机械创新设计课程设计说明书

机械创新技术

目录

一、创意构思与前景分析 …………………………………… 2

二、设计步骤 …………………………………… 3

三、零件设计与图形展示 ……………………………………

四、设计小结 ……………………………………

五、参考资料 ……………………………………

机械创新技术

一、 创意构思与前景分析

休闲与时尚的结合正是现代人追求的一种生活状态。鞋，作为一种生活必需品，有着巨大的市场。然而我们还常常抱怨、不满，因为现在的鞋还有很多不尽人意的地方，当你还在为冬天脚冷而恐惧时；当你还在为孩子的炫灯鞋的巨大电池消耗而烦恼时；当你还在夜间行走没有光源而抱怨时——一种带发电装置的多功能鞋被期待发明着……

我们的设计是一款多功能鞋的发电装置。通过在鞋内设置简单的机构系统和能量转换系统，就可以让我们的脚不再寒冷，让我们炫灯有用不完的电，夜间出行将不再可怕……如果我们的装置被应用到实际中，那么鞋将不再是功能单一生活必需品，而真正成为休闲与时尚相结合的一种产物。

我们的设计构思是：将脚走路时下蹬的运动转化为旋转运动，再利用旋转磁铁切割线圈生电的原理，提供电能给耗能装置和储电装置用。

设计中要解决的难题：

1.由于整个装置需安装在鞋内，所以要求其尺寸必须紧凑。

2.由于下蹬的行程有限，所以我们需要增速机构让旋转磁极尽可能多转，来产生较多的电量。

3.要保证旋转磁极单向旋转。

二、设计步骤

1、功能分析

（1）.要实现的功能 鞋子的保暖、跑马灯及照明 （2）.功能实现的原理

发明简单的发电装置供电给发热装置、照明装置以及储电装置使用 发电装置原理：线圈切割磁力线从而发电

分析：现有运动为脚部蹬地进行的直线或弧线往复运动，所需要的运动为线圈切割磁力线时的旋转运动。 2、功能求解

（1）运动形式的转换：直线（弧线）运动 齿轮齿条、绕线轮机构、外棘轮机构。（其简图如下）

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齿轮齿条

外棘轮机构

绕线轮机构

摇杆的摆动转化为绕线轮的旋转

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（2）增速机构；由于整个机构空间有限，为满足机构的的正常工作，需要足够的电量，此时需要增速机构。

齿轮增速、行星轮系增速、带轮增速、链轮增速

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（3）、单向旋转功能：棘轮机构

3. 实现功能的方案

(1)由踏板齿条作为主动件的方案：

1、踏板齿条 2、小齿轮（1） 3、大齿轮 4、小齿轮（2） 5、棘爪 6、内棘轮 7扭簧

小齿轮(1)和大齿轮是同轴运动，小齿轮（2）和棘爪是同轴运动 运动路线：

踏板齿条向下运动，与之啮合的小齿轮（1）逆时针转动，同时大齿轮逆时针转动，大齿轮带动小齿轮（2

）顺时针转动，同时棘爪随之顺时针转动，棘

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爪带动棘轮顺时针转动。

（2）由绕线轮系统作为主动件的方案：

1、踏板 2、定滑轮 3、绕线轮及绕线 4、大齿轮 5、小齿轮 6、棘爪 7、内棘轮

绕线轮和大齿轮是同轴运动 、小齿轮（2）和棘爪是同轴运动 运动路线：

踏板向下运动，带动绕线轮逆时针转动，同时大齿轮逆时针转动，大齿轮带动小齿轮（2）顺时针转动，同时棘爪随之顺时针转动，棘爪带动棘轮顺时针转动。

（3）外棘轮为主动件的方案

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1：踏板摇杆 2：外棘轮 3：大齿轮3 4：小齿轮4 5:大齿轮5 6:小齿轮6 7:旋转磁极 8:棘爪 9:止动棘爪 10: 弹簧 11:板簧 12:止动棘爪基座 工作原理如下：当人踩踏板摇杆时，由棘爪带动棘轮旋转一定角度（此时止动棘爪保证不回转），与棘轮2固结在一起的大齿轮3也旋转一定角度，大齿轮3与小齿轮4啮合带动小齿轮4转动，与小齿轮4固结在一起大齿轮5也旋转起来，带动与之啮合的小齿轮6旋转，从而带动与小齿轮6固结在一起旋转磁极7旋转进行发电供其他装置使用；当人脚松开时扭簧带动踏板摇杆返回，此时由于止动棘爪的作用，后面的传动链均不运动。

4、方案的优化定型：

（1）我们可利用的空间很小，因此要求我们的机构紧凑;

（2）我们进给方向的的位移量很受限制，而棘爪只能让棘轮转动一定角度，因此我们需要更高的传动比，实现增速运动，从而实现旋转电极的多圈数旋转，

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尽可能多的发电；

（3）我们需要有单向的运动;

（4）另外由于安装再鞋里面，所以机构越简单越好。

综合以上3点考虑，对于方案1，因为弧形齿条的设计制造都比较复杂，轨迹运动不好把握；对于方案2，因为绕线轮系统在鞋里面的制造安装实现比较复杂；因此，我们最终选用方案3，因为它能更好满足我们的要求。首先，我们采用的外棘轮机构，很好的实现了单向运动；其次我们采用了两极齿轮增速机构，为我们提供大的传动比（i=5*5=25）；最后，因为是两极增速，所以齿轮的直径可以缩小，这样很好的减小 …… 此处隐藏：1812字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……