1、小型试验用水果取汁机的设计说明书学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 13-1 指导老师 日 期 2013 .06 塔里木大学机械电气化工程学院制13 届毕业设计前 言简述了取汁技术的来源：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民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做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
2、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。所以人们慢慢开始发现果汁对人体健康的重要性,也开始研发取汁技术,取汁技术也开始迅速的发展,并且不仅仅局限于食品加工工业。由于水果的经济价值开始增长，水果的种植面积也越来越大，如何提高水果的产量和水果的品质也开始变的重要，于是实验用的水果取汁机和技术研发也变的越来越受人关注。介绍了小型试验用水果取汁机的原理：本人此次的设计理念是参照了双螺旋机构设计而成，利用传动装置带动双螺旋杆进行压榨取汁，过滤装置用两级
3、过滤，第一级用粗滤，第二级细滤采用孔滤膜。总体设计保持小巧，简便，成本低的理念设计。 关键词：取汁；压榨；双螺旋杆；过滤全套图纸，完整设计加 153893706目 录1 绪论 .11.1 研究对象及内容 .11.2 研究目的 .11.3 可行性分析 .12 水果取汁技术的发展及其现状 .12.1 水果取汁技术的发展 .12.2 国内外取汁机技术现状及分析 .33 设计方案的选择及其结构特点 .43.1 设计方案的选择 .43.2 设计方案的结构特点 .84 传动部分的设计 .84.1 电动机的选择 .84.2 传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配 .94.3 传动齿轮的设计选择 .94.
4、4 轴的设计与校核 .145 取汁机构的设计 .176 过滤机构的选择 .18总 结 .21致 谢 .22参考文献 23塔里木大学毕业论文11 绪论1.1 研究对象及内容主要研究对象是小型实验用水果取汁机,主要应用于实验室测定水果的成份糖度含量,主要研究内容是装置能够满足果品试验的取汁，具有一定的实用意义，解决实验室果品取汁难、汁中杂质多的实际问题。1.2 研究目的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民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做出了其他工业不可替代的
5、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。综上所述水果的品质检测也越来越重要，检测水果最方便快捷的方法就是取其果汁来检测，所以对于试验用的小型果汁取汁机的研究和设计也越来越必要。1.3 可行性分析本装置主要用于试验中的水果取汁，综合国内外水果取汁技术及试验室要求试验设备小巧简便易于使用等要求，使用机械式挤压破碎的方法
6、取汁，也就是传统的压榨取汁法 ，这种方法成本低，且设备体积小，完全符合在试验室使用的目的，综上所述该设计可行。2 水果取汁技术的发展及其现状2.1 水果取汁技术的发展自从 1883 年第一台水果榨汁机问世以来，榨汁机的性能发生了巨大的变化。图 2-1，1913 年所产的葡萄榨汁机，它靠人力推动螺旋榨汁，小时生产率仅为 200 千克。到本世纪 30 年代，裹包式液压榨汁机的出现，使水果出汁率一下提高了 20%，应该说这是榨汁机性能上的一次飞跃。1962 年，布赫公司推出了 HP 型卧式通用榨汁机，为果汁生产的大型连续化作业提供了一种性能优良的压榨设备。这种由图 2-1 所示的液压柔性件(导流过滤
7、元件)驱动的榨汁机，榨膛内充满了一种由带沟槽的塑料带子和滤网外套所组成的柔性件，起着过滤和导流以及疏松果料的作用。压榨时，果汁穿过滤网从带子的沟槽向一端集中，榨汁过程是在挤压一疏松一再挤压的动态状况下实现的， 完成一个压榨周期要持续近 1 小时，以使所有在榨膛中的果料都受到充分的挤压，因此，水果出汁率高达 80%以上(对苹果而言)。目前布赫公司已销售了 500 余台这样的榨汁机，全世界约有 50%的苹果汁是由这种设备压榨出来的。由于该机生产效率高、压榨水果出汁多，适合大型果汁加工企业作为配套主机。法国一家果汁加工厂以 14 台 HP5000 型榨汁机装备起来，成为目前世界上最大的果汁加工企业。
