多功能嬰兒護(hù)理車的設(shè)計(jì)【全新多功能嬰兒車】【說明書+CAD+SOLIDWORKS+STP】
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學(xué) 院：機(jī)械電氣化工程學(xué)院專 業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化姓 名：賈喜順指導(dǎo)教師：范修文畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：全新多功能嬰兒車的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：全新多功能嬰兒車的設(shè)計(jì)提 綱 1 課題研究目的和意義課題研究目的和意義 2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì) 5 創(chuàng)新點(diǎn)及存在不足創(chuàng)新點(diǎn)及存在不足1.課題研究目的和意義嬰兒車是現(xiàn)代家庭必不可缺的育兒工具，在現(xiàn)代家庭嬰兒車是現(xiàn)代家庭必不可缺的育兒工具，在現(xiàn)代家庭中扮演著越來越重要的角色。同時(shí)新的育兒文化也在中扮演著越來越重要的角色。同時(shí)新的育兒文化也在不斷沖擊著我們的傳統(tǒng)觀念，人們對(duì)現(xiàn)有的嬰兒車也不斷沖擊著我們的傳統(tǒng)觀念，人們對(duì)現(xiàn)有的嬰兒車也提出了越來越高的要求，期待著更高品質(zhì)的嬰兒車問提出了越來越高的要求，期待著更高品質(zhì)的嬰兒車問世。設(shè)計(jì)的終極是為了人們搞品質(zhì)的生活，市場(chǎng)上的世。設(shè)計(jì)的終極是為了人們搞品質(zhì)的生活，市場(chǎng)上的嬰兒車大多功能單一，且使用壽命一般在一年左右便嬰兒車大多功能單一，且使用壽命一般在一年左右便成為閑置品。新型多功能嬰兒車將從成為閑置品。新型多功能嬰兒車將從“可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展”的角度，開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，從而延長其使用壽命和的角度，開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，從而延長其使用壽命和使用率。因此，開展嬰兒車的設(shè)計(jì)研究，為我們的寶使用率。因此，開展嬰兒車的設(shè)計(jì)研究，為我們的寶寶和年輕的父母提供更加高品質(zhì)的服務(wù)，是時(shí)代發(fā)展寶和年輕的父母提供更加高品質(zhì)的服務(wù)，是時(shí)代發(fā)展的需要。的需要。2.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀企業(yè)依靠國外企業(yè)拿來樣圖，進(jìn)行加工帶來大量抄襲模仿的機(jī)會(huì)，出現(xiàn)了魚目混珠的現(xiàn)象，功能性產(chǎn)品開發(fā)力度小，個(gè)性化需求滿足能力差 2.2國外嬰兒車的市場(chǎng)分析國外嬰兒車的市場(chǎng)分析國外嬰兒車發(fā)展現(xiàn)狀國外嬰兒車發(fā)展現(xiàn)狀3.嬰兒車總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三維總裝圖三維總裝圖：4 4.主要零部件設(shè)計(jì)主要零部件設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)離合器的設(shè)計(jì)離合器的設(shè)計(jì)離合器的設(shè)計(jì)離合器的設(shè)計(jì)行星輪的設(shè)計(jì)行星輪的設(shè)計(jì) 行星輪的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作行星輪的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)。其優(yōu)點(diǎn)在于，分別適用爬樓梯和平地行駛，各平穩(wěn)。其優(yōu)點(diǎn)在于，分別適用爬樓梯和平地行駛，各自適應(yīng)性良好，并且結(jié)構(gòu)緊湊，操縱簡便。自適應(yīng)性良好，并且結(jié)構(gòu)緊湊，操縱簡便。5.5.創(chuàng)新點(diǎn)與不足之處創(chuàng)新點(diǎn)與不足之處創(chuàng)新點(diǎn)：創(chuàng)新點(diǎn)：1、嬰兒車通過在車輪上附加行星輪機(jī)構(gòu)，使其具有上下樓梯更加省力、平穩(wěn)的功能。2、嬰兒車通過改進(jìn)牙嵌式離合器，使其能適用于不同情況下的結(jié)合與分離，使其操作更加靈活。3、嬰兒車通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)邊走邊搖的功能。不足之處：不足之處：1、與電子功能結(jié)合不夠 2、床體能躺能坐，可以變形 3、缺少剎車與減震裝置塔里木大學(xué)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
農(nóng)機(jī)16-3
學(xué)生姓名
賈喜順
學(xué)號(hào)
8031212317
課題名稱
多功能嬰兒護(hù)理車的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
2015年 10月15日——2016年5月28日（共12周）
指導(dǎo)教師
范修文
職稱
副教授
課題內(nèi)容
嬰兒車是現(xiàn)代家庭必不可缺的育兒工具，在現(xiàn)代家庭中扮演著越來越重要的角色。同時(shí)新的育兒文化也在不斷沖擊著我們的傳統(tǒng)觀念，人們對(duì)現(xiàn)有的嬰兒車也提出了越來越高的要求，期待著更高品質(zhì)的嬰兒車問世。設(shè)計(jì)的終極是為了人們搞品質(zhì)的生活，市場(chǎng)上的嬰兒車大多功能單一，且使用壽命一般在一年左右便成為閑置品。多功能嬰兒車將從”可持續(xù)發(fā)展”的角度，開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究,從而延長其使用壽命和使用率。因此，開展嬰兒車的設(shè)計(jì)研究，為我們的寶寶和年輕的父母提供更加高品質(zhì)的服務(wù)，是時(shí)代發(fā)展的需要。
本課題的研究內(nèi)容：
1）查找相關(guān)文獻(xiàn)，了解國內(nèi)外嬰兒車的相關(guān)工藝。
2）查找專利及相關(guān)文獻(xiàn)，熟悉了解嬰兒車的結(jié)構(gòu)。
3）利用機(jī)械傳動(dòng)理論，對(duì)嬰兒車進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4）依據(jù)查找到的專利及文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)嬰兒車的三維實(shí)體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
擬定工作進(jìn)度（以周為單位）
第一周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。
第二周：撰寫開題報(bào)告，并制定總體方案。
第三至八周：設(shè)計(jì)嬰兒車的三維實(shí)體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。
第九周：對(duì)嬰兒車進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
第 十 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。
第十一周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。
第十二周：答辯
主要參考文獻(xiàn)
[1]臧堃.新型折疊式嬰兒車的設(shè)計(jì)[D].中央美術(shù)學(xué)院,2013.
