摘要:儿童玩具3D打印机是一款主要针对儿童所做的产品。它是一款桌面级3D打印机，在技术原理上和普通的桌面级3D打印机相同。但在其原料、进给装置以及控制传动装置上与普通的桌面级3D打印机是不同的。首先，其原材料采用市面上普通的石膏，在其成型时无需加热，这样可以避免儿童由于好奇触摸喷头时发生烫伤现象；其进给装置是通过气体泵挤出原材料；其控制传动装置不通过电机传动，而是通过手动转动手柄，将力传到同步带轮以及滚珠丝杆传动组上使X、Y、Z三轴独立的自由运动。

本文针对儿童玩具3D打印机进行设计，首先分析其成型原理及成型尺寸100mm×100mm×100mm；然后确定X、Y、Z三轴空间行程X轴行程为110mm、Y轴行程为110mm、Z轴行程尺寸为110mm；整体构架尺寸328mm×230mm×230mm。最后确定传动方案、导向装置及固定装置根据传动力确定传动方案为齿轮和齿轮带传动；导向装置主要是使各轴可以平行、平稳的运动,这里选择光杆作为导向机构；三轴传动装置需要固定，这里其三轴固定装均固定在机架上，切固定方式选择螺母、螺栓固定方式。

本文所设计的3D打印机，主要是希望儿童通过真实的操作更加深入的了解3D打印技术所包含的技术原理。一方面可以增强儿童的动手能力及团队协作意识，另一方面还可以加强他们对未来科技发展方向的大致了解。

关键词 儿童；3D打印机；机械控制

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1课题背景及意义-1

1.1.1课题背景-1

1.1.2选题意义-1

1.2国内外发展趋势-1

1.2.1国外-1

1.2.2国内-2

1.3设计中存在的问题-2

1.4本文设计打印机特点-3

2总体方案设计-4

2.1打印机结构方案设计-4

2.2驱动方案设计-4

2.3传动方案设计-5

3打印机主要零部件设计-6

3.1原材料的选择-6

3.2喷嘴部分-6

3.2.1喷嘴尺寸及形状-6

3.2.2喷嘴块-6

3.2.3送料管接头-8

3.2.4压板-8

3.2.5螺钉-9

3.2.6喷嘴部分总装-9

3.3 X轴部分-10

3.3.1与喷嘴块连接的光轴-10

3.3.2光轴右连接块部分-10

3.3.3光轴左连接快部分-16

3.3.4 Y向固定连接块的光杆轴-19

3.3.5总装-20

3.4 Y轴部分-21

3.4.1控制手柄-21

3.4.2驱动轴-21

3.4.3驱动轴固定板-21

3.4.4从动轴-21

3.4.5同步轮-22

3.4.6其他零部件-22

3.4.7总装-22

3.5 Z轴部分-22

3.5.1滚珠丝杆-22

3.5.2 滚珠丝杆副-23

3.5.3光杆轴-23

3.5.4光轴与成型平台连接件-24

3.5.5其它零部件-24

3.5.6总装-24

3.6成型平台部分-25

3.6.1成型平台-25

3.6.2支撑成型平台部分-25

3.6.3总装-27

3.7箱体外形尺寸及材质-27

3.8同步带及带轮设计计算-28

3.8.1确定同步带的型号和节距-28

3.8.2带轮齿数确定-28

3.8.3确定带轮节园的直径、-29

3.8.4验证带速-29

3.8.5确定同步带的节线长度Ln-29

3.8.6计算传动中心距 a-29

3.8.7确定同步带所需宽度-30

3.8.8同步带轮设计-30

3.8.9结果整理-30

4 UG三维模型装配-31

总结-33

致谢-34

参考文献-35