ProE软件对家用吸尘器地刷的研发与设计
目录
引言 1
一、Creo 2.0 的概述 2
二、地刷的分类 2
（一）小风动地刷的介绍 2
（二）中风动地刷的介绍 2
（三）大风动地刷的介绍 2
（四）电动刷的介绍 2
三、该家用吸尘器地刷的介绍 2
四、研发设计家用吸尘器过程中的创新点 2
五、地刷线路板的设计 3
（一）元器件的选择 3
（二）原理图 4
（三）3D效果图 4
六、地刷电机的选择 5
七、根据现有地刷对内部结构的设计 5
八、塑料产品材料的介绍 18
九、塑料产品成型工艺 19
总结 21
谢辞 22
参考文献 23
附录 24
引言
随着经济持续快速发展，消费者收入持续增长，尤其是大中城市居民收入水平的快速增长，居民的居住条件不断改善。复式住房以及大面积住房越来越多，居民对吸尘器的需求也越来越强。最近几年吸尘器市场缓慢增长，发展速度保持在10%左右。理所当然，吸尘器附件——地刷（见图1-1,图1-2）的选择更是成为人们选择的关键产品，一个好的地刷能够满足人们的舒适度，清洁度，节能性,操作简单等要求。一个标准的吸尘器配备着三个不同的地刷，每个地刷的作用
及使用的场合都有所不同，本论文所设计的地刷适用于地毯和地板上，相比其他的地刷最大的区别就是通过地刷自身来带动，而不是靠着吸尘器来带动，这样的设计能够降低噪音，提高清洁度等效果，所以本文将对地刷的内部进行系统的分析与设计。
Pro/E 2.0集成了多款可互操作的应用程序，功能覆盖了整个产品的开发领域， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
在机械设计与制造、模具、家电、玩具、消费电子、汽车、造船和工业造型等
行业广泛应用。Pro/E 2.0 中强大的三维参数化建模功能，并扩展提供了更多无缝集成的三维CAD/CAID/CAM/CAE功能。新的扩展功能将拥有更大的设计灵活性，并支持采用遗留数据。这个软件有很强的三维造型能力，用它设计出来的产品很直观。本文的家用吸尘器地刷基本上都是用Pro/E软件进行设计，本设计论文就是基于Pro/E软件对家用吸尘器地刷进行设计。
一、Creo 2.0 的概述
Creo 2.0是Pro/ENGINEER的最新版本，它整合了PTC公司的3大软件的相关技术，比如Pro/ENGINEER的参数化技术，CoCreate的直接建模技术，ProductView的三维可视化技术。Creo 2.0的特点是具备互操作性，开放和易用，在设计过程中，可以为操作者提供合适的解决方案，还可以方便转成二维图，提高绘图的效率。
二、地刷的分类
目前民用吸尘器地刷主要分为以下几大类：
（一）小风动地刷，见图2-1
该产品在传统风动地刷的功能上增加了新的功能一可旋转转换的多功能吸刷。当该刷转换为多功能吸刷（即工作位）时可以吸刷窗帘、被套、布艺沙发等并且在吸刷的过程中不会拖动或吸住被清洁物。当该刷转换置普通吸刷位时可作为普通风动地刷使用
（二）中风动地刷，见图2-2
该地刷外观豪华大气，专用于清理地板或地毯，有透明的清洁观察窗,方清理地刷，具有自动补偿进风的功能，使滚刷不至于停止转动。
（三）大风动地刷，见图2-3
此地刷外观豪华大气，可清理地板或地毯，具有可调节补偿进风的功能，使滚刷不至于停止转动。
（四）电动刷，见图2-4
此地刷适用于清理地毯及地板，转速高，外观大气小巧，很适合于家用；
三、该家用吸尘器地刷的介绍
该家用吸尘器地刷属于大风动地刷，它有豪华经典外形，具有可调节自动补偿进风的功能，零件材料采用环保，耐用的材料，此产品在国内外销量遥遥领先于其他的任何风动地刷。
四、研发设计家用吸尘器过程中的创新点
现如今越来越多的人使用吸尘器，吸尘器设计行业已经达到成熟时段。外形，功能方面都能达到消费者的要求，一个吸尘器配有两到三个附件，每个附件具有不同的功能，吸尘器的成熟，人们对地刷的要求也越来越高，一个好的地刷具有噪音小，清洁效率高，维修简单，地刷清洁简单等要求。所以我对市场上现有的大风动地刷进行创新，进行改进，就是以前市场上使用的大风动地刷内部的结构为叶轮带动滚刷旋转,如图4-1，而我 的创新在于将叶轮带动改为电机带动，理论上电机带动比叶轮带动噪音更小，速度快，消费者使用也非常方便，为了验证我的创新，加上改模具耗时长，而且模具非常复杂，所以我先做了一下两款地刷的测试版，进行实验，分别测试两款地刷的噪音，转速以及清洁的效率，测试结果如表4-1所示：
