家用自動包子機創(chuàng)意設計

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1、 家用自動包子機創(chuàng)意設計 作者: 日期: 目錄 一、緒論？；2) 1.1包子機的發(fā)展？(2) 1. 2包子機的研制意義、相關介紹和目標及未來的發(fā)展方向?(2) 二、機械系統(tǒng)總體方案的擬定(3) 1.1 動力系統(tǒng)的擬定3(?) 1.2 傳動系統(tǒng)的擬定3(?) 2. 3執(zhí)行機構的擬定(4) 三、機械部分的設計(4) 3.1包子模型的建立與分析(4) 2.1 生產(chǎn)效率與成型盤的設計?(5) 2.2 豎蛟龍的設計彳5) 3. 4橫蛟龍的設計15) 4. 5成型頭的設計(5) 四、包子機創(chuàng)意設計?6) 結(jié)論(8) 參考文獻(9) 家用包子機創(chuàng)意設計

2、 摘要 麓著時代步伐的大跨步進步以及生活節(jié)奏的加快，人們對烹飪的營養(yǎng)追求也是越來越高了， 快速而且還具有營養(yǎng)的食品自然是我國傳統(tǒng)的包子、面條等傳統(tǒng)面食，從古至今這些面食始 終都占據(jù)著重要的位置。本次創(chuàng)意設計主要針對“家用自動包子機的創(chuàng)意設計”，在通過觀 察包子手工生產(chǎn)過程以及借鑒國內(nèi)外相關食品成型機械的結(jié)構特點，采用成型頭為成型元 件、螺旋機構為面料輸送元件、滑片泵為輸餡元件的灌腸式滾切成型原理設計包子機。該種 成型原理生產(chǎn)效率高，降低人工勞動成本，可以實現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)，因此在食品機械中得到廣 泛應用。 【關鍵詞】包子機機械系統(tǒng)成型頭創(chuàng)意設計 、緒

3、論 1.1 包子機的發(fā)展 ,人們對烹飪的營養(yǎng)追求也是越來越高 面條等傳統(tǒng)面食，從古至今這些面食 ,人們對中國傳統(tǒng)面點食品仍舊喜愛， ,在大街上隨處都可以看到無數(shù)的攤點， 隨著時代步伐的大跨步進步以及生活節(jié)奏的加快了快速而且還具有營養(yǎng)的食品自然是我國傳統(tǒng)的包子、始終都占據(jù)著重要的位置，在餐飲業(yè)快速發(fā)展的今天各種包子鋪、包子鋪、饅頭連鎖店等也不短的興起 包子是我們每個人 尤其是在忙忙碌碌的早上這些攤點真的為我們老百姓節(jié)省了不少的時間。 熟知的一種主食，是一種把面粉加水、糖等調(diào)勻，制作時加入肉、菜、豆蓉等餡料，發(fā)酵后通 過蒸籠蒸熟而成的食品，成品外形為半球形。 雙革開放后，隨著經(jīng)

4、濟的發(fā)展，人們的生活水平由溫飽型逐漸向營養(yǎng)型發(fā)展，餐飲企業(yè)如雨 后春筍般迅猛發(fā)展。隨著生活節(jié)奏加快，方便營養(yǎng)、價廉的中式快餐成為時尚，同時逐漸向 產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。80年代，第一臺包子機在中國問世后，至今已經(jīng)歷了二十多個年頭，包子機的類型也經(jīng)過了三個階段的發(fā)展，第一代為盆式包子機，第二代為灌腸式包子機，大三代為包 合式包子機。都是在成型與輸餡結(jié)構上有所不同。現(xiàn)在市面上大量銷售的主要是灌腸式包子 機，本次畢業(yè)設計也是研究灌腸式包子機。包子機的制作包子就是把和好的面團和拌好的餡 放入機器指定斗就可以出來成型的包子。當今包子機廣泛適用于賓館、飯店、食堂、個體店 等面食加工行業(yè)。隨著技術的提高，

