机械创新设计作业

机械创新设计简介：研究背景在我们的日常生活中，厨房切菜是每天都要面对的工作，但是很多人因为经验原因，一方面切菜非常慢，切出的成品厚薄不一，影响口感，另一方面，对于刀具使用者本身来说，也很容易受伤，在厨房中被刀切伤的事情时有发生。另外，食堂工作的师傅们每天都要完成数万次的切削，这样长期的单一劳动会产生肌肉疲劳，影响切片质量不说，更有可能对身体造成严重损害。在这样的大背景下，我们设计出方便快捷的厨房切片器，代替人的双手操作，手指不直接与刀和食物接触，既保证了食物的形状口感，又高效安全，卫生健康。设计来源在很多工业流水生产线上，都有通过自动传送零部件进行加工的实例。利用传送带或者同步带的传动，将产品零部件源源不断的向前运输，完成加工制造。我们是不是也可以把蔬菜想象成机械零件，想办法运用某种传送机构将蔬菜源源不断的往刀具方向进行运送，完成蔬菜的切削。功能与用途本设计采用传送带和往复运动刀片、挡板等零件，实现了“手摇切菜”的目的。使用时只需将被切的食物放到传送带上，然后转动摇杆，就轻松能获得切片成品，省力卫生又安全。设计原理本设计分为三个部分，切片装置、传送带砧板和挡板。其中切片装置采用了两组曲柄连杆，用四个转动副和一个移动副对刀片进行约束，将圆周运动转换成为往复直线运动。即用手摇动手柄时，由于刀具有一部分是露出箱体并且嵌在箱体上的缝隙中的，就使得刀具只能够做往复直线运动。为了保证安全，我们选择用比较省力安全的手摇代替直接拿刀切削；传送带式砧板起托举食品作用，为了将食物整体切成多片，在刀具上下切削过程中传送带运送食物徐徐向前运动；为了确保刀具在下切工作时食物稳定不动，我们选择使用挡板来对食物进行限制，每次食物运送到刀具下方的时候，都会由于挡板的作用限制住食物的进一步传送，刀具完成一次切削，食物从缝隙中落下继而进行下一步切削。机构简图组成零件：齿轮、皮带、传送带、刀具、夹刀凸块、曲柄连杆整体效果图产品的具体零件介绍1、挡板部分在使用时首先将挡板调整到合适位置，接着，将挡板内的滑块滑下，并且完全卡死，用于固定住挡板两侧槽内的滑轮。挡板部分主要作用就是限制刀每次切削食品的长度，当食品通过传送带运输到传送带末端时，通过挡板挡住食品从传送带上滑落，以供刀具切削。每次刀具切削完成，被且下的食品会通过挡板与传送带滚筒之间的缝隙而落下，从而保证下次切削的顺利进行。2、齿轮传送机构齿轮传送机构是由两个齿轮组成，主要目的是将摇杆的运动传送到曲柄连杆机构上3、曲柄连杆结构曲柄连杆结构是由两组曲柄连杆组成，主要目的是对刀片进行约束，将圆周运动转换成为往复直线运动4、传送带砧板（不同意见分歧处）传送带砧板由两个滚筒和一个宽履带组成，其中的一个滚筒（主动滚筒）又与相连，由槽轮获得力矩和速度，另一个滚筒为从动滚筒。在该环节的设计中，我与小组其他成员产生了分歧，本打算采用弹簧传动履带，但考虑到弹簧使用寿命及相关受力问题最终被否决，而采取了目前所用机构实现该部分功能。发展前景本设计为一个简易轻便的食物切削器，如果将刀具换成可拆卸可替换式，就可以更方便切削多种食品。如果将动力源由手摇改为电动机控制，同时选用高强度材料制造零件，就可以用在非食品领域的其他工业品切削（木材加工机械、石材加工机械等）。不过总体上来说，这个设计的初衷还是为了减轻厨房操作的劳动强度，提供更简便更安全卫生的食物切片方式。设计总结本产品由于是竖直落刀，因此没有办法像锯子一样来回切削，这样就没有办法完成对于生肉的切削。本产品适合切削含水量较多的脆性蔬菜，诸如白菜，土豆，芹菜等，也可以用于切削冷鲜肉。