家用超聲波噴臂二合一洗碗機設計
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畢業(yè)設計（論文）
任務書
設計（論文）題目： 家用洗碗機的結(jié)構(gòu)設計
學 院 名 稱：
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學 生 姓 名： 學號：
指 導 教 師：
2020年 11 月 18 日
1． 設計（論文）擬解決的主要問題
了解家用洗碗機的工作原理，按給定的參數(shù)和功能完成家用洗碗機的結(jié)構(gòu)設計。
2． 設計（論文）的主要內(nèi)容和基本要求
（1）完成家用洗碗機機械結(jié)構(gòu)方案設計。
（2）完成零件圖以及裝配圖。
（3）完成洗碗機的三維實體造型及裝配。
（4）主要零件的校核。
（5）畢業(yè)設計說明書
工作參數(shù)：
額定電壓 頻率 電加熱管功率 設定水溫 餐具套數(shù) 耗水量
220V 50Hz 1800W 80℃ 4 8-13L
3．推薦參考文獻（5篇以上，其中外文文獻至少2篇）
[1] 莫盛秋. 一種家用洗碗機的設計[J]. 常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報, 2014(02):37-39.
[2] 吳宗澤. 機械設計實用手冊[M]. 化學工業(yè)出版社, 2010.
[3] 張策. 機械原理與機械設計，上冊[M]. 機械工業(yè)出版社, 2011.
[4] 竇艷濤, 黃豪杰, 李健, et al. 基于慧魚技術(shù)的家用洗碗機方案設計[J]. 實驗室研究與探索, 2013(03):31-33.
[5] Clarence Crabtree, Herrin,Ⅲ. Dishwasher with improved spray apparatus [P]. 1974.
[6] Jean Archambault. Gasketless Door For Domestic Diswhashers [P]. 1991.
3． 進度安排
1、畢業(yè)設計動員，進行畢業(yè)設計流程說明，下發(fā)畢業(yè)設計實施方案及畢業(yè)實習要求供學生學習。2020.11.13
2、完成畢業(yè)設計選題工作，最終選題需經(jīng)教研室與學院審核通過。2020.11.20
3、經(jīng)審核通過的選題，指導教師下達畢業(yè)設計任務書。2020.11.27
4、完成畢業(yè)論文第一階段的材料，包括任務書、外文翻譯2篇以上、文獻綜述、開題報告，學生將開題論證所需材料交給指導老師。2020.12.25
5、完成開題論證，完成畢業(yè)設計中期檢查工作。2020.12.28-12.31
6、提交畢業(yè)設計初稿。2021.3.5
7、提交畢業(yè)設計二稿。2021.3.19
8、提交論文的最終稿，并提交畢業(yè)設計全套資料（包括畢業(yè)實習報告）。2021.4.2
9、符合第1批答辯要求的學生，需向教研室提交紙質(zhì)的答辯申請表。2021.4.9
10、第1批答辯時間2021.4.12-4.16
11、符合第2批答辯要求的學生，需向教研室提交紙質(zhì)的答辯申請表。2021.4.23
12、第2批答辯時間2021.4.26-4.30
13、完成畢業(yè)成績評定工作。2021.5.7
14、按要求完成畢業(yè)設計相關資料的整理和存檔。2021.5.14
指導教師（簽字）
年 月 日
教研室主任審核意見：
該任務書的內(nèi)容符合寧波工程學院畢業(yè)設計（論文）要求和本專業(yè)的培養(yǎng)目標，同意下發(fā)。
教研室主任（簽字）
年 月 日
畢業(yè)設計（論文）
正文
設計（論文）題目： 家用洗碗機結(jié)構(gòu)設計
學 院 名 稱：
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學 生 姓 名： 學 號：
指 導 教 師：
校 外 導 師： 職 稱：
校 外 導 師 單 位：
2021年 3 月21日
中文摘要
摘 要
隨著我國的超聲波技術(shù)發(fā)展和洗碗機的普及，兩者結(jié)合得更加緊密，洗碗機也開始迎來了多元化的發(fā)展。本次設計針對洗碗機的整體結(jié)構(gòu)進行了重新的改良與設計。設計中采用了外殼與內(nèi)膽雙層不銹鋼，合理地布置了各系統(tǒng)的位置，提高了洗碗機內(nèi)部空間的使用率，在保證清洗效果的前提下大幅減少了洗碗機的體積和水的使用量。在給定的參數(shù)下，選擇最優(yōu)的清潔流程，使超聲波技術(shù)在家用洗碗機上的應用成為了可能。
關鍵詞：超聲波；洗碗機；結(jié)構(gòu)設計
Ⅰ
英文摘要
ABSTRACT
With the development of ultrasonic technology and the popularity of dishwasher in China, the combination of the two is more closely, dishwasher also began to usher in a diversified development. The design for the overall structure of the dishwasher for a new improvement and design. In the design, double-layer stainless steel shell and inner tank are used to reasonably arrange the position of each system, so as to improve the utilization rate of the internal space of the dishwasher, and greatly reduce the volume of the dishwasher and the use of water on the premise of ensuring the cleaning effect. Under the given parameters, the selection of the optimal cleaning process makes the application of ultrasonic technology in household dishwasher possible.
