多功能洗碗機(jī)的設(shè)計含9張CAD圖
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摘 要
目前我們的家用電器水平相當(dāng)高，但洗碗機(jī)仍然具有巨大的市場潛力，沒有市場潛力。這與此相關(guān)。首先，在中國傳統(tǒng)的洗碗機(jī)的影響下，傳統(tǒng)的機(jī)器已經(jīng)無法滿足中國菜的洗碗機(jī)需求；節(jié)能、事故發(fā)生率、價格問題。這些問題我們有節(jié)能、環(huán)保、家庭安全和廉價自動化的基礎(chǔ)上，全自動化的洗碗機(jī)要求，這是四個設(shè)計的領(lǐng)域：凈化過程，自動控制，安全和低價。清洗過程能夠提供不同的清洗過程，即清程度和干燥，以達(dá)到完美的清洗效果3；使用泄漏檢測和排放控制電路，完全符合清洗過程的安全要求，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單性等特點，高可靠性和低成本。
關(guān)鍵詞： 洗碗機(jī) ; 鍵盤 / 顯示 ; AT89C51
Abstract
At present, the level of our household appliances is quite high, but the dishwasher still has great market potential and no market potential. This is relevant. On the one hand, under the influence of Chinese traditional dishwasher, traditional dishwasher can not meet the dishwasher demand of Chinese dish; energy saving, low safety and high price. these issues we have energy saving, environmental protection, home safety and cheap automation based on fully automated dishwasher requirements, which are four areas of design: purification process, automatic control, safety and low price. The cleaning process can provide three different cleaning processes, namely cleaning, standard cleaning and drying, to achieve the best cleaning safety effect The leakage detection and discharge control circuit is used to meet the safety requirements of cleaning process. The system has the characteristics of simple structure, high reliability and low cost.
Key words ： Dishwasher ； Keybord/Display ； AT89C51
目錄
第一章 概論 1
1.1本課題的目的及意義 1
1.2 洗碗機(jī)的原理 1
1.2.1傳統(tǒng)洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu) 1
1.2.2超聲波洗碗機(jī)的原理和特點 1
1.3洗碗機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展方向 3
1.3.1洗碗機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.3.2 洗碗機(jī)的分類 4
1.4 設(shè)計的任務(wù) 8
第二章 總體設(shè)計與論證 10
2.1 方案設(shè)計 10
2.2 傳送方案的比較 11
2.3 傳動方案的比較 13
2.4 方案的確定 13
2.5 滑動架的設(shè)計 14
2.6 滑動架軌道的設(shè)計 15
2.7洗滌筐的設(shè)計 16
2.8 水箱的設(shè)計 16
2.9 噴臂的設(shè)計 16
2.10聯(lián)軸器的選擇 17
第三章 設(shè)計中的計算 18
3.1 相關(guān)熱學(xué)的計算 18
3.2 電機(jī)的選擇 18
3.3 減速器的選擇 19
3.4 彈簧的計算 20
3.5 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核 21
3.6 軸的設(shè)計與校核 21
3.7軸承選擇與校核 24
3.8鍵的校核 25
第四章 設(shè)備的安裝與維護(hù) 26
4.1箱體的安裝與維護(hù) 26
箱體安裝有以下幾點要求： 26
4.2 滑動架軌道的安裝與維護(hù) 26
4.3 滑動架的安裝 26
第五章 經(jīng)濟(jì)環(huán)保性分析 27
結(jié) 論 28
參考文獻(xiàn) 29
致 謝 30
I
前 言
隨著人們生活品質(zhì)的提高和生活節(jié)奏的加快，購買家用電器為自己減輕負(fù)擔(dān)，享受更多的娛樂時間，己經(jīng)是不爭的時尚。清洗碗筷是一個家庭每天必須做的家務(wù)，尤其在中國，人們通常飯后馬上洗碗，這無疑給家庭帶來了更大的負(fù)擔(dān)。洗碗過程是先用洗潔劑清除油污，再用清水沖洗，然后擦干放入消毒柜中。這個過程簡單，但是對手部有很大的傷害。在很多飯店、餐廳等大型的就餐場所，每天所需要清洗的餐具非常多，如果是人工清洗不但耗費大量的人力，還浪費時間。洗碗機(jī)的出現(xiàn)大大改變了這一狀況。
