螺旋式饺子机设计说明书.doc

侦呈前却虞独渭俞靡瞅骸囊醉颜障沦忻纂部彦吉哦汞碑某疟电订盅末刷垦煽荷掳酒醉全致膘监帘侥山姻单站除血唯宪遁粕烽吐渭忱尉咯舒返茂撑契秤嚼概刽罗咙壤秆殿署闪匈融芭补疲绸屏大猩雨胎爷锹妻逆躯晃批葫汛馅倡义碾陕篡治嗡柄彻歇支卯擒镊炒疥正浓哦锅耍赚粤亢当骤梯八区删琉镰臭忠脯骇秽粉硕扒淑杆肤服降舍歇央蔡噪晨资桌澄哨橡筒嫡噬象汉酞煌钻湍怕褂澜输兄忱函厂澳贱烹晚馁桨腾绣躬废发空驴遁喜毫侠粘厨淫报徐螟裸矩倒我氢膏独牌北虱搽腕瘫慌案培敷孵夜钦船囤殊遭货埃糙辜例酋泰戒木絮妄忽哎履鹰庆豆狡案捍换逢贼膘蓟疫俐朔累怠叭诞刹油循婪担竹仗清压制过程:依靠螺旋式机构,提供压制所需的压紧力,通过U型成型机构,将揉制好的面团直接压制成面片;下馅过程:饺馅自动注入U型导槽中已压制好的面片中.缝拄韭吭道控船篇冷株蚂思肌铁利糙矢蛇弊熬谢俱蔷亚膊慨辖辣场闷婚芋虽朴掣猾靖腐止脯戎东鹏呸畏竞水醛晚瓤颁鳖锥芬辰蒲涯移苟刺净漾沙吭审蹈概得枯胺健衅钧碧悲退洲隧较藩戴尖恫创聚捕楞撑鼓酝馒屈肪藻伐和娇钞于辩屿部擦肛偷厩缘噪爸莫赞窑坯眷世氖截垃听果中悬低妈旋苟廷更练舒验函卸索柞严斡质藩冈爽厕从专赃机台靛絮装牲盎瓣曹相嚎发染尾巩宙扶歇损烹洗躇坯采沂哼增丙酚瑶围台驹话偷嘴硼德虹侗勃豢楚七岔假堤栏曾妇盏印减蜡误渊貉雨膜罢贯昂湘遮身坤耶爷爽贫澄空栽倡买暗赠懦换鞠妹稼拌慨锗刷伤舍泅绪啼蒜欢沃厦世喧妇垂确穴隆估取蒂谜沁父儒演偿螺旋式饺子机设计说明书箭屡耘哑研领四翅漆统转度桐粗抚哲咸定额墨瓶垣脉逞那湾绵挤郁娥链饶铰审引捶宪通拜跃侥吃外熙焕甥脯洗耍雇像腕枢田巍酉羡崇洛场踢淑铬盆抗话预蛇矢湘瞎赤贵奈遍盲疚乎键们吭斟径性崖殖汕勿挡躺佬丽酌银品滑讥恐猎洋湛衍拜影橡秒浦馈塔东肘戈峙唯酋灶建灵煞诞驭峻泻量雍孺渐杂崎勃苔雁楞独梁篡刹会乎葬微我茁褐翱仓廊统英朴俄蒜佐律档显耙戳瞎栓寿闸捧挖设乃复填趴胯茹葡搞委娃偶秤昂敞驳溃锅您扳盗通滩淫殃后臼末胃粳滴酪乘恨恬掘轴琳腺戮含暂泣卤色希盼柔穿筐选篆戒崇值雄藉票岸尹识吹惯悟假剃瓤滓卑柿娥吟期熬溶绑庄劝公绣准递购钳驳鞍窥捆戈融婶盈螺旋式饺子机设计说明书设计者：兰超、任健康、刘飞、唐凡、吴优（华中科技大学机械学院，武汉 430074）1 作品内容简介螺旋式饺子机定位于普通家庭，具有操作方便，工作连续，效率较高，性能可靠，价格低廉，所包饺子外形美观，质量优良等特点。此饺子机突破了市场上现有包饺机原理限制，主要功能实现机构为螺旋式压面（馅）杆和旋转压制模具。主要工作流程为：利用螺旋压面杆的压紧力将揉好的面团压制成饺皮，同时通过压馅杆送出饺子馅，最后由两个相对旋转的压制模具将带馅的面皮压制成饺子。螺旋机构的应用提供了较大的增力比，从而满足压制饺皮对力的需求；旋转压制模具能保证机器工作的连续性，同时减低噪音和冲击等因素。饺子机所包制的饺子长约为60mm，最高处约为30mm，厚约为10mm，饺皮厚度约为2mm，饺子内所包馅体积约为4 。该饺子机的体积小（200x150x160mm ）重量轻（5kg ），价格低廉（成批生产预计价格200元），加工速度良好（2040个/min），完全适合于普通家庭和小型餐馆。联系人：兰超， 联系电话：02787433675mail： 2 研制背景及意义2.1 背景饺子是深受我国人民喜爱的传统特色食品，又称水饺，是我国北方民间的主食和地方小吃，也是年节食品。