烤面包机(有CAD图).doc

毕业设计(论文)

设计(论文)题目：烤面包机

目 录
前言……………………………………………………………………………………………………（3）
第一章 项目概述……………………………………………………………………………………（4）
第二章 面包机的主要参数…………………………………………………………………………(5)
第三章 方案设计和论证………………………………………………………………………（6）
1手按下按钮直至底部放入面包并且不会反弹上来…………………………………………（6）
2 ⑹段电子烘烤程度选择，选择的段为越高面包色泽越深，便于个人喜好的烘烤程度……………………………………………………………………………………（7）
3当烘烤结束后，烤面包机自动断电，并将面包片弹出………………………………（7）
4当烘烤在进行时，随时进行取消，可以直接按开始停止按钮…………………………（8）
第四章 总电路设计………………………………………………………………（8）
1.变压器的原理和选择…………………………………………………………………………（8）
2、集成电路的原理和选择……………………………………………………………………（9）
3、计算1～6档的功率……………………………………………………………………………（10）
第五章 结构部分设计 ……………………………………………………………………（15）
1、按上按钮直至底部通过卡位进行固定. ……………………………………………………（15）
2、电阻丝的绕法…………………………………………………………………………………（17）
3、 电路的路程图………………………………………………………………………………（17）
第六章 测试方法和测试结果………………………………………………………………（18）
1、电测法和非电测法…………………………………………………………………………（19）
2、静态测量和动态测量…………………………………………………………………………（19）
3、直接测量和间接测量…………………………………………………………………………（20）
4、接触测量和非接触测量…………………………………………………………………………（20）
5、绝对测量和相对测量…………………………………………………………………………（20）
6、离线测量和在线测量…………………………………………………………………………（20）
测试方法我用3准备分2步…………………………………………………………………（20）
1、电流表电压表进行各个部件的测试…………………………………………………………（21）
2、测试结果后用计算得结果……………………………………………………………………（21）
第七章 方案校验……………………………………………………………………………（22）
第八章 总结与体会
总结………………………………………………………………………………………………（23）
体会………………………………………………………………………………………………（24）
第九章 致谢………………………………………………………………………………………（24）
参考文献…………………………………………………………………………………………（25）

前 言
本毕业设计所选择的题目为烤面包机
烤面包机是生活中很实用的一部电器，并成为厨房中不可缺少的一部分。
烤面包机的发展是由于一些自制面包的商店卖面包给那些早上不怎么吃早饭的上班族，睡晚了来不及吃早饭了就用面包来垫垫肚子，所以面包作为早餐为人们所认识。其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能按照工作要求，遵循一定步骤、时间和位置来完成我们所要求的任务；其三，它能控制烘烤时间和个人喜好的程度。烤面包机具有节省时间、方便使用、不污染等特点。因此，它能大大地改善上班族、人们吃早餐的问题，显著地提高了生活中的节奏。因而，受到各个家庭、上班族等等热烈地欢迎，厂家都投入了大量的人力物力加以研究、提高其应用性能。尤其在上班族中天天懒得弄早餐中，应用的最为广泛。在我国，虽然还不怎么普遍但是再过几年由于人们的生活水平提高都会用到烤面包机。近几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到人们的重视。由于电子电工工业快速的发展，面包机将在现代社会里发展得非常快并且造型美观，性能优越，使用安全。

第一章 项目的概述
随着生活质量的提高，人们越来越注重自己的身体，早上起来后一定要吃点东西来补充一下人体的肌能，由于一些人懒得做早餐，所以厂家就看中了这种商机，研究出了烤面包机为人们服务起着很重要的作用。本课题主要研究烤面包机的控制部分、工作部分、执行部分。要求：①手按下按钮直至底部放入面包并且不会反弹上来。② 6段电子烘烤程度选择，选择的段为越高面包色泽越深，便于个人喜好的烘烤程度。③当烘烤结束后，烤面包机自动断电，并将面包片弹出。④当烘烤在进行时，随时进行取消，可以直接按【开始停止】按钮。
控制部分：是由一些电器元件组成的电路。
工作部分：是由零件组成的机械来完成人工控制。
执行部分：机器将给被用物体进行运动.
本次毕业设计过程中得到了高晨老师的无微不至的关心和悉心的指导。在此真心表示感谢！由于本人水平有限，其中不足之处恳请大家指正

