机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)——便携式LED灯具结构设计与分析.doc

三江学院2013届本科生毕业设计（论文）三 江 学 院本科生毕业设计（论文） 题 目 便携式LED灯具结构设计与分析 高职院 院（系） 机械设计制造及其自动化 专业学生姓名 陈晓峰 学号 G095152006 指导教师 沈仙法 职称 讲师 指导老师工作单位 三 江 学 院 起讫日期 2012.12.17-2013.4.5 摘 要本课题利用AutoCAD，Pro/E等相关专业绘图工具软件对LED灯具进行结构设计通过对LED光源的相关背景知识，历史，特性及发展状况等相关资料的查阅学习，以及对便携式LED灯结构设计、绘图，能够锻炼我的工程设计能力，巩固机械设计、公差测量、工程材料等方面的知识，熟悉和掌握相关的专业知识和计算机应用方面的知识收集、了解LED光源的相关背景知识，历史，特性及发展状况等情况利用Pro/E，AutoCAD等相关专业绘图工具软件对LED灯具进行结构设计。

其主要的问题是如何设计出符合便携式要求及符合制造要求的相对美观的灯具结构首先收集相关信息资料，利用收集的资料对灯具结构进行粗设计为了使其更加直观及容易修改，利用Pro/E对其进行三维实体造型，其间对其尺寸、外型等进行不断的修正，使其逐步符合设计要求通过此次的设计更加深入了解LED灯具的内部结构和设计工艺，从而使设计的灯具更加高效，便携，节能关键词：LED；灯具；便携式;；Pro/E；；Abstract LED (Light Emitting Diode) light-emitting diode that is a light can be converted to electrical energy and diode characteristics with electronic devices. LED energy saving, environmental protection, solid structure, long life, small size, high luminous efficiency, high color, low voltage, low power consumption. Since there is no ultraviolet and infrared spectra, neither heat nor radiation, typical of the green lighting, the use of high efficiency, long life, security, stability and performance lighting products, can improve people's work, study and living conditions quality. LED lighting has become a development prospects and influence of a high-tech products. We designed LED drive power, it is necessary that LED current, voltage characteristics, the LED and LED manufacturers with different specifications, current and voltage characteristics are different. Therefore, the design of the drive power given strict requirements. According to LED current, voltage characteristics, the current source LED driver is ideal drive. Constant current source drive mode, LED current will not be too high voltage, ambient temperature changes and the impact of discrete LED parameters, so that it can maintain the current constant, give full play to the excellent characteristics of LED. In this thesis, through the design of a constant current drive power to drive the LED. Through a variety of electronic components and electronic circuit constant current power supply, to meet the design requirements. Keywords : LED; high efficiency; constant current source driver目 录第一章 绪论 11.1设计课题的背景和特性 11.1.1研究的背景 11.1.2LED光源特性 11.2设计课题的概况 21.3设计本课题的思路与解析 2第二章 低压电器材料的选择 52.1 工程塑料的简介及性能特点 52.2低压电器对塑料材料的一般要求 62.3 本课题选用的材料 6第三章 LED灯具的结构设计 83.1 LED灯具设计的技术指标 83.2 LED灯具设计方案与分析 83.2.1 灯盖的结构设计 83.2.2 开关的结构设计 93.2.3 旋转盘的结构设计 103.3 LED灯具具体设计过程 10第四章 灯具的Pro/E三维建模 124.1 Pro/ENGINEER软件简介 124.2 本设计Pro/E建模的具体过程 134.2.1 上灯盖的建模 134.2.2 下灯盖的建模 174.2.3 旋钮的建模 184.2.4 其他零部件的建模 204.3 整体三维装配 22结 束 语 24致 谢 25参 考 文 献 26第一章 绪论1.1设计课题的背景和特性1.1.1研究的背景由于LED越来越广泛地应用于照明产业，而且其具有发光效率高、耗电量小、使用寿命长、安全可靠性强、环保节能等优点，相比与传统的白炽灯、荧光灯等有明显的优势。

