离心式水果榨汁机的机械设计

目录1 概述 .11.1 研究目的及意义 .11.2 国内外技术发展状况 .11.3 主要研究内容 .22 技术任务书 .22.1产品设计依据及设计要求 .22.2 主要结构概述.22.3工作原理 .22.4技术经济分析 .33 设计计算说明书 .33.1结构方案分析 .33.2离心式榨汁机的基本结构 .43.3离心式榨汁机的工作原理 .53.4 总体设计要点.54 电机的选择.54.1 电动机的选择要求.54.2 电动机类型的选择.64.3 电动机额定功率的确定.75 榨汁部件的设计 .86 榨汁机壳体的设计.10 26.1 榨汁机壳体材料的选择.106.2 榨汁机壳体的设计.117 榨汁机的使用说明书 .167.1 安装说明.167.2 使用说明.167.3 安全警告事项说明.177.4 清洁、保养说明.177.5 易发故障处理说明.187.6 技术参数.19结论.20致谢.21参考文献.22毕业设计说明书中文摘要离心式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，详细讲述了离心式榨汁机的工作原理。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。单相串激式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 离心式榨汁机、电机选配、壳体设计、榨汁部件设计毕业设计说明书外文摘要 4The Mechanical Design of Centrifugal Juice ExtractorAbstract With the development of science and technology, the agriculture mechanical technology has developed to a new level; With the development and improvement of agriculture mechanical technology and peoples living standard, the improvement of centrifugal juice extractor has become the consumers hot topic nowadays.This article introduced the research significance of centrifugal juice extractor, and the present research, also analyzed the development prospects of this machine, and narrated the work principle of the centrifugal extractor, also narrated the design process of single-phase series excitation type electric motor in double centrifugal extractor in detail. The centrifugal juice extractor, which was designed by my partners and I can satisfy our consumers demand uniquely and well, based on the principle of simple, convenient, practical and all for the consumers benefit. Moreover, this machine get ride of the previous problem that is low juice rate, and unclear juice malpractice. The single-phase series excitation type electric motor fully manifested the automation, high efficiency, miniaturization, simplification, and the environmental protection. Finally, I believed that this machine we designed which has the character of collection