定量自动出料盒设计说明书

1、定量自动出料设计者刘凯王铭冯金鹤王振东郑印指导教师李小海 王树林参赛单位佳木斯大学编号附件一第五届全国大学生机械创新设计大赛作品报名表参赛作品名称定量自动出料盒作品类别休闲娱乐机械类口家庭用机械类2是否属慧鱼组：是口 /否2所在学校佳木斯大t学邮政编码154007联系人联系人通讯地址电话手机Email参 赛 者姓名性别班级所学专业签名1刘凯男1班交通运输2王铭男3班机械制造及其自动化3冯金鹤男2班交通运输4王振东男2班交通运输5郑印男4班机械制造及其自动化指 导 教 师姓名性别职称专业签名1李小海男副教授机械制造及其自动化2王树林男高级实 验师车辆工程作品内容 简介（限 400字以内）我团队设

2、计制作的定量自动调料盒解决了人们做菜时对调料量 无法把握，导致所做菜的味道难以合口的问题， 满足了人们对健康饮 食的需要，为人们的幸福生活增添色彩。该装置结构设计巧妙简单，通过齿轮传动实现自动取料的目的。 使用前，调料由于自身重力，从调料盒底部出料口落入出料槽中； 使 用时，用勺挤压推板，在齿轮系结构的作用下，带动出料板向外伸出， 推出预先存放于出料槽里的调料，调料在斜板的引导下，落入勺中； 使用后，在复位弹簧的作用下，带动下推板复位，从而达到往复使用 的目的。该装置不仅简化了人们的日常生活， 也为人们的健康做出了 贡献。该定量自动出料盒，在实现定量自动取料的前提下，具有结构简 单、设计巧妙、

3、性能稳定、操作精准快捷、免维护等优点。制作工艺 好，只需用勺轻轻一推，定量的调料自动落入勺中，每次取料无需掀 开盒盖，避免了调料返潮且杜绝一定的交叉污染， 是家庭生活更新换 代的理想用品。主要创新 点（限200字以内）推广应用 价值（限200字以内）制作费用普通调料盒因密封性差、取用不方便、无法实现定量取用等缺点， 给用户使用带来了极大的不便。针对以上缺点，我团队研发设计出定 量自动出料盒，该出料盒具有以下创新点：1、齿轮齿条传动，传动精确、操作轻便；2、下推板与壳体间设置复位弹簧，以便调节；3、改变出料槽的容积，可定量出料；4、改进调料盒盖密封性，增加对调料的密封效果。目前市场上存在的调料盒

4、多为手动掀盖取料式， 取料过程繁琐且 无法满足定量取料的需求，该定量自动出料盒可根据不同调料设置不 同容积的出料槽，实现对不同调料的定量取料，特别在人们健康意识 不断提高的今天，定量或限量使用食盐等调料也日渐引起人们的关 注。该产品通过纯机械传动，达到自动出料的目的，具有操作简单便 捷，工作性能稳定等优点。同时该产品性价比高，不仅满足了人们对 饮食健康的追求，也具有较大的推广应用价值。35元。学校推荐意见赛区评审结果及推荐意见赛区组委会主任 （签名或盖章） 年 月曰全国决赛评审意见及结果决赛评审委员会主任 （签名或盖章） 年月 日是否已申请 专禾I 负责人（签名或盖章）（公章） 年 月曰填写说

5、明：1）编号申报者不填写，由组委会统一填写； 2）请选勾作品类别；3 ）联系人应 由各学校指派；4）每个作品的参赛者不超过 5人，指导教师不超过2人，本人须签名；5） 制作费用主要包括：购买元器件和材料费、外协零件加工费等，不含调研、差旅、资料、学生人工费；6）学校推荐意见一栏的负责人应为校长、副校长或教务处长；7）本表双面打印在一张A4纸上；8 ）附填表勾选特别符号：。定量自动出料盒设计者：刘凯，王铭，冯金鹤，王振东，郑印指导教师：李小海，王树林（联系人：刘凯；班级：交通运输；联系电话：；Email:）摘要：定量自动出料盒通过齿轮齿条传动结构，在下推板与壳体间设置复位弹簧，使用时只需用勺轻轻

6、推动下推板，定量的调料自动落入勺中， 每次取料无需掀开盒盖， 避免了调料返潮且杜绝一切交叉污染。 该装置在复位弹簧的作用下， 可实现往复式自动取料， 通过改变出料槽的容积， 实现了定量出料的目的， 解决了人们做菜时对调料量无法把 握，导致所做菜肴的味道难以合口的问题，满足了人们对健康饮食的需要，为人们的幸福生活增添色彩。该装置结构简单、设计巧妙、性能稳定、性价比高，不仅满足了 人们对饮食健康的追求，也具有较高的推广应用价值。关键词：定量；自动；调节；快捷；复位1研制背景及意义随着城市化进程的加快，人们生活水平的提高，饮食健康也逐渐引起了人们 的关注，定量或限量使用食盐等调料起到关键性作用。 特

