4.4.3传动的中心距a和La16
4.5小带轮包角ai17
4.6确定V带的根数Z17
4.7V带的计算17
5带轮的设计18
5.1带轮的材料18
5.2带轮的形式18
5.3带轮尺寸的计算18
5.4初步确定轴的最小直径18
5.5轴上零件的周向定位19
5.6定圆角半径值19
5.7按弯扭合成条件校核轴的强度19
5.7.1轴的计算19
5.7.2轴垂直面内所受支反力20
5.7.3计算弯矩20
5.7.4计算扭矩20
5.8校核轴的强度20
6其他部件设计21
6.1筛筒的设计21
6.2轴承端盖的设计21
6.3轴的强度校核计算21
631按扭转强度条件计算21
7计算总传动比和分配传动比23
7.1计算传动装置的运动和动力参数23
7.1.1各轴转速23
7.1.2各轴的输入功率23
7.1.3各轴转矩23
7.2功率计算24
总结26
致谢27
参考文献28
1绪论
甘蔗榨汁机在我们日常工作是一种不可缺少机械设备，汲取甘蔗汁非常方便。
近年来，随着时代的不断发展进步，人们生活品质要求不断提高，人们发现了许多食品的营养价值。
实验研究表明，甘蔗汁有着很高营养价值，富含蔗糖，葡萄糖等糖类。
味道香甜可口，得到了人们的欢迎，特别是在我国。
但是，影响甘农的重要因素是如何轻松提取片蔗汁，甘农为此烦恼。
因此，对于甘农来说，制作一种简单方便的甘蔗榨汁机非常重要，况且甘蔗市场需求量极高。
机器挤压的甘蔗汁天然绿色，甜而甜，营养丰闰o
我的灵感来自于手动甘蔗榨汁机、压轨榨汁机，参考这儿种机械设备的机构来设计本方案。
通过参考了解，我的设汁通过改变压榨轨之间的间距来进行工作，达到压榨甘蔗的效果。
通过市场调查可知，面对庞大的消费群体，普通粉碎的果汁销量极少，不能满足消费者的需求。
因此，甘蔗榨汁机的设讣及其营销将为甘农和消费者带来极大的便利和巨大的市场优势。
通过了解消费者的需求，消费者迫切渴望设计一种圧榨甘蔗的机械设备。
本文设计的甘蔗榨汁机可用于甘蔗汁的批量提取，为人们提供便利。
本文设计的甘蔗榨汁机不仅用于甘蔗的提取，还用于高纤维食品的压榨，果汁的提取可以保证提取果汁的清洁，同时确保果汁完全提取，可以挤压到位。
通过研究参考文献和榨汁机机器，设计采用电机驱动，减速机减速，皮带和齿轮传动，三组压幅分两组压榨，果汁分开过滤装置等结构。
通过汁算带轮的结构尺寸、轴的尺寸、齿轮比和减速机的减速比等等进行计算，于是有了初步的设计方案。
1.1研究的目的和意义
甘蔗榨汁机是甘蔗提取汁液必不可少的机械设备，甘蔗的营养价值颇为丰富[11],含有许多果糖、葡萄糖、氨基酸、微量元素等等。
近年来，随着经济技术的不断发展，人类对于健康饮食的标准要求也在不断的提高，许多食品的营养价值也陆续被发现。
甘蔗分布在在世界各地，特别是中国。
我国每年种植200万公顷的甘蔗，产糖150万吨，在农作物中占有很大的地位。
虽然甘蔗销售给甘农带来了经济利益的，改善甘农的生活质量，但同时也给甘农带来了很大的不便，因为人工效率太低。
甘农需要一种操作方便的甘蔗榨汁机，用来提取甘蔗中的营养价值，提高人们的生活质量和提高生产效率。
