榨汁机造型与结构设计说明书

榨汁机造型与结构设计说明书

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长春工业大学

毕业设计、毕业论文

题目 榨汁机造型与结构设计

学院 机电工程学院

工业设计100108班 专业班级

侯力莉 指导教师

滕怀志 姓名

2014年6月10日

2

摘 要

本文从工业设计的角度出发，对家用榨汁机进行造型与结构设计。通过前期的

市场调研，并查阅了大量的文献资料，了解并掌握了榨汁机的工作原理，对现有榨

汁机的造型有了深入认识和设计想法。

此款榨汁机采用手动榨汁的方式，通过手摇把手转动，带动齿轮传动系统将力

传递给螺旋推进杆进行榨汁，榨汁效率高，可以很好地实现渣汁分离。在结构造型

方面，可以让使用者操作起来更加的协调舒适。榨汁机色彩主要以绿色为主，意味

着新鲜的果汁给人们带来健康、安全的生活。整个榨汁机的材料使用食品级安全塑

料PP，对于健康有保证，让人们可以放心安全使用。

在电器充斥生活每个角落的年代，采用传统的手动方式进行榨汁，可以让人们

体验劳动的快感，燃起对生活的热爱。

THE SHAPE AND STRUCTURE DESIGN OF JUICER

Abstract

From the perspective of industrial design,the essay introduces the

modeling and structural design of juicer machine. Through the pre-

research about market of the juicer machine ,with the access to a large

number of documents,it understands and master the working principle of

juicer machine .What’s more,it has in-depth understanding of the shape

and design ideas about the existing juicers.

The design of the juicer uses manual control rotating hand grip,the

driving force is transmitted to screw that is used to juice by the gear

transmission system . The juicing efficiency is high ,you can achieve a

good separation of the residue and juice of the fruits .In terms of

structural modeling,it allows users to operate more coordinated and

color is mainly based on green,it means that the fresh juices can bring

people healthy and safe Juicer material uses food grade safe plastic

material PP,it is guaranteed for that people can be assured to use

safely.

In the age of electric equipment,juicing by conventional way can

allows people to experience the thrill of labor and arouse the love of

life.

目 录

中文摘要 ................................................................

英文摘要 ............................................................... I

引 言 ............................................................... 0

1 课题分析 ............................................................. 1

选题背景 ...................................................................................................................... 1

研究目的 ...................................................................................................................... 1

研究意义 ...................................................................................................................... 1

2 市场调研分析 .................................................................................................................... 2

国内市场 ...................................................................................................................... 2

国外市场 ...................................................................................................................... 2

产品对比 ...................................................................................................................... 3

现有榨汁机分析 .......................................................................................................... 4

预景和展望 .................................................................................................................. 5

设计定位 ...................................................................................................................... 5

3 设计方案 ............................................................................................................................ 6

方案一 .......................................................................................................................... 7

方案二 .......................................................................................................................... 7

方案三 .......................................................................................................................... 9

方案四 ........................................................................................................................ 10

方案评估 .................................................................................................................... 10

评估方法 ............................................................................................................ 11

最终方案的确定 ................................................................................................. 11

4 设计要素分析 .................................................................................................................. 11

形态分析 .................................................................................................................... 11

色彩分析 .................................................................................................................... 12

材质分析 ..................................................................................................................... 12

食品级安全塑料材质分类： ............................................................................ 12

材料的确定 ......................................................................................................... 14

人机工程分析 ............................................................................................................. 14

5 三维造型设计 .................................................................................................................. 15

快速成型机的工作原理 ............................................................................................ 25

模型的加工过程 ........................................................................................................ 26

模型的后期处理 ........................................................................................................ 29

8 制作设计展板 .................................................................................................................. 30

结 论 ................................................................................................................................. 30

致 谢 ................................................................................................................................. 32

附录A 调查问卷 ............................................................................................................... 33

参 考 文 献 .......................................................................................................................... 35

III

引 言

产品设计会涉及到众多因素，而产品设计的关键所在是在设计中如何协调诸多

要素间的关系。产品设计的各种因素可以归纳为人、技术、市场环境、审美形态四

大要素。优秀的产品，源于在设计中艺术与工程的完美融合。而产品设计的核心在

于创新。“一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。”创意是别人

从来没想过的天真想法，用自己所了解、熟悉的语汇表现出来。因而产品的设计

[11]

