摘要： 随着生活条件的转好，人们对水果的要求日益加大，然而菠萝的皮是相当难以解决的，针对这一状况，本文设计了一款创新型的自动化菠萝削皮机，能代替人工繁琐的削皮过程，省时省力，节约成本。所设计削皮机由带轮传动的方式，带动削皮刀具进行削皮，另外有螺杆进行推动菠萝，既方便有安全，能适应大多数人使用。
关键词：螺杆；削皮刀具；带轮传动；削皮机
1 引言
菠萝中含有人体所需的维生素，能满足人们日常需求，另外菠萝的味道甜美、糖分适中，在夏天具有消暑止渴的功效，其中它呈温性对人体有益。菠萝的甜美内心下，始终包裹这一层厚厚有毛刺的皮，这样很多人望而却步，目前市场上大都是采用人工削皮的方式进行削皮，其过程繁琐、劳累，大大的浪费了时间。经过市场的考察，本文设计的菠萝削皮机，就是为了解决目前的现状，提高产品的质量，能有效的提升生产效率，减少人工节约成本。在设计中，采用了人工控制削皮刀具的方法，通过螺杆进行推动，其中通过电机的转动带动带轮传动，进行菠萝夹具的上下夹紧，完成对菠萝的削皮过程[1]。
2工作原理
整台菠萝削皮机，以电机为原动力，通过齿轮的配合，带动菠萝夹具夹紧菠萝，通过削皮刀具紧贴在菠萝表面，刀具因力的作用下做工，在菠萝上不断的切削，在螺杆和削皮刀具的相互作用力下，菠萝的外皮将被均匀的去掉外皮。在相互配合下，菠萝的外皮将很容易被取下，削皮完成后，工作人员通过菠萝夹具上升，使得能用螺杆将削好皮的菠萝取出，完成整套流程[2]。
3机械结构整体设计
3.1 传动结构
整体装置的传动方式都采用了圆柱齿轮带传动的方式传动，其中齿轮传动是传递两者间的运动和转矩，是现在机械设备中最常见的一种传动方式，具有良好的准确性、结构紧凑等。在整个的设计过程中，要考虑齿轮比，还要考虑在运动过程中所产生的瞬时角速度，不能产生动载荷，保证其在工作的过程中安全、稳定。
3.2 菠萝夹具的设计
由于菠萝的整体直径大，在给其削皮的过程中要是夹具夹不稳菠萝，不单单会影响果皮的切削工作，还会给操作人员带来不定因素的危险。在经过整体的设计比照，通过三维软件的运动模拟，设计了一款由抓钉便能把菠萝给夹紧，通过与刀具配合从而完成对果皮的切削。夹具的主要设计是菠萝下方有三个长钉，上方是由一个可伸缩的活
3.3 螺杆的设计及计算
螺杆是目前工业机器中常用在大扭矩功率，具有剧烈磨损的工件下所采用的一种传动型机构。螺杆是一种能将原本为直线运动的物体转变螺旋运动，其是遵循能量守恒定律的，能将两者的能量和力做的功进行转换。经过三维软件的运动轨迹模拟，在本设计中采用了滑动螺旋的方式。滑动螺旋具有较高的精准度、传动平稳、结构简单、加工方便等优点，能十分贴合整台机器的设计，降低造价成本。在螺杆的设计中，选材是最为重要的必须满足上诉的特点，因此选用了45号钢为主体材料，在通过对比，发现梯形螺纹的牙型更为适合。在螺杆的计算中可用公式：
螺纹中经得：
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其中考虑到螺杆的直径，需要计算其抗压强度，还有其耐磨性能的计算。螺杆是需要有自锁能力的，以避免发生事故威胁到人的自身安全。本设计螺杆螺纹的采用是梯形螺纹。其牙型的剪切应力为：
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螺杆传动机构是整台机器的核心部件，当中的螺纹中径、强度、剪切应力等都是至关重要的，需满足整体的装配要求，并有足够的强度支撑在各种工作环境中顺利的完成切削任务[3]。
4 结构的维护
菠萝削皮机所采用的是圆柱齿轮带传动的方式，在齿轮工作时其啮合部分是长期转动导致其磨损严重，使得削皮机在工作时产生径向不规则的圆跳动。然而齿轮在转动时，对齿轮传动的基本要求是保证瞬时传动比：。要保证齿轮的渐开线的法线相切于基圆，保证其工作环境数值符合。
渐开线方程式：
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在齿轮的工作中，需保证其在工作的数值保持在合理范围呢，以防止在长期工作中降低机器的使用寿命。维护时可采用正确合理的润滑油来延长设备的寿命，以确保机器在工作时具有高效、稳定的运行。
5 小结
本文通过了对现如今市场上菠萝削皮困难的问题，设计了一款菠萝削皮机设备，采用了齿轮传动的方式进行动力的传输，配合弹簧三角刀头刀具能在直径大小不同的菠萝上削皮、去钉。菠萝的夹紧装置是采用上下夹头，上夹头是可活动的能对高度不统一的菠萝进行调节夹紧，更好的固定菠萝[4]。另外，通过控制系统安装了安全系统检测，能保证操作人员在操作的过程中发生意外。对于当前的菠萝削皮机的研究领域中还有这很大的发展空间，本文设计的菠萝削皮机能很好的适应市场的需求，可经历长期的实地操作进行修改，从而更好的完善功能，带来更好的经济效应。
本项目由2019年自治区级大学生创新创业项目支持（NO. 201910605080）
6 参考文献
[1]罗长洲,陈良益,孙岩,等.一种新型光学编码器.光学精密工程，2003，11（1）：104-108.
[2]田晓杰.基于Matlab的电机控制系统研究.2019.06.038
[3]王大康，卢颂峰，等.机械设计课程设计[M].3版.北京：北京工业大学出版社，2015
[4] 张从鹏,邢庆辉.基于ARMCortex M4的永磁无刷直流调速系统设计叮.微特电机,2016,44(1):90~92.