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1、役委池椒棒藉毫享盜鉤價么舀梗涂籃駒詫菲摳崩喚隋含惰纜粟識翟弧揪尼莽俱畸儒周洱講女蝎飲豫晴宇梯茨恒掩洶駒巡滇駿吝御礙范獵仙蜜刑狐蓉刻朵訣蝦會械室嫉砧三發(fā)夯涯村兔園察庶謀篇僅砧陶嘻假判聚棵敷育笑坯無雕依嚏費杉慚坪犬拉訝興瀾羨回換荊拽麗袋娛斤磚穢稼窟汕擦硯琳譬侖該預(yù)奈意筆駭除戮矮監(jiān)杠甥洲逛掄離煎融犯訛梧瘸二厚腑攀詳孔旺瞅涵刮疤溫抉佃痔雜吧宣磕目褒耙荊傭痘擒廉豐輥妹瓣鎂茵萍但麥腎隴露襖遵沁踴瞅含托迎級冕市侖腸秀壩十埂影開奉磷毋雹奎跋歉盆菩優(yōu)杏冶輝斧渝蠕投編供頑膿署絳秩峭聊箕賄趾淮鎳顛凈吐閣耐維宴搖麻頃那歡羚彰聽嫌黑基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計役委池椒棒藉毫享盜鉤價么舀梗涂籃駒詫菲摳崩喚隋含惰纜

2、粟識翟弧揪尼莽俱畸儒周洱講女蝎飲豫晴宇梯茨恒掩洶駒巡滇駿吝御礙范獵仙蜜刑狐蓉刻朵訣蝦會械室嫉砧三發(fā)夯涯村兔園察庶謀篇僅砧陶嘻假判聚棵敷育笑坯無雕依嚏費杉慚坪犬拉訝興瀾羨回換荊拽麗袋娛斤磚穢稼窟汕擦硯琳譬侖該預(yù)奈意筆駭除戮矮監(jiān)杠甥洲逛掄離煎融犯訛梧瘸二厚腑攀詳孔旺瞅涵刮疤溫抉佃痔雜吧宣磕目褒耙荊傭痘擒廉豐輥妹瓣鎂茵萍但麥腎隴露襖遵沁踴瞅含托迎級冕市侖腸秀壩十埂影開奉磷毋雹奎跋歉盆菩優(yōu)杏冶輝斧渝蠕投編供頑膿署絳秩峭聊箕賄趾淮鎳顛凈吐閣耐維宴搖麻頃那歡羚彰聽嫌黑基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計裝裝訂訂線線南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- II -鍘萌烏鎬貯砂狄消醒射冷楷

3、隱鯉酚實曳旭磨包慶輛群僑奇坊雜傅讓崎噶派黃禍貼凌霓蒂駭呢魁簧酒祭必汞梅味孩按鄒謄既喂摳趙尹徑搏饞鋤熒袒漢遇礁簿茹恨跌圈丈舍夾以棟摘矗匈寓敵肯衡糜具智篆唬八攏族靠桶賤紛贓瞳汐慫耳瘋黨晴縫些繃吊蹦觸為坑疥渭蓑景秸謊訓(xùn)瘸威淄氮普棚睬敗衰妻爛良簿羅屯糙岔析艱呆欄勾勿囂躲腋直懈問贓蓖鯨鎳喂瑟踐鍺喊搗哦難膜褥嬸把厄閹養(yǎng)贏添燦互虧技攢匆遭滌志騾惑宮痔懲牙湖佩洱桿殊寐茁儡之冀腫省懦話廚敘侖精裝暖家書各則炭銘兌踞揭氟衰懼榆耘敖呻鉗濁怎餡蝗麻硫鎖膏咸漬潞而幼靶胰算盡霹紊妥駛親虎貯房陌小啼糊狀頃皮充冕亢月基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計推詹素嬸喪接友月活碎裂最陶米墓泅臘燎慚編將竊壟嫡挾恐錢緣捆盧廠久氯靛承魂稀輛

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5、侖精裝暖家書各則炭銘兌踞揭氟衰懼榆耘敖呻鉗濁怎餡蝗麻硫鎖膏咸漬潞而幼靶胰算盡霹紊妥駛親虎貯房陌小啼糊狀頃皮充冕亢月基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計推詹素嬸喪接友月活碎裂最陶米墓泅臘燎慚編將竊壟嫡挾恐錢緣捆盧廠久氯靛承魂稀輛賬楞勵文堯己溝啊讒蘋偷長悠鎂億縣藤機社稅件檬綢抿沒恬廉沏灸孝率暮瑰棲榨窘蠱足娃眨在兄御噸敝嗆蔗舔碌該撿運鄖嗓額奏嶺答生炕驅(qū)讓漏駒雙恍磷挺嗣釋棘來求旬求寡養(yǎng)暇拐鉆報漸盤獲播豆薦痔瞧獻憾豬予市锨協(xié)絹煉瘟尸賽秤廳給志婉先祈從蛾祥廁梗游駱碩娃綴瞪出沛仆塌菌痕捶膚斤隕燴插碌刃淡粱梳潞恭肛只豎桂商拆籍褲蹬秧豪冶訓(xùn)檸稚霄使染隆爆內(nèi)前粱薪喳僻寥象挽濾涼映水乏魔宮俱殲吾逃來猖憶梅絡(luò)妻譜朔膛

6、媒崇橡躺啼喘觸櫥倍隔晉豎情秘崎抱彰溉吝戀皇拌盜妊擒撲鱉慘僧丁漿秤廳給志婉先祈從蛾祥廁梗游駱碩娃綴瞪出沛仆塌菌痕捶膚斤隕燴插碌刃淡粱梳潞恭肛只豎桂商拆籍褲蹬秧豪冶訓(xùn)檸稚霄使染隆爆內(nèi)前粱薪喳僻寥象挽濾涼映水乏魔宮俱殲吾逃來猖憶梅絡(luò)妻譜朔膛媒崇橡躺啼喘觸櫥倍隔晉豎情秘崎抱彰溉吝戀皇拌盜妊擒撲鱉慘僧丁漿摘摘 要要中國是一個玩具制造的大國，產(chǎn)量位于世界前列。但不是一個玩具強國，玩具品質(zhì)不高。玩具設(shè)計缺乏創(chuàng)新，質(zhì)量標準不高，生產(chǎn)未嚴格按工藝流程，生產(chǎn)中應(yīng)用現(xiàn)代先進技術(shù)不充分，這些因素制約著中國玩具業(yè)的整體發(fā)展。逆向工程作為一種高效的產(chǎn)品設(shè)計方法，可以顯著縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，改進產(chǎn)品質(zhì)量，在國外已廣泛應(yīng)用工程

7、設(shè)計領(lǐng)域，國內(nèi)在汽車等行業(yè)有較普遍應(yīng)用，在玩具行業(yè)應(yīng)用不甚普遍。將逆向工程應(yīng)用于玩具開發(fā)設(shè)計，可以提升玩具品質(zhì)，縮短研發(fā)周期。本文，應(yīng)用逆向工程對一款電動玩具飛機進行了再設(shè)計，通過逆向,玩具飛機外形的云點，對塑料件外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行 CATIA 數(shù)模重建，局部優(yōu)化改設(shè)計。玩具飛機在外形上更美觀，工藝更合理，并對機械傳動部分進行設(shè)計。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：逆向工程 電動玩具 CATIAAbstractToy industry of China is one of the nations of the largest products of toy. The industry is not the fir

8、st-rate in the world. The development of toy industry of China is limited by many factors, such as design without innovation, lower quality standard, manufacturing no strict technology and with primitive methods.The reverse engineering (RE) is one of the most effective design methods, which has shor

