畢業(yè)論文-玩具狗的結(jié)構(gòu)改良設計

1、PAGE PAGE 18 本科畢業(yè)論文（設計）論文題目： 玩具狗的結(jié)構(gòu)改良設計姓名：學號：班級：年級：專業(yè)：機械設計制造及其自動化系部：指導教師：完成時間：2010年5月 14 日 玩具狗的結(jié)構(gòu)改良設計Improved Design of The Structure of Toy Dog 2010年 月 日摘 要目前段低端玩具市場的玩具狗功能單一，不能滿足兒童身心發(fā)展的需要，不能很好的發(fā)展兒童的想象力，難以調(diào)動他們對于玩具狗的興趣。因此，從玩具狗的功能角度分析有許多問題值得研究。本文集中闡述了低端玩具市場玩具狗的結(jié)構(gòu)改良，圍繞功能問題做了相應的分析，剖析了現(xiàn)階段低端市場玩具狗存在的功能單一的問

2、題，討論了在低成本低預算的前提下通過結(jié)構(gòu)改良使其更加多元化、更具趣味性。就低端玩具市場的產(chǎn)品提出了個人的看法，并預測在未來幾年內(nèi)，低端玩具市場的產(chǎn)品將通過簡單的結(jié)構(gòu)改良設計達到功能的多元化，物美價廉。本文系運用規(guī)范研究方法進行的專題研究。全文分三個部分：首先，是對現(xiàn)階段低端玩具市場玩具狗的市場消費現(xiàn)狀和產(chǎn)品功能現(xiàn)狀做了分析；其次，是對玩具狗的結(jié)構(gòu)改良過程進行了研究；最后，是對低端玩具市場產(chǎn)品的發(fā)展趨勢做了展望。本文主要創(chuàng)新體現(xiàn)在通過運用機械設計原理對玩具狗進行簡單的結(jié)構(gòu)改良設計達到功能的多元化。關鍵詞：玩具狗；玩具狗的結(jié)構(gòu)設計；改良設計 Abstract Currently toy dog t

3、oy market low-end single function, can not meet the needs of physical and mental development of children, not a very good development of childrens imagination, hard to arouse their interest in the toy dog. Therefore, the function from the point of view of toy dog there are many issues worth studying

4、. This article focused on the low end of the structure of toy dog toy market improvements made around the issue of the appropriate functional analysis, analysis of the current existence of low-end single function market toy dog issues discussed under the premise of low-cost, low-budget by structural

5、 improvements to make it more diversified and more interesting. On the low end toy market products made personal views, and forecast in the coming years, the low end toy market products will be improved through a simple structure designed to achieve functional diversity, inexpensive. This paper stud

6、ies the use of standard methods of topical studies. Paper in three parts: the first , is a toy dog toy market at the present stage of market low-end consumer products functional status and analyzes the current situation; second , is a toy dogs structure, process improvement the study; finally, is th

7、e low end toy market product trends are put forward. In this paper, innovation is reflected in the use of mechanical design principles through a simple structure of the toy dog improvements designed to meet the diversity of functions. Keywords: toy dog; toy dog in the structural design; improved des

8、ign 目 錄設計思路1引論21 玩具市場玩具狗市場調(diào)查分析1.1 市場消費現(xiàn)狀分析 11.2 產(chǎn)品功能現(xiàn)狀分析 12 低端玩具市場玩具狗結(jié)構(gòu)改良設計22.1 理論設計過程22.1.1 概念性結(jié)構(gòu)設計理念22.1.2 結(jié)構(gòu)設計理論依據(jù)及原理32.1.3 結(jié)構(gòu)及功能審核 52.2 實體建模過程62.2.1 實體結(jié)構(gòu)整體布局 62.2.2 實體零部件設計 82.2.3 實體結(jié)構(gòu)完善 102.2.4 實體工程出圖 112.3 實體制作過程 112.3.1 手板制作過程與驗證112.3.2 工模制作過程122.3.3 注塑成型過程153 該設計理念在低端玩具市場的推廣與運用(結(jié)語) 17主要參考文獻附

9、錄、附圖附錄1附圖1設計思路引 論紐倫堡國際玩具展是世界最著名的玩具類展會，該展會每年舉辦一次，為期6天，展會期間有來自世界各地的數(shù)千家玩具生產(chǎn)企業(yè)及貿(mào)易公司參展，他們帶來了當今世界最流行、最先進的玩具產(chǎn)品及其他各類玩具展品。展會上展出的樣品代表了當今玩具市場的最新潮流，故而該展會有“全球玩具行業(yè)晴雨表”之稱。2009年2月5日，第60屆德國紐倫堡國際玩具展已落下帷幕，專家解讀，高科技玩具、生態(tài)型玩具、環(huán)保類玩具將成未來玩具的流行和發(fā)展趨勢。但是，當你把目光從輝煌盛大的國際玩具展轉(zhuǎn)回到現(xiàn)實，在未來半個世紀內(nèi)，高科技生態(tài)環(huán)保型玩具的全球普及率絕不會超過0.1%。從社會現(xiàn)實而言，高端玩具產(chǎn)品所占市

