毕业设计（论文）-自动擦鞋机的结构及造型设计（全套图纸）.doc

装订线长 春 大 学 毕业设计（论文）纸自动擦鞋机的结构及造型设计摘要 随着社会的高速发展，生活水平的不断提高，人们对衣着外表的要求也越来越高。皮鞋光亮，既体现人的精神面貌，又反映人的素质修养。人人都穿鞋，穿鞋就离不开擦拭.因此，解决此项服务的全自动擦鞋机具有广阔的市场潜力。，随着现代人工作和生活节奏的加快，人们无暇把时间浪费在手握鞋刷两手油上人工擦鞋既费时又费力。全自动擦鞋机取代传统的手工擦鞋便应运而生本课题从实际需要出发，设计了一款结构简单、工作可靠、使用方便的多功能自动擦鞋机，使其适合家用或商用，可摆放在楼层电梯口、办公室门口、顾客休息室食堂及更衣室等场。关键词 擦鞋机 伺服电机 感应器 毛刷 造型设计全套图纸，加153893706Structural and Shaping Design of the Automatic Shoe PolisherAbstraet With the rapid development of society, the continuous improvement of living standards, peoples requirements for the appearance of clothing is also more and more high. Bright shoes, not only embodies the spirit of people, but also reflect the quality of self-cultivation. All shoes, shoes cannot do without wiping. Therefore, has broad market potential to solve the automatic shoe-cleaning machine this service. , along with the modern people work and life rhythm speeding up, it is no time to waste time in the hands of oil on hand shoe brush artificial shoe which is time-consuming and laborious. Full automatic shoe-cleaning machine to replace the traditional manual shoe will emerge as the times requireThis topic from the actual needs, design a simple structure, reliable operation, the use of multifunctional automatic shoe-cleaning machine convenient, making it suitable for domestic or commercial, to be placed on the floor the elevator door, office, lounge dining room and locker room.keyword shoe-cleaning machine servo motor sensor brush design目录前言1第一章 擦鞋机的概述3前言自动擦鞋机又可以称擦鞋机，全自动擦鞋机，感应擦鞋机，电动擦鞋机.随着社会的高速发展，生活水平的不断提高，人们对衣着外表的要求也越来越高。皮鞋光亮，既体现人的精神面貌，又反映人的素质修养。人人都穿鞋，穿鞋就离不开擦拭。因此，解决此项服务的全自动擦鞋机具有广阔的市场潜力。随着现代人工作和生活节奏的加快，人们无暇把时间浪费在手握鞋刷两手油上，人工擦鞋既费时又费力。全自动擦鞋机取代传统的手工擦鞋便应运而生。本课题从实际需要出发，力求设计一种家用或商用皆可的，适合摆放在楼层电梯口，办公室门口，顾客休息室，食堂及更衣室等场所!针对市场需求开发设计一种结构简单、工作可靠、使用方便的多功能自动擦鞋机并进行相应的结构优化.随着社会经济的迅速发展，人们的思想不断进步，人民生活水平也不断提高，但是科技技术的快速发展使得高效益，快节奏的生活方式已经成为现代人的主题，为了缓解都市生活的压力和时间高效传统的擦鞋方式己经不在适合人们了，于是自动擦鞋机就孕育而生了.在国外，自动擦鞋机高新技术含量越来越多，对新工艺、新材料的要求越来越高.自动擦鞋机的发展趋势可从材料和产品形式两个方面来分析.从材料方面看.目前擦鞋机产品材质丰富，除广泛采用含铝不锈钢外，还采用铜、铝、特殊台金和塑料等材料:从产品形式来看擦鞋机采用了现代新技术后突破了传统结构，向高效能、设备性发展，现在家庭需求擦鞋机的潜力日益增加，简易的多功能的擦鞋机已经成为人们生活用品不可缺少的生活用品，电动擦鞋机，极大的提高了人们的生活水平，也为使用人员提供了极大的方便，所以操作简单，功能强大的擦鞋机产品越来越受到人们的追捧和喜爱。