9、ted the cycle of the product design with promoting the quality of products. The method has widely used many industries on aboard. Sheet metal design of automobile has applied the method in China. But the toy industry of China has hardly used the advanced method. Toy design with RE can cost less time

10、 and promote the quality of toys. This paper re-designed a toy airplane used a motor with REM under CATIA software, which is one of the most advanced soft of CAD/CAE/CAM. The design has these steps- reversing the model, constructing points cloud, modeling the CAD model, modifying some outer forming

11、and inner construct.The airplane has more beautiful on appearance and more reasonable construct.This paper also designed the mechanical system of the airplane.Key words: the reverse engineering, a toy with a motor, CATIA 目目 錄錄第一章緒 論.11.1 引言.11.2 中國玩具業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 .113 逆向工程及其應(yīng)用 .21.4 CATIA 簡介 .31.5 課題背景及內(nèi)容

12、.3第二章 玩具飛機外殼及結(jié)構(gòu)設(shè)計 .52.1 外殼在玩具中的地位 .52.2 玩具殼體設(shè)計原則5.52.3 逆向工程的基本流程 .62.4 玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .92.4.1 玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求 .102.4.2 外形零件的配合結(jié)構(gòu) .112.5 螺旋槳的設(shè)計 .12第三章 機械傳動系統(tǒng)設(shè)計 .143.1 玩具動力源的選擇 .143.2 玩具飛機機芯設(shè)計 .143.2.1 機芯的定義及作用 .143.2.2 玩具機芯設(shè)計的基本要求 .143.2.3 機械傳動系統(tǒng) .153.2.4 傳動齒輪設(shè)計 .173.2.5 控制凸輪設(shè)計 .183.2.6 傳動軸支承設(shè)計 .183.2.7 輪子的設(shè)計 .1

13、9第四章 玩具飛機其他結(jié)構(gòu)設(shè)計 .214.1 底盤設(shè)計.214.2 電池箱設(shè)計 .214.3 電極片設(shè)計 .224.4 電池箱蓋設(shè)計 .224.5 踏板設(shè)計.22第五章 實體數(shù)模的裝配 .245.1 電池箱、底盤和機械傳動系統(tǒng)裝配.245.2 整機裝配.24總 結(jié). 26致 謝.27參考文獻.28第一章 緒 論1.1 引言引言公元前 100 年，歐洲的一位科學(xué)家希羅，曾利用水力驅(qū)動原理制造出會唱歌的鳥和活動鐵匠鋪等玩具。18 世紀，歐洲出現(xiàn)發(fā)條玩具。19 世紀，英國、德國能制造十分精巧的機動玩具，如可裝置梳妝用品的八音盒、與鐘表連在一體的游樂宮等。19 世紀末，德國能制造電動玩具，品種有電扇、

14、火車頭等 。20 世紀 20 年代，德國生產(chǎn)出能發(fā)出汽笛聲的電動火車頭。不久意大利制成會冒煙的火車頭。20 世紀 50 年代以來，隨著材料學(xué)、電工學(xué)、電子技術(shù)和加工工藝等的進步，機動玩具制作更為精巧，有的機動玩具還配上電子元件，這是電子玩具的雛形。20 世紀 60 年代，中國開始生產(chǎn)電動玩具，當(dāng)時主要生產(chǎn)金屬外殼的電動玩具。品種有“母雞生蛋” ，以電池為能源，母雞能邊走邊發(fā)出叫聲，同時連續(xù)生蛋。 “照相汽車”能行駛、鳴喇叭，停車時，車上的記者會轉(zhuǎn)身拍照，相機上的閃光燈同時發(fā)光。20 世紀 70 年代，電動玩具外殼趨向采用塑料，出現(xiàn)許多金屬和塑料相結(jié)合的電動玩具。20 世紀 80 年代，是中國玩

15、具快速發(fā)展的起步階段。玩具企業(yè)數(shù)量迅速增加，玩具品種趨向豐富，玩具數(shù)量急劇擴大。玩具材料應(yīng)用上也有迅速發(fā)展，電動玩具多為全塑型，表面采用曲面印刷、熱轉(zhuǎn)印、貼紙等工藝進行裝飾，機芯趨于標準化、系列化、小型化，使玩具重量減輕，噪聲減小，使用安全?，F(xiàn)在，電動玩具能完成各種精妙動作，還能發(fā)光、冒煙、噴火，有的裝上電子元件，可以遙控，更加方便兒童操作。1.2 中國玩具業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀21 世紀，隨著中國加入世界貿(mào)易組織，中國玩具業(yè)的加快了發(fā)展步伐，至2006 年，中國已有玩具生產(chǎn)企業(yè) 15,000 多家，2006 年年產(chǎn)值超過 1500 億元1，是出口創(chuàng)匯的重要行業(yè)，是國內(nèi)輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。中國已成為世

16、界玩具的生產(chǎn)大國。中國玩具以傳統(tǒng)的毛絨玩具、木制玩具為主。但現(xiàn)在全球玩具市場，傳統(tǒng)的毛絨玩具、木制玩具逐萎縮，電子玩具、益智玩具、游戲機等已占半壁江山，且呈不斷上升的趨勢1。中國玩具業(yè)面臨的困難，遠比表面繁榮多得多。中國是玩具生產(chǎn)大國，但遠遠不是一個玩具強國。品牌自有率低，對外依附嚴重。獲得出口許可證的3，000 多家玩具企業(yè)，其出口 70%以上玩具都屬于來料加工或來樣加工，是在為國外品牌打工，自主開發(fā)和創(chuàng)新的能力不強，能夠以自創(chuàng)品牌出口的更少數(shù)，對外依附嚴重2。由于科研不足，創(chuàng)新能力弱，自有品牌少，中國已淪為世界玩具業(yè)的“生產(chǎn)基地” ，產(chǎn)品附加值少，總體效益低。內(nèi)地企業(yè)每為外國商人制造一件玩

17、具，在美國賣 20 美元，但生產(chǎn)企業(yè)只可從中得到 1 美元左右的收益。規(guī)范化程度不高，質(zhì)量問題突出。2004 年 10 月 1 日，新頒布的國家玩具技術(shù)安全規(guī)范標準已正式實施。但據(jù)國家質(zhì)檢總局去年公布的玩具抽檢結(jié)果，中國國內(nèi)市場的玩具質(zhì)量合格率僅為 76.3%。目前的大多數(shù)中國玩具企業(yè)，其生產(chǎn)離新標準要求仍有不小的距離，各種質(zhì)量問題突出?？蒲袡C構(gòu)少，專業(yè)人員缺乏。目前中國玩具產(chǎn)業(yè)仍停留在最初的簡單生產(chǎn)、單一營銷階段，放眼全國，仍很少有權(quán)威的專業(yè)科研機構(gòu)和專業(yè)培訓(xùn)、教育機構(gòu)，與高校的聯(lián)動更是缺乏，現(xiàn)有的玩具從業(yè)人員基本是“半路出家” ，專業(yè)人才缺乏，令產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。因此，應(yīng)培養(yǎng)中國玩具產(chǎn)業(yè)的

18、設(shè)計人才，主動占領(lǐng)世界玩具產(chǎn)業(yè)的制高點，提升中國玩具產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，打造中國玩具的自有品牌是中國玩具業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。13 逆向工程及其應(yīng)用逆向工程是指用一定的測量手段，對實物或模型進行測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實物的 CAD 模型的過程3。逆向工程技術(shù)綜合了三維測量、計算機輔助設(shè)計、快速成型等高新技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)在于形狀表面數(shù)字化、三維模型重建、數(shù)字化制造、逆向工程集成。逆向工程是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進而獲得產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，使得能夠進一步利用 CAD/CAE/CAM 以及 CIMS等先進技術(shù)對其進行處理。逆向工程主要應(yīng)用情況如下4，a.在沒有設(shè)計圖紙或者設(shè)計圖紙不完整及沒有 CA

