家用食品粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文題目摘要目前，國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)中“家用食品粉碎機(jī)”頻頻上市，散發(fā)出誘人的魅力，展示著亮麗的市場(chǎng)前景。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“家用食品粉碎機(jī)”市場(chǎng)消費(fèi)面寬，功能新穎獨(dú)特，它將成為家庭生活的“好伴侶”。本文主要論述了“家用食品粉碎機(jī)”的機(jī)械結(jié)構(gòu)、外觀及控制電路設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先收集了大量的資料，然后對(duì)粉碎機(jī)的外觀特征進(jìn)行了構(gòu)思。家用食品粉碎機(jī)主要由機(jī)座、刀具、料杯幾部分組成。刀具由機(jī)座內(nèi)的電機(jī)直接帶動(dòng)，既節(jié)省了空間，又提高了效率。料杯杯體與機(jī)座容易拆卸便于存放，刀具可以方便的交替使用，既避免了衛(wèi)生死角，又能方便快捷的清洗。在控制電路的設(shè)計(jì)方面采用了安全觸碰壓緊開關(guān)，使其更具人性化，對(duì)人體更多一層保護(hù)。在材料的選擇上，大量采用了PC及PVC復(fù)合材料，使粉碎機(jī)的強(qiáng)度有所提高，并使其重量大大減輕。家用食品粉碎機(jī)可以調(diào)制果汁、奶昔、豆?jié){，研磨粉碎食物，絞肉等，功能強(qiáng)大，用途廣泛！關(guān)鍵詞：家用食品粉碎機(jī)；機(jī)械結(jié)構(gòu)；外觀；控制電路

ABSTRACTNow,thedomesticconsumesthemarketinside"thehousehold-usefoodsmashesappliance"appearonmarketagainandagain,Sendforthanattractivemagicpower,displaythebrightmarketforeground.Theindustryinsiderthinks,"thehousehold-usefoodsmashesappliance"themarketconsumesthebreadth,thefunctionisnovelandspecial,itwillbecomethe"goodcompanion"ofthehomelife.Thistextdiscussedprimarily"thehousehold-usefoodsmashesappliance"ofmachineconstruction,externalappearanceandcontrolelectriccircuitdesign.Inthisdesignprocess,firstIcollectedthemassivematerials,thencarriedontheideaoftheoutwardappearancecharacteristicofthegrinder.Thehomehold-usefoodsmashesapplianceismainlycomposedbythebase,thecuttingtool,andthematerialcup.Thecuttingtoolisimpetusedbythemoterinthebasedirectly,bothsavedthespace,andenhancedtheefficiency.Thematerialcupandthebasecanbeeasilydisassembledfordepositingconve-niencely,thecuttingtoolsmaybeusedinturn,bothhasavoidedthehygienicdeadangle,andcanbecleanedquickly.Increasedinthecontrolcircuitdesignaspecthasmovedsafelycontractstheswitch,causedittohavetheuserfriendly,weremoretothehumanbodyandtheelectricmotoraprotection.Inthematerials,IusedPCandthePVCcompoundmaterialsmassively,enablethegrindertheintensitytohavetheenhancement,andtoreduceitsweightgreatly.Thehomehold-usefoodsmashesappliancemaymodulatethefruitjuice,themilkshake,thesoybeanmilk,attritionsmashingfood,twiststhemeat,thefunctionisformidable,versatility!Keywords:Household-usefoodsmashesappliance；Machineconstruction；Externalappearance；Controlelectriccircuit目錄TOC\o"1-3"\h\u219941緒論 