第二章 面包机的主要参数
LT-2002型烤面包机如图1-1

图1-1
主要参数：
额定电源：220V～ 50Hz
额定功率：800W
额定容量：2片
面包槽宽度：32mm

第三章 方案设计及论证
根据设计的基本功能要求，设计方案如下：
1、 手按下按钮直至底部放入面包并且不会反弹上来
方案一：使用弹簧辅助和铜片变形卡位，使托住面包的零件卡住。
方案二：使用塑料零件【零件为塑料容易变形】变形进行卡位。
通过对比，在设计中由于烤面包机要经常卡位，所谓方案二不易采用来完成手按下按钮直至底部放入面包并且不会反弹上来，虽然塑料零件变形进行很容易，但是由于不是用很牢固的材料制作，所以一个不小心用力过度或者用的时间长了就容易损坏，因此选择方案一，优点是材料牢固、容易买到配件更换。

2、 6段电子烘烤程度选择，选择的段位越高面包色泽越深，便于个人喜好的烘烤程度。
方案一：采用固定电阻，用6个电阻来排除，优点是很容易排到自己想要烘烤的电阻值，缺点是电阻要的多一点不想变阻器只要一个。
方案二：采用变阻器改变电阻的阻值来改变烘烤的程度，优点是可以随意的改变电阻。缺点就是不知道到什么位置烘烤很容易改变电阻值，一不小心碰到就调到最高最低。 因此我选择方案一，优点很容易换，价钱不贵，不要调来调去。
3、 当烘烤结束后，烤面包机自动断电，并将面包片弹出。
方案一：采用集成电路CD4561BE集成块来完成。优点是使用方便，所定时间固定不会长时间烘烤把面包烧焦，一到时间就会切断电路。使卡位送开弹簧起作用复位使面包弹出。
方案二：用温度传感器来完成。优点温度传感器对温度非常敏感，一到达一定温度就会发出警报。缺点是不容易安装、体积过大，想要烘烤程度高一点色泽浓一点的面包就不行了，不容易保温一到达指定温度就断电。
4、 当烘烤在进行时，随时进行取消，可以直接按【开始停止】按钮。
这个就很容易只要按钮一按就断电。
综合以上的方案及它们的优缺点，所以都选择了方案1。

第四章 总电路设计
1.变压器的原理和选择
变压器是电力系统用来输送电能的重要设备。当输送功率P=800W及负载功率因数cosA一定时，电压愈高，线路电流愈小。这样，一方面可减小导线截面积，节省材料投资，另一方面又减少了线路的功率损耗。因此，在发电厂等等都用到变压器来输送电压。到了用电时在用变压器将电压降低380V、220V，以供用电设备使用。变压器不仅能变换电压和输送能量，还具有变换阻抗和传递信号的作用，因而变压器也是电子设备中的常用器件。各种变压器，尽管用途不同，但基本结构相同，其主体都是由绕组和铁心两大部分组成。
图1-3是变压器的原理电路图。

图1-3
变压器有两种状态：空载状态和有载状态
空载状态——开关S打开。此时原绕组电流i1=i10，叫做空载电流。副绕组电流i2=0，负载不消耗功率，变压器处于空载状态。
有载状态——合上开关S，副绕组则与负载接通，产生副边电流i2，其参考方向如图1-3所示。此时变压器向负载输送电能，变压器处于有载状态。
本课题需要的变压器是从家里的电压380V变成12V就行了，所以选择的变压器体积不易过大。如图1-4

2、集成电路的原理和选择
通常所见的大多是些小型集成电路，是一种具有很高电压放大倍数和深度负反馈的直接藕合放大电路，因初期用于模拟计算机进行多种数学运算而得此名。早期的集成电路是由分立元件组成的，随着电子技术的发展和半导体工艺的不断完善，20世纪60年代初出现了集成电路，其特点是将半导体、电阻元件和引线都制作在一块硅片上，成为一个单元部件。集成电路定时器同其他类型的集成电路一样具有元件密度高、体积小、重量轻、成本低等许多优点，而且实现了元件电路和系统的结合，使外部引线数目大大减少，极大地提高了设备的可靠性和稳定性。随着集成电路的发展，目前集成电路已由原始型进入到大规模集成制，各项技术指标不断改善，价格日益低廉，而且出现了适应各种要求的专用电路，如高速、高阻抗、大功率、低功耗、低漂移等多种类型。
CD4541为可编程定时器，由16位二进制计数器组成，通过两个编程输入[A、B]可以选择2的8次方，10次方，12次方，16次方，和电源自动复位。
:negRcu`r W'h功能表：
KT4dC7i9Gb A          B             计数2的N次方
0          0               8192
X!r/z?&Y$K0          1               10244
1          0               256
d r"l[.hqMw|1          1               65536
如图1-5