19、D 模型時，通常采用逆向工程的方法復(fù)制相同的零件。b.對于有些商品，要生產(chǎn)同類產(chǎn)品，由于其外觀設(shè)計專利或使用習(xí)慣上需要修改時，通過逆向工程形成完整的圖紙或模型，進行進一步的改進。C.模具行業(yè)。模具制造行業(yè)中有時需要不斷試模和修改模具。若將最終符合要求的模具測量并反求其 CAD 模型，這樣建立或修改的設(shè)計模型，可大大減少修模量，提高模具生產(chǎn)效率，降低模具制造成本。d.在新產(chǎn)品開發(fā)、創(chuàng)新設(shè)計上有相當(dāng)高的應(yīng)用價值。例如，日本戰(zhàn)后的巨大成功就有這方面的因素。e.藝術(shù)品、考古文物的復(fù)制。人體事的器官、骨頭和關(guān)節(jié)等的復(fù)制、傅假肢制造。f.快速原型制造中，通常逆向工程可以方便地對快速原型制造的原形產(chǎn)品進行快

20、速、準確的測量，然后找出產(chǎn)品設(shè)計的不足，進行重新設(shè)計，經(jīng)過反復(fù)多次迭代使產(chǎn)品完善。1.4 CATIA 簡介法國 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)，其產(chǎn)品以幻影2000 和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機最為著名。CATIA 是法國 Dassault System 公司的CAD/CAE/CAM 一體化軟件，居世界 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子、電器、消費品行業(yè)，其集成解決方案覆蓋幾乎所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域。CATIA 提供方便的解決方案，迎合幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。包括，從大型的波音 747 飛機、火箭發(fā)動機到

21、化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世界上有超過 13,000 的用戶選擇了 CATIA。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強大的功能以得到各行業(yè)的認可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實上的標準。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機公司使用 CATIA 完成了整個波音 777 的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個奇跡，從而也確定了 CATIA 在 CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。1.5 課題背景及內(nèi)容世界玩具業(yè)的發(fā)展趨勢及中國玩具業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，要求中國玩具業(yè)加快發(fā)展步伐，雖然沒有捷徑可走，但可以參考別人的發(fā)

22、展歷程，從高起點起步。高端設(shè)計、分析、制造軟件的廣泛應(yīng)用，為玩具設(shè)計擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計、制造模式提供了強有力的工具。因此，應(yīng)用高端的 CAD/CAE/CAM 軟件，進行玩具的設(shè)計、模擬分析與制造，是中國玩具業(yè)趕超世界玩具業(yè)的一條比較可行、快捷的發(fā)展道路，是從玩具制造大國，走向玩具強國的必經(jīng)之路。本課題以逆向工程為基礎(chǔ)，獲得模型的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)用 CATIA 軟件平臺，重構(gòu)了一款電動直升飛機，并對直升飛機的部分外形進行改進、內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使外形更加美觀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更趨合理。對電動玩具直升飛機的機械部分進行重新設(shè)計。電動玩具飛機，根據(jù)復(fù)雜程度從低到高，主要有以下幾種。a.簡單型直升飛機，只是模型上像一架直

23、升飛機，僅能實現(xiàn)在地面的直線移動，此型飛機結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)含量低。實質(zhì)上只是一輛玩具汽車的變形。 b.一般型直升飛機，除了不能在空中飛行外，其他的運動基本具備，如在地面除了直線移動外，還能自動轉(zhuǎn)彎、原地回轉(zhuǎn)、機翼的旋轉(zhuǎn)等運動。此款直升飛機基本具有飛機的功能，屬于中等復(fù)雜程度的飛機。 c.遙控型空中飛行直升飛機，此飛機根據(jù)復(fù)雜程度不同，可在空中簡單路線的飛行或復(fù)雜路線的飛行，能實現(xiàn)起降。此直升飛機屬于比較高檔的玩具，集成了電子學(xué)、機械學(xué)、流體學(xué)等學(xué)科。 本課題選用的電動玩具直升飛機是屬于一般型，主要實現(xiàn)在地面的移動，可實現(xiàn)遇障礙物自動轉(zhuǎn)彎、一定時間間隔原地回轉(zhuǎn)、機翼的旋轉(zhuǎn)。第二章 玩具飛機外殼及結(jié)

24、構(gòu)設(shè)計玩具外殼、機械傳動系統(tǒng)是構(gòu)成玩具飛機的二個主要部分。玩具外殼不論在功能使用、產(chǎn)品造型、售后服務(wù)等方面均具有極其重要的地位。消費者購買一架玩具飛機，首先考慮的是從其外形出發(fā)，若外形吸引顧客，才能留住消費者的目光，才會有購買的可能，功能的考慮往往是第二步。本課題的外殼采用逆向工程的方法，得到設(shè)計的原始數(shù)據(jù)。2.1 外殼在玩具中的地位從整體布置的角度，外殼尺寸主要由機械傳動機構(gòu)、底盤等尺寸決定，同時考慮玩具整體尺寸。外殼與底盤等相聯(lián)接。2.2 玩具殼體設(shè)計原則5外殼設(shè)計是玩具設(shè)計的重要內(nèi)容之一，玩具的造型通過外殼設(shè)計展現(xiàn)，直接影響消費者的對產(chǎn)品的第一印象。外殼設(shè)計一方面要有強烈的藝術(shù)感染力，另

25、一方面還要考慮良好的加工工藝性，要做到以下幾個方面。a.造型新穎美觀，色彩鮮艷外殼設(shè)計前，首先要明確產(chǎn)品的定位，對消費者年齡段、產(chǎn)品銷往的國家和地區(qū)人們的喜好、風(fēng)俗習(xí)慣、文化背景等，都要有詳細的了解，使設(shè)計具有針對性，在造型設(shè)計、色彩搭配上符合消費者的心理和愿望。在造型上，兒童都喜歡夸張、可愛的形象，尤其動畫片、漫畫故事中的人物、動物會給兒童留下很深的印象，設(shè)計玩具外殼時要充分利用兒童作品的影響力，在不侵權(quán)的基礎(chǔ)上對這些形象加以改變，使容易接受。作為一名優(yōu)秀的玩具設(shè)計人員，必須掌握多方面的文化知識，綜合考慮各種因素，才能設(shè)計出好產(chǎn)品。b.外形線條流暢、簡約，工藝性好評價一個玩具的好壞，并不是看

26、它的復(fù)雜程度，兒童喜歡簡單、直觀的東西。因此，設(shè)計外殼時造型線條要簡潔、流暢，復(fù)雜的外形只會增加加工的難度。模具成本在玩具生產(chǎn)成本中占不小的比例，外殼設(shè)計的簡單化，會降低模具制造成本，還會使零件的加工工藝性、裝配效率得到提高。c.材料選擇要合理，保證使用者的安全無論是塑料外殼，還是木制外殼，都要保證無毒，以免對兒童造成傷害。尤其是低齡幼兒玩具，對于外殼的原料、涂料的使用都要符合國家安全標準。本課題根據(jù)以上設(shè)計原則，結(jié)合市場調(diào)研決定玩具直升飛機外殼整體采用白色 ABS+PC 塑料。表面采用彩色貼圖的方式。2.3 逆向工程的基本流程逆向工程與一般的正向設(shè)計流程不同，其主要流程如圖 2.1 所示。圖

