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食堂餐具清洗机的设计【含8张CAD图纸】,食堂,餐具,清洗,设计,CAD,图纸
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食堂餐具清洗机的设计设计说明书学生姓名学 号所属学院专 业班 级指导教师 日 期 前 言近几年来，中国餐饮业市场逐年膨胀，发展势头十分迅猛。2006年，中国餐饮业销售额首度突破万亿元大关！ 但是，餐饮业的卫生状况不容乐观。在繁荣背后，隐藏有严重问题。许多中小型餐饮企业，对于餐具的清洗、消毒，方法原始，意识落后，仅通过简单的洗涤，甚至未进行消毒即重新使用，造成细菌滋生，催化各类传染病的交叉感染。国家相关部门对此高度重视，社会舆论也是深度关注！商机，在不经意间诞生。当年，一次性卫生餐具的兴起，造就许多财富英雄。而如今，一次性卫生餐具由于破坏环提供给餐饮企业，由消费者有偿使用，这种多赢的商业模式受到市场热烈欢迎。一时间，投保，使用中易受污染等问题，已远远不能满足市场标准及要求。国家逐渐出台：限制一次性筷子的生产和销售。在此背景下，专业消毒餐具企业应运而生。消毒餐具厂把餐具集中消毒后，资消毒餐具企业厂，成为市场中的热门项目，许多投资者瞬间暴富！质量高低不齐，更加深了消费者的抱怨。于是突然间，消毒餐具市场进入盘整洗牌阶段。好项目不会让人失望。很快，消毒餐具市场在发展中壮大，但在发展中遇到了一些问题。首先，有消费者对于有偿使用消毒餐具提出异议；其次，由于投资者层次不一，造成消毒餐具市场的服务场再次火爆。原因是：消费者的消费观念发生变化，认识到中小型餐饮企业的清洗、消毒品牌连锁的餐具消毒企业通过规范流程及专业服务，确立了市场地位，建立了良性循环；再加上，有些地方政府倡导使用餐具集中消毒，激发了投资者的信心。餐具毕竟无法和专业公司相比。越来越多的消费者接受和选择有偿使用消毒餐具；其次，有些关键词：餐具浸泡；清洗；运输；冲洗目 录1 绪论11.1研究对象及内容11.2研究目的11.3可行性分析11.5本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路12 餐具清洗机的结构及工作原理22.1清洗机的结构22.2清洗机的工作过程22.3清洗机的传动部分33 动力源的选择33.1电机的选择33.2各级传动比的确定43.3运动参数及动力参数计算44 带传动的设计与计算54.1设计功率54.2选择带型54.3确定大、小带轮的基准直径54.4验算带速54.5 V带的基准长度和中心距54.6验算小带轮包角54.7 V带根数54.8作用在带轮轴上的压力64.9带轮的结构设计65 链轮的设计65.1链轮齿数65.2链条节数65.3计算功率75.4链条节距75.5实际中心距，设中心距可调75.6计算链速75.7作用在轴上的压力76 轴3的设计76.1材料的选择76.2轴上元件的定位86.3轴的扭转刚度校核计算97 清洗机主要部分97.1清洗机的动力传动部107.2清洗浸泡装置117.3传送洗刷装置127.4餐具接收装置127.5总体结构及其装置之间的连接12总 结14致 谢15参 考 文 献16 1 绪论1.1研究对象及内容清洗作为一种人们日常生活中的基本活动，大家已经习以为常，普遍到没有人重视。我国在20世纪80年代以前，还没有出现清洗行业的概念。但是，近年来，随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，清洗也越来越引起人们的关注。一方面，90年代以后，随着经济发展和社会进步，清洗活动逐步扩大，出现了大批专业的清洗公司。特别是最近几年，大量的下岗人员参与该领域的活动，各种各样的清洗公司遍及全国各地。他们一般既从事一般工业清洗，也从事民用清洗。据不完全统计，目前，全国已经有各种清洗公司2000多家，从业人员30多万。1.2研究目的餐饮业的卫生状况不容乐观。在繁荣背后，隐藏有严重问题。许多中小型餐饮企业，对于餐具的清洗、消毒，方法原始，意识落后，仅通过简单的洗涤，甚至未进行消毒即重新使用，造成细菌滋生，催化各类传染病的交叉感染。国家相关部门对此高度重视，社会舆论也是深度关注！消费者的消费观念发生变化，认识到中小型餐饮企业的清洗、消毒餐具毕竟无法和专业公司相比。越来越多的消费者接受和选择有偿使用消毒餐具；其次，有些品牌连锁的餐具消毒企业通过规范流程及专业服务，确立了市场地位，建立了良性循环；再加上，有些地方政府倡导使用餐具集中消毒，从而激发了投资者的信心。