【《马铃薯去皮切片机的三维建模分析案例》4200字】

马铃薯去皮切片机的三维建模分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u1559马铃薯去皮切片机的三维建模分析案例 -1-284001.2筛网的建模 -2-170281.3毛刷辊建模 -3-8861.4机架建模 -3-204861.4.1成型室机架建模 -4-135211.4.2废水收集装置的三维建模 -5-319781.4.3动力安装机架及内部连接零部件建模 -7-326091.5出料收集装置的建模 -9-279401.6清洗装置的建模 -10-297141.6.1喷水口的建模 -10-80831.6.2加压泵的建模 -11-24041.7传动装置建模 -12-162311.7.1工作电机的建模 -12-229541.7.2带轮的建模 -13-209681.7.3轴承座的建模 -15-246551.7.4皮带的建模 -17-1.1推料螺旋杆及刀片的建模马铃薯从进料口送入成型室后首先接触的是螺旋状的上料装置，该装置作用是将土豆往前推动，在毛刷辊的作用下不断被去皮处理。该装置与毛刷辊一起组成了土豆去皮的主要工作部件，推料转置表面设计为摩擦表面，在与马铃薯进行接触推进的同时对其进行摩擦去皮处理。本次设计使用SolidWorks软件进行三维建模。通过拉伸功能对推料螺旋杆进行建模，选定直径为60mm，高度为1800mm，对其进行薄壁拉伸，螺旋杆三维模型图如图7所示。图7螺旋推杆三维模型图接着通过直线扫描功能对上料装置的叶片进行建模。设置叶面草图为轮廓，进料装置主轴中心线为扫描路径。对其进行建模。最后对刀片进行绘制，首先建模单个刀片，接着通过圆周阵列对刀片进行添加，建模出四个刀片圆周排列，刀片之间角度为90度。刀片三维模型图如图8所示。图8刀片三维模型图1.2筛网的建模土豆废皮具有蛋白质等营养价值，可以被回收利用为饲料等产品。因此这里设计筛网对土豆皮进行分离处理。接着对成型室下部的筛网进行建模，该部件主要作用是对马铃薯去皮处理后产生的马铃薯废皮以及废水进行分离清理，将土豆废皮进行回收处理。设计网格为网孔间隙，直径为3mm，通过直线阵列使其分布于整张分离板上，其结构三维图模型图如图9所示。图9分离装置三维模型图1.3毛刷辊建模毛刷辊直接对土豆处理，是对土豆表皮进行摩擦去皮处理的部件，实物设计为硬质尼龙材质，毛辊间隙设计为20mm，并且可以通过设计安装位置来调节毛辊间隙。设计辊体直径为105mm，主轴为30mm。通过圆锥滚子轴承安装在机架上。通过三次拉伸命令创建出三维模型如图10。图10毛刷辊三维模型图1.4机架建模通过对市面上现有去皮机的调研以及需求分析，去皮机机架设计长宽高尺寸在900mm*2550mm*1000m内效率最高。这里经过设计计算，对去皮机选型进行确定。设计机架尺寸在830mm*2520mm*1004mm。接下来对机架进行绘制三维图。整体机架分为两个部分进行设计，分别是成型室机架以及动力安装机架，全机身采用304不锈钢设计，符合食品加工设备要求。成型室机架包括支腿，料筒壁以及进料斗、出料口、废料槽。动力安装机架则包括支撑部分以及安装部分。1.4.1成型室机架建模对成型室机架其进行三维图建模：首先建模出机架支腿，通过拉伸命令对四条支腿进行建模，接着通过拉伸薄壁对机架四周遮挡进行建模，并根据毛刷辊设计安装位置在机架两侧进行打孔定位将毛刷辊进行装配固定。最后绘制出电机安装支架。