8、由此不难看出，果汁工业的发展与榨汁机的进步是密切相关的 1。塔里木大学毕业论文2图2-2液压柔性件图 2-1 早期取汁机取汁是制汁生产的重要环节，不同的果蔬原料采用不同的取汁方式，同一种原料也可以采用不同的取汁方式。取汁技术的发展和人类开始饮用果汁的时间一样长,但归根结底还是分为以下两类。1） 压榨取汁利用外部的机械挤压力，将果蔬汁从果蔬或果蔬浆中挤出的过程称压榨。榨汁方法依果实的结构、果汁存在的部位及其组织性质、成品的品质要求而异。大多数果实通过破碎就可榨取果汁，但某些水果如柑橘类果实和石榴果实等，都有一层很厚的外皮，榨汁时外皮中的不良风味物质和色素物质一起进入到果汁中；同时柑橘类果实外皮中
9、的精油含有极容易变化的萜类化合物稀，容易生成萜品物质而生成萜品臭，果皮、果肉皮及种子中存在柚皮柑和柠檬碱等导致苦味的化合物，为了避免上述物质进入果汁中，这类果实不宜采用破碎压榨法取汁，应该采用逐个榨汁方法取汁。某些品种如石榴皮中含有大量单宁物质，故应先去皮后进行榨汁。供制带肉果汁的桃和杏等果品，也不宜采取破碎压榨取汁法，而是代之以磨碎机将果实磨制成浆状的制汁法。榨汁机的种类很多，主要有杠杆式压榨机、螺旋式压榨机、液压式压榨机、带式压榨机、切半锥汁机、柑橘榨汁机、离心分离式压榨机、控制式压榨机、布朗 400 型榨汁机等 2。果蔬榨汁要求榨汁时间短，防止和减轻榨汁过程中果蔬色、香、味的损失，防止营
10、养物质的分解，减少空气的混入。果实的出汁率依果品种类和品种、加工季节、压榨方法和压榨机效能而异。一般以果浆类出汁率最高，柑橘类和仁果类略低。塔里木大学毕业论文32）浸提取汁山楂、酸枣、梅子等含水量少，难以用压榨机取汁需要用浸提法取汁，苹果、梨通常用压榨法取汁的水果，为了减少果渣中有效物质的含量 ，有时也用浸提取法。浸提法通常是将破碎的果蔬原料浸入水中，由于果蔬原料中的可溶性固形物含量与浸汁（溶剂）之间存在浓度差，果蔬细胞中的可溶性固形物就要透过细胞进入浸汁中。果蔬浸提汁不是果蔬原汁，是果蔬原汁和水的混合物，即加水的果蔬原汁，这是浸提与压榨取汁的根本区别。浸提时要依据浸汁用途，确定浸汁的可溶性固
11、形物的含量。对于制作浓缩果汁，浸汁的可溶性固形物要高，出汁率就不会太高；对对于制造果肉型果蔬汁的浸汁，可溶性固形物的含量也不能太低，因而加水量要合理控制。以山楂为例，浸提时的果水重量比一般为 1：（2.02.5）为宜。一次浸提后，浸汁的可溶性固形物的浓度为 4.56.0 度出汁率为 180%230% 3。浸提温度、浸提时间和破碎程度除了影响出汁率外，还影响到果汁的质量，浸提温度一般为6080 摄氏度，最佳温度 7075，一次浸提时间 1.52.0 小时，多次浸提累计时间为 68 小时，并进行适当破碎，以增加与水接触机会，有利于可溶性固形物的浸提。果蔬浸提取汁主要有一次浸提法和多次浸提法等方法。
12、2.2 国内外取汁机技术现状及分析2.2.1国内现状我国的果汁加工业起步较晚，果汁的人均消费确处在很低的水平。近十年来果汁生产发展也十分迅速，各地大大小小的果汁加工厂纷纷建立起来，果汁的花色品种也在不断增加。与此同时，果汁加工设备的需求量也在加大，仅瑞典阿法拉伐公司一家就在中国销售了40余条果蔬汁生产线;国产的各种小型果汁加工设备也在不断涌现出来，为我国果汁工业的进一步发展奠定了基础。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。对于工业用的水果榨汁机中国的发展很迅猛，但与外国的差距还大；对于家用型的水果取汁机的
13、发展也很不错，势头也不错。但是唯独对于试验用的水果取汁机研究和设计制造的企业和单位很少。而且大部分试验用的水果取汁机构造都很简单，设计很单一，并且不是适用于全部水果，取汁困难且杂质多 4。2.2.2国外现状国外在水果种植和需求方面一直都很大，但国外经过多年的发展已不仅仅局限于水果的初级加工，更多的是对于水果的深加工，所以国外的水果取汁技术已经发展的十分成熟了。在工业用大型水果取汁设备上外国已经达到了快速高效，大批量的进行水果取汁，且产生废弃物少，能耗低。在家用的水果取汁机方面国外的取汁机越来越多功能化，小型化。对于试验用的水果取汁机，国外更趋向于智能化，一体化，即分析和取汁过滤一体。目前，发达
