洗筷機設(shè)計說明書

1、衢州學(xué)院（籌）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽作品題目： 高效輕便洗筷機設(shè)計 作者： 黃娜 翁良津 俞一峰 系 （部）： 機電控制工程系 指導(dǎo)教師： 肖俊建 職稱： 副教授 2009年 10月 9日高效輕便洗筷機設(shè)計摘 要 森林資源短缺是我國目前正面臨一個比較嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，濫砍濫伐數(shù)目現(xiàn)象嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞的重大問題，其中這里面每天都要消耗木材130萬立方米生產(chǎn)一次性筷子，但如果這些木材鋸成普通厚度的木地板，可以鋪滿3700個足球場了，而且政府也鼓勵市民“出門就餐使用自備筷子”的政策，但是效果不是那么明顯。因為很少有人出門帶筷子。 所以，為了解決使用一次性筷子和出門帶筷子的尷尬問題，發(fā)明一臺高效輕便的洗筷機

2、。 大家都知道，現(xiàn)在在許多大酒店、大飯店，乃至大型食堂里都已經(jīng)有了一個完善的清洗廚房餐具的綜合機器，但是，目前中國仍有許多中、小型酒店和飯店，還有餐館使用一次性筷子的現(xiàn)象，浪費非常嚴(yán)重，而我們所制作的這臺輕便洗筷機正好彌補了這一缺陷。 它的優(yōu)點很多，比如，體積小、重量輕、清洗高效上，適宜用于那些中小型酒店和餐館中，與此同時使得勞動力大大減少，從而減少了開支，又達(dá)到了環(huán)保和衛(wèi)生的效果。也可以制作大型的高效洗筷機，適用于大酒店，大飯店。 針對現(xiàn)在全世界洗筷機大而笨重和成本高以及使用局限性的缺點，我們?yōu)榇讼氚l(fā)明一臺體積小、質(zhì)量輕、高效洗筷機，更具有推廣意義，由于機器投入小、壽命長、回報大的特點，我們

3、相信它具有很好的市場潛力。 高效輕便洗筷機的出現(xiàn)同時也實現(xiàn)了“人手的第二次解放”，帶給大家方便和快捷，同時又節(jié)省了資源，便是另一種形式的造福社會。 關(guān)鍵詞 ：筷子,方案設(shè)計,機構(gòu)設(shè)計,理論計算目 錄第一章 研制背景及意義.1第二章 設(shè)計方案.2第三章 設(shè)計計算.63.1齒輪的嚙合計算 .63.2 工作效率計算 .7第四章 原理及性能分析.84.1.工作原理.84.2 性能. .84.3 擬解決的問題.8第五章 創(chuàng)新點及應(yīng)用.95.1 下料機構(gòu)的造型.95.2 鏈輪的巧妙利用.95.3 清洗機構(gòu).9謝 辭.11參考文獻(xiàn).12 第一章 研制背景及意義 現(xiàn)在許多大酒店、飯店,乃至大型食堂里都已經(jīng)有了

4、一個完善的清洗廚房餐具的綜合機器，但目前中國仍有中、小型酒店、飯店，還有餐館使用一次性筷子的現(xiàn)象。而我們所開發(fā)的這臺輕便洗筷機正好彌補了這一缺陷，它勝在體積小、重量輕、清洗高效上，適宜于那些中小型酒店和餐館中。圖1-1整體的構(gòu)造圖高效輕便的洗筷機由下筷機構(gòu)設(shè)計、分筷機構(gòu)設(shè)計、運輸機構(gòu)設(shè)計、清洗機構(gòu)設(shè)計、沖洗機構(gòu)設(shè)計五部分組成。該裝置體積小，拆卸方便，也很適合于家庭中，這樣洗出的筷子既干凈又迅速，可為家庭主婦節(jié)省許多時間。針對全世界洗筷機大而笨重和成本高以及使用局限性的缺點，開發(fā)了一臺體積小、質(zhì)量輕的洗筷機，具有推廣意義，這臺機器投入小、壽命長、回報大，市場廣闊的特點，具有很高的推廣價值和商業(yè)價

5、值。整體的構(gòu)造如圖1-1所示。 第二章 設(shè)計方案2.1 設(shè)計目的：設(shè)計一臺高效輕便洗筷機。2.2 設(shè)計重點筷子落入下料裝置后自動分開，清洗過程中不出現(xiàn)筷子“亂飛”的現(xiàn)象。該機器要完成的動作：下料分筷運輸清洗落料沖洗（二次清洗）收集。 下料機構(gòu)設(shè)計為了能清洗足夠多的筷子，我們經(jīng)過反復(fù)實驗采用橫放式，保證一把筷子能一根一根下去而不致被堵在進(jìn)筷口，在實驗中我們設(shè)計如圖2-1所示形狀。這樣就保證筷子可以依次下落。 圖2-1下料機構(gòu) 分筷機構(gòu)設(shè)計 此機構(gòu)主要由一根不銹鋼軸和兩個鏈輪組成，如圖2-2所示。我們利用鏈輪上所具有的特殊齒形，使每個齒形槽內(nèi)只能容納一根筷子，這樣就使一把的筷子經(jīng)過兩個鏈輪的分撥作