10、場份額低，當然這些歸咎于眾多的政治經(jīng)濟因素。那么，占玩具市場份額高達99.9%的中低端玩具市場，仍然有著廣闊的發(fā)展前景。滿足大多數(shù)兒童的快樂需求，這是我此次畢業(yè)設計的初衷。最終，我確定以玩具狗作為此次畢業(yè)設計的主體。設計目的是改良低端玩具市場中的玩具狗的結(jié)構(gòu)，完善其功能性，豐富其趣味性，為更多的孩子設計出真正物美價廉的“成長伙伴”。1玩具市場玩具狗市場調(diào)查分析1.1 市場消費現(xiàn)狀分析消費者在消費過程中，會有各種各樣的因素影響他們的購買決定，如需求、動機、態(tài)度等。而最終實現(xiàn)消費的關鍵在于消費者的購買力，也就是消費者是否能承擔并接受商品的價格。1.1.1 資料調(diào)查經(jīng)過調(diào)查得出，玩具市場的兩極分化非

11、常明顯：高端玩具市場的玩具狗價格為幾百美元至幾千美元不等，消費對象為超高收入人群；低端玩具市場的玩具狗價格為幾美元或十幾美元不等，消費對象為低收入人群。1.1.2 現(xiàn)場調(diào)查調(diào)查地點：某大型商場二樓玩具店。該店所處位置人流量非常大，而且店內(nèi)玩具種類繁多，時尚新穎，商品價格從幾元到幾百元不等。調(diào)查時間：周六周日全天。調(diào)查方式：蹲點調(diào)查。研究方法：觀察法、交談法（觀察法，是通過實地觀察顧客的購買行為進而探究其心理活動；交談法，是通過交談的方式完成調(diào)查的內(nèi)容）。調(diào)查結(jié)論：孩子對于新穎玩具表現(xiàn)出極高的熱情；普通家庭的家長對于百元以上的玩具持觀賞態(tài)度，只看不買；大部分家長認為玩具是換湯不換藥，孩子的購買興

12、趣也不是很高，而且玩幾天就丟掉浪費很大；幾位富裕家庭的家長則表示，他們不會給孩子購買千元以上的“貴族玩具”，這種消費行為違背他們的教育理念 1.2 產(chǎn)品功能現(xiàn)狀分析1.2.1 高端玩具狗功能分析提到玩具狗，我們不得不提索尼公司的AIBO機器狗系列，它的誕生具有劃時代的意義。售價為人民幣12820元的AIBO，有喜、怒、哀、驚、懼、怨等6種不同的情感狀態(tài)，有愛、尋找、運動和饑餓（充電）等4個本能，它像幼童一樣有學習期、成長期和成就期，能感知周邊環(huán)境并與人交流，可模仿真實寵物狗的各種動作。繼AIBO之后，各玩具開發(fā)商在玩具狗的功能上開始了大膽的嘗試：他們利用聲控、紅外線遙控器、激光發(fā)射器等各種高科

13、技來控制玩具狗；他們給玩具狗裝備 HYPERLINK /zt/leiyu1212/index.shtml t _blank 紅外雷達 HYPERLINK /list/ztchgq0203.shtml t _blank 傳感器、視覺顏色傳感器，使玩具狗能夠檢測障礙物、跟蹤移動物體、辨認物品和人物等功能；他們?yōu)橥婢吖吩O計合適的食物、玩具總之一句話，如今的高端玩具市場，走的是高科技“貴族”路線！1.2.2 低端玩具狗功能分析如果同樣用一句話來概括，那就是低端玩具市場，走的是低價“平民”路線。這些玩具狗功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，因此價格普遍偏低。大部分的玩具狗是用滾輪的滾動代替四肢的運動，同時配上簡單的音樂

