自動水果去皮機設計論文

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1、 畢業(yè)（設計）論文 系（部） ￥ 專 業(yè) ￥ ￥ ￥ 班 級 ￥ ￥ 指導教師 ￥ ￥ 姓 名 學號 學 院 論 文 自動水果去皮機設計 摘要 我們知道水果中 含有豐富的糖 、 有機酸、 纖維素 、維生素、礦物質、多酚及黃酮類營養(yǎng)物質 ，隨著時代 的發(fā)展人們越來越注重食用綠色水果，使我們吃的更加健康。但是現(xiàn)代科學技術生產(chǎn)的化肥農(nóng)藥激素等在蔬菜瓜果的使用使表面都有殘留。特別是 有機磷農(nóng)藥廣泛用于谷類、蔬菜、水果及茶等作物，有機磷農(nóng)藥可在食品洗滌、去皮、加熱過程中 可以 消減 ，但 有機磷農(nóng)藥對人體有一定毒性，長期慢性接觸對人的神經(jīng)功能會造成損害。 有的人可能會說，水果洗了數(shù)次，并用開水或洗滌靈消

2、毒后，果皮上的農(nóng)藥不就去掉了嗎？回答是否定的，因為這些農(nóng)藥經(jīng)過單純的洗滌是不能完全洗掉的，果農(nóng)在管理果樹時，從花落到結果，一直使用農(nóng)藥，時間一長，一些農(nóng)藥就會殘留在果皮里， 像六六六、滴滴涕、樂果、敵百蟲等毒素，這些農(nóng)藥對人體有一定的毒性，即使是少量的對兒童也極為有害。吃水果時 ,若不削皮 ,就會連殘留在水果上的農(nóng)藥也吃進去。輕者會嘔吐腹瀉 ,重者危及生命。為了更好的為社會服務， 本文著重研究齒輪傳動工作原理、蝸桿傳動工作原理、漸開線形成和特性、漸開線齒廓的嚙合特性，完成自動水果去皮機的設計，并使用 UG NX5 軟件進行了造型和運動仿真， 在整體上對蘋果機的外形進行了重新設計，不僅解決了安全

3、問題，同時是您家居的理想藝術品。 關鍵詞：齒輪和蝸桿傳動 UG NX5軟件 CAD軟件 蘋果型 外殼 吸盤 學 院 論 文 目錄 自動水果去皮機設計 . 1 1 緒論 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 研究意義 . 2 1.3 研究內容 . 3 2 自動水果去皮機設計 . 4 2.1 設計原理概述 . 4 2.2 外形設計 . 4 2.3 固定吸盤的選擇 . 5 2.4 傳動裝置設計 . 6 3 UG 建模 . 11 3.1 水果削皮機的外殼設計與建模 . 11 3.2 削皮機的果皮盒的設計與建模 . 14 3.3 削皮機的底座的設計與建模 . 14 3.4 削皮機的上殼的設計與建模

4、. 15 3.5 削皮機的螺桿的設計與建模 . 16 3.6 刀具的設計與建模 . 21 3.7 上固定座的設計與建模 . 22 4 水果去皮機裝配 . 23 4.1 UG 裝配概述 . 23 4.2 裝配效果圖 . 24 4.3 UG 仿真工作原理圖 . 24 5 結束語 . 26 5.1 論文總結 . 26 5.2 工作展望 . 27 參考文獻 . 28 致 謝 . 29 學 院 論 文 1 第一章 緒論 1.1 研究背景 我們知道水果中含有較多的維生素和礦物質，但是現(xiàn)代科學技術生產(chǎn)的化肥農(nóng)藥激素等在蔬菜表面都有殘留。有的人可能會 說，水果洗了數(shù)次，并用開水或洗滌靈消毒后，果皮上的農(nóng)藥不就

5、去掉了嗎？回答是否定的，因為這些農(nóng)藥經(jīng)過單純的洗滌是不能完全洗掉的，果農(nóng)在管理果樹時，從花落到結果，一直使用農(nóng)藥，時間一長，一些農(nóng)藥就會殘留在果皮里，像六六六、滴滴涕、樂果、敵百蟲等毒素，這些農(nóng)藥對人體有一定的毒性，即使是少量的對兒童也極為有害。 水果的外皮部分可有各種各樣的微生物、寄生蟲卵，有的是運輸者或采摘人的手上污染的。有的是銷售者用污水澆洗而污染的。據(jù)調查，有的地區(qū)水果外皮上大腸桿菌，其 4性率達 % %水果的外皮上還可能被各種蟲類的代謝 產(chǎn)物沾污。吃水果時 ,若不削皮 ,就會連殘留在水果上的農(nóng)藥也吃進去。輕者會嘔吐腹瀉 ,重者危及生命。那我們怎樣清除水果表面的殘留物那？ 一般而言 ，

6、 可用以下方法清除： 第一是清水浸泡法，將水果用清水浸泡 20到 30分鐘，然后反復沖洗兩到三次，這樣可以除去部分的殘留農(nóng)藥。還可以添加果蔬洗劑之類的清洗劑，增加農(nóng)藥的溶出。 第二是堿水浸泡法：先用 5%堿水浸泡 5-15分鐘后，再用清水沖洗干凈。 第三是開水浸泡法：將清洗好的水果在開水中泡 2到 5分鐘，然后用清水洗滌 1至 2遍。 第四是去皮法：對于帶皮的水果，如蘋果、 梨子、猻猴桃等，我們先清洗一遍，再去掉表皮，這種辦法就可以去除表面的農(nóng)藥殘留。 第五是儲藏保管法：有條件的話，將比較好保存的水果買回后存放 10 15天左右，也能降低殘留農(nóng)藥的毒性。 以上方法對于水果殘留農(nóng)藥清除具有良好的

