干豆皮自動(dòng)生產(chǎn)線蹲腦破腦系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、干豆皮自動(dòng)生產(chǎn)線蹲腦破腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)Dry Yuba Automatic Production Line - Squatting Brain Break Cerebral System Design專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化姓名： 指導(dǎo)教師簽名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：學(xué)士論文提交日期：2016年6月日學(xué)位授予單位：摘要自古以來(lái)，中國(guó)就是大豆的盛產(chǎn)地，我國(guó)大豆制品的歷史非常悠久。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種豆制品生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用而生。相對(duì)于傳統(tǒng)的豆腐皮生產(chǎn)，豆腐皮機(jī)機(jī)械減少了工人的勞動(dòng)量，提高了豆腐皮生產(chǎn)產(chǎn)量，但是在這個(gè)過(guò)程中，這些機(jī)械在給人們帶來(lái)方便的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，例如在豆腐皮生產(chǎn)過(guò)程中，豆皮機(jī)的

2、自動(dòng)化程度不高，人為干涉較多，生產(chǎn)效率高不成，低不就，生產(chǎn)出來(lái)的豆腐皮質(zhì)量也參差不齊，口感差，勁道不足。針對(duì)目前豆腐皮機(jī)生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題，研制了一種自動(dòng)化程度高、方便的豆腐皮生產(chǎn)線，其結(jié)構(gòu)主要包括蹲腦、破腦兩部分，在蹲腦部分，包括間歇式撥叉機(jī)構(gòu)、點(diǎn)腦機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器將動(dòng)力傳給曲柄，曲柄帶動(dòng)撥叉做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，撥叉繼而帶動(dòng)撥盤做間歇式運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)豆?jié){的注入、點(diǎn)腦、傾倒與簡(jiǎn)單破腦，在點(diǎn)腦時(shí)，首先是凝固劑的自動(dòng)調(diào)配與注入，然后凝固劑通過(guò)導(dǎo)管注入豆?jié){桶的同時(shí)時(shí)，攪拌桿攪拌豆?jié){，實(shí)現(xiàn)豆?jié){的點(diǎn)腦。破腦部分，包括破腦桿、傾倒機(jī)構(gòu)與均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)，當(dāng)蹲腦完成后，首先破腦桿將其進(jìn)行破腦，

3、使豆腐腦成為塊狀，然后通過(guò)傾倒機(jī)構(gòu)倒入破腦池，先利用泵將豆腐腦吸入破腦桶，繼而用均質(zhì)機(jī)對(duì)豆腐均質(zhì)，使得其中的蛋白質(zhì)被均勻的破壞，接下來(lái)就是瀝水環(huán)節(jié)，整個(gè)裝置自動(dòng)化程度高，維護(hù)方便。運(yùn)用SolidWorks對(duì)豆皮機(jī)進(jìn)行實(shí)體繪制和建模，檢驗(yàn)蹲腦破腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可能存在的干涉，對(duì)設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)件等零件進(jìn)行校核，并對(duì)其中的重要零件通過(guò)施加載荷與約束進(jìn)行有限元分析，對(duì)其所受應(yīng)力和安全性進(jìn)行分析，確保設(shè)計(jì)的零件能滿足要求，驗(yàn)證方案的合理性和可行性。關(guān)鍵字：豆腐皮； 蹲腦； 破腦； 三維建模； 有限元分析；ABSTRACTSince ancient times, China is rich in soy, the

4、 country's soy a very long history. With the development of modern science and technology, all kinds of raw soybean production equipment applications. Compared with the traditional production of tofu skin, tofu skin machine mechanically reducing the amount of labor of workers and improve product

5、ion yields tofu skin, With the development of modern science and technology, a variety of mechanical equipment and raw soy products, such as mechanized production of bean curd skin. Compared with the traditional production of tofu skin, tofu skin machine mechanically reducing the amount of labor of

6、workers and improve production yields tofu skin, but in the process, these machines bring convenience to people at the same time, there have been some problems, such as tofu skin in the production process, the degree of automation Yuba machine is not high, more human intervention, productivity high

7、fragmentation, low not to, bean curd skin produced uneven quality, poor taste, less chewy. Tofu skin machine production for the current problems, developed a high degree of automation, easy tofu skin production line, the structure consists of two parts squatting brain, broken brain, squatting in bra

8、in parts, including intermittent fork mechanism, some brain transmission mechanism and motor. The power to the motor through reducer crank, crank driven reciprocating fork, fork and then do intermittent motion drive wheel, in the process, achieve milk injection point brain, brain dump and simple bre

9、ak, at the point when the brain is the first coagulant injection and automatic deployment, and then injected through the catheter milk coagulant barrels simultaneously, stirring rod stirring milk, soy milk point to achieve the brain. Broken part of the brain, including the brain stem homogeneous bro

10、ke, dumping bodies and homogenizer, after squatting brain is completed, the first break of the brain stem to be broken brain, making bean curd become massive, then poured through the broken brain dump bodies pool, the first use of a suction pump curd broken brain bucket, and then on through the homo

11、genizer are homogenized curd, which makes the protein is evenly destroyed, the next step is draining aspect of the entire apparatus simple operation, high degree of automation, maintenance Convenience.Application of SolidWorks Yuba machine for three-dimensional modeling, testing may break squatting

12、brain brain design system interference, the design of standard parts and other parts to be checked, and one of the important parts by applying loads and constraints for finite element analysis its safety and the stress analyzed to ensure that the parts can be designed to meet the requirements, reaso

13、nable and feasible verification scheme.Keywords: bean curd skin;uatting brain; broken brain; three-dimensional modeling; finite element analysis;目 錄摘要II第一章緒論1第一節(jié)引言1第二節(jié)研究背景1第三節(jié)研究容4第四節(jié)小結(jié)7第二章蹲腦破腦設(shè)計(jì)方案8第一節(jié)點(diǎn)腦設(shè)計(jì)方案8第二節(jié)蹲腦設(shè)計(jì)方案9第三節(jié)破腦設(shè)計(jì)方案10第四節(jié)小結(jié)13第三章關(guān)鍵機(jī)械裝備設(shè)計(jì)14第一節(jié)蹲腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)14第二節(jié)破腦機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17第四章整機(jī)三維建模與關(guān)鍵零件的有限元分析22第一節(jié)整機(jī)三維建

14、模22第二節(jié)有限元分析22第二節(jié)小結(jié)26第五章總結(jié)與展望27第一節(jié)總結(jié)27第二節(jié)未來(lái)展望28參考文獻(xiàn)29致3131 / 37第一章 緒論第一節(jié) 引言泱泱大國(guó)，上下五千年，從最開始中國(guó)就栽培大豆，豆制品是以大豆、小豆、綠豆、豌豆、蠶豆等豆類為主要原料，經(jīng)加工而成的食品。相傳我國(guó)煉丹家王安創(chuàng)造了做豆腐制作之法。中國(guó)是大豆的故鄉(xiāng)，同時(shí)也是最早研發(fā)生產(chǎn)豆制品的國(guó)家。我國(guó)大豆制品的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和消費(fèi)歷史非常悠久，豆腐的制作可追溯到漢朝。相傳是由我國(guó)煉丹家王安所創(chuàng)。明代著名醫(yī)藥學(xué)家時(shí)珍在本草綱目中就有豆腐與豆腐皮的制作記載1：“做豆腐的原料，可以用黑豆、黃豆等豆類”。做法為“用水浸泡，然后把豆子粉碎，粉碎之

