家用洗菜机设计毕业设计说明书.doc

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1、中文摘要本毕业设计说明书主要介绍了家用洗菜机各功能部件的设计，包括进水、排水、刹车机构各部分机构设计.洗菜机外箱体的设计等等。洗菜方式为洗菜筒轴摆动带动洗菜桶左右晃动。洗菜桶振荡带动洗菜筒内的水一起振荡，使水流与蔬菜表面产生相对运动的方式去除蔬菜表面的赃物。传动系统采用带传动和齿轮传动，同时利用不完全齿轮传动达到机械式激振的目的，使洗菜筒往复摆动带动筒内水的振荡。为了使洗菜机在工作过程中完成进水、洗涤、排水一整套的动作，还设计了洗菜机的进水机构、曲柄滑块刹车机构、排水机构等。考虑到洗菜机整体结构的要求，还进行了包括底板、菜筒支架、传动机构侧板、传动机构盖板、外箱体的设计。根据毕业设计的成果要求

2、，还对洗菜筒、洗菜篮进行了设计。为了使洗菜机正常工作，还进行了基本电路的设计，包括进水电磁阀、排水电磁阀、顶杆机构、水位开关、时间控制等设计。关键词：洗菜机，机械式激振，带传动，不完全齿轮传动，箱体设计，电路设计。AbstractThis graduation design specification is mainly about the design of every functional part in the household vegetable washer, this design contains the transmission, water agency, drainage

3、 agency and other parts; the design of outer cabinet of the vegetable washer, etc.The method of washing vegetables is the oscillation of the water containers and the water in it, make the surface relative motion about water and vegetables come true, and then remove dirty things. By using the methods

4、 of belt and gear transmission, at the same time, using the incomplete gear transmission in order to achieve the purpose of mechanical vibration to make water container reciprocating swing and water oscillation come true. In order to complete a set of movements, such as watering, washing, drainage,

5、we also devise the fill agency, plunger brake institutions and drainage institutions, etc; considering the overrall structue of vegetable washer, to arrange the place of every part, the design of the slab, the stints of the container, the side boards of the transmission mechanism, the cover board an

6、d the whole body is so important. According to the requirements of the results of the graduation design, the design of wash container and the basket is also needed. In order to make this machine regular work, basic circuit design is made, including fill electromagnetic valve, water drainage electrom

7、agnetic valve, plunger institutions, water level testing switches and the design of time control.Keywords: mechanical vibration, belt transmission, incomplete gears transmission, cabinet design, circuit design. 目录中文摘要Abstract 第一章 绪论11.1机械创新的涵11.2 创新方法的发展11.3机械创新设计特点1第二章 家用洗菜机的创新设计32.1 洗菜机工作当中所运用的技术3

8、2.2 洗菜机的发明在人们生活中的意义4第三章 洗菜机电路及其相关部件的选择53.1 洗菜机设计的相关内容和要求53.2 电磁阀的基本结构、原理与选择63.2.1 电磁阀结构及其选择63.2.2 进水电磁阀的选择73.2.3 排水电磁阀的选择 83.2.4顶杆电磁阀的选择93.2.5 单向阀的选择103.3洗菜机电路设计方案的拟定113.4 水位开关的选择及其原理133.5臭氧发生器的选择14第四章 各个部件的设计154.1 洗菜桶及菜篮的设计 154.1.1 洗菜桶的基本尺寸154.1.2 洗菜桶材料的选择164.1.3摆捅轴的设计与计算的选择 174.1.4 洗菜篮的选择174.2 排水机

9、构的功能设计184.3刹车机构的设计 204.4 桶托架设计224.5密封盖设计23第五章 总结 23总结23致谢24参考文献附录24- -第一章 绪论1 机械创新的内涵机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科学技术成果(包括理论、方法、技术、原理等),进行创新构思,设计出有新颖性、创造性、实用性的机构(结构)或机械产品(装置)的一种实践性活动,它是建立在现有机械设计理论基础上,吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的有益成分,经过交流而成的一种新的设计技术和方法。创新设计是一种创造性的智力活动,是设计者充分发挥自己的创造力,利用人类已有的科

