豆浆机产品设计及ProE环境下的参数化设计本科.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流豆浆机产品设计及ProE环境下的参数化设计本科.精品文档.毕业设计设计题目 豆浆机产品设计及Pro/E环境下的参数化设计 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期:
2、 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到
3、本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期: 年 月 日导师签名: 日期: 年 月 日目 录中文摘要3英文摘要41 引言.52 原理方案设计.72.1系统工作原理72.2系统方案设计82.3设计方案选择93 结构设计103.1 总体结构设计.103.1.1 额
4、定容量与壶身总体容量103.1.2 机头壶身组合方案113.1.3 整机布局123.2 粉碎系统设计.123.2.1 粉碎系统结构设计123.2.1.1 刀片结构设计.133.2.1.2 扰流挡板设计.203.2.2 粉碎功率计算213.2.3 电机的选择223.2.4 刀片材料选择与强度校核243.2.4.1 刀片材料选择.243.2.4.2 刀片强度校核.253.2.5 刀轴结构设计与校核283.2.5.1 刀轴结构设计.283.2.5.2 刀轴强度校核.293.2.5.3 刀轴刚度校核.303.2.6 粉碎系统临界转数校核313.3 加热系统设计.333.3.1 加热方式选择.333.3
5、.2 加热系统结构方案确定.333.3.3 发热管功率计算.343.3.4 发热管改进设计.353.4 关键零部件选型.363.4.1 防溢电极.363.4.2 温控器.363.4.3 温度保险丝.373.5 零部件装配关系确定.373.5.1 整机装配要求373.5.2 零部件布局383.5.3 机头密封设计403.5.4 机头透气孔设计423.6 零部件材料选用及表面处理.434 产品三维实体造型444.1 零部件三维建模.444.2 产品三维虚拟装配.464.3 干涉检查.495 参数化设计515.1 标准零件库的建立.525.1.1 标准件库的建立方法535.1.2 标准件库的建立过程
6、.535.1.3 标准件库的调用.575.2 通用零件库的建立.575.2.1 通用件库的建立方法.585.2.2 通用件库的建立过程.595.2.3 通用件库的调用.625.3 组件的参数化设计 625.3.1 机头组件的参数化.625.3.2 桶身组件的参数化.695.4 同外形不同规格产品快速复制演示.72结论.74致谢.75参考文献.76附录1:产品总装图、零件图.附录2:产品规格书豆浆机产品设计及Pro/E环境下的参数化设计摘要:豆浆机是一种通过电机的高速旋转,带动刀片对黄豆、大米、五谷等食材进行强力的打击、搅拌、切割、加热,并辅以微电脑控制搅拌、加热的节奏,实现全自动化制取新鲜即饮
7、的豆浆/米糊/浓汤等饮品的小型家用电器。本论文主要针对目前市场现有的豆浆机,对其进行原理分析,方案对比与选择,实现目标功能产品无网干豆豆浆机的设计。本论文在豆浆机产品设计中承担的主要工作是豆浆机的结构设计部分,针对产品总体结构、粉碎系统、加热系统、密封透气等结构进行方案的设计分析与计算,并在Pro/E环境下完成产品总体结构的三维建模及虚拟装配。同时,利用Pro/E自带的Family Table和Pro/Program等二次开发工具对所设计的产品进行总体结构的参数化设计,实现相同外形不同规格豆浆机产品的快速复制与产品设计资料的快速获取。关键词:豆浆机 结构设计 Pro/E 三维建模 参数化Abs
8、tract:Soymilk Maker is a minitype domestic appliance, which strike ,mixing, incise and heat the food such as soybean, rice and grains strongly through the blade driven by high speed electromotor, and control the rhythm of stirring and heating by microcomputer to get the fresh ready-to-drink soybean
9、milk, rice-paste and pottage automatically. This thesis mainly aim at the Soymilk Makers which have been existed in the market, analyze the theory and precept of them , and choose a precept to achieve the design of the target function productSoymilk Maker using dried beans without the mesh enclosure
10、. The main work for the design of product in the paper is the structural design of the Soymilk Maker, analyze and calculate the products total structure, smashing system, heating system, seal cower and its breather structure, gain the 3D models of the Soymilk Maker and achieve the Virtual Assembly o
