手摇升降晾衣架 综合课程设计

综合课程设计报告

手摇升降晾衣架设计题目

学号1 2011080080016 姓名1 张序海

学号2 2011080080017 姓名2 李书文

电子科技大学机械电子工程学院

目录

一选题意义

二．功能分析及实现方法

1 执行机构

2 原动件

3 传动机构

三．机构运动简图

四．零部件的结构设计

1.选择材料

2.机构尺寸设计

3.强度校核(计算)

五．三维造型图

六．零件图

七．参考文献

1.选题意义

我们都有过这样的体验，当我们洗了衣服之后要去晒衣服的时候，首先我们要将衣服一件一件挂在衣架上，然后用举

杆一件一件的挂到高处的晾衣杆上。当要收衣服时候要用举杆一件一件的取下来。由于晾衣架是固定的，而太阳是转动的，有时候并没有阳光照在衣服上。遇到这种情况则更不好受，外面在下雨，而主人却不在家，衣服没有人收。并且由于身高的原因和场地的限制，有时候没有办法只有把衣服晾到较高的地方来减少空间的占有，来适应不同身高的人群可以很好的很人性化的晾衣服。基于以上的想法，我们想，能不能设计一种晾衣架，能自动升降这样就能每次晾衣服收衣服的时候不必再用举杆上下动了。能不能当太阳移动时，晾衣杆也可以随着阳光移动，让衣物更多的接受阳光的照射。能不能当下雨的时候，让晾衣杆自动的收进屋里，而避免晒好的衣服又被淋死。简言之，能不能设计一种晾衣杆，让生活更美好，更便捷，更符合人们的生活，更有利于方便人们的日常生活。基于这些理念，我们就试想了一种可以升降的晾衣架，可以利用很简单的材料和原理，很便宜的价格，很贴心的设计，来帮助广大的人们来实现避免上述的的麻烦。创新出一个符合更多人们的晾衣架。

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功能分析及实现方法：、2我们想要实现的功能有：最主要的功能是实现晾衣杆的升降，同时具体而言，我们是想依靠手摇器的转动产

生的转矩来使晾衣架升降。就是顺时针旋转手摇器的时候就可以实现晾衣架的上升，当上升到你想要的高度时，就可以松手，这时手摇器内部弹簧和其它部件相互配合就可以让手摇器在此刻自锁，晾衣架也在这个高度固定，不会由于松手的缘故而突然的掉下来。同时这个晾衣架在衣架的主体部分的支撑杆上可以悬挂很多的衣服，能够的支撑较重的力量而不会失效。2

实现方法：挂好衣服后，通过顺势针转动手摇器产生转矩来驱动钢丝向上运动，通过传动机构转角器，来使执行机构最终实现垂直向上直线运动转变成水平运动（根据家庭晾衣服的场地不同，也可以转变成斜向上的倾斜运动，根据实际情况和需要自行选取），当停止不转时，利用手摇器里面的弹簧和手摇器外壳上的结构形成的卡死自锁机构使其停止不转，将杆保持在一定高度。当你需要再一次升降晾衣架的时候，只需要在转动手摇把手的时候稍微施加一个很小的轴向力，同时转动把手即可。从而达到晾衣杆的升降。

执行机构

要实现晾衣杆的自动升降，我们选择常用钢丝的拉伸来传递动力

的方式，这种方式的好处在于节省材料和经济，还可以减轻整个机构的重量。衣服放在衣架上，然后衣架挂在晾衣杆的支撑孔处，用钢丝拉伸来控制晾衣杆的垂直升降。只要在晾衣架的承载范围以内，只要在钢丝轴向拉力承受范围以内，就可以很容易的通过转动手摇器把手来控制钢丝的运动，再通过转角器来改变钢丝中立的方向，再用过钢丝的轴向力的传递来控制晾衣架支撑衣服的部分的升降。

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如图所示：

原动件手摇器的工作与自原动件我们自行设计了的一种新型的手

摇器，锁原理：工作时，稍微施加一个很小的向里压入的轴向力在手柄上，使穿在手摇器轴上的弹簧压缩，同时手摇器轴上轴长的一小部分通过外壳的孔伸出一点儿到外面空间，手柄所连接的卡死机构与手摇器外壳上面的卡死机构分离，可实现手柄转动，来实现收放钢丝的功能，达到晾衣架的升降。当手柄不受向里的轴向力时，即松手后，弹簧自动向外弹出，使手柄所连接的卡死机构与手摇器外壳上面的卡死机构4

结合，实现自锁，使松手后可以使衣架保持在刚才的那个高度而不会掉下来。机构三维外形如图所示

上面的手摇器内部有几部分共同通过螺栓的连接结合在一起，共同来以及21实现这一功能。其中包括：手摇把手、轴、弹簧、外壳、外壳六角螺母、螺栓和垫片等。其中的弹簧的作用对手摇器的自锁功能起到很关键的作用。若是弹簧发生的疲劳失效，则很可能会导致真整个机构的失效。因此，在实际使用的过程中，若是发现了弹簧的弹力失效较大的时候，需要及时的打开手摇器的内部换掉弹簧，以保证晾衣架的正常的工作，最重要的是保证安全，远离危险。5

手摇器爆炸图：

外壳内部视图：

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传动机构

传动机构我们设计了“转角器”和“顶座”。

(1)转角器

使钢丝运动方向改变，如图

转角器工作原理：通过下面的底座把转角器固定在墙上，然后把手摇器出来的钢丝缠绕在转角器上面。设计的这个转角器没有加外壳的原因在于：可以根据场地而自行调节转角器安装的高度，则从转角器转换力的方向出来的钢丝的仰角也会根据场地而有所不同。大大的增加了适应7

不同的环境和场合，更具有推广性。

(2)顶座

顶座工作原理：

两个顶座是水平方向来的两根钢丝分别垂直向下与晾衣杆的两端相连，从而能通过控制钢丝的收拉来实现控制晾衣杆的垂直升降运动。中间的圆柱来改变钢丝绕线的方向，同时还具有分离两根钢丝的作用。把从转角器穿出来的两根钢丝引进底座的圆柱体，通过圆柱体的绕线分离，把其中的一根钢丝通过下面的小孔连接到衣架支撑杆上，另一根钢丝通过圆柱背后的孔水平的穿出来到达另一顶座上。如图：

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2.机构运动简图模型如下：大体上表示出了工作的原理。

3.零部件的结构设计：在零部件的结构设计的过程中，主要的依据是根据功能和需要达到的目地来构思其结构的。并且在满足其功能的同时，尽量的选择市场上现有的东西，但是考虑到作为创新设计，因此也加入了一些市场上目前没有的结构来实现一些功能。当然，在多种结构的选择时，主要考虑的是机构的简单性和易于加工性。

4.1选择材料

晾衣杆，转角器，衣架，顶座，手摇器中主要承受载荷的部件我们选用的材料轻便同时具有较高强度的铝合金。其中不需要承受多大载荷的部件都用有机合成的塑料即可。

传递力和力矩的材料：钢丝

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4.2机构尺寸设计

晾衣杆：长：1000mm 宽：50mm 厚：6mm

底座：长：130mm 宽：85mm 高：60mm 厚：5mm

圆筒直径：d1(大)：70mm d2(小)：50mm

转角器：长：100mm 宽：50mm 高：55mm 轴直径：30mm

手摇器：壳体长：175mm 宽：50mm 高：80mm 厚度：5mm

手摇器轴直径：d1:20mm d2:26mm d:36mm

把手：手柄长：90mm 手柄直径：10mm