电磁炉课程设计.doc

课程设计论文题 目： 电磁炉设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 工业设计 姓 名： 学 号：201340505011 指导教师： 2015年 7 月 14 日 21目录.第1章 设计要求.3第二章 资料查询与市场调研.4 2.1资料查询.4 2.1.2电磁炉的定义.4 2.1.1电磁炉的分类 .4 2.1.3电磁炉的发展历史.6 2.1.4电磁炉的发展现状.7 2.1.5电磁炉的发展趋势.8 2.2市场调研.9 2.2.1问卷调查.9 2.2.2用户心理分析.10 2.2.3用户研究.11 2.2.4市场现有产品缺点.12 2.2.5市场需求及替代产品竞争力.12 2.2.6设计分析.13第三章 总体方案设计.14 3.1工作原理分析与说明.14 3.2电磁炉总体结构设计.15 3.3电磁炉的结构分析.16 3.4电磁炉的设计方案.17第四章 典型零件结构设计.18 4.1零件结构设计.18 4.2外观设计方案.20第五章 设计总结.21第1章 设计要求1 课题组完成的设计任务进行电磁炉的三维结构设计，运动分析，各零件的连接分析与设计设计日期20157132 个人完成工作量完成xxxx的三维结构设计，最终提供如下6方面的资料：（1） 工作原理图 1张（2） 总爆炸图 1张（3） 结构组装、爆炸图23张（4） 典型零件详图34张（投影图或透视图），内部结构要做剖视（5） 外形设计方案 23 套 （画出效果图，突出分型面、连接、凸台等小结构）（6） 设计说明书1份第2章 资料查询与市场调研2.1 资料查询通过网上搜索、图书馆查书获得2.1.1电磁炉的定义 电磁炉（又名电磁灶）是现代厨房革命的产物，是无需明火或传导式加热的无火煮食厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具（炉具）。 利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器，具是一种高效节能特性。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。2.1.2电磁炉的分类 注：平灶、凹灶1+1设计是指既可各自独立亦可组合安置，平灶进行煎、烤、蒸、炖、煮等各项烹调，凹灶更适合中国式圆底炒锅炒菜习惯，仅尚朋堂电磁炉有这种设计。2.1.3电磁炉的发展历史早在1957年德国NEFF公司开始把电磁炉转为民用。而后，在上世纪70年代美国也进行电磁炉的开发。到了上世纪的80年代，在西方发达国家电磁炉的使用率在70%左右。而到了上世纪80年代末，电磁炉才开始进入国内市场。虽然电磁炉在90年代初曾经经历过一阵猛烈的旋风，但是由于很多厂家急功近利，急于开发市场，而忽略了电磁炉的技术开发，片面以价格争夺市场，导致电磁炉的质量不稳定，频繁地招到消费者的投诉，终于在热了一阵后走了下坡路4。直到上世末期，由于技术的进步，众多的家用电器的诞生，使电磁炉再次有了新的生机。就目前而言，我国的电磁炉市场比西方的发达国家至少晚了10年的时间3。2.1.4电磁炉的发展现状纵观国内电磁炉的发展现状，可以从以下几个方面描述:(1)电磁炉品牌众多目前国内电磁炉市场发展比较混乱。据调查，在2001年，国内生产电磁炉的厂家还不足百家，生产与电磁炉相关的电子元器件及配套产品的厂家也是少之又少。国内销售比较好的品牌有爱德、富士宝、爱庭、三洋等，而到2003年两年之内，生产电磁炉的厂家多达上千家，而加工生产电磁炉零配件的厂家更是数不胜数。国内电磁炉行业竞争十分激烈。 (2)外观设计各种各样，结构性能有待提高在电磁炉卖场逛一下，就可以看到电磁炉的外观设计五花八门，从色彩的搭配到界面的设计，无一不体现着自己的个性。然而这些电磁炉的结构性能比起丰富多彩的外观设计稍有逊色。(3)零件的使用层次不齐拥有成熟品牌的电磁炉厂家一定会采用性能优越的、兼容性强的配件以保证电磁炉拥有更好的、更稳定的性能。比如IGBT在电磁炉所有器件中相对比较重要，它的性能的好坏绝对关系着电磁炉能否正常的工作。IGBT一般采用了东芝、西门子，IC芯片采用PHILIPS、东芝以及韩国的，但拆开各品牌的电磁炉就会发现，主要元器件真是层次不齐，有的竟然连生产厂家都没有，这样做，势必会影响电磁炉的正常发展。(4)技术上的停滞不前由于国内电磁炉尚未完全步入完全的成熟期，就开始了不正常的价格战，导致各品牌没有很好地在技术上钻研，将精力都投放在成本的降低方面，导致技术上一时间内没有称雄的霸主出现。国外在这类成长期的产品研发的投入上，少则占总销售的15%，多则占30%，但国内电磁炉品牌能在研发上投入上百万的已经寥寥可数了。2.1.5电磁炉的发展趋势从2006年起，国内电磁炉的需求每年都在增加，据统计每年的增长率都在10%-20%左右。电磁炉这块大蛋糕吸引了许多生产厂家注意，投入大量的资金开发电磁炉。其中，各个家电厂家纷纷通过专业的技术抢占市场。到2008年底，国内电磁炉生产厂家已有1000多家。在目前宏观经济增长缓慢的背景下，电磁炉的销量在国内的家电行业中却独树一帜。在2008年，国内电磁炉的零售量突破5000万台。从电磁炉在国内开始销售到2008年，我国电磁炉行业几十年来没有任何的标准可以依靠。从2009年3月1日起，国家开始依据家用电磁灶能效限定值及能源效率等级标准强制实施。这项标准的出台对电磁炉的发展有很大的促进作用。目前，我国电磁炉的销售主要集中在城市，农村市场相对较少。近两年来国家大力扶持农民，推出“家电下乡”政策。随着这个政策的的进一步实施，电磁炉生产企业转战农村市场成为必然趋势。电磁炉将会被更多的消费者所接受。在未来的几年内，电磁炉可能朝以下几个方面发展17： (1)外观设计趋向流线型、超薄型方向发展随着电子器件集成度越来越高，电子器件的体积不断减小，功能不断地增强，未来电磁炉将越做越小，越做越薄，并有可能出现微型电磁炉。(2)功率越做越大，市场越分越细随着微处理器引入电磁炉的控制系统，智能控制理论的应用，以及微处理器的日趋强大;电磁炉许多原来无法实现的功率都能一一实现，比如煮饭、煲汤、自动烹调等，都可以实现自动划、智能化，真正实现煎、炸、炖、煮、炒。2002-2003年，市场上炒得比较火爆的是“一键通”、“智能化”，其实目前真正能做到全智能化还需要一段时间。(3)多功能复合型电磁炉将成为新的厨房主流电器由于电磁炉的安全、清洁、无火、无烟等特点，必将引导厨房革命进入无烟时代，这个理念已经被很多人接受，而在五年内，电磁炉取代煤气炉已经是顺理成章的事了。多功能复合型电磁炉将会越来越被广大消费者接纳。(4)电磁炉锅具的多样性和适用性目前电磁炉仅能使用带导磁性质的铁质材料，这极大地限制了电磁炉的使用范围，随着电磁炉技术的进一步发展，以及电磁炉工作频率的提高，使铝质锅具、铜质锅具、甚至其他材料的锅具亦成为可能。2003年，国内部分品牌成功地实现了铝锅、玻璃锅、陶瓷锅在电磁炉上的使用，是一个很好的开始。随着技术的不断提高，电磁炉将打破诸多限制，在锅具的使用上朝多样性和适用性方向发展。2.2 市场调研2.2.1问卷调查 电磁炉的问卷调查 年龄段（） 时间：2015/7/121.您的性别？ A.男 B.女2.您的月收入？ A.1000以下 B.10003000 C.30005000 D.5000以上3.