《机械创新设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械创新设计说明书（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录一、设计任务书设计背景基本目的设计要求二、设计方案及方案的对比和确定方案一方案二方案的对比和确定三、设计方案分析机构运动说明机构效果简图机构零件规格机构运动简图运动计算分析四、心得体会五、参考文献一、设计任务书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
2、主妇们带来便利。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。设计要求1）晾衣架能自动升降以缓解举手晾衣的麻烦
3、；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图示为半自动晾衣架的侧视图 方案一(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，
4、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。 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
5、而实现晾衣架的升降、伸缩等既定功能。天花机由于对称及美观，只标注了半边的标号 方案的对比和确定、具体方案 比较内容、万案一、 ，*万案一美观程度较难看较美观运动难易程度人工操作较多更加自动化性价比较咼造价中等效率一般，人为因素影响较大有稳定的伸缩速度，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
6、 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，让电动机反转即可机构效果简图12 机构零件规格名称规格数量杆1L=500mmD=30mm4杆2L=1200mD=30mm4杆6L=300mm4D=30mm杆12L=2500mmD=30mm2蜗杆Zi=1mi=10di=80mm2蜗轮Z2=31m= d2=300mm B=50mm2减速器i=10:1（传动比）?=80%2深沟球轴承GBT297199
7、4 6004 型4电动机n=500r/m inP=70w2轴承套42/ 476机构运动简图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Te9549 0.075001.34N m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R ,P 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 （B为晾衣架转动的角度，75o9 75o）所以晾衣架的角速度和角度的关系为2卩0.098M sin75752PM432sin 42W2 1 0 0晾衣架的平均角速度为0.13 rad min所以晾衣架要转动
8、到预定的位置需耗时1.30.1310s晾衣架位移和角度的关系S L21 cos晾衣杆的各杆在摆到最大角度 的地方受的力最大对整体分析：2F=150+150+50+50+10F=205N用静代换分别将杆1和杆2质 量分别分解至咆,D处和仏B处m 沖二丄 mi = 2.Sig2J m:二 0.5FM对杆L进行分析？工A/b =-尺“ cos 15。+FW sill 15。= 0& = 672NF = Jf+ fF = 696NF8i= = MPaA杆2和杆4的受力一样对杆件2进行分析，(?2= =0.95AZPA对杆件3进行分析：Mc=FB/cosl5-t-F27sinl5-A/ = 0A/ =
9、417N将头分别向工J方向分解fix = FBsinl5-Fill cost 5 = -602 VFsy = 一用 COS15。- FH Sill 15 = -348NFcx = F4*cos 15+ (F - G3tf)sml5 = 602N血= _F$ = 348N11T1r 1r13QN15WSIq=lEON/n4-17 N.H做出杆3的弯矩图：杆3截面的正应力i My 2.4MPaIzF Bx2=0.85MPaAmax 12=3.25MPa对晾衣杆分析：作出晾衣杆的弯矩图：3 My 0.53MPaIz9S7SM&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
10、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
11、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2、张春林主编 机械创新设计 机械工业出版社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4、李海萍主编 机械设计基础 苏州大学出版社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
