【螺杆式甘蔗榨汁机的设计15000字（论文）】

螺杆式甘蔗榨汁机的设计摘要本次课题主要设计一款能够充分榨取甘蔗汁液的螺杆式甘蔗榨汁机。该榨汁机拟实现的功能特点为榨汁充分，减少浪费，结构简单便于操作且通用性能好，便于清理残渣，噪音小，使用寿命长，同时具备密封良好，卫生环保的特点。所以目前社会研究出新型，螺杆式甘蔗榨汁机，会促进甘蔗的榨取量的增加，对相应的工作者和购买者带来好处。该螺杆式甘蔗榨汁机主要由螺杆榨汁部分和动力传动部分组成，结构简单，榨汁充分，自动化程度高，结构紧凑，应用前景广泛。首先对目前现有的榨汁机进行调查研究，对榨汁的原理结构有了一定的了解后，结合所学知识，针对设计要求，初步确定了结构方案，并对传动系统进行了分配布置，对电机进行选型计算，并对齿轮、带轮等传动件进行校核计算，检查结构的合理性及干涉情况，对结构进行进一步的优化完善，并攥写说明书。【关键词】甘蔗；榨汁；螺杆；传动系统目录TOC\o"1-3"\h\u绪论 71甘蔗榨汁机的发展 71.1螺杆式甘蔗榨汁机的研发背景及意义 71.2国内外甘蔗榨汁机之研发背景 81.2.1国内甘蔗榨汁机现状 81.2.2国外甘蔗榨汁机现状 81.2.3国内外甘蔗榨汁机之现有弊端 91.3压榨机的分类 121.4课题研发的范畴和期望成果 121.4.1课题研发的中心内容 121.4.2预期目标 132设计原理及方案拟定 142.1设计的基本原理 142.2机械系统总体方案的拟定 142.2.1动力系统的拟定 142.2.2传动系统的拟定 142.3机构功能分析 142.4工作原理 153机械传动部分的总体设计 164榨汁机构的设计计算 174.1螺杆螺旋直径和距离的设计 174.1.1螺杆转速的选择 174.1.2螺距的选择 174.2螺杆轴之强度准确研发 184.3功率的运算 194.4选取电动机 204.4.1选取电动机的消耗功率 204.4.2确定电动机的转速 204.5带轮还有V带研发 214.5.1V带轮的研发主体 214.5.2V带轮之构成 214.5.3带轮之原料选取 214.5.4V带轮之轮槽 234.5.5V带轮之数据范围 244.6V带传动的设计运算 244.6.1选择好运算功率 244.6.2V带带型的选取 244.6.3求得带轮之初始尺码直径同时核对带速 254.6.4选择好中心距a，同时选好V带的基准长度 264.6.5核对小带轮上之包角 274.6.6确定带之根数z 274.6.7明确带之初拉力 284.6.8考虑传动压轴力 294.6.9带轮轴的强度校核计算 294.7齿轮数据运算 304.7.1原料来源、热加工 304.7.2齿根弯曲疲劳强度研究 304.8锥齿轮的研究方案 334.8.1决定齿轮的样式，准确率的程度，原料与齿轮的多少 334.8.2由齿根的弯曲疲劳程度解出实际尺寸 344.8.3根根齿轮表皮面摩擦疲劳程度计算 364.8.4锥齿轮轴的最大变化量研究 384.9同步带及带轮选型计算： 394.10轴承的选型 404.11轴承准确的运算 415机架的设计 426结论 43参考文献 45绪论1甘蔗榨汁机的发展在甘蔗榨汁方面，目前国内也存在着很多种甘蔗榨汁机。但也存在着很多的不足，比如，有的机型榨汁效率低，对甘蔗尺寸大小有局限性，危险系数大。有的则需要手动压榨，费时费力，有的压榨后需人手动取出残渣，过程繁杂，等等。当今市场上的甘蔗榨汁机繁多，但存在着诸多功能不全，工作效率低的问题。可以针对当今市场上甘蔗榨汁机的不足做出相对应的改善，提高工作效率。有一些甘蔗榨汁机榨汁不彻底浪费原材料，这样会造成自身经济损失大；有一些甘蔗榨汁机需要人工压榨手动送料，不仅浪费时间而且工作效率低下；为了迎合目前人们对饮食快捷、方便、卫生环保以及新鲜干净得要求，所以设计一台结构简单，质量好，操作方便，可以实现高效率榨汁、大容量的螺杆式甘蔗榨汁机来弥补当今市场上甘蔗榨汁机的不足是非常有需要的。本次设计就是为了设计一款容量较大、榨取充分的螺杆式甘蔗榨汁机，来填补目前螺杆式甘蔗榨汁机的空白，主要关键就是通过一系列传动机构完成对甘蔗汁液榨取的过程，同时满足整体结构简单紧凑的特点，使机器的体积尽可能的小。1.1螺杆式甘蔗榨汁机的研发背景及意义甘蔗榨汁机做为一种提取甘蔗汁液的设备，所压榨的甘蔗汁液营养非常丰富，汁液中富含非常多人体所需要的蔗糖，维生素、氨基酸等。在现阶段，每家每户的生活段位，与日俱进。我们每个人的家庭，全中国，以及全世界，所有存在的人，都对食品行业的品质，更加上心。我爷爷，奶奶都是如此重视生命的健康。很多食品的价值被不断发掘出来。