包饺机设计说明书(修正版)

广州 学院 机械创新设计竞赛 产品 设计说明书 包饺机设计 院（系） 机电工程系 专 业 机械工程及自动化 班 级 08机械四班 小组成员 庄宏乐 指导老师 王建春 2011 年 12 月 20 日 设 计 任 务 书 兹发给 08 机械四 班学生 庄宏乐 设计任务书，内容如下： 1 设计题目： 包饺机 设计 2 应完成的项目： （ 1） 绘制整体结构图简图 （ 2） 主要流程图 （ 3） 各个主要零件附图 （ 4） 计算 设计 齿轮 轮的实际轮廓曲线 （ 5） 3 参考资料以及说明： （ 1）李琳，李杞仪 主编 . 机械原理 . 中国轻工业 出版社 ， 2009 （ 2） 杨忠秀主编 . 机械原理课程设计指导书 . 机械工业出版社 ， 2003 （ 3） 蒋秀珍编著 北京：科学出版社， 2004 （ 4） 龙驭球，包世华编著 等教育出版社， 2006 （ 5） 赵晴编著 北 京：机械工业出版社， 2006 （ 6） 何铭新，钱可强编著 北京：高等教育出版社， 2004 4 本设计任务书于 2011 年 12 月 6 日发出，应于 2011 年 12 月 22 日前完成，然后进行答辩。 指导教师 签发 年 月 日 课程设计评语： 课程设计总评成绩： 指导教师签字 ： 年 月 日 摘要 螺旋式饺子机定位于普通家庭，具有操作方便，工作连续，效率较高，性能可靠，价格低廉，所包饺子外形美观，质量优良等特点。此饺子机突破了市场上现有包饺机原理限制，主要功能实现机构为螺旋式压面（馅）杆和旋转压制模具。主要工作流程为：利用螺旋压面杆的压紧力将揉好的面团压制成饺皮，同时通过压馅杆送出饺子馅，最后由两个相对旋转的压制模具将带馅的面皮压制成饺子。螺旋机构的应用提供了较大的增力比，从而满足压制饺皮对力的需求；旋转压制模具能保证机器工作的连续性，同时减低噪音和冲击 等因素。饺子机所包制的饺子长约为 60高处约为 30约为 10皮厚度约为 2子内所包馅体积约为 4 3该饺子机的体积小（ 200 重量轻（ 5，价格低廉（成批生产预计价格 200 元），加工速度良好（ 20 40 个 /完全适合于普通家庭和小型餐馆。 关键词： 饺子机、操作方便、效率高、廉价、美观 目录 摘要 第一章、 研制背景及意义 . 1 景 . 1 有市场情况 . 1 们以前的设计方案： . 1 第二章 、螺旋式饺子机 . 3 体设计说明 . 3 要流程 . 3 案原理 . 3 动过程 . 4 要机构和零件 . 4 旋压面杆 . 4 体 . 4 馅杆 . 5 制模具 . 6 他机构 . 7 第三章、 理论计算 . 9 第四章、 总结 .考文献 1 第一章 、 研制背景及意义 景 饺子是深受我国人民喜爱的传统特色食品，又称水饺，是我国北方民间的主食和地方小吃，也是年节食品。有一句民谣叫 “ 大寒小寒，吃饺子过年。 ” 饺子多用面皮包馅水煮而成。饺子起源于南北朝时期。饺子多以冷水和面粉为剂，将面和水和在一起，然后将经发酵而成的面团擀擀，擀成一个个的粗面团，这样之后再用刀将一个个面团切成一块块圆的小面团，最后将这些小面团擀成中间略厚周边较薄的圆皮，包裹馅心，捏成月牙形或角形，包成后下锅煮至饺子浮上水面即可。饺皮也可用烫面、油酥面或米粉制作；馅心可荤可素、可甜 、 可咸； 饺子的特点是皮薄馅嫩，味道鲜 美，形状独特，百食不厌。 然而， 随着生活节奏的加快， 越来越多的人没有时间和精力来自己包饺子，包饺技术也不容乐观。 在此背景之下我们设计了这个家用的小型的半自动包饺子机。 希望它能在快节奏的生活中，依靠其方便快捷的操作方式，经济实惠的价格，内外兼有的饺子质量，为繁忙工作 快节奏生活 的人们提供一顿具有中国传统的美味。 