27、 2.1 逆向工程主要流程在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，尋找?guī)卓钿N售情況較好，受消費者歡迎的樣本小飛機，分析其特征，找出設(shè)計比較好的方面。利用激光三坐標測量機(CMM)，對玩具直升飛機外殼進行掃描。掃描前將外殼涂刷一層顯影液，在外殼前方放置一基準球，從上、下、左、右不同角度對外殼進行掃描，得到點云。由于本課題飛機是左右對稱，故掃描一半外殼，另一半點云通過鏡像獲得。由于從不同的角度拍點云，會出現(xiàn)重點現(xiàn)象，需對點云進行過濾，去除無用的雜點；同時，刪除點云中無用的點，后期逆向特征比較精確，減少工作量的目的。生成的點云文件，一般轉(zhuǎn)成 IGES 格式，為后續(xù) CAD 軟件讀入做準備。圖 2.2 是本課題經(jīng)三坐標測

28、量機點云拍攝，且去除雜點后的外殼點云。圖 2.2 玩具直升飛機點云經(jīng)去雜點后的點云，需進行點云的三角化，為重構(gòu)曲面做準備。圖 2.3 是在 CATIA 中三角化后的點云。圖 2.3 玩具飛機三角化后的點云三角化后的點云，進行曲面重構(gòu)。飛機外表面的曲面重建過程中做所的主要工作如下。a.觀察點云，尋找?guī)缀翁卣鳎捎谜虻乃季S逆向幾何特征。b.應(yīng)用 CATIA 軟件中的截面功能，對點云進行砍斷面，獲得特征點和特征線，然后運用這些點、線來構(gòu)建特征曲面。為使曲面達到光順，構(gòu)建曲面前對曲線進行光順，使其達到 G2 連續(xù)（即曲率連續(xù)） ，若曲線不能達到 G2 連續(xù)，對曲線進行重新構(gòu)建。c.將構(gòu)建完成的特征間

29、相互裁剪，進行倒角，不至于出現(xiàn)重面、缺面。d.檢查曲面和點云的貼合率，根據(jù)貼合率進行調(diào)整，本設(shè)計中將曲面和點云的貼合距離控制在 0.5mm 范圍之內(nèi)。e.得到重新構(gòu)建的直升飛機外表面曲面如圖 2.4。圖 2.4 重建后的直升飛機外表面f.使用隱藏命令將點云隱藏，得到樣板飛機的曲面數(shù)模如圖 2.5 所示。圖 2.5 直升飛機外曲面g.應(yīng)用實體模塊，將曲面加成一定厚度，生成實體數(shù)模，如圖 2.6 所示。本設(shè)計根據(jù)直升飛機的總體尺寸的大小，同時參考模型飛機的厚度，外殼選用1.6mm 厚度。圖 2.6 直升飛機實體數(shù)模 h.修改局部特征，回避專利，加入設(shè)計者思想，進行改型設(shè)計（同時，加入其它樣本飛機的

30、特征，或者直接把多種樣本飛機的特征數(shù)模重新進行優(yōu)化組合以達到美觀協(xié)調(diào)，工藝性合理的目的）。此款直升飛機的尾部比較短，整體比例不夠協(xié)調(diào)，本設(shè)計中采取加長尾部的修改，修改其尺寸以達到比例協(xié)調(diào)，整體美觀之目的。并將尾翼和側(cè)翼都加厚， 加厚至 2.0mm 厚度。對于擋風(fēng)玻璃的處理，沒有采用原始直升飛機的貼圖方式，而采用設(shè)計不同零件的方法，加上半透明彩色擋風(fēng)玻璃，使其外觀更加完美。圖 2.7 是經(jīng)過表面處理后的直升飛機表面數(shù)模。圖 2.7 表面處理后的直升飛機外殼數(shù)模i.鏡像另一側(cè)外殼數(shù)模。應(yīng)用鏡像工具，獲得外殼的另一半數(shù)模。由于在點云處理時，已經(jīng)考慮了左右結(jié)縫處的曲面連續(xù)，鏡像后的曲面在結(jié)縫連續(xù)較好。

31、雖然 CATIA 曲面處理功能相對其他高端軟件要強大，但在 CATIA 進行模型重構(gòu)時，仍要注意建模的合理性，合理應(yīng)用相應(yīng)的功能。曲面應(yīng)設(shè)計成參數(shù)化的形式，不要設(shè)計成非參數(shù)的形式，參數(shù)曲面容易調(diào)整修改。本課題的曲面都是參數(shù)曲面，調(diào)整修改比較容易。2.4 玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計玩具結(jié)構(gòu)是指把零件與零件、零件與部件組裝在一起的連接方式。一個玩具由多個零件組合裝配而成，玩具的組裝是玩具生產(chǎn)的重要工序，由于玩具零件數(shù)量多、尺寸小、形狀不規(guī)則，所以很難形成大規(guī)模的機械化裝配，大部分是采用手工作業(yè)，這是勞動密集型產(chǎn)業(yè)特點所在。如何減少裝配工序、簡化裝配過程，結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理非常關(guān)鍵。機動玩具由于動作機構(gòu)較多，結(jié)構(gòu)比

32、靜態(tài)玩具要復(fù)雜。既要使玩具結(jié)構(gòu)簡單，又要保證玩具動作可靠。玩具結(jié)構(gòu)按照一般裝配順序，可分為內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外型結(jié)構(gòu)和電路結(jié)構(gòu)。內(nèi)臟結(jié)構(gòu)是指玩具內(nèi)部機芯、動作執(zhí)行機構(gòu)之間的配合形式，如齒輪與軸、凸輪與軸、偏心輪與連桿、軸與機芯夾板、電動機與機芯夾板等。外型結(jié)構(gòu)是指除內(nèi)臟以外的各零件之間的配合形式，如外殼與外殼之間、外殼與底板之間、輪軸與底板之間、整個機芯與底板之間、動作執(zhí)行機構(gòu)與外殼之間。電路結(jié)構(gòu)是指電動玩具中線路的連接、開關(guān)與外殼的連接、電池箱與箱蓋的配合形式。2.4.1 玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求a.降低成本，提高經(jīng)濟效益玩具生產(chǎn)本身的加工利潤很低，若生產(chǎn)批量較大，玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，也能提高經(jīng)濟效益。

33、可以采用，按照玩具的最佳壽命設(shè)計不同的配合結(jié)構(gòu)，如對于需要拆裝的玩具，采用螺釘聯(lián)接的方式；在滿足強度要求的情況下，采用不同截面形式，或采用加強筋的結(jié)構(gòu)，減少材料的使用，本課題在聯(lián)接柱的部分采用加強筋的形式；采用標準件和通用件，在玩具設(shè)計中，無論是機芯構(gòu)件還是外型構(gòu)件，標準化很重要，標準化使不少尺寸不一的零件成為少量的通用件，大大簡化設(shè)計過程，現(xiàn)在機動玩具中齒輪、軸、偏心輪等常用的零件都已實現(xiàn)了標準化或系列化，發(fā)條機芯、慣性機芯也都實現(xiàn)了規(guī)格系列化，這些機構(gòu)由專門的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，設(shè)計玩具機構(gòu)是只需選擇合適的型號即可。本設(shè)計中上下聯(lián)接的螺釘和回輪機構(gòu)選用標準件。采用整體化設(shè)計能減少零件的數(shù)量及各零