甘蔗在世界很多地方都有种植，范围非常广，我国的甘蔗种植面积也非常大，种植面积超过了两百万公顷，同时蔗糖的产量也超过了一百五十万吨，而且很多的甘蔗并不用来加工成蔗糖，而是直接进行销售，人们通过获取甘蔗汁液来进行饮用，虽然能获得很大的经济效益，但同时也面临甘蔗汁液提取的问题，人工进行甘蔗汁液的提取费时费力，效率很低，因此急需设计一种能高效环保对甘蔗汁液进行提取的甘蔗压榨机，这样不仅能够给农民带来巨大的经济效益，还能给消费者带来新鲜干净、美味可口的甘蔗汁，因此设计一种操作简单、应用方便快捷的甘蔗榨汁机将变得非常有意义。目前市场上大多数的甘蔗榨汁机多为手动进行榨汁，手动甘蔗榨汁机机械结构简单，但必须通过人工来进行压榨操作，不能实现自动压榨，给操作者带来不便，具有一定的安全隐患，而双辊的压榨对两压辊得间距控制方便，但压榨率低，压榨质量较差，而五辊得甘蔗榨汁机则结构过于复杂，制造成本高，不利于大范围推广应用。目前市场上大多数榨汁机一般通过辊筒对甘蔗进行压榨实现汁液的提取，辊筒的压榨方式具有较大的缺陷，很难对甘蔗进行充分以及连续的压榨，压榨的效率普遍较低。而通过螺旋对甘蔗进行压榨不仅能大幅度提高甘蔗压榨的充分性，还能大大降低压榨机自身的结构复杂性，对减少机构，降低制造成本起到非常重要的作用。本次课题所研究的螺杆式甘蔗榨汁机传动系统简单，机构简单，运行稳定、安全可靠，且制造成本较低，同时榨取充分高效，有效避免浪费。1.2国内外甘蔗榨汁机之研发背景1.2.1国内甘蔗榨汁机现状目前我国的甘蔗榨汁机主要有以下几种类型，立式的甘蔗榨汁机，类似于立式的饮料灌装机，这种机构简单相对简单，体积较小，移动方便快捷，但由于其压榨效率很低，仍然还不能达到相应国家所要求的，甘蔗榨汁机，种类的表现类型是:立体式的甘蔗榨汁机，类似冰淇淋商场的，立体式冰淇淋，灌箱机。虽然该类机械上手难度比较底，单次只能让一人操作，摆放所需面积小，也比较容易好上手。但由于不能满足产量较大的情况，因此这种机器市场上应用较少，而且内部结构较难清洗，卫生环保性较差。还有一种压榨机类似与果汁压榨机的结构，通过螺旋对甘蔗进行挤压实现压榨，在进行压榨前对甘蔗进行切块，虽然压榨较为充分，但需要其他工序对甘蔗进行切块，不符合方便快捷的要求，因此也并不常见。目前市场上大多数甘蔗压榨机为压辊式的，按其压辊的数量分为两辊压榨机、三辊压榨机以及五辊压榨机，两辊的结构相对简单，但由于其压榨不是很充分，压榨效果一般，原材料浪费较多不适用于大容量压榨，因此应用较少，而三辊压榨机和五辊压榨机则应用较为普遍，因为其压榨效率高、压榨充分而应用广泛，市场上应用比较普遍。1.2.2国外甘蔗榨汁机现状国外的甘蔗榨汁机多数为大型甘蔗榨汁机，研究较多的为四辊和六辊的榨汁机，这种机型容量大，压榨充分，效率高，且国外的甘蔗榨汁机的研究主要几种在甘蔗产量较多的东南亚国家，而甘蔗榨汁机科技含量较高、技术最先进的则是澳大利亚及德国等发达国家，我国也采购一些外国的先进设备，但由于其甘蔗直径差异存在着较多的问题和缺陷。1.2.3国内外甘蔗榨汁机之现有弊端由于我国的甘蔗榨汁机的研究落后于发达国家，因此无论是从技术和还是稳定性等都与发达国家的甘蔗榨汁机存在着较大的差距，目前我国市场上的甘蔗榨汁机或多或少存在着一些问题，阻碍了甘蔗榨汁机的推广应用。主要存在的问题有以下几点。(1)容易卡机。由于甘蔗尺寸不一致，因此经常造成卡机等现象，造成电机超载或者烧坏电机的现象。(2)榨汁不卫生。压榨过的甘蔗残渣直接排出机体，对环境勿扰较大，不适用于对环境卫生要求较高的九八、茶餐厅等场所，同时还能招来苍蝇蚂蚁等，严重影响环境卫生。(3)产量低、噪音大。不能实现连续压榨，压榨不充分，浪费多，传动结构复杂，噪音大。室内声音比较宁静的地方不能使用。(4)通用性差；材质不牢固，强度低，易损易坏，压辊经常需要更换。(5)自动化程度低；往往只能实现单一的榨取功能，干净及保鲜效果差，容量较小等缺点。所以当务之急是研发出一种新型，甘蔗榨汁机以满足所需求：操作三螺旋机构来，榨取甘蔗汁，以达到所需榨出甜味的，甘蔗汁。同时将机械本金减少、易轻巧、机械体积少、上手易熟，因此所需研制本金不高，同时达到，甘蔗榨出量多，不浪费，营销利益最大化。入料口和管道与甘蔗汁液接触的零部件均采用食品级不锈钢进行制作，不仅耐用还卫生；外罩仅留入料口、出渣口的取液处，密封完全，可以做到将空气中的部分灰尖、异物混到机械内部，以达到榨出来的，甘蔗的榨汁液，干净。同时使机械声音降底，机械要齿轮的传动、带轮传动。1.3压榨机的分类（1）螺旋压榨机螺旋压榨机是种应用比较广泛的连续性压榨机，具有具备螺旋连续进行挤压榨取的特点，因此榨汁充分，效率非常高，不会造成原材料等的浪费，同时还具备传动结构简单、机构紧凑、运行稳定可靠、机器尺寸小、操作维修方便快捷等特点，通常的螺旋榨汁机构如下图1-1所示。

