榨汁机设计文档格式.docx
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水果榨汁机的消费群体主要有两类：
一类是有孩子或老人的家庭，孩子容易挑食而老人牙齿不好，自己榨果汁可以满足她们摄入足够的营养；
另一类是追求时尚及生活品位的年轻人，榨汁机满足了她们崇尚个性口味的需求。
随着生活质量的提高，消费者的心态由最基本的生活需要开始向营养健康的品味生活过渡，这为榨汁机更加普及提供了可能。
而无论是榨汁机还是食品处理器，都处于市场的导入期，对于大多数消费者而言还是奢侈品，企业如何引导消费者的消费观念至关重要。
中国榨汁机市场处于导入期，一方面因为榨汁机进入中国市场较晚，而更主要的原因是国内消费水平还较低，消费者还没有形成饮用鲜榨果汁的消费习惯。
榨汁机作为新型小家电产品，普及率还不高。
传统型小家电虽已普及，是一种生活品味和生活时尚的代表。
对于新型小家电来说，应该具有较大的发展空间。
1.2目前市面上热销水果榨汁机品牌
选择一台好的水果榨汁机，在其他性能方面甚至榨汁机的品牌都方面都是要“计较”一下的，毕竟好的水果榨汁机用起来会很方便的。
还有最好选择大品牌的榨汁机，品牌在售后服务方面占据很大优势。
以下是目前市面上热销水果榨汁机品牌：
1.飞利浦philips水果榨汁机（1891年荷兰,中国驰名商标,中国名牌,世界品牌）价格：
￥207元
2.九阳榨汁机/水果榨汁机（中国驰名商标,一线品牌/牌子十大榨汁机品牌）价格：
100以内
3.美的midea水果榨汁机（中国驰名商标,十大榨汁机果汁机品牌）价格：
200元
4.松下panasonic水果榨汁机（中国驰名商标,世界品牌,十大榨汁机果汁机品牌）价格：
200-400之间
5.苏泊尔榨汁机水果榨汁机（中国驰名商标,十大榨汁机果汁机品牌）
6.西贝乐水果榨汁机（知名生活小家电品牌,上海帅佳电子科技）
7.欧科ouke水果榨汁机（一线品牌/牌子,十大榨汁机果汁机品牌）
8.swift/eupa/灿坤水果榨汁机（一线品牌/牌子,十大榨汁机果汁机品牌）。
9.龙的longde水果榨汁机（一线品牌/牌子,十大榨汁机果汁机品牌）
10.aca北美水果榨汁机（1934年美国,全球家电鼻祖,十大榨汁机品牌）
1.3目前市面上能见到的榨汁机类型
1）离心式
这种榨汁机在榨汁前要先将水果切成小块，去核，开启榨汁机后将果块放入进料口，用推进棒送料，高速旋转的刀具很快将果块粉碎，通过离心力甩出渣滓，果汁从过滤网流出。
一般产品的外形比较大，部件较多，功率为200W~400W之间。
2）搅拌式（搅拌后用过滤网过滤果汁）
这种搅拌机身采用、可分离式刀叶和果汁过滤网。
搅拌机可令您随心所欲的制作各种果汁。
可轻松搅拌、粉碎或切割各种物料。
借助其多级速度旋钮及专用快捷按钮，便可按自己的方式进行碎冰或调制果汁。
利用果汁过滤网，您可以轻松制作出无果核或果仁的清澈果汁。
使用完毕后，可将分离式刀叶和果汁过滤网放入洗碗机内进行清洗。
3）压榨式（利用杠杆原理）
该手动榨汁机利用杠杆原理可快速榨取果汁，省时省力，在家里便可轻松享受自制新鲜果汁的乐趣。
本产品外型新颖，方便清洗且节约能源，是现代家庭厨房必备。
它能使及水果中的维生素，矿物质及其它营养成份不被破坏，并可按您的要求榨出各种新鲜的饮料。
榨出饮料具有健康和美容的功能，能有效地预防高血压、糖尿病等。
4）螺旋挤压式
电机带动螺旋刀具高速旋转将水果粉碎，从而获得果汁这种榨汁机不用电能，操作方便，环保。
5）多功能组合式