specialization, intellectualization, automation, high efficiency, miniaturization, simplification, environmental protection, and the security would be able to enter consumers family soon.Keywords centrifugal juice extractor, the choice of electromotor,The design of rind, the design of squeeze parts 61 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 。 、 1.1 论 文 选 题 的 依 据 和 研 究 意 义食 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 2。1.2 论 文 的 主 要 内 容 、 研 究 方 法 和 榨 汁 机 的 现 状1.2.1 论 文 的 主 要 内 容本 次 设 计 的 主 要 内 容 是 离 心 式 榨 汁 机 的 机 械 本 体 设 计 ， 主 要 负 责 水 果 榨 汁机 的 壳 体 的 设 计 。 该 设 计 本 着 简 单 、 方 便 、 实 用 、 安 全 为 原 则 ， 在 材 料 上 采 用 了PC(聚 碳 酸 酯 塑 料 )和 ABS（ 工 程 塑 料 ） ， 设 计 上 弥 补 了 以 往 各 种 榨 汁 机 的 不 足 ， 充分 体 现 了 自 动 化 、 高 效 化 、 小 型 化 、 简 单 化 、 安 全 化 等 特 点 ： 简 单 实 用 的 榨 汁 机 可以 让 老 人 和 孩 子 轻 松 操 作 而 且 维 护 修 理 特 别 简 单 。 我 相 信 它 在 未 来 的 市 场 上 一 定 很畅 销 倍 受 消 费 者 的 青 睐 。1.2.2 论 文 的 研 究 方 法在 系 统 研 究 和 总 结 了 前 人 的 成 果 与 经 验 的 基 础 之 上 ， 我 采 用 带 有 锯 齿 的 切 削 刀片 粉 碎 ， 增 强 切 削 效 果 ； 精 密 的 金 属 滤 网 地 稳 定 旋 转 保 证 榨 汁 高 效 ， 出 汁 量 大 ，采 用 单 相 串 激 式 电 动 机 提 高 转 速 、 加 大 扭 矩 ， 保 证 果 汁 质 量 ， 采 用 盖 锁 安 全 保 护 装置 ， 保 证 安 全 ， 双 保 证 措 施 让 消 费 者 更 安 全 、 更 省 心 。1.2.3 我 国 榨 汁 机 的 现 状 与 发 达 国 家 的 差 距据 资 料 显 示 ： 在 发 达 国 家 家 庭 中 与 人 们 日 常 生 活 接 触 最 为 密 切 的 厨 房 系 列 小 家电 像 搅 拌 机 、 榨 汁 机 、 豆 浆 机 、 加 湿 机 等 新 型 小 家 电 产 品 的 拥 有 率 已 经 达 到80%以 上 而 我 国 还 不 到 10%， 可 以 说 ： 我 国 小 家 电 正 处 于 成 长 初 期 ， 大 有 潜 力 可 挖 ，市 场 容 量 巨 大 ， 据 专 业 人 士 预 测 小 家 电 行 业 蕴 藏 着 3500 多 亿 元 的 市 场 3。发 达 国 家 生 产 水 果 加 工 机 械 历 史 长 ， 基 础 工 业 强 ， 技 术 水 平 先 进 ， 用 高 新 技 术装 备 提 高 了 生 产 率 降 低 了 能 源 消 耗 ， 增 加 了 得 率 ， 减 少 了 废 弃 物 ， 保 持 了 食 品 营 养成 分 和 风 味 ， 提 高 了 食 品 品 质 。随 着 经 济 的 不 断 发 展 我 国 市 场 上 也 出 现 了 各 式 各 样 的 榨 汁 机 ， 但 大 部 分 采 用 的设 计 理 论 、 设 计 手 段 、 设 计 方 法 、 制 造 技 术 和 检 测 手 段 落 后 ； 无 论 是 从 内 在 质 量 还是 外 观 设 计 都 远 远 不 如 发 达 国 家 。 此 外 ， 国 内 许 多 原 材 料 、 基 础 件 质 量 不 稳 定 ， 直接 影 响 了 产 品 的 整 体 质 量 。 而 且 我 国 生 产 的 水 果 榨 汁 机 用 于 工 业 生 产 果 汁 的 比 较 多 ，家 庭 实 用 型 的 却 很 少 ， 且 从 性 价 比 方 面 考 虑 也 不 是 很 让 消 费 者 满 意 ， 更 主 要 的 是 我国 目 前 使 用 的 水 果 榨 汁 机 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 实 用 型 榨 汁 机 的 研 究 与 开 发 很 受 广 大 消 费 者 的 欢 迎 。