图1-1螺旋榨油机螺旋压榨机通常根据螺旋的数量分为单级螺旋压榨机和双级螺旋压榨机两种规格，单级螺旋压榨机一般只有一个用来压榨的榨膛，双级螺旋压榨机则通常设置另外一个榨膛对压榨物料进行初步的一级预压榨。通常压榨螺旋轴由多个榨螺和隔套安装在轴上组成和螺旋轴。一般情况下，单个螺轴的结构如下:尺寸固定的螺距、深度也固定，并且单个轴上每个相应的，螺距在一步步变短。同时每靠近出榨处，螺距变近，螺纹长度也在减少。这样才使得榨膛的容积处于不断减少的过程，随着物料从进料口向出料口推进，物料所处的压力也在不断的增大，因此在螺旋的作用下实现压榨的功能，从而将压榨的油或者果汁压榨出来。大型的螺旋压榨机的榨膛内部还设置有刮刀，且刮刀口的方向深入榨膛，同时每个刮刀口对准每个隔套，这样就能有效防止待压榨的料坯在榨膛内进行打滑旋转，同时还能避免料坯往回跑，这样就能调节出厚薄，从而对应的对榨膛的压力进行控制，还能够有效的降低残油率。此外,大型的螺旋压榨机还可以配合其他预处理设备进行压榨，可以预先对待压榨的物料进行切碎、蒸煮等处理，从而有效提高压榨的效率。一般都是将准备好压榨的，螺杆式甘蔗榨汁机由高的相应部分压力，榨取，从而把甘蔗榨出来的汁液又投到机器里，做多次柞取。成对物料的榨取，而压榨的容量大小与榨膛的容量及螺旋的大小相关，榨膛和螺旋越大，榨取的效率越高，生产能力也更大。螺旋压榨机能够实现连续压榨，传动效率高，能耗较低；但也有其缺点，榨膛内的榨螺及刮刀等零部件容易磨损，需要及时对其进行更换。螺旋压榨机通常由锥形状的筛桶、榨取螺旋轴杆以及驱动动力装置等机构组成。通常情况下，筛桶所拥有的尺寸是0.5mm,直径大小根据待压榨物料的不同进行选择，同时筛桶必须具备足够的强度来应对物料的挤压。螺旋通常做成锥形形状，并且对应的螺距也根据筛桶的不断深入螺距也不断变小，螺旋的直径也不断增大，因此筛桶与螺旋之间的间隙也不断变小，螺旋通过在筛桶中的不断旋转，从而使得物料在筛桶和螺旋之间不断受到挤压，通过螺旋的不断挤压，可以使得物料受到挤压的强度能够达到1.2MPa。挤压的过程中油汁可以从筛桶的周围所开的筛孔中进行流出。压榨机的压榨效率与螺旋以及筛桶两者之间的容积大小有关，容积越小，压缩比也就越大。因此，压榨机的压缩比越大，则物料的榨取油汁也就越多，不过随着榨取油汁越多，榨取的油汁质量也会相应的下降。同时螺旋压榨机的螺旋也可以设置成两段，第一段螺旋作为喂料螺旋，第二段螺旋作为压榨螺旋。前端的喂料螺旋的直径大小不变，螺旋的螺距距离不断减小，喂料螺旋的主要作用是来实现对待榨取物料的推进和首次挤压；压榨螺旋则通常设计成锥形形状，螺旋的螺距和筛桶随着进料的深入两者之间的间隙也不断减小，压榨螺旋的主要作用是实现对物料进行压榨。同时螺旋和筛桶之间还设置有一个空挡，当螺旋向相反方向运行时，可以带动压榨的物料进行翻身动作，从而进一步提高压榨率。（2）离心压榨机离心压榨机的主要工作原理是通过离心力对待压榨的物料进行连续不断的压榨的压榨设备，通常用来对家用的水果和瓜果蔬菜的进行压榨，这种压榨机尺寸较小，功率低，有的为手动进行压榨，主要通过中心位置的刀具不断高速旋转实现对水果及蔬菜的压榨，从而获得新鲜的果汁和蔬菜汁，在家庭中应用非常广泛，不太适用于对甘蔗等大型物料进行压榨。离心压榨机由于其高速的旋转能够实现对水果及蔬菜进行连续、高效地榨取，从而获得优质新鲜的果汁以及蔬菜汁，但由于其压榨不是很充分，所以压榨后的残渣中还存在一定为压榨充分的汁液，需要通过其他压榨设备对其进行进一步的压榨，实现水果及蔬菜的完全压榨。（3）轧辊压榨机轧辊压榨机通常是两组或者更多的压辊来实现对待压榨物料的榨取，这种轧辊式的压榨机一般具有三组成三角形排布的压榨辊，三组压榨辊之间通过电机提供动力，并通过相互之间的齿轮啮合进行传动，从而实现各个压榨辊的转动，使得待压榨物料在压辊之间进行传送压榨，压辊之间的距离通常也是可以调节的，通过调节他们之间的距离，可以实现对不同尺寸大小的物料进行压榨，在进料口的位置的压榨辊通常成为进料辊，通过进料辊的转动将物料往里面带动，实现物料的进料，中间的辊子为压榨辊，压榨辊通常还设置有弹簧或者其他外力对其及进行施压，从而产生必要的压榨力，更好的对物料进行压榨，尾部的压辊则一般成为排料辊，在排料辊的转动作用下，将榨取后的残渣通过排料辊进行排出，三组压辊实现其各自对应的功能，从而实现对物料的压榨，这种轧辊式压榨机的通常用于对杆状类的植物进行压榨，在压榨甘蔗和广桔等应用较为普遍。