15、后將豆渣濾去，再熬一下，然后用鹽鹵或者醋漿倒入攪拌，有的人會(huì)用將石膏倒入攪拌，可能是咸的、苦的或者酸的，然后都可以收斂，最后等它們上邊凝固了，去掉布之后曬干，這就是豆腐皮，吃起來(lái)特別好，有種特殊的味道。豆腐皮的加工，因制作時(shí)需要鹽鹵，從而增加了鈣、鎂等無(wú)機(jī)鹽的含量，之和與缺鈣患者用，豆腐皮的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要體現(xiàn)在其豐富的蛋白質(zhì)含量上，還有人體所必須的18種微量元素，豆腐皮具有清熱解毒、降血壓、降低膽固醇、減輕動(dòng)脈粥樣硬化、增強(qiáng)免疫功能、抗癌、抗惡性細(xì)胞增殖的作用，是一種老少皆宜的食用佳品。在豆腐的制作工程中，需要添很多元素，這些元素對(duì)人體特別有益，豆腐皮具有清熱解毒、降血壓、降低膽固醇、減輕動(dòng)脈樣

16、硬化、增強(qiáng)免疫功能、抗癌、抗惡性細(xì)胞增殖的作用，是一種老少皆宜的食用佳品。以前制作豆腐皮，都是工人在小工廠里，用的是最原始的方法，認(rèn)為是人工點(diǎn)鹵，人工調(diào)節(jié)等，所以加工出來(lái)的豆腐口感不好、質(zhì)量不行，易破碎，而且工人師傅們勞動(dòng)強(qiáng)度大，一天下來(lái)制作出來(lái)的豆腐的量還少，可以說(shuō)是事倍功半。這幾年，由于人們生活水平質(zhì)量的提高，對(duì)豆制品的要求也越來(lái)越高，豆腐的市場(chǎng)也在擴(kuò)大，手工生產(chǎn)已經(jīng)很鬧保證生產(chǎn)量。因此急需要設(shè)計(jì)一套豆腐皮的加工設(shè)備，從而使其加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高豆腐皮生產(chǎn)產(chǎn)量，改善其質(zhì)量，以滿足市場(chǎng)需求。第二節(jié) 研究背景一、傳統(tǒng)豆腐皮制作工藝流程在設(shè)計(jì)之初，查閱相關(guān)資料，了解傳統(tǒng)豆腐

17、皮的工藝流程，傳統(tǒng)豆腐皮的工藝流程為：原料處理泡豆磨漿過(guò)濾煮漿點(diǎn)腦破腦潑腦瀝水剝布煨制成品。（一）原料處理黃豆，在中國(guó)是主要的糧食作物，古代稱之為菽、是平常所說(shuō)的“五谷”之一，它是生產(chǎn)豆腐的主要原料。（二）泡豆選豆過(guò)程完畢以后，將豆字放入桶中，浸泡一定的時(shí)間后放出，此時(shí)豆子是軟的，然后去除其中雜質(zhì)，在這個(gè)過(guò)程中必須掌握好浸泡的時(shí)間與水溫，浸泡時(shí)間太短，豆子吸水不充分，還是干癟的，時(shí)間太長(zhǎng)，豆子中水分含量太多，不利于下一步工作的進(jìn)行。（三）磨漿磨漿的目的是破壞打斗的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，一般通過(guò)砂輪磨將大豆磨碎，在此過(guò)程中加入一定量的水，加水過(guò)多，豆?jié){濃度變低，不易凝固；加水過(guò)少，產(chǎn)出質(zhì)地粗糙，磨不出多少豆

18、漿；而且計(jì)劃設(shè)計(jì)磨漿的次數(shù)為兩次，第一輪磨漿是將大豆直接磨碎，此時(shí)出漿量最大。第二輪磨漿是將第一輪磨漿產(chǎn)生的豆渣進(jìn)行研磨，此次的出漿量會(huì)減小很多，經(jīng)過(guò)兩輪的研磨，殘余豆渣中的豆?jié){含量極低，保證了豆子的充分利用。（四）過(guò)濾過(guò)濾方式有很多種，一般采用尼龍濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，磨好后的豆?jié){加溫水，注意：水溫60左右，不宜太高或者太低，過(guò)濾網(wǎng)孔的大小選用方法是：將磨出的豆?jié){與豆渣混合物攪拌后倒入分離機(jī)或過(guò)濾袋進(jìn)行除渣過(guò)濾，以手捏豆渣松散，無(wú)漿水為標(biāo)準(zhǔn)。圖1-1 常見的一種濾網(wǎng)（五）煮漿用磨漿機(jī)磨出來(lái)的豆?jié){還是生豆?jié){，所以下一步就是將生豆?jié){煮成熟豆?jié){，此過(guò)程對(duì)豆腐的質(zhì)量有重要影響，一般煮漿方式為蒸汽煮漿或者電煮

19、，目前又有一種新的方式是用熱交換器煮漿，熱交換器煮漿一般用于產(chǎn)量大的大工廠中，煮漿的目的是使蛋白質(zhì)得到充分變性，提高蛋白質(zhì)的消化率。（六）點(diǎn)腦豆腐皮做的好不好，全在于點(diǎn)腦怎么樣，這是制品制作過(guò)程中的關(guān)鍵工序，在點(diǎn)腦時(shí)，豆?jié){的濃度必須穩(wěn)定。點(diǎn)腦時(shí)凝固劑的用量為豆重的2%-3%，凝固劑的加入方式是點(diǎn)漿式加攪拌，在實(shí)際生產(chǎn)中，常用點(diǎn)腦設(shè)備為點(diǎn)鹵桶。（七）蹲腦蹲腦俗稱為養(yǎng)花，此過(guò)程是目的是使蛋白質(zhì)充分凝固，且宜靜不宜動(dòng)，蹲腦時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)，一般情況，點(diǎn)腦后要靜止1015min，在蹲腦完成后，就要開始破腦了。（八）破腦破腦過(guò)程是在蹲腦之后，在瀝水前，一般要將豆腐適當(dāng)?shù)钠扑?，使破壞后的豆腐腦中的組織結(jié)構(gòu)得到

20、一定程度的破壞，釋放出包在蛋白質(zhì)周圍的黃漿水，然后對(duì)破壞了的豆腐腦進(jìn)行瀝水。（九）瀝水已經(jīng)被破壞的豆腐腦放在破腦桶中，破腦桶下邊是滾帶，此時(shí)將紗布下邊放一層，然后將破腦桶下邊的閥門打開，豆腐腦會(huì)流到滾帶上的紗布中，然后再在上邊鋪一層紗布，使得破壞了的豆腐腦夾在兩層紗布之間，然后用滾輪進(jìn)行壓制，將其中的水分壓干，在壓制過(guò)程中，注意的問(wèn)題是防止快要成型的豆腐皮被滾輪壓向兩邊，以至于擠出來(lái)，影響豆腐皮成型質(zhì)量。圖1-2 瀝水裝置（十）剝皮經(jīng)過(guò)上一步驟的實(shí)施，豆腐皮已經(jīng)成型，現(xiàn)在只需要將豆腐皮和紗布分離即可，但是將已經(jīng)壓好的豆腐皮與紗布放到剝皮機(jī)上，使豆腐皮與紗布分離。二、豆腐皮生產(chǎn)線發(fā)展現(xiàn)狀豆腐有很