[2]楊軍藝.新型智能嬰兒車的原理及設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2011,06:183-184+186.
[3]劉洋.新型“多功能嬰兒車”設(shè)計(jì)研究[J].大眾文藝,2010,13:165-166.
[4]鄭恬辛.多功能嬰兒車[J].建筑創(chuàng)作,2010,10:18.
[5]張穩(wěn),婁天祥,唐昌松.多功能嬰兒車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù),2015,03:210-211.
[6]劉咸超,宋寧,曾欣,胡洋,王敏.搖籃嬰兒車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作[J].科技視界,2014,05:237+332.
[7]嚴(yán)廣,張春紅,姜?jiǎng)佘?交叉四桿折疊嬰兒車的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2014,04:56-57.
[8]王東征,李宏偉,欒銳.可變換休閑式嬰兒車設(shè)計(jì)分析[J].機(jī)電工程技術(shù),2014,10:53-54+68.
[9]嚴(yán)廣,張春紅.后折式折疊嬰兒車創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].中國包裝工業(yè),2014,12:27+30.
[10]孫慧敏.多功能整合式嬰兒車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與研究[J].設(shè)計(jì),2015,15:31-33.
[11]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
[12]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
任務(wù)下達(dá)人（簽字）
年 月 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 月 日
注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。
16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)
全新多功能嬰兒車的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 賈喜順
學(xué) 號(hào) 8031212317
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化
班 級(jí) 16-3
指導(dǎo)老師 范修文
日 期 2016.05
塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
嬰兒車源于歐洲，至今已有超過兩百多年的歷史，但在中國的出現(xiàn)只有十幾年時(shí)間。目前中國已經(jīng)是世界上最大的童車制造國。中國開始從“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”的的進(jìn)程之中，因此，我們不僅要制造，而且還要通過設(shè)計(jì)來進(jìn)行新的創(chuàng)造，從而使我們國家保持產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位和國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，我們要開展嬰兒車的研究設(shè)計(jì)是很有必要的。
多功能嬰兒護(hù)理車是當(dāng)今不可或缺的現(xiàn)代家庭育兒工具，在家庭中扮演著及其重要的角色。同時(shí)新的育兒文化也在沖擊著我們的傳統(tǒng)觀念，人們對(duì)嬰兒車的設(shè)計(jì)也提出了越來越高的功能需求，期待著更高品質(zhì)的嬰兒手推車問世。設(shè)計(jì)最終的目的是為了人們高品質(zhì)的生活，市場(chǎng)上出售的嬰兒車大多功能單一，且使用壽命很短，一般在一年左右便成為閑置品。多功能嬰兒車將從”可持續(xù)發(fā)展”的角度，開展設(shè)計(jì)研究,從而延長其使用使用率和壽命。
因此，我設(shè)計(jì)了這種集舒適性、方便性、操作簡便性等多功能于一體的多功能嬰兒車。它的問世不但可以增強(qiáng)嬰兒在車內(nèi)的舒適度，而且還可以營造有利于嬰兒健康成長的環(huán)境。
所以，我所設(shè)計(jì)的多功能嬰兒車是符合時(shí)代背景的，是具有價(jià)值的實(shí)用性設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：多功能；嬰兒車；搖籃
目 錄
1緒論 1
1.1課題研究的意義 1
1.2嬰兒車發(fā)展?fàn)顩r及其國內(nèi)外的市場(chǎng)分析 1
1.2.1嬰兒車的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2.2國內(nèi)嬰兒車的市場(chǎng)分析 1
1.2.3國外嬰兒車的市場(chǎng)分析 2
1.3國內(nèi)外嬰兒車存在的問題 2
1.4研究的內(nèi)容和方法 2
1.5 預(yù)期目標(biāo) 2
1.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 3
1.7工作條件及解決方法 3
2嬰兒車總體設(shè)計(jì) 3
2.1搖擺典型方法及嬰兒車方案的選擇 3
2.1.1搖擺的幾種典型方法 3
2.1.2嬰兒車方案的選擇 3
2.2嬰兒車的結(jié)構(gòu) 4
3曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
3.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的概述 4
3.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5
3.3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 6
4分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6
4.1分離機(jī)構(gòu)的概述 6
4.2分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6
5傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 7
5.1傳動(dòng)的典型方法及方案的選擇 7
5.1.1傳動(dòng)的幾種典型方法 7
5.1.2傳動(dòng)方案的選擇 7
5.2傳動(dòng)比的計(jì)算 8
6行星輪的設(shè)計(jì) 8
總 結(jié) 9
致 謝 9
參考文獻(xiàn) 9
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1緒論
1.1課題研究的意義
嬰兒車源于歐洲，至今已有超過兩百多年的歷史，但在中國的出現(xiàn)只有十幾年時(shí)間。目前中國已經(jīng)是世界上最大的童車制造國。中國開始從“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”的的進(jìn)程之中，因此，我們不僅要制造，而且還要通過設(shè)計(jì)來進(jìn)行新的創(chuàng)造，從而使我們國家保持產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位和國際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，我們要開展嬰兒車的研究設(shè)計(jì)是很有必要的。
多功能嬰兒護(hù)理車是當(dāng)今不可或缺的現(xiàn)代家庭育兒工具，在家庭中扮演著及其重要的角色。同時(shí)新的育兒文化也在不斷沖擊著我們的傳統(tǒng)觀念，人們對(duì)現(xiàn)有的嬰兒車也提出了越來越高的要求，期待著更高品質(zhì)的嬰兒車問世。設(shè)計(jì)的終極是為了人們搞品質(zhì)的生活，市場(chǎng)上的嬰兒車大多功能單一，且使用壽命一般在一年左右便成為閑置品。新型多功能嬰兒車將從“可持續(xù)發(fā)展”的角度，開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，從而延長其使用壽命和使用率。因此，開展嬰兒車的設(shè)計(jì)研究，為我們的寶寶和年輕的父母提供更加高品質(zhì)的服務(wù)，是時(shí)代發(fā)展的需要。