3、计算1～6档的功率
1挡：[R2、R3、R4、R5、R6串联]=R串
[R8、R11并联]=R并
[R1与R并]串=R1并
[R1并与R串]并=R总
用电流表测出通过总电阻的电流,在用点压表测出总的电压,根据: W总=U总*I总,在根据公式W阻=I总*I总*R总
W丝=W总-W阻
=820W
设实际额定功率=800W,而计算功率=820W.误差为800除以820乘以100％=5％,若通电时间更长则功率达到稳定值.[有一点点的误差,并不大碍]
如图1-6

2挡：[R2、R3、R4、R5串联]=R串
[R8、R11并联]=R并
[R1与R并]串=R1并
[R1并与R串]并=R总
用电流表测出通过总电阻的电流,在用点压表测出总的电压,根据: W总=U总*I总,在根据公式W阻=I总*I总*R总
W丝=W总-W阻
=700W
如图1-7

3挡：[R2、R3、R4串联]=R串
[R8、R11并联]=R并
[R1与R并]串=R1并
[R1并与R串]并=R总
用电流表测出通过总电阻的电流,在用点压表测出总的电压,根据: W总=U总*I总,在根据公式W阻=I总*I总*R总
W丝=W总-W阻
=580W
如图1-8

4挡：[R2、R3串联]=R串
[R8、R11并联]=R并
[R1与R并]串=R1并
[R1并与R串]并=R总
用电流表测出通过总电阻的电流,在用点压表测出总的电压,根据: W总=U总*I总,在根据公式W阻=I总*I总*R总
W丝=W总-W阻
=460W
如图1-9

5挡：[R2串联]=R串
[R8、R11并联]=R并
[R1与R并]串=R1并
[R1并与R串]并=R总
用电流表测出通过总电阻的电流,在用点压表测出总的电压,根据: W总=U总*I总,在根据公式W阻=I总*I总*R总
W丝=W总-W阻
=340W
如图1-10

6挡：[R8、R11并联]=R并
[R1与R并]串=R1并
[R1并]=R总
用电流表测出通过总电阻的电流,在用点压表测出总的电压,根据: W总=U总*I总,在根据公式W阻=I总*I总*R总
W丝=W总-W阻
=220W
如图1-11

7、【开始停止】按钮
当使用者发现问题或者要求停止时直接按下【开始停止】按钮
在按下按钮时三极管处于截止状态,使电路断路.
如图1-12

当Vb<Vc时,三极管截止.使电流断路.
通过以上的设计我画了一个简易的电路板图:如图1-13
图1-13

第五章 结构部分设计
我设计的运动部分它有多个部分零件组合而成的,我的设计理念是通过一个圆柱导航件来完成烤面包机面包的运动.
1、按上按钮直至底部通过卡位进行固定.
如图零件1-14、1-15、1-16、1-17进行安装.
图1-14

图1-15

图1-16

图1-17

用4个零件安装,再加上弹簧使它具有在导航件上能滑动,从而使图1-16能托起面包,根据图1-15在图1-14进行滑动,[图1-15与图1-14固定]使面包在图1-16上带动图1-15在图1-14上运动.

2、电阻丝的绕法
大家都知道烤面包烤面包最主要的通过电阻丝的通电使电阻加热,从而进行对面包的烤制.我参考了一下别人设计的烤面包机,设计了烤板.
如图1-18

3、电路的路程图
电路的路程图是为了方便知道自己的设计线路，通过一张简易的图很清楚的知道它是怎么工作的。

图1-19

第六章 测试方法和测试结果
在机械制造行业中,通过对机床的许多静态、动态参数如工件的加工精度、切削速度、床身振动等进行在线检测,从而控制加工质量.在化工、电力等行业中,如果不随时对生产工艺过程中的温度、压力、流量等参数进行自动检测,生产过程就无法控制甚至发生危险.在交通领域,一辆现代化汽车装备的传感器就有几十种,分别用于检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量、温度等.在国防科研中,检测技术用得更多,许多尖端的检测技术都是因国防工业需要而发展起来的.例如,研究飞机的强度,就要在机身、机翼上贴上几百片应变片并进行动态测量.在导弹、卫星、飞船的研制中,检测技术就更要重要.例如阿波罗宇宙飞船用了1218个传感器,运载火箭部分用了2077个传感器,对加速度、温度、压力、应变、振动、流量、位置、声学等进行监测.近年来,随着家电工业的兴起,检测技术也进入了人们的日常生活中.检测技术已广泛地应用于农业生产、科学研究、国内外贸易、国防建设、交通运输、医疗卫生、环境保护和人民生活的各个方面,起着越来越重要的作用,成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要基础技术.因而,使用先进的检测技术也就成为经济高度发展和科技现代化的重要标志之一.
一个完整的检测系统或检测装备通常是由传感器、信号处理电路和显示记录装置等部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能.

