【正文】 3．3鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 102．3．4 鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 112．4 小結(jié) 123． 鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 133．1 引言 133．2 基于SolidWorks的虛擬設(shè)計(jì) 133．2．1 SolidWorks的簡介 143．2．2 SolidWorks的裝配方法 153．3 鍋定位的工作原理 163．4 鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 173．4．1 電動機(jī)的選擇 173．4．2 齒輪的設(shè)計(jì)及其計(jì)算 183．4．3 潤滑 243．5 鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 243．5．1 工作原理 243．5．2 其它零部件設(shè)計(jì)與選擇 253．6 小結(jié) 254． 結(jié)論與展望 274．1 本論文的主要工作及結(jié)論 274．2 本論文的特色與創(chuàng)新 274．3 展望 28參考文獻(xiàn) 29致謝 30附錄 31自動烹飪機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 班級：03031239指導(dǎo)老師： 摘要：本論文課題是研究一種由計(jì)算機(jī)控制的自動烹飪機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。它不需要食用者去具體了解食品的營養(yǎng)成分與安全度，一切已經(jīng)為營養(yǎng)專家代勞了，自動化的烹飪系統(tǒng)會很好的執(zhí)行下去，這有利于改變中國人不和情理的飲食結(jié)構(gòu)。在今天的中國，作為西餐代表，“麥當(dāng)勞”和“肯德基”在快餐領(lǐng)域占領(lǐng)了非常大的市場，由于它們已經(jīng)使飲食快餐化，而且制作過程簡單、清潔，最重要的是實(shí)現(xiàn)了快餐的工業(yè)化，因而滿足了現(xiàn)代社會生活的要求。傳統(tǒng)的烹飪技藝將在酒樓、餐館仍有進(jìn)一步發(fā)揮之地，構(gòu)成現(xiàn)代社會餐飲市場的重要組成部分。另一方面，烹飪自動化不是簡單的用機(jī)械仿手工技藝，而是應(yīng)在傳統(tǒng)烹飪原理基礎(chǔ)上應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行革命性的改造。2. 鍋定位及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱的目的。”,Blackburg, Virginia, 1978[7] Ball and Roller Screws. Engineering Material and (12),1975 學(xué)院 專業(yè)類 050312 班學(xué)生（簽名）： 日期： 自 2007 年 3 月 26 日至 2007 年 6 月 22 日指導(dǎo)教師（簽名）：助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 機(jī)械制造工程 系（室）主任（簽名）： 附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目 自動烹飪機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 填 表 日 期 2007 年 3 月 29 日說 明開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容?？傊?，烹飪自動化將對傳統(tǒng)烹飪技藝的繼承和發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。另一方面，從歷史看，無論社會文明發(fā)展到何種程度，手工操作的烹飪技法創(chuàng)造仍有很大餓需求，不可能也不必要全部自動化，可以肯定地說，自動化的產(chǎn)品永遠(yuǎn)不可達(dá)到手工操作的水平，手工技藝終將有很大的市場需求。三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： 本文的研究將引入自動烹飪機(jī)的概念，闡述烹飪及烹飪技法原理，研究內(nèi)容是根據(jù)烹飪大師對菜肴的研究，以次分析鍋定位及設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹飪物均勻受熱，另外，鍋蓋翻轉(zhuǎn)時與鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請的論文或成果。首先，闡述說明自動烹調(diào)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)包括鍋鏟機(jī)械手、鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及送投料機(jī)構(gòu)等的基本工作原理，并對各機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行分析，畫出機(jī)構(gòu)原理圖、計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。 Overturn。無論是燒菜用的鍋、鍋鏟、還是煎、炒、煮、炸這些做菜的方法都是中華民族幾千年來不斷積累和創(chuàng)新的結(jié)晶。最初的烹飪的目的是食物熟而可食，而烹調(diào)的目的則更進(jìn)一步，使食物而可口，因此，烹調(diào)是烹飪發(fā)展相對高級階段的產(chǎn)物。如果工藝過程加工過程用機(jī)器完成，則稱為機(jī)器加工過程，在設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的加工過程稱為設(shè)備加工過程。隨著現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，中式餐飲業(yè)的自動化 有了一定的發(fā)展，也有不少自動化的烹飪機(jī)器，包括全自動電飯鍋、微波爐、面包爐等。它不需要食用者去具體了解食品的營養(yǎng)成分與安全度，一切已經(jīng)為營養(yǎng)專家代勞了，自動化的烹飪系統(tǒng)會很好的執(zhí)行下去，這有利于改變中國人不和情理的飲食結(jié)構(gòu)。目前的一些實(shí)踐證明，對于某些品種的菜肴，自動化生產(chǎn)已經(jīng)成為可能。對于鍋定位及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，利用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)和裝配，充分利用SolidWorks在設(shè)計(jì)裝配中的優(yōu)勢。