1.2嬰兒車發(fā)展?fàn)顩r及其國內(nèi)外的市場(chǎng)分析
1.2.1嬰兒車的發(fā)展現(xiàn)狀
嬰兒車是一種供兒童玩耍、休息和代步的交通性工具車，最早出現(xiàn)于歐洲。其目的主要是為育嬰者提供便捷，照顧嬰兒的同時(shí)減輕勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。全世界每天約有16 萬新生兒出生，每年大約有6100萬新生兒降臨，與這個(gè)群體緊密相連的是一個(gè)龐大的嬰幼兒經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),它將給中國以及全世界的嬰幼兒用品市場(chǎng)帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇。嬰兒車是嬰兒用品中最為普遍和典型的產(chǎn)品，具有廣闊的市場(chǎng)前景，在整個(gè)嬰幼兒產(chǎn)品消費(fèi)中占大約20%的市場(chǎng)份額。嬰兒車產(chǎn)業(yè)所面對(duì)的消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的變化，這將推動(dòng)企業(yè)不斷地更新?lián)Q代。兒童消費(fèi)每年對(duì)家庭消費(fèi)額的影響，已經(jīng)吸引了許多生產(chǎn)企業(yè)的注意，導(dǎo)致其生產(chǎn)出了各種各樣的嬰兒車，比如豪華型、簡約型、輕便型等，無論哪一種，存在的弊端都是“一物只能一用”（現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)在為人類創(chuàng)造現(xiàn)代生活環(huán)境和生活方式的時(shí)候，同時(shí)也加速了能源、資源的消耗，尤其是工業(yè)設(shè)計(jì)的過度商業(yè)化，使工業(yè)設(shè)計(jì)成了鼓舞人們無節(jié)制消費(fèi)的重要介質(zhì)。隨著全球污染越來越嚴(yán)重，全世界消費(fèi)者都在提倡綠色無污染可循環(huán)利用的消費(fèi)觀念）。對(duì)于中國這個(gè)人口密度如此大的國家（經(jīng)濟(jì)基本上還處于發(fā)展中國家，大多數(shù)家庭還未實(shí)現(xiàn)小康生活），人均住房面積逐漸減少，物價(jià)迅速提升，“一物一用”的設(shè)計(jì)理念不僅浪費(fèi)資源而且占空間。所以嬰兒車產(chǎn)品的整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)往節(jié)約材料、多功能整合的全新設(shè)計(jì)靠攏。
1.2.2國內(nèi)嬰兒車的市場(chǎng)分析
全球嬰兒車制造行業(yè)逐漸轉(zhuǎn)移到中國，中國將成為全球嬰兒車制造的中心，隨著行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，消費(fèi)者對(duì)嬰兒車的性能需求不斷提高，我國嬰幼兒用品企業(yè)加大了對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和行業(yè)技術(shù)的研發(fā)力度，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。嬰兒車行業(yè)在我國還處于發(fā)展階段，未來行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展前景樂觀。部分企業(yè)依靠國外企業(yè)拿來樣圖，進(jìn)行模仿加工，出現(xiàn)了魚目混珠的現(xiàn)象，功能性產(chǎn)品開發(fā)力度小，個(gè)性化需求滿足能力差。因此對(duì)嬰兒車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是很有必要的。
1.2.3國外嬰兒車的市場(chǎng)分析
相對(duì)國內(nèi)而言，國外的嬰兒車設(shè)計(jì)則更具時(shí)尚感和人情味，注重人機(jī)工程在設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，具有代表性的作品則有Pinstripe Prep 與Iacono Designs合作開發(fā)的嬰兒車，它參考了航空器的相關(guān)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用了制造高級(jí)轎車的特殊材料，被稱為“史上最酷的嬰兒車”。Worrell 公司的設(shè)計(jì)師Dan Clements 設(shè)計(jì)的嬰兒車，安全且時(shí)髦，具有充足的韌性且符合人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)要求，被稱為“最保險(xiǎn)的嬰兒車”。歐美地區(qū)由于生活觀念及文化與國情的不同，孩子使用嬰兒車的時(shí)間相對(duì)較長，因此歐美地區(qū)與亞洲地區(qū)生產(chǎn)的嬰兒車存有差異。歐洲地區(qū)石板街道較多，因此嬰兒車的輪子做得大而結(jié)實(shí)。無論在外形造型還是人機(jī)結(jié)構(gòu)的合理性方面，國外的嬰兒車的設(shè)計(jì)都走在了前沿。
1.3國內(nèi)外嬰兒車存在的問題
目前市面上的嬰兒車主要有A型和B型兩種嬰兒車，如圖1-1、1-2所示，A型車適合于外出散步，B型車適合外出購物。而這些嬰兒車都有一定的局限性，功能單一，給人們帶來一定的不便。
圖1-1 A型嬰兒車 圖1-2 B型嬰兒車
目前的嬰兒車不能在靜止中對(duì)即將入睡的嬰兒體現(xiàn)其價(jià)值,只能在行駛狀態(tài)中起到作用。并且目前的嬰兒車睡籃大多數(shù)都較低，當(dāng)行駛在馬路時(shí)，嬰兒很容易吸入汽車尾氣，這有害于嬰兒的健康。
目前的嬰兒車無上、下樓省力功能，在上、下樓時(shí)，人們負(fù)擔(dān)較重。
1.4研究的內(nèi)容和方法
根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的嬰兒車，設(shè)計(jì)出新型多功能嬰兒車，要求結(jié)構(gòu)簡單，可以邊走邊擺，也可以邊走不擺。先確定多功能嬰兒車的類型，根據(jù)已有的嬰兒車的參數(shù)和構(gòu)造，設(shè)計(jì)出新的新型多功能嬰兒車，使多功能嬰兒車的工作能滿足年輕母親的需求，并同時(shí)向多功能整合的全新設(shè)計(jì)靠攏。嬰兒車主要由動(dòng)力輸入裝置、傳動(dòng)裝置、離合裝置和曲柄搖桿裝置組成。其中，動(dòng)力裝置是通過人作用在嬰兒車的扶手上和搖柄，只需推動(dòng)?jì)雰很嚮蛘邠u動(dòng)搖柄就可使其搖擺工作。
1.5 預(yù)期目標(biāo)
（1）將新型多功能嬰兒車與傳統(tǒng)嬰兒車相結(jié)合；
（2）使新型多功能嬰兒車結(jié)構(gòu)簡單，突破以往的固定性搖籃，實(shí)現(xiàn)嬰兒車邊推邊搖；在家時(shí)，人們可利用手搖臂使之搖擺，即可一邊看書一邊哄嬰兒入睡；
（3）優(yōu)化離合器部分，使其分離結(jié)合方便；
（4）造價(jià)成本低，性價(jià)比高。
1.6重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路
該機(jī)動(dòng)力源于車輪，通過離合器使主動(dòng)軸與從動(dòng)軸結(jié)合，那么車輪的滾動(dòng)將使主動(dòng)軸隨之運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)使床體產(chǎn)生擺動(dòng)。
（1）選擇合適動(dòng)力傳遞方式，設(shè)計(jì)離合裝置、曲柄搖桿裝置和傳動(dòng)裝置；
（2）運(yùn)用Auto CAD軟件，繪制二維零件圖和裝配圖；
（3）利用有限元分析和Solidworks進(jìn)行虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)，完成整機(jī)各零部件的三維建模。
1.7工作條件及解決方法
塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有實(shí)習(xí)工廠、土槽實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，設(shè)計(jì)條件較好，為項(xiàng)目開展提供了場(chǎng)地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和機(jī)械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足多功能嬰兒車的工作條件。
2嬰兒車總體設(shè)計(jì)
2.1搖擺典型方法及嬰兒車方案的選擇
2.1.1搖擺的幾種典型方法
目前開發(fā)出的絕大部分設(shè)備都是采用機(jī)械方式來擺動(dòng)。常見的搖擺方法如下：
（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。通常，曲柄為主動(dòng)件且等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖桿為從動(dòng)件作變速往返擺動(dòng)，連桿作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動(dòng)構(gòu)件，搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)最基本的形式。
（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)桿件通過低副連接而成的機(jī)構(gòu)，又稱為平面低副機(jī)構(gòu)。由四個(gè)構(gòu)件通過低副連接而成的平面連桿機(jī)構(gòu)，稱為平面四桿機(jī)構(gòu)。如果低副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副，那么這種四桿機(jī)構(gòu)就稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。它是平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以看作是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，其主要優(yōu)缺點(diǎn)有：
（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)比較簡單，滑塊可以左右或者上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
（2）運(yùn)動(dòng)副均為低副，底副的兩運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓強(qiáng)較小，可承受較大的載荷，并且有利于潤滑，運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀較簡單，便于加工制造。
（3）其主要缺點(diǎn)是要求耐磨性能、平面度等較高。
2.1.2嬰兒車方案的選擇
為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提出兩個(gè)方案可供選用：
方案一：用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)床體搖擺，其結(jié)構(gòu)簡單，容易設(shè)計(jì)便于制造，性價(jià)比也較高，對(duì)機(jī)器的轉(zhuǎn)速要求不高。
方案二：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)床體搖擺，床體要裝滑軌，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)制造比較困難，加工工藝要求較高。
經(jīng)過方案的比較及選擇，在設(shè)計(jì)要求內(nèi)方案一能夠滿足設(shè)計(jì)的要求條件，方案一比方案二性價(jià)比高，且容易實(shí)現(xiàn)。所以選擇方案一的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。
2.2嬰兒車的結(jié)構(gòu)
本嬰兒車通過主動(dòng)軸、離合器與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輕微、平穩(wěn)擺動(dòng)；當(dāng)嬰兒車運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過離合器使主動(dòng)軸與從動(dòng)軸結(jié)合，再采用皮帶輪作為傳動(dòng)裝置，那么車輪的滾動(dòng)將使主動(dòng)軸隨之運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)離合器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)床體的擺動(dòng)；當(dāng)嬰兒車靜止時(shí)，通過離合器使其分離，然后采用單獨(dú)的手搖裝置，以手搖的方式來控制曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來，最終也可實(shí)現(xiàn)床體的擺動(dòng)。并且在手搖的時(shí)候，各零部件連接處的摩擦等阻力的存在又可以反饋到動(dòng)力源去，從而使人們達(dá)到健身的效果。嬰兒車通過在車輪上附加行星輪機(jī)構(gòu)，使其具有上下樓梯更加省力、平穩(wěn)的功能。嬰兒車通過改進(jìn)牙嵌式離合器，使其能適用于不同情況下的結(jié)合與分離，使本作品操作更加靈活。
1.后輪 2.固定桿 3.傳動(dòng)帶 4.離合器 5.前框架桿 6.連桿 7.曲柄輪 8.床體 9.把手桿10.床體固定架 11.雨棚固定架 12.雨棚固定桿 13.搖桿 14.把手固定架 15.橫梁 16.后框架桿 17.行星輪
圖2-1嬰兒車的整體結(jié)構(gòu)示意圖
3曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的概述
具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。通常，曲柄為主動(dòng)件且等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖桿為從動(dòng)件作變速往返擺動(dòng)，連桿作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動(dòng)構(gòu)件，搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。
中文名稱：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；英文名稱：crankrockermechanism；
定義：具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。通常，曲柄為主動(dòng)件且等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖桿為從動(dòng)件作變速往返擺動(dòng)，連桿作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動(dòng)構(gòu)件，搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)最基本的形式。
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，其主要優(yōu)缺點(diǎn)有：
（1）優(yōu)點(diǎn)：簡單，容易實(shí)現(xiàn)。
（2）缺點(diǎn)：占用空間大，而且有死點(diǎn)。
3.2曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
根據(jù)上述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的概述及優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，我們可以將其利用于我們的嬰兒車上。特此，我們?yōu)閶雰很嚵可碓O(shè)計(jì)了一種曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如機(jī)構(gòu)示意圖3-1，三維圖3-2所示。