1.4课题研发的范畴和期望成果1.4.1课题研发的中心内容我国的甘蔗种植面积也非常大，种植面积超过了两百万公顷，同时蔗糖的产量也超过了一百五十万吨，而且很多的甘蔗并不用来加工成蔗糖，而是直接进行销售，人们通过获取甘蔗汁液来进行饮用，虽然能获得很大的经济效益，但同时也面临甘蔗汁液提取的问题，人工进行甘蔗汁液的提取费时费力，效率很低，因此急需设计一种能高效环保对甘蔗汁液进行提取的甘蔗压榨机，本次设计的甘蔗榨汁机具备高效，榨汁充分，卫生环保的特点，这种甘蔗榨汁机榨出来的甘蔗汁不仅绿色环保，而且营养丰富。本次设计的螺杆式榨汁机不仅适用于蔗糖工厂等，同时也适用于冷饮店、水果店、车站以及餐厅等公共场所。1.4.2预期目标(1)外形美观，传动结构紧凑，使用操作简单明了，清洗维修方便，榨汁的量非常多，把甘蔗汁液的能收益保持稳定，机械装配轻巧利于每个人上手使用。(2)传动效率高，能耗低，噪音低，整体尺寸体积小，大部分的地区都可使用，使用后可快速解决甘蔗垃圾，机器操作的有效周期久。(3)甘蔗渣和甘蔗汁可以实现自动分离，且甘蔗渣能自动排出，甘蔗汁从出口排出，无残留，能及时饮用，确保甘蔗汁的新鲜程度，密封良好，保证甘蔗汁液的卫生环保。(4)甘蔗榨汁机具有通用性，可以同时适用于其他多汁的杆状水果以及水果进行榨汁，实现一台榨汁机多种用途，提高机器的兼容性。这样不仅能够给农民带来巨大的经济效益，还能给消费者带来新鲜干净、美味可口的甘蔗汁。2设计原理及方案拟定2.1设计的基本原理该设计通过对市面上的螺旋式，甘蔗榨汁机的结构为基础，对榨汁机构进行了改进，主要是通过对传动装置的部分进行了改进，使得传动部分更加紧凑，布置更加合理，效率高，能耗低。当获得甘蔗时，然后把一根根的甘蔗塞到机器的入口处，接着操动螺杆把一根根的甘蔗运到将榨汁处碾碎。榨汁步骤中是机械运用电动机控制相反方向的两个并列螺杆分别将甘蔗来榨出甘蔗汁液，最大化获得甘蔗汁液，接着把甘蔗汁液流到过滤网接着清洗，最后流到装甘蔗榨汁液的容器里面，剩下的残渣通过排出口流出，我们购买后喝到的就是非常醇厚的香甜汁。2.2机械系统总体方案的拟定2.2.1动力系统之拟定电力系统的构成如果根据种类来划分，主要有以下几种:热力发动机、水力发动机、风力发动机等等，螺杆式甘蔗榨汁机电力小，组成机件不复杂，机器没有固定尺码数据标准，同时所需要的电力核选择类型品种广泛，综合比较后发现两个和三个的互叉式电动机是最棒的源动力导出机械设备。2.2.2传动系统之拟定传动装置的动零件，具体的各异的组成是:机械带传动，机械的链传动，还有相关齿轮的传动，最后是蜗轮蜗杆的传动。主要是这几种。螺杆式甘蔗榨汁机，它主要的机械传动构造是一种复合的，机械传动构成。结合机械带传动，机械的齿轮传动，还有锥齿轮的传动，最后是螺旋机构这些传动系统，最终达到将螺杆式甘蔗榨汁机机械运传的目标。2.3机构功能分析通过参考文献研究国内外自动螺杆式甘蔗榨汁机相应的结构机构分析，将螺杆式甘蔗榨汁机构主要分为螺旋榨汁部分以及切碎机构部分，分别由三螺杆机构，带传动，锥齿轮换向机构及齿轮减速机构等来实现其功能。本次设计的螺杆式甘蔗榨汁机机构由螺旋榨汁机构，带传动，锥齿轮换向机构、齿轮减速机构等组成。1.螺旋机构：由两对并列的螺旋滚筒对切碎后的甘蔗块进行螺旋式挤压榨取，这样能够充分实现对甘蔗汁液进行榨取，大大提高了榨汁效率，同时还能够通过螺旋机构将榨汁后的甘蔗渣向两端排出，这种机构具有结构简单、运行稳定、密封性好、操作方便、维修容易、效率高等优点。2.带传动：利用带传动的优点，将动力从电机传动到各个机构。带传动根据松紧在相应的带轮之上的柔软性带，进行机械运动和机械动力传递，是一种种机械式传动。由于机械的传动规则，存在很大差异。机械的靠皮轮带跟，机械间带轮相互关系中，机械摩擦力的运转，自然是由机械背带，跟机械带轮构造的，齿作用之间啮合传动的，之相互不断的运转。带传动一般特性有:构造不复杂、机械传动比较稳、不仅可以缓冲吸振，同时在比较大的，轴间距与多轴之间的机械传递动力，该成本非常底，润滑自有，机械保护简单等特性，因此近代目前的，机械传动有着大范围使用。3.齿轮减速机构：通过连续两组齿轮大小不一样的齿轮，实现对电机转速的减速，达到增扭降速的作用，从而为后续的各个功能模块提供动力，两组齿轮减速机构分别位于螺旋滚筒的两侧，占用空间少，结构非常紧凑，布置合理。4.锥齿轮机构：利用锥齿轮传动，将动力传递方向换向，更好的节约空间，使得结构更加紧凑，机器小型化。2.4工作原理螺杆式甘蔗榨汁机构主要分为切碎部分，螺旋榨汁部分，其中切碎部分和螺旋榨汁部分由电机提供动力。