手摇升降晾衣架综合课程设计詳解.doc

综合课程设计报告 设计题目 手摇升降晾衣架 学号1 2011080080016 姓名1 张序海 学号2 2011080080017 姓名2 李书文 目录 一 选题意义 二 1 执行机构 原动件 传动机构三 四．零部件的结构设计 1.选择材料 2.机构尺寸设计 3.强度校核 五．三维造型图 六零件图 七参考文献 我们都有过这样的体验，当我们洗了衣服之后 要去晒衣服的时候，首先我们要将衣服一件一件挂在衣架上，然后用举杆一件一件的挂到高处的晾衣杆上。当要收衣服时候要用举杆一件一件的取下来。由于晾衣架是固定的，而太阳是转动的，有时候并没有阳光照在衣服上。遇到这种情况则更不好受，外面在下雨，而主人却不在家，衣服没有人收。并且由于身高的原因和场地的限制，有时候没有办法只有把衣服晾到较高的地方来减少空间的占有，来适应不同身高的人群可以很好的很人性化的晾衣服。基于以上的想法，我们想，能不能设计一种晾衣架，能自动升降这样就能每次晾衣服收衣服的时候不必再用举杆上下动了。能不能当太阳移动时，晾衣杆也可以随着阳光移动，让衣物更多的接受阳光的照射。能不能当下雨的时候，让晾衣杆自动的收进屋里，而避免晒好的衣服又被淋死。简言之，能不能设计一种晾衣杆，让生活更美好，更便捷，更符合人们的生活，更有利于方便人们的日常生活。基于这些理念，我们就试想了一种可以升降的晾衣架，可以利用很简单的材料和原理，很便宜的价格，很贴心的设计，来帮助广大的人们来实现避免上述的的麻烦。创新出一个符合更多人们的晾衣架。 功能分析及实现方法： 我们想要实现的功能有：最主要的功能是实现晾衣杆的升降，同时我们是想依靠手摇器的转动产生的转矩来使晾衣架升降。具体而言，就是顺时针旋转手摇器的时候就可以实现晾衣架的上升，当上升到你想要的高度时，就可以松手，这时手摇器内部弹簧和其它部件相互配合就可以让手摇器在此刻自锁，晾衣架也在这个高度固定，不会由于松手的缘故而突然的掉下来。同时这个晾衣架在衣架的主体部分的支撑杆上可以悬挂很多的衣服，能够的支撑较重的力量而不会失效。 实现方法：挂好衣服后，通过转动手摇器来钢丝运动，通过传动机构转角器，来使执行机构最终实现垂直向上直线运动，当停止不转时，利用手摇器里面的卡死机构使其停止不转，将杆保持在一定高度从而达到晾衣杆的升降。 要实现晾衣杆的自动升降，我们选择常用钢丝的拉伸来传递动力的方式，这种方式的好处在于节省材料和经济，还可以减轻整个机构的重量。衣服放在衣架上，然后衣架挂在晾衣杆的支撑孔处，用钢丝拉伸来控制晾衣杆的垂直升降。只要在晾衣架的承载范围以内，只要在钢丝轴向拉力承受范围以内，就可以很容易的通过转动手摇器把手来控制钢丝的运动，再通过转角器来改变钢丝中立的方向，再用过钢丝的轴向力的传递来控制晾衣架支撑衣服的部分的升降。 如图所示： 原动件 原动件我们自设计了一种手摇器，手摇器的工作与自锁原理：工作时，向里压入手柄，使弹簧压缩，手柄所连接的卡死机构与手摇器外壳上面的卡死机构分离，可实现手柄转动，来实现收放钢丝的功能。当手柄不受向里的力时，弹簧向外弹出，使手柄所连接的卡死机构与手摇器外壳上面的卡死机构结合，实现自锁 机构如图所示 手摇器爆炸图 外壳内部视图 传动机构 传动机构我们设计了“转角器”和“顶座”。 使钢丝运动方向改变，如图 (2)顶座 顶座工作原理： 两个顶座是水平方向来的两根钢丝分别向下与晾衣杆的两端相连，从而能通过控制钢丝的收拉来实现控制晾衣杆的垂直升降运动。如图： 机构运动简图模型如下：大体上表示出了工作的原理。 零部件的结构设计：在零部件的结构设计的过程中，主要的依据是根据功能和需要达到的目地来构思其结构的。并且在满足其功能的同时，尽量的选择市场上现有的东西，但是考虑到作为创新设计，因此也加入了一些市场上目前没有的结构来实现一些功能。当然，在多种结构的选择时，主要考虑的是机构的简单性和易于加工性。 4.1选择材料 晾衣杆，转角器，衣架，顶座，手摇器我们选用的材料。 传递力和力矩的材料：钢丝长：1000mm 宽：50mm 厚：6mm 4.3强度校核 晾衣杆主要承受的是弯力，我们想要机构能承受最大50KG的衣服。 最极端的情况是所有的力都集中在晾衣杆中间（如图） 此时，杆承受的外力如图所示 所受的剪力图和弯矩图如图所示 校核 查表45钢 []=100Mpa [τ]=60Mpa 由图可知， Mmax=125N.m 在中点截面处， x=Mmax/W W=b*h^2/6=6*50^2/6=2500mm3 σmax=50Mpa100Mpa=[σ] 弯曲正应力满足条件 最大切应力 Fs/（b*h） =1.5*250/（6*50）=1.