雙面桶氣動饸饹機的設計 畢業(yè)設計

雙面桶氣動饸饹機的設計學生姓名指導教師摘要饸饹機是極為普遍的一種食品機械，主要用在制作面條。因其原理簡單，易于操作，運行穩(wěn)定，所以被廣泛使用。該設計主要是針對飯店的高效率饸饹面加工，主要任務是設計雙面桶的氣動饸饹機的機械結構并作出三維模型，也就是說設計雙面桶的氣動饸饹機機械結構動力部分，運動部分及確定雙面桶的氣動饸饹機的零部件參數，并且對主要零件進行了結構設計、零件的分析計算和校核。最終繪制出三維模型及二維零件圖。其中用于為壓面提供動力的部分是氣動部分，包括空氣壓縮機和氣缸，通過壓縮氣體對氣缸活塞的推動，氣缸活塞對面團的擠壓，通過面桶底部的漏洞產生面條。而兩個面桶又可以進行自動更換，省時省力。關鍵詞饸饹機氣動雙面桶THEDESIGNOFDOUBLEBARRELPNEUMATICHELEMACHINESTUDENTNAMEGONGXIAOHUITUTORSOLUTIONJIHONGABSTRACTHELEMACHINEISAVERYPOPULARFOODMACHINERY,MAINLYUSEDINTHEPRODUCTIONOFNOODLESBECAUSEOFITSSIMPLEPRINCIPLE,EASYOPERATION,STABLEOPERATION,SOITISWIDELYUSEDTHEDESIGNISMAINLYFORHOTELEFFICIENTHELESURFACEPROCESSING,THEMAINTASKISDOUBLEBARRELDESIGNOFGASDYNAMICHELEMACHINEMECHANICALSTRUCTUREANDMAKEA3DMODEL,IEHELEMACHINEMECHANICALSTRUCTUREDYNAMICDESIGNOFDOUBLEBARRELOFGASMOVING,MOVINGPARTSANDDETERMINEDOUBLEBARRELOFGASDYNAMICHELEMACHINEPARTSPARAMETER,ANDTHESTRUCTURALDESIGN,THEPARTSOFANALYSIS,CALCULATIONANDCHECKINGOFTHEMAINPARTSFINALLYDRAWTHE3DMODELAND2DDRAWINGSWHICHUSEDFORSURFACEPRESSUREWITHTHEDYNAMICPARTISPNEUMATICPART,COMPRISESANAIRCOMPRESSORANDTHECYLINDER,THROUGHTHECOMPRESSEDGASTOTHECYLINDERPISTONPUSHING,SQUEEZINGCYLINDERPISTONDOUGH,SURFACEATTHEBOTTOMOFTHEBARRELTHROUGHAFLAWINTHEHAVENOODLESTHETWOSURFACEOFTHEBARRELCANBECHANGEDAUTOMATICALLY,SAVINGTIMEANDEFFORTKEYWORDSHELEMACHINEPNEUMATICDOUBLEBARREL前言畢業(yè)設計是工科類大學生四年的總結和所學知識的整體運用。也是大學四年最重要的內容之一。在畢業(yè)設計之前，我做了很多的準備工作，包括對之前所學專業(yè)課本的翻閱和總結，對之前的課程設計以及畢業(yè)實習內容的回顧，所以在選課的時候我滿懷自信和激動。更讓我開心的是，我最后選擇了我特別喜歡的老師解繼紅老師的設計題目，并且對于選擇的題目相當的滿意。因為我對于“饸饹機”感覺特別有興趣?？赡苁怯捎谖沂莻€吃貨的原因吧。但是最后了解了我的設計題目之后，也有點小煩惱。因為對于氣動技術，以往的學習內容里面涉及的比較少，在課余世界接觸的這方面尤其是氣缸方面的東西也比較少，所以這項設計對我來說是個很大的挑戰(zhàn)。還好，指導老師解老師給予了我很大的幫助，包括杜勇老師也給了我很大的提示和鼓勵，這些幫助給了我很大的信心去完成好畢業(yè)設計，所以我特別感謝他們。在設計過程中最難的部分就是面桶更換時候要實現自動化。這讓我很費腦筋。最后設計出來的東西另自己也不是很滿意。不過還好，自己在不斷的嘗試中收獲頗豐。設計說明書中的錯誤和不恰當內容肯定會有很多，希望老師批評指正。1緒論11饸饹面的歷史以及制作方法饸饹面（讀音為HLMIN），在市面上又叫作HLUMIN，但是在傳統(tǒng)鄉(xiāng)下或者山西很多地區(qū)喜歡把它稱為河撈面。它是一種傳統(tǒng)的特色的面食，發(fā)源于漢族。做饸饹面時候用饸饹床子（制作饸饹面的工具，底部有孔洞）把和好的蕎麥面團、高粱面團（現多用白面）放在饸饹床子里，使用杠桿原理把面擠壓成長條，完了在鍋里煮著吃，這種傳統(tǒng)獨特的面食制作方式，不知從多會起一直延續(xù)到今天，成為中國北方地區(qū)獨特的風味名吃。