发条类玩具分析.doc

玩具装配与测绘院系：中原工学院信息商务学院班级：工设101学号：姓名：指导老师：薛富强目录1. 选题背景 31.1本课题应解决的问题 31.2通过本课题应达到的技术要求 31.3本课程设计的指导思想 32. 过程论述32.1玩具猪32.1.1整体展示 32.1.2拆卸过程 42.1.3内部机构分析52.2机器人72.2.1整体展示72.2.2拆卸过程82.2.3内部机构分析93. 发条玩具内部组件简介114. 发条玩具小节125. 总结13 6. 设计体会及今后的改进意见13 参考文献资料141选题背景1.1 本课题应解决的问题这次的课程设计主要是为了能够让我们运用所学的知识进行装配玩具的实际操作能力，让我们熟悉各类的玩具组成、结构特性和基本原理，学会各类玩具的拆装，并绘制装配图，对我们起到巩固、深化、融合贯通及扩展知识的作用，为我们将来的实际工作准备基本技能。1.2 通过本课题应达到的技术要求(1) 能熟练、规范地操作玩具拆卸、组装和测试的工具、仪器；熟悉常见类型的塑胶电子玩具的基本组成、结构特性和基本原理；(2) 能熟练拆卸、组装和测试塑胶电子玩具，解决常见的机构和电子功能故障；(3) 能针对一款塑胶电子玩具产品编写玩具组装流程指导书和功能测试报告；(4) 能够学生都基本拥有具备良好的动手操作能力和独立解决问题的能力。1.3 本课程设计的指导思想以之前学习过的玩具机构设计与应用作为理论指导，并使之与实际巧妙的结合起来，学会灵活运用、融会贯通，更好的了解和掌握一些玩具的内部结构原理。比如回轮类玩具、不落地玩具、行走类玩具等一些常见的玩具机构，在现实中可以准确的识别并学会合理的应用。这次我选择了三款不同类型的玩具，通过对这些玩具的拆装以及对它们的分析比较，能够达到本次课程设计的目的。2. 过程论述2.1玩具猪2.1.1玩具展示这是一款发条类玩具，通过发条旋紧后，这只可爱的小猪会向前跑，同时摇头摆尾，煞是可爱。 2.1.2拆卸过程 a.把轮子拆卸以后，我们可以发现轮子是有两根轴连接的。 b.把玩具的外壳打开以后，可以看到玩具的工作装置发条牙箱。 c.把发条牙箱小心的打开以后我们可以看到，发条牙箱内是有几个齿轮和轴组成的。d.结合发条牙箱的打开前后来分析小猪能跑能摇头摆尾的工作原理。e.牙箱一共输出两个动作。一个是通过一个单肩齿轮来带动轴，又通过抽带动两个轮子转到，实现小猪跑并摇头摆尾的动作。另一个动作是通过一个长圆孔装置来带动另外两个长圆孔，以实现整体动作的完成。f.观察记录完毕后，小心的把所有东西进行还原。一定要注意一些卡槽的位置，在外壳与内部机构连接的时候一定要尽量的使他们完全配合，保证动作的流畅进行。2.1.3.玩具机构分析 我们通过图片可以清楚的看到这个玩具详细的内部结构，下面我们来分析一下，这个小猪的工作主要是通过一个发条，两个单肩齿，两个双联齿，三个轴来运行的。通过把手来旋转发条，使较大的单肩齿与旁边的双联齿啮合，来带动另外一个双联齿，再有双联齿来带动与连接轮子的轴配合的单肩齿来带动轮子转动，实现小猪的向前运动，当合上发条牙箱的上壳以后，中间的双联齿凸出在发条牙箱外的突起带动一个长圆孔的不规则的装置，带有长圆孔的不规则装置上还带有两个半长圆孔，这两个半长圆孔配合小猪头部和尾部的突起来带动小猪的摇头摆尾。2.2机器人这是一款行走类玩具，行走的时候伴随这手臂有规律的前后摆动。2.2.1整体展示 2.2.2拆卸过程 a.首先把手臂等四肢拆卸下来，可以看到连接四肢的机构。b.把四肢拆卸以后，并把机器人一半的外壳拆卸下来以后我们可以看到发条牙箱及手臂和腿的连接机构。 c.打开发条牙箱我们可以看到机器人的运动装置，及其是怎样配合手臂和腿的机构装置来实现运动的。d.结合内部结构装置来分析机器人的运动原理。e.观察记录完毕后，小心的把所有东西进行还原。一定要注意一些卡槽的位置，在外壳与内部机构连接的时候一定要尽量的使他们完全配合，保证动作的流畅进行。