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1、 摘 要 我国家庭使用普通水果刀削苹果皮的现状,根据其敝端提出家庭生活用品领域的机械化、连继化程度的重要性。针对我国家庭对苹果进行削皮,使用普通水果刀,提出一种具有创新意识的苹果自动削皮技术。包括苹果削皮器总体设计,描述了机身的工作原理。本设计的主要内容为苹果削皮器的结构和功能的设计。首先设计产品部件的外型实体模型,利用Pro/ENGINEER4.0建立3D立体模型,通过不断分析改进和修整,使设计达到要求;通过所有检验后,用AutoCAD2008完成苹果削皮器的零件图和装配图。 关键词:苹果削皮器;结构设计;Pro/ENGINEER4.0;AutoCAD2008.第一章 绪论 1.1 前言 生
2、活用品对每家每户来说都是必需品,人类的生活离不开它。但是,随着人类的生活水平条件的提高,人类对自己的生活质量也不断完善。为了满足人类的现代生活需求,我们必须研究和开发能满足人类生活的生活用品,使人类的生活更加快捷,因此,削苹果皮机的研究有极大的市场拓展空间。 有个很好的例子,豆浆机在国内市场,已经创出一个非常好的消费市场。很明现我国家用豆浆机已经进入快速增长期。2006年我国家用豆浆机产品市场规模达到目的80万台,增长率为78、73% ;2007年市场规模达到530万台,同比增长了90% ;2008年我国家用豆浆机行业依然保持旺盛增长态势。2003-2008年我国家用豆浆机市场规模增长迅速,平
3、均增长率高达50%。到了2011年我国家用豆浆机的市场规模将会达到上千万台。 由此看来,家用产品市场需求在不断扩大,其原因首先在于国民生活品质提高而形成的消费升级需求;其次是家用产品本身技术与功能的升级换代适应了广大消费者的消费需求。 在我看来,家用产品的研究和开发,定能获得广大消费者的倾睐。 1.2苹果削皮器的设计过程 苹果削皮器的设计过程通常包括两个阶段: 1产品设计 产品设计主要包括确定主题、造型、尺寸大小、性能参数、动作类型、颜色、年龄段等。这一阶段以色彩效果图来体现设计内容。 (2)工程设计 工程设计阶段包括传动系统设计、动作机构设计、控制系统设计、材料选择、安全标准要求、成本核算等
4、。这一阶段要画出苹果削皮器的总体装配图、部件图、零件图等。 1.3苹果削皮器的设计要求和注意事项 1.3 1设计要求 苹果削皮器的设计要要求有如下几点: (1)除了能够对苹果皮削皮外,同时还要可以对雪梨、土豆等果菜进行削皮。 (2)机身的设计要精巧、美观大方、易清洗。 (3)操作时要求方便灵活,最好老人、小孩都能适用。 (4)能适应切削果体的不同椭圆度和凹凸面。 (5)设计成本要求合理,能适用普通家庭。 (6)要求能安全高效地削皮。 1.3.2注意事项 在使用苹果削皮器时,应该注意以下事项: (1)削皮刀片十分锋利,请在使用时注意手指;当刀头切削时候,因为苹果表面不平而被卡住时,不要用力继续。
5、 (2)旋转手柄,应该倒旋手柄,使刀头离开被卡处;此款只适用于苹果般大小,果肉较硬的圆型水果。 3)使用完,用水冲洗,擦干后装好刀和固定针套,放在小孩子不容易拿到的地方。 (4)请把刀片转到固定针的下面,以确保拿苹果时不会划伤手指,有削皮时,不要把手指放在削皮器可以削到的地方。第二章 苹果削皮器的概述 2.1苹果削皮器的发展历程 在很久以前人类食用果菜都是没有削皮食用的,只是用清水清洗干净才食用。到了春秋战国时期,人类学会了铜、铁器的打造。因此,人类的生活开始出现了铜、铁器用品,从此人类开始使用铜、铁来打造的刀具对果菜食物进行削皮食用。直到19世纪,人类为了追求方便、快捷的生活,人类发明好各种
6、和样的有利于对果菜削皮的刀具。如今,现代社会高节奏的生活以及高强度的工作,带给了现代人类日益增长的高压力。随着社会的发展进步,科学技术的不断创新,人们对自身的生活质量有了越来越高的要求。从21世纪开始,“便捷”, 与“健康”渐渐成为了现代生活的潮流的趋向。为了适应这样的潮流朝向,普通的家用产品逐渐被淘汰,取而代之的是机械化的家用产品。从此,人类使用的削苹果皮的刀具就从普通刀具变成了机械化的苹果削皮器。 我国家用自动化产品的研究开始于20世纪80年代前后,目前的发展距离世界先进水平尚有一段距离,随着经济和科学技术的发展,相信自动化家用产品必定会走进千家万户。 2.2苹果削皮器的定义 苹果削皮器的
7、定义是指通过手动操作,对水果进行快速、同步处理,一次性地完成削皮处理的机器。采用苹果削皮器加工后,切成的无皮的果肉,食时松脆、不伤牙龈而文明!特别对老年人、婴幼儿食用新鲜、卫生的水果和家庭厨房制作果浆、果汁、果片等食品,创造了许多便利,是文明生活的好帮手,也是馈赠亲友和长辈及促销等的好礼品! 2.3苹果削皮器的工作原理 苹果的削皮工作主要由苹果工位转换、转台和刀具驱动三部分组成。要想完成苹果的削皮工作就必须让苹果和削皮刀同时旋转同时工作,并且他们的方向是必须是垂直的。苹果削皮器的削皮传动流程图如图1所示。 齿轮轴(CL45-3)、2-齿轮(45-2)、3-齿轮(105)、4-齿轮(45-1)、