11、f the whole product. At the same time, the paper take the parameterization design for the whole product by using the secondary development tools of Family Table and Pro/Program contained by Pro/E, and achieve the rapidly copy of the Soymilk Makers having the same appearance but the different standar
12、d and the rapidly gain of the design data. Keywords:Soymilk Maker structural design Pro/E 3D model parameterization1 引言1.1 课题背景现代社会高节奏的生活以及高强度的工作, 带给了现代人日益增长的高压力。随着社会的发展与进步,人们对自身的生活质量有了越来越高的要求。从21世纪开始,“便捷”与“健康”渐渐成了现代生活的潮流趋向。家用电器与人们的日常生活密切相关,因而家用电器是否具备便捷性与健康性,将会直接影响到人们的生活。豆浆作为中国传统饮品,具有极高的营养价值,其中含有多种优
13、质蛋白、多种维生素、多种人体必须的氨基酸和微量元素等,是一种非常理想的适应现代人的健康食品。而豆浆机作为家用小型电器的代表,一直为给人们提供方便、快捷、营养、健康的豆浆饮品而服务。分析目前豆浆机市场,由于国内奶粉事件的影响,导致奶粉企业在市场上集体遭受打击,消费者对奶粉企业的普遍不信任,饮食习惯由喝牛奶变为喝豆浆,进而引发对豆浆机的爆发性需求。由于市场需求量的突然扩增,市场潜力逐步的浮现,国内不少家电企业纷纷进军豆浆机市场,抢占市场份额,使得原本平静豆浆机行业竞争异常激烈。在如此激烈与残酷的市场上要想占有一席之地,就必须提高企业自身竞争力,而提升竞争力的最可靠途径就是做好产品技术的创新与研究,
14、保证技术的领先性、产品的先进性。1.2 豆浆机历史与现状1995年北京电视台购物栏目就出现了豆浆机的身影,但由于众多技术难题没有被攻克,豆浆机市场并未如愿发展起来。当豆浆机的缺陷是电机工作不稳定,不是打几次就坏,就是不按程序工作,返修率非常高,而且豆浆一煮就糊,以致不少爱喝豆浆的人只好将其束之高阁。经过十多年的发展,目前豆浆机的市场销量已经超过了800万台,并且仍以30%的增长率持续增长。十多年来,随着豆浆文化的不断深入,豆浆机产品的不断成熟,豆浆机经历了从“精密网罩”到“大网孔网罩”到“无网”到“无网干豆”到“无网干豆不锈钢”的一次次升级换代,实现了产品技术的一次次推旧呈新。分析目前豆浆机市
15、场现状,主要存在两大主流产品,一是以“五谷精磨”为主的九阳豆浆机,另一则是以“无网涡流”为主的美的豆浆机。九阳五谷精磨技术使用网罩式结构的“五谷精磨器”在大豆粉碎以及噪音控制方面独占优势,占据着70%的市场份额。美的无网涡流技术则采用特殊结构刀片,舍弃了传统的网罩,简化了豆浆机的机身结构,凭借使用方便易清洗的优势占据了近30%的豆浆机市场。但不论是五谷精磨还是无网涡流,市场现有的豆浆机仍存在着出浆率低、大豆蛋白溶出少、制出豆浆不香浓等功能性问题,以及机头易进水、釜底易糊底等结构性缺陷。针对这些问题,仍需投入大量的时间与精力去做技术上的解决与创新,从而更好地完善豆浆机产品设计,使其更好地适应市场
16、需求,客户需要。1.3 设计的内容与方法 本文的设计内容是针对目前市场上已有的豆浆机,对其进行原理分析与方案的对比选择,在确定设计方案后对产品进行具体的结构设计,以实现目标产品无网干豆豆浆机的设计。本论文主要承担豆浆机产品设计中的结构设计部分,主要针对豆浆机的粉碎系统进行结构设计,对无网粉碎系统的刀片、扰流挡板、刀轴等进行结构分析,设计计算及校核,对现有加热系统进行初步设计与方案改进,对豆浆机实际生产中较易出现的机头进水等问题进行结构上的密封设计,并完成产品的零部件布局与整机结构设计。通过Pro/E对所设计的产品进行三维实体造型,在Pro/E下进行产品的虚拟装配与干涉检查等,以完善产品结构设计
17、中的细节问题,形成产品三维设计资料。同时,本文还利用Pro/E自带的Family Table和Pro/Program等二次开发工具对所设计产品零部件进行参数化设计,提出豆浆机产品设计过程中常用的标准件、通用件库的建立方法与过程,对产品整机进行参数化分析与设计,实现相同外形不同规格豆浆机产品的快速复制与产品设计资料的快速获取。1.4 课题的意义豆浆机产品在技术上还有很多不成熟的地方,要想设计出适应市场需求、占有市场优势的豆浆机,就必须不断投入对豆浆机的技术研究与分析。该课题来源于美的精品电器事业部豆浆机公司,通过对公司豆浆机产品的分析以及公司产品技术的研究,设计出了一款满足市场需求,符合生产要求
18、的豆浆机产品。同时,由于豆浆机市场的逐渐成熟,企业的产品也已经趋于模块化、通用化、系列化,对产品设计的标准化要求也就日渐重要。对设计产品进行参数化设计,实现产品设计资料的快速生成与复制,不仅能够加快产品设计流程,缩短设计周期,为企业节约不必要的时间跟人力成本,同时对企业的标准化管理,对企业竞争力的提升也作出了巨大的贡献。2 原理方案设计分析传统豆浆的制作工艺流程与方法可知,传统豆浆的制作原理,主要分为三个步骤:磨、滤、煮,三个步骤依次进行。利用豆浆机制作豆浆,则需要在传统工艺的基础上做了一些改进,以实现全自动制作豆浆的过程。豆浆机制作豆浆包含三个步骤:磨、煮、滤,为实现机械功能改变三个步骤的顺
19、序,先是磨与煮交替工作,最后再滤。2.1 系统工作原理分析以上豆浆制作原理,确定所设计豆浆机工作原理,主要由粉碎原理及控制原理两部分组成。通过发热元件的加热及电机的高速搅打,使颗粒状的豆制品或其他食物粉碎,并混合形成即食型的液态或糊状食品。在整个过程中加入防溢保护及防干烧等保护功能,以保证整个制浆(糊)过程的顺利完成,最终使食物达到预期的要求。2.1.1 粉碎原理产品粉碎系统采用电机带动打浆刀在水与食物的混合物中高速旋转,使水与食物的混合物按照一定的规律多次经过刀片的原理,使水与食物的混合物多次与高速旋转的刀片碰撞后,最终被粉碎。图2.1 豆浆机粉碎原理2.1.2 控制原理产品主要采用微电脑控
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