说明书手持式车用多功能吸尘器结构设计Word文件下载.docx
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其涉及到结构设计、三维造型、空气动力学等内容。
本课题设计的核心部分包括：
集尘分离装置的设计、旋风分离器相关尺寸设计、风叶轮结构设计。
集尘分离装置部分，其由两组旋风分离器构成：
上游旋风分离器、下游旋风分离器。
上游旋风分离器分离颗粒较大的灰尘、杂质。
气体通过中间的网孔进入下游旋风分离器。
下游旋风分离器由6个小旋风分离器并联构成，通过采用并联技术，可大大提高分离效率。
对下游小旋风分离器的外观尺寸、倾角设计进行了的详细介绍。
风机系统设计部分，由过滤网，风叶轮，电机，排气罩等组成，主要介绍风叶轮叶片尺寸设计计算，并对风叶轮进行静力分析和流体分析，得出各种参数，再对其叶片角度参数进行修改，使其抽风效率达到最大化。
文章中对集尘筒盖弹射开关、过滤网罩和螺旋进风口部件做出了简要的设计，阐述了其结构难点与设计过程，其相关尺寸计算省略。
关键词：
多功能吸尘器；
旋风分离技术；
结构设计；
流体分析
Abstract
Withthedevelopmentofscienceandtechnology,improvementoflivingstandards,Moreandmorefamilyhavecar.Carvacuumcleanermarket,itspotentialisextremelyalarming.Accordingtothesurvey,althoughupto95%ofthedomesticuser'
sintentiontobuycarcleaners,sofar,duetothetraditionalvacuumcleanerallthetechnicalanddesignissues,thepurchaserateofthedomesticcarcleanersisnothigh.Thehugemarketpotentialhere,thisprojectwilldesignahandheldcarwithmulti-functionvacuumcleaner.
Thissubjectunderthethree-dimensionaldigitalmodelingidea,throughtheuseofSolidWorkssoftwareforcomputer-aideddesign,sketchthedesignprocess.Coarsemode,andthencalculatedthedataobtainedfromanumberofthree-dimensionalmodeling,thefinalmodelforinterferencechecking.simulateassemblyandfluidanalysisandprocessing,concludedthattheoverallstructureofthemodelofvacuumcleaner.Industrialcycloneseparatordustvacuumcleanerdustpartoftheoveralldesignofthearticle.Relatedtothestructuredesign,3Dmodeling,aerodynamics,andothercontent.Thecoreofthistopicinclude:
thedesignofthedustseparationdevices,cyclonesizedesign,thewindimpellerstructuredesign.
Dustseparationunitpart,bytwocyclone:
theupstreamcyclone,downstreamcyclone.Upstreamcycloneseparationoflargerparticlesofdustandimpurities.Thegaspassesthroughthemiddleofthemeshintothedownstreamcyclone.Thedownstreamcyclonecycloneinparallelbysixsmall,throughtheuseofparalleltechnology,cangreatlyimprovetheseparationefficiency.Theappearanceofthesizeofthedownstreamcycloneinclinationdesigndetails.
Partofthefansystemdesign,filter,airimpeller,motor,exhausthoodandothercomponents,themainwindimpellerbladesizedesigncalculations,andwindimpellerstaticanalysisandfluidanalysisobtainedvariousparameters,thenitsbladeangleparameterstomodifyittomaximizeventilationefficiency.
Thearticleejectionswitchonthedustcover,filtercoverandspiralairintakepartstomakeabriefdesign,describedthestructureofdifficultywiththedesignprocess,thesizecalculationisomitted.