Key words: ultrasonic; dishwasher; the design of overall structur
Ⅱ
目 錄
目 錄
1 前 言.................................................................1
1.1家用洗碗機簡介及誕生生............................................1
1.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀.....................................................1
1.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀.....................................................1
2 超聲波清洗原理及流程...............................................3
2.1超聲波清洗原理....................................................3
2.2 家用超聲波洗碗機清洗流程.........................................4
3 洗碗機整體結(jié)構(gòu)設計...........................................5
3.1 整體方案.........................................................5
3.2碗籃的設計........................................................6
3.3 噴臂系統(tǒng)的設計...................................................6
3.4 內(nèi)膽的設計.......................................................7
3.5 超聲波系統(tǒng)的設計.................................................7
3.6 進排水系統(tǒng)的設計.................................................7
3.7加熱系統(tǒng)的設計...................................................8
3.8 門開關的設計.....................................................8
3.9外殼的設計.......................................................8
3.10總結(jié)............................................................9
結(jié) 論.........................................................10
參考文獻......................................................11
致 謝.........................................................12
Ⅲ
前 言
1 前言
1.1 家用洗碗機簡介及誕生
洗碗機是一種專門用來清洗碗、筷、盤等餐具的設備，洗碗機的出現(xiàn)不僅減少了人們在家務上所花費的時間，而且保證餐具的清潔衛(wèi)生，提高了家庭的幸福指數(shù)。
1850年， 喬爾·霍頓在美國發(fā)明世界上第一臺機械洗碗設備，該裝置由木材制成，但該設備既慢又不可靠。1887年，約瑟芬科克倫和喬治巴特斯發(fā)明了當時最成功的手動洗碗機。1893年，Cochrane夫人發(fā)明的瓷器清洗機在芝加哥以Lavaplatos的名字亮相。1924年，英國的威廉·霍華德·萊恩斯于發(fā)明了第一款采用當今模型中大部分設計元素的適合家庭使用的小型非電動洗碗機。但洗碗機長期只出現(xiàn)在富人家庭中，并未普及。到了20世紀70年代，洗碗機已經(jīng)在北美和西歐的家庭住宅中變得司空見慣。到2012年，美國和德國超過75％的家庭都有洗碗機。
