豆浆机结构设计毕业设计00.docx

豆浆机结构设计毕业设计00.docx

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豆浆机结构设计毕业设计00

摘要

本文从工业设计的角度出发，对家用豆浆机进行造型与结构设计。

通过前期的市场调研，并查阅了大量的文献资料，了解并掌握了豆浆机的工作原理，对现有豆浆机的造型有了深入认识和设计想法。

传统豆浆的制作方法是先将黄豆用水浸泡变软，然后用石磨磨浆、过滤，再把过滤好的浆煮熟即可做好了。

因为豆浆是我们传统的饮品，我们要将它继承下去，但现代生活的我们不可能都会自己用石磨去磨豆浆，那么如何在这个快节奏的电气时代不失去传统饮食呢，那就是豆浆机的诞生。

传统的豆浆机是先加热再打磨，且打磨与加热不能同时进行，这样会花费15分钟的时间。

最近在市场上发现一种快速高效的豆浆机，做好一杯豆浆只需9分钟左右，但当你品尝这杯豆浆时你会有清涩的味道。

那么有没有一台豆浆机能够既省时，且做出的豆浆又美味呢，在目前市场上还没发现。

所以我本着继承传统豆浆的口味，又要符合现代生活快节奏的目的，设计一款既高效又美味的豆浆机。

本设计是在传统豆浆机基础上的改进，主要改进措施是在打浆的同时继续加热，并且在开始加热时用大功率加热，加热时还会主动开启消泡装置，这三点可以节省大量时间，整个过程在十分钟左右；同时在加热的过程中会最终将大的加热功率转换为小功率进行文火加热，以保证豆浆的美味。

整个豆浆机的材料使用食品级安全塑料PP，对于健康有保证，让人们可以放心安全使用。

在电器充斥生活每个角落的年代，采用传统的手动方式进行榨汁，可以让人们体验劳动的快感，燃起对生活的热爱。

关键词：

豆浆机；快速；健康生活；设计

ABSTRCAT

Fromtheperspectiveofindustrialdesign,theessayintroducesthemodelingandstructuraldesignofjuicermachine.Throughthepre-researchaboutmarketofthejuicermachine,withtheaccesstoalargenumberofdocuments,itunderstandsandmastertheworkingprincipleofjuicermachine.What’smore,ithasin-depthunderstandingoftheshapeanddesignideasabouttheexistingjuicers.

ThetraditionalproductionmethodistoSoybeanMilksoybeanssoakedinwaterbecomesoft,andthenusethestonegrinding,filtering,andthefilteringtheslurrycanbecookedwell.BecauseSoybeanMilkisourtraditionaldrinks,wewillcontinue,butmodernlifewemaynothavetheirownstonetogrindSoybeanMilk,howtheageofelectricityinthisfast-pacedwithoutlosingthetraditionaldiet,thatisSoybeanMilkmachinewasborn.SoybeanMilkmachineisfirstheatedandthenthetraditionalgrinding,andpolishingsimultaneouslywiththeheatingcannot,itwouldtakeaabout15minutes.ASoybeanMilkmachinerapidlyandefficientlyfoundrecentlyinthemarket,makeacupofSoybeanMilkonlyabout9minutes,butwhenyoutastethiscupSoybeanMilkyouwillsharetheflavorofpaste.IsthereaSoybeanMilkmachinecansavetime,andmakeSoybeanMilkanddelicious,inthecurrentmarkethaven'tfound.SoIintheinheritanceofthetraditionalSoybeanMilktaste,butalsoaccordwiththefastpaceofmodernlife,todesignanefficientanddeliciousSoybeanMilkmachine.ThedesignisimprovedinthetraditionalSoybeanMilkmachine,themainmeasuresistocontinueheatin

ginbeatingatthesametime,andwiththelargepowerheatingatthebeginningofheating,heatingwilltaketheinitiativetoopenadefoamingdevice,thesethreepointscansavealotoftime,thewholeprocessintenminutesleftandright;atthesametimewillfinallybeaheatingpowerhighconversionforsmallpowerheatingintheheatingprocess,toensureSoybeanMilkdelicious.WholeJuicermaterialusesfoodgradesafeplasticmaterialPP,itisguaranteedforhealthy.Sothatpeoplecanbeassuredtousesafely.

