电动葡萄酒开瓶器设计及运动仿真开题报告

毕业设计（论文）开题报告1 选题的背景和意义1.1 选题的背景本课题是电动葡萄酒开瓶器设计及运动仿真。众所周知，葡萄酒是一种时尚的饮 品，它不仅具有营养、健康、文明、节约粮食等优点，而且它具有悠久的文化历史1。 适量的葡萄酒对于人体的健康有很大的帮助。它能够增进食欲，还有防衰老、延年益 寿的效果，并有助消化的功能。葡萄酒虽然现在已经普遍的进入到我们的生活，但是葡萄酒的软木塞瓶盖给人们 带来了不便，不仅是软木塞难于从酒瓶中取出，而且即使取出来也比较费力，可能也 会出现软木塞部分木屑掉入酒中，影响酒的口感。现在在市面上使用的开瓶器大多都 是第一代的开瓶器，但这种开瓶器有这明显的缺陷，就是使用起来比较费力，也不能 随声携带，并且外观也不美2。因此本课题的选题背景和意义就是设计出一款省力、 外观简单有时尚的电动式开瓶器，解决前一二代开瓶器的缺陷，完善开瓶器的功能， 能够在餐桌上配得上葡萄酒高贵的气质。1.2 国内外研究现状及发展趋势随着葡萄酒进入大众市场，它的伴随品也映入眼帘。现在在市场上出售这许多各 式各样的葡萄酒开瓶器，而且葡萄酒开瓶器还拥有了许多功能3。第一代葡萄酒的开瓶器：它的构造也是最简单的，一个螺丝锥和一个把手，它 的使用也很简单，把螺丝锥旋入软木塞，然后通过把手用力把软木塞拔出。但是使用 这宗开瓶器不仅费力，而且容易把软木塞弄断。图1第一代葡萄酒开瓶器第二代葡萄酒的开瓶器：第二代开瓶器的种类有很多种，而且有也增加很多功能。 这一代比较出名的是杠杆式开瓶器，这种开瓶器顾名思义就是利用杠杆原理来拔出软 木塞，这样就会比第一代开瓶器省力，但是力省的不是很多，还是不适合女士和小孩。 而这一代开瓶器也有了很好的突破就是出现了电动式和气压式的开瓶器的雏形。但是 这种开瓶器的体积庞大，外观不美。图2 第二代葡萄酒开瓶器第三代葡萄酒的开瓶器：带三代开瓶器的代表是自动式开瓶器和气压式开瓶器。 这两种开瓶器的出现就是为了解放双手，不用让人去费力。虽然它们有这明显的优点， 例如：使用方便。省力、省时、适合所有人士使用，并且外观时尚美丽，但是它们的 缺陷也很明显，如：制造成本过高，不适合市场的需求，对市场应变能力低4。酒开瓶器在国外还有一种形式的开瓶开瓶器的功能比较多而且是可以折叠些固定的场合，就是侍者式开瓶器。这种携带比较方便，因而大多都出现在比较有气质高档的餐厅。它这种开瓶器有其它的功能，有个切箔刀和开汽水瓶盖的开瓶器 5。图4 侍者式开瓶器随着现代科技的发展，葡萄酒开瓶器也在一代一代的更新换代。从最原始的 T 型开瓶器发展到用气压或电动的开瓶器；从外型不美观，使用费力的开瓶器到现在外 型时尚，高端，使用简便的电动式开瓶器；开瓶器从是一种“原始野蛮”的东西转变 到一位有气质的“绅士”。2 研究的基本内容（1）电动开瓶器整体结构设计。（2）开瓶器的运动方案设计。（3）传动机构结构的设计和计算。（4）电动开瓶器运动部件的动态仿真。2.1 基本框架（1）分析和构思方案：确定合适的齿轮传动和运动过程。（2）确立原理方案：以齿轮传动机构为基础确立合适的方案。（3）总体结构方案：设计出能够完成这一系列动作的传动机构。（4）设计计算：包括电机的选择，传动比的计算，齿轮的强度和轴到转矩计算 以及各部件尺寸的计算。（5）动态仿真：用 UG 画出整体的三维装配图，再对其进行运动仿真。2.2 研究的重点和难点重点是电动式开瓶器的齿轮传动方式，怎么才能通过一组传动机构来实现钻入 木塞和拔出木塞。难点是传动机构的设计和计算，尺寸的确定，怎么解决在拔出木塞 的时候，使转动的螺旋针停住，并且不妨碍木塞的拔出。2.3 拟解决的关键问题解决整个开瓶器的尺寸设计，和齿轮的传动比，强度及其本身大小的设计，电机 和减速器的选择。3 研究的方法及措施电动式开瓶器的外部结构如下图，由两个半圆柱来构成开瓶器的外部，用螺钉来 联接固定。电动式开瓶器内部的结构设计用图 1 和图 2 来讲述其工作的原理，首先开瓶器内 部的结构分成两部分，图1，是实现丝锥钻入木塞的原理。先由电机提供转速接过减 速器进行减速，然后传动到齿轮 Z1，Z1 和 Z2 啮合进行传递，在通过轴传给锥齿轮 Z3,锥齿轮Z4和Z3啮合，来实现从水平转动变为垂直方向的转动，传到齿轮Z5, Z5和齿轮轴11啮合，形成转动，然后带动丝锥转动，这样就能钻入木塞。图2，是 开瓶器的另一部分的传动系统，来实现在轴的竖直方向的运动。从Z1传动到齿轮轮 系Z6、Z7、Z8、Z9，来进行进一步的减速，然后Z9与齿轮轴Z10啮合，来实现轴 的上下移动，进而使木塞拔出。整体的运动是两张图综合的运动。图6 开瓶器的传动机构图6 传动机构的部分结构2013.11.18 2013.11.25 2013.11.262013.12.20 2014.3.242014.4.10 2014.4.112014.4.20 2014.4.212014.4.30 2014.5.1 2014.5.17 2014.5.182014.5.30由开瓶器的整体结构示意图以及相关尺寸的设计计算，绘出二维零件图和装配 图。在UG建模模块中，绘制三维零件图，并对三维零件图进行装配。然后在UG运 动仿真模块中，对开瓶器进行运动仿真。5 预期成果根据设计任务书，并且查阅相关文献和参考资料，经过以上方法和措施。完成整 机、零部件的设计，绘制总体的装配图、零件图各一套、三维运动仿真图一套，标准 件列表以及设计说明书一份。6 研究工作进度计划完成前期准备材料 完成文献综述、外文翻译和开题报告 完成构思开瓶器的总体设计 完成绘制总体的装配图和零件图 完成绘制三维图并进行仿真 完成设计说明书 整理各类文件，准备答辩参考文献1 阿鲁.葡萄酒文化漫谈J.中国保健营养，1999 (10)： 44.2 本刊编辑部细数开瓶器J酒世界，2013 (2)： 88.3 弘兼宪史弘兼宪史葡萄酒入门讲座M上海：南海出版社，2012.4 赵海峰，郭燕，周林.基于Solid works的葡萄酒开瓶器创新设计与制作J.食品工业，2012(6)： 112-115.杨菊萍.一种实用新型手用气动开瓶器J.机械工程师，2010 (5)： 113赵海峰，张裕荣，郭燕.木塞瓶开瓶器P.中国专利，201020230741.6.00嘔WInuu剳s回Is郦緬K*卜-01:确机拠囂E Eg當需g E卫而廿整昭聽耙呂吕 F.WNriUFdjealr虽E世畐里彼旨聶豐1EL法K展床E克孟Jn Br1 *4