榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)

1、基于Pro/E螺旋榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)于俊波（河北科技師范學(xué)院 機(jī)械電子系）摘要：Pro/ENGINEER Wildfire野火版2.0以其易學(xué)易用、功能強(qiáng)大和互連互通的特點(diǎn)，推動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)機(jī)構(gòu)中個(gè)人效率和過(guò)程效率的提高。它既能節(jié)省時(shí)間和成本，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量?；赑ro/E的強(qiáng)大功能，本設(shè)計(jì)利用Pro/E完成了螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)，螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、榨汁效率高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。就目前來(lái)講,螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)主要應(yīng)用在食品方面,用于榨取蘋果、梨、番茄、菠蘿、桔子、胡蘿卜等果蔬的汁液。關(guān)鍵字：Pro/E；榨汁機(jī)；螺旋前言 傳統(tǒng)的通用機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是首先將產(chǎn)品以平面的形式表達(dá)

2、出來(lái)，然后進(jìn)行反復(fù)校核和修改，最后由加工者把圖樣上的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為成形的產(chǎn)品，這樣不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成本高，而且當(dāng)產(chǎn)品制造出來(lái)后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)零部件之間相互干涉，無(wú)法安裝和裝配到位等重大設(shè)計(jì)失誤，如此反復(fù)修改也延長(zhǎng)了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的周期。鑒于通用機(jī)械的使用范圍廣，設(shè)計(jì)行業(yè)多，這就對(duì)通用機(jī)械的可靠性、穩(wěn)定性和通用性提出了較高的要求。目前世界上應(yīng)用最為泛的高檔三維商業(yè)軟件Pro/E就可以很好地解決這些問(wèn)題。Pro/E直接采用三維設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)者能了解產(chǎn)品的每一個(gè)細(xì)節(jié)，并利用其參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想，使零件的設(shè)計(jì)、修改變得簡(jiǎn)單易行，同時(shí)還可以完成產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)。另外利用Pro/E的分析功能，可以完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力

3、學(xué)仿真和有限元分析。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著我國(guó)水果產(chǎn)量的大幅度提高和鮮銷市場(chǎng)的逐漸飽和，“賣果難”愈演愈烈。另外，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)及人民生活水平的提高，果汁加工業(yè)又進(jìn)入一新的發(fā)展時(shí)期。榨汁機(jī)是果品行業(yè)的重要組成部分。因此，對(duì)榨汁機(jī)設(shè)備的研究勢(shì)在必行。要求設(shè)計(jì)研究出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高的榨汁設(shè)備?；赑ro/E的強(qiáng)大功能，本設(shè)計(jì)利用Pro/E完成了螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、榨汁效率高等優(yōu)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。1 總體方案設(shè)計(jì)1.1整體布局設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)在布局上采用折疊式,即螺桿、減速器在一個(gè)水平面上,將電機(jī)置于另一個(gè)水平面上(見圖1)。這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長(zhǎng)度,提高了設(shè)備剛度,

4、節(jié)省了原材料,降低了成本;二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動(dòng),起到了緩沖作用,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過(guò)大時(shí),燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生;三是由于電機(jī)位置較低、以及在電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動(dòng),極大地降低了機(jī)械振動(dòng)與噪聲?；窘Y(jié)構(gòu)螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖1。螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖如圖2。 圖1螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-電機(jī)2-三角帶3-減速器4-聯(lián)軸器5-進(jìn)料斗6-螺桿7-篩筒8-出料斗9-集液盤 10-機(jī)架圖2螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖 1.2 工作原理 由圖2可知：該機(jī)由機(jī)架、螺桿、篩筒、減速器、電機(jī)等組成。電機(jī)1通過(guò)三角帶2帶動(dòng)減速器3轉(zhuǎn)動(dòng),減

