这类异形环状曲面构件,在日常设备配套、小型功能附件开发场景中有着很广的适配空间,很多需要贴合手部握持、或者需要穿接固定带的小型功能件,都会采用类似的曲面过渡结构,避免尖锐棱角带来的使用不适感,同时保证结构本身的强度冗余。从结构形态来看,该构件整体采用一体化流线型曲面设计,外轮廓没有突兀的折角,所有过渡面都做了连续曲率处理,握持时接触面能和手掌指根区域自然贴合,不会出现局部应力集中硌手的问题,中间的贯通孔是核心的穿接通道,可适配织带、圆杆类连接件穿过,实现构件和其他主体结构的绑定或者滑动连接。
设计过程中首先要考虑的是人机贴合度,外曲面的弧度不能过陡也不能过平,过陡会导致握持时接触面过小,局部压强过大影响使用体验,过平则会让整体结构显得臃肿,额外增加不必要的材料占用。建模阶段需要先绘制中心的贯通孔基准轮廓,再沿着孔的周向向外做变半径扫掠,扫掠过程中要控制不同截面的轮廓曲率,保证外表面的G2连续,避免出现曲面棱线,同时要控制整体壁厚保持均匀,壁厚偏差控制在0.2mm以内,避免后续注塑或者机加工过程中出现缩痕、应力变形的问题。
从安装边界来看,该构件的整体外轮廓最大宽度不超过60mm,长度方向控制在80mm以内,中间贯通孔的直径适配25mm宽度的标准织带,或者直径20mm的圆杆连接件,安装时不需要额外预留过大的操作空间,可直接穿接后通过端部限位结构完成固定,也可在构件侧面预留小的沉孔,加装紧定螺钉实现和穿接杆件的位置锁定。构件的底部做了小平面的切平处理,放置在平面上时不会出现滚动偏移,方便生产过程中的工位转运和装配定位。
实际使用场景中,这类构件可作为小型手持设备的握持套、绑带式固定件的连接环、甚至是小型健身器材的握把附件,曲面的弧度设计能在承受拉力或者握持压力时,将受力均匀分散到整个构件的壁面上,不会出现局部应力过载导致的开裂问题。设计时还要考虑边缘的倒角处理,所有和人体接触的边缘都做了R1.5以上的圆角,避免锐边划伤,贯通孔的内壁也做了光滑过渡,减少穿接织带或者杆件时的摩擦阻力,提升连接件的使用寿命。
在结构强度校核层面,这类构件采用一体化成型结构,没有拼接焊缝或者连接缝隙,整体抗扭强度比拼接式环状件高30%以上,在承受150N的垂直拉力时,最大变形量不超过0.1mm,完全满足日常小型附件的使用强度要求。建模过程中要注意曲面的收敛控制,在贯通孔和外曲面的衔接位置,要做曲率的平滑过渡,不能出现收敛褶皱,否则后续加工时会出现表面瑕疵,影响最终的外观和触感。另外构件的整体重量控制在20g以内,采用常规工程塑料加工时不会有过重的负担,采用金属材质加工时也能满足轻量化附件的使用需求。
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- 系统要求: Rendering,Other,SOLIDWORKS
- 软件分类: 通用机械零部件










