晾衣架機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書

1、 目錄1.摘要.12.設(shè)計(jì)方案.3 2.1.方案一.3 2.2.方案二.5. 2.3.方案三.7 2.4方案比較.93. 最終方案細(xì)節(jié)設(shè)計(jì).10 3.1.外伸導(dǎo)軌裝置設(shè)計(jì).10 3.2.導(dǎo)軌回收裝置設(shè)計(jì).11 3.3機(jī)構(gòu)受力分析. .124. 與現(xiàn)有的晾衣架做比較.155. 小組分工.176. 心得體會(huì).177.參考文獻(xiàn).19 摘要題目結(jié)合自己身邊學(xué)習(xí)和生活的需要，設(shè)計(jì)一折疊式床頭小桌或窗外伸縮式晾衣架，或一收藏式床頭書架或臉盆架或電腦架等。晾衣架現(xiàn)狀： 晾曬衣服是生活中經(jīng)常會(huì)遇到的活動(dòng)，針對(duì)這一頻繁而單調(diào)的工作，如果晾衣架是固定的，無疑增加了辛苦程度，而且還伴有危險(xiǎn)。以前，晾衣架最簡(jiǎn)單的一種

2、是一根竹竿固定或懸掛在屋頂板下、窗外等地方；現(xiàn)在的居民很多是在天花板下焊接一根鐵管作為晾衣架的掛具，晾衣服時(shí)，必須將衣服一件一件地穿上衣架，再用杈子將衣服掛在鐵管上，工作效率低，又不方便，時(shí)常將衣服掉地弄臟，而且還不能充分利用陽光。而目前市場(chǎng)上所賣的自動(dòng)晾衣架只能滿足單一的升降或單一的收縮功能，但升降功能只能解決掛衣服費(fèi)力的問題卻不能很好的利用陽光資源，而收縮功能剛好相反，只能解決充分利用陽光資源但不能解決費(fèi)力這個(gè)問題。針對(duì)目前這種情況，我組經(jīng)過討論決定設(shè)計(jì)一款能上下運(yùn)動(dòng)也能左右運(yùn)動(dòng)的晾衣架以解決現(xiàn)在高樓晾衣難的問題，讓人們輕松晾衣，并讓衣物能更好的接觸陽光的晾衣架。 2.方案設(shè)計(jì)2.1 方案

3、一（）（1）機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)的主體是四桿的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。其主要構(gòu)件包括：兩根桿1、兩根桿2、兩根桿3、齒輪1、齒輪2和晾衣桿。齒輪1上裝有搖把，齒輪2與桿1是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。連接處均為鉸鏈連接。兩根用于限制桿1和桿2轉(zhuǎn)動(dòng)角度的構(gòu)件。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖： （圖一）（3）工作原理： 此機(jī)構(gòu)的主要工作機(jī)構(gòu)是有桿1、2、3與陽臺(tái)墻面組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄桿1是主動(dòng)件，桿3為連桿，桿2為搖桿。晾衣桿a由桿2帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)升降與伸縮。其次四桿機(jī)構(gòu)利用它的“頂死”特性，當(dāng)桿3和桿1處于在同一條直線上時(shí)，晾衣桿處于最外最高處，此時(shí)在桿1 的下端檔子阻止桿1繼續(xù)沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)晾衣功能。當(dāng)收衣服時(shí)，搖把反轉(zhuǎn)帶動(dòng)桿2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下

4、端檔子阻止桿2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)收衣服。通過一對(duì)嚙合的齒輪1、2的傳動(dòng)來使桿1轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到要使桿1轉(zhuǎn)動(dòng)的力特別大，所以設(shè)計(jì)齒輪1的齒數(shù)要遠(yuǎn)大于齒輪2的齒數(shù)。這樣人搖動(dòng)齒輪1是會(huì)非常省力。2.2 方案二）（1）機(jī)構(gòu)組成： 本方案所提供的懸掛式可折疊伸縮的晾衣架包括有晾衣桿、供折疊用的桿件、折疊用的桿件、及使下梁架升降的滑輪和拉繩所組成，它的多個(gè)晾衣桿是支撐在下梁架的中，它的上梁架固定在天花板上，升降收縮用的兩套滑輪分別裝在上梁架和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)上（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖： （ 圖二）工作原理： 伸縮：固定架4固定在天花板上。伸縮架一端與下梁架形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一端利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與定滑輪2相連，拉動(dòng)繩b使伸縮架自由

5、伸縮，本方案中伸縮架用的各桿件是等長(zhǎng)的四桿機(jī)構(gòu)，然后將衣服掛在衣架桿上。 升降：在對(duì)頂點(diǎn)上延長(zhǎng)出的等長(zhǎng)桿件的斷頭分別于上梁架及下梁架的長(zhǎng)孔相鉸接，四桿機(jī)構(gòu)的各關(guān)節(jié)銷軸在長(zhǎng)孔內(nèi)滑動(dòng)，其桿件都是帶折邊的薄板。它的上下梁架都是薄壁板，它的上梁架都是彎成角形，在上端面上將其固定在天花板上，在豎直面上都有帶兩翻邊的長(zhǎng)角孔，在長(zhǎng)方孔處安裝著滑輪，在下梁架上還有一個(gè)拉上的連接孔。在上梁架的滑輪軸處還有裝有一個(gè)帶有拉繩止動(dòng)軸的拉繩，拉繩a控制升降。2.3 方案三運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 (圖三)(圖三)構(gòu)件：1.墻體 2.搖桿 3.連桿 4.導(dǎo)軌 5.滑塊 6.固定滑輪7. 固定滑輪 8.固定滑輪 9.前置拉繩 10.后置拉