有市场 情况 从网上资料和实际市场调查来看，市面上的饺子机主要有大型和小型两种 。大型机型号较多，各型号 大型机的工作原理基本上都是一样的 ，主要用于速冻饺子厂的大批量生产，其售价很高，大部分为 7500 13000 元 。小型机只有两种，一种上市已经有好几年 （主要考察对象） ，还有一种适用面窄，使用的人不多，市面上也很难看到（所以 市场考察中也 没有看到实物）。 所考察 小型机售价为 500元（大批量购买价，单件购买会更贵）， 。 仿人型 包饺机 但是据代销商介绍，其工作寿命很短，只有 3 5个月，而且 还有只能 包制素馅饺子，工作过程不连续，使用不便，清洗较难等较多缺点 。 们以前的设计方案 ： 图 样例饺子机的总机构图 2 图 样例 饺子 机 的制作 饺子 过程 整个运动周期的动力来自手动摇柄，时序由 不完全齿轮和凸轮等机构控制。 此方案基本上是完全的仿真了人手包制饺子的过程，包制出来的饺子外观较好，而且可以较为容易的改变形状。同时在压制饺子的过程中几乎不产生边角料，因为饺皮压制圆筒直接压制出来的就是一个圆形的饺皮。 此 机构紧凑，结构巧妙，功能齐全，成本也不高，适用于小型餐馆食堂和家用 。 1. 优点 饺皮压制圆筒压制出来的饺皮直接就是一个圆形饺皮，压制的饺子形状美观，没有边角料。（市场上的小型机有较多边角料，大型机也有部分边角料）； 饺子压制机构，完全仿人工作，可以连续工作，同时方便下 馅 ，包制的饺子外形较好，不易松散。 2. 缺点 机构复杂，加工制造困难； 制作成本偏高，市场前景不容乐观； 可靠性和寿命难以保证。 鉴于以上原因，我们选择了下面的螺旋式包饺机 弥补了市场上小型机的缺陷。如果大批量生产，其成本会控制在较低水平，再加上其高效实用的特点，其必将会有很好的市场 在盛面箱中放入已揉好的面团 两饺皮压制圆筒相对转动，压制饺皮 压好的饺皮经下滑道滑至饺子压制模具中 饺子压制模具压制饺子，并将其送出 开始 结束 3 第二章 、 螺旋式饺子机 体设计说明 图 创新饺子机的总体机构图 要流程 图 创新饺子机的制作饺子过程 案原理 压制过程：依靠螺旋式机构，提供压制所需的压紧力，通过 U 型成型机构，将揉制好的面团直接压制成面片； 在盛面箱中放入已揉好的面团 在盛馅箱中放入已拌好的饺子馅 螺旋压面杆压制饺皮 螺旋压馅杆压出饺子馅 面皮经 饺子馅 经管道到达 饺皮上方 两压制 模具相对旋转，压制成饺子 4 下馅过程：饺馅自动注入 U 型导槽中已压制好的面片中。 包制过程： 通过两个成型模具的旋转运动，将压制好的饺皮包制成所需的饺子形 动过程 图 创新饺子机传动部分的过程 要机构和零件 旋压面杆 图 饺子机的传动部件 螺旋面杆 此零件的 导程是 30外 径 60内径为 30有效长度为 70转一圈可以压制出的饺皮长度为 要功能是把面团压紧并与 U 型块相配合，形成饺皮。 螺旋压面杆的螺旋构型能将旋转运动转化成连续的竖直压紧运动。与其他类型的压制面皮机构相比，螺旋机构 具有两个明显的优点： a， 连续性好， 可以方便的进行时序设计 b， 增力比大 ， 具有良好的压紧效果。考虑到此零件所受的转矩和压紧力均较大，采用铸铁圆棒加工而成。 尺寸计算过程见后面“理论计算”。 体 箱体主要由三个零件组成：箱体自身、 U 型块、 U 型导槽，组合形式如下： 手柄 压面杆 齿轮 1 齿轮 2 齿轮 3（ 4） 压制模具 压 馅 杆 压制面皮 压制饺子 挤饺子馅 5 图 创新饺子机主要零件 箱体 箱体底部的孔选择了锥形孔，主要是考虑： a，锥形孔能减少最后的面团残余量； b，锥形孔的斜度能提供一个附加挤压力给面团，使面粉更易被挤出成为面皮。 选用 U 型块是因为它能很好的将挤出的面皮限制成凹形，进而为后面的下 馅和压制过程提供良好的加工 原型 ， U 型块与箱体孔壁间隙保持再 2得压制出来的饺皮厚度在 2右 。 