1.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀
首臺家用洗碗機不僅誕生于德國，而且其家用洗碗機技術(shù)在整個世界處于前列，產(chǎn)量高達幾百萬臺每年，年購買數(shù)也高達數(shù)百萬臺。美國也是生產(chǎn)大國，同時它的洗碗機使用率也是非常之高，在1996年就已過半。日本的洗碗機技術(shù)發(fā)展的也尤為迅速，但由于日本在探索過程中坎坷不斷，而且歐美國家的探索比日本多了30年，所以現(xiàn)在日本的普及率依舊低于其他發(fā)達國家。
因為洗碗機誕生于國外，且洗碗機在外國市場探索了多年，所以市面上的噴臂式洗碗機僅僅是針對國外餐具，大部分洗碗機都是通過水泵加壓驅(qū)動使水流沿著管道從噴臂射出，水流快速且密接；噴嘴噴出的水反作用于噴臂，促使噴臂沿同一方向高速旋轉(zhuǎn)，水流不斷的沖刷餐具。水流施壓于餐具表面，專用洗滌劑清洗碗碟表面油污，熱水可以提高分子運動速度進一步提高清洗效果。三者共同作用，使餐具上的殘漬分散脫離，達到高效清洗的目的。由于國外家用洗碗機的需求不斷提高，許多企業(yè)為了占有市場需要不斷對新型洗碗機的研制和開發(fā)，而且超聲波作為第二種高效清洗方式在許多產(chǎn)品上得以運用，這種雙方需求為國外的洗碗機發(fā)展帶來了強勁的動力。
1.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
上世紀我國的第一臺洗碗機誕生，但是至今探索與發(fā)展過程十分緩慢。小天鵝、海爾、美的等企業(yè)發(fā)覺洗碗機在國內(nèi)還是一片未探索的領域，于是這些企業(yè)在國外洗碗機的基礎上研制了一些產(chǎn)品，然而令人遺憾的是國內(nèi)的銷量異常慘淡，使得這些企業(yè)將目光慢慢轉(zhuǎn)向國外市場。主要原因大致有以下幾點：1.洗碗機價格過于昂貴，多數(shù)家庭在裝修時往往不考慮，而且能耗和專用的洗滌劑也是一筆費用。2.早期的產(chǎn)品
1
設計沒有考慮到室內(nèi)空間的使用，國內(nèi)房價不斷上漲，為了洗碗機而犧牲空間顯然消費者是難以接受的。3.洗碗機早期誕生于國外，服務的對象也一直是國外的家庭，所以現(xiàn)有產(chǎn)品并不能完全被國內(nèi)家庭所接受。4.國內(nèi)消費者由于歷史原因在以前的觀念中做事習慣于通過自己的勞動，因此洗餐具這樣家常便飯的事在國內(nèi)消費者的觀念里還不需要通過機器來完成。5.以前國內(nèi)的生活節(jié)奏并不快，大部分家庭在下班之后都有許多時間干家務，因此家用洗碗機并非必要電器。
隨著近幾十年國內(nèi)生活質(zhì)量的提升以及生活節(jié)奏的加快，國內(nèi)家庭對洗碗機的需求也不斷增大。家用洗碗機的價格也在不斷下降，趨于一個消費者能接受的價格。但由于發(fā)展的較遲，國內(nèi)的產(chǎn)品依舊是以傳統(tǒng)的水流沖洗為主，雖然國內(nèi)洗碗機產(chǎn)品可以滿足部分消費者的使用要求，但終究是依賴普通的噴臂沖刷。因此許多家庭依舊不信任傳統(tǒng)家用噴臂洗碗機的清潔效率，更多的是信任自己的手工清洗效率。為了能讓消費者更加信任家用洗碗機的清洗效率，超聲波就提供了一種全新的方案，而且超聲波清洗在許多領域都有應用，消費者也會更信任家用超聲波洗碗機。但是超聲波清洗技術(shù)要求被清洗物需要完全被清洗液浸沒，因此耗水量非常之大，家庭使用是非常不經(jīng)濟的，所有國內(nèi)使用超聲波清洗技術(shù)的產(chǎn)品也只是服務于有大量清洗需求的環(huán)境，幾乎不會在消費者家中看到，因此超聲波與家用洗碗機的結(jié)合只是萌芽階段。
2
2超聲波清洗原理及流程
2 超聲波清洗原理及流程
2.1 超聲波清洗原理
人耳能感知到的聲波的頻率是有限的，一旦超過這個范圍很少有人能感受到，而這種頻率的聲波就是超聲波。超聲波有以下幾點特性：1、超聲波的本質(zhì)是震動，震動是帶有能量的運動。如果超聲波與物體接觸就會把壓力施加在途徑的物體上，因此只要超聲波所帶來的力足夠，就可以達到清洗的目的。2、超聲波會對途徑接觸的介質(zhì)以極高的頻率施壓，帶動介質(zhì)一起震動，由于液體介質(zhì)不斷受壓和回彈，就會產(chǎn)生疏和密的區(qū)域。液體是難以被壓縮的，所以在液體內(nèi)部的同一位置會產(chǎn)生壓力周期性變化的區(qū)域，這就是液壓沖擊和空化現(xiàn)象。因為變化的時間比較短，液體內(nèi)在周期中被壓縮的區(qū)域會迅速以巨大的壓力回彈。這樣超神波就會帶動液體作用在周的圍接觸面上，對其表面固體物質(zhì)作用。3、超聲波傳播時的速度會在穿過不同介質(zhì)的接觸面時突然變化，引起反射和折射。反射的能量又可以與之前的壓力相疊加共同作用于接觸面。4、波都會在一定的條件下發(fā)生干涉與共振，這就有利于提高清洗效果。因此，上述幾種物理現(xiàn)象的共同作用為超聲波清洗技術(shù)提供了理論依據(jù)。