10、学技术成果,进行创新构思,应用新技术，新原理，新方法进行产品分析和设计的过程。2 创新方法的发展创新是一个及其复杂的过程,人类对创新本质的认识与研究还远远达不到科学的层次.但是众多创新学者,经数十年的研究发现,科学技术的发明创造有一定的规律可循,他们大多是以原则、诀窍、思路形式指导人们克服心理和思维的障碍,改善思维的灵活性的过程。自20世纪30年代至80年代,世界上出现了300多种创新技法,10多种创造原理这些创新技法,各自从不同的角度，在一定程度上突破了制约创新的相关因素的限制。所谓创新技法就是在创造心理。创造性思维方法和认识规律基础上的技巧这些创新技法不存在科学的逻辑关系,大多数目前在理论

11、上处于“初生期”,还远远未达到纯粹的科学水平。3机械创新设计特点机械创新设计与常规机械设计相比,特别注重设计者在设计过程中,尤其是在总体方案结构设计阶段中的主导性及创造性作用,探索机构或机械产品创新发明的机理、模式和方法,具体描述机械产品创新设计过程,并将其清晰、准确地用工程图样等技术文件表达出来。机械创新设计的特点是:3.1独特性应追求与前人、众人不同的方案,善于打破常规设计思维、惯例,提出新功能、新原理、新结构,在求异和突破中体现创新;这就涉及多种学科的交集,这就要求学生对知识有全面的掌握如机械、液压、电力、气动、热力、电子、光电、电磁及控制等。3.1.1实用性应从产品的市场适应性和可生产

12、性两方面出发,设计产品的新功能、新结构,没有实用性的产品或无法加工的新结构都是纸上谈兵,不是真正的创新;这就要求学生在日常的生活中多观察和发现。3.1.2多方案选优应从多方面、多角度、多层次寻求多种解决问题的方案,在多方案中求新、求异、选优。机械创新设计的目标是由所要求的机械功能出发,改进、完善现有机械或发明新机械,实现预期的功能,并使其具有良好的工作品质及经济性;这就要求在设计中要注意思维的扩散。根据不同的设计对象,必须对采取哪种创新设计方法做出比较和判断。创新设计方法通常可分为:开发设计、改型设计和变异设计3种。机械产品创新设计的研究对于提高机械产品的设计水平，提高产品的竞争力有着重大的意

13、义,受到世界各个国家的普遍重视。机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类己有的相关科学技术成果(含理论，方法，技术原理等),进行创新构思,应用新技术，新原理，新方法进行产品的分析和设计,设计出具有新颖性，创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。一般来说,创新设计包括全新设计和适应型创新设计两类。需要指出的是,创新设计和概念设计并不是同一个概念,概念设计的核心是进行设计创新,而创新设计并不尽限于概念设计阶段。在产品设计的各个阶段均有创新设计的问题,但是最主要的是在概念设计阶段进行创新。3.1.3机械产品创新设计存在的问题及展望(1)创新设计本质过程的研究这实际上也是对设计的

14、创新本质的认识，尽管人们从思维方法，设计手段等多方面对创新问题进行探索,现在对创新的实质过程仍没有一个统一的深层次的认识,无法形成一个完整的理论去指导创新实践。在这方面我们仍需要做大量的工作。(2)创新设计中知识的表达与应用首先,产品创新过程涉及多学科，多种技术,如何将设计知识组织管理,满足设计主体对知识的需求是今后的研究重点。其次,为创新设计过程建立科学的产品模型,结合现代CAD技术,支持创新方案的快速表达,对于提高设计效率有重要意义。(3)设计理论研究与设计工具开发存在严重脱节人们对于设计理论及创新问题进行了大量研究,但是理论研究与设计工具,特别是产品的结构设计工具存在严重的脱节。一方面某

