709 离心式水果榨汁机设计

目录

1 概述......................................................... 1

1.1 研究目的及意义............................................1

1.2 国内外技术发展状况 ........................................ 1

1.3 主要研究内容 .............................................. 2

2 技术任务书................................................... 2

2.1 产品设计依据及设计要求.....................................2

2.2 主要结构概述 ..............................................2

2.3 工作原理...................................................2

2.4 技术经济分析...............................................3

3 设计计算说明书............................................... 3

3.1 结构方案分析...............................................3

3.2 离心式榨汁机的基本结构.....................................4

3.3 离心式榨汁机的工作原理.....................................5

3.4 总体设计要点 ..............................................5

4 电机的选择 ..................................................5

4.1 电动机的选择要求 ..........................................5

4.2 电动机类型的选择 ..........................................6

4.3 电动机额定功率的确定 ......................................7

5 榨汁部件的设计............................................... 8

6 榨汁机壳体的设计 ............................................10

6.1 榨汁机壳体材料的选择 .....................................10

6.2 榨汁机壳体的设计 .........................................11

7 榨汁机的使用说明书........................................... 16

7.1 安装说明 .................................................16

7.2 使用说明 .................................................16

7.3 安全警告事项说明 .........................................17

7.4 清洁、保养说明 ...........................................17

7.5 易发故障处理说明 .........................................18

7.6 技术参数 .................................................19

结论 ..........................................................20

致谢 ..........................................................21

参考文献 ......................................................22

毕业设计说明书中文摘要

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毕业设计说明书外文摘要

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1 前言

通过大学四年对基础知识和专业知识的学习，以及各种专业实习，我较系 统地学习、了解、掌握了基本理论知识和机械制造专业的专业基础知识。在此 基础上 ， 同时在专业老师的指导 下 ， 进行了本次毕业设计 ， 我收获颇 多 。 、

1.1 论文选题的依据和研究意义

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 们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 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。现 代爱美人士更注重生活品质，煎炒烹炸虽然美味 ，但容易让一些蔬菜水果 失去其营养成分 ，因而榨汁机风靡白领人群 。在炎炎的夏季自己可以随时

[2] 榨果汁饮用 ，花钱不多， 既经济又方便，的确是大众家庭不错的选择 。

6

1.2 论文的主要内容、研究方法和榨汁机的现状

1.2.1 论文的主要内容

本次设计的主要内容是离心式榨汁机的机械本体设计，主要负责水果榨汁 机的壳体的设计。该设计本着简单、方便、实用、安全为原则，在材料上采用 了 PC(聚碳酸酯塑料)和 ABS（工程塑料），设计上弥补了以往各种榨汁机的不 足，充分体现了自动化、高效化、小型化、简单化、安全化等特点：简单实用 的榨汁机可以让老人和孩子轻松操作而且维护修理特别简单。我相信它在未来 的市场上一定很畅销倍受消费者的青睐。

1.2.2 论文的研究方法

在系统研究和总结了前人的成果与经验的基础之上，我采用带有锯齿的切 削刀片粉碎，增强切削效果；精密的金属滤网地稳定旋转保证榨汁高效，出汁 量大，采用单相串激式电动机提高转速、加大扭矩，保证果汁质量，采用盖锁 安全保护装置，保证安全，双保证措施让消费者更安全、更省心。

1.2.3 我国榨汁机的现状与发达国家的差距

据资料显示：在发达国家家庭中与人们日常生活接触最为密切的厨房系列 小家电像搅拌机、榨汁机、豆浆机、加湿机等新型小家电产品的拥有率已经达 到 80%以上而我国还不到 10%，可以说：我国小家电正处于成长初期，大有潜 力可挖，市场容量巨大，据专业人士预测小家电行业蕴藏着 3500 多亿元的市

[3] 场 。

发达国家生产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，保持了 食品营养成分和风味，提高了食品品质。

随着经济的不断发展我国市场上也出现了各式各样的榨汁机，但大部分采 用的设计理论、设计手段、设计方法、制造技术和检测手段落后；无论是从内 在质量还是外观设计都远远不如发达国家。此外，国内许多原材料、基础件质 量不稳定，直接影响了产品的整体质量。而且我国生产的水果榨汁机用于工业 生产果汁的比较多，家庭实用型的却很少，且从性价比方面考虑也不是很让消 费者满意，更主要的是我国目前使用的水果榨汁机通用性差、出汁率低，清汁 果肉含量多。因此，要求出汁率高、果汁清家庭实用型榨汁机的研究与开发很