21、高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，包括所含的人體微量元素等，現(xiàn)在由于人們?nèi)找娓淖兊酿B(yǎng)生觀念，豆腐也被賦予了不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，所以現(xiàn)在我們會(huì)看到很多豆腐的衍生品，例如豆皮飲品，傳統(tǒng)豆腐皮制作方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，亟需一條效率高，產(chǎn)量大的豆腐皮生產(chǎn)線。德國(guó)、日本和美國(guó)的機(jī)械目前是世界上最發(fā)達(dá)的，雖然豆腐的制作是中國(guó)發(fā)明的，但是這這些年來(lái)，由于美國(guó)和日本技術(shù)的發(fā)展，在豆腐皮機(jī)械設(shè)備方面，他們已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)中國(guó)，而且他們的機(jī)器自動(dòng)化程度高，人工成本低，生產(chǎn)效率也是數(shù)一數(shù)二的。我國(guó)的豆腐雖然有很多種類，但是生產(chǎn)出來(lái)的豆腐皮質(zhì)量不是特別好，口感也是一般，相比于美國(guó)和日本，還差一大截。美國(guó)和日本利用自身的技術(shù)特點(diǎn)，將已經(jīng)生

22、產(chǎn)好的的豆腐皮機(jī)械設(shè)備賣給中國(guó)，但是關(guān)鍵技術(shù)還是掌握在他們手里，中國(guó)的很多生產(chǎn)廠家都是被牽著鼻子走的。圖1-3 豆腐皮近幾年，由于消費(fèi)者對(duì)豆制品質(zhì)量的要求提高，很多企業(yè)幾個(gè)人購(gòu)買國(guó)家庭作坊式豆腐皮制作設(shè)備，其設(shè)備的價(jià)格雖然高點(diǎn)兒，但是買的放心，用的舒心，而且生產(chǎn)出來(lái)的豆腐質(zhì)量相對(duì)與中國(guó)某些大型工程生產(chǎn)出來(lái)的豆腐皮還是挺不錯(cuò)的。由于中國(guó)是一個(gè)龐大的消費(fèi)群里，人民生活質(zhì)量也在提高，國(guó)個(gè)體作坊式豆腐皮制作設(shè)備顯然不能滿足整個(gè)中國(guó)市場(chǎng)的需求，所以還需要相關(guān)人員對(duì)豆腐皮生產(chǎn)線相關(guān)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究更好的的工藝技術(shù)，提高設(shè)備質(zhì)量，繼而提高豆皮的質(zhì)量，減小我們與美日國(guó)家的差距，畢竟豆腐起源于中國(guó)。第三節(jié) 研

23、究容本課題來(lái)源于學(xué)校食品加工中心豆皮機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)項(xiàng)目，本課題的研究目標(biāo)是圍繞豆皮生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，致力于設(shè)計(jì)出一套點(diǎn)腦、蹲腦、破腦于一體的自動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備,替代現(xiàn)有的豆腐皮生產(chǎn)設(shè)備，并且使得生產(chǎn)出來(lái)的豆腐皮筋道好、口感佳。本課題的研究容是：生產(chǎn)能力為：每小時(shí)生產(chǎn)50公斤干豆,可以自動(dòng)連續(xù)生產(chǎn)的干豆皮自動(dòng)生產(chǎn)線；破腦、凝固蹲腦在同一設(shè)備完成；可以實(shí)時(shí)測(cè)定相關(guān)參數(shù)并控制相關(guān)參數(shù)如點(diǎn)漿溫度、濃度、攪拌強(qiáng)度、凝固時(shí)間、配料的組成或配比；設(shè)計(jì)一新型破腦機(jī)構(gòu)，可以控制破腦程度，破腦后設(shè)計(jì)一裝置自動(dòng)進(jìn)入下一工序；點(diǎn)漿濃度、溫度、攪拌時(shí)間速度、凝固時(shí)間等參數(shù)均應(yīng)符合干豆皮的生產(chǎn)加工工藝。本課題研究的

24、意義在于，目前市場(chǎng)上有干豆皮自動(dòng)生產(chǎn)機(jī)器，自動(dòng)化程度低低，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且生產(chǎn)效率低，傳統(tǒng)的豆腐皮機(jī)在點(diǎn)腦、蹲腦、破腦這三道工序，傳統(tǒng)方式還是人工點(diǎn)腦，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；一些自動(dòng)點(diǎn)腦機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度不高，制成的干豆皮，厚薄不均勻，無(wú)勁道，口味欠佳。在實(shí)際中，本自動(dòng)蹲腦破腦機(jī)一方面能夠解決工廠目前浪費(fèi)人力的情況，尤其是在目前人力成本較高的大環(huán)境下；另一方面可以節(jié)省燃料。工廠使用此裝置，可以使整個(gè)豆皮的生產(chǎn)更加具體化、精準(zhǔn)化，生產(chǎn)出的成品口感好、勁道足。本蹲腦破腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)將能啟發(fā)其他類似機(jī)械在實(shí)現(xiàn)功能時(shí)的設(shè)計(jì)思路，其功能結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于很多場(chǎng)合。其所通過(guò)檢測(cè)設(shè)備得到的測(cè)量數(shù)據(jù)可以為生物幫助，通過(guò)測(cè)量值，他

25、們能更好的對(duì)豆腐皮進(jìn)行研究，。其次本蹲腦破腦系統(tǒng)將進(jìn)行獨(dú)立的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)學(xué)模型建立，最重要的部分是豆?jié){pH值、豆?jié){濃度等檢測(cè)，測(cè)量完成以后，測(cè)量值反饋到電腦中，然后點(diǎn)腦再根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果精準(zhǔn)點(diǎn)腦、精準(zhǔn)蹲腦，外加均質(zhì)機(jī)，對(duì)豆腐進(jìn)行均勻破腦，綜合性地涵蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化本科階段所學(xué)的大多數(shù)知識(shí)，是對(duì)大學(xué)四年知識(shí)儲(chǔ)備和對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)能力的一次考驗(yàn)。在驅(qū)動(dòng)和控制方面，這個(gè)蹲腦破腦裝置機(jī)要與工廠現(xiàn)有機(jī)械實(shí)現(xiàn)對(duì)接并速度匹配，過(guò)程中運(yùn)用到的檢測(cè)計(jì)、傳感器與其控制方式，也將能夠?qū)κ称窓C(jī)械的監(jiān)控和控制提供一個(gè)不錯(cuò)的思路。小作坊中用的豆皮機(jī)械可謂簡(jiǎn)陋且沒有安全保障，而工廠的大型豆皮機(jī)械也僅僅是對(duì)于小型豆皮機(jī)

26、械一種產(chǎn)量擴(kuò)展，沒有從本身設(shè)計(jì)和創(chuàng)新角度綜合考慮來(lái)分別占據(jù)市場(chǎng)。本課題希望通過(guò)上述提到的改進(jìn)方案，將豆腐皮的生產(chǎn)交給機(jī)器，讓豆皮機(jī)械能夠更加自動(dòng)化更加具有優(yōu)勢(shì)。技術(shù)路線圖：查找關(guān)于豆皮機(jī)蹲腦破腦的資料對(duì)原有資料進(jìn)行分類和總結(jié)確定設(shè)計(jì)方案對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立模型并進(jìn)行分析對(duì)零部件進(jìn)行校核與有限元分析 否是否符合標(biāo)準(zhǔn)？是 進(jìn)行說(shuō)明書的撰寫，并繪制二維圖對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)圖紙與說(shuō)明書進(jìn)行復(fù)查第四節(jié) 小結(jié)豆腐皮的制作看似簡(jiǎn)單，但是在這個(gè)制作過(guò)程中，細(xì)節(jié)很重要，比如點(diǎn)鹵，養(yǎng)花、破腦等，這些具體參數(shù)需要工人師傅多年的經(jīng)驗(yàn)或者通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)量才能找到一個(gè)最合適的量，現(xiàn)在通過(guò)對(duì)國(guó)外豆腐皮生產(chǎn)線現(xiàn)狀的研究以與對(duì)現(xiàn)有豆