7、效果，既可確保水果的營養(yǎng)成分，也讓我們食用起來更加健康。 但 清水浸泡法 、 堿水浸泡法 、 儲藏保管法 周期太長，使用不方便。 開水浸泡法 由于用開水會燙傷水果，使水果變味，營養(yǎng)成分損害?？傊テしū容^方便，隨即食用，還不損害水果的營養(yǎng)成分。而手動去皮又十分困難。這樣以來水果去皮機的研制就十分必要。 目前在 市場上有手動（圖 1-1）和自動（圖 1-2）兩種類型的水果去皮機，但都不是很理想。 學 院 論 文 2 圖 1-1 手動去皮機 圖 1-2 自動去皮機 圖 1-3 手動去皮 圖 1-1為目前市場上應用較多的一類水果切削機，其刀尖均外漏，安全性能較低。工作時需首先 裝上手柄，將蘋果器底部

8、固定在桌面上，然后將蘋果放在針頭，最后轉動手柄，刀頭就會從蘋果底部開始旋轉，沿蘋果表面旋轉，直到蘋果頭部，這時刀就會離開蘋果 。去皮過程結束。 圖 1-2所示的手動水果去皮機，它的工作過程是：水果插在果叉上，然后搖動把柄，刀具和蘋果就會跟著轉動，完成切削過程，切下的果皮被下面的小盤子接到?？梢哉f非常的環(huán)保。但蘋果的固定采用針頭法，很容易把水果損害，長期使用也不衛(wèi)生。 圖 1-3所示的自動水果去皮機，工作過程為：水果插在果叉上自轉，裝有刀片的刀架沿著預置的封閉軌跡運動并與水果表面形成切削關系，完成果皮的刨削。產(chǎn)品適用于圓形或近似圓形的果蔬削皮，例如蘋果、雪梨等水果。但是一般采用針頭固定，容易弄傷

9、水果，如果長期重復使用，針頭及針頭根部易出現(xiàn)贓物和細菌。同時針頭 不適合于小孩及老人使用。不小心的話會弄傷手。產(chǎn)品樣式老套，沒有創(chuàng)新，不美觀。 1.2 研究意義 朋友來時或自己需要品嘗水果時，它可以給你帶來方便和清潔衛(wèi)生的感受。有了它， 學 院 論 文 3 你的家居生活更加干凈清爽；有了它，水果的滋味更加的清甜、美味。 它能免去您削皮的麻煩，輕輕搖一搖，果皮不見了！人性化的設計讓小孩老人都能安全操作。不再擔心用水果刀削皮而削傷手指的危險了。水果削皮機外形雅致。是您家居理想裝飾品。無論是蘋果還是梨，三五秒鐘自動削皮，為您節(jié)省時間，減少親朋聚會及獨自休閑的費時勞動。輕輕松松，閑情逸致。 削皮機削的

10、 果皮薄不斷線。不同于水果刀削皮時多削去果肉果皮滿地，事后掃地及手掌貼果肉不衛(wèi)生的情況，不浪費衛(wèi)生省事。無論是個人食用還是招待親朋；家居還是酒店餐飲及會議；整果還是水果拼盤。水果削皮機都是您必備的家居利器。 1.3 研究內容 本款式 水果切削機 設計的切削最大果體直徑在 105mm左右，加工于蘋果、生梨或土豆（馬鈴薯）等果菜的削皮 。 特別對老年人、嬰幼兒食用新鮮、衛(wèi)生的水果和家庭廚房制作果漿、果汁、果片等食品，創(chuàng)造了許多便利，是文明生活的好幫手， 廣泛 也是饋贈親友和長輩及促銷等的好禮 。論文主要研究一下四方面的內 容： 通過電池或交流電作為動力源，帶動齒輪及螺桿傳動致使蘋果做轉動，擬選擇刀

11、做去皮刀片，實現(xiàn)蘋果的去皮。 固定方式的改善。采用吸盤結構，吸盤在削皮機的用途有兩個。 一、固定底座，使削皮機在工作時更加的穩(wěn)定，不發(fā)生搖擺。 二、固定蘋果，吸盤由于是橡膠制品，不會對水果的果肉造成損害。 外形時尚感的設計。外形為一個紅色透明的大蘋果形狀，不僅是一個很實用的削 皮工具，而且是很好的工藝品。在家擺放及其美觀增加食欲，每天都能保持愉快 的心情 。 計算機仿真模擬。在電腦上對水果切削機的工作原理和工作過程進行仿真模擬， 非常直觀的了解其原理和工作過程。 學 院 論 文 4 第二章 自動水果去皮機設計 2.1 設計原理概述 本課題“自動水果去皮機”的設計 采用鋁合金支架，用真空原理的塑

12、膠吸盤來固定機子，方便而牢固； 利用 彈性削皮刀具仿形能力很強， 以 適應 切削 不同橢 圓 度和凹凸 面，利用電池或交流電帶動齒輪傳動，刀頭從蘋果底部開始旋轉，沿蘋果表面旋轉，直到蘋果頭部。傳動裝置主要采用齒輪傳動，其簡述如下。 2.2 外形設計 外形的設計理念以美觀小巧精致為指導思想。把我們的產(chǎn)品設計 成一種不僅實用而且美觀的物品。在再實用的同時，還可以美化家居，讓人產(chǎn)生一種美得感覺，使產(chǎn)品成為一種藝術品。隨著現(xiàn)實生活中房價越來越高，人們購買大房子的負擔越來越重，在收入情況一定的情況下，必然導致人們生活空間（所購買房子的面積）縮小。這樣一來我們的產(chǎn)品就應以小巧為方向，在空間面積一定的情況下

