双齿轮水果榨汁机设计

全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587371毕业设计说明书中文摘要双齿轮榨汁机的机械设计摘要随着科学技术的不断发展，农业机械化技术也发展到了一个新的水平；随着农业机械化技术的发展和人们生活水平的提高，水果榨汁机的改进成为目前消费者关心的热点问题。本文介绍了榨汁机的研究意义、榨汁机的研究现状，分析了榨汁机的发展前景，详细讲述了双齿轮榨汁机的工作原理。这次和同组人员一起设计的离心式榨汁机能够更独特地更好地满足消费者的意愿，本着简单、方便、实用为原则一切从消费者的利益出发。而且，该榨汁机祛除了以前榨汁机出汁率底、果汁不清的弊端。电动机充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、环保化等特点。最后，我相信我们所设计的这台集专业化、智能化，自动化、，高效化、小型化、简单化、环保化、安全性为一体的榨汁机能够早日走进消费者的家庭。关键词双齿轮榨汁机、电机选配、减速器设计、榨汁部件设计毕业设计说明书外文摘要全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587372THEMECHANICALDESIGNOFCENTRIFUGALJUICEEXTRACTORABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,THEAGRICULTUREMECHANICALTECHNOLOGYHASDEVELOPEDTOANEWLEVELWITHTHEDEVELOPMENTANDIMPROVEMENTOFAGRICULTUREMECHANICALTECHNOLOGYANDPEOPLESLIVINGSTANDARD,THEIMPROVEMENTOFCENTRIFUGALJUICEEXTRACTORHASPRACTICALANDALLFORTHECONSUMERSBENEFITMOREOVER,THISMACHINEGETRIDEOFTHEPREVIOUSPROBLEMTHATISLOWJUICERATE,ANDUNCLEARJUICEMALPRACTICETHESINGLEPHASESERIESEXCITATIONTYPEELECTRICMOTORFULLYMANIFESTEDTHEAUTOMATION,HIGHEFFICIENCY,MINIATURIZATION,SIMPLIFICATION,ANDTHEENVIRONMENTALPROTECTIONFINALLY,IBELIEVEDTHATTHISMACHINEWEDESIGNEDWHICHHASTHECHARACTEROFCOLLECTIONSPECIALIZATION,INTELLECTUALIZATION,AUTOMATION,HIGHEFFICIENCY,MINIATURIZATION,SIMPLIFICATION,ENVIRONMENTALPROTECTION,ANDTHESECURITYWOULDBEABLETOENTERCONSUMERSFAMILYSOONKEYWORDSCENTRIFUGALJUICEEXTRACTOR,THECHOICEOFELECTROMOTOR,THEDESIGNOFRIND,THEDESIGNOFSQUEEZEPARTS全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587373目录1前言611选题的依据及意义（包括课题的理论价值和实践价值；国内外的研究概况等）612本课题研究的内容62总体方案的设计721整体布局设计722工作原理83榨汁部分的设计931齿轮轴输入功率的确定和双齿轮转速的确定932榨汁机榨汁部分的设计94电动机的选择1741机功率的确定1742电动机转速的确定1743电动机其他参数的确定1744电机的主要外形尺寸和安装尺寸175传动系统的设计1851计算总传动比和分配传动比1852计算传动装置的运动和动力参数1853设计V带1854V带轮设计2255减速器的选择2356减速器齿轮的设计计算2357减速器的高速轴和低速轴的设计和计算276联轴器的作用和选用36全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873747筛筒部的设计36结论37致谢38参考文献39全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587375齿轮水果榨汁机毕业设计论文1前言通过大学四年对基础知识和专业知识的学习，以及各种专业实习，我较系统地学习、了解、掌握了基本理论知识和机械制造专业的专业基础知识。在此基础上，同时在专业老师的指导下，进行了本次毕业设计，我收获颇多。11选题的依据及意义（包括课题的理论价值和实践价值；国内外的研究概况等）食品加工工业是二十一世纪的主要工业之一，它的发展速度和水平是一个国家人们生活水平及改善程度的一个重要标志，它直接关系到制造业和加工业产品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。食品加工业对人类发展和社会进步出了其他工业不可替代的贡献。中国人历来重视养生之道，随着人们饮食消费观念水平的提高，鲜榨果汁将取代碳酸饮料成为人们的主要饮品。果汁含有多种有机酸、芳香物质和酶类，可刺激食欲，有助于消化，因此，常常作为早餐前的开胃食品。果汁中特别富含钾、铁、硒、铬等无机盐和微量元素、维生素C、胡萝卜素以及多种抗氧化活性物质。此外，喝果汁还有利于膳食中铁的吸收。