本課題主要是設(shè)計一個整體的洗碗機(jī)，長度在3到4米，最大洗滌量2000-2500碟/小時。根據(jù)現(xiàn)有資料及所了解的工作原理，本課題的思路是：洗碗機(jī)通過傳送系統(tǒng)把待洗的餐具送進(jìn)洗碗機(jī)內(nèi)部，然后先由噴臂噴出的具有一定壓力的熱水進(jìn)行初步清洗，然后再由混有洗滌液的熱水進(jìn)行進(jìn)一步清洗，最后用清水沖掉上面殘留的洗滌液，再進(jìn)行高溫干燥。其中傳送系統(tǒng)由一電機(jī)通過減速機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，噴射的水由一水泵供應(yīng)。
由于時間倉促和作者的知識水平有限，論文中的問題和不足在所難免，請各位老師予以批評指正
第一章 概論
1.1本課題的目的及意義
隨著人們生活品質(zhì)的提升，購買家用電器為自己減輕家務(wù)，享受更多的娛樂時間。刷碗是每天必做的家務(wù)，尤其是中國人，人們通常飯后馬上刷碗，這更是給生活帶來了很多的負(fù)擔(dān)。刷碗過程是先用洗潔劑去掉油脂，再用盡興沖洗，然后擦拭消毒。這個過無聊枯燥，并且對手指有很大程度的侵蝕。在一些飯店、餐廳等大型的就餐場所，每天所需要清洗的餐具非常多，如果是人工清洗不但耗費大量的人力，還浪費時間。洗碗機(jī)的出現(xiàn)大大改變了這一現(xiàn)況。洗碗機(jī)又叫做清洗機(jī)，是一種代替手動刷碗、筷、杯、湯匙等餐具的家用電器，它能夠?qū)⑽覀儚妮^為無聊的清洗工作中解脫出來, 被稱為自洗衣機(jī)之后又一次保護(hù)我們手指的電器產(chǎn)品。洗碗機(jī)可以分為家用、商用兩大類。
1.2 洗碗機(jī)的原理
1.2.1傳統(tǒng)洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的洗碗機(jī)通過機(jī)械驅(qū)動清洗泵使洗滌液在特定壓力下從噴臂噴出的水流；噴臂通過噴水的反作用力而驅(qū)動，使液體來噴射至器具上，對餐具進(jìn)行全方位的沖洗。洗碗機(jī)特有的清洗劑與碗碟表面油污產(chǎn)生反應(yīng)從而達(dá)到清洗作用，熱水能夠使污漬軟化。三者聯(lián)合作用，使碗碟表面油漬和殘渣不在附著于器具表面，使之達(dá)到清潔的目的。經(jīng)過長久以來的發(fā)展，這種技術(shù)已經(jīng)達(dá)到近乎完美的程度。目前各廠家生產(chǎn)的洗碗機(jī)幾乎都是這種結(jié)構(gòu)。
1.2.2超聲波洗碗機(jī)的原理和特點
超聲波清洗器的工作原理是把工頻交流電通過場改變成高頻交流信號，從而達(dá)到超聲波的頻率，利用換能器轉(zhuǎn)化成機(jī)械振蕩，使其散播到洗滌劑中。超聲波在洗滌劑中有序輻射，通過振動使液體出現(xiàn)氣泡。這些氣泡在超聲波縱向散播的負(fù)壓區(qū)發(fā)生變化，然后在正壓區(qū)閉合，這種現(xiàn)象稱為“空化效應(yīng)”。超聲清洗的作用機(jī)理是超聲空化作用。 而這些氣泡（即空化核）在聲場的作用下氣泡在飛速擴(kuò)大后突然閉合，氣泡閉合的時會產(chǎn)生波動，這種波動使它周圍出現(xiàn)大氣壓力，通過這種方式使不溶性臟污被溶解沖刷。蒸汽型空化對污層不斷地沖擊，能夠破壞臟污的附著性從而脫離。氣體型氣泡能對餐具表面進(jìn)行清洗，污層出現(xiàn)縫隙，氣泡還能進(jìn)入其內(nèi)部，讓其脫落。因為超聲空化作用，油性物質(zhì)被乳化，從而脫離表面。超聲空化所產(chǎn)生的沖流能夠清洗界線污層，進(jìn)行攪動，使可溶性污漬溶解速度變快，使洗滌劑作用變強(qiáng)。相對于傳統(tǒng)的洗碗機(jī)，超聲波洗碗機(jī)有以下優(yōu)點：
①.省電、低噪
②.設(shè)計簡易，高壽
③.不需特定清洗劑
④.適合清洗中餐餐具
超聲波洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1所示:
圖1.1 超聲洗碗機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
其主要工藝流程為放置——超聲洗滌——液體清洗——消毒——干燥——取碗。
29
1.3洗碗機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展方向
1.3.1洗碗機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
洗碗機(jī)出現(xiàn)于國外，一九二九年德國的米勒公司制造出了歐洲首臺電動洗碗機(jī)，不過其外形更類似機(jī)器，沒有融入廚房因素。25年后美國的一家公司制造了第一臺電動臺式洗碗機(jī)，不僅清洗性能提升，整體外觀也進(jìn)行了修飾。經(jīng)過49年的不斷完善德國公司制造出第一臺微電腦控制型洗碗機(jī)，這讓人們更加能夠感受到它的實用性。
（1）美國
美國作為洗碗機(jī)的生產(chǎn)大國同時也是使用率最高的國家，早在上一世紀(jì)就已達(dá)到百分之五十以上。并且其產(chǎn)量也是首屈一指，近年也是擁有百萬臺以上。主要生產(chǎn)公司有通用電氣公司、Whir1poo1、WCI和美泰克等。
（2）日本
日本洗碗機(jī)的研制相對于其他家電產(chǎn)品要緩慢許多，直至二十世紀(jì)六十年代松下才涉及洗碗機(jī)領(lǐng)域并發(fā)展，較歐美國家晚了近40年。在此之后，便幾乎不再發(fā)展，直到二十世紀(jì)八十年代才出現(xiàn)了一些轉(zhuǎn)機(jī)，但并沒有大批生產(chǎn)，民眾使用率不如他國。?