2.2.3玩具内部结构分析两足行走机构的动作原理是曲柄导杆机构中的摆块机构,图a这是机器人行走机构原理图。曲柄顺时针转动,带动导杆向前迈步,在向前运动的同时,腿部还有向上迈起、放下的运动,上下运动过程中脚与地面的距离变化,通过导杆在滑块内的滑动来调节。 图b是机器人玩具两腿结构示意图。机芯输出轴两端上下弯曲做成曲轴,相当于2个曲柄带动左右两腿实现迈步动作,两腿的上方开有滑槽,通过固定销连接在机芯壳体上,两腿在滑槽中沿固定销的滑动改变腿上下位置的变化。利用这种结构就实现了机器人两腿交替向前迈步的动作。 两足行走机构运动的平稳性是关键,因此行走速度不能太快。行走速度取决于曲轴的转速,一般控制在4050 r/min比较合适。2) 腿的迈步动作幅度不能过大,否则也会影响运动的平稳性。迈步幅度的大小主要取决于曲轴的长度,一般曲轴弯曲长度为35mm。3) 为了使玩具行走时能够像人一样调节重心,脚平面与腿平面之间的夹角略小于90,见图1这样在一条腿着地时,整个玩具的重心能够向这条腿移动,使运动更平稳。3.发条玩具内部组件简介我们分析了两款发条类玩具，下面我们来看一款玩具，主要来认识一下发条类玩具的组成部分及各个组件的名称。1. 外壳一2. 弹簧3. 发条牙箱4. 连杆5. 脚6. 外壳二1. 主动杆2. 把手3. 二番车4. 止逆棘轮5. 大番车6. 发条4.发条玩具小节发条的结构主要分为发条、主发条盒（一番车）、发条轴心，以及具防止齿轮倒转的大卷车（止逆棘轮）、止逆子与止逆弹簧。其中收纳发条的主发条盒也是走时轮系的第一枚齿轮，所以又称为一番车，与大卷车连接在同一轴心上，而收纳在主发条盒内的发条两端分别固定在轴心与发条盒内壁，止逆子则在止逆弹簧推动下与大卷车互相啮合。从整个机芯排列来看，发条机构正介于上链机构与走时轮系的中间发条机制的机械运动大卷车与上链系统的小卷车互相连接以传递上链的力量，而一番车则是与走时轮系中的中间轮（二番车）相连接以传递发条释出的动力至整个机芯。换句话说，发条机构的作用正是将所输入的力量储存在发条中，并且转化成机械能传输至齿轮系及擒纵系统4结论通过本次的课程，使我能够对玩具机构设计与应用这本书有了进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深的了解，本次进行的玩具拆装实践课程，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习，同时通过我对以上两款发条玩具的拆装，让我明白了玩具牙箱在玩具中的运用，也使我解了玩具牙箱在整个玩具工作过程中的作用，通过各种零件之间的相互配合和相互运动，形成不同的牙箱机构。也我们常见的如齿轮，凸轮，棘轮，连杆机构等，更加清楚的了解这些机构对我们以后关于玩具机构方面的学习分析都有重要作用。5设计体会及今后的改进意见在对几款玩具进行了拆装后，已经基本掌握了一些典型的玩具机构，例如一尺差机构、回轮机构、不落地机构、四组爬行机构等等。虽然在自行设计机构方面还很欠缺，但在面对已有的玩具机构时，基本可以很好的分析其构成了。这门课程可以说是检验了之前学习的理论知识，在学习玩具机构的设计与应用这门课程时，我们仅仅是学习了玩具机构的理论知识，在面对一些机构时，只能考图片和想象来进行思考，如果没有进行实际操作，就不会发现很多问题，也不会使其印象深刻。在拆装玩具的过程中我也遇到了一些问题。例如齿轮无法完全啮合、牙箱扣不上、某些外壳部分发声松动、系列动作不连贯等等问题。当遇到这类问题后，我们需要重新安装才能使其恢复正常工作，甚至有的需要逐渐次分析其每一步的传动形式是什么样的，充分了解了他们的连接结构、传动机构、实现动作的方式等等这些问题，才不至于出现放错不配合的齿轮、卡槽没有卡紧、齿轮方向插反等等这些问题。在进行拆装玩具时，我也拆坏了一个玩具，也是一款发条玩具，由于对牙箱不是