6、用，使筷子分成一根一根地下落至運輸機構(gòu)。也能精確的算出洗筷機的效率。 圖2-2分筷機構(gòu)運輸機構(gòu)的設(shè)計在此機構(gòu)中，我們想到有許多機構(gòu)可以實現(xiàn)：有帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸輪蝸桿傳動等等。由于鏈傳動在傳動中有一定的動載荷和沖擊，傳動平穩(wěn)性差，因此我們不考慮之。而蝸輪蝸桿在嚙合處的相對滑動，發(fā)熱量大，效率低，且蝸輪造價高，我們考慮到經(jīng)費以及傳動中有相對滑動現(xiàn)象，我們也不考慮之。經(jīng)過對比，反復(fù)實驗，我們最終考慮使用齒輪傳動和帶傳動兩種傳動相結(jié)合來共同完成運輸工作。齒輪傳動中傳遞力大，效率高，且壽命長，工作平穩(wěn)，可靠性高，能保證恒定的傳動比，能傳遞成任意夾角兩軸間傳動。而帶傳動它屬于繞行傳動，傳動平穩(wěn)

7、，噪聲小，可緩沖吸震。帶傳動允許較大的中心距，結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)較方便，且成本低廉，但帶與輪之間存在滑動，傳動比不能嚴(yán)格保持不變，且?guī)б状蚧?，尤其是在潤滑油或有潤滑脂的條件下，而我們正好在清洗過程中要用到水和洗滌液，為了避免出現(xiàn)上述問題，在帶的選擇上，我們采用同步帶。同步帶無相對滑動，傳動比穩(wěn)定，帶薄而輕，強力層強度高，適用于高速傳動，帶的柔性好，可用直徑較小的帶輪，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動比，傳動效率高，同步帶初拉力小，軸和軸承上所受的載荷小，因此，我們選用之，但其安裝精度高。我們又考慮到筷子在滾筒刷的作用下會亂走，所以我們又在同步帶上每隔兩個空就安裝了一枚氣釘作為筷子的擋邊，

8、使筷子只能在兩枚氣釘?shù)拈g隙中來回的被搓動，還有效的避免了筷子亂走現(xiàn)象的出現(xiàn)。以上運輸工作由圖2-3機構(gòu)完成。 圖2-3傳送機構(gòu)清洗機構(gòu)設(shè)計 我們首先在考慮此機構(gòu)時，用的是利用電動機帶動同步輪轉(zhuǎn)動，在同步帶上附上毛刷，這樣就制成了一個同步毛刷帶，但考慮到毛刷帶的彎曲程度不是很好，只有增大同步帶輪的直徑才能使毛刷帶彎曲，但增大帶輪半徑之后，會增加機構(gòu)本身的體積以及質(zhì)量，再考慮到同步帶輪的價格毛刷帶的市場價格，因此我們就否定了這一方案。我們采用的是環(huán)衛(wèi)滾筒刷，它的圓柱面全附毛刷，毛刷密而柔軟，適宜用于洗筷子且市場上易購，在清洗時，我們把滾筒環(huán)衛(wèi)刷與同步帶輪相接觸，當(dāng)筷子被同步帶運輸至滾筒刷處時，由于

9、滾動刷與同步帶的相對運動，使得筷子一邊被同步帶往前傳送，一邊在滾動刷力的作用下，使得筷子自身作翻滾運動，這樣筷子就被洗干凈了。沖洗機構(gòu)設(shè)計考慮到清洗機構(gòu)清洗筷子時，未必能將所有的筷子全部洗凈，因此我們在清洗機構(gòu)后緊接著沖洗機構(gòu)，進(jìn)行筷子的二次清洗，裝置如圖2-4所示：圖2-4沖洗機構(gòu)沖洗機構(gòu)的上方安裝有清水水管，經(jīng)第一次清洗的筷子由該機構(gòu)傳至收筷裝置期間由清水進(jìn)行二次清洗，使得筷子上的洗潔凈水溶液得以沖洗。第三章 設(shè)計計算3.1 .齒輪的嚙合計算齒數(shù) z1=20 z2=30 模數(shù) m1=m2=1嚙合角 1=2=20°齒頂高 ha=ha*m=1齒根高 hf=（ha*+c*）m=1.25

