【正文】 機(jī)械傳動(dòng)得到了簡化，傳動(dòng)鏈較短。為了保證自動(dòng)烹飪機(jī)的功能得到充分發(fā)揮，還有一些配套部件（如防水、隔熱潤滑、清潔、報(bào)警等一系列裝置）。那么對(duì)烹調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能要求歸結(jié)起來包括：（1） 實(shí)現(xiàn)人手烹調(diào)時(shí)的翻炒、撥散、攪拌、盛出等動(dòng)作；（2） 能夠自動(dòng)投放原料和調(diào)味料；（3） 能適應(yīng)烹調(diào)方法的要求；（4） 能控制火候，達(dá)到預(yù)期風(fēng)味；（5） 有良好的擴(kuò)展性，即能適應(yīng)新菜式的烹調(diào)要求。2．3．1 機(jī)架機(jī)架是整個(gè)機(jī)構(gòu)的載體，用來支撐整個(gè)機(jī)構(gòu)。由于機(jī)架長期處于較高溫度的環(huán)境中，并且經(jīng)常經(jīng)受油煙等污染，所以機(jī)架材料選擇不銹鋼，它不易生銹，而且容易清洗打理。推拉桿4旋繞在小帶輪上，通過大、小帶輪的旋轉(zhuǎn)而改變桿的長度，電動(dòng)機(jī)主軸正轉(zhuǎn)時(shí)推拉桿伸長，反之，反轉(zhuǎn)時(shí)推拉桿縮短，最終使鍋鏟5得以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。圖24 鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理圖 鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由： 1—電動(dòng)機(jī) 2—主動(dòng)輪（小齒輪） 3—從動(dòng)輪（大齒輪）等組成。2．3．4 鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1) 組成及工作原理 鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理圖如圖25所示。2) 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算： 由圖25不難看出，此機(jī)構(gòu)共有1個(gè)活動(dòng)件，1個(gè)低副，故機(jī)構(gòu)的自由度為 由此可以看出該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，即只要電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，便可帶動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來。3）畫出各機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)原理圖以及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，最終驗(yàn)證各機(jī)構(gòu)是否有確定的運(yùn)動(dòng)，為后面的研究作好鋪墊工作。在將來，從消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的約定到對(duì)產(chǎn)品的生命周期支持和最終的回收處置，建模和仿真都將是所有制造企業(yè)的基本工具。通過對(duì)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)性功能仿真，工程師、設(shè)計(jì)人員或用戶可以在產(chǎn)品生命周期內(nèi)尋求其最優(yōu)化設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，如有限元分析、人機(jī)工程分析、干涉分析、加工過程分析等，然后迅速地修改產(chǎn)品的外觀形狀、裝配、加工工藝、材質(zhì)等。虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)充分得體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法論如并行工程等思想 ，充分利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和PDM所構(gòu)造的并行設(shè)計(jì)與管理環(huán)境，采用數(shù)字化產(chǎn)品模型，并能用不完備產(chǎn)品模型和迷糊產(chǎn)品來仿真產(chǎn)品全生命周期。在設(shè)計(jì)階段，使用有限元分析能夠幫助做出設(shè)計(jì)選擇，可以避免重復(fù)設(shè)計(jì)制造造成的時(shí)間和成本的浪費(fèi)。3．2．1 SolidWorks的簡介 SolidWorks是在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)機(jī)械CAD軟件，是面向產(chǎn)品級(jí)的機(jī)械設(shè)計(jì)工具。由于SolidWorks是在Windows環(huán)境下開發(fā)的，它能夠充分利用Windows的優(yōu)秀界面，為設(shè)計(jì)者提供簡易方便的工作界面。SolidWorks不是一個(gè)簡單的實(shí)體建模工具，而是一個(gè)面向產(chǎn)品級(jí)的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)。同時(shí)SolidWorks還提供了動(dòng)態(tài)仿真的功能，并在仿真過程中提供了干涉檢查、間隙控制等功能，給設(shè)計(jì)帶來了極大的便利。通過拖動(dòng)、解剖、投影等方式生成各種工程圖，自動(dòng)標(biāo)注、自動(dòng)生成剖面線，自動(dòng)生成材料清單。而動(dòng)畫插件Animator則可以方便地實(shí)現(xiàn)演示產(chǎn)品的外觀和性能，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，減少新產(chǎn)品投放市場的時(shí)間，能迅速地制作動(dòng)畫文件并通過電子郵件發(fā)送或在網(wǎng)站展示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中大約1/3左右的人力在從事產(chǎn)品裝配有關(guān)活動(dòng)，40%以上的生產(chǎn)費(fèi)用用于產(chǎn)品的裝配和調(diào)試，產(chǎn)品裝配所需工時(shí)占產(chǎn)品生產(chǎn)制造總工時(shí)的40%60%。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，對(duì)裝配問題考慮越早，所獲取的 質(zhì)量、成本和時(shí)間效應(yīng)就越明顯。他的主要思路是先設(shè)計(jì)好各個(gè)零件，然后將這些零件拿到一起進(jìn)行裝配，如果在裝配過程中發(fā)現(xiàn)某些零件不符和要求，諸如：零件與零件之間產(chǎn)生干涉，某一零件根本無法進(jìn)行安裝等，就要對(duì)零件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，重新裝配；再發(fā)現(xiàn)問題，再進(jìn)行修改。