27、皮機(jī)的了解，認(rèn)為設(shè)計(jì)一種高效率的、自動(dòng)化程度高的豆皮機(jī)生產(chǎn)線具有一定的實(shí)際價(jià)值和意義，因此提出了本課題，并明確了具體研究容。制定研究計(jì)劃，進(jìn)行課題設(shè)計(jì)。第二章 蹲腦破腦設(shè)計(jì)方案豆腐好不好，得要看蹲腦怎么樣，蹲腦和破腦是豆腐制作過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，傳統(tǒng)的豆腐制作時(shí)人工點(diǎn)腦，點(diǎn)腦的好壞全憑師傅的手藝，一方面這會(huì)使得每次制作出來(lái)的豆腐皮厚薄不均勻，色澤不一致，筋度、口感等都會(huì)出現(xiàn)或多或少的變化；另一方面，會(huì)加大工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且效率不高，產(chǎn)量少。第一節(jié) 點(diǎn)腦設(shè)計(jì)方案一、 點(diǎn)腦裝置在本設(shè)計(jì)中，要想制出高質(zhì)量的豆腐皮，點(diǎn)腦是關(guān)鍵的一道工序，而在點(diǎn)腦時(shí)，首先需要調(diào)配凝固劑用量，將鹽鹵稀

28、釋到2022°Be（用波美比計(jì)測(cè)定），再依據(jù)點(diǎn)腦溫度、豆?jié){濃度等測(cè)量值，然后進(jìn)行點(diǎn)腦，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)腦的精確性。經(jīng)過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)，在點(diǎn)腦時(shí)，需要事先在熱漿中加四分之一左右的水，以控制豆?jié){濃度，豆?jié){的濃度要求大致如下：北豆腐：7.58.0°Be，南豆腐：89°Be，豆腐干：78°Be，點(diǎn)腦溫度：8085，豆?jié){的PH值設(shè)置在7左右，豆?jié){的攪拌速度與時(shí)間直接影響凝固效果，而且在攪拌方式上也需要缸面的豆?jié){和缸底的豆?jié){循環(huán)翻轉(zhuǎn)2。小型豆腐皮生產(chǎn)過(guò)程中常用點(diǎn)鹵打花桶，采用不銹鋼材質(zhì)，將煮好的豆?jié){倒入桶中，然后進(jìn)行人工點(diǎn)鹵，自動(dòng)攪拌，當(dāng)豆?jié){凝固到最佳時(shí)刻，停止點(diǎn)鹵，這樣能

29、夠在較短時(shí)間對(duì)豆花均勻攪拌處理，保證豆腐花的產(chǎn)量和質(zhì)量。但是此種方法只適合小型生產(chǎn)，人力有限且人工成本高。大型豆腐皮生產(chǎn)線采用智能自動(dòng)點(diǎn)鹵機(jī)，自動(dòng)化程度一般，需要人員和機(jī)器相互配合，例如在鹵水濃度調(diào)節(jié)時(shí)，需要人工調(diào)配好鹵水；在點(diǎn)鹵之前有簡(jiǎn)單的自動(dòng)恒溫定量供漿裝置，并沒有豆?jié){濃度檢測(cè)、PH值檢測(cè)、鹵水濃度自動(dòng)檢測(cè)調(diào)配等裝置，且在攪拌時(shí)候也沒有檢測(cè)裝置，攪拌的好壞與凝固效果就不得而知了。所以，為了在工藝上使得點(diǎn)腦自動(dòng)化程度提高，因此提出點(diǎn)鹵一體化設(shè)計(jì)方案（如圖2-1所示）。1.豆?jié){桶支架 2.豆?jié){桶 3.攪拌桿 4.點(diǎn)腦管 5.連桿 6.凝固劑調(diào)節(jié)桶 7.攪拌片圖2-1 點(diǎn)腦裝置凝固劑調(diào)節(jié)桶根據(jù)之

30、前測(cè)量的各種數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)凝固劑所需要的凝固劑用量，通過(guò)點(diǎn)腦管將凝固劑注入豆?jié){桶中，點(diǎn)腦的量通過(guò)之前測(cè)量設(shè)備負(fù)反饋到電腦，然后點(diǎn)腦再將信息傳給自動(dòng)點(diǎn)腦裝置，點(diǎn)腦時(shí)，通過(guò)連桿、撥桿、撥片，對(duì)豆?jié){進(jìn)行凝固。第二節(jié) 蹲腦設(shè)計(jì)方案蹲腦的目的是使已經(jīng)形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聯(lián)接更有力。在蹲腦的過(guò)程中，宜靜不宜動(dòng)，而且蹲腦時(shí)間太長(zhǎng)凝固體溫度下降太多，不利于豆腐腦熱結(jié)合，太短凝固不充分，直接影響成品質(zhì)量。蹲腦蹲到什么程度最合適，一般自動(dòng)蹲腦設(shè)備通過(guò)電腦控制的時(shí)間來(lái)定，并無(wú)檢測(cè)裝置來(lái)測(cè)量濃度，蹲腦時(shí)間的長(zhǎng)短，歸根到底還是看養(yǎng)花養(yǎng)的程度，不如直接檢測(cè)養(yǎng)花程度，這樣會(huì)更精確一些。在本蹲腦設(shè)計(jì)中，通過(guò)控制轉(zhuǎn)盤的速度調(diào)整時(shí)間

31、，使得已經(jīng)點(diǎn)腦的豆腐桶中的豆腐腦，在破腦之前完成蹲腦。蹲腦設(shè)計(jì)如圖2-2所示.1.豆?jié){桶 2.豆?jié){管道輸送控制器 3.點(diǎn)腦裝置 4.破腦裝置 圖2-2 蹲腦裝置通過(guò)豆?jié){管道以后，豆?jié){注入到豆?jié){桶豆?jié){桶中，再經(jīng)過(guò)點(diǎn)腦裝置進(jìn)行點(diǎn)腦。此時(shí)，進(jìn)行到蹲腦環(huán)節(jié)，蹲腦時(shí)間約為10min，豆?jié){桶順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)間控制在10min，即豆?jié){桶旋轉(zhuǎn)至破腦裝置破腦裝置處，進(jìn)行破腦，整個(gè)過(guò)程為間歇式旋轉(zhuǎn)。第三節(jié) 破腦設(shè)計(jì)方案近幾年，豆腐皮機(jī)的破腦方式有了很大的發(fā)展，查閱相關(guān)資料，各種機(jī)械人員設(shè)計(jì)的的破腦方式方法，大約有以下幾種：圖2-3 攪拌式破腦設(shè)備（一）手?jǐn)囀竭@個(gè)方法是最原法制豆腐的皮膚是最常見的，最傳統(tǒng)的手工處