5、包子機自動化程度相當高，只需將和好的面和陷放入機器，5分鐘后，成型的包子就會一個接一個的出爐了。包子機原理簡單，操作簡單，一個人即 可操作，而且包子機基本繼承了手工制作包子的流程，口感和外觀比手工包子有過之而無不 及。 1.2 包子機的研制意義、相關介紹和目標及未來的發(fā)展方向 包子是一種大眾快餐食品，國內(nèi)外消費量極大，但其制作一直為手工操作，工作效率低 勞動量大，不衛(wèi)生，成品形狀和大小無法完全一致，遠遠不能滿足社會需求。因此如果能研究開發(fā)一種能夠以機械動作代替人工勞動的機器，那么除了可以節(jié)約大量的時間、降低包子 的生產(chǎn)成本、提高利潤之外，更可以免除人們冬日里冒寒排隊購物之苦，一舉多

6、得。本次設計主要是面對家用，全自動包子機便是我們的設計對象，全自動包子機的特點有： ①全自動包子機采用刀盤收切成形原理，包子成型后，經(jīng)輸送帶輸送，大大減少制品掉落時， 損壞或變型的情況。 ②包餡機先進的輸面、進餡系統(tǒng)，充分保護面的筋道，真正做到不傷面，保證包子質(zhì)感。給餡更加流暢、均勻，無論何種餡料均能使包子成型效果絕佳。 ③按照面點工藝要求的動力學科學設計，以確證制品密度，從而保證了制品氣孔的均勻細膩， 彈韌性、持水性絕佳，且制品表面光亮細膩、花紋整齊、口感滑爽，遠遠超過手工制作的產(chǎn) 品。④采用高品質(zhì)微電腦控制，人性化的控制面板，控制準確可靠。5分鐘即可自如操作。 ⑤自動化程度高

7、，定量準確，內(nèi)壓小，制品大小統(tǒng)一，皮餡比例20克-150克，隨意可調(diào)， 一人、兩人均可操作。 ⑥產(chǎn)品多樣化，可生產(chǎn)各種包子、南瓜餅、小籠包等各種包餡產(chǎn)品。 ⑦機身輕巧，占地少，挪動方便。主要機件均采用不銹鋼制作，外形美觀，符合國家食品衛(wèi)生 標準。 ⑧結(jié)構合理，成型、進餡、進面與控制板均獨立電機帶動，不易發(fā)生連帶故障，且維修及拆 裝清洗方便。 ⑨本機對面粉質(zhì)量要求不高，且適合各種工作場所。 ⑩工作效率相當于8到12個工人同時手工制作包子，真正的低投入、高收效，節(jié)省投資。包子機發(fā)展至今，卻還有些不足。包子機初步目標確定為能夠?qū)崿F(xiàn)包子包餡工藝的機械化。 未來可在此基礎上加以改進和

8、擴展，以實現(xiàn)橫縱兩方向發(fā)展。即包子生產(chǎn)全過程的無人干預自動化與多功能化。 二、機械系統(tǒng)總體方案的擬定 2 .1動力系統(tǒng)的擬定 劾力系統(tǒng)可按原動機的類型分為電動式、氣動式、液壓式等。包子生產(chǎn)機功率小、結(jié)構較簡單、產(chǎn)品無嚴格精度要求，因此對動力源亦沒有過多限制，且通過從便捷性和適用性方面的考慮決定選用兩相或三相交流電動機作為動力輸出裝置。 2.1 傳動系統(tǒng)的擬定 傳動系統(tǒng)接傳動件的不同可分為帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動等幾大 類。包子生產(chǎn)機的傳動系統(tǒng)屬于復合傳動系統(tǒng)，綜合了鏈、齒輪、蝸輪蝸桿以及槽輪機構以 實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的最優(yōu)化。具體傳動系統(tǒng)見2-2圖所示： IP

