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蘋果削皮機(jī)設(shè)計(jì)說明書 項(xiàng)目組成員：于魯川、吳豪偉、嚴(yán)晨豪、莘秉權(quán)、葉昶、石遠(yuǎn)祥 摘 要 本說明書闡述了蘋果削皮機(jī)作為廚房電器，有一定的市場(chǎng)前景，因此具有嘗試價(jià)值。繼而提出兩種方案，并進(jìn)行比較。本文著重?cái)⑹隽丝尚蟹桨傅闹饕δ懿糠旨聪髌つK的設(shè)計(jì)，包括其參數(shù)、校核。最后進(jìn)行了工作總結(jié)與下一階段的構(gòu)思。 關(guān)鍵詞：蘋果削皮 切塊 家用 The Specification Of Apple-paring Machine Students: Ding Wei, Hu Liqiang, Shen Chunyang, Tang Chen Advisor: Guo Mingfei Abstract This specification tells about the promising part of Apple-paring Machine which as a kitchen appliance. Then it comes to two forms in order to select a better one. The most important part of this essay is the design of paring module in this machine. And we give a summary of our work as well as the arrangement of next stage in the end. Keywords: apple paring, family appliance 目錄 第1章 緒論………………………………………………………………… 3 1.1 項(xiàng)目研究背景與意義………………………………………… 3 1.2 項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線……………………………… 3 第2章 總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………………… 4 2.1 主要功能概述……………………………………………………4 2.2 方案一……………………………………………………………4 2.3 方案二……………………………………………………………5 2.4 方案比較…………………………………………………………5 第3章 主要功能模塊設(shè)計(jì)………………………………………………… 6 3.1 削皮模塊…………………………………………………………6 3.1.1 確定大概尺寸…………………………………………… 6 3.1.2 電機(jī)選用………………………………………………… 8 3.2 切塊模塊…………………………………………………………9 3.3 校核………………………………………………………………9 3.3.1 齒輪校核………………………………………………… 9 3.3.2 刀具校核…………………………………………… ……11 第4章 工作總結(jié)…………………………………………………………… 13 4.1 工作總結(jié)…………………………………………………………13 4.2 項(xiàng)目后續(xù)…………………………………………………………14 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………14 第一章 緒論 1.1 項(xiàng)目研究背景與意義 蘋果是我國(guó)人民經(jīng)常食用的水果之一，其含豐富的維生素和礦物質(zhì)，有俗話說“每天吃一個(gè)蘋果，那就長(zhǎng)年不用看醫(yī)生?！碧O果雖然好吃，但是如果不去皮就不是很衛(wèi)生。因?yàn)楝F(xiàn)在的水果農(nóng)藥成分比較重，削皮吃是比較安全的做法。可是削皮也是比較煩的事情，傳統(tǒng)的削皮刀也不是很好用，而且用水果刀削皮有削傷手指的危險(xiǎn)。 蘋果切削機(jī)能快速去皮，釋放您的雙手，樂趣使用、衛(wèi)生便捷，蘋果想吃就吃，不再麻煩，彰顯出您家居生活的的樂趣。 如今消費(fèi)者對(duì)于整體廚房的需求日益升溫，通過家裝企業(yè)和廚電企業(yè)對(duì)整體廚房這一概念的不斷推廣，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)品的“一站式銷售”，經(jīng)濟(jì)效益更加突出，同時(shí)消費(fèi)者能夠體驗(yàn)到智能化廚房電器帶來的便利，這一概念與家庭裝修的融合，將直接帶動(dòng)廚電產(chǎn)品的市場(chǎng)爆發(fā)。為此，整體廚房這一產(chǎn)業(yè)將成為我國(guó)廚電行業(yè)下一階段的另一熱點(diǎn)。 由此可見，蘋果削皮機(jī)作為廚房電器的一員，雖不如冰箱微波爐等不可或缺，但卻是國(guó)民生活水平提高，追求生活品質(zhì)道路中有價(jià)值的嘗試。 雖然在大規(guī)模的食品工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有水果去皮機(jī)，但在小型的、家庭范圍內(nèi)使用并無突出品牌。國(guó)內(nèi)的蘋果削皮機(jī)多為手動(dòng)，較歐洲某自動(dòng)削皮機(jī)處于技術(shù)上的劣勢(shì)。本項(xiàng)目的自動(dòng)蘋果削皮機(jī)量產(chǎn)后在價(jià)格上會(huì)有和國(guó)外品牌競(jìng)爭(zhēng)的能力。并且添加了切塊功能。當(dāng)然，效果因技術(shù)路線不同可能會(huì)有所差異。 1.2項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 1.2.1研究?jī)?nèi)容：蘋果削皮、果肉切塊。 1.2.2技術(shù)路線： 圖1 技術(shù)路線 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 2.1 主要功能概述 本蘋果削皮機(jī)主要功能既削皮。除此之外，它還能將削完皮的果肉切塊去核，方便家庭使用。 方案一： 功能原理分析：操作如下，單片機(jī)控制電機(jī)1、電動(dòng)機(jī)2的開關(guān)。電機(jī)1帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸帶動(dòng)齒輪1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)齒輪1通過雙面齒輪3帶動(dòng)切削刀片沿著主軸方向作直線移動(dòng)，通過齒輪2帶動(dòng)蘋果在果盤位置上方做軸式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片上裝有彈簧，保證刀片能夠自動(dòng)貼合蘋果表面并且提供足夠壓力。