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為核心機(jī)構(gòu)運(yùn)用于本作品中。AB點(diǎn)與機(jī)架相連，曲軸帶動(dòng)曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)搖桿CD作變速往返擺動(dòng)，使連桿BC緩慢擺動(dòng)，從而達(dá)到讓嬰兒車的搖籃平穩(wěn)擺動(dòng)的目的。
圖3-1 原理示意圖
圖3-2 曲柄搖桿三維示意圖
3.3曲柄滑塊機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是根據(jù)已知條件來確定機(jī)構(gòu)各構(gòu)建的尺寸，其可以歸納為兩種基本類型。
（1）實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；
（2）實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡。
我們根據(jù)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的這兩種基本特性，再聯(lián)系我們所需要的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，故此我們采用此機(jī)構(gòu)作為該款搖籃嬰兒車的基本機(jī)構(gòu)。我們利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的特性來達(dá)到床體擺動(dòng)的目的。
根據(jù)自由度的計(jì)算公式：
（3-1）
其自由度計(jì)算為：
4分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.1分離機(jī)構(gòu)的概述
牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡單，外輪廓尺寸小，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故應(yīng)用較多，但牙嵌離合器只宜在兩軸不回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速差很小時(shí)進(jìn)行結(jié)合，否則牙齒可能會(huì)因受撞擊而折斷。牙嵌式離合器由兩個(gè)端面上有牙的半離合器組成，一個(gè)半離合器固定在主動(dòng)軸上，另一個(gè)半離合器用導(dǎo)鍵或花鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接，并通過操縱機(jī)構(gòu)使其做軸向移動(dòng)，從而起到離合作用。利用兩半離合器端面上的牙互相嵌合或脫開以達(dá)到主、從動(dòng)軸的離合的目的。牙有矩形、梯形、三角形、鋸齒形和螺旋形等幾種形式。由于同時(shí)參與嵌合的牙數(shù)多，故承載較高，適用范圍廣泛。
4.2分離機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
根據(jù)上述牙嵌式離合器的概述及優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，嬰兒車的決定優(yōu)化牙嵌離合器作為分離機(jī)構(gòu)，由于牙嵌式離合器結(jié)合是容易受到撞擊而折斷，所以優(yōu)化了牙嵌式離合器，設(shè)計(jì)了由腳踏板來使離合器結(jié)合與分離，離合器里面有兩個(gè)小凸臺(tái)，離合器轉(zhuǎn)軸前段是一個(gè)圓柱，圓柱頭部有卡槽，不管任何角度都能插進(jìn)去，插進(jìn)去之后由于上下在彈簧力的作用下使凸臺(tái)牢牢的嵌入卡槽，從而使離合器結(jié)合。
圖4-1 離合器結(jié)合三維示意圖
5傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
5.1傳動(dòng)的典型方法及方案的選擇
5.1.1傳動(dòng)的幾種典型方法
（1）帶傳動(dòng)
帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的摩擦型帶傳動(dòng)，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)：a可用于兩軸中心距離較大的傳動(dòng)；b帶具有彈性，可緩和沖擊和振動(dòng)載荷，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪聲；c當(dāng)過載時(shí)，帶即在輪上打滑，可防止其他零件損壞；d結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費(fèi)低，維護(hù)方便。
缺點(diǎn)：a傳動(dòng)的外廓尺寸較大；b由于帶的彈性滑動(dòng)，不能保證固定不變的傳動(dòng)比；c軸及軸承上受力較大；d效率較低；e帶的壽命較短，約為3000到5000h；f不宜用于易燃易爆的場(chǎng)合。
（2）齒輪傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)，即是用主、從齒輪輪齒直接傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。并且，它是在多有機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對(duì)為止不遠(yuǎn)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
優(yōu)點(diǎn)：a傳動(dòng)效率高；b傳動(dòng)比大；c傳遞扭矩大；d壽命長。
缺點(diǎn)：a重量大；b噪音大；c傳動(dòng)距離較小；d需要經(jīng)常潤滑。
（3）鏈傳動(dòng)
鏈傳動(dòng)是通過鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。
優(yōu)點(diǎn)：a承載能力高；b適用于惡劣的工作環(huán)境；c效率高；d作用于軸上的力小。
缺點(diǎn)：a工作時(shí)有噪聲；b存在沖擊、振動(dòng)；c對(duì)安裝精度要求高。
5.1.2傳動(dòng)方案的選擇
為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提出兩個(gè)方案可供選用：
方案一：用帶轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單，無噪音，容易設(shè)計(jì)便于制造，性價(jià)比也較高，對(duì)機(jī)器的轉(zhuǎn)速要求不高，對(duì)嬰兒睡眠無影響。
方案二：采用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，重量大，噪音大，加工工藝要求較高，并且需要經(jīng)常潤滑。
經(jīng)過方案的比較及選擇，在設(shè)計(jì)要求內(nèi)方案一能夠滿足設(shè)計(jì)的要求條件，方案一比方案二性價(jià)比高，且容易實(shí)現(xiàn)。所以選擇方案一的帶轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.2 傳動(dòng)比的計(jì)算
根據(jù)傳動(dòng)比的計(jì)算公式：
（5-1）
設(shè)計(jì)的帶傳動(dòng)比為：
齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要缺點(diǎn)有：
（1）制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；
（2）不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；
（3）無過載保護(hù)；
（4）需專門加工設(shè)備。
6行星輪的設(shè)計(jì)
嬰兒車一般采用傳統(tǒng)的輪式結(jié)構(gòu)，一般僅適合在平地上使用，很少具備爬樓和翻越障礙的能力。樓梯和路障使嬰兒車的出行受到了很大的限制，很多場(chǎng)合尤其是室外，比如銀行、購物中心門前等或多或少有幾級(jí)臺(tái)階，室內(nèi)也有很多地方?jīng)]有電梯，這也給嬰兒車造成很多不便。當(dāng)然，國家也花費(fèi)了大量的財(cái)力和人力在某些場(chǎng)所修建了相應(yīng)的輪椅坡道和其他公用設(shè)施以方便嬰兒車、輪椅等活動(dòng)。但由于各種因素的影響，這些措施的作用也非常有限。