8、5-皇冠齿轮、6-齿轮(60)、7-转台、8-齿轮(125) 首先我们先分析苹果的旋转,通过简单的手动操作,摇动手柄,从带动齿轮轴(CH45-3)的旋转。因为齿轮轴(CH45-3)和插针是通过螺纹连接的,而苹果是插在插针上,因齿轮轴(CH45-3)、插针、苹果在同一条轴线在旋转。 其次在分析削皮刀的旋转,通过简单的手动操作,摇动手柄,从而带动齿轮轴(CH45-3)旋转,又因为齿轮轴(CH45-3)上的齿轮与齿轮(CL45-1)啮合,齿轮(CL45-1)又与齿轮(CL45-2)啮合,而皇冠齿轮又与齿轮(CL45-2)是通过键连接的,所以皇冠齿轮旋转。又因为皇冠齿轮与齿轮(CL60)垂直传动的,齿
9、轮(CL105)与齿轮(CL60)是通过键转接,因而带动齿轮(CL105)旋转,又因为齿轮(CL125)与齿轮(CL105)啮合和转台与齿轮(CL125)相连接,所以转台也同样的方式旋转。 削皮刀架安装在转台上,因此削皮刀架也在以同样的方式转换。其工作流程图如图2所示。 最后,通过设计的弹性削皮刀具结构,它有很强仿形能力,能沉着果体表面路径进行削皮。苹果削皮器的削皮刀具结构图如图3所示。 1-削皮刀片、2-刀架、3-弹簧、4-螺栓、5-螺母 2.4苹果削皮器的功能与特征 2.4.1苹果削皮器的功能 本款式苹果削皮器的设计的最大可切削果体直径在105MM左右;而且设计的弹性削皮刀具仿形能力很强,
10、能适应切削果体的不同椭圆度和凹凸面; 采用铝合金材料支架,配有真空原理的塑胶吸盘来固定机子,方便而牢固。 2.4.2苹果削皮器的特征 刀架底面是弧形面、刀片位于刀架的尾部,且刀架与刀片之间分别带有能使两者以嵌合定位的凸台和孔。刀架上还装有以销轴连接的可翻转的盖,且盖上设有能方便去除水果表面疵斑的凹槽。本实用新型水果削皮器具有削皮省力平稳、削出的果皮薄,且能用于削各种厚薄皮的水果、刨削使用可靠,以及刀架不易污染去皮水果的表面、果汁散失少等特点;同时因刀架上带有盖,且盖内设有可用于挖除水果疵斑的凹槽,故具有削和挖双重功能。本实用新型水果削皮器还因刀片不外露、体积小、削皮省力而可供儿童使用。 苹果削
11、皮器的机身采用ABS材料和不锈钢刀具等材料制造而成。相对于一般的塑料制品,具有坚固耐用,美观大方、易于清洗、干净卫生等优点。另外该机还是家居必备的最佳工具,对家中有老人、小孩的家庭来说非常适合。亦可用于饭店酒吧的拼盘制作,就在不经意间体现出您的精致生活。第三章 苹果削皮器的基本要求和零件设计的步骤 3.1基本要求 苹果削皮器的基本要求主要有以下几点: 一、满足预定功能的要求 满足预定功能的要求是指能够按照预期的技术要求顺利地执行完成机器的全部动作,如完成苹果削皮器预期的动作形式、速度旋转等动作,以及某些使用上的特殊要求。 二、满足经济性要求 经济性是指在设计制造上成本低、使用上效率高、能源和辅
12、助材料消耗少、维修费用低、使用寿命长等。 在产品整个设计周期中,必须把产品设计、制造及使用三方面作为一个系统工程来考虑,用价值工程理论指导产品设计,正确使用材料,采用合理的结构尺寸和工艺,以降低产品的成本。苹果削皮器的使用对象主要是普通家庭,价格不能过高,因此,苹果削皮器结构和工艺要尽量简化,尽可能多地采用标准件和通用件。 三、满足工艺要求 产品设计时应尽量减少零件的数量,尽可能地采用标准件、通用件(如齿轮、轴等)使得装配及维修简单。在满足产品外观及功能的基础上,应尽可能简化制作工艺,以降低苹果削皮器的制作成本。 四、满足苹果削皮器安全标准要求 苹果削皮器安全直接关系着消费者的身心健康,所以在
13、产品设计和生产时,要严格按照安全标准的要求,对产品进行多方面严格检测,确保消费者在使用过程中的安全。 总之,必须根据所要设计的产品的实际情况,分清应满足的各项设计要求的主次程度。 3.2零件设计的一般步骤 苹果削皮器的零件设计的一般步骤可以概括为: 1 根据零件的使用要求,选择零件的类型及结构设计。 2 根据机器的工作要求,分析计算作用在零件上载荷。 3 根据零件的工作条件,选择合适的材料及处理方法。 4 根据零件可能的失效形式,确定设计准则。 5 确定零件的主要参数和几何尺寸。 6 根据工艺性及标准化等原则,进行零件的结构设计。 第四章 苹果削皮器的组成结构 4.1苹果削皮器的主要组成结构