9、 1、槽輪機構2、離合器3、齒輪傳動4、豎蛟龍5、出面嘴6、齒輪傳動 7、齒輪傳動8、錐齒傳動9、鏈傳動10、橫蛟龍11、餡管12、供餡泵 2-2總體傳動系統(tǒng)圖 ?曹輪機構控制著包子餡的供給速度，供給的包子餡通過供餡泵輸入餡管中向下移動，離合器  可以控制餡的量。3處的齒輪機構控制著豎蛟龍的速度，通過豎蛟龍將橫蛟龍中運輸?shù)拿鎴F 包裹在餡的周圍，通過出面嘴包子餡和面團就結(jié)合。 7處的齒輪機構控制著成型盤的張合，同時也控制了其張合的速度。通過成型盤就可以做成一個接一個成型的包子。8處的錐齒傳動主要把橫向轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為縱向轉(zhuǎn)動。電動機為整個系統(tǒng)的原動力，通過減速器可以控制

10、轉(zhuǎn)速。9處的鏈傳動主要帶動橫蛟龍的轉(zhuǎn)速。 2.2 執(zhí)行機構的擬定 物行機構包括三個大部分： ①現(xiàn)餡料輸送的供餡機構。即供餡泵。 ②實現(xiàn)面料輸送的供面機構。分為稹、豎數(shù)龍兩小部分。其中豎絞龍為中空結(jié)構，內(nèi)腔充 當餡料輸送的通道，即餡管。 ③整個設計的核心部分一一成型機構。由兩個同向運動的成型盤構成。 三、機械部分的設計 3 .1包子模型的建立與分析 根據(jù)包子的實物研究，初步選定包子的外廓尺寸如下圖3-1所示： 圖3-1包子外形尺寸圖 根據(jù)初選尺寸以及5mm的皮厚使用ProE建立圖3-2三維模型：  圖3-2包子三維模型圖 使用體積測量功能測得包子總體

11、積為Vz=28.7cm3,其中空心部分(餡部分)體積為V x=11.3cm3,實心部分(面皮部分)體積為Vm=17.4cm3。 3.1 生產(chǎn)效率與成型盤的設計 由于本設計沒有完善的理論計算方面的支持，因此在參考了國內(nèi)外眾多夾餡成型機械 后擬定生產(chǎn)效率為3600個每小時，且由于成型盤每旋轉(zhuǎn)一周可生產(chǎn)包子一個，故而確定成 型盤的轉(zhuǎn)速為nc=60r/min。 砒過觀察手工包子生產(chǎn)過程了解到搓制面皮速度越快越易成型，手工生產(chǎn)時速度大約為 O.2~0.3m/s。因考慮到機器生產(chǎn)效率高的影響，決定將搓制速度提高一倍，初步確定為0.5 m/s。通過線速度計算公式可得到成型盤的基礎直徑應為De

12、=500=l59.23mm,圓整后取De=160mm 3.3豎蛟龍的設計 初步確定每個包子面皮部分體積為Vm=17400mm3,包子內(nèi)腔壁直徑為Dm=30mm,即豎 絞龍螺旋管的外徑為ds=30mm,初步擬定豎絞龍的套筒內(nèi)徑為Ds=44mm,螺旋帶厚度為H= 0.5mm,螺旋帶最外緣半徑rixs=42mm,且忽略因螺旋帶扭曲所帶來的體積增加(即認定 每個導程內(nèi)螺旋帶所占體積近似為一個內(nèi)徑D=30mm，外徑d=42mm,厚度H=0.5mm的圓 環(huán)體所占的體積)，則：3 Vsx=??rixs-2-rs2)H=??(21A2-15人2)*0.5=339mm 設豎絞龍的轉(zhuǎn)速與成型盤轉(zhuǎn)速

13、相同，即豎絞龍每旋轉(zhuǎn)一周，面料垂直向下運動一個導程，且 該導程內(nèi)的面料恰好能供成型盤生產(chǎn)一個包子，為ns=60r/min。則螺旋管的導程可按下 式近似計算： ????????+???? s= ??????a2-????A2 代入數(shù)據(jù)有：L s = 2 1. 8 mm,考慮到面料壓實體積需要收縮，故將導程圓整為L s=2 2 mm 3.4 橫蛟龍的設計 初選設計參數(shù)：橫絞龍螺旋管外徑dh=20mm橫絞龍導料槽內(nèi)徑D=36mm螺旋帶厚度H= 0.5mm;螺旋帶最外緣半徑rixh=17mm考慮到橫絞龍采用單端固定的形式，不適合承受過 大彎矩，因此決定增大轉(zhuǎn)速縮小導程以減小