1.2.4 我 国 榨 汁 机 的 市 场 调 查市 场 处 于 导 人 期 同 咖 啡 机 、 面 包 机 、 煮 蛋 器 这 些 西 式 小 家 电 一 样 ， 榨 汁 机 相 对传 统 的 生 活 必 需 品 而 言 ， 更 多 的 价 值 体 现 在 人 们 对 精 致 生 活 的 追 求 上 。 榨 汁 机 的 价 8格 普 遍 高 于 200 元 ， 一 些 知 名 品 牌 则 要 在 500 元 左 右 ， 因 此 在 中 国 市 场 一 直 都 没有 得 到 广 泛 普 及 。 东 菱 凯 琴 董 事 长 助 理 潘 卫 东 透 露 ， 东 菱 早 在 上 世 纪 90 年 代中 期 就 开 始 生 产 榨 汁 机 ， 由 于 当 时 国 内 市 场 需 求 较 少 ， 几 乎 都 是 贴 牌 出 口 。 直 到2000 年 左 右 ， 国 内 榨 汁 机 市 场 初 具 雏 形 ， 东 菱 才 开 始 开 拓 国 内 市 场 。 资 料 显 示 ， 目前 发 达 国 家 平 均 每 户 家 庭 拥 有 小 家 电 产 品 超 过 40 种 ， 而 在 中 国 的 一 级 城 市 中 ，平 均 每 户 家 庭 拥 有 的 小 家 电 数 量 也 不 超 过 5 种 ， 且 一 般 多 为 热 水 器 、 吹 风 机 这 类生 活 必 需 品 ， 榨 汁 机 、 咖 啡 机 等 “情 趣 产 品 ”的 占 有 率 则 更 低 。 苏 泊 尔 有 关 负 责人 透 露 ， 目 前 榨 汁 机 在 中 国 家 庭 中 普 及 率 大 约 只 有 5 。 潘 卫 东 说 ， 中 国 榨 汁 机市 场 目 前 仍 处 于 导 入 期 ， 一 方 面 因 为 榨 汁 机 进 入 中 国 市 场 较 晚 ， 而 更 主 要 的 原 因 是国 内 消 费 水 平 还 较 低 ， 消 费 者 还 没 有 形 成 饮 用 鲜 榨 果 汁 的 消 费 习 惯 。 另 一 专 业 小 家电 品 牌 ACA2003 年 进 入 中 国 市 场 的 ， 据 了 解 ， ACA 在 中 国 的 主 打 产 品 是 电 烤 箱 ，榨 汁 机 所 占 份 额 相 对 较 小 ， 并 且 目 前 以 出 口 为 主 。 由 于 电 烤 箱 的 销 售 旺 季 在 秋 冬 季节 ， 榨 汁 机 则 刚 好 弥 补 了 企 业 夏 季 产 品 销 售 的 不 足 。 产 品 性 能 中 国 化 “西 方 消费 者 普 遍 喜 好 功 能 单 一 而 体 积 较 大 的 产 品 ， 而 中 国 消 费 者 则 倾 向 于 选 择 集 多 种 功 能于 一 体 且 小 巧 的 产 品 。 ”潘 卫 东 说 “为 了 迎 合 消 费 者 的 需 求 ， 大 多 数 企 业 的 产品 都 是 融 合 了 榨 汁 、 搅 拌 、 碾 磨 等 功 能 为 一 体 的 综 合 食 品 处 理 器 ， 生 产 纯 榨 汁 机 的企 业 并 不 多 。 ” 我 们 在 卖 场 里 看 到 ， 只 有 飞 利 浦 的 榨 汁 机 全 部 为 单 榨 功 能 的 产 品 ，其 他 几 个 品 牌 的 产 品 ， 如 苏 泊 尔 ， 九 阳 、 龙 的 ， 都 是 附 带 几 个 杯 体 的 多 功 能 食 品 处理 器 。 销 售 人 员 透 露 ： “一 般 消 费 者 使 用 较 多 的 功 能 是 打 豆 浆 和 搅 肉 馅 ， 单 纯 为了 榨 果 汁 的 消 费 者 很 少 。 ”然 而 多 功 能 处 理 器 的 刀 片 更 容 易 磨 损 ， 使 用 寿 命 要 远低 于 单 纯 的 榨 汁 机 。中 国 人 的 饮 食 习 惯 也 是 制 约 榨 汁 机 市 场 发 展 的 一 大 因 素 。 “中 国 人 早 餐 习惯 喝 豆 浆 而 不 是 果 汁 。 ”家 电 卖 场 的 销 售 人 员 说 ， “还 有 很 大 一 部 分 消 费 者 则习 惯 直 接 食 用 水 果 ， 认 为 将 水 果 榨 成 汁 饮 用 既 麻 烦 还 流 失 了 营 养 。 ”我 们 了 解到 ， 目 前 榨 汁 机 的 消 费 群 体 主 要 有 两 类 ： 一 类 是 有 孩 子 或 老 人 的 庭 ， 孩 子 容 易 挑 食而 老 人 牙 齿 不 好 ， 自 己 榨 果 汁 可 以 满 足 他 们 摄 入 足 够 的 营 养 ； 另 一 类 是 追 求 时 尚 及生 活 品 位 的 年 轻 人 ， 榨 汁 机 满 足 了 他 们 崇 尚 个 性 口 味 的 需 求 。 