7、别对于不会做菜或厨艺 不精的人群，调料量的多少则直接制约着所做菜肴的美味，无论是基本味还是复 合味的调料，应按照一定的比例搭配，放多了不行，少了也不好，一般家庭做菜 是不会用量具去秤调料的，简单的做法就是多放几次，边尝边放，直到基本符合 口味，这样操作不仅仅过程繁琐，也往往达不到预期的美味。目前市场上的调料盒多为手动掀盖取料式，每次取料需掀开盒盖，分别取料, 这样一来势必将造成调料返潮和一定的交叉污染。长此以往，由于所做菜肴调料搭配的不合理以及调料返潮等不健康因素的存在，直接降低了人们饮食的质 量，对人们的身体健康造成了威胁。我团队研发设计的定量自动出料盒可以很好的解决上文所提出的问题。该装置

8、通过齿轮齿条结构，在复位弹簧的作用下，只需要轻轻推动下推板，定量的调 料便会自动落入勺中。该操作过程方便快捷、精确度高、稳定可靠、可往复多次 使用，真正意义上解决了人们对调料无法把握导致所做菜肴不合口的问题，满足了人们对健康饮食的需要，为人们的幸福生活增添色彩。2设计方案 2.1弹性推板式结构该方案设计：如图1 （方案1）所示，该装置使用弹性推板（10），在弹性推 板的作用下推动上推板（3），从而实现定量自动取料的目的。但是，由于弹性推 板弹力及形变量受环境影响较大且寿命较短，与控制盒（11）壳体间的摩擦阻力较大，且该装置由于使用频率较高，使用环境恶劣，故很难保证精确控制其运动轨 迹，导致所取

9、调料的量不精确或者出现调料泄漏等问题。122113109图1定量自动出料盒装置结构示意图（方案 1）1、密封盖；2、可调出料槽；3、上推板；4、导流槽；5、中间隔板；6、下推板；7、出料按钮；8、底座；9、复位弹簧；10、弹性推板；11、控制盒；12、储料盒鉴于上述结果，我们在原有基础上进行改进。具体改进内容如下所述: 2.2齿轮齿条式结构改进后的定量自动出料盒装置结构示意图如图 2 （方案2）所示：在原有装 置的基础上，用传动齿轮（10）和直齿（12）取代了早期的弹性推板，在齿轮齿 条的作用下，通过复位弹簧从而达到定量自动取料的目的。 该齿轮齿条式结构具 有设计巧妙、性能稳定、传动比精确、操

10、作精准快捷等优点，不会出现打滑或者 自锁现象，从而实现精确的控制出料的量，满足了用户对定量取料的需求。 I!图2定量自动出料盒装置结构示意图（方案1、密封盖;2、可调出料槽；3、上推板；4、导流槽；5、中间隔板;6、下推板；7、出料按钮；&底座；9、复位弹簧；10、传动齿轮；11、控制盒；12、直齿；13、储料盒3工作原理及性能分析如图2所示，该定量自动出料盒工作原理如下：用勺子推动出料按钮（7）， 出料按钮（7）与下推板（6）连接，在勺子的推动下，带动下推板（6）向内运动, 直齿固定在下推板（6）上，并与传动齿轮（10）相啮合，在下推板（6）的作用 下通过齿轮传动，带动直齿（12）运

11、动，直齿（12）固定在上推板（3）上，从 而带动上推板（3）向外运动，在上推板（3）上设置可调出料槽（2），定量的调 料通过储料盒（13）下的出料孔进入可调出料槽（2）中，从而使定量的调料通 过导流槽（4）落入勺子中，在复位弹簧（9）的作用下，通过齿轮齿条传动，达 到自动复位的目的，储料盒（13）和控制盒（11）紧密连接，并固定在底座（8） 上，通过密封盖（1） 与储料盒（13）的相互作用，使得该装置密封效果更好, 避免了调料返潮且杜绝一定的交叉污染。图3实物样机工作图该定量自动出料盒实物工作原理如图 3所示，通过黑色硬质壳进行实验，结 果显示：该装置工作性能稳定，运动流畅，操作精准快捷，每次

12、所取调料量基本 一致，达到了定量取料的效果。4理论设计计算该装置为实现精确控制取料的量，需要对上推板的运动轨迹进行精确控制, 通过齿轮齿条结构实现该运动过程，具体计算结果如下所示： 4.1定量控制设计计算为保证出料槽中的调料量一定，需要对上推板的运动进行控制，如图4所示:图4定量控制示意图图中圆孔为储料盒下方出料孔（半径为r），虚线矩形为上推板上的可调出料槽（其一边过出料孔中心，宽度为 m）,初始位置时，调料由出料孔进入可调出料槽中，在齿轮齿条的作用下，上推板运动位移为 b，如图4所示:a> b>由上述关系式可知，保证可调出料槽在某一时间段里完全处于密封状态。如图5所示，由x为上推

