工业设计常用的连接和固定方式解析

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1、工业产品常用的连接和固定方式 工业设计常用的连接和固定方式 连接结构问题是产品设计中一 个重要的问题。构成产品的各个功 能部件需要以各种方式连接固定在 一起形成整体，以完成产品的设计 功能。满足外观造型设计的产品外 壳，通常也是由底盖，主体框架等 部件组成，需要连接固定形成一个 整体。 工业设计常用的连接和固定方式 按照不同的分类标准，连接结构可以分为不同的形式。按照不同的连接原理， 可以分 为机械连接结构、粘接和焊接三种连接方式；按照结构的功能和部件的活动空间 ，可以分为动连接和静连接结构。 连接结构的分类 键连接的类型及其结构形式 键连接可分为平键连接、半圆键连接、 楔键连接和切向键连接。

2、 1 、平键连接 平键按用途分有三种：普通平键、导向 平键和滑键。平键的两侧面为工作面，平键 连接是靠键和键槽侧面挤压传递转矩，键的 上表面和轮毂槽底之间留有间隙。平键连接 具有结构简单、装拆方便、对中性好等优点 ，因而应用广泛 键连接 支柱式起落架 支柱式起落架的主要特点是：减震器 与承力支柱合而为一，机轮直接固定在减 震器的活塞杆上。减震支柱上端与机翼的 连接形式取决于收放要求。对收放式起落 架，撑杆可兼作收放作动筒。扭矩通过扭 力臂传递，亦可以通过活塞杆与减震支柱 的圆筒内壁采用花键连接来传递。这种形 式的起落架构造简单紧凑，易于放收，而 且质量较小，是现代飞机上广泛采用的形 式之一。

3、飞机支柱式起落机 螺纹连接 螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结 构简单、连接可靠、装拆方便等优点。 本实用新型包括笔筒、笔芯和笔帽，所述 笔筒后端内部有内螺纹，笔筒后端内设有与笔 筒螺纹连接的螺纹塞，螺纹塞处在笔筒内的一 端设有可卡住笔芯的凸起。 本实用新型公开了一种圆珠笔，螺纹塞可 以根据笔芯的长度确定旋入笔筒的深度，同时 螺纹塞的凸起可将不同粗细不一的笔芯卡住， 当需要更换笔芯时，可用螺丝刀方便的将螺纹 塞拧出更换笔芯 圆珠笔的螺纹连接 名称 简 图标记示例 圆柱销 GB119-86 销 GB119-86 A8x30 表示 公称直径d=8，长度l=30的 A型圆柱销 圆锥销

4、GB117-86 销 GB117-86 A12x60 表 示公称直径d=12，长度 l=60的A型圆锥销 开口销 GB91-86 销 GB91-86 5x50 表示公 称直径d=5，长度l=50的开 口销 销连接 蝶阀-LT型锥销连接 金属粘接 金属粘接剂有天然和合成粘结剂两大类 ，天然粘接剂组分简单，使用 范围窄。合 成粘接剂是应用最广泛的一种，其主要组成 物有：粘料 固化剂 填料 增韧剂 溶剂及其他 助剂。 金属粘接剂的作用是借助于它和材料( 零件)之间的强烈 的表面粘着力，使零件能 够连接成永久性的结构。 粘接 定义 定义： 连个物体表面依靠化 学力或物理力或两者兼有 的力结合在一起 产

5、品设计中动连接结构和静连接结构的 应用 动连接在设计中的应用分析 移动 种类：移动连接结构 原理：构件沿着一条固定轨道运动。轨道可以是空间或者平面曲线。最常用的轨迹 是直线。 侧重点：移动的可靠性、滑动阻力的设置， 运动精度的确定。应用范围：抽屉、滑盖手 机、滑动锯和拉杆天线的 伸缩结构等 设计实例分析： 产品名称：Chocolate滑盖手机 制造商：韩国公司 分析：Chocolate手机的屏幕和键盘之间采用了移动连接 结构。针对这种款式的特点。滑盖上的按键采用新式电容 触控式感应器，以类似iPod的触控方式，使得手机按键不 仅可以获得完全与众不同的按键使用感受，而且更可免去 了一般使用者觉得