14、來引起兒童的注意。盡管柜臺上的玩具狗外形在變、顏色在變，但功能仍然保持不變，這就是家長所說的“換湯不換藥”。綜合以上內(nèi)容，我們可以得出以下結(jié)論：高端市場的玩具狗功能多樣，非常利于兒童智力開發(fā)，但價格高昂；低端市場的玩具狗功能單一，不利于兒童智力的發(fā)展，但價格低廉是它的優(yōu)勢，可以為大多數(shù)兒童所擁有。2 低端玩具市場玩具狗結(jié)構(gòu)改良設計2.1 理論設計過程2.1.1 概念性結(jié)構(gòu)設計理念在市場調(diào)查中，通過對高端玩具狗和低端玩具狗在市場消費和產(chǎn)品功能進行的對比可以看出，高端玩具狗的功能極為豐富，不僅可以模仿真實寵物狗的多種動作，更可以逼真地模仿真實寵物狗的細膩情感，但是過高的市場價格嚴重的制約了它們的普

15、及和發(fā)展，不是每一個兒童可以擁有的“伙伴”。低端玩具狗雖然在價格上占有優(yōu)勢，但趣味性和仿真效果頗有不足，與相應年齡的兒童的智力和趣味的發(fā)展相對滯后，不能很好的體現(xiàn)玩具的存在價值。綜上兩者存在的優(yōu)勢與弊端的分析可知：功能多樣，形象生動，符合普通家庭購買力的玩具產(chǎn)品成為大多數(shù)消費者的渴望，這也成為了我此次畢業(yè)設計的最終目標。按照通常的研究方法，我們可以根據(jù)高端玩具狗的功能和寵物狗的生活習性，提取出幾點功能設計元素，結(jié)合低端玩具市場的消費狀況，運用機械原理設計出簡單的結(jié)構(gòu)來豐富低端玩具市場玩具狗的功能，同時保證價格波動幅度不大，使消費者能夠在輕松的購買環(huán)境下，同樣享受到玩具帶給他們的快樂。最終，我選

16、擇寵物狗常見的動作功能作為畢業(yè)設計的主體，如頭部的運動動作功能、行走運動動作功能、翻滾運動動作功能。2.1.2 結(jié)構(gòu)設計理論依據(jù)及原理上述提到的三種動作功能分別為：頭部動作，行走動作，翻滾動作。（1）以頭部動作為研究對象：寵物狗的頭部動作有抬頭、搖頭、點頭等，我選擇活潑可愛的點頭動作，通過連桿副來實現(xiàn)這一功能（見圖2.1所示）。圖2.1 頭部動作結(jié)構(gòu)示意圖由凸輪 Cam 1 帶動連桿Link 1的做上下往復運動，在支點Fulcrum 1 的作用下，連桿Link 1的另一端做上下往復運動，連桿Link 2在運動副 pairs 1的帶動下沿著導槽做上下往復運動，連桿Link 2的上下往復運動通過運

17、動副 pairs 2帶動連桿Link 3的一端做上下往復運動，又因為支點 fulcrum 2的作用下連桿Link 3的另一端也做上下往復運動，這端連接的是頭部Head，將帶動玩具狗頭部做上下往復運動，這就是實現(xiàn)頭部點頭動作的結(jié)構(gòu)和功能實現(xiàn)過程。 （2）以腿部動作為研究對象：各類玩具狗的腿部動作多種多樣，如低端玩具狗直接運用輪子的滾動來實現(xiàn)行走動作，或通過簡單結(jié)構(gòu)用滑動來實現(xiàn)玩具狗的腿部動作；高端玩具狗事通過復雜的連桿來實現(xiàn)玩具狗的抬腿、前移、落地的循環(huán)動作，借助微電子伺服機構(gòu)，來確定和反饋腿部的移動幅度大小。該研究對象采用比較常見的滑動移動方式來描述玩具狗腿部的移動方式（見圖2.2所示）。圖2

18、.2 腿部動作結(jié)構(gòu)示意圖由凸輪 Cam 2 、Cam 3帶動兩邊腿部的運動，因為腿部有豎直型導槽，導槽長度略長于凸輪在豎直方向的行程，并且導槽的中心比凸輪的中心低，這樣凸輪在豎直方向行至最高點時，將帶著腿部有向上移動的微小距離，減小了腿部做滑動前移時的阻力。左右兩邊的凸輪圓柱成一百八十度角，一邊腿部做前移時，另一邊腿部抬起做相對于軀體向后運動，如此循環(huán)，完成腿部行走動作。（3）以翻滾動作為研究對象：翻滾動作是該玩具狗結(jié)構(gòu)設計的創(chuàng)新點，也是難點。要實現(xiàn)翻滾動作，先要考慮玩具狗怎樣才可以倒下去和倒下去后怎樣可以重新站起來。經(jīng)過分析，可以讓尾巴轉(zhuǎn)動，與地面相接觸，地面阻礙玩具狗尾部的轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)動的