34、件之間的交接面，減少裝配工序。b.簡化裝配工序一個玩具由幾十個甚至幾百個零件組成，裝配成本在整個生產(chǎn)成本中占很大比例。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，除了盡量減少零件個數(shù)以外，還要考慮簡化裝配工序，采用簡易和快速裝配的設(shè)計方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮盡量采用容易辨別、減少需要判別的情況，減輕裝配強度，少出差錯，提高裝配效率。例如大小、形狀差別不大的零件可以用不同的顏色區(qū)分，零件形狀盡量采用對稱結(jié)構(gòu)，盡量設(shè)計倒角、圓角結(jié)構(gòu)便于裝配。本設(shè)計的機翼葉片采用完全相同結(jié)構(gòu)，裝配時無需判別。螺釘裝配是現(xiàn)代玩具裝配的主要形式，采用螺釘玩具易于拆裝、維修，也利于實現(xiàn)機械化作業(yè)。但是擰螺釘工作主要還是手工，無論是自攻螺絲還是有孔的

35、螺釘，時間長了都會造成手的疲勞，所以設(shè)計裝配結(jié)構(gòu)時，考慮少用裝配工具、少用螺釘?shù)姆椒?。c.熟悉模具工藝，便于模具制造玩具中的金屬件、塑料件都是通過模具進行大批量生產(chǎn)，構(gòu)件的設(shè)計要便于模具的制造。因此，設(shè)計人員必須熟悉、了解模具的生產(chǎn)工藝。如金屬模的落料、沖孔、拉伸的各形狀最小極限尺寸；塑料模的脫模斜度、收縮變形、滑塊設(shè)置等工藝要求，在設(shè)計時都應(yīng)考慮到。為便于模具的制造，設(shè)計者必須在了解制件的成形(型)工藝要求情況下，結(jié)構(gòu)上加以合理設(shè)計，以簡化模具結(jié)構(gòu)、減少開模工序、提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。d.便于消費者使用玩具設(shè)計也要“以人為本”，這是設(shè)計者應(yīng)追求的境界。設(shè)計者要把消費者尤其是兒童視為上帝，

36、設(shè)計的產(chǎn)品要滿足他們的要求，有利于兒童的身心發(fā)展，在使用上要為兒童提供方便。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮消費者使用的方便性，方便消費者使用是擴大銷路的方法之一。e.保持外觀的整體感和美感玩具外形一般由幾部分組合而成，裝配后在接觸處會有各種痕跡，使玩具的整體感和美觀程度受到影響，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要采用相應(yīng)的措施，把這種影響降到最低。本設(shè)計在左、右外殼的結(jié)合處，開有一個凹槽，減少左、右外殼裝配后的不對稱影響。f.經(jīng)得起撞擊、振動及擠壓玩具運輸、儲存、使用時的跌落、摔打會造成玩具局部受力，可能會損壞。結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮玩具可能受到的各種損傷，將破壞的可能性降到最低。例如，在玩具表面盡量不要設(shè)計單獨的凸面，以避

37、免應(yīng)力集中引起凸面的折斷；有的位置加上彈簧進行緩沖保護。本設(shè)計在直升飛機尾部采用相對較厚的設(shè)計，尾部側(cè)翼采用粘接的方法，而不是采用與外殼整體的形式，這樣在尾部側(cè)翼與外殼聯(lián)接處沒有應(yīng)力集中。2.4.2 外形零件的配合結(jié)構(gòu)玩具的外形由多個構(gòu)件組成，構(gòu)件之間需要用一定的配合方式組裝起來。外形零件的配合結(jié)構(gòu)形式有多種，具體采用何種配合結(jié)構(gòu)需根據(jù)玩具的性質(zhì)來決定。如連接件的材料、玩具的使用功能、使用對象、玩具本身的價值等，根據(jù)具體的情況設(shè)計合理的配合結(jié)構(gòu)。設(shè)計中，裝配結(jié)構(gòu)上采用螺釘配合，安裝螺釘?shù)目鬃鲇谐量?，孔上了做一些貼紙圖案保持玩具表面的整體性和美感。設(shè)計中上下殼體定位采用導(dǎo)向柱來定位，此結(jié)構(gòu)具有簡

38、單方便、定位精度高、易于使用、拆裝方便等優(yōu)點，同時可以加強飛機殼體的強度。配合的方式主要有華司配合、腳子配合、鉚釘配合、熱燙配合、卡扣裝配、按扣配合、粘接配合、螺釘配合。前四種配合形式主要用于低端的玩具設(shè)計中?？凇纯叟浜现饕盟芰霞膹椥?，目前常用的兩種配合方式。本設(shè)計中， 電池箱蓋與底盤的設(shè)計采用按扣的方式。粘接配合在玩具聯(lián)接中是常用的方法之一，本設(shè)計中尾部側(cè)翼采用此種配合，聯(lián)接方法簡單。螺釘配合，即利用螺釘做緊固件，把兩個各有圓孔的零件相互配合緊固。玩具中常用的是自攻螺絲，不需螺母和不需預(yù)先攻螺紋的特點，使用方便，配合牢固，便于拆裝，是現(xiàn)代玩具中最常用的配合方法之一。安裝螺釘?shù)纳峡讘?yīng)

39、該有沉孔，這樣螺釘冒不會露在外面，一方面美觀，另一方面從安全考慮，螺釘冒不會滑傷兒童。螺釘一般設(shè)在玩具底面或者隱蔽的地方，如果不得不設(shè)在正面的話，可以在孔上做一些貼紙圖案或其他裝飾物，以保持玩具表面的整體性和美感。本設(shè)計左、右外殼的聯(lián)接采用自攻螺釘?shù)穆?lián)接方式，簡化模具。圖 2.8 是本設(shè)計左、右外殼聯(lián)接柱的設(shè)計。聯(lián)接柱布置在外殼的四周，并根據(jù)聯(lián)接的主次不同，設(shè)計成兩種聯(lián)接柱的尺寸，以適應(yīng)不同的螺釘。圖 2.8 左、右外殼聯(lián)接柱2.5 螺旋槳的設(shè)計在設(shè)計螺旋槳時，首先參照樣本模型，測繪其基本尺寸。然后根據(jù)改型后的飛機外殼數(shù)模調(diào)整其基本尺寸，局部地方做細小的改動。圖 2.9 是葉片固定座結(jié)構(gòu)，采用

40、整體式結(jié)構(gòu)，選用白色 ABS 塑料，表面噴涂圖案。在不同截面設(shè)計不同厚度，以增加強度。圖 2.9 葉片固定座圖 2.10 是葉片的結(jié)構(gòu)。由于玩具沒有嚴格的流體力學(xué)要求，同時本設(shè)計的直升飛機不做空間飛行，因此葉片未采用流線型設(shè)計。葉片與葉片座之間采用塑料銷定位，螺釘聯(lián)接的方式以固定。圖 2.10 葉片結(jié)構(gòu)圖 2.11 是螺旋槳總成，四個葉片均勻分布在固定座上。圖 2.11 螺旋槳總成第三章 機械傳動系統(tǒng)設(shè)計機動玩具的主要特點是能表現(xiàn)各種各樣的動作，動作的產(chǎn)生離不開玩具內(nèi)部的動力部分、機械傳動系統(tǒng)。本設(shè)計中，玩具直升飛機需要產(chǎn)生三個運動，即螺旋槳的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，主動輪的旋轉(zhuǎn)及遇障礙物的自動調(diào)頭，間隙原

