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购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 全新多功能婴儿车的设计 学生姓名 贾喜顺 学 号 8031212317 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 农业机械化及其自动化 班 级 16 指导老师 范修文 日 期 塔里木大学机械电气化工程学院制 16 届毕业设计 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 前 言 婴儿车 源于欧洲，至今已有超过 两百多年 的 历史，但在中国的出现只有十几年时间。目前 中国已经 是 世界上最大的童车制造国。中国 开始 从“中国制造”迈向“中国创造”的的进程之中，因此，我们不仅要制造，而且还要通过设计来进行新的创造，从而使我们国家保持产业的领先地位和国际市场的竞争能力。因此，我们要开展婴儿车的 研究设计是很有必要的 。 多功能婴儿护理车 是 当今 不可或缺 的 现代家庭 育儿工具，在家庭中扮演着 及其 重要的角色。同时新的育儿文化也在冲击着我们的传统观念，人们对婴儿车 的设计 也提出了越来越高的 功能需求 ，期待着更高品质的婴儿 手推 车问世。设计 最终的目的 是为了人们 高 品质 的生活，市场上 出售 的婴儿车大多功能单一，且使用寿命 很短， 一般在一年左右便成为闲置品。多功能婴儿车将从”可持续发展”的角度，开展设计研究 ,从而延长其使用 使用率 和 寿命 。 因此，我设计了这种集 舒适性 、 方便性、 操作简便性 等多功能于一体的 多功能 婴儿车。它的问世不 但 可以增强婴儿在车内的舒适度，而且还可以营造有利于婴儿健康成长的环境。 所以，我所设计的 多功能 婴儿车是符合时代背景的，是具有价值的实用 性 设计。 关键词 ： 多功能；婴儿车；摇篮 购买设计文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 目 录 1 绪论 . 1 题研究的意义 . 1 儿车发展状况及其国内外的市场分析 . 1 儿车的发展现状 . 1 内婴儿车的市场分析 . 1 外婴儿车的市场分析 . 1 内外婴儿车存在的问题 . 2 究的内容和方法 . 2 期目标 . 2 点研究的关键问题及解决思路 . 3 作条件及解决方法 . 3 2 婴儿车总体设计 . 3 摆典型方法及婴儿车方案的选择 . 3 摆的几种典型方法 . 3 儿车方案的选择 . 3 儿车的结构 . 4 3 曲柄摇杆机构设计 . 4 柄摇杆机构的概述 . 4 柄摇杆机构的设计 . 5 柄滑块机构自由度的计算 . 5 4 分离机构的设计 . 6 离机构的概述 . 6 离机构的设计 . 6 5 传动装置的设计 . 7 动的典型方法及方案的选择 . 7 动的几种典型方法 . 7 动方案的选择 . 7 动比的计算 . 8 6 行星轮的设计 . 8 总 结 . 10 致 谢 . 11 参考文献 . 12 塔里木大学毕业设计 1 1 绪论 题研究的意义 婴儿车 源于欧洲，至 今已有超过 两百多年的历史，但在中国的出现只有十几年时间。目前 中国已经 是 世界上最大的童车制造国。中国 开始 从“中国制造”迈向“中国创造”的的进程之中，因此，我们不仅要制造，而且还要通过设计来进行新的创造，从而使我们国家保持产业的领先地位和国际市场的竞争能力。因此，我们要开展婴儿车的 研究设计是很有必要的 。 多功能婴儿护理车 是 当今不可或缺 的现代家庭育儿工具，在家庭中扮演着 及其 重要的角色。 同时新的育儿文化也在不断冲击着我们的传统观念，人们对现有的婴儿车也提出了越来越高的要求，期待着更高品质的婴儿车问世。设计的 终极是为了人们搞品质的生活，市场上的婴儿车大多功能单一，且使用寿命一般在一年左右便成为闲置品。新型多功能婴儿车将从 “可持续发展” 的角度，开展创新设计研究 ， 从而延长其使用寿命和使用率。因此，开展婴儿车的设计研究，为我们的宝宝和年轻的父母提供更加高品质的服务，是时代发展的需要。 儿车发展状况及其国内外的市场分析 儿车的发展现状 婴儿车是一种供儿童玩耍 、 休息 和 代步的交通性工具车，最早出现于欧洲。