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1、中国地质大学武汉机械与电子信息工程学院宅人神器之卧式多功能电脑桌 产品名称：宅人神器之卧式电脑桌学院：机械与电子信息工程学院专业：机械设计与制造及其自动化 班级：074124班 课程名称：机械原理课程设计 课程设计人：黄兴波设计时间：2021年6月20日目录1. 产品概述.32.1 总述.32.2 结构概述.32.3 机构概述.42.4 功能概述. .42. 设计与分析.53.1 外形尺寸设计.53.2 执行机构选择.5 3.3 机构计算设计.63.4 机构运动分析.133. 三维模型展示.154. 设计感想.165. 参考文献.171. 产品概述2.1 总述卧式多功能电脑桌，外形小巧，结构简
2、单，质量轻，携带方便，使用方便。其桌面高度可调可调高度35CM55CM，桌面角度可调可调范围90度。可以作为床上电脑桌和户外电脑桌使用，也可以当作小书桌使用，其主要机构为对心曲柄滑块机构。如图2.1.1图2.1.12.2 结构概述卧式多功能电脑桌，其结构简单，底部由两对“人字形支架支撑，桌面由孔状金属板组成，并在孔状金属板两边有固定笔记本电脑的加持装置。其高度和角度调节构由一个曲柄滑块机构实现。如图2.1.1、图2.2.1图2.2.12.3 机构概述卧式多功能电脑桌，其主要机构为偏置曲柄滑块机构。机构简图如下偏置曲柄滑块机构简图2.4 功能概述2.4.1床上电脑桌功能卧式多功能电脑桌，其设计根
3、据人机原理，使用者可根据自己的需求调节桌面角度和高度，舒适的躺在床上使用电脑工作、玩游戏、看电影等。同时卧式多功能还具有传统小电脑桌的功能，使用者可以坐在床上使用电脑或看书。图2.2.12.4.2户外电脑桌功能卧式多功能电脑桌结构简单，所有构件可以方便拆卸和组装，具有携带方便性，可作为户外电脑桌使用，方便在户外时笔记本电脑的使用。图卧式动功能电脑桌的户外使用2.4.3书桌功能卧式多功能电脑桌可以当做传统小书桌使用，同时还可以固定书本，让使用者可以在床上躺着看书或做作业。2.4.2其他功能卧式多功能电脑桌同样可以固定 和平板电脑，方便需求者在床上用 或平板电脑躺着玩游戏和看电影等操作。3.方案设
4、计3.1 外形尺寸设计根据人机原理，选取数值并定位尺寸。取值名称尺寸/mm外形尺寸名称尺寸/mm坐高350550桌面最大高度550小臂到掌心长度300400桌面最低高度300笔记本电脑长度14寸16寸350450桌面长度x宽度：300x600笔记本电脑宽度14寸16寸200300人体肩宽400600鼠标活动范围宽度100200表13.2 执行机构选择为了实现卧式多功能电脑桌的高度调节、角度调节、稳定性等，其执行机构定位为偏置曲柄滑块机构。偏置曲柄滑块机构设计简图偏置曲柄滑块机构三维设计图3.3 机构计算设计 3.3.1接头设计根据实际尺寸，分别作接头的平面设计图、三视图、三维图。如图3.3.1
5、.1、图3.3.1.2、图3.3.1.3接头平面设计图图接头三视图图接头三维图机构连杆尺寸设计与分析先定滑动杆件以后简称杆2尺寸为300mm，顶端旋转杆件以后简称杆件1为桌面宽度，尺寸：300mm。根据接头尺寸数据，确定滑动极限位移，从而确定滑槽长度。图3.3.2.1图3.3.2.2u 杆1处于最低位置，杆3处于最小角度23度时，可得滑动极限位置1:304.90mm图3.3.2.3图3.3.2.4u 杆1处于最低位置，敢3处于最大角度64.06度时，可得滑动极限位置2：410.55mm图3.3.2.5图3.3.2.6u 杆1处于最高位置，杆3处于最小角度23度时，可得滑动极限位置3：135.7
6、3mm图3.3.2.7图3.3.2.8u 杆1处于最高位置，杆3处于最大角度时，可得极限滑动位置4：183.73mm根据以上数据，可得表格：名称数据/mm统计滑动极限位置1304.90滑动极限位置2410.55最大极限位置滑动极限位置3135.73最小极限位置滑动极限位置4183.73表2由表格可知：1、 当杆1处于最低位置，敢3处于最大角度64.06度时，为最大滑动极限位置：410.55mm2、当杆1处于最高位置，杆3处于最小角度23度时，为最小滑动极限位置：135.73mm由此可得滑槽长度：L1=410.55mm135.73mm=274.82mm式1滑槽实际设计尺寸：1、 取最大滑动极限位
7、置为420mm2、 取最小滑动极限位置为120mm3、 取滑槽长度为300mm由表一可知：1、 桌面最大理论高度为550mm2、 桌面最低理论高度为300mm由接头尺寸可知：1、 支架最大角度为64.04度2、 支架最小角度为23度3、 杆3上端离桌面距离为30mm由此可得：1、 杆3长度1=300mm30mmcos64.04=616mm式22、 杆3长度2=550mm30mmcos23=565mm式3取平均值L2=616mm+565mm2=590mm式4杆3实际设计时取值600mm，可得：1、 桌面实际最低高度：h1=600mm x cos64.04+30mm=293mm式5 修正值=293
8、mm300mm=7mm式62、 桌面实际最高高度：h2=600mm x cos23+30mm=582mm式7 修正值=582mm550mm=+32mm式8 杆3设计图如下：杆3平面设计图图杆3三维设计图3.4机构运动分析：如图1所示，设曲柄和连杆的长度分别为l1和l2，偏心距为e，原动件曲柄的角速度为1，方位角为1，连杆的方位角为2，现建立各构件位移、速度和加速度以及角位移、角速度和角加速度的计算模型。图3.4.1建立坐标系如图1所示，由曲柄滑快机构的矢量封闭图1可得：式9将上式进行分解，整理，并分别取一阶和二阶导数，即可得到连杆的角位移、角速度、角加速度和滑块3的位移、速度和加速度。连杆2的
9、角位移：式10连杆2的加速度：式11滑块3的加速度：式12如图3.4.1所示的偏置曲柄滑块机构。设l1=150mm，l2=300mm，e=20mm，w1=2rad/s，设1的初始值为0,那么1变化时，杆2的角位移、角速度和角加速度以及滑块3的位移、速度和加速度的变化值可计算求得，曲柄转角1在0-360之间变化时，在matlab的计算窗口输入算式后，滑块3的位移、速度和加速度的变化曲线可由matlab的曲线功能自动得到，具体操作如下：e=20;l1=150;l2=300;w1=2;t=(0:0.01:0.5*pi);r1=w1*t;r2=-asin(e+l1*sin(r1)/l2);xc=l1*cos(r1)+l2*cos(r2);vc=l1*w1./cos(r2).*sin(r2-r1);ac1=-l1*w1*w1*cos(r2-r1)./cos(r2);ac=l1*cos(r1).*cos(r1)./l2*cos(r2).*cos(r2).*cos(r2);plot(t,xc,t,vc,t,ac)图3.3.2.2由位移曲线可以看出，杆3的极限位移与表2数据吻合。4. 三维模型展示 4.1 桌面角度调节展示 坐着桌使用时 卧躺着使用时4.2 桌面高度调节展示 桌面最高高度状态 桌面最低高度状态4.3 户内外使用展示户外使用室内使用5. 设计感想在这个课程设计中，我经历