问题是提取片蔗汁是一个令人头痛的问题，很多甘农都束手无策，不能产业化，更不能大量提取。
因而研制一种既简捷乂方便的片蔗榨汁机将显得尤为重要。
市场上现有的甘蔗榨汁机多采用手动，以及双馄和五眾压榨机，手动压榨机械简单，但需要消费者来自己完成，将给消费者带来不便，经过研究，双楹压榨机可以控制两圧轮之间的距离，但是不能保证压榨质量生产效率也低。
五辗压榨机设计过程过于复杂，成本较高，不适用普通家庭。
釆用三總压榨设计较为简便、榨取效果突出、成本低、方便操作，更适用于甘农。
该甘蔗榨汁机有许多突出的优点。
比如：
体积小、重量轻、构件少结构简单、制造成本低等，适合普通家庭的甘农和工厂的批量生产。
这款甘蔗榨汁机提取甘蔗汁时，能保证甘蔗汁的卫生，还能充分提取，一举两得。
挤压到位，节省时间，不会浪费甘蔗的原料，降低生产成本，所以釆用三轮压榨更适合。
1・2国内外研究现状
1.2.1国内现状
如今，中国主要通过榨汁机获取甘蔗的汁液，榨汁机分为这儿类。
立式榨汁机，使用较为简单，体积小，重量轻，方便使用，比较小众化。
然而，山于无法满足中国巨大的甘蔗种植需求，只能在一些小场合轻易看到，且不易清洁。
推压式甘蔗榨汁机是早期设讣的甘蔗榨汁机，挤圧效果很好，但残留物不易取出，挤压时需要打碎甘蔗，比较麻烦，因而现在不常用。
LI前比较常见的是圧醍式甘蔗榨汁机。
压馄式甘蔗榨汁机常见的有两辗、三辗、五馄以及七轨。
两幅甘蔗榨汁机结构简单，但市场上很少，因为压榨效果不太理想，浪费原材料，不便于大批量生产。
比较发现效果最好的为三幅跟五翟式甘蔗榨汁机，市场比较常见。
值得一提的是，还有一个手动挤压甘蔗榨汁机，结构简单，操作方便，但它外型不像五辗tr蔗榨汁机那样美观。
1.2.2国外现状
国外主要研究四馄和六探甘蔗榨汁机，较为常见，研究三辗的榨汁机较少。
因为甘蔗生长需要长时间光照，促进光合作用，所以世界上甘蔗主要分布于热带和亚热带地区。
澳大利亚和德国致力于研究甘蔗榨汁机，所以他们国家的甘蔗榨汁机基本上是世界上最先进的，很多国家都借鉴参考他们国家的甘蔗榨汁札得到很多国家的喜欢。
1.3国内外存在的问题
我国甘蔗榨汁机起步有些慢，相对于发达国家差距有点大，目前市场上流行的一些机器中，存在如下问题，因此，难以大范圉推广应用。
（1）容易卡机。
国外一些地区由于甘蔗大，经常造成机器的卡机抱死。
应对这种现象，我国广州雷迈机械设备有限公司进行了机械设备的改装或者从新设计。
（2）榨汁不卫生。
渣料外排，不适合在室内，如超市、酒吧、餐饮等场所使用；因而在室外榨汁的过程中，山于甘蔗糖份多，引来苍蝇，蜜蜂等，造成健康饮食的不卫生。
（3）产量低、噪音大。
一级压榨，出汁率低；浪费多，齿轮变速，噪音大。
（4）通用性差。
此外由于甘蔗、硬，使得压辗磨损较为严重。
因而需要进行改良，方便在室内使用。
采用三幅分两级压榨方式；为最大程度减少噪音污染，此设备传动主要依黑涡轮减速设备以及皮带，从而满足环境以及空间内部标准。
1.4现有甘蔗榨汁机的压榨方式
（1）螺旋推送挤压
（2）双辗轮压榨
（3）三辗轮两级挤压
（4）四辗轮两级挤圧
