豆浆机结构设计毕业设计论文.docx

目录ABSTRCAT1第1章绪论11.1前言11.2选题背景21.3研究的目的及意义21.4 市场调研31.4.1国内市场41.4.2国外市场41.4.3产品对比5第2章豆浆机结构72.1 豆浆机结构设计流程7图2-1产品设计流程图92.2 豆浆机的类型102.3 豆浆机的结构件介绍122.4 豆浆机的工作原理13第3章豆浆机的总体设计方案133.1 豆浆机的设计要求133.2 简易型家用豆浆机的基本机构设计143.2.1 豆浆机壳体部分设计143.3 豆浆机机头部分设计173.3.1 温度感应器183.3.2豆浆机中轴轮系传动比的计算183.4.5 电动机的选择23第4章豆浆机的装配264.1装配前需知264.1.2 豆浆机部件简介264.1.3 豆浆机机头装配294.2 结构检测304.2.1 干涉检测304.2.2 间隙验证314.3豆浆机控制原理32结 论34参 考 文 献35摘要本文从工业设计的角度出发，对家用豆浆机进行造型与结构设计。通过前期的市场调研，并查阅了大量的文献资料，了解并掌握了豆浆机的工作原理，对现有豆浆机的造型有了深入认识和设计想法。传统豆浆的制作方法是先将黄豆用水浸泡变软，然后用石磨磨浆、过滤，再把过滤好的浆煮熟即可做好了。因为豆浆是我们传统的饮品，我们要将它继承下去，但现代生活的我们不可能都会自己用石磨去磨豆浆，那么如何在这个快节奏的电气时代不失去传统饮食呢，那就是豆浆机的诞生。传统的豆浆机是先加热再打磨，且打磨与加热不能同时进行，这样会花费15分钟的时间。最近在市场上发现一种快速高效的豆浆机，做好一杯豆浆只需9分钟左右，但当你品尝这杯豆浆时你会有清涩的味道。那么有没有一台豆浆机能够既省时，且做出的豆浆又美味呢，在目前市场上还没发现。所以我本着继承传统豆浆的口味，又要符合现代生活快节奏的目的，设计一款既高效又美味的豆浆机。本设计是在传统豆浆机基础上的改进，主要改进措施是在打浆的同时继续加热，并且在开始加热时用大功率加热，加热时还会主动开启消泡装置，这三点可以节省大量时间，整个过程在十分钟左右；同时在加热的过程中会最终将大的加热功率转换为小功率进行文火加热，以保证豆浆的美味。整个豆浆机的材料使用食品级安全塑料PP，对于健康有保证，让人们可以放心安全使用。在电器充斥生活每个角落的年代，采用传统的手动方式进行榨汁，可以让人们体验劳动的快感，燃起对生活的热爱。关键词：豆浆机；快速；健康生活；设计ABSTRCATFrom the perspective of industrial design,the essay introduces the modeling and structural design of juicer machine. Through the pre-research about market of the juicer machine ,with the access to a large number of documents,it understands and master the working principle of juicer machine .Whats more,it has in-depth understanding of the shape and design ideas about the existing juicers.The traditional production method is to Soybean Milk soybeans soaked in water become soft, and then use the stone grinding, filtering, and the filtering the slurry can be cooked well.Because Soybean Milk is our traditional drinks, we will continue, but modern life we may not have their own stone to grind Soybean Milk, how the age of electricity in this fast-paced without losing the traditional diet, that is Soybean Milk machine was born.Soybean Milk machine is first heated and then the