機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計 .doc

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1、福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院 創(chuàng) 新 設(shè)　計　報　告 課題名稱　 便攜式折疊椅設(shè)計說明書 　 年級專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化　 姓　　名　　 　　　　 　 學(xué)　　號　　　 　　　 　 指導(dǎo)老師　 　 　 成　　績　　　　　　　　 　　 　 2016年6月1日 目錄 摘要 3 一、設(shè)計背景 3 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 （1）便攜式折疊椅的總體結(jié)構(gòu)圖 4 （2）便攜式折疊椅的結(jié)構(gòu)示意圖 5 （3）折疊椅的形態(tài) 5 （4）折疊椅的接合方式 5 三、設(shè)計計算 6 （1）結(jié)構(gòu)尺寸和材料選擇 6 （

2、2）強(qiáng)度校核 6 四、折疊椅優(yōu)點(diǎn) 8 五、創(chuàng)新和創(chuàng)意要求 9 六、結(jié)論 10 參考文獻(xiàn) 11 10 便攜式折疊椅 摘要 折疊椅是家具中很普遍的一種家具，在家里、辦公室、公共場所都能看到折疊椅的身影，它們以不同的種類、結(jié)構(gòu)、材料等形式分布于社會的各個角落。給人們出行、旅游、辦公帶來了方便。因此，其廣闊的前景給人以無盡的遐想。 本次設(shè)計的折疊椅僅僅使用幾個框架就能完成制作，不僅節(jié)約用料而且方便攜帶，簡單的結(jié)構(gòu)卻造就了其簡約的風(fēng)格，通過其獨(dú)特的外觀結(jié)構(gòu)造型，不僅不會讓人覺得簡單，反而讓人覺得其具有獨(dú)特的個性。主體顏色采用咖啡色，深沉的咖啡色具有穩(wěn)重和大氣的特性

3、，很容易跟您的地板、家具融為一體，是永不褪色的經(jīng)典。材質(zhì)主要使用的是木材，給人傳統(tǒng)、感性、自然感覺?？蛇m合身高在1.37米—2.00米之間的人，坐在其上與坐在普通椅子上的高度完全一樣，無論在辦公室還是在家里，使用這種坐具都很合適。 關(guān)鍵詞：創(chuàng)意設(shè)計；方便；空間大??；折疊椅 一、設(shè)計背景 隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越迅猛，人們的生活水平的不斷改善，越來越的人開始關(guān)注折疊椅?？v觀過去10年，中國家具行業(yè)經(jīng)歷了一個高速發(fā)展期。這個時期，家具行業(yè)的發(fā)展主要是以量的擴(kuò)張為主，初步建立起了門類比較齊全，同時與國際接軌的完整的工業(yè)體系，家具產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了滿足人民生活需要和國際市場的需要。在未來5到10年，在

4、國際折疊椅產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的大背景下，中國折疊椅行業(yè)將進(jìn)入第二個高速發(fā)展時期?，F(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)家具生產(chǎn)日益規(guī)?；杀炯皟r格的劇烈變化將迅速打破原有競爭格局；自動流水生產(chǎn)線的引進(jìn)必然加大固定資產(chǎn)投入，必然會降低人工成本和生產(chǎn)效率；規(guī)模化生產(chǎn)和規(guī)范化生產(chǎn)成為可能。在新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段中，折疊椅行業(yè)的競爭升級將成為必然。 中國折疊椅行業(yè)在未來五到十年間必然經(jīng)歷大規(guī)模大范圍的行業(yè)整合，品牌、質(zhì)量、服務(wù)、規(guī)模等在行業(yè)中脫穎而出，未來中國家具行業(yè)將朝著精細(xì)化、規(guī)?；⑵放苹齻€方向發(fā)展。人們對家具的要求不單純是功能需要，更是裝飾美觀的需要、更是彰現(xiàn)個性的需要。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民的生活發(fā)生了根本性的變化，人們

5、對折疊椅的需要也必然朝著健康、環(huán)保、品牌方向發(fā)展。隨著消費(fèi)者對折疊椅產(chǎn)品認(rèn)識的深入，更多的消費(fèi)者將樹立家具消費(fèi)的品牌觀念，更加注重的審美與藝術(shù)性，更加注意家具消費(fèi)的高品質(zhì)及服務(wù)享受。未來的折疊椅將要結(jié)合更多的功能，會將更多的結(jié)構(gòu)簡化，省去笨重的結(jié)構(gòu)，更容易操作和節(jié)省空間，簡潔，樸素。 折疊椅是折疊與便攜的統(tǒng)一體，工業(yè)生產(chǎn)出最小最輕的零部件來構(gòu)成折疊家具，折疊椅經(jīng)歷了幾千年的歷史，逐步褪去了原來的外形，正以一個新的形式出現(xiàn)在我們面前，為我們平時的生活增添一份簡單方便。我們常常坐公交車發(fā)現(xiàn)，如果我們要去的地方比較遠(yuǎn)，且沒有位置坐的時候，經(jīng)過一路顛簸，我們到目的地是可能已經(jīng)特別疲憊了，所以我們坐公

