1餐具分揀裝置的設(shè)計(jì)(機(jī)械工程專業(yè))摘要中國餐飲行業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)數(shù)量巨大，消費(fèi)者離開后往往會(huì)產(chǎn)生大量帶有剩菜殘?jiān)坝臀鄣牟途卟捅P，目前絕大部分的餐具清洗都使用傳統(tǒng)的人工完成，人工進(jìn)行餐具清潔并分揀的效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大。本次設(shè)計(jì)初期首先對市面上現(xiàn)有的洗碗機(jī)進(jìn)行了調(diào)查研究，明確洗碗機(jī)的總體設(shè)計(jì)要求，根據(jù)洗碗機(jī)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了一款更全面的自動(dòng)洗碗機(jī)，可用于學(xué)?；蛘咧行⌒推髽I(yè)食堂，,在原本固有的清洗裝置后加上了分揀與收納餐具的裝置。根據(jù)餐具不同的外形特征，利用傳動(dòng)過程中不同縫隙大小來實(shí)現(xiàn)餐具分揀并實(shí)現(xiàn)整理收納，內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、校核和建模。關(guān)鍵詞：餐具清洗；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分揀；建模WiththerapiddevelopmentofChina'scateringindustryofenterprises,consumersoftenproducealargenumberoftablewareplateswithcleaningisdonebytradandsortingoftablewareislAtthebeginningofthisdesign,firstly,theexistingmarketwereinvestigatedandstudiedtoclarifyofdishwashers.Accordingtotheactualneedsofdishwashers,amorecomprehensiveautomaticdishwasherwasdesignedorsmallandmedium-sizdevice,thedeviceforsortingandreceiving21前言 11.1小組課題綜述 1.2分揀裝置的市場狀態(tài) 41.3本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及特點(diǎn) 52總體設(shè)計(jì) 52.1原理分析 62.2方案分析及選擇 63設(shè)計(jì)過程 83.1餐盤與勺筷分揀的設(shè)計(jì) 93.1.1餐盤與勺筷分揀的設(shè)計(jì)理念和要求 93.1.2無動(dòng)力輥筒和軸承的選用 93.1.3無動(dòng)力輥筒斜坡的設(shè)計(jì) 3.2勺筷分揀裝置的設(shè)計(jì) 3.2.1勺筷分揀裝置的設(shè)計(jì)理念和要求 3.2.2滾子鏈與鏈輪輥筒的設(shè)計(jì) 3.2.3勺筷方向定位漏斗的設(shè)計(jì) 3.2.4勺筷分揀輥筒裝置整體裝配 3.3動(dòng)力輥筒輸送牽引力的計(jì)算與電機(jī)的選擇 3.4V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.5餐盤收納裝置的設(shè)計(jì) 3.5.1餐盤收納裝置的設(shè)計(jì)理念與要求 3.5.2彈簧和支撐板的設(shè)計(jì) 253.6勺筷收納裝置的設(shè)計(jì) 283.6.1勺筷收納裝置的設(shè)計(jì)理念與要求 3.6.2勺筷收納裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 283.7標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 4設(shè)計(jì)成果展示 4.1三維建模 4.2二維裝配圖 4.3主要零件的零件圖 參考文獻(xiàn) 39 錯(cuò)誤!未定義書簽。 錯(cuò)誤!未定義書簽。1中國餐飲行業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)數(shù)量巨大，消費(fèi)者離開后往往會(huì)產(chǎn)生大量帶有剩菜殘?jiān)坝臀鄣牟途卟捅P。人工收集餐盤并傾倒剩菜、清洗餐盤餐具再將其分類，效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，為應(yīng)對市場需求，有些企業(yè)和學(xué)校會(huì)選擇使用餐具自動(dòng)清洗機(jī)。餐具清洗機(jī)的分類有多種，根據(jù)使用場所的不同有酒店，食堂，消毒公司，家用洗碗機(jī)等。