14、国家的果汁加工企业正在向大型和集约化方向发展，世界最大的果汁加工厂已达到日处理1400吨水果的能力。另外，果汁加工对水果外观的要求很低，只要不是腐烂变质或者遭受病虫害的水果，不论大小，均可用于榨取果汁。据报道，目前全世界约有50余种水果可以用作果汁的原料。果汁的糖酸比还可根据消费者的口味需求进行适当的调整，这就为不适宜鲜食，但营养价值却很高的野生果以及风落残次果的综合利用创造了条件。果汁本身就是天然的营养饮料，它又是其他食品(如果酒、汽水、冰淇淋、糖果和糕点等)的重要原料，市场需求量越来越大。美塔里木大学毕业论文4国、加拿大、日本、澳大利亚和欧洲国家水果原汁的年消费量共达141亿升(约合150
15、0万吨)以上，仅西德，1983年就进口果汁产品近36万吨，价值约3亿美元。我国台湾省1977一1987年的十年间，果汁进口量增长了40倍(主要从美国进口)。不难看出，果汁工业有着广阔的发展前景。2.2.3 国内外对比及分析直到80年代中期，我国绝大多数小型果汁加工厂仍在使用出汁率很低的螺旋榨汁机或桶式榨汁机榨取果汁，其出汁率一般只有55一60%，这就意味着，每加工1吨水果，至少要比先进的榨汁机少出200千克果汁。一座年处理1000吨水果的小型果汁加工厂，一年就要少出200吨水果原汁，损失达30多万元，这是十分可惜的。在此应该指出的是，水果出汁率这一技术指标既反映了水果自身的加工性状，又反映了压
16、榨设备的加工性能。因此，评价榨汁机出汁率的高低，严格地说应取同一成熟度的同一种水果进行榨汁，然后以国际公认的计算公式，即水果出汁率一榨取的果汁重量一水果原料的重量x100%，来算出出汁率，这样的结果才具有可比性。按照这个定义来测算我国原有的螺旋式和桶式榨汁机压榨国光苹果时的出汁率，与国外先进的压榨设备相比，存在着20一25%的巨大差距。继续延用这些性能落后的压榨机生产果汁，势必导致果品资源的极大浪费，也使果汁加工企业的经济效益难以发挥。为了尽快消除或缩短国产榨汁机技术性能与国外先进设备的差距，我们从结构简单、出汁率高的液压裹包式榨汁机入手进行设计和试制，并将它作为我们的小型果汁加工成套设备的主
17、机，使水果出汁率一下提高了1520%，从而向国外先进水平大大靠近了一步。紧接着，我们又在第一条果汁生产线的基础上，研制出以带式连续榨汁机为主机的果汁加工成套设备 5。相对于中国,外国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。而且国外在果汁提取和澄清过滤技术方面比国内要先进要更多元化，尤其在果汁澄清过滤技术方面，国内大部分还局限于机械式方法，而国外已经趋向于物理和化学的方法，还大力推广用生物酶技术澄清过滤果汁，以实现环保健康的理念。并且国外也在研究运用纳米技术的超滤技术。所以国内的技术发展与国外相比还是有很大差距，这还需要进
18、一步去创新研究。3 设计方案的选择及其结构特点3.1 设计方案的选择方案一：高速离心式榨汁机这是目前国内市场上最为普遍的榨汁机类型，它的工作原理是利用刀网每分钟几千转的高速转动把水果粉碎，强大的离心力使果汁喷流入果汁杯，而果渣则甩进收渣桶。不同品牌型号的高速离心式榨汁机也有材质、功率、进料口大小的区别，挑选时要注意选择功率大、进料口大的。优点：水果不用切得很小，榨汁速度快，榨一个苹果或者胡萝卜只需几秒钟，榨出的果汁清亮。缺点：噪音大；出汁率一般，榨完的果渣较湿，有些浪费，对于含水量较少的叶菜类或者特别软的水果几乎榨不出汁来。高速离心式榨汁机的工作过程可分为：送果阶段，压榨阶段， 出汁、排渣阶段
19、， 复位。塔里木大学毕业论文5果子被送果机构抛入下榨碗后，上碗开始迅速下降，当上下碗接触后，下降速度变慢，使果子进入以下变化：果子受压变形，果皮含油层破裂出油，同时上碗帽内喷淋环喷出的水将油及时冲走，防止皮油进入果汁。当果子受压达到一定程度后，下刀在底部打出一圆孔，上碗继续下压，将果子内部成份从刚才底部切开的圆孔，通过下刀口压进漏汁管， 在压榨接近终结过程中，上刀立即在果子顶部打孔，果皮进入上碗间隙处，这一过程中去芯孔管迅速上移，对漏汁管内的成分进行挤压。 压榨结束时，果皮被上切刀切断进入上碗帽，果汁通过漏汁管细孔被压入果汁收集槽，籽核从去芯孔管下方开口出排出，乳装皮油混合物从下碗座流出。榨汁