??? 洗碗機(jī)在日本未能得到人群的普遍認(rèn)可，除了人文因素以外，還有以下幾個客觀因素：①日本家庭無法容納過多大型餐具；②各國廚具文化的差異使得這項技術(shù)不適用于日本廚具；③食物文化導(dǎo)致洗碗機(jī)技術(shù)不能很好的清理米類殘渣。但是經(jīng)過不斷地研發(fā)，因素得到了解決，洗碗機(jī)逐漸打開日本市場，并且根據(jù)環(huán)境因素出現(xiàn)了新型洗滌劑。目前多家公司等家電公司均制造洗碗機(jī)。日本廠商也出現(xiàn)了各種競爭。
（3）中國
我國洗碗機(jī)曾經(jīng)1990年初興起過一段，當(dāng)時有很多致命品牌，其中“萬家樂”牌帶來的反響更甚。但是，當(dāng)時我國人居收入不高，動輒上千洗碗機(jī)對于民眾來說過于昂貴，產(chǎn)品沒有更好的市場導(dǎo)致很多廠商放棄了這一行業(yè)。?
???直至二十世紀(jì)九十年代中期。一些廠商通過各種途徑優(yōu)化技術(shù)，使得該行業(yè)于國內(nèi)再次興起。與此同時一些國外品牌也入駐中國市場，但國外品牌大多加個高昂所以銷售成績并不是很理想；相對的一些國產(chǎn)品牌依靠國內(nèi)的知名度和平面媒體宣傳等方獲得了更多市民的認(rèn)可；直至此時洗碗機(jī)市場初步在中國成型。
隨著家務(wù)勞動逐漸機(jī)械化的發(fā)展和國民生產(chǎn)水平的提高，國民對洗碗機(jī)的需求越來越多。由于我國人口基數(shù)大，所以即使每年只有少部分群眾有購買需求，但總需求還是高過百萬臺。另據(jù)對我國發(fā)達(dá)城市的調(diào)查，全國洗碗機(jī)市場甚至超過歐美國家。專家研究分析表明，洗碗機(jī)可能在短時間內(nèi)成為國民需求最高的電器
1.3.2 洗碗機(jī)的分類
目前洗碗機(jī)按照用途能夠分為家用和商用兩大類。前者主要適合在家庭使用，后者則適合在大型飯店餐廳使用。
家用洗碗機(jī)有以下功能：①、全封閉式洗滌，無需擦拭，有效的組織病菌傳播。②、高溫加熱與殺毒擠足以殺死大多數(shù)有害病菌。③、烘干系統(tǒng)使廚具更加沒關(guān)④、設(shè)計科學(xué)實現(xiàn)了洗涮存放一體。⑤、采用各種工藝使得使用壽命更長久。⑦、低噪，使得生活環(huán)境更舒適。
家用洗碗機(jī)一般分為二種結(jié)構(gòu)，但他們的工作原理基本相同，把器具放入機(jī)器中，開啟程序。經(jīng)過設(shè)計好的程序使加熱好的水與溶劑噴射于器具表面盡興清洗，最后烘干器具。
小型噴灑式洗碗機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1.2
圖 1.2 小型噴灑式洗碗機(jī)基本結(jié)構(gòu)
它主要由箱體、噴水管、網(wǎng)格、蓄水箱、放置架、水閥、水泵和發(fā)動機(jī)等組成。他整體使一個箱式結(jié)構(gòu)，一側(cè)留們，門上設(shè)有觀察窗。箱中的多組噴水管，保證全方位覆蓋噴射。箱中有足夠的空間容納餐具，它們位于水管上方。下方空間則為水箱，內(nèi)部有加熱裝置，水箱上放置一網(wǎng)格收集殘渣。
圖1.3 轉(zhuǎn)噴臂臺式洗碗機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖1.4 噴臂的機(jī)構(gòu)
旋轉(zhuǎn)噴臂臺式洗碗機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。它主要是由箱體、控制機(jī)構(gòu)、加熱器、碗籃、洗滌裝置、漂洗劑供料裝置、進(jìn)水及排污裝置和門控開關(guān)等裝置組成。其箱體內(nèi)膽使用不銹鋼薄板制成，外殼采用冷軋薄鋼板，表面使用潔白防銹漆。機(jī)門設(shè)于機(jī)殼正面，上方設(shè)置暗藏式門扣，關(guān)上機(jī)門，門控開關(guān)觸片受壓力閉合，電源接通，打開機(jī)門后，電源自動切斷。
??? 機(jī)門下方為控制機(jī)構(gòu)，控制板右方設(shè)置三擋水溫開關(guān)。洗滌時可根據(jù)餐具數(shù)目和臟污程度進(jìn)行選用。其中65oC擋為熱水“強(qiáng)洗”，適合數(shù)量多又臟的餐具；55oC擋是“普通洗”擋，為平時使用最頻繁的一擋；常溫?fù)鯙椤昂喴紫础?，適應(yīng)于少量餐具的清洗。
