新型環保式擦鞋機

鄭美英

摘 要：隨著人們生活節奏的加快，以及人們對儀容儀表的重視，目前市場上已經出現了多種樣式的擦鞋機，但是它們都是以電為動力源完成擦鞋任務。這就使它們的使用受到了一定的限制，且耗能，造價高。基于以上缺點，筆者設計了一款以“人力”為動力源的純機械式新型環保擦鞋機并進行了闡述。該設計主要適用于如學校、家庭、廣場、醫院等非盈利性的公立性場所。也可作用于教學產品。該設計通過以使用者的腳動踩踏為動力源，利用杠桿機構將擺動轉化為直線運動機械能，再通過齒條齒輪傳動將直線運動轉化為連續旋轉機械能，最后把旋轉機械能通過齒輪傳動傳給擦拭單元使其旋轉工作，完成擦鞋任務。設計過程中使用CATIA、AutoCAD等現代機械設計軟件進行輔助設計，同時通過ANSYS有限元法對強度進行動力學分析，大大提高了設計效率保證了該作品的設計合理性。

關鍵詞：擦鞋機 踩踏 機械設計 機械傳動

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（c）-0138-02

1 價值及研究意義

1.1 價值

通過對國內現有擦鞋機的分析，及該產品的設計目的。該文研制的擦鞋機設備具有以下特點：

（1）不需采電，即可完成擦鞋任務。解決了市面上以“電”為主要消耗源的問題。不僅解決了在公共場所給擦鞋機供電帶來的不便，解決了安全隱患，也更加響應國家號召“節能減排、綠色環保”。

（2）該產品采用的是可更換毛刷，解決“換刷”難的問題。

（3）該產品設計結構簡單，便攜方便，實用性強；將一只腳伸入機器中；另一只腳踏操縱機構，一分鐘立刻使您皮鞋光亮如新。

1.2 意義

（1）現如今一些高檔賓館、大型商城等設有便民電動擦鞋機，但30%都不能正常工作，究其原因大都是因為不能正常供電所致。這些擦鞋機過分依賴于電能，不夠節能也不符合當今提倡的低碳生活。該產品設計將節能、綠色、創新等元素完美的展現出來。

（2）機械式的環保式擦鞋機在我國是一個空白，尚未發現有其相關報道。

（3）該產品適用范圍廣。不僅可作用于教學產品也可適用于各類以非盈利為目的的公共場所。

2 創意實現過程描述

2.1 設計要求

充分考慮到擦鞋機的活動環境以適應能力強、操作簡單、可靠為目標，擦鞋機需滿足以下設計要求：

（1）腳踏驅動。

（2）整體尺寸力求緊湊。

（3）適應性強，可以根據不同類型的鞋面選擇不同的鞋刷進行組裝。

（4）操作簡單，容易使用。

2.2 基本組成

機械式擦鞋機總體設計方案如圖1所示。它由踩踏（踩踏）單元、傳動（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是以擦鞋人的腳踏力為驅動單元，以軸6為支撐，踏下腳踏板1，置于踏板下端銷釘7通過齒條2端部的槽將齒條2向前推動，動力依次傳遞給齒輪3→齒輪4（齒數為40）→齒輪5（齒數為11）。傳動比i為3.637，在小齒輪軸上安裝有毛刷。通過這套傳動機構，可以把人向下踏的往復直線運動轉變為鞋刷的旋轉運動。具體的機械式擦鞋機工作原理圖如圖2所示。

3 應用前景

該產品設計采用人的腳踏力作為動力，通過一級齒輪齒條與一級齒輪的嚙合傳動，無需電源，可操作性強，節能環保。該設計采用了相關機械設計理論知識及計算機輔助設計，使該產品設計合理、結構簡單、運行穩定、經濟耐用，可以很好的完成和替代手工擦鞋，且具有優良的效果，不僅填補了國內環保式擦鞋機的空白，也可做為很好的教學產品，具有很大的推廣價值。

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