现代爱美人士更注重生活品质，煎炒烹炸虽然美味，但容易让一些蔬菜水果失去其营养成分，因而榨汁机风靡白领人群。在炎炎的夏季自己可以随时榨果汁饮用，花钱不多，既经济又方便，的确是大众家庭不错的选择。12本课题研究的内容本次设计的主要内容是双齿轮榨汁机的机械部分的设计，主要负责榨汁机的电动机的选择，榨汁部件的设计及榨汁机壳体的设计。该设计本着简单、方便、实用、安全为原则，这款榨汁机在未来的市场上一定很畅销倍受消费者的青睐。目前市场上的几种榨汁机各有优缺点人工压榨机（高速机器）人工压榨型的榨汁机是采用杠杆原理利用手动的压力把汁液从蔬果中挤压出来。这种压力型榨汁机首先是把蔬果先切碎，然后才压榨。通常有两种类型一种使用杠杆原理来挤出蔬果汁，另一种是利用液压。例如ITOPRESSEJUICER是一个杠杆原理的手动压榨果汁机。它由全金属制成，非常耐用。NORWALK是电动两步式榨汁机，结合了粉碎和压榨功能于一体，首先旋转的刀头将蔬果切碎放入一个衬有过滤布的容器，然后放进一个马达驱动的液压压力机全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587376。施以极高的压力使汁液从蔬菜里分离出来（6000磅PSI）。液压压力机能制作高质量的果汁和蔬菜汁，但是使用和清洁并不简单也耗费时间。此外，2000的价格对于普通消费者也显稍贵。NORWALKJUICER的一个好的替代方式是，适用CHAMPION榨汁机作为粉碎机，然后使用ITO、WELLES或者K应使各传动件的尺寸协调，结构匀称、合理，避免互相干涉碰撞。故V带传动比取3，减速器的传动比取2。0I14I52计算传动装置的运动和动力参数进行传动件的设计计算，先推算出各轴的转速、功率和转矩，再按电动机到榨汁机齿轮轴之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。1各轴转速减速器的输入轴的转速R/MIN。013946MNI榨汁机齿轮轴的转速12I2）各轴的输入功率减速器输入轴的输入功率2107586375PKW榨汁机齿轮轴的输入功率123092053PKW53设计V带531确定计算功率CAP全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873718计算功率是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短CA等因素的影响而确定的。即CAAKP注为工作情况系数，因为工作机为双齿轮榨汁机，故属于载荷变动较大的AK机械，原动机是交流电动机，启动形式为软启动，工作时间小于10小时/天，故查工作情况系数表得12A故120759CAAP532选择带型根据计算功率和小带轮转速，由普通V带选型图和窄V带选型图选择普CA1N通V带A型。533确定带轮的基准直径和1D2A初选小带轮的基准直径根据V带截型为普通A型，查V带轮的最小基准直径表得75MM，为了提高V带的寿命，宜选用较大的直径，所以选取100MM。MIND1DB验算带的速度111340972/60061PDNMS对于普通V带，所以，符合设计要求MAX253/SMAXC计算从动轮的基准直径2D，并按V带轮的基准直径系列表加以适当圆整，所以20130DI取315MM。534确定中心距A和带的基准长度DL根据传动的结构需要初定中心距，取，即0A120127DDA，取400MM。00713521352958取定后，根据带传动的几何关系，按下列计算所需带的基准长度ADL全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q529358737192210103150314204942DDDLAA根据由V带的基准长度系列及长度系数表选取和相近的V带的基准长度DLKDMM。再根据来计算实际中心距4DL014093522DA考虑安装调整和补偿预紧力（如带伸长而松弛后的张紧）的需要，中心距的变动范围为，MIN0153153DALMAX3497D535验算主动轮上的包角1根据公式及对包角的要求，应保证211315080578714520DA所以符合设计要求。536确定带的根数Z0CALPZK式中为包角不同时的影响因素，简称包角系数，查包角系数表得AKAKA091为带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，查V带的基准长度系列及长L度系数表得096。为单根V带的基本额定功率，查单根普通V带的额定功率LKL0P0P表得128。为计入传动比的影响时，单根V带额定功率的增量，查单根普0P0通V带额定功率的增量得015，则0P009124912856CALZK所以取Z2根。537确定带的初压力0F全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873720由公式，并考虑离心力的不利影响时，单根V带所需的初压力力为2012VFAECFQ用带入上式，并考虑包角对所需预紧力的影响，可将的计算式10CAECPFZ0F写为5936N2CA051QZPFK式中Q为V带每米长的质量，取Q01KG/M。其它各符号的意义和单位同前。由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时应为上述初压力力的15倍。在带传动中，初压力是通过在带与两带轮的切点跨距的中点M，加上一个垂直于两轮上部外公切线的适当载荷G，使带沿跨距每长100MM所产生的挠度Y为16MM（即挠角为）来控制的。18537计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力）PF为了设计安装带轮的轴和轴承，必须确定带传动作用在轴上的力。