建模出成型室机架三维模型截面图如图11所示。图11成型室机架模型截面图进料斗是马铃薯原料进入去皮料筒的部件，本设计将其设计在去皮部件上方，方便去皮毛刷辊对其进行定位处理。马铃薯从进料孔进入后受重力影响，落入去皮料筒中，接着在毛刷辊的旋转作用下与毛刷辊进行摩擦接触，对马铃薯进行去皮处理。出料口绘制流程与进料口类似，也是首先绘制出二维图，接着对其进行拉伸处理建模出三维模型图。对进料口以及出料口进行模型建模，草图绘制出二维形状后对其进行薄壁拉伸，选取顶端加盖命令，最后将进料口建模完成如图12。图12进料口三维模型图1.4.2废水收集装置的三维建模本设计在去皮过程清洗喷嘴会对马铃薯进行喷水清洗，因此需设计机构对废水进行收集，本设计采取绘制废水收集装置的方法来对废水进行收集处理。该装置位于机架底部，承接清洗料筒中对马铃薯进行清洗后流出的废水，并设计有转接装置可以直接与水管相连接对废水进行排出处理，对其绘制时首先采取二维尺寸图绘制，接着对其进行薄壁拉伸，顶端加盖绘制出壁厚2mm的废水回收装置，其二维尺寸图如图13所示。图13废水回收装置二维尺寸图接着根据二维图进行拉伸处理建模出三维模型图如图14所示。图14废水回收装置三维模型图1.4.3动力安装机架及内部连接零部件建模接着对动力安装机架部分进行建模，该部分主要作用是用来支撑电机以及带轮传动的主轴，并且安装架上设计有槽孔，可以用来调节轴承安装位置，以起到张紧链轮传动的作用。建模该部件时首先对支架底部支撑进行建模，使用拉伸命令对支腿进行建模，接着通过拉伸平面绘制出支架安装平板，用以固定电机。其结构建模模型图如图15所示。图15动力安装机架支撑截面建模模型图最后对动力安装部分的主轴支架进行建模，同样使用拉伸命令建模出三角支架，这样设计的优点是结构稳定并且占地面积小，质量轻成本低。并且可以充分适应轴承安装的条件，有利用设备正常稳定的运行。通过草图建模出支架形状，接着对草图进行拉伸操作，建模出安装支架，机架厚度设计为40mm。(a)支架三维建模图(a)槽孔三维建模图图16动力安装机架三维图接着在动力安装机架上进行槽孔建模，该设计可以用来安装轴承座，并可根据轴承不同安装位置来实现链传动的张紧，调节较简便。这里对其进行建模，首先以三角架的表面为基准面进行建模，通过草图绘制出槽孔形状，接着对草图进行拉伸切除，绘制出槽孔。初步设计槽孔深度为贯穿支架，这样可以通过螺栓连接对轴承座进行固定，使得整体设备工作更稳定，传动更加平稳，内部螺栓三维模型图和脚架三维模型图如图17所示。（a）螺栓三维模型图（b）脚架三维模型图图17内部螺栓和脚架连接零部件三维模型图1.5出料收集装置的建模马铃薯在去皮切片处理后从出料口掉落，这时需要有收集装置对成品进行收集储存。根据设计尺寸对马铃薯尺寸进行调研，从而确定出料收集装置尺寸，设计收集装置高度为250mm，底部料槽为500mm*500mm，料槽高度设计为125mm。对收集装置基本草图进行绘制，收集装置二维图如图18所示。图18收集装置草图随后使用拉伸命令对收集装置进行拉伸处理，设计拉伸厚度为500mm，绘制出出料收集装置三维图如图19。图19收集装置三维图1.6清洗装置的建模马铃薯由于表皮凹凸不平，表面尘土不容易清理，因此在去皮处理的同时需要对其进行清洗，本设计采用喷水嘴冲洗的方式对马铃薯表面进行清理，清洗装置分为三部分组成：清洗喷和加压泵。这里对其进行设计建模。1.6.1喷水口的建模首先对喷水口进行建模，喷水口的设计需要满足清洗要求，且需要具有足够高的水压冲击。