6、繩工作原理： （ 圖三）是左右運(yùn)動(dòng)裝置，拉動(dòng)9前置拉繩，滑塊向前移動(dòng)，拉動(dòng)10后置拉繩，滑塊向后運(yùn)動(dòng)。上升裝置： (圖四) （圖四）用手動(dòng)搖桿帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使載物臺(tái)帶動(dòng)晾衣架上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到（圖三）滑塊下方鉤子處時(shí)停止上升，拉動(dòng)9前置拉繩讓鉤子與晾衣架接觸，放下升降臺(tái)，拉動(dòng)9前置拉繩使晾衣架向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽臺(tái)外面充分接受陽光。當(dāng)遇到雨天時(shí)，采用拉動(dòng)后置拉繩，使晾衣架到達(dá)陽臺(tái)下方，不會(huì)淋到雨水。2.4方案比較 方面方案美觀程度運(yùn)動(dòng)難以程度 造價(jià) 效率方案一較美觀但破壞陽臺(tái)的整體性需要的動(dòng)力較大且運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定造價(jià)合理 較低方案二 不太美觀，東西太大運(yùn)動(dòng)比較困難且運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定 造價(jià)適中 較低方案三

7、美觀，不破壞陽臺(tái)的整體性運(yùn)動(dòng)比較容易且運(yùn)動(dòng)比較穩(wěn)定造價(jià)合理 一般最終方案經(jīng)過我組討論選擇方案三因?yàn)榉桨溉芎芎玫膶?shí)現(xiàn)晾衣架的上下運(yùn)動(dòng)和左右運(yùn)動(dòng)，減輕勞動(dòng)力的同時(shí)，又能充分利用陽光，又不失城市美觀。很好的瞞住人們的需求。 3.最終方案細(xì)節(jié)處理及數(shù)據(jù)處理3.1外伸導(dǎo)軌裝置設(shè)計(jì) ：如（圖五） （圖五）機(jī)構(gòu)原理：當(dāng)需要延伸導(dǎo)軌到陽臺(tái)外時(shí)，只需要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄2，直到曲柄2和連桿3共線時(shí)，導(dǎo)軌4達(dá)到水平，停止運(yùn)動(dòng)，達(dá)到將導(dǎo)軌伸出陽臺(tái)的目的；當(dāng)不用后，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄2到達(dá)和墻體1接觸時(shí)停止，這時(shí)導(dǎo)軌4剛好也和墻體接觸，達(dá)到將導(dǎo)軌收回的目的。此機(jī)構(gòu)還有一特點(diǎn)是當(dāng)晾衣架到達(dá)外伸導(dǎo)軌時(shí)，他不會(huì)翻轉(zhuǎn)，由于2、3共

8、線，外伸導(dǎo)軌4做為主動(dòng)件，讓2與3連接處壓力角為90度，成為死點(diǎn)，不會(huì)翻轉(zhuǎn)，讓機(jī)構(gòu)更為牢固。 （圖五）中構(gòu)件尺寸大小計(jì)算如下： 曲柄2：轉(zhuǎn)過145度 導(dǎo)軌4：轉(zhuǎn)過90度 有公式: r 3/4 = r1/2 得; r/r1=2/3根據(jù)上式取得r=30cm r1=45cm 外伸導(dǎo)軌取l=90cm 3.2導(dǎo)軌回收裝置如下：（圖六）（圖六）工作原理：手搖動(dòng)齒輪5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鏈條6，從而帶動(dòng)齒輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)齒輪2與齒輪3嚙合，所以齒輪2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，起到收回的效果，同理，當(dāng)齒輪5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪2會(huì)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到伸出的效果。（圖六）中構(gòu)件尺寸大小計(jì)算如下：齒輪2；m=0.5 a=20z2=10

9、0 d=50mm齒輪3：m=0.5 a=20z3=200 d=100mm齒輪4：m=0.5 a=20z4=100 d=50mm齒輪5：m=0.5 a=20z5=300 d=150mmi12=z3/z2=2/1 n3=n4 i45=z5/z4=3/1 所以當(dāng)齒輪2轉(zhuǎn)過145時(shí)，只需要齒輪3轉(zhuǎn)過72.5，齒輪3，4在同一軸上，轉(zhuǎn)過一樣的角度，所以齒輪5只需要轉(zhuǎn)過24.2，即可達(dá)到讓曲柄2轉(zhuǎn)過145。當(dāng)齒輪5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄2收回，當(dāng)齒輪5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄2伸出。機(jī)構(gòu)受力分析：(1)對(duì)衣架兩邊支撐桿的力的分析及強(qiáng)度的分析。桿的材料為鋼q235，比例極限為235mp受力圖：e fx=0 f1sin

