水果去皮机设计说明书

1、摘 要 本课题来源于当今社会食品加工工业水果去皮设备的创新和更新换代基础之上，通过设计出水果去皮机，从而来满足当今社会水果去皮设备不足的缺陷。 国内水果去皮设备的研发及制造要与全球号召的高效经济、去皮质量好，效率高等主题保持一致。近期对机械行业中水果去皮的使用情况进行了调查，发现在日常生活中，水果作为绿色食品，是人们的生活的需要。自然而然在食品加工设备中它们的去皮也有着严格的要求。传统的水果在没有自动去皮设备而需要人工去皮的情况下，去皮效率低下，劳动强度大，所以设计一个专用的水果去皮势在必行。本文运用大学所学的知识，首先从水果去皮机的方案布局入手，通过查找相关资料，确定了本次设计的水果去皮机的

2、具体方案，然后再对去皮机的传动机构以及执行机构进行设计，对其中常用的标准件例如轴承，轴，链传动机构进行选型设计，最后进行各主要零部件的强度校核。关键词：水果去皮机 方案布局 执行机构 校核        I Abstract With the improvement of our living standard, single seat structure for baby dining table, leads to the limitation of interest in babies, which would in

3、any country is a problem. How to solve this problem, which reflects the level of development of a society from the level of science and technology to the humanistic care and other aspects . China attaches great importance to the status of the degree is not enough, and the baby chair to drive innovat

4、ion design, to achieve a "chair", to improve the above situation.Therefore, this paper carries on research on scheme selection. Through the professional knowledge of the designer to master the relevant information on the Internet, as well as the current situation at home and abroad, the de

5、sign scheme, after a detailed investigation, this graduation design is to design a set of practical multifunctional baby chair. This design is begins with the argument, introduces in detail the scheme analysis, design process and calculating process, and has carried on the essential power of the ove

6、rall structure of the system design. Mainly used for the realization of convenient for baby to eat, play, to further reflect the humane care.Key words：Machine manufacture Crankshaft Processing craft FixtureII 目 录1 绪论1 1.1课题来源及研究目的和意义1 1.2 水果去皮机的方案分析3 1.2.1 结构分析6 1.2.2 机械结构总体方案和布局10 2 机械结构的设计14 2.1链传

7、动的设计计算16 2.2电机的选用18 2.3轴的设计计算18 2.4轴承的设计计算18 2.5键的选择20 2.6轴的校核21 2.7轴承的校核22 3 机架的设计24 4 结构设计及三维建模26 4.1结构中用到的非标准件建模26 5 三维软件设计总结27 结 论28 参 考 文 献29 致 谢30III 1 绪论1.1 课题来源及研究目的和意义 我们吃水果的时候最麻烦的要数去水果皮了。尤其是水果尾部和侧面的水果皮是非常让我们头疼的。每次用刀具削蔬皮的时候，不断容易伤到手，效率还低下，甚至一不小心会刮伤自己的手。不仅如此，在刮水果皮的时候，水果皮会飞溅到脸上，衣服上，也就是说想吃一顿美味水

8、果，你至少要多洗一次脸，多洗一套衣服，清扫水果皮更是件麻烦的事，看着到处飞溅到地上的水果皮，让人闹心。不过现在不用愁了，因为有了去水果皮机了。它不仅在做水果的时候轻快，吃水果的时候更悠哉。水果皮机相对于传统的剥水果皮工具：如，水果刀来说，它的结构简单，操作方便，价格低廉，高效实用 该机器利用旋转效应，使水果在运动中去皮，去皮干净，对水果体无损伤。去皮后水果皮将自动流出，水果可在出水果口放出。去水果皮机广泛应用于水果类销售市场、饭店、水果类加工厂等等，对水果的加工去皮。该机器的去皮机理属国内外首创，主要指标达到国际先进水平。 本论文主要研究运用SolidWorks对水果去皮机进行设计。在设计过程

9、中，了解SolidWorks的各种功能。 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。1997年，Solidworks被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。SolidWorks软件是世界上第一个基于Wi

10、ndows开发的三维CAD系统。由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用

11、它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的p

12、arasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术。SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它3D CAD软件相比，SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计