5、速器3通過(guò)聯(lián)軸器4帶動(dòng)螺桿6轉(zhuǎn)動(dòng),物料由進(jìn)料斗5喂入,在螺桿6的作用下,受到擠壓,物料中的水分通過(guò)篩筒7流出,經(jīng)集液盤9排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下,汁液越來(lái)越少,最后經(jīng)出料斗8排出。1.3 螺桿部設(shè)計(jì)通常螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)是靠螺桿在篩筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),對(duì)物料產(chǎn)生壓力，從而使物料中的汁液被強(qiáng)制擠出。螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)螺桿按不同的分類方法有多種型式。如按螺桿螺紋直徑分類有等徑與變徑之分，按螺桿螺距分類有等距與變距之分；按螺桿螺紋型式分有連續(xù)與斷續(xù)之分等。針對(duì)本設(shè)計(jì)加工對(duì)象綜合考慮,確定采用變徑、斷續(xù)、變螺距螺桿。螺桿上的螺旋共分四段(如圖3)。第一段為喂料螺旋，主要作用是輸送物料；第二段是預(yù)壓螺旋，主要

6、作用是對(duì)物料進(jìn)行初步擠壓，并開始擠出水分；第三段、第四段是壓榨螺旋，主要作用是不斷增加對(duì)物料的進(jìn)一步擠壓，使水果的果汁被強(qiáng)制擠出。特別是第四段具有增壓作用,進(jìn)一步提高出汁率。 圖3 螺旋軸1.4 螺桿螺旋直徑和螺距的設(shè)計(jì)2螺桿螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4。 圖4 螺桿螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.4.1 螺桿轉(zhuǎn)速的確定 由于本螺桿工作性質(zhì)屬于壓榨范疇，故轉(zhuǎn)速較低。參照榨油機(jī)、油料化機(jī)、食品榨汁機(jī)，決定選用n=130r/min。1.4.2 螺距的確定 初選螺距，第一段t=50mm，其他各段螺距依次遞減。物料移動(dòng)速度(m/s)計(jì)算：v=1.08m/s螺旋式連續(xù)榨汁機(jī)的生產(chǎn)能力公式如下： G=3600Fv(kg/h) 式中

7、:：G生產(chǎn)率,本設(shè)計(jì)取G=1000kg/h； F螺桿螺旋送料的斷面面積(m2)； 物料容積密度，本設(shè)計(jì)取=400kg/m； 充填系數(shù),本設(shè)計(jì)取=0.2。將參數(shù)代入得： 1000=3600×F×1.08×400×0.2解得：F0.0321(m) 根據(jù)螺桿螺旋送料的斷面面積計(jì)算公式： F= 式中：d螺桿螺旋送料的斷面大徑(m)； d螺桿螺旋送料的斷面小徑(m)；本設(shè)計(jì)根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算得d=0.09m；將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得，則可求得： d0.2213m取螺桿螺旋送料的斷面大徑d=0.24 m。1.5 功率計(jì)算9 榨汁機(jī)的功率消耗包括兩方面：壓縮物料所消耗的功率；使物料

8、移動(dòng)消耗的功率。在這里，把軸與軸承摩擦等所消耗的功率算入機(jī)械效率中。設(shè)壓縮物料所消耗的功率為P：P= (1+2+3+Z)（W）=0.0321=2891.5W式中：相鄰螺距大小之差，m； Z螺距數(shù)目；物料所受的最大壓力，取0.83MPa； 螺旋外徑，m； 螺旋內(nèi)徑，m。設(shè)使物料移動(dòng)所消耗的功率為P：P=mv= (W)式中： m物料的質(zhì)量kg； t物料運(yùn)動(dòng)時(shí)間s。而 =G (生產(chǎn)能力) v=所以： P=(W) = =60.5w則消耗的功率為： P= (W) = =3657.1w式中：傳動(dòng)效率。由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之的總效率7(包括工作機(jī)效率)為： 式中：、分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器

9、、螺桿軸的軸承的效率。取0.96、0.99、0.97、0.97、0.98、則： 0.96×0.99×0.97×0.97×0.980.812 選擇電動(dòng)機(jī)按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)7。2.1 選擇電動(dòng)機(jī)功率榨汁機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為： P= P= (W) = =3657.1w2.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6旋轉(zhuǎn)軸的工作轉(zhuǎn)速為：n=130r/min，按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)i24，減速器的傳動(dòng)比i412.5，則合理總傳動(dòng)比的范圍為i850，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： (8-50)130=1040-6500 r/min符合