与创新又是民族创新能力的体现，这就要求我们突破传统理念的束缚，开拓新视

野，寻找新思路，不断创新。对于造型设计来说，既要考虑形态的新颖与创新，给

人以美的感受，又要始于周围的环境，既不会特别突兀，又要显得与众不同。

伴随着社会的发展人们生活水平的提高，人们对日常生活的要求也越来越高。

1 课题分析

选题背景

近年来，随着广大群众生活水平质量的普遍提高，越来越多的人开始追求健康的

生活方式。例如对于水果的消费，从之前的水果到后来的果汁饮料，再到现在的鲜

榨果汁。果汁饮料给人们带来健康和方便的同时，也给人们带来担忧和顾虑。目前

市场上出售的柠檬汁、橙汁等果汁，一来价格偏高，二来制作果汁的水果不新鲜，

三来有些厂家添加其他成分，食品安全得不到保证。因此人们在水果消费方面又有

了新趋势，即喜欢饮用鲜榨的纯果汁。鲜榨的纯果汁给人们带来的不仅仅是绿色、

健康、时尚的生活方式，同时现榨现饮的方式能给人们带来生活新鲜感。因此设计

一款结构简单，操作方便的手动家庭用榨汁机显得非常有必要。

研究目的

市场需求的增长促使厂家纷纷推出自己的家用榨汁机。一时间市场上各种榨汁

2 市场调研分析

一件优秀的工业产品离不开前期的市场调研。在产品设计前期，市场调研能够

探求市场现在和未来的需求状况，以便研发和设计新的产品；当设计的新产品小批

量投产试销后，进行市场调研可以测试消费者的购买状况，了解消费者使用过程中

对产品设计形式的意见，以便使产品设计不断适应这些需求，从而使产品赢得更多

的消费者，不断扩大市场占有率；在产品设计的后期，针对已经上市的产品，了解

消费者对于现有产品的设计意见，以便据此对现有的产品进行改良设计。

榨汁机的设计亦是如此，需要进行前期市场调研。家用榨汁机是一种用来榨取

果汁的厨房器皿，目前市场上销售的榨汁机从操作上来说可分为两种：一是自动

的，二是手动的。从工作原理来说可分为：刀片切削磨碎式和挤压式。一般刀片切

削磨碎式的主要是自动榨汁机，而手动的几乎都是挤压原理。但是手动式的相对比

较少，样式也比较单一，不像自动式的那样种类繁多。价格上也基本上是自动的相

对贵些，除非是一些出自大师手里的经典手动榨汁机。

国内市场

中国大陆榨汁机市场目前正在处于导入期，分析其原因，一方面因为榨汁机进

入中国市场较晚，普及率还不是很高，但最主要的原因还是我国居民消费水平还很

低，消费者还没有形成引用鲜榨果汁的消费习惯，但是随着市场消费观念的逐渐改

变，榨汁机正逐渐被消费者所熟悉，销量增长比较迅速，榨汁机将会成为不可或缺

的厨房用品。榨汁机走进厨房必然成为一种新的生活潮流趋势，因此榨汁机有着广

阔的市场前景和经济效益。2009年的饮食消费进入了敏感时期，一些消费者开始将

更多目光投向了原生态无添加剂的“不过敏”绿色食品，榨汁机豆浆机份相关“手动”自

制食品的产品都呈现出热销增长势头。

国内的榨汁机生产商主要有:璐瑶礼品有限公司,常州国安赛尔包装机械有限公司,

上海沃迪,佛山市嘉亿电器有限公司,广东顺德好夫人多功能榨汁,广州市闪明电器有

限公司等。国内生产的榨汁机相对来说技术上没有国外的那么完善，噪音也比较

大。尤其在人机方面考虑的没有那么周全，造型上也跟国外的没有什么差别。而且

图 菲利普斯塔克的外星人榨汁机

·

产品对比

鉴于目前市场上的榨汁机多采用电动模式榨汁，手动榨汁机寥寥无几，在此给

出电动榨汁机和手动榨汁机的一下特点对比，如表所示。

[8]

