手摇式自动伸缩晾衣架设计说明

合肥学院机械机械

创新大赛

题目：手摇式自动伸缩晾衣架

导师：***

班级：08机制（4）

姓名：杨展飞，高磊，张东升，邵波

日期：2010年12月6号

第一章概述及背景

一，设计思路

我们对机械设计的理解是：机械设计是根据市场需求及实际需要，对机械产品的功能、原理、技术参数进行规划决策并以一定的形式表达出来的过程。结合机械的组成，我们的设计思路是：1．，考察实际需求。

．．．

．．．．．．．．3．，对产．．．．．．．．2．，确定产品功能。

品的执行机构，传动机构，原动机进行设计。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4．，．

技术参数设计：对产品的材料、尺寸、结构、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．强．

度．等进行选择及校核。

．．．．．．．．．我们将按照这个思路对我们这次的作品进行设计。

二，背景

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。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。

第二章工作原理及创新点一，工作原理

1，功能的设计

我们想要实现的功能有：晾衣杆的自动升降、晾衣杆可以做一定的移动，晾衣杆具有一定的智能功能，当下雨时，能自动移动到没有雨的地方，当然由于智能功能的设计较为复杂我们只能阐述一下原理，具体的设计完成不了。主要还是自动升降功能与移动功能。

2，执行机构

要实现晾衣杆的自动升降，我们选择常用的剪刀片结构，这种结构的好处在于可以实现伸缩。如图所示：

执行的原理：

右旋螺纹左旋螺纹

当用手轮转动时主动轴转动进而带动其上的锥齿轮转动，进而带动从动轴上的锥齿轮转动，进而带动从动轴转动。因从动轴固定在箱体上只能转动不能移动，从动轴上开有反向螺纹，从动轴转动时螺纹随之转动。螺纹转动使从动轴上的两个螺母反向移动，从而带动剪刀片开合运动，当停止不转时，

．．．．．．．

通过螺纹副的自锁可以将杆保持在一定高．．．．．．．．．．．．．．．．．．

度．，从而达到了晾衣杆的升降。

3 ，传动机构：

机构如图所示：

主动轴从动轴

锥齿轮

链轮

从动轴左旋螺纹

右旋螺纹

传动机构工作原理：

当手轮转动时带动链条转动，链条转动带动链轮转动，进而带动主动轴转动。由锥齿轮啮合带动从动轴转动，进而把动力传动到执行机构。

4 ，原动机

市场上的类似产品的原动机都是用电动机来带动的，考虑到节能环保，这里我们选用手轮转动，通过链传动将转矩传给主动轴进而带动从动轴运动，进而可以实现剪刀片的开合，进而实现晾衣杆的升降。

5 ,创新点

市场上的同类产品在升降装置上都是

通过钢丝利用滑轮来拉升进而实现晾衣杆的上升与下降的，而原动机则是用电动机来实现的，对于这种装置我们认为1：耗能。2：用钢丝来拉动较为费力。3，在感觉上总觉得不太安全。而我们所设计的产品的优点是1,通过链传动与螺纹副的自锁可以将晾衣杆升到任意的高度。2，箱体固定在天花板上，安全。3，采用人工传动节能环保。

第3章技术参数设计1，性能参数

最大承载升降高度50kg 900mm

2，剪刀片设计市场上同类型的产品

数量：6 长度l=20mm,宽d=10mm,厚δ=10mm,材料45钢

总的升降高度：L=6L 1（cos15。-cos75。）=6*200（0.97-0.26）=852mm 符合晾衣服时的高度。 3，主动轴

主轴螺纹1 主轴螺纹2 主轴直径d1

30

30

主动轴

从动轴

锥齿轮1

链轮

4主动轴与从动轴强度验算

主动轴强度验算：

扭矩Tmax=F/2*tan75°*0.1*0.03=1.34N*m 根据第三强度理论

б=[（M/W）²+4（T/Wt）½]½

=18.4mpa<40mpa

满足要求

从动轴强度验算：Tmax= F/2*tan75°*0.1*0.03=1.34N*m 符合要求

5螺纹自锁验算

TanΨ=p/(d2*π)=0.056

所以Ψ=arctan0.056

ρ=arctanf=5.7°

Ψ<ρ,故满足要求

6锥齿轮数量4

m=3, z=4, u=1

分度锥顶角δ1=45°

锥顶距R=42mm

齿宽b=12..6mm

7链条型号28A 节距48.87mm 大链轮参数

Z=10,

分度圆直径d=143.38mm,

齿顶圆直径da=160.8mm

8小链轮参数

分度圆直径d=75.73mm

齿顶圆直径da=85.18mm

分度圆弦齿高ha=12mm

9轴承代号6005，数量4

键

公称尺寸8×7，b=12

第5章总结

。

本次大赛围绕专业知识，机械原理，机械设计是机制专业教学中不可或缺的一个重要环节。通过本次设计大赛使得我们从各个方面都受到机械设计的训练，对机械的有关零部件有机结合在一起得到深刻的认识。此次比赛的题目很有意义的结合专业所学的知识，考察的很全面，有齿轮。轴承，等结构的分析，还有UG，CAD制图，以及各种设计方案的比较，这不仅培养了我们自己的动手能力和解决实际问题的能力，还培养了我们的团队的合作精神。全体组员共同探讨，解决了许多个人无法解决的问题。同