这种搅拌榨汁机集多项功能于一身，除可在家中调制各种各样的中、西饮品、汤类或酱汁，以至婴儿食品，还附有豆浆网，可以制作新鲜豆浆，而个别型号也有干磨器及碎肉器选择，让你可制作更多美食及甜品。
6）手压式
手拿水果在榨汁器上挤压，从而获得果汁。
这种榨汁机小巧，精致并且环保，操作简便，但一般只适合用于带厚皮的水果，像桔子柠檬等。
二.水果榨汁机的总体结构设计
本次设计的是一种集自动化、高效化、小型化、简单化、环保化为一体的较先进的搅拌式榨汁机。
整个装置的动力源采用一个250W的单相串激式电动机，空载转速是19000r/min。
2.1榨汁机的基本结构
榨汁机壳体、榨汁部分和电动机三大部分组成。
2.1.1榨汁机壳体
榨汁机壳体由推杆、端盖、离心外壳、电动机外壳、底座等组成。
推杆、端盖、离心外壳均由透明聚碳酸酯塑料制成具有强度高、耐冲击、不易碎等特点。
刀座、电机外壳、底座则由工程塑料ABS制成，其特点是无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好等特点。
2.1.2榨汁部分
榨汁部分由叶片榨汁刀、刀座等组成。
经实验证明这种刀片能够更好地削碎水果。
刀片由铬锰合金钢制成。
叶片榨汁刀与刀座做成个整体安装在榨汁杯中央，叶片榨汁刀用铬锰合金钢制成，刀轴下端做成柱体，与电动机输出轴凹槽连接。
2.1.3电动机
电动机主要是为榨汁机提供动力，我们选用的是单相串激式电机。
它是利用转子电枢换向器（整流子），所以可交直流两用因电机极数是最低对数，因而转速很高可达万转。
具有体积小、高转速、噪音小、小功率等特点的电机。
2.2水果榨汁机的工作原理
水果榨汁机可对果糊产生很高的离心力，可更好地完成水果和蔬菜的榨汁作业。
榨汁机的主要工作原理是先利用刀片将水果片粉碎，然后利用高速旋转产生强大的离心力来分离果汁和果渣，果汁果渣则被滤杯隔离。
它的工作流程是：
选果→清洗→破碎→榨汁→过滤→果汁和果渣。
三.榨汁机壳体设计
3.1榨汁机壳体材料的选择
我们设计端盖、离心外壳的时候，采用的材料是聚碳酸酯塑料，这种材料具有优良的工程性能，密度为1.2kg/m3本色微黄，呈透明或半透明状，着色性好，不易老化。
聚碳酸酯的重要机械性能是刚而韧，无缺口冲击强度在热塑性塑料中名列前茅。
聚碳酸酯的成型零件可以达到很精密的公差，并在很宽的温度保护范围内保持其尺寸稳定性，成型收缩率为0.5%~0.7%，膨胀系数低。
最高使用温度可达135C0。
热变形温度为135~143C0，当用玻璃纤维增强后，热变形温度可提高到150~160C0。
聚碳酸酯的缺点是有一定的吸湿性，正常使用下吸湿率为0.15%，在室水中吸湿率为0.35%，在沸水中吸湿率为0.85%，在60C0以上的水中会导致开裂而失去韧性。
在水蒸气中反复蒸煮100次后，它的物理性能会显著下降。
由于以上特性，聚碳酸酯在食品机械中常用来制造需要承受冲击载荷的食品模具和托盘，具有良好的使用性能。
例如，饼干机上的冲压模和辊印模，巧克力浇注成型托盘等。
还可以用来制造其她各种饮料器具、容器、离心分离管、泵叶轮等。
而设计刀座、电机外壳的时候，我们采用了工程塑料ABS，其优点是无毒、无臭、坚韧、质硬、刚性好，在低温条件下抗冲击和机械性能较好，使用温度范围大（-40~100C0），因此应用广泛[1]。
3.2榨汁机壳体的设计
榨汁机的壳体主要包括推杆、端盖、滤杯、离心外壳、电机壳体、底座、刀座等。
设计这些壳体的时候我们遵守了模具设计准则，同时考虑了模具的设计制造及加工问题。