（5）五辗轮三级挤压方式
（6）六辗轮三级甘蔗榨汁机
在中国，采用四幅两级挤压法，采用两轨单级进行工作。
鉴于二者的优缺点，于是釆用三辗双级挤压方式。
1・5主要内容和预期目标
1.5.1主要内容
在我国，甘蔗主要分布在南部地区。
广西，海南，贵州等省区均为甘蔗种植大省。
我国每年种植200万公顷甘蔗，为甘农带来经济收入。
但给广大农民和消费者带来了很多不便。
因此研制设计一款方便简捷的甘蔗榨汁机将对甘蔗类产品带来极大的意义，同时减轻甘农的工作量以及消费者的烦恼。
1.5.2预期目标
（1）榨汁充分，尽可能减少浪费，结构简单便于操作；
（2）通用性能好，便于清理残渣，噪音小，使用寿命长；
（3）圧辗处使用翻盖，便于清洗压辗，时常保持环境卫生；
（4）它生产成本低，易于推广。
2甘蔗榨汁机的整体设计
2.1市面上常见的榨汁机
（1）手摇式甘蔗榨汁机，外壳为不锈钢，外观美观，操作灵活。
图2-1手摇式甘蔗榨汁机
（2）平日家中所用到的电动榨汁机的特点为：
比较小，容易带岀家门，用
电较少。
（3）电瓶榨汁机，使用简单方便并且节省力气。
（4）体积较大的榨汁机，具体形状在图2-2有所展示：
运行时间比较久,能较快完成榨汁工作。
图2-2大型甘慝榨汁机
2.2设计的基本原理
本设计以现有甘蔗榨汁机以及水果榨汁机的技术为基础，对各个构件
进行了优化设讣。
从喂料口送入甘蔗棒料，然后进行压榨。
电机带动的三辗轮分两级先后进行对甘蔗的圧榨，这样的工作方式能确保压榨充分。
然后汁液进入过滤网进行过滤处理，汁液进入盛装体，随后甘蔗残渣从出料口排出，这就是我的设计原理和工作方式。
2.3样机结构及工作原理
三个压辗在齿轮带动下实现两级压榨，如图2-3所示：
在齿轮带动下，压馄A首先正传，齿轮组带动一组压棍B同时反转，从而将从喂料装置进来的片蔗依次进行两级圧榨，保证榨取日•蔗汁液充分进行。
首先得设讣喂料口、喂料斜面和1、2辗轮间保持在同一个斜面；然后将甘蔗进入喂料口，沿着斜面进入1、2压總处；再将甘蔗棒送入1、3压辗处，进行第二次压榨。
甘蔗经过两次的压榨会更加碎，得到的甘蔗汁更多，减少材料的浪费。
1.压馄A2.压馄B!
63.压馄B2
图2・3三馄轮转向
样机结构，如图2-4所示:
L齿轮2.侧而架3.盛液箱4•汁液出口5•减速机
6•调隙螺栓7•排料装置8•箱体9•皮带10•电机11-联轴器
工作原理：
在榨汁机运作之时，榨汁机减速工作主要依靠减速器，传动主要依鼎皮带，带轮和齿轮通过轴连接，依靠皮带进行传动，从而让齿轮也进行传动，三探轮装置于齿轮传动之下互相进行转动工作，压榨工作山此进行。
而另一方面将甘蔗从喂料口送入，通过三醍压榨装置进行压榨，渣料从出料口排出，滤网过滤汁液，把残渣过滤掉，最后汁液流入到盛液箱。
3甘蔗榨汁机的结构设计
3.1喂料机构
根据甘蔗棒料的直径和长度来设计•喂料口。
根据调查，片蔗普遍为圆柱形状，直径不会超过60nmio所以料斗设计•成斜面，然后在端盖侧上方开出直径60nun等间距离的圆孔孔。
喂料口、斜面以及压轨挤压处要设计在统一斜面处，才能将甘蔗棒料送入机器中。