對液體中同一點進行觀察測量，該點的壓力如圖2-1中靜壓直線所示。若該點受到聲波作用，就會受到壓力的作用，壓力大小為圖2-1中虛線所示，但其內(nèi)部壓力依舊處于正壓狀態(tài)，若超聲波的強度加大，會使該點的振幅也隨著增加，壓力大小如圖2-1中實線，這時候會有一段時間其內(nèi)部壓力會變成負壓。
液體中空化泡從出現(xiàn)、擴大直至至爆裂的過程是超聲波空化作用的效果。超聲波作用時，由于液體內(nèi)部的壓力的變化使原來溶解在液體中的氣體析出，這些氣體不斷聚集就會產(chǎn)生大量肉眼可見的細小氣泡，同時內(nèi)部的力會把液體扯出一些空間。當液體壓強小于一定值后，氣泡體積不斷變大，這些氣泡一旦流動到高壓強、低流速的地方后就會破碎，由此將接觸面上一些松動的物質(zhì)帶離。部分氣泡產(chǎn)生的位置為圖2-2中A所示，接著氣泡轉(zhuǎn)移和破裂如圖2-2中B所示作用于接觸面上的松動物質(zhì)，空化二次作用到接觸面上，直到表面全部的污物被帶走。
液體與物體所有接觸的表面都會受到這種效果，這是傳統(tǒng)手工洗刷與機械沖刷無法擁有的效果。在空化過程中，聲波壓力和熱能會與其一起形成，這兩者對細菌進行作用之后，不僅達到了高效洗滌的目的，也起到了滅菌的作用。陶瓷、金屬、玻璃等材料因為有利于聲波的反射，再配合利于空化作用的水溫，會使最后的清洗效果更好，因此空化作用是超聲波清洗最重要的理論依據(jù)。
3
圖2-1液體內(nèi)部壓力圖 圖2-2 空化二次效應
2.2 家用超聲波洗碗機清洗流程
現(xiàn)在超聲波技術(shù)發(fā)展的較為成熟，與洗碗機結(jié)合是市場需求，因此是必然的趨勢?？栈饔谩⒏邏呵逑春蛯Ｓ孟礈靹┤吖餐饔煤螅瑢θコ惺讲途叩挠臀劬哂兄謨?yōu)秀的效果，油污殘留率極低，比普通手洗有著更顯著的效果。超聲波發(fā)生器配合上噴臂的輔助清洗能有很好的清洗效果。其應該滿足的基本要求有：使用安全，結(jié)構(gòu)合理，便于安裝，清洗效果好，節(jié)約水電等。
清洗系統(tǒng)大致的洗滌過程有以下幾步:1、程序打開進水電磁閥、出水電磁閥和加熱系統(tǒng)，清潔水由管道進入噴臂。2、水從幾個噴臂的噴嘴中高速噴出，在空中分散后沖刷餐具表面，初步?jīng)_去表面污漬。3、在程序設定的時間過后程序關閉出水電磁閥，水達到設定高度后進水電磁閥關閉。4、在蓄水過程中水溫加熱到80℃后加熱棒關閉。5、超聲波發(fā)生器與換能器工作，使殘余油污脫離餐具。程序設定時間結(jié)束后，超聲波發(fā)生器與換能器關閉。6、出水電磁閥打開將污水排出。7、污水通過出水口流盡后，打開進水電磁閥，噴臂中的高數(shù)水流對餐具進行最后一次沖刷，徹底將餐具上的污漬清除。
圖2-3 超聲波清洗流程
這種流程可以很好將超聲波技術(shù)融入到洗碗機中，利用空化作用和高壓水流沖洗，對餐具進行高效清洗。水和超聲波的配合，既能節(jié)約水電與能耗，又提高清潔效率，為洗碗機的清洗方式提供了一種全新的模式。
4
3洗碗機整體結(jié)構(gòu)設計
3洗碗機整體結(jié)構(gòu)設計
3.1 整體方案
家用超聲波洗碗機是需要多種系統(tǒng)共同配合工作的產(chǎn)品，因此設計該產(chǎn)品從各大系統(tǒng)角度出發(fā)，設計各大系統(tǒng)的零件。洗碗機主要有進水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、噴臂系統(tǒng)、超聲波系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)組成。圍繞內(nèi)膽尺寸進行各大系統(tǒng)的零件選擇及設計，合理排布安裝空間后組合，最終確定洗碗機整體外殼的尺寸，同時安全無毒是每一設計環(huán)節(jié)的基本要求。
進排水系統(tǒng)：PVC管道、電磁閥、濾網(wǎng)、水位感應器。
噴臂系統(tǒng)：噴臂、噴臂軸。
加熱系統(tǒng)：加熱棒。