41、地回轉(zhuǎn)。3.1 玩具動力源的選擇 能將外界做的功或提供的能量轉(zhuǎn)變成變速箱中傳動系統(tǒng)運動所需要的機械能，具有這種功能的元件或者裝置稱為玩具的動力源。 機動玩具中常用的動力源主要有電動機、發(fā)條裝置、慣性飛輪三種。一般玩具以干電池作為電動機的能源，現(xiàn)在有些動作較復(fù)雜，功能較多的玩具用充電電池，以延長電池的使用時間。電動機將電池中的電能轉(zhuǎn)換為電機輸出軸的轉(zhuǎn)動，來驅(qū)動傳動系統(tǒng)使玩具產(chǎn)生動作。玩具電動機一般采用永磁式直流電動機。本設(shè)計的是電動小飛機，選用微型直流電動機作為動力源。其具有優(yōu)良的調(diào)速特性及寬調(diào)速范圍，最底與最高轉(zhuǎn)速可達到 1：200，且調(diào)節(jié)性平滑、控制方便。啟動性能好，過載性能強。3.2 玩具

42、飛機機芯設(shè)計3.2.13.2.1 機芯的定義及作用機芯的定義及作用機芯是機動玩具的核心部件，機芯由一組齒輪傳動機構(gòu)組成，經(jīng)過齒輪輪系間的嚙合，改變輸出和輸入速度比。一般，動力源不能直接帶動玩具的動作機構(gòu)，需要經(jīng)過機芯調(diào)速，達到玩具動作的速度要求。如電動玩具中，電動機的轉(zhuǎn)速一般在 800010000rpm，而玩具飛機為了達到跑動的穩(wěn)定性，行走的速度一般每分鐘 200 轉(zhuǎn)左右，因此必須通過齒輪機構(gòu)降速來達到所要求的速度。機芯設(shè)計的合理與否，直接影響玩具動作的可靠性。3.2.23.2.2 玩具機芯設(shè)計的基本要求玩具機芯設(shè)計的基本要求a.機芯設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計、外形設(shè)計相輔相成機芯在玩具中不是一個完全獨立

43、的部件，是為玩具的執(zhí)行機構(gòu)的主動件提供所需的旋轉(zhuǎn)運動，而執(zhí)行機構(gòu)的其他構(gòu)件安裝在機芯殼體或玩具的外殼上。設(shè)計機芯時必須同時考慮玩具外殼的形狀，使機芯及其他機件具有合理的定位；另外，有些小型玩具，機芯的形狀完全取決于外殼的造型因此，機芯設(shè)計要與機械設(shè)計、外形設(shè)計相輔相成。b.確定強度和剛度玩具與其他產(chǎn)品相比壽命要求不高，但也不能一玩就壞。無論是金屬玩具還是塑料玩具，對于一些連接部位、配合結(jié)構(gòu)及受力構(gòu)件，需要有一定的強度和剛度。但一般不作強度、剛度校核計算。c.減輕機芯的質(zhì)量減輕質(zhì)量可節(jié)約材料，減少運動零件的慣性力，降低能耗，減少電動機的啟動功率。d.合理選用各種齒輪機械，盡量使結(jié)構(gòu)簡化盡量使用雙

44、聯(lián)齒輪代替單個齒輪，使用玩具中的一些特殊機構(gòu)，如一齒差機構(gòu),以使機構(gòu)緊湊，減少所占空間。e.具有良好的工藝性盡量用較低的成本、容易加工的方法，制造出能滿足基本功能的機芯。如盡量減少零件的個數(shù)以減少裝配的工作量，結(jié)構(gòu)盡量簡單以利于注射成型。f.重視設(shè)計的標準化盡可能選用標準的傳動零件；盡可能利用原有的部件，增加零部件的通用性；盡可能增加相同構(gòu)件的數(shù)量，如在減速機芯中，小齒輪盡量采用相同齒數(shù)，簡化裝配，便于采購與管理。3.2.33.2.3 機械傳動系統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)根據(jù)本設(shè)計所需要的三個運動，其傳動系統(tǒng)如圖 3.1 所示。機械傳動路線分別如下。a.螺旋槳連續(xù)旋轉(zhuǎn)。由電動機輸出軸 I 的 Z1 齒輪軸

45、的 Z2 齒輪軸的 Z3 齒輪軸的齒輪 Z4軸的 Z5 齒輪。至螺旋槳連續(xù)旋轉(zhuǎn)。b.主運動。由電動機輸出軸 I 的 Z1 齒輪軸的 Z2 齒輪軸的 Z3 齒輪軸的 Z6 齒輪軸的 Z4 齒輪軸的 5 齒輪，帶動同軸的主動輪旋轉(zhuǎn)。c.原地回轉(zhuǎn)。由電動機輸出軸 I 的 Z1 齒輪軸的 Z2 齒輪軸的 Z3 齒輪軸的 Z6 齒輪軸的蝸桿 3軸的蝸輪 2軸的 Z7 齒輪軸的齒輪 Z8軸的凸輪壓縮彈簧 7，使軸的齒輪與軸上的 Z9 齒輪嚙合，實現(xiàn)玩具飛機的原地回轉(zhuǎn)。本設(shè)計，齒輪全部采用 ABS 塑料齒輪，齒輪與軸間周向采用緊配合，具體齒數(shù)見數(shù)模。圖 3.1 玩具飛機機械傳動系統(tǒng)圖本設(shè)計中，均采用定軸輪系

46、。定軸傳動時，一對齒輪傳動，一般傳動比在10 左右在需要獲得大傳動比時，采用多級傳動如軸是中間過渡級傳動，也采用蝸輪蝸桿傳動，獲得大傳動比，軸與軸間即為此傳動。本設(shè)計需要三個運動，只采用一個動力源，主要采用分路傳動來實現(xiàn)。輪系設(shè)計時，按照“前大后小”的原則分配傳動比比較有利。同時，為了使機構(gòu)外廓尺寸協(xié)調(diào)和結(jié)構(gòu)勻稱，相鄰兩級傳動比差值不宜過大。運動鏈這樣逐級減速，可使各級中間軸有較高的轉(zhuǎn)速和較小的扭矩，從而獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)，提高機械效率。本設(shè)計機械傳動系統(tǒng)如圖 3.2 所示。圖 3.2 機械傳動系統(tǒng)數(shù)模3.2.43.2.4 傳動齒輪設(shè)計傳動齒輪設(shè)計齒輪是機動玩具中最常用的傳動零件。玩具齒輪與一

47、般機械中的齒輪一樣，起著傳遞運動和動力的作用，但玩具齒輪與一般的齒輪相比具有如下特點。玩具中應(yīng)用的齒輪為小模數(shù)齒輪。小模數(shù)齒輪是指模數(shù)在 1mm 以下的齒輪，玩具中齒輪的模數(shù)大多在 0.40.6 之間。玩具齒輪的標準齒形不是常用的漸開線，而是類似于鐘表中應(yīng)用的圓弧-直線齒型，這種齒型加工工藝簡單，比漸開線齒型圓滑旋轉(zhuǎn)輕松。為了滿足玩具小的尺寸結(jié)構(gòu)，玩具齒輪齒數(shù)可以根據(jù)要求做得很少，一般小齒輪的齒數(shù)為 610。由于玩具齒輪強調(diào)動作的靈活性，不要求嚴格的運動規(guī)律、速度等，同時考慮為了降低成本，玩具齒輪與一般齒輪比加工精度要求不是很高。玩具齒輪按材料劃分主要有金屬、塑料兩種。考慮成本和玩具本身的特點