1、电测法和非电测法
两者的差别在于检测回路中是否有检测信息的电信号转换.在现代检测技术中都是采用电测法来检测非电测法.广泛采用非电量电测法的原因是电测法可以获得很高的灵敏度和精度,可以实现远距离传输,便于实现测量过程的自动化,便于实现测量与控制的联动.
2、静态测量和动态测量
这两种测量方法是根据被测物理量的性质来划分的.静态测量即测量那些不随时间变化或变化很缓慢的物理量;动态测量即测量那些随时间快速变化的物理量.
静态与动态是相对的,可以把静态测量看作是动态测量的一种特殊形式.动态测量的误差分析比静态测量要复杂.
3、直接测量和间接测量
直接测量是用预先标定好的测量仪表,对某一未知量直接进行测量,得到测量结果.例如用压力表测量压力;用万用表测量电压、电流、电阻等.直接测量的优点是简单而迅速,所以工程上广泛应用.
间接测量是对几个与被测物理量有确切函数关系的物理量进行直接测量,然后把所得的数据代入关系中进行计算,从而求出被测物理量.间接测量方法比较复杂,一般在直接测量很不方便或无法进行时,才采用间接测量.
4、接触测量和非接触测量
接触测量是指测量时.仪器的测头与工件表面直接接触.由于有接触变形的影响,将给测量带来误差.
非接触测量是指测量时,仪器的敏感元件与工件表面不直接接触,因而没有接触变形的影响.一般利用光、气、磁等物理量关系使敏感元件与工件产生误差.
5、绝对测量和相对测量
绝对测量是指能直接从计量器具的读数装置读出被测量整个数值的测量.如用千分尺测量轴的直径.
相对测量又称比较测量.先用标准器具调整计量器具的零位,测量时有仪器的读数装置读出被测量相对于标准器具的偏差,被测量的整个量值等于所示的偏差与标准量的代数和.例如用量块调整比较仪进行相对测量.
6、离线测量和在线测量
离线测量又称被动测量,是在零件加工完成后进行的测量,其作用仅限于发现并剔除废品.
在线测量又称主动测量,是在工件加工过程中进行的测量.它可直接用来控制零件的加工过程,决定是否需要继续加工或调整机床,能及时防止废品的产生.
测试方法我用2准备分几步：
第一步：我准备电流表电压表进行各个部件的测试。
1、用电流表测试各个固定电阻是否正常达到我们要求的阻值，如坏了需马上跟换。
2、用电压表测试变压器是否到达我们输出的电压一样，变压器在设计中是关键，要是没有达到我们求的变压器接入我们设计的电路中是很容易发生危险或者各个元件都会被烧毁无法使用，所以对于变压器的测试是至关重要的，要多测试几次，每次都必须很认真，所测试到的数据必须一一记录。
3、等各个元器件都装好了，用电流表测试一下电路板是否正常工作，要是没有就必须查看各个元器件是否安装的到位有没有装错，错了就必须马上进行更改，做到万无一失。
4、在安装之前必须查看一些元器件是否各个都正常，安装元器件按那些一定的步骤去完成，各个测试到的数据必须都记录，以备今后来查阅。
第二步：测试结果后用计算得结果。
1、在一定时间内，电流表电压表测试到的结果是否在集成电路CD4541BE所设定的时间内，达到我们要求的。要是正常再根据我们计算的步骤一一计算得到结果。
2、测试计算功率1-6档是否达到要求。先测试第一档总电阻是否是我们要求的，也在一定时间内，电流表电压表测试到的结果是否在集成电路CD4541BE所设定的时间内，达到我们要求的，然后算出电阻的功率，再通过总功率减去电阻的功率等于电阻丝的功率，比较是否和我们设计中的一样[有点小误差不碍]。后面几档都按照第一档测试一样得结果后比较。
测试结果：
在测试第一步
1、固定电阻都达到我们要求的没有一个坏的。
2、测试了5遍变压器都达到我们要求的，元器件正常没有损坏。
3、元器件都安装好了，查看一个二极管装反了，及时地改装后装好。
4、在装元器件时都检查过元件都很正常，按照工艺要求进行安装。
在测试第二步
1、电流表电压表在测试集成电路CD4541BE设定的时间内的结果都达到要求，不过测试了几遍才达到要求后测试几遍都正常。
2、计算的结果都和原来计算的结果相差不大分别是839W、708W、588W、466W、342W、224W。