目前市面上的全自動(dòng)洗碗機(jī)可以分為兩大類，主要是家用和商用，全自動(dòng)家用洗碗機(jī)因其體積功率較小一般來說只適用于家庭，而商用洗碗機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同可分為箱式和傳送式兩類。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)臺式小巧，占用空間小，容量小，擺放靈活。大小與水槽一致，體積小，安裝無需改水改容量比較大。嵌入式安裝后與廚柜渾然一體。分揀機(jī)器在目前不管是國內(nèi)還是國外市場大多使用特殊結(jié)構(gòu)，通過餐具本身的幾何特征不同而用不同結(jié)構(gòu)將其分篩開來，多數(shù)使用長龍式或斜坡式，分揀速度快，分揀餐具的數(shù)量一次也可以達(dá)到數(shù)十個(gè)或上百，帶有分揀機(jī)構(gòu)的洗碗機(jī)機(jī)身十分龐大且長度很長，整機(jī)占地面積較大，耗費(fèi)電量多，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易于安裝或修理，只適用于大型企業(yè)，一般食堂或?qū)W校不適用此種類型的機(jī)器。2目前國內(nèi)市面上的洗碗機(jī)產(chǎn)品多為單獨(dú)清洗各類餐具或單獨(dú)分揀餐具的機(jī)器，抑或是“一條龍服務(wù)”式，在這臺機(jī)清洗完人工搬至下臺機(jī)進(jìn)行分揀。國外的餐具自動(dòng)回收清洗的科技水平較高，機(jī)器自動(dòng)化程度高，可以滿足更多需求，與此同時(shí)帶來的也是更高的造價(jià)，再者，由于中外餐飲文化的差異，若非是直接定做，否則難以有現(xiàn)成的機(jī)器可供使用，種種原因使得該設(shè)備的成本更高，企業(yè)難以輕易抉擇。鑒于此，設(shè)計(jì)一種適用于國內(nèi)現(xiàn)狀的洗碗機(jī)是很有實(shí)用價(jià)值的。本文設(shè)計(jì)的餐具自動(dòng)清洗機(jī)是專門為食堂餐盤及餐具設(shè)計(jì)的。與市面上洗碗機(jī)最大不同的一點(diǎn)便是它具備清洗與分揀一體化功能。清潔完畢后的餐盤，筷子，勺子可以被機(jī)器分揀開來，而不需要再進(jìn)行人工分揀，實(shí)現(xiàn)更高程度的機(jī)械自動(dòng)化，真正做到節(jié)省人力資源，使分揀操作不再繁雜，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)帶來更大的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，該食堂餐具自動(dòng)清洗機(jī)為餐盤及餐具量身定做，適用于最常見的食堂不銹鋼餐盤，雖適用范圍不廣，但針對性極高，能給餐具清洗帶來更好的體驗(yàn)感。該機(jī)器所具備的清潔功能雖遜色于超聲波洗碗機(jī)的清潔能力，占地面積中等大小，但其經(jīng)濟(jì)性和所具備的性能十分適用于學(xué)校食堂及各企業(yè)食堂場所。目前，餐具自動(dòng)清洗機(jī)的設(shè)計(jì)問題主要有三個(gè)：a.餐具的清洗效率和清洗效果是清洗機(jī)最關(guān)鍵的問題，清洗效果的好壞決定了這款機(jī)器的價(jià)值，食物中各種成分如何有效的被去除是設(shè)計(jì)中首要解決的問題。b.餐具分大中小餐具，在一般的清洗過程中，餐具容易發(fā)生位置的滑動(dòng)或者掉落。設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置需既能固定住餐具又方便后期的分揀。c.需要實(shí)現(xiàn)餐盤、勺子、筷子三者的單獨(dú)分離并且收納，且不需太大程度的人工介入，實(shí)現(xiàn)較高程度的機(jī)械自動(dòng)化。為解決這三個(gè)問題，我們有如下設(shè)計(jì)方案：3上下同時(shí)噴淋洗滌上下同時(shí)噴淋潔凈水勺筷分揀并回收上方清洗，傳送帶將其運(yùn)輸進(jìn)清洗區(qū)(為半封閉空間)。2.清洗區(qū)分兩級清洗，查閱資料我們知道淀粉類污漬在65℃時(shí)呈α淀粉狀態(tài)，蛋白質(zhì)污漬在60℃以上污漬固化，脂肪類污漬在45℃以上，餐盤上殘留的廚余一般分為圖1.3清洗機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3.清洗完畢后的餐具餐盤從清洗區(qū)域出口傳送出來。在餐盤與勺筷的分揀中我們4縫隙大于筷子直徑小于勺子大小。傳動(dòng)時(shí)筷子于縫隙中落下，勺子傳動(dòng)至裝置末端落下，勺筷成功分揀。1.1.3小組任務(wù)分工該食堂餐具自動(dòng)清洗機(jī)主要分為清洗與分揀兩大功能，其中餐盤餐具的清洗由組員關(guān)志明負(fù)責(zé)，餐具餐盤分揀與勺筷分揀由組員張曉麗負(fù)責(zé)。