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升降晾衣杆的设计【三维图】
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摘 要我对机械设计的理解是，机械设计是确定机械产品的功能、原理和技术参数，并根据人们需求和实际需求表现出来的设计过程。结合机械的组成，我的设计思路是调查人们的需要。2. 确定需要设计的功能。3. 技术参数设计:选用并确定产品的材料、尺寸、结构和强度。我会根据这个想法来设计我的作品。齿轮传动式升降平台在垂直升降运输行业中已发展许多年，具有优秀的稳定性。齿轮传动具有良好的垂直运动的特性表现。传统的升降平台系统具有结构简单，工作效率高，并且具有三种类型：绳索牵引式，液压传动型和齿条传动类型。齿轮齿条举升系统具有举升启动快、结构紧凑、操作简单方便等优点。所以，我利用齿轮传动机构，设计了一种简单易用的半自动升降晾衣杆，它具有可靠的使用寿命和实用性，大大降低了高层建筑晾衣带来的不便风险。关键词：半自动；方便性；安全性；AbstractMy understanding of mechanical design is that mechanical design is a design process that determines the functions, principles and technical parameters of mechanical products and is presented according to peoples needs and actual needs. Combined with the mechanical composition, my design idea is to investigate peoples needs. Identify the functions that need to be designed. 3. Design of technical parameters: select and determine the material, size, structure and strength of the product. I will design my work according to this idea. Gear driven lifting platform has been developed for many years in the vertical lifting transportation industry, with excellent stability. Gear transmission has the characteristics of good vertical movement performance, the traditional lifting platform system structure is simple, high efficiency, there are three types of rope traction, hydraulic transmission and rack transmission. Rack and pinion lifting system has the advantages of quick start, compact structure, easy operation and so on. Therefore, I use gear transmission mechanism, design a simple and easy to use semi-automatic lifting clothes pole, it has a reliable service life and practicality, greatly reduce the risk of high-rise buildings brought by the inconvenience of drying clothes.Key words: Semi-automatic; Convenience ； safeII目录第一章 绪论11.1 自动升降晾衣杆设计背景及意义11.2研究目标11.3升降晾衣杆的发展前景2第二章 传动方案的设计42.1 产品立意及构思42.2产品的创新42.3工作原理的分析4第三章 直齿轮的设计63.1直齿轮的设计6第四章 轴的设计84.1从动轴的设计84.2主动轴的设计12第五章 轴承的设计165.1轴承寿命的计算16第六章 装配图19总 结20致 谢21参考文献22IV 第一章 绪论1.1 自动升降晾衣杆设计背景及意义因为社会的不断发展进步，所以人民的消费生活水准也进一步提高。但是我们会发现生活的环境出现了种种问题，甚至有各种新的疾病出现，同时癌症发病率也不断上升。 因此，人们也越来越注重自身的健康，要用的好吃的好。注意自己的个人卫生。衣服是第一个首当其冲。由于在人们的日常生活中最常见的事情，很多人通常不会太在意。这是因为它是一种思维习惯。在我们的发散性思维，很多问题会被忽略。太阳光里有紫外线这是大家都知道的常识这也是我们利用太阳使衣服干燥的主要原因。 现在社会先进的科学技术可以生产很多种杀毒产品，但是人们还是喜欢选择穿着经过太阳晒过的衣服，因为会有阳光的味道。所以人们用阳光来抗病毒、杀菌。 但随之又引发了新的问题:我们通常可以在阳台晒衣服，但有些家庭住宅面积小，没有阳台，只有衣服脱水放在家里，即使有阳台等自然空气干燥，也有小区建筑密度和方向的问题，阳光 晾衣服也是自然风干的衣服，除此之外，家里的被褥、棉等大的衣物也需要晒干，这是个大问题，同时传统的干燥行为是把衣服挂在衣架上，这样被风吹也容易堆积。 衣服发生堆积这显然是大风吹过衣服的效果。 其中还有更多的问题等着我们去解决。自从衣服出现开始，穿洗后人们都喜欢把服装晒干。 现在社会发展以后，人们对晾衣杆有了新的要求使用方便。 偶然，半自动提升杆完美地解决了这些需求。 本发明与晾干用竿的构造一起使用后，通过半自动地使晾衣杆升降来保证晾衣杆的实用性，人工交换的机械可以人为地设定，保证安全性和可靠性。 对于现在的状况，我希望通过“机械设计的基础”的学习，设计实用的半自动升降吊架，使所有的主妇都方便。1.2研究目标晾衣架产业是我国的特色，经过数十年的演变发展，它的形状从诞生之日开始不断完善和改良。但是，由于开发时间相对较短，传统服装烘干方法受到制约，晾衣杆产品的设计规范和营销需要更进一步补充。该设计主要研究家庭升降衣架，对于普通家庭和在校的学生，他们的需求是便宜结实的产品。所以我的研究目的是借鉴目前市场上有的产品，然后利用机械设计知识确定晾衣杆设计的材料、零件参数、晾衣杆的颜色、它的尺寸大小、结构样式。在我设计的过程中，我的目的是为了满足现在人们的生活需求和消费心理，满足了这些方面。才能有效地解决了消费者晾衣服的问题，让衣架产品可以地为消费者更好地服务。1.3升降晾衣杆的发展前景衣架的形状多样，千奇百怪、品种多样，通常适合将鞋衣架、裤子衣架、裙子衣架、西装衣架、粗花衣架、领带衣架等物品晾干。 衣架的材料有很多，如：木头、塑料、金属等等。 例如，木头做的的衣架可以给人一种特别的感觉，可以让人与自然的距离更加的亲近。 而且木头制成的衣架，人们摸着的质感也会不同。 另外，木头制成的衣架不会图 1.1衣架实物图对环境造成污染，健康而且环保。 但是，木制的衣架暴露在水中会出现腐蚀、弯曲变形等问题。 塑料做的衣架不容易变形损坏，而且加工简单，价格便宜，材料轻，操作方便。 但是，塑料衣架很重，还容易引起老化和环境污染等问题。 金属衣架解决了木制衣架和塑料衣架的缺点，所以受到广大消费者的好评。图1.2 落地式衣架实物图落地式晾衣杆是直接用于地面的晾衣杆。在实际生活中，有x形、翼形和平行杆。x型，翼型吊架可正常折叠存档，根据需要进行放置，从而节省空间。平行杆衣架也可反复安装，并且安装过程很简单。一个人通常可以迅速安装它们，所以家庭人口比较适合。落地式衣架相对便宜，功能比较完整，使用环境可以复杂多样，可移动折叠、存储等特点使得它成为消费者的首要选择的一种。图1.3升降式衣架实物图上升式的晾衣杆一般安装在阳台上，晾衣杆的衣杆可以手动或者电动来控制。 如果有需要挂衣服的时候，在晾衣服前控制晾衣杆下降，在挂衣服时控制晾衣杆的上升，来实现干燥。 