新型环保式擦鞋机

郑美英

摘 要：随着人们生活节奏的加快，以及人们对仪容仪表的重视，目前市场上已经出现了多种样式的擦鞋机，但是它们都是以电为动力源完成擦鞋任务。这就使它们的使用受到了一定的限制，且耗能，造价高。基于以上缺点，笔者设计了一款以“人力”为动力源的纯机械式新型环保擦鞋机并进行了阐述。该设计主要适用于如学校、家庭、广场、医院等非盈利性的公立性场所。也可作用于教学产品。该设计通过以使用者的脚动踩踏为动力源，利用杠杆机构将摆动转化为直线运动机械能，再通过齿条齿轮传动将直线运动转化为连续旋转机械能，最后把旋转机械能通过齿轮传动传给擦拭单元使其旋转工作，完成擦鞋任务。设计过程中使用CATIA、AutoCAD等现代机械设计软件进行辅助设计，同时通过ANSYS有限元法对强度进行动力学分析，大大提高了设计效率保证了该作品的设计合理性。

关键词：擦鞋机 踩踏 机械设计 机械传动

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（c）-0138-02

1 价值及研究意义

1.1 价值

通过对国内现有擦鞋机的分析，及该产品的设计目的。该文研制的擦鞋机设备具有以下特点：

（1）不需采电，即可完成擦鞋任务。解决了市面上以“电”为主要消耗源的问题。不仅解决了在公共场所给擦鞋机供电带来的不便，解决了安全隐患，也更加响应国家号召“节能减排、绿色环保”。

（2）该产品采用的是可更换毛刷，解决“换刷”难的问题。

（3）该产品设计结构简单，便携方便，实用性强；将一只脚伸入机器中；另一只脚踏操纵机构，一分钟立刻使您皮鞋光亮如新。

1.2 意义

（1）现如今一些高档宾馆、大型商城等设有便民电动擦鞋机，但30%都不能正常工作，究其原因大都是因为不能正常供电所致。这些擦鞋机过分依赖于电能，不够节能也不符合当今提倡的低碳生活。该产品设计将节能、绿色、创新等元素完美的展现出来。

（2）机械式的环保式擦鞋机在我国是一个空白，尚未发现有其相关报道。

（3）该产品适用范围广。不仅可作用于教学产品也可适用于各类以非盈利为目的的公共场所。

2 创意实现过程描述

2.1 设计要求

充分考虑到擦鞋机的活动环境以适应能力强、操作简单、可靠为目标，擦鞋机需满足以下设计要求：

（1）脚踏驱动。

（2）整体尺寸力求紧凑。

（3）适应性强，可以根据不同类型的鞋面选择不同的鞋刷进行组装。

（4）操作简单，容易使用。

2.2 基本组成

机械式擦鞋机总体设计方案如图1所示。它由踩踏（踩踏）单元、传动（变速）单元、擦拭单元、辅助单元组成。

2.3 工作原理

脚踏式全方位擦鞋机是以擦鞋人的脚踏力为驱动单元，以轴6为支撑，踏下脚踏板1，置于踏板下端销钉7通过齿条2端部的槽将齿条2向前推动，动力依次传递给齿轮3→齿轮4（齿数为40）→齿轮5（齿数为11）。传动比i为3.637，在小齿轮轴上安装有毛刷。通过这套传动机构，可以把人向下踏的往复直线运动转变为鞋刷的旋转运动。具体的机械式擦鞋机工作原理图如图2所示。

3 应用前景

该产品设计采用人的脚踏力作为动力，通过一级齿轮齿条与一级齿轮的啮合传动，无需电源，可操作性强，节能环保。该设计采用了相关机械设计理论知识及计算机辅助设计，使该产品设计合理、结构简单、运行稳定、经济耐用，可以很好的完成和替代手工擦鞋，且具有优良的效果，不仅填补了国内环保式擦鞋机的空白，也可做为很好的教学产品，具有很大的推广价值。

参考文献

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