山西省臨汾市曲沃縣的饸饹面起源的最早，在運城，臨汾，以及晉城的大街小巷到處都可以看見饸饹面館，當地的人逗樂說，“曲沃縣的饸饹面可以申請物質文化遺產”，可以說明當地人們對于饸饹面的喜愛程度。內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市的蕎面饸饹面、河南省郟縣的饸饹面也是特別有名，與山西省曲沃縣的饸饹面有的一拼。饸饹面在山西省大同市、內蒙古自治區(qū)中西部、甘肅省東部、寧夏回族自治區(qū)鹽池地區(qū)也很常見。曲沃縣的饸饹面以交里橋的最為出名，是一種獨特的風味小吃。曲沃縣、絳縣、垣曲縣和翼城一帶的群眾每到趕集廟會時候，吃上好幾碗才覺得特別香，吃了還想吃。晉城市，辦喜事總是少不了饸饹面的吃的時候，經常澆上豬肉臊子，吃起來才爽口，如果再配上辣椒，更是特別好吃。“饸饹”的定義在辭海中有詳細解釋，為“北方一種用蕎麥面軋成的食品，參見河漏?！昂勇钡慕忉屖恰凹答氿洠狈揭环N面食。王楨在農書蕎麥中寫道北方山后，諸郡多種，治去皮殼，磨而為面或作湯餅，謂之河漏?！蓖鯓E是元代的一位農學家，他的農學專著農書蕎麥中有句話在辭海上沒有提到“以供長食，滑細如粉?！睋Q句話說，饸饹就是過去的“河漏”，外觀細滑的像粉一樣，在當時是一種家里自己制作的食物，就像是今天家里做的面條一樣平常。關于饸饹面，在百度百科里面有兩個傳說，這里我列舉一個傳說，大家可以細讀一下在郟縣地區(qū)有一個商紂王,他聽說蘇護有個女兒叫做蘇妲己，長相奇美，于是就下詔書招納她為王妃，蘇妲己就由她的哥哥和嫂子護送到都城朝歌，在路途中路過一個地方叫獲嘉，在當地一個驛館住宿，蘇妲己的嫂子精通玄術，夜里觀天象知道當天會有一個妖魔不利于妲己，于是就下廚用面粉混搭去邪消災的靈物制作了一碗面條，給小姑蘇妲己送過去，當走到門口的時候，已經晚了一步，正好看到女媧娘娘派來擾亂殷商的九尾狐吸取蘇妲己的元神，因為蘇妲己的嫂子法力有點小，所以就眼睜睜的看著九尾狐變化成為蘇妲己的模樣，與蘇妲己的肉體合二為一，害怕的不會說話了。假的妲己笑著的問嫂子做的面叫什么名字，蘇妲己的嫂子知道她的命該如此，特別心痛，所以就小聲說道“活啦，活啦”。到后來就演變成為今天大家所吃的的“饸饹”面。饸饹面的制作方法其實比較簡單，如下饸饹面是一種傳統(tǒng)的面食，外觀類似與面條。做饸饹面時候用饸饹床子（制作饸饹面的工具，底部有孔洞）把和好的蕎麥面團、高粱面團（現多用白面）放在饸饹床子里，使用杠桿原理把面擠壓成長條，完了在鍋里煮著吃。這種面條，吃起來筋滑利口，十分好吃。這種饸饹面操作簡便，速度快，非常適合在大場面集體就餐（比如大型飯店，紅白事）。同時，饸饹的臊子（也就是饸饹面澆的菜湯）用羊油熬制，里面有辣椒和百年老鍋湯以及新鮮的羊肉，用八角、茴香、辣椒、胡椒、肉桂、蔥花、枸杞等佐料調味，吃起來味道鮮美，香而不膩，有去寒暖胃，滋陰壯陽，保健預防的功能。內蒙古中部地區(qū)也用莜面做饸饹吃，把莜面饸饹蒸熟，蘸肉鹵或辣醬、或者燉菜吃。這樣傳統(tǒng)獨特的美食制作方式在1400多年前就已經有了雛形。祖先們剛開始是在牛角上鉆多個小孔,孔和粗麻繩一樣細,面和的稀一點倒入牛角里,流入鍋中煮成面條。據老輩們說,在清朝的康熙年間,康熙皇帝曾經派專人對全國小吃進行統(tǒng)計,“河漏“也被作為其中一種報回朝延。有一天，康熙皇帝在尋找名吃時，看到有個“河漏”，因為它的名字古怪，所以特別注意到，隨即派人去制作。吃完后對饸饹面的獨特風味稱贊不已。可是最后由于名字“河漏”的諧音與治理河道不相稱，心中不爽，就提筆把“河漏”改成了“饸饹”。這樣來說，美味的饸饹面就成了我國北方獨特的風味小吃。12選題的市場背景研究121氣壓傳動和氣動技術的慨況氣動技術是通過壓縮氣體進行傳動（氣壓傳動）。氣壓傳動的介質是壓縮空氣。在空氣中的氮氣和氧氣含量比例最大，氮氣和氧氣的體積比例是41，我們都知道氮氣是惰性氣體，惰性氣體普遍具有穩(wěn)定性，而且不會自燃，所以氣壓傳動可以大規(guī)模用在易燃、易爆的地方。氣壓傳動的應用歷史悠久，在公元前，埃及人就開始使用風箱制造壓縮空氣進行助燃，這是最早的氣壓傳動。早在18世紀的工業(yè)革命開始，氣壓傳動技術就被應用于各大類行業(yè)。而氣壓傳動在一般工業(yè)中的自動化和省力化的應用則是近幾年才有的事情。目前世界各地都把氣壓傳動看做一種成本比較低的工業(yè)自動化技術。在國外自從20世紀60年代以來，氣動技術的發(fā)展速度就十分迅速，如今氣壓傳動零件的發(fā)展速度已經超過了液壓零件，氣壓傳動已經成為一種獨立的技術范疇。