电机输出轴连接主动带轮后带动被动带轮旋转，被动带轮通过轴带动轴另一侧的小齿轮进行转动，同时小齿轮通过啮合将动力传递给大齿轮，大齿轮再带动同一轴上的同步轮进行转动，同步轮通过同步带带动上面的同步轮进行转动，同时驱动螺旋轴进行转动，螺旋轴上同时安装有直齿轮和锥齿轮，直齿轮通过啮合带动并列的另两根螺旋轴进行转动，从而实现三根螺旋轴的两两相反转动，完成甘蔗的榨取，锥齿轮则通过换向带动垂直方向上的锥齿轮轴进行转动，并设置一组增速齿轮机构带动切刀轴进行转动，从而带动切刀飞速抓转动完成对甘蔗杆的切碎动作，将甘蔗杆切碎成甘蔗块，为下一步更好的榨汁充分提供基础。这样，就实现了对甘蔗从切碎、榨汁的过程，实现了高效充分榨汁的功能。整体结构简单，榨汁充分，自动化程度高，结构紧凑，传动合理可靠，操作简单，高效，能完成预计的工作目标，机器过程中，运行稳定，无过大噪音，机器整体大小尺寸适中，应用前景广泛。3机械传动部分的总体设计传动系统主要分为切碎传动系统及螺杆榨汁传动系统，通过电机对各个机构进行动力输送，电机输出轴连接主动带轮后带动被动带轮旋转，被动带轮通过轴带动轴另一侧的小齿轮进行转动，同时小齿轮通过啮合将动力传递给大齿轮，大齿轮再带动同一轴上的同步轮进行转动，同步轮通过同步带带动上面的同步轮进行转动，同时驱动螺旋轴进行转动，螺旋轴上同时安装有直齿轮和锥齿轮，直齿轮通过啮合带动并列的另两根螺旋轴进行转动，从而实现三根螺旋轴的相反转动，从而完成甘蔗的榨取，两侧的锥齿轮则通过换向带动垂直方向上的锥齿轮轴进行转动，并设置一组增速齿轮机构带动并列的三组切刀轴进行转动，从而带动切刀飞速转动完成对甘蔗杆的切碎动作，将甘蔗杆切碎成甘蔗块，选用电机为Y型全封闭笼型三相异步电动机。具体结构如下图3-1所示。图3-1机构简图1-电机2-V带轮Ⅰ3-V带4-V带轮Ⅱ5-螺杆16-螺杆27-螺杆38-齿轮19-齿轮210-齿轮311-锥齿轮112-锥齿轮213-齿轮414-切刀15-齿轮516-进料口17-过滤网18-汁液存储箱4榨汁机构的设计计算4.1螺杆螺旋的直径与距离设计螺杆构造的简图是下图4-1。图4-1螺杆构造的简图4.1.1螺杆转速的选择因为该螺杆工作的性质，根本归于压榨的范畴，所以转速不高。根据榨油机、油料化机，还有食品的榨汁机，最后选择n=180r/min。4.1.2螺距的选择初选螺距，t=25mm。物料移动速度(m/s)计算：v===0.054m/s（4-1)螺旋式连续的榨汁机，相应的生产效果图公式是：G=3600FvρΦ(kg/h)(4-2)运算中：G—生产率,该设计的选择是G=500kg/h；F—螺杆的螺旋的入料，之断面的面积是(m2)；ρ—物料的容积密度，该设计选择ρ=400kg/m；Φ—充入系数,该设计选择Φ=0.2。将数据代入是：500=3600×F×0.054×400×0.2解出：F≈0.032(m)由此螺杆螺旋入料，之断面的面积运算公式：F=(4-3)公式有：d—螺杆螺旋入料之断面的大直径(m)；d—螺杆螺旋入料之断面的小直径(m)；该设计由强度运算有d=0.147m；把相关参数代入有，那么就能够解出：d≈0.25m选择螺杆螺旋入料之断面的大直径d=0.25m。4.2螺杆轴之强度准确研发我设计研究的，这种类型的机械设备:甘蔗榨汁机。由以往经验，轴是不会担任起我们说的弯距载荷。所以使用该方式一开始运算轴的，机械大小直径。最后得到的数据与此无太多差异。轴扭转的强度要求必须为:(4-4)——扭转之相应机械切应力，；——轴承受之机械扭矩，㎜；——轴相对应的机械截面单位，㎜；——轴的机械运动速率，；——周传导的机械功率，;——运算机械轴的大小直径，㎜；[]——固定的机械扭转切应力，;由查机械设计手册的《轴》，固定的机械切应力数据有，四十五号钢[]尺码是25-45；运算后我们得到数据结果为:截面处的大小直径是:四十毫米；所以传递出来的运转功率是二，与此同时，我算了一下，电动机的运传速率是三千瓦；螺杆轴机械运动的转速比运算后有：电动机导出后转速是720r/min，带轮还有齿轮减速机构的减速比是1∶4，所以运算螺杆轴后的一圈转的速度：轴通过一定时间的运动后，它机械转速我算好有=r/min最后经过我的运算后得到，机械轴的扭转应力是：[]最后通过轴的扭转强度分析，我们知道轴已经安全。4.3功率的运算榨汁机之功率消耗主要是两个方面：压缩物料后造成的消耗之功率；把物料运动后消耗之功率。不过同时，将轴和轴承摩擦等后消耗之功率运算到机械效率当中[3]。设压缩物料所消耗的功率为P：P=(1+2+3+…+Z)（W）(4-5)=0.032=1438W式中：——相距螺距大小的差，m；设把物料运转消耗的功率为P：P=mv=(W)(4-6)式中：m——物料之质量kg；t——物料传动的总时间s。而=G(生产能力)v=(4-7)所以：P==(W)(4-8)==293.2w那么消耗的功率是：P=(W)(4-9)==2137.28w式中：——传动效率。