10、這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500 rmin，3000rmin再根據(jù)計(jì)算出的容量，查出有這幾種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)見表1，其技術(shù)參數(shù)傳動(dòng)比的比較情況見下表。表1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)和技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比P/kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶減速箱1Y112M41500144011.082.842Y112M43000292022.42.88綜臺(tái)考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，可知方案2比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率4kw，滿載轉(zhuǎn)速=1440rmin，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺

11、寸如圖5和下表2所示：圖5 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表2 電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底腳安裝AB地腳螺栓空直徑K軸伸尺寸DE裝鍵部位尺寸FGD1124003052651801401228608363 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳功比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)考慮到以下幾點(diǎn)：各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在推拌的范圍內(nèi)選取；應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕；應(yīng)使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干涉碰撞。故 V帶

12、傳功比取2.8，減速器傳功比取4。4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)7 進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。按內(nèi)電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如表3。4.1 各軸轉(zhuǎn)速=514.3=128.6式中：為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位為；，分別為減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋軸的轉(zhuǎn)速，單位為；為電動(dòng)機(jī)至減速器輸入軸的傳動(dòng)比；為減速器的傳動(dòng)比。4.2 各軸的輸入功率= =40.96=3.84kW=3.840.95=3.65 kW式中：為電動(dòng)機(jī)的輸出功率，單位為kW；、分別為減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋軸的輸入功率，單位為kW；、分別為電動(dòng)機(jī)軸與減速器輸入軸、減速器輸入軸與榨汁機(jī)

13、螺旋軸間的傳動(dòng)效率。4.3 各軸轉(zhuǎn)矩=26.52.80.96=71.3 N·m=71.340.95=271.0 N·m式中：、分別為減速器輸入軸和榨汁機(jī)螺旋軸的輸入轉(zhuǎn)距，單位為N·m；為電動(dòng)機(jī)鈾的輸出轉(zhuǎn)矩，單位為N·m。的計(jì)算公式為：=9550 =9550=26.5 N·m表3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名 參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸減速器螺旋軸轉(zhuǎn)速n/(r/min)1440514.3128.6輸入功率P/kW43.843.65輸入轉(zhuǎn)矩T/( N·m)26.571.3271.0傳動(dòng)比i2.84效率0.960.955 設(shè)計(jì)V帶5.1 確定計(jì)算功率3

14、因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)是螺旋榨汁機(jī)，故屬于載荷變動(dòng)較大的機(jī)械，原動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)（普通轉(zhuǎn)矩鼠籠式），工作時(shí)間小于10小時(shí)/天，啟動(dòng)形式為軟啟動(dòng)。故： =1.2 工作情況系數(shù) 取=1.2。5.2 選擇V帶的型號(hào)3 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，得A，B型均可，選擇A型普通V帶。5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑和5.3.1 初選主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑3 根據(jù)所選V帶型號(hào)參考，選取，選。5.3.2 驗(yàn)算帶的速度V 5.3.3 計(jì)算從動(dòng)輪直徑 5.4 確定傳動(dòng)的中心距a和帶長(zhǎng)初定中心距，由即：即：，取500mm。計(jì)算基準(zhǔn)帶長(zhǎng)： 選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，查表3得：計(jì)算實(shí)際中心距，由公式：考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為：

15、 5.5 驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角 根據(jù)公式及對(duì)包角的要求，應(yīng)保證： 5.6 確定V帶的根數(shù)Z根，取Z=3根。式中： 在包角=180度，特定長(zhǎng)度，工作平穩(wěn)情況下，單根普通帶的許用功率值； 考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱包角系數(shù)； 考慮帶的長(zhǎng)度不同的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)度系數(shù)。查得：=1.37 =0.93 =0.96式中：K材質(zhì)系數(shù)；計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V帶所能傳遞的功率的增量。計(jì)算公式為：；式中：?jiǎn)胃胀╒帶所能傳遞的轉(zhuǎn)矩的修正值； 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。5.7 確定帶的初拉力單根V帶的初拉力由下式確定： 5.8 求帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力式中：Z帶的根數(shù)； 單跟帶的初拉力； 主動(dòng)輪上的包角。5.9 V帶設(shè)計(jì)計(jì)