13、者使用SolidWorks三维软件，越来越多的企业需要SolidWorks人才。Solidworks软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是SolidWorks的五大特点。使得SolidWorks三维软件成为目前全球领先的三维CAD解决方案。SolidWorks在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础

14、。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用

15、、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。 由于使用了Wi

16、ndows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。1.2水果去皮机的方案分析1.2.1结构分析根据课题，我们要设计的水果去皮机，是针对水果的数量很多，并且需要常

17、常变换大小的，我们采用人工放水果进去，当水果放进去水果皮的那个去皮体的时候，就会随着去皮体一起旋转，水果在气割体里面转动，由于去皮体里面有刀片，随着去皮体的旋转，就实现了水果的去皮，人工把水果一下子全部倒入去皮体，电机通过链传动带动去皮体旋转，当旋转到一定的时候，水果皮就会自己去除干净，达到了我们需要的目的。1.2.2 机械结构总体方案和布局 根据该课题，设计出的水果去皮机总体布局图如下图1.1所示： 图1-12 机械结构的设计2.1 链传动的设计计算 已知p=0.37KW，小链轮的转速n1=720r/min，传动比i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距a=500600mm范围，中心距

18、可调，两轮中心连线与水平面夹角近于35o，小链轮孔径。计算：（1）小链轮齿数z1     z1=29-2i=29-2*2.8=23.4     取整数z1=23i12233445566z1312727252523232121171715 优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有25齿。（2）大链轮齿数z2   Z2=iz1=2.8*23=64.

19、4   取整z2=65（3）实际传动比i=（4）设计功率   工况系数，查表5.4-3，（5）单排链条传递功率，查表5.4-4和5.4-5，齿数系数，排数系数=1=8.13kw（6）链节距p根据，n1=720r/min，查图5.4-1功率曲线和n1确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为10A，节距p=15.875mm，（7）验算小链轮轴直径查5.4-7链轮中心孔最大许用直径（8）初定中心距为优，无张紧轮时取i<440.2z1（i+1）p0.33z1(i-1)p    

20、60;（9）确定链条节数=115.3取（10）链条长度（11）计算（理论）中心距当时，    当时，根据，查表5.4-9，若有必要可使用插值。(12)实际中心距a，一般(13)链速(14)有效圆周率(15)作用在轴上的力F   水平或倾斜的传动   接近垂直的传动    工况系数，见表5.4-3   F=1.2×1×2283.1=2739.7N(16)润滑方式。(17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997  

21、               1表示排数，116表示节数(18)链轮的几何尺寸   滚子直径  p=15.875mm   1）分度圆直径   小链轮，大链轮2）齿顶圆   ，   对于三圆弧-直线齿形小链轮齿顶圆=124.072mm，取整124mm大链轮齿顶圆=336.773mm，取整337mm3）齿根圆直径小链轮齿根圆直径= 116.5

22、85-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm4)节距多变形以上的齿高=0.27×15.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形）5)最大齿根距奇数齿偶数齿小链轮=106.153mm大链轮=318.328mm6)轴凸缘直径小链轮=99.045mm大链轮=311.746mm7)轮毂厚度h        ，孔的直径d<5050100100150>150K3.24.86.49.5 

23、0; 小链轮=14.232，取整14mm   大链轮=22.7858，取整数22mm8)轮毂长度l    l=3.3h   小链轮l=3.3×14=46.2mm，取整46mm大链轮l=3.3×22=72.6mm，取整72mm9)轮毂直径，小链轮=68mm大链轮=104mm10)齿宽单排单排=0.95×9.4=8.93mm11)齿侧半径     12)倒角宽       ，取2.

24、1mm13)倒角深h=0.5p=0.5×15.875=7.9375mm14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mm(19)链轮公差  1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差项  目极限偏差孔径H8齿顶圆h11齿根圆直径极限偏差h11齿宽h14量柱测量距极限偏差h11 小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm，小链轮量柱测量距大链轮量柱测量距 2)径向圆跳动小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.