Intheageofelectricequipment,juicingbyconventionalwaycanallowspeopletoexperiencethethrilloflaborandarousetheloveoflife.

KeyWords：

Milkmachine；Fast；HealthyLifestyle；Design

第1章绪论

1.1前言

随着人类社会的进步与发展，人们的生活水平不断提高，与此同时与人们生活息息相关的家电产品的需求也在不断的增加，相关的市场也在不断的壮大，其中小家电的市场更是发展迅猛，各种产品如雨后春笋般的进入市场，方便快捷的多功能豆浆机就是其中的一员。

豆浆机虽然在国内只有十几年的历史，但其发展的道路却是不平坦的，从简单的打磨煮熟，到微电脑控制，全国近百家企业各显神通，纷纷抢占市场份额，历经十几年的研究和市场的选择，豆浆机的各项技术已接近完美，研发水平似已到达顶峰，其市场竞争也和其他家电产品一样进入了价格大战时代，许多企业已经不再对产品的创新设计做过多的投入，而是一味的靠各种促销手段占领市场，这种思路的存在，反而使企业丧失了大量的客户，给企业的发展带来不利的影响，本文从现有成型的豆浆机的设计中找出不足，通过工业设计理论，优化豆浆机的结构，提高消费者的满意程度，从而提高企业在市场的竞争力。

通过大学四年对基础知识和专业知识的学习，以及各种专业实习，我较系统地学习、了解、掌握了基本理论知识和机械制造专业的专业基础知识。

在此基础上，同时在专业老师的指导下，进行了本次毕业设计，我收获颇多。

1.2选题背景

食品加工工业是二十一世纪的主要工业之一，它的发展速度和水平是一个国家人们生活水平及改善程度的一个重要标志，它直接关系到制造业和加工业产品科技含量的多少以及食品深加工附加值的高低。

食品加工业对人类发展和社会进步出了其他工业不可替代的贡献。

中国人历来重视养生之道，随着人们饮食消费观念水平的提高，鲜榨豆浆将成为人们早餐餐桌上必不可上的饮品。

豆浆含有丰富的植物蛋白和磷脂，还含有维生素B1.B2和叶酸。

此外，豆浆还含有铁、钙等矿物质，尤其是其所含的钙，非常适合于各种人群，包括老人、成年人、青少年、儿童等等。

鲜豆浆四季都可以饮用，既经济又方便，营养健康，的确是大众家庭不错的选择。

豆浆给人们带来的不仅仅是绿色、健康、时尚的生活方式，同时快速现饮的方式能给人们带来生活新鲜感。

因此设计一款结构简单，操作方便的快速家庭用豆浆机显得非常有必要。

1.3研究的目的及意义

市场需求的增长促使厂家纷纷推出自己的家用豆浆机。

一时间市场上各种豆浆机琳琅满目。

目前市场上的豆浆机几乎都采用电动方式，以电机转动产生离心力进行切削豆。

然而通过刀片旋转削豆时并且慢慢加热不仅让豆类缺失营养成分而且消磨人民宝贵的时间，这与人们追求的快速健康生活相违背。

而且豆浆机的结构容易使豆浆透过部件连接处流到死角和电机中，这样不仅给清理造成不便，并且影响电机正常使用寿命，甚至还有一定的触电危险性。

要避免这一些缺点就要设计一款结构简单的快速豆浆机，不仅不会破坏豆浆的营养成分，而且不会有触电的为危险。

虽然电动豆浆机能也能够磨削豆浆，但是随着长时间的等待，人们对于电动豆浆机的使用新鲜感已经越来越淡，反而是越来越希望能够用快速方式获取一杯新鲜的豆浆，体验快速便捷的操作乐趣。