所以电动机到工作机之的总共效率7](包含工作的机效率)为[4]：公式里：、、、分别是齿轮传动之轴承，齿轮的传动，还有同步轮，最后是螺杆轴的轴承之效率。取＝0.96、＝0.99、＝0.97、＝0.97则：＝0.96×0.99×0.97×0.97＝0.814.4选取电动机根据确定的数据，选择Y型全封闭的，鼠笼构造的，单数不同步的电动机[5]。4.4.1选取电动机的消耗功率榨汁机要求的，电动机机械输出功率是：P=P=(W)(4-10)==2137.28w4.4.2确定电动机的转速旋转轴之工作的转速是：n=180r/min，由适合的合理传动比要求，带轮和齿轮减速的机构的减速比是i=1：4，所以电动机转速是：4180=720r/min满足技术要求的同步转速是750r／min再由运算出之容量，查找到适合的电动机型号如表1，该技术数据动比的比较情况如下表。表4-1电动机的原始数据`电动机种类固定单位功率电动机运动一圈有多快传动机构的传动比级/千瓦对应的绕圈最大兜圈总传动比1Y50M37507204综合思考后，选择电动机与动装置的尺寸、重量还有传动比，所以选择电动机型号是Y50M。我使用的电动机，它这个无法变动的功率＝三千瓦，最大的兜圈=720r／min，总传动比不大不小刚刚好，运动机械的零件还是不松。4.5带轮还有V带研发4.5.1V带轮的研发主体由带轮之，原始直径，还有带轮的转速这些尺码要求，使用带轮的根本材料，样式模板，轮孔、轮辐，还有最后的轮觳，之数据，公差，当然外面的粗糙极别，最后一些机械的尺码规定。4.5.2V带轮之构成一般取好之，带轮原始成分是HT一百五和HT二百。转速不低我一般使用铸钢，和用钢板压缩之后，再手动焊接好。功率如果不是非常大，我通常使用铸铝，还有一些塑料。因此，选取带轮材料是HT200。4.5.3带轮之原料选取V带轮构造为:轮边边、轮辐，还有轮觳构造成。由轮辐机件的差异，V带轮是分为非空心式，腹板样式，还有不规则的轮辐式。V带轮之，构造类型，和基准直径有联系。小带轮的基准直径。小带轮选择腹板式。图4-2（腹板式）由机械设计手册带轮设计的经验公式，可确定：通过平键触碰的，小带轮与机械轴，由轴的大小直径d为二十毫米，由表GB/T1095-2003知道：b的大小是六毫米、h的大小是六毫米大带轮之基准直径。大带轮也是使用腹板式。由机械设计手册带轮设计的公式，知道：4.5.4V带轮之轮槽图4-3V带轮之轮槽V带轮之轮槽，和取用的V带大小完美匹配。由机械设计的，手册表8-11之数据，可知道：轮槽之工作表皮面的粗糙度是。4.5.5V带轮之数据范围打造出来的，用电气机械固定温度焙烧的，最后做出来的带轮，在轮的边边，中心部件，最后还有轮毂不能存在沙孔，要完整，完美融合；我们规定制造的带轮，应该在不能改变内部应力范围之内，可以对轮边边，不是凹进去的部分，中心部件，还有轮觳相关表面的，一些不完美地方填好。转速如果是最低的，要做到稳重，而一些数据要求看GB/T13575.1-2008法则。4.6.V带传动的设计运算4.6.1选择好运算功率运算的功率通常由运动的功率P，还有机械带传动数据来表明：。我们有，p为三千瓦。表4-3工况系数根据表4-3得：。4.6.2V带带型的选取知道运算功率，小带轮之转速，同时由表4-4有：V带之带型是A型带。表4-4V带带型与功率构造4.6.3求得带轮之初始尺码直径同时核对带速根据1.2有V带是A类型带，接着按照表4-5有：，同时满足。表4-5槽型选型槽型YZABCDEd205075125200355500验算带速要求带速既不能太低同时太高，通常应使，最高不能超过，因此要对带速进行运算。由公式有：，满足条件。运算大带轮的基准直径由公式得。首先是。因此可有。加以圆整后有：4.6.4选择好中心距a，同时选好V带之基准长度确定好中心距中心距太大和太小会造成对应的益害，因此我们由经验通常是初选带传动之中心距是：(4-11)带到数据有：，因此选择计算相应的带长由公式得：查得：考虑中心距和波动界限动力传递，它真实中心距差不多就是:，用a为二百毫米。分析带轮，做出来的不同，有效长度的各异，最大的变化范围。最后研究由带的松弛造成因补充张紧要求，规定中心距之相应变化范围是：4.6.5核对小带轮上之包角一般情况下的小带轮，它的度数，是肯定不会比大带轮上，它的度数大。通过我的研究终于知道。还有一个结论，那就是:小带轮边缘的摩擦力，肯定也是:没有大带轮上的边缘摩擦力大。所以我得到，打滑只能是小带轮。将带传动之上班效益提升上去，我们由公式可以有：(4-12)因为，所以满足条件。4.6.6确定带之根数z由公式知道带之根数z。为保证每根V带平分受力，带之根数要控制少，不能超过10根。