氣壓傳動的特點也比較多，主要來說有以下幾點，優(yōu)劣也很清晰1）大家知道，空氣這種東西，取之不盡用之不竭，用完后排放到大氣中又不會污染環(huán)境。2）空氣的粘度很低，流動時候阻力很小，壓力損失較小，特別利于集中供氣以及遠距離輸送。3）氣壓傳動系統(tǒng)對環(huán)境的適應性好，在易燃、易爆、塵埃多、輻射多、振動多的惡劣場所中仍可以工作穩(wěn)定。4）氣壓傳動系統(tǒng)反應速度快，因為氣體流動的速度接近聲速，但是液壓傳動根本做不到。5）空氣比較容易壓縮，壓縮性能良好，所以系統(tǒng)速度穩(wěn)定性差，給系統(tǒng)位置的控制和速度的控制精度造成較大的影響。6）氣體排出和流動時噪聲大，排氣時候需要加消音器。7）空氣本身沒有潤滑性，所以氣壓傳動元件很多都要使用潤滑油等進行潤滑。8）氣壓傳動的自我保持能力比較高，如果空氣壓縮機停止工作，閥門關閉，壓縮機內的氣體仍然會保持一個穩(wěn)定的壓力。9）氣壓傳動如果遇到超負載的情況，也能安全的進行工作，不會造成發(fā)熱燒壞系統(tǒng)等現象。氣動技術的缺點也很明顯，除了以上幾點提到的之外，氣動系統(tǒng)的輸出力雖然能滿足大部分的工業(yè)制造需要，但是比起液壓傳動設備，氣壓傳動設備的輸出力還是比較小一些。此外，氣缸在低速運動的時候，受到的摩擦力對其影響較大，穩(wěn)定性稍微差一些。氣動行業(yè)的發(fā)展也是趨向于保護環(huán)境、提高產品的性能、降低成本，因為氣動技術性能不錯，成本可以降低，又可以節(jié)能減排，特別有利于環(huán)境保護。說白了氣動技術的關鍵在于提高行業(yè)整體的自動化水平，使加工的產品更加有優(yōu)勢，在行業(yè)里，氣動技術的發(fā)展方向為1機電氣一體化；2高壓、小型化；3高效、低成本；4無油化；5高壽命、高可靠性；6集成化、復合型、多功能；7高速化?，F在氣動元件越來越廣泛地用于醫(yī)藥、生物工程、原子能、機器人、微電子等行業(yè)，所以行業(yè)對其相應提出了很多新要求，所以大力發(fā)展新材料、鑄造技術、表面熱處理、密封技術、計算機技術、傳感技術等許多基礎技術越來越受到人們的重視?，F在國內已經開始普遍使用帶開關的氣缸，因為這樣開關的體積就更小了，可以直接在氣缸缸體上制造。有些開關還可以報警，使氣動系統(tǒng)更加可靠。用傳感器可以精確的控制壓縮空氣的流量和壓力大小，使得更節(jié)能了。在市場上，氣動伺服控制系統(tǒng)也開始逐漸走紅。在電子業(yè)和醫(yī)藥業(yè)發(fā)達的今天，氣動系統(tǒng)正奔著小型化、輕型化的趨勢發(fā)展。國外現在已經開發(fā)出了拇指一樣大的氣動電磁閥，在越來越發(fā)達的將來，氣動技術將越來越有發(fā)展前景。122氣動饸饹機的選題背景隨著大家的生活水平不斷提高，大家對饸饹面的需求和口感也變得越來越挑剔，一些大型的生產食品的機械廠都紛紛對機械進行改進，生產了各種饸饹面生產機器。饸饹是山西人非常喜歡吃的一種面食，由于傳統(tǒng)的饸饹機都是使用人力手動壓制，費時費力，所以隨著科技的發(fā)展，有了各種不同動力的饸饹機，比如、液壓饸饹機、電動饸饹機、氣動饸饹機。電氣饸饹機使用電機拖動，電驅動本身具有較大的功率質量比，適合于中等負載，其優(yōu)點在于電源方便，響應快，驅動力比較大，傳動控制方法簡單方便，并且可以用各種各樣的控制方案，很靈活。適于動作比較復雜、運動軌跡精確的機械設備。但其用電成本較高，易產生電火花或漏電情況引起事故，不安全，使用壽命短，維修難度高。液壓饸饹機采用液壓裝置液壓缸等，液壓系統(tǒng)有很大的功率質量比，適于大負載。其優(yōu)點在于它的高精度、高靈敏度，動作平穩(wěn)、結構緊湊、抗沖擊、抗震動、防爆性能好。一些場所電壓有限制的話可以使用液壓。缺點是液壓零件制造精度和密封性能要求比較高，所以成本比較大，而且液壓缸易漏油污染環(huán)境，使用壽命不長，結構也較為復雜，不輕便。氣動饸饹機系統(tǒng)缺點就是功率質量比較小，所以適合于節(jié)拍快、負載小且精度要求不高的場合，而且它的安全性、靈敏度都比較好，氣源（介質為空氣）方便、動作速度快、結構較為簡單、造價比較低、維修相對來說也比較方便。節(jié)能、環(huán)保、效率高，但由于空氣的可壓縮性比較大，速度難以控制，氣壓太高也不好，所以輸出力不如液壓系統(tǒng)。123雙面桶氣動饸饹機的研究概況本課題研究的是雙面桶氣動饸饹機，傳統(tǒng)的氣動饸饹機只有一個裝面的桶，加面費時費力，效率低。而采用雙面桶的氣動饸饹機可以減少裝面的時間，使加工饸饹面的效率更快。