自动擦鞋机在国内的设计研究还不算成熟，特别是智能化的水平发展远远不能满足实际的需要，功能单一、自动化程度低等原因是现有一些多功能擦鞋机得不到大众化推广的原因之一但是其目前在国内的发展已经非常的迅速，只是是产品的功能、结构、造型等方面有待进一步的完善。国外自动擦鞋机的研究以德国、日本为代表，各种功能正在逐步完善，趋于成熟。但国外这种复杂的多功能的擦鞋机造价高昂，功能操作相对复杂，在我国现在的经济水平下很难得到大众化的推广应用.国内的擦鞋机的价格相比国外而言昂贵许多，从几百元到上千元不等，不可以满足大多数消费者的需求。本次的设计也是根据擦鞋机的结构，并在其基础上进行部分结构的改进，使其可以自动化.擦鞋机的种类也比较多，比如家居型、办公型、感应公用型、投币经营型等。感应公共型擦鞋机是现在使用的比较广泛的自动擦鞋机，由于它的体积比较的小，适用范围大，操作方便，所以用的比较多.本次的设计主要是根据擦鞋机的外形和擦鞋机的结构进行部分改进设计.主要是在传动方面进行改进使其可以实现自动控制，另外还要保证工作的稳定性.这次设计主要是.对传动部分的运动进行了设计，由原来的人工操作到现在的自动运行。也就是在原来的基础上加上一个可以调速的电机，实现能够自动擦鞋的功能.本次设计题目是多功能自动擦鞋机的机构和外形设计，因此只是设计了部分结构没有全部去设计它的电路控制部分。但介绍了擦鞋机的发展史，计的过程，还有详细的设计计算等，通过本设计可以很好的了解擦鞋机的结构和工作原理.国内外的发展状况目前存在问题，还详细说明了设计的过程，还有详细的设计计算等，通过本设计可以很好的了解擦鞋机的结构和工作原理。第1章擦鞋机的概述1.1选题的目的及依据自动擦鞋机又可以称擦鞋机，全自动擦鞋机，感应擦鞋机，电动擦鞋机.随着社会的高速发展，生活水平的不断提高，人们对衣着外表的要求也越来越高:皮鞋光亮，既体现人的精神面貌，又反映人的素质修养。人人都穿鞋，穿鞋就离不开擦拭。因此，解决此项服务的全自动擦鞋机具有广阔的市场潜力。随现代人工作和生活节奏的加快，人们无暇把时间浪费在手握鞋刷两手油上，工擦鞋既费时又费力。全自动擦鞋机取代传统的手工擦鞋便应运而生。本课题从实际需要出发，力求设计一种家用或商用皆可的，适合摆放在楼层电办公室门口，顾客休息室，食堂及更衣室等场所.针对市场需求开发设计一种构简单、工作可靠、使用方便的多功能自动擦鞋机并进行相应的结构优化。1.2自动擦鞋机的市场调研1.2.1自动擦鞋机的发展现状随着社会经济的迅速发展，人们的思想不断进步，人民生活水平也不断提高，但是科技技术的快速发展使得高效益，快节奏的生活方式已经成为现代人的主题，为了缓解都市生活的压力和时间高效传统的擦鞋方式已经不在适合人们了，于是自动擦鞋机就孕育而生了。在国外，自动擦鞋机高新技术越来越多。对工艺、新材料的要求越来越高。自动擦鞋机的发展趋势可从材料和产品形式两个方面来分析。从材料方面看.目前擦鞋机产品材质丰富，除广泛采用含铝不锈钢外，还采用铜、铝、特殊台金和塑料等材料:从产品形式来看擦鞋机采用了现代新技术后突破了传统结构，向高效能、设备性发展，现在家庭需求擦鞋机的潜力日益增加，简易的多功能的擦鞋机已经成为人们生活用品不可缺少的生活用品，电动擦鞋机，极大的提高了人们的生活水平，也为使用人员提供了极大的方便，所以操作简单，功能强大的擦鞋机产品越来越受到人们的追捧和喜爱。自动擦鞋机在国内的设计研究还不算成熟，特别是智能化的水平发展远远不能满足实际的需要，功能单一、自动化程度低等原因是现有一些多功能擦鞋机得不到大众化推广的原因之一。但是其目前在国内的发展已经非常的迅速，只是是产品的功能、结构、造型等方面有待进一步的完善二国外自动擦鞋机的研究以德国、日本为代表，各种功能正在逐步完菩，趋于成熟.但国外这种复杂的多功能的擦鞋机造价高昂，功能操作相对复杂，在我国现在的经济水平下很难得到大众化的推广应用.国内的擦鞋机的价格相比国外而言昂贵许多，从几百元到上千元不等，不可以满足大多数消费者的需求。1.2.2自动擦鞋机的结构简介1.自动擦鞋机组成:自动擦鞋机它是控制器，电机，感应线，毛刷，油杯组成.2.自动擦鞋机特征:（l)它集鞋油、毛刷为一体，用微型电动机带动四个软硬毛刷旋转，硬刷除尘，软刷抛光。中间油杯上油。（2）鞋油杯，最下面是油嘴。它是由一个小弹簧，杯上，原理跟圆珠笔一样，用力顶即出油。加玻璃球和油嘴拧在油。（3）在擦鞋机毛刷下两侧设有红外感应线，伸脚即转动.带动毛刷转动即可擦拭。扶手处有手动按钮，按下即转动。电机两端都有很长的轴，不用传动机构，擦鞋用的轮子直接装在轴上，两端各两个.轮子旁边装有红外感应探头，当脚伸进擦鞋机时，感应探头接收到信号就把电机接通，开始工作，鞋取出时，自动关闭。3.产品适用范围样板房、工厂，写字楼，政府机关，宾馆、酒店、商场、超市、高档办公场所、休闲会所及提供公益性免费服务等。