1、1机械原理课程设计说明书设计题目: 半自动晾衣架 班 级: 组 别: 学 号: 姓 名: 时 间: 2010 年 5 月 31 号6 月 11 号 2010 年 6 月 11 日目录2一、设计任务书1.1 基本目的1.2 设计要求二、设计题目简介三、设计方案及方案的对比和确定 3.1 方案 13.2 方案 23.3 方案的对比和确定四、设计方案分析4.1 位移功能运动分析 4.2 受力分析4.3 强度校核 五、心得体会 六、参考文献3一、设计任务书1.1 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
2、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。1.2 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去区的总体美观；3)足够的承载力；4)操作方便，省力。二、设计题目简介晾晒衣服是生活
3、中经常会遇到的活动，针对这一频繁而单调的工作，如果晾衣架是固定的，无疑增加了辛苦程度，而且还伴有危险。以前，晾衣架最简单的一种是一根竹竿固定或悬挂在屋顶板下、窗外等地方；现在的居民很多是在天花板下焊接一根铁管作为晾衣架的挂具，晾衣服时，必须将衣服一件一件地穿上衣架，再用杈子将衣服挂在铁管上，工作效率低，又不方便，时常将衣服掉地弄脏，而且还不能充分利用阳光。而目前市场上所卖的自动晾衣架只能满足单一的升降或单一的收缩功能，但升降功能只能解决挂衣服费力的问题却不能很好的利用阳光资源，而收缩功能刚好相反，只能解决充分利用阳光资源但不能解决费力这个问题。针对目前这种情况，我们小组通过这学期对机械原理的学
4、习，设计一款实用的半自动晾衣架， 希望能为所有的家庭主妇带来方便。4三、设计方案及方案的对比和确定3.1 方案 11、设计思路从既可以升降又可以收缩这一方向，我们首先想到的是四杆机构，如图 1 通过双摇杆机构（1）与（3）带动（2）由竖直位置转动到水平位置，以实现升降的过程， （2）上带有导轨，可以实现收缩的功能，在水平位置时，通过（4）挡板，使其固定。图 1讲到固定的问题，我们又想到了四杆机构中的死点，如图 2 用摇杆作为原动件可以使其固定在阳台外侧。图 25传动问题，我们想到可以用直齿轮传动、蜗轮蜗杆、斜齿轮传动等。原动力的提供，可以通过电机，或者人工手柄的形式。图 3 蜗轮蜗杆传动：图
5、3综合以上的想法，我们有了初步的目标，即通过电动机的带动，使蜗轮蜗杆传动，带动四杆转动，从而带动衣架上升，再利用死点使其固定在最高点。再通过拉动绳索通过滑轮使装在带有导轨的连杆上的晾衣杆运动。图 4 是在最低点时挂衣服状态。图 46挂好衣服后，通电后，电动机工作，带动晾衣架转动到最高点。图 5 是在最高点并且在阳台外侧晾晒的状态。若为阴天，则可以通过手动的方式，转动手柄，利用摩擦力的作用，使得绳子带动晾衣杆（2）运动到阳台内侧，避免淋雨。图 5图 67图 6 侧为俯视图，此时晾衣杆在阳台内侧。右侧的图为手动机构以解决滑动的问题。2、工作原理过程一：过程二：过程一通过（9）综合箱体（含有电动机和
6、减速器）的作用，带动（10）蜗杆运动，从而带动（8）涡轮的运动。焊接在蜗轮上的（5）摇杆也随着蜗轮运动，就带动整个晾衣架的运动，现升降的问题。在最高点时处于在阳台外侧工作状态。阴天时，不让衣物在阳台外侧，通过过程二，通过手柄的摇动，使蜗杆转动，带动蜗轮转动，黏贴在蜗轮上的（14）圆盘也随着涡轮的转动而转动， （18）绷直的绳子在摩擦力的作用下带动（2）杆（晒衣杆）滑动。从而实现收缩的功能。3、机构运动简图（图 7图 7电动机 减速器 蜗杆 衣架转动手柄 蜗杆 蜗轮 圆盘 晒衣杆滑动8下图为在平台所搭建的实物图：4、规格数量表：名称 规格（mm） 数量1 带导轨的平行框 200050x2000
7、12 杆（管） 302500 13 滚轮 50 24 钢绳 25 摇杆 20x900 296 连杆 20x970 27 曲柄 20x440 28 蜗轮 300（外径） 50（厚度） 39 综合箱 (电动机) 1440r/min 100w 210 蜗杆 80（外径） 100（长）i=31:1 311 固定机架 212 滑块 213 滑轮 50 114 圆盘 200 115 手柄 116 导杆 20x200 217 连接杆 20x2500 218 绳子 2注：材料为：铝合金 许用应力：315Mpa 103.2 方案 21、设计思路通过在网上的资料收集，我们小组发现目前市场上卖的伸缩晾衣架大部分是用几组杆铰接而成的，如图 8。图 8但上诉的机构只能满足伸缩的要求，所以我们想到螺孔与螺钉的配合，把伸缩机构装置在带有螺纹的杆件上，通过转动杆件使得整个机构上升。如图 9 示：图 9综上所述，我们小组所想的第二个方案可分为两个部分：一是通过手柄控制晾衣架的收缩，二是通过电机带动控制晾衣架的升降。如图 10，该图为装在墙壁的左侧机构，该机构为整个晾衣架机构收缩的主动机构，通过手柄带动左侧的丝杆（13）转动，使两边的连杆活动基座（9）上升，从而带动伸缩。左右两侧都装有电动机，是对升降提供动力。图 11，图 12