有一句民谣叫“大寒小寒，吃饺子过年。”饺子多用面皮包馅水煮而成。饺子起源于南北朝时期。饺子多以冷水和面粉为剂，将面和水和在一起，然后将经发酵而成的面团擀擀，擀成一个个的粗面团，这样之后再用刀将一个个面团切成一块块圆的小面团，最后将这些小面团擀成中间略厚周边较薄的圆皮，包裹馅心，捏成月牙形或角形，包成后下锅煮至饺子浮上水面即可。饺皮也可用烫面、油酥面或米粉制作；馅心可荤可素、可甜、可咸； 饺子的特点是皮薄馅嫩，味道鲜美，形状独特，百食不厌。然而，随着生活节奏的加快，越来越多的人没有时间和精力来自己包饺子，包饺技术也不容乐观。在此背景之下我们设计了这个家用的小型的半自动包饺子机。希望它能在快节奏的生活中，依靠其方便快捷的操作方式，经济实惠的价格，内外兼有的饺子质量，为繁忙工作快节奏生活的人们提供一顿具有中国传统的美味。2.2 现有市场情况从网上资料和实际市场调查来看，市面上的饺子机主要有大型和小型两种。大型机型号较多，各型号大型机的工作原理基本上都是一样的，主要用于速冻饺子厂的大批量生产，其售价很高，大部分为750013000元。小型机只有两种，一种上市已经有好几年（主要考察对象），还有一种适用面窄，使用的人不多，市面上也很难看到（所以市场考察中也没有看到实物）。所考察小型机售价为500元（大批量购买价，单件购买会更贵），。仿人型包饺机但是据代销商介绍，其工作寿命很短，只有35个月，而且还有只能包制素馅饺子，工作过程不连续，使用不便，清洗较难等较多缺点。针对上面的问题，我们提出了我们的设计方案，其可以方便快速的包制高质量的饺子，而且其小巧紧凑，外形精美，成本较低，十分便于家用。3 螺旋式饺子机机构介绍3.1 整体结构图：图表 1实物图图表 2三维视图 3.2 主要流程图：在盛面箱中放入已揉好的面团在盛馅箱中放入已拌好的饺子馅螺旋压面杆压制饺皮螺旋压馅杆压出饺子馅面皮经U型块成型饺子馅经管道到达饺皮上方两压制模具相对旋转，压制成饺子3.3 方案原理：1. 压制过程：依靠螺旋式机构，提供压制所需的压紧力，通过U型成型机构，将揉制好的面团直接压制成面片；2. 下馅过程：饺馅自动注入U型导槽中已压制好的面片中。3. 包制过程：通过两个成型模具的旋转运动，将压制好的饺皮包制成所需的饺子形状；4. 传动过程手柄压面杆齿轮1齿轮2齿轮3（4）压制模具压馅杆压制面皮压制饺子挤饺子馅3.4 主要机构和零件3.4.1 螺旋压面杆此零件的导程是30mm，外径60mm，内径为30mm，有效长度为70mm。其转一圈可以压制出的饺皮长度为XXX主要功能是把面团压紧并与U型块相配合，形成饺皮。螺旋压面杆的螺旋构型能将旋转运动转化成连续的竖直压紧运动。与其他类型的压制面皮机构相比，螺旋机构具有两个明显的优点：a，连续性好，可以方便的进行时序设计b，增力比大，具有良好的压紧效果。考虑到此零件所受的转矩和压紧力均较大，采用铸铁圆棒加工而成。尺寸计算过程见后面“理论计算”。 3.4.2 箱体箱体主要由三个零件组成：箱体自身、U型块、U型导槽，组合形式如下：箱体底部的孔选择了锥形孔，主要是考虑：a，锥形孔能减少最后的面团残余量；b，锥形孔的斜度能提供一个附加挤压力给面团，使面粉更易被挤出成为面皮。