擦鞋机按其使用范围分类可以分成为：家庭型全自动擦鞋机(图1-1)，公共型自动擦鞋机(图1-2)，投币经营型自动擦鞋机(图1-3)图1-1家庭型全自动擦鞋机图1-2公共型自动擦鞋机 图 1-3投币经营型自动擦鞋机1.2.3目前存在的问题各类自动擦鞋机的功能优缺点如表1-1所示：表1-1 各类自动擦鞋机的功能优缺点对比名称优点存在问应家庭型全自动擦鞋机1.结构、生产工艺简单，易于制造2.快速自动清沽鞋面3.整体造型.色彩等方面有所改进，具有一定的亲和性l.功能比较简单，不太能实现大众客户2.价格昂贵3.应用范围窄公共型自动擦鞋机1.能够完成多项护理功能2.机构复杂1.市场售价相对便宜2.功能启动柔性较差3.生产技术含量较低，容易被仿制从近年来的发展来看，国内的发展迅速，各种结构、功能等等各异的自动擦鞋机出不穷。发展方向更加趋于自动化，可是由于价格等方面的因素，现在市场上占据主导地位的还是公共型自动擦鞋机。1.3本设计的主要内容本课题从实际据要出发，力求设计一种家用或商用皆可的，适合摆放在楼层电梯口，办公室门口，顾客休息室，食堂及更衣室等场所!针对市场需求开发设计一种结构简单、工作可靠、使用方便的多功能自动擦鞋机并进行相应的结构优化。第二章设计方案的论证2.1方案一采用电机传动，其功能齐全，自动化程度高，但是与此同时，加工成本也很高.2.2方案二采用涡轮蜗杆传动，其多功能融合，自动化程度也很高，但是加工困难，安装精度要求高。2.3 方案三采用手动操作，连杆机构控制，虽然需靠人力，可是人们在操作过程中很省力且相对于方案一和方案二而言，本方案更加的经济与实惠，在满足擦鞋机多种功能的同时还帮助人们节约了花销。2.4方案对比具体方案对比见表2-1表2-1方案的对比分析方案实现的功能采用的结构实现情况加工工艺及成本方案一擦鞋电机传动结构简单，传动平稳.效率低加工易，电机驱动，成本高方案二擦鞋蜗轮蜗杆一带轮组合传动传动平稳，传动比大，效率低加工难，成本高方案三擦鞋螺旋连杆组合机构结构简单，传动平稳.效率低加工易，成本低综合考虑各个功能的实现情况，制造的工艺性以及加工成本，最终决定采用方案一本次设计的自动擦鞋机主要由电机;软硬毛刷(布毛刷，塑料毛刷分布两侧，一左右各两个):红外线感应器(自动型使用:手动型，直接用电源开关即可)线路板(即控制感应器，手动开关，电机，及电源显示灯);油杯组成.2.5 本章归纳2.5.1系统的运动方式由于擦鞋机在转动过程中不断进行擦鞋，因此数控装置可以采用感应控制方式.要求是快速定位，保证定位精度，保证传动平稳。虑到毛刷的速度和精度的要求不高，负荷不大，故采用伺服电机.主轴的回转运动也由步进电机通过皮带减速来控制擦鞋过程需要一个成行运动:毛刷的旋转(主运动) 。2.5.2产品适用范围样板房、工厂、写字楼、政府机关v宾馆、酒店、商场、超市、高档办公场所、休闲会所及提供公益性免费服务等。2.5.3产品使用寿命对擦鞋机寿命的要求，由于擦鞋机属于小型家庭用品，要求其寿命约为8年左右。箱体中的轴承寿命定为卜15以均小时.向心推力滚子轴承卜10(沁0小时。确保擦鞋机寿命，主要是提高关键性零件的耐磨性，并相应提高主要件的疲劳强度。2.5.4产品的结构设计本次设计的自动擦鞋机主要由电机；软硬毛刷(布毛刷，塑料毛刷分布两侧，左右各两个)；红外线感应器(自动型使用:手动型，直接用电源开关即可)线路板(即控制感应器，手动开关，电机，及电源显示灯)；油杯组成。（1）电机:采用Y80型直流电机.表2-2 Y80型直派电机主要技术参数型号电压频率绝缘等级尺寸空载性能负载性能Y80输入电流输入功率转速输入电流输入功率功率因素转速输出功率额定转矩VHZmAWr/minAWr/minWNm2450E600.6l45035l5750910（2）植毛刷我设计的自动擦鞋机采用植毛刷。植毛刷用于清沽清洗，涂料，运输，脱脂，压膜，除尘，撒粉，清扫和其他应用。我们可以为您定制各种尺寸规格和各种刷丝材料的植毛刷，满足您的应用需求.材料:植毛刷采用木制或塑料刷身，刷毛由机器钉进刷身.植毛刷刷身连同通轴或带端轴颈的管子一起供应.壳形刷块也可以固定到管状刷身上，这种结构使得不用移除轴就可以对刷子进行简易替换.采用塑料刷丝的特殊刷辊专用于钢梁和型材的抛丸清理设备，刷辊用于将加工件表面的抛丸材料清扫千净。刷辊由2-4节固定在驱动轴上的刷块组成。当刷丝磨损的时候，可以对刷身重新填充刷丝，而后再次使用.出于卫生原因，例如:在食品工业中，有时必须密封冲孔以避免细菌的渗透。在这些应用环境中，所有冲孔均用铸模树脂密封.以获得均匀的表面，密封也保护了刷丝材料.植毛刷可以各种长度、外观形态、直径制造，采用不同刷丝材料.植毛刷采用木材或塑料刷身，如果客户需要，可以提供钢轴.由于刷子构造具有无限可能性，我们对每种应用提供植毛刷定制服务.先进的生产设施使我们能够生产出各种尺寸、各种刷丝的植毛刷，满足所有应用需求。（3）红外线感应器我的设计红外智能节电开关是基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入感应范围时.