本产品的优点就是可以自行控制切削速度，高效卫生，清洗便捷，能够很大程度的满足人们的要求。我们设计这个产品的初衷就是为了方便人们的日常生活，学以致用，我们就是将我们所学的知识与实际结合起来才设计出这个简易方便菜刀，在这个过程中我们学到了好多，也懂得了好多。我们明白，我们所设计出的作品现在还有很多不足之处，但是我们以后会不断的改进，让它不断地完善。同时也希望各位老师同学如果有什么好的建议或者想对我们的作品提出一些善意的批评我们都会虚心接受，希望大家能够支持我们。在项目结束之际，很庆幸我们收获了很多，虽然在研究过程中遇到过困难，也有过迷茫，但是正是这些才带给我们在生活学习中的成长，让我们更加洗练。生活也就是在这种挑战和实践中慢慢地充实的。对于我个人而言：一、知识学习方面在大学里学的CAD和SolidWorks完全运用到了研究课题上，首先在一次课上我们初定了要研究的课题，经过查阅相关资料进行了认识和学习。接下来，我们一步步的设计着课题内容，更加巩固了对SolidWorks的运用，同时增加了我们的知识。装配设计是研究的一个重要部分，我们必须在课余时间把各个零部件画出来，然后经过装配来让大家知道我们研究的到底是什么课题，这样我们就必须查找各方面的专业知识。虽然过程很困难，但是在我们的共同努力下完成了任务，这是我们的努力与坚持。二、能力提升方面首先在于课题本身的能力培养，即对于SolidWorks的运用和掌握的能力提升。在对于装配图的时候要注意每个零部件在画的时候要尺寸方面相同同时可以配合。自此之前，我们也深刻的体会到这种能力在以后学习和生活事件后的重要性，项目开始后，我也一直围绕着此问题逐渐展开自己的学习实践计划，努力跟小组与老师一起从最基础学起，循序渐进逐步学习掌握这种处理能力。虽小有成就，但仍有很多不足和遗漏，在日后的学习过程中，也是给自己留下了后续任务与要求。其次在于整体设计上的能力培养，要学会怎样去设计一个课题，不仅要让别人一看就知道你做的是什么，更要的是简单明了却要清楚表达出每一处设计的原因。在绘图过程中不仅知道了软件的重要性更加提升了我们的绘画能力，动手实践才是学习的本源。再者就是对于陌生知识的学习与理解。很多知识对于我们的眼界都是很难想象的，有时候更是一脸茫然的，陌生带给我们恐惧与畏怯，但同时带给我们惊奇与渴望；它就像一层窗户纸，捅破它就能享受一片清澈的阳光。在开始时，对于SolidWorks的陌生也一度是我有种挫败感，但是看到其他小组成员的卖力与坚持，让我明白自信是学习新知识的最有力的老师。最后在小组的协调和团队合作能力上，也得到了很大的提升。从项目开始到结尾，每个人都时刻在提出自己的意见与学习心得，工作的分担以及相互的交流让我少走了弯路，多得了真理。三．素质培养方面从头至尾，项目给予我的收获，主要包括2点。首先是创新思维的整体提升，在自己的已有的知识层面上进行陌生知识的发现，探讨到实现，不仅仅是学习难度的提升，更是创新意识的培养。其实就是在整个学习中，团队的合作素养，交流与同进退的协作工作能力也不断让我意识到团队合作的重要性。而恰恰也是我合作素质的提高。通过这次项目，不仅在学习实践方面收获颇多，也让我在为人处事方面更加成熟稳重。创新项目的设计过程中也极大地磨砺了我的耐心与细心，也弥补了我这方面的不足。与此同时，它也让我感受到创新实践的乐趣，提高了扩展思维能力增强了合作意识，在实践方面也有很大的提升，更重要的是结识了不少良师益友。希望以后还能更多地参加类似的活动，充实我的大学生活。小组成员：方建于正大张学娇杨伟伟