洗筷机设计说明书.docx

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洗筷机设计说明书

衢州学院（筹）

创新创业竞赛作品

题　　目：

高效轻便洗筷机设计

作　　者：

黄娜翁良津俞一峰

系（部）：

机电控制工程系

指导教师：

肖俊建　　

职　　称：

　　副教授　　

2009年10月9日

高效轻便洗筷机设计

摘要

森林资源短缺是我国目前正面临一个比较严峻的挑战，滥砍滥伐数目现象严重，生态环境受到严重破坏的重大问题，其中这里面每天都要消耗木材130万立方米生产一次性筷子，但如果这些木材锯成普通厚度的木地板，可以铺满3700个足球场了，而且政府也鼓励市民“出门就餐使用自备筷子”的政策，但是效果不是那么明显。

因为很少有人出门带筷子。

所以，为了解决使用一次性筷子和出门带筷子的尴尬问题，发明一台高效轻便的洗筷机。

大家都知道，现在在许多大酒店、大饭店，乃至大型食堂里都已经有了一个完善的清洗厨房餐具的综合机器，但是，目前中国仍有许多中、小型酒店和饭店，还有餐馆使用一次性筷子的现象，浪费非常严重，而我们所制作的这台轻便洗筷机正好弥补了这一缺陷。

它的优点很多，比如，体积小、重量轻、清洗高效上，适宜用于那些中小型酒店和餐馆中，与此同时使得劳动力大大减少，从而减少了开支，又达到了环保和卫生的效果。

也可以制作大型的高效洗筷机，适用于大酒店，大饭店。

针对现在全世界洗筷机大而笨重和成本高以及使用局限性的缺点，我们为此想发明一台体积小、质量轻、高效洗筷机，更具有推广意义，由于机器投入小、寿命长、回报大的特点，我们相信它具有很好的市场潜力。

高效轻便洗筷机的出现同时也实现了“人手的第二次解放”，带给大家方便和快捷，同时又节省了资源，便是另一种形式的造福社会。

关键词：

筷子,方案设计,机构设计,理论计算

第一章研制背景及意义.....................................1

第二章设计方案...........................................2

第三章设计计算...........................................6

3.1齿轮的啮合计算...................................6

3.2工作效率计算....................................7

第四章原理及性能分析.....................................8

4.1.工作原理..........................................8

4.2性能.............................................8

4.3拟解决的问题......................................8

第五章创新点及应用.......................................9

5.1下料机构的造型......................................9

5.2链轮的巧妙利用......................................9

5.3清洗机构............................................9

谢辞...................................................11

参考文献.................................................12

第一章研制背景及意义

现在许多大酒店、饭店,乃至大型食堂里都已经有了一个完善的清洗厨房餐具的综合机器，但目前中国仍有中、小型酒店、饭店，还有餐馆使用一次性筷子的现象。

而我们所开发的这台轻便洗筷机正好弥补了这一缺陷，它胜在体积小、重量轻、清洗高效上，适宜于那些中小型酒店和餐馆中。

图1-1整体的构造图

高效轻便的洗筷机由下筷机构设计、分筷机构设计、运输机构设计、清洗机构设计、冲洗机构设计五部分组成。

该装置体积小，拆卸方便，也很适合于家庭中，这样洗出的筷子既干净又迅速，可为家庭主妇节省许多时间。

针对全世界洗筷机大而笨重和成本高以及使用局限性的缺点，开发了一台体积小、质量轻的洗筷机，具有推广意义，这台机器投入小、寿命长、回报大，市场广阔的特点，具有很高的推广价值和商业价值。