专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，人不离开感应范围，将持续接通;人离开后，延时自动关闭负载.人到鞋油开，人离控制阀关，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀。这种是通过红外线反射原理，当人体的脚红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体披挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出鞋油:当人体脚离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关鞋油。主要技术指标:A适用电压:AC180V-250V(50/60Hz)B负载特性:全兼容 负载功率:25W-200WC感应范围:120º；高度:20-25CMD开关控制:250LUX 自动熄灭250LUX 自动熄灭120LUX（5）关闭延时:9min+30s（6）接法:三线串接（7）安装方式:吸顶式第二章 设计内容第三章随着社会的高速发展，生活水平的不断提高，人们对衣着外表的要求也越来越高。皮鞋光亮，既体现人的梢神面貌，又反映人的素质修养.人人都穿鞋，穿鞋就离不开擦拭.因此，解决此项服务的全自动皮鞋美容机具有广阔的市场潜力。随着现代人工作和生活节奏的加快.人们无暇把时间浪费在手握鞋刷两手油上，人工擦鞋既费时又费力。自动擦鞋机取代传统的手工擦鞋便应运而生。自动擦鞋机结构:(1)低速马达、齿轮或皮带传动机构；(2)毛刷柱、或毛毡轴；(3)光电感应器(自动型使用；手动型，直接用电源开关即可)；(4)开关；(5)安全防漏电开关。将上述装配起来，即可。组成：电动感应擦鞋机它是由软管鞋油和鞋刷构成。特征：(1) 集软管鞋油、鞋刷为一体，用微型电动机带动鞋刷旋转，鞋刷擦鞋，上油抛光。管鞋油管口套接S型出油管，S型出油管口对准刷面。(2) 在软管鞋油底部设一挤鞋油推块结构壳设一条推块移动槽，推块的一部分露在电动擦鞋器外。(3) 在电动擦鞋器的手把处设有电源开关和电池，结构合理.电机两端都有很长的轴，不用传动机构，擦鞋用的轮子直接装在轴上，两端都有.轮子旁边装有红外探测接收器，当鞋伸进擦鞋机时，探测器接收到信号就把电机接通，开始工作，鞋取出时，自动关闭。产品适用样板房、宾馆、酒店、商场、超市、高档办公场所、休闲会所及提供公益性免费服务等。3.1皮带传动机构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.带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转嗓声低，但传动比不准确(滑动率在2%以下)；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，商速运转有嗓声.带传动除用以传递动力外.有时也用来输送物料、进行零件的整列等.带传动的结构构成:带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成.带传动的应力组成:(l)由紧边和松边拉力产生的应力；(2)由离心力产生的应力；(3)带在带轮上呀曲产生的弯曲应力。基本分类:根据用途不同，有一般工业用传动带、汽车用传动带、农业机械用传动带和家用电器用传动带。摩擦型传动带根据其截面形状的不同又分平带、V带和特殊带(多楔带、圆带)等。传动带的种类通常是根据工作机的种类、用途、使用环境和各种带的特性等综合选定。若有多种传动带满足传动需要时，则可根据传动结构的紧凑性、生产成本和运转费用，以及市场的供应等因索，综合选定最优方案。3.2毛刷毛刷分为民用毛刷和工业毛刷二大类。民用毛刷为:油漆刷，滚简刷等只应用于油漆装演行业。而工业毛刷为运用在工业机械生产上的一切毛刷。工业毛刷的种类包括:钢丝刷，铜丝刷，不锈钢丝刷，尼龙刷辊，塑料毛刷软，条形刷，铁条刷，皮带刷，圆盘刷，弹簧刷.海绵吸水辊，环卫车扫路刷，扫雪滚刷，璧炉刷，烟囱刷，洗瓶刷管道刷，玻璃清洗机毛刷辊，电池上粉毛刷.水果蔬菜清洗机毛刷辊，纺织印染业毛刷轮。陶瓷轴线刷，造纸印刷设备胶辊，防静电毛刷，金属抛光研磨刷，金属酸洗毛刷辊，钢板行业磨料丝毛刷，自动擦鞋机毛刷轮等其它特殊用刷。毛刷刷丝材料分为四类:(1)为金属类:钢丝、扁形钢丝、铜丝、不锈钢丝。(2)为动物鬃毛:猪柔、马鬃、马尾毛，羊毛。(3)为植物棕毛:剑麻(白棕)、山棕.(4)为塑料尼龙类:PP、PA、PET、1010、610、612、碳化硅磨料丝、氧化铝磨料丝。这也是现在制造毛刷的最主要刷丝材料。自动擦鞋机采用植毛刷。植毛刷用于清洁清洗，涂料，运输，脱脂，压膜，除尘，撒粉，清扫和其他应用。我们可以为您定制各种尺寸规格和各种刷丝材料的植毛刷，满足您的应用需求。材料:植毛刷采用木制或塑料刷身，刷毛由机器钉进刷身.植毛刷刷身连同通轴或带端轴颈的管子一起供应.壳形刷块也可以固定到管状刷身上，这种结构使得不用移除轴就可以对刷子进行简易替换。