您是否使用电磁炉？ A.经常使用 B.偶尔 C.基本不用 D.不用4.你是先使用的电磁炉是哪一种品牌的？ A.苏泊尔 B.美的 C.格兰仕 D.九阳 E.其他5.你对电磁炉了解的程度？ A.完全不了解 B.知道一点 C.比较清楚 D.非常了了解 6.你了解电磁炉的渠道是什么？ A.电视 B.网络 C.报纸D.广播E.杂志F.宣传单G.他人推荐7.你对电磁炉性能的要求？ A.不高 B.无所谓 C.很高8.你能接受的电磁炉的价位是多少？ A.100250 B.250300 C.300400 D.400以上9.你喜欢的电磁炉的按键形式？ A.以触屏为主B.以按键为主10您对外观颜色要求？ A.黑色 B.金色 C.银色 D.白色 E.红色 G.蓝色11你购买电磁炉的场所？ A.专卖店 B.大卖场 C.超市 D.百货商店 E.网购12你希望电磁炉包括哪些功能？ A.定时 B.自动调节温度 C.自动控制时间和温度 D.越多越好13你在使用电磁炉时遇到过以下哪些问题？ A.耗电量太高 B.加热功率不高 C.外壳隔热效果不好D.按键设计不合理14你最希望电磁炉具备哪些优点？ A.易清洁 B.省电 C.效率高 D.安全 E.其他15.如果你选择电磁炉，主要依据什么选购？ A.携带方便 B.加热功率高 C.安全可靠 D.环保卫生 E.高效节能 D.其他16.对于炊具，您的家庭经常使用的是哪一款？（例如：电磁炉，电饭锅，煤气灶等。）说说他的哪一方面的优点吸引您？17 您对未来电磁炉有何要求？ 衷心感谢您的参与 ！ 2.2.2用户心理分析 A影响消费者选择的因素 & B 用户关心的问题*消费者与商家关心度：2.2.3用户研究人群要求推荐年轻人外观时尚功能齐全节能技术先进中年人简单大方功能齐全安全节能老年人安全超大菜单简单易操作2.2.4市场现有产品缺点a.噪声大b.容易挑锅，滑锅 c.辐射系数高d.面板易留指纹，不易清洗e.使用寿命短f. 触摸键不灵敏 2.2.5市场需求及替代产品竞争力 调研市场产品的需求量可以得知该产品的竞争力及该产品的普及程度。随着提倡“节能减排，低碳生活”的新观念深入人心，老百姓减少使用煤气燃烧的煤气灶或蜂窝煤灶，转而使用电器烹饪的产品，诸如电磁炉，电饭煲，电压力锅等等。调查电磁炉的替代产品，可以从中得知电磁炉的缺点，并能够借鉴替代产品的优点用于未来新型电磁炉的设计生产。 国家统计局提供的数据表明，未来五年内，国内的电磁炉市场潜力将达到7000万至8000万台，每年以60-70%的增幅高速增长，市场容量将可达到数百亿元。但数百个品牌，1000多家制造企业的残酷竞争，也使无数企业在拼命探索突破行业瓶颈的方法。电磁炉行业现在面临一个高增长、多竞争的局面。经过市场调研，我们得知市场上电磁炉的市场占有率为45.8%，这表明了电磁炉在市场上相对普及，是老百姓们更喜欢用的电器产品。而替代产品煤气灶的市场占有率为21.4%，它的竞争力是能满足用户温火慢炖的要求，煤气的火候能眼睛直观判断的，电饭煲的市场占有率为32.8%，它的竞争力是可以用来焖煮的烹调方式制作出美味佳肴，并且导热性好，能定时煮好饭。2.2.6设计分析传统款（老人款）：l 风格比较传统 l 功能键轻易触摸 l 颜色比较单一 l 方形 l 功能不多但安全可靠时尚款（青年款）：l 颜色鲜艳 l 形状可爱具有装饰感 l 超薄 轻巧 l 线条柔和 实用款（大众款）：l 多为方形 l 颜色丰富鲜艳，略显高贵华丽 l 按键人性化，感应式，隐藏式 l 功能齐全第3章 总体方案设计3.1 工作原理分析与说明 电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理， 他利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内之磁力通过含铁质锅底部时， 即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热于锅内食物。 