（毕业设计论文）《便携凳设计》.doc

PAGE 1 前言 工业设计的存在一方面是为了提高产品的市场竞争力，同时也为改善人类日常生活方式提供建议。在工业设计的发展史中，可看到人类生活中的各类产品不断被改进，被完善，最终与我们的生活相互融合。优秀的工业设计产品就像我们呼吸的空气一样，很自然地存在于我们的四周，但又发挥着不可或缺的作用。 便携凳设计是一个具有挑战性的设计课题。在我国凳椅的发展已有千年历史，然而便携凳却有着更悠久的发展历史，例如马扎、交椅都是典型的代表。我国汉代以前的家具都属低面家具，无坐具，人们席地而坐，只有案几而无桌子。而我们的马扎源自北方游牧民族的“胡床”，东汉始传入，见于文献记载。“胡床”这里的“床”是坐具的含意，与眠床的床是不同概念。宋人高承在《事务纪原》中引《风俗通》的话说：“汉灵帝好胡服，景师作胡床，此盖其始也，今交椅是也。”胡床就是倍受他的钟爱而经常被提及的用具之一。后来胡床也发展成交椅，因而交椅应是我国古代民族相互友好往来与不断融合的标志。由于交椅可折叠，搬运方便，故在古代常为野外郊游、围猎、行军作战所用。后逐渐演变成厅堂家具。 发展至今，便携凳被折叠结构原理几乎没有被改变，依然与交椅的折叠原理相一致――依靠轴与轴套的刚性铰链结构连接刚性支撑件，刚性支撑件通过多个三角形结构达到能够被折叠且展开后稳固凳椅的结构。 纵观便携凳发展史，唯一得以发展的是其材料的转变，由原来以木材为主要材料，转变为金属与布料为主。使得便携凳的重量与体积进一步的减少。但随着时代的发展，现代人对于便携设备提出了更高的要求，便携凳也在潮流当中。 本论文为便携凳提供一种突破以往历史的新的结构形式，进一步达到折合后体积小，折叠方便；展开时有足够的承重强度，重量轻，所用的材料便宜易取，生产加工工艺简单的要求，并为使用者提供更轻松的携带方式。 由于编者水平所限，对于文中不当之处，敬请读者批评指正。 2 设计的基础理论 2.1 材料的特性 塑料与金属在产品的生产中有着举足轻重的地位，是大部分产品主要构成的基本元素。在产品的生产与设计当中，材料的选用直接关系到产品的功用、成本、安全性等各方面的问题，因此，对材料的充分认识，是一个优秀产品诞生的基础。 2.1.1塑料材料 塑料具体可分为通用热塑性和热固性塑料、通用工程塑料、一般用途类塑料、特种用途类塑料4大类。当中通用热塑性塑料在产品生产中应用广泛。通用热塑性塑料是指综合性能好、耐热温度在100℃以下、力学性能一般、产量很大、应用范围很广泛、价格很低的一类树脂。 针对本项目，我们在此只对聚丙烯与ABS两项塑料材料作出研究与分析。 2.1.1.1 聚丙烯 聚丙烯是由丙稀单体经自由基聚合而成的聚合物，英文名称Polypropylene，简称PP。 PP的优点为电绝缘性和耐化学腐蚀性优良、力学性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高、耐疲劳性好、价格在所有树脂中最低；经过玻璃纤维增强的PP，具有很高的强度，性能接近工程塑料。PP的缺点为低温脆性大和耐老化性不好，不可粘贴。 聚丙烯的性能 一般性能：PP树脂为白色蜡壮固体，外观视PE，单比PE更透明、更轻，为仅次于TPX的最轻品种。PP易燃，离火继续燃烧，火焰上端黄、下端蓝，有少量黑烟，熔融落滴，有石油气味。PP吸水性低，气体透过率低。 表1 PP的具体性能 性 能 数据 性能 数据 相对密度 吸水率/％ 成型收缩率/％ 拉伸强度/MPa 断裂伸长率/％ 抗弯强度/ MPa 压缩强度/ MPa 缺口冲击强度/（kJ/㎡） 洛氏硬度 摩擦系数 0.90 0.01 1～2.5 29 200 50 45 0.5 R80～110 0.51 热变形温度（1.82MPa）/℃ 脆化温度/℃ 线膨胀系数/（×10-5K-1） 热导率/〔W/（m·K）〕 体积电阻率/（Ω·cm） 介电常数(106Hz) 介电强度/（kV/mm） 耐电弧/s 氧指数/％ 磨痕宽度/mm 102 8～-8 6～10 0.24 1019 2.15 24.6 185 18 10.4 力学性能：PP的力学性能与分子量和结晶度有关，分子量低、结晶度高、球晶尺寸大时制品的刚性大而韧性低。 PP具有较好的力学性能，其拉伸屈服强度和拉伸强度都超过PE，其伸强度还超过PS和ABS，而且经增强和拉伸处理后还可以大幅度提升。PP的力学性能受温度的影响比较小，在温度为100℃时，拉伸强度仍能保持一半。 PP的冲击强度依赖与温度的大小，在室温以上PP的冲击性能较好；但在低温时，其冲击性能迅速变差。PP的冲击强度还与分子量、结晶度、结晶尺寸等因素有关。 PP制品的表面硬度和刚性较高，并有良好的表面光泽，但不如PS和ABS高。 PP有突出的抗弯曲疲劳性能，用它制成的铰链经7000万次折叠弯曲不损坏。PP的耐蠕变