其目的主要是为育婴者提供 便捷 ，照顾婴儿的同时减轻 劳动 负担。全世界每天约有 16 万新生儿出生，每年大约 有 6100万 新生儿降临，与这个群体紧密相连的是一个庞大的婴幼儿经济市场 ,它将给 中国 以及全世界的婴幼儿用品市场带来巨大的发展机遇。婴儿车是 婴儿用品 中最为 普遍 和 典型 的产品，具有广阔的市场前景 ，在整个 婴幼儿 产品消费中占 大约 20%的 市场 份额。婴儿车产业所面对的消费市场已经产生了 巨大 的变化，这将推动企业不断地更新换代 。儿童消费每年对家庭消费额的 影响 ， 已经吸引了许多生产企业的注意，导致其生产出了各种各样的婴儿车，比如豪华型、简约型、轻便型等，无论哪一种，存在的弊端都是“一物只能一用”（现代工业设计在为人类创造现代 生活环 境 和 生活方式 的 时候 ， 同时 也加速了 能源 、 资源的消耗， 尤其 是工业设计的过度商业化，使 工业 设计成了鼓舞人们无节制消费的重要介质。随着全球污染越来越严重，全世界消费者都在提倡绿色无污染可循环利用的消费观念）。对于中国这个人口密度如此大的国家（经济基本上还处于发展中国家，大多数家庭还未实现小康生活），人均住房面积逐渐减少，物价迅速提升，“一物一用”的设计理念不仅浪费资源而且占空间。所以婴儿车产品的整个发展趋势往节约材料、多功能整合的全新设计靠拢。 内婴儿车的市场分析 全球婴儿车制造行业逐渐转移到中国，中国 将 成为全球婴儿车制造的中心，随着行业市场规模的不断扩大，消费者对婴儿车的 性能 需求 不断提高，我国婴幼儿用品 企业加大了对 产品设计 和 行业技术 的研发力度，行业竞争 越来越 激烈 。婴儿车行业在我国还处于发展阶段，未来行业市场发展前景 乐观。 部分企业依靠国外企业拿来样图，进行 模仿加工 ，出现了鱼目混珠的现象，功能性产品开发力度小，个性化需求满足能力差。因此对婴儿车的创新设计是很有必要的。 外婴儿车的市场分析 塔里木大学毕业设计 2 相对国内而言，国外的婴儿车设计则更具时尚感和人情味，注重人机工程在设计中的运用，具有代表性的作品则有 作开发的婴儿车，它参考了航空器的相关设计，并运用了制造高级轿车的特殊材料，被称为“史上最酷的婴儿车”。 司的设计师计的婴儿车，安全且时髦，具有充足的韧性且符合人体工程学的设计要求，被称为“最保险的婴儿车”。欧美地区由于生活观念及文化与国情的不同，孩子使用婴儿车的时间相对较长，因此欧美地区与亚洲地区生产的婴儿车存有差异。欧洲地区石板街道较多，因此婴儿车的轮子做得大而结实。无论在外形造型还是人机结构的合理性方面，国 外的婴儿车的设计都走在了前沿 。 内外婴儿车存在的问题 目前市面上的婴儿车主要有 图 11型车适合外出购物。而这些婴儿车都有一定的局限性，功能单一，给人们带来一定的不便。 图 1 型婴儿车 图 1 型婴儿车 目前的婴儿车 不能在静止中对即将入睡的婴儿体现其价值 ,只能在行驶状态中起到作用 。 并且目前的婴儿车睡篮大多数都较低，当行驶在马路时，婴儿很容易吸入汽车尾气，这 有 害于婴儿的健康。 目前的婴儿车无上、下楼省力功能，在上、下楼时，人们负担较重。 究的内容和方法 根据国内外现有的婴儿车，设计出新型多功能婴儿车，要求结构简单，可以边走边摆，也可以边走不摆。先确定多功能婴儿车的类型，根据已有的婴儿车的参数和构造，设计出新的新型多功能婴儿车，使多功能婴儿车的工作能满足年轻母亲的需求，并同时向多功能整合的全新设计靠拢。 婴儿车主要由动力输入装置、传动装置、离合装置和曲柄摇杆装置组成。其中，动力装置是通过人作用在婴儿车的扶手上和摇柄，只需推动婴儿车或者摇动摇柄就可使其摇摆工作 。 期目标 （ 1）将新型多功能婴儿车与传统婴儿车相结合； （ 2）使新型多功能婴儿车结构简单，突破以往的固定性摇篮，实现婴儿车边推边摇；在家时，人们可利用手摇臂使之摇摆，即可一边看书一边哄婴儿入睡； （ 3）优化离合器部分，使其分离结合方便 ； （ 4）造价成本低，性价比高。 塔里木大学毕业设计 3 点研究的关键问题及解决思路 该机动力源于车轮，通过离合器使主动轴与从动轴结合，那么车轮的滚动将使主动轴随之运动，从而带动曲轴转动，再带动曲柄摇杆机构运动使床体产生摆动 。 （ 1） 选择合适 动力传递方式 ，设计 离合装置、曲柄摇杆装置 和 传动装置 ； （ 2）运用 制二维零件图和装配图 ； （ 3）利用有限元分析和 成整机各零部件的三维建模 。 