行星輪機(jī)構(gòu)是除了能像定向輪那樣圍繞自己的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)之外，他們的轉(zhuǎn)動(dòng)軸還隨行星架繞其他齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。繞自己軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為“自轉(zhuǎn)”，繞其他軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為“公轉(zhuǎn)”，就像太陽系中的行星那樣，因而得名。行星輪的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)。但大功率告訴行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。
根據(jù)上述行星輪的概述，我們按照嬰兒車的使用要求，設(shè)計(jì)了一款適用于多功能嬰兒車上樓的行星輪。該行星輪的結(jié)構(gòu)是由三個(gè)大小相同的行星齒輪構(gòu)成的行星輪系。如三維立體圖6-1所示，在中心點(diǎn)外依次均布三行星輪，三行星輪用一個(gè)三角形的中心架連接而成的。
其優(yōu)點(diǎn)在于，分別適用平地行駛和爬樓梯，各自適應(yīng)性良好，并且結(jié)構(gòu)緊湊，容易操縱。
圖6-1 行星輪機(jī)構(gòu)三維立體圖
總 結(jié)
此次設(shè)計(jì)的任務(wù)是完成全新多功能嬰兒車的設(shè)計(jì)。這是我們?cè)诖髮W(xué)期間所進(jìn)行的一次非常全面的設(shè)計(jì)，為自己在大學(xué)四年所學(xué)習(xí)知識(shí)的全面總結(jié)和鞏固，使我們初步了解和掌握做設(shè)計(jì)的基本方法、基本步驟，通過本環(huán)節(jié)把我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)課程中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用，把大學(xué)四年來所學(xué)的知識(shí)貫穿起來，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來，為我將來的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
這是一個(gè)非常全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目，非常鍛煉人。從方案的論證到最終的設(shè)計(jì)，涉及的領(lǐng)域包括：機(jī)械制圖，機(jī)械原理，工程材料，機(jī)械設(shè)計(jì)等等。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，提高我計(jì)算、制圖能力；使我們能熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖集、規(guī)范，熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械方面知識(shí)得到系統(tǒng)的鞏固和提升。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，我還學(xué)到了許多新的知識(shí)，如Solidworks，CAD2007的使用和WORD、POWERPOINT等軟件的應(yīng)用。
我深刻的認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的工程設(shè)計(jì)人員只是掌握本專業(yè)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該具有更加淵博的知識(shí)，如應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品的特性，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀等各個(gè)方面能力進(jìn)行加強(qiáng)。
在設(shè)計(jì)過程中也曾遇到很多的問題，但通過查閱相關(guān)的書籍、手冊(cè)以及老師的精心指導(dǎo)，都得到了解決，設(shè)計(jì)過程基本順利完成。
致 謝
經(jīng)過三個(gè)多月的努力，在范修文老師的悉心指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)任務(wù)基本完成了。在撰寫論文期間，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師范修文，從設(shè)計(jì)的選題、實(shí)施到撰寫、修改和定稿，范老師均傾注了大量的心血。導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)、熱忱鼓勵(lì)不僅使我樹立了深遠(yuǎn)的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理。還有，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力將使我終生受益。同時(shí)我還要感謝大學(xué)期間各位任課老師在學(xué)習(xí)上給予我的指導(dǎo)和幫助，感謝他們四年來的辛勤栽培，他們的關(guān)懷和熏陶讓我在這四年里收獲頗豐。
時(shí)光荏苒，不覺四年已到頭。畢業(yè)答辯之后，很多熟悉的形影也許就將從身邊永遠(yuǎn)地失落了。每年的這個(gè)時(shí)候，校園總難掩物是人非的感傷。想對(duì)身邊的同學(xué)、朋友、老師、食堂的大廚……所有我所認(rèn)識(shí)與不認(rèn)識(shí)的人，對(duì)校園里的花草樹木、錯(cuò)落有致的高樓矮房……一切生靈和據(jù)說沒生命的事物，對(duì)這一切的一切說聲謝謝！四年，我們一起演繹了這三千畝土地的電閃雷鳴，一起體味這兩百個(gè)禮拜的悲歡離合。相聚是緣，淚痕與汗?jié)n、辛酸與甜蜜、淺薄與深沉，都融入這方寸之地，散落于每一個(gè)角落，不分彼此，直至永恒。我欣慰地知道，多年以后這里依然會(huì)到處充盈著我的氣息，承載著我的青春歲月，對(duì)此我滿懷感激。
最后，也感謝和我一起學(xué)習(xí)的同窗朋友，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵(lì)，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂，感謝他們的陪伴與幫助，愿我們以后的人生都可以充實(shí)、多彩與快樂！
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12
200 年 月 第 期
多功能嬰兒護(hù)理車的設(shè)計(jì)
賈喜順,范修文
（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）
摘 要：針對(duì)我國嬰兒車，功能單一，且使用壽命一般在一年左右便成為閑置品等問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了多功能嬰兒護(hù)理。該嬰兒車動(dòng)力源于車輪，通過離合器使主動(dòng)軸與從動(dòng)軸結(jié)合，那么車輪的滾動(dòng)將使主動(dòng)軸隨之運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)使床體產(chǎn)生擺動(dòng)；該嬰兒車主要由動(dòng)力輸入裝置、傳動(dòng)裝置、離合裝置和曲柄搖桿裝置組成。機(jī)具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，為中國嬰兒車的設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞：兒童用品；嬰兒車；設(shè)計(jì)；搖擺；傳動(dòng)帶；手搖；多功能
