家用食品粉碎机的设计毕业设计说明书报告

1家用食品粉碎机的设计摘要目前，国内消费市场中“家用食品粉碎机”频频上市，散发出诱人的魅力，展示着亮丽的市场前景。业内人士认为，“家用食品粉碎机”市场消费面宽，功能新颖独特，它将成为家庭生活的“好伴侣”。本文主要论述了“家用食品粉碎机”的机械结构、外观及控制电路设计。在这次设计过程中，首先收集了大量的资料，然后对粉碎机的外观特征进行了构思。家用食品粉碎机主要由机座、刀具、料杯几部分组成。刀具由机座内的电机直接带动，既节省了空间，又提高了效率。料杯杯体与机座容易拆卸便于存放，刀具可以方便的交替使用，既避免了卫生死角，又能方便快捷的清洗。在控制电路的设计方面采用了安全触碰压紧开关，使其更具人性化，对人体更多一层保护。在材料的选择上，大量采用了PC及PVC复合材料，使粉碎机的强度有所提高，并使其重量大大减轻。家用食品粉碎机可以调制果汁、奶昔、豆浆，研磨粉碎食物，绞肉等，功能强大，用途广泛！关键词:家用食品粉碎机；机械结构；外观；控制电路。家用食品粉碎机的设计21前言1.1引言随着现代人生活水平的不断提高，家用电器不断涌入家庭，在90年代末，空调、家庭影院等大家电一度主导家电市场，成为当时的时尚！而那时，大家电的市场占有率小，国内仅有几家著名的生产企业，生产出来的产品供不应求，利润空间也相当大！随着我国加入WTO后进口关税的下调，国外著名的家电生产商不断进军我国家电市场，对国内的家电生产商造成了巨大的竞争压力。现在随着新技术和新材料的开发和应用，大家电的产品利润不断被压缩，导致许多大家电生产商把目光投入小家电市场。比如，美的由小家电起家，做起大家电，而后又着手小家电；海尔称“从大到小全包”，海尔电熨斗、燃气灶市场上随处可见；荣事达热水器、微波炉已有了一定名气；长虹也做起了小家电。统计表明，目前国内大家电的利润约在5%左右甚至更低，而小家电则一直高达两位数，这对大家电企业而言，无疑具有巨大诱惑力。1.2目的及意义家用食品粉碎机是利用电机为动力，配置一定的刀具或者加工装置，替代人工对食品进行加工处理的小型家用电器。近年来，由于家用电器工业的发展比较迅速，推动了机电行业的迅速发展，通过机械与电气的结合，让各自的功能相互结合，基本满足了人们对家庭生活的要求。在家用粉碎机各部分的材料选用方面，杯体更广泛的采用进口食品级PC材料制成，对人体绝无损害，耐磨抗摔不易破损，在制作完成后，可以将其放入微波炉内加热。刀具采用高强度高耐磨的刀片，坚硬的干果、豆类等食物都可以快速的研磨粉碎！可调制果汁、奶昔、豆浆，研磨粉碎食物。另外绞肉使用专用的刀具，可以轻松的加工各种肉类。为了满足现代人快节奏的生活方式，多功能的家用食品粉碎机将有更加广阔的发展空间，我国有13亿人口，因此就有上亿的消费家庭，现代人工作繁忙，按传统方式来制作食物的可行性越来越小，家用食品粉碎机将多功能溶为一体，用途更加广泛。同时设计这款多功能家用食品粉碎机是为了提高我国小家电在国际市场上的竞争力。32总体及外观设计2.1设计思想家用食品粉碎机是一个由众多零部件组成的系统，选择合理的设计指导思想不仅可以使问题简化、条理分明、重点突出，还可以缩短产品开发的周期，提高产品或系统的可靠性，进而获得良好的秩序、质量和效益。在现代设计方法中，模块化设计作为一种新的工作方法和思维方法，用它来分析复杂事物，解决大型问题，以及在对事物的构成模式分析、结构优化和系统的分解、重组、协调等方面，有其独特的效能。模块化设计是在对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划分并设计出一系列通用的功能模块，根据用户的要求，对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能或功能相同但性能不同、规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。2.2粉碎机的总体设计家用食品粉碎机主要是由机座、电动机、各种待加工食品料杯、刀具、料杯盖等组成。