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1、1作品名称：作品名称：防雨防曝晒可滑动晾衣架防雨防曝晒可滑动晾衣架所在院系：所在院系：09 机制机制 4 班班小组成员：小组成员： 时润涛时润涛 余波余波 熊孙昕鹏熊孙昕鹏 刘海荣刘海荣 徐徐敬敬指导老师：指导老师：石志新石志新2目目 录录1. 设计背景32. 方案的总体设计42.1 作品主视图42.2 作品立体图42.3 装配好雨布的晾衣架52.4 电机和皮带52.5 可活动衣架杆62.6 运动流程3图62.7 工作原理63.晾衣架的主要构件力学分析及强度校核73.1 晾衣杆的受力分析和强度校核73.2 拉杆的受力分析和强度校核93.3 电动机的选取104.作品的创新点105.作品应用前景1
2、16. 参考文献4111 1 设计背景设计背景在目前人们的日常生活中，由于生活节奏快、工作压力大，怎样快速、简单而又节省时间，是眼下人们最关注的问题之一，其中当然也包括：晾衣服这一棘手的问题。一般家庭都有晾衣架晒衣物的生活需要，通常是用系好的绳子收起，它虽然结实但不美观，给实用带来麻烦。另外，虽然现在也有升降式晾衣架，但将衣物晾在室内会占有一定的空间，而且还会影响室内的采光条件，这样一直就会给人们带来困扰。此外，如果下雨或者夜晚，传统类型的晾衣架就做不到使晾晒在室外的衣物避雨、避露水的功能。本实用智能化晾衣架正是基于上述考虑设计的，本设计即节省了室内的空间，又解决了室内采光问题，并帮人们解决室
3、外衣物被淋湿和暴晒的烦恼，提高了人们生活环境质量，迎合了现代主义的低碳生活。52 2方案的总体设计方案的总体设计2.12.1 作品主视图作品主视图2 22 2 作品的立体图作品的立体图62.32.3 装配好雨布的晾衣架装配好雨布的晾衣架2 24 4 电动机和皮带电动机和皮带72.52.5 可活动衣架：可沿着衣架支杆来回滑动可活动衣架：可沿着衣架支杆来回滑动2.62.6 运动流程图运动流程图82.72.7 工作原理工作原理本实用晾衣架架体安装一裹有雨布的轴，雨布始端与钢丝绳相连，钢丝绳通过衣架下端的滑轮与轴端滑轮相连，电动机和轴一端滑轮相连接。控制部分的原理如下图所示9温度感应器光敏传感器衣架杆
4、两端 位置传感器雨水感应器 单片机电动机继电 器当室外下雨时，雨水滴在雨水感应器上，此时单片机采集到雨水感应器给定的“有雨”信号，发出相应指令，控制电动机正转，正向带动钢丝绳，钢丝绳带动雨布向下滑动，将衣架盖住，避免衣物被水淋湿。雨过天晴，此时单片机收集到雨水感应器给定的“天晴”信号，发出相应指令，控制电动机反转，带动轴的转动，将雨布卷在轴上。3.3. 晾衣架的主要构件力学分析及强度校核晾衣架的主要构件力学分析及强度校核3.13.1 晾衣杆的受力分析和强度校核晾衣杆的受力分析和强度校核我们选用长度为 1200mm、直径为 30mm、壁厚为 3mm 的不锈钢管做晾衣架。假设衣物总重为 30Kg，
5、衣物重量在晾衣架横杆上均匀分布。图 1 是晾衣架受力图。剪力图和弯矩图如图 2 所示10根据弯矩图和晾衣架的截面尺寸，在 B 截面处弯矩最大，为危险截面，对其进行校核：11MKNFM8.4883.1*300 8l 8ql2maxMpaMpaDM WM1809.41 )3026(-1*）10*30（8.48*32 ）-1（32433-43maxmax max 因此，晾衣杆满足强度要求。3.23.2 拉杆的受力分析和强度校核拉杆的受力分析和强度校核两侧支撑杆是对称布置的。只需要对一侧支撑杆进行分析、校核，受力图如图 3 所示。支撑杆选用的矩形空心钢，许用应4040 力。横杆 AC 得到的剪力图和弯
6、矩图如图 4 所示，根据pa200M弯矩图和横杆的截面尺寸，在 B 截面的弯矩最大，为危险截面，对其进行校核。B 处的截面图如图 5 所示。求得惯性矩：1248-33-3-33-3-33 mm102.1012）1034（1034-12）1040（1040 12bh 12BHIZ由于于均匀载荷在纵向对称面内，则上顶端受到最大拉应力，下端受到最大压应力，故MpaMI200pa69.952.10208.48y*Mxmax 压max拉max所以，该杆是安全的。3.33.3 电动机的选取电动机的选取由 式中 a 为考虑 T 与 M 所产生的应力的循环特性M a*T的差异而引入的折合系数。由于一般转轴中，
7、由 M 所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由 T 所产生的扭剪应力的循环特性往往与弯曲应力不同。为了考虑二者循环特性差异的影响，对转矩乘以折合系数 a，使其转化为等效弯矩。对大小和转向持续不变的转矩， ；对脉动循环变化的0.3a 单向转矩， ；对对称循环变化的转矩(如频繁正、反转的轴)，0.6a a=1 。若转矩的变化规律不清楚，一般可按脉动循环处理。m81.33kNT9550P/nT 117.42n/P 根据此比例选电机型号，因此合适的是：，而实际只需要1460r/minn11kwP 4-Y160Min1291.62r/mn 4.4. 作品的创新点作品的创新点13（1）结构简单、易于加工制造 （2）使晾晒衣物智能化，具有防雨、防暴晒功能。当下雨或外界温度过高时，单片机控制电动机转动，将雨布打开（3）安全可靠。 5.5. 作品的应用前景作品的应用前景本产品价格便宜，操作简单，非常适合家庭使用，相比传统的晾衣架称重，以及耐用度等方面都有很大的改进和提高，更加创新智能，必将引领家居带来新的革命，给千万家庭带来实惠与便利，创造更美好的优质生活。6.6. 参考文献参考文献1 申永胜，机械原理教程，北京： 清华大学出版社， 1999. 2 鞠彦忠，材料力学，武汉：华中科技大学出版社，2008. 3 张春林，机械创新设计，北京：机械工业出版社，2007.
