机械创新设计说明书96548

目录

一、设计任务书

§1.1设计背景 §1.2基本目的 §1.3设计要求

二、设计方案及方案的对比和确定

§2.1方案一 §2.2方案二

§2.3方案的对比和确定 三、设计方案分析

§3.1机构运动说明 §3.2机构效果简图 §3.3机构零件规格 §3.4机构运动简图 §3.5运动计算分析 四、心得体会 五、参考文献

一、设计任务书

§1.1设计背景

传统晾衣架的基本构架一般是一根竹竿固定或悬挂在屋

顶板下、窗外等地方；现在大多是在天花板下焊接一根铁管作为晾衣架的挂具，人们晾衣服时，需要用一根叉子将衣服一件一件地挂在铁杆上，费时又费力，而且一旦操作不当便会将衣服掉在地上弄脏，非常不方便，并且还不能够充分地利用阳光。针对这些问题，我设计了一种实用的半自动晾衣架，来满足人们在自动升降、伸缩两方面的需求，希望能给家庭主妇们带来便利。

§1.2基本目的

1）使学生初步了解机械设计的全过程，得到根据功能需要拟定机械运动方案的训练，初步具备的机构选型、组合和确定运动方案的能力；

2）以机械系统运动方案设计为切入点，把机械原理课程各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深所学的理论知识；

3）使学生掌握机械运动方案设计的内容，方法，步骤，并对动力分析与设计有一个较完整的概念；

4）进一步提高学生运算，绘图以及运用计算机和技术资料的能力；

5）通过编写说明书，培养学生表达，归纳，总结的能力； 6）培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题的能力和创新能力。

§1.3设计要求

1）晾衣架能自动升降以缓解举手晾衣的麻烦；

2）晾衣架能自动伸出和缩回，既充分利用了阳光，减少事故隐患，又不影响整个小区的总体美观； 3）有足够的承载能力； 4）操作方便，节时省力。

二、设计方案及方案的对比 和确定

§2.1 方案一

图示为半自动晾衣架的侧视图

（1）机构的组成

1为楼上阳台，2是导轨，3是滑轮，4滑块，5为手动平行四边式机构，6是晾衣杆，7和8为滑轮，9是让滑块前移的绳索，10是让滑块后移的绳 索，11为机构5的拉杆。 （2）工作原理

使用者用拉杆11的突出部分插入到机构5制定的空内，再正转平行四边形机构，就会使其缓慢降下来，这样便可以轻

松把衣物挂上去；再反转拉杆11就可达到升起晾衣杆的效果；如果室外阳光充足，想把衣服挂到外面晾晒，只需拉动

绳索9即可，当碰到外部的挡板，则可锁住滑轮，使之不再向外滑动；如果想要拉回室内，拉动绳索10便可，碰到阳台内的导轨上的挡板，则可锁住滑轮。

§2.2 方案二

自动晾衣架由矩形架1（主要起到晾晒衣服的功能）；直杆2和4是连接矩形架1和杆架6的；涡轮连杆3和5，来满足矩形架1的升降、伸缩要求；杆架6和天花板相连；横杆7对涡轮—杆有支撑作用；综合箱体8和10，蜗杆9和11组成。其中8和10为连接在天花板上的箱体，里面安装有电机和减速器，通电时电机带动蜗杆9和11转动，由蜗杆带动涡轮连杆3和5摆动，从而实现矩形晾衣架1做平面运动，进而实现晾衣架的升降、伸缩等既定功能。

由于对称及美观，只标注了半边的标号

§2.3 方案的对比和确定

具体方案 比较内容 方案一 方案二 美观程度 运动难易程度 性价比 效率 较难看 人工操作较多 较高 一般，人为因素影响较大 较美观 更加自动化 造价中等 有稳定的伸缩速度，比较稳定 占地空间 较大 较小

通过比较，方案二更接近设计时的目的，实现了自动化的

伸缩与升降功能，且造价合理，为家庭主妇们带来的便利更多，综合看来其市场潜力更大。

三、设计方案分析

§3.1 机构运动说明

如右图所示，晾衣架固定在室内，当不用的时候，晾衣架向上收入室内，这样既不破坏小区环境又不占用房子的内部空间。

当晾晒衣服时，启动电

动机，使晾衣架降下来，然后在矩形

晾衣杆上悬挂好衣服。如果室外天气较好，启动电动机，使晾衣架向外运动，晾衣架运动到合适的位置后关闭电动机（也有一个极限位置的挡板，晾衣架运动到此处则会停止），此时，晾衣架就伸到了