其次，雙面桶可以為加工不同類型，不同樣式的饸饹提供方便。更加適合中小型的飯店使用。當然在市面上已經有了單面桶的氣動饸饹機，我們可以對其進行研究和參考，為我們的設計提供一些靈感和思路。124雙面桶氣動饸饹機的意義和發(fā)展前景氣動饸饹機結構簡單、輕便、安裝維護簡單。介質為空氣，空氣中的氮氣含量比較多，為惰性氣體，故使用安全?？諝馊≈槐M用之不竭，空氣也不花錢。最終排入大氣中不污染環(huán)境，處理比較簡單，成本低。氣缸的動作速度一般情況下小于1M/S，特別適合用于饸饹機。利用空氣的壓縮性，可以儲存能量，可以實現集中供氣。在短時間可以釋放能量，以獲得高速響應。并且可以實現緩沖。對沖擊和過度負載有很好的的適應能力。當滿足一定條件時，可以使氣動裝置有自我保持能力。氣動裝置具有防爆、防火、防潮的能力。所以與其他方式相比，氣動傳動可以在稍微高溫的場合使用。并且空氣的流動損失小，可以集中供應，遠距離輸送。氣動饸饹機節(jié)能、環(huán)保、效率高，故在餐飲方面有很重要的意義。雙面桶的氣動饸饹機可以一次性裝更多的面，提高了饸饹的加工量和加工效率。農副產品深加工是中國十五期間重點扶持行業(yè)，隨著經濟條件的改善和人們對饸饹面的需求，所以該課題市場前景廣闊，具有重要的應用價值。13本文主要研究內容一、通過市場調查，確定饸饹機的性能需求。比如一次壓面需要壓出多少的面條、饸饹機壓面的速度有多快、在壓面過程中的具體注意事項有哪些等等。二、對現有產品進行分析與研究。在市面上現在已經有單面桶的氣動饸饹機，通過對單面桶氣動饸饹機的分析和研究，確定雙面桶氣動饸饹機與之有哪些共同點和不同點。研究現有的氣動饸饹機解決了什么問題，還在哪些方面存在不足。三、提出本產品的設計方案。根據畢業(yè)設計的具體要求，做出簡單的設計方案。比如說面桶要實現自動更換，面桶應該怎么連接等等。四、進行具體結構設計。確定需要設計些什么結構，比如需要設計連接板呀，需要設計氣缸座呀，底座應該怎么設計等等。五、進行零件的詳細設計。比如面桶應該怎么設計，尺寸應該怎么確定等等。六、根據設計進行三維仿真，驗證設計方案。在這里我通過使用SOLIDWORKS三維設計軟件對其進行三維模型的構建。當然具體尺寸比如氣缸呀、換向閥呀等等的模型可能部分尺寸不是很精確，畢竟這些東西可以直接在市面上買到。這里主要是通過三維仿真對自己設計的結構進行驗證，觀察其可行性。如果某些位置通過三維模型認識到其不可行的話要及時更改設計方案。2雙面桶氣動饸饹機的總體結構設計21結構分析雙面桶氣動饸饹機由機架、面桶、出面板、連接板、大氣缸、小氣缸、壓面板換氣閥等組成，所述的出面板與面桶底部相配合（螺紋蓋鏈接），面桶頂端與連接板相配合，連接板與機架相配合，連接板可以在機架的橫版上滑動。壓面板固定在氣缸的活塞桿上，兩個面桶的更換（連接板滑動）使用小型的氣缸制動。大氣缸安裝在機架的氣缸座上，小氣缸安裝在機架橫版底部的一端。整體結構如圖所示圖21雙面桶氣動饸饹機整體結構本結構理論上可以滿足雙面桶氣動饸饹機的性能要求，但是在結構設計過程中，有好多尺寸以及形狀方案并不好確定，因為其很多部分必須通過實際制造出來進行反復的試驗才能確定。所以，這應該也是本設計比較遺憾的一點。22工作原理此饸饹機的工作原理十分簡單，將和好的面裝入缸體內，然后將機構的壓面板等蓋好，使用時，開啟大氣缸上的換向閥（開關1），通過氣泵的氣涌入，將氣體壓力變?yōu)闅飧谆钊麠U向下的直線運動，壓面板擠壓面團，就可以壓出饸饹面了。當一個面桶的面壓完后，將開關1的檔位撥動到回檔，壓面板會提起，完全提起后將開關1撥動到停止檔位。撥動換向閥開關2，小氣缸推動連接板，帶動兩個面桶自動更換，接著可以進行加面操作，加好面，當另一個面桶的面壓制完以后，可以再撥動開關2進行更換面桶，如此往復。23面桶設計231面桶結構設計參照家用饸饹機面桶，采用圓柱形筒，底部加一空螺紋蓋，螺紋蓋內放出面板。出面板上可以設計不同形狀的孔。這里我們只設計圓孔（因為是饸饹面）。面桶的頂部需要有一外伸檐，這是為了可以懸掛在底座上。當然這一設計思路也是來源于市面上的饸饹機。我們這里設計一連接板，通過連接板將面桶與底座（也就是饸饹機的機架）連接。連接板的設計我們在之后會談及。面桶結構如圖所示圖22面桶整體結構232面桶尺寸根據實際考察和討論，初步確定面桶內徑大小為80130，單位MM。面桶的壁厚為3MM。家用的面桶一般內徑為60，這里要用做大型場合比如飯店等，所以內徑要稍大一些，深度也比較深。圖23面桶尺寸參數1圖24面桶尺寸參數2面桶底蓋的壁厚也為3MM。面桶底蓋俯視圖如圖圖25面桶底蓋尺寸參數233出面板設計采用3的孔陣列，孔間距約為25MM圖26面桶出面板設計圖27面桶出面板尺寸參數234面桶出面所需力的測試由于面有粘性，且粘性較大，面的硬度也不好控制，所以出面的壓力難以計算，需要進行簡單測試。