鄭美英

摘 要：隨著人們生活節(jié)奏的加快，以及人們對(duì)儀容儀表的重視，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種樣式的擦鞋機(jī)，但是它們都是以電為動(dòng)力源完成擦鞋任務(wù)。這就使它們的使用受到了一定的限制，且耗能，造價(jià)高。基于以上缺點(diǎn)，筆者設(shè)計(jì)了一款以“人力”為動(dòng)力源的純機(jī)械式新型環(huán)保擦鞋機(jī)并進(jìn)行了闡述。該設(shè)計(jì)主要適用于如學(xué)校、家庭、廣場(chǎng)、醫(yī)院等非盈利性的公立性場(chǎng)所。也可作用于教學(xué)產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)通過(guò)以使用者的腳動(dòng)踩踏為動(dòng)力源，利用杠桿機(jī)構(gòu)將擺動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，再通過(guò)齒條齒輪傳動(dòng)將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為連續(xù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，最后把旋轉(zhuǎn)機(jī)械能通過(guò)齒輪傳動(dòng)傳給擦拭單元使其旋轉(zhuǎn)工作，完成擦鞋任務(wù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中使用CATIA、AutoCAD等現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，同時(shí)通過(guò)ANSYS有限元法對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，大大提高了設(shè)計(jì)效率保證了該作品的設(shè)計(jì)合理性。

關(guān)鍵詞：擦鞋機(jī) 踩踏 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械傳動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（c）-0138-02

1 價(jià)值及研究意義

1.1 價(jià)值

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有擦鞋機(jī)的分析，及該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目的。該文研制的擦鞋機(jī)設(shè)備具有以下特點(diǎn)：

（1）不需采電，即可完成擦鞋任務(wù)。解決了市面上以“電”為主要消耗源的問(wèn)題。不僅解決了在公共場(chǎng)所給擦鞋機(jī)供電帶來(lái)的不便，解決了安全隱患，也更加響應(yīng)國(guó)家號(hào)召“節(jié)能減排、綠色環(huán)?！薄?/p>

（2）該產(chǎn)品采用的是可更換毛刷，解決“換刷”難的問(wèn)題。

（3）該產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便攜方便，實(shí)用性強(qiáng)；將一只腳伸入機(jī)器中；另一只腳踏操縱機(jī)構(gòu)，一分鐘立刻使您皮鞋光亮如新。

1.2 意義

（1）現(xiàn)如今一些高檔賓館、大型商城等設(shè)有便民電動(dòng)擦鞋機(jī)，但30%都不能正常工作，究其原因大都是因?yàn)椴荒苷９╇娝?。這些擦鞋機(jī)過(guò)分依賴于電能，不夠節(jié)能也不符合當(dāng)今提倡的低碳生活。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)將節(jié)能、綠色、創(chuàng)新等元素完美的展現(xiàn)出來(lái)。

（2）機(jī)械式的環(huán)保式擦鞋機(jī)在我國(guó)是一個(gè)空白，尚未發(fā)現(xiàn)有其相關(guān)報(bào)道。

（3）該產(chǎn)品適用范圍廣。不僅可作用于教學(xué)產(chǎn)品也可適用于各類(lèi)以非盈利為目的的公共場(chǎng)所。

2 創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述

2.1 設(shè)計(jì)要求

充分考慮到擦鞋機(jī)的活動(dòng)環(huán)境以適應(yīng)能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、可靠為目標(biāo)，擦鞋機(jī)需滿足以下設(shè)計(jì)要求：

（1）腳踏驅(qū)動(dòng)。

（2）整體尺寸力求緊湊。

（3）適應(yīng)性強(qiáng)，可以根據(jù)不同類(lèi)型的鞋面選擇不同的鞋刷進(jìn)行組裝。

（4）操作簡(jiǎn)單，容易使用。

2.2 基本組成

機(jī)械式擦鞋機(jī)總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。它由踩踏（踩踏）單元、傳動(dòng)（變速）單元、擦拭單元、輔助單元組成。

2.3 工作原理

腳踏式全方位擦鞋機(jī)是以擦鞋人的腳踏力為驅(qū)動(dòng)單元，以軸6為支撐，踏下腳踏板1，置于踏板下端銷(xiāo)釘7通過(guò)齒條2端部的槽將齒條2向前推動(dòng)，動(dòng)力依次傳遞給齒輪3→齒輪4（齒數(shù)為40）→齒輪5（齒數(shù)為11）。傳動(dòng)比i為3.637，在小齒輪軸上安裝有毛刷。通過(guò)這套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以把人向下踏的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾⒌男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。具體的機(jī)械式擦鞋機(jī)工作原理圖如圖2所示。

3 應(yīng)用前景

該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用人的腳踏力作為動(dòng)力，通過(guò)一級(jí)齒輪齒條與一級(jí)齒輪的嚙合傳動(dòng)，無(wú)需電源，可操作性強(qiáng)，節(jié)能環(huán)保。該設(shè)計(jì)采用了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，使該產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)耐用，可以很好的完成和替代手工擦鞋，且具有優(yōu)良的效果，不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)環(huán)保式擦鞋機(jī)的空白，也可做為很好的教學(xué)產(chǎn)品，具有很大的推廣價(jià)值。

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