機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)之冷熱組合風(fēng)扇

1、冷熱組合風(fēng)扇設(shè)計(jì)姓 名：學(xué) 號(hào)：班 級(jí)：機(jī)械指導(dǎo)教師：目 錄摘 要1第一章 緒 論2第二章 風(fēng)扇的行業(yè)狀況與市場(chǎng)分析32.1風(fēng)扇的行業(yè)現(xiàn)狀32.2傾斜固定風(fēng)扇的市場(chǎng)分析3第三章 冷熱組合風(fēng)扇的構(gòu)思與原理53.1作品創(chuàng)新設(shè)計(jì)背景53.2設(shè)計(jì)理念63.3設(shè)計(jì)原理63.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)特點(diǎn)63.5工作流程模擬6第四章 部分零件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)74.1單相異步電動(dòng)機(jī)74.2葉片結(jié)構(gòu)84.3控制開關(guān)94.4外殼造型10第五章 基于pro.e的實(shí)體設(shè)計(jì)和虛擬裝配115.1 pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)概述11第六章 心得體會(huì)與設(shè)計(jì)總結(jié)126.1 設(shè)計(jì)心得126.2設(shè)計(jì)小結(jié)12參考文獻(xiàn)13摘 要夏季，人們常用電風(fēng)扇驅(qū)走酷熱，

2、到了冬季，人們又常用電暖扇取暖，而臺(tái)式電風(fēng)扇和臺(tái)式取暖器的外形很相似，基于此，利用創(chuàng)新思維和技巧設(shè)計(jì)出將二者的功能相結(jié)合的冷熱組合電風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)夏扇冷風(fēng)，冬出熱風(fēng)的效果，通過對(duì)市場(chǎng)需求的調(diào)查與分析，大膽提出了這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并用三維繪圖軟件pro.e作圖零件并虛擬裝配，同時(shí)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的知識(shí)，使其造型美觀、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，讓人能體驗(yàn)到風(fēng)扇的使用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)低能低碳的效果。關(guān)鍵詞: 組合，葉片，電熱片，控制開關(guān)第一章 緒 論風(fēng)扇已是千家萬戶的必需生活用品，如何能利用外型結(jié)構(gòu)，能更人性化，更方便人們使用風(fēng)扇，達(dá)到節(jié)約能源的目的，這個(gè)就是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。眾所周知

3、， 隨著我國(guó)教育事業(yè)的不斷發(fā)展，繼而推動(dòng)各種院校的興起，必然導(dǎo)致越來越多的住宿生，也就帶來學(xué)生宿舍的增長(zhǎng)。然而，就在這樣一種社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的趨勢(shì)與我國(guó)人均資源緊張的相向矛盾下，往往越能節(jié)能，利用有限空間發(fā)揮盡可能大的使用功能，成為了人們最求的目標(biāo)。面對(duì)一年又一年的高校擴(kuò)招，學(xué)生宿舍的建設(shè)更是重點(diǎn)，如何利用僅有的空間來辦更多的事就理所當(dāng)然的成為當(dāng)今高校和學(xué)生們的關(guān)注。據(jù)調(diào)查現(xiàn)在社會(huì)上多數(shù)的高校，他們?nèi)皇瞧娴目紤]到學(xué)生宿舍樓的通風(fēng)條件，根本又或者是很少會(huì)從學(xué)生宿舍內(nèi)部的空間布置去考慮。因此，我們從學(xué)生宿舍內(nèi)部的布置來合理設(shè)計(jì)出這樣一套冷熱組合風(fēng)扇，在國(guó)內(nèi)外是實(shí)屬罕見的！ 第二章 風(fēng)扇的行業(yè)狀況

