自動(dòng)烹飪機(jī)的調(diào)料部分和裝盤(pán)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7093自動(dòng)烹飪機(jī)的調(diào)料部分和裝盤(pán)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例 113982第1章調(diào)料部分 1272381.1功能目的 1148361.2調(diào)料裝置方案構(gòu)思 2249031.3參數(shù)計(jì)算以及運(yùn)動(dòng)分析 2259251.3.1氣缸的選擇 2306201.3.2調(diào)料瓶的容量 32791.4總結(jié)與反思 34311第2章裝盤(pán)部分 4214922.1功能目的 437652.2裝盤(pán)機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思 41502.2.1裝盤(pán)機(jī)構(gòu)方案展示 4310282.2.2裝盤(pán)機(jī)構(gòu)具體參數(shù) 5180602.3傳送機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思 648972.3.1傳送機(jī)構(gòu)方案展示 6166312.3.2傳送機(jī)構(gòu)具體參數(shù)以及運(yùn)動(dòng)分析 7第1章調(diào)料部分1.1功能目的在菜品進(jìn)行烹飪的過(guò)程中可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)味。設(shè)計(jì)目的調(diào)料瓶中的調(diào)料可以通過(guò)調(diào)料裝置通過(guò)噴管?chē)娙脲佒?。設(shè)計(jì)提醒①可以利用液壓系統(tǒng)使得調(diào)味品倒入鍋中；②可以利用齒輪裝置將調(diào)料擠出調(diào)料瓶；③可以利用氣缸裝置將調(diào)料擠出調(diào)料瓶。1.2調(diào)料裝置方案構(gòu)思（1）機(jī)構(gòu)組成說(shuō)明圖1.2調(diào)料機(jī)構(gòu)模型①結(jié)構(gòu)組成：如圖1.2所示，1-調(diào)料瓶2-噴管3-取壓器4-氣缸5-氣缸支架②運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：該調(diào)料瓶的擠壓裝置原理和它和噴霧器的原理一樣。4-氣缸帶動(dòng)氣缸桿的伸縮運(yùn)動(dòng)，氣缸桿與3-取壓器相連接。當(dāng)按下壓取器時(shí)，取壓器相當(dāng)于一個(gè)的壓縮活塞，使得調(diào)料瓶?jī)?nèi)的空氣排出，這便造成噴口處的壓力比環(huán)境空氣壓力高，對(duì)內(nèi)形成了負(fù)壓，相當(dāng)于一個(gè)水泵在抽吸，調(diào)料就被擠壓出來(lái)了。從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)說(shuō)，就是將外部施加的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成調(diào)料液體的動(dòng)能，使液體調(diào)料從瓶中擠壓出來(lái)。1.3參數(shù)計(jì)算以及運(yùn)動(dòng)分析1.3.1氣缸的選擇該裝置選用緊湊型氣缸，帶內(nèi)螺紋或外螺紋的活塞桿。氣缸的具體參數(shù)詳見(jiàn)表1.3.1。表1.3.1氣缸具體參數(shù)功能標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)型號(hào)缸徑Φ/mm行程/mm雙作用ISO21287基本型ADN125,10,15,20,25,30,35,401.3.2調(diào)料瓶的容量調(diào)料瓶的底部橫截面直徑Φ=60mm,高度為100mm(不考慮調(diào)料瓶上半部分的圓臺(tái)部分)，因此調(diào)料瓶的容量約為282mL。1.4總結(jié)與反思很好的利用了噴霧器的擠壓原理，將液體調(diào)料通過(guò)取壓器裝置從調(diào)料瓶里由噴管?chē)姵?，然而該裝置并不適用于固態(tài)調(diào)料，可以從這一方面進(jìn)行設(shè)計(jì)的考慮與優(yōu)化。第2章裝盤(pán)部分2.1功能目的在菜品烹飪完成之后可以將鍋中的菜品倒在指定位置，且鍋體還需回到初始位置，完成菜品的裝盤(pán)工作。在普通小型餐館中廚房分為烹飪區(qū)和配餐區(qū)，因此可以考慮用一個(gè)傳送帶機(jī)構(gòu)將制作好的菜品傳輸?shù)脚洳蛥^(qū)，在普通家庭作坊可以將傳送帶裝置略去。設(shè)計(jì)目的①鍋體需自身完成順時(shí)針逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；②裝盤(pán)完成之后餐品可以傳輸?shù)街付ㄅ洳蛥^(qū)。設(shè)計(jì)提醒①鍋體的自身旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)齒輪齒條配合實(shí)現(xiàn)；②裝盤(pán)完成之后餐品傳輸可以利用傳送帶裝置實(shí)現(xiàn)。2.2裝盤(pán)機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思2.2.1裝盤(pán)機(jī)構(gòu)方案展示（1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明圖裝盤(pán)機(jī)構(gòu)模型①機(jī)構(gòu)組成：1-氣缸支架2-滑槽3-氣缸桿4-氣缸缸體5-推塊6-齒條7-齒輪8-軸承支座9-軸承10-旋轉(zhuǎn)軸②運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：4-氣缸推動(dòng)6-齒條的水平運(yùn)動(dòng)，6-齒條由此帶動(dòng)7-齒輪的自轉(zhuǎn)。