整体的构造如图1-1所示。

第二章设计方案

2.1设计目的：

设计一台高效轻便洗筷机。

2.2设计重点

筷子落入下料装置后自动分开，清洗过程中不出现筷子“乱飞”的现象。

该机器要完成的动作：

下料——分筷——运输——清洗——落料——冲洗（二次清洗）——收集。

2.2.1下料机构设计

为了能清洗足够多的筷子，我们经过反复实验采用横放式，保证一把筷子能一根一根下去而不致被堵在进筷口，在实验中我们设计如图2-1所示形状。

这样就保证筷子可以依次下落。

图2-1下料机构

2.2.2分筷机构设计

此机构主要由一根不锈钢轴和两个链轮组成，如图2-2所示。

我们利用链轮上所具有的特殊齿形，使每个齿形槽内只能容纳一根筷子，这样就使一把的筷子经过两个链轮的分拨作用，使筷子分成一根一根地下落至运输机构。

也能精确的算出洗筷机的效率。

图2-2分筷机构

2.2.3运输机构的设计

在此机构中，我们想到有许多机构可以实现：

有带传动，链传动，齿轮传动，蜗轮蜗杆传动等等。

由于链传动在传动中有一定的动载荷和冲击，传动平稳性差，因此我们不考虑之。

而蜗轮蜗杆在啮合处的相对滑动，发热量大，效率低，且蜗轮造价高，我们考虑到经费以及传动中有相对滑动现象，我们也不考虑之。

经过对比，反复实验，我们最终考虑使用齿轮传动和带传动两种传动相结合来共同完成运输工作。

齿轮传动中传递力大，效率高，且寿命长，工作平稳，可靠性高，能保证恒定的传动比，能传递成任意夹角两轴间传动。

而带传动它属于绕行传动，传动平稳，噪声小，可缓冲吸震。

带传动允许较大的中心距，结构简单，制造、安装和维护较方便，且成本低廉，但带与轮之间存在滑动，传动比不能严格保持不变，且带易打滑，尤其是在润滑油或有润滑脂的条件下，而我们正好在清洗过程中要用到水和洗涤液，为了避免出现上述问题，在带的选择上，我们采用同步带。

同步带无相对滑动，传动比稳定，带薄而轻，强力层强度高，适用于高速传动，带的柔性好，可用直径较小的带轮，传动结构紧凑，能获得较大的传动比，传动效率高，同步带初拉力小，轴和轴承上所受的载荷小，因此，我们选用之，但其安装精度高。

我们又考虑到筷子在滚筒刷的作用下会乱走，所以我们又在同步带上每隔两个空就安装了一枚气钉作为筷子的挡边，使筷子只能在两枚气钉的间隙中来回的被搓动，还有效的避免

了筷子乱走现象的出现。

以上运输工作由图2-3机构完成。

图2-3传送机构

2.2.4清洗机构设计

我们首先在考虑此机构时，用的是利用电动机带动同步轮转动，在同步带上附上毛刷，这样就制成了一个同步毛刷带，但考虑到毛刷带的弯曲程度不是很好，只有增大同步带轮的直径才能使毛刷带弯曲，但增大带轮半径之后，会增加机构本身的体积以及质量，再考虑到同步带轮的价格毛刷带的市场价格，因此我们就否定了这一方案。

我们采用的是环卫滚筒刷，它的圆柱面全附毛刷，毛刷密而柔软，适宜用于洗筷子且市场上易购，在清洗时，我们把滚筒环卫刷与同步带轮相接触，当筷子被同步带运输至滚筒刷处时，由于滚动刷与同步带的相对运动，使得筷子一边被同步带往前传送，一边在滚动刷力的作用下，使得筷子自身作翻滚运动，这样筷子就被洗干净了。