19、繼續(xù)，使玩具狗的身體在力的作用下失去平衡，倒地。然后又在玩具狗與地的接觸及力的抵抗中翻滾爬起（見圖2.3所示）。圖2.3 翻滾動作過程簡圖2.1.3 結(jié)構(gòu)及功能審核功能與結(jié)構(gòu)是相輔相成的關系，功能決定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)實現(xiàn)功能。結(jié)構(gòu)設計不能天馬行空，要做到有的放矢，按照功能做出的結(jié)構(gòu)設計才是具有真正意義、有實際價值的設計。（1）功能審核：該玩具狗的功能上有三個要求，這就需要有相應的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)這三個功能要求。這三個功能分別是：一，玩具狗的頭部要不停的搖動；二，玩具狗的腿部需要行走，在走到一定距離后可以停止，停止一段時間后又可以繼續(xù)行走，也就是說該玩具狗的腿部需要實現(xiàn)間歇性的行走動作；三，要求可以做翻滾動

20、作，就是從側(cè)面倒下，然后翻轉(zhuǎn)一圈站立起來。這三個動作功能不是獨立存在的，它們應該是協(xié)調(diào)的，相互配合的，銜接順暢的，符合寵物狗的基本動作要領。在這三個功能中，腿部的行走動作和翻滾動作將交替進行，腿部行走一段距離后，腿部動作中止，身體開始做翻滾動作，一個翻滾動作完成后，停止，腿部恢復行走狀態(tài)，如此循環(huán)。翻滾動作與腿部動作的切換功能是改良結(jié)構(gòu)研究的重難點，是區(qū)別目前低端市場玩具狗的重要特征。從玩具狗啟動到停止的整個過程中，頭部始終保持著搖頭狀態(tài)，帶給人憨厚可愛的印象。（2）結(jié)構(gòu)審核：在本章第二節(jié)中對頭部運動結(jié)構(gòu)，腿部運動結(jié)構(gòu)，翻滾運動結(jié)構(gòu)做了詳細分析，現(xiàn)在的重點是研究分析怎樣協(xié)調(diào)這三個動作。三個動作

21、的協(xié)調(diào)和循環(huán)交替，可以利用兩個齒數(shù)有齒差的齒輪在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)的角度偏差來實現(xiàn)。（見圖2.4所示）圖2.4 腿部動作與尾部動作交替示意圖齒輪Z4比齒輪Z3多一個齒，所以兩個齒輪每一圈都會有一定角度的偏差，齒輪Z3上有個楔子而齒輪Z4上開有槽，齒輪Z4將會順著齒輪Z3的楔子上升，直至脫離齒輪Z6，由于在齒輪Z4沒有脫離齒輪Z6之前帶動尾巴轉(zhuǎn)動，所以脫離后尾部動作停止，當齒輪Z4上升到與齒輪Z6脫離而與齒輪Z5嚙合后，齒輪Z5轉(zhuǎn)動，齒輪Z5與軸緊配，該軸作為腳部動作的輸出軸，帶動腳部移動，一段時間后，當齒輪Z4的槽與齒輪Z3上的楔子相遇時，在彈簧Spring的作用下楔子進入槽中，齒輪Z4與齒輪Z5

22、脫離，而與齒輪Z6嚙合，這樣腳步動作停止，尾部開始轉(zhuǎn)動，如此循環(huán)，就是該玩具狗的腳部行走與尾部動作的交替過程。2.2 實體建模過程2.2.1 實體結(jié)構(gòu)整體布局產(chǎn)品外型是預先給定或確定后再設計結(jié)構(gòu)，這時應該考慮整個結(jié)構(gòu)必須合理的布局定位在外型內(nèi)部，不能與外殼發(fā)生干涉，這點很重要，而且對之后的設計要留有修改的空間。首先，確定該玩具狗的軀干尺寸為L165mmW60mmH70mm（見圖2.5所示），這個尺寸很重要，因為可以通過這個尺寸，再根據(jù)生活中狗的身體比例，確定其它部位相應尺寸，最重要的是后腿的定位尺寸和尾巴的定位尺寸要協(xié)調(diào)，也就是腿部輸出軸的定位和尾部輸出軸的定位要符合狗身體的比例，達到外型和功

23、能相兼容。這樣齒輪箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)根據(jù)外型的尺寸做了大概的定位，接下來的設計要求就是在功能實現(xiàn)的前提下，盡量使內(nèi)部結(jié)構(gòu)容納到狗的軀干里面，并且要注意內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外型之間要留有足夠的空隙和料位。圖2.5 整體結(jié)構(gòu)布局圖其次，內(nèi)部結(jié)構(gòu)定位后，就可以根據(jù)外型來設計內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一般的電動玩具功能結(jié)構(gòu)都由動力源、傳動裝置、執(zhí)行裝置三大部分組成?，F(xiàn)在根據(jù)這三大部分來闡述該玩具狗結(jié)構(gòu)設計的思路。動力源：要擁有動作功能，就離不開能量的供給和轉(zhuǎn)換。玩具中較為常用的供能方式是由電池提供電能，常用電池的規(guī)格有堿電1.5V“AA”、“AAA”“C”、“D”、以及相應的充電電池，還有鈕扣電池等等。電池箱在玩具設計中要求較高，所