如图3-1所示：
图3-1进料装置
3.2三辐轮两两间间距的计算
甘蔗直径一般在3-5cm,现任选十株甘蔗进行测量，测量结果如下:
表3・1
任选十株甘蔗中部进行的测量
甘蔗
1
34567
8
9
10
甘蔗直径（mm）
36
44
4043393330
52
42
39
表3-2
任选十株甘蔗小端进行的测量
甘蔗
1
2
34567
8
9
10
甘蔗直径（mm）
30
29
2736332929
31
42
39
表3-3
任选十株甘蔗大端进行的测量
甘蔗
1
34567
8
9
10
甘蔗直径（mm）
39
42
4339503352
56
42
49
山上述三表得甘蔗棒的平均直径如下:
甘蔗中部的平均直径：
36+44+40+43+39+33+30+52+42+39
d.==39.8mm
110
甘蔗小端的平均直径：
30+29+27+36+33+29+29+31+42+39“厂山“
d,==32.5nun
-10
tr蔗大端的平均直径：
」39+42+43+39+50+33+52+56+42+49,。
c
d；==44.5mm
10
如果要用三个压辗进行二次压榨，则两辗之间的间距前一级设置在2nun,
然后减小下级轮轮之间的间距；下级轮轮间间距设置为15nmio
3.3调隙螺栓的设计
调隙螺栓是用来改变压辗装置运作时的间距，将压辗2放在距离两个压轮1最近的距离，如遇到压轮间隙小不能有效的进行甘蔗压榨，采用加方形垫片的方式加在两侧面架上再用调隙螺栓预紧，进而达到调隙的作用。
图3-2调隙螺栓
4电动机和V带的选择和计算
4.1选择电动机功率
在选择榨汁机电动机之时，要确定类型，结构，功率还有速度，之后才能将型号给定下来，用的最多是三相交流异步电动机。
电动机最好用Y系列的，它的启动性相当的不错，正常都是用在对启动转矩需要很高的机器上，还有购买它花的钱很少，工作效率很高，稳定性也是相当不错的。
结构不复朵，修理起来便利，在易燃易爆，腐蚀的地方不能拿来用。
根据设计要求，榨汁机中的电动机应当采用鼠笼型三相异步型号。
查表可得，选出两种电动机的型号，如表1。
图4・1鼠笼型三相异步电机
表1电动机技术参数
♦电动机型额定电动机转速传动装置的传动比
号功率
P/kW
同步
转速
满载
转速
总传
动比
带
减速
箱
1
Y112M
4
1500
1440
11.08
2.8
4
■
Y112M
4
3000
2920
22.4
2.8
8
查看表，第二个方案总传动比不大，只是花的钱多，家里面不适合使用，
那么就用第一个方案，电动机型号为Y112M。
所选电动机的额定功率巳d=4kw,满载转速心=1440r/min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑⑺。
4.2确定电动机转速
因为叫=1400/7min,所以n2=—=1^22.=130r/min,即轴的转速为-i11.08
130/7min。
4・3V带的选择与计算
根据设计要求，选择传动装置为带传动，可以减少噪音的产生。
小带轮直径/=70〃曲,大带轮直径d?