另外，衣架通过提高晾衣杆，减少人们在晒衣服行动中的力气消耗，使晒衣服变得非常方便。 因此上升式晾衣杆的市场空间也是非常大的。第二章 传动方案的设计2.1 产品立意及构思我们大学位于我国沿海的某个地区。因为受到季风的影响，寒流经常相遇，每年总有几个月一直阴天。因此，每当阳光明媚的时候，晒衣服和棉花就成为学生的必修课。学校对此也很重视，但是由于空间实在是满足不了这么多学生的要求，这意味着学生应尽快“抓住第一次机会”。这就是所谓的“早起的鸟吃昆虫”但是，晚起的学生也因为“不甘示弱”从而引发了一系列不良的晾晒现象，例如在公共座椅、草坪和栏杆上的晾晒。当然，学生宿舍也有阳台晒衣服晒被子，但是由于宿舍和高楼密集，一些学生无法在宿舍里晾干。所以大学里经常会出现户外晒满衣服被子的情况。所以，我想开始对晾衣杆产品的进行改良，好解决人们晒衣服晒被子没有空间的问题，提高人们的生活质量。目前，通过结合消费者需求的理论讨论和市场分析和研究，这一课题最终旨在设计和制造可升降的晾衣架。2.2产品的创新该设计实际上是对市场上已有的上升式晾衣杆进行了优化和功能上的改进。通过对市场已有晾衣杆的研究，发现了许多不足的方面。比如在需要晾衣服的时候要将衣架悬挂在空中，但由于衣架本身的材料，重量通常为3 . 5-5 . 0千克，衣服还在我们手里，加上这个重量，给用户带来相当大的“负担”。对年轻男性来说不是坏事，但对女性或老年人来说重量就太多了。所以我改进的地方是节省了人们时间和精力，利用齿轮增速的效果来省时省力。2.3传动原理的分析图图2.1运动简图图2.2 晾衣杆三维图手柄转动以驱动所述驱动轴旋转的直齿圆柱齿轮。在驱动轴上的齿轮驱动所述从动轴旋转。从动轴旋转，所以在从动轴上的从动齿轮也开始转动。从动齿轮转动以驱动从动轴。该轮旋转，与滑轮合作收缩或释放绳子完成挂衣杆的升降运动。已知本设计需要晾衣杆升降的速度为主动轴的转速为手轮的转速：考虑到要限制槽轮转的圈数，槽轮直径不宜过小，定槽轮直径位： 槽轮需要的转速：求得传动比等于转速比： 取1/2晾衣杆升降高度：晾衣杆最大承载：功率： 第三章 直齿轮的设计3.1直齿轮的设计直齿轮传动比由上知为i=1/2，起到增速的作用。因为需要传递的功率并不大，还有转速也不高，所以对结构没有什么特殊的要求，因此我决定有软齿面齿轮来进行传动，按照齿面接触强度来进行设计。选择材料来确定许用应力。根据软齿面的定义，查找机械设计基础 1表13-7，小轮选择45号钢，淬火和回火，硬度是220HBM，大轮选择45号钢，归一化的，硬度是190HBM。查【机械设计基础】2图13-36得所以按齿面接触强度设计。由式计算中心距得取按式计算小轮转矩对一般减速器，取齿宽系数 i=1/2.由于初始动力是手轮驱动，没有很大的冲击力，转速也不是很高，由【机械设计基础】表13-11知选8级精度。由【机械设计基础】3表13-9得选K=1.5.将以上数据代入得初算中心距选择齿数。取，则确定模数。由公式可得m=2.6256，由【机械设计基础】4表13-1知，取m=3确定实际中心距计算齿宽再校核齿轮齿根的弯曲强度。按式按，由【机械设计基础】5表13-10得,代入上式得表3.1大小齿轮基本参数表安全齿顶高齿根高全齿高分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径图3.2 大齿轮图3.1 小齿轮 第四章 轴的设计4.1从动轴的设计由已经知道的条件知道圆柱直齿轮传递的功率不是太大，又对材料没有特殊要求，所以选用45钢。由【机械设计基础】6表21-1查得抗拉强度，再由【机械设计基础】7表21-5表得许用弯曲应力。按扭转强度估算轴径。抗拉根据【机械设计基础】表21-4得。又由式考虑到轴的最小处需要安装槽轮，所以这段轴应该要有键槽，所以需要将直径加大5%7%，并圆整，取d=15mm先确定轴上有哪些零件画出草图。 因为我设计的是普通的直齿轮传动,所以可以把齿轮安装在轴的中间,把轴承对称安装在轴的两侧。零件的安装位置和固定方式如下图所示。 确定将齿轮从轴的右侧装入,齿轮的左侧用轴肩固定定位,右侧用套筒定位。 齿轮的周向固定采用键槽和销的固定。轴承对称安装于齿轮的两侧,其轴向用轴肩定位,周向采用过盈配合。