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1、装订线南京工业职业技术学院毕业论文摘 要中国是一个玩具制造的大国，产量位于世界前列。但不是一个玩具强国，玩具品质不高。玩具设计缺乏创新，质量标准不高，生产未严格按工艺流程，生产中应用现代先进技术不充分，这些因素制约着中国玩具业的整体发展。逆向工程作为一种高效的产品设计方法，可以显著缩短产品开发周期，改进产品质量，在国外已广泛应用工程设计领域，国内在汽车等行业有较普遍应用，在玩具行业应用不甚普遍。将逆向工程应用于玩具开发设计，可以提升玩具品质，缩短研发周期。本文，应用逆向工程对一款电动玩具飞机进行了再设计，通过逆向,玩具飞机外形的云点，对塑料件外形、内部结构进行CATIA数模重建，局部优化改设计
2、。玩具飞机在外形上更美观，工艺更合理，并对机械传动部分进行设计。关键词：逆向工程 电动玩具 CATIAAbstractToy industry of China is one of the nations of the largest products of toy. The industry is not the first-rate in the world. The development of toy industry of China is limited by many factors, such as design without innovation, lower qualit
3、y standard, manufacturing no strict technology and with primitive methods.The reverse engineering (RE) is one of the most effective design methods, which has shorted the cycle of the product design with promoting the quality of products. The method has widely used many industries on aboard. Sheet me
4、tal design of automobile has applied the method in China. But the toy industry of China has hardly used the advanced method. Toy design with RE can cost less time and promote the quality of toys. This paper re-designed a toy airplane used a motor with REM under CATIA software, which is one of the mo
5、st advanced soft of CAD/CAE/CAM. The design has these steps- reversing the model, constructing points cloud, modeling the CAD model, modifying some outer forming and inner construct.The airplane has more beautiful on appearance and more reasonable construct.This paper also designed the mechanical sy
6、stem of the airplane.Key words: the reverse engineering, a toy with a motor, CATIA 目 录第一章绪 论11.1引言11.2中国玩具业发展的现状113逆向工程及其应用21.4 CATIA简介31.5课题背景及内容3第二章 玩具飞机外壳及结构设计52.1外壳在玩具中的地位52.2玩具壳体设计原则552.3逆向工程的基本流程62.4 玩具结构设计92.4.1玩具结构设计的基本要求102.4.2 外形零件的配合结构112.5螺旋桨的设计12第三章 机械传动系统设计143.1玩具动力源的选择143.2 玩具飞机机芯设计14
7、3.2.1机芯的定义及作用143.2.2 玩具机芯设计的基本要求143.2.3机械传动系统153.2.4 传动齿轮设计173.2.5 控制凸轮设计183.2.6 传动轴支承设计183.2.7 轮子的设计19第四章 玩具飞机其他结构设计214.1底盘设计214.2电池箱设计214.3电极片设计224.4电池箱盖设计224.5踏板设计22第五章 实体数模的装配245.1电池箱、底盘和机械传动系统装配245.2整机装配24总 结26致 谢27参考文献28- III -第一章 绪 论1.1引言公元前100年，欧洲的一位科学家希罗，曾利用水力驱动原理制造出会唱歌的鸟和活动铁匠铺等玩具。18世纪，欧洲出现