traditional grinding, and polishing simultaneously with the heating can not, it would take a about 15 minutes.A Soybean Milk machine rapidly and efficiently found recently in the market, make a cup of Soybean Milk only about 9 minutes, but when you taste this cup Soybean Milk you will share the flavor of paste.Is there a Soybean Milk machine can save time, and make Soybean Milk and delicious, in the current market havent found. So I in the inheritance of the traditional Soybean Milk taste, but also accord with the fast pace of modern life, to design an efficient and delicious Soybean Milk machine.The design is improved in the traditional Soybean Milk machine, the main measures is to continue heating in beating at the same time, and with the large power heating at the beginning of heating, heating will take the initiative to open a defoaming device, these three points can save a lot of time, the whole process in ten minutes left and right; at the same time will finally be a heating power high conversion for small power heating in the heating process, to ensure Soybean Milk delicious.Whole Juicer material uses food grade safe plastic material PP,it is guaranteed for healthy.So that people can be assured to use safely.In the age of electric equipment,juicing by conventional way can allows people to experience the thrill of labor and arouse the love of life.Key Words：Milk machine；Fast ；Healthy Lifestyle；Design36第1章 绪论1.1前言随着人类社会的进步与发展，人们的生活水平不断提高，与此同时与人们生活息息相关的家电产品的需求也在不断的增加，相关的市场也在不断的壮大，其中小家电的市场更是发展迅猛，各种产品如雨后春笋般的进入市场，方便快捷的多功能豆浆机就是其中的一员。豆浆机虽然在国内只有十几年的历史，但其发展的道路却是不平坦的，从简单的打磨煮熟，到微电脑控制，全国近百家企业各显神通，纷纷抢占市场份额，历经十几年的研究和市场的选择，豆浆机的各项技术已接近完美，研发水平似已到达顶峰，其市场竞争也和其他家电产品一样进入了价格大战时代，许多企业已经不再对产品的创新设计做过多的投入，而是一味的靠各种促销手段占领市场，这种思路的存在，反而使企业丧失了大量的客户，给企业的发展带来不利的影响，本文从现有成型的豆浆机的设计中找出不足，通过工业设计理论，优化豆浆机的结构，提高消费者的满意程度，从而提高企业在市场的竞争力。通过大学四年对基础知识和专业知识的学习，以及各种专业实习，我较系统地学习、了解、掌握了基本理论知识和机械制造专业的专业基础知识。在此基础上，同时在专业老师的指导下，进行了本次毕业设计，我收获颇多。