受广大消费者的欢迎。

1.2.4 我国榨汁机的市场调查

市场处于导人期同咖啡机、面包机、煮蛋器这些西式小家电一样，榨汁机 相对传统的生活必需品而言，更多的价值体现在人们对精致生活的追求上。榨 汁机的价格普遍高于 200 元，一些知名品牌则要在 500 元左右，因此在中国市 场一直都没有得到广泛普及。东菱凯琴董事长助理潘卫东透露，东菱早在上世 纪 90 年代中期就开始生产榨汁机，由于当时国内市场需求较少，几乎都是贴 牌出口。直到 2000 年左右，国内榨汁机市场初具雏形，东菱才开始开拓国内 市场。资料显示，目前发达国家平均每户家庭拥有小家电产品超过 40 种，而 在中国的一级城市中，平均每户家庭拥有的小家电数量也不超过 5 种，且一般 多为热水器、吹风机这类生活必需品，榨汁机、咖啡机等“情趣产品”的占有 率则更低。苏泊尔有关负责人透露，目前榨汁机在中国家庭中普及率大约只有 5％。潘卫东说，中国榨汁机市场目前仍处于导入期，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。另一专业小家电品牌 ACA2003 年进入中国市场的，据 了解，ACA 在中国的主打产品是电烤箱，榨汁机所占份额相对较小，并且目前 以出口为主。由于电烤箱的销售旺季在秋冬季节，榨汁机则刚好弥补了企业夏 季产品销售的不足。产品性能中国化“西方消费者普遍喜好功能单一而体积较 大的产品，而中国消费者则倾向于选择集多种功能于一体且小巧的产品。”潘 卫东说 “为了迎合消费者的需求，大多数企业的产品都是融合了榨汁、搅拌、 碾磨等功能为一体的综合食品处理器，生产纯榨汁机的企业并不多。” 我们 在卖场里看到，只有飞利浦的榨汁机全部为单榨功能的产品，其他几个品牌的 产品，如苏泊尔，九阳、龙的，都是附带几个杯体的多功能食品处理器。销售 人员透露：“一般消费者使用较多的功能是打豆浆和搅肉馅，单纯为了榨果汁 的消费者很少。”然而多功能处理器的刀片更容易磨损，使用寿命要远低于单 纯的榨汁机。

中国人的饮食习惯也是制约榨汁机市场发展的一大因素。“中国人早餐习 惯喝豆浆而不是果汁。”家电卖场的销售人员说，“还有很大一部分消费者则 习惯直接食用水果，认为将水果榨成汁饮用既麻烦还流失了营养。”我们了解 到，目前榨汁机的消费群体主要有两类：一类是有孩子或老人的庭，孩子容易

8

挑食而老人牙齿不好，自己榨果汁可以满足他们摄入足够的营养；另一类是追 求时尚及生活品位的年轻人，榨汁机满足了他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 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，目前 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。外资品牌遥遥领先根据中怡康 2006 年 2JE]全国市场 监测数据显示，飞利浦以 23、58％的占有率在国内榨汁机销量榜上稳居首位。 其余进入前十名的品牌皆为国内品牌， 除了苏泊尔享有 7， 1％的市场份额之外， 其他企业的占有率则都在 3％ ～5％ 。另外，榨汁机杯身材质的不同，在很大 程度上影响着价格的高低。杯身的材料一般有塑料和玻璃两种，玻璃材质的机 器价格普遍在 400～500 元之间。但记者在采访中了解到，玻璃材质的榨汁机 目前并不多见，主要应用在商用机上，家用产品中，只有松下使用玻璃做杯身 材料。据潘卫东介绍，目前家用榨汁机的市场更好一些，由于与商用机的区别 只在于功率及容积，所以除了普通家庭购买外，很多小型冷饮店、酒吧也倾向

[14] 于购买小巧便宜的家用榨汁机 。

据业内专家预测，中国小家电市场前景广阔，今后 5 年中，每年将有 8％～ 14％的增长幅度，市场需求总额将高达 35OO 亿元。随着人们生活水平的提高，

[14] 中国榨汁机市场会有很大的市场空间 。

全国

品牌

飞利浦

龙的

苏泊尔

九阳

欧科

海菱

惠家

好妈咪 额占有率 22.09 8.23 7.85 5.09 4.78 4.13 3.49 3.88 量占有率 27.96 8.92 7.52 4.68 4.42 3.76 3.51 3.43 平均价格 282 242 219 205 207 203 224 197