20、完成后，上碗机构迅速上移，去芯孔管清孔漏汁管，做好下一个压榨准备 6。图 3-1 工作原理图高速离心式榨汁机的结构如图 3-2 所示，电机是力的输出机构，机构 4、5 是螺丝连接，机构3、4 是插接，构 3、1 是螺丝连接，机构 2 通过外面的水杯与基座的连接而被压在两者之间。工作原理：通电后电机（构件 5）高速运转，带动连接件（构件 4）运动，构件 4 与构件 5 用螺丝连接，构件 4 与构件 3 通过插接形式连接，勾践与构件 1 通过螺丝直接连接，2 构件坡度与下刀片（1 构件）相同，从而保证切削效果。电机的力通过构件 2、3、4 传递给刀片。工作过程注意事项：1）构件 4 的旋转方向与电
21、机的旋转方向相反；2；构件 2 的坡度一定要和下面刀片的坡度一致或者稍大，以满足刀片能在快速旋转的环境中顺滑运转。塔里木大学毕业论文6图 3-2 结构示意图方案二：低速挤压式榨汁机这种榨汁机也受到很多人的喜爱，它的工作原理是靠内部的一根螺旋杆以每分钟 80 转的低速旋转，对水果进行挤压、研磨，果汁透过滤网流出，果渣从排渣口排出。 优点：噪音低；榨比较脆的水果出汁率高，榨出的果渣很干，不浪费，对于叶菜类的出汁率也能令人满意。 缺点：水果需要切成很小的块，再一点一点地填进去榨，费时间；榨出的果汁较稠，里面混有细小的果肉纤维，尤其是比较面的苹果，榨出来几乎就是糊糊。图 3-3 螺旋式连续榨汁机结构简
22、图由图 3-3 可知:该机由机架、螺杆、筛筒、水分调节机构、减速器、电机等组成。电机 1 通过三角带 2 带动减速器 3 转动,减速器 3 通过联轴器 4 带动螺杆 6 转动,物料由进料斗 5 喂入,在螺杆6 的作用下,受到挤压,物料中的水分通过筛筒 7 流出,经集液盘 10 排出机外,物料在强大的挤压作用下,水分越来越少,最后经图 3-3 螺旋式连续榨汁机结构简图 1-电机 2-三角带 3-减速器 4-联轴器 5-进料斗 6-螺杆 7-筛筒 8-水分调节机构 9-出料斗 10-集液盘 11-机架。出料斗9 排出。调整水分调节机构 8 可改变物料所受挤压力的大小,达到调节物料残水率之目的 7。
23、螺旋式连续榨汁机主要部件结构见图 3-4。塔里木大学毕业论文71-喂料螺旋 2-预压螺旋 3-筛筒 4-压缩螺旋 5-压缩螺旋 6-水分调节机构图 3-4 螺旋式连续榨汁机主要部件结构图通常螺旋式连续榨汁机是靠螺杆在筛筒内旋转,对物料产生压力,从而使物料中的水分被强制挤出。螺旋式连续榨汁机螺杆按不同的分类方法有多种型式。如按螺杆螺纹直径分类有等径与变径之分;按螺杆螺距分类有等距与变距之分;按螺杆螺纹型式分有连续与断续之分等。各种类型螺杆的优缺点比较从略。对本设计加工对象综合考虑,确定采用等径、断续、变螺距螺杆。螺杆上的螺旋共分四段(见图 3-4)。第一段为喂料螺旋 1,主要作用是输送物料;第二
24、段是预压螺旋 2,主要作用是对物料进行初步挤压,并开始挤出水分;第三段 4、第四段 5 是压榨螺旋,主要作用是不断增加对物料的进一步挤压,使物料中的水分被强制挤出。特别是第四段具有恒压作用,可保持处理后的物料含水率(即:物料残水率)基本均匀一致,以利于后续工序加工的稳定性。筛筒部的筛筒(见图 3-4)上有许多筛孔,被榨出的汁液就是从这里流出的。筛孔的设计十分重要,它的主要参数包括:筛孔大小和分布密度。为了确保被榨出的汁液能够及时从筛孔中流出,筛筒筛孔的孔隙率越大越好。又由于筛筒要求承受螺旋挤压产生的强大压力,所以孔隙率也不能太大。通常孔隙率选择原则有:筛筒刚度好时,选大些;筛筒刚度差时,选小些
25、。筛孔大时,孔隙率取较大值;筛孔小时,孔隙率取较小值。对于孔隙率的选择目前还没有统的标准,多数采用试验法确定。筛孔直径的选择:一般来讲,筛孔直径越大,越有利于汁液的排出;相反,筛孔直径越小,越不利于汁液的排出,过小时,就不能保证汁液的排出。选择筛孔时,首先要考虑所加工物料的粒径大小,加工物料的单个粒径大时,筛孔直径选择也要相应大些,以利于汁液排出。但也不能过大,否则,可能会造成较大的料损;加工物料的粒径小时,筛孔直径选择也要相应小些,但也不能太小,因为筛孔太小时,容易造成堵塞,不能保证汁液顺利流出。目前,筛孔直径的选择方法主要有定性选择法和经验选择法,般要经过两到三次试验确定。本设计主要加工发