1.2分揀裝置的市場狀態(tài)自動(dòng)化分揀裝置能針對所需的物品根據(jù)自己的要求篩選結(jié)果，市面上目前較常使用的幾類分揀裝置按機(jī)器結(jié)構(gòu)和原理可分為以下幾個(gè)：表2.分揀裝置類別結(jié)構(gòu)原理與特點(diǎn)即一個(gè)小車上有兩端垂直的皮帶，既可以每段皮帶上搬送一個(gè)包裹也可以兩段合起來搬送一個(gè)包裹。噪音低、可分揀貨物的范圍廣，造價(jià)比較昂貴、維護(hù)費(fèi)用高。通過托盤傾翻的方式將包裹分揀出去的，該有應(yīng)用，但更加多的是應(yīng)用在機(jī)場行李分揀領(lǐng)域。將商品側(cè)向逐漸推出，并不沖擊商品，故商品不分揀商品的形狀和大小適用范圍較廣，是目前國外一種最新型的高速分揀機(jī)。利用一個(gè)擋板(擋桿)擋住在輸送機(jī)上向前移動(dòng)作旋轉(zhuǎn)。根據(jù)以上幾種類型的分揀結(jié)構(gòu)可以判斷得出，設(shè)計(jì)分揀裝置的最初依據(jù)都是根據(jù)需要被分揀的物品的一些特征，如大小，形狀，重量等。根據(jù)特征的不同而設(shè)計(jì)相關(guān)結(jié)構(gòu)來分揀物品。本次我們需要設(shè)計(jì)的是專門為餐具分揀的機(jī)器，市面上具有餐具分揀結(jié)構(gòu)的洗碗機(jī)機(jī)身都較為龐大，長度較長，洗滌過程中部分需要人工翻動(dòng)餐具表面使后續(xù)分揀能順利進(jìn)行，自動(dòng)化程度還不是很高。因長龍式分揀機(jī)器所需成本較高，占地面積大，暫不適用于中小企業(yè)或?qū)W校，但在要降低人力成本及提高清洗效率的前提下，需要有適合他們的自動(dòng)清洗分揀設(shè)備出現(xiàn)。所以設(shè)計(jì)一款適用于5餐具自動(dòng)清洗機(jī)需要實(shí)現(xiàn)清洗，分揀兩個(gè)主要功能。本人負(fù)責(zé)的分揀部分的研究目的是為了將清洗后的三種餐具分揀開并回收好，同時(shí)要求不需人工操作，所以分揀裝置的要求主要有以下幾點(diǎn)：(1)將清洗后的餐盤與勺筷分揀開來，并實(shí)現(xiàn)餐盤的回收。(2)將勺子與筷子單獨(dú)分揀開來，并實(shí)現(xiàn)兩者分揀后的回收。(3)實(shí)現(xiàn)上續(xù)功能時(shí)，除人工放置餐具以外，要求無需人工操作，實(shí)現(xiàn)較高程度的機(jī)械自動(dòng)化。特點(diǎn)：目前市面上較少洗碗機(jī)有結(jié)合分揀功能，將清洗與分揀合并在一起可以極大效率提高餐盤的回收效果。帶有分揀功能的其他洗碗機(jī)多為長龍式，機(jī)身龐大，耗能多成本高，本次設(shè)計(jì)的分揀裝置只需利控制輥筒裝置的傳動(dòng)縫隙大小便可有效分揀，成本低，機(jī)子小巧靈活，與市面上現(xiàn)有的分揀機(jī)構(gòu)大有不同，更加適用于中小企業(yè)與學(xué)校食(1)此次研究主要針對商用洗碗機(jī)的清洗與分揀。根據(jù)大量資料的查閱，目前國內(nèi)市場上多數(shù)商用洗碗機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同可分為兩大類，分別是箱式和傳送式。根據(jù)食堂所需要求我們選擇設(shè)計(jì)傳送式洗碗機(jī)。設(shè)計(jì)過程中先需要了解所要分揀的物件的幾何特征與重量等特征，如餐盤大小、薄厚，勺子長度，筷子長度與直徑，確保傳送帶的設(shè)計(jì)能在有限范圍內(nèi)最大量輸送并可以清洗干凈餐具。通過網(wǎng)上資料的搜尋對比和自己的想法結(jié)合后，通過各個(gè)餐具外形體積不同的特征作為分揀的要點(diǎn)。(2)初步確定機(jī)器結(jié)構(gòu)后確定標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)間等零部件的選擇與校核，采用3D繪圖軟件對洗碗機(jī)的清洗和分揀部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與三維建模，通過對零部件的選擇和設(shè)計(jì)，再通過它們之間的裝配關(guān)系，最后形成我們所設(shè)想的機(jī)器完整結(jié)構(gòu)；最終通過6導(dǎo)出裝配圖和主要零部件工程圖及必要的數(shù)值計(jì)算，完成機(jī)器的設(shè)計(jì)。2.1原理分析該餐具自動(dòng)清洗機(jī)主要分為清洗與分揀。通過變速器主軸的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶與分揀裝置運(yùn)作，運(yùn)輸過程中餐具接受噴淋裝置清洗，噴淋水使用水循環(huán)系統(tǒng)。分揀部分利用各個(gè)餐具的不同的幾何特征采用特殊結(jié)構(gòu)分篩。餐盤與勺筷分揀區(qū)域利用無動(dòng)力輥筒，餐盤從傳送帶落于輥筒上依靠自重滑落，勺筷落于輥筒間隙中。