機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)大作業(yè)

菠蘿削皮機(jī)

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)

化

摘要

本設(shè)計(jì)產(chǎn)品提供一種手搖立式菠蘿削皮機(jī)，重要包括托盤、刀架、頂

針架、V型刀片、手柄或小型發(fā)動(dòng)機(jī)、以及機(jī)械系統(tǒng)，包括傳動(dòng)系統(tǒng)、

裝夾系統(tǒng)、切削系統(tǒng)。其中傳動(dòng)系統(tǒng)由直齒圓錐齒輪（14）與進(jìn)給螺

紋套管（13）固連，通過搖動(dòng)手柄（18）和變速齒輪機(jī)構(gòu)（17）將動(dòng)

力經(jīng)直齒圓錐齒輪（15）與進(jìn)給螺紋管道（13）構(gòu)成的傳遞機(jī)構(gòu)將動(dòng)

力傳給的刀具夾緊法￥盤（12）從而帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)：裝夾系統(tǒng)由卜.頂

釘及對頂螺母（3）,下頂釘（5）構(gòu)成；切削系統(tǒng)由刀架和V型刀具

（6.7）以及刀片（16）構(gòu)成。該削皮機(jī)使用以便，安全可靠，切削菠

蘿和皮根效率高。

目錄

一、題目復(fù)述

二、設(shè)計(jì)方案及構(gòu)造圖

三、機(jī)械系統(tǒng)

四、重要構(gòu)造件參數(shù)

五、設(shè)計(jì)總結(jié)和補(bǔ)充

六、參照書目

一、題目復(fù)述

菠蘿是人們普遍愛慕日勺一種

熱帶水果。菠蘿雖好吃，但皮難削。由于菠蘿的皮為花苞片狀W、J硬皮，

并展現(xiàn)螺旋狀的排列，并且每個(gè)花苞片上面均有一種較深的“果眼”

或“黑芯”。一般，人們手工削菠蘿皮日勺做法：一種是用鋒利日勺水果

刀先削去菠蘿上口勺所有花苞片硬皮，然后再逐一挖去菠蘿上殘留區(qū)I

所有“果眼”；另一種是運(yùn)用特制的u型刀沿著菠蘿花苞片和“果眼”

排列出J螺旋方向挖出一條深“溝”，連皮帶“眼”一塊去掉，需逐條

螺旋線方向挖“溝”才能完畢。因此手工削皮不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不安全，

不衛(wèi)生，并且對菠蘿果肉的揮霍也較大。雖目前市面上有某些水果削

皮機(jī)的產(chǎn)品，但都不適合于菠蘿水果削皮口勺需要。因此，為了滿足家

庭、酒店、水果店或果販?zhǔn)褂?，現(xiàn)需設(shè)計(jì)一種手動(dòng)式或電動(dòng)菠蘿削皮

裝置。

圖8.1

菠蘿表面日勺花苞片及“果眼”日勺分布形狀如圖1所示。菠蘿一般

展現(xiàn)未對稱性的左右螺旋線排列，左右螺旋線的I螺旋線的螺旋升角

均

約為40,每條螺旋線上的果眼數(shù)為7?12個(gè)，每個(gè)菠蘿日勺螺旋線數(shù)為8條，而

菠蘿日勺高度與其直徑之比為1.5左右，其高度一般在170mm一—

280mm范圍之內(nèi)。

我每條螺旋菠蘿高度直徑皮厚果眼深

們根據(jù)市線上的果度

場商場見眼數(shù)

菠蘿的大

小以及其

表面特性

將其歸

類：

菠蘿大小

大11個(gè)245-280mm190mm2.5mm11mm

中9個(gè)205-245mm150mm2.5mm11mm

小7個(gè)170-205mm125mm2.5mmHmm

二、設(shè)計(jì)方案及構(gòu)造圖

我們經(jīng)討論及試驗(yàn)后來采用“V”型刀具剔除果眼及外表皮，對

于未長果眼的部分則采用一般刀片（雙向）切削措施清除。削菠蘿的

手動(dòng)機(jī)械，它由上頂釘及對頂螺母（3）,下頂釘（5）構(gòu)成菠蘿的夾

持機(jī)構(gòu)：直齒圓錐齒輪（14）與進(jìn)給螺紋套管（13）固連，通過搖動(dòng)