随 着 生 活 质 量 的 提 高 ，消 费 者 的 心 态 由 最 基 本 的 生 活 需 要 开 始 向 营 养 健 康 的 品 味 生 活 渡 ， 这 为 榨 汁 机 更 加普 及 提 供 了 可 能 。 而 无 论 是 榨 汁 机 还 是 食 品 处 理 器 ， 目 前 都 处 于 市 场 的 导 入 期 ， 对于 大 多 数 消 费 者 而 言 还 是 奢 侈 品 ， 企 业 如 何 引 导 消 费 者 的 消 费 观 念 至 关 重 要 。 外 资品 牌 遥 遥 领 先 根 据 中 怡 康 2006 年 2JE全 国 市 场 监 测 数 据 显 示 ， 飞 利 浦 以23、 58 的 占 有 率 在 国 内 榨 汁 机 销 量 榜 上 稳 居 首 位 。 其 余 进 入 前 十 名 的 品 牌 皆 为 国内 品 牌 ， 除 了 苏 泊 尔 享 有 7， 1 的 市 场 份 额 之 外 ， 其 他 企 业 的 占 有 率 则 都 在3 5 。 另 外 ， 榨 汁 机 杯 身 材 质 的 不 同 ， 在 很 大 程 度 上 影 响 着 价 格 的 高 低 。 杯身 的 材 料 一 般 有 塑 料 和 玻 璃 两 种 ， 玻 璃 材 质 的 机 器 价 格 普 遍 在 400 500 元 之间 。 但 记 者 在 采 访 中 了 解 到 ， 玻 璃 材 质 的 榨 汁 机 目 前 并 不 多 见 ， 主 要 应 用 在 商 用 机上 ， 家 用 产 品 中 ， 只 有 松 下 使 用 玻 璃 做 杯 身 材 料 。 据 潘 卫 东 介 绍 ， 目 前 家 用 榨 汁 机的 市 场 更 好 一 些 ， 由 于 与 商 用 机 的 区 别 只 在 于 功 率 及 容 积 ， 所 以 除 了 普 通 家 庭 购 买外 ， 很 多 小 型 冷 饮 店 、 酒 吧 也 倾 向 于 购 买 小 巧 便 宜 的 家 用 榨 汁 机 14。据 业 内 专 家 预 测 ， 中 国 小 家 电 市 场 前 景 广 阔 ， 今 后 5 年 中 ， 每 年 将 有8 14 的 增 长 幅 度 ， 市 场 需 求 总 额 将 高 达 35OO 亿 元 。 随 着 人 们 生 活 水 平 的提 高 ， 中 国 榨 汁 机 市 场 会 有 很 大 的 市 场 空 间 14。全国品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 22.09 27.96 282龙的 8.23 8.92 242苏泊尔 7.85 7.52 219九阳 5.09 4.68 205欧科 4.78 4.42 207海菱 4.13 3.76 203惠家 3.49 3.51 224好妈咪 3.88 3.43 197乐邦 3.85 3.01 175好的 2.98 2.64 198 10东北华北品牌 额占有率 量占有率 平均价格佳朗 22.42 24.07 196飞利浦 16.29 12.61 272乐邦 12.17 14.05 182苏泊尔 10.31 8.79 247龙的 9.13 9.30 207九阳 8.58 5.81 238天际 2.74 3.23 179海菱 2.08 2.17 201哥尔 1.89 2.15 168德利佳 1.58 1.83 182品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 25.70 22.94 259龙的 19.88 17.91 257苏泊尔 11.76 12.20 223伊莱克斯 6.11 3.26 433好的 4.41 5.71 179九阳 4.19 4.27 227海菱 2.65 2.75 223乐邦 2.14 2.83 175康丽 1.70 3.27 120威的 1.33 2.61 118华南西南品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 15.08 19.89 283好妈咪 18.32 17.06 199好的 9.88 9.60 208龙的 6.94 7.48 231肯德利 7.48 6.29 180亿龙 4.35 4.06 200欧科 3.88 3.91 210海菱 3.92 3.57 195九阳 2.88 3.07 220乐邦 3.89 3.02 166品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 