受力分析
? 安全锁的设计及计算
由于轮滑鞋有着两用的功能，故其需要两个位置的定位功能。安全锁则空过连杆上的安全孔的两个位置来实现轮壳的定位，从而使结构较为紧凑。
其结构图如下所示：
安全锁长度方向需要人工操作，故选取较长的尺寸，取L=28mm。由于安全锁受到轴向的剪切力，计算如下：
预计使用者重量为70kg，使用材料为45号钢，故[T]=40MPa。
Tp=T*R/Ip (1) T=70kg*10N/kg*28mm=19600Nmm (2)
Ip=п*D^4/32 (3) 推导得：
R=1/2*pow(16*T/（п*[T]）,3) 计算得：
R=0.67mm
为了便于加工，以及结构的合理性，故取直径Ф4mm。 ? 挡板结构的设计计算
挡板的主要作用是对安全锁进行定位，同时也需要对连杆旋转提供足够的空间位置，其需要与挡板焊接而成。其结构图如下：
挡板孔为安全锁的定位孔，故取Ф3mm。由于连杆需要做旋转运动，故挡板厚度需大于螺钉头的厚度，故取H=2.5mm。其长度方向则有导轨尺寸所决定。 ? 滑块机构的设计计算
滑块是四连杆机构的主要组件，它通过轴与连杆相连接。滑块的运动轨迹主要是导轨内槽。其结构图如下所示：
如图所示，其中A面与导轨内表面接触，做滑移运动。Ф3mm主要是螺钉定位孔，通过M3螺钉将滑块与轴连接定位，从而实现滑块的平移运动。 ? 其他部件的设计及选取 轴：
本轮滑鞋每只需要三根轴，主旋转轴主要实现轮壳的收缩功能。其余两根轴主要与轮壳顶块上两孔的连接，且其一需要起到四连杆的旋转向定位功能，另一起到滑块移动的功能。直径Ф6mm，长度主要为轮壳长度尺寸、连杆厚度以及其间空隙尺寸之和。故取长度L1=170mm，L2=184mm. 扭矩弹簧：
扭矩弹簧是轮壳收缩的动力提供部分，需要通过扭力弹簧的扭转力实现轮壳方位的转变，通过计算可知轮壳以及轮子等部件的重量约为0.3kg，弹簧旋转角度约为90°。根据所提供的力矩可取扭矩弹簧圈数为10圈，弹簧丝直径取Ф1mm。 轮子：
由于轮子需要选用摩擦力较小的材料（橡胶），根据鞋底厚度以及轮壳的大小初步选定轮子直径Ф40mm，轮子厚度为18mm，选定轮子内轴孔直径为Ф6mm。 穿钉：
穿钉的作用是将轮子与轮壳进行固定，穿钉分为公钉与母钉，它们配套使用，
A
通过螺纹进行连接。穿钉尺寸选择如下：
母钉直径D1=Ф5mm，长度L1=25mm，内螺纹孔取M3 公钉外螺纹去M3，长度取L2=5mm。 螺钉：
本轮滑鞋中螺钉主要分为定位螺钉以及辅助螺钉。定位螺钉主要分布在固定板与导轨的定位、轴与滑块的定位、轴与连杆的定位、轴与导轨之间的定位，辅助螺钉主要实现扭矩弹簧的卡位功能。根据不同的需要选取了以下标准螺钉：
M3 X 10 系列（主要运用于定位与辅助功能） M4 X 30 系列（主要运用于辅助功能） 压力弹簧：
压力弹簧主要运用于安全锁的结构中，当按下安全锁时，通过压力弹簧提供的弹簧力使得安全锁复原到原有位置从而实现两用功能的转换。由于安全锁外径Ф3mm，故取弹簧内径为Ф4mm，长度取25mm，弹簧丝直径t=1mm，螺距P=3mm。 轴承：
轴承主要用在轮子与穿钉连接的位置，通过轴承使得轮子的转动更加平稳，根据轮子尺寸以及穿钉尺寸可选用轴承型号为内径为6mm，外径为Ф8mm。
? 参考文献：
刘鸿问 林建兴 曹曼玲编 第二版 《材料力学》 闻邦椿编
第五版 《机械设计手册》
高等教育出版社
机械工业出版社
浙江大学出版社
陈秀宁 施高义编 第四版 《机械设计课程设计》 机械设计教研室编
《机械设计》
上海理工大学
直排式两用轮滑鞋 - 图文