表 两种榨汁模式对比

使用方式采用电机高速旋转带动刀头对水果进行手压旋转式、机械旋转式

榨汁效率高（榨汁彻底）1.有机械传动结构的效率高（榨汁较彻

电动方式手动方式

压榨

底）

2.无机械传动机构的效率极低

1.清洗相对来说很方便

2.各部分部件可以分别拆开清洗，很便

捷

很安全安全问题如果使用不当，会出现问题：

卫生问题1.电动机的原因造成榨汁杯的设计上有卫

其他问题1.体积大、占地方、造型臃肿复杂

生死角，不易清洗

2.清洗时不能把集体放进水中，防止电器

的绝缘部分被破坏

线，插头，其他部件磨损

如果操作顺序不当（这是最大问题），

会破坏电动机，减少机器使用寿命

会有触电危险

2.价钱较高 2.价格便宜

3.投放物不应该过大、过厚、过硬，以免

损划切割刀

1.小巧可爱，占用空间小

通过上表中的对比可以看出，电动榨汁和手动榨汁各有各自的优势，但是鉴于

目前的榨汁机市场普遍采用电动模式，因此设计一款手动榨汁机显得很有必要。

3

现有榨汁机分析

图 性别和选择种类对比

图 年龄统计

4

图 国内销售前十名的榨汁机品牌

预景和展望

随着城市居民生活的改善以及人们生活环境、生活习惯的逐步变化，为居民生

活带来极大便利的小型榨汁用品会越来越火爆，需求量将持续增长。我国加入WTO

后,国外进口榨汁用品蜂拥而来，市场竞争将日趋白炽化.榨汁机走进家庭必将成为一

种新的生活潮流。但是目前，榨汁机的普及率还不是很高，还未被人们完全接受，

但随着居民生活观念的改变，榨汁机会成为人们日常生活中的一种时尚，会有原来

越多的人开始消费榨汁机，因此榨汁机的市场前景广阔，有很大的发展空间。

通过初步分析，我们发现在购买榨汁机上，女的比男的明显要多。而在选择手动

和电动方面，手动的相对少点。但我们发现了由于市场上销售的手动榨汁机比较

少，而样式也不多，一部分已购买了电动的消费者最初是想选择手动的。初步分析

后，我们看到手动榨汁机在市场上有很大的发展空间。

设计定位

本次设计的产品面向的目标人群是生活水平良好及追求生活品味的消费群体，产

品材料主要为食品级安全塑料。产品简洁的外观造型以及方便的操作结构会成为本

产品的焦点。同时，简单的操作以及操作的舒适感同样适合其他类型的消费者使

用，相信该产品会在同类型市场内具有一定竞争力。

3 设计方案

产品的设计活动是一种综合性的工作，它是从无到有，从想象到具体、是一个

思维物化的过程，要求设计者具有创造地综合协调与解决设计目标系统内诸多因素

的能力。而产品设计最开始的阶段是从设计方案草图开始的。有了好的灵感创意，

将其记录在纸上，用方案草图的形式记载下来。方案草图越多，说明创意灵感越

多，最后供确定的最终方案选择可能性就越多，而且对于创意灵感的激发以及灵感

的碰撞提供可能。

创意是人类思维活动最高境界。在创新性设计过程中，人们的思维习惯性的会

方案一

方案一如图所示。

图 方案一

方案一是手动压榨式，属于改良设计，针对市场上已有的手动榨汁机产品进行

改良。压榨部分的灵感来自于菲利普·斯塔克的外星人榨汁机创意，凹凸不平的表面

增大了水果与榨汁机的接触面积。在榨汁器的底部有过滤孔，可以实现渣汁分离。

操作手柄是一弧线形的手柄，上下捏合时可以保证上半部分完全压入下部分凹槽

中，保证捏合更加的充分，可以榨出更多的水果汁。但是此款设计对于操作者来讲

操作起来比较吃力，并且此款榨汁机只是比较适合压榨软质水果，对于硬质水果的

压榨效果并不

好。而且，产品材料选用优质不锈钢，不仅显得沉重而且价格昂贵。

方案二

方案二如图所示。

7

图 方案二

方案二的榨汁机产品方案采用手摇旋转式压榨，通过上方摇杆把手的旋转带动

榨汁头进行旋转，榨汁头与细孔网相互摩擦挤压水果出汁，果汁通过中间凹陷的弧

面流入下方的杯中，下方嵌入式果汁杯不是专用杯，方便快捷，但是此方案的榨汁

机出汁率比较低，而且是实现榨汁分离比较困难。

方案三

方案三如图所示。

图 方案三

方案三的创意灵感同样来自于菲利普·斯塔克的外星人榨汁机，不同的是外星人

榨汁机按压的是水果，此款设计按压的是榨汁头部件，通过榨汁头按压、旋转放在

过滤装置中的水果，实现榨汁；同时过滤装置实现果汁和果渣的分离。但是此设计

只能针对橙子、柠檬的软质水果，对于苹果等硬质水果，榨汁效率不高，而且操作

起来很吃力很费劲。

9

方案四

方案四如图所示。

图 方案四

方案四的灵感来自绞肉机和转笔刀，通过摇杆把手的旋转，带动里面的齿轮进行

传动，齿轮带动机器内部的螺旋推进杆旋转，将进料口的水果挤压输送给位于前部

的榨汁头，通过螺杆与榨汁头的挤压实现果汁的压榨，果汁回流到榨汁头底部，通

过小口流入位于下面的果汁杯中，果渣通过前面的小口排出去，从而实现渣汁分

离。与单纯的挤压果汁不同，此设计是将力作用在摇杆把手上，通过齿轮将力传递

给螺旋推进杆进行榨汁，而且齿轮部分采用双齿轮，可以选择不同的榨汁速度。果

汁杯不用时，可以嵌入榨汁机主体内部，不占地方可，以充分利用空间。底部采用

吸盘装置，可以将榨汁机吸附在桌子表面，避免榨汁操作时榨汁机的移动。

设计评估应该是设计师和消费者共同来完成的一项任务，需要对工业设计有广

泛的认知和对产品系统设计的了解，只有不断地在设计—评价—再设计的反复中，

才能提升对产品系统设计的认知和理解，也才能设计出真正以人为本的产品。

评估方法

设计评估应该动态的存在设计的各个阶段，也是现代企业所追求的“过程改良”