这样更有利于榨汁机的生产，并减少了制造成本。
3.2.1端盖的设计
设计榨汁机的时候，我们主要考虑了进料口与滤网之间尺寸的关系，这样可以使得水果片更彻底的切削破碎，使得物料的离心更加充分；
然后我们考虑了端盖与离心外壳的配合问题，这样使得榨汁机的结构更加紧凑，更加家庭化，小型化。
端盖上设有进料口，榨汁前，先将水果切成小片以便可以从端盖上进料口进入滤杯中做离心运动，将水果片从进料口投入，然后用推料杆将水果片紧压在圆形切削刀片上，刀片将水果片切成碎片，我们称其为物料，这时物料在在刀具高速旋转打成果汁.在滤杯作用将果汁与果汁分离。
至于壁厚我们设计为3mm,这样就可以满足我们的基本要求了。
端盖的结构如图所示：
图3-1：
端盖
3.2.2榨汁机外壳的设计
机身外壳可以说是榨汁机最重要的部分了，它包含了榨汁机果汁和果渣的分离，它与滤杯相结合在底座刀具旋转切割作用下将果肉榨成汁。
外壳与刀座端盖通过锁紧机构配合成一个整体，当榨汁完成后，可以取下与电机的连接，通过端盖上的开口于外壳杯嘴倒出鲜美可口的果汁我们考虑了其与端盖和外壳，电机底座和刀座之间的配合以及模具的制造简易，我们将端盖与离心外壳的壁厚都设计为3mm，所以设计出来的离心外壳只是个壁厚为3mm的外壳而已。
离心外壳的结构如图所示：
图3-2：
离心外壳
3.2.3电机外壳的设计
电机外壳的作用主要是用来固定电动机，所以设计的时候我们主要考虑电动机部分，在电机外壳的内部我们为电动机设计了一个圆柱形壳体，电动机的固定方式我们才用螺母固定，在电机外壳的内壁顶部我们设有3个螺孔，这样可以更好的保证电机的平稳性。
其次我们要考虑的是电机与驱动部件的配合，在电机外壳的顶部开有圆形口，电机轴端由此伸出，在电机轴端安有凹槽，这样就可以与刀轴相配合，达到驱动效果。
再者，我们要考虑电机外壳与刀座壳和离心外壳的配合以及盖锁在其上的安装位置。
图3-3：
电机外壳
3.2.4底座的设计
设计底座主要考虑的就是电机的散热问题，我们将底座的底部网状，直接和外部连通，这样就很好的解决了电机的散热问题。
其次是与电机外壳的配合,底座内壁上我们设有螺孔，采用螺母将电机外壳与底座固定在一起，采用了3个螺母进行固定。
图3-4：
底座
3.2.5推杆的设计
设计推杆我们主要考虑了与端盖进料口的配合以及当它与进料口配合完全后它与切削刀片的距离，它直接决定了切削进行的是否彻底。
3.2.6刀座的设计
刀座可以说是榨汁机重中之重部分，它包含了刀座与电机底座配合以及当它与离心外壳配合完全后。
能与离心外壳连成一个整体榨汁杯，使之在榨完汁后.去除与电机底座的配合，可以端起来通过外壳嘴倒出鲜美可口的果汁。
所以设计出来的刀座只是个壁厚为3mm的外壳与滚动轴承、刀具紧密连接，它具有与电机外壳锁紧装置。
图3-5：
刀座
3.2.7滤杯的设计
滤杯的设计则主要考虑为了分离果汁与果汁渣，与离心外壳的紧密的配合，从而分离果汁与果渣。
图3-6：
滤杯
四.榨汁部分设计
榨汁部件的主要组成部分是组合式刀件。
组合式刀件主要是由刀座、叶片榨汁刀以及滚动轴承用过盈配合组成。
这样可使榨汁部件与离心外壳螺纹连接下，在榨汁结束后，与电机分离可成为单独使用的果汁杯。
图4-1：
叶片榨汁刀
图下所示为组装后整体的榨汁部件，刀座内壁是做有螺纹便于离心外壳连接。
图4-2：
叶片榨汁组件
五.电机的选择
5.1电动机的选择要求
合理的选择电动机是正确使用的先决条件。
选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；