快速豆浆机设计是集工业设计、机械等相关学科知识于一体的系统设计，通过对题目的研究制作，可提高学生的设计、分析、解决问题的能力，为学生提供学习与实践的平台。

通过快速豆浆机设计、造型、加工、装配、控制、调试，可以提高学生设计、应用软件、加工、装配、调试等综合应用能力，进而增强学生的创新意识。

快速豆浆机设计可以有效的解决电动豆浆机的一些缺点，并且具有广阔的市场应用前景。

1.4市场调研

一件优秀的工业产品离不开前期的市场调研。

在产品设计前期，市场调研能够探求市场现在和未来的需求状况，以便研发和设计新的产品；当设计的新产品小批量投产试销后，进行市场调研可以测试消费者的购买状况，了解消费者使用过程中对产品设计形式的意见，以便使产品设计不断适应这些需求，从而使产品赢得更多的消费者，不断扩大市场占有率；在产品设计的后期，针对已经上市的产品，了解消费者对于现有产品的设计意见，以便据此对现有的产品进行改良设计。

豆浆机的设计亦是如此，需要进行前期市场调研。

家用豆浆机是一种用来直接食用豆浆的厨房器皿，目前市场上销售的豆浆机从完成时间上来说可分为两种：

一是普通的，二是快速的。

从工作结构来说可分为：

有网型和无网型式。

一般普通切削式豆浆机的主要是自动豆浆机需要摁下启动按钮15分钟左右就能喝上原味清涩的豆浆，而高速切削快速加热式豆浆机的只需要摁下按钮9分钟就可以喝上新鲜醇香的豆浆。

但是普通式的相对比较少，样式种类繁多，快速式的样式单一。

价格上也基本上是快速的相对贵些。

1.4.1国内市场

中国大陆豆浆机市场目前正在相当普及期，分析其原因，一方面因为虽然豆浆机在中国市场较早，普及率还不是很高，但最主要的原因还是我国居民消费水平还很低，消费者还没有形成引用新鲜豆浆的消费习惯，但是随着市场消费观念的逐渐改变，豆浆机正逐渐被消费者所熟悉，销量增长比较迅速，豆浆机将会成为不可或缺的厨房用品。

豆浆机走进厨房必然成为一种新的生活潮流趋势，因此豆浆机有着广阔的市场前景和经济效益。

从2009年的饮食消费进入了敏感时期，一些消费者开始将更多目光投向了原生态无添加剂的“不过敏”绿色食品，豆浆机豆浆机份快捷健康食品的产品都呈现出热销增长势头。

国内的豆浆机生产商主要有:

深圳蝙蝠电子有限公司,广州市比络诗厨具设备有限公司,北京双浩天美科技有限公司,合肥富宝酒店设备有限公司,佛山市顺德区韩威电器有限公司，九阳股份有限公司等。

国内生产的豆浆机相对来说技术上没有国外的那么完善，不少豆浆机仅能磨制豆浆，不能制作果汁、煮粥和易清洗等功能融于一体。

随着干磨快速等磨制技术的创新，豆浆的醇度也在不断提高，技术的创新也带动起新的消费需求。

据一名业内人士分析，豆浆机市场也遵循市场规律，唯有不断创新的品牌才可能继续走下去。

噪音也比较大。

尤其在人机方面考虑的没有那么周全，造型上也跟国外的没有什么差别。

而且市场上绝大多部分豆浆机产品计划都是采用的电动磨削模式。

虽然电动模式比较彻底，效率高，但是其自身也存在着一些问题。

1.4.2国外市场

国外的主要品牌有：

维他美仕，超级妈妈，SKG，苏泊尔，飞利浦等。

国外的品牌相对比较完善精细，功能也比较齐全，但是价格上相对较贵点，噪音也比较大。

主要功能：

干磨，湿磨，果肉混合和果肉分离，打粉等。

但是普通的也相对较少，很多都是生产自动快速的豆浆机，经典的就更少了。

SKG设计的豆浆机是很有的经典的。

如图4.1所示。

图1-1SKG豆浆机

1.4.3产品对比

鉴于目前市场上的豆浆机多采用普通豆浆机，快速豆浆机寥寥无几，在此给出普通豆浆机和快速豆浆机的一下特点对比，如表1所示。

表1两种豆浆模式对比

普通豆浆机

快速豆浆机

使用方式

采用电机旋转带动刀头对泡好的豆进行压榨

采用电机高速旋转带动刀头对豆进行直接压榨

豆浆效率

1、效率一般

2、豆浆颗粒粗糙、味道原味

1.效率高

2.豆浆嫩滑顺喉，味道清香

卫生问题

1.电动机的原因造成豆浆杯的设计上有卫生死角，不易清洗

2.清洗时放进水中，容易漏电

1.清洗相对来说很方便

2.各部分部件可以分别拆开清洗，很便捷

安全问题

如果使用不当，会出现问题：

线，插头，其他部件磨损

如果操作顺序不当

会破坏电动机，减少机器使用寿命

会有触电危险

1.很安全

2.寿命时间长

其他问题

1.体积大、占地方

2.投放物不应该过大、过厚、过硬，以免损划切割刀

1.外形可爱，占用空间小

2.价格稍高，可适用磨各种豆

通过上表中的对比可以看出，普通豆浆机和高速豆浆各有各自的优势，但是鉴于目前的豆浆机市场普遍采用电动模式和现代人高效率的生活方式，因此设计一款高速健康豆浆机显得很有必要。

第2章豆浆机结构

2.1豆浆机结构设计流程

机械产品应用于各行各业,结构设计的方法和要求也是千差万别,但都有相同的共性部分。

工业产品设计它们的形成都是具有流程化的，都是按照一定的设计步骤到最终完成。

某一种产品的设计过程都是企业用于想像、设计和商业化一种产品的步骤或活动的序列。

也可以说成一系列步骤，把一系列投入变成一系列产出。

豆浆机设计也需要遵从这一系列设计流程。

豆浆机产品的种类比较多，每个产品由于其功能特性不同，在技术、市场，投入资金及时间上也存在差异，但其开发过程却基本上是一致的。

其主要包括以下几个阶段。

1、产品计划

在了解市场、了解客户需求、了解竞争对手、了解外在机会与风险以及市场和技术发展态势的基础上，根据公司自身的情况和发展方向，制定出可以把握市场机会，满足消费者需要的产品的远景目标以及实施该远景目标的战略、战术的过程。

以企业年度经营计划为依据制定设计策略目标。

为产品开发立项工作制定日程及开发成本预算。

2、厨房家电产品调研

市场营销因素调查主要包括产品、价格、渠道和促销的调查。

产品的调查主要有了解市场上新产品开发的情况、设计的情况、消费者使用的情况、消费者的评价、产品生命周期阶段、产品的组合情况等。

产品的价格调查主要有了解消费者对价格的接受情况，对价格策略的反应等。

渠道调查主要包括了解渠道的结构、中间商的情况、消费者对中间商的满意情况等。

促销活动调查主要包括各种促销活动的效果，如广告实施的效果、人员推销的效果、营业推广的效果和对外宣传的市场反应等。

确认现有行业技术及生产工艺条件的可能性，立项前制作产品风险分析，确认主要竞争对手的产品设计策略和产品市场策略。

3、产品设计的定位立项

明确小家电产品开发定义和产品设计规格，确认产品功能定位，明确产品开发成本的可能性，明确产品开发进度表和项目经理确认，成立产品项目开发小组，分解项目工作，明确小组成员职责，发放产品项目开发设计任务书。

4、产品的设计开发

小家电产品概念图设计，确认产品ID和产品外观配色工艺，运用3D设计

软件设计产品结构，产品内部细节设计，产品结构评审、后线生产组装工艺评审和产品外壳模具制造评审，完善产品结构设计评审过程中的问题点，提交产品生产或模具制造报价3D等资料图。