25、0008×106.43+0.008=0.093144端面跳动=min0.0009df+0.008,1.142.2电机的选用已知整个去皮机的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，水果转动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间 负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 3.负载转矩式中：4.电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。根据以上得出数据，我们选用电机型号为160BL-A，此无电机厂家为机电产品。根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型160BL-4030H1-LK-B，

26、电机额定功率为0.37KW，额定转矩为7.62N.m，最大转矩为9N.m，2.3轴的设计计算轴是组成机械的重要零件之一，它是安装各种传动零件，使之绕其轴线转动传动转矩或回转运动，并通过轴承与机座相联接。轴与其上的零件组成一个组合体轴系部件，在轴的设计中不能只考虑轴本身，必须和轴系零、不见的整个结构密切联系起来。 由于振动输送所用的轴即传递扭矩又承受弯矩，所以我所设计的阶梯轴为转轴，由于小带轮已经设计好，大带轮的尺寸也就定了，只剩下轴径的确定，轴的初步设计是根据扭转强度，校核弯曲强度，由于轴的材料很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度、和其他机械性能等的要求，采用热处理方式，同时考虑制造加

27、工工艺并力求经济合理，通过设计计算来选择轴的材料，选用最常见的45#钢作为轴的材料,且其需用切应力为40MPa轴与其上的零件组合成一个组合体，在轴的设计中不能只考虑轴本身，必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。轴的结构设计是在初算轴径的基础上进行的。为满足轴上零件的定位、紧固要求和便于轴的加工和轴上零件的装拆，通常将轴设计成阶梯轴。轴的结构设计的任务是合理确定阶梯轴的形状和全部结构尺寸。轴的材料选用45号钢，为保证其力学性能，进行调质或正火处理。1、初步计算轴的直径按照扭转强度估算轴的最小直径，写成设计公式，轴的最小直径mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入设计

28、公式得=32.26mm。考虑到轴上有键槽以及其他因素的影响，应适当增加轴径以补偿键槽对轴强度的削弱。取轴的直径d为40mm，即最右端装带轮处的直径为40mm。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴上两个支点的轴承，应尽量采用相同的型号，便于轴承座孔的加工。相临轴段的直径不同形成轴肩。当轴肩用于轴上零件定位和承受轴向力时，应具有一定的高度，轴肩处的直径差一般取510mm，这里轴肩出的直径差选择5mm，然后协调各段轴的长度，考虑到要装轴承座和机构的合理性，还有螺钉等的长度及其他各方面的因素，初步确定轴的各段长度。2.4 轴承的设计计算 轴承的选择并不是只考虑轴径

29、一个因素，还要考虑到轴承的性能，一般要考虑到其寿命、可靠度（指该轴承达到或超过规定寿命的概率）、静载荷、动载荷、额定寿命、基本额定寿命、基本额定载荷等等很多因素。最主要的是允许空间、载荷的大小和方向、轴承工作转速、旋转精度、轴承的刚性（一般磙子轴承的刚性大于球轴承）、轴向游动、安装和拆卸。因为在本设计的轴上径向载荷大，轴向载荷小，而且存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的问题，所以选用调心滚子轴承，因为调心磙子轴承主要承受径向载荷，也可同时承受少量的双轴向载荷，而圆锥磙子轴承有打的锥角可承受大的径、轴向联合载荷。所以选用（双列向心）圆锥磙子轴承，有双内圈，并是可分离的轴承，根据d=80mm,由参

30、考资料2P7356 表7278 带紧定套的调心滚子轴承（GB/T288-1994），选用22218CK/W33+H318轴承，其基本额定载荷为=240KN,=322KN, 根据轴承选用配套的轴承座，参考资料2P7-43表7-2-105 适用圆锥孔的异径孔滚动轴承座(GB/T7813-1998) SNK型轴承座，可选用SNK316型的轴承座。2.5 键的选择 键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件

31、和联结的结构特点表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的b×h根据径来确定。 轴和带轮的联结，d=70mm, 参考资料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)选用B20×60，B18×50和B12×30的普通A型平键，键长分别为60，50，30。2.6 轴的校核 估算轴径，选材料为45钢调质，=650 MPa，=360MPa。取C=112，则轴的最小直径 mm此根轴上有一带轮和一圆柱直齿齿轮，直齿轮分度圆直径=2.5×60=150mm，根圆直径146 mm，齿轮根径小，采用轴齿轮结构。 轴的结构图a） 小