选择得不合适，轻者造成浪费，重者烧毁电动机。
选择电动机的内容包括很多，例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等，但是结合榨汁机的具体情况，需要选择的通常只是功率、转速、等几项比较重要的内容，因此在这里介绍一下电动机的选择要求。
电动机类型的选择要从负载的要求出发，考虑工作条件，负载性质、生产工艺、供电情况等，尽量满足下述各方面的要求：
1）机械特性
由电动机类型决定的电动机的机械特性与工作机械特性配合要适当，机组稳定工作；
电动机的起动转矩、最大转矩、牵入转矩等性能均能满足工作机械的要求。
2）功率
电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。
避免出现“小马拉大车”现象或“大马拉小车”现象造成不必要的损失和浪费。
3）转速
电动机的转速满足工作机械要求，其最高转速、转速变化率、稳速、调速、变速等性能均能适应工作机械运行要求。
4）运行经济性
从降低整个电动机驱动系统的能耗及电动机的综合成本来考虑选择电动机类型，针对使用情况选择不同效率水平的电动机类型；
对一些使用时间很短、年使用时数也不高的机械，电动机效率低些也不会使总能耗产生较大的变化，所以并不注重电动机的效率：
但另一类年利用小时较高的机械，如空调设备、循环泵、冰箱压缩机等，就需要选用效率高的电动机以降低总能耗[2]。
5）价格低廉
在满足工作机械运行要求的前提下，尽可能选用结构简单、运行可靠、造价低廉的电动机。
5.2电动机类型的选择
家用食物加工用器具，如食物拌碎器、碎肉机、水果榨汁机、打蛋机、切片机等要求高起动转矩、高转速、体积小、结构简单，最适宜选用单相串激式电动机驱动。
这类电动机的特点为额定转速一般超过10000r/min，短时定额或周期工作定额；
结构特点为无外壳，而利用器具的外壳防护，电动机的防护型式为IP00，端盖简化成支架形式，通常用铸铝做成，依靠支架上的螺孔安装。
电动机的功率一般在30～250W之间。
输出功率为90W以下，一般为制冷，90W以上采用轴流式风扇冷却。
为了降低成本和减小噪音，常采用含油轴承。
电动机的轴伸需与主机的驱动部件相配合。
下表1为家用榨汁机常用单相串激式电动机的技术数据。
表5-1家用食物拌碎器用单相串励电动机技术数据
型号
电压
（V）
频率
（HZ）
空载
负载
测试
电流
（A）
转速
（r/min）
输出
功率
（W）
效率
（﹪）
HCB54／20
HCB5／20A
HC76-40
220
120
50
60
0.33
0.65
0.72
23000
19000
15000
10000
0.60
1.1
2.5
55
250
45
48
HL-2A
HL-3A
HL-3B
HL-4
240
110
0.15
0.3
0.18
0.25
14000
21000
10500
12000
12800
0.35
0.95
0.45
0.85
单相串激式电动机主要使用在要求转速高（4000～25000r/min）、起动转矩大、且体积小的场合。
典型的用途是作为电动工具、拌碎器、吸尘器风机、家用缝纫机、医用离心机等工业机械及日用电器的动力。
在结构上，单相串激式电动机一般由端盖、机壳、定子铁心、钉子绕组、换向器、电刷装置、电枢、风扇、转轴等主要零部件组成。
通常定子铁心做成凸极形式，多为两极。
定子绕组为集中绕组。