5、样机制作

按市场或客户要求制作产品外观手板、功能手板或功能样机，一般外观模型制做，采用快速模型成型技术（RP），功能样机必要时可能需要开模制作，提供样机进行功能测试。

评估测试问题点，以便指导小家电产品开发设计过程中的不足。

6、样机的生产

（1）、详细设计阶段，一旦方案通过，新产品项目便转入详细设计阶段。

该阶段基本活动是产品原型的设计与构造以及商业生产中的使用的工具与设备的开发。

详细产品工程的核心是“设计--建立--测试”循环。

所需的产品与过程都要在概念上定义，而且体现于产品原型中（可在计算机中或以物质实体形式存在），接着应进行对产品的模拟使用测试。

如果原形不能体现期望性能特征，工程师则应寻求设计改进以弥补这一差异，重复进行“设计--建立--测试”循环。

详细产品工程阶段结束以产品的最终设计达到规定的技术要求并签字认可作为标志。

（2）、小规模生产的阶段，在该阶段中，在生产设备上加工与测试的单个零件已装配在一起，并作为一个系统在工厂内接受测试。

在小规模生产中，应生产一定数量的产品，也应当测试新的或改进的生产过程应付商业生产的能力。

正是在产品开发过程中的这一时刻，整个系统（设计、详细设计、工具与设备、零部件、装配顺序、生产监理、操作工、技术员）组合在一起。

（3）、开发的最后一个阶段是增量生产。

在增量生产中，开始是一个相对较低的数量水平上进行生产；当组织对自己（和供应商）连续生产能力及市场销售产品的能力的信心增强时，产量开始增加。

（4）、验收阶段

总的来说，设计流程如下：

图2-1产品设计流程图

2.2豆浆机的类型

（1）按模式

全自动豆浆机：

是现在最流行的豆浆机，使用十分方便，只用将大豆放入豆浆机中，按下开关15分钟左右就能喝上新鲜的豆浆。

石磨豆浆机：

运用传统的石磨磨豆浆的方式。

在前面的文章豆浆机和石磨中有提到他们的优缺点，这里就不再重复。

（2）按用途

家用豆浆机：

用在一般的家庭，可以按自家的人口数来选择豆浆机的容量。

商用豆浆机：

使用在人数相对较多的场合，比如酒店、快餐店等公共场合，造价比家用豆浆机更昂贵，构造更复杂，具有很好的稳定性。

（3）按打磨方式

包煮包磨豆浆机：

就是专业豆浆机，使用很方便，干豆、湿豆都能磨，且不用专门倒出来煮，经常喝豆浆可以选这种；榨汁搅拌复合类豆浆：

是通过搅拌将大豆拌碎，并只能磨湿豆，磨好后倒出来用锅煮。

可以用来榨汁。

（4）按功能

按豆浆机是否可以磨制五谷豆浆、干豆/湿豆豆浆、果蔬冷饮、米糊和玉米汁等口味的饮品，豆浆机几乎都能完成这些功能。

（5）有无网型

有网型豆浆机：

市场存在时间较长，网的材质从丝状网到不锈钢网。

特点：

有网精磨，豆浆细腻，电机的使用时图2-1有网豆浆机工作原理图

间较长；不易清洗。

无网型豆浆机：

是随着豆浆机技术发展应运而生的，去掉不锈钢网，而且新技术下还增加了底盘加热机型。

特点：

无网，豆浆较粗糙，电机的使用时间较短；易清洗。

图2-2无网

（6）自动分离磨浆机

本磨浆机是湖南正得脱皮机械厂的经过不懈努力研发而成的，主要是用于生产豆浆、豆腐、豆花的专用设备，浆渣自分离，出浆均匀，细腻，清洗方便。

其特点是在对原料磨碎的同时，浆和札即可在机体内自行分离出来。

该机结构合理，外形美观，操作方便。

具有体积小、重量轻、嗓音低、省人员、省电力、性能稳定、质量可靠。