U 型导槽能将挤出的面皮引导至压制模具，以便进行压制饺子。同时， U 型导槽上方将进行下 馅 过程， 好的保持面皮的形状。 箱体体积较大，受力较为分散，因而选用尼龙作为材料。 保证其受力强度 。 U 型导槽采用钣金制造，螺钉固定，加工容易，安装方便。 馅 杆 图 创新饺子机传动部分 压馅杆 6 其工作原理与压面杆相似，均是通过螺旋挤压，将饺子馅挤出。但考虑到压馅过程的力度远不如压面过程，故从成本和重量出发，我们选择了尼龙作为材料。其螺距的选择直接控制 其下 馅 量的多少，因而在确定其螺距时必需同出面皮的速度配合良好。具体的计算过程见后。 其尺寸计算过程见“理论计算” 制模具 传统的压制模具一般采用仿人型，其优点是包出的饺子完全模仿人工包制，具有外形美观等特点。但其缺点也是明显的： a，连续性不佳，效率低。仿人型模具在工作过程中必需采用间歇机构，连续性不佳，且容易对其他机构产生冲击，噪声，不适于连续工作和批量生产。 b，模具加工困难。仿人型饺子的外形是靠模具的外形来保证的，要使其具有一定的外形美观程度，模具必需具有饺子的形状，给生产模具带来较大困难，加工成本也不容忽视。 我们所采用的是旋转 式的压制模具。这套模具有两个圆柱体组成，每个圆柱体上具有挖空的饺子外形。通过两个圆柱体的相对转动，压制饺子；而圆柱体上的挖空部分则能很好的保证饺子外形。 其主要特点有： 连续性好。两圆柱体连续滚动，不会造成冲击和过高的噪音，同时便于施加动力，有很高的效率； 模具加工方便。此模具只针对饺子的边缘进行外形固定，而饺子中部则任其自由流动，避免了复杂的加工过程。模具的外空部分由铣刀直接铣出，加工方便，成本低廉。 图 饺子机的压制部分 压制模具 7 他机构 齿轮 图 饺子机的传动机构零件 齿轮 齿轮主要用于螺旋压面机构（主动），滚动压制模具之间的传动。其尺寸和传动比计算过程见“理论计算”。 圆筒 图 饺子机工作机构 圆筒 在工作时，圆筒将面固定住，内部有螺旋压面机构。其可以快速拆卸（如图中红线方向为其拆卸方向），便于清洗。其上有盛面箱（钣金而成）。 盛馅箱 图 饺子机的盛放部件 盛馅箱 用于盛放已经和好的饺馅 ，其内有螺旋下馅机构。其也可以快速拆卸，图中红色部分为其拆卸方向。 8 手柄 图 饺子机的操作机构 手柄 手柄可使力臂延长从而减轻饺子机实用者的负担。其也可以沿图中红色肩头方向快速拆卸。 可拆卸部件 可以拆卸部分的爆炸视图 图 饺子机的拆卸图 如图所示，下馅部分，压面部分还有外壳都是可以快速拆卸的，十分便于清洗！ 9 第三章 、 理论计算 1. 所包制饺子尺寸： 所制作饺子尺寸饺子机所包制的饺子长约为 60高处约为 30约为 10皮厚度约为 2个饺子中的饺馅体积约为 4 3 也就是要求压制饺皮为一个直径为 60度 2面片。根据我们饺子机的设计原理，可知做一个饺子的面皮需要长度约为 65 U 型面片，同时，所设计的 U 型面片展开宽度 80 2. 螺旋压面杆尺寸选取以及压面量计算： 通过分析已有的类似与螺旋压面机构的螺旋机构，我们选取导程和 h 3径 D 60径 d 20螺旋，其有效长度为 70 计算螺旋压面机构正常情况下旋转一圈所挤压出来的面片长度： 理想情况下：螺旋杆转一圈压下的体积 22 3( ) 7 5 3 6 04h m m 理 想 考虑实际情况，实际下压体积应该乘以系数 1k ，由实际实验可得： k 注： 面比为 1： 3）而揉制成的面团实验测得。 所以 实际 = 21100 3. 