??? 洗碗機(jī)控制板左側(cè)是程序控制器，它是洗碗機(jī)控制裝置的核心，使用電機(jī)凸輪式結(jié)構(gòu)，以微型同步電機(jī)作為動力，經(jīng)過多級減速齒輪傳動，驅(qū)動多組不同功能的凸輪，讓程控器內(nèi)部開關(guān)的觸點按程序設(shè)定要求依次閉合、斷開。當(dāng)順時針旋動程控器旋鈕旋轉(zhuǎn)至“開”時，指示燈亮起，表明洗碗機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，這時洗碗機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序洗凈→漂清1→漂清2→漂清3→洗清步驟自動完成工作。
旋轉(zhuǎn)噴臂臺式洗碗機(jī)的清洗裝置由旋轉(zhuǎn)噴臂、進(jìn)水電磁閥、清洗泵（電機(jī)）、排水泵電機(jī)以及高低水位控制器等機(jī)械構(gòu)成。其中清洗泵與旋轉(zhuǎn)噴臂為洗滌裝置的核心部件。清洗泵安裝于機(jī)座底側(cè)，由單相電容起動式電機(jī)和葉輪泵組成。電機(jī)直接驅(qū)動葉輪泵，將水進(jìn)行加壓后通過噴臂的噴水孔噴出。噴臂位于機(jī)座上方，它采用高強(qiáng)度ABS塑料制成扁條狀，噴臂內(nèi)有貯水槽，槽面上共設(shè)置9個互成一定角度的錐形噴水孔，一側(cè)為4個，另一側(cè)為5個，結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。水由清洗泵加壓后從噴臂噴出，由于噴臂經(jīng)過水的反力矩的作用，使噴臂連帶軸套一起統(tǒng)空心軸轉(zhuǎn)動，噴臂則從三維方向噴出具有一定壓力的熱水流，對餐具進(jìn)行噴射清洗。加溫后的水加速了餐具上油脂的脫落，污水通過濾器后由排水泵排出機(jī)外。
商用的洗碗機(jī)主要有以下四種類型：
（1） 飛行洗碗機(jī)。這是一種連續(xù)送進(jìn)、連續(xù)洗滌的洗碗機(jī),不需要碗筐、碗盤,直接插放在傳送帶上。
（2） 傳送帶洗碗機(jī)。將待清洗盤碗放置于碗筐中，碗筐于傳送帶支架上,使用傳送帶連續(xù)清洗。
門式洗碗機(jī)。為間歇式洗碗機(jī),結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡易。盤碗裝筐后送入機(jī)內(nèi),在機(jī)內(nèi)自動完成預(yù)洗、洗滌、漂洗、干燥、消毒等工序。這種洗碗機(jī)不僅適用于大型飯店、酒吧間、咖啡廳,更加適用于餐飲服務(wù)業(yè)的飯館、餐廳、招待所、食堂等。
（3） 臺式洗碗機(jī)。體積小,適用小型餐廳、咖啡廳及家用。
目前商業(yè)洗碗機(jī)常用傳送帶式洗碗機(jī)和門式洗碗機(jī)，它們的組成大體相同，只是前者的噴臂為定式，后者的是旋轉(zhuǎn)式。另外前者缺少漂洗電機(jī),多出一套傳送電機(jī)和傳送機(jī)構(gòu)。
門式洗碗機(jī)的流程為電源開啟→注水→加熱→關(guān)門并自動開始運行→定時清洗→定時漂洗→周期結(jié)束。
傳送帶式洗碗機(jī)的流程是電源開啟→注水→加熱→關(guān)門并按“運行”鍵→開始連續(xù)洗滌和噴淋。筐在傳送帶上依靠電機(jī)帶動傳送機(jī)構(gòu),被依次送入清洗箱和漂洗箱,從另一端送出,連續(xù)完成批量洗滌。
圖 1.5 與1.6 為傳送帶式洗碗機(jī)的外形與工作原理圖。
圖1.5 傳送帶式洗碗機(jī)
圖1.6 傳送帶式洗碗機(jī)工作原理圖
圖1.7 洗碗筐
1.3.3 洗碗機(jī)的發(fā)展方向
隨著科技發(fā)展人們對地球能源的開采，使得洗碗機(jī)的技術(shù)不得不更新，目前洗碗機(jī)的主要發(fā)展方向為：
（1）節(jié)約資源，增加動能與水源的利用率。
（2）尋找有效的降噪方法。降低噪聲的人群生活的影響;
（3）降低成本。
（4）根據(jù)不同餐不同食物做出不同的清洗方式，使其更加人性智能。
1.4 設(shè)計的任務(wù)
本次所設(shè)計的是一種自動商用洗碗機(jī)，長度大概在3m左右，高度1.6m，水壓為0.15～0.3MPA ,洗滌能力為6000～7000件/h，漂洗水泵2.2Kw，流量30，清洗水泵0.55Kw，流量15。
設(shè)計的具體任務(wù)如下：
a.分析各種設(shè)計方案并確定其中一個
b.繪制設(shè)備原理圖
c.分析設(shè)計所需各種機(jī)構(gòu)，零件并確定尺寸
d.繪制裝配圖及零件圖
e.對零件及結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核
主要設(shè)計內(nèi)容如下：
a.完成洗碗機(jī)的整體設(shè)計
b.完成噴臂的設(shè)計