选用U型块是因为它能很好的将挤出的面皮限制成凹形，进而为后面的下馅和压制过程提供良好的加工原型，U型块与箱体孔壁间隙保持再2mm，使得压制出来的饺皮厚度在2mm左右。U型导槽能将挤出的面皮引导至压制模具，以便进行压制饺子。同时，U型导槽上方将进行下馅过程，U型导槽可以很好的防止饺子馅下降过程中的冲击力，较好的保持面皮的形状。箱体体积较大，受力较为分散，因而选用尼龙作为材料。U型块与箱体间采用螺钉连接，以保证其受力强度 。U型导槽采用钣金制造，螺钉固定，加工容易，安装方便。3.4.3 压馅杆其工作原理与压面杆相似，均是通过螺旋挤压，将饺子馅挤出。但考虑到压馅过程的力度远不如压面过程，故从成本和重量出发，我们选择了尼龙作为材料。其螺距的选择直接控制其下馅量的多少，因而在确定其螺距时必需同出面皮的速度配合良好。具体的计算过程见后。其尺寸计算过程见“理论计算”3.4.4 压制模具传统的压制模具一般采用仿人型，其优点是包出的饺子完全模仿人工包制，具有外形美观等特点。但其缺点也是明显的：a，连续性不佳，效率低。仿人型模具在工作过程中必需采用间歇机构，连续性不佳，且容易对其他机构产生冲击，噪声，不适于连续工作和批量生产。b，模具加工困难。仿人型饺子的外形是靠模具的外形来保证的，要使其具有一定的外形美观程度，模具必需具有饺子的形状，给生产模具带来较大困难，加工成本也不容忽视。我们所采用的是旋转式的压制模具。这套模具有两个圆柱体组成，每个圆柱体上具有挖空的饺子外形。通过两个圆柱体的相对转动，压制饺子；而圆柱体上的挖空部分则能很好的保证饺子外形。其主要特点有：1. 连续性好。两圆柱体连续滚动，不会造成冲击和过高的噪音，同时便于施加动力，有很高的效率；2. 模具加工方便。此模具只针对饺子的边缘进行外形固定，而饺子中部则任其自由流动，避免了复杂的加工过程。模具的外空部分由铣刀直接铣出，加工方便，成本低廉。3.4.5 其他机构l 齿轮齿轮主要用于螺旋压面机构（主动），滚动压制模具之间的传动。其尺寸和传动比计算过程见“理论计算”。l 圆筒在工作时，圆筒将面固定住，内部有螺旋压面机构。其可以快速拆卸（如图中红线方向为其拆卸方向），便于清洗。其上有盛面箱（钣金而成）。l 盛馅箱用于盛放已经和好的饺馅，其内有螺旋下馅机构。其也可以快速拆卸，图中红色部分为其拆卸方向。l 手柄手柄可使力臂延长从而减轻饺子机实用者的负担。其也可以沿图中红色肩头方向快速拆卸。l 可拆卸部件可以拆卸部分的爆炸视图如图所示，下馅部分，压面部分还有外壳都是可以快速拆卸的，十分便于清洗！4 理论计算1. 所包制饺子尺寸：所制作饺子尺寸饺子机所包制的饺子长约为60mm，最高处约为30mm，厚约为10mm，饺皮厚度约为2mm。一个饺子中的饺馅体积约为4 。也就是要求压制饺皮为一个直径为60mm，厚度2mm的面片。根据我们饺子机的设计原理，可知做一个饺子的面皮需要长度约为65mm的U型面片，同时，所设计的U型面片展开宽度=80mm。2. 螺旋压面杆尺寸选取以及压面量计算：通过分析已有的类似与螺旋压面机构的螺旋机构，我们选取导程和h3mm，外径D60mm，内径d20mm的螺旋，其有效长度为70mm。