15、些机械结构设计理论和方法的研究较少考虑计算机实现的问题;另一方面设计工具开发时,又没有适合计算机进行的结构设计自动化和智能化理论需要深入研究机械产品设计中功构映射的本质规律。 (4)创新设计过程的集成化技术研究创新设计过程的集成化技术的重点在于概念设计的集成化实现,主要是指产品的原理方案创新与结构方案创新的集成现有的设计理论或设计工具多是从不同的角度,考虑某阶段的创新实现问题,如:TechOptimizer可以辅助实现产品原理方案的创新,但需要其他CAD系统完成结构的设计工作;一些大型的CAD/CAE/CAM商品化软件,如:UG，Pro/E等均开发出了支持概念设计的工业设计模块或草图设计模块,

16、但是这些模块基本上仍是计算机辅助绘图的工具,几乎不支持原理方案的创新缺乏统一的创新设计理论指导创新设计过程,是造成原理方案创新与结构方案创新的集成度低的主要原因机械创新能力的构成因素机械创新设计是指在充分发挥设计者创造性的前提下,利用人类已有的相关科技成果进行创新构思,从而设计出具有新颖性、创造性及实用性机构或机械产品的一种实践活动。第二章 家用洗菜机的创新设计1、当前市场上所销售的洗菜机运用到的科学技术主要有以下几种：1.1 超声波技术 运用高频率的超声波独特的清洗方式,能乳化餐具上的油脂,振落水果蔬菜表面的污物、残留农药和细菌，只要水浸没并无重叠的地方，即可快速洗净，并且无油污或油污较小的

17、餐具，无须用洗洁精即可洗净；不仅洗净物品，还能有效远离化学物质，保证健康和环保，油污较大的餐具，最好用4050度的热水清洗，为缩短时间也可添加少量任一品牌的洗洁精（起辅助除油作用）。1.2 一般喷淋方式 采用循环水流以及气泡使泥沙、腐叶等肉眼看到的杂物与所食用部分分离，通过水流的带动流入废水排放口，分离及沉淀。1.3、UV技术 UV是英文Ultraviolet Rays的缩写，即紫外光线。紫外线(UV)是肉眼看不见的，是可见紫色光以外的一段电磁辐射，波长在10400nm的范围。采用最先进的UV技术，产生大量的自由基，从而杀死有害细菌、降解残留农药，使有机化合物变成水和二氧化碳，是最清洁省力的除

18、菌方法。1.4 加入臭氧的方式 人们利用臭氧在氧化时的化学作用杀灭水中的细菌，不产生永久性残余物质、不产生致癌物质，水无异味等优点来制备臭氧发生装置来去除水中对人体有害的物质，且不需要再添加其他洗涤剂，既避免了人体健康受到伤害，也保护了环境。1.5 利用涡流喷淋专利清洗技术 通过离心力的作用和洗涤筐的独特设计产生强力瀑布水流冲洗蔬菜和水果，能轻松清洗一些比较难洗的水果和蔬菜，如花菜、葡萄和草莓等，而且被洗涤物同洗涤筐同时旋转，确保蔬菜和水果不受过重磨擦而伤害。1.6 利用高活性生态氧 特制的高活性生态氧在进入透洗舱后迅速溶解，但溶解度达到过饱和时即产生强烈挥发，出现剧烈喷发的现象。实际上是大量

19、的生态氧汽水泡沫聚集喷涌产生湍流冲激效应，由高压水流和高压气流混合而成，从而进行强力多维冲洗和深度广谱杀菌。和打开香槟时的原理是一样的，它的冲击力量是巨大的，起到了深层杀菌消毒的效果。以上的技术都是现代技术在人类居家饮食方面的运用，同时随着新技术的不断发展，越来越多的创新技术在洗菜机上得到了利用。2.洗菜机的发展在人们生活中运用的意义2.1 随着人们生活水平和健康意识的不断提高，人们对于食品安全的要求也越来越高。众所周知，蔬菜水果等食品上面都有农药残留，食用这些被污染的食品会对人的健康带来极大的危害！目前果蔬污染的情况十分严重，或多或少都含有甚至严重含有超过国家标准的农药残留及病毒、细菌。尤其