超聲清洗系統(tǒng)：超神波發(fā)生器、超聲波換能器。
其他：內(nèi)膽、碗籃、外殼等。
另外設計中需要考慮好以下兩個問題：1、內(nèi)膽開孔處與裝配后各個零件連接處的密封。2、電磁閥、加熱棒、管道等器件的空間排布。
工作模式有以下幾種：
餐具套數(shù)：A1一套、A2兩套、A3三套、A4四套。
溫度：可選擇常溫至80攝氏度。
清洗水量：A1為6.5升、A2為8升、A3為9升、A4為12升。
超聲波工作時間：A1六分鐘、A2八分鐘、A3十分鐘、A4十三分鐘。
圖3-1 洗碗機整體結(jié)構(gòu)
1-內(nèi)膽 2-外殼 3-控制面板 4-碗籃 5-超聲波換能器
6-噴臂 7-進水系統(tǒng) 8-出水系統(tǒng) 9-加熱系統(tǒng) 10-超聲波發(fā)生器
5
3.2 碗籃的設計
由于洗碗機主要體積來自于內(nèi)膽，其他零件所占有的體積并不大，因此在確定本設計中的外形尺寸前，應當先確定內(nèi)膽尺寸。因為本設計的設計書要求能夠存放4套餐具，所以調(diào)查得知市面上大多數(shù)一整套餐具里含有尺寸為Φ108×53mm的飯碗、Φ198×28mm的盤子、Φ148×58mm的大碗、220mm的筷子和135×35mm的勺子。確定排布方式如圖3-1，適當壓縮尺寸，最后確定碗籃長度為280mm，寬度為210mm，高度為150mm。不銹鋼為碗籃的首選材料，由3mm直徑的圓柱焊接而成，勺筷區(qū)需要保證餐具能夠豎立，但又要保證水能排出，因此勺筷區(qū)只有上半部分為圓柱鋼絲焊接，下一半?yún)^(qū)域由五塊不銹鋼鋼板焊接而成，底部開有多個排水孔。為了保證清洗后剩下的水分能盡快蒸發(fā)以及使用安全，碗籃表
6
圖3-2 餐具分布
面應當用無毒疏水層覆蓋，保持內(nèi)膽的干燥，減少對碗籃的損耗，碗籃可以放置在兩側(cè)軌道之上，通過兩側(cè)軌道可以將碗籃推進與拉出。
3.3 噴臂系統(tǒng)的設計
噴臂采用PP材料，具有穩(wěn)定安全、不易腐蝕、耐熱性好、無毒等優(yōu)點。噴臂分為上下兩個殼體，安裝時通過內(nèi)部上下多個卡扣捏合，連接處用PVC膠進行密封，防止水從縫隙中滲出損失一部分壓力，而導致清洗效果不佳。上殼左右兩側(cè)分布有多個不同角度的孔洞，用于出水沖刷餐具表面，每個孔洞的角度可根據(jù)待清洗物的尺寸和清洗效果而定。且上噴臂中心有一凸臺，可限制噴臂左右前后移動，只能繞著噴臂軸旋轉(zhuǎn)。噴臂軸選擇45號鋼，上部有一直徑為15mm的臺面用于支撐噴臂，防止噴臂向下運動，此臺面下方有一直徑18mm的大臺面，用于阻擋噴臂向上運動，兩側(cè)有大開口用
6
于出水。在清洗之前，需將餐具表面松散的大顆粒污物除去。噴臂管和進水管采用間隙配合。
圖3-3 噴臂上下部分示意圖
3.4 內(nèi)膽的設計
根據(jù)碗籃和盆子的尺寸并加上上下噴臂的設計尺寸，確定內(nèi)膽內(nèi)部尺寸為296×210×254mm。采用防水且耐腐蝕的不銹鋼板，沖壓成殼體。由于超聲波的作用會使內(nèi)膽內(nèi)壁發(fā)生損耗，為了保證內(nèi)膽的使用壽命，選用3mm厚的不銹鋼板。根據(jù)表4.2.1查得無凸緣零件切邊余量為8.5mm。并計算出胚料直徑D為484.9mm
最后確定胚料直徑為485mm。內(nèi)膽右側(cè)面與殼體不固定，并預留一定空間，用來安裝其他系統(tǒng)。內(nèi)膽左側(cè)有四個孔，通過螺栓和螺母與殼體相連，通過防水墊圈密封。
3.5 超聲波系統(tǒng)的設計
超聲波系統(tǒng)分為超聲波發(fā)生器與超聲波換能器。超聲波發(fā)生器的作用是將電信號
轉(zhuǎn)化為一個固定頻率的信號，這個頻率決定了超聲波換能器的頻率。超聲波發(fā)生器固定在洗碗機右部控制面板下的空間內(nèi)。壓電式的超聲波發(fā)生器因其轉(zhuǎn)換效率高，功率容量大以及結(jié)構(gòu)形狀等可以根據(jù)實際要求自行設計等優(yōu)點而廣泛使用。這里，選用QHQ-4GL-5028型，諧振頻率為28 KHz，絕緣阻抗為1000MΩ，功率為100w。超聲波換能器可以將電信號轉(zhuǎn)化為聲波，它的震動頻率由超聲波發(fā)生器決定，與內(nèi)膽共振之后生聲波。聲波頻率為28KHz，室溫25°C的環(huán)境中，功率設置為300W。雙面作用強度比單面作用低，因為雙面的時候超聲波會發(fā)生干涉，影響清洗效果。超聲波換能器通過專用膠水粘貼于內(nèi)膽右側(cè)外部。
3.6 進排水系統(tǒng)的設計