乐邦 3.85 3.01 175 好的 2.98 2.64 198 东北

品牌 额占有率 量占有率 平均价格 佳朗 22.42 24.07 196 飞利浦 16.29 12.61 272 乐邦 12.17 14.05 182 苏泊尔 10.31 8.79 247 龙的 9.13 9.30 207 九阳 8.58 5.81 238 天际 2.74 3.23 179 海菱 2.08 2.17 201 哥尔 1.89 2.15 168 德利佳 1.58 1.83 182

10

品牌 飞利浦 龙的 苏泊尔 伊莱克斯 好的 九阳 海菱 乐邦 康丽 威的

额占有率 25.70 19.88 11.76 6.11 4.41 4.19 2.65 2.14 1.70 1.33

量占有率 22.94 17.91 12.20 3.26 5.71 4.27 2.75 2.83 3.27 2.61

平均价格 259 257 223 433 179 227 223 175 120 118

华南

品牌 飞利浦 好妈咪 好的 龙的 肯德利 亿龙 欧科 海菱 九阳 乐邦

额占有率 15.08 18.32 9.88 6.94 7.48 4.35 3.88 3.92 2.88 3.89

量占有率 19.89 17.06 9.60 7.48 6.29 4.06 3.91 3.57 3.07 3.02

平均价格 283 199 208 231 180 200 210 195 220 166

品牌 额占有率 量占有率 平均价格 飞利浦 27.82 20.89 304 欧科 16.75 17.48 219 苏泊尔 11.12 9.49 267 亿龙 7.88 9.19 196 西贝乐 7.19 10.23 160 唐锋 4.10 5.08 184 龙的 4.04 3.81 242 好妈咪 2.99 3.76 182 天际 2.80 2.74 233 乐邦

2.09

2.66

179

华东

品牌 额占有率 量占有率 平均价格 飞利浦 32.40 25.22 292 惠家 7.85 7.83 223 苏泊尔 7.08 8.25 195 龙的 7.08 6.69 241 九阳 8.09 7.11 195 海菱 4.09 4.64 201 欧科 3.69 4.12 204 唐锋 3.63 5.95 139 万利达 3.09 4.03 174 西贝乐

2.39

3.50

158

12

西北

品牌 飞利浦 海菱 欧科 乐邦 苏泊尔 舜辉 伊莱克斯 龙的 益琛 康福尔

额占有率 42.28 17.13 8.13 5.48 4.52 4.08 3.75 3.61 1.24 0.97

量占有率 38.79 19.37 7.23 7.03 4.77 5.16 1.77 3.00 1.38 1.38

平均价格 244 198 252 174 212 178 475 268 202 158

中南

品牌 飞利浦 苏泊尔 九阳 欧科 好夫人 威的 美菱 高特 肯德利 西贝乐

额占有率 37.97 8.25 7.17 8.88 5.31 5.18 3.50 1.90 1.65 1.41

量占有率 27.21 8.13 8.57 8.52 5.28 8.74 3.95 2.40 2.33 2.17

平均价格 300 218 180 173 216 165 191 170 153 140

2 概述

我国是一个农业大国，农业的根本出入在于机械化，实现农业机械化不但是为了有效的 解决“三农”问题，减轻农民的负担，加速建设我国社会主义现代化农业，而且对于推进生 产力的发展，加快世界工业化进程，都有着十分重要的意义。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。果蔬榨汁机是水果和蔬菜加工中的关键设备，合理使用果蔬榨汁机 可以有效提高果蔬的榨汁率及品质。这样不但提高了人们的生活质量，还推动了食品加工业 的发展。

2.1 榨汁机的类型

目前市场上各种品牌的榨汁机琳琅满目，但绝大多数榨汁机的主要结构、榨汁方式等都 相似， 通常大都采用外形、 容积(搅拌容积或汁液杯的容积)和电机功率进行分类。 按外形分， 主要有座式、台式和手提式三种，目前以座式和台式榨汁机为主流机种，其实这两类榨汁机 的外形比较相似，习惯称为台式榨汁机。按容积分，常见有0．5、0.6、0．7、0．8升等， 容积大，一次可榨取的汁液多，但所需的电机功率也大，价格自然就较高。按电机功率分， 主要有200W 、230W 、250W 、300W 、350W 等多种规格，普通座式和台式榨汁机常用200 —300W 的串激电机。