而近来LED的发光强度不断提高，已可用于实际照明中LED灯具代替普通照明灯具的时代也正在向我们走来在这样的大环境下，各大厂商也纷纷开始研制LED灯具本课题所设计的便携式LED灯具便是利用了LED结构小巧、节能等特点，在小巧易携带的条件下，亦能为人们提供一定的光亮，使人们在黑暗中行进、昏暗处阅读或在黑暗中作业等条件下能够方便地进行操作随着技术的发展，白光LED的发光效率也正在逐步提高，商品化的器件已达到白炽灯的水平，Nichia已推出100lm/W的白光LED，发光效率已与荧光灯的水平相当，并在稳步增长之中白光LED还具有无污染、寿命长、耐震动和抗冲击的鲜明特点，是LED产业中最被看好的新兴产品在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，白光LED在照明市场的前景备受全球瞩目高亮度白光LED的终极目标是实现新世纪照明根据Frost&Sullivan的统计，当前全球照明市场的年增长率约为5.5%，2000年市场规模达45亿美元业界一般认为，白光LED照明市场可望在2015年左右趋于成熟因此，各界都对白光LED寄以厚望，有“绿色照明光源”之称在照明市场方面，中国的电力不足问题加速了LED（发光二极管）取代传统的照明设施，2006年中国大陆的LED市场已达到160亿元人民币，而到2014年我们预计这个市场将达500亿元。

目前中国LED市场每年的增长速度是30%，欧盟、韩国、北美等照明大举投资中国LED产业，业内人士表示，国内政府节能、环保政策的相继出台，成为包括飞利浦、通用电气、首尔半导体在内的跨国企业的机遇和未来至此，我国半导体照明产业进入了自主创新、实现跨越式发展的重大历史机遇期1.1.2LED光源特性1、发光效率高LED经过几十年的技术改良, 其发光效率有了较大的提升白炽灯、卤钨灯光效为12—24lm/W, 荧光灯57—70lm/W, 钠灯90—140lm/W, 大部分的耗电变成热量损耗LED光效经改良后将达到50—200lm/W, 而且其光的单色性好、光谱窄, 无需过滤可直接发出有色可见光目前, 世界各国均加紧提高LED光效方面的研究, 在不远的将来其发光效率将有更大的提高2、耗电量少LED的电能利用率高达80%以上，LED单管功率0.03—0.06W, 采用直流驱动, 单管驱动电压1.5—3.5V, 电流15—18mA, 反应速度快, 可在高频操作同样照明效果的情况下, 耗电是白炽灯泡的八分之一, 荧光灯管的二分之一日本估计, 如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED替代日本一半的白炽灯和荧光灯, 每年可节约相当于60亿升原油。

以桥梁护栏灯为例, 同样效果的一支日光灯40多瓦, 而采用LED每支的功率只有8瓦, 而且可以七彩变化当然, 节能是我们考虑使用LED光源的最主要原因, 也许LED光源要比传统光源昂贵, 但是用一年时间的节能收回光源的投资, 从而获得4—9年中每年几倍的节能净收益期3、使用寿命长采用电子光场辐射发光, 无灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点LED灯体积小、重量轻, 环氧树脂封装, 可承受高强度机械冲击和震动, 不易破碎平均寿命达10万小时LED灯具使用寿命可达5—10年, 可以大大降低灯具的维护费用, 避免经常换灯之苦4、安全可靠性强发热量低, 无热辐射, 冷光源, 可以安全触摸能精确控制光型及发光角度, 光色柔和, 无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质内置徽处理系统可以控制发光强度, 调整发光方式, 实现光与艺术结合5、有利于环保LED为全固体发光体, 耐震、耐冲击不易破碎, 废弃物可回收, 没有污染光源体积小, 可以随意组合, 易开发成轻便薄短小型照明产品, 也便于安装和维护1.2设计课题的概况本课题利用AutoCAD，Pro/E等相关专业绘图工具软件对LED灯具进行结构设计通过对LED光源的相关背景知识，历史，特性及发展状况等相关资料的查阅学习，以及对便携式LED灯结构设计、绘图，能够锻炼我的工程设计能力，巩固机械设计、公差测量、工程材料等方面的知识，熟悉和掌握相关的专业知识和计算机应用方面的知识。

1.3设计本课题的思路与解析采用应用计算机辅助设计——CAD（Computer Aided Design）技术进行产品设计的一般流程如图1.1所示现作说明如下：1、CAD产品设计的过程一般是从概念设计、零部件三维建模到二维工程图有的产品特别是民用产品，对外观要求比较高（汽车、家用电器等），在概念设计以后，往往还需要进行工业外观造型设计2、在进行零部件三维建模时或三维建模完成以后，根据产品的特点和要求，要进行大量的分析和其他工作，以满足产品结构强度、运动、生产制造与装配等方面的需求。