13、，主人購買東西就應考慮，我買了這個東西之后往哪放，如果產(chǎn)品過大，一定會打擊購買者的積極性！筆者本著以人為主的思想，美觀經(jīng)濟的方向，將蘋果去皮機設計成如圖 2-1 所示的蘋果外形，提升了蘋果機外形的美感，既是一款實用工具，又是 一個藝術品。 圖 2-1 蘋果去皮機外殼實體圖 學 院 論 文 5 2.3 固定吸盤的選擇 圖 2-2 1）概述 吸盤是一種帶密封唇邊的，在與被吸物體接觸后形成一個臨時性的密封空間，通過抽走或者稀薄密封空間里面的空氣，產(chǎn)生內外壓力差而進行工作的一種氣動元件。 真空吸盤，又稱真空吊具，是真空設備執(zhí)行器之一。吸盤材料采用丁腈橡膠制造，具有較大的扯斷力，因而廣泛應用于各種真空吸

14、持設備上。 生產(chǎn)真空吸盤的材料一般為各種橡膠、塑料和金屬。我們經(jīng)常見到的真空吸盤是 NR、NBR、 SI、 FKM、 PUR、 NE、 EPDM、 SE 等多種橡膠制造的。如果我們按形狀分類，可分為扁平吸盤，橢圓吸盤，波紋吸盤和異形吸盤，其中波紋吸盤有進一步細分為二層波紋吸盤，三層波紋吸盤和多層波紋吸盤。按稀薄密閉空間的方式分類，可分為氣動吸盤和 手動吸盤。 2）特點 易損耗。由于它一般用橡膠制造，直接接觸物體，磨損嚴重，所以損耗很快。它是氣動易損件。正因如此，它才如此顯著地從眾多氣動元件中重點突出出來了。 易使用。不管被吸物體是什么材料做的，只要能密封，不漏氣，均能使用。電磁吸盤就不行，它只

15、能用在鋼材上，其他材料的板材或者物體是不能吸的。 無污染。真空吸盤特別環(huán)保，不會污染環(huán)境，沒有光、熱，電磁等產(chǎn)生。 不傷工件。真空吸盤由于是橡膠材料所造，吸取或者放下工件不會對工件造成任何損傷。而掛鉤式吊具和鋼纜式吊具就不行 。在一些行業(yè)，對工件表面的要求特別嚴格，他們只能用真空吸盤。 3）選擇真空吸盤時考慮的事項 真空吸盤吸力計算公式： W=(PxC)/101x10.13 4）吸盤工作原理 學 院 論 文 6 由于真空吸盤的特殊結構，在與物體接觸后會形成一個臨時性的密閉空間。我們通過氣動管路或者一定的裝置，抽走或者稀薄密閉空間里面的空氣。這樣，密閉空間里面的氣壓就低于外界的一個大氣壓了。于是

16、，內外壓力差產(chǎn)生了。外面的大氣壓會把物體和真空吸盤牢牢地擠壓在一起。這樣，我們就看到真空吸盤吸住了物體。通過人們的聰明才智，我們在達到我們的目的后把密閉空間和 外面的大氣壓聯(lián)通，真空吸盤就與物體分離開了?；谏鲜鲈?，真空吸盤一般被用于搬運和固定物體之用，本設計采用真空吸盤。 5） 吸盤在水果削皮機中的運用 圖 2-3 圖 2-4 圖 2-5 如圖 2-3 ，這是固定蘋果的下半部分的吸盤，用它的好處就是不會對蘋果造成 任何的傷害，保持水果的良好品質。 如圖 2-4，這是固定蘋果的下半部分的吸盤，其主要作用就是固定蘋果的上半部， 當蘋果在削皮的過程中，以免蘋果發(fā)生打轉。 如圖 2-5，這是固定蘋

17、果機的吸盤，它的位置在削皮機的最下面，吸盤比較大， 具有很大的吸力，主要用來固定整個削皮機，使它在工作時更加穩(wěn)定。 2.4 傳動裝置設計 1）齒輪傳動特點分析 眾所周知，齒輪傳動式機械傳動中應 用最廣泛的一種傳動，它是利用一對齒輪的 學 院 論 文 7 輪齒的輪齒齒形的嚙合，實現(xiàn)機器中兩軸之間的傳動，即轉速（速度）、轉矩（力）和運動方式的傳遞。 齒輪傳動機構，它主要由一對嚙合齒輪和機架等組成，主動齒輪的齒數(shù)為 z1（輪齒的數(shù)量），從動齒輪的齒數(shù)為 z2，兩齒輪分別繞軸 O1和 O2傳動。當主動齒輪一轉速 n1或角速度 w1作順時針方向轉動時，通過兩輪齒的齒形嚙合，轉換為從動齒輪逆時針方向轉動，