在自己家中找了一60110的家用饸饹機面桶，盛面體積為R003011000031086親自和面，面和的稍微硬一點，裝入面桶內裝滿，稱面的質量為035KG此面的密度為M/V035/00003108611259KG/測試壓面需要的壓力（60面桶）面桶內裝半缸的面，壓蓋上面放一圓柱筒，筒上放一木板（預先已固定好），大約在木板上放25KG的磚塊時，面桶開始緩慢出面，但速度極慢。大約放75KG的重物時，出面速度約為5MM/S。那么，預估放100150KG的重物時，出面速度可以達到要求。取150KG的重物可以達到要求，也就是FMG150101500N的推力。24氣缸的選擇241氣缸結構氣缸由缸筒、端蓋、活塞桿、密封件、等組成242氣缸的分類和選擇按作用方式不同，氣缸分為單作用式氣缸和雙作用式氣缸。單作用式氣缸利用空氣壓力只能進行單方向運動。反方向的運動依靠重力或者彈簧力等外力。雙作用式氣缸的往復運動都由壓縮氣體制動。本設計使用雙作用式單活塞氣缸，本氣缸在壓縮空氣制動下可以向兩個方向驅動，但是兩個方向的輸出力有所不同。243氣缸缸徑、型號選擇圖28IQG標準型氣缸型號和技術參數表21氣缸理論輸出力表工作壓力MPA氣缸內徑MM活塞桿直徑MM輸出力PN受壓面積CM2020304050630708P1803160240321240150456196403212P2691132198264634554164837528P1125725137750362879188010104016P21056211317422528663739844P119363935897859821237137415715020P21649330495660825103911551319P1312623935124715591963218024906320P22856184111211402176519622240P150310051508201125103163352040208025P2454907136118142270285731703630P1785157123603140393049485500628010025P27361472221029243680464051505880P11227245036804910613577318590982012532P211462290344045805730722480209170氣缸性能指標設計到一個負載率，查液壓與氣壓傳動課本有如下公式10F氣缸實際負載氣缸理論負載負載率由液壓與氣壓傳動課本，游戲如下表格表22氣缸的運動狀態(tài)與負載率慣性負載的運動速度V阻性負載（靜負載）100MM/S100500MM/S500MM/S0080650503在這里，取壓面需要5S，行程為200MM,那么速度V200/540MM/S氣缸的選擇主要就是缸徑的選擇，行程的話是缸徑的1015倍。本設計通過需求的推力大小選擇合適的氣缸。通過233的測試，推力約為1500N，這個應該是氣缸的理論負載0F取06，所以氣缸的實際負載大小為F/1500/062500N0F氣缸的工作壓力為P4976115PASFN2045缸徑的計算公式為00697M約為70MM5497610271PD表23氣缸的內徑選取表（GB/T23481993）由表23得，取80得氣缸比較合適。綜合表21，實際負載2500N與表中的80缸徑的P1，05工作壓力等都相吻合，所以80缸徑比較準確。加上考慮到支架的大小和面桶大小的因素，結合市場中現有的單面桶氣動饸饹機，加之對面團粘度和硬度的考慮（因為面團過硬貨過粘都會影響實際的工作壓力），所以使用80的面桶應該足夠了，如果缸徑太大，耗氣量就會更多，浪費氣泵產生的氣量，更加耗電，而且缸徑太大也不美觀，不便于攜帶。表24活塞桿外徑尺寸選擇表（GB/T23481993）4568101214810121620253240506380901001101251401601802002202502803203604004505001618202225283236404550566370大氣缸活塞桿直徑的話，一般為03D，為24MM，根據表24，取25MM，這個與表21也相吻合。初步選擇80缸徑的氣缸。而給面桶的更換提供動力的小氣缸可以初步選擇32缸徑的氣缸（這個不用通過實際計算）。氣缸活塞桿直徑03D根據表24取10MM。大氣缸行程的話，由于面桶高度為130，加上壓面板需要抬起的高度，初步確定行程為200。而小氣缸是為連接板提供動力，所以量了一下行程是兩個面桶的中心距為150。緩沖形式的話選擇有緩沖，畢竟緩沖的相對安全一點,不會太急而壓壞面桶底部的出面板。