摘 要

近十年来，由于人们对于健康的关注的提升和保健意识的增强和在世界范围内的禁烟力度的加大，新型烟草作为一种传统烟草的替代品慢慢的进入人们的视线之中。

常规低温不燃烧烟草的鼓风装置主要由电池驱动，为了便于短时间内多次使用，避免电池电量不足的缺点，本文为此提出一套基于发条储能的鼓风装置设计，意义在于保证燃料加热型卷烟中碳源的持续燃烧，为在燃烧过程中向燃烧室供氧提供持续能量，为燃料加热型卷烟提供一种新思路。

论文研究主要包括以下几个方面：

（1）基于低温不加热烟草的结构设计发条鼓风装置，保证碳源能够持续充分燃烧的情况下不影响其他结构的正常工作。

（2）研究设计了一套由一个发条储能机构，一个连接各部分的传动机构，一个稳速机构，一个风扇及总体结构外壳组成的鼓风装置。通过对每个零部件机构的选择和计算，得到合理的值，然后对其进行总体和各部分机械结构的设计，最终完成鼓风装置的整体模型设计。

（3）针对稳速机构主要的部件进行了有限元分析，验证了设计结构可以保证所需要求。

最终所设计的发条鼓风装置结构简单合理，能够满足必须的鼓风要求且可以和低温不燃烧烟草良好的结合，具备很大的经济效益和社会价值。

关键词：发条；齿轮传动；鼓风装置

Abstract

In the past decade, due to the improvement of people's concern for health and the awareness of health care and the increasing number of smoking bans around the world, new tobacco has slowly entered people's attention as a substitute for traditional tobacco.

The conventional low-temperature non-burning tobacco air blowing device is mainly driven by a battery. In order to facilitate the use of the battery in a short time and avoid the shortcoming of the battery, the design of the air blowing device based on the spring energy storage is proposed.

The research of the thesis mainly includes the following aspects:

（1）The air blowing device is designed based on the structure of low-temperature unheated tobacco to ensure that the carbon source can continue to fully burn without affecting the normal operation of other structures.

（2）An air blowing device consisting of a spring energy storage mechanism, a transmission mechanism connecting the parts, a steady speed mechanism, a fan and a casing is designed. Through the calculation and analysis of the selection of each component structure, the mechanical structure design is carried out to complete the overall model of the air blowing device.

（3）Finite element analysis was performed on the main components of the steady speed mechanism. It is verified that its structural requirements can ensure the stable operation of the equipment.

The final structure is simple and reasonable, can meet the necessary blowing requirements and can be well combined with low temperature non-burning tobacco. It has great economic and social value.

Key Words：Winder；Gear transmission；Air blowing device

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究的目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.3.1 产品方面 2

1.3.2 专利方面 3

第2章 总体方案设计 5

2.1 发条鼓风装置总体结构设计原则 5

2.2 发条鼓风装置的工作环境 5

2.3 发条鼓风装置的工作要求 6

第3章 机械结构设计 7

3.1 总体结构设计 7

3.2 发条结构设计 8

3.2.1 发条工作原理 8

3.2.2 发条的计算 9

3.2.3 发条机芯结构设计 12

3.3 传动系统设计 13

3.3.1 传动系统传动零件与材料的特点 13

3.3.2 传动系统传动零件选型与结构设计 13

3.4 稳速系统结构设计 19

3.5 本章小结 19

第4章 稳速装置力学仿真 20

4.1 模型尺寸及材料的选择 20

4.2 导入 ABAQUS 完成建模 20

4.3 创建接触 21

4.4 边界条件及载荷 21

4.5 分析步及 JOB 创建 22

4.6 稳速装置的有限元分析 23

4.6.1 位移分析 23

4.6.2 应力分析 24

4.7 本章小结 25

第5章 总结与展望 26

5.1 总结 26

5.2 展望 26

参考文献 27

致 谢 28

绪论

研究背景

近年来，新型烟草作为一种传统烟草的替代品慢慢的进入人们的视线之中，主要有两个方面的原因主导了新型烟草制品的快速发展。一方面，由于人们对于健康的关注的提升和保健意识的增强，大部分传统烟草制品消费国家的吸烟成年人口比例相比前几年下降了接近十分之一，传统烟草制品的消费人口比例的减小与消费贸易量的缩减成为了一种不可避免的大方向。另一方面，由于在世界范围内的禁烟力度一直加大并且有上升的趋势，截止到目前为止，世界卫生组织《烟草控制框架公约》缔约国已达到了世界人口的百分之九十左右。许多国家都制订、实施了严格的公共场所吸烟禁令来履行《烟草控制框架公约》^[1]。随着人们工业技术的不断提高，电子烟，低温烟草等传统烟草的替代产品的水平越来越高，其市场需求快速增长。

国内外研究现状