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1、.Sanming UniversityDiploma Work (Project)Title: The Design and Application of Multi-functional Folded Tables Grade & Major: Grade 2010, Mechanical Design, Manufacturing and Automation Number: 20100663138 Name: HUANG Mao-sheng Instructor: WU Long 2014-5-20.目录摘要III1 绪论11.1 背景11.2 国内外研究的状况11.2.1 国内研究的状
2、况11.2.2 国外研究的状况21.3研究的目的及意义41.3.1 目的41.3.2 意义41.4研究内容52 折叠餐桌结构及其工作原理62.1 常见折叠餐桌的结构62.2 折叠餐桌的工作原理62.3 小结73 折叠餐桌改进的方案83.1 普通折叠餐桌的不足83.2 改进方案的提出83.2.1 市场上现有的折叠桌子83.2.2 可行方案的提出93.3 改进方案的选定93.3.1 各方案的分析93.3.2 各方案的比较103.3.3 改进折叠餐桌方案的确定103.4 建立各零件的三维模型103.4.1 建立桌面的模型103.4.2 建立桌体支撑侧板的模型113.4.3 建立桌体中间隔板以及后支撑
3、板的模型123.4.4 建立桌体内部各个空间部分的模型133.4.5 建立左右两桌面的支撑翻板的模型133.4.5 建立拓展盛物板及支承板的模型143.5 零件模型的装配143.6 空间利用率分析153.7 小结164 多功能折叠餐桌的运动仿真174.1 机械仿真的作用和理念184.2 伺服电机的建立204.3 回放装配过程进行干涉检测214.4 运行分析224.5 小结235 ABAQUS有限元分析245.1 有限元法的基本原理及折叠餐桌的受力分析245.1.1 有限元法的简介245.1.2 ABAQUS有限元分析过程245.2 有限元建模255.3 约束与载荷的施加295.4 求解与结果的
4、检查345.5 小结37结论38致谢语39参考文献40Abstract41.多功能折叠餐桌的设计与实现黄茂生三明学院2010级机械设计制造及其自动化 福建三明 365004摘要 餐桌是日常生活中最基本的生活家具，由于餐桌占据厨房的一大块面积，房价一直上涨，为缓解住房压力，通过机械结构的重新组合，使得在有限的空间中，让其利用率达到最大化。本文根据餐桌的功能特点，设计出多功能折叠餐桌，并利用Pro/E软件的三维建模、装配和运动仿真模块对多功能折叠餐桌进行整体设计，再通过Abaqus软件对关键部件进行有限元分析，验证机构设计的合理性。结果表明，该套多功能折叠餐桌设计方案在保证餐桌基本功能及强度要求的
5、同时，还具有便捷折叠以达到节省空间的目的。关键词 餐桌；设计；折叠；Pro/E；Abaqus.1 绪论1.1 背景随着人们生活需求的多样化，传统的桌子只有单一功能，已不能满足人们的需求，人们总是希望一件物品能够能够实现功能的多样化，且为响应“变形空间”让我们的空间生活更美好的主题，必须对普通餐桌进行机构改进，通过机构的重新设计组合，能够对餐桌的整体结构进行翻转折叠，实现空间的变形压缩，让有限空间的利用率达到最大化。改变普通桌子不能实现一个桌子具有多个功能，解决生活中的多个问题，实现一对多的效应。本作品的基本思路和创新点就是对折叠餐桌的空间压缩变形，一把桌子具有多个功能，解决人们对节省空间的需求