本課題在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，利用SolidWorks的以上優(yōu)點(diǎn)，并同時(shí)應(yīng)用自底而上（Bottomup）和自頂而下（Topdown）的兩種裝配設(shè)計(jì)方法，極大地提高了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率和可靠性。支撐圓盤的一端面均布滾珠安裝孔，內(nèi)加潤滑劑后將滾珠放入其中，從而可以支撐到齒輪轉(zhuǎn)盤的弧面導(dǎo)軌凹槽；齒輪轉(zhuǎn)盤的上部為齒輪環(huán)，齒輪環(huán)上端面有螺孔，用以安裝支架，中部為圓環(huán)，圓環(huán)外直徑小于齒輪環(huán)的齒根圓直徑，避免齒輪嚙合時(shí)的干涉；圓環(huán)下面有突起臺(tái)階，臺(tái)階外圓直徑大于中部圓環(huán)外徑；下部圓環(huán)端面是弧面導(dǎo)軌槽，弧面半徑與滾珠相同；齒輪轉(zhuǎn)盤內(nèi)圓面焊接鍋的支架；通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)齒輪從而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)盤在滾珠上旋轉(zhuǎn)，電機(jī)安裝在動(dòng)齒輪的下方，用一個(gè)套筒固定，可以有利于鍋的安置，且有效避免高溫的影響；齒輪環(huán)上面可以安裝固定定位卡槽，而定位卡槽是由具有彈性的金屬板材作成，為“U”形的卡槽，兩邊微向內(nèi)彎曲，當(dāng)用力壓下適當(dāng)寬度的鍋把手時(shí)，定位卡槽端面限制鍋在齒輪轉(zhuǎn)盤直徑方向的自由度，兩邊彈性片限制鍋在齒輪轉(zhuǎn)盤切線方向的自由度，所以當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，將帶動(dòng)鍋旋轉(zhuǎn)，而又不會(huì)發(fā)生晃動(dòng)。3．4．2 齒輪的設(shè)計(jì)及其計(jì)算（一）齒輪材料選擇設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。總之，工作條件的要求是選擇齒輪材料時(shí)首先應(yīng)考慮的因素。尺寸較小而又要求不高時(shí)，可選用圓鋼做毛坯。根據(jù)上述齒輪材料的選擇原則，本課題鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，7級(jí)精度，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。由表及齒輪材料選擇原則，選擇小齒輪小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 = ⑦ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率1%，安全系數(shù)S=1，由式得 （37） （38） ⑵ 計(jì)算 ① 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[σH]中較小的值 （39）② 計(jì)算圓周速度 v （310）⑶ 計(jì)算齒寬b （311）⑷ 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) （312） 齒高 （313） b/h=（314）⑸ 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=，7級(jí)精度，得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=； 直齒輪，假設(shè)KAFt/b﹤100N/mm。4．幾何尺寸計(jì)算 ⑴ 計(jì)算分度圓直徑 （326） （327） ⑵ 計(jì)算中心距 （328）⑶ 計(jì)算齒輪寬度 （329）取B2=60mm，B1=65mm。由于電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速比較慢，以及自動(dòng)烹調(diào)機(jī)正常工作時(shí)鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)長時(shí)間處于高溫狀態(tài)等原因，所以選擇粘度較大、油性好以及氧化安定性強(qiáng)的潤滑油和針入度較小的潤滑脂。鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)比較簡單，如圖33所示。3．5．2 其它零部件設(shè)計(jì)與選擇（一）聯(lián)軸器的選擇1．類型選擇為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。由于一個(gè)軸承只能承受單向的軸向力，因此，一般成對(duì)使用。自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是通過機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱的目的，同時(shí)保證鍋蓋翻轉(zhuǎn)時(shí)鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉。 3．保證了鍋蓋翻轉(zhuǎn)時(shí)與 鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉。這可以通過加重機(jī)架重量，并將其進(jìn)行穩(wěn)固后得到解決； 2．鍋蓋翻轉(zhuǎn)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏大，導(dǎo)致撞擊力偏大；4．2 本論文的特色與創(chuàng)新 本論文的特色與創(chuàng)新主要有以下兩點(diǎn)： 1）第一次提出了自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的概念，將自動(dòng)化帶入烹飪行業(yè)。 中式烹飪工業(yè)化是涉及多學(xué)科的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是社會(huì)科技、文化、經(jīng)濟(jì)及人們的觀念發(fā)展到一定水平而向科技工作者提出的客觀要求，它的完成要求烹飪理論與實(shí)踐、食品工程、營養(yǎng)及飲食業(yè)等多學(xué)科科技工作者的共同努力，是一項(xiàng)科技含量很高的綜合性課題，要求以烹調(diào)整個(gè)工藝為主線，用機(jī)械代替手工，用自動(dòng)控制代替人為控制，用定性、定量代替模糊性，用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)代替手工操作的隨意性，用科學(xué)代替經(jīng)驗(yàn)。在四年的大學(xué)生活學(xué)習(xí)當(dāng)中，家人對(duì)我的支持與關(guān)懷讓我有了一種向前的力量，所以，在此我首先要感激我的家人，感謝他們對(duì)我的栽培和鼓勵(lì)。 學(xué) 生（簽字） 指導(dǎo)教師（簽字） 院長（部主任）（簽