32、理方法。處理器豆腐好大缸的小盆地，先插入的掃把買豆腐小粒子的頭發(fā)，頭發(fā)亂水貼，意大利面小勺子，這方法。皮膚的最大優(yōu)點(diǎn)是炸豆腐腦豆腐。太多的碎片，水分離，豆腐皮的味道很好，水或生產(chǎn)，這樣做的豆腐皮速度還比較高。但最大的缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，長(zhǎng)時(shí)間地工作，如果溫度下降，怎么這么快就干豆腐彈性下降、白色、彩色，所以玩家最好的頭部皮膚上產(chǎn)生的。（二）攪拌式豆腦是破碎和攪拌可破，一種豆腐機(jī)系統(tǒng)。純手工破碎的大腦，而不是單一的缸洗衣機(jī)從一開始，疲勞斷裂的人誰(shuí)覺得他們的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的生產(chǎn)。大量的浴霸制造商采用這種破碎的大腦，在大腦斗桿底部焊接棒焦慮攪拌棒攪拌棒開裂的葉片驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電凝成型的豆腐腦的“打”。這種方

33、法的優(yōu)點(diǎn)是快速和方便，拋的大腦，但在實(shí)際生產(chǎn)中使用這種方法有很多，例如腦快速和豆腐腦，過(guò)多的水產(chǎn)品，硬紋理豆腐腦太長(zhǎng)時(shí)間從粘性形式在稀疏，通常被稱為“水”，揭示了它的彈性產(chǎn)品，以提高彈性不僅增加了壓力，并上市率。（三）泵吸式 泵頭細(xì)則，第一次泵吸細(xì)到豆腦腦，一般是豆腐的機(jī)器而更多便利性的泵頭，水箱的管道泵，腦中的新平臺(tái)需要性的腦的高速旋轉(zhuǎn)連接，泵共同的離心泵壞的車輪啟動(dòng)后，所有的黨的速度，然后他的現(xiàn)象千切8九十九髪，產(chǎn)品的味道幾乎是一樣的，因此，彈性現(xiàn)象。近年，在離心泵的多數(shù)廠家降低齒輪泵、泵、知事的速度。效果明顯地變化。但是，地域環(huán)境，知事非常高。（四）氣壓式氣動(dòng)損壞豆腦不動(dòng)，壓力罐隨壓力增

34、大，豆腐，氣體噴射的優(yōu)越性腦損傷腦瞬間擠壓而不過(guò)分很厚，大大提高了彈性。太多的過(guò)水。在南、北豆腐豆腐在中國(guó)基本石膏（硫酸鈣）作為凝固劑對(duì)豆腐腦塊終點(diǎn)站在整個(gè)缸與北豆腐水豆腐凝固劑，終點(diǎn)也很難完全凝固腦鹽水體積有黃色黏液船南豆腐工藝。為了行動(dòng)式損壞大腦很適用，但對(duì)腦過(guò)程水動(dòng)腦子的生產(chǎn)者很難鹽水反應(yīng)迅速，蹲腦時(shí)間稍長(zhǎng)就很罕見的黏液船將出現(xiàn)漿水破不要干豆腐腦的反而出現(xiàn)薄厚而涌現(xiàn)象甚至可以成形與腦間休息兩部皮很厚。尤其是北方地區(qū)生產(chǎn)鹽水對(duì)它不適合我的。（五）渦流式粉碎泵吸頭腦結(jié)合舊機(jī)體和大腦優(yōu)勢(shì)的豆腐腦中的底層的豆腐一個(gè)低速葉輪瞬間打開機(jī)器開始提到，大腦很厚的腦水不分離現(xiàn)象，身體不好的豆腐凝膠狀態(tài)過(guò)度

35、攪拌。該產(chǎn)品是一種良好的彈性，味道不硬渣，節(jié)約用水，也大大提高了，相對(duì)產(chǎn)量也有所提高，但真的鹽水工藝也適應(yīng)石膏工藝。（六）高剪切式均質(zhì)機(jī)均質(zhì)機(jī)的0.2Pa低黏度低。溫度80液體材料（液體-液體或液-固相）均質(zhì)乳化設(shè)備。主要用于食品或化學(xué)工業(yè)。例如：乳制品、飲料、化妝品、藥品等產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，均質(zhì)化，硫化過(guò)程。食品加工中的應(yīng)用：均質(zhì)機(jī)均質(zhì)機(jī)食品加工的擠壓感，強(qiáng)烈的沖擊和三重角色損失材料細(xì)化的膨脹壓力，材料更加均勻地混合在一起，如果使用均質(zhì)牛奶中脂肪乳制品加工損耗小，使整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定好的。牛奶更白。同質(zhì)化主要是通過(guò)均質(zhì)機(jī)食品，乳制品，飲料業(yè)中重要的加工設(shè)備?；诩羟性?，實(shí)現(xiàn)了微波固態(tài)、液態(tài)實(shí)

36、現(xiàn)。當(dāng)前剪切式均質(zhì)機(jī)的主要工作部件都固定轉(zhuǎn)子，第一階段或多極。那幾個(gè)：下均勻的油畫。液壓剪切蘭高速移動(dòng)流體中顆粒產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切作用劇烈的微亂流，高速流動(dòng)，湍流已經(jīng)出現(xiàn)很高的局部速度梯度，部分顆粒速度梯度的剪切顆粒和流體分層剪切湍流和剪刀剪切。在層流區(qū)，最大流速，最大剪切應(yīng)力和流體流動(dòng)方向的壓力梯度成正比。這高頻脈沖壓力梯度時(shí)，通道壁面與軌道中心中心的最大速度，離中心頻率的增加，最大速度和靠近壁面，剪切應(yīng)力增大。在同軸地質(zhì)流體的會(huì)議我因?yàn)檫@個(gè)縫隙中流動(dòng)的流體之間的層間的速度梯度不同氣缸和氣缸體的剪切力。如果定以前，與一轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子定子和轉(zhuǎn)子速度比較大，之間的間隙小，最大剪切較大。與處理纖維材料高速

37、轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子。和定，本名場(chǎng)形成中的兩接觸邊界流體流動(dòng)，湍流雙流體相接觸不同的速度。在湍流狀態(tài)下流速不斷變化與由此產(chǎn)生的脈沖壓力作用在粒子表面而產(chǎn)生的強(qiáng)烈的剪切力。湍流強(qiáng)度愈大，流體剪切作用更大。又起伏本課題中，需要破腦設(shè)備對(duì)豆腐腦進(jìn)行破腦，綜上考慮，選用均質(zhì)機(jī)破腦方式，如圖2-4所示。圖2-4均質(zhì)機(jī)簡(jiǎn)圖第四節(jié) 小結(jié)在本章中，從實(shí)際應(yīng)用角度討論了豆腐的點(diǎn)腦、蹲腦、破腦的方案設(shè)計(jì)，機(jī)械自動(dòng)點(diǎn)腦、豆腐的養(yǎng)花宜靜不宜動(dòng)、破腦首先要破成大塊，然后再進(jìn)行細(xì)小的破碎，然后對(duì)提出的方案進(jìn)行評(píng)估，優(yōu)選最良方案，這幾種方案各有各自的特點(diǎn)， 也有不可避免的缺陷。所以綜合考慮，選擇一種相對(duì)符合的方案。第三章 關(guān)鍵機(jī)械裝