進排水系統(tǒng)主要由電磁閥、過濾網(wǎng)、PVC管、進水上蓋板、出水上蓋板、擋水環(huán)、
7
螺紋圈、90°雙通彎頭、90°三通彎頭等等組成。噴臂軸和進水上蓋板之間通過無毒耐高溫玻璃膠和擋水環(huán)密封。進出水管材料選適當長度的PVC管。安裝時進水上蓋板和出水上蓋板貫穿于內(nèi)膽與外殼，螺紋圈在外部與進水上蓋板和出水上蓋板露出部分通過螺紋固定，且兩者之間有密封圈防止漏水，同時在安裝時通過無毒耐高溫玻璃膠進一步防水密封。進水管和出水管延伸出去部分通過90°雙通彎頭和90°三通彎頭繼續(xù)向外延續(xù)，延伸至洗碗機外部后與電磁閥連接，不影響洗碗機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此進出水系統(tǒng)（除與洗碗機相連部分）的具體排布可根據(jù)管道、電磁閥等配件的尺寸及實際安裝條件而定。
圖3-4 進出水結(jié)構(gòu)示意圖
3.7 加熱系統(tǒng)的設計
在內(nèi)膽底部右壁安裝上加熱器，用于對儲存的洗滌水加熱至工作溫度80℃，這溫度也將空化作用的效果發(fā)揮到最大。加熱棒的內(nèi)部是電阻絲，與外界接觸的是熱穩(wěn)定的陶瓷，市面上加熱棒的產(chǎn)品數(shù)不勝數(shù)，且加熱技術(shù)已經(jīng)相當成熟，在設計超聲波洗碗機
8
時可以根據(jù)加熱棒市場現(xiàn)有的產(chǎn)品進行選擇，在內(nèi)膽上的開孔大小根據(jù)選擇的加熱棒尺寸而定。不過在本設計中要求加熱棒耐腐蝕、加熱效果好、清潔衛(wèi)生、安全等優(yōu)點。加熱棒與內(nèi)膽的連接及密封與進出水口的要求一致。
圖3-4 加熱棒結(jié)構(gòu)示意圖
3.8 門開關的設計
家用電器的使用安全一直是重中之重，尤其是要考慮到小孩子的安全，為了保證家用洗碗機在工作時不會對使用者特別是小孩子的意外接觸造成傷害，本設計中的家用洗碗機必須設置有開門保護電路。家用洗碗機的門開關原理與冰箱的燈開關電路相同，只需在洗碗機左下角門框上安裝一個觸點，當洗碗機門關閉時，觸點被按下，工作
8
電路才能通電開始工作，在任何時候若門被打開，則工作電路會立即切斷，以此來
9
保證家用洗碗機在工作時，使用者的安全。
3.9 外殼的設計
家用洗碗機的外殼的材料有許多，但是以耐腐蝕和堅固為主要選擇指標，考慮使用不銹鋼和有機材料結(jié)合。外表采用符合消費者審美的加工工藝，若實際安裝條件需要有大面積暴露在可見范圍內(nèi)時，需要經(jīng)過丙烯特殊處理這樣不容易留下指紋?？刂泼姘宓葏^(qū)域也可根據(jù)大眾審美采用相應加工技術(shù)加工，以價錢低、耐用、封閉好、易清潔為主要選擇指標。因為考慮到目前的家裝風格、客戶需求、實際安裝空間及后期維修，本設計中的洗碗機主要考慮存放于櫥柜之中，未將殼體外部零進行統(tǒng)一排布。
家用洗碗機柜門的開關槽位于外殼的上部，柜門上的卡扣可以嵌入外殼上的開關槽，需要打開柜門時，向外拉動門把手，柜門上的卡扣可以被拉長從而變小，就可以從外殼上的開關槽脫離出來。為了便于使用者能夠隨時查看洗碗機里面的工作狀態(tài)，柜門應
該大面積采用透明的鋼化玻璃。門的形狀及外觀依舊采用符合消費者審美的加工工藝，在產(chǎn)品外觀的選擇上，以硬度高、耐磨等為選擇指標。
3.10 總結(jié)
家用超聲波洗碗機的整體結(jié)構(gòu)及此結(jié)構(gòu)中所需的專用部件至此已經(jīng)全部設計完成，一部分在本設計中進行了重新設計，一部分在本設計中不需要重新設計可根據(jù)各零件市場現(xiàn)有產(chǎn)品進行選擇，外部零件的整體安裝本設計中只提供了一種情況。根據(jù)內(nèi)膽設計參數(shù)和工作水位215mm可以計算出最大工作容積小于13.01升（底部多個零件還占用空間），符合設計書要求的用水量要求。本設計具有節(jié)能、體積小、效果好、安裝靈活等優(yōu)點，能滿足現(xiàn)有市場的主要需求。
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結(jié) 論
結(jié) 論