1.2选题背景食品加工工业是二十一世纪的主要工业之一，它的发展速度和水平是一个国家人们生活水平及改善程度的一个重要标志，它直接关系到制造业和加工业产品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。食品加工业对人类发展和社会进步出了其他工业不可替代的贡献。中国人历来重视养生之道，随着人们饮食消费观念水平的提高，鲜榨豆浆将成为人们早餐餐桌上必不可上的饮品。豆浆含有丰富的植物蛋白和磷脂，还含有维生素B1.B2和叶酸。此外，豆浆还含有铁、钙等矿物质，尤其是其所含的钙，非常适合于各种人群，包括老人、成年人、青少年、儿童等等。鲜豆浆四季都可以饮用，既经济又方便，营养健康，的确是大众家庭不错的选择。豆浆给人们带来的不仅仅是绿色、健康、时尚的生活方式，同时快速现饮的方式能给人们带来生活新鲜感。因此设计一款结构简单，操作方便的快速家庭用豆浆机显得非常有必要。1.3研究的目的及意义市场需求的增长促使厂家纷纷推出自己的家用豆浆机。一时间市场上各种豆浆机琳琅满目。目前市场上的豆浆机几乎都采用电动方式，以电机转动产生离心力进行切削豆。然而通过刀片旋转削豆时并且慢慢加热不仅让豆类缺失营养成分而且消磨人民宝贵的时间，这与人们追求的快速健康生活相违背。而且豆浆机的结构容易使豆浆透过部件连接处流到死角和电机中，这样不仅给清理造成不便，并且影响电机正常使用寿命，甚至还有一定的触电危险性。要避免这一些缺点就要设计一款结构简单的快速豆浆机，不仅不会破坏豆浆的营养成分，而且不会有触电的为危险。虽然电动豆浆机能也能够磨削豆浆，但是随着长时间的等待，人们对于电动豆浆机的使用新鲜感已经越来越淡，反而是越来越希望能够用快速方式获取一杯新鲜的豆浆，体验快速便捷的操作乐趣。 快速豆浆机设计是集工业设计、机械等相关学科知识于一体的系统设计，通过对题目的研究制作，可提高学生的设计、分析、解决问题的能力，为学生提供学习与实践的平台。通过快速豆浆机设计、造型、加工、装配、控制、调试，可以提高学生设计、应用软件、加工、装配、调试等综合应用能力，进而增强学生的创新意识。快速豆浆机设计可以有效的解决电动豆浆机的一些缺点，并且具有广阔的市场应用前景。1.4 市场调研一件优秀的工业产品离不开前期的市场调研。在产品设计前期，市场调研能够探求市场现在和未来的需求状况，以便研发和设计新的产品；当设计的新产品小批量投产试销后，进行市场调研可以测试消费者的购买状况，了解消费者使用过程中对产品设计形式的意见，以便使产品设计不断适应这些需求，从而使产品赢得更多的消费者，不断扩大市场占有率；在产品设计的后期，针对已经上市的产品，了解消费者对于现有产品的设计意见，以便据此对现有的产品进行改良设计。豆浆机的设计亦是如此，需要进行前期市场调研。家用豆浆机是一种用来直接食用豆浆的厨房器皿，目前市场上销售的豆浆机从完成时间上来说可分为两种：一是普通的，二是快速的。从工作结构来说可分为：有网型和无网型式。一般普通切削式豆浆机的主要是自动豆浆机需要摁下启动按钮15 分钟左右就能喝上原味清涩的豆浆，而高速切削快速加热式豆浆机的只需要摁下按钮9分钟就可以喝上新鲜醇香的豆浆。但是普通式的相对比较少，样式种类繁多，快速式的样式单一。价格上也基本上是快速的相对贵些。1.4.1国内市场中国大陆豆浆机市场目前正在相当普及期，分析其原因，一方面因为虽然豆浆机在中国市场较早，普及率还不是很高，但最主要的原因还是我国居民消费水平还很低，消费者还没有形成引用新鲜豆浆的消费习惯，但是随着市场消费观念的逐渐改变，豆浆机正逐渐被消费者所熟悉，销量增长比较迅速，豆浆机将会成为不可或缺的厨房用品。豆浆机走进厨房必然成为一种新的生活潮流趋势，因此豆浆机有着广阔的市场前景和经济效益。从2009年的饮食消费进入了敏感时期，一些消费者开始将更多目光投向了原生态无添加剂的“不过敏”绿色食品，豆浆机豆浆机份快捷健康食品的产品都呈现出热销增长势头。国内的豆浆机生产商主要有:深圳蝙蝠电子有限公司,广州市比络诗厨具设备有限公司,北京双浩天美科技有限公司,合肥富宝酒店设备有限公司,佛山市顺德区韩威电器有限公司，九阳股份有限公司等。国内生产的豆浆机相对来说技术上没有国外的那么完善，不少豆浆机仅能磨制豆浆，不能制作果汁、煮粥和易清洗等功能融于一体。随着干磨快速等磨制技术的创新，豆浆的醇度也在不断提高，技术的创新也带动起新的消费需求。据一名业内人士分析，豆浆机市场也遵循市场规律，唯有不断创新的品牌才可能继续走下去。噪音也比较大。尤其在人机方面考虑的没有那么周全，造型上也跟国外的没有什么差别。而且市场上绝大多部分豆浆机产品计划都是采用的电动磨削模式。