27.82 20.89 304欧科 16.75 17.48 219苏泊尔 11.12 9.49 267亿龙 7.88 9.19 196西贝乐 7.19 10.23 160唐锋 4.10 5.08 184龙的 4.04 3.81 242 12华东好妈咪 2.99 3.76 182天际 2.80 2.74 233乐邦 2.09 2.66 179品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 32.40 25.22 292惠家 7.85 7.83 223苏泊尔 7.08 8.25 195龙的 7.08 6.69 241九阳 8.09 7.11 195海菱 4.09 4.64 201欧科 3.69 4.12 204唐锋 3.63 5.95 139万利达 3.09 4.03 174西贝乐 2.39 3.50 158西北中南2 概述品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 42.28 38.79 244海菱 17.13 19.37 198欧科 8.13 7.23 252乐邦 5.48 7.03 174苏泊尔 4.52 4.77 212舜辉 4.08 5.16 178伊莱克斯 3.75 1.77 475龙的 3.61 3.00 268益琛 1.24 1.38 202康福尔 0.97 1.38 158品牌 额占有率 量占有率 平均价格飞利浦 37.97 27.21 300苏泊尔 8.25 8.13 218九阳 7.17 8.57 180欧科 8.88 8.52 173好夫人 5.31 5.28 216威的 5.18 8.74 165美菱 3.50 3.95 191高特 1.90 2.40 170肯德利 1.65 2.33 153西贝乐 1.41 2.17 140 14我国是一个农业大国，农业的根本出入在于机械化，实现农业机械化不但是为了有效的解决“三农”问题，减轻农民的负担，加速建设我国社会主义现代化农业，而且对于推进生产力的发展，加快世界工业化进程，都有着十分重要的意义。我国是果蔬生产大国，今年来随着农业产业结构的不断调整，果蔬不仅已成为我国农业中新兴的支柱产业，果（蔬）汁的精深加工业也发展迅猛。果蔬榨汁机是水果和蔬菜加工中的关键设备，合理使用果蔬榨汁机可以有效提高果蔬的榨汁率及品质。这样不但提高了人们的生活质量，还推动了食品加工业的发展。2.1 榨汁机的类型目前市场上各种品牌的榨汁机琳琅满目，但绝大多数榨汁机的主要结构、榨汁方式等都相似，通常大都采用外形、容积(搅拌容积或汁液杯的容积)和电机功率进行分类。按外形分，主要有座式、台式和手提式三种，目前以座式和台式榨汁机为主流机种，其实这两类榨汁机的外形比较相似，习惯称为台式榨汁机。按容积分，常见有05、0.6、07、08升等，容积大，一次可榨取的汁液多，但所需的电机功率也大，价格自然就较高。按电机功率分，主要有200W 、230W 、250W 、300W 、350W 等多种规格，普通座式和台式榨汁机常用200300W 的串激电机。2.2 榨汁机的现状分析果汁工业化加工在国外已有百年的发展历史，已形成较完备的生产工艺，并开发有多种生产规模大、加工手段先进、产品质量优良的成套加工设备。果汁生产的核心工序是榨汁工序，而榨汁机是榨汁工序的关键设备，榨汁机性能的优劣直接影响和决定着产品的质量、成本和加工企业的经济效益，其作用至关重要。因此，应客观、准确了解各种榨汁机的工作特点，以便做到正确、合理地选用，满足生产要求，以便尽快提高我国榨汁机的应用水平和制造水平,带动果汁加工业的发展,彻底解决种植业的原料加工问题。以下是常用的几款榨汁机：1）双锥盘榨汁机双锥盘榨汁机的榨汁机理是利用两个母线重合的伞状锥体的啮合滚动，使进入啮合区域的果糊受压，果汁通过伞状锥体表面的滤孔排出。但双锥盘榨汁机压榨时作用时间短，对浆状物料的夹持性能差，排汁面积相对较小，排汁孔大，因此不适用于家庭水果榨汁。2）带式榨汁机带式榨汁机的工作原理是利用两条张紧的环状网带夹持果糊后绕过多级直径不等的榨辊，使得绕于榨辊上的外层网带对夹于两带间的果糊产生压榨力，从而使果汁穿过网带排出。带式榨汁机具有结构简单、工作连续、生产率高、通用性好、造价适中等特点，但带式榨汁机的主要缺点是榨汁作业开放进行，果汁易氧化褐变，卫生条件差；排汁不畅；网带孔隙易堵。3）压板式榨汁机压板式榨汁机配置一个工作时旋转的圆柱形机筒，机筒的柱面上开有长缝用于汁液透过，机筒轴心装有一双向丝杠，丝杠上的转动带动机筒两端的圆形压板相向移动。