如果PF不考虑带的全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873721两边的拉力差，则压轴力可以近似地按带的两边的预紧力的合力来计算。即0F110001452COSCS2SIN2936SIN26PFZZFZFN式中Z为带的根数；为单根带的初压力；为主动轮上的包角。0154V带轮设计541V带轮设计的要求设计V带轮时应满足的要求有质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工（表面粗糙度一般为32），以减少带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。542带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200，本设计采用HT150。543带轮的结构设计铸铁制V带轮的典型结构有以下几种形式实心式、腹板式、孔板式、轮辐式。带轮的基准直径时可采用实心式；时，可采用腹板式；25D30DM300MM时，可采用轮辐式。由于小带轮,所以小带轮采用腹板D1式，大带轮，所以大带轮采用轮辐式。230DM带轮尺寸设计计算由于小带轮与电动机相连，所以小带轮的轴孔直径19D，取。182348M135D小带轮的宽度及直径计算2BZEF其中Z为轮槽数，E为槽间距，F为第一槽对称面至端面的距离，查V带轮的轮槽尺寸表得Z3，E15MM，F10MM。所以B50MM。12035107DFM全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873722，取L38M152192853LDMM。由于大带轮与减速器相连，故大带轮轴孔直径与减速器输入轴直径一致，D20MM，由同样的公式得MM，取90MM，B50MM，L38MM。190D55减速器的选择通过对比各种减速器的特点和榨汁机的工作情况，本设计选择单级圆柱齿轮减速器。齿轮传动具有以下特点效率高；结构紧凑；工作可靠、寿命长；传动比稳定。56减速器齿轮的设计计算561选择齿轮材料及精度等级齿轮材料由常用齿轮材料及其力学性能表选择小齿轮材料为40CR（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。精度等级榨汁机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB1009588）562初选大小齿轮的齿数初步选取小齿轮齿数，则大齿轮齿数。120Z214208ZI563按齿面接触强度设计由设计计算公式进行验算，即21312ETDHKTZUDA确定公式内的各计算数值A试选载荷系数13TKB计算小齿轮传递的转矩5541190/907/463150/TPNNMC由圆柱齿轮的齿宽系数表得1DD由弹性影响系数表查得材料的弹性系数EZ1/289EZMPA全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873723E由调质处理钢的图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限LIMHLIM1H600MPA；大齿轮的接触疲劳强度极限。LIM250HMPAF由接触疲劳寿命系数图查得,。HNK19N29HNKG计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数S1，由公式得11LIM096540HNMPAS2LIM209525HNKPASB计算A计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值1TDH24315610892351603TMB计算圆周速度V14516085/600TDNVSC计算齿宽B13516DTBMD计算齿宽与齿高之比B/H模数1/3560/278TTMZ齿高29TH/BE计算载荷系数根据V085M/S，7级精度，由动载系数图查得；VK105V直齿轮，假设。由齿间载荷系数、表得1/10/ATKFBNMHAFKHAF2；全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873724由使用系数表查得1；AKA由接触疲劳强度计算用齿向载荷分布系数的简化计算公式表查得7级精度、HK小齿轮相对支承非对称布置时，1056231208601HDKB由B/H888，1056查得142；故载荷系数HFK1052163AVHAF按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径由公式得331/6/48TTDKMG计算模数M1/5428/017Z564按齿根弯曲疲劳强度设计计算弯曲强度的设计公式为132FASDYKTMZA确定公式内的各计算数值A由齿轮的弯曲疲劳强度极限中的调质处理钢表查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。150FEMPA2380FEMPAB由弯曲疲劳寿命系数图查得弯曲疲劳寿命系数，FNK15NK208FN。C计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由公式得14S10853057FNEKMPA2228614FNES全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873725D计算载荷系数K105214789AVFAKE计算大、小齿轮的并加以比较FASY由齿形系数及应力校正系数表查得265；2226；158FASA1FAY2FA1SAY；1764。