不然，选择周长宽度比较大之带型，这样来控制带之根数。已知，查表8-4得。已知和A型带，查表8-5得。查得：于是：(4-13)，所以z=2。4.6.7明确带之初拉力初拉力如果比较小，那么就有:机械传动的功率就小，不会有稳定状态。初拉力如果比较大，就会是另一种:带使用有效期限变短。带会给轴非常高的挤压。在能搞好初拉力前提下，在保证发挥带之传动能力同时，必须保证带之使用周期。只是由V带之初拉力是这个公式来确定：(4-14)表4-6q值的选择带型YEDBCAZq0.0230.9700.6300.1700.3000.1050.060寻求数据4-6解出：q等于一百零五千克每米，同时解出:由数据库4-7解答出。表4-7△F值的选择带型EDCBAZY△F10858.829.42015106（1）重置固定–––V带（2）机械转动–––V带（3）全局最小数据4.6.8考虑带传动之压轴力想研发构造带轮的轴，包括机械轴承，我们先求出带传动对轴的压轴力，当带边缘拉力比可以忽略不计时，我们有:压轴力等于带边缘一开始拉力之总合力来运算，如下：4.6.9带轮轴的强度校核计算因为带轮轴根本没承受主要弯矩载荷，故由该方法一开始估算轴径，收关的研发数据并无异议，机械轴，扭转的强度需求为:(4-15)——扭距–––切应力，；——轴担起的–––扭矩，㎜；——轴的–––抗扭截面系数，㎜；——轴的–––圈速，；——周导出–––功率，;——运算轴外表面–––直径，㎜；[]——可以使用的–––扭转切应力，;由对数据库得到:四十五号钢[]波动界限是二十五至四十五兆帕；运算表皮处直径是三十五毫米；导出功率是根据电动机的，实际导出功率是三千瓦。螺杆轴——转速数据：电机输出之——转速是720r/min，带轮的机械减速机构之减速比是1∶2，所以得到螺杆轴的转速有：轴的转速=r/min综上可得轴的扭转应力为：[]由轴的扭转强度，来运算校核，了解到轴为不危险的。4.7齿轮之数据运算4.7.1原料来源、热加工小的机械齿轮，最后决定用硬度是，为等于二百四十至二百七十的Cr。大的机械大齿轮，使用硬度为二百至二百三十的Cr。外部作用力不发生变化，齿轮的运动比较很低，最终决定把八级的精度作为使用。4.7.2齿根之弯曲疲劳强度研究决定最终的数据是(4-16)外部作用力单位T-转矩-螺旋角1）外部作用力决定为等于一点五2）小机械齿轮运动的变形程度决定3）不同的齿轮，它们的弯曲疲劳强度，最大的值，==380（找到徐锦康主编的机械设计图6.1）4）作用力运动的数量5）弯曲疲劳的使用期限单位，=0.86=0.90（查徐锦康主编的机械设计图6.7）6）操作弯曲作用力方案（决定弯曲疲劳稳定单位，作用力官方单位）所以/=7）对比齿形单位和作用力应最终的单位所以不变的齿轮为:8）运算大小齿轮的同时分别比较(4-17)(4-18)由，最后我们由机械小齿轮给出齿轮根的弯曲疲惫强度方案9）一样的单位与旋转度数单位有等于零点七；等于零点八六。（2）研究方案1）运算齿轮的模数(4-19)K-载荷系数T-转矩-螺旋角2）运算圆周的速度(4-20)3）解出外部作用力单位根据6.2（徐锦康为核心作者的机械设计）有；由、八级精度，根据6.10（徐锦康为核心作者的机械设计）有；齿轮运动为；由6.13（徐锦康为核心作者的机械设计）为。所以外部作用力单位4）最终得到的（取=2）（3）解出齿轮运转的大小数量1）中心部分(4-21)2）不同圆的横向距离，mmmm3)齿距离，mm=～10）mm，=10mm(4)校核齿面碰到的疲劳单位(4-22)不同齿轮碰到的疲惫单位最大数据有，==1170碰到的疲惫使用期限单位，根据6.6（徐锦康为核心作者的机械设计）为:=0.88，=0.92最终得到的可运动的碰到作用力有稳定不危险单位；最后终止范围单位根据6.19（徐锦康为核心作者的机械设计）有:=2.44一样大单方位数据有=0.8原料单位根根6.3（徐锦康为核心作者的机械设计）有:=189.8最后得到:(4-23)碰到的疲惫单位符合规定。4.8锥齿轮的研究方案为了实现压榨机构和切碎机构之间的动力换向，在螺旋轴上同时安装有锥齿轮，锥齿轮则通过换向带动垂直方向上的锥齿轮轴进行转动，并设置一组增速齿轮机构带动切刀轴进行转动，从而实现切碎机构的运动。4.8.1决定齿轮的样式，准确率的程度，原料与齿轮的多少（1）由解决措施，弄成碎片的装置和螺旋轴连接为:直齿圆锥齿轮运转，作用力是；（2）原料根据（徐锦康为核心作者的机械设计）齿轮表10-1使用小齿轮原料四十五号硬度的Cr，加热、高温最终得到硬度是二百五十。大齿轮硬度是四十号硬度的Cr，高温加热最后得到的是硬度二百二十。