安裝形式的話，由圖定，大氣缸用前法蘭式，小氣缸用腳架式（底座型）。安裝方式如圖樣式圖29氣缸安裝方式參考所以由圖28所示初步確定大氣缸和小氣缸的型號分別為IQC80B200MF1G1/4IQC32B150MS1G1/4兩個氣缸如圖所示圖210大氣缸三維圖模型圖211小氣缸三維圖模型244管路內徑和材料的選擇管件包括管道和管接頭。管道是連接氣缸和氣泵和的元件，壓縮氣管道和管接頭選用標準件，管道要盡量短一點以便減少壓力損失。管系元件選擇是否妥當，決定了氣壓系統(tǒng)工作的可靠與否，對維修方面也都有影響。要根據工作環(huán)境、工作壓力、安裝位置選擇管材質，管道的內徑可以更具換向閥來選擇。管接頭與換向閥等元件直接連接。管材盡量耐高溫，否則長期在溫度高的環(huán)境下壓面時容易破裂、變形或損壞?，F在市場上有壓縮空氣軟管（PU管）、橡膠管、尼龍管、彈簧管、鋼管、紫銅管等材質的管路。本設計使用標準PU管。PU管制造原料是TPU材料，其質量比較穩(wěn)定，且耐高壓，耐氣溫，耐磨損，耐彎折。PU管管路光滑柔韌，彈性高，彎曲半徑小。溫度范圍在零下15度到70度。所以比較適合饸饹機的使用。如圖所示圖212PU軟管空氣壓縮管實例PU管的型號選用PU1065，外徑為10，壁厚為175MM。管接頭選用標準的空壓機快速接頭，型號選用30SP（1065，如圖所示圖213空氣壓縮管管接頭實例245換向閥（開關）的選擇換向閥分為電磁閥和手動閥。這里選擇普通的三位兩通手動閥就可以。氣孔大小為10MM口徑。樣式如圖圖214手動氣體換向閥實例關于是否選用溢流閥溢流閥功用有兩種一是當系統(tǒng)壓力超過或等于溢流閥的調定壓力時，系統(tǒng)的氣體動過閥口溢出一部分，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，用于調壓；二是在氣動裝置中作為安全閥，在氣動裝置正常工作時處于關閉狀態(tài)，當壓力過大或壓力等于其設定壓力時開啟，對系統(tǒng)起到很好的保護作用。在這里的話，通過市場調查，市場上現在有的氣動饸饹機并沒有使用溢流閥，不過要是出于安全的考慮，想要延長氣動裝置的使用壽命的話，可以使用溢流閥作為安全閥用。不過有些空氣壓縮機上自帶有安全閥，所以本設計已忽略。246空氣壓縮機（氣泵）的選擇理論上來說，空氣壓縮機的型號要根據氣缸型號來選擇。并且要計算氣缸的耗氣量，氣缸耗氣量我這里可以簡單的計算一下活塞桿外伸（壓面）行程的耗氣量（管路容積耗氣量忽略不計）APTLDQ1214式子中D氣缸內徑；L氣缸行程；桿外伸行程時間；1TP氣缸工作壓力；大氣壓力APD80MML2005S（估值）1TP298566879PASFN2045103PAAP所以00008/S08L/S0048/MINAPTLDQ12143M3M活塞桿內縮回程（活塞桿收回）的耗氣量APTLDQ2224其中D活塞桿直徑桿內縮行程時間2TD20MM4S（估值）所以0000942/S0057/MINAPTLDDQ22243M3由上可知，選擇空氣壓縮機時候，只要其容積流量大于0057/MIN就3M行了。通過市場調查，選用一般的空氣壓縮機就行了。具體型號如下微型往復活塞空氣壓縮機型號Z004/8排氣壓力08MPA執(zhí)行標準JB/T139額定轉速1400R/MIN容積流量006立方米/MIN匹配功率075KW重量35KG外形尺寸723561執(zhí)行標準JB/T139282002外形樣式如圖圖215微型空氣壓縮機實例25壓面板設計壓面板是用來壓面的零件，在壓面是與面團直接接觸，壓面板固定在大氣缸的活塞桿頂端。壓面板圓直徑的大小應該稍小于面桶內徑的大小，因為要在面桶內部往復活動。根據面桶的大小，以及考慮到與活塞桿緊固，所以需要將螺母焊接到壓面板上。所以壓面板的設計如下圖所示圖216壓面板設計三維模型圖217壓面板設計尺寸參數26機架的設計由于饸饹機工作時的壓力還是比較高的，并且為了設計美觀和放置穩(wěn)定，加上對現有的饸饹床的參考等，外形設計的和板凳類似，使其便于擺放和加強放置的穩(wěn)定性。決定機架設計效果圖如下圖218機架設計三維模型機架的詳細設計參數和設計思路如下。1、機架的橫版設計機架橫版由于承受較大的力，以及考慮到要在橫版上安裝兩個氣缸，所以采用950MM140MM30MM的鋼板制造。由于要在橫版上放置兩個面桶，而面桶的更換需要小氣缸的推動，所以要另設計一塊連接板以便連接面桶和橫版。所以在橫版上設計了連接板的滑行軌道?；熊壍来蟠笮『托螤罡鶕B接板的大小和尺寸設計。（連接板的設計可以參考26的詳細說明）其次，為了防止軌道在在使用一段時間后彎曲失效，可以在軌道下面焊接加強筋。在橫版上還要安裝兩個氣缸。