电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收。 电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。其工作过程如下：交流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源排气风扇3.2 电磁炉总体结构设计磁力线圈线路机器外壳螺纹联接：结构简单、连接可靠、装拆方便3.3 电磁炉的设计方案 磁炉实现的功能要求如下:电磁炉上电时，蜂鸣器响一声，进入关机状态。关机状态下，没有任何显示，没有加热的脉冲，也没有任何检测、报警功能。此时按下开/关键，可以开机，要求实现以下具体功能。(1)加热功能加热火力分为6档，由低到高分别为: 保温、煎、煮、炸、炒。不同火力的档位，输出的功率是不同的。对应的功率分别设为2000W，1800W，1500W，1200W，900W,间歇。其中间歇档为断续加热，即开3秒，停3秒。对应的功率可根据用户的需要再增加或减少。(2)定温功能定温温度有6档，由高到氏分别为240C，210C ，180C ，140C，100C，60C。温度控制均为上、下限控制，每5秒钟控制一次，若温度高于上限则关断加热脉冲;若温度低于下限则打开加热脉冲，以最高火力档加热。定温温度档数可根据用户需要再增加或减少。(2)定时功能最高定时时间为120分钟。开机后定时时间为120分钟，按定时键可调整定时时间，定时时间以5分钟为一档递增或递减。定时时间到后，电磁炉自动关机。(4)无锅检测当炉台上无锅时，电磁炉可自动检测，此时显示全灭，每2秒蜂鸣器响一次，电源指示灯闪烁一次，持续30秒后(蜂鸣器响15次)，自动关机。若30秒内，又将锅放回炉台上，则以原来的方式工作，无锅检测时间不计入定时时间。当电磁炉处于关断加热脉冲时(如定温温度己超过上限)，无锅检测将失效。(5)报警功能当开机时，微电脑不断的检测电磁炉的工作状况，当出现异常时，将发生报警。报警时，蜂鸣器响一次，发光二极管全亮，数码管高位显示E，低位显示报警弓t，持续5秒后自动关机。第4章 典型零件结构设计线路板：与电磁炉其他部分构成通路；具有控制显示面板的功能4.1 电磁炉零件结构设计磁力线圈：加热排气风扇：防止电子元件因高温损坏；排风的同时防止灰尘、油烟等进入电磁炉内部。4.2 外观设计方案设计说明： 该设计采用圆形造型比传统的方形更为节省空间，且造型更为优美，颜色采用经典的银灰色，为设计增色。加热板稍微向下凹，既不影响加热，又能减少辐射，保证人体安全。控制面板大气而又不失优雅，符合老人对面板的要求，又不会失去青年和中年群体消费者。总之，该设计走形美观大方且实用性。第5章 设计总结 通过这次的深入调研，我们对电磁炉的种类，色彩，结构外观形态，人机，功能和材质等多个方面做了详细的研究和分析，了解了不同人群对电磁炉的需求不同。电磁炉作为一种清洁、方便、环保、安全节能的小家电普及率将会越来越大，而且对于他的要求也会越来越高。提出了我们的设计目的，最终形成了我们的设计方案。 所以我们的设计应该时刻是贴近群众贴近生活的，考虑全面是设计最基本的要求。面对日益激烈的市场竞争，想要买使自己的产品脱颖而出，就必须再某些做出亮点。根据市场调研，发现现有家庭用的一般电磁炉的不足：*使用的时