20、是大棚里的反季节菜，因大棚温度高，虫害易发生和蔓延，菜农就会超量喷洒农药，使蔬菜中的毒性剧增，减少农药蔬菜，水果中农药的残留量，若残留量超标会直接损害人体的神经系统和肝、肾等重要器官。会出现头晕、头痛、腹痛、视觉模糊、恶心、呕吐等症状，重度中毒还会出现脉搏、呼吸加快及昏迷症状；吃了有等量农药残留的蔬菜，儿童更易患病，一般表现为持续腹痛，严重的会患急性胃肠炎。若发生在孕妇身上，会影响胎儿的发育，出现流产、死胎或畸形胎儿。2.2 人们还缺乏对蔬菜、水果被污染的认识。日常生活中，在食用时没有采取一些有效方法清除、或使用方法不当、或草草地处理一下。这样一来，还是没有除去或未完全除去蔬菜、水果中农药残留

21、。2.3 利用各种当代的科学技术如超声波技术，UV技术，加入臭氧消毒技术等，可减少细菌和有毒物质的含量，这对于人们的健康饮食十分重要。2.4 洗菜机可清除残留农药90%左右，远远高于国家要求的50%的农药残留，更高于一般家庭清洗的效果（据检测，采用一般家庭清洗办法，如盐水浸泡等，清除率只在10%-20%左右）。并且，洗菜机对果疏无损伤、使用方便，还可保护您的双手。从以上的几点可以看出洗菜机的发明和发展势在必行，洗菜机能够消毒、除菌、减少农药残留量、提高蔬菜水果的食用品质，洗菜机还能够减轻家务劳动强度。因此说，设计价廉物美的洗菜机，造福于百姓是很有必要的。第三章 洗菜机电路及其相关部件的选择3.

22、1 洗菜机设计的相关内容和要求1、设计参数洗菜机每次可洗涤2kg蔬菜。外形为长方体，最好能放入一般家用洗涤槽内。洗菜桶为圆柱体，洗菜机振动频率为210HZ，最大振幅60mm。采用机械式激振。2、技术要求洗菜机采用上进水、下排水式。洗涤过程分为：进水、浸泡、洗涤、排水、排水后喷淋。应能够同时洗涤几种不同的蔬菜。洗涤强度能无级可调。洗涤次数、时间可调。3、工作要求洗菜机工作时，外箱体不能产生过大的振动和冲击。进水、排水口不可有渗漏。本次设计的洗菜机的工作原理是采用机械式激振方式让洗涤桶内的水随着桶的左右摆动而振荡起来，通过选定的控制电路，包括进、排水的控制，高、中水位的控制，洗涤时间，洗涤频率的控

23、制等使洗菜机完成一套完整的洗菜作业。为了更好的完成这次设计，我查阅了很多相关方面的资料，了解了设计产品中所要注意的一些事项，明确了下面一步一步的进行各部分的设计的思路。3.2 电磁阀的基本结构、原理与选择3.2.1 电磁阀结构以及选择3.2.1.1 先导式电磁阀阀体采用全塑型材料，减少阀体重量对于操作影响。电磁阀分为常开和常闭两种类型的阀体，常压环境工作，电磁阀就是电磁铁和阀门的结合体，电磁铁线圈通电产生磁力，吸引含铁，通过与含铁联动的机械装置来打开阀门。（如 图3.1所示）原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件移动，阀门打开；

