西安工业大学毕业设计（论文)
2 总体方案设计研究
2.1设计目的
针对圆形的，需要去皮的果蔬，设计一款集削皮、去核、切片，切丝于一体的，适合家庭使用的小型便携式水果削皮机。
2.2该课题的研究流程
市场需求调研分析削皮机的性能要求总体方案设计结构原理设计实用性对比分析图2.1研究流程图
2.3 市场调研需求分析
（1）问卷调查分析
通过问卷调查，了解现有水果削皮机的不足之处和改进型水果削皮机的市场所在，对所要设计的产品有一个大致方向上的把握。
图2.2问卷调查统计图
2.4水果削皮机的性能要求
本文研究的水果削皮机应满足操作简便、去皮效率高、耐用性强、多功能、安全性能搞的前提，做到结构巧妙，价格经济合理等。
多功能水果削皮机应具有的性能要求： （1）方便的操作和使用性能；
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（2）切削运动平稳准确，能保证规定的运动进精度；
（3）工作的可靠性既能根据功能要求完成既定动作，且各动作应协调稳定； （4）结构简单，制造容易，成本低； （5）生产效率高，劳动强度低；
（6）留有发展的余地，需要改进时不至于造成全机报废。 本文研究的具体目标及技术参数：
（1）设计苹果削皮机，能够同时完成削皮、去核、切片、切丝等功能。 （2）机身小巧，能够方便快递运送，为后期批量生产上市销售做好准备。 技术指标：去皮能力：3~5个/min （与操作者体力有关） 去皮厚度：0.6mm
2.5总体方案设计
通过前期对国内外水果削皮机现状的调研，不难发现，如今市场上的，适用于家庭的水果削皮机，多采用的是立式、刀片沿水果表面环绕切割的切削模式，如深圳市新际实业有限公司的实用水果削皮和昆山亿鸿食品机械有限公司的半自动去皮机，前者由四个吸盘固定底座，手摇进行削皮程序，后者由人工放好水果后启动电源开始工作。由于采用的是立式、刀片环绕水果表面进给的方式，削皮机不能一次性完成去核、切片的工作，如需完成，需要用额外去核切片器对削完皮的水果进行再加工，使流程变得复杂，且使操作不便，故本课题的设计方案采用卧式进给的方式。
图2.3卧式单果手动去皮机原理示意图
（1）功能与原理：通过手动摇手柄操作，对果蔬同步的进行去皮、去核、切片和切丝的工作，也可以实现单一的削皮功能。
（2）卧式进给特点是：机架采用铝合金材质，结构紧密，利用真空吸盘产生吸力的原理固定机架，方便而牢固；设计的削皮刀具有很强的仿形能力，能适应削不同程度椭圆度和凹凸面。
材料结构：削皮机整体材质由铝合金和不锈钢刀具所组成，另部件经过喷漆和电镀等工艺处理。加工后能切成无皮、无心且连续的薄片果肉，食用时口感松脆，不伤牙龈，运用起来很便利，是文明生活的好帮手。由于刀具台的支撑杆配置了可伸缩式弹簧，在削皮过程中，无论苹果的外形大小是否规则，刀具都能始终紧贴果皮进行工作，也完全不用担心去皮厚度。
该苹果削皮机机主要由传动、操纵、固定三部分组成，工作部分主要由挖心切片刀、叉刀、削皮刀、吸盘、手柄、传动轴等组成，工作时
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（1）按住底座，搬动吸盘拉杆，将机器固定在桌面上；
（2）压下削皮刀头，将自动调节弹簧扣住；
（3）按住调节卡扣，使其处于松开状态，同时将螺杆伸到最大位置； （4）将苹果垂直直接插入固定针，调节到合适的位置可松开调节可扣；
（5）松开自动调整弹簧，刀片顶部旋转螺丝调节，越宽削皮越厚，宽度越小削皮越薄；
（6）另一只手摇动手柄沿着顺时针方向；
（7）侧面刀片为切片中间固定去核，一个苹果从削皮、切片、去核、一次性就能完成，非常方便；
（8）最后留在叉刀头上的苹果核用手小心除去。
表2.1削皮机主要机构明细表
序号 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 名称 机架 削皮刀具 切片刀具 切丝刀具 弹簧 进给轴 刀具台 吸盘 手柄 叉刀头 连杆 卡槽 摇杆 紧固件 材料 不锈钢 45钢 45钢 45钢 60Si2MnA 不锈钢 不锈钢 橡胶 橡胶 不锈钢 铝合金 不锈钢 铝合金 主要功能 连接各构件，组成整体 去皮 去核切片 切丝 拉伸和紧固 推动被切削物向前进给 支撑、固定刀具 固定水果削皮机 方便使用者用力 固定被切削物 连接手柄和进给轴 保证轴的进给方向 控制吸盘 估计价格（元） 5 1 1 1 1 2 2 1 2 2 1 1 1 2 总计23
