家用自動(dòng)包子機(jī)創(chuàng)意設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z一、緒論(2)包子機(jī)的發(fā)展(2)包子機(jī)的研制意義、相關(guān)介紹和目標(biāo)及未來(lái)的發(fā)展方向(2)二、機(jī)械系統(tǒng)總體方案的擬定(3)動(dòng)力系統(tǒng)的擬定(3)傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擬定(4)三、機(jī)械部分的設(shè)計(jì)(4)包子模型的建立與分析(4)生產(chǎn)效率與成型盤的設(shè)計(jì)(5)豎蛟龍的設(shè)計(jì)(5)橫蛟龍的設(shè)計(jì)(5)成型頭的設(shè)計(jì)(5)四、包子機(jī)創(chuàng)意設(shè)計(jì)(6)結(jié)論(.8)參考文獻(xiàn)(9)家用包子機(jī)創(chuàng)意設(shè)計(jì)摘要隨著時(shí)代步伐的大跨步進(jìn)步以及生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)烹飪的營(yíng)養(yǎng)追求也是越來(lái)越高了，快速而且還具有營(yíng)養(yǎng)的食品自然是我國(guó)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(shè)計(jì)主要針對(duì)“家用自動(dòng)包子機(jī)的創(chuàng)意設(shè)計(jì)”，在通過(guò)觀察包子手工生產(chǎn)過(guò)程以及借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)食品成型機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用成型頭為成型元件、螺旋機(jī)構(gòu)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(shè)計(jì)包子機(jī)。該種成型原理生產(chǎn)效率高，降低人工勞動(dòng)成本，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)式生產(chǎn)，因此在食品機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】包子機(jī)機(jī)械系統(tǒng)成型頭創(chuàng)意設(shè)計(jì)一、緒論包子機(jī)的發(fā)展隨著時(shí)代步伐的大跨步進(jìn)步以及生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)烹飪的營(yíng)養(yǎng)追求也是越來(lái)越高了快速而且還具有營(yíng)養(yǎng)的食品自然是我國(guó)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，在餐飲業(yè)快速發(fā)展的今天，人們對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)面點(diǎn)食品仍舊喜愛(ài)，各種包子鋪、包子鋪、饅頭連鎖店等也不短的興起，在大街上隨處都可以看到無(wú)數(shù)的攤點(diǎn)，尤其是在忙忙碌碌的早上這些攤點(diǎn)真的為我們老百姓節(jié)省了不少的時(shí)間。包子是我們每個(gè)人熟知的一種主食，是一種把面粉加水、糖等調(diào)勻，制作時(shí)加入肉、菜、豆蓉等餡料，發(fā)酵后通過(guò)蒸籠蒸熟而成的食品，成品外形為半球形。改革開(kāi)放后，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平由溫飽型逐漸向營(yíng)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(yíng)養(yǎng)、價(jià)廉的中式快餐成為時(shí)尚，同時(shí)逐漸向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。80年代，第一臺(tái)包子機(jī)在中國(guó)問(wèn)世后，至今已經(jīng)歷了二十多個(gè)年頭，包子機(jī)的類型也經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段的發(fā)展，第一代為盆式包子機(jī)，第二代為灌腸式包子機(jī)，大三代為包合式包子機(jī)。都是在成型與輸餡結(jié)構(gòu)上有所不同?，F(xiàn)在市面上大量銷售的主要是灌腸式包子機(jī)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是研究灌腸式包子機(jī)。包子機(jī)的制作包子就是把和好的面團(tuán)和拌好的餡放入機(jī)器指定斗就可以出來(lái)成型的包子。當(dāng)今包子機(jī)廣泛適用于賓館、飯店、食堂、個(gè)體店等面食加工行業(yè)。隨著技術(shù)的提高，包子機(jī)自動(dòng)化程度相當(dāng)高，只需將和好的面和陷放入機(jī)器，5分鐘后，成型的包子就會(huì)一個(gè)接一個(gè)的出爐了。包子機(jī)原理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，一個(gè)人即可操作，而且包子機(jī)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(guò)之而無(wú)不及。包子機(jī)的研制意義、相關(guān)介紹和目標(biāo)及未來(lái)的發(fā)展方向包子是一種大眾快餐食品,國(guó)內(nèi)外消費(fèi)量極大,但其制作一直為手工操作,工作效率低,勞動(dòng)量大,不衛(wèi)生,成品形狀和大小無(wú)法完全一致,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需求。