16、算列表如表4表4 V帶設(shè)計(jì)計(jì)算列表如下：設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目結(jié)果說(shuō)明工作情況系數(shù)k1.2計(jì)算功率P4.8選取V帶型號(hào)A小帶輪直徑D100mm可選比表中大的值大帶輪直徑D280mm驗(yàn)算V帶的速度V5.23m/s初定中心距a500mm參考實(shí)際機(jī)械結(jié)構(gòu)確定初算V帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L1613.15mm選V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L1633mm定V帶公稱長(zhǎng)度L1600mm定中心距a510mm包角158120，合適包角系數(shù)k0.93長(zhǎng)度系數(shù)k0.96材質(zhì)系數(shù)k1化學(xué)線繩結(jié)構(gòu)的膠帶單根V帶所能傳遞的功率P0.995單根V帶功率增量P0.12kw單根V帶傳遞扭矩的修正值T1.2V帶根數(shù)Z3根每米V帶質(zhì)量0.10kg/m單根V帶的初

17、拉力F111N軸上的壓力Q1090N計(jì)算結(jié)果匯總：V帶規(guī)格：A型，長(zhǎng)1600mm V帶根數(shù)：3根 中心距： 510mm 軸上壓力：1090N6 帶輪的設(shè)計(jì)6.1 材料 帶輪常用材料是鑄鐵，因?yàn)閹賤25ms，所以選用HTl50。6.2 帶輪的形式3 帶輪的結(jié)構(gòu)由帶輪直徑大小而定，因帶輪基準(zhǔn)直徑D<(2.5-3)d(為軸的直徑)，所以小帶輪采用實(shí)心式；對(duì)于大帶輪，因D<300mm，故大帶輪采用腹板式。6.3 帶輪尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算小帶輪的軸孔直徑，小帶輪（如圖6和圖7）與電動(dòng)機(jī)相連，故d=28mm。=(1.82)d=(1.82)，取50mm。小帶輪的寬度及直徑計(jì)算：B=(z1)t+2s=m

18、mD=D+2f=100+23.5=107 mmL=(1.5-2)d=(1.5, 取56 mm。圖6 小帶輪示圖圖7 小帶輪三維圖大帶輪的軸孔直徑，大帶輪（如圖8和圖9）與減速器相連其軸孔直徑與NGW-41型減速器輸入軸直徑一致，故d=50 mm。=(1.82)d=(1.82)，取90mm。大帶輪的寬度：B=52 mmD=D+2f=280+23.5=287 mmL=56 mmC=20 mm 圖8 大帶輪示圖 圖9 大帶輪三維圖7 聯(lián)軸器的選用6考慮榨汁機(jī)的工作環(huán)境和工作情況，主要是旋轉(zhuǎn)軸有軸向位移?？梢剖铰?lián)鈾器允許兩軸有一定的安裝誤差，它對(duì)兩軸間的偏移有一定的補(bǔ)償能力。所以選具有對(duì)兩軸間的偏移有

19、一定的補(bǔ)償能力的可移式聯(lián)鈾器十字滑塊聯(lián)軸器。如圖所示：十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)半聯(lián)軸器如圖10與十字滑塊圖11組成。十字滑塊2兩側(cè)互相垂直的凸攜分別與兩個(gè)十兩聯(lián)軸器的凹槽組成移動(dòng)副。聯(lián)軸器工作時(shí)，十字滑塊隨兩軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又相對(duì)于兩軸移動(dòng)以補(bǔ)償兩軸的徑向位移。這種聯(lián)軸器允許的徑向偏量較大(y0.04d,d為軸的直徑)。允許有不大的角度位移和軸向位移。由于十字滑塊偏心回轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生離心力，不用于高速場(chǎng)合。為了減少十字滑塊相對(duì)移動(dòng)時(shí)的磨損及提高傳動(dòng)效率，需要定期進(jìn)行潤(rùn)滑。圖10 半聯(lián)軸器圖11 十字滑塊8 螺旋軸的設(shè)計(jì)38.1 材料的選取 螺旋桿是螺旋榨汁機(jī)的主要工作部件，采用不銹鋼材料鑄造后精加工制成。8