6、交時特別需要一把椅子，而我們這款折疊椅就是為這些出行男女專門設(shè)計的，它占用體積小，質(zhì)量輕，攜帶方便。且穩(wěn)定性好，特別適合公交車上。當(dāng)然，也適合其他出行時攜帶。 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）便攜式折疊椅的總體結(jié)構(gòu)圖 （2）便攜式折疊椅的結(jié)構(gòu)示意圖 （3）折疊椅的形態(tài) 常物體形態(tài)的存在必須依賴于物體本身的結(jié)構(gòu)。一切物體要保持自己的形態(tài)，必須要有一定的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)來支撐。折疊椅的形態(tài)也是如此。結(jié)構(gòu)在折疊椅中的地位，如同人體的骨架對人的重要性一樣。一件折疊椅，如果沒有像骨架一樣的結(jié)構(gòu)來連接和支撐，也許只是一堆廢料，既不能構(gòu)成產(chǎn)品的形態(tài)，也滿足不了使用功能。 一件優(yōu)秀的制作產(chǎn)品，

7、必然要具有一定強(qiáng)度的材料，通過一定的接合方式來實(shí)現(xiàn)其功能和基本要求，同時還應(yīng)注重其審美功能和結(jié)構(gòu)的新穎獨(dú)特。 折疊椅的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)其基本功能的基礎(chǔ)。沒有一定強(qiáng)度和實(shí)用性的折疊椅，無論外表怎么優(yōu)美華麗，也只是虛有其表，根本滿足不了使用功能 然而折疊椅的結(jié)構(gòu)構(gòu)成需要通過一定的接合方式才能完成。在各類折疊椅中，除了一些傳統(tǒng)的接合方式仍在沿用外，為適應(yīng)其“可拆裝”的要求，連接件接合是使用最多的方式。折疊椅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)主要表現(xiàn)在兩個方面：一是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同而被決定了折疊椅外觀形態(tài)；二是折疊椅的結(jié)構(gòu)形式直接反映在折疊椅的外觀上。 因此，研究折疊椅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以從以下幾個方面著手：折疊椅產(chǎn)

8、品結(jié)構(gòu)形態(tài)的意義；折疊椅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)與接合方式；折疊椅產(chǎn)品的內(nèi)在結(jié)構(gòu)形態(tài)與外在結(jié)構(gòu)形態(tài)及其表現(xiàn)形式；折疊椅產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 （4）折疊椅的接合方式 對于絕大部分折疊椅而言，如果沒有運(yùn)用一定的接合方式對其零、部件之間進(jìn)行連接，折疊椅將“面目全非”，毫無用處，更構(gòu)不成折疊椅的外觀形態(tài)，對其結(jié)構(gòu)形態(tài)的分析也只能是“紙上談兵”、“天馬行空”，毫無意義可言。從產(chǎn)品的角度來看，則于其接合方式的不同，賦予了產(chǎn)品不同的形態(tài)。如，傳統(tǒng)折疊椅中的榫鉚接合，形成了獨(dú)特的以線、面等形式構(gòu)成要素為主的框式結(jié)構(gòu)形態(tài)；各種連接件的使用又使現(xiàn)代折疊椅的形態(tài)有別于傳統(tǒng)折疊椅的形態(tài)?，F(xiàn)代折疊椅如板式折疊椅，以面、體的

9、形態(tài)構(gòu)成要素為主，通過部件、單體的形式來構(gòu)成產(chǎn)品形態(tài)。而適用于金屬、塑料等材料的焊接、粘結(jié)和膠結(jié)等接合方式又賦予了產(chǎn)品別具一格的整體構(gòu)成形態(tài)。連接件對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成是至關(guān)重要的，其功能有二：連接和裝飾。連接件的連接功能就如人體骨骼間的“關(guān)節(jié)”，連接著各個零、部件，把本來毫無生機(jī)的各種材料組合起來，從而賦予了產(chǎn)品應(yīng)有的功能和使用要求，同時構(gòu)成了各種生動活潑、姿態(tài)萬千的折疊形態(tài)，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計者的各種創(chuàng)意夢想。此外，各種連接件的使用，對產(chǎn)品的外觀形態(tài)起到了很大的裝飾作用，有“畫龍點(diǎn)睛”之功效。 三、設(shè)計計算 （1）結(jié)構(gòu)尺寸和材料選擇 板1板3板4板5的尺寸大?。?40mm100mm5mm 板