因此如果能研究開(kāi)發(fā)一種能夠以機(jī)械動(dòng)作代替人工勞動(dòng)的機(jī)器，那么除了可以節(jié)約大量的時(shí)間、降低包子的生產(chǎn)成本、提高利潤(rùn)之外，更可以免除人們冬日里冒寒排隊(duì)購(gòu)物之苦，一舉多得。本次設(shè)計(jì)主要是面對(duì)家用，全自動(dòng)包子機(jī)便是我們的設(shè)計(jì)對(duì)象，全自動(dòng)包子機(jī)的特點(diǎn)有：①全自動(dòng)包子機(jī)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(shí)，損壞或變型的情況。②包餡機(jī)先進(jìn)的輸面、進(jìn)餡系統(tǒng)，充分保護(hù)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(wú)論何種餡料均能使包子成型效果絕佳。③按照面點(diǎn)工藝要求的動(dòng)力學(xué)科學(xué)設(shè)計(jì)，以確證制品密度，從而保證了制品氣孔的均勻細(xì)膩，彈韌性、持水性絕佳，且制品表面光亮細(xì)膩、花紋整齊、口感滑爽，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(zhǔn)確可靠。5分鐘即可自如操作。⑤自動(dòng)化程度高，定量準(zhǔn)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(jī)身輕巧，占地少，挪動(dòng)方便。主要機(jī)件均采用不銹鋼制作，外形美觀，符合國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。⑧結(jié)構(gòu)合理，成型、進(jìn)餡、進(jìn)面與控制板均獨(dú)立電機(jī)帶動(dòng)，不易發(fā)生連帶故障，且維修及拆裝清洗方便。⑨本機(jī)對(duì)面粉質(zhì)量要求不高，且適合各種工作場(chǎng)所。⑩工作效率相當(dāng)于8到12個(gè)工人同時(shí)手工制作包子，真正的低投入、高收效，節(jié)省投資。包子機(jī)發(fā)展至今，卻還有些不足。包子機(jī)初步目標(biāo)確定為能夠?qū)崿F(xiàn)包子包餡工藝的機(jī)械化。未來(lái)可在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)和擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)橫縱兩方向發(fā)展。即包子生產(chǎn)全過(guò)程的無(wú)人干預(yù)自動(dòng)化與多功能化。二、機(jī)械系統(tǒng)總體方案的擬定動(dòng)力系統(tǒng)的擬定動(dòng)力系統(tǒng)可按原動(dòng)機(jī)的類型分為電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液壓式等。包子生產(chǎn)機(jī)功率小、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、產(chǎn)品無(wú)嚴(yán)格精度要求,因此對(duì)動(dòng)力源亦沒(méi)有過(guò)多限制,且通過(guò)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(dòng)機(jī)作為動(dòng)力輸出裝置。傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定傳動(dòng)系統(tǒng)接傳動(dòng)件的不同可分為帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等幾大類。包子生產(chǎn)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)屬于復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng),綜合了鏈、齒輪、蝸輪蝸桿以及槽輪機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的最優(yōu)化。具體傳動(dòng)系統(tǒng)見(jiàn)2-2圖所示：1、槽輪機(jī)構(gòu)2、離合器3、齒輪傳動(dòng)4、豎蛟龍5、出面嘴6、齒輪傳動(dòng)7、齒輪傳動(dòng)8、錐齒傳動(dòng)9、鏈傳動(dòng)10、橫蛟龍11、餡管12、供餡泵2-2總體傳動(dòng)系統(tǒng)圖槽輪機(jī)構(gòu)控制著包子餡的供給速度，供給的包子餡通過(guò)供餡泵輸入餡管中向下移動(dòng)，離合器可以控制餡的量。3處的齒輪機(jī)構(gòu)控制著豎蛟龍的速度，通過(guò)豎蛟龍將橫蛟龍中運(yùn)輸?shù)拿鎴F(tuán)包裹在餡的周圍，通過(guò)出面嘴包子餡和面團(tuán)就結(jié)合。7處的齒輪機(jī)構(gòu)控制著成型盤的張合，同時(shí)也控制了其張合的速度。通過(guò)成型盤就可以做成一個(gè)接一個(gè)成型的包子。8處的錐齒傳動(dòng)主要把橫向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為縱向轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的原動(dòng)力，通過(guò)減速器可以控制轉(zhuǎn)速。9處的鏈傳動(dòng)主要帶動(dòng)橫蛟龍的轉(zhuǎn)速。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三個(gè)大部分：①現(xiàn)餡料輸送的供餡機(jī)構(gòu)。即供餡泵。②實(shí)現(xiàn)面料輸送的供面機(jī)構(gòu)。分為稹、豎數(shù)龍兩小部分。其中豎絞龍為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔充當(dāng)餡料輸送的通道,即餡管。