將鍋體與10-旋轉(zhuǎn)軸焊接，10-旋轉(zhuǎn)軸與7-齒輪連接。當(dāng)7-齒輪自轉(zhuǎn)的同時(shí)，將帶動(dòng)10-旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，鍋體在10-旋轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下可完成九十度的順時(shí)針與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由此將菜品倒入指定位置，即工作臺(tái)上有指定的長(zhǎng)方體凹槽。（2）機(jī)構(gòu)的三維模型圖裝盤(pán)機(jī)構(gòu)模型2.2.2裝盤(pán)機(jī)構(gòu)具體參數(shù)(1)氣缸的選擇該裝置選用緊湊型氣缸，帶內(nèi)螺紋或外螺紋的雙端活塞桿，用于兩端工作，推進(jìn)和返回行程的力相同。氣缸的具體參數(shù)詳見(jiàn)表2.2.2。表2.2.2氣缸具體參數(shù)功能標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)型號(hào)缸徑Φ/mm行程/mm雙作用ISO21287基本型ADN-S2121...300(2)齒輪的選擇由于齒輪與旋轉(zhuǎn)軸直接連接，在鍋體裝盤(pán)的過(guò)程中需要鍋體翻轉(zhuǎn)緩慢翻轉(zhuǎn)120°，這便要求齒輪也需要進(jìn)行120°的自轉(zhuǎn)。齒輪的具體參數(shù)見(jiàn)表2.2.2。該裝置使用標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒輪以及相對(duì)應(yīng)的直齒條。直齒條長(zhǎng)度為120mm。表2.2.2裝盤(pán)機(jī)構(gòu)齒輪參數(shù)齒數(shù)z模數(shù)m壓力角α分度圓直徑d/mm齒距P/mm材料齒輪125220°442.28345鋼（調(diào)質(zhì)）(3)運(yùn)動(dòng)計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)過(guò)120°所需移動(dòng)的長(zhǎng)度：齒輪所需移動(dòng)的長(zhǎng)度L大于直齒條長(zhǎng)度，因此設(shè)計(jì)合理。2.3傳送機(jī)構(gòu)方案構(gòu)思2.3.1傳送機(jī)構(gòu)方案展示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明圖傳送機(jī)構(gòu)模型①機(jī)構(gòu)組成：如圖所示，1-滾筒支架2-軸承座3-軸4-傳送帶5-滾筒6-聯(lián)軸器7-帶式傳輸機(jī)減速器8-電機(jī)②運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：該裝置通過(guò)8-電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)7-圓柱齒輪減速器降速之后將電機(jī)的電能轉(zhuǎn)化為5-滾筒的機(jī)械性能，使得滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送帶張緊在兩輪上帶作為中間撓性物件，靠帶與輪接觸面間產(chǎn)生摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。（2）機(jī)構(gòu)的三維模型\o"點(diǎn)擊查看大圖"圖傳送機(jī)構(gòu)三維模型2.3.2傳送機(jī)構(gòu)具體參數(shù)以及運(yùn)動(dòng)分析（1）電機(jī)的選擇該傳送裝置選用Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。因?yàn)閺N房環(huán)境比較復(fù)雜，為防止雜物掉入電動(dòng)機(jī)，故選用封閉式電動(dòng)機(jī)。根據(jù)本裝置的安裝需要和防護(hù)要求，采用臥式封閉型電動(dòng)機(jī)。詳見(jiàn)表。表傳送機(jī)電機(jī)參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速r/min起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Y132M2-61.510002.09602.0（2）齒輪的選擇：試設(shè)計(jì)此款Y(IP44)籠型封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用帶式輸送機(jī)減速器。已知輸入功率P=1000W,齒輪A轉(zhuǎn)速為n1=80r/min，齒數(shù)比u=3.2。工作壽命30年（設(shè)每年工作350天），帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)，兩班制，轉(zhuǎn)向不會(huì)發(fā)生變化。1.選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）選用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為20°。（2）選用7級(jí)精度（3）選擇材料。選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度280HBW;大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBW。（4）初選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=uz1=72.82.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試計(jì)算齒輪A分度圓直徑，即1）確定公式中各參數(shù)值。①試選KHt=1.3②齒輪A傳遞的轉(zhuǎn)矩T1.③選取齒寬系數(shù)。