李康

福維克制造有限公司研發(fā)部，中國(guó)·上海 201799

在居家生活中，小家電是必不可少的一部分，各類小家電讓我們的生活更加方便、美好。論文著眼于小家電的設(shè)計(jì)問(wèn)題，詳細(xì)探討小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾種常見模式，并就如何優(yōu)化小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了幾點(diǎn)針對(duì)性的建議，希望能為相關(guān)工作帶來(lái)些許幫助。

小家電；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 引言

研究與實(shí)踐表明，小家電的內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接決定了其性能，如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，那么家電整體性能會(huì)更加優(yōu)良、穩(wěn)定。在小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)關(guān)注家電組合結(jié)構(gòu)，串聯(lián)式、并聯(lián)式以及其他類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非?；A(chǔ)且重要的一項(xiàng)工作。論文聯(lián)系實(shí)際，就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化在小家電中的應(yīng)用問(wèn)題做具體分析。

2 小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的整體思路

2.1 多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

以往，最常見的小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式是單一的設(shè)計(jì)模式。這種設(shè)計(jì)模式雖有一定的可取性，但也會(huì)對(duì)家電的性能、功能產(chǎn)生一定的限制、影響作用，家電的性能可能不會(huì)十分穩(wěn)定。為進(jìn)一步提升小家電整體性能，需對(duì)傳統(tǒng)、單一的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行優(yōu)化，采用多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)有一定的創(chuàng)新性，能讓小家電內(nèi)部機(jī)構(gòu)更加緊湊，性能更加優(yōu)良，功能更為齊全，是比較理想的一種結(jié)構(gòu)類型[1]。在采用這一設(shè)計(jì)思路開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，關(guān)鍵是要選好小家電結(jié)構(gòu)參數(shù)，這樣才能獲得一個(gè)比較理想的設(shè)計(jì)效果，從而讓小家電的性能質(zhì)量得到保證。為此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)工作人員就需認(rèn)真做好各項(xiàng)計(jì)算工作，要根據(jù)小家電的尺寸、類型、用途等進(jìn)行計(jì)算與選擇，確保結(jié)構(gòu)參數(shù)科學(xué)合理。

2.2 利用信息化手段設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、手段也更加豐富多樣，一些設(shè)計(jì)人員開始嘗試運(yùn)用信息化手段開展小家電結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于信息技術(shù)更加先進(jìn)靈活，對(duì)技術(shù)的處理更為精準(zhǔn)迅速，因此在將信息技術(shù)運(yùn)用于小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取會(huì)更為靈活有效，整個(gè)設(shè)計(jì)流程也會(huì)有所簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率將顯著提升。

通過(guò)分析當(dāng)前中國(guó)普通家庭對(duì)小家電的使用需求、使用頻率后，得出在設(shè)計(jì)各類的家電結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇并聯(lián)式或者串聯(lián)式的不同設(shè)計(jì)模式，以獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)效果[2]。

3 小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的具體實(shí)施

3.1 串聯(lián)式組合家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在串聯(lián)式的組合家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵是要依照特定次序來(lái)將兩個(gè)或是更多的家電結(jié)構(gòu)串聯(lián)起來(lái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)工作人員也需根據(jù)家電的類型、用途等對(duì)一些構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，以提升小家電整體的性能。與并聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，串聯(lián)式結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)就是設(shè)計(jì)難度較低，設(shè)計(jì)流程比較簡(jiǎn)單。例如，要想讓家用泡茶機(jī)更好地運(yùn)作，那么機(jī)器的電機(jī)軸與螺桿就要實(shí)現(xiàn)同步性轉(zhuǎn)動(dòng)，而要想實(shí)現(xiàn)這兩者的同步性，設(shè)計(jì)人員就需在螺桿下部位置妥善裝配對(duì)手件。那么，串聯(lián)式結(jié)構(gòu)在家用泡茶機(jī)上的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在哪些方面呢？這里做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析。

在串聯(lián)式結(jié)構(gòu)下，若泡茶機(jī)中的推桿緩慢下移，螺母也會(huì)做出相應(yīng)的下移運(yùn)動(dòng)，泡茶機(jī)中的電磁準(zhǔn)停裝置可以靈活完成縮回動(dòng)作，被觸發(fā)后，螺桿會(huì)迅速止轉(zhuǎn)。因此，從整體上來(lái)看，對(duì)家用泡茶機(jī)采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu)后，泡茶機(jī)的輸出功能與瀝茶功能會(huì)得到優(yōu)化[3]。綜合以上分析可知，通過(guò)創(chuàng)新泡茶機(jī)原有的推桿以及螺母結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)可以顯著優(yōu)化整個(gè)泡茶機(jī)具備的運(yùn)行性能。如圖1、2所示，圖中顯示的是一種家用泡茶機(jī)，驅(qū)動(dòng)板集成在垂直上下設(shè)置出口，垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)在另一個(gè)單元中打開或關(guān)閉閥門，出口與驅(qū)動(dòng)板之間通過(guò)定義的接口連接，整個(gè)結(jié)構(gòu)比較科學(xué)合理。

圖1 家用泡茶機(jī)整體型式

圖2 家用泡茶機(jī)組成結(jié)構(gòu)