2SAY1265803973FAS2146FASY大齿轮的数值大。B设计计算MM43217895610135M对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数。由于齿轮模数M的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数1315就近圆整为标准值M15MM，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数，取；大齿135428D1354286DZM124Z轮齿数42241008，取。1ZI20这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。565几何尺寸计算A计算分度圆直径1241536DZM20MB计算中心距12/3615/294ADC计算齿轮宽度全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873726136DBM取，。236BM140566验算4125610893TTFND，合适。1859236/0/ATKFNMB567齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。大齿轮的有关尺寸计算如下轴孔直径48DM轮毂直径D116D1648768MM,取80MM轮毂长度236LB轮缘厚度，取6MM0450齿顶圆直径212156AADHM齿根圆直径387492FF腹板厚度，取C12MM20360CB齿轮倒角N2MM,角度为4557减速器的高速轴和低速轴的设计和计算571轴的材料的选择根据轴的工作条件，小齿轮的直径较小，采用齿轮轴结构，选用45号钢，正火处理，硬度。1702HB572按扭转强度计算用实心轴可得轴的直径30PDAN全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873727由于轴的材料为45号钢，查轴常用几种材料的及值表取112。T0A0573高速轴最小直径的计算高速轴的输入功率为1P07586375KW高速轴的转速，所以高速轴的最小直径11463/MINNR31MIN067524D246MM。因高速轴的最小直径处安装联轴器，设有一个键槽，则。由于减速器通过联轴器与电动机1MINI721073D相连接，则外伸段轴径与电动机轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取08D，其中D为电动机的轴径。所以综合考虑各I895因素取20MM。1N574高速轴的结构设计A各轴段的直径的确定最小直径，安装联轴器。1D1MIN20D密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表得24212DMM。滚动轴承处轴段，28MM，滚动轴承选取30206。13D13D过渡轴段，取30MM。44轴上滚齿部分，取39MM。1515滚动轴承处轴段，30MM，滚动轴承选取30206。6D6D过渡轴段，28MM。1717B各轴段的长度的确定由与带轮配合关系取15MM。1L1L由箱体结构，轴承端盖、装配关系确定40MM。212L由滚动轴承确定22MM。13L13L由装配关系及箱体结构确定12MM。414L由小齿轮宽度36MM确定，取36MM。15L1B5全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873728由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定12MM。16L由箱体结构确定25717LC高速轴的校核A轴上力的作用点位置和支点跨距的确定齿轮对轴的力的作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的30206轴承，查表可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为A1725MM，支点跨距LAB。高速级134156172LLA1362517295M小齿轮作用点到右支点B的距离为6LLCBA95MM。297距A为。1297534LMB计算轴上的作用力412561087263TTFND1TANTAN31RC计算支反力并绘制转矩、弯矩图垂直面21953762381AYRLRFN全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587372913762580BYRAYRFN0AM14796CYLM水平面219587630212AXTLRFN74BXTX0AXM1639245209CRLNM求支反力，作轴的合成弯矩图、转矩图全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873730222639058603AXAYRN2227447BXBY0ABM22225947685391CXCYNM160TNM高速轴的弯矩图高速轴的扭矩图全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873731按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度，因为是单向回转轴，所以扭转应力视为脉动循环应力，折算系数。0622221335910654CAMTMPAW已选定轴的材料为45钢正火处理，由表查得55MPA，因此，11CA合格。