Keywords：
Multi-functionvacuumcleaner;
cycloneseparationtechnology;
structuraldesign;
fluidanalysis
引言1
1绪论2
1.1课题背景2
1.2国内吸尘器研究现状2
1.3国外吸尘器研究现状3
1.4课题研究目的及意义3
2车用吸尘器的附属功能概述5
2.1多功能吸尘器的特点5
2.2多功能吸尘器的运作原理5
2.3多功能吸尘器的形态特征6
2.4多功能吸尘器的附属功能6
2.5多功能吸尘器的市场7
2.6多功能吸尘器设计定位8
3吸尘器整体方案设计9
3.1吸尘器的组成和分类9
3.1.1吸尘器的组成9
3.1.2吸尘器的分类9
3.2吸尘器的整体分析9
3.2.1吸尘器的性能参数标准9
3.2.2吸尘器的工作原理10
3.2.3集尘分离方式10
3.3吸尘器集尘分离装置方案设计11
3.4吸尘器电机选择12
4吸尘器结构设计与计算14
4.1旋风分离器结构设计14
4.1.1旋风分离原理14
4.1.2旋风分离器的性能参数15
4.1.3影响旋风分离器性能因素16
4.1.4旋风分离器的结构型式16
4.1.5旋风分离器的结构尺寸定型18
4.2风叶轮设计21
4.2.1风叶轮的结构选型21
4.2.2风叶轮的理论设计21
4.2.3风叶轮的设计参数确定24
4.3集尘筒盖弹射开关设计26
4.4过滤网罩设计27
4.5螺旋进风口设计29
4.6小结30
5吸尘器的总装31
5.1模拟装配31
5.2干涉检查32
5.3吸尘器工作过程33
5.4后期渲染处理34
6吸尘器模拟仿真分析35
6.1有限元理论概述35
6.1.1有限元理论概述35
6.1.2SolidWorksSimulation软件有限元分析简介35
6.2风叶轮静力分析36
6.2.1三维实体建模37
6.2.2有限元建模37
6.2.3结果分析39
6.3风叶轮流体分析40
6.3.1对风叶轮流体分析的必要性40
6.3.2有限元建模41
6.3.3结果分析41
6.4小结42
7总结43
谢辞45
参考文献46
引言
吸尘器是一种利用电动机叶片轮旋转时，在密封的壳体内产生空气负压，吸取尘埃、碎屑的电动清洁工具。
在早期的时候，吸尘器还没有运用到电力作为动力，而是利用风箱吸尘，有的是用脚来操作，有的是用手来操作。
这样的装置体积笨重。
1901年，英国人布斯（H.C.Booth）到伦敦莱斯特广场的帝国音乐厅参观美国的一种车箱除尘示范表演。
这种吸尘器是用压缩空气把尘埃吹进容器内，布斯认为此做法并不高明，因为许多尘埃都没能吹入容器中，于是建议表演者采用吸的方法，但却行不通，过后，布斯回到家中做了一个简单实验，将一块手帕蒙在椅子的扶手上，用口对着手帕吸卸，结果使手帕附上了一层灰尘。
于是，他制成了吸尘器，用强力电泵把空气吸入软管，通过布袋将灰尘过滤。
随后的吸尘器设计开发都是在基于布斯的设计上。
普通车用吸尘器是由汽车提供能源，由于收到汽车电源接口电流限制，功率一般从几十瓦到200瓦，有操作半径限制；
充电式吸尘器由充电电池提供能源，功率小，吸力小，没有操作半径限制，全世界生产和销售的吸尘器95%以上是使用交流电源，这使得在使用过程中带来不方便。
随着电池技术的发展，锂电池成本降低且引入工业中的旋风分离技术，即使是用电池，吸尘器依旧会有很大的功率。
目前，随着生活水平的不断提高，汽车使用的普及，吸尘器对中国人曾经是奢侈品，而现在随着社会的发展，车用吸尘器正在中国市场迅速的普及，吸尘器已经成为了家庭常用的小电器，它进入了千家万户的日常生活中，成为了生活中的清洁好帮手，吸尘器已经列为了继家用电冰箱和洗衣机之后的第三大日电产品，列入了国家统计项目中，说明了吸尘器的市场需求是有很大空间的，在日常生活中也占据了重要的地位。
1绪论
1.1课题背景
从国际市场而言，中国是世界上最大的吸尘器制造基地。