24、断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速进入上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。特点：流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。图3.1 先导式电磁阀3.2.1.2 类型：直动式电磁阀这种电磁阀结构简单，价格较低且方便使用，便于安装，在洗衣机、洗碗机、饮水机等对单位时间内水流量要求不高的情况下能够发挥很好的效用。（如图3.2所示）原理：通电时，电磁阀线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。图3.2

25、 直动式电磁阀3.2.1.3 类型：分布直动式电磁阀原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先打开先导小阀，主阀下压力上升，上腔压力下降，从而利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。（如图3.3所示）特点：在零压或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较大，要求必须水平安装。图3.3 分布式电磁阀3.2.2 进水电磁阀的选择 图3.4 进水电磁阀型号：直拉膜片式常闭电磁阀 2W-040-10S （不锈钢)型号参数：1.使用介质：水;2.方式:直动式；3.型式

26、:常闭式；4：流量孔径:16mm；5.公称压力：0.032MPa。电磁阀通过螺纹与外接进水管和水箱连接，当进行洗菜前的进水操作时，接通电源，打开进水开关，电磁阀内部的闭合件由于电磁力克服弹簧力而被提起，使电磁阀下部的管道连通，当水位达到预定值时，断电，电磁阀内部闭合件失去电磁力作用，弹簧力又将其压在阀座上阻止水流通过。3.2.3 排水电磁阀的选择图3.5 排水电磁阀型号：2寸螺纹式排水阀 KLG2型号参数：1.使用介质：水； 2.动作方式：直动式： 3.形式：常闭式; 4.流量直径：16mm； 5.公称压力：0.32MPa； 6.连接方式：螺纹。排水电磁阀也是通过外接水管与盛水箱连接，接通排水

27、回路后，顶杆电磁阀开始动作（下面会提到），水流经过与洗菜外桶连接的排水机构内部的单向阀流到盛水箱里，再通过排水电磁阀下部的管道通过外箱体排出。3.2.4 顶杆电磁阀的选择图3.6 顶杆电磁阀型号：新益型250610型号参数：1.行程80mm: 2.顶杆推力：2030N 3外形尺寸40*20*25顶杆电磁阀的工作原理是，通电时导体在电磁场中由于电磁力的作用而运动，从而使滑块1的水平运动，滑块水平移动通过曲柄摇杆转变为滑块2的竖直运动从而带动整个刹车机构的上升运动。刹车杆上的摩擦片采用橡胶材料，利用摩擦片和洗菜桶底部之间的摩擦力使洗菜桶减速。随着制动杆逐渐夹紧动作，使洗菜桶的重心落在垂直于地板的中

28、心线上。此时，顶杆将洗菜外桶排水机构的单向阀下部活塞顶开，活塞作用于单向阀芯使单向阀导通，水流通过单向阀侧面管道流入盛水箱。通电结束后，由于电磁阀本身的复位功能，顶杆恢复到原位置，同时带动两制动杆做松开动作。制动杆下部连接导轨，方便滑动。3.2.5 单向阀的选择1、单向阀的原理单向阀又称止回阀或逆止阀，用于系统中，防止介质反向流通。单向阀按其进口方向和出口介质的方向来分：有直通式、直角式两种。阀芯开启有0.04MPa和0.4MPa两种。前者开启的压力一般用在压力管路中，以防止介质反向流动；后者开启的压力一般作为背压阀使用。单向阀可与溢流阀、减压阀、顺序阀、节流阀、高速阀等并联组成单向溢流阀、并

29、向减压阀、单向顺序阀、单向节流阀、单向调速阀等，以进一步发挥这些阀的功能。2、单向阀的选择在本次设计中，我对于单向阀做了一点修改以适应所设计的排水机构排水的特殊性。在图3.8中我们可以看到当顶杆动作顶C端密封活塞时，活塞底部与单向阀芯接触，将单向阀芯往上顶，克服单向阀本身的弹簧力，本应与阀芯小孔处阀芯头密封的单向阀侧面移动位置，使处于洗菜捅内的水流经阀芯内部的小孔由侧面间隙流入下部B端的管道内，通过预先设计好的排水系统排出箱体外而避免了水流垂直流下，影响到下部电磁阀的工作。同时单向阀A端与洗菜桶底部采用螺纹连接，保证连接强度，便于装配和拆卸，更换阀体简便。当顶杆复位后，单向阀由于弹簧力复位，水