作条件及解决方法 塔里木大学位于南疆中心位置，校内有实习工厂、土槽实验室、 农业工程重点实验室等 ，设计条件较好，为项目开展提供了场地和基本条件。校内拥有优良的硬件环境，机械电气化工程学院拥有先进的实验设备和机械加工制造设备，并且师资力量雄厚，完全可以满足 多功能婴儿车 的工作条件。 2 婴儿车总体设计 摆典型方法及婴儿车方案的选择 摆的几种典型方法 目前开发出的绝大部分设备都是采用机械方式来 摆动 。常见的 摇摆 方法如下： （ 1）曲柄摇杆机构： 具有一个 曲柄 和一个摇杆的 铰链 四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为 从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。曲柄摇杆机构是四杆机构最基本的形式。 （ 2）曲柄滑块机构： 平面连杆机构是由若干个杆件通过低副连接而成的机构，又称为平面低副机构。由四个构件通过低副连接而成的平面连杆机构，称为平面四杆机构。如果低副均为转动副，那么这种四杆机构就称为铰链四杆机构。它是平面四杆机构的基本形式，曲柄滑块机构可以看作是在它的基础上演化而成的。 曲柄滑块机构广泛应用于各种机械中，其主要 优 缺 点有： （ 1）曲柄滑块机构实现直线运 动比较简单，滑块可以左右或者上下往复运动。 （ 2）运动副均为低副，底副的两运动副元素为面接触，压强较小，可承受较大的载荷，并且有利于润滑，运动副元素的几何形状较简单，便于加工制造。 （ 3） 其主要缺点是要求耐磨性能、平面度等较高。 儿车方案的选择 为了实现预定功能提出两个方案可供选用 ： 方案一：用曲柄摇杆机构来实现床体摇摆，其结构简单，容易设计便于制造，性价比也较高，对机器的转速要求不高。 方案二：采用曲柄滑块机构实现床体摇摆，床体要装滑轨，其结构相对复杂，设计制造比较困难，加工工艺要求较高。 塔里木大学毕业设计 4 经过方案的比较及选择，在设计要求内方案一能够满足设计的要求条件，方案一比方案二性价比高，且容易实现。所以选择方案一的曲柄摇杆机构。 儿车的结构 本婴儿车通过 主动轴、离合器与 曲柄 摇杆 机构的结合，实现轻微、平稳摆动；当婴儿车运动时，通过离合器使主动轴与从动轴结合，再采用 皮带轮 作为传动装置，那么车轮的滚动将使主动轴随之运动，从而带动 离合器转轴 转动，再带动曲柄 摇杆 机构运动，最终实现 床体 的摆动；当婴儿车静止时，通过离合器使 其 分离，然后采用单独的 手摇 装置，以 手摇 的方式来控制 曲柄 的转动，曲 柄 的转动将带动曲柄 摇杆 机 构运动起来，最终也可实现 床体 的摆动。并且在 手摇 的时候，各零部件连接处的摩擦等阻力的存在又可以反馈到动力源去，从而使人们达到健身的效果。婴儿车通过在车轮上附加行星轮机构，使其具有上下楼梯更加省力、平稳的功能 。 婴儿车通过 改进牙嵌式离合器 ，使其能适用于不同情况下的 结合与分离 ，使本作品操作更加灵活。 图 2整体结构示意图 3 曲柄摇杆机构设计 柄摇杆机构的概述 具有一个 曲柄 和一个摇杆的 铰链 四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，塔里木大学毕业设计 5 而摇杆为从动件作变速往返 摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动 。 中文名称：曲柄摇杆机构；英文名称： 定义：具有一个 曲柄 和一个摇杆的 铰链 四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。曲柄摇杆机构是四杆机构最基本的形式。 曲柄 摇杆 机构广泛应用于各种机械中，其主要 优缺点 有： （ 1） 优点：简单，容易实现。 （ 2） 缺点：占用空间大，而且有死点。 柄摇杆机构的设计 根据上述曲柄 摇杆 机构的概述及优缺点总结，我们可以将其利用于我们的婴儿车上。特此，我们为婴儿车量身设计了一种曲柄 摇杆 机构，如机构示意图 3三维图 3 曲柄 摇杆 机构作为核心机构运用于本作品中。 与 机架 相连，曲轴带动曲柄 从而带动 摇杆 变速往返摆动 ，使连杆 慢摆动， 从而达到让婴儿车的摇篮平稳摆动的目的。 