③整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分一一成型機(jī)構(gòu)。由兩個(gè)同向運(yùn)動(dòng)的成型盤構(gòu)成。三、機(jī)械部分的設(shè)計(jì)包子模型的建立與分析根據(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(cè)量功能測(cè)得包子總體積為Vz=28.7cm3,其中空心部分(餡部分)體積為丫乂=11.3加3,實(shí)心部分(面皮部分)體積為Vm=17.4cm3。生產(chǎn)效率與成型盤的設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)沒(méi)有完善的理論計(jì)算方面的支持，因此在參考了國(guó)內(nèi)外眾多夾餡成型機(jī)械后擬定生產(chǎn)效率為3600個(gè)每小時(shí)，且由于成型盤每旋轉(zhuǎn)一周可生產(chǎn)包子一個(gè)，故而確定成型盤的轉(zhuǎn)速為nc=60r/min。通過(guò)觀察手工包子生產(chǎn)過(guò)程了解到搓制面皮速度越快越易成型，手工生產(chǎn)時(shí)速度大約為0.2?0.3m/s。因考慮到機(jī)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0.5m/s。通過(guò)線速度計(jì)算公式可得到成型盤的基礎(chǔ)直徑應(yīng)為Dc=500=159.23mm，圓整后取丸Dc=160mm。豎蛟龍的設(shè)計(jì)初步確定每個(gè)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d=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s旋帶最外緣半徑rlxs=42mm，且忽略因螺旋帶扭曲所帶來(lái)的體積增加(即認(rèn)定每個(gè)導(dǎo)程內(nèi)螺旋帶所占體積近似為一個(gè)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：Vl=兀(rl.2-r.2)H二*(2丁2-15八2)*0.5=339mm3設(shè)s豎絞龍的轉(zhuǎn)速與成型盤轉(zhuǎn)速相同，即豎絞龍每旋轉(zhuǎn)一周，面料垂直向下運(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程，且該導(dǎo)程內(nèi)的面料恰好能供成型盤生產(chǎn)一個(gè)包子，為n=60r/min。則螺旋管的導(dǎo)程可按下式近似計(jì)算:L=Vlxs+Vmsn(Rs^2-rs^2)代入數(shù)據(jù)有：Ls=21.8mm,考慮到面料壓實(shí)體積需要收縮，故將導(dǎo)程圓整為L(zhǎng)s=22mm。橫蛟龍的設(shè)計(jì)初選設(shè)計(jì)參數(shù):橫絞龍螺旋管外徑d=20mm；橫絞龍導(dǎo)料槽內(nèi)徑D=36mm；螺旋帶厚度H=0.5mm；hh螺旋帶最外緣半徑rlh=17mm；考慮到橫絞龍采用單端固定的形式，不適合承受過(guò)大彎矩，因此決定增大轉(zhuǎn)速縮小導(dǎo)程以減小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/mino則有：Vlh=九(rlj2-rj2)H=*(17八2-10C2)*0.5=297mm3L=1.5Vlx^+Vmh1.5L=1.5Vlx^+Vmh1.5n（Rh2-rh2）=16.9mm同理考慮到面料壓實(shí)體積需要收縮，將導(dǎo)程圓整為L(zhǎng)h=17mm。成型頭的設(shè)計(jì)為降低價(jià)格，適合國(guó)情，在包子機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)上要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，易于操作，便于清洗。在成型頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)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(dòng)和設(shè)計(jì)變?yōu)閺?fù)雜，考慮到手工制作包子的習(xí)俗，確定每個(gè)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(dòng)，減少產(chǎn)生阻、卡的機(jī)率，可以設(shè)計(jì)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(jìn)行封口封底。同時(shí)還要有水平動(dòng)力的輸入，這里采用兩個(gè)不規(guī)則的齒輪。成型頭主要由底座、滑塊、12個(gè)擠褶片、撥桿、滑動(dòng)軸、不規(guī)則齒輪、彈簧等零件組成，動(dòng)力傳遞是靠不規(guī)則的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)另一個(gè)不規(guī)則齒輪。成型頭是整個(gè)系統(tǒng)中核心部分，也是本設(shè)計(jì)中的創(chuàng)意部分，本成型頭采用連桿機(jī)構(gòu)、不規(guī)則齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，生成12褶包子。圖形如3-5圖所示：2禱懶3-5成型頭二維圖上圖所示的初始狀態(tài)就為張開(kāi)式，成型頭的初始狀態(tài)主要由彈簧的彈力來(lái)形成，主要為不規(guī)則齒輪的沒(méi)齒處與另一個(gè)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(gè)不完整齒輪，通過(guò)另一個(gè)不規(guī)則齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)，使滑塊在滑軌中擠壓彈簧，同時(shí)成型頭閉合，彈簧蓄積彈力，通過(guò)不規(guī)則齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，釋放彈力使得成型頭回到初始狀態(tài)。