20、.2 擬訂軸上零件的裝配方案 螺旋桿的外型如圖12所示： 圖12 螺旋軸示圖8.3 初步確定軸的最小直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來(lái)初步確定： 軸的材料查表選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，=650M，由查表取A=110，于是的：=110輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，即，滿足強(qiáng)度要求。故選擇軸孔直徑為50mm的聯(lián)軸器，根據(jù)傳動(dòng)類型，選用了十字滑塊聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)100mm。8.4 根據(jù)軸上定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 軸段右側(cè)設(shè)定位軸肩，該軸段直徑為62mm; 左段用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=65mm。因半聯(lián)軸器長(zhǎng)

21、L=100mm，而半聯(lián)軸器與軸配合部的長(zhǎng)度L=80mm,現(xiàn)取L12=80mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。由于設(shè)計(jì)的是螺旋壓榨機(jī)，所設(shè)計(jì)的是螺旋軸，軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，又根據(jù)d23=62mm,初步選擇單列圓錐滾子軸承30213，其尺寸為，故d34=d89=65mm，L34=L89=36mm。為了右段滾動(dòng)軸承的軸向定位，需將L56段直徑放大以構(gòu)成軸肩。有手冊(cè)上查得，對(duì)30213軸承，它的定位軸肩高度最小為6mm，現(xiàn)取d56=78mm（即定位軸肩高度為6.5mm）。軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆既便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為30mm，故取L23=

22、50mm。取安裝螺旋片的軸段的直徑為L(zhǎng)56=90mm，長(zhǎng)度為320mm，為進(jìn)一步增大壓力，提高出汁率，設(shè)計(jì)L67為錐形軸，取為L(zhǎng)67=300mm，大段直徑為d=189mm。螺旋軸三維圖如圖13。8.5 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸軸向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵 bh=1610(GB109579),鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)55mm，配合選為H7/k6，滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是借用配合來(lái)保證的，此處選H7/m6。8.6定圓角半徑值 軸肩處的圓角半徑的值r=1.5mm，軸段倒角，在軸的兩端均為。圖13 螺旋軸三維圖8.7 按彎扭合成條件校核軸的強(qiáng)度18.7.1作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖14RFRTFR

23、RMaTMcca圖14 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖8.7.2 求軸上所受作用力的大小8.7.3 軸垂直面內(nèi)所受支反力R=NR=F- R=2466-759=1707N8.7.4 作彎矩圖軸上BCD三點(diǎn)的彎矩M=M=0M= R=759200=151800N·mm8.7.5 作扭矩圖T9550000=9550000=271053Nmm8.7.6 作當(dāng)量彎矩圖B點(diǎn)：M=aT=0.59271053=159921NmmC點(diǎn)：M=310666NmmD點(diǎn)：M=08.8 校核軸的強(qiáng)度1只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度由：查表，對(duì)于=600MPa的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的需用應(yīng)力=55MPa>=9.06MPa

24、，故安全。9 篩筒部設(shè)計(jì) 篩筒部的篩筒(如圖15和圖16)上有許多篩孔,被榨出的汁液就是從這里流出的。篩孔的設(shè)計(jì)十分重要,它的主要參數(shù)包括:篩孔大小和分布密度。為了確保被榨出的汁液能夠及時(shí)從篩孔中流出,篩筒篩孔的孔隙率越大越好。又由于篩筒要求承受螺旋擠壓產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力,所以孔隙率也不能太大。通?？紫堵蔬x擇原則有:篩筒剛度好時(shí),選大些;篩筒剛度差時(shí),選小些。篩孔大時(shí),孔隙率取較大值;篩孔小時(shí),孔隙率取較小值。篩孔直徑的選擇:一般來(lái)講,篩孔直徑越大,越有利于汁液的排出;相反,篩孔直徑越小,越不利于汁液的排出,過(guò)小時(shí),就不能保證汁液的排出。選擇篩孔時(shí),首先要考慮所加工物料的粒徑大小,加工物料的單個(gè)粒