单相串激式电动机的结构与直流电动机的十分相似，主要的差别在于单相串激式电动机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流电动机的磁场既可以叠压而成，也可以做成整体结构。
由于交流绕组存在电抗，在功率、电压及定、转子铁心相同条件下，单相串激式电动机的定、转子绕组匝数比直流电动机的要少[3]。
1）主要技术指标
单相串激式电动机主要技术参数包括：
额定电压Un（V）、额定功率Pn（W）、额定转速Nn（r/min）、额定频率fn（Hz）、堵转转矩Tk（倍）、堵转电流Ik（倍）、额定电流In（A）、效率（%）、功率因数cosф等。
单相串激式电动机的主要性能数据见表2
表5-2单相串励电动机主要性能
功
率（W）
转速（r/min）
6000
8000
效
率
cosф
堵转转矩
（倍）
堵转电流
堵转转矩（倍）
堵
转
电
流
16
42
0.86
2
4
43
0.90
3
5
0.92
4.5
7
25
47
40
52
53
56
58
90
59
61
62
180
64
0.87
66
370
0.82
68
0.84
550
70
750
71
—
1100
单相串激式电动机无论是从机械特性还是经济方面都适合本次设计的要求，因此可选择用HC76-40型号的电动机[2]。
5.3电动机额定功率的确定
经与同类榨汁机相比较得出，当榨汁机正常工作，转速n达到8000r/min以上的时候，榨汁机的离心效果明显改善，又查资料知道植物细胞壁的纤维丝抗拉强度为8~10MPa,将各种不同功率的电动机进行比较，得出结论转矩大于200N・m的电动机符合榨汁机的要求，根据公式：
[3]其中P为功率，单位为W；
m为转矩，单位为N・m；
n为转速，单位为；
将以上数据带入得：
我们可以选择单相串激电动机HC76-40型号，它的功率为250W，在正常工作时，它的转速达到10000r/min，扭矩达到240N・m>
200N・m,满足使用要求。
所以我们选择的电动机的额定功率P为250W。
六.榨汁机的使用与维护保养
6.1使用与维护
1）使用前，先把各组件安装到位，确认无误时再开始运行操作使用。
2）待电动机起动运转正常后再投入食物。
3）投放的食物不应过大、过厚或过硬，以免损坏切削刀和造成电机超载。
4）离心笼内不应贮存过多的食物碎末。
若碎末过多，应及时清理，否则会引起震动。
5）榨汁机要经常保持机身内外清洁。
在每次使用完毕之后，要认真加以清洗。
但清洗时，切不可用水龙头冲洗榨汁机的下部底座，也不要将其泡在水里，以免影响底座中电器部分的绝缘性能。
6.2使用注意事项
1）不应空转。
榨汁机在空载时，其电机转速非常快，很容易造成电机轴磨损从而导致器具损坏。
2）应该按照购买时所提供的使用说明书的要求来进行操作和清洁。
不能让榨汁机长时间（超过说明书中所规定的时间）工作；
不能加工超过说明书规定量的材料；
更不能加工除说明书规定外的其它东西。
3）不要把整个产品浸入水中进行清洗，应完全按照说明书的要求进行清洁。
4）不能自行维修榨汁机器具。
榨汁机器具是涉及安全的日用品，消费者在使用过程中如果器具损坏不能正常工作，千万不能自行拆开外壳进行维修。
应该等其完全冷却下来，再按说明书的要求进行操作，如果产品仍然不能正常工作，则应停止使用并送维修店或生产厂进行维修。
5）在使用时，应该用手固定产品且不要把手伸入容器中，不能让小孩触及工作中的榨汁机器具
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