采用塑料刷丝的特殊刷辊专用于钢梁和型材的抛丸清理设备，刷辊用于将加工件表面的抛丸材料清扫千净。3.3 光电感应器电感应器是由两个组件即投光器及受光器所组成，利用投光器将光线由透镜将之聚焦，经传输而至受光器之透镜，再至接收感应器，感应器将收到之光线讯号转变成电器信号，此电信讯号更可进一步作各种不噜翁二关及控制动作，其基本原理叩对投光器受光器间之光线做遮蔽之动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。投光器之光源因各种需要之不同有一般灯泡、红光LED、绿光LED，及IR红外光LED等.受光器为接收投光器送来之光波信号，井将它转换成电器信号，其主要组件为硅晶体电子元件，依其性质可分为光敏晶体管，光二极管及光敏电阻，如今现代化之光电产品普遍已采用光电晶体，其优点为高速度的开关功能及非常灵故之敏感度。擦鞋机一般采用红外线感应器，红外智能节电开关是基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动撰通负载，人不离开感应范围，将持续接通:人离开后，延时自动关闭负载。人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀.通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体披挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出水:当人体的手或身体离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关鞋油。3.4 电机的选择步进电机是一种离散运动的装置，他和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用于芬产泛.随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中.为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号)，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。首先控制精度不同。两相混合式步进电机步距角一般为3.60、1.50，五相混合式步进电机步距角一般为0.72、0.36也有一些高性能的步进电机步距角更小。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360/10000= 0.036。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收21=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360/131072=9.89秒.是步距角为1.8的步进电机的脉冲当最的1/655。其次低频特性不同。步进电机在低速时易出现低频振动现象.振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时.一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象.交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内那具有频率解析机能(FFT)，可检测出机械的共振点，便于系统调整。第三它们的矩频特性不同。步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在农高转速时会急剧下降.所以其最高工作转速一般在300-600RPM.交流伺服电机为值力矩输出.即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。第四过载能力不同。步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机其有较强的过载能力.以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力.其最大传矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩.步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩.往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。第五运行性能不同。步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题.交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。第六速度响应性能不同.