设计出来的家用食品粉碎机既要满足人们的物质需求,又要满足人们的精神需求,同时我们还考虑到产品的经济使用周期,在维修过程中如何便于拆卸和安装,及其在使用过程中有很好的舒适感。在设计过程中,我们将“人——机——环境”溶为一体，既能实现社会价值又能合理地保护自然价值,促进人与自然的共同繁荣。在产品达到特定的最大功能时,其消耗的能源越少越好。设计家用食品粉碎机必须考虑到料杯的容积,以及在使用过程中入料和出料时开启是否方便。在材料的选择上，与食物直接接触的零件选择进口食品级PC材料；机座采用PVC复合材料；刀具联接轴采用金属材料；刀具则采用W18Cr4V。在颜色的选用上，规则一是根据人机工程学，选择视觉较容易接受的颜色；规则二是尽量采用与自然相近的颜色。由于设计要求总体的长宽高都不超过350mm，经综合考虑，取机座高140mm，料杯高根据容积计算。根据市场调查，家用食品粉碎机的杯体厚度在1.8-2.3mm之间，在设计时取整数，选用2mm作为设计基准。2.3粉碎机的外观设计为适合现代时尚家庭的需求，在设计时打破以往传统大方型机座的原则，将机座设计成小巧、流线型、圆柱状。为了能使机座的颜色和周围的环境相协调，考虑到颜色与人眼辨色能力的关系，即人从远处辨识前方的多种不同颜色时，其易辨认的顺序是红、绿、黄、白]2[。在设计时参考了大量的产品颜色设计，最终将机座的颜色设计成深草绿色。因为这种颜色对人体的视觉没有过大的刺激，不易对眼睛产生视觉过早疲劳，可有效地避免事故的发生，又能使人有一种亲近自然的感觉。在机座的材料选择上采用PVC复合材料，因为这种材料具有一定的韧性和较高的强度，使机座有一定的抗压和抗摔的能力。家用食品粉碎机的设计4考虑到在粉碎不同的食品时要采用不同的料杯，为实现不同的功能需要，在设计时选取了三种不同类型和大小的料杯。三个料杯的颜色均采用透明的红色，透明是为了便于操作者在使用过程中观察杯内食品是否已经完全粉碎，同时根据人机工程学中对人体视觉的分析，红色是眼睛最容易接受的颜色。三个料杯和刀具盖均选用食品级PC材料制成，因为这种材料对人体绝无损害，而且耐磨抗摔、不易破碎，还可以放入微波炉内加热。53零件及机械结构设计3.1电动机的选择由于家用食品粉碎机的主要动力来自于电动机，电动机的运转带动粉碎机的刀片高速旋转达到粉碎食品的目的。而家用食品粉碎机要求其体积小，噪声小，运转平稳，且转速高。此外，根据电动机的运动特性，一般异步电动机的起动电流大而起动转矩不够大。我们希望的是起动电流不大而起动转矩尽量大一些，单相串激式电动机就具有这个可贵的特点。家用食品粉碎机工作转速一般为3000-13000r/min。由于家用粉碎机结构简单，在动力传动上不需要皮带或齿轮，因此选用立式安装的电动机，使电动机直接传动，这样可以减少电动机的输出功率在传动过程中的损耗，同时还可以减小粉碎机机座所占面积和降低制造成本。由于粉碎机一般都在家庭中使用，其工作环境中灰尘、水气、油污等杂物比较少，宜采用开启式电动机，因为开启式电动机外表有很大的通风口，散热条件比较好、用料省而且造价较低。在电压选择方面，考虑到我国家庭用电的实际电压均为220V，因此选择额定电压为220V的电动机。计算粉碎机所需功率：选择电动机的最低转速300转/分，选择旋转半径18mm，即转速约为0.565m/s;根据市面上粉碎机的最大负载范围，估计所设计粉碎机的最大负载约为400N；根据公式得KWFvP226.011000565.04001000从以上各面因素考虑，宜采用G系列单相串激电动机（G45312），其技术参数如下：主要性能：功率：250W电压：220V转速：12000r/min电流：1.8A3.2机座的设计作用：机座是家用食品粉碎机的主体部分，其主要作用有三个，一是将电动机固定，带动刀片旋转；二是将所需的电气元件和线路装置在其体内，达到美观而不凌乱的效果；三是将料杯平放置在机座上，便于粉碎机平稳地工作。