18、其轉速為 n1（角速度 w1），從而實現(xiàn)機器的預定運動規(guī)律，改變轉速、轉矩或傳動的方式。 對齒輪傳動機構的兩個基本要求是傳動平穩(wěn)、承載能 力強。要滿足傳動平穩(wěn)的要求，應該使其瞬時傳動比，即主動齒輪的角速 w1與從動齒輪的角速度 w2的比值 i12保持不變；要滿足承載能力強，應該對齒輪傳動機構進行強度計算和結構設計。 與其他傳動相比，齒輪傳動機構具有下列主要特點： 能保證兩軸線之間傳動有恒定的瞬時傳動比，運動傳遞準確可靠； 傳遞速度和功率的范圍較大，圓周速度可達 150m/s，傳遞功率有幾瓦特至幾千瓦； 傳動效率較高，一般為 0.94 0.99，使用壽命較長，結構緊湊 當兩軸線之間距離較大時，其

19、結構不如帶傳動、鏈傳動簡單； 在傳遞直線運動時， 齒輪傳動的平穩(wěn)性不如液壓傳動和螺旋傳動，遇到過載時，不會像帶傳動一樣產(chǎn)生打滑，使主要設備得到保護； 漸開線齒廓的加工需要專用機床，因此制造成本較高。 2）直齒圓柱齒輪傳動 一對圓柱齒輪所組成的齒輪傳動是齒輪傳動機構中最簡單的形式，它用于平行軸之間的傳動，如圖 2-1 表示外嚙合齒輪傳動。當主動齒輪傳動時，通過齒廓嚙合，失聰動齒輪獲得與主動齒輪相反的轉動方向。 不同的齒輪，其圓周上的齒距 p和壓力角是不同的。為了方便計算，在齒輪的齒頂圓和齒根圓之間規(guī)定一個半徑為 r的基圓，作為齒輪幾何尺寸計算的基準，這個 圓被稱為分度圓。分度圓上的齒距、齒后和齒

20、槽寬分別用 p、 s、 e表示。齒距 p是指在分度圓上相鄰兩輪齒同側齒廓間的弧線長度。社齒輪齒數(shù)為 z，則從齒距定義得 pz= d 直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)定在端面上，即垂直于軸線的平面，它包括模數(shù) m、壓力角 a、齒頂高系數(shù) ha*、頂隙系數(shù) c*和齒數(shù) z 等參數(shù)，分度圓直徑為 d，上式包含無理數(shù)，使計算和測量均不方便，通常將比值標準化，稱為模數(shù)，用 m表示： d=p/ =d/z 學 院 論 文 8 則分度圓直徑 d=mz 式中： m 齒輪的模數(shù)， mm。 為了限制漸開線齒 形加工時所用切削刀具的數(shù)量，我國規(guī)定了模數(shù)的標準 系列，如表 2 1所示。按標準系列中的數(shù)值確定模數(shù)，便于齒輪傳動的制

21、造和維修。 表 2-1 圓柱齒輪模數(shù)的標準系列 第一系列 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 1.75 2.25 2.75 （ 3.25） 3.5 （ 3.75） 4.5 5.5 （ 6.5） 7 9 （ 11） 14 18 22 28 (30) 36 45 圖 2-2不同模數(shù)輪齒大小 如圖 2-2 表示不同模數(shù)的輪齒大小。模數(shù)越大，則輪齒輪齒越大，齒輪的承載能力就越大，但齒輪的外形尺寸越大。 分度圓的壓力角對輪齒的影響。輪齒分度圓的壓力角直接影響漸開線齒廓的形狀受力和齒輪的傳動性能。壓力角越小時，沿運動速度方向的力會變大

22、，則齒輪的傳力性能好單齒廓的齒頂齒厚 Sa 增厚，齒根齒厚 Sf 減薄，使輪齒的根部強度減落；壓力角越大，則傳力性能越差，大輪齒的根部強度增強。我國規(guī)定齒輪分度圓上的壓力角為標準值， =20。 。當分度圓上的齒厚等于齒槽 寬時，即 s=e，稱該齒輪為標準齒輪。標準齒輪正確安裝時，分度圓與節(jié)圓重回。 齒輪的齒頂高系數(shù) ha*=1 齒輪的頂隙 c*=0.25 齒數(shù)是指沿齒輪的齒圈部分均勻分布的輪齒數(shù)量。模數(shù)一時，齒數(shù)越多，齒輪的幾何尺寸越大，漸開線形狀越平直，齒根的齒厚增大。 標準直齒圓柱齒輪傳動的尺寸計算如表 2-2 學 院 論 文 9 表 2-2 外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動尺寸計算公式 名稱

23、符號 說明 計算公式 分度圓直徑 d 一個齒輪中齒厚和齒槽寬相等的圓的直徑 d=mz 齒距 p 分度圓上兩相鄰輪齒同側齒廓之間弧長 p=m =s+e 齒 頂圓直徑 da 漸開線齒廓頂部的圓直徑，它表示齒輪外徑尺寸 da=m(z+2ha*) 齒根圓直徑 df 漸開線齒廓底部圓的直徑 df=m(z-2ha* -2c) 基圓直徑 db 漸開線發(fā)生圓的直徑 db=dcos 3）傳動齒輪各參數(shù)的確定 圖 2-3 原理示意圖 m=1.25 z1=50 z2=25 z3=8 z4=35 ha*=1 c*=0.25 電動機轉速 v2=100r/min 整個螺紋長度 L=800mm 齒輪 1的分度圓直徑 d1齒

24、頂圓直徑 da1=齒根圓直徑 df1 d1=mz1=1.25 50mm=72.5mm da1=m(z1+2ha*)=1.25 (50+2 1)mm=65mm df1=m(z1-2ha*-2 c*)=1.25（ 50 - 2 1 - 2 0.25） mm=59.375mm 學 院 論 文 10 d2=mz2=1.25 25mm=31.25mm da2=m(z2+2ha*)=1.25 (25+2 1)mm=33.75mm df2=m(z2-2ha*-2c*)=1.25 (25-2 1-2 0.25)mm=28.125mm d3=mz3=1.25 8mm=10mm da3=m(z3+2ha*)=1.