26、酵菊花,初取筛孔 3、 4、 5,经试验后获知 4最佳。为了确保筛筒内物料清理方便,筛筒设计成上下两半,中间用螺栓连接。为了防止物料揉搓等不良现象的产生,筛筒上设有物料防转动装置。方案三：食品料理机很多人管这种机器也叫做榨汁机，严格说起来它应该叫做食品料理机或是搅拌机，使用时需要加水。它的工作原理是靠搅拌杯底部的刀片高速旋转，在水流的作用下把食物反复打碎。 优点：价格低廉，清洗方便，能加工多种食物。 缺点：使用时需要加水，无法榨出纯果汁，只能搅拌出果菜糊。塔里木大学毕业论文8本设计最终方案为高速离心取汁机的高转速与低速压榨取汁机的螺旋杆取汁机构共同组成的取汁机构；过滤机构采用传统滤网和孔滤膜相
27、结合。3.2 设计方案的结构特点图 3-5 取汁机示意图本设计，选用双螺旋杆机构进行榨汁。双螺旋杆的结构简单且榨取彻底，成本低，清洁方便。对于果汁的过滤澄清则选用多级过滤：第一级过滤选用传统的滤网过滤大的杂质和颗粒；第二级过滤选用微孔滤膜，这种滤膜成本不高，过滤果汁效果极好，且不容易损害果汁分子结构。4 传动部分的设计4.1 电动机的选择电机的选择根据资料查得,实验室一般选用的取汁机功率普遍在 300w 到 700w 之间，又因为中国电网是 220V 三相电网，且实验室取汁机属于食品加工机械范畴，又因为取汁机不属于长时间工作机构，属于短时工作机制 S2，即需要其工作时能立即启动，需要其停止时能
28、立即停止，所以选用电磁制动三相异步电机 YEJ。电磁制动三相异步电机被广泛应用于各种要求快速停止和准确定位的机械设备和传动装置中。电机符合 JB/T6456-1992 标准，该系列电机广泛用于金属加工机床、包装机械、木工机械、食品机械、化工机械、纺织机械、建筑机械以及齿轮减速机等。YEJ 系列制动电动机的直流圆盘制动器安装在电机非轴伸端的端盖上。当制动电动机接入电源，制动器也同时工作。由于电磁吸力作用，电磁铁吸引衔铁并压缩弹簧，制动盘于衔铁端盖脱开，电动机开始运转。当切断电源时，制动器电磁铁失去磁吸力，弹簧推动衔铁压紧制动盘，在摩擦力矩作用下，电动机立即停止 8。表 4-1YEJ 电机选用表塔
29、里木大学毕业论文9型 号功率（kW）转速（r/min）电流（A）效率（%） 功率因数静制动力矩（N.m）空载制动时间(s)额定电流Ist/IN额定转矩Tst/TN重量（Kg）YEJ-63M1-2 0.18 2720 0.53 65 0.8 3 0.2 5.5 2.2 12YEJ-63M2-2 0.25 2720 0.69 68 0.81 3 0.2 5.5 2.2 13YEJ-71M1-2 0.37 2740 0.99 70 0.81 4 0.2 6.1 2.2 14YEJ-71M2-2 0.55 2740 1.4 73 0.82 4 0.2 6.1 2.2 15YEJ-80M1-2 0.75
30、 2845 1.83 75 0.83 8 0.2 6.5 2.2 17YEJ-80M2-2 1.1 2990 2.58 77 0.84 8 0.2 7 2.2 18YEJ-90S-2 1.5 2840 3.43 79 0.84 15 0.2 7 2.2 23YEJ-90L-2 2.2 2840 4.85 81 0.85 15 0.2 7 2.2 26YEJ-100L-2 3 2860 6.31 83 0.87 30 0.2 7 2.2 37YEJ-112M-2 4 2880 8.1 85 0.88 40 0.25 7 2.2 45YEJ-132S1-2 5.5 2900 1.1 86 0.88
31、 75 0.25 7 2.2 69YEJ-132S2-2 7.5 2900 14.9 87 0.88 75 0.25 7 2.2 72根据上表选用电磁制动三相异步电动机 YEJ 80M22，转速 7503000 转/每分钟，功率0.5545kW。4.2 传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配因为电机选用电磁制动三相异步电动机 YEJ 80M22，可以确定转速为 7503000 转/每分钟，且根据资料查得实验用取汁机的转速在 600020000 转/每分钟。且齿轮传动比一般不大于 8，螺旋齿轮传动可达 15。齿轮传动最佳传动比应在 45，内齿轮传动的传动比则不能小于 1.5。所以传动比 i=