10、2的尺寸大小：99mm100mm5mm 面板的尺寸大小為：200mm100mm5mm 由于鋁合金成本低，質(zhì)量輕，強(qiáng)度好，所以每塊板都采用鋁合金做材料 預(yù)計承受重量100kg （2） 強(qiáng)度校核 每塊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1，各個節(jié)點(diǎn)的受力如圖2 圖1 圖2 每塊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1，各個節(jié)點(diǎn)的受力如圖2 因?yàn)槊姘錋BC受到的是均勻分布載荷的作用,所以桿1桿2桿3所受到的壓力是一樣的，都為1/3F。 取一個節(jié)點(diǎn)為研究對象分別計算每一根桿的受力情況如圖2所示。 在節(jié)點(diǎn)A處，桿1的內(nèi)力F1未知，列A點(diǎn)

11、的平衡方程： 解得：==471N 在節(jié)點(diǎn)B處，桿2的內(nèi)力未知，列B點(diǎn)的平衡方程： 解得：=333N 在節(jié)點(diǎn)C處，桿3的內(nèi)力未知，有圖知桿3受力大小和桿1相同，所以==471N 在節(jié)點(diǎn)D處，桿4和桿5的內(nèi)力未知，且的合力等于F和=，列D點(diǎn)的平衡方程： cos45+cos45=F 解得：==707N 因?yàn)榘?板3板4板5的形狀和大小和材料都是完全一樣的，且板4和板5受擠壓應(yīng)力大所以只要求得板4或者板5滿足許用擠壓應(yīng)力，板1和板3自然也就滿足。還有，因?yàn)榘?大小和其他板不一樣，所以要單獨(dú)計算。 首先取板2為研究對象，每塊板的橫截面積是一樣

12、的，且A=5100=500mm=510m 所以求得板2橫截面上的擠壓應(yīng)力為 =F2/A=333.3N/510m=0.667MPa 接著，再取板4為研究對象，求得板4的擠壓應(yīng)力為 =F4/A=707N/510m=1.42MPa 查閱材料力學(xué)第五版的鋁合金的許用擠壓為[]=274MPa 因?yàn)?[]且<[]，所以椅子的每塊角板滿足條件 四、折疊椅優(yōu)點(diǎn) 1.體積小、節(jié)約和最有效地利用空間 折疊椅對工廠、倉庫、旅館、飯店、體育館及住房空間的最有效的利用具有特殊的意義。如會議廳、餐廳房間等用的折椅。 2.攜帶方便 一些產(chǎn)品由于特殊要求設(shè)計的小巧多

13、用，折疊椅就是其中之一，方便攜帶，例如在火車上可以方便攜帶的椅子。 3.安全 一些椅子尖銳的部分，折疊后不但縮小了空間，而且還保證了攜 帶的安全。 4.便于歸類和使用 折疊椅的不同造型便于歸類和使用。 5.便于裝卸搬用 折疊椅折疊后體積小，靈活機(jī)動，便于貯藏和搬運(yùn) 6.有利于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和生產(chǎn) 由于折疊椅的零件大部分是相同的，而且有不少是對稱的，因此只需對部分部分零件進(jìn)行機(jī)械加工提高工效，減輕勞動強(qiáng)度。 五、創(chuàng)新和創(chuàng)意要求 創(chuàng)新性設(shè)計是相對于常規(guī)性設(shè)計而言的，它是產(chǎn)品設(shè)計師在當(dāng)前市場條件下所提出的一種新的設(shè)計思路。所謂產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，是指對過去產(chǎn)品設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)和知識進(jìn)行

14、創(chuàng)造性的分解組合，使所設(shè)計的產(chǎn)品具備新的功能。它是一種為市場開發(fā)新產(chǎn)品的新形式的設(shè)計過程。與常規(guī)性設(shè)計相比，創(chuàng)新性設(shè)計能夠滿足求新和多變的市場需求，有效地提高產(chǎn)品的市場競爭力。因此創(chuàng)新性已經(jīng)成為當(dāng)前評價產(chǎn)品開發(fā)成功與否、是否具有市場前景的一個基本尺度，國產(chǎn)品作為技術(shù)的媒介，通常以特定的技術(shù)原理為基礎(chǔ)、具有特定的結(jié)構(gòu)，以某種外觀形創(chuàng)意折疊椅設(shè)計態(tài)作為外部表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)一定的產(chǎn)品功能。其中形態(tài)要素是產(chǎn)品系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的有機(jī)組成部分，在產(chǎn)品設(shè)計中占有重要地位。 創(chuàng)造與革新是工業(yè)設(shè)計的最基本要素，它不僅要有使用價值，也要能營造氛圍。產(chǎn)品必須具備技術(shù)革新或?qū)嵱脙r值上有所創(chuàng)新的特點(diǎn)，同時還必須為戶外人群營造一