所以設計了安裝氣缸的裝置在橫版中央加兩塊豎版設計成氣缸座，以便安裝大氣缸。而小氣缸則安裝在橫版底面的一側。兩個控制空氣的換向閥（饸饹機的開關）也要安裝在機架上。為了美觀和操作方便，控制大氣缸的開關安裝在豎版上，控制小氣缸的開關安裝在橫版的一端。安裝時使用螺栓直接緊固。所以各打四個螺紋孔。二、機架的支撐設計機架底部采用六條20的鋼筋設計，強度硬度和穩(wěn)定性上有保障。橫版和鋼筋以及鋼筋之間通過焊接進行連接。3、機架的具體效果和各部分參數詳見底座工程圖。4、氣缸不能使用滿行程?；钊麠U在伸出時，盡量不要使活塞與氣缸缸蓋碰撞在一起，否則長期使用容易引起氣缸的損壞。所以在設計底座的氣缸座時，設計的尺寸應該盡量防止氣缸使用滿行程。但是好在本設計使用的是有緩沖式的氣缸，所以運作時使用滿行程也無大礙。27裝置的主要零件和連接的設計271面桶和機架的連接面桶和機架通過設計一個連接板進行連接。連接板設計效果圖如下所示圖219面桶連接板設計三維模型1圖220面桶連接板設計三維模型2面桶可以插入到連接板中，拆卸比較方便。連接板支撐面桶的部分通過參照市場上的饸饹機，設計成半圓形的，使面桶與連接板的接觸面積更大，連接更加牢固穩(wěn)定，如下圖所示圖221連接板設計三維模型3連接板左側有個小凸臺，用于與小氣缸的活塞軸固定。如下圖所示圖222連接板設計三維模型4連接板由機架橫版上的支撐軌道支撐，可以進行橫向的滑動，通過小氣缸提供的推力進行移動，從而可以自動更換面桶。連接板的各參數如下圖所示圖223連接板尺寸參數1圖224連接板尺寸參數2圖225連接板尺寸參數3圖226連接板尺寸參數4272氣缸和機架的連接大氣缸理論上使用前法蘭式，但是通過市場調查，得知可以直接通過螺母固定在機架的氣缸座上。使用螺母GBM10的螺母。螺母下加裝墊圈。小氣缸使用腳座式固定在機架的橫版底面。固定使用M8的螺母固定。固定方式如圖所示圖227大氣缸固定方式圖228小氣缸固定方式273壓面板與大氣缸活塞軸的連接壓面板通過與活塞桿通過螺紋連接緊固。如圖圖229壓面板與活塞桿連接方式其中，螺母事先與壓面板焊接死，完了直接通過螺紋緊固到活塞桿上。274連接板與小氣缸活塞軸的連接使用兩個螺母緊固。具體如圖所示螺母型號為GB/T61712000M10圖230連接板與小氣缸活塞連接方式275出面板與面桶缸筒的連接通過市場調查，百分之九十的家用饸饹機是使用螺紋將出面板和缸筒進行連接的，因為螺紋緊固比較牢固，也容易更換出面板。但是也存在一個問題是，使用時間久了，螺紋容易滑絲（螺紋損壞）。不過經過利弊衡量，還是決定使用螺紋連接。設計思路和一般的家用壓面機的面桶一致，如圖所示圖231面桶底蓋設計三維模型1圖232面桶底蓋設計三維模型2具體尺寸參數如下圖圖233面桶底蓋設計尺參數1圖234面桶底蓋設計尺參數2276輔助零件的選擇（標準件）其他一些輔助的零件全是標準件，如下是標準件的選擇表表25標準件列表名稱國際標準備注（單位MM）大氣缸活塞軸螺母GB/T61752000M24大氣缸緊固螺母GB/T61752000M10小氣缸活塞軸螺母GB/T61702000M10手動換向閥緊固螺釘GB/T81912000M8X35小氣缸緊固螺釘GB/T7012000M8平墊圈4個）GB/T9712002D1105D220H228零件材料的選用根據市場調查，零件一般選用45號鋼就可以了（其實普通的低碳鋼也可以，但是為了強度更好，這里選45號鋼）。面桶的材料可以選用不銹鋼等材料，可以防銹，且不銹鋼的強度也不錯。由于其內表面長期接觸面團，所以其表面必須光滑，可以進行拋光氧化處理，必要的時候可以進行鍍層處理，這樣耐磨性和耐腐蝕性就大大提高了。連接板表面鍍以厚度為3545的鉻或鎳層，鍍后進行拋光、氧化處理。M連接板鍍鉻可以增加其表面硬度和耐磨性，氣光潔度和耐腐蝕性也將大大提高。壓面板由于長期往復運動，除要有足夠的強度外，還要求其耐磨性好一點，所以選擇鑄錫青銅或者合金鋼作為其材料。出面板由于長期受到擠壓和摩擦，所以其強度要足夠好，故選擇合金鋼或者鑄錫青銅作為其材料。合金鋼的抗拉（壓）強度比較好。29零件強度校核291支架支撐圓柱的強度校核計算機架的底部采用六根圓柱支撐，著地的有四根。由于圓柱是不是直立的，有一定的斜度，壓面時，圓柱不但受軸向壓力還承受橫向側推力和彎矩，使受力相對比較復雜，氣缸經?？焖偻鶑瓦\動，且經常開啟，開啟的瞬間有一個瞬發(fā)的能量，引起饸饹機機架底座的劇烈的振動，所以在支撐底柱的強度計算時，如果把這些因素考慮進去，情況就比較復雜也難以計算。所以本饸饹機的支撐圓柱采用近似計算來校核圓柱的強度。只計算著地的四根圓柱強度，其余兩根除外（因為只要抗壓強度可以，抗拉強度是足夠的，因為材料的抗拉強度要比抗壓強度大）。