2.2 榨汁机的现状分析

果汁工业化加工在国外已有百年的发展历史，已形成较完备的生产工艺，并开发有多种 生产规模大、加工手段先进、产品质量优良的成套加工设备。

果汁生产的核心工序是榨汁工序，而榨汁机是榨汁工序的关键设备，榨汁机性能的优劣 直接影响和决定着产品的质量、成本和加工企业的经济效益，其作用至关重要。因此，应客 观、准确了解各种榨汁机的工作特点，以便做到正确、合理地选用，满足生产要求，以便尽 快提高我国榨汁机的应用水平和制造水平,带动果汁加工业的发展,彻底解决种植业的原料 加工问题。

以下是常用的几款榨汁机： 1）双锥盘榨汁机

双锥盘榨汁机的榨汁机理是利用两个母线重合的伞状锥体的啮合滚动， 使进入啮合区域的果

14

糊受压，果汁通过伞状锥体表面的滤孔排出。但双锥盘榨汁机压榨时作用时间短，对浆状物 料的夹持性能差，排汁面积相对较小，排汁孔大，因此不适用于家庭水果榨汁。 2）带式榨汁机

带式榨汁机的工作原理是利用两条张紧的环状网带夹持果糊后绕过多级直径不等的

榨辊，使得绕于榨辊上的外层网带对夹于两带间的果糊产生压榨力，从而使果汁穿过网带排 出。

带式榨汁机具有结构简单、工作连续、生产率高、通用性好、造价适中等特点，但带式榨汁 机的主要缺点是榨汁作业开放进行，果汁易氧化褐变，卫生条件差；排汁不畅；网带孔隙易 堵。

3）压板式榨汁机

压板式榨汁机配置一个工作时旋转的圆柱形机筒， 机筒的柱面上开有长缝用于汁液透 过，机筒轴心装有一双向丝杠，丝杠上的转动带动机筒两端的圆形压板相向移动。压榨时物 料用泵充入机筒内，压板由两端向中间移动挤压机筒内的物料，汁液通过机筒壁上的长缝排 出，压榨结束渣从机筒中部的开口排出。但压板式榨汁机的压榨力较小，汁液的透过面积较 低 。

[5]

2.3 对新型榨汁机设计的一般要求

目前我国的榨汁机普遍存在着出汁率低、出汁不清等问题，迫切需要进行结构改进和技 术提高。 因此，新型榨汁机设计必须建立在提高工作效率，增加出汁率，提高果汁质量的 基础上对原榨汁机在先前技术上的改进。 同时还要尽可能使操作简单满足不同年龄段的消费 者，并保证操作的安全性。在经济合理的前提下考虑能够实现综合利用，一机多用。与其他 榨汁机产品相比，要求做到坚固耐用，安全可靠，使用维修方便。在满足设计技术要求的前 提下，尽可能提高产品和零部件的标准化、系列化和通用化程度。

2.4 榨汁机的发展前景

同咖啡机、面包机、煮蛋器这些西式小家电一样，榨汁机相对传统的生活必需品而言， 更多的价值体现在人们对精致生活的追求上。 据了解到， 目前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他们摄入 足够的营养；另一类是追求时尚及生活品位的年轻人，榨汁机满足了他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。

据国家统计局资料，全国食品工业总产值 1995 年已上升为全国各行业之首。食品工业 的可持续发展必然带动食品机械行业的发展，据统计 1999 年，全国专业食品加工机械约有 2300多种已成机械工业的十大产业之一 。

据业内专家预测，中国小家电市场前景广阔，随着人们生活水平的提高，中国榨汁机市 场会有很大的市场空间。

[4]

3 离心式榨汁机的总体设计方案

本次设计的是一种集智能化，自动化、高效化、小型化、简单化、环保化为一体的较先 进的离心式榨汁机。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。

3.1 榨汁机的基本结构

整机由榨汁机壳体、榨汁部件和电动部件三大部分组成。 3.1.1 榨汁机壳体

榨汁机壳体由端盖、离心外壳、电机外壳、底座、果汁杯、果渣盒等组成。端盖、果汁 杯、果渣盒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。离心外壳、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。叶片 榨汁刀安装在榨汁杯中央，用高铬不锈钢制成，刀轴下端装有斜齿轮轴伸，与电动机输出轴 连接。 3.1.2 榨汁部件