30、流被限制不能通过阀体侧面流入B端管道，严密控制排水过程。如图3.8所示。图3.7 单向阀示意图3.3洗菜机电路设计方案的拟定洗菜机电路设计方案的拟订是洗菜机设计的关键一步。因为电路在很大程度上决定了产品的结构配置和使用性能。因此，应根据蔬菜的重量，规格和特点，按一定的原则、结合电路设计常用方法、充分考虑各种影响因素，并经技术分析后拟出先进、合理、经济、可靠的设计方案。一个完整家用电器的电路设计是不可缺少的，它是洗菜机设计中相当重要的一部分，这部分设计主要包括进、排水电磁阀的选择、水位开关的选择等等。 电路1 当手动按面板上的程控开关时，A组电触点接通电源，电流经A1-A-QK2-C2-JF零线

31、。2 当桶内水位达到预定的高度时，水位选择器QK内的电触点QK-QK2断开。QK-QK3接通切断了电磁进水阀JF的电源，使其关闭;伺时QK1-QK3接通PLC通电Y000输出为1.臭氧发生器开始工作。定时器1开始倒计时。此时电流回路为：A1-A-QK1-QK3-PLC-臭氧发生器-零线：五分钟过后，倒计时结束，Y001输出为1，Y000输出为0.定时器2开始工作。臭氧发生器停止工作，电机开始转动。洗菜机开始洗菜。电流回路为A1-A-QK1-QK3-PLC-电机-零线。3 五分钟之后，定时器2倒计时结束。Y002输出为1，Y001输出为0，定时器3开始工作倒计时。刹车电磁阀开始工作。电流回路为A

32、1-A-QK1-QK3-D1-D-PLC-SF-零线。4 当刹车结束洗菜桶处于正中时，单向阀打开，电触点C转换，电磁排水阀PF电路导通。排水阀开启排放污水。电流回路为A1-A-B1-B-C-C1-PF-零线。5 随着桶内污水的排放，水位检测器QK内电触点QK1、Qk3切断，转换为QK1、QK2常闭状态。B触电转换。电流回路A1-A-QK1-QK2-C-C1-PF-零线。3.4 水位开关的选择及其原理图3.9 水位开关示意图在洗菜机中，水位开关与进水电磁阀配合。进水电磁阀通电后，洗菜桶进水，达到预设水位时水位开关动作，使进水电磁阀断电，完成进水过程。水位开关是一个压力开关，当水注入洗菜桶后，由于

33、洗菜桶事先被密封好，储气室口封闭，随着水位上升，储气室水位也在上升，水位管中的空气被迅速压缩，随之压强也成比例的增加，水位开关中塑料托盘受压而胀起，推动顶杆运动，当水位达到一定限度值时，推动顶杆的压力大于弹簧的预压力使簧片触点改变，触点COM由常闭触点NC转向常开触点NO，实现水位控制。水位开关的选择型号：金星型 283290型号参数：1.尺寸:R30*H20 2.电阻：15欧3.5臭氧发生器的选择臭氧是一种极强的氧化剂,对微生物具有强大的杀伤力,是一种公认的快速、高效、广谱的杀菌剂,其杀伤力是氯气的3003000倍。围绕臭氧的产生制取,人们经过100多年不懈的努力,发现臭氧产生的方法有电晕放