虽然电动模式比较彻底，效率高，但是其自身也存在着一些问题。1.4.2国外市场国外的主要品牌有：维他美仕，超级妈妈，SKG，苏泊尔，飞利浦等。国外的品牌相对比较完善精细，功能也比较齐全，但是价格上相对较贵点，噪音也比较大。主要功能：干磨，湿磨，果肉混合和果肉分离，打粉等。但是普通的也相对较少，很多都是生产自动快速的豆浆机，经典的就更少了。SKG设计的豆浆机是很有的经典的。如图4.1所示。图 1-1 SKG豆浆机1.4.3产品对比鉴于目前市场上的豆浆机多采用普通豆浆机，快速豆浆机寥寥无几，在此给出普通豆浆机和快速豆浆机的一下特点对比，如表1所示。表 1 两种豆浆模式对比普通豆浆机快速豆浆机使用方式采用电机旋转带动刀头对泡好的豆进行压榨采用电机高速旋转带动刀头对豆进行直接压榨豆浆效率1、效率一般2、豆浆颗粒粗糙、味道原味1.效率高2.豆浆嫩滑顺喉，味道清香卫生问题1.电动机的原因造成豆浆杯的设计上有卫生死角，不易清洗2.清洗时放进水中，容易漏电1.清洗相对来说很方便2.各部分部件可以分别拆开清洗，很便捷安全问题如果使用不当，会出现问题：线，插头，其他部件磨损如果操作顺序不当会破坏电动机，减少机器使用寿命会有触电危险1.很安全2.寿命时间长其他问题1.体积大、占地方2.投放物不应该过大、过厚、过硬，以免损划切割刀1.外形可爱，占用空间小2.价格稍高，可适用磨各种豆通过上表中的对比可以看出，普通豆浆机和高速豆浆各有各自的优势，但是鉴于目前的豆浆机市场普遍采用电动模式和现代人高效率的生活方式，因此设计一款高速健康豆浆机显得很有必要。第2章 豆浆机结构2.1 豆浆机结构设计流程机械产品应用于各行各业, 结构设计的方法和要求也是千差万别, 但都有相同的共性部分。工业产品设计它们的形成都是具有流程化的，都是按照一定的设计步骤到最终完成。某一种产品的设计过程都是企业用于想像、设计和商业化一种产品的步骤或活动的序列。也可以说成一系列步骤，把一系列投入变成一系列产出。豆浆机设计也需要遵从这一系列设计流程。豆浆机产品的种类比较多，每个产品由于其功能特性不同，在技术、市场，投入资金及时间上也存在差异，但其开发过程却基本上是一致的。其主要包括以下几个阶段。1、产品计划在了解市场、了解客户需求、了解竞争对手、了解外在机会与风险以及市场和技术发展态势的基础上，根据公司自身的情况和发展方向，制定出可以把握市场机会，满足消费者需要的产品的远景目标以及实施该远景目标的战略、战术的过程。以企业年度经营计划为依据制定设计策略目标。为产品开发立项工作制定日程及开发成本预算。2、厨房家电产品调研市场营销因素调查主要包括产品、价格、渠道和促销的调查。产品的调查主要有了解市场上新产品开发的情况、设计的情况、消费者使用的情况、消费者的评价、产品生命周期阶段、产品的组合情况等。产品的价格调查主要有了解消费者对价格的接受情况，对价格策略的反应等。渠道调查主要包括了解渠道的结构、中间商的情况、消费者对中间商的满意情况等。促销活动调查主要包括各种促销活动的效果，如广告实施的效果、人员推销的效果、营业推广的效果和对外宣传的市场反应等。确认现有行业技术及生产工艺条件的可能性，立项前制作产品风险分析，确认主要竞争对手的产品设计策略和产品市场策略。3、产品设计的定位立项明确小家电产品开发定义和产品设计规格，确认产品功能定位，明确产品开发成本的可能性，明确产品开发进度表和项目经理确认，成立产品项目开发小组，分解项目工作，明确小组成员职责，发放产品项目开发设计任务书。4、产品的设计开发小家电产品概念图设计，确认产品ID 和产品外观配色工艺，运用3D 设计软件设计产品结构，产品内部细节设计，产品结构评审、后线生产组装工艺评审和产品外壳模具制造评审，完善产品结构设计评审过程中的问题点，提交产品生产或模具制造报价3D 等资料图。5、样机制作按市场或客户要求制作产品外观手板、功能手板或功能样机，一般外观模型制做，采用快速模型成型技术(RP)，功能样机必要时可能需要开模制作，提供样机进行功能测试。评估测试问题点，以便指导小家电产品开发设计过程中的不足。6、样机的生产（1）、详细设计阶段，一旦方案通过，新产品项目便转入详细设计阶段。该阶段基本活动是产品原型的设计与构造以及商业生产中的使用的工具与设备的开发。详细产品工程的核心是“设计-建立-测试”循环。所需的产品与过程都要在概念上定义，而且体现于产品原型中(可在计算机中或以物质实体形式存在)，接着应进行对产品的模拟使用测试。如果原形不能体现期望性能特征，工程师则应寻求设计改进以弥补这一差异，重复进行“设计-建立-测试”循环。