传动比确定： 因为滚动压制模具旋转一圈可以压制两个饺子，所以其旋转一圈所需要的 L 6 5 1 3 0 2 则所需的面片体积为： 30V L L 2 0 8 0 0 片 面 长 面 宽 h 由可知，螺旋杆转速 与滚动压制模具转速 之比 1 （根据机械原理齿轮传动比 i =得） 所以，螺旋杆齿轮齿数 与滚动压制模具齿数 之比为 1 3 （根据机械原理齿轮传动比 i =得） 4. 齿轮齿数确定： 由于模具尺寸是固定的（为了保证能包出尺寸合格的饺子），直径 40且两个模具之间的间隙是固定的，所以模具的齿轮的尺寸是固定的 ，齿轮分度 10 圆直径 D 齿 轮 40们选取齿轮的模数为 2。 所以，模具齿轮齿数 D 20 由可知， 20 所以三个齿轮尺寸一样。（即齿轮 1， 3， 4相同） 由于所设计的包饺机的尺寸尽量控制在很小范围内，所以齿轮 1 和齿轮 3之间起传导作用的堕轮 4 选用尺寸最小的。齿轮 1 和 3 之间最小距离为 91以齿轮 4 分度圆直径最小为 91 20 2 51 通过圆整可以将该齿数设计为 26起分度圆直径为 52即 26 5螺旋下馅杆尺寸的设计： 根据设计方案，滚动压制模具旋转一圈（包制两个饺子，所需 U 型面片长度为 130螺旋下陷杆随之旋转一圈。则所需饺馅体积： 2 3V L S 1 3 0 1 0 1 3 0 0 0 馅 面 长 根据包饺机总体尺寸，可将螺旋下馅杆外径选用 50径选用 20螺旋机构。 计算其导程： 由 22()4 理 想 理 想实 际 以及实验所得 k 注：此处 k 是由瘦肉与白菜 1： 1 配比做馅实验而得。 可以推出： h 6 6手柄力计算： 根据我们的实验可知，手柄必需给螺旋施加 M=的力拒。 手柄把力臂延长到 以人手要给手柄施加力为 F 因为本机器为小型家用机械，其受力较小，工作强度也不高，所以其强度无需详细计算校核，可由具体实验和经验核定。 11 第四章 、 总结 经过 这段时间的创新实践，通过对原来饺子机的的研究，逐渐了解饺子机的工作原理。通过对原有的机械的研究，对原有的饺子机不断地改进，终于制作出了比原来有点优点。优点如下： 转压制 模具压制饺子， 加工方便， 工作连续，效率高，压制紧，外形好； 力比 大，压制稳定连续； 均匀准确； 洗； 量轻，操作方便， 工作连续，成本低廉。 经过这次的创新设计，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且更为熟练，也加强了在大学阶段所学到的专业理论知识的巩固。 在创新设计的过程中，在设计方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导，再加上自身不懈的努力，问题得到了解决。这次的毕业设计使我对机械有了一定的认识，在设计过程中，不仅把大学所学到知识加深了，还能够把各科灵活的运用到设计中去 。 这次创新设计不仅是对大学这 4 年的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。 在这里感谢我的指导老师王建春老师，在创新设计想法、绘图和说明书书写过程中，给与了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出 了宝贵的意见，在创新设计过程中是他们的精心指导才使我的创新设计能够顺利完成，感谢学院基于的支持和机会，感谢同学的无私帮助。同事要感谢百忙之中参加设计答辩的评审老师王建春老师兼并指导老师。对论文不足之处敬请批评指正。 12 参考文献 1 蒋秀珍编著 北京：科学出版社， 2004 2 龙驭球，包世华编著 等教育出版社， 2006 3 李琳，李杞仪主编 . 机械原理 . 中国轻工业出版社， 2009 4杨忠秀主编 . 机械原理课程设计指导书 . 机械工业出版社， 2003 5 赵晴编著 北京：机械工业出版社， 2006 6 何铭新，钱可强编著 北京：高等教育出版社， 2004