6、按键触感不佳的问题。在实际使用中， 滑盖上的9个按键全部采用人体红外感应，没有按键触感 ，只需用手指遮挡相应功能键的红色灯即可操作，富有未 来科技感。滑盖上新的按键形式的设计正是针对移动连接 结构而采取的应对典范。 Chocolate手机 分析：这是一款高科技下制作的低技术工具。塑料瓶子压扁器基本上由两个部 分（顶部和基座）组成的。用法是把空塑料瓶子放在基座上，用脚向下踩压扁器 上部的滑块，使其沿着钢管向下滑动，并且靠金属管顶部的塑料把手稳住自己。 瓶子压扁后，垃圾容量可以大大减少。很明显，这又是一个应用滑动连接结构的 优秀 设计。简洁的外形设计，使用的简单，滑动连接结构的巧妙运用，使得我们

7、为自己是一位设计师而骄傲。 产品名称：“Criket”塑料瓶子压扁器 设计师：朱丽安.布朗（英国） 产品名称：“Loto”落地灯和台灯 设计师：古利艾尔莫.伯奇西（意大利） 分析：由两种不同的卵形聚碳酸酯塑料片与上下两个塑料 套环相连接， 构成一个灯罩。灯罩的形态可以随着塑料套环在灯杆中的上下移动而改 变。这种可变的结构。市传统落地灯的结构与富于想象力的灯罩的有机 结合。移动导轨的功能除了使灯具的高低变化之外，还可以使灯罩的外 形也随之改变，这真是有趣之极。这也是各种连接结构综合应用的结果 。 铰接 种类：转动连接结构 原理：一般来说，用铰链把两个物体连接起来叫铰接。这是一种常用的机械工 业结

8、合方式。常用于连接转动的装置。以使门、盖或其它摆动部件可以借以转 动。传统的铰链由两个或多个移动的金属片构成。现代的铰链由可以重复弯曲 的单一塑料片制成。 侧重点：转动轴的相关结构设计。 应用范围：汽车门的铰链、大铁门、脚蹬子车轮等等 产品名称：“苍鹭”台灯 设计师：Isao Hosoe（日本） 分析：这款仿生设计从1994 年 投产到现在一直很受人喜 欢。实在难能可贵。大家对这 个设计已经十分熟悉了，现在 从连接结构的角度分 析这款 灯具。它的成功是设计师和工 厂的技术人员一起努力的成果 。这盏灯最为独特的特点就是 虽然高度发生变化，但灯头始 终和桌面平行，而这一点恰恰 就是因为应用了平行四

9、边形机 构。如果产品设计师对这些基 本的机构概不了解或者没有铰 链连结结构，这些优秀的作品 恐怕就不会产生。 产品名称：瑞士军刀维氏军刀 制造商：瑞士Victorinox公司 分析： 集几十种功能于一身的瑞士军刀正是铰链连 接结构应用的结果。我们通常所说的瑞士军刀有两种， 一种是盾形标的维氏军刀，一种是圆形标的威戈军刀。 维氏军刀问世于1884年。维氏所制造的不单只是世界驰 名的军刀，更是一种被人们广泛应用于旅游.登山.潜水. 航模运动.修理自行车.汽车及日常生活中的“多功能工具” 。 瑞士维氏军官刀(Victorinox)是送礼佳品，追求尽善尽美 是瑞士维氏军刀Victorinox的 一贯传

10、统，多年的研制与创 新使军刀的每个组成部分都达到了最佳造型，具有最完 善的功能；因此被美国数届总统选为白宫礼品，刀柄刻 上总统签名赠送来宾。美国国家宇航局还将其列为宇航 员随身工具。此外许多世界跨国公司，银行将其刻上其 名称或商标作为广告宣传品、会议纪念品赠送客户。 静连接在设计中的应用分析 组装 类别：可拆固定连接 原 理：在使用它们的时候，可以方便的把它们组装成一个整体 。在不用它们时候，又可以把它们方便的拆除。既有利于保管， 又方便运输，这是连接结构的又一个伟大创举！值得我们注意的 是，在某一个产品中，可能会用到不同的连接结构。比如，在积 木玩具中，我们可能是用到插接结构（木制积木）或者

11、过盈配合 连接结构（塑 料积木）。 应用范围：积木玩具、拼图、家具、活动板房等 产品名称：铝制套椅和凳子 设计师：帕特.荷恩.艾克，诺伯.荣格科 分 析：这是一种实用、 经济并且自重非常轻的座椅 。是用电脑打孔和压弯机制 的，而且被设计成可以组装 的样子。这款椅子出了连接 用的自动封口塑料定外。其 余都是由一整块铝板弯制而 成的。整块铝板采用了阳极 氧化处理，在增加座椅的耐 腐蚀性的同时，可以很好的 提高座椅的观赏性。特别是 组装的运用，可以方便的把 椅子卖 到任何地方。 产品名称：“生态”垃圾桶 设计师：劳尔.巴别利（意大利） 分析：这个垃圾桶只是简单的组装而已。但是我还是把它放入组装的范畴