15、個舒適愉悅的休憩環(huán)境。造型設(shè)計特征對于工業(yè)產(chǎn)品，要求符合實(shí)用、創(chuàng)新、美觀、經(jīng)濟(jì)、可靠的原則，公共座椅是工業(yè)產(chǎn)品，它包含三個基本要素：即物質(zhì)功能、物質(zhì)技術(shù)條件和實(shí)體藝術(shù)造型，同時它也包括精神功能和使用功能，而且它的造型設(shè)計要與科學(xué)技術(shù)、材料、結(jié)構(gòu)、工藝和藝術(shù)內(nèi)容緊密結(jié)合，在外觀上要“時尚”，要符合“潮流”。在質(zhì)感設(shè)計上，對可見部分、接觸部分，如面板、操作件等，應(yīng)做良好的視覺質(zhì)感和觸覺質(zhì)感設(shè)計。在使用時，用戶不是很關(guān)心它采用了何種技術(shù)，而是它使用是否方便，坐著是否舒適等，所以就必須重視產(chǎn)品造型設(shè)計。要求是使它的物質(zhì)功能、使用環(huán)境和人們的心理產(chǎn)生統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的感覺。生產(chǎn)工藝的先進(jìn)性，造型處理上要體現(xiàn)材

16、料本身所特有的合理的美學(xué)因素。 外觀設(shè)計的創(chuàng)新是設(shè)計的靈魂。設(shè)計本身就是人類為改造自然和社會而進(jìn)行構(gòu)思和計劃。創(chuàng)新設(shè)計為產(chǎn)品帶來新的生命力，是使產(chǎn)品價值產(chǎn)生飛躍的決定性因素。創(chuàng)新有兩種形式：一種是整體結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，一種是現(xiàn)有的產(chǎn)品范疇內(nèi)做局部的創(chuàng)新。在激烈的市場競爭中，創(chuàng)新性設(shè)計是產(chǎn)品取得競爭優(yōu)勢的重要因素之一。 創(chuàng)新是為了適應(yīng)不同用戶的特殊需求。折疊椅的發(fā)展是時代發(fā)展的產(chǎn)物，這要求我們要以新的思維去思考它，沒一點(diǎn)創(chuàng)新的思維，就不是設(shè)計。設(shè)計的精髓便是以人為本，而我們在折疊椅的創(chuàng)新上要迎合社會的潮流，使造型真正符合現(xiàn)在社會人的需求。 六、結(jié)論 折疊椅是折疊與便攜的統(tǒng)一體，工業(yè)生產(chǎn)出最小最

17、輕的零部件來構(gòu)成折疊家具，以適應(yīng)各種天氣氣候。人們可以在野營、沙灘休閑、運(yùn)動賽事等隨處都可以見到不同的折疊椅，它是一種人們生活居家的好幫手。折疊椅經(jīng)歷了幾千年的歷史，逐步褪去了原來的外形，正以一個新的形式出現(xiàn)在我們面前，為我們平時的生活增添一份簡單方便。而且現(xiàn)代的折疊椅形式簡潔，美觀大方，增添了許多功能性。 當(dāng)然，這次設(shè)計的折疊椅還有很大的改進(jìn)空間，這是由于現(xiàn)在在各方面的知識積累還不是很足，所以不能意識到一些其他的問題，而我們只有通過積累這個儲備財富的過程，去找到打開思路的那把鑰匙，發(fā)現(xiàn)更多的問題，同時能更好的去解決。通過這個過程把那些已有的知識化為己有。 . 參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計》張策. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [2]《機(jī)械工程材料》 許德珠，朱起凡，呂燁北京：高等教育出版社，2001 [3]《機(jī)械基礎(chǔ)》朱紅雨. 北京：中國傳媒大學(xué)出版社，2008 [4]《機(jī)械設(shè)計》 吳克堅，于曉紅，錢瑞明. 北京 :高等教育出版社，2003 [5]《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》 張鄂 .北京：科學(xué)出版社，2007 [6]《現(xiàn)代設(shè)計方法》 趙松年，佟杰新，盧秀春 北京：機(jī)械工業(yè)出版社