537 食堂餐具自动回收车的设计(SW建模)

项目 铁碗 瓷碗 餐盘 直径 （mm ） 180 170 250 高度（mm） 45 45 20
基本设计要求： （1）要求毛Fra bibliotek筒的转速为 100r/min,要求保证转速尽可能均匀； （2）餐具在链条上传动速度为 0.3m/s 左右可保证效率； （3）电动机规格自选。
2.2 设计的内容 本设计是针对我校食堂的常见餐具，不使用机电自动控制及编程技术，是纯机械式机器，采用 纯机械设计，是为了降低成本，使用方便，维修简便，本设计原理可靠，结构简单，减低人工劳动 强度，提高工作效率，并且保证不损伤餐具。 （1）总体设计：使用电动机，减速器，轴，链轮，链条，皮带传动等简单机械的组合。(绘制 总装图、绘制 soildworks 装配图呈现整机结构) （2）零部件设计：①餐具自动回收车机架 ②传动轴 ③链轮 ④传动轴的设计和校核。 2.3 设计的要求 （1）对象为人流量大的食堂，因此需要产品体积小，体积小，移动方便，操作简单，成本低。 （2）部件设计时应尽量避免焊接及刚性固定，应多采用灵活的螺栓等方式固定，以方便安装 和拆卸，并有利于维修。 （3）设计时考虑加工工艺性和装配工艺性，尽量使用标准件，通用件，降低制造成本。 （4）采用较为人性化的设计理念，方便劳动者的操作和使用，减少劳动者的体力消耗。 2.4 设计任务 （1）根据工艺动作要求拟定运动循环图； （2）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在报告上画 出传动方案图； （3）进行轴的设计及校核； （4）进行齿轮的设计及校核； （5）餐具倾倒、分离机构设计； （6）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算； （7）编写设计计算说明书。
关键词：餐具；自动回收；几何特征
目 录
1 绪论 ............................................................................. 1 1.1 课题来源及研究的目的和意义 ................................................. 1 1.2 本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析 ............................... 1 1.3 对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 ........................... 1 1.4 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 ............................... 1 2 设计内容......................................................................... 2 2.1 工作原理 ................................................................... 2 2.2 设计的内容 ................................................................. 3 2.3 设计的要求 ................................................................. 3 2.4 设计任务 ................................................................... 3 3 动力及传动部分的设计 ............................................................. 3 3.1 电动机类型和结构的选择 ..................................................... 3 3.2 传动比计算 ................................................................. 4 3.3 轴及轴上零件的设计 ......................................................... 5 3.4 链轮的设计计算 ............................................................ 10 3.5 链传动方案的确定 .......................................................... 11 总 结............................................................................. 12 致 谢............................................................................. 13 参考文献.......................................................................... 14
电动机所需工作功率按式：P d =