步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200-400毫秒.交流伺服系统的加以松下MSMA400w交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。综合以上因素，选择电机的类型为伺服电机。3.5 传动设计及其零部件的设计计算由于擦鞋机的成行运动可分为简单成行运动，复合成行运动.每一个运动，不论是简单还是复合的，必须有一条外联系传动链，只有复合的才有内联系传动链二3.5.1外联传动链设计外联系传动链用来联系主电动机和擦鞋机主轴，把一定的功率从电动机传递给主轴;保证主轴有一定的转速和调速范围;能实现主轴的启动，停止，换向，制动等.外联传动链和电机的连接，采用电动机通过联轴器直接与主传动系统相连.进给运动与主运动共用一个电机。由于变速机构的零件较多，传动件尺寸决定与他们传递的扭矩。在功率一定的前提下，扭矩与转速成反比，因此将变速机构放在传动链的高速部分。由于擦鞋机主轴转速较低，故应使变速机构放在接近运动源处，降速机构放在变速机构后面.擦鞋机由于电机功率小，主传动链的转动惯量不大，同时为了简化构造，接由交流异步电动机开停，换向和反接制动，不必设置专门的开停换向机构.可以直传动机构的选择可以剧运动形式合理选择。主运动传动机构，线速度不太高(不超过12-15m/s)，而扭矩较大，故选用V带传动.V带传动的优点和缺点。优点:结构简单、传动平稳、造价低廉、不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护等特点。缺点:滑动损失，皮带在工作时，由于带轮两边的拉力差以及相应的变形经差形，成弹性滑动，导致带轮与从动轮的速度损失.弹性滑动与载荷、速度、带轮直径和皮带的结构有关，弹性滑动率通常在l%-2%之间。有的皮带传动还有几何滑动。过载时将引起打滑，使皮带的运动处于不稳定状态，效率急剧下降，磨损加剧，严重影响皮带的寿命。滞后损失皮带在运行中会产生反复伸缩，特别是带轮上的绕曲会使皮带体内部产生摩擦引起功率损失。空气阻力高速传动时，运动中的风阻将引起转矩损耗，其损耗值与速度的平方成正比。因此，设计高速皮带传动时，皮带的表面积宜小，尽量用厚而窄的皮带，带轮的轮辐面要平滑，或用辐板以减小风阻。3.5.2 普通V带的传动计算普通V带的选择应保证带传动不打滑的前提下能传递最大功率，同时要有的疲劳强度.以满足一定的使用寿命。(1)确定带轮的基准直径 dd并验算带速 v 初选小带轮的基准直径 dd1 根据V带的带型，参考课本表8-6 和表8-8 确定小带轮的基准直径 dd1 =200 mm ,满足 dd1（dd）min = 125 mm 验算带速 v 根据式 v = dd1n 1（60 1000）m/s算出 v = 15.07 m/s 在525 m/s范围内, 符合条件。计算大带轮的基准直径dd2由dd2 = idd1,并根据课本表8-8加以圆整，则 dd2 = 500 mm (2)确定中心距 a , 并选择V带的基准长度 Ld 根据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，结合式0.7（dd1+dd2）a0 2（dd1+dd2），初选中心距 a0 = 1000 mm 验算小带轮的包角由于小带轮上的包角小于大带轮上的包角，且小带轮上的总摩擦力相应的小于大带轮上的总摩擦力，故打滑只可能在小带轮上发生。为了提高带传动的工作能力，应使 1 180 57.3（dd1 dd2）/ a 90 算得 1 = 162.81，符合要求。(4)确定带的初拉力 Fo 由式 Fec = Ffc = 2(Fo)min( 11/ef ) / ( 1+1/ef) , 其中f为摩擦系数,为小带轮上的包角（单位为rad），并计入离心力和包角的影响，可得单根V带所需的最小初拉力为 (Fo)min= 500 Pca( 2.5 K) Kzv Pca+qv2 查课本表8-3知B型V带单位长度的质量 q = 0.18 kg/m , 又 K =0.95 ,Pca = 13.2 kW ，z = 3 , v=15.07m/s ,求得 (Fo)min =279.08 N3.5.4 轴强度校核I轴材料为40Cr,经调质处理，由表知, (1)作出轴的计算简图.现求出轴上零件的载荷，把空间力分解成圆周力与径向力，并把它们全部转化在轴上。分解水平、垂直力。校核轴强度，计算简图见5(2)轴上载荷:跨距L=75mm ，可求植毛刷所在剖面处的弯矩。a.圆周力Ft b.径向力压力角 摩擦角 =c.两个支撑的支反力：3.5.5 键的校核键是最常用的轴毂连接方式，属于可拆连接，用于实现轴与轴上回转零件轮毂之间的轴向固定，以传递转矩，其中有的还能实现轴向固定和传递轴向力。