38、備設(shè)計(jì)為了使各個(gè)方案的運(yùn)動(dòng)能得到實(shí)現(xiàn)，最終還是需要關(guān)鍵機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)，例如撥叉機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)他們的間歇式運(yùn)動(dòng)，傾倒機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)豆腐腦的傾倒等，以下是各個(gè)關(guān)鍵部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。第一節(jié) 蹲腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、撥叉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在豆腐皮制作工程中，放漿、點(diǎn)腦與蹲腦時(shí)間是間歇式的，所以要把間歇的時(shí)間考慮進(jìn)去。我們選用撥叉機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。如圖所示為撥叉的三維建模圖。圖3-1 撥叉三維建模圖本設(shè)計(jì)的撥叉一部分是開環(huán)，一部分是閉環(huán)，閉環(huán)時(shí)套在中心軸上，開環(huán)專門用于轉(zhuǎn)動(dòng)撥盤。圖3-2 間歇式撥叉機(jī)構(gòu)如圖3-2所示，撥叉中間的孔與曲軸連接，電機(jī)帶動(dòng)減速器，減速器把動(dòng)力傳遞給曲軸，這樣曲軸就會(huì)帶動(dòng)撥叉進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，撥叉上的開口會(huì)間歇

39、式的推動(dòng)圓盤使其做間歇式運(yùn)動(dòng)。二、軸承選擇的設(shè)計(jì)（一）.選擇軸承的類型根據(jù)撥盤和其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，軸承主要承受軸向載荷，所以選用推力球軸承。（二）.軸承的預(yù)選型號(hào)因?yàn)檩S的徑為120mm，所以預(yù)選軸承型號(hào)為51324型，查表可知：基本額定動(dòng)載荷Cr=10KN，基本額定靜載荷Cor=5.85KN。（三）.當(dāng)量動(dòng)載荷P的計(jì)算P=fp（XFr+YFa） (3-1)載荷FaCor，其中Fa=160N, FaCor=0.0.73,查表可知：判斷系數(shù)e=0.22.FaCore，由表查得X=1,Y=0查表可知fp=1，所以P=500N.（四）計(jì)算軸承壽命Lh.查表溫度系數(shù)ft=1，由公式可知軸承壽命Lh=10660

40、n(ftCfpP)E (3-2)Lh=9200hLh>6000h,所以軸承壽命接近預(yù)期，故選51324軸承適合。三、點(diǎn)腦機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在制作豆腐過(guò)程中，點(diǎn)腦是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是一個(gè)技術(shù)活兒，在點(diǎn)腦的時(shí)候，一不下心，就會(huì)使豆腐的過(guò)硬或者過(guò)軟。一般情況下，都是由有多年經(jīng)驗(yàn)的工人師傅進(jìn)行點(diǎn)腦，因?yàn)樵诠と藥煾悼磥?lái)，點(diǎn)腦也是自己的看家本領(lǐng)。除過(guò)點(diǎn)腦，攪拌也是一個(gè)技術(shù)活兒，攪拌的方式與快慢直接影響豆皮的質(zhì)量，所以在本設(shè)計(jì)中，采用自動(dòng)來(lái)回?fù)芷O(shè)計(jì)，使豆?jié){的攪拌達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。如圖3-3所示：1.支撐板 2.豆?jié){桶3.固定撥桿4撥桿5.點(diǎn)鹵導(dǎo)管6.撥片移動(dòng)裝置7.點(diǎn)鹵桶圖3-3 點(diǎn)腦機(jī)構(gòu)當(dāng)豆?jié){桶轉(zhuǎn)到點(diǎn)鹵端時(shí)，點(diǎn)鹵桶

41、中的鹵水通過(guò)點(diǎn)鹵導(dǎo)管滴入豆?jié){桶，在這個(gè)過(guò)程中，撥片移動(dòng)裝置向下運(yùn)動(dòng)使得整個(gè)個(gè)撥片進(jìn)入到豆?jié){桶中的豆?jié){中，固定撥桿不動(dòng)，撥桿上下移動(dòng)，撥片會(huì)攪拌豆?jié){，邊點(diǎn)鹵邊攪拌，這樣點(diǎn)出來(lái)的豆腐腦才會(huì)更好。第二節(jié) 破腦機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、破腦桿的設(shè)計(jì)1. 豆?jié){桶2.破腦網(wǎng)3.破腦桿圖3-4 破腦桿破腦桿放在通過(guò)破腦桶將豆?jié){桶中的豆腐腦進(jìn)行破腦。二、傾倒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傾倒機(jī)構(gòu)目的是使豆?jié){桶中經(jīng)過(guò)點(diǎn)腦蹲腦的豆腐腦倒出來(lái)到收集槽里，傾倒動(dòng)力采用液壓裝置，橫桿的末端是一個(gè)滾輪，橫桿右端與豆?jié){桶的連接方式是點(diǎn)接觸。如圖5所示。1.液壓 2.豆?jié){桶 3.連接軸 4.豆?jié){桶支撐件 5.滾輪 6.橫桿7.液壓桿圖3-5 傾倒機(jī)構(gòu)當(dāng)豆?jié){桶轉(zhuǎn)

42、至傾倒位置時(shí)，液壓桿上升，通過(guò)滾輪帶動(dòng)豆?jié){桶，3處為豆?jié){桶和豆?jié){桶支架的連接處，連接方式為軸連接，當(dāng)液壓桿上升時(shí)，豆?jié){桶會(huì)隨著液壓桿的上升逆時(shí)針繞3旋轉(zhuǎn)，直至豆?jié){桶中的豆腐腦全部?jī)A倒到收集槽里。液壓缸選用標(biāo)準(zhǔn)油壓缸，具體參數(shù)如下：圖3-6 前法蘭型油缸尺寸圖根據(jù)實(shí)際質(zhì)量，選用缸徑為40mm的液壓缸，主要技術(shù)參數(shù)如下表：表 3-1油壓缸直徑3040506380100125160200250最大行程mm120020003000MOB油缸額定壓力70kgcm2耐壓力100kgcm2最低啟動(dòng)壓力3kgcm2使用溫度圍-1060（周圍溫度與油溫）使用介質(zhì)液壓油三、泵的選用已經(jīng)過(guò)點(diǎn)腦的豆?jié){從豆?jié){桶倒來(lái)，到

43、收集池中，再通過(guò)泵將其吸到破腦桶中，如圖所示，1.支架 2.盛漿池 3.通管 4.泵 5.電機(jī)圖3-7 泵體四、高剪切式均質(zhì)機(jī)的選用由于傳統(tǒng)的豆腐破腦方式為攪拌式或者均勻式破腦。使得豆腐的破碎程度與均勻性不穩(wěn)定，所以本設(shè)計(jì)使用高剪切式均質(zhì)機(jī)，其工作原理為：物料經(jīng)初粉碎后，與大量的水混合物，使物料有了一定的流動(dòng)性。轉(zhuǎn)子帶有葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子中心形成的負(fù)壓區(qū)，料液（纖維物料與流體混合物）從定轉(zhuǎn)子中心被吸入，在離心力作用下，物料由中心向四周擴(kuò)散，在向四周擴(kuò)散過(guò)程中，物料首先受到葉片的攪拌、并在葉片端面與定子齒圈側(cè)窄隙間受到剪切，然后進(jìn)入圈轉(zhuǎn)齒與定齒的窄小的間隙，在機(jī)械力和流體力學(xué)