34、电法、电解法、紫外光法等多种。目前应用较多的是前两种方法,而电晕放电法的原理是利用高频高压电流电离空气或氧气以产生臭氧。常用的有管式和板式两种,按材质分为玻璃和陶瓷片、陶瓷管等型式。沿面放电陶瓷片是小型臭氧发生器的核心部件。当前陶瓷片的应用范围有逐步扩大的趋势：由小型向中型，由空气向水处理拓展。沿面放电陶瓷片是利用陶瓷绝缘介质表面上的沿面放电，产生低温等离子体来实现臭氧发生功能的器件。沿面放电陶瓷片的结构特点是：电极分别布置在陶瓷基片的两边，如图所示：正面为放电电极（一般为线状），背面为感应电极（通常为板状），并接地。将不十分高的电压作用在两极上时，由于陶瓷基片的良好绝缘，很难出现放电通道。只

35、有两极间的电压大于某临界值，并以高频正弦交流电作用时，在放电电极附近有限的表面上进行电晕放电。这时，陶瓷绝缘介质表面相当于一个极板，在高频高压正弦交流电的作用下，放电电极附近表面处不断地俘获和发射电荷。当电压达到正半周临界起晕电压Uth时，开始放电，正电荷聚向放电极附近的介质表面，即电子被加速到很高能量从介质表面传输到放电电极。随着电压升高，放电继续，更多的正电荷被束缚在介质表面，这一过程一直持续到峰值电压U。放电过程停止，介质表面正电荷并不消失。当电压开始下降时，介质表面正电荷仍不动，放电并不发生，一直持续降到负半周临界起晕电压-Uth，这时放电开始，介质表面的正电荷离开，负电荷积聚于表面，

36、即电子被加速到很高能量从放电电极传输到介质表面，这一过程持续到负半周峰值电压-Up，放电过程停止。当电压再次升高到正半周临界起晕电压Uth时，正电晕放电又开始，整个放电过程就是这样交替进行的，因此，沿面放电过程就是介质表面的静电平衡状态反复建立和破坏，表面气体的反复击穿而介质表面上反复充放异性电荷的过程。 第四章 各部件的设计4.1 洗菜桶以及菜篮的设计4.1.1 洗菜桶的基本尺寸根据这次毕业设计的任务要求，洗菜外桶的尺寸初定为阶梯桶。上部桶直径为280mm，壁厚0.5mm，高130mm.下半部桶直径桶支承轴直径为270mm，壁厚0.5mm,高150mm桶支承轴中心与桶底的距离为150mm，并

37、且在桶内壁上，对称布置了四个24X24mm的挂钩支架，方便洗菜内桶的安放。在洗菜时菜桶由传动机构带动工作，桶内的水会随着一起振动，所以桶上边沿必须与桶盖采用密封装置（如橡胶密封圈）接触，防止水渗漏破坏电气元件的使用，同时也能够让水位开关正常工作。4.1.2 洗菜桶材料的选择洗菜桶应具有强度好、耐酸碱性、耐冲击、耐热等性能。常见的洗菜桶材料有1、搪瓷；特点是表面光滑细密，色彩可自由选择，耐酸碱性较好，但耐冲击性较差，容易小面积龟裂，甚至脱瓷。2、铝合金：以纯铝或铝合金拉伸而成，具有寿命长、成形简单、对温度变化适应性强、重量轻等特点，但是若阳极氧化处理不当，铝捅表面会产生氧化铝使得蔬菜受到污染。3

38、、不锈钢；特点是使得洗菜机成本增加很多，重量也增加很多，加工难度大，但其耐腐蚀性好，机械性能强，强度高，刚度好。4、塑料；通常采用改性聚丙烯材料，流流动性、抗冲击性较好，且生产周期短、重量轻、成本低、耐腐蚀性较好。综上考虑之后，由于直接和菜接触，从食品卫生的角度考虑，对于洗菜桶的材料应选择不锈钢。（如图4.1所示）4.1.3 洗菜桶轴的设计与计算洗菜桶轴材料选45钢，的范围是2545MPa，取=25 MPa，设转轴中心离桶底的距离为h，为重心偏离转动中心的距离。假设桶中水位为H mm （不计桶重）则菜桶内水的体积为 Kg N重心偏离转动重心的距离为 m算得扭矩洗菜桶内的水位范围为 对H求导得，