图 3理示意图 图 3柄摇杆三维示意图 柄滑块机构自由度的计算 塔里木大学毕业设计 6 曲柄 摇杆 机构的设计是根据已知条件来确定机构各构建的尺寸，其可以归纳为两种基本类型。 （ 1）实现给定的运动规律； （ 2）实现给定的运动轨迹。 我们根据曲柄 摇杆 机构的这两种基本特性，再联系我们所需要的运动机构的运动轨迹，故此我们采用此机构 作为该款摇篮婴儿车的基本机构。我们利用曲柄 摇杆 机构的特性来达到 床体 摆动的目的。 根据自由度的计算公式： 23 （ 3 其自由度计算为： 1423323 4 分离机构的设计 离机构的概述 牙嵌离合器结构简单，外轮廓尺寸小，能传递较大的转矩，故应用较多，但牙嵌离合器只宜在两轴不回转和转速差很小时进行结合，否则牙齿可能会因受撞击而折 断。 牙嵌式离合器由两个端面上有牙的半离合器组成，一个半离合器固定在主动轴上，另一个半离合器用导键或花键与从动轴联接，并通过操纵机构使其做轴向移动，从而起到离合作用。利用两半离合器端面上的牙互相嵌合或脱开以达到主、从动轴的离合的目的。牙有矩形、梯形、三角形、锯齿形和螺旋形等几种形式。由于同时参与嵌合的牙数多，故承载较高，适用范围广 泛。 离机构的设计 根据上述牙嵌式离合器的概述及优缺点总结，婴儿车的决定 优化 牙嵌离合器作为分离机构 ，由于牙嵌式离合器结合是容易受到撞击而折断，所以优化了牙嵌式离合器，设计了由脚踏 板来使离合器结合与分离，离合器里面有两个小凸台，离合器转轴前段是一个圆柱，圆柱头部有卡槽，不管任何角度都能插进去，插进去之后由于上下在弹簧力的作用下使凸台牢牢的嵌入卡槽，从而使离合器结合。 塔里木大学毕业设计 7 图 4合器结合三维示意图 5 传动装置的设计 动的典型方法及方案的选择 动的几种典型方法 （ 1）带传动 带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。 优点 ： 可缓和冲击和振动载荷 ， 运转平稳 ，无噪声 ； 带即在轮上打滑 ， 可防止其他零件损坏 ； 设备费低 ， 维护方便 。 缺点 ： 不能保证固定不变的传动比 ； 约为 3000到 5000h； （ 2） 齿轮传动 齿轮传动是利用两齿轮相互啮合传递动力和运动的机械传动，即是用主、从齿轮轮齿直接传递运动和动力的装置。并且，它是在多有机械传动中，应用最广，可用来传递相 对为止不远的两轴之间的运动和动力。 优点： 缺点 ： （ 3）链传动 链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。 优点： 缺点： 动； 动方案的选择 为了实现预定功能提出两个方案可供选用： 方案一：用带转动来实现传动，其结构简单 ，无噪音，容易设计便于制造，性价比也较高，对机器的转速要求不高，对婴儿睡眠无影响。 塔里木大学毕业设计 8 方案二：采用齿 轮转动实现传动 ，其结构相对复杂，重量大，噪音大，加工工艺要求较高，并且需要经常润滑 。 经过方案的比较及选择，在设计要求内方案一能够满足设计的要求条件，方案一比方案二性价比高，且容易实现 。 所以选择方案一的带转动机构。 动比的计算 根据传动比的计算公式： 2112 （ 5 设计的 带 传动比为： 2112 齿轮传动与带传动相比主要缺点有： （ 1）制造、安装精度要求较高，因而成本也较高； （ 2）不宜作远距离传动 ； （ 3） 无过载保护 ； （ 4） 需专门加工设备 。 6 行星轮的设计 婴儿车 一般采用传统的轮式结构，一般仅适合在平地上使用，很少具备爬楼和翻越障碍的能力。楼梯和路障使 婴儿车的出行 受到了很大的限制，很多场合尤其是室外，比如银行、购物中心门前等或多或少有几级台阶，室内也有很多地方没有电梯，这也给 婴儿车 造成很多不便。当然，国家也花费了大量的 财力 和 人力 在某些场所修建了相应的轮椅坡道和其他公用设施以方便 婴儿车、轮椅等 活动。但由于各种因素的影响，这些措施的作用也非常有限 。 行星轮机构是除了能像定向轮那样围绕自己的转动轴转动之外，他们的转动轴还随行星架绕其他齿轮的轴线转动的机构。绕自己轴线的转动称为 “ 自转 ” ，绕其他轴线的转动称为 “ 公转 ” ，就像太阳系中的行星那样，因而得名。行星轮的主要特点是体积小，承载能力大，工作平稳 。 但大功率告诉行星齿轮传动结构较复杂，要求制造精度高。 根 据上述行星轮的概述，我们按照婴儿车的使用要求，设计了一款适用于 多功能 婴儿车 上楼的行星轮。