某家用面條機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u3797某家用面條機(jī)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)案例 1295171.1設(shè)計(jì)任務(wù) 11361.1.1需求分析 1265901.1.2確定設(shè)計(jì)任務(wù)要求 220401.2功能分析 2234981.1.1家用全自動(dòng)面條機(jī)主要功能分析 2247411.1.2家用全自動(dòng)面條機(jī)主要環(huán)節(jié)與技術(shù) 3151181.3總體方案確定 3294611.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)方案 3119531.3.2總體布置方案 41.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1.1需求分析隨著生活節(jié)奏的不斷加快和生活質(zhì)量的不斷提升，人們對于飲食制作自動(dòng)化、快捷化、便利化的要求也越來越高。面條是我國的傳統(tǒng)主食之一，因其具有制作簡單、食用方便、營養(yǎng)豐富的優(yōu)點(diǎn)，而一直備受廣大消費(fèi)者的喜愛。人們?yōu)榱四軌蛟诩依锔臃奖?、更加快捷地制作面條，使用家用全自動(dòng)面條機(jī)便成為了一種趨勢。然而，市面上現(xiàn)有的家用全自動(dòng)面條機(jī)，雖然五花八門、種類繁多，但質(zhì)量參差不齊、差強(qiáng)人意，且大多存在如下缺點(diǎn)：（1）機(jī)體清洗不方便；（2）少量殘余面團(tuán)擠不出來；（3）擠面機(jī)構(gòu)易發(fā)生斷裂；（4）面條擠出后易黏結(jié)在一起；（5）功率與能耗較大。故設(shè)計(jì)一款能夠克服如上缺點(diǎn)、性能優(yōu)良的家用全自動(dòng)面條機(jī)具有很大的市場需求?？偟膩砜矗矣萌詣?dòng)面條機(jī)需要滿足如下要求：（1）提高面條的生產(chǎn)效率與質(zhì)量；（2）提高面粉的利用率，減少浪費(fèi)，降低成本；（3）保證關(guān)鍵零部件的強(qiáng)度與壽命；（4）保證面條擠出后不會(huì)黏結(jié)在一起；（5）減小功率，降低能耗；（6）柔性化程度高，可適應(yīng)不同類型面條的制作。1.1.2確定設(shè)計(jì)任務(wù)要求通過查閱相關(guān)資料和借鑒市場上現(xiàn)有產(chǎn)品參數(shù)，設(shè)計(jì)出一款性能優(yōu)良的家用全自動(dòng)面條機(jī)。擬定家用全自動(dòng)面條機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行其結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一款造型美觀、體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、清洗方便、能耗較低、面粉利用率高、關(guān)鍵零部件不容易斷裂、面條擠出后不發(fā)生黏結(jié)的適用于日常家居生活的家用全自動(dòng)面條機(jī)。1.2功能分析1.1.1家用全自動(dòng)面條機(jī)主要功能分析家用全自動(dòng)面條機(jī)完成的主要?jiǎng)幼靼ǎ海?）將面粉與水混合攪拌成為面團(tuán)；（2）將面團(tuán)擠壓使其成為面條。家用全自動(dòng)面條機(jī)的工作原理，是伺服電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)矩傳遞到攪面機(jī)構(gòu)和擠面機(jī)構(gòu)，面粉與水在攪面機(jī)構(gòu)充分混合攪拌成為面團(tuán)，面團(tuán)再經(jīng)過擠面機(jī)構(gòu)擠壓后從面模成形擠出成為面條。家用全自動(dòng)面條機(jī)的工作流程圖如圖1.1所示。圖1.1家用全自動(dòng)面條機(jī)工作流程圖對家用全自動(dòng)面條機(jī)進(jìn)行功能分析，可得到如下兩個(gè)主要功能：（1）攪面功能：將面粉與水在攪面機(jī)構(gòu)進(jìn)行混合攪拌，使其成為面團(tuán)。（2）擠面功能：將面團(tuán)在擠面機(jī)構(gòu)進(jìn)行擠壓使其通過模具成形為面條。家用全自動(dòng)面條機(jī)的功能樹如圖1.2所示。圖1.2家用全自動(dòng)面條機(jī)功能樹1.1.2家用全自動(dòng)面條機(jī)主要環(huán)節(jié)與技術(shù)家用全自動(dòng)面條機(jī)的作用是實(shí)現(xiàn)面條的成型制作，從其功能出發(fā)可以將家用全自動(dòng)面條機(jī)的動(dòng)作概括為兩個(gè)主要環(huán)節(jié)：攪面環(huán)節(jié)和擠面環(huán)節(jié)。攪面環(huán)節(jié)和擠面環(huán)節(jié)是按照時(shí)間順序依次進(jìn)行的，即先把面粉與水在攪面機(jī)構(gòu)進(jìn)行混合攪拌使其成為面團(tuán)，再將面團(tuán)在擠面機(jī)構(gòu)進(jìn)行擠壓使其成形為面條。為實(shí)現(xiàn)家用全自動(dòng)面條機(jī)的功能，上述兩個(gè)環(huán)節(jié)中所需的關(guān)鍵技術(shù)有攪拌技術(shù)與擠壓技術(shù)。