39、令 可求得，当 mm 时，扭矩最大最大扭矩 N所以实心轴的直径 从理论上说摆桶轴直径10mm就可以满足要求。但考虑到在传递机构中摆桶轴既要支撑洗菜桶的重量，又要传递扭矩使摆桶根据不同的频率摆动，所以最后取直径d=20mm。摆桶轴的长度具体根据箱体厚度，轴承大小以及整体传递机构布局来定。4.1.4 洗菜蓝的选择洗菜篮是承载蔬菜、水果的容器，所以必须考虑到其材料，价格以及是否方便使用等方面。一般的洗菜篮的材料为塑料。考虑到水的流动性以及食品卫生要求，本次设计中选择无污染且抗冲击性好的不锈钢材料。考虑到在一次洗涤中要清洗不同种类蔬菜和水果，所以菜篮采用双层布置，并且在菜篮的侧壁上开适当大小的孔以充分

40、发挥水流的流动性，使蔬菜和水流之间在摆动过程中的相对运动能够更明显，尽可能多的带走蔬菜表面的残留物，提高一次清洗的洁净度。在洗菜篮上边缘设计了半圆状把手以方便蔬菜、水果在清洗前后洗菜篮的拿取和安放。另外还在菜篮外壁上安装了挂钩，便于在洗菜桶内的定位安放。（如图4.2所示）洗菜内桶尺寸：内捅半径126mm、壁厚1mm、桶高122mm4.2 排水机构的功能设计本次设计中碰到的另外一个难点就是如何顺利的排水，由于特殊机构的设置，洗菜桶在摇摆的过程中是不稳定的，所以在洗菜桶上不能设置任何的电子元件，于是在这考虑到了使用单向阀排水。主要设置为在洗菜桶下部放置单向阀，在底板上设置了一容水箱，方便排水时水量

41、的容纳，再将容水箱与排水电磁阀通过管道连接，使水流通过排水电磁阀经由电磁阀下部管道排出箱体外。这样就形成了一个完整的排水系统。由于水流的流动情况为非恒定流动情况，比较复杂，我们在此考虑在恒定流动情况下进水电磁阀的流量选择（由前面已知），在极限状态下菜桶出水口水流速度与进水口水流速度相等，由公式可知： ，（其中r为进水电磁阀进水口半径，A为进水口截面积）单向阀出水口流速为 ，（恒定流动状态）单向阀出水口处流量 ， 所设计的容水机构尺寸为 V=长宽高=0.120.100.12=0.00144，要注满容水箱的时间 。这种状态是在容水机构不排水的情况下计算得到的。通过计算我们可以看出容水箱的大小能够满

42、足在一定时间内一定污水排放量得容纳，再加上所设计的容水机构排水管道通孔的直径大于单向阀排水管道通孔直径，所以更能够保证水不会溢流出来。在非恒定状态下，根据公式，水的流速是变化的，且是随着水位的下降速度的数值越来越小，直到，所以在t时间内的流出的水量一定小于在恒定状态下的水量，容水箱依然能够满足使用要求。如图4.13所示。 图4.13 洗涤桶排水示意图4.3刹车机构的设计本次洗菜机设计中遇到的难点就是如何在结束洗菜，电机停止转动后到洗菜桶完全停止摆动时，怎么样能够保证洗菜桶重心落在垂直于底板的轴线上，并且在洗菜桶停下以后，放置在下部的顶杆电磁阀能够起到打开洗菜桶排水通道从而顺利排水，在这里我考虑了使夹紧与上顶这两个操作同时联动。如下图所示中，在顶杆电磁阀未工作前，顶杆与洗菜桶底部电磁阀活塞底部位置距离为40mm，刹车机构中间的圆形曲面配合来实现洗菜桶重心落在垂直于底板轴线