选择键连接的类型和尺寸根据键所在的鼓式制动器及其轴的位置，应选择普通平键（A型）根据车轮轴处轴径D=35mm 得在机械设计手册查的平键的尺寸为:校核键连接的强度平键属于静连接，使用情况良好，表面经过热处理，轻微冲击载荷，因此由机械设计查到的许用压力 ,故可取载荷分配不均匀系数 由普通平键连接强度校核公式故强度合适3.5.5 轴承的校核擦鞋机传动轴用轴承，主要是因疲劳破坏而失效，故应进行疲劳验算，对于不同的轴承，承受不同作用力的轴承都要校核和寿命的计算。校核轴承座和传动轴之间的向心推力滚动轴承，其额定寿命的计算公式为:或按计算负荷，的计算公式进行计算:式中-额定寿命，h；-计算动载荷，N；T-工作期限，h；对一般机床取10000-15000小时C-向心推力滚子轴承的额定负载(N)，根据轴承手册或机床设计手册查取，-速度系数， 为滚动轴承的计算转速（r/min）-寿命系数， 等于轴承的工作期限；-寿命系数，对球轴承=3， 对滚子轴承；-工作情况系数，对轻度冲击和振动的机床（车床，铣床，钻床，磨床等多数机床） 功率利用系数，查表33；速度转化系数，查表32；-齿轮轮换工作系致，查机床设计手册；P-当量动载荷，按机床设计手册)。故轴承校核合格.3.5.6 电机与电机安装机座初用螺栓的校核（1）螺栓的工作拉力F总的工作拉力由电机旋转产生的离心力初选螺栓数为4即（1）求螺栓的总拉力为保证联接的刚度，应保证刹余预紧力大于零。=0.8F（2)按静强度计算螺栓直径，选A级六角螺栓，性能等级8.8级，由表3-5，,由手册查的M12， =0.95mm ,估取M10mm螺栓第4章 产品展示设计4.1 产品效果图通过对设计方案的深入和完善，产品的总体及各个细节都设计完成，此时就要绘制精细效果图.精细效果图要真实、准确地描述产品的全貌，包括形状、色彩、材质、表面处理和结构关系等。绘制精细效果图的目的是为涉及产品开发的所有部分，诸如设计审核、模具制造、生产加工等提供完整的技术依据。产品的展示设计主要依靠产品效果图来表示，效果图通常可以理解为对设计者的设计意图和构思进行形象化再现的形式。现有多见到的是手绘效果图和电脑效果图.设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程，而效果图是设计方案的其中一部分，可是，当人们谈论设计的时候，总是不知不觉的把重点放到效果图中去.首先，效果图的直观性。效果图是最能直观的、生动的表达设计意图，将设计意图以最直接的方式传达给观者方法，从而，使观者能够进一步的认识和肯定我们的设计理念与设计思想。其次，效果图的普遍性。效果图已经成为中国设计行业中的“通行证”或者说是行业内的“货币”，可以很方便的进行各种各样的流通，从而形成了一种观念要让我看你的设计那就等于是看效果图，没有效果图，就说明没有设计手绘效果图与电脑效果图的区别和作用鱼坚亘l先说下手绘效果图和电脑效果图的区别和作用。其次，手绘效果图顾名思义是通过设计师的长期锻炼出来的功底通过笔画来表现出的一个装修概况，手绘效果图需要比较扎实的绘画功底，才能够让自己的设计意图表现的栩栩如生。而电脑效果图，是设计师通过一些设计常用软件，比如3djrnax、photoshop等设计软件，配合一些制作效果软件(vr、LightscaPe等)来表现出设计师在设计项目实现前的一种理想状态下的效果表现。通常，很多设计师重电脑效果图表现而轻手绘效果表现，但往往在现实的谈单技巧中，手绘效果图表现的作用远远大于电脑效果图，这也是设计师一种能力的体现。效果图最基本的要求就是:应该符合事物的本身尺寸，不能为了美观而使用效果把相关模型的尺寸变动，那样的效果图不但不能起到表现设计的作用，设计的一个因素反而成为影响所谓的效果图，一下建成后的效果.就是通过3D软件做一些建筑之类的房屋模拟图.目的就是为了看而广告公司所指的效果图大部分为通过写真机从电脑上打印到像纸上，通过附板加条后做一块板子，挂在墙面上的.在今天日益发达的计算机效果图面前，手绘能够更直接的同设计师沟通.设计师综合素质的重要指标.同时对大学生毕业，就业都具有很大的影响.它是衡手绘效果图内容是将设计内容用手绘的方式，以较为接近真实的三维效果展现出来。国内早期的效果图主要以水粉材料为主，辅助以气泵、喷笔、模板等工具来完成，但由于绘制起来不方便(占地面积大、携带不方便、噪音较大等缺点)逐渐被淘汰掉。本次设计主要采用水粉画法，带有少量的彩铅和透明水色画法，马克笔.透明水色色彩透明清爽、轻松明快、湿润性好.色彩的纯度和明度可以通过水分多少来控制.着色时由浅入深，画面干净，画法较为容易掌握.但是透明水色明度变化范围较水粉小，不够厚重，有时画面显单薄.而水粉具有色彩丰富、色泽鲜艳、可调配范围大、遮盖力强等优点，有一定的浓度，适合较厚的着色方法，还具有较强的表现力，能将产品的形状、色彩和质感精确地表现出来。本次水粉画法主要采用的是湿画法，就是调色时用水较多，颜料较稀，与水彩相似，但是画面效果比较的柔和流畅。马克笔使用起来不容易使纸张产生皱折。就表现力来讲油性的更好些，但如果想表现细节或是一些自然形态(如植物、怪石)不容易掌握.由于马克笔的色彩固定性，就色彩种类的话，不宜太多，否则也给设计师带来不便.芙国、日本的马克笔都不错.