压榨时物料用泵充入机筒内，压板由两端向中间移动挤压机筒内的物料，汁液通过机筒壁上的长缝排出，压榨结束渣从机筒中部的开口排出。但压板式榨汁机的压榨力较小，汁液的透过面积较低 5。2.3 对新型榨汁机设计的一般要求目前我国的榨汁机普遍存在着出汁率低、出汁不清等问题，迫切需要进行结构改进和技术提高。 因此，新型榨汁机设计必须建立在提高工作效率，增加出汁率，提高果汁质量的基础上对原榨汁机在先前技术上的改进。同时还要尽可能使操作简单满足不同年龄段的消费者，并保证操作的安全性。在经济合理的前提下考虑能够实现综合利用，一机多用。与其他榨汁机产品相比，要求做到坚固耐用，安全可靠，使用维修方便。在满足设计技术要求的前提下，尽可能提高产品和零部件的标准化、系列化和通用化程度。2.4 榨汁机的发展前景同咖啡机、面包机、煮蛋器这些西式小家电一样，榨汁机相对传统的生活必需品而言，更多的价值体现在人们对精致生活的追求上。据了解到，目前榨汁机的消费群体主要有两类：一类是有孩子或老人的家庭，孩子容易挑食而老人牙齿不好，自己榨果汁可以满足他们摄入足够的营养；另一类是追求时尚及生活品位的年轻人，榨汁机满足了他们崇尚个性口味的需求。随着生活质量的提高，消费者的心态由最基本的生活需要开始向营养健康的品味生活过渡，这为榨汁机更加普及提供了可能。据国家统计局资料，全国食品工业总产值 1995年已上升为全国各行业之首。食品工业 16的可持续发展必然带动食品机械行业的发展，据统计 1999年，全国专业食品加工机械约有2300多种已成机械工业的十大产业之一 4。据业内专家预测，中国小家电市场前景广阔，随着人们生活水平的提高，中国榨汁机市场会有很大的市场空间。3 离心式榨汁机的总体设计方案本次设计的是一种集智能化，自动化、高效化、小型化、简单化、环保化为一体的较先进的离心式榨汁机。整个装置的动力源采用一个 250W的单相串激式电动机，空载转速是19000r/min。3.1 榨汁机的基本结构整机由榨汁机壳体、榨汁部件和电动部件三大部分组成。3.1.1 榨汁机壳体榨汁机壳体由端盖、离心外壳、电机外壳、底座、果汁杯、果渣盒等组成。端盖、果汁杯、果渣盒均由透明聚碳酸酯塑料制成具有强度高、耐冲击、不易碎等特点。离心外壳、电机外壳、底座则由工程塑料 ABS 制成，其特点是无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好。叶片榨汁刀安装在榨汁杯中央，用高铬不锈钢制成，刀轴下端装有斜齿轮轴伸，与电动机输出轴连接。3.1.2 榨汁部件榨汁部件由粉碎刀片、金属过滤网等组成。刀片内有锋利的刀孔，经实验证明这种刀片能够更好地削碎水果。刀片由高铬不锈钢制成，采用斜齿轮轴伸与输出轴连接。3.1.3 电动部件电动部件主要是为榨汁机提供动力，有 250W单相交流串激式电机、输出轴、电机外壳、底座和电源开关等组成。串激式电机的结构如图 1所示。整机由转轴、定子、定子绕组、转子、转子绕组、换向器和炭刷等组成。串激式电机的典型的特点是功率大、效率高、转速随负载力矩变化而变化，当负载减小时，串激式电机转速增加，最高可达 19000r/min左右。为避免转速过高造成电机烧坏，一般不允许空载起动，同时也不宜加入太多水果，以免使电机超载而温升过高 8。3.2 离心式榨汁机的工作原理离心式汁机可对果糊产生很高的离心力，可更好地完成水果和蔬菜的榨汁作业。离心榨汁机的主要工作原理是先利用刀片将水果片粉碎，然后利用高速旋转产生强大的离心力来分离果汁和果渣，果汁透过回转篮的金属网而流入果汁杯，果渣则被离心力甩出回转篮而进入果渣盒，它的工作流程是原料选果清洗榨汁破碎离心过滤果汁和果渣。 3.3 总体设计要点1） 电动机的选择2） 榨汁部件的设计3） 榨汁机壳体的设计4 电机的选择4.1 电动机的选择要求合理的选择电动机是正确使用的先决条件。选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择得不合适，轻者造成浪费，重者烧毁电动机。选择电动机的内容包括很多，例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等，但是结合榨汁机的具体情况，需要选择的通常只是功率、转速、等几项比较重要的内容，因此在这里介绍一下电动机的选择要求。电动机类型的选择要从负载的要求出发，考虑工作条件，负载性质、生产工艺、供电情况等，尽量满足下述各方面的要求：1）机械特性由电动机类型决定的电动机的机械特性与工作机械特性配合要适当，机组稳定工作；电动机的起动转矩、最大转矩、牵入转矩等性能均能满足工作机械的要求。