14、4.1.1齿轮本款苹果削皮器的设计主要应用了直齿轮传动和锥齿轮传动。第五章 苹果削皮器的使用和操作步骤 5.1苹果削皮器的使用说明 苹果削皮器的使用说明如下所示: 1 使用前安装手柄。 2 利用机底吸盘固定机身。 3 把苹果放置于机身插座。 4 转动手柄开始削皮。 5 完成削皮后刀件会自动返回原位。 6 削皮刀件可以更换。 5.2苹果削皮器的操作步骤 苹果削皮器的操作步骤可以分为如下几步: 1 先把苹果削皮器固定在光滑的表面上,拿掉刀和削皮刀和固定针上的外套。 2 摇转旋转手柄,使削皮刀架转到固定针下面,再把苹果的底部插到刀叉里面去 3 按顺时针方向转动旋转手柄,直到转盘转了一周,在手动把削好
15、的苹果就能拿下来,此步骤注意:请把刀片转到固定针的下面,以确保拿苹果时不会划伤手指,有削皮时,不要把手指放在削皮器可以削到的地方,注意安全。 4 使用完,用水冲洗,擦干后装好刀和固定针套,放在小孩子不容易拿到的地方,因为旋转式削皮,削皮过程极其有趣,故家中有小孩子一定叮嘱注意安全。换刀片:松开削皮刀架上的螺丝,把旧的刀片拿出来,并把新工艺刀片装上去,拧紧螺丝即可。 第六章 小结 至今日,论文基本完成。从最初的茫然,到慢慢的进入状态,再到对思路逐渐的清晰,整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战,紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受,我感慨万千,在这次毕业设计的
16、过程中,我拥有了无数难忘的回忆和收获。 4月9日,在与导师的交流讨论中我的题目定了下来,当开题报告定下来的时候,我们当时便立刻着手资料的收集工作中,当时面对浩瀚的书海真是有些茫然,不知如何下手。在同学们的百思和和想象之下,终于使我对自己现在的工作方向和方法有了掌握。 在本次设计中,我们还需要大量的以前没有学到过的知识,于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中,我们要判断优劣、取舍相关知识,不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的,在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域,这方面的能力便会使我们受益非浅。 在设计过程中,总是遇到这样或那样
17、的问题。有时发现一个问题的时候,需要做大量的工作,花大量的时间才能解决。自然而然,我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验,增强了信心。 经过了两个月的努力,在程国飞老师的悉心指导要求下,我们终于完成了苹果削皮器的设计的课程设计。从方案论证到具体设计,每一步对我来说无疑是巨大的尝试和挑战,也成就了我在大学期间独立完成的最大的项目。 提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,都需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步. 希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。 脚踏实地,认真
18、严谨,实事求是的学习态度,不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练,是对我实际能力的一次提升,也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。 致谢 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。 在此更要感谢我的导师和专业老师,是你们的细心指导和关怀,使我能够顺利的完成毕业论文。在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上,我不仅学到了扎实、宽广的专业知
19、识,也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。 在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!谢谢你们! 陈景能、黄利成 2011年5月参考文献 1、于兴芝,机械设计基础.北京:中国人民出版社2008.32、杨黎明,杨志勤.机械选型与运动设计. 北京:国防工业出版社,2007.3、刘美华. 产品设计原理.北京:北京大学出版社,008.2.4、伏波,白平.产品设计:功能与结构. 北京:北京理工大学出版, 2008.6.5、王世刚,王树才.机械设计实践与创新.北京:国防工业出版社,2009.3.6、崔凤奎,Pro/Engineer机械设计.北京:机械工业出版社,2004.1.7、柏松,AutoCAD机械设计.北京:清华大学出版社, 2008.6.