2.3.5冲洗机构设计

考虑到清洗机构清洗筷子时，未必能将所有的筷子全部洗净，因此我们在清洗机构后紧接着冲洗机构，进行筷子的二次清洗，装置如图2-4所示：

图2-4冲洗机构

冲洗机构的上方安装有清水水管，经第一次清洗的筷子由该机构传至收筷装置期间由清水进行二次清洗，使得筷子上的洗洁净水溶液得以冲洗。

第三章设计计算

3.1.齿轮的啮合计算

齿数z1=20z2=30

模数m1=m2=1

啮合角α1=α2=20°

齿顶高ha=ha*m=1

齿根高hf=（ha*+c*）m=1.25

分度圆直径d1=m1z1=20mm,

d2=m2z2=30mm

齿顶圆直径da1=d1+2ha=20+2=22mm，

da2=d2+2ha=30+2=32mm

齿根圆直径df1=d1-2hf=20-1.25=18.75mm，

df2=d2-2hf=30-205=27.5mm

标准中心距a=m（z1+z2）/2=1*（20+30）/2=25mm

齿距p=m*π=3.14mm

齿厚s=p/2=1.57mm

齿槽宽e=p/2=1.57mm

齿轮传动机构如下图3-1所示：

图3-1齿轮传动机构

3.2工作效率计算

带动链轮轴电机转速：

4转/分钟

链轮齿数：

14个

工作效率：

14×4=56根/分钟=3360根/小时

食堂工作人员效率：

1500根/时

对比之后，我们可以很明显得到结果，机器工作的效率远远大于食堂工作人员的效率。

第四章原理及性能分析

4.1工作原理

该机器主要由2个运输机构和一个清洗机构水箱、进水机构、包装铝塑料板组成。

机器组成简单的方法轻巧方便。

其工作过程如下：

横放入筷子至进筷机构中，筷子沿斜面滑入减速机构，使筷子以低速而平稳地速度落入运输机构，保证筷子进入运输机构后还是横置。

进入运输机构后，由上面的清洗机构执行清洗功能，它主要由两个大小相同的滚筒环卫刷组成，通过电动机带动为了避免使得滚筒刷刷乱导致筷子乱飞的后果，我们在运输机构的同步带上装订了气钉，作为筷子在被清洗过程中的挡边，防止筷子乱飞现象的产生。

筷子清洗完毕之后，通过过渡斜面传至第二运输机构，进行二次筷子冲洗。

以上清洗和冲洗筷子都是用水和洗涤液的混合物。

冲洗完毕后，筷子被置入放筷机中进行烘干。

4.2性能：

（1）充分利用电动机的类型，来驱动相同的同步带来发挥不同的作用。

（2）用上、下两个带轮的摩擦来形象地模拟人手的洗筷过程，富有逼真感。

（3）附有水箱，达到筷子二次清洗的目的。

（4）洗筷效率高，机器简单，便于操作。

第五章创新点及应用

5.1下料机构的造型

倾斜式下料机构能保证一堆筷子一根一根自动下去，可放置一定数量的筷子，无需人员操作就能顺利完成清洗筷子。

装置如下图5-1所示：

图5-1机构

5.2链轮的巧妙利用

利用链轮的特殊齿形使筷子一根一根的下至运输机构。

链轮固定在不锈钢轴上，通过电机带动，转过一个齿从下料机构中下来一根筷子同时也把一根筷子送至运输机构。

5.3清洗机构

通过同步带和环卫滚筒刷能实现运输和翻转清洗。

同步带上一定的距离间都有钉子隔离，能挡住筷子往前跑，通过环卫滚筒刷的滚动达到人的手搓洗筷子。

装置如下图5-2所示：

图5-2清洗机构

环卫滚筒刷的旋转方向与同步带的方向是相反的，既采用相对运动方向来进行洗刷，而它们的旋转线速度不同，从而产生速度。

致谢

在此次设计过程中，得到了老师的指导和帮助，在此表示诚挚的谢意。

因为在实际设计和研究过程当中，遇到了许多在课堂上从未遇到过的问题。

在此过程中，我们得到了指导老师肖俊建的大力支持和帮助，完成了从初步了解、检索资料到设计的编写等工作。

在此，对指导老师表示感谢。

在设计工作中，由于所学知识和自己的水平有限，难免有不足和错误之处，谨请专家组成员批评指正。

在此，向各位老师表示诚挚的谢意。

参考文献

1陈立德.机械设计基础.高等教育出版社.2004.7

2机械工业部统编.机械传动.机械工业出版社.2004.3

3袁湘武.机械与配件.中国物资出版社.1998.1

4温熙森，陈循，徐永成等.机械系统建模与动态分析.科学出版社.2004.8

5张策.机械动力学.高等教育出版社.2004.4

6许德珠.机械工程材料.高等教育出版社.1992.9

7陈位宫.工程力学.高等教育出版社.2000.12

8吴天生，闻百桥，李澄.机械制图.高等教育出版社.1997.7