清洗容易、移动方便等优点。

2.3豆浆机的结构件介绍

1、杯体：

杯体像一个硕大的茶杯，有把手和流口，主要用于盛水或豆浆。

杯体有的用塑料制作，有的用不锈钢制作，但都是符合食品卫生标准的不锈钢或聚碳酸脂材质。

购机时以选择不锈钢杯体为宜，主要是便于清洁。

在杯体上标有“上水位”线和“下水位”线，以此规范对杯体的加水量。

杯体的上口沿恰好套住机头下盖，对机头起固定和支撑作用。

2、机头：

机头是豆浆机的总成，除杯体外，其余各部件都固定在机头上。

机头外壳分上盖和下盖。

上盖有提手、工作指示灯和电源插座。

下盖用于安装各主要部件，在下盖上部（也即机头内部）安装有电脑板、变压器和打浆电机。

伸出下盖的下部有电热器、刀片、网罩、防溢电极、温度传感器以及防干烧电极。

需要说明，下盖的材质同样需要符合食品卫生标准。

3、电热器：

加热功率800W，不锈钢材质，有加热管，加热盘，等根据豆浆机的形状而定，用于加热豆浆。

4、防溢电极：

用于检测豆浆沸腾，防止豆浆益出。

它的外径5mm，有效长度15mm，处在杯体上方。

为保障防溢电极正常工作，必须及时对其清洗干净，同时豆浆不宜太稀，否则，防溢电极将失去防护作用，造成溢杯。

5、温度传感器：

用于检测“预热”时杯体内的水温，当水温达到MCU（SH66P20A）设定温度（一般要求80℃左右）时，启动电机开始打浆。

6、防干烧电极：

该电极并非独立部件，而是利用温度传感器的不锈钢外壳兼。

外壳外径6mm，有效长度89mm，长度比防溢电极长很多，插入杯体底部。

杯体水位正常时，防干烧电极下端是应当被浸泡在水中。

当杯体中水位偏低或无水，或机头被提起，并使防干烧电极下端离开水面时，MCU（微控制器）通过防干烧电极检测到这种状态后，为保安全，将禁止豆浆机工作。

7、刀片：

外形酷似船舶螺旋桨，高硬度不锈钢材质，用于粉碎豆粒。

刀片具有一定的螺旋倾斜角度，这样刀片旋转起来后在一个立体空间碎豆，碎豆较彻底。

此类刀片对电机要求比较高，且多用于无网豆浆机。

2.4豆浆机的工作原理

加入适量的水，温水或者凉水都可以，通电后启动“制浆”功能，电热管开始加热，25分钟后水温达到设定的温度。

预打浆阶段，当水温达到设定的温度时候，电机开始工作，进行第一次预打浆，然后持续加热碰及防溢电极后到达打浆温，打浆/加热阶段，在该阶段不停的打浆和加热，使得豆子彻底地被粉碎，豆浆初步煮沸，熬煮，豆浆煮沸后，进入熬煮阶段，发热管反复的间隙加热，使豆浆充分煮熟，完全乳化。

第3章豆浆机的总体设计方案

3.1豆浆机的设计要求

本课题以结构紧凑、简易、安全等技术效果为设计目标，确定了简易型家用豆浆机的总体设计方案。

先分析研究豆浆机的结构，设计机构，设计外形，设计尺寸，确定材料，分析承载力，计算及校核结构设计参数，画出结构图。

3.2简易型家用豆浆机的基本机构设计

整体由豆浆机壳体部分、豆浆机机头部分两大大部分组成。

3.2.1豆浆机壳体部分设计

豆浆机由壳体有豆浆机杯体、豆浆机上盖、豆浆机上盖把手等组成。

豆浆机杯体、豆浆机上盖、豆浆机上盖把手均由聚碳酸酯塑料制成具有强度高、耐冲击、不易碎等特点。

（1）豆浆机杯体，本次毕业设计豆浆机外杯采用聚碳酸酯塑料制成，一方面可以节省成本，另一方面美观易加工，且可以减轻重量，符合本次毕业设计的理念，如下图3-1所示杯体高