本文所設(shè)計(jì)的家用全自動(dòng)面條機(jī)中，使用異形攪面爪對面粉和水進(jìn)行攪拌，使用螺旋絞龍擠面軸對面團(tuán)進(jìn)行擠壓。1.3總體方案確定1.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)方案（1）方案一：齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)方案如圖1.3所示，伺服電機(jī)輸出端接小齒輪，由小齒輪帶動(dòng)大齒輪實(shí)現(xiàn)減速。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)效率高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定，缺點(diǎn)是制造和安裝精度要求高、價(jià)格較貴。圖1.3傳動(dòng)系統(tǒng)方案一：齒輪傳動(dòng)（2）方案二：帶傳動(dòng)傳動(dòng)方案如圖1.4所示，伺服電機(jī)輸出端接小帶輪，由小帶輪帶動(dòng)大帶輪實(shí)現(xiàn)減速。帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用維護(hù)方便、具有過載保護(hù)功能，缺點(diǎn)是外廓尺寸較大、壽命較短、傳動(dòng)效率較低、壓軸力較大且不能保證固定不變的傳動(dòng)比。圖1.4傳動(dòng)系統(tǒng)方案二：帶傳動(dòng)（3）方案三：蝸輪蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)方案如圖1.5所示，伺服電機(jī)輸出端接蝸輪，由蝸輪帶動(dòng)蝸桿實(shí)現(xiàn)減速。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、重合度大、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低，缺點(diǎn)是摩擦磨損問題突出、傳動(dòng)效率較低。由于上述特點(diǎn)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)傳遞，而在動(dòng)力傳輸中應(yīng)用較少。但隨著新型蝸桿制造技術(shù)的發(fā)展，其缺點(diǎn)得到了較好克服，蝸輪蝸桿傳動(dòng)也得在動(dòng)力傳輸中到了廣泛應(yīng)用。圖1.5傳動(dòng)系統(tǒng)方案三：蝸輪蝸桿傳動(dòng)面條機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括攪面機(jī)構(gòu)和擠面機(jī)構(gòu)兩部分，需要較大的轉(zhuǎn)矩和較低的轉(zhuǎn)速，故傳動(dòng)系統(tǒng)需要較大的傳動(dòng)比。方案一齒輪傳動(dòng)，若采用單級齒輪減速，則大齒輪分度圓直徑要比小齒輪大很多才能實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)，會(huì)使得傳動(dòng)系統(tǒng)外廓尺寸變得很大；若采用二級齒輪減速，則增加了傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性和制造成本。方案二帶傳動(dòng)同樣會(huì)使得傳動(dòng)系統(tǒng)外廓尺寸變得很大。而方案三蝸輪蝸桿傳動(dòng)，可以在傳動(dòng)系統(tǒng)外廓尺寸很小的情況下?lián)碛泻艽蟮膫鲃?dòng)比，且結(jié)構(gòu)簡單緊湊，故采用方案三蝸輪蝸桿傳動(dòng)。1.3.2總體布置方案（1）方案一：攪面、擠面機(jī)構(gòu)同軸布置如圖1.6所示，攪面機(jī)構(gòu)與擠面機(jī)構(gòu)同軸布置，且攪面軸與擠面軸均水平布置。圖1.6方案一：攪面、擠面機(jī)構(gòu)同軸布置1.電機(jī)1.蝸輪3.蝸桿4.面?zhèn)}5.攪面爪6.擠面軸7.面模（2）方案二：攪面、擠面機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸布置如圖1.7，攪面機(jī)構(gòu)與擠面機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸布置，其中攪面軸豎直布置，擠面軸水平布置。圖1.7方案二：攪面、擠面機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸布置1.電機(jī)1.蝸輪3.蝸桿4.錐齒輪5.攪面爪6.面?zhèn)}7.擠面軸8.面模方案一攪面、擠面機(jī)構(gòu)同軸布置，會(huì)導(dǎo)致面條機(jī)軸向尺寸較大，且會(huì)剩余較多面粉無法擠出，而方案二攪面、擠面機(jī)構(gòu)交錯(cuò)軸布置可避免這兩條缺點(diǎn)，故采用方案二。在選擇電機(jī)的過程中，發(fā)現(xiàn)一款ZYT2203048直流減速電機(jī)，其額定功率為150W，額定轉(zhuǎn)速為48r/min，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就為蝸輪蝸桿減速，且該電機(jī)本身就是市面上一款家用全自動(dòng)面條機(jī)的電機(jī)，故不必再另外設(shè)計(jì)減速裝置，直接采用此款電機(jī)即可。