其中勺筷分揀區(qū)使用的輥筒裝置利用電機(jī)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，再結(jié)合雙排鏈輪與鏈條讓輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)起來從而達(dá)到利用間隙分揀勺筷的效果。方案一：內(nèi)凹傳送帶上放置著餐盤與餐具，傳送帶在傳送的過程中，下方的磁力在一處地點(diǎn)失去磁力，然后傳送帶的一側(cè)逐漸升高，形成一個(gè)具有坡度的傳送帶，勺筷因沒有磁力作用，沿著坡度向側(cè)方滾動(dòng)，側(cè)方有鐵片遮擋，使傳送帶與鐵片呈V型，防止餐具飛出。這樣，餐盤繼續(xù)停留在傳送帶上傳送至餐盤清洗處，而勺子筷子則被傾斜處下方的水箱勺子筷子清洗完成后，水箱傾倒，使勺筷落入二層網(wǎng)狀振動(dòng)箱內(nèi)，網(wǎng)孔比筷子的直徑稍大而小于勺子的勺頭大小，振動(dòng)箱持續(xù)抖動(dòng)使筷子掉落至振動(dòng)箱一層。而勺子因?yàn)闊o法掉落，處于振動(dòng)箱二層，達(dá)到勺筷分揀的效果。將帶有油污的勺筷和餐盤放置于傳送帶上，傳送帶寬度略寬于餐盤寬度，兩側(cè)帶有7卡槽可恰好使餐盤定向穩(wěn)定傳動(dòng)。餐具被傳送到某一固定位時(shí)，該位置頂部設(shè)有通電磁鐵，通電時(shí)磁鐵將不銹鋼勺筷吸附，吸附后移至另一位置進(jìn)行后續(xù)工作，而餐盤由于卡槽設(shè)計(jì)不會(huì)被吸附。將烘干后的勺筷傾倒入一立方漏斗中，漏斗底部開口為窄長方形，使勺筷傾瀉出時(shí)擺放角度一致。漏斗底下放置有斜坡式橫欄傳動(dòng)裝置，橫欄擺放角度與勺筷一致，各橫欄之間縫隙大于筷子直徑小于勺子大小。傳動(dòng)時(shí)筷子于縫隙中落下，勺子傳動(dòng)至裝置末端落下，勺筷成功分揀。設(shè)計(jì)方案比較及確定：分揀過程主要有兩個(gè)內(nèi)容，分別是餐盤與勺筷的分揀，勺子與筷子的分揀。先從餐盤與勺筷的分揀分析起，方案一中餐盤與勺筷的分揀利用坡度使勺筷沿著坡8道滾下，投入清洗處，餐盤因卡槽原因不會(huì)下落傳送至清洗此，該方法無法保證分揀成功率，在進(jìn)入斜坡時(shí)，多個(gè)餐盤上的勺筷落下順序不同，部分勺筷在前一個(gè)餐盤未到清洗區(qū)時(shí)便落下，易卡在前一個(gè)餐盤底下帶入餐盤清洗區(qū)，而方案二使用使用到磁力分類餐盤與勺筷，利用卡槽卡住餐盤的設(shè)計(jì)在抵抗磁力時(shí)，長期使用的話卡槽磨損程度高，機(jī)器壽命低，餐盤兩側(cè)也容易產(chǎn)生痕跡，所以在思考過后，通過清洗方案的前期設(shè)定(所有餐具使用傳送帶傳送并清洗),在餐盤與勺筷的分揀中我們選擇截?cái)嗍椒謷?，如圖所在所有餐具經(jīng)清洗后傳送到輸送帶末端，傳送帶在盡頭循環(huán)，勺筷會(huì)因盡頭截?cái)喽匀宦湎?，下方設(shè)置有勺筷分揀裝置，而餐盤因其長度較長，而截?cái)嗫臻g遠(yuǎn)小于餐盤長度且稍低于傳送帶高度，會(huì)滑落到后方一斜坡上，完成餐盤于勺筷的分揀。而在勺子與筷子的分揀過程中，方案一使用的網(wǎng)格震動(dòng)分篩勺筷法分揀成功率不易控制，在震動(dòng)過程中容易有筷子混夾在勺子中，增加后續(xù)人工分揀手續(xù)，震動(dòng)分篩且容易產(chǎn)生噪音，在震動(dòng)過程中也易使勺筷發(fā)生碰撞刮花，反觀方案二中經(jīng)漏斗導(dǎo)向后使用斜坡式輥筒傳動(dòng)裝置分揀勺筷的成功率更易提高，且分揀完后便能直接進(jìn)行回收，方便快捷所以在勺筷分揀的方案中我們選擇了方案二。3設(shè)計(jì)過程93.1餐盤與勺筷分揀的設(shè)計(jì)3.1.1餐盤與勺筷分揀的設(shè)計(jì)理念與要求設(shè)計(jì)理念：要求：(1)傳動(dòng)帶末端距離第一個(gè)輥筒的間隙需保證不會(huì)使餐盤落下。(2)輥筒與輥筒之間的距離需保證能使勺筷落下，但不會(huì)讓餐盤翻轉(zhuǎn)或傾斜插入間隙當(dāng)中。(3)無動(dòng)力輥筒要保證使餐盤能依靠自身重力滑下，輥筒表面需有一定粗糙度與餐盤產(chǎn)生足夠摩擦(4)由于餐盤在傳送帶是兩列清洗，在斜坡上也是兩列，輥筒中間需添加隔板放置餐盤滑落時(shí)偏移3.1.2無動(dòng)力輥筒和軸承的選用圖3.1無動(dòng)力輥筒參數(shù)無動(dòng)力輥筒的規(guī)格我們選擇市面上最常見的型號，選用碳鋼筒體材所設(shè)計(jì)的機(jī)型尺寸大小，我們可以確定下輥筒外形尺寸為：輥筒直徑φ60mm,軸徑φ12mm,壁厚為表3.動(dòng)力輥筒技術(shù)參數(shù)表中12中12中57中12中60中12φ15根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，動(dòng)力輥筒載荷小，承受載荷方向主要為徑向載荷，轉(zhuǎn)速低，允許安裝空間為小軸，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表13-2,我們可以選擇深溝球軸承。