該系統(tǒng)可完全取代人工根據(jù)顧客的隨機(jī)點(diǎn)叫，快速、連續(xù)地進(jìn)行不同菜肴的物料選取和全自動烹調(diào)，從而為餐飲業(yè)的烹調(diào)自動化提供了一種全新的選擇方案。 伺服系統(tǒng)是接收計(jì)算機(jī)的指令，驅(qū)動烹調(diào)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的驅(qū)動部件。適應(yīng)連續(xù)地自動烹調(diào)。2．3 設(shè)計(jì)方案根據(jù)上述的烹調(diào)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括：鍋鏟機(jī)械手、鍋定位及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和送投料機(jī)構(gòu)。圖23鍋鏟機(jī)械手機(jī)構(gòu)原理圖Fig. 23 Machine hand organization principle pursues a slice 鍋鏟機(jī)械手機(jī)構(gòu)主要由： 1—大帶輪 2—V帶 3—小帶輪 4—推拉桿 5—鍋鏟等五部分組成。關(guān)于鍋的定位等問題將在第三章的鍋定位及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中具體分析與設(shè)計(jì)。自動烹調(diào)機(jī)的運(yùn)動部分主要是翻炒運(yùn)動、鍋旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、鍋蓋翻轉(zhuǎn)運(yùn)動和送投料運(yùn)動。這種交互的輸出將是一個完全被定義了的數(shù)字化需要，它既確定了產(chǎn)品的外型，性能、生命周期、成本，也確定了產(chǎn)品交接的時間和數(shù)量。 根據(jù)需要，對產(chǎn)品進(jìn)行人機(jī)工程分析、干涉分析、有限元分析等。其設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)性，即零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的完全動態(tài)連接，使得設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)過程的任何階段修改設(shè)計(jì)，同時牽動相關(guān)部分的改變。自頂而下的裝配方法使設(shè)計(jì)者在裝配環(huán)境中參考裝配體和其它零部件的位置及尺寸設(shè)計(jì)新零件，更加符合工程習(xí)慣。SolidWorks還根據(jù)設(shè)計(jì)者的不同需要，提供了各種插件。同時提高100%200%的生產(chǎn)率。自頂而下（Topdown）則是從產(chǎn)品的功能出發(fā)，選用一系列的零件去實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能：先設(shè)計(jì)出初步方案及其結(jié)構(gòu)草圖，建立約束驅(qū)動的產(chǎn)品模型，通過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定每個參數(shù)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過幾何關(guān)系求解將零件裝配成產(chǎn)品。3．4鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3．4．1電動機(jī)的選擇根據(jù)實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，即F=25N。大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。 ⑵ 鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為一般工作，速度不高，故選用7級精度（GB1009588）。⑵ 設(shè)計(jì)計(jì)算 （324） 對比計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，=2mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=，算出小齒輪齒數(shù)： （325） 取z1=30，則大齒輪齒數(shù)，取z2=126。本設(shè)計(jì)中，最主要的問題是如何避免鍋蓋翻轉(zhuǎn)時與鍋鏟機(jī)械手和投料裝置的干涉問題。（二）滾動軸承的選擇 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。在經(jīng)過了方案研究分析后得到以下結(jié)論： 1．整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了參數(shù)化虛擬設(shè)計(jì)，完成了烹飪機(jī)機(jī)構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了設(shè)計(jì)者的能動能夠性，提高了機(jī)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)的效率，滿足了“多品種、小批量、無庫存”的現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)要求。 4．3展望 本課題研究目前只是停留在設(shè)計(jì)階段，還無法達(dá)到商用的程度，只是在中式烹飪工業(yè)化發(fā)展方面做了一點(diǎn)有益的嘗試，因此還有許多工作要繼續(xù)下去。在論文課題的研究過程中，劉老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、一絲不茍的科研作風(fēng)和對工作兢兢業(yè)業(yè)的精神使我不僅在學(xué)業(yè)上，還在思想上均受益非淺，這些都是我獲得的寶貴財(cái)富。 ambient films and Contaminants Number of tests per condition Unlubricated tests often behave more variably Confidence increases with number of testsAccuracy required Affects choice of sensor system。 nonconformal。參考文獻(xiàn)[1] ：高等教育出版社，1998[2] 熊四智、：中國商業(yè)出版社，1998[3] ：中國旅游出版社，1998[4] 著，魏鐘、徐堯潤等譯，：輕工業(yè)出版社，1986[5] ：中國輕工業(yè)出版社，1999[6] 郭蘊(yùn)輝、[J].