表 4-1 两款地刷性能测试报告
测试项目 测试次数 地刷1（叶轮带动） 地刷2（电机带动）
噪音（db） 1 75 60
2 81 57
3 78 52
滚刷的转速（r/min） 吸尘器电机低速（1000转左右） 1 1200 1700
2 1400 1850
3 1350 1800
吸尘器电机中速（2000转左右） 1 2300 2850
2 2300 2800
3 2350 2900
吸尘器电机高速（2500转左右） 1 2700 3500
2 2750 3700
3 2700 3650
清洁的效率 1 82% 91%
2 83.5% 90.5%
3 81% 92%
通过两款地刷测试数据表明，设计成电机带动滚刷，无论从噪音，转速，还是清洁的效率都优于市场上所用的地刷，综合考虑模具的加工，设计的成本以及生产时的装配，电机带动更适合于我的设计，所以针对现有地刷的内部结构进行改进，设计一款由电机带动滚刷的地刷。
五、地刷线路板的设计
（一）元器件的选择：
（1）PTC：一种热敏电阻，当温度升高时，热敏电阻的阻值也会升高，串联在电路中，起到过流保护；
（2）压敏电阻：它具有非线性特点，起到限压的作用；
（3）桥堆：由四个相同的二极管组成，将交流电转化成直流电；
（4）保险丝：当线路电流出现异常时，起到保护电路安全运行的作用。
（二）原理图：
图 5-1 线路板设计电路图
（三）3D效果图：
图 5-2 线路板设计效果图
六、地刷电机的选择
根据现有的两款电机，进行实验：分别对电机的电压，空载电流，负载电流，负载噪音等进行分析，分析结果见表6-1：
表6-1 两款电机测试报告
图 7-21 步骤14 图 7-22 步骤14
Step 26 通过曲面的多次复制，拉伸，镜像，移除，建立基准平面等命令，完成上盖的创建，如图7-41所示
引言 1
一、Creo 2.0 的概述 2
二、地刷的分类 2
（一）小风动地刷的介绍 2
（二）中风动地刷的介绍 2
（三）大风动地刷的介绍 2
（四）电动刷的介绍 2
三、该家用吸尘器地刷的介绍 2
四、研发设计家用吸尘器过程中的创新点 2
五、地刷线路板的设计 3
（一）元器件的选择 3
（二）原理图 4
（三）3D效果图 4
六、地刷电机的选择 5
七、根据现有地刷对内部结构的设计 5
八、塑料产品材料的介绍 18
九、塑料产品成型工艺 19
总结 21
谢辞 22
参考文献 23
附录 24
引言
随着经济持续快速发展，消费者收入持续增长，尤其是大中城市居民收入水平的快速增长，居民的居住条件不断改善。复式住房以及大面积住房越来越多，居民对吸尘器的需求也越来越强。最近几年吸尘器市场缓慢增长，发展速度保持在10%左右。理所当然，吸尘器附件——地刷（见图1-1,图1-2）的选择更是成为人们选择的关键产品，一个好的地刷能够满足人们的舒适度，清洁度，节能性,操作简单等要求。一个标准的吸尘器配备着三个不同的地刷，每个地刷的作用
及使用的场合都有所不同，本论文所设计的地刷适用于地毯和地板上，相比其他的地刷最大的区别就是通过地刷自身来带动，而不是靠着吸尘器来带动，这样的设计能够降低噪音，提高清洁度等效果，所以本文将对地刷的内部进行系统的分析与设计。
Pro/E 2.0集成了多款可互操作的应用程序，功能覆盖了整个产品的开发领域， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
在机械设计与制造、模具、家电、玩具、消费电子、汽车、造船和工业造型等
行业广泛应用。Pro/E 2.0 中强大的三维参数化建模功能，并扩展提供了更多无缝集成的三维CAD/CAID/CAM/CAE功能。新的扩展功能将拥有更大的设计灵活性，并支持采用遗留数据。这个软件有很强的三维造型能力，用它设计出来的产品很直观。本文的家用吸尘器地刷基本上都是用Pro/E软件进行设计，本设计论文就是基于Pro/E软件对家用吸尘器地刷进行设计。
一、Creo 2.0 的概述
