機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告

1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 校： 紹興文理學(xué)院元培學(xué)院姓 名: 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 摘要 搖椅作為一種家用休閑、休息的良好用具，能緩解生活壓力、促進(jìn)健康，但是普通搖椅自身不能動(dòng)，要依靠其他的外力搖動(dòng)才能動(dòng)起來(lái)。為此，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下給搖椅增加機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，研發(fā)電動(dòng)搖椅有一定的意義。針對(duì)普通搖椅自身不能動(dòng)的情況，進(jìn)行了電動(dòng)搖椅的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，運(yùn)用UG 等CAD 軟件虛擬設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)理論及經(jīng)驗(yàn)結(jié)合，將一些常用機(jī)構(gòu)有機(jī)組合為一個(gè)整體，建立了結(jié)構(gòu)合理且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)擺動(dòng)的電動(dòng)搖椅虛擬模型。結(jié)果表明: 電動(dòng)搖椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可有效消除疲憊、放松身心，提高生活質(zhì)量。通過(guò)電動(dòng)搖椅設(shè)計(jì)，在實(shí)際

2、應(yīng)用中對(duì)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞: 電動(dòng)搖椅；機(jī)械；創(chuàng)新設(shè)計(jì)1 電動(dòng)搖椅設(shè)計(jì)方案 進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，采用曲軸機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成往復(fù)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搖動(dòng); 由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較快，設(shè)置了減速器和皮帶傳動(dòng)進(jìn)行減速; 為了支承曲軸機(jī)構(gòu)并與搖椅連接，設(shè)計(jì)了軸承和關(guān)節(jié)軸承裝置。電動(dòng)搖椅的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1 所示。其工作原理是單相交流電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器和同步齒形帶減速后，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸由帶座軸承支承，通過(guò)底板固定在底座上，再由關(guān)節(jié)軸承將拉桿與曲軸聯(lián)接，從而將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u椅的往復(fù)擺動(dòng)。2 電動(dòng)搖椅的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用已有的相關(guān)科技知識(shí)，進(jìn)

3、行創(chuàng)新構(gòu)思、設(shè)計(jì)出具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動(dòng)，特點(diǎn)是運(yùn)用創(chuàng)造性思維，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的創(chuàng)新性和新穎性。根據(jù)對(duì)北京家具市場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有電動(dòng)搖椅或類似原理的產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)電動(dòng)程中，改變了以往常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)方法，充分運(yùn)用UG 等現(xiàn)代三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。2.1 電動(dòng)搖椅的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新(1) 為便于家用，開(kāi)始選擇采用直流電機(jī)用電瓶供電，考慮到充電的不便和電瓶的使用壽命問(wèn)題，然后改用單相交流動(dòng)機(jī)；(2) 原先選用的是普通V 帶傳動(dòng)，由于多根皮帶的均衡性和為使結(jié)構(gòu)更加緊湊及皮帶張緊裝置等原因，也為了保證傳動(dòng)的可靠性，后來(lái)采用了同步齒形帶傳動(dòng)；(3) 在設(shè)計(jì)曲軸機(jī)構(gòu)時(shí)，最

4、初準(zhǔn)備做成偏心輪形式，但考慮會(huì)造成徑向尺寸太大，結(jié)構(gòu)笨重，想改為類似汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸機(jī)構(gòu)，又因軸承不好安裝，最后設(shè)計(jì)成懸臂式的曲軸機(jī)構(gòu)；(4) 最初設(shè)計(jì)的軸承裝置是書(shū)上常見(jiàn)的普通結(jié)構(gòu)，要設(shè)計(jì)和加工軸承座、軸承蓋、軸套等零件，組裝。不太方便，最后改用帶座軸承，結(jié)構(gòu)變得非常簡(jiǎn)潔，安裝很便捷;(5) 對(duì)于整個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)與搖椅的連接，也由普通的軸承機(jī)構(gòu)改為關(guān)節(jié)軸承，這樣不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能也好，而且美觀大方;(6) 機(jī)架底座也從最初的鋼板結(jié)構(gòu)改成現(xiàn)在的槽鋼框架結(jié)構(gòu)，搖椅的圓弧支腳正好處于槽鋼中，還能起到定位作用;(7) 為了提高搖椅的舒適感，使之更加人性化，加裝了調(diào)速器，電動(dòng)搖椅搖動(dòng)的快慢可以根據(jù)個(gè)人的意

5、愿隨意調(diào)節(jié)，操作方便。2.2 電動(dòng)搖椅的參數(shù)選擇(1) 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定按人的重量80kg，偏離回轉(zhuǎn)中心25mm 計(jì)算，所需轉(zhuǎn)矩為20Nm，根據(jù)產(chǎn)品樣本選用6RK180GU C微型帶減速器電機(jī)。(2) 同步齒形帶的計(jì)算設(shè)計(jì)功率為: Pd = KAxP = 1.3x0.18 =0.234kW，故確定選用H 型同步齒形帶。(3) 軸承型號(hào)的選擇減速器輸出軸直徑為15mm，曲軸軸端直徑定為20mm，軸承直徑相應(yīng)加大，確定為25mm，故選用UCP205 帶座軸承。(4) 關(guān)節(jié)軸承型號(hào)的選擇綜合考慮載荷和安裝尺寸確定采用JF14 關(guān)節(jié)軸承。2.3 電動(dòng)搖椅的三維實(shí)體建模在電動(dòng)搖椅的設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用UG

6、軟件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，UG 實(shí)體建模充分繼承了傳統(tǒng)意義上的線、面、體造型特點(diǎn)，能夠方便迅速的創(chuàng)建三維實(shí)體模型，而且還可以通過(guò)其它特征操作，如掃描、旋轉(zhuǎn)實(shí)體等，并加以參數(shù)化和布爾操作來(lái)進(jìn)行更為廣闊的實(shí)體造型。UG 為復(fù)雜零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，它可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的外觀、顏色、質(zhì)量、重心、材質(zhì)以及慣性矩等，能夠可視地完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到高效、直觀、一次成型的目的。同時(shí)還便于設(shè)計(jì)人員和用戶進(jìn)行溝通，有利于產(chǎn)品的編輯和進(jìn)一步改進(jìn)，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的市場(chǎng)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。電動(dòng)搖椅的各部分零部件建模和組裝好后，進(jìn)行了電動(dòng)搖椅整機(jī)的虛擬裝配，如圖2 所示，在裝配過(guò)程中，對(duì)零部件進(jìn)行了全面的靜態(tài)干涉檢查，能發(fā)現(xiàn)一些潛在的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤并進(jìn)行修改。3 結(jié)論通過(guò)實(shí)際電路的設(shè)計(jì)和制作，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，表明該智能頻率計(jì)實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單、可靠、測(cè)量精度高，改變了傳統(tǒng)頻率計(jì)手動(dòng)切換量程的繁瑣，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)頻率10Hz 1MHZ 的自動(dòng)量程切換，提高單片機(jī)的晶振頻率或外加分頻器電路可以擴(kuò)大頻率測(cè)量的范圍，因此該智能頻率計(jì)在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室和便攜式頻率計(jì)方面具有良好的應(yīng)用前景。4 參考文獻(xiàn)1張春林 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)M 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，20072曲繼方，安子軍，曲志剛 機(jī)構(gòu)創(chuàng)新原理M 北京: 科學(xué)出版社， 20043李錦標(biāo) UGNX7 5 產(chǎn)品設(shè)計(jì)一體