在所有的白色家电中，吸尘器出口位列前三位，年出口量已达到了3000万台以上。
加上我国台湾、香港等地的企业，出口数量已达到5000万台。
主要出口到日本，欧洲和日本，美国和其他发达国家。
在国内吸尘器每年的总消费，却只有约300万台，远远少于家电如微波炉、电磁炉，和国际市场差异较大。
面对消费总量和出口总额中，国内的巨大反差并不能说明没有能力消费吸尘器，而是国内消费者仍然不完全理解其目的和功能，当消费者充分了解它的功能和它的价值在使用的时候，市场销售的大门将打开，同时迎来了消费高潮。
当今吸尘器的价格定位还是比较合适国内消费者的消费能力，所以价格定位并不是阻碍销售低迷的原因，那为何人口比例和使用程度，出现了如此巨大的差别？
一个是在公众固有的清洁概念没有彻底改变，在地板和瓷砖崛起时代，大多数家庭仍然习惯于用扫帚拖把清洁工具。
另一个是，对于清洁功能，一般公众了解不够全面，仅认为吸尘器是清除灰尘的工具，不知道它还可以吸蜡虫、微尘等肉眼不可见的灰尘。
而在欧洲、美国、日本，一个家庭里面，有的甚至有两个到三个吸尘器，根据不同的用途去选择使用不同功能的产品。
消费者思想与习惯，同时也是影响消费市场与生产之间的巨大差异的重要因素。
国内吸尘器市场催生了一个市场的发展和分化的巨大空间，需要厂家引导消费，以提高国内市场的消费潜力。
国内市场大约有30多个品牌，其中包括外资品牌三洋、伊莱克斯、LG，国内品牌则是美的和海尔等，但大多数品牌的引导消费的重点都放在大型家电上，忽视小家电，如吸尘器的消费指南，没有做足够的吸尘器市场培育，引导工作，所以国内消费车用吸尘器的空间仍然是巨大的。
1.2国内吸尘器研究现状
早在1968年，在上海有一家专业生产吸尘器的公司。
可以说，国内吸尘器生产起步并不是很晚，但产量较低，年产量只有几千台。
由于当时生产技术的限制，产量低下，所以使用吸尘器的对象的范围相对也比较窄，只有在一些要求洁净的环境场所和一些服务行业中使用了吸尘器。
在那个年代，吸尘器还没有走入普通的消费人群中。
近年来，我国的轻工业的快速发展，吸尘器制造水平在上升，其产量也跟着大幅增加，生产成本自然下降。
随着时代的进步，吸尘器已进入千家万户，成为了三大家用电器之一。
吸尘器市场在中国的生产和营销的速度，具有很强的潜力。
从上面的描述中可以发现，虽然我国吸尘器在销售和生产上已经有了重大改变，但看看国际市场和工业发达的国家之间相互比较，依旧有很大差距。
1.3国外吸尘器研究现状
起初生产吸尘器的目的是用来清理大型工厂，因为通过使用吸尘器可以方便快捷的清洁面积大的区域，于此使得吸尘器在工业上使用受到极大的青睐，但很快人们开始发现，是不是能吸尘器的使用运用到平日的生活中呢？
所以把吸尘器的工作领域延伸到家庭中，并广泛的受到用户的青睐，一直沿用至今。
吸尘器的发展过程中，吸尘器技术创新上的应用，调速器的应用调整和电机功率的改革，却忽略了集尘的方式和改进。
现在使用吸尘器除尘方法和最初的袋式除尘器法之间相差并不太大。
传统的除尘技术是在机器中安装一个集尘袋，将所有的布条、灰尘、纸屑都收集起来，但缺点是集尘袋会随着使用时间的变化，通气量下降，以致无法吸尘，在这种时候下，必须清洗或更换集尘。
因而增加了清洗的麻烦和使用成本更，此外，当吸尘器工作的时候，细小的纸屑、垃圾和微小颗粒极其容易吸附在集尘袋的内壁上，使得尘袋纤维间隙受阻，造成吸力严重下降，甚至可能导致灰尘进入电机，使机器短路。
1978年，英国设计师戴森（JamesOyson）发现使用传统袋式吸尘器的过程中，普遍吸尘器得经常更换尘袋，而且微小尘埃颗粒常常堵塞吸气口的过滤网，将关闭吸气口的过滤器，使用诸多不便。
为了解决这个问题，他通过对锯木厂油漆店经常使用到的技术（旋风分离技术）研究，一直致力于开发新的吸尘技术。
在1983年，戴森制造了第一台吸尘器，该吸尘器使用了“G-Foroe”技术，这项技术的原理是把气流加速到每小时200英里，此时较大的碎片将会变小，然后再以每小时900英里的超音速旋转，通过巨大的离心力将灰尘颗粒旋转进入集尘袋中。