隨著科技的逐步發(fā)展，生活中大大小小的方面都有著科學技術(shù)的身影。人力成本在不斷提升，效率也一直是各行各業(yè)相對重要的一項競爭，而如今的效率競爭早已從早期的人力競爭轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)競爭，這不僅是因為提高競爭力的方法發(fā)生了改變，更是因為人民對生活質(zhì)量有著越來越高的追求。人工洗碗的方式正逐漸無法滿足當今社會的生活習慣，以前的生活條件不比現(xiàn)在的生活條件，在以前自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟社會，人們幾乎在所有事上依靠自己的體力勞動，也正因此刻苦勤奮一直是中國人民的優(yōu)良品德。但現(xiàn)在在都市化和科技化的趨勢下，家庭中有著越來越多的家電，省力省時成為幾乎一切家電誕生的原因之一，因此更省力、更衛(wèi)生的家用洗碗機也隨之誕生。洗碗機早期是由西方國家傳入，而當時他們所流行的是傳統(tǒng)噴臂式洗碗機，它的設計及尺寸依據(jù)的是西方餐具，而國內(nèi)不僅餐具尺寸和款式多，而且中式菜肴種類也多，傳統(tǒng)的沖刷不利于對各種餐具和污漬高效清潔。由于我國人口多，所以家用洗碗機有著很廣闊的市場，只需按照國內(nèi)市場需求，設計出適合國內(nèi)家庭使用的洗碗機，便能彌補我國家電市場的空缺。超聲波技術(shù)的不斷發(fā)展，恰好能夠完美的解決這個問題。可惜遺憾的是國內(nèi)超聲波清洗設備都是大型的，而民用的超聲波清洗只應用在清洗眼鏡、水果等小型物品上。因此消費者買不到合適的產(chǎn)品覺得技術(shù)不夠成熟，導致企業(yè)覺得市場需求不夠大，惡性循環(huán)最后使得超聲波清洗技術(shù)與洗碗機難以結(jié)合。
本設計具有的優(yōu)點：
（1）本設計中的家用超聲波洗碗機體積小，可以將其安裝在壁柜中，合理排布四套餐具，占用更小的清洗空間，節(jié)約用水，且具有安全系統(tǒng)。
（2）雙噴臂能對餐具進行全方位的沖洗，避免了因中國餐具形狀多樣導致的沖洗不充分，提高了預沖洗和最后沖洗程序的質(zhì)量。
本設計的不足：
（1）清洗檔位和模式較為固定，僅使用噴臂沖刷只適用于少量餐具，而大量餐具的清洗必須依賴超聲波功能。
（2）要求使用者在放入餐具前需要對餐具表面大顆粒污物進行去除，若底部有積留的污物必須手動清除。
（3）沒有專業(yè)的消毒功能，僅靠超聲波和高溫難以達到專業(yè)的消毒效果。
超聲波技術(shù)在家用洗碗機上的應用必將成為主流，而家用洗碗機的發(fā)展需要消費者和發(fā)明者互相深入了解。設計者在設計時需要多考慮消費者的需求，多收集用戶使用情況。但消費者也不能一直觀望，僅靠設計者的理論和試驗也是難以得到一款有完美體驗的產(chǎn)品。只有消費者和設計者共同努力，才能不斷探索出具有中國特色的超神波家用洗碗機。
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致 謝
致 謝
本設計是在的細心指導和熱情關心下完成的。在我的設計過程中，在百忙之中及時對我提出的疑問耐心解答，與我共同探討解決方案，嚴格要求我的設計過程，對于我設計中不合理的地方及時指出提醒更正，使我在整個設計過程中一直沿著正確高效的思路進行著，減少了許多我會有錯誤判斷的地方，在這里，給予我的幫助表示最真摯的感謝。另外，在畢業(yè)設計寫作過程中，各位同學也給我提出了很多建設性的意見，開拓了我的思路，使我感受到了合作和信息共享的重要性。同時還要感謝的是家用洗碗機相關的從業(yè)人員，他們對我的熱情介紹現(xiàn)有產(chǎn)品，使我充分地了解了市面上的傳統(tǒng)洗碗機的優(yōu)劣之處，對我的畢業(yè)設計的完成有很大的幫助。同時也感謝那些未提及的給予了我?guī)椭椭更c的人。
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參考文獻
參考文獻
[1] 莫盛秋. 一種家用洗碗機的設計[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報, 2014(02):37-39.
[2] 吳宗澤. 機械設計實用手冊[M]. 化學工業(yè)出版社, 2010.
[3] 張策. 機械原理與機械設計上冊[M]. 機械工業(yè)出版社, 2011.
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[6] 劉晉春,趙家齊,趙萬聲. 特種加工[M]．北京機械工業(yè)出版社, 2001
[7] Clarence Crabtree，Herrin,Ⅲ.Dishwasher with improved spray apparatus [P]. 1974.