中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
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0 引言
嬰兒車兒車產(chǎn)業(yè)所面對(duì)的消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)產(chǎn)生了很大的變化，這將推動(dòng)企業(yè)和產(chǎn)品不斷地更新?lián)Q代以適應(yīng)這一變化帶來的沖擊。兒童消費(fèi)每年對(duì)家庭消費(fèi)額的直接影響和間接影響加起來的數(shù)字已經(jīng)吸引了許多生產(chǎn)企業(yè)的注意，導(dǎo)致其生產(chǎn)出了各種各樣的嬰兒車，比如豪華型、簡約型、輕便型等，無論哪一種，存在的弊端都是“一物只能一用”（現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)在為人類創(chuàng)造現(xiàn)代生活方式和生活環(huán)境的同時(shí)，也加速了資源、能源的消耗，特別是工業(yè)設(shè)計(jì)的過度商業(yè)化，使設(shè)計(jì)成了鼓舞人們無節(jié)制消費(fèi)的重要介質(zhì)。隨著全球污染越來越嚴(yán)重，全世界消費(fèi)者都在提倡綠色無污染可循環(huán)利用的消費(fèi)觀念）。對(duì)于中國這個(gè)人口密度如此大的國家（經(jīng)濟(jì)基本上還處于發(fā)展中國家，大多數(shù)家庭還未實(shí)現(xiàn)小康生活），人均住房面積逐漸減少，物價(jià)迅速提升，“一物一用”的設(shè)計(jì)理念不僅浪費(fèi)資源而且占空間。所以嬰兒車產(chǎn)品的整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)往節(jié)約材料、多功能整合的全新設(shè)計(jì)靠攏。
嬰兒車是現(xiàn)代家庭必不可缺的育兒工具，在現(xiàn)代家庭中扮演著越來越重要的角色。同時(shí)新的育兒文化也在不斷沖擊著我們的傳統(tǒng)觀念，人們對(duì)現(xiàn)有的嬰兒車也提出了越來越高的要求，期待著更高品質(zhì)的嬰兒車問世。設(shè)計(jì)的終極是為了人們搞品質(zhì)的生活，市場(chǎng)上的嬰兒車大多功能單一，且使用壽命一般在一年左右便成為閑置品。新型多功能嬰兒車將從“可持續(xù)發(fā)展”的角度，開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，從而延長其使用壽命和使用率。因此，開展嬰兒車的設(shè)計(jì)研究，為我們的寶寶和年輕的父母提供更加高品質(zhì)的服務(wù)，是時(shí)代發(fā)展的需要。
1 嬰兒車的總體結(jié)構(gòu)
嬰兒車機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1-1所示
1.后輪 2.固定桿 3.傳動(dòng)帶 4.離合器 5.前框架桿 6.連桿 7.曲柄輪 8.床體 9.把手桿10.床體固定架 11.雨棚固定架 12.雨棚固定桿 13.搖桿 14.把手固定架 15.橫梁 16.后框架桿 17.行星輪
圖1-1嬰兒車整體裝配圖
本嬰兒車通過主動(dòng)軸、離合器與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)輕微、平穩(wěn)擺動(dòng)；當(dāng)嬰兒車運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過離合器使主動(dòng)軸與從動(dòng)軸結(jié)合，再采用皮帶輪作為傳動(dòng)裝置，那么車輪的滾動(dòng)將使主動(dòng)軸隨之運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)離合器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)床體的擺動(dòng)；當(dāng)嬰兒車靜止時(shí)，通過離合器使其分離，然后采用單獨(dú)的手搖裝置，以手搖的方式來控制曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來，最終也可實(shí)現(xiàn)床體的擺動(dòng)。并且在手搖的時(shí)候，各零部件連接處的摩擦等阻力的存在又可以反饋到動(dòng)力源去，從而使人們達(dá)到健身的效果。嬰兒車通過在車輪上附加行星輪機(jī)構(gòu)，使其具有上下樓梯更加省力、平穩(wěn)的功能。嬰兒車通過改進(jìn)牙嵌式離合器，使其能適用于不同情況下的結(jié)合與分離，使本作品操作更加靈活。
2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
2.1曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。通常，曲柄為主動(dòng)件且等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖桿為從動(dòng)件作變速往返擺動(dòng)，連桿作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動(dòng)構(gòu)件，搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。
中文名稱：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；英文名稱：crankrockermechanism；
定義：具有一個(gè)曲柄和一個(gè)搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。通常，曲柄為主動(dòng)件且等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖桿為從動(dòng)件作變速往返擺動(dòng)，連桿作平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中也有用搖桿作為主動(dòng)構(gòu)件，搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)最基本的形式。
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中，其主要優(yōu)缺點(diǎn)有：
（1）優(yōu)點(diǎn)：簡單，容易實(shí)現(xiàn)。
（2）缺點(diǎn)：占用空間大，而且有死點(diǎn)。
圖2-1結(jié)構(gòu)原理圖
根據(jù)上述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的概述及優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，我們可以將其利用于我們的嬰兒車上。特此，我們?yōu)閶雰很嚵可碓O(shè)計(jì)了一種曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，如機(jī)構(gòu)示意圖2-1所示。
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為核心機(jī)構(gòu)運(yùn)用于本作品中。AB點(diǎn)與機(jī)架相連，曲軸帶動(dòng)曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)搖桿CD作變速往返擺動(dòng)，使連桿BC緩慢擺動(dòng)，從而達(dá)到讓嬰兒車的搖籃平穩(wěn)擺動(dòng)的目的。
曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是根據(jù)已知條件來確定機(jī)構(gòu)各構(gòu)建的尺寸，其可以歸納為兩種基本類型。
（1）實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；
（2）實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡。
根據(jù)自由度的計(jì)算公式：
其自由度計(jì)算為：
2.2離合器的設(shè)計(jì)
牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡單，外輪廓尺寸小，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故應(yīng)用較多，但牙嵌離合器只宜在兩軸不回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速差很小時(shí)進(jìn)行結(jié)合，否則牙齒可能會(huì)因受撞擊而折斷。牙嵌式離合器由兩個(gè)端面上有牙的半離合器組成，一個(gè)半離合器固定在主動(dòng)軸上，另一個(gè)半離合器用導(dǎo)鍵或花鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接，并通過操縱機(jī)構(gòu)使其做軸向移動(dòng)，從而起到離合作用。利用兩半離合器端面上的牙互相嵌合或脫開以達(dá)到主、從動(dòng)軸的離合的目的。牙有矩形、梯形、三角形、鋸齒形和螺旋形等幾種形式。由于同時(shí)參與嵌合的牙數(shù)多，故承載較高，適用范圍廣泛。
根據(jù)上述牙嵌式離合器的概述及優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，嬰兒車的決定優(yōu)化牙嵌離合器作為分離機(jī)構(gòu)，由于牙嵌式離合器結(jié)合是容易受到撞擊而折斷，所以優(yōu)化了牙嵌式離合器，設(shè)計(jì)了由腳踏板來使離合器結(jié)合與分離，離合器里面有兩個(gè)小凸臺(tái)，離合器轉(zhuǎn)軸前段是一個(gè)圓柱，圓柱頭部有卡槽，不管任何角度都能插進(jìn)去，插進(jìn)去之后由于上下在彈簧力的作用下使凸臺(tái)牢牢的嵌入卡槽，從而使離合器結(jié)合。
2.3行星輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
嬰兒車一般采用傳統(tǒng)的輪式結(jié)構(gòu)，一般僅適合在平地上使用，很少具備爬樓和翻越障礙的能力。樓梯和路障使嬰兒車的出行受到了很大的限制，很多場(chǎng)合尤其是室外，比如銀行、購物中心門前等或多或少有幾級(jí)臺(tái)階，室內(nèi)也有很多地方?jīng)]有電梯，這也給嬰兒車造成很多不便。當(dāng)然，國家也花費(fèi)了大量的財(cái)力和人力在某些場(chǎng)所修建了相應(yīng)的輪椅坡道和其他公用設(shè)施以方便嬰兒車、輪椅等活動(dòng)。但由于各種因素的影響，這些措施的作用也非常有限。
行星輪機(jī)構(gòu)是除了能像定向輪那樣圍繞自己的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)之外，他們的轉(zhuǎn)動(dòng)軸還隨行星架繞其他齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。繞自己軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為“自轉(zhuǎn)”，繞其他軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)稱為“公轉(zhuǎn)”，就像太陽系中的行星那樣，因而得名。行星輪的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)。但大功率告訴行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。
根據(jù)上述行星輪的概述，我們按照嬰兒車的使用要求，設(shè)計(jì)了一款適用于多功能嬰兒車上樓的行星輪。該行星輪的結(jié)構(gòu)是由三個(gè)大小相同的行星齒輪構(gòu)成的行星輪系，在中心點(diǎn)外依次均布三行星輪，三行星輪用一個(gè)三角形的中心架連接而成的。
其優(yōu)點(diǎn)在于，分別適用平地行駛和爬樓梯，各自適應(yīng)性良好，并且結(jié)構(gòu)緊湊，容易操縱。
2.4傳動(dòng)裝置的選擇
2.4.1傳動(dòng)的幾種典型方法
（1）帶傳動(dòng)
帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的摩擦型帶傳動(dòng)，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)。
優(yōu)點(diǎn)：a可用于兩軸中心距離較大的傳動(dòng)；b帶具有彈性，可緩和沖擊和振動(dòng)載荷，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無噪聲；c當(dāng)過載時(shí)，帶即在輪上打滑，可防止其他零件損壞；d結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備費(fèi)低，維護(hù)方便。
缺點(diǎn)：a傳動(dòng)的外廓尺寸較大；b由于帶的彈性滑動(dòng)，不能保證固定不變的傳動(dòng)比；c軸及軸承上受力較大；d效率較低；e帶的壽命較短，約為3000到5000h；f不宜用于易燃易爆的場(chǎng)合。
（2）齒輪傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)，即是用主、從齒輪輪齒直接傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。并且，它是在多有機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對(duì)為止不遠(yuǎn)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
優(yōu)點(diǎn)：a傳動(dòng)效率高；b傳動(dòng)比大；c傳遞扭矩大；d壽命長。
缺點(diǎn)：a重量大；b噪音大；c傳動(dòng)距離較?。籨需要經(jīng)常潤滑。
（3）鏈傳動(dòng)
鏈傳動(dòng)是通過鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。
優(yōu)點(diǎn)：a承載能力高；b適用于惡劣的工作環(huán)境；c效率高；d作用于軸上的力小。
缺點(diǎn)：a工作時(shí)有噪聲；b存在沖擊、振動(dòng)；c對(duì)安裝精度要求高。
2.4.2傳動(dòng)方案的選擇
為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提出兩個(gè)方案可供選用：
方案一：用帶轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單，無噪音，容易設(shè)計(jì)便于制造，性價(jià)比也較高，對(duì)機(jī)器的轉(zhuǎn)速要求不高，對(duì)嬰兒睡眠無影響。
方案二：采用齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，重量大，噪音大，加工工藝要求較高，并且需要經(jīng)常潤滑。
經(jīng)過方案的比較及選擇，在設(shè)計(jì)要求內(nèi)方案一能夠滿足設(shè)計(jì)的要求條件，方案一比方案二性價(jià)比高，且容易實(shí)現(xiàn)。所以選擇方案一的帶轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.4.3傳動(dòng)比的計(jì)算
根據(jù)傳動(dòng)比的計(jì)算公式：
設(shè)計(jì)的帶傳動(dòng)比為：
齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要缺點(diǎn)有：
（1）制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高；
（2）不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；
（3）無過載保護(hù)；
（4）需專門加工設(shè)備。
3 結(jié)論
1) 嬰兒車能夠在地表相對(duì)平整情況下，進(jìn)行持續(xù)均勻的搖擺運(yùn)動(dòng)以及搖擺幅度；質(zhì)量完全滿足葡萄扦插種植的工藝要求。
2) 本嬰兒車再傳動(dòng)過程中，利用皮帶輪傳動(dòng)，噪音小，不影響嬰兒休息。
3）如果要趕時(shí)間，快速推行要使離合器分離，以便操作。
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