切削完成后電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)切塊刀片沿著主軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，完成切塊。 方案二： 功能原理分析：操作如下，單片機(jī)控制電機(jī)1、電動(dòng)機(jī)2的開關(guān)。電機(jī)1帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸帶動(dòng)齒輪1作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)齒輪1通過齒輪2、錐齒輪變向、齒輪1及齒輪2帶動(dòng)切削刀片沿著軸方向作旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，通過齒輪1帶動(dòng)蘋果在果盤位置上方做軸式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀片上裝有彈簧，保證刀片能夠自動(dòng)貼合蘋果表面并且提供足夠壓力。切削完成后電機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)切塊刀片沿著主軸方向作直線運(yùn)動(dòng)，完成切塊。 比較：方案一和方案二均達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的效果，但方案一存在蘋果重力大，還未來得及切塊便墜落，刀具和切塊器存在干涉風(fēng)險(xiǎn)等問題，方案二不僅解決了上述問題，還減少了裝置的體積，故選擇方案二為最終方案。 第三章 主要功能模塊設(shè)計(jì) 3.1 削皮模塊 圖5 削皮模塊 削皮模塊主要包括電機(jī)、從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪、刀架固定環(huán)、刀架以及刀片。刀片采用1Cr13材料，其余部分（除電機(jī)外）都是316不銹鋼。 3.1.1 大致尺寸確定 經(jīng)查閱資料，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，確定蘋果的平均大小為80mm。 圖6 刀架固定器（設(shè)計(jì)參數(shù)如圖） 圖8 刀架直齒輪傳動(dòng)組 初步設(shè)計(jì)確定齒輪數(shù)據(jù)： 圖9 錐齒輪傳動(dòng)組 初步設(shè)計(jì)確定齒輪數(shù)據(jù)： 圖10 電機(jī)直齒輪傳動(dòng)組 初步設(shè)計(jì)確定齒輪數(shù)據(jù)： 3.1.2 電機(jī)選用 查資料初步選用電動(dòng)機(jī)：型號(hào)：37GBRG；電壓：DC12V；空載轉(zhuǎn)速:：120r/min＝120轉(zhuǎn)/分鐘；負(fù)載轉(zhuǎn)速：90r/min；輸出扭矩：3kg.cm；額定電流：0.55A；產(chǎn)品單重：0.25kg。 3.2 切塊模塊 圖11 切塊模塊 蘋果削完皮的部分被繼續(xù)向下推是會(huì)經(jīng)過切塊刀?？紤]到蘋果的平均大小，切塊刀中間設(shè)有直徑30mm的圓形刀用以切除果核部分。最終當(dāng)蘋果叉推到底時(shí)，蘋果切塊即算完成，果核與果肉分離。 3.3 校核 3.31齒輪校核 (1) 計(jì)算中心距 中心距圓整到 a=67mm (2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 (3) 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 (4) 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取　 強(qiáng)度校核: （1） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 按前述類似做法，先計(jì)算各參數(shù)得： 將它們代入式10-22得： （2） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 按前述類似做法，計(jì)算式10-17中各參數(shù)得： 將它們代入式10-17得： 滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 校核刀架時(shí)，將刀架近似看作直懸臂梁，其長(zhǎng)度為63mm。查資料得，刀架材料316不銹鋼屈服強(qiáng)度。 3.3.2 刀具校核 豎直方向校核 圖12 豎直受力 豎直方向受力F取10N，分析得剪力圖、彎矩圖如下 圖13 豎直剪力 圖14 豎直彎矩 經(jīng)計(jì)算：，, ，合格。 水平方向校核 水平方向力學(xué)圖如下： 圖15 水平受力 圖16 水平剪力 圖17 水平彎矩 自由端受力 危險(xiǎn)截面出最大彎矩 ，合格。 第四章 總結(jié) 4.1 工作總結(jié) 主題設(shè)計(jì)總是從0到1，而從0到1恰恰是世上最難的事情。雖然我們的項(xiàng)目并沒有太多的技術(shù)含量，但是這個(gè)設(shè)計(jì)的過程卻是最重要的經(jīng)驗(yàn)。產(chǎn)品的定位，功能需求分析需要最大的創(chuàng)意。但是后續(xù)的理論設(shè)計(jì)卻是最難的。項(xiàng)目方案，為了保證結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理，經(jīng)過了不斷的修改，已經(jīng)與最初的方案有很大差異。這是必須接受的事情。雖然方案的美觀度大不如前，但是這些修改為它增加了更多的可行性。 實(shí)物采用的材料也是我們不斷碰到的問題。因?yàn)槭菑N房電器并不是常規(guī)的機(jī)械，需要使用健康無害的材料。這是其一，其二是廚房環(huán)境有其特殊性。廚房潮濕，且實(shí)物使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生果汁附著，一般材料容易腐蝕?？紤]到這些條件我們采用不銹鋼、食品級(jí)塑料等。 也因?yàn)榧矣秒娖鞯奶厥庑?，我們的?shí)物并不需要嚴(yán)格的潤(rùn)滑與密封，這也區(qū)別于工業(yè)機(jī)械。 4.2 項(xiàng)目后續(xù) 項(xiàng)目的下一步即將進(jìn)入動(dòng)畫制作。制作過程中可能會(huì)有零件更換、材料更換等。最終會(huì)在動(dòng)畫測(cè)試階段不斷調(diào)整方案，有可能的話能進(jìn)入實(shí)體制造就更好了。 參考文獻(xiàn) [1]http://baike.baidu.com/link?url=xx4g3CVM-CgZgQZ439lbxvBftJSuMlOrYmGzPQ13Yp5RJ8GH-CoY2kwRQ3ih4HQMGujmvHK4n0M8EcXrXrBBeq. [2]機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第四版）（陳秀寧 施高義 編著）