主動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速相同。中心距水平傳動，鏈速，靜強(qiáng)度安全系數(shù)S=6,電機(jī)驅(qū)動，取工況系數(shù)。
1.選擇鏈節(jié)距p。鏈的工作拉力
(40)
初步選定用10A型滾子鏈，其鏈節(jié)距p=15.875mm，每米質(zhì)量q=1kg/m，極限拉伸載荷（單排）
(41)
由于是水平傳動，所以傾斜角初選鏈條垂直度f與中心距a的壁紙f/a=2%，由教材圖9-9得，則得懸垂拉力
(42)
緊邊總拉力
(43)
所以得到所需的極限載荷
(44)
所以選10A型鏈?zhǔn)呛线m的。
2.求鏈輪的齒數(shù)。根據(jù)教材表9-8取
驗(yàn)算鏈速
(45)
符合題目要求
3.校核安全系數(shù)，由公式（40）（41）（43）可得
計(jì)算安全系數(shù)
(46)
所以選用的10A型滾子鏈?zhǔn)呛侠淼摹?
4.求大小鏈輪的分度圓直徑
(47)
5.計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 取=80
(48)
取=80
6.齒頂圓直徑da
(49)
(50)
取=92
7.齒根圓直徑
(51)
8.齒高
(52)
取=5
9.最大軸凸緣直徑
(53)
取=70
7.3.2 鍵的校核
由于要求等速傳遞一次兩螺桿上的帶輪尺寸相同，大帶輪參數(shù)參照小帶輪參數(shù)鍵的校核。
假設(shè)壓力在鍵長度內(nèi)均勻分布，則根據(jù)擠壓強(qiáng)度或耐磨性的條件計(jì)算，求得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩：
(54)
能完全滿足需要。
8 菠蘿去皮機(jī)的電氣控制
8.1 電氣控制設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)決定采用繼電器控制方式，具體操作過程如下：電源開關(guān)Q，斷路開關(guān)SB1，電機(jī)控制開關(guān)SB2，SB3.切削菠蘿時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，首先合上電源開關(guān)Q，然后按下起動按鈕SB2，接觸器KM1的吸引線圈通電，其主接觸點(diǎn)KM1閉合，兩個(gè)電動機(jī)起動同時(shí)啟動，因?yàn)榻佑|點(diǎn)的輔助接觸點(diǎn)KM1并聯(lián)于起動按鈕，所以當(dāng)松開手?jǐn)嚅_起動按鈕后，接觸器線圈KM通過其輔助常開接觸點(diǎn)自保，電機(jī)繼續(xù)正常運(yùn)行。和起動按鈕并聯(lián)的輔助常開觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。
按停止按鈕SB1，接觸器KM1的吸引線圈失電釋放，所有KM1常開觸點(diǎn)斷開，KM主觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)失電停轉(zhuǎn)：KM輔助觸點(diǎn)斷開，消除自鎖。
同樣當(dāng)退回刀具時(shí)按下啟動按鈕SB3接觸器KM2的吸引線圈通電，其主接觸點(diǎn)KM2閉合，M1電動機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。由于接觸點(diǎn)的輔助接觸點(diǎn)KM2并聯(lián)于起動按鈕，當(dāng)松開手?jǐn)嚅_起動按鈕后，接觸器線圈KM通過其輔助常開接觸點(diǎn)可以繼續(xù)保持通電，維持其吸合狀態(tài)，故電動機(jī)不會停止。當(dāng)需要停機(jī)時(shí)按下總開關(guān)SB1即可實(shí)現(xiàn)。
8.2 電氣控制原理圖
圖7.菠蘿電氣控制原理圖
Fig.7 The electrical control principle diagram
9 總結(jié)
緊張忙碌而又充滿意義的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了，在設(shè)計(jì)初期我想的是用振動式的方式進(jìn)行削皮，做好后發(fā)現(xiàn)出了很大的問題，我忘記考慮菠蘿釘?shù)膯栴}。菠蘿不同一般的水果，它的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，單純的振動式不能去掉菠蘿表面的菠蘿釘。我沒有氣餒，調(diào)整思路從新開始新的設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)中我有一些想法，并最終落實(shí)在了這篇畢業(yè)論文上。時(shí)間雖然非常緊但我覺得過得非常的充實(shí)。