1106841.1引言 184851.2目的及意義 1177902總體及外觀設(shè)計(jì) 2202652.1設(shè)計(jì)思想 2191222.2粉碎機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2226332.3粉碎機(jī)的外觀設(shè)計(jì) 242213零件及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4240733.1電動(dòng)機(jī)的選擇 419793.2機(jī)座的設(shè)計(jì) 4144853.3料杯的設(shè)計(jì) 6116163.4機(jī)罩的設(shè)計(jì) 7177673.5刀具蓋的設(shè)計(jì) 8135183.6料杯蓋的設(shè)計(jì) 9123123.7濾網(wǎng)及隔離罩的設(shè)計(jì) 10209753.8電動(dòng)機(jī)伸出端聯(lián)接軸設(shè)計(jì) 1183773.9刀具聯(lián)接軸的設(shè)計(jì) 1123303.10刀具的設(shè)計(jì) 14155333.11螺母的設(shè)計(jì) 16232963.12密封圈的選擇 1659674控制電路的設(shè)計(jì)及其電氣元件的選擇 1754384.1控制電路的設(shè)計(jì) 17227314.2電氣元件的選擇 1851924.2.1電源引入開關(guān)SP 18217214.2.2過(guò)熱保護(hù)開關(guān)ST 19270684.2.3濾波電容 19225885結(jié)論 2012912參考文獻(xiàn) 2127434致謝 22家用食品粉碎機(jī)1緒論1.1引言隨著現(xiàn)代人生活水平的不斷提高，家用電器不斷涌入家庭，在90年代末，空調(diào)、家庭影院等大家電一度主導(dǎo)家電市場(chǎng)，成為當(dāng)時(shí)的時(shí)尚！而那時(shí)，大家電的市場(chǎng)占有率小，國(guó)內(nèi)僅有幾家著名的生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品供不應(yīng)求，利潤(rùn)空間也相當(dāng)大！隨著我國(guó)加入WTO后進(jìn)口關(guān)稅的下調(diào)，國(guó)外著名的家電生產(chǎn)商不斷進(jìn)軍我國(guó)家電市場(chǎng)，對(duì)國(guó)內(nèi)的家電生產(chǎn)商造成了巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力?，F(xiàn)在隨著新技術(shù)和新材料的開發(fā)和應(yīng)用，大家電的產(chǎn)品利潤(rùn)不斷被壓縮，導(dǎo)致許多大家電生產(chǎn)商把目光投入小家電市場(chǎng)。比如，美的由小家電起家，做起大家電，而后又著手小家電；海爾稱“從大到小全包”，海爾電熨斗、燃?xì)庠钍袌?chǎng)上隨處可見；榮事達(dá)熱水器、微波爐已有了一定名氣；長(zhǎng)虹也做起了小家電。統(tǒng)計(jì)表明，目前國(guó)內(nèi)大家電的利潤(rùn)約在5%左右甚至更低，而小家電則一直高達(dá)兩位數(shù)，這對(duì)大家電企業(yè)而言，無(wú)疑具有巨大誘惑力。1.2目的及意義家用食品粉碎機(jī)是利用電機(jī)為動(dòng)力，配置一定的刀具或者加工裝置，替代人工對(duì)食品進(jìn)行加工處理的小型家用電器。近年來(lái)，由于家用電器工業(yè)的發(fā)展比較迅速，推動(dòng)了機(jī)電行業(yè)的迅速發(fā)展，通過(guò)機(jī)械與電氣的結(jié)合，讓各自的功能相互結(jié)合，基本滿足了人們對(duì)家庭生活的要求。在家用粉碎機(jī)各部分的材料選用方面，杯體更廣泛的采用進(jìn)口食品級(jí)PC材料制成，對(duì)人體絕無(wú)損害，耐磨抗摔不易破損，在制作完成后，可以將其放入微波爐內(nèi)加熱。刀具采用高強(qiáng)度高耐磨的刀片，堅(jiān)硬的干果、豆類等食物都可以快速的研磨粉碎！可調(diào)制果汁、奶昔、豆?jié){，研磨粉碎食物。另外絞肉使用專用的刀具，可以輕松的加工各種肉類。