軸徑為φ12mm,根據(jù)表13-11得知我們選擇的深溝球軸承型號為6001,內(nèi)徑為12mm,外徑為28mm,厚度為8mm。因此處為無動(dòng)力托輥且載荷較小無沖擊，軸承壽命計(jì)算可省略。圖3.2無動(dòng)力輥筒的三維設(shè)計(jì)圖寸圖3.3無動(dòng)力輥筒的二維零件圖3.1.3無動(dòng)力輥筒斜坡的設(shè)計(jì)280mm,斜坡的輥筒與輥筒的中心距為110mm,共計(jì)十一根，坡度為13.5°,采用M8內(nèi)螺紋的安裝方式。如下圖所示：圖3.4無動(dòng)力輥筒斜坡的三維設(shè)計(jì)圖勺筷分揀裝置其實(shí)就是設(shè)有我們所要求距離的輥筒裝飾，市面上的輥筒裝置多應(yīng)用于傳送物品，但我們注意到輥筒裝置存在一定的縫隙，同時(shí)每個(gè)輥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)也能使物品能得到位置的移動(dòng)，所以在綜合考慮了勺筷的特征后，我們決定用帶有斜度的輥筒裝置來分篩勺筷。因勺子特征并不是平面的而是翹起，勺面呈隆起形，而筷子較為細(xì)長，可以在經(jīng)過導(dǎo)向漏斗后將勺筷落于分篩裝置上，在傳動(dòng)過程中因兩者的外形特征而使筷子落下勺子被傳送至終點(diǎn)。若要實(shí)現(xiàn)筷子落下而勺子能穩(wěn)定被傳送，需要滿足以下幾個(gè)要求：1)兩個(gè)輥筒的距離不得小于筷子最大直徑與不得大于勺子最小橫截面寬度。2)勺筷通過導(dǎo)向漏斗落下時(shí)不得對其本身外形有損壞，所以輥筒面可多設(shè)置一層包膠防止碰撞。3)鏈傳動(dòng)速度不宜過快，輥筒傳送速度設(shè)為v=0.6m/s。鏈條傳動(dòng)中我們需要使用到的是傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈，該滾子鏈分為A系列(應(yīng)用于工況較為惡劣的環(huán)境),B系列(在一般情況下使用)兩種，根據(jù)分揀機(jī)使用的場所判定，我們決定使用B系列傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈。材料為合金鋼。接頭處采用開口銷連接。此處我們使用的托輥為雙鏈輪動(dòng)力輥筒，由于載荷要求不高，我們采用鑄焊方式將輥筒與鏈輪圖3.5雙鏈輪輥筒傳動(dòng)示意(1)鏈條的設(shè)計(jì)滾子鏈的規(guī)格、基本參數(shù)與尺寸應(yīng)符合表GB1243.1-83規(guī)定：圖3.6鏈條參數(shù)示意不計(jì)，鏈傳動(dòng)尺寸越大承載能力越強(qiáng)，但伴隨著越高的運(yùn)動(dòng)不均勻性條的選擇上我們可以選擇較小鏈號的鏈條，為后面電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)減少負(fù)荷。所以我們選擇06B號內(nèi)節(jié)內(nèi)寬內(nèi)鏈度度P313即：鏈條節(jié)距P=9.525mm;滾子直徑d?=6.35mm;內(nèi)節(jié)內(nèi)寬b?=5.72mm;銷軸直徑d?=3.28mm;銷圖3.7鏈節(jié)的三維設(shè)計(jì)圖圖3.8鏈節(jié)的零件二維圖(2)滾子鏈鏈輪的設(shè)計(jì)滾子鏈鏈輪已標(biāo)準(zhǔn)化(按3RGB1244-85規(guī)定制造),設(shè)計(jì)時(shí)主要確定結(jié)構(gòu)與尺寸：圖3.9鏈輪參數(shù)示意滾子鏈鏈輪主要尺寸為分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑dr、遲側(cè)凸緣直徑dg?；緟?shù)鏈輪齒數(shù)z=12計(jì)算主要尺寸：分度圓直徑：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：分度圓弦齒高：齒側(cè)凸緣直徑：ha=0.27p=0.27×9.525mb=0.93b?=0.93×5.72=5.3(3)鏈輪中心距與鏈條節(jié)數(shù)的計(jì)算根據(jù)節(jié)距計(jì)算初定中心距：鏈條節(jié)數(shù)：計(jì)算中心距：實(shí)際中心距：a=ac-0.002a。根據(jù)市面上食堂使用的筷子我們可知筷子桿部最大直徑一般為6mm,綜合考慮得出輥筒直徑為(4)鏈輪輥筒的尺寸計(jì)算簡體壁厚t圖3.10雙排鏈輪輥筒內(nèi)部示意由前面數(shù)據(jù)可得我們所需輥筒直徑為41mm,又考慮碰撞損傷，所以我們選擇直徑為38mm的輥筒，后續(xù)在輥筒表面設(shè)置厚度為1.5mm的包膠即可。筒體查前面表2可知輥筒尺寸為：輥筒直徑D=38mm;軸徑d=φ12mm,壁厚t=1.5mm,長圖3.11鏈輪輥筒整體的三維設(shè)計(jì)圖此處實(shí)際應(yīng)用需求和軸徑都與前文無動(dòng)力輥筒參數(shù)相同，所以軸承這球軸承6001.