c.完成傳送系統(tǒng)的設(shè)計
d.水箱及加熱系統(tǒng)的設(shè)計
擬解決的關(guān)鍵技術(shù)如下：
a.如何設(shè)計噴臂的結(jié)構(gòu)使其達(dá)到最好的清洗效果并節(jié)水節(jié)能
b.傳送系統(tǒng)的設(shè)計
第二章 總體設(shè)計與論證
2.1 方案設(shè)計
1. 本次課題所設(shè)計的洗碗機(jī)在工作當(dāng)中主要進(jìn)行以下動作：注水，水的加熱，餐具的傳送，水的噴射，餐具的烘干因此為實現(xiàn)以上動作，洗碗機(jī)的機(jī)構(gòu)主要包括傳送系統(tǒng)和噴水系統(tǒng)。
2. 洗碗機(jī)的功能原理圖如圖2.1所示：
圖2.1 洗碗機(jī)的功能原理圖
3. 形態(tài)學(xué)矩陣
經(jīng)分析找出各功能的可能形態(tài)，表2.1列出了洗碗機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣：
表2.1 洗碗機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣
功能元
局部分解
1
2
3
4
5
6
A 動力源
電動機(jī)
汽油機(jī)
柴油機(jī)
液動機(jī)
氣壓馬達(dá)
蒸汽機(jī)
B 輸送餐具
帶輸送
鏈輸送
螺旋輸送
液壓輸送
桿輸送
軌道
C 傳動物
鏈傳動
帶傳動
齒傳動
連桿傳動
液壓傳動
凸輪傳動
D水箱
方形箱體
圓形箱體
錐形
可能組成的方案：
N==648
如：A1+B2+C1=鏈傳送式
A1+B1+B2=帶傳送式
A1+B6+C6=間歇傳送
2.2 傳送方案的比較
在洗滌過程中，需要將餐具從一端輸送進(jìn)去，從另一端輸送出來，且在這過程中，對餐具進(jìn)行洗滌。符合這一條件且可行的只有以下三種方案：
a.鏈傳送式
b.帶傳送式
c.凸輪傳動間歇傳送式
a和b方案的原理相似，如圖2.2所示：
圖2.2 帶傳送原理圖
其中在圖2.2中1為傳送帶，2與3是噴臂，4是風(fēng)機(jī)
帶式輸送機(jī)的運輸能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，但是傳動比不能確定，傳動效率低，并且不是適用在高溫下工作。由于餐具的洗滌是在90oC-100 oC水中進(jìn)行，且用水存在一定的酸性、腐蝕性，所以這種機(jī)器不適合此種工作條件。
鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)為大多數(shù)廠商認(rèn)可，它是用鏈條作為牽引構(gòu)件的輸送裝置，鏈條自身不需要放置物件，而是把承載物構(gòu)件安裝于鏈條上，如網(wǎng)帶鐵絲等，借助鏈條的運動達(dá)到輸送的目的。
對于以上兩種輸送機(jī)，在機(jī)器工作過程中均需要吧待洗餐具放在帶或連在鏈上的網(wǎng)帶上，這樣就會對帶和鏈帶來較大的壓力，從而使?jié)q緊力增大，減小帶和鏈的壽命。
c方案的原理圖如2.3
圖2.3 間歇傳送的原理圖
與前兩種方案相比，本方案的傳送系統(tǒng)運行更加平穩(wěn)，噪聲小，在餐具行進(jìn)過程中有間斷的停留使餐具得到更從分的洗滌。
2.3 傳動方案的比較
在主動軸系和傳送系統(tǒng)之間的傳動有多種選擇，而常用的傳動方式有齒輪傳動、鏈傳動、凸輪傳動等。
齒輪傳動的特點有：
優(yōu)點：1.高效，精確；
2.設(shè)計人性化；
3.高壽命，低噪聲；
缺點：1.費用昂貴；
2.無法適宜于遠(yuǎn)距離傳動；
3.精度高，但成本會上升；
4.精度低，則噪聲很大。
鏈輪傳動的特點有：
優(yōu)點：1.因為是齒合傳動，有效的抑制了滑動帶來的不精確；
2.傳動效率很高，η=0.95~0.98之間;
3.工作條件相同時，比帶傳動結(jié)構(gòu)實用；
4.鏈條無需張緊，減小損耗，壓軸力較?。?
5.適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，能夠在大部分惡劣條件下工作
6.鏈條傳動的中心距范圍較大，可以根據(jù)選用鏈條的長度，來適應(yīng)不同的中心距；
缺點：1.瞬時傳動比并非恒定，傳動不平穩(wěn)；
2.過大的載荷變化和急速反向的傳動會使機(jī)器出現(xiàn)故障；
3.使用條件單一：平行軸傳動；
4.比帶傳動成本更高。
凸輪傳動的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單緊湊，且能實現(xiàn)步進(jìn)。缺點是點線接觸，強(qiáng)度弱。