8、发条玩具。19世纪，英国、德国能制造十分精巧的机动玩具，如可装置梳妆用品的八音盒、与钟表连在一体的游乐宫等。19世纪末，德国能制造电动玩具，品种有电扇、火车头等 。20世纪20年代，德国生产出能发出汽笛声的电动火车头。不久意大利制成会冒烟的火车头。20世纪50年代以来，随着材料学、电工学、电子技术和加工工艺等的进步，机动玩具制作更为精巧，有的机动玩具还配上电子元件，这是电子玩具的雏形。20世纪60年代，中国开始生产电动玩具，当时主要生产金属外壳的电动玩具。品种有“母鸡生蛋”，以电池为能源，母鸡能边走边发出叫声，同时连续生蛋。“照相汽车”能行驶、鸣喇叭，停车时，车上的记者会转身拍照，相机上的闪光
9、灯同时发光。20世纪70年代，电动玩具外壳趋向采用塑料，出现许多金属和塑料相结合的电动玩具。20世纪80年代，是中国玩具快速发展的起步阶段。玩具企业数量迅速增加，玩具品种趋向丰富，玩具数量急剧扩大。玩具材料应用上也有迅速发展，电动玩具多为全塑型，表面采用曲面印刷、热转印、贴纸等工艺进行装饰，机芯趋于标准化、系列化、小型化，使玩具重量减轻，噪声减小，使用安全。现在，电动玩具能完成各种精妙动作，还能发光、冒烟、喷火，有的装上电子元件，可以遥控，更加方便儿童操作。1.2中国玩具业发展的现状21世纪，随着中国加入世界贸易组织，中国玩具业的加快了发展步伐，至2006年，中国已有玩具生产企业15,000多
10、家，2006年年产值超过1500亿元1，是出口创汇的重要行业，是国内轻工业的支柱产业之一。中国已成为世界玩具的生产大国。中国玩具以传统的毛绒玩具、木制玩具为主。但现在全球玩具市场，传统的毛绒玩具、木制玩具逐萎缩，电子玩具、益智玩具、游戏机等已占半壁江山，且呈不断上升的趋势1。中国玩具业面临的困难，远比表面繁荣多得多。中国是玩具生产大国，但远远不是一个玩具强国。品牌自有率低，对外依附严重。获得出口许可证的3，000多家玩具企业，其出口70%以上玩具都属于来料加工或来样加工，是在为国外品牌打工，自主开发和创新的能力不强，能够以自创品牌出口的更少数，对外依附严重2。由于科研不足，创新能力弱，自有品牌
11、少，中国已沦为世界玩具业的“生产基地”，产品附加值少，总体效益低。内地企业每为外国商人制造一件玩具，在美国卖20美元，但生产企业只可从中得到1美元左右的收益。规范化程度不高，质量问题突出。2004年10月1 日，新颁布的国家玩具技术安全规范标准已正式实施。但据国家质检总局去年公布的玩具抽检结果，中国国内市场的玩具质量合格率仅为76.3%。目前的大多数中国玩具企业，其生产离新标准要求仍有不小的距离，各种质量问题突出。科研机构少，专业人员缺乏。目前中国玩具产业仍停留在最初的简单生产、单一营销阶段，放眼全国，仍很少有权威的专业科研机构和专业培训、教育机构，与高校的联动更是缺乏，现有的玩具从业人员基本
12、是“半路出家”，专业人才缺乏，令产业发展后劲不足。因此，应培养中国玩具产业的设计人才，主动占领世界玩具产业的制高点，提升中国玩具产业的核心竞争力，打造中国玩具的自有品牌是中国玩具业的当务之急。13逆向工程及其应用逆向工程是指用一定的测量手段，对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程3。逆向工程技术综合了三维测量、计算机辅助设计、快速成型等高新技术，关键技术在于形状表面数字化、三维模型重建、数字化制造、逆向工程集成。逆向工程是从产品原型出发，进而获得产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/CAE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。逆向工程主要
13、应用情况如下4，a.在没有设计图纸或者设计图纸不完整及没有CAD模型时，通常采用逆向工程的方法复制相同的零件。b.对于有些商品，要生产同类产品，由于其外观设计专利或使用习惯上需要修改时，通过逆向工程形成完整的图纸或模型，进行进一步的改进。C.模具行业。模具制造行业中有时需要不断试模和修改模具。若将最终符合要求的模具测量并反求其CAD模型，这样建立或修改的设计模型，可大大减少修模量，提高模具生产效率，降低模具制造成本。d.在新产品开发、创新设计上有相当高的应用价值。例如，日本战后的巨大成功就有这方面的因素。e.艺术品、考古文物的复制。人体事的器官、骨头和关节等的复制、傅假肢制造。f.快速原型制造
14、中，通常逆向工程可以方便地对快速原型制造的原形产品进行快速、准确的测量，然后找出产品设计的不足，进行重新设计，经过反复多次迭代使产品完善。1.4 CATIA简介法国 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业，其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子、电器、消费品行业，其集成解决方案覆盖几乎所有的产品设计与制造领域。CATIA 提供方便的解决方案，迎合几乎所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括，
15、从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。1.5课题背景及内容世界玩具业的发展趋势及中国玩具业发展的现状，要求中国玩具业加快发展步伐，虽然没有捷径可走，但可以参考别人的发展历程，从高起点起步。高端设计、分析、制造软件的广泛应用，为玩具设计摆脱传统的设计、制造模式提供了强有力的工具。因此，应用高端的CAD/CAE/CAM软件，进