25、25 (8+2 1)mm=12.5mm df3=m(z3-2ha*-2c*)=1.25 (8-2 1-2 0.25)mm=6.875mm d4=mz4=1.25 35mm=43.75mm da4=m(z4+2ha*)=1.25 (35+2 1)mm=46.25mm df4=m(z4-2ha*-2c*)=1.25 (35-2 1-2 0.25)mm=40.625mm i12=n1/n2=z2/z1=25/50=0.5 i24=n2n3/n3n4=z4/z2=35/25=1.4 刀具螺母的速度 v=i12*v2*5mm=500mm 削一個蘋果所需時間 t=L/v=1.6 min 圖 2-4螺紋參數(shù)

26、 學 院 論 文 11 第三章 UG建模 3.1 水果削皮機的外殼設計與建模 圖 3-1水果削皮機的整體外形 產(chǎn)品設計反映著一個時代的經(jīng)濟、技術和文化。 產(chǎn)品設計的重要性由于產(chǎn)品設計階段要全面確定整個產(chǎn)品策略、外觀、結構、功能，從而確定整個生產(chǎn)系統(tǒng)的布局，因而，產(chǎn)品設計的意義重大，具有 “ 牽一發(fā)而動全局 ” 的重要意義。如果一個產(chǎn)品的設計缺乏生產(chǎn)觀點，那么生產(chǎn)時就將耗費大量費用來調整和更換設備、物料和 勞動力。相反，好的產(chǎn)品設計，不僅表現(xiàn)在功能上的優(yōu)越性，而且便于制造，生產(chǎn)成本低，從而使產(chǎn)品的綜合競爭力得以增強。許多在市場競爭中占優(yōu)勢的企業(yè)都十分注意產(chǎn)品設計的細節(jié)，以便設計出造價低而又具有獨

27、特功能的產(chǎn)品。許多發(fā)達國家的公司都把設計看作熱門的戰(zhàn)略工具，認為好的設計是贏得顧客的關鍵。 本設計采用蘋果型外殼，顏色以傳統(tǒng)的中國紅為主，符合廣大中國人的喜好；結構是殼體，非常的輕盈，大大減輕了水果機的重量；面為曲面造型，手感符合人性化設計；外殼采用透明的乙烯材料，能夠清楚看到削皮機的工作過程，引發(fā)孩子的創(chuàng)造力和想象力。 乙烯材料也是可以循環(huán)利用的，既經(jīng)濟又環(huán)保，深的人們的喜愛。 學 院 論 文 12 圖 3-2水果削皮機的三視圖和正等軸測圖 1） 草圖建模 創(chuàng)建草圖是指在用戶指定的平面上創(chuàng)建點、線等二維圖形的過程。草圖功能是 UG特征建模的一個重要方法，比較適用于創(chuàng)建截面較復雜的特征建模。一

28、般情況下，用戶的三維建模都是從創(chuàng)建草圖開始，即先利用草圖功能創(chuàng)建出特征的大略形狀，再利用草圖的幾何和尺寸約束功能，精確設置草圖的形狀和尺寸。繪制草圖完成后即可利用拉伸、回轉或掃掠等功能，創(chuàng)建與草圖關聯(lián)的實體特征。用戶可以對草圖的幾何約束和尺寸約束進行修改，從而快 速更新模型。 1）創(chuàng)建草圖的一般步驟 當需要參數(shù)化地控制曲線、或通過建立標準幾個特征無法滿足設 計需要時，通常需創(chuàng)建草圖。草圖創(chuàng)建過程因人而異，下面介紹 其一般的操作步驟。 設置工作圖層，即草圖所在的圖層。如果在進入草圖工作界面前未進行工作圖層設置，則一旦進行草圖工作界面，一般很難進行工作圖層的設置?？稍谕顺霾輬D界面后， 學 院 論

29、文 13 通過 “ 移動到圖層 ” 功能將草圖對象移到指定的圖層。 檢查或修改草圖參數(shù)預設置。 進入草圖界面。執(zhí)行 “ 插入 ”|“ 草圖 ”| 命令，進入草圖工作界 面。在 “ 草圖生成器 ” 工具欄的 “ 草圖名 ” 文本框中 ，系統(tǒng)會自動命名 該草圖名。用戶也可以便于管理將系統(tǒng)自動命名編輯修改為其他 名稱。 設置草圖附著平面。利用草圖對話框，指定草圖附著平面。 指定草圖平面后，一般情況下，系統(tǒng)將自動轉正到草圖的附著平 面，用戶也可以根據(jù)需要重新定義草圖的視圖方向。 創(chuàng)建草圖對象。 添加約束條件，包括尺寸約束和幾何約束。 單擊 “ 完成草圖 ” 按鈕，退出草圖環(huán)境。 圖 3-3水果削皮機的

30、草圖和實體 圖 3-4 管道參數(shù)設置 按照以上草圖建模過程，在草圖 中繪制圖 3-3中圖形，任何進行回轉 命 學 院 論 文 14 令，得到削皮機的整體外形。對于把 柄，現(xiàn)在 草圖 中繪制一曲線，然后用管道 命令進行設置參數(shù)，（如圖 3-3 所示）單擊確定，完成建模。 3.2 削皮機的果皮盒的設計與建模 圖 3-5果品盒的外形 圖 3-6拉伸參數(shù) 圖 3-7抽殼參數(shù) 建模過程：在草圖 中繪制草圖，然后拉伸 命令，設置參數(shù)，（如圖 3-6 所示）然后進行抽殼 命令，設置參數(shù)，（如圖 3-6 所示）最終完成建模。 3.3 削皮機的底座的設計與建模 圖 3-8 底座外形與三視圖 2）特征建模模塊 學