為了滿足現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活方式，多功能的家用食品粉碎機(jī)將有更加廣闊的發(fā)展空間，我國(guó)有13億人口，因此就有上億的消費(fèi)家庭，現(xiàn)代人工作繁忙，按傳統(tǒng)方式來(lái)制作食物的可行性越來(lái)越小，家用食品粉碎機(jī)將多功能溶為一體，用途更加廣泛。同時(shí)設(shè)計(jì)這款多功能家用食品粉碎機(jī)是為了提高我國(guó)小家電在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。2總體及外觀設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)思想家用食品粉碎機(jī)是一個(gè)由眾多零部件組成的系統(tǒng)，選擇合理的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想不僅可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化、條理分明、重點(diǎn)突出，還可以縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期，提高產(chǎn)品或系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而獲得良好的秩序、質(zhì)量和效益。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中，模塊化設(shè)計(jì)作為一種新的工作方法和思維方法，用它來(lái)分析復(fù)雜事物，解決大型問(wèn)題，以及在對(duì)事物的構(gòu)成模式分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和系統(tǒng)的分解、重組、協(xié)調(diào)等方面，有其獨(dú)特的效能。模塊化設(shè)計(jì)是在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行市場(chǎng)預(yù)測(cè)、功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列通用的功能模塊，根據(jù)用戶的要求，對(duì)這些模塊進(jìn)行選擇和組合，就可以構(gòu)成不同功能或功能相同但性能不同、規(guī)格不同的產(chǎn)品。這種設(shè)計(jì)方法稱為模塊化設(shè)計(jì)。2.2粉碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)家用食品粉碎機(jī)主要是由機(jī)座、電動(dòng)機(jī)、各種待加工食品料杯、刀具、料杯蓋等組成。設(shè)計(jì)出來(lái)的家用食品粉碎機(jī)既要滿足人們的物質(zhì)需求,又要滿足人們的精神需求,同時(shí)我們還考慮到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)使用周期,在維修過(guò)程中如何便于拆卸和安裝,及其在使用過(guò)程中有很好的舒適感。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們將“人——機(jī)——環(huán)境”溶為一體，既能實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值又能合理地保護(hù)自然價(jià)值,促進(jìn)人與自然的共同繁榮。在產(chǎn)品達(dá)到特定的最大功能時(shí),其消耗的能源越少越好。設(shè)計(jì)家用食品粉碎機(jī)必須考慮到料杯的容積,以及在使用過(guò)程中入料和出料時(shí)開啟是否方便。在材料的選擇上，與食物直接接觸的零件選擇進(jìn)口食品級(jí)PC材料；機(jī)座采用PVC復(fù)合材料；刀具聯(lián)接軸采用金屬材料；刀具則采用W18Cr4V。在顏色的選用上，規(guī)則一是根據(jù)人機(jī)工程學(xué)，選擇視覺較容易接受的顏色；規(guī)則二是盡量采用與自然相近的顏色。由于設(shè)計(jì)要求總體的長(zhǎng)寬高都不超過(guò)350mm，經(jīng)綜合考慮，取機(jī)座高140mm，料杯高根據(jù)容積計(jì)算。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，家用食品粉碎機(jī)的杯體厚度在1.8-2.3mm之間，在設(shè)計(jì)時(shí)取整數(shù)，選用2mm作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.3粉碎機(jī)的外觀設(shè)計(jì)為適合現(xiàn)代時(shí)尚家庭的需求，在設(shè)計(jì)時(shí)打破以往傳統(tǒng)大方型機(jī)座的原則，將機(jī)座設(shè)計(jì)成小巧、流線型、圓柱狀。