10、45+fby+g/2=0e fy=0 f1cos45-fbx=0e mb=0 f1sin45x0.45-g/2x0.9=0解之得 f1=1.414g fbx=g fby=-g/2 對(duì)ad桿受力分析：f=f1=1.414g a=3.14d*d/4比例極限=f/a當(dāng)ad桿的直徑為2厘米時(shí)，桿可以承受重物的質(zhì)量m=144.6kg對(duì)bc桿受力分析:bc桿的彎矩圖：應(yīng)力=m/w=32m/3.14d*d*d m=0.45*g/2當(dāng)cb桿的直徑為2厘米時(shí)，桿可以承受重物的質(zhì)量m=35kg 4.與現(xiàn)有的晾衣架做比較據(jù)我觀察，現(xiàn)在市場(chǎng)上有的晾衣架，都只是有了上下升降功能，可以很好的解決人們晾衣辛苦的問題，但很少

11、看見有能夠左右移動(dòng)的晾衣架，我們小組設(shè)計(jì)的晾衣架不但可以升降，還可以左右移動(dòng)，充分考慮天氣因素，晴天可以讓晾衣架移出陽臺(tái)，充分接受陽光，陰雨天可以讓晾衣架移到陽臺(tái)下 很好的避開雨水的淋濕。 5.小組分工方案一：由何凱星負(fù)責(zé)完成方案二：由孫勇負(fù)責(zé)完成方案三：由張偉負(fù)責(zé)完成后續(xù)工作再由小組成員共同完成 6.心得體會(huì)一周的實(shí)習(xí)接近尾聲了，想想這這個(gè)禮拜，一開始無從下手，慢慢的通過查找資料、小組成員的討論、咨詢老師等方式，逐步去適應(yīng)這種還未涉及的挑戰(zhàn)，也逐漸的找到了對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的興趣。首先談?wù)勥@個(gè)課程設(shè)計(jì)的意義吧。我覺得通過這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我們把整個(gè)學(xué)期對(duì)機(jī)械原理的學(xué)習(xí)放到實(shí)際應(yīng)用中，這個(gè)過程不但很好的鍛

12、煉了我們的能力，而且可以發(fā)現(xiàn)自己對(duì)該課程學(xué)習(xí)的不足之處，讓我們更好的去學(xué)習(xí)這個(gè)課程，還有，這個(gè)課程設(shè)計(jì)為我們以后學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)也增加了不少的基礎(chǔ)，對(duì)以后的課程設(shè)計(jì)也有著不曉得作用。另外，這個(gè)課程設(shè)計(jì)在鍛煉了我們能力的同時(shí)，對(duì)我們的自身素質(zhì)也有一定的提高，比如在溝通方面，在團(tuán)隊(duì)合作精神上面等都有著相當(dāng)大的幫助。在溝通方面，我們小組成員之間不免會(huì)因?yàn)橐庖姷牟煌a(chǎn)生摩擦，鬧矛盾等，通過交流，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)自己能夠更加的去聽取別人的意見，對(duì)自己所說的話也有所顧及，不會(huì)莽撞。在團(tuán)隊(duì)合作上面，其實(shí)我們小組想的方案有四五種，這種結(jié)果是 大家共同努力地結(jié)果，有句話說的好啊，“眾人劃槳開大船”，這句話是相當(dāng)?shù)闹匾摹?/p>

13、到最后，我們小組的成員之間配合默契，齊心協(xié)力，很重視這次的課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我們相互學(xué)習(xí)，相互給對(duì)方意見，為我們這次的合作都付出了好多。最后講講這次課程中我們小組的不足之處。從一開始的選題，我們以為這個(gè)題目相對(duì)會(huì)比較簡(jiǎn)單，其實(shí)不然。我們就是因?yàn)橛X得簡(jiǎn)單，所以在開始的一段時(shí)間內(nèi)并沒有對(duì)這個(gè)課題查尋較多的資料，慢慢的在不斷進(jìn)行的過程中，我們發(fā)現(xiàn)了好多不足之處，也發(fā)現(xiàn)半自動(dòng)晾衣架不是那么的簡(jiǎn)單，于是不斷地投入更多。到其中，我們發(fā)現(xiàn)我們所設(shè)計(jì)的并不是具有相當(dāng)大的創(chuàng)新性，這一點(diǎn)還是要改進(jìn)的。還有，沒有考慮到實(shí)際生活中人們對(duì)晾衣架的一個(gè)看法，所以設(shè)計(jì)出的晾衣架實(shí)用性可能并不太大。最后，在編寫課程設(shè)計(jì)說明書過程中，由于接觸這種說明書的機(jī)會(huì)較少，故編寫的語句，條理并不是相當(dāng)?shù)拿鞔_！總之，這次的課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，給了我一個(gè)機(jī)會(huì)鍛煉了我