31、 院 論 文 15 UG實體建模是基于特征的參數(shù)化系統(tǒng)，具有交互創(chuàng)建和編輯復雜實體模型的能力，能夠幫助用戶快速進行概念設計和細節(jié)結構設計。另外系統(tǒng)還將保留每步的設計信息，與傳統(tǒng)基于線框和實體的 CAD系統(tǒng)相比，具有特征識別的編輯功能。 UG NX 5 提供了特征建模模塊、特征操作模塊和特征編輯模塊，具有強大的實體建模功能，并且在原有版本基礎上進行了一定的改進，提高了用戶設計意圖表達的能力。使造型操作更簡便、更直觀、更實用。在建模和編輯的過程中能夠獲得更大的、更自由的創(chuàng)作空間，而且花費的精 力和時間相比之下更少了。 常用的特征命令： 圖 3-9 特征命令 3.4 削皮機的上殼的設計與建模 圖 3

32、-10 上殼 學 院 論 文 16 3.5 削皮機的螺桿的設計與建模 圖 3-11 特征命令 3）參數(shù)化建模 1 參數(shù)化設計定義 從產(chǎn)品設計到制造的整個過程中，尤其在產(chǎn)品設計的初步階段，產(chǎn)品的幾何形狀和尺寸不可避免地要反復修改、協(xié)調和優(yōu)化。如果利用 UG 軟件進行非參數(shù)化建模，那么即使要改變圖形的一個尺寸或結構，也要修改原模型，甚至要重新建模。這令設計者不勝其煩。于是就產(chǎn)生了參數(shù)化設計的思想。即 :利用數(shù)值驅動零 件的特征尺寸，在進行產(chǎn)品系列設計時，只需要添加或修改相關參數(shù)即可改變零件的模型，從而實現(xiàn)快速修改原模型或設計新零件的目的。參數(shù)化設計可以大大提高產(chǎn)品設計的效率，同時可以有效保證產(chǎn)品模

33、型的安全可靠性。尤其對于形狀比較定型的零件，用一組參數(shù)約束該幾何圖形的一組尺寸序列，參數(shù)與設計對象的控制尺寸對應顯示。通過對設計變量的修改來驅動生成新零件，高效完成模型修改和建模。參數(shù)化設計是在設計對象結構比較定型的基礎上，用一組參數(shù)來表示尺寸值和約束關系，其核心是尺寸驅動。 2 參數(shù)化設計步驟 UG是一套集 CAD/CAE/CAM于一體的軟件系統(tǒng)。它的功能覆蓋了從概念設計到產(chǎn)品生產(chǎn)的整個過程，它基于完全的三維實體復合造型、特征建模、裝配建模技術，能設計出復雜的產(chǎn)品模型。它為制造行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的全過程提供解決方案。 UG除了提供方便而強大的參數(shù)化建模方法外，還提供了可以提取特征參數(shù)的數(shù)據(jù)表格，通

34、過數(shù)據(jù)表格可 學 院 論 文 17 以生成零件庫。進行參數(shù)化設計的基本步驟如下 : (1)根據(jù)零件特點確定建模方法 ； (2)創(chuàng)建參數(shù)化模型 ； (3)設置參數(shù)之間的關系，也可在創(chuàng)建模型時設置 ； (4)提取自由變化參數(shù) ； (5)創(chuàng)建零件庫，輸人零件系列 數(shù)據(jù)，創(chuàng)建零件模型。 調入生成的模，檢查模型創(chuàng)建是否有誤。 3 實例：齒輪的參數(shù)化設計 圖 3-12 表達式 端面漸開線曲線的具體繪制步驟如下： (1)選擇 工具 表達式 命令，彈出“表達式”對話框，輸入表達式如下： t=0 /UG定義的變量 m=2.5 /齒輪模數(shù) z=22 /齒輪齒數(shù) alpha=20 /齒頂圓壓力角 學 院 論 文 1

35、8 qita=90*t /滾動角角度值 b=36 /齒寬 da=(z+2)*m /da齒頂圓直徑 db=m*z*cos(alpha) /db 基圓直徑 df=(z-2.5)*m /df齒根圓直徑 s=3.14*db*t/4 /滾動角弧度值 xt=db*cos(qita)/2+s*sin(qita) /直角坐標橫坐標 yt=db*sin(qita)/2-s*cos(qita) /直角坐標縱坐標 zt=0 /直角坐標 Z坐標 d=mz /分度圓直徑 (2)單擊 規(guī)律曲線 圖標 或選擇 插入 曲線 規(guī)律曲線 命令，彈出“規(guī)律曲線”對話框； 首先選擇 By Equation 彈出參數(shù)輸入對話框； 其次

36、提示行提示輸人參數(shù)表達式 ,按系統(tǒng)默認值 t,點擊 ok； 之后又彈出 x表達式輸入對話框 ,按系統(tǒng)默認值 xt點擊 ok。至此 x 已定義好。 y的定 義與之相同 ,只是其表達式為 yt。 zt定義為常數(shù)零； 如圖 3-10所示。 圖 3-13 漸開線曲線 (3)選擇 插入 曲線 基本曲線 命令，或者單擊曲線工具條上的“基 本曲線”圖標，彈出“基本曲線”對話框，以坐標原點為中心，分別以 da+1(比齒頂圓直徑稍大 ),d(分度圓直徑 ),df(齒根圓直徑 )繪制圓曲線，如圖 3-11 所示。 學 院 論 文 19 圖 3-14 圓曲線 (4)繪制一條直線，第一點位于漸開線與分度圓的交點，第二