1.3可行性分析成功设计出清洗机应有以下几个任务要求：(1)省电耐用、方便快捷、操作简便、效率高、体积小、寿命长、安全等优点。(2)结构紧凑，运转平稳，工作可靠，且维修方便。(3)可将筷、勺、碗、碟等餐具上的污垢剥离。(4)能将清洗完的筷、勺、碗、碟等餐具收好。1.4研究现状清洗行业概念的首次出现，是在1992年由原国家环保局（现国家环保总局）组织北京大学等单位编制，并得到国务院批准的中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案中。按照国务院的分工，清洗行业由原电子工业部（现信息产业部）负责。从1992年开始，一些从事清洗设备、清洗剂、清洗技术生产应用和研究的企事业单位和个人，开始发起筹备成立一个全国性的清洗行业组织。1994年5月17日，中国洗净工程技术合作协会正式得到国家批准，并在民政部登记注册。九年来，我国清洗行业发生了翻天覆地的变化，洗净协会的会员单位也从最初的精密工业清洗领域，发展到现在遍及全国民用清洗和一般工业清洗领域。一些国际知名企业也纷纷主动申请加入中国洗净工程技术合作协会。目前，洗净协会是中国清洗行业惟一的全国性一级行业协会，具有广泛的代表性。1.5本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路1.51 研究内容本设计基于筷、勺、碗、碟等餐具通过高压清洗机的工作原理就是动力驱动泵通过对水完成一个吸、排过程，将一定量的水输送到高压管路，使其以很大的能量到达高压喷嘴。而高压喷嘴的孔径要比高压管路直径小很多，经过喷嘴孔加速凝聚的水才能形成了射流的形式。当高压清洗机喷出的射流打击在清洗对象上时就称为射流作业。当高压水射流的冲击力大于污垢和物体表面附着力时，高压水射流就会将污垢剥离，冲走，从而达到清洗物体的目的。1.52解决思路目前洗碗机控制系统大多采用定时控制的模式，不能根据餐具量和污染度来自动选择洗涤的进水量、水温和洗涤时间，存在耗水、耗能大和洗涤时间长的缺点。并且大多数产品功能单一，人性化不足，很难适应当前市场需求。解决的思路如下：（1）动力源的选择；（2）确定传动机构；（3）惯性分级机构的结构设计；（4）画出装配图；（5）对传动轴、链轮及连杆进行受力分析。2 餐具清洗机的结构及工作原理2.1清洗机的结构清洗机的结构如下图2-1所示1、电动机2、电机键支架3、带轮4、减速器5、链轮6、风机7、洗刷装置8、支架9、传送带10、洗餐具池11、收餐具装置12、风管13、刷子14、轴15、滚筒图2-1清洗机结构图2.2清洗机的工作过程清洗机的工作过程：首先餐具通过洗餐具池对餐具进行浸泡去除餐具上的大型颗粒，然后通过传送带1向上运输并在运输过程对其进行清水冲洗冲去仍停留在餐具上的大型颗粒，通过传送带1运输到传送带2上，餐具在传送带2上继续运输，通过传送带2上部的洗刷装置对餐具进行多级洗刷，刷去餐具上的污渍，在通过风机的吹风将餐具上的水吹干，最后通过收餐具装置将餐具收好。2.3清洗机的传动部分清洗机的传动部分如图2-2所示。图2-2传动部分结构图清洗机的传动主要是：由电动机提供动能，通过带传动、减速器、链传动从而使整个清洗机运转起来，传动装置将是整个清洗装置不可缺少的一部分。3 动力源的选择3.1电机的选择 由于餐具清洗机需要的扭矩不是很大，因而确定电机的功率为0.75kW。由于清洗剂的转速为60r/min，查表3-1可知：电机的型号为Y90S-6，可确定电机的转速为910r/min。表3-1 Y系列（IP44）电动机的技术数据电动机类型额电功率/kW满载转速/（r/min）堵转转矩最大转矩质量/kgY90S-60.759102.02.023Y90L-61.19102.02.025Y100L-61.59402.02.033Y112M-62.29402.02.045Y132S-639602.02.063Y132M1-649602.02.073Y132M2-65.59602.02.084Y160M-67.59702.02.0119Y160L-6119702.02.0147Y180L-6159701.82.0195图3-1 电动机3.2各级传动比的确定根据清洗机的要求转速，有以下计算得： （3-1）确定各级传动的传动比分别为：带传动；直齿轮传动(减速装置) ；链传动。3.3运动参数及动力参数计算3.3.1计算各轴转速设连接从动带轮的轴为轴1，直齿传动的轴为轴2，连接从动链轮的轴为轴3，其中从动带轮的转速为，因为小锥齿与从动带轮在同一根轴上，直齿的转速为；主动链轮的转速为。 