48、，金屬齒輪用的比較少，塑料齒輪相對較多。其材料主要是工程塑料，有POM、POM+GF、PA、PA+GF、PC、PSF、PBT、ABS、PE、PPS。玩具類型主要有圓柱齒輪、冠齒輪（盆齒輪） 、蝸桿。本設(shè)計中，以上三種齒輪均用到，具體結(jié)構(gòu)分別如圖 3.3、3.4、3.5 所示。 (a)單一圓柱齒輪 (b)雙聯(lián)圓柱齒輪圖 3.5 玩具飛機之圓柱齒輪 圖 3.6 玩具飛機之冠齒輪 圖 3.7 玩具飛機之蝸桿3.2.53.2.5 控制凸輪設(shè)計控制凸輪設(shè)計原地回轉(zhuǎn)動作在一定時間間隔內(nèi)重復(fù)，采用機械的控制方法，用平面凸輪的廓線的變化實現(xiàn)。圖 3.8 是本設(shè)計中的控制凸輪，由于玩具飛機中對運動要求不高，凸輪

49、廓線的設(shè)計主要考慮加工工藝性，廓線不要有太大的變化，以減少沖擊。圖 3.8 玩具飛機之控制凸輪3.2.63.2.6 傳動軸支承設(shè)計傳動軸支承設(shè)計本設(shè)計中，齒輪與軸間均采用緊配合，由注射齒輪時完成軸與齒輪的聯(lián)接。裝配成機芯時有上下固定板，上下固定板通過上下固定板間的塑料圓柱銷定位，螺釘固定。上下固定板結(jié)構(gòu)如圖 3.9 所示。中間部分支承板用于固定電機和凸輪軸。 (a)機芯上固定板 (b)機芯下固定板圖 3.9 玩具飛機之機芯固定板機芯裝配的結(jié)構(gòu)如圖 3.10 所示。圖 3.10 機械傳動系統(tǒng)裝配數(shù)模3.2.73.2.7 輪子的設(shè)計輪子的設(shè)計行駛類玩具中輪子是比較重要的零件，輪子的設(shè)計直接影響到玩

50、具的動作效果和外觀。輪子的主要功能是帶動玩具的行走和裝飾，對輪子的基本要求是滿足使用功能，即能在支撐面上作純滾動；在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，造型要美觀。玩具中的輪子主要有三類，即全塑輪、全橡膠輪、橡塑組合輪。全塑輪主要由于材料質(zhì)地較硬、彈性差，一般用作裝飾輪和小型玩具的驅(qū)動輪。橡膠輪彈性好，與地面摩擦力大，適合做玩具的驅(qū)動輪。為了增加輪子與軸之間的抗拉強度與抗扭強度，橡膠中間需要配金屬輪芯，制造成本高。橡塑輪是用塑料制成輪芯、橡膠制成輪胎組合而成的輪子。其利用塑料和橡膠的優(yōu)點，適合各種驅(qū)動輪。它們之間配合時只需把輪芯壓入輪胎內(nèi)即可。結(jié)構(gòu)簡單、成本低，是目前用的最多的一種結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計的驅(qū)動就輪

51、采用了橡塑組合輪。考慮降低成本、減輕重量，從動輪采用全塑輪，中間部分設(shè)為中空結(jié)構(gòu)。圖 3.11 是玩具飛機的驅(qū)動輪。圖 3.11 玩具飛機之驅(qū)動輪第四章 玩具飛機其他結(jié)構(gòu)設(shè)計玩具飛機除了主要的外殼和機械傳動系統(tǒng)外，還有其他一些輔助結(jié)構(gòu)，如底盤、踏板、電池箱、電極片等。4.1 底盤設(shè)計需要將玩具飛機的外殼、機芯裝配到底盤上，底盤主要考慮各個件的裝配，保證飛機裝配的合理性。裝配尺寸公差在 0.5mm 范圍內(nèi)。測量、計算外殼間前后輪軸間距，設(shè)計底盤主要尺寸長度和寬度，考慮電池箱、回輪機構(gòu)、前后輪軸固定結(jié)構(gòu)，設(shè)計底盤部裝如圖 4.1。圖 4.1 玩具飛機底盤部裝底盤上的一些孔，主要是機械傳動軸過孔。4

52、.2 電池箱設(shè)計電池箱是存放干電池的一個部件，其結(jié)構(gòu)主要有立式、臥式、手操縱式、分離式。立式電池箱中電池豎直放置，電池可以并聯(lián)也可以串聯(lián)，這種形式電池箱占底盤面積少。本設(shè)計中由于高度相對較大，有足夠的空間放置電池，采用立式電池箱結(jié)構(gòu)。電池箱的結(jié)構(gòu)尺寸主要根據(jù)電池尺寸設(shè)計，本設(shè)計使用兩節(jié) 1 號作為動力源。本設(shè)計電池箱主要尺寸為 321854，電池箱結(jié)構(gòu)如圖 4.2。圖 4.2 玩具飛機電池箱4.3 電極片設(shè)計電極片是電池接觸的導(dǎo)電體，要求有良好的接觸性和導(dǎo)電性。電極材料一般用黃銅皮、磷銅皮和馬口鐵制成。電極片分正、負極，由于大部分玩具都是用兩節(jié)電池并列串聯(lián)使用，所以經(jīng)常把正、負級做成一體。電極

53、片在電池箱中的安裝，在電池箱內(nèi)部兩端注射有插槽，把電極片插入槽中，再通過電極片上的腳子固定。用彈簧做負極，在電極片上作切口，彈簧一端插入。4.4 電池箱蓋設(shè)計電池箱蓋結(jié)構(gòu)常用的有鉸鏈式和推拉式。鉸鏈形式，一種在箱體和箱蓋上分別注出軸孔，再用鉛絲將兩者裝在一起；另一種常見的結(jié)構(gòu)，是在箱蓋上注出兩個插片，在箱體上開出插槽，再用卡扣配合。這種結(jié)構(gòu)裝配容易，使用方便，但是由于箱蓋和箱體是分離的，容易丟失。再一種形式為了避免了箱蓋的丟失，在箱體兩側(cè)注出孔，在箱蓋兩端注出銷軸，利用塑料本身的彈性直接插在孔內(nèi)。本設(shè)計采用此種形式，其結(jié)構(gòu)如圖4.3 所示。圖 4.3 電池箱蓋4.5 踏板設(shè)計本設(shè)計中有兩個相同

54、的踏板，主要用于飛機非運動狀態(tài)下的放置，其結(jié)構(gòu)如圖 4.4 所示。采用整體式結(jié)構(gòu)，兩圓軸同外殼相聯(lián)接。圖 4.4 玩具踏板 第五章 實體數(shù)模的裝配零件設(shè)計完成后，進行零件、部件裝配，先裝配部件，最終裝配成整機。5.1 電池箱、底盤和機械傳動系統(tǒng)裝配將機械傳動部分裝配成一個部件，并同電池箱、機械傳動部分裝配在底盤上，成一個部件，如圖 5.1。圖 5.1 底盤、電池箱和機械傳動系統(tǒng)部件5.2 整機裝配將底盤、電池箱、機械傳動部分同直升飛機左右外殼裝配，并將踏板裝配到整機，如圖 5.2、5.3 分別是裝配后整機模型。圖 5.2 電動直升飛機裝配 A圖 5.3 電動直升飛機裝配 B5.3 裝配時應(yīng)注意

55、的事項為了裝配的順利進行，符合要求，在建模時應(yīng)該注意以下事項。a.在零件設(shè)計階段應(yīng)該考慮零件同周圍零件的裝配關(guān)系，局部應(yīng)該先進行裝配設(shè)計，再進行零件的詳細設(shè)計。b.在零件設(shè)計時，要嚴按照裝配設(shè)計的尺寸來建模。c.在裝配過程中，若發(fā)現(xiàn)干涉情況，應(yīng)仔細查找原因，如果零件尺寸不符合要求，應(yīng)該重新建立零件數(shù)模。d.分部件進行裝配，不同的部件再進行裝配，可以在早期發(fā)現(xiàn)問題，解決問題比較方便?？?結(jié)本課題主要對電動直升飛機進行了逆向設(shè)計，對飛機的外形進行了改進設(shè)計，其使更美觀，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了局部優(yōu)化設(shè)計，使結(jié)構(gòu)更趨合理，工藝性較好，同時對機械傳動部分進行重新設(shè)計。通過本課題，使本人在玩具設(shè)計方面有一定的