2.6 可行性对比分析
为使本设计的实施具有可行性，笔者将此多功能水果削皮机与市场上存在的两种家用
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3 SolidWorks三维建模和运动仿真 水果削皮机进行对比分析
（1）参数对比 多功能水果去皮机 立式手摇削皮机 半自动削皮机 多功能水果去皮机 立式手摇削皮机 半自动削皮机 （3）优缺点比较 优点 缺点 重量略高，需要换刀具 刀片易被卡主，塑料制品强度低，功能单一 价格高，切削过程中有噪音 多功能水实现了水果去皮、切片、去核、切丝果去皮机 集一身，价格便宜，操作简单 立式手摇削皮机 半自动削皮机 价格便宜，材料都为塑料制品，重量轻，方便移动，操作简单 削皮工作极其简单，且去皮效果好，适用所用硬皮水果 体积（cm2） 效率（个/s） 价格（元） 3380 5152 4850 16 18 15 33（10元加工费） 20～40 75 重量（KG） 0.51 0.38 0.6 适用个果蔬 苹果，土豆，黄瓜等 仅适用于类圆形果蔬 硬皮果蔬都适用 （2）功能对比 能实现的功能 削皮、去芯、切片、切丝 削皮，使用特制工具可完成切瓣去芯 削皮，使用特制工具可完成切瓣去芯 （4）分析
由图表不难看出，本课题所研究的水果削皮机不仅拥有多种功能以满足如今人们对于水果削皮的需求，而且在价格、操作、参数方面都不比市场上已有的水果削皮机差，相信在投放到市场上后，必定能获得广大消费者的好评。
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3 SolidWorks三维建模和运动仿真 3 SolidWorks三维建模和运动仿真
3.1 SolidWorks简介
Solidworks软件是基于特征的参数化实体建模工具对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。利用SolidWorks可以创建三维模型，设计过程中，实体简可以存在约束关系也可以不存在约束关系。同时，可以利用自动或用户自定义的约束关系来体现设计意图，并通过COSMOSXpress（有限元分析）和物理模拟功能对设计方案进行校核。
3.2削皮构件的设计
3.2.1削皮刀具的设计
a .削皮刀片材料选择
水果酸性大，腐蚀性强，要求削皮刀具具有较高的防锈能力。本机选择了价格便宜且具有一定防锈能力的45钢作为削皮刀片的选用材料。
b .切削刀具的外形确定
1)前提条件:(1)苹果的外形是顶部、底部凹陷的近似圆形，凹陷处外 圆直径d1，d2最大直径17毫米。
(2)为了增加苹果顶部和底部的去皮面积，必须使刃线运动到图中的C位置，削皮刀具的切削路径应始终和回转中心线B-B1垂直。如图3.1所示。
(3)削皮厚度考虑,为了达到削皮薄，去皮效果好的目的，去皮厚底应在0.6到1.2mm之间。
将该机器的切削刀片设计成弧形，弯曲弧度由市场上能买到的去皮刀片模拟实验得出，刀片切入角度应该能够和根据苹果大小和形状的不同进行调整，所以，刀具与刀具台之间设计成活动的，用蝶形螺栓进行固定，以实现角度的要求。因为刀具台和刀具之间是活动的，弹簧1作用力压迫刀具台与苹果果皮接触，这时就不需要担心去皮厚度，厚度可以调节刀具台与刀具之间的距离来确定。
c .实验与分析 用固定的力挤压刀具与苹果接触，模仿弹簧施加在刀具台上的力，用半径为10mm弧长为12mm和24mm的刀片分别进行削皮加工，实验结果如见表3.1：
表3.1切削刃宽对比表
弧长（mm） 削皮厚度可旋转角度（度） 去皮干净程加工后表面光洁
（mm） 度 度
12 0.2---0.3 60 欠好 较好 24 0.4---0.6 好 好
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