24、以很多公司已將部分常用的電池箱和電池接觸片做了標準化。玩具狗所需要的扭矩較大，所需要的電壓和功率較高，故選擇4節(jié)AA電池來提供電能，該裝置就是前面所提到的電池盒結(jié)構(gòu)。馬達是玩具能夠保持持續(xù)動力的主要動力源，可以把電能轉(zhuǎn)化成所需的機械能。設計人員在玩具生產(chǎn)中很少有機會設計一個馬達，主要是選用。馬達廠的標準是空載的轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)速比計算時，一般就是用空載轉(zhuǎn)速的計算。因玩具產(chǎn)品并非是一種精密的機械，所以可以通過調(diào)節(jié)齒輪的傳動來得出實際需要的傳動比。馬達產(chǎn)品都有一個最大載荷的數(shù)據(jù)，還有一個載荷與轉(zhuǎn)速的關系。因為玩具產(chǎn)品一般不會很大而且是用電池驅(qū)動的較多，所以馬達的載荷也不會很大。一般來說，載荷與扭矩越大，

25、馬達的體積也越大，所要的電池也越多，而且玩具的重量也越重，所以盡量選用合適的馬達。一般保險起見，載荷與轉(zhuǎn)速在曲線上升區(qū)的馬達就管用。作為轉(zhuǎn)向齒輪箱用的馬達選擇是否正確，對電動玩具的轉(zhuǎn)向靈活性有直接的影響，同時也會影響電池的壽命，合理選擇轉(zhuǎn)向齒輪箱的馬達，傳動等級和傳動比是非常重要的。目前玩具產(chǎn)品的轉(zhuǎn)向齒輪箱馬達的選擇標準為 ： 大型電動玩具，常采用RC 280S或RC-260.SA型的馬達；中型電動玩具,一般是采用FS130的馬達；小型電動玩具，一般是采用FF-N20PN型的馬達。我選用FS130馬達，轉(zhuǎn)速為n=12000r/min。（2）傳動裝置：傳動裝置在整個結(jié)構(gòu)中起到了橋梁的作用，是動力

26、源到執(zhí)行裝置的過渡，該傳動裝置的主要功能是減速和傳遞扭矩。減速：寵物狗的正常步伐速度為每1.5秒鐘移動一步，所以設定玩具狗的腳步輸出軸1.5s旋轉(zhuǎn)一圈，這樣就確定腿部的輸出轉(zhuǎn)速是Nt=1r/1.5s=40r/min，動力源提供的轉(zhuǎn)速是N=12000r/min，得到該傳動裝置的轉(zhuǎn)速比i=1200/40=300。由于該玩具狗的外型尺寸的限制，傳動都是以轉(zhuǎn)動方式實現(xiàn)，故傳動裝置選用齒輪來減速與傳遞扭矩比較合理，并且齒輪的傳動效率高，能量損失小，結(jié)構(gòu)緊湊。齒輪的模數(shù)m一般優(yōu)先選擇 0.5 、0.6 、0.8 、1 、1.25 、2 、2.5 、3 、4 、5 、6 、8 等，玩具中常用的是0.5 、0

27、.6 、0.8 、1 ，這里選用模數(shù)m1=0.5、m2=0.8。齒輪的壓力角a=20 ，齒頂高為 1，頂隙系數(shù)為 0.25 。每種齒制有一個最小齒數(shù)，防止在滾齒時產(chǎn)生根切，故齒輪齒數(shù)必須大于最小齒數(shù)。在玩具上齒輪的最少齒數(shù)不能少于8，一般都在845之間選擇，偶數(shù)齒數(shù)優(yōu)先選，為了達到傳動比i=300和選擇齒輪齒數(shù)的合理排布性 ，選用齒輪齒數(shù)分別為Z1-1=36、Z1-2=12、Z2-1=48、Z2-2=20、Z3=42、Z4=43、Z5=Z6=Z7-1=42、Z7-2=12、Z8=36（見圖2.6所示）。 圖2.6 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（3）執(zhí)行裝置：執(zhí)行裝置在本章第二節(jié)部分有詳細論述。2.2.2 實體零