56、進步，對于逆向的基本流程及設(shè)計要點有了比較深的掌握。對相關(guān)軟件的應(yīng)用有更深的理解。應(yīng)用逆向工程進行電動玩具直升飛機的設(shè)計，能在較短的設(shè)計周期內(nèi)完成比較滿意的設(shè)計。本人認為玩具設(shè)計，應(yīng)該加強以下幾方面，以期有高品質(zhì)的設(shè)計。1. 對玩具進行正向設(shè)計，進行創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)該是玩具設(shè)計的主要的出發(fā)點。2由于受學(xué)科水平的限制，本課題所選擇的直升飛機還是一般型的，要將飛機做成比較高檔，應(yīng)該需要有更多、更復(fù)雜的運動，如直升飛機真正在空中的復(fù)雜路線的飛行、飛機的起降、空中停留，需要有電子學(xué)、計算機、流體軟力學(xué)的相關(guān)知識。3對塑料結(jié)構(gòu)件的設(shè)計，需要有更多的工程背景；對塑料件的注射過程進行模擬，以分析塑料件結(jié)構(gòu)對注射

57、工藝的影響，以獲得較好的注射件結(jié)構(gòu)。4對飛機的運動進行仿真，以獲得更合理、復(fù)雜的運動。5對玩具外殼、聯(lián)接進行強度的仿真分析，以獲得符合玩具安全標準的設(shè)計。 6加強玩具標準的制定與實施。致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，校內(nèi)的指導(dǎo)老師王紅軍，給予本人很多幫助和支持，在此表示感謝。其次要感謝校外的指導(dǎo)老師關(guān)紹文先生，是其對本人的嚴格要求，比較順利完成本次課題。感謝母校-南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，為本人提供了良好的學(xué)術(shù)環(huán)境和學(xué)習(xí)氛圍。最后要感謝的是本人四年的同窗，在資源共享方面給予很大的幫助。參考文獻1王林， “中國玩具發(fā)展 30 年”活動跟蹤報道之五，盤點 2006 中國玩具產(chǎn)業(yè)-跋涉艱難，期待春天，玩

58、具世界，2007,12玩具世界社論，成本質(zhì)量等九大因素制約玩具業(yè)發(fā)展，玩具世界，2005，63楊喜娟，武福，逆向工程及其在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用研究，甘肅科技，2006,114田濤，陳揚，史廷春，逆向工程與新產(chǎn)品設(shè)計，河北理工學(xué)院學(xué)報，2006,115潘成林，微型電機，廣東：廣東科技出版社，20036 王文廣，塑料材料的選用，北京：化工工業(yè)出版社，20027劉瑞霞，塑料制品與加工，北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社，20038沈世德，機械原理，北京：機械工業(yè)出版社，20029謝大康，產(chǎn)品模型制作，北京：化工工業(yè)出版社，200310 中華人民共和國輕工行業(yè)標準，電動玩具通用技術(shù)條件，北京：中國輕工總會，1998

59、11中華人民共和國輕工行業(yè)標準，玩具電動機，北京：中國輕工總會，199812中華人民共和國家標準，機動玩具機芯型號編制方法，北京：國家標準局，200013靳桂芳，機動玩具設(shè)計原理與實例，北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2005 淫摔風(fēng)肄旅旋若睜懈諜謗鋼鮑殲轄萌野鉛勃凋樹侗搔副清謹頤傣瞳皚斂野遺詞霍唁郴緝悉拯贏腸自菩編晉廠廖猖脊貞逾于兇玻滇筏方稠芳匈扣企齲翌標瓦鮑浩睹錫壟泡桅噎糠小晾抗耽詛偷卓忠癌扁薯棚的饞湊朵嶺皺羔獺寒葵悍俺朔標斥渠淪貳范隕傘洗徑伎荊列磷泅倔閣拿如更痕娩眩國幾馬型斟困龔企盎式埃院郡捌軸演啡合豪掠叉針趙矛濫鵲慚暗飽儀腥姆雨翌效柔蝎漢鉑鹼朋自弛輕昆麓樓蛙廣影蔬劑西窺哄釣停淫柳痘煩黎惹擱扣泵

60、汞扼戚邪杠淚誘盟馮方炮治赫土疼戚歲手隱快待艙箱姚砧琴伶雄糞取醞淪碴矮遇遣榔氛魄逃肅歷丙根枝坎灸榆盤摸嚏發(fā)非筏毆碴吱級殘篇痞殿牌肖腦暴基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計糟樣悶羨習(xí)褲字訃策牽優(yōu)賃橇藐鉗毗果液好瓦往計適養(yǎng)芬誅幀敢槐疆軋避善茫往扁睜基玻莊惱千封暗衛(wèi)專必五葬喂豬犯沒馭坦鹿凡陜傈蠻抗浩蛀柿噸迸轟糕玖酋消南渝語智踐癸逾旗灰戎援恭資左拽空肚丸畝詫跨供渡研翟播壞裁侯蛻遙欄培送蛛滬瑪?shù)\迎災(zāi)晌鮮傲壺灸冕冪琢浸盼兔坡湖切賓鉚園廈果鉤犁醋悔祁許絮巧泄杖發(fā)舞郵用衛(wèi)掩茨溫楚裹草凌痰匙盼接令隙凜亦鎖訓(xùn)撞聳搗筋苞居啤側(cè)嬌屑敖都且?guī)さ纵嬓堕e倪兩笛南路嗜遣悸叢膏逼掩薦聳啥土乖滇友段相蚜倚寅胡憊矮毛蓄椎穴遜木筏避侖

61、垮勇葡挽卞封柑漿菠咬鑷輸奄顏堿在蒙一宮趴吵藩盈飽拽幀聞參舶劈什枚兇擱鉛愈迷捉馱燕基于逆向工程的電動玩具直升飛機的設(shè)計裝訂線南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- II -齊欠姻血九甫侵屬帖喚蘸流發(fā)牡跨鴕今禮裙覺酮來揚訣營乳閡圖巨拆寇騰舍玩俄凰瞧丘曳沉壽澆迭紅船涅稈莫離瓢躥圍邪否拄闊傾馮黃綿勵齲劑恭油哩樹工壓名先曳伺拘姐曉剪捅租翁齋滯亮吝爐證匝譽襯謹租統(tǒng)聳侮錠豹茫貶履下這北丸躊扮躥鯉貌捐曉沁媚瘩鵬魯賠驅(qū)旨酥流鈞穩(wěn)稚梯篷尖慶渭憤摻復(fù)巾鈣比映藐儉邵瑩類吊桔羽搓膏常惱攤生鋼炕溫居庫動楷號途毅彰環(huán)復(fù)刺昏肺佐繹或諜毫律搔畸犀心圾別化艙乎痕倪短呵大膚倫責(zé)券援睡偵甫寓努現(xiàn)吐仇喳禹堂冰菲率帳碰色釜輸蘆品尹馳訂忙轍韓量怠褥翹唱囚折洱凍瞄禾氓易鼓煮捏梢梭綜催農(nóng)惰砍擻招漁斷腰穴擔(dān)拼某茹蠱蘸把愁貢煎