戴森把这项技术投入到生产中，经过8年的时间，吸尘器的销售额增加了100倍。
到目前为止，“戴森”已经是国际化的家电设计公司。
1.4课题研究目的及意义
本课题是设计出一个简易、便携、功能多样、产品外型定位于前卫、新潮、具有一定的概念风格的手持式车用多功能吸尘器。
目前，国内现有的车用吸尘器大部分功能单一，使用不方便，经常得清晰过滤网。
因此，本次设计的产品面对国内市场，其优点如下：
（1）能够把吸尘、除湿和一些附加功能等常用功能一体化，增加吸尘器的使用功能。
（2）通过多功能吸尘器的设计，提高使用吸尘器的工作效率，减轻使用时的劳动负担，提高生活质量。
（3）通过引进工业的除尘技术，已达长时间使用不用清洗过滤网。
（4）该吸尘器体积小，重量轻，方便携带，有着巨大的实用价值和性价比，可以转化为产品，投入市场。
（5）通过三维软件模型建立，仿真，数据处理分析，高效的设计出最终吸尘器整体结构，对未来吸尘器行业制造发展有一定的借鉴意义。
本次课题设计难点：
（1）工业旋风除尘技术的如何引入到家电产品中；
（2）对风叶轮进行有限元分析、结构优化；
2车用吸尘器的附属功能概述
一个好的产品，其原有功能的强大与否是至关重要的。
即使它有一些附属功能，但如果脱离了原有的特色，设计即成为失败。
在这里，我们指的原有功能是产品本身的功能。
例如，吸尘器，最根本的功能是，污物吸除。
尽管我们对产品的原有功能做出极其的强调，也不能否认附属功能的必要性，而是作为设计前对功能上的一个定位。
在现代社会，科学技术的不断进步，各种新技术的涌现，在日常用品中使用的各种新材料。
这为设计提供了强大平台空间。
传统产品也开始引入了各种新的功能。
但并非所有产品都适合引入一个新的附加功能，并非所有的功能都可以引入到产品中。
分析：
设计时应考虑到原有功能和附加功能，功能和装饰之间的关系，这两个群体。
这两套整个设计的关系。
解决方案：
去除一些不必要的鸡肋功能
一些不必要的鸡肋功能可以被去除，例如，在吸尘器中安置了一个收纳袋。
然而很少有人会真正把物件放入收纳袋中。
尽可能的把产品的功能做强，做精。
2.1多功能吸尘器的特点
多功能吸尘器一般会具有特有的吸尘、烘干和吸水功能集为一体的设计。
这样极大地方便了人们对吸尘器的使用。
已成为家庭必备家电的趋势，这样的设计跟随着市场的需求，同时也满足大众对使用功能要求。
在目前市场上，大部分的吸尘器只有吸尘功能，功能比较简单，只有少数吸尘器具有附属功能（吸湿）。
然而现有吸尘器的吸湿功能只能吸收少量的水，若吸收大量的水，将会对电机造成极大的损害，破坏整个吸尘器系统。
那么在面对积水较多的地方，如何清理呢？
清洗后，如何迅速使环境变得干燥呢？
这些问题都是我们在日常生活经常碰到的问题，为了解决此类问题，多功能吸尘器就派上用场了。
2.2多功能吸尘器的运作原理
传统的吸尘器是前壳和后壳的交界处，采用橡胶密封圈连接。
电机和集尘筒分开放置，电机安放在后壳中，集尘筒则放置在前壳里。
在电机主轴前端安装上风叶轮，这种结构的设计，当吸尘器在工作的时候，不小心吸取了小部分的水，水就很容易进入电机中，严重的情况造成机器瘫痪。
多功能吸尘器在风叶轮与电机之间设置挡板，以便保护机器，隔开了电机与水接触。
这样就可以有效地保护吸尘器的电机系统。
当在吸尘器正常工作时，由于挡板的阻碍，水绕开电机进入后壳体的集尘筒中，完成吸水工作。
烘干功能的实现，直接在吸尘器的排风口末端套接吹风管便可以实现。
多功能吸尘器可以同时进行多项任务，如吸尘、清扫、清洗和烘干。
从而避免了用户购买一个单一的洗涤或干燥的功能机器的麻烦，使家务劳动更容易、更轻松的完成。
提高了工作效率，也节省体力劳动和时间。
2.3多功能吸尘器的形态特征
一个完整的吸尘器产品，依靠的是自身的结构才可以成型。
产品的结构是体现产品形态的重要元素之一。
根据产品本身的结构特点，在外观设计产品的时候，产品的形态要呈现出美感，就必须要考虑到新颖而独特的结构特征。