详细产品工程阶段结束以产品的最终设计达到规定的技术要求并签字认可作为标志。（2）、小规模生产的阶段，在该阶段中，在生产设备上加工与测试的单个零件已装配在一起，并作为一个系统在工厂内接受测试。在小规模生产中，应生产一定数量的产品，也应当测试新的或改进的生产过程应付商业生产的能力。正是在产品开发过程中的这一时刻，整个系统(设计、详细设计、工具与设备、零部件、装配顺序、生产监理、操作工、技术员)组合在一起。（3）、开发的最后一个阶段是增量生产。在增量生产中，开始是一个相对较低的数量水平上进行生产；当组织对自己(和供应商)连续生产能力及市场销售产品的能力的信心增强时，产量开始增加。（4）、验收阶段总的来说，设计流程如下：图2-1产品设计流程图2.2 豆浆机的类型（1）按模式全自动豆浆机：是现在最流行的豆浆机，使用十分方便，只用将大豆放入豆浆机中，按下开关 15 分钟左右就能喝上新鲜的豆浆。石磨豆浆机：运用传统的石磨磨豆浆的方式。在前面的文章豆浆机和石磨中有提到他们的优缺点，这里就不再重复。（2）按用途家用豆浆机：用在一般的家庭，可以按自家的人口数来选择豆浆机的容量。商用豆浆机：使用在人数相对较多的场合，比如酒店、快餐店等公共场合，造价比家用豆浆机更昂贵，构造更复杂，具有很好的稳定性。（3）按打磨方式包煮包磨豆浆机：就是专业豆浆机，使用很方便，干豆、湿豆都能磨，且不用专门倒出来煮，经常喝豆浆可以选这种；榨汁搅拌复合类豆浆：是通过搅拌将大豆拌碎，并只能磨湿豆，磨好后倒出来用锅煮。可以用来榨汁。（4）按功能 按豆浆机是否可以磨制五谷豆浆、干豆/湿豆豆浆、果蔬冷饮、米糊和玉米汁等口味的饮品，豆浆机几乎都能完成这些功能。（5）有无网型有网型豆浆机：市场存在时间较长，网的材质从丝状网到不锈钢网。特点：有网精磨，豆浆细腻，电机的使用时 图2-1 有网豆浆机工作原理图间较长；不易清洗。无网型豆浆机：是随着豆浆机技术发展应运而生的，去掉不锈钢网，而且新技术下还增加了底盘加热机型。特点：无网，豆浆较粗糙，电机的使用时间较短；易清洗。图2-2 无网（6）自动分离磨浆机本磨浆机是湖南正得脱皮机械厂的经过不懈努力研发而成的，主要是用于生产豆浆、豆腐、豆花的专用设备，浆渣自分离，出浆均匀，细腻，清洗方便。其特点是在对原料磨碎的同时，浆和札即可在机体内自行分离出来。该机结构合理，外形美观，操作方便。具有体积小、重量轻、嗓音低、省人员、省电力、性能稳定、质量可靠。清洗容易、移动方便等优点。2.3 豆浆机的结构件介绍1、杯体：杯体像一个硕大的茶杯，有把手和流口，主要用于盛水或豆浆。杯体有的用塑料制作，有的用不锈钢制作，但都是符合食品卫生标准的不锈钢或聚碳酸脂材质。购机时以选择不锈钢杯体为宜，主要是便于清洁。在杯体上标有 “上水位”线和“下水位”线，以此规范对杯体的加水量。杯体的上口沿恰好套住机头下盖，对机头起固定和支撑作用。 2、机头：机头是豆浆机的总成，除杯体外，其余各部件都固定在机头上。机头外壳分上盖和下盖。上盖有提手、工作指示灯和电源插座。下盖用于安装各主要部件，在下盖上部（也即机头内部）安装有电脑板、变压器和打浆电机。伸出下盖的下部有电热器、刀片、网罩、防溢电极、温度传感器以及防干烧电极。需要说明，下盖的材质同样需要符合食品卫生标准。3、电热器：加热功率 800 W，不锈钢材质，有加热管，加热盘，等根据豆浆机的形状而定，用于加热豆浆。4、防溢电极：用于检测豆浆沸腾，防止豆浆益出。它的外径 5mm，有效 长度 15 mm，处在杯体上方。为保障防溢电极正常工作，必须及时对其清洗干 净，同时豆浆不宜太稀，否则，防溢电极将失去防护作用，造成溢杯。5、温度传感器：用于检测“预热”时杯体内的水温，当水温达到 MCU （SH66P20A）设定温度（一般要求 80 左右）时，启动电机开始打浆。 6、防干烧电极：该电极并非独立部件，而是利用温度传感器的不锈钢外壳 兼。外壳外径 6mm，有效长度 89mm，长度比防溢电极长很多，插入杯体底部。杯体水位正常时，防干烧电极下端是应当被浸泡在水中。当杯体中水位偏低或无 水，或机头被提起，并使防干烧电极下端离开水面时，MCU（微控制器）通过防干烧电极检测到这种状态后，为保安全，将禁止豆浆机工作。 7、刀片：外形酷似船舶螺旋桨，高硬度不锈钢材质，用于粉碎豆粒。刀片具有一定的螺旋倾斜角度，这样刀片旋转起来后在一个立体空间碎豆，碎豆较彻底。此类刀片对电机要求比较高，且多用于无网豆浆机。2.4 豆浆机的工作原理加入适量的水，温水或者凉水都可以，通电后启动“制浆”功能，电热管开始 加热，25 分钟后水温达到设定的温度。