的关键环节。只有通过严格评估并达到各方面的要求，才能降低批量生产成本投入

的风险，让企业真正通过设计的利器获得效益。而对于学生校车的外观设计而言，

应符合下列几项标准：

1.外形结构是否给人以平衡和稳定的感觉

2.外形比例协调性和整体性

3.恰当的装饰及装饰件的协调性

4.结构合理、材料与加工工艺可行

5.尺度与人体测量数据的适应及比例适当

6.安全及使用的方便

7.产品可以很好的与使用环境结合

最终方案的确定

与指导老师讨论，考虑产品实际应用情况，一致认为方案四比较符合设计要

求，外形简洁大方，不会占用太多空间；通过齿轮传动可以进行双速度的选择，同

时，采用齿轮传动既节省人力，又操作简单。操作简单，并且在实用性、经济性、

操作的便捷性、舒适性以及使用的安全性都是最佳的，这些都是我们设计人员所要

关注的重点。最终确定方案四为最佳方案。

4 设计要素分析

极少主义风格很好的将造型与结构天衣无缝地结合在一起，本次设计也是受极

少主义风格的影响，实现了将简单的外观造型与结构结合在一起，从而实现产品的

功能。

色彩分析

在工业产品中，一套好的色彩选择和配置，能给人产生强烈的心理作用，甚至可

以左右人的情绪，改变人的行为和性格。因此，在产品设计中，合理利用色彩设

计，不仅能满足人们身心匹配的需要，还能激起消费者不可抗拒的购买欲望。在同

等技术条件下，产品的竞争取决于设计的竞争，对于一个成熟产品，要提升它的市

场竞争力，改变其色彩相对于改变其形态和材质来说要方便，且容易出效果。

[8]

