毕业设计(论文)-玩具电动车的结构设计

毕业设计题目玩具电动车的结构设计

学生姓名

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专业

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指导教师

二〇一五年X月

摘要

我国是全球第一大玩具生产国，其中玩具车玩具一直以来都是儿童和成人最受欢迎的产品，目前市场上玩具多种多样，最出名的就是固高玩具。目前，随着人们生活水平的不断提高，玩具不再是儿童的专属产品，很多年前收藏爱好者也是玩具消费的庞大群体。

本设计设计一款儿童电动玩具车，其主要面对的消费群体是2岁以上的儿童。它包括车身、后轮驱动装置、转向装置、操作面板和动力电源组成。本次毕业设计的主要任务是完成整个儿童玩具车的设计，本文完成整机的设计计算，包括后驱动装置的设计，转向系统的设计等，然后利用SOLIDWORKS完成整机三维工程图的绘制，最后生成二维工程图。

关键词：玩具儿童玩具车三维工程图二维工程图

全套图纸三维加

Abstract

China is the world's largest toy producer, in which the robot toy has been adult children and the most popular products, currently on the market a variety of toys, the most famous is Gugao toys. At present, with the continuous improvement of people's living standard, the toy is no longer the exclusive products for children, a large group of enthusiasts many years ago is toy consumption. The design of a children electric toy car, the main face of the consumer groups are children over 2 years old. It includes the body, the rear wheel driving device, steering device, operation panel and power supply. The main task of this graduation design is the design of the children's toy car, this paper completed the calculation of the design, including the design of rear driving device, steering system design, and then use SOLIDWORKS to complete the drawing of the 3D drawing, the last generation of two-dimensional engineering drawing.

Keywords: toy toy vehicle 3D drawing two-dimensional engineering drawings

目录

摘要 (i)

Abstract (ii)

第一章绪论 (1)

1.1课题研究的目的与意义 (1)

1.2 我国玩具行业的发展概况 (1)

1.3 我国玩具行业的消费现状 (2)

1.4 玩具行业的发展前景 (3)

1.4.1传统玩具向电子玩具过渡 (3)

1.4.2 提高玩具附加值势在必行 (3)

1.5本课题研究的内容及方法 (4)

1.5.1 研究内容 (4)

1.5.2拟定解决问题的方法 (4)

第二章玩具电动车的总体设计方案 (5)

2.1 玩具车运动方式的选择 (5)

2.2转向系统的确认 (6)

2.3 驱动装置的结构方案 (7)

2.4 总体方案拟定 (7)

2.5本章小结 (8)

第三章玩具电动车整体结构的设计 (9)

3.1驱动电机的选择 (9)

3.2 前轮三角支撑杆的有限元分析 (11)

3.2.1 前轮三角支撑杆零件的三维建模 (12)

3.2.2 确定材料 (12)

3.2.3 添加夹具 (13)

3.2.4 施加载荷 (14)

3.2.5 生成网格 (14)

3.2.6 运算求解 (15)

3.2.7 分析结果输出 (16)

4.1 Solidworks软件简介 (19)

4.2 座椅的造型 (20)

4.3 方向盘的造型 (21)

4.4 车轮圈的造型 (21)

4.5 车身的造型 (22)

4.6 控制面板造型 (23)

4.7 外胎的造型 (24)

4.7 玩具电动车的装配 (24)

4.8 三维向二维的转换 (26)

第五章结论 (29)

5.1 本论文所取得的结果 (29)

5.2 技术展望 (29)

参考文献 (30)

致谢 (31)

第一章绪论

1.1课题研究的目的与意义

中国是玩具大国，玩具出口在我国的外贸出口中占主要地位。中国的玩具厂商要在国际上站稳脚跟，就要有所发展，一定要有新的、高层次的产品。国内的大型玩具企业已经充分意识到这一点，正在和科研院所合作，研发高端儿童玩具车产品。企业的参与将为儿童玩具车的发展起到推动作用。

随着人们对休闲、娱乐需求的增加，以及人们对玩具功能观念的改变，玩具的消费群体也正在迅速扩大。玩具已不再是儿童的专利，越来越多高档、新颖的玩具开始成为成年人的休闲、娱乐用品。而目前，我国成人玩具的开发还是一个空白，显然这个市场有着巨大的潜力去开发，从而解决了因玩具出口受限而转内销的市场销量瓶颈。有关数据显示，中国现有玩具企业2万余家，从业人员超过400万，年产值1000多亿元，产量占世界总产量的70%以上。而目前高端成年人玩具市场却是众多玩具业厂商不重视的一个市场，所以对于内销市场，国内企业应该加大投入力度，力争中国市场成为另外一个美国市场，成为中国玩具业最坚定，最雄厚的一条顶梁柱。