32、3000/6000=0.5因为设计所需的传动为两级传动，第一级是电机带动的锥齿轮和取之机构的螺旋杆上的锥齿轮之间的传动传动比为 1：2，第二级传动是双螺旋杆上两直齿轮间的传动，由于双螺旋杆是取汁机构所以两者之间转速相等所以传动比为 1：1.4.3 传动齿轮的设计选择根据设计构思得出，传动部分是由四个齿轮组成，其中锥齿轮 2 个，直齿轮 2 个，传动方式如下图所示：图 4-1 传动方式示意齿轮的材料选择要考虑到齿轮的失效形式，齿轮的失效形式主要有五种：轮齿折断，齿面点塔里木大学毕业论文10蚀，齿面胶合，齿面磨损，齿面塑性变形。本次设计的是水果取汁机，所以齿轮工作的环境是潮湿的，且工作强度大，齿轮
33、要求的转速高，所以应该选用齿面接触强度高，耐磨性好，齿芯韧性好，耐腐蚀的材料，且价格要便宜 9。齿轮的热处理方法主要有以下几种 10：1）表面淬火 常用于中碳钢和中碳合金钢，如 45、40Cr 钢等。表面淬火后，齿面硬度一般为 4055HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高，耐磨性好。由于齿心部末淬硬，齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷。2）渗碳淬火 常用于低碳钢和低碳合金钢，如 20、20Cr 钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达5662HRC，而齿心部仍保持较高的韧性，轮齿的执弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后，轮齿变形较大，应进行磨齿。 3
34、）渗氮 渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理，齿面硬度可达700900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高，工艺温度低，变形小，故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于含铬、铜、铅等合金元素的渗氮钢，如 38CrMoAlA。4）调质 调质一般用于中碳钢和中碳合金钢，如 45、40Cr、35SiMn 钢等。调质处理后齿面硬度一般为 220280HBS。因硬度不高，轮齿精加工可在热处理后进行。 5）正火 正火能消除内应力，细化晶粒，改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理，大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。一般要求的齿轮传动可采用软齿面齿轮。为了减小胶合的可能性，
35、并使配对的大小齿轮寿命相当，通常使小齿轮齿面硬度比大齿轮齿面硬度高出 30-50HBS。对于高速、重载或重要的齿轮传动，可采用硬齿面齿轮组合，齿面硬度可大致相同。根据上诉条件和表 4-2 可得齿轮选用的材料为 45 号钢，表面淬火。4.3.1 圆锥齿轮传动的设计圆锥齿轮齿数的初步确定 由于本设计齿轮转速较高，载荷中等，由于齿轮稳定啮合齿面接触面积要增大，所以选择硬度较小材质，HBS350，系数 C=18。传动比 i=0.5，所以传动比为转速正比齿数反比，齿数比为2。最小根切圆锥齿轮齿数为 1725。试选小圆锥齿轮齿数为 =25，大圆锥齿轮齿数 =502z1z分度圆初步确定因为总体设计和布局要求
36、，可推得小圆锥齿轮分度圆直径不大于 80mm，大圆锥齿轮分度圆直径不大于 160mm。确定齿数，模数由上假设小圆锥齿轮分度圆为 80mm塔里木大学毕业论文11由公式 得526zcid= =27.86 28，由于齿轮齿数必须为整，所以选 28 齿2180.=282=56z由上确定齿数为 =28， =562z1模数 m=80/28=2.85，由于分度圆直径不小于 80mm，查表 4-2 得：模数 m=2.5又因为两齿轮啮合，必须满足压力角相等模数相等这两条基本条件。所以两圆锥齿轮模数都为 2.5。此处已删除6 过滤机构的选择过滤机构采用二级过滤。第一集过滤采用滤网，将果汁中的杂志过滤。第二级过滤采