第七章 方案校验
测试正确过后就要开始实验，看看是否能运作，纸上谈兵是不能的。首先可以用小的电压来测试，不必用家里的那种220W的那种，通好电后用电压表测试变压器是否输出的电压达到我们要求的，用电流表测试1挡是否通路得到电流计算电阻的功率是否是我们要求的，以次类推2、3、4、5、6档都这样算出功率并检验。测试过了几次后的实验均达到要求，这样我们就可以开始实际操作实验，接通家里的电源后，机器没有发生危险性的事故，而且电阻丝开始发热，达到预期的效果，并成功的烤制了一小快三角面包。

第八章 总结与体会
总结
毕业设计即将完成，通过老师的指导帮助下，按照毕业设计任务书的要求，本人较好的完成了设计任务，得到了指导老师良好的评价。
根据在设计初期要求与课题各项技术参数，按期完成了烤面包机的设计。完成了设计部分非标准件的制造图设计，标准件的选型及装配图。通过本次设计，使我从具备一些机械制造与自动化及机电一体化专业基本知识的学生，到能够理论联系实际，设计出一台简易的烤面包机，进一步地巩固在校所学知识，使自己的专业水平不论是在哪方面都得到了一定的提高，也为即将走上工作岗位的我，上了一节实践课。当然今后还需要刻苦学习，不断积累经验，提高设计水平。

体会
3年的大学学习生活即将结束，毕业设计是我大学学习中最后一个重要的实践性环节，它不仅使我的专业知识得到了进一步的提高，更让我学到了自己想办法处事方法。毕业设计是总结、检验我三年学习综合成绩的一个非常重要的实践性环节，为我今后可能从事机电一体化方面的工作，打下了一个扎实的基础。并且对我掌握所学机电知识的情况，进行全面的检验。我针对所选毕业课题，在指导老师的指点和帮助下，在校图书馆查借了部份相关参考书，此外指导老师也为我提供了大量权威、详细、实用的相关资料，为保证本次设计的成功做了大量的前期工作。依据指导老师给出的设计任务要求，讨论后制定出设计方案，从而确保在设计过程中尽量减少“返工”的出现，按照已得到指导老师认可的设计方案，进行制造图设计，从而顺利的完成了本课题设计。
这次毕业设计，进一步锻炼了我的独立思考和分析问题、解决问题的能力，是一次极其珍贵的锤炼机会。同时，让我深刻体会学习知识是容易但是用在实践中是多么不容易。毕业设计结束之后，我意识到今后无论在哪个地方都要更加的刻苦学习，不断累积经验，提高技术水平，为社会做贡献。
第九章 致谢
致谢
首先感谢我们的毕业指导老师高晨，为我提供了合适的毕业设计课题方案、大量的指导，实在是受益非浅。
在高晨老师悉心指导下，本人设计的烤面包机顺利的完成了。高晨老师渊博的知识、严谨的治学态度、和蔼的言行和对我孜孜不倦的教诲给我留下了深刻的印象，在此我衷心的感谢他。
在毕业设计过程中，我的同学们都给我一些不错的建议，值得我去学习参考，在此一并致谢！
最后，我要诚挚的感谢三年来所有关心和帮助过我的学校领导、老师们，感谢他们三年来对我的栽培和关心，谨在此表示我最由衷的敬意!

参考文献
参考文献 作者 出版单位
1、《常用集成电路速查手册》 陈树凯 冶金工业出版社出版。
2、《工业常用传感器选型指南》 曲波 清华大学出版社出版。

3、《电子电路百科全书》 R.F格拉夫 科学出版社

4、《传感器及遥控遥测技术应用》 丁镇生 电子工业出版社

5、《实用电子电路大全》 肖志洪 电子工业出版社

6、《机械零件设计手册》 东北工学院编 冶金工艺出版社

7、《弹簧设计与制造工艺新技术及质量监控使用手册》
杨华 中国科学文化出版社
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