28、部件設計整個結(jié)構(gòu)是由齒輪箱外殼、馬達、蝸桿、齒輪、介子、軸、彈簧等七種零部件組成的。齒輪類零部件參數(shù)設計（見表2.1、2.2所示）：表2.1 齒輪計算公式標準直齒圓柱齒輪計算公式名稱代號計算公式節(jié)徑dd=m*z外徑dada=m*(z+2)根徑dfdf=d-2.5*m齒頂高haha=m齒根高hfhf=1.25*m齒全高hh=2.25*m中心距aA=(z1+z2)*m/2表2.2 零部件的參數(shù)確定值名稱模數(shù)m齒數(shù)z節(jié)徑d外徑da根徑df齒頂高ha齒根高hf齒全高h齒厚bZ1-10.536181916.750.50.6251.1252Z1-20.512674.750.50.6251.1253Z2-1

29、0.548242522.750.50.6251.1252Z2-20.52010118.750.50.6251.1259Z30.542212219.750.50.6251.1252Z40.54321.522.5251.1251.8Z50.542212219.750.50.6251.1252Z60.542212219.750.50.6251.1252Z7-10.84233.611.82Z7-20.8129.611.83Z80.83628.830.426.80.811.82該機構(gòu)是腿部動作與尾部動作交替運動的關鍵結(jié)構(gòu)：考慮到強度要求，楔子的高度h=4mm，厚度b=2mm，在楔子與槽脫離到嚙合的過程是

30、腿部動作的過程，從楔子與槽嚙合到脫落過程是尾部動作過程，在整個循環(huán)過程中的時間總和t=t1+t2。應為z3的齒數(shù)為42，z4的齒數(shù)為43，從楔子與槽第一次嚙合到第二次嚙合的整個過程所需轉(zhuǎn)圈數(shù)N2=42 因為減速到z3與z4齒輪時的轉(zhuǎn)速要求1.5 s 每圈，所以t=42*1.5=63s。尾部轉(zhuǎn)動時間為t2=9s。所以腿部的動作時間為t1=t-t2=54s。也就是z4在帶動z5旋轉(zhuǎn)n3=9/1.5=6 圈之后與其脫離來帶動z6的旋轉(zhuǎn)運動，z6的旋轉(zhuǎn)與腿部的輸出軸相連接，旋轉(zhuǎn)n4=54s之后楔子又回到槽內(nèi)，也就是z4和z6脫離后又與z5嚙合，帶動尾部旋轉(zhuǎn)。這樣就可以計算出槽子的扇形弧度=6/42*3

31、60=51.42 槽的厚度要略大于楔子的厚度，厚度b2=2.5mm。楔子在z3上的扇形弧度略小于槽的弧度就可以達到預定的動作交替時間了。整個結(jié)構(gòu)中零部件可以簡單的分為齒輪箱的上蓋和下蓋，蝸桿，齒輪z1，Z2,Z3,Z4,Z5,Z6,Z7,Z8,皇冠齒輪z9，介子，1，2，3，彈簧，軸shaft1，shaft2，shaft3，shaft4，shaft5， 齒輪箱的設計：齒輪箱外殼的作用是保護齒輪不受外界的干擾，起到固定支撐的作用。圖2.7皇冠齒輪的設計：在機械工程中一般是不存在這種皇冠齒輪的，但皇冠齒輪的作用與機械工程中的斜齒輪有異曲同工之妙，都是起到了調(diào)整轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方向的作用。2.2.3如果外

32、型尺寸剛剛好,一點剩余的空間都沒有,那應該放棄這一設計思想,因為還不知道以后會發(fā)生什么,就是說要為以后的修模留退路,更何況現(xiàn)在只是大概估算而已,還沒有按最終的尺寸和合理的設計擺設這些零件,不然不但前功盡棄,而且會造成無法挽回的損失。設計前也應該謹慎的考慮拔模斜度問題，拔模斜度要先對結(jié)構(gòu)進行劃分,功能越多,相應的結(jié)構(gòu)就越復雜,零部件也就越多。為了考慮成本,零部件的劃分越少越好,這樣可以減少模具的數(shù)量。但是如果外型比較復雜的話,就要考慮到是否能夠脫模,是否對模具的設計要求比較高,是否造成模具結(jié)構(gòu)的復雜化,也許開一套既帶斜頂又帶滑塊的跳板模比開兩套普普通通的三板模造價還要高,或者說實在無法簡單化的話