2.4 方案的確定
經(jīng)以上的比較，本次設(shè)計決定采用間歇式輸送方案。其中主動軸系通過一偏心輪使一個滑動架在導(dǎo)軌上往復(fù)運動，待洗餐具放在洗滌框內(nèi)?；瑒蛹苌嫌袃膳趴ōh(huán)，卡環(huán)各與一個圓柱螺旋拉伸彈簧相連。在洗碗機(jī)工作時洗滌筐放在固定在箱體內(nèi)壁上的軌道上，而滑動架在軌道的下方往復(fù)運動?？ōh(huán)突出來的部分高過滑動架一定高度，洗碗筐底部是網(wǎng)格狀，卡環(huán)高出來的部分就插入洗滌筐底部的空格中，或者卡住洗滌筐的后沿從而推動洗滌筐往前滑動。當(dāng)滑動架往回滑動時，卡環(huán)由于洗滌筐的阻擋而圍繞固定它的軸轉(zhuǎn)到洗滌筐軌道的高度以下，從而不能把洗滌筐往回拉，而使其留在原處。當(dāng)滑動架再一次往前滑動時，卡環(huán)由于彈簧的拉力而重新回到原處卡住洗滌筐使其一起運動。如此往復(fù)，最后把洗滌筐送至出口。圖2.4為傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：
圖2.4 傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
2.5 滑動架的設(shè)計
在本次設(shè)計中，滑動架是傳動系統(tǒng)中主要的部分，也是關(guān)系到洗滌筐能否運動的關(guān)鍵部件?；瑒蛹苁怯兴母叫武摴芎附映傻拈L方體，長的兩根鋼管上布滿間距相等的卡環(huán)，并且每根鋼管的兩端各安裝兩個滾輪。滾輪在滑動架滑動時沿支架的側(cè)壁滾動，以防止滑動架卡在支架上?？ōh(huán)是滑動架上重要的零件?？ōh(huán)可以繞固定在方形鋼管兩側(cè)的外壁上的軸轉(zhuǎn)動，并且有一彈簧相連，使其在外力轉(zhuǎn)動后能返回原位。結(jié)構(gòu)如圖2.5，2.6
圖2.5滑動架結(jié)構(gòu)
圖2.6滑動架結(jié)構(gòu)
2.6 滑動架軌道的設(shè)計
滑動架軌道是支撐滑動架的一個重要部件，滑動架需要在它的上面滑動，滑動架的滾輪沿著其側(cè)壁滑動?；瑒蛹苘壍烙扇龎K鋼板焊成工字型，滑動架在其上表面滑動。在其上表面上同時由螺栓固定一塊不等邊角鋼，用來防止滑動架左右移動。其結(jié)構(gòu)如圖2.7
圖2.7滑動架軌道結(jié)構(gòu)
2.7洗滌筐的設(shè)計
洗滌筐在洗碗機(jī)過程中要放置餐具，并沿著特定軌道向前滑動，因此須有較好的強(qiáng)度和耐磨性，所以材料為酚醛塑料?？鸬牡筒坑羞B續(xù)的空格，用以保證下部的噴臂噴出的水能作用到里面的餐具，也使滑動架的卡環(huán)能卡住筐，并在往回運動時脫離。
2.8 水箱的設(shè)計
水箱是存放洗滌所需用水和對水進(jìn)行加熱的地方，因此箱體必須有良好的耐熱性和抗腐蝕性。因此水箱設(shè)計成長方體，材料為1Cr18Ni9Ti。水箱的厚度為2mm即可滿足需要
清洗和漂洗水箱中間相通，注水時只需往清洗水箱里加入。漂洗水箱上部有布滿小孔的過濾網(wǎng)，過濾使用過的水，使餐具上的食物殘留物不能進(jìn)入水箱，并使清洗和漂洗的水部分流回漂洗水箱重復(fù)使用。清洗和漂洗水箱下壁均有兩個圓孔，用來與水泵相連和出水管的放置。
2.9 噴臂的設(shè)計
作為噴淋系統(tǒng)重要的一部分，噴臂的作用是將從水泵壓上來的水以一定的速度噴射出去，當(dāng)水流經(jīng)過噴臂上的小口后，會呈傘狀一樣噴灑開來，在傘狀水流接觸到餐盤的時候會對餐盤產(chǎn)生一定的壓力，用來保證能將雜物從餐盤上沖洗下來。
噴臂為空心圓柱體橫截面內(nèi)孔直徑D=48mm，壁厚為6mm，材料為。
噴臂上再摳7個小開孔。材料選用1Cr18Ni9，這種材料具有良好的耐熱性和抗腐性。噴臂端部有用螺紋連接的端蓋，其材料是酚醛塑料。
圖2.8為噴臂的結(jié)構(gòu)
2.8 噴臂的結(jié)構(gòu)
2.10聯(lián)軸器的選擇
在一些特定條件下的傳動，選用恰當(dāng)?shù)穆?lián)軸器能夠提高機(jī)器的性能和耐久，間接的減低了成本所以選擇聯(lián)軸器時應(yīng)該注意以下幾點：
1. 聯(lián)軸器傳遞的載荷與性質(zhì)
2. 聯(lián)軸器的工作速率
3. 聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸間的相對位移
4. 聯(lián)軸器工作的實際環(huán)境
