基于SolidWorks小型火锅油烟机的机构创新设计

胡素峰+冯博楷+张龙+杨学锐+苏庆乾+卞恩凯+董晓政

摘 要：针对当前餐饮业油烟多、污染重的问题，设计了一款小型油烟机。通过查阅资料对油烟机进行方案设计，运用SolilWorks三维软件进行建模和虚拟装配，创新性设计了一体化的风柜和集散热一体的风轮。经分析，设计的小型油烟机能够实现将油烟、水蒸气等高效吸走，快速排出电机产生的热量，又能实现3D打印等快速成型技术制造，绿色环保，发展前景广阔，为当前餐饮业和油烟机的研究设计提供参考。

关键词：油烟机；机构设计；SolidWorks

中图分类号：TU834 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0034-02

Abstract： In order to solve the problem of heavy pollution and many fumes in the catering industry， a small oil fume machine was designed. Through consulting data to design the scheme of oil fume machine， the SolilWorks three-dimensional software is applied to model and virtual assembly， and innovative design of the integrated wind cabinet and heat dissipation wind wheel are conducted. Through analysis， the design of small oil fume machine can achieve the high-efficient absorption of oil fume and water vapor， the rapid discharge of heat generated by the motor， and the rapid prototyping manufacturing （RPM） such as 3D printing. It is green， environment-friendly and prosperous， which provides a reference for the research and design of catering industry and lampblack machine.

Keywords： lampblack machine； mechanism design； SolidWorks

当前，人们的生活水平越来越高，但在追求丰富的物质生活时候，对社会环境却造成了巨大的压力。就在平时吃火锅的时候，大量的油烟、水汽会充斥着整个空间。油烟里的有害物质侵入人体呼吸道，导致人常出现食欲减退、心烦、精神不振、嗜睡、疲乏无力等症状，严重还会导致肺癌[1]。设计一款小型火锅油烟机，即时抽走大部分的油烟、水汽，改善就餐环境，减少油烟对人身体的危害。应用SolidWorks软件对产品进行参数化三维建模，并对产品进行虚拟装配和渲染，该产品简易便捷、绿色环保，具有良好的推广前景。

1 油烟机工作机理及总体设计方案

1.1 油烟机工作机理

小型火锅油烟机是由风机系统、控制系统、机械结构系统等组成。风机系统抽风和传统油烟机一样，通过电机带动风轮转动，在进风口和出风口产生风压，从而实现油烟和水汽的吸排。油烟机的控制系统由四挡琴键开关连接有关元件构成，四挡可进行高速、低速、控制，使油烟水蒸气排至室外。使用时，将电源插入220V市电插座；按下琴键，风道风机运转；当按下停止按键时，各按键自动复位，整机停止工作，照明灯熄灭。

设计的小型油烟机机械结构系统，最大特点是具有较长的弧形导管，以及集出风口和电机散热口一体的类风柜装置，设计的弧形导管以及类风柜装置具有较好机械加工结构工艺性，更易于3D打印进行快速成型[2]。

1.2 总体设计

1.2.1 设计目标

小型火锅油烟机总体由风机系统、控制系统和机械结构系统组成。通过机电一体化的配合实现就餐环境的净化。总体设计目标：（1）操作方便；（2）简易便捷，不影响顾客进餐；（3）加工制造方便，尽可能实现3D打印快速成型。

1.2.2 机械结构设计

根据设计目标，结合现代设计技术中[3]对小型油烟机进行结构的划分，总体设计可分为3部分：（1）控制机构设计；（2）风柜设计；（3）吸入机构设计，分别，对不同结构进行设计。

2 油烟机的参数化建模和虚拟装配

SolidWorks软件是一款以参数化特征建模为基础，可迅速实现多种模型的建立和改进。为此，选择SolidWorks软件对小型油烟机进行三维零件和整体虚拟装配。小型油烟机主要有电机、类风柜部件、具有弧形导管的吸烟部件等部分组成。该油烟机采用机电一体化原理，通过电机驱动各个装置正常工作，将油烟、水蒸气抽走，其总装配体模型如图1所示。

3 创新机构设计

利用SolidWorks三维建模软件进行设计时，充分考虑到设备的易于实现性和便捷性，对各个机构的设计充分考虑到快速成型技术的需要，通过3D打印技术能够快速制造出来。设计的这款小型油烟机，其创新性设计主要有下面2个部分：

3.1 一体化的风柜机构

考虑用餐者的方便性，小型油烟机的尺寸应尽可能的小，同时还要结合油烟机各个机构功能的相互配合性，再加上后续制造的方便性，将电机、风轮和出气系统集成一体。工作时，通过弧形导管，可以将油烟、水蒸气，在排风机构转动产生风力作用下吸入风轮，通过风轮再排入管道。图2为一体化的风柜。

3.2 集散热一体的风轮设计

油烟机中的风轮转动形成转动区负压，将油烟和水汽吸入负压区送入排气管道。另一方面，在风轮中央转动的电机发出大量的热，设计成散热器型的风轮又能够快速地将热量送入排气管道。集成一体的风轮设计既能实现油烟和水汽的排除，又能实现快速散热，有效保护电机。风轮设计如图3所示。

4 结束语

针对当前火锅店等行业在油烟、水蒸气处理等难题进行小型油烟机的机构创新设计，并应用SolidWorks软件进行建模、虚拟装配和仿真分析，结果表明通过优化设计后，这类油烟机排油烟效果较好。本文设计的小型油烟机通过电机驱动各个装置工作，实现油烟、水蒸气的抽离，安全环保，操作方便，外形设计小巧，各个功能机构搭配合理，便用3D打印等快速成型技术制造，缩短产品制造周期，成本较低，为环境保护刻不容缓的餐饮业提供参考。

参考文献：

[1][EB/OL].http：//bbs.szhome.com/80-130020-detail-94868401.html.

[2]王延庆，沈竞兴，等.3D打印材料应用和研究现状[J].航空材料学报，2016，26（4）：89-98.

[3]李兴华.机械设计课程设计[M].北京：清华大学出版社，2012.

[4]孫珏.现代机械设计与机械制造的相关技术分析[J].科技创新与应用，2015（20）：167.

[5]杨松松，喻翔，赵志超.浅析机械设计及自动化节能设计理念[J].科技创新与应用，2017（16）：165.

[6]崔大一.机械设计制造及自动化的发展探析[J].科技创新与应用，2016（03）：29.endprint