1044.1从动轴的结构草图1-滚动轴承 2-齿轮 3-套筒 4-轴承端盖确定每个轴段的直径。,轴段最外面直径最小,d,=15mm;因为要考虑到要对安装在轴段1上的槽轮进行定位,所以轴段2上应该有轴肩,而且为了能保证在轴段2上安装轴承,轴段2必须满足轴承内径的标准,所以取轴段2的直径d2=17mm;轴段3装有实心式圆柱齿轮据式，齿轮内径应小于27.75mm，确定轴段3直径d3=20mm,d4=30mm;为了方便拆卸左轴承,可以查出6208.型滚动轴承的安装要求是3.5mm,取ds=24mm。确定每段轴的长度。齿轮轮毂的宽度为45毫米。用于齿轮的周向固定的可靠性，轴部3的长度应比齿轮毂，所以应该取43毫米的宽度比轮毂稍短;因为要保证齿轮端面碰不到箱体的表面,齿轮端面与箱体表面要空出一些距离，取这个距离为15mm，轴承宽度10mm为了轴承安装的固定可靠，考虑到轴承的润滑性，取轴承端距箱体内表面的距离为5mm，所以轴段4的长度取为20mm，轴承跨距l=84mm，根据箱体的厚度和槽轮距轴承盖有距离的要求，所以取l=60mm; 取I=50mm。轴与齿轮、轴与槽轮均采用键槽和销的固定方式连接。图4.2从动轴的剪力图圆周力径向力轴向力支点约束力为I- I截面处的弯矩为-面处的弯矩作垂直面内的弯矩图，支点约束力为I- I截面左侧弯矩为I- I截面右侧弯矩为-截面处的弯矩为34.8作合成弯矩图I- I截面：-截面：作转矩图确定危险截面并且校核截面的强度，由上图可以知道，截面I-I、-受到的转矩相同。但由于，应对截面I-I、-进行校核。I- I截面：-截面：查【机械设计基础】8表21-5得，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。图4.3从动轴的结构图4.2主动轴的设计由已知条件知道传递的功率不大，又对材料没有什么要求，所以选用45钢并经调质处理。由【机械设计基础】表21-1表查得抗拉强度，再由【机械设计基础】表21-5表得许用弯曲应力。按扭转强度估算轴径。抗拉根据【机械设计基础】9表21-4得又由式因为要考虑到轴的最小的地方要安装手柄，所以这段轴段应该要有键槽，所以要将估算直径加大5%7%，并圆整，取d=20mm确定轴上有哪些零件再画出草图。确定轴上零件的位置和固定方式。 确定齿轮从轴的右侧装入,齿轮的左侧用轴肩固定,右侧用套筒定位。 齿轮的周向固定采用键槽和销固定连接。轴承对称安装于齿轮的两侧,其轴向用轴肩定位,周向采用过盈配合定位。10图4.4主动轴的结构草图1- 滚动轴承 2-齿轮 3-套筒 4-轴承端盖确定各轴段的直径。,轴段最外面直径最小,d,=20mm;考虑到要对安装在轴段1上的手柄进行定位,轴段2上应有轴肩,同时为了保证在轴段2上安装轴承,轴段2必须满足轴承内径的标准,故取轴段2的直径d2=25mm;轴段3根据下式，配备用实心圆柱齿轮，齿轮的内径应小于65.25毫米，轴部3的直径被确定为d3 = 30mm的d4 =40毫米;为了方便拆卸左轴承的目的，滚动轴承的安装高度是3.5毫米，取d5 =32毫米。计算每段轴的长度。 齿轮轮毂宽度为45mm,为保证齿轮安装的固定可靠,轴段3的长度需要比齿轮轮毂宽度短一点,取为43mm; 为保证齿轮端面与箱体内表面互相碰不到,齿轮端面与箱体内表面间要留有一些距离,取这个距离为15mm;轴承宽度12mm 为了轴承的安装可靠性和稳定性，考虑轴承的润滑性,取轴承端面距箱体内表面的距离为5mm，所以轴段4的长度取为20mm,轴承跨距l=84mm;根据箱体及手柄距离轴承盖要有距离的要求,取l=60mm; 取I=50mm。轴与齿轮、轴与手柄均采用键槽和销固定连接。图4.4主动轴的剪力图圆周力径向力轴向力支点约束力为I- I截面处的弯矩为-面处的弯矩作垂直面内的弯矩图，支点约束力为I- I截面左侧弯矩为I-I截面右侧弯矩为-截面处的弯矩为34.8作合成弯矩图II- I截面：-截面：作转矩图确定危险截面并且校核截面强度，由图可以看出，截面I-I、-受到的转矩相同。但由于，应对截面I-I、-进行校核。II- I截面：-截面：查【机械设计基础】表21-5得，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。