表5.深溝球軸承參數(shù)eBeB號Q標(biāo)記示例：滾動(dòng)軸承6010GB/T2Y徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P,89890.315.109.720.60.60.31基本壽命計(jì)算：式中：P為當(dāng)量動(dòng)載荷；C為基本額定動(dòng)載荷，對于向心軸承，C為徑向載荷，此處C=C?=5.1KN;8為壽命指數(shù)，球軸承ε=3,滾子軸承g(shù)=10/3;計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=Kp(xF+yF)式中：Kp為載荷系數(shù)，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查表得Kp=1x為徑向動(dòng)載荷系數(shù)，查表得x=1y為軸向動(dòng)載荷系數(shù)，查表得y=0F為徑向載荷，均布在每個(gè)輥筒上的物品的質(zhì)量(kg),約是0.03kg,鏈條的質(zhì)量(kg)=0.2kg,單個(gè)輥筒自重=0.3kg所以F=mg=(0.03+0.2+0.3)×10=5.3N所以當(dāng)量動(dòng)載荷P=Kp(xF,+yF)=5.3N所以該軸承的基本壽命為：圖3.12鏈輪輥筒局部的三維設(shè)計(jì)圖圖3.13鏈輪輥筒總裝的二維零件圖為使得落在輥筒裝置上的勺筷方向與輥筒間隙水平，我們需要設(shè)端的下方，當(dāng)勺筷運(yùn)輸至傳送帶末端自然掉落，落在底下承接的漏斗上，圖3.14導(dǎo)向漏斗的三維設(shè)計(jì)圖圖3.15導(dǎo)向漏斗的零件二維圖輥筒裝置采用有一定傾角的支架安裝，支架采用30×30mm的鋁型材焊接而成，型材上打M6沉圖3.16輥筒裝置的三維設(shè)計(jì)圖圖3.17輥筒裝置傳動(dòng)與安裝的三維設(shè)計(jì)圖圖3.18單邊輥筒支架的零件二維圖3.3動(dòng)力輥筒輸送牽引力的計(jì)算與電機(jī)的選擇由于我們設(shè)計(jì)的是雙鏈傳動(dòng)，輸送牽引力計(jì)算公式為：D——傳動(dòng)輥筒直徑(mrn);d——傳動(dòng)輥筒鏈輪分度圓直徑(mln);傳動(dòng)系數(shù)：式中：i為對傳動(dòng)輥筒鏈傳動(dòng)效率損失系數(shù)，i=0.01～0.03,i值與工作條件有關(guān)，潤滑情況越好值數(shù)越??；這里我們?nèi)=0.01,n是傳動(dòng)輥筒數(shù)=8。所以傳動(dòng)系數(shù)：單個(gè)傳動(dòng)輥筒計(jì)算載荷Ws=[ma+am,+(a+1)m,+me]g,式中：a為傳動(dòng)輥筒與傳動(dòng)滾子數(shù)量比，a=Ci/Ca=5/154=0.052;m-為均布在每個(gè)輥筒上的物品的質(zhì)量(kg),約是0.03kg;m?！蝗︽湕l的質(zhì)量(kg)=0.2kg,ma=單個(gè)輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量(kg)=0.3kg所以傳動(dòng)輥筒計(jì)算載荷：Ws=[ma+(a+1)m,+m]g=[0.3+1.09×0.03+0.2]9.表6.滾子摩擦系數(shù)表荷(包括輥?zhàn)幼灾?(N)金屬0.040.030.02木板0.050.030.05由計(jì)算可知作用在單個(gè)滾子上的載荷為0~100N,勺筷與滾子接觸的材料為金屬，所以查表可得f=0.04。所以動(dòng)力輥筒輸送牽引力：電機(jī)的選擇已知輥筒裝置傳送速度v=0.6m/s計(jì)算功率：電機(jī)功率式中：P——電機(jī)功率(KW);Po——傳動(dòng)輥筒軸計(jì)算功率(KW);K——功率安全系數(shù)，K=1.2～1.5,取1.45;n——驅(qū)動(dòng)裝置效率，n=0.65～0.85,取0.65。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)參考JB/T9616-1999后，我們選擇的電機(jī)是三相異步電動(dòng)機(jī)，型號為Y100L2-6-B8,其主要參數(shù)如下：額定功率：1.5w;同步轉(zhuǎn)速：1000r/min;滿載轉(zhuǎn)速ni:940r/min;堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩：2.0;最大轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩：2.2;外形：機(jī)座不帶地腳、端蓋有凸緣；由輥筒傳送速度可得輥筒轉(zhuǎn)速：輥筒裝置與電機(jī)的傳動(dòng)比：3.4V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(1)確定計(jì)算功率Pa與選擇v帶型號(2)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑mm(3)驗(yàn)算帶速,帶速符合要求。