4、與市場(chǎng)分析2.1風(fēng)扇的行業(yè)現(xiàn)狀 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的不斷，廣大人民群眾對(duì)家居生活環(huán)境的期望值也在同步上升，這反過來刺激了我國(guó)家電行業(yè)的快速發(fā)展，其中，電風(fēng)扇和家用空調(diào)器已成為城鎮(zhèn)居民消費(fèi)納涼的兩大主流產(chǎn)品。目前我國(guó)城鎮(zhèn)居民百戶電風(fēng)扇擁有率己達(dá)200%，電風(fēng)扇是目前我國(guó)最為大眾化的納涼家電產(chǎn)品，由于它吹出的是室溫風(fēng)而非冷風(fēng)，嚴(yán)格講并不能劃入冷風(fēng)機(jī)范疇，但它能加快人體汗液蒸發(fā)，降低體表溫度，加之價(jià)格便宜和耗電量較少，因而獲得廣泛使用。目前，新一代電風(fēng)扇業(yè)已問世，它能模擬自然風(fēng)(山風(fēng)、湖風(fēng))，設(shè)有微風(fēng)檔，雙風(fēng)葉能360度搖頭，電耗僅為40瓦，超薄壁扇電機(jī)厚度僅16毫米，并具紅外、超

5、聲、無線電等迢控功能。盡管如此，當(dāng)室溫接近或高于體溫、相對(duì)濕度過大時(shí)，電風(fēng)扇的功效會(huì)顯著降低，久吹人體反而會(huì)感到種種不適。2008年受金融危機(jī)影響，我國(guó)電風(fēng)扇同比下降了11%，2009年家電下鄉(xiāng)促使家電產(chǎn)品產(chǎn)量明顯提升,其中家用電風(fēng)扇產(chǎn)量增長(zhǎng)達(dá)9.6倍。電風(fēng)扇的熱銷很大程度上得益于產(chǎn)品外觀的新穎和功能的人性化。電風(fēng)扇企業(yè)要想在市場(chǎng)上站穩(wěn)立足并引領(lǐng)潮流，在產(chǎn)品的外觀和功能上下些功夫，不失為快速提高市場(chǎng)份額的好方法。隨著市場(chǎng)的發(fā)展、消費(fèi)者審美習(xí)慣的轉(zhuǎn)移以及健康節(jié)能觀念的不斷深入等，電風(fēng)扇在功能和外觀上的適時(shí)變換也是大勢(shì)所趨。2.2傾斜固定風(fēng)扇的市場(chǎng)分析據(jù)近幾年，我國(guó)電風(fēng)扇市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)

6、擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)電風(fēng)扇產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目投資逐漸增多。投資者對(duì)電風(fēng)扇市場(chǎng)的關(guān)注越來越密切，這使得電風(fēng)扇市場(chǎng)推廣策略與營(yíng)銷渠道開發(fā)的發(fā)展研究需求增大。市場(chǎng)容量遠(yuǎn)未飽和按照通常的觀點(diǎn)來看，電風(fēng)扇不但早已普及，而且需求量也已受到了空調(diào)的制約。而實(shí)際上，電風(fēng)扇的市場(chǎng)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有飽和。第一，電風(fēng)扇和空調(diào)之間本身就存在著較大的功能性差異，因?yàn)椤敖禍亍钡母拍畈⒉荒芡耆娲白匀环朗睢焙汀巴L(fēng)”的概念。第二，電風(fēng)扇往往會(huì)被認(rèn)為是普及率最高的家電產(chǎn)品，而實(shí)際情況卻并非如此。例如，今年3月，根據(jù)兩家市場(chǎng)調(diào)查公司對(duì)上海部分家庭的電風(fēng)扇擁有情況進(jìn)行的調(diào)查顯示，每百戶家庭中的電風(fēng)扇擁有