该行星轮的结构是由三个大小相同的行星齿轮构成的行星轮系。如三维立体图 6示，在中心点外依次均布三行星轮，三行星轮用一个三角形的中心架连接而成的。 其优点在于，分别适用平地行驶 和 爬楼梯 ，各自适应性良好，并且结构紧凑， 容易 操纵 。 塔里木大学毕业设计 9 图 6星轮机构三维立体图 塔里木大学毕业设计 10 总 结 此次设计的任务是完成 全新多功能 婴儿车 的设计。这是我们在大学期间所进行的一次非常全面的设计，为自己在 大学四年所学习知识的全面总结和巩固，使我们初步了解和掌握做设计的 基本方法 、基本步骤 ，通过本环节 把我们在大学期间所学课程中所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，把大学四年来所学的知识贯穿起来，使理论知识和生产实践密切的结合起来，为我将来的实际工作打下了坚实的基础。 这是一个非常全面而系统的设计题目，非常锻炼人。从方案的论证到最终的设计，涉及的领域包括：机械制图，机械原理，工程材料，机械设计等等。通过设计实践，提高我计算、制图能力；使我们能熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范，熟悉有关的国家标准。机械方面知识得到系统的巩固和提升。在进行毕业设计的同时，我还学到了许多新的知识，如 我深刻的认识到，要想成为一名合格的工程设计人员只是掌握本专业的知识是远远不够的，应该具有更加渊博的知识，如应该对计算机应用，农产品的特性，农业经济的发展现状等各个方面能力进行加强。 在设计过程中也曾遇到很多的问题，但通过查阅相关的书籍、手册以及老师的精心指导，都得到了解决，设计过程基本顺利完成。 塔里木大学毕业设计 11 致 谢 经过三个多月的努力，在范修文老师的悉心指导下，设计任务基本完成了。 在 撰写 论文 期间 ，我 要衷心 的感谢我的 指导老师范修文 ， 从设计的选题、实施到撰写、修改和定稿，范老师均倾注了大量的心血。导师的 悉心指导、热忱鼓励不仅使我树立了 深远 的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理 。还有 ，导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力 将 使我终生受益 。同时我 还要 感谢 大学期间 各位任课老师在学习上给予我的指导和帮助， 感谢他们四年来的辛勤栽培 ，他们 的关怀和熏陶 让我 在这四年里收获颇丰 。 时光荏苒，不 觉四年已到头。毕业答辩之后，很多熟悉的形影也许就将从身边永远地失落了。每年的这个时候，校园总难掩物是人非的感伤。想对身边的同学、朋友、老师、食堂的大厨所有我所认识与不认识的人，对校园里的花草树木、错落有致的高楼矮房一切生灵和据说没生命的事物，对这一切的一切说声谢谢！四年，我们一起演绎了这三千亩土地的电闪雷鸣，一起体味这两百个礼拜的悲欢离合。相聚是缘，泪痕与汗渍、辛酸与甜蜜、浅薄与深沉，都融入这方寸之地，散落于每一个角落，不分彼此，直至永恒。我欣慰地知道，多年以后这里依然会到处充盈着我的气息，承载着我 的青春岁月，对此我满怀感激。 最后 ，也感谢和我一起学习的同窗 朋友 ，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐 ， 感谢他们的陪伴与帮助 ， 愿我们以后的人生都可以充实、多彩与快乐 ！ 塔里木大学毕业设计 12 参考文献 1臧堃 D2013. 2杨军艺 J2011,06:18386. 3刘洋 功能婴儿车”设计研究 J2010,13:165 4郑恬辛 能婴儿车 J2010,10:18. 5张稳 ,娄天祥 ,唐昌松 J2015,03:210 6刘咸超 ,宋宁 ,曾欣 ,胡洋 ,王敏 J2014,05:237+332. 7严广 ,张春红 ,姜胜军 J2014,04:56 8王东征 ,李宏伟 ,栾锐 J2014,10:538. 9严广 ,张春红 J2014,12:27+30. 10孙慧敏 J2015,15:3111闻邦椿 M机械工业出版社 ,2010. 12闻邦椿 M机械工业出版社 ,2010.
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