室外，这样能够充分利用阳光。如果室外下雨，则只要按下开关，让电动机反转即可。

§3.2 机构效果简图

§3.3 机构零件规格

名称 杆1 规格 L=500mm D=30mm L=1200m 杆2 D=30mm L=300mm 杆6 D=30mm L=2500mm 杆12 D=30mm Z1=1 数量 4 4 4 2 蜗杆 m1=10 d1=80mm Z2=31 m2=9.86 2 蜗轮 d2=300mm B=50mm i=10:1（传动比） 2 减速器 ?=80% GB?T297—1994 60042 深沟球轴承 型 电动机 n=500r/min 4 2

P=70w 轴承套 ?42/?47 6

§3.4 机构运动简图

§3.5 运动计算分析

电动机的额定功率P为70W，额定转速为500 r/min，其额定扭矩

9549?0.07Te??1.34N?m500

电动机通过变速器将动力传递给蜗杆

T1?i?Te?10?1.34?13.4N?m

传递到蜗杆的功率为

P1??1P?56W

蜗杆通过涡轮驱动晾衣架运动，晾衣架对涡轮中心的扭矩

M?432sin?（θ为晾衣架转动的角度，－75o≤θ≤75o）

所以晾衣架的角速度和角度的关系为

0.098???Msin??2P1?2P1????75?0M????75?0432sin??42W

晾衣架的平均角速度为

??0.13radmin

所以晾衣架要转动到预定的位置需耗时

t?1.30.13?10s

晾衣架位移和角度的关系

S?L2?1?cos??

做出杆3的弯矩图：杆3截面的正应力?1?MyI?2.4MPaz?2=FBxA?0.85MPa?max??1??2=3.25MPa对晾衣杆分析：作出晾衣杆的弯矩图：?3?MyIz?0.53MPa

四、心得体会

创新的作用体现在我们生活中的方方面面，大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力，小到我们的日常生活，一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。

通过这次的机械创新设计实习，我从一开始的无从下

手，经过查阅资料、咨询老师、与同学之间相互讨论等方式，对机械设计的全过程逐步地有了了解，并且能够根据机构功能的需要设计出机械来。

在这次研究性的学习中，充分发挥了我们的自学能力、

想象力和动手能力。首先是根据所选题目的设计要求，要构想出半自动晾衣架的大概机构形态，以及可能要用到的机构组合。然后，根据初步估计，对构想出的几种方案进行比较和选择。最后是将零件具体的规格数据代入计算，分析结果，看是否满足运动学要求，是否满足零件的强度要求等。

尤其是在运动的分析与计算过程中，是我们机械原理、材料力学等课程所学的理论知识的实际运用，并顺便帮我们复习了一下所学内容。

这次机械创新设计实习，给了我一个锻炼自己的机

会，并将所学知识有了一个综合性的实际运用，提高了我的创新能力，开拓性思维以及独立的动手能力，真是受益匪浅。

五、参考文献

1、黄纯颖主编 《机械创新设计》 高等教育出版社 2000.7 2、张春林主编 《机械创新设计》 机械工业出版社 2007.9 3、李萍萍 贺炜主编 《机械制图与计算机绘图》 机械工业

出版社2007.1

4、李海萍主编 《机械设计基础》 苏州大学出版社 2002.12

5、居毅．机械设计实验教学的创新与探讨[J]．实验室研究与探索，2002，11(3)：11-13．

6、汪超．机械创新设计实验教学改革的探讨[J]．装备制造技术，2008(8)：179-180.

7、宋志强．关于机械创新设计实例与实践的研究[J]． 呼沦贝尔学院学报，2008,16（1）：96-99. 8、机械设计手册 9、百度文库等

欢迎您的光临，Word文档下载后可修改编辑双击可删除页眉页脚谢谢！希望您提出您宝贵的意见，你的意见是我进步的动力。赠语；、如果我们做与不做都会有人笑，如果做不好与做得好还会有人笑，那么我们索性就做得更好，来给人笑吧！、现在你不玩命的学，以后命玩你。、我不知道年少轻狂，我只知道胜者为王。、不要做金钱、权利的奴隶；应学会做金钱、权利的主人。、什么时候离光明最近？那就是你觉得黑暗太黑的时候。、最值得欣赏的风景，是自己奋斗的足迹。、压力不是有人比你努力，而是那些比你牛×几倍的人依然比你努力。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ei4x.html