Creo 2.0是Pro/ENGINEER的最新版本，它整合了PTC公司的3大软件的相关技术，比如Pro/ENGINEER的参数化技术，CoCreate的直接建模技术，ProductView的三维可视化技术。Creo 2.0的特点是具备互操作性，开放和易用，在设计过程中，可以为操作者提供合适的解决方案，还可以方便转成二维图，提高绘图的效率。
二、地刷的分类
目前民用吸尘器地刷主要分为以下几大类：
（一）小风动地刷，见图2-1
该产品在传统风动地刷的功能上增加了新的功能一可旋转转换的多功能吸刷。当该刷转换为多功能吸刷（即工作位）时可以吸刷窗帘、被套、布艺沙发等并且在吸刷的过程中不会拖动或吸住被清洁物。当该刷转换置普通吸刷位时可作为普通风动地刷使用
（二）中风动地刷，见图2-2
该地刷外观豪华大气，专用于清理地板或地毯，有透明的清洁观察窗,方清理地刷，具有自动补偿进风的功能，使滚刷不至于停止转动。
（三）大风动地刷，见图2-3
此地刷外观豪华大气，可清理地板或地毯，具有可调节补偿进风的功能，使滚刷不至于停止转动。
（四）电动刷，见图2-4
此地刷适用于清理地毯及地板，转速高，外观大气小巧，很适合于家用；
三、该家用吸尘器地刷的介绍
该家用吸尘器地刷属于大风动地刷，它有豪华经典外形，具有可调节自动补偿进风的功能，零件材料采用环保，耐用的材料，此产品在国内外销量遥遥领先于其他的任何风动地刷。
四、研发设计家用吸尘器过程中的创新点
现如今越来越多的人使用吸尘器，吸尘器设计行业已经达到成熟时段。外形，功能方面都能达到消费者的要求，一个吸尘器配有两到三个附件，每个附件具有不同的功能，吸尘器的成熟，人们对地刷的要求也越来越高，一个好的地刷具有噪音小，清洁效率高，维修简单，地刷清洁简单等要求。所以我对市场上现有的大风动地刷进行创新，进行改进，就是以前市场上使用的大风动地刷内部的结构为叶轮带动滚刷旋转,如图4-1，而我 的创新在于将叶轮带动改为电机带动，理论上电机带动比叶轮带动噪音更小，速度快，消费者使用也非常方便，为了验证我的创新，加上改模具耗时长，而且模具非常复杂，所以我先做了一下两款地刷的测试版，进行实验，分别测试两款地刷的噪音，转速以及清洁的效率，测试结果如表4-1所示：
表 4-1 两款地刷性能测试报告
测试项目 测试次数 地刷1（叶轮带动） 地刷2（电机带动）
噪音（db） 1 75 60
2 81 57
3 78 52
滚刷的转速（r/min） 吸尘器电机低速（1000转左右） 1 1200 1700
2 1400 1850
3 1350 1800
吸尘器电机中速（2000转左右） 1 2300 2850
2 2300 2800
3 2350 2900
吸尘器电机高速（2500转左右） 1 2700 3500
2 2750 3700
3 2700 3650
清洁的效率 1 82% 91%
2 83.5% 90.5%
3 81% 92%
通过两款地刷测试数据表明，设计成电机带动滚刷，无论从噪音，转速，还是清洁的效率都优于市场上所用的地刷，综合考虑模具的加工，设计的成本以及生产时的装配，电机带动更适合于我的设计，所以针对现有地刷的内部结构进行改进，设计一款由电机带动滚刷的地刷。
五、地刷线路板的设计
（一）元器件的选择：
（1）PTC：一种热敏电阻，当温度升高时，热敏电阻的阻值也会升高，串联在电路中，起到过流保护；
（2）压敏电阻：它具有非线性特点，起到限压的作用；
（3）桥堆：由四个相同的二极管组成，将交流电转化成直流电；
（4）保险丝：当线路电流出现异常时，起到保护电路安全运行的作用。
（二）原理图：
图 5-1 线路板设计电路图
（三）3D效果图：
图 5-2 线路板设计效果图
六、地刷电机的选择
根据现有的两款电机，进行实验：分别对电机的电压，空载电流，负载电流，负载噪音等进行分析，分析结果见表6-1：
表6-1 两款电机测试报告
图 7-21 步骤14 图 7-22 步骤14
Step 26 通过曲面的多次复制，拉伸，镜像，移除，建立基准平面等命令，完成上盖的创建，如图7-41所示
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