预打浆阶段，当水温达到设定的温度时候，电机开始工作，进行第一次预打浆，然后持续加热碰及防溢电极后到达打浆温，打浆/加热阶段，在该阶段不停的打浆和加热，使得豆子彻底地被粉碎，豆浆初步煮沸，熬煮，豆浆煮沸后，进入熬煮阶段，发热管反复的间隙加热，使豆浆充分煮熟，完全乳化。第3章 豆浆机的总体设计方案3.1 豆浆机的设计要求本课题以结构紧凑、简易、安全等技术效果为设计目标，确定了简易型家用豆浆机的总体设计方案。先分析研究豆浆机的结构，设计机构，设计外形，设计尺寸，确定材料，分析承载力，计算及校核结构设计参数，画出结构图。3.2 简易型家用豆浆机的基本机构设计整体由豆浆机壳体部分、豆浆机机头部分两大大部分组成。3.2.1 豆浆机壳体部分设计豆浆机由壳体有豆浆机杯体、豆浆机上盖、豆浆机上盖把手等组成。豆浆机杯体、豆浆机上盖、豆浆机上盖把手均由聚碳酸酯塑料制成具有强度高、耐冲击、不易碎等特点。（1） 豆浆机杯体，本次毕业设计豆浆机外杯采用聚碳酸酯塑料制成，一方面可以节省成本，另一方面美观易加工，且可以减轻重量，符合本次毕业设计的理念，如下图3-1所示杯体高200mm，开口外直径140mm，开口内直径134mm，壁厚6mm，底座直径85.96mm。为了防止加热塑料产生的有毒物质危害健康，本次毕业设计豆浆机的内杯采用了不锈钢的材质。图3-1 豆浆机杯体（2） 豆浆机上盖，如图3-2所示，上盖直径140mm，凹槽出半径为100mm。本次毕业设计豆浆机上盖采用pp材料制成，可以节省成本，并且具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响等特点，上盖上有操作按钮，顶部带有凹槽，这样的设计不仅可以节省材料，最主要的可以跟豆浆机上盖把手拼接，极大程度上保证了豆浆机美观，一方面也可以节省材料。上盖处有三个内直径3.5mm，外直径7mm的小圆孔，这是给镶嵌上盖把手预留的。图3-2 豆浆机上盖（3） 豆浆机上盖把手，本次毕业设计豆浆机上盖把手采用pp材料， 本次毕业设计的豆浆机的上盖把手没用采用普通的拼接式设计，而是选择了上盖把手镶嵌在上盖上设计（如图3-3所示）。在需要提起机头的时候，按住上盖把手的按钮，轻轻上提，就可以拔出把手，再不用的时候，轻轻下压即可让把手和上盖完美融合，这样的设计不仅为了美观，还可以节省材料。图3-3 豆浆机上盖把手3.3 豆浆机机头部分设计豆浆机机头由连接轴、刀片、变压器、温度感应器、加热棒、温度计、电机等部分组成。如下图3-4所示，这是豆浆机机头部分内部结构，当加入食材，通过加热棒先对水温加热，这一步叫做预热，当温度达到一定的时候，电机就开始工作，通过电机的高速旋转，带动刀片对黄豆、大米、五谷等食材，再进行强力的打击、搅拌、切割、加热。图3-4 豆浆机机头部分内部结构3.3.1 温度感应器豆浆机温度感应器是豆浆机非常重要的一个零部件，其主要的作用是检测豆浆温度，传给电脑控制板控制器来判断是否开始打浆，位于机头的内部。本次毕业设计的温度感应器，样式如下图3-5所示，高17mm，底部宽34mm，上部宽30mm。图3-5 感应器3.3.2豆浆机中轴轮系传动比的计算（1）轮系中首、末两轮的角速度(或转速)之比，包括两轮的角速比的大小和转向关系。 传动比的大小：当首轮用“1”、末轮用“k”表示时，其传动比的大小为： i1k 1/kn1/nk传动比的方向：首末两轮的转向关系。 相互啮合的两个齿轮的转向关系：图3-6 齿轮相互啮合转动关系（2）平面定轴轮系传动比的计算特点：轮系由圆柱齿轮组成，轴线互相平行；传动比有正负之分: 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。传动比大小设为输入轴，为输出轴；各轮的齿数用Z来表示；角速度用w表示；首先计算各对齿轮的传动比：所以： 结论： 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积，其值等于各对齿轮的从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比；传动比方向在计算传动比时，应计入传动比的符号： 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。（1）公式法式中：m为外啮合圆柱齿轮的对数 （2）箭头标注法采用直接在图中标注箭头的方法来确定首末两轮的转向，转向相同为“+”，相反为“-”。 