在现有的市场上，推出一个新颖独特的结构产品，那将会给消费者带来巨大的视觉冲击，同时激发消费者潜在的购买欲望。
这就是我们平时所说的概念设计。
然而在概念设计中除了强烈的视觉效果外，我们也应该提高产品的使用功能，使得产品更合理、更科学的工作，从而提高工作效率。
图2.1吸尘概念设计
2.4多功能吸尘器的附属功能
除了更有效的除尘外，在日常生活中，多功能吸尘器在许多方面的使用也成为我们的好帮手。
在季节变换的时候，需要把不用的棉被、衣服等物体收纳起来，多功能吸尘器此时便可以派上用场了。
像棉被这样的体积大，但可以压缩的物品。
在收纳的时候很容易出现清理不当被虫蛀，但要是你拥有多功能吸尘器，就可以很方便的解决此类问题，将棉被放入塑料密封袋中，然后用吸尘器吸掉袋里面的空气，这种方式大大节省存储空间，同时也避免了虫蛀问题。
（如图2.2）
图2.2利用吸尘器抽取储存衣服内的空气
纽扣掉了、缝衣针掉了找起来的时候相当麻烦，不过当拥有多功能吸尘器的时候，你可以轻轻松松的解决此类问题。
首先，用薄薄的纱布把吸尘器的吸口裹好，其次，调节好风量去寻找掉落的小物品，这样一来，就可以在纱布上找到掉落的小物品了。
在日常生活中，使用多功能吸尘器的干燥功能，也会帮到我们。
家里的空调机、电视、电脑等家电需要除尘怎么办呢？
利用多功能吸尘器的附件小吸头进行除尘，然后用烘干功能去除潮气，这不是方便多了吗？
多功能吸尘器是除尘、烘干、吸水等功能集为一体的家用电器，其可以完成许多传统吸尘器不能完成的工作，在功能上更适合家庭使用，提高了工作效率。
2.5多功能吸尘器的市场
中国小家电市场是一个非常有潜力的市场，具有良好的发展前景。
真空吸尘器、空气净化器、空气加湿器已经悄然进入到我们的日常生活中，小家电市场已经不再是传统的电暖器、电风扇、电熨斗的天下了。
面向世界，新兴的小家电的市场占有率不断在攀升，特别是家用吸尘器。
从90年代初开始，国内家用吸尘器销售量是以每年38％的速度在上升。
现今的吸尘器不仅要在功能满足日常生活的需求，在外观设计上也要不断的改善，并且把生产成本降低，以致可以面对普通的消费用户。
吸尘器已成为了提高生活质量的必不可少的家电产品之一。
然而在车用吸尘器市场，它的潜力更极为惊人，随着科技的发展，生活水平的提高，拥有汽车的家庭越来越多。
但据调查，虽然国内高达95%的用户有购买车用吸尘器的意向，可迄今为止，由于传统的吸尘器的种种技术和设计问题，国内车用吸尘器的购买率却不高。
面对如此具有潜力的车用吸尘器市场，改如何来占领和开发这块肥沃的土地便成了厂家们所需要思考的问题。
当今，传统的车用吸尘器在市场上己经进入饱和状态，如果仍采用传统的车用吸尘器来开拓市场那必定不会得到丰厚的回报。
因此，我们必须开辟一条新的道路—车用多功能吸尘器。
车用多功能吸尘器可谓是对传统车用吸尘器的一种技术升华，它运用的范围广泛，除了传统车用吸尘器应用的场所外，还适用于像车内积水的场合。
将吸尘、吸水及烘干一体化。
2.6多功能吸尘器设计定位
随着科技的不断发展，生活水平的提高，不能再仅仅停留在除尘这个基本功能上，以满足用户的需求。
加强对吸尘器附属功能的设计，利用附属功能的特点，提高车用吸尘器的工作效率，方便用户的操作和使用，并减少对用户额外的劳动负担。
在日常生活的清洁中，车体内难免会有积水，这个时候，倘若使用传统的吸尘器只能望而止步了。
因为吸入的水会导致传统吸尘器电机损坏，报废的整个吸尘器。
多功能吸尘器的附属功能的使用应让人们能更方便的使用。
在外观设计中，要把人类的情感引入到里面，以满足人们的心理美学。
不仅可以清洁的生活环境，使得环境变得舒适和清洁，也为生活环境添加更多的生机和色彩。
设计定位总结：
人群定位：
有车一族。
追求效果：
新颖、时尚、便于操作、功能强大。
附属功能：
吸水、无绳移动、可充电式、自动打开集尘筒盖。
3吸尘器整体方案设计
3.1吸尘器的组成和分类
3
升级会员 