13、板的运动行程，为保证预先存于可调出料槽中的调 料完全落入勺中，需保证：x 氓m+a)这样一来，x的最小值为(m+a),即 x最小=m+a，由于齿轮齿条的运动带动上推 板进行向外运动，从而实现控制上推板的行程X,由下图6可知：图6齿轮齿条传动结构简图如图6所示，中间传动齿轮的齿数为z2=17，基园半径为R,且由于z1=z3, 满足上下推板的运动位移一致。为实现上推板的运动行程达到x要求的范围，则有下述公式可以推知：R* a =x可以计算出传动齿轮旋转的角度a,该传动齿轮的运动由人力控制，通过 勺子的运动产生位移，并带动齿轮实现上推板的运动，下推板运动位移为 为实现调料完全落入勺子中，需满足如下图

14、 7所示关系式：图7下推板运动结构简图由图7所示，勺子的运动通过出料按钮传递给下推板，由于上下推板的运 动位移一致，则为实现调料完全落入勺中，需满足 x=y,即满足：x=y 氓m+a)现场测绘实物图，数据显示:r=3mm m=5mm a=3.5mm x=8mm y=8mm b=3mm经过以上理论计算及分析，该测量数据均满足上述关系式，故该定量自动出 料盒能实现定量出料的目的。根据反复多次的实物实验，对每次取调料的量进行 统计计算，分析结果显示调料量的误差在要求范围内， 符合我团队设计该定量自 动出料盒的宗旨。5仿真分析5.1 Pro/ENGINEER 三维建模应用Pro/ENGINEER野火版

15、5.0强大的三维建模功能，通过理论计算分析各 个零件尺寸，绘制如图7所示的三维模型，其中大部分零部件采用拉伸、旋转、 扫描等命令绘制，装置中各零部件均是按产品设计需要所绘制， 考虑到产品的加工及组装过程，该三维模型图更加人性化。通过Pro/ENGINEER的建模，该装 置得以更加具体的展现在我们的面前。图8调料盒装置三维示意图图9调料盒装置内部结构图通过Pro/ENGINEER建模分析，可以很直接的发现该定量自动出料盒结构紧凑，设计巧妙，空间利用率较高，真正意义上方便了家庭生活，是家庭生活更 新换代的必需品。5.2虚拟结构及性能分析（1）齿轮齿条结构如图2所示，该结构由传动齿轮（10）和直齿（

16、12）构成，直齿分为上下两 个完全相同的齿条，分别与上推板（3）和下推板（6）相连接，中间通过传动齿 轮（10）传动，当外力作用在下推板（6）上时，通过该结构能精确地传递给上 推板（3）,带动上推板运动相同的位移。如图10所示:图10齿轮齿条结构图（2）密封盖结构如图2所示，密封盖结构由密封盖（1）配合储料盒（13）组成，使用时保证调料的干燥性，防止返潮和杜绝交叉污染。该结构如图11所示：图11密封盖结构图（3）复位弹簧结构如图2所示，该结构通过复位弹簧（9）、挡板以及下推板（6）共同构成,复位弹簧（9）固定在挡板上，并与下推板（6）相接触，当下推板（6）在外力的作用下向内运动时，将对复位弹簧

17、（9）产生压力，并发生弹性形变，复位弹簧（9）储存弹性势能，当调料落入勺中后,外力消失，弹性势能将被释放，推动下推板（6）复位，该复位弹簧结构巧妙,运动流畅，使得取料过程更加自动化。该结构如图12所示:图12复位弹簧结构图6创新点及应用普通调料盒因密封性差、取用不方便、无法实现定量取用等缺点，给用户使 用带来了极大的不便。针对以上缺点，我团队研发设计出定量自动出料盒，该出 料盒具有以下创新点：1、齿轮齿条传动，传动精确、操作轻便；2、下推板与壳体间设置复位弹簧，以便调节;3、改变出料槽的容积，可定量出料；4、改进调料盒盖密封性，增加对调料的密封效果。目前市场上存在的调料盒多为手动掀盖取料式， 取料过程繁琐且无法满足定量取料的需求，该定量自动出料盒可根据不同调料设置不同容积的出料槽，实现对不同调料的定量取料，特别在人们健康意识不断提高的今天， 定量或限量使用 食盐等调料也日渐引起人们的关注。 该产品通过纯机械传动，达到自动出料的目 的，具有操作简单便捷，工作性能稳定等优点。同时该产品性价比高，不仅满足 了人们对饮食健康的追求，也具有较大的推广应用价值。7 总结该定量自动出料盒由齿轮齿条结构、密封结构和复位弹簧结构 3 部分组成， 整体结构简单紧凑，设计巧妙；实物操作精准快捷，工作流畅；制作工艺好，性 价比高，符合本