榨汁部件由粉碎刀片、金属过滤网等组成。刀片内有锋利的刀孔，经实验证明这种刀片 能够更好地削碎水果。刀片由高铬不锈钢制成，采用斜齿轮轴伸与输出轴连接。 3.1.3 电动部件

电动部件主要是为榨汁机提供动力，有250W 单相交流串激式电机、输出轴、电机外壳、 底座和电源开关等组成。串激式电机的结构如图1所示。整机由转轴、定子、定子绕组、转

16

子、转子绕组、换向器和炭刷等组成。串激式电机的典型的特点是功率大、效率高、转速随 负载力矩变化而变化，当负载减小时，串激式电机转速增加，最高可达 19000r/min 左右。 为避免转速过高造成电机烧坏，一般不允许空载起动，同时也不宜加入太多水果，以免使电 机超载而温升过高 。

[8]

3.2 离心式榨汁机的工作原理

离心式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。离心榨 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，果汁透过回转篮的金属网而流入果汁杯，果渣则被离心力甩出回转篮而进入 果渣盒，它的工作流程是原料→选果→清洗→榨汁→破碎→离心→过滤→果汁和果渣。

3.3 总体设计要点

1）电动机的选择 2）榨汁部件的设计

3） 榨汁机壳体的设计

4 电机的选择

4.1 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 。 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。

[7]

4.2 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，一般为自 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，一般采用斜齿轮轴伸。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 1

家用食物拌碎器用单相串励电动机技术数据

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单相串激式电动机主要使用在要求转速高（4000～25000r/vmin）、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 。 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h （%）、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 2

单相串励电动机主要性能

[7]

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 。

[7]

4.3 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200mN g m 的电动机符合榨汁机的要求，根 据公式 P =

mn [3]

， 其中P为功率， 单位为W；m  为转矩， 单位为N g n为转速， 单位为 r /min  ； m ；

9.549

将以上数据带入得：

P =

mn 0.2N g m ´ 8000r /min

== 167.6 W 9.5499.549

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

20

速达到10000r/min，扭矩达到240mN g m >200mN g 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。

5榨汁部件的设计

榨汁部件的主要组成部分是回转篮。回转篮主要是由金属滤网、切削刀片以及与斜齿轮

。 轴伸相配合的底部的斜齿。我们经过初步实验得出，回转篮上部金属滤网的斜度为55 的时

候，可以很好的将果汁和果渣分离。设计回转篮底部斜齿的时候，根据以往经验以及查照相 关资料，我们取斜齿的比例为 1：4。回转篮的主要作用是在开启榨汁机后，电机带动回转 篮高速旋转，榨汁机就是利用回转篮底部的切削刀片将水果片切成小碎片，然后在高速旋转 的离心过成中将果渣和果汁分离开来，离心过程中果汁透过金属网进入回转圆腔流入果汁 杯，果渣则被甩出回转篮而落入果渣盒中，我们还考虑了金属滤网的强度是否满足要求，以 及切削刀片的选择，它与离心外壳的配合和它与电机驱动元件斜齿轮轴伸之间的配合，以及

切削刀片的安装问题。

图

1：回转篮

图 2：金属滤网（放大 10 倍）

6 榨汁机壳体的设计

6.1 榨汁机壳体材料的选择

我们设计端盖、果汁杯、果渣盒的时候，采用的材料是聚碳酸酯塑料，这种材料具有优

3 良的工程性能，密度为 1.2kg / m 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矛。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135C 。热变形温度为 135~143C ，

。 当用玻璃纤维增强后， 热变形温度可提高到150~160C 。 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60C

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 可以用来制造其他各种饮料器具、容器、离心分离管、泵叶轮等。

而设计离心外壳、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（­40~100C ），

[1] 因此应用广泛 。

6.2 榨汁机壳体的设计

榨汁机的壳体主要包括端盖，回转篮，离心外壳，电机壳体，底座，盖锁，果汁杯，果渣盒。 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。

6.2.1端盖的设计

设计榨汁机的时候，我们主要考虑了进料口与回转篮之间尺寸的关系，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。榨汁机的端盖和离心外壳构

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成离心室，分离果汁的离心运动便在离心室中进行，端盖上设有进料口，榨汁前，先将水果 切成小片以便可以从进料口进入离心室中做离心运动，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 离心室中做离心运动，由于质量大的离心力也大，故随着离心运动的进行，质量大的随着回 转篮想高处运动，然后慢慢的甩出回转篮，落到果渣盒中，而果汁透过回转篮进入到回转圆 腔，然后随着离心运动的进行留入果汁杯。至于壁厚我们设计为 2mm,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：端盖