575低速轴最小直径的确定低速轴的输入功率为2P21206375920865KW低速轴的转速，所以低速轴的最小直径192103/MINNR32MIN1D55MM。因低速轴的最小直径处安装联轴器，设有一个键槽则I2IN7。参见联轴器的选择，就近取联轴器孔径的标准值195792MIND25MM。576低速轴的结构设计A各轴段的直径的确定全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873732滚动轴承处轴段46MM，滚动轴承取3020921D21D低速级大齿轮轴段48MM。轴环，根据齿轮的轴向定位要求54MM。2323D过渡轴段，考虑挡油盘的轴向定位49MM。4D4滚动轴承处轴段45MM，滚动轴承取30209。2525D最小直径，安装联轴器的外伸轴段25MM。627DMINB各轴段长度的确定由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定25MM。21L21L由低速级大齿轮的毂孔宽B40MM，所以取40MM。轴环宽度14MM。23L23L由装配关系、箱体结构确定18MM。424L由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定25MM。25L25L由联轴器的毂孔宽为40MM，确定38MM。67C低速轴的校核A轴上力的作用点位置和支点跨距的确定齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的30206轴承，查表可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为A1725MM。支点跨距LAB95MM。低速级大齿轮作用点到右支点B的距离为2123425LLLA，距A为1071253LLM12953L715MM。B计算轴上的作用力求、2TFR21876TTFN全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q5293587373321376RFNC计算支反力并绘制转矩、弯矩图垂直面235176789AYRLRFN220BYRAY0AM178561847CYRLNM水平面2358762189AXTLRFN267BXTAX0AM158971543CXRLNM全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873734求支反力，做轴的合成弯矩图、转矩图22215897975AXAYRN63063BXBY0AM222154184785CXCYNM52206590903PTN全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873735D按弯矩合成应力校核轴的强度校核危险截面C的强度，因为是单向回转轴，所以扭转应力视为脉动循环应力，折算系数。062222314850678415CAMTMPAW已选定轴的材料为45钢正火处理，查表得55MPA，因此，强11CA度足够。6联轴器的作用和选用联轴器主要用来联接轴与轴（或联接轴与其它回转零件），以传递运动与转矩；有时也可用作安全装置。当联轴器用来把两轴联接在一起时，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。由于机器的工况各异，因而对联轴器提出了各种不同的要求，如传递转矩的大小、转速高低、扭转刚度变化情况、体积大小、缓冲吸振能力等等，为了适应机器的工作性能、特点及应用场合的需要，联轴器出现了很多类型。考虑榨汁机的工作环境和工作情况，主要是齿轮轴有轴向位移，且榨汁机的齿轮转速。有弹性元件的挠性联轴器因装有弹性元件，不仅可以250/MINR补偿两轴间的相对位移，而且具有减震的能力。所以选则弹性柱销联轴器。这种联轴器零件的材料可用45钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度。根据实际情况选择LX型弹性柱销联轴器（GB/T50142003弹性柱销联轴器），型号选择LX2，LX2型弹性柱销联轴器的参数值为公称直径；许用转速为；轴孔直径560NTN630/MINNR1D全套毕业设计资料【CAD图论文】加Q52935873736；轴孔长度Y型的L62MM；轴孔长度J、Z型的L44MM，625ZDM1J1L2MM；D120MM；55MM；B28MM；S25MM；转动惯量；质量M1D209IKGM5KG。7筛筒部的设计筛筒部筛筒上有许多筛孔，被榨出的果汁就是从这里流出的。筛孔的设计十分重要，它的主要参数包括筛孔大小和分布密度。为了确保被榨出的果汁能够及时从筛孔中流出，筛筒筛孔的孔隙率越大越好。又由于筛筒要求承受齿轮挤压产生的强大压力，所以孔隙率也不能太大。通常孔隙率选择原则有筛筒刚度好时，选大些。筛孔刚度差时，选小些。筛孔大时，孔隙率取较大值；筛孔小时，孔隙率取较小值。筛孔直径的选择一般来讲，筛孔直径越大，越有利于汁液的排出；相反，筛孔直径越小时，越不利于汁液的排出，过小时，就不能保证汁液的排出。选择筛孔时，首先要考虑所加工物料的粒径大小，加工物料的单个粒径大时，筛孔直径选择也要相应大些，以利于汁液排出。但也不能过大，否则，可能造成较大的料损；加工物料的粒径小时，筛孔直径选择也要相应小些，但也不能太小，因为筛孔太小时，容易造成堵塞，不能保证汁液顺利流出。目前，筛孔直径的选择方法主要有定性选择法和经验选择法，一般要经过两到三次实验确定。圆筛筒用2MM厚的不锈钢板冲直径为2MM孔制作，孔间间距为3MM。圆筒筛的内径为120MM，长为240