為了能使機(jī)座的顏色和周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)，考慮到顏色與人眼辨色能力的關(guān)系，即人從遠(yuǎn)處辨識(shí)前方的多種不同顏色時(shí)，其易辨認(rèn)的順序是紅、綠、黃、白。在設(shè)計(jì)時(shí)參考了大量的產(chǎn)品顏色設(shè)計(jì)，最終將機(jī)座的顏色設(shè)計(jì)成深草綠色。因?yàn)檫@種顏色對(duì)人體的視覺沒有過(guò)大的刺激，不易對(duì)眼睛產(chǎn)生視覺過(guò)早疲勞，可有效地避免事故的發(fā)生，又能使人有一種親近自然的感覺。在機(jī)座的材料選擇上采用PVC復(fù)合材料，因?yàn)檫@種材料具有一定的韌性和較高的強(qiáng)度，使機(jī)座有一定的抗壓和抗摔的能力?？紤]到在粉碎不同的食品時(shí)要采用不同的料杯，為實(shí)現(xiàn)不同的功能需要，在設(shè)計(jì)時(shí)選取了三種不同類型和大小的料杯。三個(gè)料杯的顏色均采用透明的紅色，透明是為了便于操作者在使用過(guò)程中觀察杯內(nèi)食品是否已經(jīng)完全粉碎，同時(shí)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)中對(duì)人體視覺的分析，紅色是眼睛最容易接受的顏色。三個(gè)料杯和刀具蓋均選用食品級(jí)PC材料制成，因?yàn)檫@種材料對(duì)人體絕無(wú)損害，而且耐磨抗摔、不易破碎，還可以放入微波爐內(nèi)加熱。3零件及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)機(jī)的選擇由于家用食品粉碎機(jī)的主要?jiǎng)恿?lái)自于電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)粉碎機(jī)的刀片高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到粉碎食品的目的。而家用食品粉碎機(jī)要求其體積小，噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且轉(zhuǎn)速高。此外，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性，一般異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠大。我們希望的是起動(dòng)電流不大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩盡量大一些，單相串激式電動(dòng)機(jī)就具有這個(gè)可貴的特點(diǎn)。家用食品粉碎機(jī)工作轉(zhuǎn)速一般為3000-13000r/min。由于家用粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在動(dòng)力傳動(dòng)上不需要皮帶或齒輪，因此選用立式安裝的電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)，這樣可以減少電動(dòng)機(jī)的輸出功率在傳動(dòng)過(guò)程中的損耗，同時(shí)還可以減小粉碎機(jī)機(jī)座所占面積和降低制造成本。由于粉碎機(jī)一般都在家庭中使用，其工作環(huán)境中灰塵、水氣、油污等雜物比較少，宜采用開啟式電動(dòng)機(jī)，因?yàn)殚_啟式電動(dòng)機(jī)外表有很大的通風(fēng)口，散熱條件比較好、用料省而且造價(jià)較低。在電壓選擇方面，考慮到我國(guó)家庭用電的實(shí)際電壓均為220V，因此選擇額定電壓為220V的電動(dòng)機(jī)。計(jì)算粉碎機(jī)所需功率：選擇電動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分，選擇旋轉(zhuǎn)半徑18mm，即轉(zhuǎn)速約為0.565m/s;根據(jù)市面上粉碎機(jī)的最大負(fù)載范圍，估計(jì)所設(shè)計(jì)粉碎機(jī)的最大負(fù)載約為400N；根據(jù)公式得(3.1）(3.1）從以上各面因素考慮，宜采用G系列單相串激電動(dòng)機(jī)（G45312），其技術(shù)參數(shù)如下：主要性能：功率：250W電壓：220V轉(zhuǎn)速：12000r/min電流：1.8A3.2機(jī)座的設(shè)計(jì)作用：機(jī)座是家用食品粉碎機(jī)的主體部分，其主要作用有三個(gè)，一是將電動(dòng)機(jī)固定，帶動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)；二是將所需的電氣元件和線路裝置在其體內(nèi)，達(dá)到美觀而不凌亂的效果；三是將料杯平放置在機(jī)座上，便于粉碎機(jī)平穩(wěn)地工作。