6.2.2离心外壳的设计

离心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出口，上面提 到了果渣随着离心运动的进行被甩出了回转篮，甩出回转篮后，它并不是甩的到处都是，而 是被甩到了果渣盒中，因而怎么被甩进果渣盒中就是设计的重要部分了，所以设计端盖的时 候我们设计了一个圆梯形挡板，同时在离心外壳上设有开口，果渣盒就放在开口的下面。这 样就可以限制果渣的运动，而让它落到果渣盒中。还有就是果汁的出口怎么设计的问题，当 物料进入回转室后， 做离心运动， 在离心过程中， 果汁脱离物料而透过回转篮进入回转圆腔， 在回转圆腔的底部我们将其设计成螺旋状，并在一端开有圆形小口，这样果汁可以随着离心 运动的进行而顺利流入果汁杯中。设计离心外壳的时候，我们考虑了其与端盖和电机底座和 回转篮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 2mm ，所 以设计出来的离心外壳只是个壁厚为2mm 的外壳而已， 它的正反两面的凹凸结构正好相反。

图 4：离心外壳

6.2.3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， 在电机轴端安有斜齿轮轴伸，这样就可以与回转篮相配合，达到驱动效果。再者，我们要考 虑电机外壳与离心外壳和底座的配合以及盖锁在其上的安装位置， 考虑果汁杯和果渣盒的位 置，我们将盖锁设计在电机外壳两侧面，与果汁杯和果渣盒位置分开。壁厚仍为 2mm,某些 局部可能有些变化，但起伏很小，不会影响模具的制造。

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图 5：电机外壳

6.2.4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2个螺母进行固定。

图 6：底座

6.2.5料杆的设计

设计推料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回 转篮上切削刀片的距离，他直接决定了切削进行的是否彻底。

6.2.6 盖锁的设计

盖锁是榨汁机的重要保护措施，当所有榨汁机组件都按好后，需要用盖锁来将这些组件 紧压在一起， 以防止当榨汁机开启后， 电机的高速离心运动将端盖等甩出去， 造成伤人事件。 设计盖锁的时候我们利用了塑料的弹性，这种盖锁结构简单，操作方便，适合安装在家用榨 汁机上。

6.2.7果汁杯、果渣盒的设计

果汁杯和果渣盒的设计则主要考虑生活中的习惯问题， 人在拿果汁杯和果渣盒的时候是 否很方便。

6.2.8 斜齿轮轴伸的设计

电动机的轴伸需要与榨汁机主机的驱动部件相配合，一般我们采用斜齿轮轴伸。斜齿轮 轴伸呈圆柱形，外表面均匀分布着6个斜齿槽用来与回转篮底部的斜齿相配合，内部与电机 轴伸相配合。

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7 榨汁机的使用和保养 1）使用前，先把切削刀和离心过滤器旋紧，然后把安放离心过滤器和切削刀的上箱紧固在 底座上，再接通电源。

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。

使用注意事项：

不应该空转。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。

1）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。

2）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。

3）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。

4）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。

5）电源插头应该完全地插入插座中，对带接地的产品，应该与带接地插口的插座连接。

结论

鉴于当前国内生产的榨汁机的各种不足，我们在此基础上设计了离心式榨汁机，相比较 其他种类的榨汁机，该榨汁机具有良好榨汁效果，出汁高，果汁和果渣的分离效果好，榨汁 部件和壳体设计简单，便于拆装清洗维修，并且安有保护装置，榨汁主要部件回转篮的设计 相比较其它种类的榨汁机而言， 有了很大的改进； 切削刀片我们采用了带有锯齿的切削刀片， 加强了切削效果；金属滤网更为精密，则使得果汁更加精纯。榨汁机的壳体等部件主要包含 了端盖、离心外壳、电机外壳、底座等，设计这些零件的时候，我们主要考虑了模具的制造 问题和结构问题，使得制造上更加简便，结构上更加简单紧凑，材料上我们选用了工程塑料 ABS 和聚碳酸酯PC，不仅节省成本而且环保，这样相比较其他种类榨汁机而言就做到了小型 化，自动化、环保化，安全化，更好地满足了广大消费者的消费需求。

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