=130〃"“。
按照之前选的电动机还有它的数据，这个机器用的电动机是Y112M,前面就晓得额定功率是4KW；同步转速为1500r/min；满载转动的速度14407mm:
传动比z=11.08
4・3・1确定计算功率A,
使用螺旋甘蔗榨汁机之时，载荷非常容易发生变化，应当将运作时间控制在10时以内，并且原动机应当采用鼠笼式异步型号，根据机械设讣教材得知，可以将心取1.2,则有：
Aa=K』=4xl.2=4.8取K°=1.2,心为工作情况系数，P为额定功率。
4.3.2选择V带的型号
V带有一般的还有窄的，他们所有的型号都标准了。
这个里面一般V带的型号有七种；还有一种V带是窄的，它的型号有四种，由化小带轮转速®,可使用A型普通W带。
因此，通过平带传动，主要原因是工作效率比较高。
这种工作方式非常适宜中心距离比较大的情况，可为安装工作带来方便，转速适合在较低场合适用，带的造价较为便宜，经济实用。
4.4带轮基准直径g和
4.4.1小带轮的基准直径
要想让带工作时候弯曲应力小一点，应力集中的很大，那么用的带轮
直径就大，这样主带轮，从带轮都非常大。
正常ddx>dmm,按照主动轮的
基准直径来进行选定，那么带轮的直径就是ddl=100,那么按照传动比能
够将从动轮的基准直径给算出来：
^=100/n/n通过已经知晓的功率P=Fv/1000,传送的功率达到一定的数值，带速自然就变快了，按照式子能够知道需要的圆周力小了，那么V带的根数自然就变少了。
所以小带轮转速为：
v=加"内=E（）（）小40mis=7.536加/sY25m/s60x100060x1000
那么对于设计的要求能够满足。
4.4.2大带轮的基准直径氏2
dd2=（l-u）xz
4.4.3传动的中心距a和带长Ld
1110.7心1+心2）y"oy2（〃右+〃d2）
能够得出初定中心距离是a（）=500mm
基准带长度:
实际中心距离:
4.5小带轮包角吗
皿―吟⑸.220。
4.6确定V带的根数Z
=3.16
几_4.8
（化+△仇）心Kl（1.32+0.17）x0.92x1.01
Z=3根，查设计手册长度得知：
^=1.30Kq=0.90（=1.04
4长度单根普通带准许功率数值；K厶长度系数；心包角系数。
4.7V带的计算
表2V带的计算列表:
设计计算项目
结果
说明
计算功率化
4.8
工作情况系数K,i
1.2
小带轮直径仏
100mm
验算V带的速度H
7.54/s
一般不低于
5m/s
大带轮直径d,
■
360mm
初定中心距绻
500nini
参考实际机
械结构确定
定中心距a
525nini
初算V带所需的基准
长度Ld
1750mm
选V带的基准长度厶°
ISOOnini
包角少
151：
包角系数k“
0.92
长度系数匕
1.01
V带根数Z
3根
5带轮的设计
5.1带轮的材料
因为小带轮带速Vv25m/s,所有使用铸铁HT150o
5.2带轮的形式
假如带轮基准直径是Dv（1.5-3）d,那么小带轮使用实心的形式：
Dv400w,所以大带轮使用腹板的形式。
5.3带轮尺寸的计算
小带轮和电动机密切连接在一起，所以d=28/7/77?
•4=56〃〃"，取50111111；£>=100/77/27,查机械设计师手册表15-13,则有：
宽度：
B=（z-l>+2/=（3-l）xl6+2xl0=52w/»
£）.=£）+2ha=100+2x2.75=105.5nun
小带轮直径：
L=（1.5-2>/=（1.5-2）x28=42-56,取56mm
设计大带轮的轴孔直径d=50〃"
=（1.8-2>/=（1.8-2）x50=90-100
大带轮的宽度：
B=52/77/77
£）[=£）+2ha=377mm
L=56mm
5.4初步确定轴的最小直径
按扭转强度来初步确定：
查表取调质处理的45钢，b〃=650Ma，4=115
输出轴与联轴器直径之间的关系为，心=50加二〃叭，符合强度标准。
所以联轴器轴孔距离是50iiiiii,按照传动所属类别，使用的联轴器类型为十字滑块。
5.5轴上零件的周向定位
半轴连器和轴建立联系主要通过平键，釆用平键连接。
根据手册能够看到平键/?
x/?
=16xlO（GB1095—79）o键槽主要通过铳刀进行工作，周向定位为H7/k6o
5.6定圆角半径值
定圆角半径具体数值为r=\.6mm,轴段倒角，轴两端都是3x45°。
5.7按弯扭合成条件校核轴的强度
5.7.1轴的计算
图5」轴的计算简
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