32、齿轮受力图b）水平面受力图c）水平面弯矩图Mxy/N·mm N小齿轮受力图 见图-5a N水平面反力 N N垂直面反力 N水平面受力图 见图-5b垂直面受力图 见图-5c合成弯矩图 M= 轴受转矩 T=转矩图 用插入法查手册得：=102.5MPa，=60MPa应力校正系数 当量转矩 N·mm当量弯矩 在小齿轮中间截面处 N·mm 在右轴颈中间截面处 N·mm当量弯矩图 见图-5h校核轴径 <37.5 mm<25mm所以，该轴强度合格。3 机架的设计 机架的选择根据整个水果去皮机的总重量来定，方管机架受力分析得出，由分析得出底座在平衡状态下只受

33、地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即物料和输送带滚筒以及轴承等等给的压力为G(输送带滚筒重量)+G（零部件重量）=500N（50Kg）+(10X20N)=700N; 根据方管承载力计算公式：M=Pac/L(M：弯矩，P集中力，a集中力距支座距离，c集中力距另一支座距离，L跨度，L=a+c) （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定L为1000mm则M=13456N.M，初定方管为140x58x6。计算W得出 折算后为270Mpa235Mpa，235Mpa为方管机架的标准抗拉强度和屈服强度，故复合要求。4

34、 结构设计及三维建模4.1结构中用到的非标准件建模 通过二维装配图和零件图的绘制，我们通过SOLIDWORKS三维设计软件将机架，去皮体等零部件进行三维建模，主要结构的三维建模如下 方管的建模 去皮体的建模 封板的建模 整个装置的三维建模5 三维软件机械设计总结 通过此次设计，又一次提升了运用三维软件的水平，并吸收了不少经验，总结为一下几点。（1） 有零件图纸作图与空想设计作图不同，零件尺寸已经给出，作图时先考虑尺寸是否真的合适，根据尺寸作出零件的三维图，但到装配时必须要考虑尺寸是否合适，由于AutoCAD图纸效果不好，导致尺寸会有出错，甚至有出现欠定义尺寸，所以，此时必须通过配合后在衡量尺寸

35、，再进行修改，直到满足配合要求。（2） 工具集的确方便了作图，通过选择零件类型，输入数据，就能生成出标准零件，但有时需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此时要随机应变，运用其他零件代替并通过修改或添加零件使其满足要求。（3） 作三维图时要灵活变通，解决问题的方法总比问题多，当一种方法不能正常作图时，试试另一种方法，这不但能完成零件制作，同时也可以培养出更好的作图思路，和打破规矩的新想法。（4） 规则的零件，要学会使用一些能够节省时间的命令，如镜向，阵列等，“能省则省”。（5） 关于装配，曾经带给我很大的阻碍，花了很多时间才弄清原因所在。在一可活动子装配体上，即使活动范围会产生干涉，也不能

36、对其设定活动范围，如高级配合里的距离范围，和角度范围，即使在该活动范围并不影响父装配体，也不可设定。因为一旦设定范围后，在父装配体上会将子装配体视为完全定义的模型，这样会对子装配体之间的配合产生矛盾，将不能完成装配。（6） 看懂图是作图的首要任务，看图就是了解零件的工具，没有工具则无法制出零件，所以画图不能急于下笔，想透了零件的结构，想透图中的虚实线，这才是高效作图的重中之重。结 论时间过得真快啊，转眼间四年时间都过去了，在这四年中，我学到了许多专业知识，就拿这次的毕业设计来说吧，我查阅了机械设计手册，水果去皮机结构设计，使我充分掌握了水果去皮机的设计方法和步骤，更重要的复习所学专业的知识，以前总认为学这些专业知识没用，那是我太天真了，当这次的毕业设计，它帮了我不少的忙，特别是机械设计这课对我的毕业设计帮助特别大，都怪上课没认真听讲，导致做毕业设计时要问比我学的好的同学，通过这次做毕业设计让我认识到学习不是个坏