：3435[7] [J]，第26卷第3期，200403：5053[8] ：機(jī)械工業(yè)出版社，1993[9] 李啟炎、：清華大學(xué)出版社，2002[10] 劉生明、李建軍、[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，1994第2期[11] ：高等教育出版社，2001[12] ：機(jī)械工業(yè)出版社，[13] 聶秋根、[J].中國制造業(yè)信息化，35（5）[14] [D]，華南理工大學(xué)，[15] （第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993[16] 柴邦蘅 ：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[17] 孫桓、（第六版）.高等教育出版社[18] ，2003[19] 王昆、何小柏、[20] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》（第二分冊）.[21] [22] [23] 致謝有付出總有回報(bào)，四個月的研究結(jié)果最終濃縮在這一篇論文之中。實(shí)現(xiàn)另外課題預(yù)期設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 2．完成了每個機(jī)構(gòu)的零部件設(shè)計(jì)，利用SolidWorks的裝配方法，充分發(fā)揮了設(shè)計(jì)者的能動性，提高了機(jī)構(gòu)裝配設(shè)計(jì)的效率，并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯誤，滿足了“多品種、小批量、無庫存”的現(xiàn)代設(shè)計(jì)要求。電動機(jī)主軸的轉(zhuǎn)向決定著鍋蓋的開合，當(dāng)電動機(jī)主軸正轉(zhuǎn)時，鍋蓋閉合；當(dāng)電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，鍋蓋打開。 （331） 由于鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的特殊結(jié)構(gòu)，要求齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也很特殊，它不同于普通齒輪的結(jié)構(gòu)，如下圖32所示大齒輪零件圖，33所示小齒輪零件圖：圖32 大齒輪零件圖 The part pursues a big gear wheel圖33 小齒輪零件圖 The part pursues a small gear wheel3．4．3潤滑 在鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，支撐圓盤的一端面均布滾珠安裝孔，因此內(nèi)部需要加入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。故選小齒輪齒數(shù)Z1=20，大齒輪齒數(shù)Z2=iZ1=6*20=120。當(dāng)小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差（如小齒輪齒面為淬火并磨制，大齒輪齒面為?；蛘{(diào)質(zhì)），且速度又高時，較硬的小齒輪齒面對較軟的大齒輪齒面會起較顯著的冷作硬化效應(yīng)，從而提高了大齒輪齒面的疲勞極限。齒輪材料的選擇原則：齒輪材料的種類很多，在選擇時應(yīng)考慮的因素也很多，下述幾點(diǎn)可供選擇材料時參考：①齒輪材料必須滿足工作條件的要求。為此，通過合理地使鍋旋轉(zhuǎn)，采用一種主動的方式，讓鍋內(nèi)的被烹調(diào)物未受熱部分接受鍋鏟動作，均勻受熱，就可以解決問題。輸入零件之間的幾何約束關(guān)系，將設(shè)計(jì)好的零件裝配成產(chǎn)品，這是目前CAD系統(tǒng)可以支持的一種自底而上（Bottomup）的設(shè)計(jì)過程；另一種是自頂而下（Topdown）的方法，即在零件設(shè)計(jì)的初期就考慮零件與零件之間的約束和定位關(guān)系，在完成產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)之后，再實(shí)現(xiàn)單個零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，SolidWorks的裝配遵循這兩種方法。這樣設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)各零部件時可有的放矢，零部件的再設(shè)計(jì)也更為簡單更具針對性；再者，SolidWorks可實(shí)現(xiàn)從底而上和從頂而下兩種裝配設(shè)計(jì)，為我們基于全局約束的裝配設(shè)計(jì)提供了極大的便利；運(yùn)動仿真、干涉檢驗(yàn)、渲染等功能以及零部件、裝配體和工程圖之間的聯(lián)動，對參數(shù)化虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)來說，更是強(qiáng)有利的補(bǔ)充，使之更趨完備。SolidWorks提供了從3D模型自動生成2D工程圖和任意剖面視圖的功能。在特征樹的基礎(chǔ)上，SolidWorks創(chuàng)新地提出配置管理器的功能，能使一個零件在每個文檔內(nèi)生成多個不同的派生樣式，它能夠在不同部分、不同屬性或其它方式下開發(fā)和管理零件組和實(shí)體組。 對虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的仿真包括：①虛擬產(chǎn)品模型的演變過程的仿真；②虛擬產(chǎn)品性能仿真，包括運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、精度特性、熱物性及其它特殊性能的仿真；③虛擬裝配仿真，用計(jì)算機(jī)仿真產(chǎn)品的實(shí)際裝配過程，確定裝配的好壞。虛擬設(shè)計(jì)（VD）主要涉及到以下幾方面內(nèi)容：1．虛擬建模。本章將對鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體分析設(shè)計(jì)及計(jì)算，自動烹調(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)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，同時保證鍋蓋翻轉(zhuǎn)時與鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉。其工作原理是電動機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動杠桿運(yùn)動，鍋蓋和杠桿之間通過螺釘連接為一體，當(dāng)電動機(jī)主軸轉(zhuǎn)動方向控制著鍋蓋的開合，當(dāng)電動機(jī)主軸正轉(zhuǎn)時，鍋蓋閉合；當(dāng)電動機(jī)主軸反轉(zhuǎn)時，鍋蓋打開。 2) 機(jī)構(gòu)自