且將立柱的軸向力近似為豎直方向的。實際上豎直方向的軸向力比傾斜方向的軸向力要大，所以只要豎直方向上計算出的強度符合要求，那么傾斜方向的強度是足夠的）。支撐圓柱選用45號鋼。查表得抗壓強度為353MPA支撐圓柱受到壓面的壓力以及機身本身的重力。80MM缸徑的氣缸查前面的表格可知其理論輸出力為2011N?？紤]各種因素，計算時取總壓力為2500N。每根圓柱所受的軸向力為FN2500/4625N由材料力學課本公式MAXAFNA是材料受力橫截面積45號鋼的抗壓強度MPS35取安全系數N5則【】353/5706MPAFN/R625/（314001001）199MPA199MPA遠小于706MPA所以，支架支撐圓柱的強度足夠了。292連接板的強度校核計算連接板受到的是剪切力。如圖圖235連接板受到面桶對其的力連接板受到的是壓面的壓力和面桶自身的重力，在這里把壓力在剪切面上的力看做是均勻分布的，那么剪切強度計算公式為AFS對塑性材料；對脆性材料705B018B取安全系數為5,45號鋼的抗拉強度為MPAB59而45號鋼屬于塑性材料，取系數為06，所以06（598/5）7176MPA剪切截面A計算如圖圖236連接板尺寸示意1圖237連接板尺寸示意2截面面積A為下圖中粗實線的長度和鋼板厚度的乘積圖238連接板尺寸示意3圖中粗實線長度為S2R360ARCSIN2DL其中L86D94所以計算得S18595MM所以剪切截面M取FN2500N268889486PA269MPAAFS因為269MPA遠小于7176MPA且，連接板表面還要進行電鍍，所以連接板支撐面桶和壓力的強度足夠了。293其余零件的強度1、與連接板接觸的面桶外檐的受力和連接板的受力是一對反作用力，氣大小相同。由292結果可得，面桶外檐的強度足夠。2、底座橫版上的連接板軌道與連接板接觸面積比面桶外檐與連接板的接觸面積都要大，所以其強度足夠了。3雙面桶氣動饸饹機三維模型的構建31三維模型構建軟件介紹由于我對SOLIDWORKS比較輕車熟路，所以就使用SOLIDWORKS進行了饸饹機的整體結構的設計。SOLIDWORKS是近年來比較流行的三維建模軟件，可以制作三維、二維、零件、裝配體等，功能很強大，操作也簡單易學，其中很多自帶的功能都特別不錯，比如曲面建模，比如標準件的直接調用等等。說到標準件的直接調用，我這里使用了TOOLBOX插件的強大功能，里面直接有ISO以及GB等標準件零件庫，所以比較方便。直接可以生成零件，完了簡單設置一下尺寸就行了，十分方便。32三維模型的構建過程由于之前所有零件都做過詳細說明了，所以這里就不一一再介紹了，關于三維的構建過程以及SOLIDWORKS的操作過程也不做詳細介紹。這里簡單說一下我的制作步驟。首先自己在紙上做一些零件的簡單設計草圖，完了使用SOLIDWORKS簡單做出零件的模型。由于很多尺寸都不太確定，所以先估摸著標一下尺寸。等到所有零件差不多都制作完成之后，進行裝配，通過裝配過程中的實際問題和自己的設計過程，以及產品的實際性能要求，然后通過計算，確定最終的尺寸。最后可以再對零件模型的尺寸進行修改完善，做出最終的裝配體。這樣的設計過程和以往比如減速器的設計過程有所不同，減速器是預先通過計算、手工繪制零件圖、裝配圖（使用AUTOCAD也行），最后再根據這些做出三維模型。本設計是先設計出模型，最后通過計算、研究最終確定尺寸或結構。原因在于，減速器在市場中已存在，也比較常見，并且減速器幾乎所有尺寸都能通過計算得到。而饸饹機的一些尺寸都不是通過計算得出的，必須通過反復的模型仿真試驗才能確定最終的尺寸。三維的裝配體構建完成后，我可以通過三維模型，直接利用SOLIDWORKS做出饸饹機的裝配圖以及零件圖。還可以通過三維模型做出仿真動畫。4零件的技術要求因為連接板長期在底座上滑行，且環(huán)境溫度和濕度比較高，為防止腐蝕和提高壽命、增強耐磨性，其表面電鍍鉻或鎳層，鍍后進行拋光、氧化處理。連接板鍍鉻可以增加其表面硬度和耐磨性，氣光潔度和耐腐蝕性也將大大提高。連接板周圍應該經常進行清潔處理，防止面渣和灰塵粘附，影響其使用壽命。由于饸饹機的使用環(huán)境溫度高于常溫，所以溫度變化會造成材料的脹縮。從而引起零件尺寸、配合間隙或者過盈量發(fā)生變化。故在零件設計的時候應該充分考慮到這一點。除了出面板和面桶缸筒的連接件（面桶底蓋）不是標準件之外，其余的螺紋連接全是標準件連接。面桶底蓋和面桶缸筒之間的螺紋配合采用內/外H/G配合。標準中規(guī)定了三種不同的精度（精密、中等和粗糙），此零件選用中等精度就可以了，因為其要求不是特別精確，只要連接緊固就行了。中等精度選擇7級精度。旋合長度稍微長一點，這樣有利于穩(wěn)定性和足夠的連接強度。底座橫版上與連接板接觸的軌道，表面一定