12、之内。严格 区分各种连接结构并没有意义。设计师说，他设计这款垃圾桶的目的，是创造一个清 洁、小巧、有个性的、具有亲和力的东西。使用不透明的ABS或者透明的聚丙烯材料 。最引人注意的是它的口沿。可拆卸的外沿能将薄膜垃圾袋紧紧卡住。三个部件可以 拆开保存运输，消费者买回家之后，只要简单得组装起来就可以，很方便 类别：可拆固定连接结构中的弹性形变连接、锁扣连接等 原 理：在这一类的产品形态中主要运用到了产品材料本身的特性或者零部件的特性 。比如塑料的弹性、磁铁的磁性或者按扣的瞬时固定连接性。具有结构简单，形式 灵 活，工作可靠等优点。在产品特别是塑料产品构件上设置锁扣结构装置对模具的 复杂程度增加有

13、限，几乎不影响产品的生产成本。 应用范围：手表带、皮带扣、服装等家居用品。 锁扣 产品名称：眼镜盒 制造商：林德伯格公司 分 析：林德伯格公司为其一款造型简洁独特的眼镜框专门设计了这个眼镜盒 。不锈钢材料要具有亚光的效果，可以通过研磨、喷砂和化学处理等工艺达 到。在这款设计中，研磨工艺的应用，使得眼镜盒的设计更加朴素，简洁。 整个设计的理念在材料、造型和功能之间达到完美的和谐。更妙的是，产品 采用不锈钢本身的弹性，达到 锁扣关闭盒子的目的，无须其它零部件。 产品名称：Reactor 滑雪靴 制造商：奥地利Burton滑雪板公司 分析：由于地形的关系，欧洲需要的滑雪靴子要求更耐用结实。设计师 在

14、设计时，充分考虑了产品材料的选用以及所能达到的机械性能的密切关系 。脚踝处上了色的固定装置显示了一种弹性的锁扣装置。给人轻便实用的感 觉。这一个装置的设计与脚部非常吻合，因而非常有利于滑雪。 插接 类别：可拆固定连接结构中的插接等连接结构 原理：在单元面材上切出插缝，然后互相插 接，通过互相钳制而形成立体形态 。日常中，我们经常会见到插接现象。在需要互相固定的零部件上设置相应的 插接结构可以方便的安装和拆卸，特别是有利于模块 化设计。插接和木榫连接 很相似，但是，我们还是单独把插接分隔出来，因为插接有很多种形式应用到 了很多种产品中，而榫接则主要应用在木制椅子特别是中国古 代家具当中。 应用范

15、围：家具、灯具等模块化设计产品中。 产品名称：“迷题”扶手椅 设计师：大卫奎克（美国） 分析：这把椅子处于经济原因的考虑，各个部分是从一块平板 上切割下来的。由客户亲自组装。但是，如何准确的把各个部 分正确的插接起来。可能会有点小麻烦。我们可以把这款椅子 放到“组装”的范畴里，但是从结构的角度来分析，椅子的各个 部分是以插接的形式来实现功能的。 产品名称：组合桌 设计师：马蒂亚斯.德马克（德国） 分析：这是一个十分简单的设计。想法简单， 连接结构简单，材料也简单。生活因为简单所以丰 富起来。这种二合一的桌子非常容易装配。一块木 板架上两根钢管。通过插接，它就变成了一张餐桌 或是一张咖啡几。通过插入多根钢管，我们可以把 几张桌子同时连接起来。 榫接 类别：不可拆固定连接结构 原理：在结构上，连接双方一方做出凹口， 一方做出凸榫，将凸榫插入凹口之后 ，用钉子或者粘合剂加以固定。这种构成形式较榫接。榫接的形式在众多的产品中 都有应用。传统的红木家具、明式家具以及建 筑结构上都有榫接的痕迹。这种结 构在屋里性能上也能满足各种要求。特别是在木质材料的结合上。 应用范围：家具 设计实例分析： 产品名称：明式家具 分析：在特定历史条件和特殊文 化背景中形成的明式家具，促使中国