2）功率 18电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。避免出现“小马拉大车”现象或“大马拉小车”现象造成不必要的损失和浪费。3）转速电动机的转速满足工作机械要求，其最高转速、转速变化率、稳速、调速、变速等性能均能适应工作机械运行要求。4）运行经济性从降低整个电动机驱动系统的能耗及电动机的综合成本来考虑选择电动机类型，针对使用情况选择不同效率水平的电动机类型；对一些使用时间很短、年使用时数也不高的机械，电动机效率低些也不会使总能耗产生较大的变化，所以并不注重电动机的效率：但另一类年利用小时较高的机械，如空调设备、循环泵、冰箱压缩机等，就需要选用效率高的电动机以降低总能耗 7。5）价格低廉在满足工作机械运行要求的前提下，尽可能选用结构简单、运行可靠、造价低廉的电动机。4.2 电动机类型的选择家用食物加工用器具，如食物拌碎器、碎肉机、水果榨汁机、打蛋机、切片机等要求高起动转矩、高转速、体积小、结构简单，最适宜选用单相串激式电动机驱动。这类电动机的特点为额定转速一般超过10000r/min，短时定额或周期工作定额；结构特点为无外壳，而利用器具的外壳防护，电动机的防护型式为IP00，端盖简化成支架形式，通常用铸铝做成，依靠支架上的螺孔安装。电动机的功率一般在30250W之间。输出功率为90W以下，一般为自冷，90W以上采用轴流式风扇冷却。为了降低成本和减小噪音，常采用含油轴承。电动机的轴伸需与主机的驱动部件相配，一般采用斜齿轮轴伸。下表1为家用榨汁机常用单相串激式电动机的技术数据。表 1 家用食物拌碎器用单相串励电动机技术数据型号 电压(V)频率(H2)空载 负载测试电压(V)电流(A)转速(r/min)转速(r/min)电流(A)输出功率(W)效率()HCB5420HCB520AHC76-402201202205060502201202200.330.650.722300023000190001500015000100000.601.12.55555250454548HL-2AHL-3AHL-3BHL-4240220220220505050501101101101100.150.30.180.2510000190001400021000105001200010500128000.350.950.450.85单相串激式电动机主要使用在要求转速高（400025000r/vmin） 、起动转矩大、且体积小的场合。典型的用途是作为电动工具、拌碎器、吸尘器风机、家用缝纫机、医用离心机等工业机械及日用电器的动力。在结构上，单相串激式电动机一般由端盖、机壳、定子铁心、钉子绕组、换向器、电刷装置、电枢、风扇、转轴等主要零部件组成。通常定子铁心做成凸极形式，多为两极。定子绕组为集中绕组。单相串激式电动机的结构与直流电动机的十分相似，主要的差别在于单相串激式电动机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流电动机的磁场既可以叠压而成，也可以做成整体结构。由于交流绕组存在电抗，在功率、电压及定、转子铁心相同条件下，单相串激式电动机的定、转子绕组匝数比直流电动机的要少 7。1）主要技术指标单相串激式电动机主要技术参数包括：额定电压U n（V） 、额定功率P n（W） 、额定转速Nn（r/min） 、额定频率f n（Hz） 、堵转转矩T k（倍） 、堵转电流I k（倍） 、额定电流I n（A） 、效率（%） 、功率因数cos等。单相串激式电动机的主要性能数据见表2表 2 单相串励电动机主要性能转速（r/min）6000 8000 12000功效 cos 堵转 堵转 效率 cos 堵转 堵 效 cos 堵 堵 20率(W)率( ) 转矩(倍)电流(倍)() 转矩(倍)转电流(倍)率( )转转矩(倍)转电流(倍)16 42 4325 47 484840 52253 5360 56 5835690 59 60 584.5120 610.862.5620.9060180 62 64462250 640.85660.8764370 66368 66550 68 70 680.9277750 700.8244 1100 710.8455 单相串激式电动机无论是从机械特性还是经济方面都适合本次设计的要求，因此可选择用HC76-40型号的电动机 7。