产品的色彩使产品的物质功能，使用环境与人们的心理产生统一、协调的感觉。

医疗器械的色彩应以调和为主，以追求安静的气氛；急救用品色彩应醒目，便于发

现；高速运动的物体，色彩应对比强烈，以提醒人们注意；起重设备，应以深色为

主，使人有稳固感。 色彩在长期的设计实践中．已形成了一些固有的象征色，如在

家用电器中，白色一般表示冷藏；红色或绿色则象征保鲜；冷色调代表送凉、消暑

等。

对于一些无法以准确的色彩来意象功能的产品，如录音机、录像机、计算机等，

则常用黑、白、灰的含蓄手法来表示．黑、白是色彩的两个极色，具有与任何色都

能协调的性质，素有黑精白俏的美称。灰色是黑、白的混合色，是典型的归纳色。

色彩能通过抽象的形态来表达各种感觉和各种复杂的感情，其原因就是在于色彩

本身的三个要素的变化（明度、纯度、色相）及色彩的冷暖感觉、扩张与收缩感觉

等．分析、讨论色彩的感情抽象表现，对于理解产品的设计意图具有重要的意义。

各种不同的产品具有不同的使用功能，在人们心目中具有不同的形状与色彩的概念

象征。产品色彩应该体现出这些抽象概念，不能与之相违背．熟悉色彩的各种性

质，对产品进行分析、研究，应该掌握色彩与情感的关系及必要的配色规律。

本次榨汁机设计机身以塑料为主，搭配以绿色，浅绿色，并在机身侧面配以花纹

图案点缀，在居家中会有温馨和优雅的感觉。绿色给人以安全、新鲜的感觉，用在

榨汁机上更加能体现设计的意义。并且在色彩的使用区域上，操作区域一般以非白

色为主。

材质分析

材料因为其可触摸性，感觉比视觉更为直观可靠，人类使用工具和产品的体验更

多是集中在材料的体验上。很多功能实现的没好体验差不多都是对材料的美好回

有毒物质，所以塑料饮料瓶用完后就即刻丢掉，不要用来长时间装其他食品，以免

影响健康。

二、PP

PP塑料是非常常见的塑料之一，可制成任何食品用塑料包装，如食品专用塑料

袋、食品塑料盒、食品用吸管、食品用塑料件等，安全无毒并且耐低温、耐高温性

能好，PP是唯一可以放进微波炉加热的塑料，并有高强度耐折性能（50000次），-

20℃下高空坠落不会破损。

三、HDPE

1、HDPE塑料俗称高密度聚乙烯，具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化

学药品性较好。属于无毒安全材质，常用于食品用塑料容器的制作。

2、安全隐患：HDPE制作的塑料容器有不容易清洗的特点，故不建议循环使用。

最好不要放进微波炉加热。

四、LDPE

1、LDPE塑料俗称低密度聚乙烯，用它制成的产品具有无味、无臭、无毒、表面

无光泽的特点。常用于食品用塑料件，食品包装用复合膜，食品保鲜膜、医药、药

品塑料包装等。

2、安全隐患：LDPE耐热性不强，通常温度超过110℃就会出现热熔现象。如：

家用食品保鲜膜不要包裹食物加热，避免食物中的油脂容易将保鲜膜中的有害物质

溶解出来。

五、PS

1、PS常用于制作碗装泡面盒、快餐盒、一次性食品包装盒等，具有很好的耐寒

性能。

2、安全隐患：PS盒不能放进微波炉中，以免温度过高释放有毒物质。耐酸碱性

差，不适宜承装酸性食品，避免分解出致癌物。

六、PC

1、PC塑料可用于制作运动水杯水壶、瓶子等，广泛应用于塑料容器制作，属安

全材质。

2、安全隐患：PC中残留的双酚A（有害物质），温度愈高，释放愈多，速度也

愈快。因此，不应用PC水瓶盛热水，以免增加双酚A（万一有的话）释放的速度

及浓度。

七、PVC

1、PVC：目前很少用于食品包装，最好不要购买

2、安全隐患：使用这种材质高温时容易有有害物质产生，甚至连制造的过程中它

都会释放，有毒物随食物进入人体后，可能引起乳癌、新生儿先天缺陷等疾病。目

前，这种材料的容器已经比较少用于包装食品。如果在使用，千万不要让它受热

八、UHMW-PE

除结构外，吸盘材料也是决定其密封性能的关键因素。目前市场上的真空吸盘采

用的材料有丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、氟橡胶等。由硅橡胶制成的吸盘适于抓住

表面较粗糙的制品；由聚氨酯制成的吸盘则很耐用。另外，在实际生产中，如果要

求吸盘具有耐油性，则可以考虑使用聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物等材料

来制造吸盘。具体材料的选择要根据工作环境对吸盘耐油、耐水、耐磨、耐热、耐

PPSU，中文名称聚亚苯基砜树脂，是新颖的热塑性工程塑料.具有良好的高度的

透明性和高水解稳定性，而且具有良好的刚性和韧性，可在很宽的范围内保持物理

机械性能和电性能，特有的阻燃性、低发烟性和耐化学药品性，加工时还具有较高

的熔体粘度，易于制得性能均匀的制品。

[17]

材料的确定

综上所述，榨汁机的主体材料、螺旋推进杆、榨汁头、齿轮、后盖、摇杆把手和

果汁杯应该运用PP材料，吸盘应该使用PPSU材料。

人机工程分析

设计的目的是为人，产品应该服务于人类，因此应该进行适当的人机工程分

析。

摇杆把手的作用范围为半径100mm的圆周，榨汁机底部到小齿轮中心的距离为

172mm，因此摇杆把手不会与桌面发生干涉，即使算上人的手握住把手的作用范围

也不会触碰桌面。把手的手握持的部位长度约为55mm，加上与摇杆间的距离

15mm，共计70mm，此距离在手中握持的感觉很舒服，不会太大，又不会太小握持

不住。

表 人体手部尺寸

[15]

手长164 170 173 183 193 196 154 159 161 171 180 183 189

手宽73 76 77 82 87 89 9167 70 71 76 80 82 84

食指长60 63 64 69 74 76 7957 60 61 66 71 72 76

食指近位指关节宽17 18 18 19 20 21 21 15 16 16 17 18 19 20

食指远位指关节宽14 15 15 16 17 18 1913 14 14 15 16 16 17

男（18~60岁）女（18~55岁）

1 5 10 50 90 95 991 5 10 50 90 95 99

202

14

5 三维造型设计

三维效果图的设计可以说是本次情感化交互设计中至关重要的一步，因为效果

图设计的好与坏，直接影响着最终设计结果表达效果的质量。因此，对于三维效果

图的设计必须格外的重视并细心。

建模软件的选择

此次设计不仅在造型方面对榨汁机进行设计，而且在结构方面也进行设计，因此

选用Pro/Engineer三维造型软件进行设计

Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的

三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的

三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械

CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的

CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关

性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安

装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并

行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、

加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。能输出obj、DXF、

IGES、STL、3dm等不同格式，并适用于几乎所有3D软件，它包含了所有的

NURBS建模功能，可做出非常流畅的造型

[10]