7、量?jī)H為169.3臺(tái)(其中約24%的電風(fēng)扇還是在去年“非典”時(shí)期購(gòu)買的)，竟然低于空調(diào)的擁有量(172.5臺(tái))。第三，近幾年來，電風(fēng)扇的外銷量一直呈穩(wěn)中有升的態(tài)勢(shì)，而且在數(shù)量上也成倍地超過了空調(diào)，如去年電風(fēng)扇的出口數(shù)量是空調(diào)(整機(jī))的10倍。14第三章 冷熱組合風(fēng)扇的構(gòu)思與原理3.1作品創(chuàng)新設(shè)計(jì)背景夏日炎炎來臨之際，由于經(jīng)濟(jì)或是成本的因素，風(fēng)扇取代高成本的空調(diào)得到廣泛運(yùn)用。特別是臺(tái)式風(fēng)扇，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且重量較輕而得到廣泛的運(yùn)用，然而，當(dāng)冬日的氣息來臨，人們只能收起這質(zhì)輕便攜式的臺(tái)式風(fēng)扇，換上造型結(jié)構(gòu)皆貌似臺(tái)式風(fēng)扇的臺(tái)式蜂窩型取暖器。如此，可以總結(jié)出：在同一個(gè)環(huán)境下，需根據(jù)氣溫冷暖情況交換使用臺(tái)式

8、風(fēng)扇與臺(tái)式取暖器。所以，通過一定的創(chuàng)新構(gòu)思與技法，將二者的功能進(jìn)行綜合，設(shè)計(jì)出適用于同一環(huán)境不同時(shí)間的冷熱組合風(fēng)扇。 夏季用風(fēng)扇 冬季用取暖器3.2設(shè)計(jì)理念質(zhì)量高，耗能低，體積小，輕型便捷，安全可靠。3.3設(shè)計(jì)原理采用組合創(chuàng)新技法，將夏季用風(fēng)扇送冷風(fēng)功能與冬季用取暖器送熱風(fēng)功能進(jìn)行組合，在風(fēng)扇葉片上鑲嵌蜂窩型電熱片，及對(duì)控制開關(guān)增添轉(zhuǎn)換功能，并根據(jù)人機(jī)工程學(xué)，對(duì)造型重新描繪，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)冷熱雙重功能的新型冷熱組合風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)夏扇冷風(fēng)，冬出熱風(fēng)的設(shè)計(jì)效果。3.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1）冷熱雙重功能同時(shí)實(shí)現(xiàn)；（2）風(fēng)扇葉片巧妙鑲嵌設(shè)計(jì)；（3）控制開關(guān)能方便轉(zhuǎn)換；（4）造型安全，實(shí)用，美觀。3.5工作流程模

9、擬撥動(dòng)電源開關(guān)，撥至“開”狀態(tài)，撥動(dòng)“功能”開關(guān)旋鈕，按至“冷”方位，再撥動(dòng)”檔位“開關(guān)，可旋至“零檔”，“一檔”，“二檔”，“三檔”，冷熱組合風(fēng)扇送出冷風(fēng)，檔位的變化控制電機(jī)的穩(wěn)定調(diào)速以調(diào)節(jié)風(fēng)速大?。粨軇?dòng)“功能”開關(guān)旋鈕，按至“熱”方位，再撥動(dòng)“檔位”開關(guān)，可旋至“零檔”，“一檔”，“二檔”，“三檔”，冷熱組合風(fēng)扇送出熱風(fēng)，檔位的變化控制蜂窩型電熱片的通電葉片數(shù)量以調(diào)節(jié)風(fēng)速的大??；撥動(dòng)電源開關(guān)，撥至“關(guān)”狀態(tài)。第四章 部分零件結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)：4.1單相異步電動(dòng)機(jī)1. 型號(hào)：YSY2. 級(jí)數(shù)：4級(jí)3. 額定功率：0.12KW4. 額定電壓：220/110V5. 額定轉(zhuǎn)速：1150r/mm6.