37、用孔滤膜，塔里木大学毕业论文12孔滤膜是利用高分子化学材料，致孔添加剂经特殊处理后涂抹在支撑层上制作而成。目前微孔滤膜主要由精制硝化棉，加入适量醋酸纤维素、丙酮、正丁醇、乙醇、等制成，亲水，具有无毒卫生，是一种多孔性的薄膜过滤材料，孔径分布比较均匀穿透性的微孔，微孔率高达 80的绝对孔径。主要用于水系溶液的过滤，故也称水系膜。在膜分离技术应用中，孔滤膜是应用范围最广的一种膜品种，使用简单、快捷、被广泛应用于科研、食品检测、化工、纳米技术、能源和环保等众多领域。孔滤膜分为很多中，其中微孔滤膜和核孔滤膜现在应用最多，且技术超前 14。微孔滤膜是利用高分子化学材料，致孔添加剂经特殊处理后涂抹在支撑层
38、上制作而成。在膜分离技术应用中，微孔滤膜是应用范围最广的一种膜品种，使用简单、快捷、被广泛应用于科研、食品检测、化工、纳米技术、能源和环保等众多领域。微孔滤膜主要由精制硝化棉，加入适量醋酸纤维素、丙酮、正丁醇、乙醇、等制成，亲水，具有无毒卫生，是一种多孔性的薄膜过滤材料，孔径分布比较均匀穿透性的微孔，微孔率高达 80的绝对孔径。主要用于水系溶液的过滤，故也称水系膜 15。核微孔滤膜是一种新型的过滤膜。由于核微孔滤膜的滤孔，其几何形状规则，孔径均匀，基本是圆柱形的直通孔，过滤时大于孔径的微粒被截留在滤膜表面，适宜横向流过滤或反冲，以提高滤膜寿命。又由于滤膜本身是电介质薄膜，就不存在滤膜本身对滤液
39、的污染，所以是精密过滤和筛分粒子的理想工具 16。核滤膜的特性及与混合纤维素膜的比较 17181）核滤膜滤孔的几何形状规则，孔径大小均匀，基本呈圆柱形的直孔。以往的过滤元件其滤孔是不规则的，大小不一的，结构似海绵状的。近几年发展起来的混合纤维素酯滤膜也属这种，其孔径在平均值周围分散性很大，据用户反映，目前国产的质量差，仍大量进口，而孔型园整光滑，孔径大小均匀，基本呈圆柱形的直通孔是核滤膜的独特之处，正是这一特性决定了核滤膜的过滤性能优于其它滤膜。2）核孔滤膜透明，表面平整，光滑。这样的膜有利于收集并借助光学显微镜进行粒子分析，对微生物观察可直接在膜表面染色而膜本身不被染色。这利于活化分析和荧光
40、分析。3)过滤速度大 核孔膜虽孔隙率（微孔面积与膜总面积之比）低，为 5-10，但厚度薄（6-10micro；美国产品） ，混合纤维素酯膜虽空隙率达 80，但厚度厚（一般为 100-150micro；） ，又通道弯弯曲曲，大小不匀的迷宫式的，其过滤速度是不及核孔膜的。4)截留特性好 核孔膜的孔径大小基本均一，能把大于孔径的粒子绝对截留在滤膜表面，有利于粒子分离。从核滤膜一面看有少量叠孔，但另一面也重叠的可能性是极少的，故截面特性好，而混合纤维素酯滤膜的孔径在平均值周围分散大，故截留性就差。5)机械强度高，柔性好 聚碳酸酯和聚酯核孔膜的抗拉强度大于 200 2，混合纤维素酯滤膜远不及核孔膜柔性好
41、，故可折叠，也不损坏，可重复使用，混合纤维素酯膜只能一次性使用。6)自重轻，重量一致性好 吸水性低，灰份少：自重轻为 1 2，重量一致性好，加上吸水性低，利于重量定量分析。吸水性低，膜不易受潮变质，而混合纤维素膜则易受湿变质，灰份少，为 0.92塔里木大学毕业论文137)化学稳定性好：核孔膜可以耐酸和绝大部分有机溶剂的浸蚀，其化学稳定性比混合纤维素酯膜好。8)热稳定性好：核孔膜可经受 140 高温，而不影响其性能，故可反复进行热压消毒而不破裂和变形，混合纤维素膜耐 120。低温对核孔膜性能也无明显影响。9)生物学特性好：核孔膜即不抑菌，也不杀菌，也不受微生物侵蚀，借助适当的培养基，细菌和细胞可
42、直接生长在滤膜上，可长期在潮湿条件下工作，而混合纤维素酯不行。10)其它：核孔膜没有粒子，纤维等脱落，故不会象其它滤纸一样污染滤液。根据特殊要求可把核孔膜制成憎水膜（用于大气污染监测等）亲水膜，黑色膜和膜表面制上栅格等。二级过滤采用孔滤膜的原因是成本低廉，孔滤膜价格从几块到几百块不等，且过滤效果极好，且不易污染滤液。塔里木大学毕业论文14总 结毕业论文是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过本次设计，我学到了很多.总结有以下几点：（1） 通过设计对取汁技术和取汁机械发展历史和现状有了很深入的了解。（2） 通过本次设计对机械设计和布局有了深入的认识。（3） 对果汁生产设备的工作过