通过本课题，让学生在毕业设计过程中综合大学所学基础课程及专业课程，培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决一般工程技术问题的能力；进一步培养学生分析问题、创造性地解决实际问题的能力。

1.2 我国玩具行业的发展概况

中国是全球玩具第一大生产国。我国玩具行业是从上世纪80年代后发展起来，70%以上还是来料加工和来样加工，自主开发和创新的能力不强，能够以自创品牌出口的还为数不多，要从依附式发展转向自主式发展还需要一定的过程。

中国国内市场的玩具质量合格率仅为76.3%。还面临着严峻的知识产权保护和欧盟贸易壁垒等难题。而且近一年来国际石油价格不断攀升，使得塑料原料价格大幅上扬，玩具生产成本增加，市场竞争加剧。东部沿海一些地区出现的电力供应紧张以及劳动力短缺问题，也制约着玩具行业发展。

现代玩具工业的发展经历了以下几个阶段：二战后，由于塑料的出现，塑料玩具代替了木制玩具。70年代，电子玩具的出现已成为玩具的发展潮流。80年代末，两家

日本玩具商抢先推出托架玩具，行销一时。现在，世界几家大型玩具生产商从传统产品中脱颖而出，转产电子游戏；为应对多媒体的挑战，抢占市场，这些公司又捷足先登，研发智能玩具。

我国是世界上最大的玩具制造国和出口国，全球70％的玩具是在我国境内制造的。我国现有玩具企业2万余家，从业人员超过400万，年产值1000多亿元，产量占世界总产量的70％以上，其中,广州的产值达300亿元。2005年全国玩具出口额达150多亿美元。广东、江苏、浙江、上海、山东和福建这五省一市历来是中国玩具最重要的生产和出口基地，占中国玩具年销售额的95％以上，其中广东占中国玩具年销售额50％以上，其主要生产基地在深圳、东莞以及澄海地区。

澄海玩具礼品生产单位超3000家，从业人员10多万人，2005年产值120亿元，并以年均30%的速度递增。全区250多家企业在126个国家和地区建立营销渠道或固定销售网点，产品外销达70%以上，占全国玩具出口量的9%左右。有了这些基础，澄海区正积极申报建设“国家澄海玩具特色产业基地”。

玩具制造业在我国属于开放程度较高的行业。目前，三资企业仍占据行业的主导地位，取得全行业产品销售收入的65.8％和利润总额的62.7％。民营企业的经济效益则是行业内最好的。

国内市场的玩具约有3万多个品种，大部分适合4岁～8岁儿童，适合婴幼儿的玩具不多，适合成年人的玩具更少。残障儿童玩具市场有待开发。

玩具用塑料原料主要有ABS、PP、PE、PVC、POM、EV A树脂、PA、不饱和聚酯、热塑性弹性体等，在我国的用量较大，而且增长潜力巨大。统计数字表明，仅2003年全国各类塑料玩具用树脂量达到近180万吨，销售额已突破140亿元，预计还将以每年40％的速度继续递增。这也预示着作为制造塑料玩具的基础原料也将在玩具业的推动下进入一个快速增长的黄金时代。

1.3 我国玩具行业的消费现状

我国玩具消费正以每年30%~40%的速度增长，到2010年我国玩具消费总额将超过1000亿元。中国社会调查事务所日前进行的一项中国玩具产业调查的结果显示，中国玩具市场蕴藏着巨大商机。中国14岁以下人口为3亿多，其中的城市人口为8000万人，构成了庞大的玩具消费群体。城市儿童每年人均玩具消费额为35元，城市成年人12元。大中城市的消费者普遍可接受的玩具价格在100元以下，一些售价在1000元以

上的高档玩具同样有市场。在中国玩具市场，毛绒玩具和儿童车最为畅销，模型玩具、遥控玩具和塑胶玩具的销量持续看好。有34%的城市消费者选购电子玩具，31%选择智能型玩具，23%选择高档毛绒、布制玩具。农村消费者以传统的玩具类型为主，48%的农村消费者愿意购买电动玩具，28%愿意购买拼装玩具，24%愿意购买中、低档毛绒、布制玩具。