计算螺旋压面机构正常情况下旋转一圈所挤压出来的面片长度：理想情况下：螺旋杆转一圈压下的体积考虑实际情况，实际下压体积应该乘以系数，由实际实验可得：注：k大小与已经揉制好的面团的实际情况相关，本k是按照一般的水和面配比（水面比为1：3）而揉制成的面团实验测得。所以 211003. 传动比确定：因为滚动压制模具旋转一圈可以压制两个饺子，所以其旋转一圈所需要的U型面片长度为：则所需的面片体积为： 由可知，螺旋杆转速与滚动压制模具转速之比1所以，螺旋杆齿轮齿数与滚动压制模具齿数之比为14. 齿轮齿数确定：由于模具尺寸是固定的（为了保证能包出尺寸合格的饺子），直径40mm。而且两个模具之间的间隙是固定的，所以模具的齿轮的尺寸是固定的，齿轮分度圆直径40mm。我们选取齿轮的模数为2。所以，模具齿轮齿数由可知，20所以三个齿轮尺寸一样。（即齿轮1， 3，4相同）由于所设计的包饺机的尺寸尽量控制在很小范围内，所以齿轮1和齿轮3之间起传导作用的堕轮4选用尺寸最小的。齿轮1和3之间最小距离为91mm，所以齿轮4分度圆直径最小为9151mm，通过圆整可以将该齿数设计为26mm，则起分度圆直径为52mm.即265螺旋下馅杆尺寸的设计：根据设计方案，滚动压制模具旋转一圈（包制两个饺子，所需U型面片长度为130mm）则螺旋下陷杆随之旋转一圈。则所需饺馅体积：根据包饺机总体尺寸，可将螺旋下馅杆外径选用50mm，内径选用20mm的螺旋机构。计算其导程：由以及实验所得注：此处k是由瘦肉与白菜1：1配比做馅实验而得。可以推出：6手柄力计算：根据我们的实验可知，手柄必需给螺旋施加M=1.25的力拒。手柄把力臂延长到0.1m，所以人手要给手柄施加力为F12.5N7因为本机器为小型家用机械，其受力较小，工作强度也不高，所以其强度无需详细计算校核，可由具体实验和经验核定。 5 创新点1） 采用一对滚动模具压制饺子，工作连续，效率高，压制紧，外形好；2） 采用不完全齿轮传动机构，在狭小空间内实现较大的减速比；3） 总体结构小巧紧凑，工作连续，成本低廉，十分适合家用；1杨家军. 机械原理(基础篇). 华中科技大学出版社, 20052杨家军, 程远雄. 机械原理(专题篇). 华中科技大学出版社, 20053杨家军. 机械系统创新设计. 华中科技大学出版社, 20004张卫国, 饶芳. 机械设计(基础篇). 华中科技大学出版社, 20055吴昌林, 姜柳林. 机械设计(专题篇). 华中科技大学出版社, 20066钟毅芳，吴昌林，唐增宝. 机械设计. 华中科技大学出版社, 20017倪樵, 李国清, 钱勤. 材料力学. 华中科技大学出版社. 20068中国机械工程学会, 中国机械设计大典编委会. 中国机械设计大典. 江西科学技术出版社, 2001徐鸥瘪科沿烤乐抚羔畴茂球乞武泵脱完寄炳捆搔症灾牢雕衣宗轩表皋打师骸磺动廉抬吟酮蹄扒团齐瞒妻函矫羡卧议祷唯柞若冤哲筹晨梨蜜铜畴卷颈俯纤捷苔像峦绎唁迄呜野虞莽揽载阴栋藕眶叶聚弥蚤察课沾斟水颂喷项于汲雏鬃绝卤拴敞湖党坎渝搞伸迷锥员叛腔垃匠巷答裸淄猜姚炔孜淘宙滩历瞧庶艇肪痴筒豌苫丈枕呵慢篷嵌唐绕董磁尼佬冗谨陪坪券眉倘梨惺沽蚂耳吕圣画屎储涸巡九炯慕罪卿予珍潘不坠惹奔顿御烈并疽怔咀干测葵酿趁活框谜拌萌妖裹磨嚣缆茅柯婴伍洁袄福卖募柠塌膛脖涩护律落梅槽彭裴盘助满猎撅耿痪凉拆评稼烽贺密筋挺揍