所以所以(5)驗(yàn)算小輪包角,包角大小合適。(6)計(jì)算帶的根數(shù)Po——普通V帶的基本額定功率，查表得P?=0.51kw;△Po——功率增量，查表可得功率增量△Po=0.11;K?！切拚禂?shù)，查表得K。=1.00;KL——修正系數(shù)，查表得KL=0.96;La——帶基準(zhǔn)長度，查表得La=1400mm;符合帶的根數(shù)限制，所以帶的根數(shù)為3。(7)計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值F?與壓軸力F。單根V帶的初拉力的最小值式中q為V帶每米長的質(zhì)量，查表得q=0.1kg/m,所以：壓軸力的最小值為：(8)帶輪的設(shè)計(jì)A.帶輪的參數(shù)選擇材料選擇：本設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)速要求不高，帶輪材料選擇HT200。帶輪結(jié)構(gòu)：因小帶輪基準(zhǔn)直徑為75mm,大帶輪基準(zhǔn)直徑D?=255.5mm,都小于300mm,所以采用腹板式結(jié)構(gòu)。B.小帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸此次帶傳動(dòng)選擇帶型為A型，查表得頂部寬b:13mm;節(jié)寬11.0mm;高度h:8mm對帶輪：基準(zhǔn)寬度ba=11.0mm;基準(zhǔn)線上槽深hamin=2.75mm;基準(zhǔn)線下槽深hfmin=8.7mm;槽間距e=15±0.3;槽邊距fmin=9mm;最小輪緣厚度δmin=6mm;所以外徑d=D+2ha=75+2×2.75=80.5mm;輪緣寬度B=(Z-1)e+2f=(3-1)×15+2×9=48mm;鍵的選擇：電機(jī)輸出軸直徑d=28,查表選鍵槽型號為圓頭普通A鍵，鍵寬度b=8mm;鍵長度L=40mm;鍵高度h=7mm。材料選取為45鋼。圖3.20小帶輪的三維設(shè)計(jì)圖圖3.21小帶輪的二維零件圖C.大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸外徑da=D+2ha=255.5+2×圖3.23大帶輪的三維設(shè)計(jì)圖圖3.24大帶輪的二維零件圖/小帶輪基準(zhǔn)直徑大帶輪基準(zhǔn)直徑帶速中心距小輪包角度帶的根數(shù)3根單根V帶的初拉力N單根V帶的壓軸力N帶輪寬度小帶輪外徑大帶輪外徑首根輥筒軸加長，伸出型材支架90mm,穿過型材的位置增加深溝球軸承6001,減少軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對支撐架的磨損?？拷渭芤欢税惭b直徑為24mm,長20mm的套筒。帶輪輪轂內(nèi)側(cè)安裝螺釘緊固于軸上。3.5餐盤收納裝置的設(shè)計(jì)3.5.1餐盤收納裝置的設(shè)計(jì)理念與要求當(dāng)餐盤落至輥筒上依靠自身重量和輥筒形成的斜坡往下滑時(shí)，滑至末端餐盤的分揀即結(jié)束。需要進(jìn)行餐盤收納，由于斜坡末端高度始終是固定的，餐盤傳送至此落下完成收納，但地平面距離斜坡末端高度太大或許會(huì)使餐盤收到損傷，若收納區(qū)設(shè)置的較高則無法一次性收集較多餐盤，人工拿取頻率高。所以我們需要設(shè)置一個(gè)承載不同而高度會(huì)自動(dòng)變化的收納臺，使餐盤落在收納臺上的高度不會(huì)過高而又能承載足夠數(shù)量的餐盤。所以這里我們設(shè)計(jì)了一個(gè)彈簧承重臺，由選定彈簧系數(shù)的壓縮彈簧與重量較輕薄的支撐板制成。當(dāng)數(shù)個(gè)餐盤重疊，其重量將彈簧座下壓，數(shù)個(gè)重疊的餐盤本身帶有的高度在空間上替換了原本支撐板的高度，所以新的餐盤下落時(shí)支撐板距離斜坡高度變化不大，不會(huì)由碰撞且能承載較多餐盤。3.5.2彈簧和支撐板的設(shè)計(jì)參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊——第十六章圓柱螺旋彈簧》,彈簧選擇圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧，材料選用碳素彈簧鋼絲CB/T4357-1989。已知一個(gè)餐盤重量是360g,傳送帶一行放置兩列餐盤，支撐板由四個(gè)彈簧支承。所兩餐盤重疊后厚度會(huì)增高1.5mm,所以我們需要彈簧支承板在每次承載多一個(gè)餐盤的變形量控制在1.5mm左右，所以：根據(jù)圓柱螺旋彈簧的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列表，結(jié)合實(shí)際需求，試選彈簧參數(shù)如下：彈簧絲直徑d=3mm;彈簧中徑D?