举例： （3）空间定轴轮系的传动比特点：轮系中包含有空间齿轮（如锥齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋齿轮等）；首末两轮的轴线不一定平行。传动比的大小传动比的方向注意：只能采用箭头标注法，不能采用(-1)m法判断。分两种情况讨论：情况1：首、末两轮轴线平行传动比计算式前应加“+”、“-”号，表示两轮的转向关系。举例如图3-9图3-7 情况1情况2：首、末两轮轴线不平行只计算传动比的大小，各轮的转向在图中标出。举例：大小：转向如图3-8图3-8 情况23.4.5 电动机的选择合理的选择电动机是正确使用的先决条件。选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择得不合适，轻者造成浪费，重者烧毁电动机。选择电动机的内容包括很多，例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等，但是结合豆浆机的具体情况，需要选择的通常只是功率、转速、等几项比较重要的内容，因此在这里介绍一下电动机的选择要求。电动机类型的选择要从负载的要求出发，考虑工作条件，负载性质、生产工艺、供电情况等，尽量满足下述各方面的要求：1）机械特性由电动机类型决定的电动机的机械特性与工作机械特性配合要适当，机组稳定工作；电动机的起动转矩、最大转矩、牵入转矩等性能均能满足工作机械的要求。2）功率电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。避免出现“小马拉大车”现象或“大马拉小车”现象造成不必要的损失和浪费。3）转速电动机的转速满足工作机械要求，其最高转速、转速变化率、稳速、调速、变速等性能均能适应工作机械运行要求。4）运行经济性从降低整个电动机驱动系统的能耗及电动机的综合成本来考虑选择电动机类型，针对使用情况选择不同效率水平的电动机类型；对一些使用时间很短、年使用时数也不高的机械，电动机效率低些也不会使总能耗产生较大的变化，所以并不注重电动机的效率：但另一类年利用小时较高的机械，如空调设备、循环泵、冰箱压缩机等，就需要选用效率高的电动机以降低总能耗。5）价格低廉在满足工作机械运行要求的前提下，尽可能选用结构简单、运行可靠、造价低廉的电动机。切片机等要求高起动转矩、高转速、体积小、结构简单，最适宜选用单相串激式电动机驱动。这类电动机的特点为额定转速一般超过10000r/min，短时定额或周期工作定额；结构特点为无外壳，而利用器具的外壳防护，电动机的防护型IP00，端盖简化成支架形式，通常用铸铝做成，依靠支架上的螺孔装。电动机的功率一般在30250W之间。输出功率为90W以下，一般为自冷，90W以上采用轴流式风扇冷却。为了降低成本和减小噪音，常采用含油轴承。电动机的轴伸需与主机的驱动部件相配，一般采用斜齿轮轴伸。下表3-1为家用豆浆机常用单相串激式电动机的技术数据。单相串激式电动机主要使用在要求转速高（400025000r/vmin）、起动转矩大、且体积小的场合。典型的用途是作为电动工具、拌碎器、吸尘器风机、家用缝纫机、医用离心机等工业机械及日用电器的动力。在结构上，单相串激式电动机一般由端盖、机壳、定子铁心、钉子绕组、换向器、电刷装置、电枢、风扇、转轴等主要零部件组成。通常定子铁心做成凸极表3-1 家用食物搅拌器用单相串励电动机技术数据形式，多为两极。定子绕组为集中绕组。单相串激式电动机的结构与直流电动机的十分相似，主要的差别在于单相串激式电动机的定子铁心必须由硅钢片叠压而成，而直流电动机的磁场既可以叠压而成，也可以做成整体结构。由于交流绕组存在电抗，在功率、电压及定、转子铁心相同条件下，单相串激式电动机的定、转子绕组匝数比直流电动机的要少。技术指标：单相串激式电动机主要技术参数包括：额定电压Un（V）、额定功率Pn（W）、额定转速Nn（r/min）、额定频率fn（Hz）、堵转转矩Tk（倍）、堵转电流Ik（倍）、额定电流In（A）、效率h（%）、功率因数cos等。单相串激式电动机的主要性能数据见表3-2，单相串激式电动机无论是从机械特性还是经济方面都适合本次设计的要求，因此可选择用HC76-40型号的电动机。第4章 豆浆机的装配4.1装配前需知豆浆机装配是组装制造中最后决定豆浆机产品质量的重要工艺过程。即使是全部合格的零件，如果装配不当，往往也不能形成质量合格的产品。简单的产品可由零件直接装配而成。复杂的产品则须先将若干零件装配成部件，称为部件装配；然后将若干部件和另外一些零件装配成完整的产品，称为总装配。产品装配完成后需要进行各种检验和试验，以保证其装配质量和使用性能；有些重要的部件装配完成后还要进行测试。 