轴1 （3-2） 轴2 （3-3） 轴3 （3-4） 3.3.2各轴输入功率设各轴的传动效率为轴1 （3-6）轴2 （3-7）轴3 （3-8） 3.3.3各轴的转矩电机的转矩 （3-9）轴1 （3-10）轴2 （3-11）轴3 （3-12）4 带传动的设计与计算图4-1 带轮传动4.1设计功率由机械设计基础中（以后用表均出自本书）表13-8得工况系数，故 （4-1） 4.2选择带型根据由图13-5查得选用A型带传动。4.3确定大、小带轮的基准直径由表13-9知，应不小于75，现取，可得 （4-2）由表13-9取4.4验算带速 （4-3）带速在525m/s之间，合适。4.5V带的基准长度和中心距初步选取中心距 （4-4） (4-5）查表13-2，取实际中心距 （4-6）4.6验算小带轮包角 （4-7）合适4.7V带根数由查表13-3得由传动比查表13-5得由查表13-7得，查表13-2得，由此可得 (4-8）取带数为2。4.8作用在带轮轴上的压力查表13-1得，故求得单根V带的初拉力 （4-9）作用在轴上的压力 （4-10）4.9带轮的结构设计带轮材料选择HT150，由于，所以用腹板式结构。查表13-10得：由此可得 （4-11） （4-12） （4-13）5 链轮的设计链传动示意图如图5-1。图5-1 链传动示意图5.1链轮齿数由轴3功率，传动比查表13-12得：大链轮齿数 （5-1）取，实际传动比误差远小于，故允许。5.2链条节数 初定中心距得： （5-2）取链条节数为。5.3计算功率由表13-13得：，故 （5-3）5.4链条节距估计链传动工作于图13-33所示曲线顶点的左侧（即可能出现链板疲劳破坏），由表13-13得 （5-4）采用单排链，故 （5-5）由图13-33查的当时，12A链条能传递的功率为，故采用12A链条，节距。5.5实际中心距，设中心距可调5.6计算链速 （5-6）5.7作用在轴上的压力由设得： （5-7） （5-8）6 轴3的设计图6-1 轴3的正视图6.1材料的选择表7-1 轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直径/mm硬度HBW抗拉强度屈服点弯曲疲劳极限扭转疲劳极限许用静应力许用疲劳应力备注MPa45正火25610360260150244173200应用最广泛正火回火170217162217156217600300240140240160184100300580290235135238156180300500560280225130224150173500750540270215125216143165调制21725565036027015526018020720Cr渗碳15表面5662HRC850550375215340208250淬火30650400280260260155186回火650400280260260155186由于轴3上有链轮，且转矩较大，故由表7-1选轴3的材料为45号钢，调制处理，HBS为217255MPa，取210MPa。6.2轴上元件的定位（1）拟定装配方案：底轴承，链轮1，链轮2,滚筒,将其与传送带链接（2）根据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度表7-2 几种轴用材料的及A值轴的材料Q235，2035451Cr18Ni9Ti1220203030401525A160135135118118107148125现在计算轴的最小直径，经过查阅相关文献可得知计算轴的最小直径的公式。轴的最下直径为： （6-1）式中：主动滚筒最小直径（） A查表可知 传递的功率（） 轴的转速（）由表7-1可知：，由前面计算可知，将数据带入式（7-1）得： （6-2） 装底轴承的地方轴径最小，其次是链轮，,然后是安装顶滚筒的一段，,底轴承选NU203E。表7-3 轴承的一般参数规格列表内径/d外径/D宽度/BNU 202 E153511NU 203 E174012NU 204 E204714NU 205 E255215NU 206 E306216NU 207 E357217NU 208 E408018NU 209 E458519NU 210 E509020NU 211 E5510021续表7-3规格列表内径/d外径/D宽度/BNU 215 E7513025NU 216 E8014026NE 217 E8515028NU 218 E9016030NU 219 E9517032由上表可知，轴承的参数为：，由于轴左端处1处轴长度为，直径由于轴中间段2处有滚筒，故轴段2长度为，直径由于轴右端段3处，故轴段3的长度为，直径故轴总长为6.3轴的扭转刚度校核计算 轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴转角单位为的计算公式为： 光轴 （6-3）阶梯轴 （6-4）式中： T轴所受的扭矩，； G轴的材料的剪切弹性模量，MPa，对于钢材，； 轴截面的极惯性矩，对于圆轴，； L阶梯轴受扭矩作用的长度，mm；、分别代表阶梯轴第i段上所受的扭矩、长度和极惯性矩，单位同前； Z阶梯轴受扭矩作用的轴段数。