33、,就要做一下修改，當所有的塑膠件脫模成型都沒問題后, 這樣的設計思想才算合理。外型和結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)設計對于一個產(chǎn)品來說是相當重要的，在設計環(huán)節(jié)中也占有絕大的比例與重要性，它不僅僅是設計人員與其工程人員的一種直接交流，而且可以作為一個憑證和依據(jù)，在生產(chǎn)、裝配各個環(huán)節(jié)中起到至關重要的作用。生產(chǎn)部門需要根據(jù)尺寸制作工模，注塑成型，裝配成成品，檢驗部門按照所給的尺寸檢測產(chǎn)品的質(zhì)量，驗證產(chǎn)品是否合格，在出現(xiàn)錯誤和設計不當?shù)那闆r下，通過尺寸可以盡快的找出原因所在，方便于修改，在日后的設計與改良中也是重要的依據(jù)和基礎。尺寸的確定可以先從整體出發(fā)，確定好外觀尺寸，然后根據(jù)外觀的尺寸和功能要求來定位和確定內(nèi)部結(jié)構(gòu)

34、的大致尺寸。2.2.4 實體工程出圖見附圖。2.3 實體制作過程2.3.1 手板制作過程與驗證玩具設計合理性的驗證、產(chǎn)品強度的校核、制造生產(chǎn)成本的核算等都離不開手板模型的制作。一般產(chǎn)品在生產(chǎn)制造前都要做一個手板模型，該模型的制作過程涉及到玩具產(chǎn)品初期工程檢驗的各方面。手板模型不僅能讓你清楚的了解到該產(chǎn)品功能的實現(xiàn),還能讓你進一步發(fā)現(xiàn)設計中存在的隱患.減少以后設變的次數(shù).在模型制作之前要選材，合適的材料不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且可以降低生產(chǎn)成本。在所有能滿足功能要求的材料選出后，結(jié)合原材料的價格、成型的難易程度和相應的模具造價等因素來最終確定材料的選取。通過各方面衡量，該玩具狗的絕大部分材料將用

35、塑料制作。考慮到玩具狗的經(jīng)濟、強度、使用壽命和安全等因素，不受力部分選用ABS膠料，如齒輪箱上下蓋，電池盒；受力部分可選用PA或者POM（這里選用POM材料），如蝸桿，齒輪，皇冠齒輪。軸是組成機械的一個重要零件，它支承著其他轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時又通過軸承和機架連接，所有軸上零件圍繞軸心作回轉(zhuǎn)運動，形成了一個以軸為基準的組合體，還必須和軸系零部件的整個結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。設計軸時應考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)、強度、剛度，對于高速軸還應考慮震動穩(wěn)定性問題。軸的常用材料有：35#，45#，50#，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Cr鋼，最常用的是45鋼，對于受載小的或不太重要的軸也可用Q235

36、,Q275等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，對于受力較大，軸的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。這里選用45#鋼作為軸的材料選定材料后就根據(jù)設計者提供的產(chǎn)品資料和工程圖來制作，在制作工程中主要檢討以下幾個問題:（1）功能是否達到;（2）是否便于組裝生產(chǎn);（3）塑膠件是否便于開模成型;（4）塑膠件強度是否足夠;（5）各零件是否有發(fā)生干涉。在模型制作過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，不斷的完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并在不影響產(chǎn)品功能和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下考慮降低生產(chǎn)成本，使該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最優(yōu)化、最合理化。2.3.2 工模制作過程在通過手板模型驗證確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已達最優(yōu)化、經(jīng)濟化后，就可以制作模具來進行大批量生產(chǎn)了，可

37、以看出要使產(chǎn)品在大批量生產(chǎn)制造過程中實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)”“經(jīng)濟”“廢品率低或無廢品”，模型制作的好壞起到很關鍵的作用。 注射模具的結(jié)構(gòu)組成:根據(jù)模具中各個部件的不同作用，一套注射模可以分成以下幾個部分：內(nèi)模零部件，賦予成型材料形狀和尺寸的零件。通常由Core（下模）Cavity（上模），鑲件（鑲針）等組成。澆注系統(tǒng)：將熔融塑料由注射機射嘴引向閉合的模腔，一般由灌口主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。熱交換系統(tǒng)：為了滿足注射成形工藝對模具溫度的要求（冷卻或加熱）需要對模具溫度進行較精確的控制。行位系統(tǒng)：當側(cè)向有凸凹及孔時，在塑料被頂出之前，必須先抽拔側(cè)向的型芯（或鑲件），才能使塑膠產(chǎn)品順利脫模。頂出系統(tǒng)：

