半自动晾衣架机械原理课程设计报告书

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

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1

§3.2方案2

§3.3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

1、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2

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4

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）运动到阳台侧，避免淋雨。

图5

图6 图6侧为俯视图，此时晾衣杆在阳台侧。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：

电动机减速器蜗杆衣架转动

过程二：

手柄蜗杆蜗轮圆盘晒衣杆滑动

过程一通过（9）综合箱体（含有电动机和减速器）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

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 1 2杆（管）302500 1

3滚轮50 2

4钢绳 2

5摇杆20x900 2

6连杆20x970 2

7曲柄20x440 2

300（外径）50（厚度）

80（外径）100（长）i=31:1

50

200

20x200

20x2500

§3.2 方案2

1、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分别是中间

机构和右侧机构。

图10（左侧机构）

图11中间机构（晾衣架）

图12右侧机构图13为整个晾衣架的斜视图：

图13 下图为在平台所搭建的实物图：

2、运动原理

升降过程：

图14

升降机构运动简图：（图15）

图15

§3.3方案的对比和确定

具体方案

比较容方案一方案二

美观程度一般较美观运动难易程度较容易较费力

性价比较高较低

效率较高中等

占地空间较大较小通过比较，主要考虑成本问题和运动难易程度问题，我们小组选择了方案一做为最终的方案。

四、设计方案分析

§4.1位移功能运动分析

在由最低点上升到最高点的过程中，晾衣杆的X轴方向的位移图如图16所示,这个过程中，伸出了1015mm的距离，且露出阳台的长度在600-700mm之间，可以使衣服充分接触，达到充分晾晒的目的。

图16 Y轴方向的位移如图17所示：

图17 由竖直方向的位移可以看出，上升的醉倒高度为1052mm，而阳台的竖直空间一般为3000，

所以机架的固定应该选择适中的位置。若机架固定的过高，则会导致最低点过高，而此时就不能保证最低点处于一个合适的位置可以使晾衣服的过程比较不费力。如果机架的位置太低的话，在最低点的时候，晾衣杆的位置较低，衣物会拖地又弄脏了。所以选择一个适中的位置装置机架以及电动机。

§4.2受力分析

在由最低点上升到最高点的过程中，晾衣杆的X轴方向的受力大小如图18所示：

图18晾衣杆Y轴方向的受力大小如图19所示：

图19

§4.3强度校核

晾衣杆受力分析：