手柄（18）和變速齒輪機(jī)構(gòu)（17）將動(dòng)力經(jīng)直齒圓錐齒輪（15）與進(jìn)

給螺紋管道（13）構(gòu)成的傳遞機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳給的刀具夾緊法蘭盤（12）

從而帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)刀具日勺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而完畢

對菠蘿日勺去皮與“挖黑芯”的工作。

機(jī)械部分及其功能特點(diǎn)：

1.外殼：機(jī)械於J外殼。

2.基座：支撐機(jī)械穩(wěn)定。

3、上頂針及對頂螺母：上頂釘用來固定菠蘿，對頂螺母用來固定上

頂釘，兩螺母對頂擰緊后使旋合螺紋始受收到附加H勺壓力和摩擦力

作用，當(dāng)菠蘿再被切削有軸向跳動(dòng)時(shí)，該摩擦力仍然存在其特點(diǎn)，構(gòu)

造簡樸，放松效果好。

4.下頂蓋：用來拖住菠蘿，與上下頂釘共同固定菠蘿。

5、下頂針：用來固定菠蘿，與上頂釘共同固定菠蘿

6、V型刀具1：V型刀具為固定刀具，伴隨動(dòng)力傳到刀具法蘭(12)

帶動(dòng)V型刀“挖果眼”，V型刀具兩面均為刀刃，可正反切削。

7、V型道具2:V型刀具2為沿刀桿可上下移動(dòng)刀具，用來確定菠蘿

兩層“果眼”之間的距離進(jìn)而確定轉(zhuǎn)速當(dāng)?shù)毒?定位于第一層“果眼”

時(shí)，松開蝴蝶夾緊卡子(8),沿開口槽1(9)移動(dòng)V型刀具2使其對準(zhǔn)第

二層“果眼”，讀出開口槽1(9)上的I檔次，進(jìn)而調(diào)整搖動(dòng)手柄.選

用合適轉(zhuǎn)速，切削菠蘿。

8、蝴蝶夾緊卡子：用于配合V型刀具2選用對日勺位置。

9、開口槽1:V型刀具2沿開口槽1上下移動(dòng)，上面時(shí)刻度用來選擇

轉(zhuǎn)速。

10、夾緊滑動(dòng)梯形槽：當(dāng)下頂蓋上放上待切削菠蘿時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊T型

銷(11)使刀具夾緊法蘭盤體(12)上的刀架沿夾緊滑動(dòng)梯形槽向中心

夾緊，實(shí)行對菠蘿日勺夾緊。

11、夾緊T型銷：轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊T型銷，使刀具夾緊法蘭盤體(12)向內(nèi)

夾緊實(shí)現(xiàn)定位。

12、刀具夾緊法蘭盤體：刀具夾緊法蘭盤體上由三把可移動(dòng)日勺刀桿,

上面有兩把“V”槽刀,V型刀具1(6)和V型刀具2(7)尚有一把

與菠蘿表面平行日勺刀片，其V型刀具1(6)與刀片(16),在同一水

平面上。其外型類似于車床上的法蘭盤體。

13.進(jìn)給螺紋套管：上面選用傳動(dòng)螺紋，用于傳遞功，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

與直線運(yùn)動(dòng)換。傳動(dòng)螺紋的牙型由梯形，矩形等。在這里我們選用矩

形螺紋傳遞其中大徑D=14MM,螺距P=2mm,中徑D2=l1.835mm進(jìn)

給螺紋套管與刀具夾緊法蘭盤體(12)底部齒合傳遞動(dòng)力給刀架。

14.直齒圓錐齒輪1:直齒圓錐齒輪1:與進(jìn)給螺紋套管固連

15.直齒圓錐齒輪2:直齒圓錐齒輪2與直齒圓錐齒輪1嚙合傳遞動(dòng)力。

16、刀片：用來切削菠蘿表面出J毛刺和菠蘿表面W、J皮。

17、齒輪變速機(jī)構(gòu)：對于不一樣大小的菠蘿提供三種變速，有一種三

聯(lián)滑移齒輪協(xié)議軸上的三個(gè)齒輪構(gòu)成。

18、搖動(dòng)手柄：用來提供動(dòng)力，可向外殼（1）內(nèi)伸入拉出，控制某

個(gè)齒輪和三聯(lián)滑移齒輪。

三、機(jī)械系統(tǒng)