p w h a
（3-1) (3-2)
P w = FV kW
1000 F = mM gn =2.4 ´ 120=86.4N
因此： P d =
FV kW 1000h a
2 设计内容
2.1 工作原理
1、机架 2、进料滑板 3、传送链 4、前后挡板 5、传动皮带轮 6、翻转分离弯槽 7、毛刷辊 8、传动链条 9、减速机 图 2­1 整机结构图 当筷、碗、盘放在进料滑板上，较小的筷子勺子从开有纵横槽的缝隙中落下，由收集箱集中。 较大的碗和盘落到传送链上继续运动，首先被前挡板的斜面集中到传送链的左侧继续运动，到达后 挡板时，高度低的餐盘从留有的间隙中通过，高度高的瓷碗和铁碗被后挡板分离到右侧继续运动。 到达传送链的末端， 进入到有开槽的半圆形翻转槽， 此时餐具将随着弯槽翻转， 倒掉餐具内的残余， 同时在翻转弯槽的后侧有带毛刷的滚动辊将餐具内的残余继续清洁。 清洁后的餐具在重力作用下由 落料滑板继续向下运动，低的餐盘和高的碗在不同的滑道内。在瓷碗和鉄碗滑道内开有圆形空，由 于瓷碗和铁碗的半径不一样，所以可以将其分开。此设计减轻了人力劳动，分离分类准确可靠，适 用于高校企业等饮食场所对碗、盘 筷的分离分类。 原始数据如下表： 表 2-1 食堂常用餐具尺寸
1 绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义 据相关部门统计，2006 年全国餐饮企业数量已达 500 万，家学校、企业的内部食堂餐具分类 及剩饭菜分离主要依靠人工进行， 劳动强度大， 效率低， 特别是就餐高峰时期， 需回收的餐具量大， 往往难以及时将餐具分类处理， 导致餐具大量堆积， 剩饭菜无法及时清理， 影响了环境卫生。 目前， 市场缺少餐具自动分类回收设备，国内高校(3000 所左右)、企业等的大型食堂需要投入大量的人 力进行餐具分类回收及剩饭菜分离。本设计有利于降低劳动强度，提高回收效率，保证环境卫生， 市场应用前景十分广阔。本产品基于筷、勺、碗、碟及剩饭菜之间几何特征、形状特征、物料特性 的差异，通过结构创新性设计及工作参数优化，实现了碗、碟、筷的自动、快速分类及剩饭菜的分 离。 据资料统计，我国城镇大小餐厅己达到 1.6 亿户，即使每年只有 1%的用户购买餐具回收车， 其年市场需求也在百万台以上，可见小型化餐具回收车在我国具有巨大的市场潜力。制约餐具回收 车在我国市场上发展的主要瓶颈还是其性能，过去几年的市场调研数据显示，用户比较顾虑餐具回 收车的回收能力、分类效果、耗电量及操作是否方便等。因此，开发出具有高效率、节电、操作方 便和人机界面友好的自动洗碗机是有巨大市场的。根据相关预测，随着餐具回收车性能不断改善和 消费者认识不断提高，小型餐具回收车将成为我国“21 世纪厨房新亮点。为满足当前市场需要， 本着“高效、节能、友好、安全、低成本”相统一的原则，设计出餐具回收车。 1.2 本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析 虽然国外有很多自动餐厅，而且自动回收餐具的机械比较多，但是成本较高。并且大多数产品 功能单一，人性化不足，很难适应当前市场需求。我国是人口大国，我国餐具回收车的开发和生产 起步较晚，直至 90 年代初才逐渐发展起来，目前共有 20 余家厂家生产此类产品。但国内的普及率 尚不高，尚属超前消费产品。餐厅自动回收车在我国也有着飞速的发展。在我国各个城市都陆续出 现了有自动回收车的自动餐厅。当服务人员将餐桌上的各种餐具、酒具一一装筐，并把筐子装在小 推车上，缓步推向餐具、酒具清洗消毒工作间，到这个工作间后，自动餐具回收清洗机将整筐的餐 具、酒具送入清洗消毒机内。该机器的工作程序是 ：分类-清洗-消毒-烘干，之后，包装机器人将 烘干后的餐、酒具分别用塑料薄膜封好，并送餐、酒具库内，以备顾客到时拿出使用。 通过查阅资料和社会调查，我发现国内有自动回收清洗的自动餐厅也有着各种不足，没有充分 的全自动化，而全自动的餐具回收餐厅的发展在国内还有着很大的空间。餐厅自动回收车在我国也 有着飞速的发展。在我国各个城市都陆续出现了有自动回收车的自动餐厅。 1.3 对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 通过查阅资料和社会调查，我们发现国内有自动回收清洗的自动餐厅也有着各种不足，没有充 分的全自动化。因此，设计出基于筷、勺、碗、碟及剩饭菜之间几何特征、形状特征、物料特性的 差异，实现碗、碟、筷的自动、快速分类及剩饭菜的分离的餐具自动回收车在国内还有着很大的发 展空间。 1.4 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 成功设计出餐具自动回收车应有以下几个任务要求： （1）高效。 （2）节能。 （3）安全。当餐具回收车在回收过程中出现了异常情况，洗碗机应停止工作，且报警提示。 （5）低成本。系统设计中，在达到控制要求的基础上，尽可能地考虑其经济性。
3 动力及传动部分的设计
3.1 电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：工作机空载启动，有轻微振动，经常满载，单向运转,单班制工作， 使用期限 15，每年工作 300 天,运输机允许速度误差 5%。 按工作要求和条件，选用三相笼形异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型。 选择电动机容量 为保证工作效率传送链工作速度选取 3m/s 左右。