閉合狀態(tài)時(shí)，為兩個(gè)不規(guī)則齒輪的齒面結(jié)合，齒面結(jié)合傳遞動(dòng)力，使滑塊在導(dǎo)軌中移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)到圈2使得成型頭閉合。四、包子機(jī)創(chuàng)意設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)包子機(jī)的操作方法：活好的面裝入包子機(jī)面斗；將包子餡裝入包子機(jī)餡斗；③啟動(dòng)包子機(jī)電源，打開(kāi)包子機(jī)成型開(kāi)關(guān)；④打開(kāi)包子機(jī)輸面開(kāi)關(guān)；⑤打開(kāi)包子機(jī)輸餡開(kāi)關(guān)；⑥從輸送帶取出合格的包子；因此，可以發(fā)現(xiàn)此包子機(jī)需要活好的面才能生產(chǎn)包子，因此在放面口處加一個(gè)發(fā)酵裝置。市場(chǎng)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(tuán)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(guò)連桿機(jī)構(gòu)張開(kāi)，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(jī)構(gòu)：怖狀態(tài)4.1發(fā)酵底盤圖發(fā)酵的時(shí)候，底板閉合，等到發(fā)酵完成時(shí)，底板通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)打開(kāi)使面團(tuán)進(jìn)入有橫蛟龍的盛面團(tuán)箱中。結(jié)論本設(shè)計(jì)是在參考國(guó)內(nèi)外各種類似機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成型原理后設(shè)計(jì)而成，其作用為以機(jī)械動(dòng)作替代手工勞動(dòng)來(lái)生產(chǎn)包子。包子機(jī)是由機(jī)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(tuán)經(jīng)螺旋推進(jìn)器（橫絞龍和豎蛟龍）推至出口（面嘴）處形成空心面管;同時(shí)經(jīng)雙級(jí)葉片泵將餡推入面管內(nèi)，最后經(jīng)成形頭切成型。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容主要圍繞以下三點(diǎn)展開(kāi)：傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。成型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。主要為成型盤的設(shè)計(jì)。面料和餡料的輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要為橫豎絞龍、出面嘴的設(shè)計(jì)。創(chuàng)意思維拓展。并對(duì)上述四點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使之成為一能實(shí)現(xiàn)特定功能動(dòng)作的機(jī)械實(shí)體。由于該次設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容多，無(wú)論是時(shí)間方面還是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面均有很大的欠缺，設(shè)計(jì)內(nèi)容亦不甚完善，較之國(guó)內(nèi)外主流類似產(chǎn)品有很大差距。全自動(dòng)包子機(jī)在市場(chǎng)上涉及廣泛，本次設(shè)計(jì)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(huì)更加好。在零件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其加工性和制造性考慮的很少，嚴(yán)重缺乏具體的實(shí)踐。由于對(duì)所學(xué)知識(shí)還不能很好運(yùn)用，使得在整體設(shè)計(jì)方面數(shù)據(jù)還是有些欠缺。不過(guò)經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我得到了很多寶貴的知識(shí)，對(duì)一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程有了新的理解，還有就是做任何事都要有計(jì)劃，按照計(jì)劃一步一步施行，同時(shí)充分借鑒和參考同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路，也培養(yǎng)了我的堅(jiān)持不懈和挑戰(zhàn)自我的精神，對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的幫助！同時(shí)對(duì)自己有了清晰的認(rèn)識(shí)，自己所欠缺的知識(shí)面正是以后要做技術(shù)設(shè)計(jì)工作所要需要的，由此認(rèn)識(shí)到，只有擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)第一線的鍛煉，以后走上技術(shù)崗位才能夠設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的