。

建模过程

在Pro/Engineer界面中新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸出一部分

后，然后选择草图绘制，绘制零件外轮廓曲线，选择旋转命令进行旋转，得到零件

整体造型。然后对零件进行细节设计，先运用拉伸切除命令，切除多余部分，然后

将此特征进行阵列，得到凹凸面。运用拉伸切除命令做出榨汁头出汁口，在运用螺

旋命令，做出螺纹连接。最后对零件整体需要倒角的部分进行倒角处理。做好的零

件图如图所示。

15

图 建模一

新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸出一部分后，然后选择草图绘制，

绘制大齿轮轮齿外轮廓曲线，运用拉伸切除命令，得到齿轮。然后运用拉伸切除命

令，切出校圆孔，将此特征进行阵列，得到6个小圆孔。运用拉伸切除命令做出与摇

杆把手连接的部分。最后对零件整体需要倒角的部分进行倒角处理。做好的零件图

如图所示。

图 建模二

小齿轮的建模参考大齿轮建模方法，最终零件图如图所示。

16

图 建模三

新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸出最后对零件整体需要倒角的部

分进行倒角处理。做好的零件图如图所示。

图 建模四

新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸出一部分后，然后选择草图绘

制，绘制出前端椎体轮廓曲线，运用旋转命令，得到零件。然后运用螺旋扫描切除

命令，得到螺旋推进杆，做好的零件图如图所示。

图 建模五

新建零件，选择截面扫描命令，画出轨迹线，然后画出截面形状，扫描出摇杆

把手的大体形状，然后运用拉伸扫描等命令做出手握的把手，最后对零件整体需要

倒角的部分进行倒角处理。做好的零件图如图所示。

图 建模六

新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸出果汁杯的主体部分，然后选择

截面扫描命令，画出轨迹线，然后画出截面形状，扫描后得到果汁杯把手。最后对

图 1 建模七

榨汁机的主体部分，因为涉及到后期渲染，所以将其做成两部分，上部主体和底

座。新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸榨汁机主体；然后选择草图绘

制，绘制出一个圆，进行拉伸切除，得到螺旋推杆装配的空间；在箱体外部拉伸出

做螺纹的部分，运用螺纹扫描命令做出和榨汁头张培的螺纹；运用拉伸切除命令，

绘制截面形状，得到安装齿轮和后盖的空间；再用拉伸切除命令，切出装果汁杯的

空间；最后对进料口进行操作，选择截面偏移命令得到新的基准面，选择截面混合

命令，画出两个截面，选择截面距离，做出混合截面。最后对零件整体需要倒角的

部分进行倒角处理。做好的零件图如图所示。

图 建模八

19

新建零件，选择基面进行拉伸命令操作，拉伸出底座；然后进行相应的倒角工

作，得到零件如图所示。

图 建模九

最后对做好的零件进行装配，选择新建装配体命令，选择缺省进入装配界面，首

先导入榨汁机主体上半部分，选择缺省，将其作为基准进行其他零件进行装配。导

入基座，选择对齐命令装配；导入果汁杯，选择对齐命令装配；导入大齿轮和小齿

轮，选择对齐命令装配；导入后盖零件，选择对齐命令装配；导入螺旋推进杆，中

心线对齐和配对命令进行装配；选择导入榨汁头零件，选择中心线对齐和配对命令

图 装配图

对已经装配好的装配体进行爆炸图分解，编辑好各个零件的位置，如图所示。

图 爆炸图

产品效果图

本次毕业设计的效果图采用Keyshot软件进行渲染。KeyShot 意为“The Key to

Amazing Shots”，是一个互动性的光线追踪与全域光渲染程序，无需复杂的设定即可

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产生相片般真实的 3D 渲染影像。Keyshot因使用方便，渲染图像真实，效果优秀而

被广泛应用于产品外观的数字渲染。

将装配好的榨汁机模型导出为igs格式的文件，导入Keyshot中，添加材质并进

行编辑，在材质表面贴图，调整贴图角度及大小透明度，调整好模型的放置角度以

及灯光的的光线角度，调整好之后进行渲染。渲染效果图如图所示。

图 渲染效果图

22

6 工程图设计

在PRO/E中新建绘图文件，选择缺省，进入绘图界面，导入装配图，设置比例

为：1，将其用线框的形式表现出来，利用主视图生成左视图和俯视图，将左视图和

俯视图也用线框图的形式表现出来，保存为dwg格式，然后在CAXA 电子图板中进

行修改。

[10]