38、實現(xiàn)塑膠產(chǎn)品脫模的機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式很多，最常用的是頂針、司筒和推板等脫模機構(gòu)。導向定位部件，是保證動模與定模閉合時能準確對準、脫模時運動靈活，注射時承受側(cè)向力的部件，常由導柱和導套及定位塊、錐等組成。排氣系統(tǒng)：將型腔內(nèi)空氣導出的結(jié)構(gòu)，如：排氣槽及鑲件配合時的間隙。結(jié)構(gòu)件：如模架板、支承柱、從模具結(jié)構(gòu)和制造上分析，塑膠產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要具備以下特點：1) 塑膠產(chǎn)品要有足夠的拔模角，以利于塑膠產(chǎn)品從模腔及模呵上脫出。2) 鉤、扣位工藝孔，塑膠產(chǎn)品的鉤位、扣位等結(jié)構(gòu)有些是通過前后模插穿實現(xiàn)的。3）落在曲面上的孔，孔口要倒角，以避免出現(xiàn)尖銳的膠位。4）內(nèi)模尺寸大小一般不能超出工字模兩支承板（凳仔板）寬度，高

39、度方向保證內(nèi)模邊與回針距離最少15 mm5）內(nèi)模大小主要決定于產(chǎn)品尺寸和模具結(jié)構(gòu)：a.對于機殼類模具，模具冷卻水要走內(nèi)模邊，要保證內(nèi)模邊與膠位有25 mm ；上模高度產(chǎn)品高+15 mm ，下模高b.對于精密制品模具，為便于加工及維修，內(nèi)模要分開設計，不能多型腔出于一件內(nèi)模。膠位邊至內(nèi)模邊可以10 mm ，內(nèi)模高可以206）內(nèi)模一般采用有下列幾種形式與模架板固定連接。如圖a型最常用。小于2020的二板模上?？煽紤]采用b型開通一框形式，d型安裝的銷釘位置要與3R夾具導邊孔位相吻合，e型常用于齒輪模內(nèi)模安裝。 模架規(guī)格的選用1）塑件結(jié)構(gòu)和注塑機規(guī)格決定。 模架厚度要保證：在注塑機前后墻板極限開合范圍

40、內(nèi)模具結(jié)構(gòu)的要求模具強度和剛性方面的要求 三板模的拉桿長度的確定：(圖3-1示)拉桿長度=A+6+B+水口長+（2025）+C 拉板長度：a)50噸以下機：D1=120-15080噸以上機：D1=30+D =30+（2.5-3）h+(120-150)b) 當分模采用尼龍塞扣緊而為防止上模板回彈而設置的拉板只須對角、兩副，此時拉板介子不必藏入模架；當不用尼龍塞而用拉板拉開上模板時，宜用4根拉板并且拉板介子要藏入模板。限位螺絲。2020以下模架D=10，3030以下D=12，4040 以下D=16，4040以上D=20水口螺絲組d=d彈簧壓縮量50%模架（間隔板高度=H+頂出距離，頂出距離需頂出高

41、度+10mm澆注系統(tǒng)：膠件的進澆方式大致有以下幾種：側(cè)澆口、潛澆口、點澆口、潛伏式澆口、直澆口，以下為各進澆方式的圖例關于細水口轉(zhuǎn)大水口之流道問題:常用的有以下方式:一般情況下,推薦采用B種形式,優(yōu)點在于:1.減短了脫水口螺絲的長度與開模距離. 2.壓力損失小.。 冷卻系統(tǒng)下圖為冷卻水道的圖例： 頂出系統(tǒng)的設計：一般膠件的頂出有以下幾種方式：1、頂針頂出：1) 防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性地選擇合適的脫模裝置，使頂出力施于塑件剛性及強度最大的部位，即盡可能頂在壁邊，骨位、柱位下面，作用面積也盡可能大一些（即盡可能選直徑大的頂針），以防塑件變形或損壞

42、。2) 對于10mm3) 對于表面不能有頂針印的產(chǎn)品，可在產(chǎn)品周邊適當位置加輔助垃圾釘頂出。2、推板頂出推板類脫模機構(gòu)適用于大筒形塑件，薄壁容器及各型罩殼形塑件的脫模。推件板脫模的特點是頂出均勻、力量大、運動平穩(wěn)、塑件不易變形。1）推塊頂出2）強行頂出對一些小的倒扣可以用強行推出的辦法脫模，此時塑件要產(chǎn)生足夠的變形以克服倒扣。這種變形必須不會導致產(chǎn)生塑性變形。六、其它（導向定位部件、排氣系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件）2.3.3 注塑成型過程模具制作完成后，就可以開始加工生產(chǎn)零部件了，在玩具中大多數(shù)零部件都是塑膠，故稱為膠件。首先把做好的模具安裝到相對應的注塑機型的注塑機上加工成型。塑料制品的成型方式有多種多樣，選擇成型方式的主要根據(jù)：一方面根據(jù)塑料制品所要求的物化性能來選擇所用的塑料原料，比如，制件要求耐熱溫度，制件成型的尺寸精度，耐酸、堿、鹽和電絕緣性等。另一方面根據(jù)已選的原材料和制品的外型再來確定