[8] Jean Archambault. Gasketless Door For Domestic Diswhashers [P]. 1991.
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畢業(yè)設計（論文）
開題報告
設計（論文）題目： 家用洗碗機結(jié)構(gòu)設計
學 院 名 稱：
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學 生 姓 名： 學號：
指 導 教 師：
2021年 01 月 5 日
一、 研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題（或研究的主要內(nèi)容及預期目標）：
1研究內(nèi)容：
研究國內(nèi)外家用洗碗機，了解家用洗碗機的基本組成，各個裝置的作用，以及組成各個裝置的零部件、作用等等，并分析其優(yōu)缺點，取其精華，在盡量不改動原有合理設計的基礎上，得到能耗更低，清潔度更強，能適應多種餐具款式的家用洗碗機。
對家用洗碗機的原理分析，進行家用洗碗機的總體結(jié)構(gòu)設計
繪制家用洗碗機的總裝配圖、部分零件圖以及整體三維圖等。關于設計家用洗碗機的詳細設計說明書一份。
2主要問題：
1. 對于家用洗碗機整體結(jié)構(gòu)部署的選擇的不了解。
2. 對于進排水系統(tǒng)、水位感應系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、門開關電路、噴臂沖洗系統(tǒng)工作原理及選擇的不確定。
3. 不清楚如何完成上述裝置各部件之間的結(jié)合與協(xié)調(diào)
二、 研究的方法與技術(shù)路線（或研究步驟、方法和研究措施）：
通過查閱家用洗碗機結(jié)構(gòu)相關資料，理解家用洗碗機的運行原理，設計家用洗碗機方案。根據(jù)標準通用零部件的計算、選型和主要非標準件關鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定與主要零部件位置布置基本原則，邊計算邊繪圖邊修改。獨立思考、繼承甚至創(chuàng)新,全面、系統(tǒng)考慮設計部件地強度、剛度、工藝性、經(jīng)濟性和維護等要求。確定基本方案，大體定出基本尺寸，再通過計算確定具體尺寸（精度）；使用CAD和SW等軟件進行繪圖及模擬，達到準確、美觀要求。完善設計方案，完成設計，撰寫設計書并整理出圖，準備答辯。
三、 研究的總體安排與進度：
第一階段：下達任務書并完成選題，完成畢業(yè)論文第一階段的材料，包括任務書、外文翻譯2篇以上、文獻綜述、開題報告。預計2020年12月25日完成
第二階段：總體方案擬定，通過對有關文獻的參考查閱，明確裝置各部分的設計與總體設計目標；明確裝置設計主體方向，并制定相應設計工作安排計劃；完成正式進行設計前的準備工作。預計于2021年1月05日完成。
第三階段：進行家用洗碗機的總體設計及其重要組件的設計分析；完成三維建模仿真及部分零件校核；完成總裝配圖以及各類重要零件的零件圖；對各類所需參數(shù)的計算并撰寫初步的設計計算說明書。預計于2021年2月25日完成。
第四階段：對于各零件的校核檢驗，修改其中錯誤的部分，并補全設計中的遺留部分，以及總裝配圖與各類零件圖的修改。預計于2021.3.10完成。
第五階段：完成最后階段檢驗修改。預計于2021年3月10日完成。
第六階段：論文定稿。 2021年3月25日，上交給指導教師或院辦。
最后階段：答辯。
四、 論文提綱：
摘要
1前言
1.1家用洗碗機簡介
1.2國外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
2清洗原理及方案
2.1清洗原理
2.1.1概述
2.2洗碗機方案設計
3結(jié)構(gòu)設計
3.1重要部件設計
3.1.1外殼和碗籃
3.1.2清洗槽
3.1.3進排水系統(tǒng)
3.1.4超聲波系統(tǒng)
3.1.5噴臂沖洗系統(tǒng)
5總結(jié)
參考文獻
致謝
五、主要參考文獻：
[1] 吳宗澤. 機械設計實用手冊[M]. 化學工業(yè)出版社, 2010.
[2] 莫盛秋. 一種家用洗碗機的設計[J]. 常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報, 2014(02):37-39.
[3] 竇艷濤, 黃豪杰, 李健, et al. 基于慧魚技術(shù)的家用洗碗機方案設計[J]. 實驗室研究與探索, 2013(03):31-33.
[4] 張策. 機械原理與機械設計，上冊[M]. 機械工業(yè)出版社, 2011.
[5] Jean Archambault. Gasketless Door For Domestic Diswhashers [P]. 1991.
[6] Clarence Crabtree, Herrin, Ill. Dishwasher with improved spray apparatus [P]. 1974.
指導教師審核意見：
指導教師簽字
年 月 日
教研室審核意見：
教研室主任簽字
年 月 日
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