此次選擇彈性軸銷聯(lián)軸器GB5014-85，此聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡易，制造方便，容易更換，柱銷更加耐腐等優(yōu)點。但是彈性比較差，補償兩軸相對位移量較小，主要適用于載荷平穩(wěn)，啟動頻繁，軸向竄動量對緩沖要求低的傳動。
技術(shù)參數(shù)如下：
額定轉(zhuǎn)距范圍：160～160000N.m
軸孔直徑：12～3
第三章 設(shè)計中的計算
3.1 相關(guān)熱學(xué)的計算
水箱儲存量V (與箱體自身體積和水位高度有關(guān))、水泵流量Q 、清洗時間 t之間有著很大的關(guān)系,設(shè)計時要一同考慮。進(jìn)入正常周期范圍后, 水箱在漂洗要注意水溫高過需求溫度,且保證充足用水量。
首先確認(rèn)漂洗水泵流量Q=30/h
漂洗時間 t=12.5s
所以 V== (3-1)
設(shè)計水箱體積 V=0.52
3.2 電機(jī)的選擇
在執(zhí)行系統(tǒng)上，主動軸系受力帶動其滑動架滑動。在整個執(zhí)行系統(tǒng)中系統(tǒng)所消耗的能量主要用以克服滑動架與支撐導(dǎo)軌以及洗滌筐和導(dǎo)軌之間的摩擦力。
首先估算滑動架的重量 。
滑動架的長度L=2492mm
寬 b=30mm 高 h=40mm 壁厚 c=2mm
材料是1Cr18Ni9，密度=7.9kg/
=V (3-2)
=2（L）
=11kg
V=2（L） (3-3)
==1.5kg
滑動架的總重m=+=12.5kg
滑動架與軌道的摩擦力
其中 =0.7為摩擦系數(shù)
所以 =12.587.5N (3-4)
估算洗滌筐裝滿待洗餐具時重量m=15kg
=15105N
所以克服的總摩擦力 F=192.5N
滑動架的速度v=7.5cm/s
所以所需有效功率
=Fv (3-5)
=192.50.075
=14.5w
由表知：
滾動軸承效率
減速器傳動效率
聯(lián)軸器傳動效率
傳動總效率==0.77 (3-6)
所需電機(jī)的實際功率=18.9w (3-7)
可選擇電動機(jī)的功率，選擇三相異步電動機(jī)，電機(jī)型號是DT71D8。此電機(jī)效率高、節(jié)能、低噪、振動小，使用安全可靠。同步轉(zhuǎn)速為750r/min,滿載時的轉(zhuǎn)速為650r/min。
3.3 減速器的選擇
初選漂洗的時間是t=25.2s 軸端偏心輪每轉(zhuǎn)動一圈，洗滌筐移動的距離是s=15cm ，所以傳動軸的轉(zhuǎn)速
(3-8)
選擇電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速是n=750r/min，所以傳動比
i (3-9)
初步選擇圓弧圓柱蝸桿減速器，選用蝸桿側(cè)置式。這種減速器傳動效率更高，而且體積小、重量輕、壽命長、低噪聲等優(yōu)點。
機(jī)械強(qiáng)度的校核: (3-10)
式中 ——實際輸出轉(zhuǎn)矩（Nm）
工況系數(shù)
——啟動頻率系數(shù)
額定輸出轉(zhuǎn)矩
==9550=12Nm (3-11)
由表查得為1.2
由表查得為1.1
=191Nm
所以 校核通過
熱功率的校核： (3-12)
——環(huán)境溫度系數(shù)
——小時載荷率系數(shù)
型式系數(shù)
——冷卻方式系數(shù)
由表查得：=1.6 =0.93 =1 =1.0
所以 熱極限強(qiáng)度為
=51.6=7.5w
明顯符合要求
輸出軸軸伸處載荷的校核計算
(3-13)
——輸出軸上的徑向力
——輸出軸上的許用徑向力
——輸出軸軸伸處許用徑向力的速度修正系數(shù)
其中 =87.5N
查表得 =5300N
=0.6
=3180>
結(jié)論： 所選減速器為 CWS63-50
3.4 彈簧的計算
在滑動架上的卡環(huán)分別與一個螺旋拉伸彈簧相連，用來使轉(zhuǎn)倒后的卡環(huán)回到原來位置。但是同時當(dāng)卡環(huán)倒下后彈簧的拉力不能過大，因為當(dāng)滑動架往回滑動時洗滌筐依靠與軌道的摩擦力停在原地，即彈簧此時的拉力不能大于洗滌筐與軌道的摩擦力。
設(shè)計中初選彈簧為GB/T2088——1977標(biāo)準(zhǔn)圓柱螺旋拉伸彈簧，簧絲直徑d=0.80mm，彈簧中徑=5.00mm，有效圈數(shù)n=8，彈簧的剛度k=32.4/n=4N/mm。
在滑動架往回滑動過程中，會有四個卡環(huán)同時倒下，每個彈簧的拉伸長度大概在5mm，彈簧拉力F=Lk=20N
則總拉力F=80N
洗滌筐與軌道的摩擦力為f=105N
所以 F30000h (3-32)
故合格
等式中 P為當(dāng)量動載荷，N;
ε為壽命指數(shù)
n為軸承的轉(zhuǎn)速，r/min.