1.傳動(dòng)與切削系統(tǒng)

2.裝夾菠蘿及對刀方案

將菠蘿放在兩頂針中間，根據(jù)菠蘿的大小再開口槽上選擇不一樣

的槽口用下頂針卡死。后旋動(dòng)上頂針及對頂螺帽使上下頂針插入菠蘿,

同下頂針一起將菠蘿固定，同開口槽與對頂螺母起到釘死H勺作用c由

于被加工后H勺菠蘿切去兩端后近似當(dāng)作一圓柱體，此時(shí)通過旋轉(zhuǎn).道

具加緊法蘭盤體使V型刀具1對準(zhǔn)最上面一層的果眼，再松開蝴蝶加

緊卡子沿開口槽一上下移動(dòng)V型刀具Z,使其對準(zhǔn)另一行果眼，此時(shí)

根據(jù)蝴蝶卡子在開口槽1上所示位置，調(diào)整轉(zhuǎn)速。最終在完畢以上環(huán)

節(jié)的前提下上緊夾夾緊T型稍使刀具向中心移動(dòng)。其中V型刀具1、

2及片刀向中心深入12mm左右后再次調(diào)整夾緊裝置。之后先緩慢轉(zhuǎn)

動(dòng)手柄，后逐漸加速進(jìn)行切削。若轉(zhuǎn)完一圈后任然有未挖凈W、J果眼果

皮，松開夾緊T型銷，轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給螺紋套管或菠蘿使刀具對準(zhǔn)未挖凈KJ

果眼，再夾緊T型稍，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，反向切削，一次進(jìn)行直到切削完全

為止，估計(jì)削完一菠蘿在兩分鐘左右。

四、重要構(gòu)造件參數(shù)

1.外殼：提議采用金屬材料，有很高口勺穩(wěn)定度，按所切削最大菠

蘿計(jì)算其高度應(yīng)為400mm,長300mm,寬300mm。

2、對頂螺母及直齒圓錐齒輪進(jìn)給螺紋套管均采用原則件，直齒

圓柱齒輪，壓力角20度齒頂高等效ha*=1.()頂隙系數(shù)c*=().2,進(jìn)給

螺紋套管D=14mm>P=2mm、D2=12.7mm、dl=11.8mm、L=300mmo

3、齒輪變速機(jī)構(gòu)：一般使用這搖動(dòng)的速度為3()rad/min。

4.V型刀具與刀片均采用淬火薄鋼片，V型刀具長30mm,張角40度,

接觸H勺面均須開刃，片刀長均15mm寬5mm傾斜角為30°

五、設(shè)計(jì)總結(jié)和補(bǔ)充

通過一種月日勺調(diào)查，我們設(shè)計(jì)出了菠蘿切削機(jī)，在設(shè)計(jì)過程

中我考察了許多種市場上日勺一經(jīng)有了機(jī)型，并在網(wǎng)上查找了某些資

料看某些意見。其中菠蘿尢論大小都只有8條螺旋線和題目所給有些

不一樣，最終我們按照8條螺旋線計(jì)算和設(shè)計(jì)。在考慮到菠蘿上“果

眼”的幾何分布及皮厚后，我們提出了自己的I想法，通過組內(nèi)討論和

同學(xué)n勺提議我們最終敲定了外形及切削形式和重要傳動(dòng)方式。最終我

們分工開始詳細(xì)細(xì)節(jié)歐J設(shè)計(jì)，其中程博同學(xué)設(shè)計(jì)了切削和裝夾部分,

戴承勇同學(xué)設(shè)計(jì)了刀具及走到方案，并在刀具設(shè)計(jì)及市場調(diào)查方面

做出了奉獻(xiàn)，何強(qiáng)同學(xué)完畢了傳動(dòng)件及外形設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中我們

團(tuán)結(jié)一致共同努力，終于完畢了作品。

在實(shí)物觀測中，我們注意到菠蘿的皮厚對刀具剛度日勺影響，通過多

次試驗(yàn)，對于皮較厚，較硬，“果眼”較深的菠蘿用該機(jī)構(gòu)切削較