44、效應(yīng)的作用下，產(chǎn)生很大的剪切、摩擦、撞擊以與物料間的相互碰狀和摩擦作用而使物料破碎。隨著轉(zhuǎn)齒的線速度由圈向外圈逐漸增高，粉碎環(huán)境不斷改善，物料在向外圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到越來(lái)越強(qiáng)烈的剪切、摩擦、沖擊、碰撞等作用而被粉碎得越來(lái)越細(xì)。以下是定子和轉(zhuǎn)子的實(shí)物圖。圖3-8定子和轉(zhuǎn)子根據(jù)本設(shè)計(jì)，選用Y180M-2型電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為2940r/min。如圖所示，圖3-9 電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)圖破腦裝置的剖面圖如下圖所示。1.出漿口2.均質(zhì)機(jī) 3.進(jìn)漿口4.破腦桶圖3-10 破腦裝置破腦桶中的豆腐腦通過(guò)管道流出來(lái)，從進(jìn)漿口進(jìn)入到均質(zhì)機(jī)，在電機(jī)的帶動(dòng)下，均質(zhì)機(jī)會(huì)將豆腐腦進(jìn)行均質(zhì)，然后產(chǎn)物從出漿口出來(lái)進(jìn)入到下一道工序。第四章 整機(jī)

45、三維建模與關(guān)鍵零件的有限元分析第一節(jié) 整機(jī)三維建模傳統(tǒng)的二維平面建模表示零件與零件之間的關(guān)系，一方面技術(shù)員很難想像其空間模型，另一方面，在表達(dá)零件之間的裝配關(guān)系時(shí)，只能是靜態(tài)的。但是用三維建模時(shí)，可以清晰地表達(dá)各個(gè)零件之間的相互關(guān)系，并能進(jìn)行仿真，模擬其實(shí)際運(yùn)動(dòng)，能使用戶很準(zhǔn)確的判斷運(yùn)動(dòng)的合理性與零件之間的干涉關(guān)系。在表達(dá)復(fù)雜的零件時(shí)，三維為建模更具有優(yōu)勢(shì)。目前有很多三維建模軟件，例如：SolidWorks、CATIA、UG等，每一款軟件都具有各自的特點(diǎn)，例如solidworks具有容易上手的特點(diǎn)，UG在曲面方面特別強(qiáng)大，在此選用solidworks作為三維建模平臺(tái)。選擇solidworks作

46、為三維建模軟件的依據(jù)是：1.solidworks在視覺上，可以使設(shè)計(jì)者明白目前自己在做什么；方便設(shè)計(jì)者計(jì)劃下一步怎么做。2.靈活的草圖繪制和檢查功能Solidworks進(jìn)行草圖繪制時(shí)，有藍(lán)線和黑線之分，藍(lán)線代表草圖好、未完全定義，黑線代表草圖已經(jīng)完全定義，而且如果出現(xiàn)過(guò)定義時(shí)，會(huì)顯示為黃色，所以根據(jù)這些，繪圖者會(huì)很快入門，知道自己目前的已經(jīng)進(jìn)行了哪些工作，需要更改哪些工作等，特別方便。3.功能強(qiáng)大的特征建模Solidworks可以進(jìn)行異型孔、拉伸、旋轉(zhuǎn)等方式建模，在特征建立以后，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特征草圖的更改，在裝配體進(jìn)行裝配時(shí)，也可以在裝配體中對(duì)零件進(jìn)行更改。4. SolidWorks可以建立各

47、種視圖，尺寸標(biāo)注可以通過(guò)三維模型尺寸的更改自動(dòng)更改，可以在同一視圖中生成裝配體的多種視圖。在工程圖中可以將solidworks里的工程圖生成Auto-CAD專用格式。第二節(jié) 有限元分析有限元分析是用較簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替復(fù)雜的問(wèn)題后自求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小格子域組成，對(duì)每一個(gè)假定一個(gè)合適的近似解，然后推到求解這個(gè)總的滿足條件，從而得到問(wèn)題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題只是被簡(jiǎn)單的問(wèn)題所替代，由于大多數(shù)時(shí)間問(wèn)題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜的形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。目前，為滿足三維設(shè)計(jì)建模需要，很多有限元分析軟件可以接收來(lái)

48、自CATIA、Inventor、SolidWorks等三維軟件模型數(shù)據(jù)，許多是三維軟件也嵌入了有限元分析模塊或者數(shù)據(jù)共享接口，可以自動(dòng)劃分網(wǎng)格，自動(dòng)實(shí)施計(jì)算，大大提高了有限元分析的效率。現(xiàn)在有限元在理論上不斷完善，各種有限元分析程序包的功能越來(lái)越強(qiáng)大，使用起來(lái)也越來(lái)越方便。第一步:問(wèn)題與求解域定義:根據(jù)實(shí)際問(wèn)題近似確定求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域。第二步:求解域離散化:將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散域，習(xí)慣上稱為有限元網(wǎng)絡(luò)劃分。顯然單元越小(網(wǎng)格越細(xì))則離散域的近似程度越好，計(jì)算結(jié)果也越精確，但計(jì)算量與誤差都將增大，因此求解域的離散化是有限元法的核心技術(shù)之一

49、。第三步:確定狀態(tài)變量與控制方法:一個(gè)具體的物理問(wèn)題通常可以用一組包含問(wèn)題狀態(tài)變量邊界條件的微分方程式表示，為適合有限元求解，通常將微分方程化為等價(jià)的泛函形式。第四步:單元推導(dǎo):對(duì)單元構(gòu)造一個(gè)適合的近似解，即推導(dǎo)有限單元的列式，其中包括選擇合理的單元坐標(biāo)系，建立單元試函數(shù)，以某種方法給出單元各狀態(tài)變量的離散關(guān)系，從而形成單元矩陣(結(jié)構(gòu)力學(xué)中稱剛度陣或柔度陣)。為保證問(wèn)題求解的收斂性，單元推導(dǎo)有許多原則要遵循。 對(duì)工程應(yīng)用而言，重要的是應(yīng)注意每一種單元的解題性能與約束。例如，單元形狀應(yīng)以規(guī)則為好，畸形時(shí)不僅精度低，而且有缺秩的危險(xiǎn)，將導(dǎo)致無(wú)法求解。第五步:總裝求解:將單元總裝形成離散域的總矩陣方

50、程(聯(lián)合方程組)，反映對(duì)近似求解域的離散域的要求，即單元函數(shù)的連續(xù)性要滿足一定的連續(xù)條件?？傃b是在相鄰單元結(jié)點(diǎn)進(jìn)行，狀態(tài)變量與其導(dǎo)數(shù)(可能的話)連續(xù)性建立在結(jié)點(diǎn)處。第六步:聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋:有限元法最終導(dǎo)致聯(lián)立方程組。聯(lián)立方程組的求解可用直接法、迭代法和隨機(jī)法。求解結(jié)果是單元結(jié)點(diǎn)處狀態(tài)變量的近似值。對(duì)于計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量，將通過(guò)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提供的允許值比較來(lái)評(píng)價(jià)并確定是否需要重復(fù)計(jì)算。簡(jiǎn)言之，有限元分析可分成三個(gè)階段，前置處理、計(jì)算求解和后置處理。前置處理是建立有限元模型，完成單元網(wǎng)格劃分;后置處理則是采集處理分析結(jié)果，使用戶能簡(jiǎn)便提取信息，了解計(jì)算結(jié)果。在本設(shè)計(jì)中，整個(gè)裝置的間歇式旋轉(zhuǎn)是由