10、分度圓直徑 d1=m1z1=20mm, d2=m2z2=30mm齒頂圓直徑 da1=d1+2ha=20+2=22mm， da2=d2+2ha=30+2=32mm齒根圓直徑 df1=d1-2hf=20-1.25=18.75mm， df2=d2-2hf=30-205=27.5mm標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=m(z1+z2)/2=1*(20+30)/2=25mm齒距 p=m*=3.14mm齒厚 s=p/2=1.57mm齒槽寬 e=p/2=1.57mm齒輪傳動機構(gòu)如下圖3-1所示：圖3-1齒輪傳動機構(gòu)3.2 工作效率計算帶動鏈輪軸電機轉(zhuǎn)速：4轉(zhuǎn)/分鐘鏈輪齒數(shù)：14個工作效率：14×4=56根/分鐘=33

11、60根/小時食堂工作人員效率：1500根/時對比之后，我們可以很明顯得到結(jié)果，機器工作的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于食堂工作人員的效率。第四章 原理及性能分析4.1工作原理 該機器主要由2個運輸機構(gòu)和一個清洗機構(gòu)水箱、進(jìn)水機構(gòu)、包裝鋁塑料板組成。機器組成簡單的方法輕巧方便。其工作過程如下：橫放入筷子至進(jìn)筷機構(gòu)中，筷子沿斜面滑入減速機構(gòu)，使筷子以低速而平穩(wěn)地速度落入運輸機構(gòu)，保證筷子進(jìn)入運輸機構(gòu)后還是橫置。進(jìn)入運輸機構(gòu)后，由上面的清洗機構(gòu)執(zhí)行清洗功能，它主要由兩個大小相同的滾筒環(huán)衛(wèi)刷組成，通過電動機帶動 為了避免使得滾筒刷刷亂導(dǎo)致筷子亂飛的后果，我們在運輸機構(gòu)的同步帶上裝訂了氣釘，作為筷子在被清洗過程中的擋邊，

12、防止筷子亂飛現(xiàn)象的產(chǎn)生。筷子清洗完畢之后，通過過渡斜面?zhèn)髦恋诙\輸機構(gòu)，進(jìn)行二次筷子沖洗。以上清洗和沖洗筷子都是用水和洗滌液的混合物。沖洗完畢后，筷子被置入放筷機中進(jìn)行烘干。4.2性能：（1）充分利用電動機的類型，來驅(qū)動相同的同步帶來發(fā)揮不同的作用。（2）用上、下兩個帶輪的摩擦來形象地模擬人手的洗筷過程，富有逼真感。（3）附有水箱，達(dá)到筷子二次清洗的目的。（4）洗筷效率高，機器簡單，便于操作。 第五章 創(chuàng)新點及應(yīng)用5.1下料機構(gòu)的造型 傾斜式下料機構(gòu)能保證一堆筷子一根一根自動下去，可放置一定數(shù)量的筷子，無需人員操作就能順利完成清洗筷子。裝置如下圖5-1所示：圖5-1機構(gòu)5.2 鏈輪的巧妙利用利

13、用鏈輪的特殊齒形使筷子一根一根的下至運輸機構(gòu)。鏈輪固定在不銹鋼軸上，通過電機帶動，轉(zhuǎn)過一個齒從下料機構(gòu)中下來一根筷子同時也把一根筷子送至運輸機構(gòu)。5.3 清洗機構(gòu)通過同步帶和環(huán)衛(wèi)滾筒刷能實現(xiàn)運輸和翻轉(zhuǎn)清洗。同步帶上一定的距離間都有釘子隔離，能擋住筷子往前跑，通過環(huán)衛(wèi)滾筒刷的滾動達(dá)到人的手搓洗筷子。裝置如下圖5-2所示：圖5-2清洗機構(gòu) 環(huán)衛(wèi)滾筒刷的旋轉(zhuǎn)方向與同步帶的方向是相反的，既采用相對運動方向來進(jìn)行洗刷，而它們的旋轉(zhuǎn)線速度不同，從而產(chǎn)生速度。致謝在此次設(shè)計過程中，得到了老師的指導(dǎo)和幫助，在此表示誠摯的謝意。因為在實際設(shè)計和研究過程當(dāng)中，遇到了許多在課堂上從未遇到過的問題。在此過程中，我們得到了指導(dǎo)老師肖俊建的大力支持和幫助，完成了從初步了解、檢索資料到設(shè)計的編寫等工作。在此，對指導(dǎo)老師表示感謝。 在設(shè)計工作中，由于所學(xué)知識和自己的水平有限，難免有不足和錯誤之處，謹(jǐn)請專家組成員批評指正。在此，向各位老師表示誠摯的謝意。參考文獻(xiàn)1 陳立德. 機械設(shè)計基礎(chǔ). 高等教育出版社 .2004.72 機械工業(yè)部