在最忙碌那幾天桌子上擺滿了各種教材，手冊。計(jì)算一個(gè)彈簧就用了我將近一個(gè)下午的時(shí)間。那時(shí)候覺得壓力非常的大，應(yīng)了老師的一句話“設(shè)計(jì)沒有巧，除了翻書就是查表”。在設(shè)計(jì)過程中也出現(xiàn)了幾次比較大的問題，但在自己的一番努力下，最后還是得到了解決。原來就聽說大四做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候是最鞏固知識的，在做這份畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)我深刻體會到了這一點(diǎn)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)中涵蓋了液壓，電氣控制，電機(jī)，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理等等知識。有些書已經(jīng)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了掉頁現(xiàn)象。辛苦總是會得到回報(bào)的，我把以前一直沒搞懂的東西都從新吸收起來，使自己的知識更加的完善。
大四即將進(jìn)入尾聲，我對大學(xué)生活充滿了不舍。感覺時(shí)間一下子就用完了，原本計(jì)劃在大學(xué)中去完成的事情好多都還沒有實(shí)現(xiàn)。在今后的日子里我會更加努力的學(xué)習(xí)，更加用心的工作。千里之行始于足下，我將不斷完善永遠(yuǎn)不完善的自己。
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致 謝
本論文是在老師的幫助下完成的，在此，我由衷的感謝張嵐老師對于我的支持與幫助。
大四的生活格外忙碌，每天都過得無比充實(shí)，在大學(xué)四年的生活中我感觸很多，現(xiàn)在也要到了畫句號的時(shí)候了。在大學(xué)期間我努力完成了所有學(xué)習(xí)任務(wù)，在這里感謝所有老師對我的幫助。工學(xué)院的所有老師都讓我體會到了一種親切的感覺，不管對哪些知識存在漏洞，老師們總是悉心給予解答。不會因?yàn)閷W(xué)生存在的不足而放棄對學(xué)生的教育。四年過去了，我從畫圖開始學(xué)起，一步步的總進(jìn)機(jī)械的世界，我不會后悔選擇機(jī)械這門專業(yè)，它擁有無與倫比的獨(dú)特魅力。在設(shè)計(jì)中雖然要遵循很多的準(zhǔn)則，但依舊有發(fā)揮創(chuàng)新的地方。這與老師對我們的幫助是離不開的。再次向全部老師和我的導(dǎo)師張嵐老師致謝。馬上就要進(jìn)入社會了，未來的生活可能會感受到好多大學(xué)生活里沒有的東西，但我永遠(yuǎn)不會忘了大學(xué)單純的生活，也永遠(yuǎn)不會忘記各位老師的諄諄教誨。
在漫長的學(xué)習(xí)生活中，我還要感謝我的父母，在我迷茫無助時(shí)，在我失去信心想要放棄時(shí)，在我因?yàn)橐稽c(diǎn)小小的成就而沾沾自喜時(shí)父母永遠(yuǎn)都是告訴我該怎么做才更好，并指出未來的方向，不斷指引著我。讓我堅(jiān)強(qiáng)，讓我自信，讓我永遠(yuǎn)不會迷失自我。我在父母身上看到了自身欠缺的東西，未來我將堅(jiān)忍不拔，吃苦耐勞。不會因?yàn)橐稽c(diǎn)壓力就被壓垮。
還要感謝我的同學(xué)和朋友，沒有他們的大學(xué)生活將是不完美的，我們雖然來自不同的地方，但我們的心走到了一起，在學(xué)習(xí)中互相幫助，在生活中相互幫忙，在遠(yuǎn)離家的地方，我不僅沒有感覺到孤獨(dú)，還找到了家一般溫馨的感覺。每次學(xué)習(xí)中遇到困難，我的同學(xué)和朋友總是無私的幫助我，在生活中遇到困難時(shí)，他們也總是第一個(gè)出來幫助我。在這里向所有同學(xué)和朋友說一聲謝謝。
大學(xué)雖然只是人生中小小的一部分，但它卻是如此的特殊，若干年后我可能因?yàn)楣ぷ鞯拿β刀浐芏嗍虑椋髮W(xué)的每一分每一秒我都會深深的記在心里。在我無助時(shí)，在我失落時(shí)，在我彷徨時(shí)，它永遠(yuǎn)會在心里那個(gè)特殊的位置溫暖我，感染我，照亮我，激勵我。感謝我的大學(xué)生活。