基于UGNX的马桶节水机构设计研究.pdf

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1、2013年1月机械设计与制造工程Jan．2013第42卷第1期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．42No．1DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2013．01．023基于UGNX的马桶节水机构设计研究赵战锋，唐徐阳(温州职业技术学院机械工程系，浙江温州325035)摘要：分析了传统马桶的排水机构缺点，设计了能够实现无级可变排水的节水机构，确定了节机构的尺寸和水量变化，使其能够既满足3至8L的排水量需求，又能在安装上兼容传统马机应用UGNX软件的空间曲线和多实体建模技术完成了节水

2、机构的三维模型和动态分析，为传统马桶的节水改造和新马桶的生产提供了技术条件。关键词：马桶；节水；螺旋；凸轮；多实体中图分类号：TH122文献标识码：B文章编号：2095—509X(2013)01—0083—03随着城镇建设发展和人们生活素质的提高，抽水马桶已成为家庭、宾馆及公共场所的主要卫生洁具。卫生间用水量占家庭用水总量约60％左右，溢流管其中抽水马桶的用水量占居民总生活用水量的1／3以上I2J。传统抽水马桶通常设有大小2个档位的水量排放，使用时排放出约3或8L水冲人马桶，对于有时水量需求为4到6L时，往往需要对小排水档位冲刷多次，或按下大档位排出较

3、多的水，造成了水的浪费J。本研究将传统马桶排水机构的图1传统马桶排水机构两档级排水改造为基于螺旋凸轮驱动的锥形齿排水，能够实现基于旋转角度进行无级连续排水。在针对传统两档级排水机构的局限，本研究设计日常生活中，可以根据实际需求排放出合适的水了改进型的节水机构。其主要特点是：将传统的抽量，节约用水。新机构的整体大小和排水量兼容传水机构的两档排水按钮，设计成无级连续性排水，统马桶的水箱，可以对现有马桶进行改造或生产新可根据实际用水需求控制适合的排放量。其实现马桶，具有十分重要的经济和社会意义。的核心在于螺旋曲面凸轮机构。凸轮的驱动设计UGNX软件是西门子公

4、司的高端计算机工业成旋转手轮，实现180。转动。凸轮的下表面设计软件，广泛应用于工业产品、机电设备的设计和制成双螺旋曲面，完成旋转运动到轴向直线运动的换造。它能够无缝结合AutoCAD工程图，进行多实向。连续排水的关键是排水组件，其结构设计成锥体三维建模，灵活实现机构的三维可视化虚拟装齿状，如图2所示。凸轮螺旋下降过程中，排水组同定部件配。本文以UGNX软件作为三维建模工具，在二维装配图和排水量计算基础上设计马桶节水机构。1节水机构工作原理传统马桶的排水机构如图1所示，套管为控制冲水组件，使用时通过压下按键冲水，其排水量由驱动水量大小的2个按键确定，不

5、能实现自由排水。收稿日期：2012—12—12基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划项目(2012R454005)作者简介：赵战锋(198l一)，男，河南上蔡人，温州职业技术学院教师，高级程序员，硕士，主要从事模具CAD教学和研究工作。·83·2013年第42卷机械设计与制造工程件锥度啮合逐步打开，马桶存储的水由锥齿问排c．调节杆直线向下运动时，推动排水组件8向出，流向排水管。下直线运动，推动锥形齿部件下降，如图2(b)所无级排水马桶节水机构的详细原理如图3所示。示，其动态工作过程描述如下：d．排水组件15固定在马桶箱体的下部，属于固定件。其下表面与组

6、件8呈圆锥形轮齿啮合。如图2所示。当排水组件的运动部件向下运动时，锥形齿件排水间隙变大，马桶水及时排出。水量的多少由运动部件的位移和冲水时间确定。此组件是机构无级排水的关键。马桶排水量随旋转角度的无级变化关系如图4(b)所示。e．冲水完成后，用户停止旋动手轮。排水组件在复位弹簧的作用下上移复位，锥形齿排水间隙变小至关闭状态。f为保证凸轮和排水组件在竖直往复运动中定向准确，稳定可靠，整个节水机构以中心定位轴1一手轮；2一螺旋lJ轮；3一滚珠；4一定位珠；5一调节杆；6一螺16，进行定位、导向、支撑。钉^；7一螺钉^掘；8～排水组件A；9一排水组件C；1O

7、一出水整个马桶排水机构实现了靠旋转手轮无级排阀；11一螺钉M5；12-弹簧导向杆；l3一弹簧；14一阀套；15一水，从而能够排出与实际需求相当的水量，节约了排水组件B；16-中心定位轴；l7一控水座；l8一定位轴套；l9一螺钉朋；20一进水阀；2l一浮球；22一水箱用水。图3新型马桶节水机构a．使用者轻轻转动手轮1，驱动螺旋凸轮2作2节水机构关键参数旋转运动。在凸轮旋转平面的下端设计有滚珠，保由于传统马桶在实际生活设施中数量巨大，马证旋转的顺畅并增强其耐磨性。桶的水箱整体基本固定，为了更好推广应用新型节b．螺旋凸轮2底部曲面设计成倾斜角度为水马桶机构，

8、创造社会效益，因此机构的整体参数21。的双螺旋线曲面。在凸轮整体作轴向旋转运动需要与现有马桶保