小型自動(dòng)水果削皮機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真

侯欣欣 宋健 解福祥 陸子幸

摘 要：通過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前市面上的手搖式削皮機(jī)存在一些局限性，為此設(shè)計(jì)了一種新型自動(dòng)水果削皮機(jī)，該削皮機(jī)主要由機(jī)架、水果支架、聯(lián)軸器、齒輪軸、絲杠、齒輪組成，以電機(jī)提供動(dòng)力，使得水果削皮更加方便，快捷，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水果削皮的自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：削皮機(jī)；設(shè)計(jì)；仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.007

0 引言

目前市面上出售的小型水果削皮機(jī)大部分是手搖式削皮機(jī)，即利用人力轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿進(jìn)行水果削皮。這種水果削皮機(jī)不僅消耗人力，而且由于轉(zhuǎn)速的不同致使削皮厚度不均勻，不能夠根據(jù)水果的尺寸調(diào)節(jié)刀片與水果之間的距離。因此，為了解決這些存在的問題，設(shè)計(jì)了一種新型自動(dòng)水果削皮機(jī)，實(shí)現(xiàn)了水果削皮的自動(dòng)化，從而使得水果削皮更加方便、快捷[1-4]。

1 總體設(shè)計(jì)與工作原理

1.1 總體設(shè)計(jì)

自動(dòng)水果削皮機(jī)主要由底座、聯(lián)軸器、齒輪軸、齒輪、絲杠、水果支架、水果托盤、刀片支架等組成，如圖1所示。該自動(dòng)水果削皮機(jī)由電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)固定在底座上，電機(jī)通過聯(lián)軸器與齒輪軸相連接，電機(jī)帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪軸頂端安裝有水果托盤，托盤中心有底針，托盤隨齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪軸與齒輪相嚙合，齒輪通過鍵與絲桿連接，齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與之相嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而絲桿實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)下降，其位移距離即為一個(gè)齒距的距離，刀片支架與絲桿相連，帶動(dòng)著刀片以一定距離向下移動(dòng)，完成削皮工作。

1.2 工作原理

工作時(shí)，以電機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)齒輪軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)插在托盤上的水果旋轉(zhuǎn)，水果支架可以根據(jù)水果的實(shí)際大小進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，支架上的頂針插入水果中，使得水果固定的更牢靠，齒輪軸與齒輪嚙合，齒輪帶動(dòng)絲桿向下旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)連接在絲桿上的刀架向下移動(dòng)，刀片與水果表面相摩擦，可以很方便的將果皮削下，隨著刀架的不斷下降，水果的果皮自上而下的與果肉分離，實(shí)現(xiàn)了水果去皮的自動(dòng)化。當(dāng)工作完成后，可關(guān)閉電源，將水果從底針中取下即可。

2 主要結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)

2.1 刀架與刀片

刀架表面有刀片結(jié)構(gòu)底托，底托上留有凹槽，刀片底座嵌在凹槽中，可沿凹槽方向來(lái)回移動(dòng)，整個(gè)刀片結(jié)構(gòu)可以從刀架上取下。工作時(shí)，將刀片保護(hù)架移開，露出刀片，水果隨著托盤旋轉(zhuǎn)，刀架隨絲桿向下移動(dòng)，刀片與水果表皮相互摩擦，表皮可輕易與果肉分離，實(shí)現(xiàn)自上而下的削皮工作。刀架與刀片的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 傳動(dòng)裝置

該裝置支持電池和220V交流電，電機(jī)采用6V，300r/min減速電機(jī)，上方通過聯(lián)軸器連接長(zhǎng)度20cm，齒數(shù)26，模數(shù)為2.5的齒輪軸，右邊是齒數(shù)為26，模數(shù)2.5的齒輪，電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪軸與齒輪嚙合，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。當(dāng)絲桿旋轉(zhuǎn)到最低處時(shí)，可撥動(dòng)開關(guān)使電機(jī)反轉(zhuǎn)，回到初始位置，完成下次剝皮工作。傳動(dòng)裝置如圖3所示。

3 仿真試驗(yàn)與結(jié)果

削皮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程的仿真結(jié)果如圖4所示。圖4（a）為削皮時(shí)機(jī)器運(yùn)動(dòng)變化情況，圖4（b）為削皮速度變化曲線圖。仿真結(jié)果表明，削皮機(jī)在削皮過程中為勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，削皮過程比較穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

削皮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程仿真結(jié)果表明，在削皮過程中削皮機(jī)的速度比較均勻，削皮過程比較穩(wěn)定，能夠有效的實(shí)現(xiàn)削皮的自動(dòng)化。

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作者簡(jiǎn)介：侯欣欣（1990-），女，山東聊城人，碩士研究生，研究方向：新型自動(dòng)蘋果削皮機(jī)的設(shè)計(jì)。