以下玩具将成为市场新宠：模型玩具、专利授权玩具(电影玩具、卡通玩具等)、玩偶、高科技玩具、益智玩具、互联网兼容玩具，以及适合成年人休闲娱乐的成人玩具。成年男士比较喜爱电脑智力型玩具，成年女士喜欢高档精美的装饰性玩具，如布娃娃、毛绒娃娃、木制玩具和小动物玩具等。中年人多会选购消遣性、轻度运动型玩具。老年人较喜欢各种观赏型玩具，如：小动物玩具、玩偶等。

1.4 玩具行业的发展前景

1.4.1传统玩具向电子玩具过渡

玩具智能化成为玩具行业的发展新趋势。高科技智能化玩具不仅满足了儿童的好奇心，加强了孩子和玩具的互动，同时也激发了孩子的求知欲。玩具企业将计算机、电子、通讯等领域内的先进技术“嫁接”到玩具产品中，突破了传统玩具的局限性，赋予玩具“听”、“说”功能，与人进行互动。智能化玩具的形式多样、内容丰富、寓知于乐，可以与孩子们进行“情感”交流，进而培养孩子良好的习惯，并在愉悦中学习、体会生活，真正达到寓教于乐的目的。

而且玩具已经不在仅是儿童的专利。据中国玩具协会统计，约64%的成人消费者表示有兴趣购买适合自己的玩具，估计成人休闲益智玩具市场每年约值500亿元人民币。传统玩具的市场日趋下滑，益智类、成人类玩具的出口已不断呈现增长趋势。

1.4.2 提高玩具附加值势在必行

近年来，国际油价持续攀高，与石油相关的原材料价格亦随之上扬，塑料价格较年前上涨30%-40%。而一件玩具中，塑料成本大概占据总成本的60%-70%，这大大增加了塑料玩具的生产成本。

这就要求生产企业必须跨越原料价格高涨、贸易壁垒和3C认证等重重障碍。有人认为，国内玩具企业面临着如此多的困难，制约其发展的主要因素可以归结为质量不高和技术含量低。据此，我们不难找到解决难题的路径：研发符合安全和环保要求的产品；利用科技创新，提高产品附加值，并向高档化迈进。

1.5本课题研究的内容及方法

1.5.1 研究内容

根据对目前儿童玩具车行业的发展方向和任务，拟定完成以下几点内容：

1、完成儿童玩具车的结构设计。

2、利用SOLIDWORKS三维软件，完成儿童玩具车的三维造型设计

3、完成儿童玩具车二维装配图的绘制。

4、完成设计说明书的编写

1.5.2拟定解决问题的方法

1、在开始整个设计任务之前，首先要对目前儿童玩具车行业作个市场调研，了解什么样的玩具车模型受到人们喜爱。这样我们才能确认儿童玩具车的整体外形方案。

2、在确认方案之后，分析整个儿童玩具车的机构，确认儿童玩具车的整体尺寸，完整玩具车各个关键部件的设计。

3、在上述两点完成之后，对儿童玩具车各个零部件进行三维建模，最后完成玩具车的装配。

4、对已经完成玩具车的模型进行配色上面的修改，使得整个玩具车看起来更加逼真和完善。

5、上诉全部完成后，整理资料，完成整个毕业设计说明书。

第二章玩具电动车的总体设计方案

2.1 玩具车运动方式的选择

玩具车运动方式归纳起来基本有三种:轮子方式和履带方式。为了得到我们设计需要最合适的方式，我们对以上两种方式做了简单的比较如下表：

表2-1运动方式的比较

考虑因素

驱动方式适应的环境驱动方面的考虑机构方面的考

虑

轮子方式

适于室内、硬

路面等平整地面，

特别不适合松软

或崎岖地面。

驱动方式简单多

样，力矩相对较小主

要有：两轮驱动兼转

向加随动轮；两轮差

动加辅助轮；驱动轮

加转向轮。

机构实现相对

简单，相互约束条

件少，稳定性较好，

轮子安装需要一定

精度要求。

履带方式

适应环境最

广泛，特别是崎岖

不平地和湿洼地

形。

驱动方式单一，

力矩较大，使用两侧

轮差动，实现驱动和

转向，不需要辅助轮。

机构实现较轮

子复杂，需要履带

的张紧设计，支撑

面积大，稳定性好。

通过对以上方式的比较，我们选用轮子方式做为玩具车运动方式，它符合我们的设计要求：适于室内、硬路面等平整地面，；需要动力较小；能量消耗少；结构实现简单可靠。

玩具车驱动方案的选择

轮式玩具车的机械结构如图2-1，图2-2，