国内有些山寨版的色彩饱和度不高，但价钱低廉，非常适合初学者练习使用。较大的纸张不建议使用马克笔.从经济的角度来讲，水彩更合适些.而且就表现力也很难有超过水彩的工具.英国的水彩颜料公认的品质最好，但价格非常不好.现在还有很多人开始使用水溶性彩色铅笔，这种工具使用起来也较为方便，既可以当做传统的彩色铅笔排线使用，也可以用水彩笔沾水产生与水彩类似的退晕效果。德国产的就不错。国内的很多牌子品质上还是有很大差距的.其他的辅助工具有铅笔、钢笔、排笔、三角板、丁字尺、曲线尺、丁字尺、直线笔(鸭嘴笔)勾线笔、刀具、胶带纸、胶水(根糊)、电吹风等。日本这类的工具开发程度都非常高，单是裁纸刀一项就多达数十种.设计师可以根据自己的喜好来选择，自由度非常高。在设计初期先根据现有的擦鞋机来勾画它的外形，在此基础上对不足的地方在进行部分改动，但是擦鞋机必须要在能完成其功能的情况下在对它的外形进行改造，外形要符合它的工作环境，不能太过于外形化。它的工作环境是在家庭中，擦鞋机的外形不能太另类了。因此先勾画出设计草图，采用两点透视法画图。在出图后注意透视是否准确，对于透视不准的地方进行修改，还要注意整个图在图纸上的位置，也就是布图要合理，图的大小也要合理，根据图纸的大小来定.在这些都检查完以后再次进行线描草图的绘制。线描草图就是用铅笔或者钢笔等工具以单线形式为主勾画产品的内外轮廓和结构的图形.因为线描草图是最为简练快捷的表达方式，并且多以徒手画完成，较为自由，所以选择这种画法。在线描草图完成以后就开始了精细效果图的绘制.首先要将线描草图的外轮廓描下，对于是直线的部分要用直尺画直，定要保证直线是直的。完成这一步后就开始用签字笔描边.在精细效果图的绘制中，用签字笔将图的外轮廓描出来，这样使图看起来比较的清晰明了。用签字笔描的时候也要用到直尺.保证直线出来，要直，这样使图看起来比较的清晰明了.用签字笔描的时候也要用到直尺，保正直线画精细效果图不能像草图那样，一定要描绘出真实图片的样子.在用签字笔描完后还要去除铅笔画的外轮廓因为有铅笔的印记有时候色会上不去，尤其是彩铅，不能覆盖铅笔的印记在最后出图的时候如果有铅笔的印记比较的难看。如图4-1设计的素描草图4-1设计的素描草在完成草图的绘制以后下面就要对图形进行色彩搭配，在色彩搭配的时候要注意的是这次的对象是自动擦鞋机，不是一般的工艺品，它的颜色不能让人感到舒心，因为人们有可能会经常的面对擦鞋机，如果它的颜色会让人产生视觉疲劳的话，人们就不会购买和使用擦鞋机。我们目前的擦鞋最常见的颜色就是棕褐色有的是深蓝色，不管怎么说，颜色都不是特别亮的色本次的色彩搭配初步定为棕褐色.在擦鞋机色彩的搭配上一定要注意色彩从色彩构成上说，暗色是人眼最能适应的颜色，人眼对暗色的刺激最小，因此它让人产生视觉疲劳的可能性也最小，人的视觉疲劳产生的几率小了，同时棕褐色给人们带来一种皇家的高贵感。棕褐色具有中等明，与重色相配合，可以产生稳重、浑厚、高雅感,如果把它的明度降到中低阶段在上色的时候由于用的主要是水粉，水粉千的又比较的慢，因此要一层一层的上，等一层千了在上，在上的时候开始水分可以多的便于起笔流畅。在上色的时候还色，主要是把大面积的色上完，对于局部可以稍微上点，等到最后细化的时候在画也可以，这时候还不能表现出明显的立体感，对与明暗交界的地方还不明显，还需要进一步把高光部分提出来.开始用水粉提了大面积的高光，对于小部分的高光可以用涂改液或者白色的彩铅来画.另外还要用彩铅对阴影部分进行进一步的刻画，使立体感更强。但是在上彩铅的时候一定要等到水粉完全干了以后在上彩铅，否则效果会很差。对于阴影部分的画法也有很多方法，可以用彩铅画完后用擦笔将阴影往外边缘擦，这种效果比较柔和，过度比较的自然，也比较的真实，当然也可以用彩铅通过上色的多少来表示过度效果。用彩铅上完色后最终的效果图，如图4-2所示。图4-2 设计最终效果图4.2 产品的三维建模为了更好的展示出产品，让人看着也比较的直观采用PRO尼建模、3D渲染这样出来的图片比狡的真实。ProfEnginee:操作软件是美国参数技术公司下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro正ngineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，PrO/Engineer作为当今世界机械CAD/CA到CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CADICAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。3Dmax应用范广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。建模图如图4-3,4-4所示.图4-3设计三维模型 图4-4设计三维模型 4.3展板设计展示设计就是把自己的作品展示出来想办法让别人看的懂，明白自己设计的与众不同之处，并且通过展示能让人一下就可以看到自已设计的特点或者产品的特殊功