10、額定頻率：50Hz7. 凈重：0.37Kg 4.2葉片結(jié)構(gòu)不改變風(fēng)扇葉片動(dòng)力性能參數(shù)，鑲嵌蜂窩形狀電熱片，此為本作品的核心創(chuàng)新設(shè)計(jì)。1.葉片光滑度：適中2.葉片弧度：輕微小量弧度3.葉端間隙：34mm4.葉片數(shù)目：3片5.葉片間距：120°6.葉片傾角：6°7.葉片曲率：光滑8.電熱片厚度：1.5mm4.3控制開關(guān)1.電源開關(guān):“開”與“關(guān)”兩種狀態(tài)2.功能開關(guān)：“冷”與“熱”兩種功能3.檔位開關(guān)：“一檔”、“二檔”、“三檔”三種檔位4.4外殼造型1.材料：ABS塑料2.顏色：淺綠3.成形工藝：注塑模工藝4.人機(jī)工程與造型配合程度：適中5.實(shí)用性：良好6.安全性：極高（倒下

11、自停聯(lián)動(dòng)裝置）第五章 基于pro.e的實(shí)體設(shè)計(jì)和虛擬裝配5.1 pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)概述pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)是具有國(guó)際先進(jìn)水平的三維設(shè)計(jì)軟件，它使實(shí)體設(shè)計(jì)跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復(fù)雜性方面受到的限制，不論是經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員，還是剛接觸pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)的初學(xué)者，pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)都能提供便利的操作。其采用鼠標(biāo)拖放式全真三維操作環(huán)境，具有無可比擬的運(yùn)行速度、靈活性和強(qiáng)大功能，使設(shè)計(jì)更快，并獲得更高的交互性能，真正使得實(shí)體設(shè)計(jì)做到了簡(jiǎn)單易用。采用pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 第一，pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)采用工程應(yīng)用的特征（如孔、槽、螺紋、圓角、倒角等）作為構(gòu)造零件的基本單元，改變了傳統(tǒng)二維

12、CAD以幾何設(shè)計(jì)為主的方式，使設(shè)計(jì)過程更加直觀，設(shè)計(jì)人員可以將更多的精力用在創(chuàng)造性的產(chǎn)品構(gòu)思上，提高了設(shè)計(jì)效率。第二，三維裝配設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)人員可以準(zhǔn)確進(jìn)行結(jié)構(gòu)和曲面復(fù)雜的部件設(shè)計(jì)。通過施加約束與配合關(guān)系，采用拖放方式操作，使得零件裝配就像搭積木一樣方便，對(duì)裝配、子裝配的零件、裝配特征、約束及輔助視圖以記錄樹形式進(jìn)行管理，可以完成裝配件爆炸、剖切、干涉檢查、運(yùn)動(dòng)仿真、最小間隙計(jì)算、零件列表等活動(dòng)，避免了需要試制樣機(jī)再驗(yàn)證更改完善設(shè)計(jì)的周期過長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度高等弊端。第三，pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)能自動(dòng)處理從相片真實(shí)感到線框的渲染風(fēng)格。設(shè)計(jì)環(huán)境下集成的真實(shí)紋理、貼圖和表面凸痕效果可用于體現(xiàn)諸如螺紋和隔柵等設(shè)計(jì)

13、細(xì)節(jié)?？缮删哂邢嗥鎸?shí)感的圖象和生成任意數(shù)量的平行光、點(diǎn)光源或聚光光源；其特殊效果包括霧化效果和膠體效果。同時(shí)智能動(dòng)畫提供了復(fù)雜的關(guān)鍵幀動(dòng)畫功能，包括三維動(dòng)畫軌跡編輯和渲染效果圖以 GIF 和PDF文件的形式輸出，非常適合做設(shè)計(jì)作品的模擬演示及與他人的直接溝通。正是pro.e實(shí)體設(shè)計(jì)的以上眾多優(yōu)點(diǎn)，本次創(chuàng)新設(shè)計(jì)我選擇了它。第六章 心得體會(huì)與設(shè)計(jì)總結(jié)6.1 設(shè)計(jì)心得這次設(shè)計(jì)思想來源于大學(xué)的生活，所以所具有的功能也是為大學(xué)宿舍生活的方便而設(shè)置的。因此就產(chǎn)生了制作冷熱組合風(fēng)扇的想法。首先是和幾個(gè)同學(xué)一起商討了該方案的可行性，最后得到了一致的肯定。但是在很多課程的安排下，時(shí)間比較緊湊，所以比較多的方