④計(jì)算區(qū)域系數(shù)ZH。⑤材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。⑦計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。查的小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為，。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查得接觸疲勞壽命系數(shù)為。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1,得取和中的較小者作為該齒輪副的解除疲勞許用應(yīng)力，即2）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑：（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑。1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。①圓周速度v。②齒寬b2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。①查得使用系數(shù)。②根據(jù)v=0.238m/s、7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)。③齒間載荷分配系數(shù)。查表得齒間載荷分配系數(shù)。④用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù)。由此得到實(shí)際載荷系數(shù)3）由此，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得分度圓直徑：以及相對(duì)應(yīng)的齒輪模數(shù)3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試算模數(shù)，即1）確定各個(gè)公式中參數(shù)值。①試選。②計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用用重合度系數(shù)。③計(jì)算。查得齒形系數(shù)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力修正系數(shù)。查得齒輪A齒輪B齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為。查得彎曲疲勞壽命系數(shù)。取彎曲疲勞強(qiáng)度系數(shù)S=1.4，得因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪的，所以取2）試算模數(shù)（2）調(diào)整齒輪模數(shù)1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。①圓周速度v②齒寬b③寬高比b/h2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。①根據(jù)v=0.197m/s，7級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)。②由Ft1=2T1/d1=2*1.194*105/47.064=1.074*103N,KAFt1/b=1*1.074*103/47.064N/mm=107.81N/mm>100N/mm，查表得齒間載荷分配系數(shù)KFa=1.0。③查表用插值法求得，結(jié)合b/h=10.667，查圖得。則載荷系數(shù)為實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù):及相應(yīng)的小齒輪分度圓直徑對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)和小齒輪分度圓直徑分別大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)和小齒輪分度圓直徑。由于齒數(shù)模數(shù)的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，而齒輪直徑大小主要取決于齒面接觸疲勞強(qiáng)度，可取彎曲疲勞強(qiáng)度算得模數(shù)1.962mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑d1=61.465mm，算出小齒輪齒數(shù)z1=d1/m=61.465/2=30.7325。取z1=30，則大齒輪齒數(shù)z2=uz1=3.2*30=96，取z2=974.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑（2）計(jì)算中心距（3）計(jì)算齒輪寬度考慮到不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加寬（5~10mm），即b1=b+(5~10mm)=[60+（5~10mm）]=65~70mm取b1=65mm，而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即b2=b=60mm2.主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z1=30，z2=97，模數(shù)m=2mm，壓力角=20°，中心距a=127mm，齒寬b1=65mm，b2=60mm。小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)）。7級(jí)精度。[6]表齒輪參數(shù)表齒輪齒數(shù)z模數(shù)m（mm）壓力角α中心距a（mm）齒寬b(mm)分度圓直徑d（mm）材料小齒輪30220°127656040Cr(調(diào)質(zhì))大齒輪97220°6019445鋼（調(diào)質(zhì)）其他參數(shù)的確定表其他參數(shù)皮帶有效拉力F(