25、徑大時(shí),篩孔直徑選擇也要相應(yīng)大些,以利于汁液排出。但也不能過(guò)大,否則,可能會(huì)造成較大的料損;加工物料的粒徑小時(shí),篩孔直徑選擇也要相應(yīng)小些,但也不能太小,因?yàn)楹Y孔太小時(shí),容易造成堵塞,不能保證汁液順利流出。目前,篩孔直徑的選擇方法主要有定性選擇法和經(jīng)驗(yàn)選擇法,般要經(jīng)過(guò)兩到三次試驗(yàn)確定。圓筒篩用2mm厚的lGrl8Ni9Ti不銹鋼板沖直徑為2mm孔制作，孔間距離2mm。圓筒篩的內(nèi)徑為240mm。長(zhǎng)為570mm。為了確保篩筒內(nèi)物料清理方便,篩筒設(shè)計(jì)成上下兩半,中間用螺栓連接。圖15 下半篩筒圖16 上半篩筒10 軸承端蓋的設(shè)計(jì)810.1材料材料選用HT150。因凸緣式軸承端蓋調(diào)整間隙比較方便，密封性

26、也好，故選用凸緣式結(jié)構(gòu)。為了調(diào)整軸承間隙，在端蓋與軸承座之間放置由若干薄片組成的調(diào)整墊片，同時(shí)也起到密封的作用。軸承端蓋簡(jiǎn)圖見圖17，軸承端蓋三維圖見圖17。10.2 凸緣式軸承端蓋各尺寸計(jì)算：D0=D+2.5d=120+2.512=150mmD1=D-(10-15)=120-(10-15)=105-110mm，取D1=110mm。D2=D0+2.5d=150+2.512=180mme=1.2d=12.5mmm>e=12.5mm，取m=28.5mm。圖17 軸承端蓋簡(jiǎn)圖圖18 軸承端蓋三維圖11螺旋軸組件的制作過(guò)程5：新建裝配件，輸入組件名稱asm0002,單擊確定，如圖19：圖19 新

27、建組件asm0002單擊主窗口右側(cè)增加組件的圖標(biāo)選取要裝配的零件zhuzhou。見圖20。圖20 選取零件zhuzhou單擊組件放置對(duì)話框在缺省位置組裝組件的圖標(biāo)，單擊確定。見圖21。圖21 固定零件zhuzhou新建四個(gè)基準(zhǔn)面：DTM1，DTM2，DTM3，DTM4。見圖22。圖22 新建四個(gè)基準(zhǔn)面再單擊增加組件的圖標(biāo)，選取螺旋片1，單擊確定，見圖23。圖23 TOP面與zhuzhou的TDM4面匹配加入第一個(gè)裝配限制條件，選取螺旋片1的TOP面與zhuzhou的TDM4面，輸入間距：0，使之匹配。見圖24。圖24 兩零件的Front面匹配加入第二個(gè)裝配限制條件，選取zhuzhou的Fron

28、t面與螺旋片1的Front面，輸入間距：0，使之匹配。見圖25。 圖25 兩零件的right面匹配。加入第三個(gè)裝配限制條件，選取zhuzhou的right面與螺旋片1的right面，輸入間距：0，使之匹配。 圖26 螺旋軸組件重復(fù)以上步驟，分別裝配螺旋片2，3，4。完成螺旋軸的裝配，如圖26。12 致謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)教師肖念新對(duì)我進(jìn)行了悉心指導(dǎo)和幫助，并為我提供了大量的相關(guān)書籍和資料，對(duì)設(shè)計(jì)順利的完成幫助很大。在這里衷心感謝肖老師的指導(dǎo)。The design of spiral juice extractor on the based Pro/E Yujunbo(Dpet.of Machi

29、nery and Electron,Hebei Noemal University of Science & Technology)Abstract: Pro/ENGINEER Wildfire prairie fire edition is 2. 0 easy to learn and use , not powerful to with characteristic of interconnection and interflow , promote whole product development personal efficiency and improvement, course o