14、作用在螺旋管上的徑向分力。擬定轉(zhuǎn)速為成型 盤轉(zhuǎn)速的1.5倍，即nh=90r/min。 則有： Vxh=??rixhA2-rhA2)H=??(17A2—10A2)*0,5=2 er八cc.15?????+????3-八 97mli3??Lh=——=16.9mm 1.5??(??2-???2) 同理考慮到面料壓實體積需要收縮，將導程圓整為Lh=17mm 3.5成型頭的設計 媯降低價格，適合國情，在包子機的整機設計上要力求結(jié)構簡單、合理，易于操作，便于清洗。在成型頭的結(jié)構設計中，首先應該確定包子的褶數(shù)，褶數(shù)太少影響包子外形美觀，褶數(shù) 太多使傳動和設計變?yōu)閺碗s，考慮到手工制作包子的

15、習俗，確定每個包子褶數(shù)為12褶。其 次，要使得包子能夠快速切斷，為了便于傳動，減少產(chǎn)生阻、卡的機率，可以設計如3-5圖所 示: 圖3-5成型頭三維圖 其既可以形成褶，又可以快速切斷進行封口封底。同時還要有水平動力的輸入，這里采用兩個 不規(guī)則的齒輪。成型頭主要由底座、滑塊、12個擠褶片、撥桿、滑動軸、不規(guī)則齒輪、彈 簧等零件組成，動力傳遞是靠不規(guī)則的齒輪轉(zhuǎn)動帶動另一個不規(guī)則齒輪。 成型頭是整個系統(tǒng)中核心部分，也是本設計中的創(chuàng)意部分，本成型頭采用連桿機構、不 規(guī)則齒輪傳動來實現(xiàn)，生成12褶包子。圖形如3-5圖所示： 2 聯(lián)摘 ??-5成型頭二

16、維圖 上圖所示的初始狀態(tài)就為張開式，成型頭的初始狀態(tài)主要由彈簧的彈力來形成，主要為不規(guī) 則齒輪的沒齒處與另一個不規(guī)則齒輪1齒面不結(jié)合。因此，在滑塊軌道中安裝彈簧,1處為 一個不完整齒輪，通過另一個不規(guī)則齒輪傳遞運動，使滑塊在滑軌中擠壓彈簧，同時成型頭 閉合，彈簧蓄積彈力，通過不規(guī)則齒輪轉(zhuǎn)動，釋放彈力使得成型頭回到初始狀態(tài)。閉合狀態(tài)時， 為兩個不規(guī)則齒輪的齒面結(jié)合，齒面結(jié)合傳遞動力，使滑塊在導軌中移動，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)到圈2使得成型頭閉合。 四、包子機創(chuàng)意設計 本設計包子機的操作方法： ①活好的面裝入包子機面斗； ②將包子餡裝入包子機餡斗； ③啟動包子機電源，打開包子機成型開關； ④

17、打開包子機輸面開關； ⑤打開包子機輸餡開關； ⑥從輸送帶取出合格的包子； 捆此，可以發(fā)現(xiàn)此包子機需要活好的面才能生產(chǎn)包子，因此在放面口處加一個發(fā)酵裝置。市 場上有包子發(fā)酵箱，發(fā)酵箱的工作原理，是靠電熱管將水槽內(nèi)的水加熱蒸發(fā)，使面團在一定溫度和濕度下充分地發(fā)酵、膨脹。因此，可以改變發(fā)酵箱的底板，使其可以通過連桿機構張 開，將發(fā)酵好的面?zhèn)魉偷綑M蛟龍?zhí)?。在發(fā)酵箱底部配上4.1圖機構： 4.1發(fā)酵底盤圖 發(fā)酵的時候，底板I^合，等到發(fā)酵完成時，底板通過連桿機構打開使面團進入有橫蛟龍的盛面團箱中。 結(jié)論 本設計是在參考國內(nèi)外各種類似機械的結(jié)構特點和成型原理后設計而成，其作