37、點位于原 點上。 (5)選擇 編輯 變換 命令，將上一步繪制的直線繞 Z軸旋 轉 j(齒槽寬的 一半 )度，結果如圖 3-12所示 圖 3-15 變換復制之后的曲線 (6)選擇 編輯 變換 命令，將漸開線關于剛才繪制的直線鏡像復制，結 果如圖 3-13所示。 (7)補全曲線，修剪曲線，隱藏兩條輔助直線，結果如圖 3-14所示，修剪出 的閉合曲線串即為齒槽截面曲線。 齒輪三維實體的建摸步驟具體如下： (1)點擊工具欄上的“圓柱體”圖標或者選擇 插入 設計特征 圓柱體 命令，系統(tǒng)彈出“圓柱體”對話框以 da為直徑， b為高度，繪制圓柱體如圖 6所示。 圖 3-16 鏡像之后的漸開線 圖 圖 3-1

38、7 齒槽截面曲線 (2)選擇 插入 設計特征 拉伸 命令，或者單擊成型特征工具條上的 “拉伸”按鈕，系統(tǒng)彈出“拉伸”對話框。選取前面繪制的齒槽截面，設置參數(shù)單擊“確 學 院 論 文 20 定”按鈕，則生成單個齒槽，如圖 3-15所示。 (3)選擇 插入 關聯(lián)復制 實例 命令，系統(tǒng)彈出“實例”對話框，單擊“環(huán)行陣列”按鈕，系統(tǒng)又彈出對話框，提示選取環(huán)行陣列對象。選取剛才創(chuàng)建的齒槽，設置陣列參數(shù)，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)彈出對話框，要求指定環(huán)行陣列中心線。選定 Z軸為環(huán)行陣列中心線 ，單擊“確定”按鈕，則生成齒槽，如圖 8所示，相應的也就生成全部輪齒。 圖 3-18 單個齒槽 圖 3-19 齒槽 圖

39、 3-20 生成全部輪齒之后的齒輪 螺紋畫法： 圖 3-21 螺紋參數(shù) 圖 3-22 齒輪 1 學 院 論 文 21 圖 3-23 電機齒輪 圖 3-24 定盤 點擊螺紋 命令，選擇圓 柱面，點擊詳細，設置參數(shù)如圖 3-18 所示 .，然后確定。 用同樣方法作出另外齒輪如上圖所示。 3.6 刀具的設計與建模 圖 3-25 草圖 1 圖 3-26 草圖 2 圖 3-27 實體圖 建模過程：分別在相垂直的兩個草圖上畫出如 圖 3-25 草圖 1 ， 圖 3-26 草圖 2 的草圖，然后分別拉伸求交，最終得到實體圖。 學 院 論 文 22 3.7 上固定座的設計與建模 圖 3-28 草圖 1 圖 3

40、-29 草圖 2 圖 3-30 實體圖 學 院 論 文 23 第四章 水果去皮機裝配 4.1 UG 裝配概述 在裝配中用到的術語很多，下面介紹在裝配過程中經(jīng)常用到的一些術語。 裝配部件是指由零件和子裝配構成的部件。在 UG 中可以向任何一個 prt 文件中添加部件構成裝配，因此任何 個 prt 文件都可以作為裝配部件。在 UG 裝配學習中，零件和部件不必嚴格區(qū)分。需要注意的是，當存儲一個裝配時，各部件的實際幾何數(shù)據(jù)并不是存儲在裝配部件文件中，而存儲在相應的部件或零件文件中。 子裝配是指在高一級 裝配中被用作組件的裝配，子裝配也擁有自己的組件。其是一個相對的概念，任何一個裝配部件可在更高級裝配中

41、用作子裝配。 組件部件是指裝配中的組件指向的部件文件或零件，即裝配部件鏈接到部件主模型的指針實體。 組件是指按特定位置和方向使用在裝配中的部件。組件可以是由其他較低級別的組件組成的子裝配。裝配中的每個組件僅包含一個指向其主幾何體的指針。在修改組件的幾何體時，會話中使用相同主幾何體的所有其他組件將自動更新。 主模型是指供 UG 模塊共同引用的部件模型。同一主模型，可同時被工程圖、裝配、加工、機構分析和有限元分析等模 塊引用，當主模型修改時，相關應用自動更新。 自頂向下裝配是指在上下文中進行裝配，即在裝配部件的頂級向下產(chǎn)生子裝配和零件的裝配方法。先在裝配結構樹的頂部生成一個裝配，然后下移一層，生成

42、子裝配和組件。 自底向上裝配自底向上裝配是先創(chuàng)建部件幾何模型，再組合成子裝配，最后生成裝配部件的裝配方法。 混合裝配是將自頂向下裝配和自底向上裝配結合在一起的裝配方法。 1）自底向上裝配 自底向上裝配是指先設計好了裝配中的部件，再將該部件的幾何模型添加到裝配中。所創(chuàng)建的裝配體將按照組件、子裝配體和總裝配的順序進行排列，并利用關聯(lián) 約束條件進行逐級裝配，最后完成總裝配模型。裝配操作可以在菜單中 “裝配 ”|“組件 ”下拉菜單選擇，也可以單擊通過 “裝配 ”工具欄圖標實現(xiàn)。 2）自頂向下裝配方法 學 院 論 文 24 自頂向下裝配有兩種方法，下面分別說明。 方法 1：先在裝配中建立幾何模型（草圖、

