新型家用和面机产品开发

论文摘要

随着社会的发展,人们生活节奏越来越快,越来越多的年轻人不会做家务、下厨房,所以有必要研发一种新型家用和面机,这样可以方便快捷的为家庭解决和面带来的烦恼,使和面变得更容易,做面食更加简单,为做饭节省大量时间。和面机实际上是一种搅拌机,主要功能是进行面粉和水的揉和,即将各种各样的原料、辅料加水并进行搅拌,做成既质量达标,又满足下一环节机械加工的半成品。以往的和面机是将几片浆叶安装在一根轴上,其中以主轴安装形式的不同,分为卧式和立式,立式和面机的优点在于它有较强的拉伸能力,擅长于韧性面团的调制;然而卧式和面机的拉伸作用相对较弱,则适用于酥性面团的调制。我们设计的这款新型家用和面机它的特点是,结构简单,制造成本低,卸料清洗方便,所以在食品加工中,如面包、饼干、糕点及一些饮食面食中一定能得到广泛的应用。针对目前开发的新型家用和面机我们做了如下研究:首先对和面机的机构进行三维建模,并对和面机机构做动力学仿真,通过设定约束条件仿真出和面机的桨叶在和面时的运动、受力情况,不但验证了和面机机构能够完成和面的正确性,而且验证了和面机构设计的合理性,同时对整个控制系统的控制时序及参数设置有一定指导意义;其次,对已设计的和面机桨叶进行了有限元分析。通过设置桨叶的特定的工件材料,对它们做了静力学分析、模态分析,得出桨叶的最大应力、最大震动幅值等模态特征,根据分析结论对桨叶进行了优化设计,为后续的桨叶开发奠定了基础;再者,在上述研究基础上,确定了基于单片机的控制系统的关键部分的设计方案,最终开发研制了和面机控制板,通过对整个控制系统的实际检验,该系统具有较高的稳定性和可操作性;最后,通过运用工业设计技术,对和面机的外型进行了3D设计,完成了外观造型,最终开发研制了和面机样机,通过大量的和面实验验证,该和面机样机具有较高的和面效率,且能够满足一般家庭和面所需,达到实际应用效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外小家电业现状及分析
• 1.2.1 国内小家电产品的现状及其发展特点
• 1.2.2 国外小家电产品的现状及其发展特点
• 1.2.3 国内和面机产业发展现状
• 1.3 国内外和面机发展现状
• 1.4 有限元技术在和面机开发中的应用
• 1.5 虚拟样机技术在和面机开发中的应用
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 新型家用和面机机构设计与仿真
• 2.1 和面机和面原理研究
• 2.1.1 手工和面原理
• 2.1.2 自动化和面原理
• 2.2 和面机机械结构设计
• 2.2.1 和面机机械传动设计
• 2.2.2 和面机容器及其桨叶设计
• 2.2.3 和面机密封设计
• 2.3 和面机动力学仿真分析
• 2.4 和面机机构动力学仿真流程设计
• 2.5 和面机机构动力学仿真分析
• 2.5.1 传递模型到ADAMS
• 2.5.2 和面机运动参数理论值计算
• 2.5.3 和面机机构运动仿真参数设置
• 2.5.4 仿真结果后处理分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 和面机桨叶应力与模态分析
• 3.1 有限元原理与ANSYS 简介
• 3.1.1 有限元原理
• 3.1.2 ANSYS 软件简介
• 3.2 桨叶有限元分析的前后处理
• 3.2.1 桨叶实体模型的建立
• 3.2.2 桨叶有限元模型的建立
• 3.3 桨叶荷载的施加与求解
• 3.3.1 荷载的施加方式与求解方法的选择
• 3.4 桨叶应力分析
• 3.4.1 桨叶模型
• 3.4.2 桨叶载荷添加
• 3.4.3 计算结果
• 3.4.4 结果分析
• 3.5 桨叶模态分析
• 3.5.1 模态分析结果
• 3.6 桨叶结构优化
• 3.7 本章小结
• 第4章 和面机机电控制系统设计
• 4.1 控制系统概述
• 4.1.1 控制系统整体方案
• 4.1.2 控制系统总体程序设计
• 4.2 元器件的选择
• 4.2.1 单片机的选择
• 4.2.2 电机的选择
• 4.3 单片机控制电路板的设计
• 4.3.1 电源电路的设计
• 4.3.2 通讯电路设计
• 4.3.3 交流电机控制电路设计
• 4.3.4 时钟电路与复位电路的设计
• 4.4 和面机控制电路板实体
• 4.5 本章小结
• 第5章 和面机产品外型设计与样机制作
• 5.1 确定外观方案设计
• 5.1.1 造型设计分析
• 5.1.2 色彩设计分析
• 5.2 材料与工艺
• 5.3 效果图制作
• 5.4 样机介绍及操作
• 5.5 和面机的实验验证
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