18、用為以 機械動作替代手工勞動來生產(chǎn)包子。包子機是由機架部分、減速部分、供餡部分、供面部分、 成形部分等五大部份組成。工作原理是面斗中面團經(jīng)螺旋推進器（橫絞龍和豎蛟龍）推至出口 （面嘴）處形成空心面管；同時經(jīng)雙級葉片泵將餡推入面管內(nèi)，最后經(jīng)成形頭切成型。 M體設計內(nèi)容主要圍繞以下三點展開：①傳動系統(tǒng)的設計。 ② 成型系統(tǒng)的設計。主要為成型盤的設計。 ③ 面料和餡料的輸送系統(tǒng)設計。主要為橫豎絞龍、出面嘴的設計。④創(chuàng)意思維拓展。 處對上述四點進行有機結(jié)合，使之成為一能實現(xiàn)特定功能動作的機械實體。由于該次設 計涉及內(nèi)容多，無論是時間方面還是設計經(jīng)驗方面均有很大的欠缺，設計內(nèi)容亦不甚完善

19、， 較之國內(nèi)外主流類似產(chǎn)品有很大差距。性自動包子機在市場上涉及廣泛，本次設計還有許多不足之處，例如如果能到面粉就可以直 接生產(chǎn)出包子會更加好。在零件設計時，對其加工性和制造性考慮的很少，嚴重缺乏具體的 實踐。由于對所學知識還不能很好運用，使得在整體設計方面數(shù)據(jù)還是有些欠缺。 然過經(jīng)過本次畢業(yè)設計我得到了很多寶貴的知識，對一個產(chǎn)品的設計流程有了新的理解，還 有就是做任何事都要有計劃，按照計劃一步一步施行，同時充分借鑒和參考同類產(chǎn)品的設計 思路，也培養(yǎng)了我的堅持不懈和挑戰(zhàn)自我的精神，對我以后的工作和學習有很大的幫助！同時 對自己有了清晰的認識，自己所欠缺的知識面正是以后要做技術設計工

20、作所要需要的，由此認識到，只有擁有豐富的實踐經(jīng)驗，生產(chǎn)第一線的鍛煉，以后走上技術崗位才能夠設計出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。 參考文獻 [1]陳育儀.MS7E5型自動包餡機的設計與計算[J].包裝與食品機械，1987,04: 1005-1295. [2]潘炳義.馮丙千.包子機的研制[J].安徽科技，1994,12:1007—7855. [3]朱桓才，李渭江.包餡機成型盤仿形法加工[J].食品與機械，1987,04:1003-5788. [4]貝力口.包餡制品的皮與餡[J].四川烹飪，1997,04:1004-2083. [5]陳航.包餡方式的合理化和復合方式[J].食品科學，1980,06:1

21、002-6630. [6]成大先.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，1993. [7]張春林.機械創(chuàng)新設計.北京：機械工業(yè)出版社，2007.9。 挺過這次創(chuàng)新設計的學習，培養(yǎng)了綜合運用所學知識的技能和解決技術問題的能力。進一步 加深和拓寬大學期間所學機械方面的知識，同時，我還學到許多新的知識，基本養(yǎng)成了嚴肅 認真和求實創(chuàng)新的工作作風和工作態(tài)度。 在此次創(chuàng)新設計過程中，遇到過很多問題也走過很多彎路，曾經(jīng)幾度處于迷茫之中，甚至有過放棄的想法。但通過老師的講解我最終還是堅持下來，并想出了一個創(chuàng)意的點子。正如 孔夫子所說：學而不思則罔，思而不學則殆。如果光學習前人的研究，不知思考，停滯不前， 那么人的思維就會墮落，自然就不能解決更多的新問題。在科學的大道上要勇于思考，勇于 打破規(guī)律，用于解決問題。在創(chuàng)新設計的工作中，學到的東西真的很多很多，在該創(chuàng)意設計 完成之際，對那些幫助過我的人，表示衷心的感謝。