图 工程图一

用CAXA打开工程图文件，然后进行相应的修改，删除一些线，并进行一些局部

剖，表现其内部结构；进行尺寸标注，以及生成序列号，填写明细表，最终工程图

如图所示。

23

图 工程图二

24

7 制作产品模型

产品模型制作是工业设计中的重要环节，也是表达设计者创意的工具，为产品

的纸面设计和产品的立体造型搭建了一座桥梁。利用不同的材料、工具和加工方法

将产品设计构思表现为具有三维立体形态的实体。

[19]

在工业设计中，模型具有以下特点和作用：

1、三维形体能够充分表达设计构思，真实的从各个方面来展示产品的形态、结

构、色彩、肌理、材质等。

2、不断纠正从图纸到实物间的视觉差异，进一步发展和完善设计构思，调整修

改设计方案，并检验其合理性。

3、通过感官的实际触摸可检验产品造型与人机的相适应性、操作性和环境关

系，从而获得合理的人机效果。

4、为设计交流提供一种实体语言，对设计的产品做充分的分析和探讨。

5、为产品投产提供依据，如确定加工成型方法和工艺条件、材料选择、生产成

本等，从而确定生产目标。

快速成型机的工作原理

本次设计模型制作一部分零件采用的是用快速成型机进行打印，剩下的主体部

分采用PVC材料板进行制作。下面简单介绍一下快速成型制造技术：

快速原型制造技术，又叫快速成形技术，英文：RAPID PROTOTYPING，简称

RP技术。快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制

造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术。RP技术是在现代CAD/CAM技术、

激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展

起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各

有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"， 类似于数

学上的积分过程。RP技术的优越性显而易见：它可以在无需准备任何模具、刀具和

工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、

模具或模型。因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成

本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制

造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。

RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面

的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的

粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或

喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实

体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的

新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机

以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有SLA、SLS、LOM和

FDM等方法。

25

模型的加工过程

在UP！软件界面载入模型，进行适当的放缩和旋转，将其自动布局后，设置好

打印室的技术参数如图所示，然后进行打印预览，如图所示，点击确定后可以确定

打印所需时间和所耗材料重量，如图所示。

图 参数一

图 参数二

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图 打印预览一

图 打印预览二

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图 打印预览三

图 打印预览四

28

图 打印预览五

至此，用UP！打印机打印的零件就完成了。接下来就是用PVC板材制作榨汁机

的主体。将榨汁机主体零件进行缩放后，记录其尺寸，然后依据这些尺寸将PVC 板

材进行切割，用大头针固定在一起。对于倒角圆角部分可以将几块PVC板用乳白胶

粘在一起，然后用砂纸进行打磨，磨出倒角圆角，最后将它们组装在一起。

模型的后期处理

将用UP!打印机打印好的零件模型用砂纸以及锉进行表面处理，将其磨光滑。

将渲染的图片提取出色彩打印成背胶形式，贴在模型表面。如图所示。

图 模型展示

29

8 制作设计展板

产品展板的设计是整个毕业设计的缩影，目的在于让观赏者对设计作品有一个

初步的了解认识。展板能够将产品的设计亮点重点突出（甚至夸张）的展现出来，

让人一目了然，有强烈的视觉冲击，在还未见到实物时就已经勾起观赏者极大的兴

趣。

手动榨汁机的展板设计在于突出其手动榨汁，画面的中心是两个不同角度的产

品渲染效果图，这两张图将产品各部分细节展露无遗，同时配以文字介绍让观众更

加明了的明白产品的用途，左上角是产品的线框三视图，右上角是产品的不同配色

的方案，右下角是一个爆炸图，将产品的结构表现的淋漓尽致。中下部配以设计说

明，让人们了解产品的设计创意。展板的整体效果图如图所示。

图 展板设计

当你进行完整个毕业设计所有的流程步骤的时候，收获真的是非常巨大的。不见你

锻炼了你的动手实践能力和团队合作的能力，而且磨练意志以及端正了对待问题的

