手动手电筒设计

手动手电筒设计 工业设计机械基础课程设计 自发电手电筒设计 专 业 工业设计 年 级 0802 姓 名 曹嘉兴 学 号 08830220 1 目 录 目 录?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? II 第一章 自发电手电筒介绍 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 1 - 1.1 自发电手电筒外观类型 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 1 - 1.2 自发电手筒内部结构的组成 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 3 - 第二章 自发电手电筒的结构原理分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 4 - 2.1 整体结构 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 4 - 2.2 齿轮齿条系统 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 4 - 2.3 棘轮机构 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 7 - 第三章 齿轮的装配与制造工艺 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 12 - 3.1装配????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 12 - 3.2塑料齿轮的制造工艺 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 13 - 第四章 自发电手电筒的形体设计 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 15 - 4.1仿生设计(瓢虫) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 15 - 4.2创意合理性-人机学 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 16 - 4.3创意合理性-内部构件装配设计 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 16 - 4.4创意合理性-细节-构件的改造 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 17 - 参考文献???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? - 18 - II 第一章 自发电手电筒介绍 1.1 自发电手电筒外观类型 (1)普通造型: - 1 - (2)仿生设计增添趣味 - 2 - 1.2 自发电手筒内部结构的组成 - 3 - 第二章 自发电手电筒的结构原理分析 2.1 整体结构 2.2 齿轮齿条系统 一)双联齿轮 - 4 - 二)齿条 - 5 - 三)装配传动原理 - 6 - 2.3 棘轮机构 一)双向内棘轮原理 - 7 - - 8 - - 9 - 二)应用状态 - 10 - 三)传动发电 棘轮转动带动磁铁切割磁感线 - 11 - 第三章 齿轮的装配与制造工艺 3.1装配 - 12 - 3.2塑料齿轮的制造工艺 从图所示的塑料齿轮设计制造流程可以看出，塑料齿轮的加工与金属齿轮的滚、插、剃等加工方法差异较大，它改变了人们对齿轮加工方法的传统认识。这种齿轮加工方法以工程塑料为制造原料，以模具为成型设备，以注塑为加工方法，通过注塑成型工艺即将高温熔化的塑料熔体注入模具型腔即可大批量的生产出相同规格的塑料齿轮产品。我们将塑料齿轮的这种加工方法称为“模塑法”。 - 13 - 一)齿轮模具 在塑料齿轮模塑法加工过程中，齿轮模具是塑料齿轮的成型设备，是保证塑料齿轮精度的关键。塑料齿轮模具可以分为两大部分:齿轮型腔和模架。其中，齿轮型腔又称齿圈，是整个齿轮模具加工中要求最严格、精度最高的部分，是整个齿轮模具加工的重中之重。 1. 轮型腔加工是整个塑料齿轮模具制造的关键。由于模塑法加工塑料齿轮是 一种“仿形”加工方式，即型腔的齿廓是齿轮齿形的变形模板。因此，对型腔的 制作的尺寸误差和表面粗糙度必须严格控制，不得有毛刺、偏心、表面划伤等不 良缺陷。为此，必须制定严格的齿轮型腔加工工艺以保证型腔制作的精度。 齿轮型腔的加工方法主要有四种:线切割法、电火花加工法、电沉积法和铍 铜合金铸造法 2. 模架又称模胚，是齿轮模具的辅助成型部分。 二)注塑工艺 模具型腔齿廓是包含收缩量的假想齿轮。塑料齿轮的注塑成型实际是一种包含收缩的“仿形”，即先以假想齿轮为模板成型，然后冷却收缩后成形为渐开线齿形。从这一个观点可以看出:控制收缩是整个塑料齿轮设计制造的重中之重。因此，塑料齿轮的注塑工艺皆与收缩相关。 料齿轮的注塑工艺控制过程中，控制收缩必须考虑两个方面:一是材料特性;二是注塑参数。鉴于塑料齿轮常见的材料为聚甲醛(POM)，故我们以POM 塑料齿轮为例简要介绍塑料齿轮的注塑工艺。 - 14 - 第四章 自发电手电筒的形体设计 4.1仿生设计(瓢虫) - 15 - 4.2创意合理性-人机工程学 由图可知，分别在瓢虫翅膀的边缘处设置四个凹坑，符合四个手指的抓握;瓢虫身体的弧度亦符合手掌抓握时的弧度。材质选择磨砂橡胶，特点防滑。 4.3创意合理性-内部构件装配设计 合理性(1)空间利用充分(2)从原来一个齿条到改造后的两个齿条，增加了美观性，而且还使手在运动时受力均衡 - 16 - 4.4创意合理性-细节-构件的改造 (1)小黑齿轮的受力均衡(2)齿条装配位置在一条直线上，方便装配 - 17 - 参考文献 1.工业设计机械基础. 北京:机械工业出版社.2010 2.塑料齿轮设计制造方法之齿轮副理论设计方法研究.新浪网页 3.塑料齿轮设计制造方法之模具制造及注塑工艺简介.新浪网页 4.机械原理课件 - 18 -