3.8鍵的校核
對于傳動軸系，由于主要傳遞力矩而不用起軸向固定作用，故選擇這種平鍵聯(lián)結(jié)方法。
該種鍵聯(lián)結(jié)具有結(jié)構(gòu)簡易，對中性高，裝拆方便等優(yōu)點，選擇B型普通平鍵。它在鍵槽端部引起的應(yīng)力集中小，且強(qiáng)度好。
對于固定轉(zhuǎn)盤的鍵，其受的擠壓強(qiáng)度
(3-33)
式中 d是軸的直徑，mm；
k是鍵與榖槽的接觸高度，mm；
h是鍵的高度，mm；
l是鍵的工作長度，mm；
T是轉(zhuǎn)距，N.mm；
—許用擠壓應(yīng)力，N/
(3-34)
查鍵聯(lián)結(jié)的許用擠壓應(yīng)力表得=100 N/
由<
故合格。
第四章 設(shè)備的安裝與維護(hù)
4.1箱體的安裝與維護(hù)
箱體安裝有以下幾點要求：
1. 焊接的各管鋼、槽鋼、鋼板焊縫要磨平。
2. 水箱體應(yīng)保證不能漏水、漏氣。
3. 洗滌筐軌道用螺釘連接在箱體內(nèi)壁上。
4. 鋼板與鋼板之間的焊接采用45度坡口，有利于避免應(yīng)力集中，便于焊接。
箱體的維護(hù)：
洗滌筐軌道洗滌筐移動的地方，在工作時會有振動，需經(jīng)常檢查螺釘是否有松動。
水箱是在常溫的潮濕環(huán)境中工作的，應(yīng)注意防腐防銹。裝置在運行一段時間后，槽體內(nèi)會有殘留的雜質(zhì)，所以要定期的清理。
漂洗水箱上面所蓋的過濾網(wǎng)上會有大量的食物殘渣，要經(jīng)常取下進(jìn)行清洗。
在工作期間應(yīng)該經(jīng)常打開安裝清洗和漂洗水泵處的鐵蓋，檢查是否有漏水或運轉(zhuǎn)等不良情況的發(fā)生。安裝電機(jī)和減速器的地方也有可能進(jìn)入水，所以要經(jīng)常進(jìn)行檢查。
4.2 滑動架軌道的安裝與維護(hù)
在洗碗機(jī)的入口和出口各有兩個滑動架軌道用來支撐滑動架。在安裝時要保證兩個軌道之間的距離，用來保證滑動架的滾輪能分別與軌道的側(cè)面接觸。在洗碗機(jī)工作過程中，滑動架軌道會承受滑動架的重量，同時由于滑動架的往復(fù)運動使軌道受到?jīng)_擊，因此要經(jīng)常檢查軌道與底板的連接螺栓是否有松動，經(jīng)常擰緊。
4.3 滑動架的安裝
滑動架是一個整體的長方行框架，在安裝時只需把其整體從洗碗機(jī)入口處沿軌道推入即可，在推入過程中要保證不要與機(jī)殼內(nèi)壁碰撞。
在運行一段時間后應(yīng)當(dāng)檢查其承受摩擦的外壁磨損是否嚴(yán)重，并經(jīng)常進(jìn)行進(jìn)行潤滑。
第五章 經(jīng)濟(jì)環(huán)保性分析
經(jīng)濟(jì)性是說洗碗機(jī)用最少的能耗完成單位裝運工作量的能力。經(jīng)濟(jì)性能是食品機(jī)械重要使用性能之一，能耗的費用在裝運成本中占相當(dāng)大的比重，所以，提高經(jīng)濟(jì)性能的實質(zhì)也就是降低能耗的問題。洗碗機(jī)的經(jīng)濟(jì)性不僅和其單位時間內(nèi)的洗滌能力和能耗量有關(guān)，還與洗碗機(jī)本身傳動系統(tǒng)中各傳動部分之間的傳動效率有關(guān)。對洗碗機(jī)本身來說，傳動系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)部分的傳動效率的高低直接影響到洗碗機(jī)對能源利用率。若洗碗機(jī)中間環(huán)節(jié)的傳動部分少且各環(huán)節(jié)的傳動效率高，那么洗碗機(jī)對能源的利用率就高；反之，則低。
通本次設(shè)計的產(chǎn)品的材料大部分是目前應(yīng)用比較廣泛的1Cr18Ni9Ti，市場價格也不是很高，各需要購置的零件沒有什么特殊的要求，在普通市場上就能買到，因此產(chǎn)品成本價格不是很高。另外本產(chǎn)品操作簡單，只需一個工人即可獨自操作，節(jié)省了大量的勞動力，并且使碗碟的破損率大大減少。同時由于漂洗所用水可以循環(huán)使用，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)性。
結(jié) 論
洗碗機(jī)在國外家庭使用率更高,可是由于國內(nèi)對新興事物的了解不足、定價等因素的制約并得到大眾的認(rèn)可?，F(xiàn)在國內(nèi)的大型工業(yè)單位、高等院校食堂等單位比比皆是,但是絕大多數(shù)的廚房設(shè)備都是以人力為主,商用洗碗機(jī)的擁有量更是鳳毛麟角,很多商家雇傭人工,費力、費水、費時,而且清潔度得不到保證。而使用洗碗機(jī)卻有以下好處：
1.減少員工數(shù)量，降低餐具清洗成本
2.減少占地面積，擴(kuò)大使用面積
3.提高使用頻率，投放市場見效快
4.減低勞動強(qiáng)度，提高餐具清洗速度
5.節(jié)約消耗能源，倡導(dǎo)環(huán)保理念
6.改善工作環(huán)境，提高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
7.提高餐廳品味，保證顧客健康
伴隨著公共衛(wèi)生法規(guī)的頒布,使商家的衛(wèi)生要求不斷的提高,這讓商家對洗碗機(jī)的需求更加濃厚。
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致 謝
本文的順利完成與尊敬的于殿生導(dǎo)師和朱絢曼導(dǎo)師的直接關(guān)懷和悉心指導(dǎo)是分不開的。在四個月的畢業(yè)設(shè)計工作里，于老師和朱老師為作者的設(shè)計付出了大量的汗水和心血，從各個方面對作者的設(shè)計工作進(jìn)行指導(dǎo)、督促、指正、完善。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識都將是作者終生學(xué)習(xí)的楷模。在此，作者對導(dǎo)師的辛勤培育和悉心指導(dǎo)表示衷心的感謝!同時在作者的學(xué)習(xí)和設(shè)計過程中，也得到了許多同學(xué)的幫助和理解，在此也表達(dá)深深謝意!最后，應(yīng)深深感謝為作者操勞的父母，是他們的鼓勵和支持，使作者不畏學(xué)習(xí)和工作中的艱難險用。在今后的工作中，作者將更加努力地工作，以回報社會的培育之恩，父母的濃血之情!
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