4.1.2 豆浆机部件简介豆浆机其实是电机(8)驱动联轴器 (10)带动搅拌轴(15)连接的刀片(17)对杯体中的豆类进行磨削， 加热器 (16) 对杯体内的水进行加热当温度达到一定数值时温度传感器(14)将数值传送到控制器整机进行控制。如果是对不同的种类混合的豆类进行磨削豆浆时温度传感器(14) 将数值传送到控制器然后将数据反馈到变压器(6)来控制电机(8)的转速。防溢电极（5）和密封圈(13)能够有效保证人们使用过程中的安全。 图4-1 豆浆机总体豆浆机主要部件包括：防溢电极（5）变压器(6) 电极板(7) 电机(8) 感应器(9)联轴器 (10) 下盖(11) 紧固板(12) 密封圈(13) 温度传感器(14) 搅拌轴(15) 加热器 (16) 刀片(17) 图4-2 豆浆机总体豆浆机主要部件包括：杯体（1）上盖(2) 电源插座(3) 提手(4) 4.1.3 豆浆机机头装配豆浆机机头头是整机的体部分主要包括的部件是防溢电极（5）变压器(6) 电极板(7) 电机(8) 感应器(9)联轴器 (10) 下盖(11) 紧固板(12) 密封圈(13) 温度传感器(14) 搅拌轴(15) 加热器 (16) 刀片(17) 上盖(2) 电源插座(3) 提手(4) 如下图4-2所示图4-3 豆浆机机头4.2 结构检测一款产品设计完成之后，必不可少的步骤结构检查。SolidWorks 软件在内部就集成了为产品检测的功能，这种便捷直观的功能较传统检测大大的缩短了设计周期以下分别说明。4.2.1 干涉检测干涉分析是SolidWorks 装配常用的有效分析工具之一！干涉分析主要用来计算零件与零件之间体积是否交叉以及交叉后干涉体积为多少的工具。干涉零件将两两之间计算，干涉部分将以红色醒目标记出来。干涉是计算机辅助设计里面需要避免的，一般贴合或保持间隙是我们需要的！豆浆机的干涉分析如图4-4 所示。图4-4 豆浆机机头4.2.2 间隙验证装备件之间的间隙直接影响到以后的生产和装配，如果设计之初不检测装配间隙，可能产出来的零件的完全符合设计要求，但在装配的时候存在安装不上或者配合不到位等等一些列问题的产生，这样会造成不必要的经济损失，严重的会失去去哭的信任。所以产品设计完成后又必要进行间隙的验证。在SolidWorks 中间隙的检测验证。4.3豆浆机控制原理本豆浆机的硬件结构组成主要包括水位检测模块、溢出检测模块、加热模块、磨浆模块、报警模块、电源模块及控制模块等。其中电源模块是本设计的第一环节，其主要作用就是把220V的交流电经变压、整流、滤波及稳压等环节提供稳定的电给其他模块用电工作，所以这一环节就像盖房子要打好地基一样，一定要做好前期对各个模块数据的精确分析，以便选择准确的电源。硬件设计的第二环节就是水位检测模块，其主要功能就是对做豆浆开始前加水的多少作出判断，以判断出水多或水少。溢出检测模块就是在煮浆过程中对豆汁可能溢出的检测，这是豆浆机细节设计的体现。加热模块就是对水和豆浆进行加热，是豆浆机的主要功能之一。打浆模块就是用电动机带动刀片对黄豆打磨，将黄豆打碎，与水混合后成为豆汁，也是豆浆机的重要功能之一。报警模块就是在豆浆机煮浆完成后，利用蜂鸣器报警提示豆浆已经做好，或者是在水位检测时，如果水位不符合标准，报警模块就会报警。而本设计的硬件核心就是控制模块了，由于本设计综合了费用、豆浆机的体积大小及可操控性等多方面的考虑，最终决定采用以基于单片机为平台的控制系统，该模块主要作用就是通过电源给电之后，对其他模块进行有效地控制。具体到控制水位如何检测，控制加热模块何时加热、如何加热、控制加热器如何改变功率，控制打浆模块如何工作等等，可以说控制模块就是本设计的核心、重中之重。豆浆机控制系统的硬件缺了哪一环都不行，他们相互依存，缺一不可。当豆浆机煮浆过程中，由于温度大，会使豆浆中的酸性物质产生大量的泡沫，影响正常煮浆工作，为了不停止工作，节省大量时间，所以需要一个主动的消泡装置。在电动机的主轴上按挂两个金属棒，金属棒采用铜制的金属材料，其导电性能优，并且在多次试验下的数据表明，金属棒装设在防溢电极下面2.5厘米处，它的消泡效果最好，这样就完成了主动消泡装置的设计。结 论通过此次毕业设计，经历了一件设计所需的所有流程，我发现设计一款工业产品不仅需要耗费很多的时间，而且需要耐心的付出，需要对待问题的认真的态度。当你进行完整个毕业设计所有的流程步骤的时候，收获真的是非常巨大的。不见你锻炼了你的动手实践能力和团队合作的能力，而且磨练意志以及端正了对待问题的态度，这对以后的工作也是极有帮助的。在本次毕业设计过程中，遇到的最