（3）根据(徐锦康为核心作者的机械设计）齿轮表10-6决定用七准确度率，而把小齿轮的数量定为，所以对应点大齿轮数量是Z1等于二十。真实运动差i等于一。4.8.2由齿根的弯曲疲劳程度解出实际尺寸（1）查数据库（10-27）解出齿轮大小，有:(4-24)1）算出等式里面每一个单位大小。①初决定最大外部作用力②根据方案的差值有:，选取则③解出根据分开锥度数解出恒定齿轮大小:根据（徐锦康为核心作者的机械设计）齿轮表10-17解出齿轮单位数量：根据（徐锦康为核心作者的机械设计）齿轮表10-18解出外部作用力正确单位数据:根据（徐锦康为核心作者的机械设计）齿轮表10-24c有小齿轮和大齿轮，它们的齿根弯曲疲倦最大值为:根据表10-22知道弯曲疲劳单位数量：由弯曲疲惫稳定数，有：最后对比拿最大数据，因此：2）解出齿轮数量(4-25)（2）改变齿轮数量1）圆周的速度ν(4-26)(4-27)(4-28)2）齿距离b(4-29)3）齿高h及齿宽比b/h(4-30)4）解出真实承受的外部作用力KF查表有：查表有，承受最大的力系数：查表有，齿间承受的分配系数：查表有，齿向承受的分布系数：真实承受的外部作用力是：5）解出由真实承受的外部作用力最后的齿轮数量6）部分机械数据:齿的顶高齿的根高齿的顶圆齿的根角顶的锥度数根的锥度数4.8.3根据齿轮表皮面摩擦疲劳程度计算（1）具体传动差值：（2）大端角度圆宽度齿轮中心角度圆宽度（4）锥上面距离（5）齿轮长（6）解出外部摩擦作用力根据（徐锦康为核心作者的机械设计）齿轮表10-25d知道小齿轮、大齿轮，它们各自摩擦疲劳，对应的最大值为:解出外部作用力运动量最终数据为:根据（徐锦康为核心作者机械设计）齿轮表10-23得到摩擦疲劳单位:根据，（徐锦康为核心作者机械设计）齿轮表10-20，所以最终得到范围的单位是因此，（徐锦康作为核心作者机械设计）齿轮表10-5，解出原料的最大程度变化系数根据失败的程度率为％，稳定的单位，最终我们得到摩擦疲惫的外部作用：(4-31)最后得到一个结论，表面的摩擦外部作用完全量多。4.8.4锥齿轮轴的最大变化量研究因为锥齿轮轴根本没有承受太多弯矩的载荷，故由该方式来初步估算轴径，肯定可以把该方法当做最终的成品。机械轴最大限度变化的范围为:(4-32)因此：——扭转外部作用力，；——轴承担的最大力量，㎜；——轴单位体积所承受的力单位，㎜；——轴每分钟传动的圈量，；——周导出来的额定数值，;——解出表面轴的距离大小，㎜；[]——可使用的外部作用力数值，;因此对比机械设计手册《轴》可使用的外部作用力数据库得到，四十五号Cr[]变动界限是25-45；解出表平面的距离为三十毫米；导出的额定功率，根据电动机的传导功率，最后我们得到相应的功率是三千瓦；斛出螺杆轴一圈的运动量：电动机传达的运动量为七百二十转每分钟，带轮和齿轮运动变化量的比值为1:4，最后研究得出，螺杆走一圈的绕量有:轴绕一圈的运动量=r/min研究最后的结果为外部作用力是：[]按规定轴的扭转强度已经计算后得到轴已安全。4.9同步带及带轮选型计算：（1）设计功率根据工作情况查表取1.5（2）带型选择由与带轮的转速查到数据用15M圆弧带（3）带轮齿数z及节圆直径通过要求的带速，并且要求的尺寸通过范围，z最好选择较大的值，查表后如下:15M带，齿数z=28，节圆的直径，外圆的直径（4）带速v（5）传动比主动从动带轮相同，传动比i=1，主动轮和从动轮的型号一致（6）初定中心距（7）初始定带之节线的长度与之齿数(4-33)（8）实际中心距a(4-34)（9）基准额定功率可查表得（10）带宽(4-35)4.10轴承的选型首先齿轮轴从根本上来讲，它只受的外部作用力，因此完全能当做核心的承受外部作用力的载体。从另一个角度来分析，担负起最小的承受外部作用力的载体也无可厚非。该机械的效益足，并且付出的资金是最少的。通过大量的分析与研究螺杆轴的距离，最终决定把6003这个程度的沟球轴运动。一些核心的尺码见下:图4-4深沟球轴承的一些尺寸要求表4-5深沟球轴承6003一些尺码要求d/mmＤ/mmB/mm(min)/mm(max)/mm(max)/mm/mm1730725.038.00.6≈26.9/mmr(min)/mmCr/kN极限转速/(r/min)重量/kg≈85.02190000.0684.11轴承准确的运算最终数据是：如4-6稳定不变的载体研究尺码研究P触碰度ɑ超出数据fp分析数据横向最大值轴最大承受值01.20.16X=1Y=0放入算式中：有：P=2350.8N根据数据库有：如4-7部分承受的压力与最长使用周期的样式规定周期气温单位间隔承受压力轴最大承受值对于球轴承5000h1.00X=1Y=0轴承要求的一些规定动用力