4.3 电动机额定功率的确定经与同类榨汁机相比较得出，当榨汁机正常工作，转速n达到8000r/min以上的时候，榨汁机的离心效果明显改善，又查资料知道植物细胞壁的纤维丝抗拉强度为810MPa,将各种不同功率的电动机进行比较，得出结论转矩大于200 的电动机符合榨汁机的要求，mNA根据公式 3，其中P为功率，单位为W； 为转矩，单位为 ；n为转速，单位9.54mn为 ；将以上数据带入得：/ir0.280/in167.9NrPA我们可以选择单相串激电动机HC76-40型号，它的功率为250W，在正常工作时，它的转速达到10000r/min，扭矩达到240 200 ,满足使用要求。所以我们选择的电动mNA机的额定功率P为250W。5 榨汁部件的设计榨汁部件的主要组成部分是回转篮。回转篮主要是由金属滤网、切削刀片以及与斜齿轮轴伸相配合的底部的斜齿。我们经过初步实验得出，回转篮上部金属滤网的斜度为 的5。时候，可以很好的将果汁和果渣分离。设计回转篮底部斜齿的时候，根据以往经验以及查照相关资料，我们取斜齿的比例为 1：4。回转篮的主要作用是在开启榨汁机后，电机带动回转篮高速旋转，榨汁机就是利用回转篮底部的切削刀片将水果片切成小碎片，然后在高速旋转的离心过成中将果渣和果汁分离开来，离心过程中果汁透过金属网进入回转圆腔流入果汁杯，果渣则被甩出回转篮而落入果渣盒中，我们还考虑了金属滤网的强度是否满足要求，以及切削刀片的选择，它与离心外壳的配合和它与电机驱动元件斜齿轮轴伸之间的配合，以及切削刀片的安装问题。图 1：回转篮图 2：金属滤网（放大 10 倍） 226 榨汁机壳体的设计6.1 榨汁机壳体材料的选择我们设计端盖、果汁杯、果渣盒的时候，采用的材料是聚碳酸酯塑料，这种材料具有优良的工程性能，密度为 本色微黄，呈透明或半透明状，着色性好，不易老化。31.2/kgm聚碳酸酯的重要机械性能是刚而韧，无缺口冲击强度在热塑性塑料中名列前矛。聚碳酸酯的成型零件可以达到很精密的公差，并在很宽的温度保护范围内保持其尺寸稳定性，成型收缩率为 0.5%0.7%，膨胀系数低。最高使用温度可达 。热变形温度为 135143135C。，当用玻璃纤维增强后，热变形温度可提高到 150160 。聚碳酸酯的缺点是有一定的C。 。吸湿性，正常使用下吸湿率为 0.15%，在室水中吸湿率为 0.35%，在沸水中吸湿率为0.85%，在 60 以上的水中会导致开裂而失去韧性。在水蒸气中反复蒸煮 100 次后，它的。物理性能会显著下降。由于以上特性，聚碳酸酯在食品机械中常用来制造需要承受冲击载荷的食品模具和托盘，具有良好的使用性能。例如，饼干机上的冲压模和辊印模，巧克力浇注成型托盘等。还可以用来制造其他各种饮料器具、容器、离心分离管、泵叶轮等。而设计离心外壳、电机外壳的时候，我们采用了工程塑料 ABS，其优点是无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好，在低温条件下抗冲击和机械性能较好，使用温度范围大（-40100 ） ，因此应用广泛 1。C。6.2 榨汁机壳体的设计榨汁机的壳体主要包括端盖，回转篮，离心外壳，电机壳体，底座，盖锁，果汁杯，果渣盒。设计这些壳体的时候我们遵守了模具设计准则，同时考虑了模具的设计制造及加工问题。这样更有利于榨汁机的生产，并减少了制造成本。6.2.1 端盖的设计设计榨汁机的时候，我们主要考虑了进料口与回转篮之间尺寸的关系，这样可以使得水果片更彻底的切削破碎，使得物料的离心更加充分；然后我们考虑了端盖与离心外壳的配合问题，这样使得榨汁机的结构更加紧凑，更加家庭化，小型化。榨汁机的端盖和离心外壳构成离心室，分离果汁的离心运动便在离心室中进行，端盖上设有进料口，榨汁前，先将水果切成小片以便可以从进料口进入离心室中做离心运动，将水果片从进料口投入，然后用推料杆将水果片紧压在圆形切削刀片上，刀片将水果片切成碎片，我们称其为物料，这时物料在离心室中做离心运动，由于质量大的离心力也大，故随着离心运动的进行，质量大的随着回转篮想高处运动，然后慢慢的甩出回转篮，落到果渣盒中，而果汁透过回转篮进入到回转圆腔，然后随着离心运动的进行留入果汁杯。至于壁厚我们设计为 2mm,这样就可以满足我们的基本要求了。端盖的结构如图所示：图 3：端盖6.2.2 离心外壳的设计离心外壳可以说是榨汁机最重要的部分了，它包含了榨汁机果汁和果渣的出口，上面提到了果渣随着离心运动的进行被甩出了回转篮，甩出回转篮后，它并不是甩的到处都是，而是被甩到了果渣盒中，因而怎么被甩进果渣盒中就是设计的重要部分了，所以设计端盖的时候我们设计了一个圆梯形挡板，同时在离心外壳上设有开口，果渣盒就放在开口的下面。这样就可以限制果渣的运动，而让它落到果渣盒中。还有就是果汁的出口怎么设计的问题，当物料进入回转室后，做离心运动，在离心过程中，果汁脱离物料而透过回转篮进入回转圆腔，在回转圆腔的底部我们将其设计成螺旋状，并在一端开有圆形小口，这样果汁可以随着离心运动的