材料：由于粉碎机在家庭使用中会经常移动，难免会在移动过程中与其它物体产生碰撞，在选择机座材料方面，钢铁制成的机座在发生碰撞后会产生凹陷，使用时间过长后，机座容易产生变形，甚至使其体内的电动机旋转轴与机座的中心轴不重合，在粉碎食品过程中产生严重的事故，又由于钢铁的导热性能较好，电动机在高速旋转过程中会产生大量的热量，人体一旦触碰，将会被高温灼伤；而一般的塑料制成机座，由于电动家用食品粉碎机的设计6机散发出来的高温会使其产生变形，在碰撞后还会产生裂纹。然而在现代工业生产中，厂家为了能更多的节约成本，又能让生产出来的产品抗高温、高压，有一定韧性,采用PVC复合材料，这种复合材料能抗较高的压力，在工作中又能够很好地吸收震动，因此我们在机座的材料选择上采用PVC复合材料。设计时，在机座外部设计了六个条纹状的孔，这是为了能够让电动机散热的速度更快，其方向斜向下，是为了减少灰尘进入机座。在机座体内有一环状凸缘，这是根据电动机的安装尺寸所设计，凸缘上的四个凸台孔是为了增加内螺纹的长度并与电动机的四个安装孔相配合，通过螺栓将电动机固定。在机座的顶部设计三个缺口，用来安装安全开关联接器，只有在安全开关被压下后，整个电路才会通电，既能保证电动机在没有工作时不产生空载运转，又能保护人体不被刀片伤害。由于电动机从上往下安装，在接线和安装电气元件时不方便，所以在机座的最底部设计一个较大的通孔，便于接线和安装所有的电气元件。底部这个通孔在电气元件安装结束后由一个扣板来进行密封。在扣板上设计了一个小孔，这是为了在安装和拆卸过程中便于操作，这个小孔的尺寸与人手食指的尺寸相符合。机座的结构图如图3-1所示。图3-1机座结构示意73.3料杯的设计考虑到在粉碎不同的食品时要采用不同的料杯，为实现不同的功能需要，我们在设计时选取了三种不同类型和大小的料杯。一号料杯为豆浆杯，主要是与其它附件相配合来制作豆浆和榨果汁；二号料杯主要用来绞肉，同时可以作为饮用杯，在配合不同的刀片还可以制作其它的食物。三号料杯的容积最小，主要用来制作奶昔、刨冰和干粉，同时也可以作为饮用杯。由于一号料杯主要是用来制作豆浆和榨果汁，考虑到它的容量至少要满足一个普通三口家庭的需要，我们将这个料杯设计得比较大，它的高度有150mm，上口直径有125mm，底径有100mm，它的最大容量可达到1.5L：二号料杯的容积约为800ml。三号料杯的容积约为500mL。这三个料杯都有同样的丝口，这些丝口是与刀具盖配合，使杯体与刀具、刀具盖形成一个整体再装配到机座上成为一个工作系统。材料：这三个料杯均选用食品级PC材料制成，因为这种材料对人体绝无损害，而且耐磨抗摔、不易破碎，还可以放入微波炉内加热。一号料杯设计成两头空是为了便于清洗，能够完全地清除食物残渣，避免了卫生死角，同时可以方便地拆装附件，更换不同的刀具来达到不同的粉碎效果。一号料杯的结构如图3-2所示；二号料杯的结构如图3-3所示；三号料杯的结构如图3-4所示。家用食品粉碎机的设计8图3-2一号料杯结构示意图图3-3二号料杯结构示意图图3-4三号料杯结构示意图3.4机罩的设计机罩的作用是将机座内的电动机及其它电气元件与机座上部空间隔离，达到美观的效果，在机罩中心孔（即电动机伸出轴通过的孔）加上橡胶密封圈还可以达到一定的防水效果。在固定机罩方面，通过机座固定电动机的四个凸台螺纹孔可以将机罩同时固定在一起，这样既美观大方又能合理地节约材料，降低制造成本。材料：选择与机座同样的PVC复合材料。机罩的结构如图3-5所示。图3-5机罩结构示意图93.5刀具盖的设计刀具盖的作用是把料杯和机座联接起来形成一个粉碎机的整体，在这里设计的刀具盖、刀片联轴器和密封圈配合在一起，可以与不同的刀片，料杯组合，便于达到不同的粉碎效果。这里使用密封圈是为了避免料杯内的液体出现渗漏情况。刀具盖的下半部分，设计成中空状，是为了安装刀片联轴器，使刀片联轴器不伸出刀具盖，这样可以在粉碎任务完成后把料杯从机座取出平稳地放置在桌面上。在刀具盖的外壁设计了三个凸块，即安全开关触碰压紧装置，它的作用就是将机座上的安全开关压下，并将安全开关锁定，同时还能将料杯锁定在机座上，保证料杯在工作中不从机座上脱落。材料：由于刀具盖