轴的扭转刚度条件为 （6-5）式中，为轴每米长的允许扭转角，与轴的使用场合有关。对于一般传动轴，可取；对于精密传动轴，可取；对于精密度要求不高的轴，可大于。有前面计算得： （6-6） （6-7）由计算得轴和适7 清洗机主要部分清洗机其主要由：清洗机的动力传动部分；清洗浸泡装置；传送洗刷装置；餐具接收装置相互连接而构成；清洗机的主要部分结构如图7-0所示。1、电动机2、电机键支架3、带轮4、减速器5、链轮6、风机7、洗刷装置8、支架9、传送带10、洗餐具池11、收餐具装置12、风管13、刷子14、轴15、滚筒图7-0总装图的CAD图7.1清洗机的动力传动部清洗机的动力传动部分主要如图7-1所示。主要由电动机、减速器、带传动、链传动以及支架构成，主要为清洗机提供动能使清洗机能正常工作； 图7-1 清洗机的动力传动部分7.2清洗浸泡装置清洗浸泡装置如图7-2所示。图7-2 清洗浸泡装置 其主要由洗餐具池与传送带组成，主要对餐具进行浸泡去除餐具上的大型颗粒，然后通过传送带向上运输；7.3传送洗刷装置传送洗刷装置如图7-3所示。图7-3 传送洗刷装置其主要是由刷子、风机、风管、洗刷支架、传送带、链轮、轴、带做轴承、滚筒和下支架组成。其工作是餐具在传送带上继续运输，通过传送带上部的洗刷装置对餐具进行多级洗刷，刷去餐具上的污渍，在通过风机的吹风将餐具上的水吹干。7.4餐具接收装置 餐具接收装置如图7-4所示。 图7-4 餐具接收装置 其主要在于不使餐具掉落在地上，便于以后的整理。7.5总体结构及其装置之间的连接总体结构如图7-5所示。装置之间的连接为：电动机与减速器之间是通过带传动连接；减速器雨洗刷装置之间是通过链传动连接；洗刷装置与清洗浸泡装置之间是通过传动比1:1的链传动；如此，才能使整个清洗机构正常运转。图7-5 总体结构总 结通过本次毕业设计，我深深体会到自己在理论知识方面的欠缺，同时也感到自己在知识的运用上也不够灵活，这也说明我在学习知识的过程中存在着一些缺点，总结有以下几点：（1）在初定方案过程中，由于自己所见实物过少，零部件的尺寸不能确定，以至于一开始没有一个可行的方案，在有了方案后又对方案进行了多次修改，耽误了大量时间。在计算过程中，对于带轮和链轮的基本尺寸，计算结果与实际生产加工有偏差，也相应作了修改。（2）由于理论知识的欠缺，故在做设计的时候，有好多知识的不清楚以至于发现许多问题，没有解决问题的能力，从而出现断层，还得回头翻课本，查找资料，然后进行设计，浪费了许多时间。 （3）由于前面学了画图软件后没有进行巩固，在画图时还要一边探索一边画图，对画图有一定影响。通过这次毕业设计，我从中学到了很多，总结如下： （1）综合运用机械设计基础及其他课程的知识，使学的理论知识得到巩固，加深了对知识的理解。 （2）学习、掌握一般机械设计的基本思路及设计方法，使我们的思维更加活跃。 （3）对画图软件有了进一步理解，运用的更加熟练。总的来说，在这次毕业设计中，我收获很多，不能小看在课堂上学的任何一点知识，虽然暂时觉得用不上，但是在以后的日子里，总会用到；所以我在以后的日子里要更加努力学习知识。这次在考虑问题方面也有点片面，所以在以后的生活中，要尽量全面考虑问题，以免造成不必要的麻烦。致 谢对于这次毕业设计的完成，首先感谢母校-的辛勤培育，感谢学校给我提供了如此难得的学习环境和机会，使我将以前学到的知识又重新回顾了一遍，知道了学习的可贵与获取知识的辛勤。承蒙指导老师的耐心指导，使我顺利地完成了毕业设计。在此，深深地感谢指导老师李传峰老师，给予了我耐心的指导和帮助，体现出了他对工作高度负责的精神，特别是李传峰老师，他利用上班的休息时间和在家的休息时间来为我指导，同时，在周末他也会随时过来检查进度。在整个设计的过程中，他耐心的指导，才使我的设计顺利完成，同时也感谢在这几年中给予我知识的各位老师。在
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