44.5主动轴的结构图第五章 轴承的设计5.1轴承寿命的计算一组具有相同的额定寿命轴承，在相同条件下操作时，90的轴承没有疲劳点转对应的圈数时，蚀损坏，或以一定的速度的运转的工作时间被称为额定寿命，由符号L表示，单位是额定动载荷 轴承在额定寿命为时所能承受的最大载荷,称为额定动载荷,它是由符号C.额定动载荷来表示，径向接触轴承，是大小和方向的一个恒定的径向负荷，称为径向动载荷由C.表达对于止推轴承，它是中央轴向载荷，这就是所谓的轴向动态负载。用C.表示;对于角接触球轴承和圆锥滚子轴承,是指使套圈产生纯径向位移的径向分量,也用C,表示。滚动轴承的寿命计算拟定轴承型号参考轴设计已确定的轴径直径大致范围选择6003轴承寿命计算公式为查机械零件手册，6003轴承所具有的径向基本额定载荷,对于球轴承。计算轴承1的工作寿命考虑到实际工作中可能会受到冲击载荷，所以在计算当量载荷公式中要引用冲击载荷系数,那么公式为 查表可知由于轴承是成双安装单列轴承查表可知 由于结构设计的保证，轴承不受轴向力，故。轴承1的工作寿命为拟定轴承型号参考轴设计已确定的轴径直径大致范围选择6005轴承寿命计算公式为查机械零件手册，6005轴承所具有的径向基本额定载荷,对于球轴承，。计算轴承2的工作寿命考虑到实际工作中可能会受到冲击载荷，所以在计算当量载荷公式中要引用冲击载荷系数,那么公式为 查表可知由于轴承是成双安装单列轴承查表可知 得由于结构设计的保证，轴承不受轴向力，故。轴承2的工作寿命为轴承被固定地安装并固定在两端。在这种轴承组件结构中，每个轴承点使用的轴承，限制轴在一个方向上的运动，从而使两个方向上轴向定位作用于整个轴系。图5.1深沟球轴承的两端固定第六章 装配图第三章设计一对啮合齿轮零件图，根据前面章节得出参数如下。图6.1 大齿轮零件图图6.2 小齿轮零件图第四章设计了主动轴、从动轴两根轴。零件图如下图6.3 从动轴的零件图图6.4主动轴的零件图下图是槽轮、手柄、滑轮、晾衣杆参数由第二章得出。零件图如下图6.5 槽轮零件图图6.6手柄零件图图6.7 晾衣杆零件图图6.8 滑轮的零件图图6.9 箱体零件图由上零件得出装配图如下图6.10 装配图图6.11手柄箱三维图图6.12晾衣杆的三维图总 结在2月到5月3个月多的时间里，我终于完成了我的毕业论文。在这三个月期间，我学到了很多，我没有在课堂上学到的知识。机械设计是一个充满魅力的学科。是一门将科学的严谨性和艺术的发散情感相结合的学科。你对环境、社会形态、文化观念、经济有种不同的理解。它还是函数和形式，技术与艺术相结合的设计过程。通过对衣架产品的调查研究，我理解了机械设计的重要性和产品设计的严谨性和复杂性。通过坚持“以人为本”的设计思路，利用与机械设计有关的方法和技术，最终完成了这个晾衣杆的设计。这个设计的结论和观点概述如下:1)设计必须以人为中心。新产品的出现是为了更好地生活，在“以人为本”的思路中，通过运用机械知识，结合与产品设计有关的方法和技术，为人们创造出更加适合人们的生活和工作方式，更加和谐、融合和统一人物机器环境，创建真正意义上的“大同”社会。设计肯定是为了人服务。我们不能本末倒置。我们必须以人为本。2)设计产品必须了解自己产品的需求，确定正确的设计目标后，科学理性的分析产品现状，以便通过调查、访问和调查等各种形式确定市场真实需求。从生产、卖家和消费者三个方面同时开始，说明设计要素，最终完成产品设计。要设计受大众喜欢和市场欢迎的优秀产品，需要综合、系统的调查和分析。此设计由于我水平的限制，仍有许多问题需要改进。，需要后来的人再继续进行改良，这样有助于改善晾衣杆产品的功能。“以人为本”的“系统全面”设计绝不像想象中的那样简单。要进行良好的设计，必须优化“以人为本”的设计理念，实施“系统化、全面”的设计概念。之后，我相信设计的道路会更加宽敞和畅通。在此期间，我学了很多东西，会话水平提高了很多，对机器也有一定的理解。我马上就要上班了。我将来工作时保持这种刻苦的努力。我要在企业学习和成长，为国家的发展做出我的贡献。致 谢在本次毕业论文设计期间，我在老师的精心指导和严格
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