3.2 并聯(lián)式的組合家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于并聯(lián)布置的小家電結(jié)構(gòu)，如果要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，就必須關(guān)注并聯(lián)式的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要為每一種家電結(jié)構(gòu)配備適合的輸出構(gòu)件與輸入構(gòu)件。這里就存在兩種情況，一種是并聯(lián)結(jié)構(gòu)中的輸入構(gòu)件存在差異，而輸出構(gòu)件可以共用；一種是輸入構(gòu)件可以共用而輸出構(gòu)件存有差異。至于具體選擇哪種形式，應(yīng)當(dāng)根據(jù)小家電的類型、用途等實(shí)際情況靈活確定。如對(duì)于家庭中的小型攪拌機(jī)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將優(yōu)化的點(diǎn)放在傳動(dòng)輪這一構(gòu)件上，為使家用攪拌機(jī)能更穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，可為其布置行星輪系。在通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)優(yōu)化后，當(dāng)電機(jī)給家用攪拌機(jī)提供動(dòng)力后，攪拌機(jī)就能呈現(xiàn)出兩種不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。除這一方式外，還可在設(shè)計(jì)過(guò)程中將家用攪拌機(jī)的行星架、中心軸進(jìn)行固定，使用孔式聯(lián)軸器或者軸式聯(lián)軸器固定行星架，這樣也能將其的性能提升到一個(gè)高層次。總的來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要做到思路靈活，視具體情況靈活確定最為合適的設(shè)計(jì)思路[4]。

3.3 基于對(duì)偶原理的小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

除了以上比較新穎的設(shè)計(jì)思路外，在進(jìn)行小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)也可基于對(duì)偶原理制定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。例如，要想對(duì)小家電的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，那么工作人員可先將小家電的傳動(dòng)比、傳遞功率與主軸轉(zhuǎn)速確定下來(lái)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)攻克某些非線性設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而有效解決小家電結(jié)構(gòu)中的線性約束問(wèn)題，讓小家電結(jié)構(gòu)更加科學(xué)、合理。

4 小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

近年來(lái)，小家電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，小家電企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，就必須保證小家電產(chǎn)品質(zhì)量。企業(yè)則需憑借新穎的家電設(shè)計(jì)思路來(lái)優(yōu)化家電結(jié)構(gòu)，提升家電整體性能。那么，在具體的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)活動(dòng)中該如何優(yōu)化小家電結(jié)構(gòu)呢？下面就相關(guān)優(yōu)化措施做具體分析。

4.1 運(yùn)用平行設(shè)計(jì)的方式

在開展小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作時(shí)，也可采用平行設(shè)計(jì)方式對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。具體來(lái)說(shuō)，就是讓小家電的輸出與輸入實(shí)現(xiàn)相互對(duì)應(yīng)。以家用小型咖啡機(jī)為例來(lái)說(shuō)明平行設(shè)計(jì)思路在小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員可充分發(fā)揮凸輪振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的作用力來(lái)整平咖啡粉，與此同時(shí)促進(jìn)末端齒條與大帶輪穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就能在短時(shí)間內(nèi)壓實(shí)咖啡粉，大大縮短了操作時(shí)間，提高了操作效率。研究與實(shí)踐表明，平行化設(shè)計(jì)方式是比較適用于小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。這是因?yàn)樾〖译姷膬?nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)部凸輪、齒條等結(jié)構(gòu)比較緊湊，排序也比較合理，在此情況下如果能合理運(yùn)用這一設(shè)計(jì)方式，可讓小家電的整體性能得到顯著優(yōu)化[5]。

4.2 創(chuàng)新小家電零件結(jié)構(gòu)

小家電是由各種類型與各種功能用途的零部件組成，因此各零部件的質(zhì)量也直接影響小家電性能質(zhì)量。為此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)小家電零件做進(jìn)一步的優(yōu)化。例如，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整零件構(gòu)造，從而也巧妙完成小家電結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造。例如，對(duì)小家電中的螺桿、螺母等零件，可對(duì)其的轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行改造，將其設(shè)計(jì)為間接性轉(zhuǎn)動(dòng)，并對(duì)螺桿采取相應(yīng)固定措施，防止在螺母轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中螺桿也發(fā)生移動(dòng)。在設(shè)計(jì)包含有空心桿的螺母結(jié)構(gòu)時(shí)，可通過(guò)相應(yīng)的設(shè)計(jì)手段讓螺母凸緣與活塞上部緊密連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家電結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在設(shè)計(jì)半自動(dòng)式的咖啡機(jī)時(shí)，可將刀片槽連接在活塞部位，之后通過(guò)刀片完成刮粉操作。當(dāng)刮粉結(jié)束后，刀片也將及時(shí)退回活塞，這樣就保證了小家電使用的安全性，同時(shí)也讓咖啡機(jī)的整體性能得到了優(yōu)化。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，小家電在我們的日常生活中發(fā)揮著重要作用。合理優(yōu)化小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升小家電性能質(zhì)量可讓人們的日常生活更加方便、快捷。為此，在進(jìn)行小家電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)結(jié)合小家電具體的類型、用途，依據(jù)相關(guān)專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)樹立正確的設(shè)計(jì)思路，制定科學(xué)可行的設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小家電結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，促進(jìn)小家電性能質(zhì)量提升。