14、面缺少詳細(xì)的思考和信息，但是我還是能夠克服重重困難，大體上完成了這次的設(shè)計(jì)。至于所遇上的問題，例如在制圖的時(shí)候，要經(jīng)常趁舍友沒有用電腦的時(shí)候再用他的電腦來制圖，首先要畫風(fēng)扇的零件圖，然后再裝配。由于電腦出了問題，所以用cad出不了二維圖，只能用pro.e出三維圖，缺少了一部分的線條，只能說這不是辦法中的辦法。但是通過這次的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，真的學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，還加深了對(duì)一些制圖軟件的了解，并得到一定的提升。而這些都不重要，重要的是讓我們明白，創(chuàng)新就在我們生活的周邊，無處不在，只是我們沒有用心去發(fā)現(xiàn)，用心去探討。因此我就想，21世紀(jì)正是一個(gè)講求科技創(chuàng)新的世紀(jì)中華民族的崛起渴望著擁有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的人

15、才。雖然說，人才的培養(yǎng)重要的還是個(gè)人的努力，但是毋庸置疑的是，環(huán)境的力量仍不容忽視。而學(xué)校、科技俱樂部、各類科技創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制乃至整個(gè)社會(huì)就正是這樣的環(huán)境。我是幸運(yùn)的，因?yàn)槲疑硖庍@樣一個(gè)積極的環(huán)境，但是在許多地方，有許多我的同齡人則未必有如此的幸運(yùn)。正如我的室友所說：“有一些地方，學(xué)校并不鼓勵(lì)（創(chuàng)新活動(dòng)）。”我想，倘使有一天，整個(gè)國(guó)家都能夠積極倡導(dǎo)培養(yǎng)科技創(chuàng)新型人才，全社會(huì)都能夠鼓勵(lì)扶持科技創(chuàng)新活動(dòng)，那么，中華民族的崛起便是指日可待的。6.2設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)此次創(chuàng)新設(shè)計(jì)，重新認(rèn)識(shí)了“創(chuàng)新”的含義。我認(rèn)為，理解“創(chuàng)新”，需從三個(gè)方面。第一，創(chuàng)新具有能得到廣泛群體認(rèn)同的價(jià)值性。從“發(fā)明”誕生以來，任何產(chǎn)品

16、的產(chǎn)生，都是依附著價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，沒有價(jià)值的產(chǎn)品不是產(chǎn)品，更不能成為創(chuàng)新的范疇。第二，創(chuàng)新具有獨(dú)特匠心的新穎性。采用全新的理念或是技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，及在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)，達(dá)到機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、造型創(chuàng)新的效果，能突破常人下意識(shí)感覺，才能堪稱創(chuàng)新。第三，創(chuàng)新具有能得到廣泛運(yùn)用的實(shí)用性。任何創(chuàng)新產(chǎn)品的出現(xiàn)，其最終歸宿將是運(yùn)用實(shí)際生活，服務(wù)于廣泛或是部分群體，以方便人的生活起居，工作學(xué)習(xí)，及審美研究。而此次冷熱風(fēng)扇的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，功能更多的傾向于體現(xiàn)創(chuàng)新的價(jià)值型與實(shí)用性，造型的效果給人以新穎性。同時(shí)，我還認(rèn)為，創(chuàng)新并不是構(gòu)思理念上天馬行空，也不是理論上文字闡述，更不是一篇設(shè)計(jì)說明書的信筆涂鴉?！皠?chuàng)新”牽連著“設(shè)計(jì)”、帶動(dòng)著“制造”、運(yùn)行于“自動(dòng)化”，這就需要著重考慮幾個(gè)問題。第一，有限空間的尺寸協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)；第二