43、曲線、實體等），然后建立新組件，并把幾何模型加入到新建組件中。 方法 2：先在裝配中建立一個新組件，它不包含任何幾何對象即 “空 ”組件，然后使其成為工作部件，再在其中建立幾何模型。 4.2 裝配效果圖 裝配結果圖如圖 4-1 所示。 圖 4-1 裝配圖 4.3 UG 仿真工作原理圖 學 院 論 文 25 圖 4-2 裝配圖 學 院 論 文 26 第五章 結束語 5.1 論文總結 時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設計終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設

44、計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 在搜集資料的過程中，我認真準備了一個筆記本。我在新華書店搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。然后我將收集到的資 料仔細整理分類，及時拿給導師進行溝通。 在與導師的交流討論中我的題目定了下來，水果削皮機。當選題報告，開題報告定下來的時候，我當時便立刻著手資料的收集工作中，當時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了導師，在導師細心的指導下，還專門為我買了一個市場上已經(jīng)存在的水果削皮機，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 資料查找完畢，我

45、開始著手論文的寫作。在寫作過程中遇到困難我就及時和導師聯(lián)系，并和同學互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。隨后開展 相關圖形的繪制工作。為了畫出自己滿意的圖形，我仔細學習了 ug的繪圖技術。在繪圖初期，由于沒有設計經(jīng)驗，覺得無從下手，空有很多設計思想，卻不知道應該選哪個，經(jīng)過導師的指導，我的設計漸漸有了頭緒，通過查閱資料，逐漸確立系統(tǒng)方案。 當我終于完成了所有打字、繪圖、排版、校對的任務后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設計稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學習，再提高的過程。在論文中我充分地運用了大學期間

46、所學到的知識。 我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)論文的制 作給了我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資料的日子里，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；記憶最深的是每一步小小思路實現(xiàn)時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這段旅程看似荊棘密布，實 學 院 論 文 27 則蘊藏著無盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多 UG 的知識，讓我對我所學過的知識有所鞏固和提高，在整個過程中，我學到了新知識，增長了見識。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學領域有所作為。 腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學習態(tài)度，不怕困 難

47、、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學習和工作有很大的幫助。 5.2 工作展望 經(jīng)過數(shù)個月的搜集整理資料，認真的設計實驗。終于使的我的畢業(yè)論文（水果去皮機）有了初步的成果。但是由于時間和能力的有限，可能會有一些差錯和不盡人意的地方。希望大家給與批評教育。 本機構的研究主要以漸開線齒輪的嚙合運動為主，實現(xiàn)了實現(xiàn)了從主動輪到從動輪的運動傳遞。但是對于電動機型號的選擇，目前還未達成共識。電動機的選擇應該滿足一下幾個方面的要 求： 經(jīng)濟性，盡可能的使用市場上現(xiàn)有型號的電動機，在滿足使用運行情況下，價格方面應盡可能的降低，

48、因為電動機的價格將直接關系到以后整個機構的價格，電動機的價格如果能在實用的情況下有所降低，必然能讓更多的顧客在價格方面接受本機構。 小巧靈便，電動機的選擇盡量避免選擇過大過重的電機。如果選擇體積龐大的電機，將于本機構最初輕便美觀的設計理念相違背。 節(jié)能環(huán)保 我們只有一個地球，愛護自己的家園，人類享受方便快捷的同時，不應以破壞環(huán)境為前提 . 對于刀具的選擇則是另一個需要解決的難題，對于刀具如何實現(xiàn)圍繞 水果做不規(guī)則運動，刀具材料的選擇及如何使刀具安全衛(wèi)生，還是一個非常嚴峻的課題。 以上難題希望在以后的研究中還有待徹底解決。在本篇論文中將不做介紹。論文中有任何不足還請多多指教！ 學 院 論 文 2

49、8 參考文獻 1 朱熙然主編 .工程力學，上海：上海交通大學出版社， 2000 2 張定華主編 .工程力學，北京：高等教育出版社， 2008 3 孫桓，李繼慶主編 .機械原理教程，西安：西北工業(yè)大學出版社， 1997 4 楊可楨，程光蘊主編 .機械設計基礎，北京：高等教育出版社， 1990 5 恒盛杰資訊 編著 .UG NX6中文版 數(shù)控加工 ,北京：中國青年出版社， 2009 6 盧朝暉 趙自豪 鐘廷志 編著 .UG NX5中文版基礎教程 ,北京：人民郵電出版社， 2009 7 史宇宏 陳玉蓉 史小虎 編著 .邊學便用 AutoCAD 2007中文版機械設計 ,北 京：人民郵電出版社， 2007 8 季明善 主編 .機械設計基礎，北京：高等教育出版社， 2004 9 張建中主編 .機械設計基礎，徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1999 10 孫大俊主編 .械基礎，北京：中國勞動社會保障出版社， 2007 11 康顯麗等編著 .UG NX5中文版基礎教程 ,北京 .清華大學出版社， 2008.1 12 王槐德 .機械制圖新舊標準代換教程 ,北京：中國標準出版社， 2004 13 何銘新，錢可強 .機械制圖 ,北京：高等教育出版社， 2004 14 大連理工大學工程畫教研室 .機械制圖 ,北京：高等教育出版社， 2003