6、，给使用者带来方便。目前市场上的桌子功能比较单一，大多数都是固定式的，无法根据自己的需要进行折叠以及空间压缩变形。在人们的日常生活中，都会遇到这样的情况，由于个人的住房环境和空间的大大局限，一般市场上现卖的桌子无法满足人们的各种需求。所以我们设计了这种可折叠式多功能桌子，该设计简单方便的实现桌子的折叠和变形，在功能上解决了日常生活中的一些具体问题，拓展了普通餐桌的功能，不仅解决空间上局限的问题，还解决了功能单一的问题，根据不同的情况，多功能折叠餐桌既可以做日常的桌子用也可以根据用餐人数的多少来展开桌子的大小进行使用，满足不同时候的需要，人们可以根据不同情况合理运用这张桌子，方便日常生活，非常实
7、用。1.2 国内外研究的状况餐桌是日常生活当中必备的家庭设备，常见的餐桌有圆形餐桌、椭圆形餐桌、矩形餐桌等等，其特点就是结构简单、易于使用，除了平时的一日三餐使用外，还可以在其余时间在桌上摆放一些剩余的食物、餐具等。虽然他是最常用的家庭设备，但它也有一些不足，例如它在三餐使用过后还占据很大的空间，没有什么使用价值，况且随着住房压力的不断增大，使得有限的空间不能充分使用，无形的使人们的生活活动空间变小，造成了很大的不便。而在平时许多情况下这些空间是可以重新利用的，特别是现在的套房，这样就会使得空间资源造成浪费等。国内外对解决多功能折叠餐桌的整体结构设计及空间压缩等问题有做过相应的研究，解决的方法
8、主要是制作相应的机械结构，通过巧妙的组合，加上自身对身边生活的观察，充分发挥自己的创新想法，将原本一层不变的餐桌进行拓展，解决生活中经常遇到的问题，并对相应的问题进行改进调整，可以保证餐桌在一日三餐能够正常使用的情况下，对其自身的结构、空间分布及功能进行拓展，使其对人们的适用性有进一步的提高。但是在很多情况下并未对有限的空间进行机构调整，在一定的范围内使其空间使用率达到最大化，提高空间利用率，缓解现代住房压力等。1.2.1 国内研究的状况中国专利93210781.8公开了一种升降、折叠餐桌，此款餐桌实用新型主要是在于可升降、折叠，且经济、实用的多用途家具。展开可成为餐桌，其桌面可根据需要形成全
9、展开、半展开和不展开三种大小不同的状态，以适应二到十人用餐的需要。折叠降低时，即可成为茶几。从而使一件家具较好的满足了在一间居室兼作客厅和餐厅两用情况下的多种用途需要1，其展开如图1-1所示。图1-1 中国专利93210781.8公开的升降、折叠多用餐桌中国专利200720312392.0公开了一种折叠餐桌，本实用新型涉及一种餐桌技术领域。一种折叠餐桌，包括有桌腿，桌腿顶部连接有框架体，框架体上面设置有桌面，框架体上相对的两侧内壁上设置有滑轨，桌面由两块固定在滑轨的桌面面板对合而成，面板对合处下方的框体中安装有加热装置。加热装置可以是燃气炉具也可以是电磁炉。对应不同的加热装置，在桌面下的框体内
10、设置对应的支架结构。本实用新型所提供折叠餐桌把电磁炉或燃气炉具设置在桌面面板下的框体内，而桌面面板安装在滑轨上，使用时只需把桌面面板向外侧拉开即可露出卓体中间设置的加热装置，使用方便，而且节省空间，而不使用时则可把桌面面板对合起来，使得桌面整齐，外形美观2，其爆炸图如图1-2所示。图1-2 中国专利200720312392.0公开的一种折叠餐桌1.2.2 国外研究的状况韩国专利KR101207382B1公开了一种装有弹簧，可以自动把椅子折叠起来，使用时只要把椅子拉出来，沿着一定长度的半径可以旋转，只需要人的重力大于弹簧弹力即可将椅子固定在你所需的位置，且椅子的高度是可调的，方便了不同人群所需的