态度，这对以后的工作也是极有帮助的。在本次毕业设计过程中，遇到的最大的难

题就是工程图的修改。虽然以前也学习过机械制图，也进行了有关的课程设计，但

毕竟还是经验太少，需要翻阅书本查资料，必要的时候在网上搜集大量的资料，实

际动手操作起来修改的时候还是有一些麻烦，出了好多的错误，走了许多的弯路，

致 谢

四年的大学生活即将结束，四年里我获益匪浅。收获的不仅仅是丰富的科学知

识，而且还有如何进行做研究，如何获取知识，更重要的是让我获得了对待一件事

情的态度。一旦认真对待一件事情，在困难的事情也就有解决的办法。在此，非常

感谢毕业设计指导老师侯力莉老师。本次毕业设计正是在她亲切关怀和悉心指导下

完成的。从课题的选择到项目的最终完成，侯老师都始终给予我细心的指导和不懈

的支持。每次的答疑对我设计中出现的疑难问题进行耐心讲解和解答，就连一点很

细小的问题都会给我耐心的讲解。她对待事情的态度让我很是钦佩。特别是在毕业

设计的最后一段时间里，侯老师和我们时总站在同一战线上，全天在工作室给与我

们耐心的指导，为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有

这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向侯老师表示深深的感

谢和崇高的敬意。

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予了我帮助和指导的所有老

师表示由衷的谢意，特别是教研室的各位老师，感谢他们四年来的辛勤栽培，无论

是在学业上还是在生活上，他们都给我无微不至的关心。不积跬步，无以至千里；

不积小流，无以成江海。各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我

附录A 调查问卷

首先，非常感谢您在百忙之中抽空参与本次调查。本次调查是为了研究榨汁机使

用状况，仅供毕业设计学之用。以下您要填写的内容没有对错之分，请请分局每一

项陈述如实作答。另外，您所填写的内容将被严格保密。最后，对您的大力支持再

次表示由衷感谢！

1.您的性别

A.男 B.女

2.您的年龄

岁 岁 岁 岁 岁以上

3.是否使用过榨汁机？

A.是 B.否

4.使用榨汁机的次数

A.基本天天用 B.一周一次 C.一个月一次 D.两，三个月一次 E.一年一次

F.基本不使用

5.如果要购买榨汁机，您会注重哪些方面？

A.材质 B.舒适度 C.颜色 D.价位 E.品牌 F.其他

6.您认为现有的榨汁机外形是否太沉重，体积过大，不易收纳？

A.是 B.否

7您认为使用榨汁机是否太危险

A.是 B.否

8.您比较喜欢哪种榨汁机

A.电动 B.手动

9.如果您要购买，比较倾向于哪种材质的榨汁机

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A.金属 B.塑料 C.玻璃 D.新型材料

10.您使用榨汁机多用于榨什么？

A.水果，多汁 B.水果，少汁 C.蔬菜 D.其他

11.您希望现在设计的榨汁机更偏向于哪一类？

A.省力 B.功能强大 C.外观 D.材料创新 E.趣味性 F.其他

12.您喜欢多大的榨汁机？

A.大型 B.中型 C.小型 D.迷你型

13.您喜欢什么形态的榨汁机

A.现代简洁 B.卡通 C.华丽装饰性强 D.机械感

14.你喜欢有果肉的果汁还是纯果汁？

A.果肉果汁 B.纯果汁 C.都还好 D.都不喜欢

15.您是否认为清理榨汁机麻烦？

A.是 B.否

16.您是否认为现有榨汁机的操作繁琐？

A.是 B.否

17建议改进的方法.

34

参 考 文 献

[1] 榨汁机[J]-家用电器（消费版）2007(4).

[2] 王慎安.螺旋式连续榨汁机的结构设计[J]-轻工机械2004(1).

[3] 安宗权,张继民,朱克宝.双螺杆果蔬榨汁机的设计[J]-安徽机电学院学报2001,16(3).

[4] 刘伟强,黎燕君.榨汁机——幻影[J]-家电科技2009(18).

[5] 赵红,李静.工业设计的思维与产品设计实践.北京：清华大学出版社.

[6] 陈根.工业设计创新案例精选—创造数亿销量的国际工业设计法则.北京：化学工业出版

社,2010年.

[7] 李亦问.产品设计原理.北京：化学工业出版社，.

[8]刘永翔.产品设计.机械工业出版社，2012年第1版.

[9]陈汉清.产品设计.华中科技大学出版社，2005年11月版.

[10]王国业，王国军等.pro/e中文版机械设计入门精通.机械工业出版社,

[11]程能林.工业设计手册.北京：化学工业出版社.

[12]彭韧.计算机辅助工业设计.中国轻工业出版社，2001年4月版.

[13]大连理工大学工程教研室编.机械制图第五版，北京：高等教育出版社.

[14]丁玉兰主编.人机工程学，第三版.北京：北京理工大学出版社2005,1.

[15]阮宝湘等编.工业设计人机工程.机械工业出版社，2010年8月第2版.

[16]桂元龙,徐向荣编著.工业设计材料与加工工艺.北京：北京理工大学出版社，2007.

[17]赵占西主编.产品造型设计材料与工艺.机械工业出版社,2008年8月版.

[18]郝云悦,肖加余编.高性能复合材料学.北京化工出版社.

[19]谢大康编.产品模型制作.北京化学工业出版社,2003,8.

[20]Darren Magimai Hain .Juicer: A Weighted Finite-State Transducer Speech Decoder

[21]Journal Juicer: Squeezing the Best Out of Periodicals

35