51、下邊的撥叉機(jī)構(gòu)來(lái)完成，撥叉機(jī)構(gòu)起著重要的作用， 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，其三維建模的主要特征是拉伸，在特征造型過(guò)程中，充分利用參數(shù)化功能建立尺寸關(guān)聯(lián)，通過(guò)更改草圖中的草圖中的尺寸，驅(qū)動(dòng)模型變化，為后續(xù)有限元分析時(shí)參數(shù)更新做好準(zhǔn)備。在有限元分析之時(shí)，首先對(duì)材料進(jìn)行基本分析假設(shè)，材料是普通碳鋼，其壓力與應(yīng)力成正比，普通碳鋼有好多力學(xué)性能，其質(zhì)量密度為7800kgm3，屈服強(qiáng)度為220.59Nm2，中抗剪模量為79000Nm2。（1）施加載荷與約束：在有限分析中，這兩部是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為了保證傳動(dòng)時(shí)應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性，撥叉的約束與載荷應(yīng)該與實(shí)際工況保持一致，只有在準(zhǔn)確的約束和在約束和邊界條件下，有限元的分

52、析才會(huì)為實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有意義的指導(dǎo)。（2）網(wǎng)格劃分：有限元的網(wǎng)格劃分是將一個(gè)物理模型進(jìn)行離散化處理的過(guò)程，劃分網(wǎng)格是建立有限元模型的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它要求考慮的問(wèn)題較多，需要的工作量較大，所劃分的網(wǎng)格形式對(duì)計(jì)算精度和計(jì)算規(guī)模將產(chǎn)生直接影響。網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響計(jì)算結(jié)果的精度和計(jì)算規(guī)模的大小。一般來(lái)講，網(wǎng)格數(shù)量增加，計(jì)算精度會(huì)有所提高，但同時(shí)計(jì)算規(guī)模也會(huì)增加，所以在確定網(wǎng)格數(shù)量時(shí)應(yīng)權(quán)衡兩個(gè)因數(shù)綜合考慮。網(wǎng)格較少時(shí)增加網(wǎng)格數(shù)量可以使計(jì)算精度明顯提高，而計(jì)算時(shí)間不會(huì)有大的增加。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量增加到一定程度后，再繼續(xù)增加網(wǎng)格時(shí)精度提高甚微，而計(jì)算時(shí)間卻有大幅度增加。所以應(yīng)注意增加網(wǎng)格的經(jīng)濟(jì)性。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可

53、以比較兩種網(wǎng)格劃分的計(jì)算結(jié)果，如果兩次計(jì)算結(jié)果相差較大，可以繼續(xù)增加網(wǎng)格，相反則停止計(jì)算。（3）計(jì)算結(jié)果求解：在完成上述步驟以后，即可運(yùn)行算例進(jìn)行求解，SolidWorks中的simulation計(jì)算結(jié)束以后，可以得到反映整個(gè)撥叉的機(jī)構(gòu)三維應(yīng)力分析機(jī)構(gòu)，能夠直接獲得應(yīng)力分析結(jié)果，包括等效應(yīng)力、最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力，應(yīng)力分析結(jié)果：圖4-1 撥叉位移、合位移分析圖4-2 撥叉應(yīng)力分析圖4-3 連接件應(yīng)力分析圖4-4 連接件應(yīng)變分析圖4-5 連接件合位移分析第二節(jié) 小結(jié)在本章中，應(yīng)用了SolidWorks對(duì)豆腐皮自動(dòng)生產(chǎn)線的蹲腦破腦系統(tǒng)進(jìn)行建模，對(duì)一些零件進(jìn)行修改，確保他們之間不發(fā)生干涉，并且對(duì)一

54、些關(guān)鍵部分進(jìn)行有限元分析，確保其材料在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的可行性，在實(shí)際生產(chǎn)中，能滿足需要。第五章 總結(jié)與展望第一節(jié) 總結(jié)泱泱大國(guó)，種植豆腐已經(jīng)有5000多年的歷史了，從傳統(tǒng)的手工制作豆腐到現(xiàn)在的機(jī)械式生產(chǎn)，這期間經(jīng)歷了質(zhì)的變化。在本文中，從消費(fèi)者日常需要的角度考慮，調(diào)查傳統(tǒng)豆皮機(jī)在工作中所出現(xiàn)的缺陷，提出一種新的自動(dòng)化程度較高的豆皮機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，豆皮機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線在點(diǎn)腦時(shí)，實(shí)現(xiàn)豆皮機(jī)的的自動(dòng)恒溫定量供漿、自動(dòng)檢測(cè)豆?jié){濃度與PH值，自動(dòng)定量與自動(dòng)供鹵、鹵水濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)等整機(jī)一體化結(jié)構(gòu)，蹲腦階段能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制蹲腦時(shí)間，使豆腐腦達(dá)到最佳狀態(tài)。圖5-1 蹲腦破腦三維圖破腦時(shí)，設(shè)計(jì)渦流式破腦器械，并在潑腦前

55、增加一個(gè)均質(zhì)機(jī)，使破碎的腦花更均勻。點(diǎn)腦、蹲腦、破腦三道工序在同一臺(tái)機(jī)械設(shè)備上，應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整個(gè)豆?jié){桶的間歇運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)腦裝置與破腦裝置應(yīng)用齒輪齒條機(jī)構(gòu)，利用液壓裝置實(shí)現(xiàn)豆?jié){的傾倒。能有效的解決目前出現(xiàn)的人工強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、口感不好等問(wèn)題。相信在以后，豆腐的制作會(huì)越變?cè)饺菀?，豆腐的質(zhì)量也越來(lái)越高，而且會(huì)有更多的豆腐的衍生品出現(xiàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的干豆皮機(jī)，我們?cè)O(shè)計(jì)新新型豆皮機(jī)有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)： 1.自動(dòng)化程度高：相比于傳統(tǒng)的豆腐皮制作過(guò)程，最新設(shè)計(jì)的豆腐皮自動(dòng)化生產(chǎn)線能自動(dòng)檢測(cè)相應(yīng)數(shù)值并進(jìn)行反饋，自動(dòng)點(diǎn)腦破腦與均質(zhì)，這大大的提高了豆腐的質(zhì)量，減小了因?yàn)槿藶橐蛩貙?dǎo)致豆腐成品不完整，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，間接地減小了企業(yè)生產(chǎn)成本。2.產(chǎn)量大、質(zhì)量高：此豆皮機(jī)生產(chǎn)線日產(chǎn)量為1t，產(chǎn)量是傳統(tǒng)豆皮機(jī)的2-3倍，并且生產(chǎn)出來(lái)的豆皮厚薄均勻，口感好，勁道足。3.簡(jiǎn)單、易維護(hù)的整體設(shè)計(jì)：此設(shè)計(jì)整體簡(jiǎn)單，運(yùn)輸方便，容易維護(hù)，其中的間歇式撥叉機(jī)構(gòu)方便拆卸，而且此設(shè)計(jì)成本低廉，耐使用。第二節(jié) 未來(lái)展望發(fā)展是可持續(xù)的，正因?yàn)榘l(fā)展，世界才會(huì)變得美好，科技在進(jìn)步，現(xiàn)在科技滲透在我們的生活，吃的、穿的、玩的。隨著科技的發(fā)展，相信在以后會(huì)有更好的產(chǎn)品出現(xiàn)。本文自主設(shè)計(jì)的豆皮機(jī)自