=42mm;彈簧指數(shù)C=8;有效圈數(shù)n=50,死圈數(shù)n?=2,總?cè)?shù)n?=52;彈簧節(jié)距彈簧螺旋角彈簧螺旋角彈簧絲長度7mm;彈簧自由高度H?=nt+(n?+1)d=50×14+3×3=709mm;彈簧勁度系數(shù)式中：G——彈簧材料的切變模量；(鋼為8×104MPa,青銅為4×104MPa)受到載荷后的變形!綜合上述計(jì)算，所選彈簧系數(shù)符合我們的設(shè)計(jì)需求。彈簧自由長度為709mm,餐盤在斜坡落下高度為768mm,選擇1300×400×2mm的PVC板，密度為1.4g/立方厘米，重量可忽略不計(jì)，PVC板底部與殼體打5mm深的孔，彈簧扣進(jìn)去后采用點(diǎn)焊方式安裝。綜合pvc板高度10mm后，彈簧支承板高度為714mm,該高度差可保證餐盤由足夠空間落下又不會(huì)受到損傷，符合實(shí)際需求。圖3.27彈簧支承板的三維設(shè)計(jì)圖圖3.28彈簧支撐板的二維零件圖為使彈簧支承板的高度在變化時(shí)不會(huì)左右偏移，需使PVC板周邊貼合整體外殼運(yùn)動(dòng)，外殼后端需開槽方便后期工人收取餐盤。如下圖所示：圖3.29彈簧支承板的安裝效果三維圖彈簧支撐板高度為714mm,餐盤高度為3mm,厚度為1.5mm,彈簧全部壓縮后支撐板高度為161mm,為了延長彈簧使用壽命，我們選擇不將其壓到極限，設(shè)置最低高度為200mm左右，所以支撐板可以疊加餐盤數(shù)量N為：取整數(shù)為681個(gè)3.6勺筷收納裝置的設(shè)計(jì)3.6.1勺筷收納裝置的設(shè)計(jì)理念與要求在餐具分揀結(jié)束后需要進(jìn)行餐具的收納，收納分為勺子和筷子?？曜雍蜕鬃油庑翁卣魃隙加蟹执箢^和小頭，分大小頭整理的工序按以往流程來說多數(shù)為人工進(jìn)行，效率不是很高，且與餐具清洗一樣勞動(dòng)強(qiáng)度高。因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)收納裝置可以實(shí)現(xiàn)收納及大小頭的整理。因勺筷的大小頭設(shè)計(jì)原因，利用其重心與整體中心不一致的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)橫隔擋板，當(dāng)勺筷傳送至相應(yīng)位置時(shí)因重心的影響而使大頭或者小頭偏向兩邊的收集箱，最終呈現(xiàn)大頭朝下小頭朝上的效果。需要明確勺筷重心位置，準(zhǔn)確定下隔斷擋板設(shè)計(jì)的位置，確保大小頭整理效果。3.6.2勺筷收納裝置的設(shè)計(jì)過程3.6.2.1重心位置的確認(rèn)筷子重心的確認(rèn)：選擇一根傳送帶所適用的筷子并水平放置在直尺上，筷子和直尺方向和長度一致，先用手調(diào)節(jié)筷子使它的大頭伸出直尺一段距離，觀察大頭會(huì)自動(dòng)往下沉?xí)r的長度，判斷得出在當(dāng)筷子伸出去101.5mm以上時(shí)會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)下掉。由此可判斷出筷子重心不在中心，在距離大頭101.5mm的位置，即當(dāng)橫隔板在中心位時(shí)，筷子一定會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)使大頭下落，小頭朝上。勺子重心的確認(rèn)：方法同理筷子重心的確認(rèn)，多次試驗(yàn)后可以確定勺子重心在距離大頭75mm左右的位置。3.6.2.2筷子整理裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)勺筷在動(dòng)力輥筒裝置處得到分揀，勺子被傳送至輥筒末端，筷子從輥筒間隙下落，所以我們需要在輥筒下方設(shè)計(jì)一個(gè)帶有斜度的平面使筷子因滾動(dòng)而滑落至整理收納區(qū)域，因筷子本身外形為圓柱形，在有一定斜度的平面會(huì)自帶動(dòng)力滾落。斜坡與柱腳采用M8螺栓連接，相對于使用傳送帶，設(shè)置一個(gè)斜坡有更大的經(jīng)濟(jì)性。斜坡的末尾設(shè)置有勺筷收納一體化的收納箱，箱中部有三角形隔板，當(dāng)筷子經(jīng)斜坡滑落至此時(shí)，因重心與中心位置不同，筷身會(huì)偏向重的一邊，最終呈現(xiàn)大頭朝下小頭朝上的整理效果。勺子收納原理如上。因勺子位于動(dòng)力輥筒傳送，無需額外設(shè)置斜坡，被傳送至輥筒末端時(shí)掉落下方的整理收納盒便可完成整理。勺子收納與筷子收納盒相連處設(shè)置有突起部分防止筷子滑落時(shí)意外滑到勺子收納區(qū)。3.7標(biāo)準(zhǔn)件的選擇螺栓頭半徑e(min)=14.2mm;螺紋長度b=22mm;螺栓頭半徑e(min)=8.63mm;螺栓頭半徑e(min)=19.85mm;參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊——第四篇連接與緊固》表4-1