11、要求，该专利如图1-3所示3。但是此专利并未对桌子的压缩变形进行改进，因此不能满足人们对空间压缩变形的充分利用所需要的改进方法。图1-3 韩国专利KR101207382B1公开的餐桌美国专利USD668884S1公开了一种结构最为简单，运用最常见的交叉型支架进行支撑，构成三角形的稳定结构，其主要优点是折叠后，其空间压缩比非常大，但是除了一日三餐的正常使用以外，其并不能储藏一些饭后的食物或餐具等，该专利如图1.4所示4。日常生活当中我们通常都需要一些辅料作为食物饭菜的调味品，引导我们开胃等，但是这款桌子对于平时用餐所需的物品的收拾带来不便，饭后必须把桌上的东西都收拾到特定的地方，桌子才能折叠起来
12、，并未真正意义上解决餐桌空间压缩变形的问题。图1.4 美国专利USD668884S1公开的折叠餐桌美国专利US2013160681A1公开了一种类似于帐篷那样撑开的支撑结构的折叠餐桌，其桌面是可以独立提取出来的，该专利如图1-5所示5。本专利主要是通过利用折叠机构撑开后可以达到自锁的状态，然后把桌面给安装到支撑结构上，顶着四根桌腿，使其达到稳定状态，即可进行使用，使用结束后，把桌面取下来，折叠支架即可以进行折叠收缩，其空间收缩比也是比较大，但是没有从真正意义上去解决空间压缩变形，把剩余空间进行充分利用等方面进行设计，因此只能满足一小部分的人群需要。图1-5 美国专利US2013160681A1
13、公开的折叠餐桌1.3研究的目的及意义1.3.1 目的为响应“变形空间”让我们的空间生活更美好”的主题，突出厨房用具餐桌的空间压缩变形，对有限的空间进行充分利用，有效缓解人们的住房压力。通过Pro/E三维软件建模对改进的折叠餐桌进行虚拟仿真构思，分析其结构的合理性，并通过Abaqus有限元分析对其关键零部件进行受力分析，观察其应力和应变情况，通过对其优化，分析得出最佳效果，最终制作实物模型。1.3.2 意义根据我国现阶段住房紧张，住房价格高，人均住房面积狭小的特点，节约有效使用可利用空间对于人们显得尤其重要。日常生活中人们对于餐厅需要的是简洁通畅，在小小的空间中要能容下足够多的常用物品，同时要方
14、便取和放，不影响日常生活。另一方面现今我国的经济高速发展，物价水平也随之水涨船高，而我国大部分人的收入水平还属于中下游水平，一套经济又实惠的家具对于大部分人来说是最优选择。为此，以方便实用、经济实惠为设计出发点，为了减少占地面积与摆放物品的方便，减少人们的生活负担，使家居环境更加舒适，更加干净整洁，更加宽阔的要求。故设计此可折叠多功能一体化餐桌。1.4 研究内容分析日常生活当中常见的餐桌的结构特点、工作原理；查阅相关的专著、期刊、专利等文献资料，了解国内外对多功能折叠餐桌的空间利用率及使用情况些问题或相似问题的解决方法；学习常用的机械创新设计方法，改进折叠餐桌的结构，针对折叠餐桌空间变形压缩的
15、原因，列举可行的方案，并进行比较和选择；通过学习了解Pro/E5.0软件的功能、特点及其具体使用方法，应用Pro/E5.0建立设计的折叠餐桌中各零件的实体模型，并进行虚拟装配；应用Pro/E5.0的机构运动仿真模块对改进的多功能折叠餐桌进行运动仿真，即对多功能折叠餐桌的装配模型进行运动仿真，然后进行轨迹检查、干涉检查等工作，根据分析结果对不符合设计要求之处进行改进；应用Abaqus软件进行有限元分析模块的静力分析功能，对多功能折叠餐桌的重要零件进行应力分析，对不满足使用要求的零件进行优化，保证各零件工作时的可靠性。本文重点解决的问题：多功能折叠餐桌结构方案的提出，机构的运动仿真，关键零件的有限元分析。2 折叠餐桌结构及其工作原理2.1 常见折叠餐桌的结构餐桌是日常生活当中必备的家庭设备，常见的餐桌主要由桌面、