43、程和工作原理有了了解。（4） 对取汁技术的重要性有了深刻认识。对本次设计的不足总结有以下几点：（1） 在设计之前对取汁技术和取汁机的了解不多。（2） 在结构的布局方面有些许不合理。（3） Cad 图尺寸的标注反面也有些许不足。（4） 本设计的取汁机应用面非常窄，仅限于实验室，无法用于家用和工业用。（5） 由于对于 solidworks 的学习不足，有些零件的三维模型，在绘图方面有些许不合理，望老师谅解。以上几点不足，由于时间的仓促，未能及时弥补。在设计中也出现了很多问题，学习是一个不断发现问题和不断解决问题的过程，出现问题是很正常的。学会发现问题然后解决问题，就学到了新的知识。各种各样的机械设
44、备一般都要实现生产工艺过程和操作过程的自动化，这就要求进行各种机构的创新设计和常见机构的组合应用。因此，机械课程毕业设计对于培养学生对机械运动机构的构思和设计能力起到至关重要的作用。塔里木大学毕业论文15致 谢历时将近四个月的时间，终于将毕业设计的图纸部分和说明书都做完了，在论文的写作与设计图的绘制过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的设计指导老师安静老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行设计的的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！本设
45、计从选题、方案论证到课题的研究都是在导师安静老师的全面、悉心指导下完成的。在设计期间，导师在论文研究方面和设计过程中给予悉心指导，大力支持和帮助。尤其是导师严谨的科学研究精神，惜时如金的工作态度深深地影了本人，使学生受益匪浅。在此表示衷心感谢，并致以崇高的敬意。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在说明书的撰写和排版过程中提供热情的帮助。本次毕业设计的顺利完成离不开老师和同学的协助指导,借此只言片语,对他们热心而无私的帮助表示衷心的感谢由于我的学术水平有限，所写设计与说明书难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！塔里木大学毕业论文16参考文献1王群.略论果汁工业
46、的发展与榨汁机的进步J.粮油加工与食品机械 ,1991,03:8-11.2孟昭宁.蔬菜汁的开发与取汁技术J. 东方食疗与保健,2007,11:63.3孙鹤宁.蔬菜汁的开发与取汁技术J. 农牧产品开发,1997,11:13-14. 4杨大浩.国内外苹果榨汁技术及设备J.粮油加工与食品机械 ,1986,06:1-10.5张绍英.水果榨汁机在我国的应用现状及发展趋势J.食品与机械 ,1998,03:8-10.6刘天印,温国玫,曹振虎.连续离心榨汁机J.食品机械(食品工艺与机械),1989,02:43-44.7王慎安.螺旋式连续榨汁机的结构设计J.轻工机械,2004,No.7301:99-101.8汪
47、建华.YEJ 系列电磁制动三相异步电动机整流电源的设计J.电机与控制应用,2007,No.21309:40-42.9李召华,韩梅,郎娟芳.齿轮失效形式分析J. 机电产品开发与创新 ,2011,v.24;No.12702:97-98.10孟德忠,唐广庆.机械工程中齿轮失效形式和材料选择问题探讨 J.黑龙江科技信息,2011,18:34.11关勇.浅谈开式齿轮润滑J.矿业装备,2013,No.4402:54-57.12吴文群.传动轴设计J.机械工程与自动化,2012,No.17405:174-176.13肖念新,康维民,文赫岩,刘春霞,于俊波.基于 Pro/E 螺旋榨汁机的设计J.农机化研究,2006,11:138-140.14陈昌骏.微孔滤膜J.净水技术 ,1998,04:31-36.15闰仲生.两种孔径滤膜重叠过滤法J. 中国医院药学杂志 ,1989,05:29.16许亚夫,邹大江,熊俊.滤膜材料及微滤技术的应用J. 中国组织工程研究与临床康复 ,2011,v.15;No.48316:2949-2952.17徐桂凤,毕明光.核微孔滤膜简介J. 医药工程设计,1990,06:1-5.18胡燕.核微孔滤膜膜家庭的新成员J. 科技潮,1995,12:28-29.