这里根据喷水口的二维尺寸图在基准平面上拉伸正方体作为喷水口主体，接着通过拉伸切除绘制出，喷水口二维尺寸图如图20。图20喷水口主二维尺寸图随后对出水喷口以及安装支架进行建模。通过拉伸对喷口底部出水口进行主体建模，接着通过圆形切除对喷口加工出三维模型图，喷水口三维模型图如图21所示。图21喷水口三维模型图1.6.2加压泵的建模加压泵在设计中起到增强水压提供水源的作用，加压泵通过水管与清洗装置相连，这里参照市面上现有设计对加压泵进行建模，长宽高分别为452、185、254mm。通过旋转、拉伸、切除命令对其进行三维建模，加压泵三维模型图如图22所示。图22加压泵三维模型图1.7传动装置建模传动装置设计用来对整体设备提供动力来源，这里设计采用带传动加链传动混合传动的方式，可以最大程度地发挥电机的动力同时减轻传动过程中发生的振动以及噪声，使得传动更加平稳。1.7.1工作电机的建模本设计以电机作为动力源来驱动设备工作，设置有前后两个电机，前方电机驱动螺旋推料装置，后侧电机通过链传动驱动毛刷辊旋转工作对马铃薯进行去皮处理。电机尺寸为4225mm*156mm*220mm，后侧电机通过带轮传动驱动传动主轴，进而驱动主轴上安装的链轮旋转，带动链轮传动系进行运转，进而带动毛刷辊运转，对马铃薯进行去皮处理。设计电机额定工作效率为3KW，单次投放马铃薯最大重量为50KG。该电机安装在电机安装板上。对后侧电机三维模型进行建模，其建模流程与前侧电机类似，这里通过拉伸、切除、以及旋转命令对其进行三维建模，后侧电机三维模型图如图23所示。图23后侧电机三维模型图1.7.2带轮的建模设计电机通过带轮传动带动连杆运转为毛刷辊运动提供动力来源，这里设计电机转速不需要过高，能够将马铃薯表皮去除干净即可。根据设计最大马铃薯投放量为50KG，对带轮直径进行计算，设计带轮直径为124mm，为减轻带轮质量，这里对带轮进行开孔开槽设计。带轮各部分直径尺寸二维图如图24所示。图24带轮二维尺寸图随后对其进行旋转命令，建模带轮主体部分。最后对带轮进行切除拉伸，建模带轮上各圆孔特征，并对带轮上各部特征进行倒圆角处理，小带轮三维模型图如图25所示。图25小带轮三维模型图大带轮绘制流程与小带轮相似，这里根据带传动传动比以及电机工作效率对大带轮尺寸进行计算，设计大带轮直径为256mm。根据其大带轮二维尺寸图，并通过旋转命令得到大带轮三维模型图如图26所示。(a)大带轮二维尺寸图(b)大带轮三维模型图图26大带轮三维模型图1.7.3轴承座的建模轴承主要作用是对轴进行固定支撑，本次设计使用了两种类型轴承，分别用来支撑带轮轴以及毛刷辊轴。首先对带轮轴承进行设计，采用拉伸命令绘制其基体部分，根据其二维尺寸图进行三维建模，采用拉伸切除命令对轴承进行细节加工，建模出其各部分特征，带轮轴承三维模型图如图27所示。图27带轮轴承模型图设计轴承内孔直径为44mm，与带轮轴进行配合安装。本次设计轴承座基座上设计有安装槽孔，用以将轴承座安装在机架上，并且可通过调节轴承座安装位置来对链传动起到张紧控制，方便安装装配。接着对毛刷辊轴承座进行设计绘制，通过该轴承座将毛刷辊固定在机架上，对其进行绘制的流程与带轮轴承座类似，设计内孔直径为20mm，并可通过轴肩设计来对毛刷辊轴进行轴向定位。其二维图如图28(a)所示，并对其进行拉伸以及切除倒角等特征绘制，毛刷辊轴承座三维模型图如图28(b)所示：(a)毛刷辊轴承座二维尺寸图绘制(b)毛刷辊轴承座三维模型图28毛刷辊轴承座模型图1.7.4皮带的建模本