材料：由于粉碎機(jī)在家庭使用中會(huì)經(jīng)常移動(dòng)，難免會(huì)在移動(dòng)過(guò)程中與其它物體產(chǎn)生碰撞，在選擇機(jī)座材料方面，鋼鐵制成的機(jī)座在發(fā)生碰撞后會(huì)產(chǎn)生凹陷，使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后，機(jī)座容易產(chǎn)生變形，甚至使其體內(nèi)的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)座的中心軸不重合，在粉碎食品過(guò)程中產(chǎn)生嚴(yán)重的事故，又由于鋼鐵的導(dǎo)熱性能較好，電動(dòng)機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，人體一旦觸碰，將會(huì)被高溫灼傷；而一般的塑料制成機(jī)座，由于電動(dòng)機(jī)散發(fā)出來(lái)的高溫會(huì)使其產(chǎn)生變形，在碰撞后還會(huì)產(chǎn)生裂紋。然而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，廠家為了能更多的節(jié)約成本，又能讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品抗高溫、高壓，有一定韌性,采用P4.2電氣元件的選擇4.2.1電源引入開關(guān)SP電源引入開關(guān)SP即是前面提到的安全開關(guān)，可以按照電動(dòng)機(jī)額定電流來(lái)選擇。實(shí)際上這個(gè)電源引入開關(guān)就相當(dāng)于一個(gè)電源開關(guān)，控制電源的通斷，在這里就還能起到安全保護(hù)的作用。此設(shè)計(jì)所需要的電源開關(guān)是不帶自鎖功能，即輕觸開關(guān)。其特點(diǎn)為體積小，而且可以薄形化；工作行程小，即移動(dòng)距離小，一般銀接觸面機(jī)械觸點(diǎn)開關(guān)的行程均在0.3mm左右；開關(guān)接觸可靠，接觸電阻一般很小，初期值均在以下；開關(guān)按力都比較輕，一般均在范圍內(nèi)；工作壽命長(zhǎng)，一般均在100萬(wàn)次以上。其結(jié)構(gòu)如圖4.4所示。圖4.4電源引入開關(guān)示意圖按動(dòng)導(dǎo)柱，則動(dòng)接觸簧片中間部分變形下移，當(dāng)位移距離大于或等于a時(shí)，則定接觸腳A與B接通，開關(guān)工作，釋放外加壓力，則動(dòng)接觸簧片又復(fù)原到原來(lái)位置，開關(guān)斷開。這里，位移距離a的大小取決于：動(dòng)接觸簧片接觸部分的高度及材料本身的厚度。另外也取決于固定接觸腳A與B的相對(duì)高度。A的大小也就決定了工作行程。4.2.2過(guò)熱保護(hù)開關(guān)ST過(guò)熱保護(hù)開關(guān)實(shí)質(zhì)是碟形過(guò)熱保護(hù)器，它將碟形雙金屬片、電熱絲和常閉觸點(diǎn)安裝在殼體內(nèi)。碟形過(guò)熱保護(hù)器與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)連接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載電流急增時(shí)，電熱絲發(fā)熱升溫，碟形雙金屬片受熱彎曲翹起，斷開觸點(diǎn)，切斷電動(dòng)機(jī)電源，起到保護(hù)作用。當(dāng)電動(dòng)機(jī)因其它原因?qū)е聹厣^(guò)高時(shí)碟形雙金屬片同樣會(huì)翹起而切斷電路電源。待降溫之后，碟形雙金屬片復(fù)位，觸點(diǎn)閉合，接通電路。碟形過(guò)熱保護(hù)器出廠時(shí)，它的動(dòng)作狀態(tài)已經(jīng)調(diào)校好，這里選用觸點(diǎn)斷開溫度約為；復(fù)位溫度約為的過(guò)熱保護(hù)器。4.2.3濾波電容這里設(shè)計(jì)了三個(gè)電容，這三個(gè)電容組成一個(gè)電容濾波器，在選擇時(shí)選用了大小均相同的電容，其型號(hào)為CJ3-220V-0.1。5結(jié)論本文針對(duì)國(guó)內(nèi)家用食品粉碎機(jī)市場(chǎng)大，在收集了大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外家用食品粉碎機(jī)的現(xiàn)狀提出了