一种新型人力晾衣架结构设计

一种新型人力晾衣架的结构设计摘要本新型晾衣架为人力晾衣架，其主要分为两部分，一部分为控制机构，另一部分为提升机构。控制部分和提升部分都采用液压缸的结构。控制部分通过手柄和齿轮机构使得我们可以用一个较小的力量得到一个较大的转矩来驱动与液压杆相连的齿条运动。升降装置的工作原理是使用液压缸和滑轮钢丝绳共同作用，使得可以用小距离的移动来提供大距离的提升效果，而且使用液压作为提升驱动力后，升降过程变得更加平稳，改变钢丝绳的收缩方式，由传统的缠绕收缩改为平动收缩，去掉了为缠绕和排列钢丝绳而专门添加的辅助结构，这在结构上也更为简化，采用液压传动，在制动方面更为简单，安全性方面也比普通升降晾衣架有很大提高。关键词：液压，结构，提升太原工业学院毕业设计Anewtypeofhumanclothes-horsestructuredesignAbstractThenewclothes-horseismanualclothes-horse,itsmainisdividedintotwoparts,partisthecontrolmechanism,theotherpartoftheinstitutionsforascension.Controlpartandascensionpartadoptsthestructureofthehydrauliccylinder.Controlpartthroughthehandleandgearmechanismallowsustouseasmallerforcetogetabiggertorquetodriveconnectedtothehydraulicrodrackmovement.Liftinggearprincipleofworkistousethecombinationofhydrauliccylinderandpulleyrope,madecanprovidebigwithsmalldistanceofmovingdistancepromotioneffect,andtheuseofhydraulicpressureasdrivingforce,liftingprocessbecomesmorestable,changethewaytheshrinkageofsteelwirerope,fromthetraditionalwindingtotranslationalcontraction,removethespeciallyaddedforwindingandthearrangementofwireropesupportstructure,thisismoresimplifiedinthestructure,hydraulictransmission,simplerinbraking,safetythanordinaryliftingclothes-horsealsohavegreatlyimproved.Keywords:hydraulic,structure,ascension太原工业学院毕业设计目录1前言12晾衣架的设计32.1总体结构32.1.1新型人力晾衣架组成32.1.2整体结构的初步设定尺寸及关键部位材料如下42.1.3传递动力的液压介绍42.2工作原理和强度校核52.2.1工作原理52.2.2液压缸的选用及强度校核62.2.3液压缸强度校核92.2.4控制部分液压缸的选用及强度校核112.2.5控制装置的齿轮、轴的选用及强度校核132.2.6其他零部件的选用1733dsMax环境下的新型晾衣架的建模仿真213.13dsMax的简介213.1.13dsMax的概述213.1.23dsMax的功能特点213.1.33dsMax优势及发展趋势223.2模型的创建233.2.1晾衣架结构中滑轮绘制过程233.2.2晾衣架其他部位效果图263.2.3晾衣架运动过程动画的生成274总结31参考文献32致谢34太原工业学院毕业设计11前言随着生活水平的不断提高，人们对生活质量要求也越来越高。晾衣架作为家居用品，已经成为人们生活中不可或缺的必需品。在城镇住宅区里比较流行的是那种可以折叠的晾衣架，它具有伸缩性，实用比较方便。但是其设计没有很好的解决晾衣架受力问题，从而使得晾衣架容易出现扭曲变形，实用寿命大打折扣。目前市面上比较多的晾衣架大致分为两类，一类是立式可折叠的，虽然是可折叠，但其仅限于收纳方便，在晾衣服的时候也还是很占用空间的，对于狭小的地方使用很不方便，不过其结构坚固，承重多是值得借鉴的。另一类是悬挂式可伸缩的，有手摇式和电动式两种类型，这类晾衣架节省空间，使用方便，但由于是悬挂的，晾衣架的承重也受到限制，不能晾晒太重的衣物，而且一些设计不合理的部件也经常容易损坏，电动晾衣也造成了电能的损耗。为了结合题目以及目前提出的节能口号，我采用的悬挂式人力晾衣架，在结构等方面都采用全新的方法，在其可靠性，坚固性等方面均有提高，节约能源，使用方便。晾衣架不仅仅是一个装饰品，更是一个功能性的产品。经历了数年的磨合，行业质量逐渐趋向稳定。在国内，“晾衣架”还可按产品种类可分为两种，一种是“升降晾衣架”，或所谓的“电动晾衣架”，分手动、电动两种，手动（手摇）较为普及，电动（智能）是发展趋势；另一种是“落地晾衣架”，主要有翼型、X型、单杆、双杆等种类，此类产品比较简单，由不锈钢管材或者喷涂管以及塑料连接件构成，拆卸方便，不用专人安装，深受寓居人群的喜爱。随着近几年我国房地产业的多年发展，与之配套的晾衣架行业快速发展，积极实现转型升级。智能晾衣机是手摇自动晾衣架的转型升级产品，是国家鼓励发展的智能家居产业之一。如今，高端智能化的晾衣机已经不仅仅是一个晾衣服的工具，智能晾衣架实现多口径出风，对出风导向全面优化，风效提升60%，可以在晾衣过程中实现持续、恒温暖风，晾晒同时有效烘干。这种实用性、装饰性、高端性兼具的家居智能产品，已是阳台上一道亮丽的风景线。晾衣机行业作为全新的发展中行业，已经形成了电动晾衣架、自动晾衣架、智能太原工业学院毕业设计2晾衣机等梯次产品系列，并在科技创新、产品升级方面已经走在了家居建材行业的前列，形成了升级和突围态势。本次设计的任务是通过查阅资料，对目前市场上已有的晾衣架的结构及工作原理进行调查和分析，然后通过已有的知识，对新型晾衣架的结构进行分析和设计。设计装配完成后对其各零部件的强度进行校核，使其在结构合理的基础上有着较高的安全系数，确保其安全性，然后使用三维软件做出其三维效果图并进行仿真。由于我国近几年似乎对节约环保提倡的越来越多了，这一观也念越来越深入人心了，环保对人们的意义也越来越大，所以我在设计上没有把目前盛行的智能化元素融入进去，而是采用了比较简约的设计，还是采用太阳光和自然风这些清洁无污染的能源，使用时安全有效，是一种人性化的理念，这也算是对环保的支持。人力晾衣架虽然还是属于手动式，但在使用舒适性，安全性上有很大提高。太原工业学院毕业设计32晾衣架的设计2.1总体结构2.1.1新型人力晾衣架组成主要有两部分构成，右边部分的控制装置（图2.2）和上面部分的升降装置（图2.3），蓝色的为晾衣杆，如下图2.1中所示图2.1晾衣架总体体结构这个晾衣架主要工作原理是控制装置的把手带动齿轮旋转，通过齿轮组的作用带动齿条的移动，与之相连的液压杆运动，挤压液压油进入提升装置的液压缸，液压杆运动，晾衣杆上升，反向摇动手柄，晾衣杆下降。控制装置（图2.2）由齿轮组，齿条，液压缸，单向阀等组成，在控制晾衣杆升降动作上只需要顺时针或逆时针摇动手柄，它含有两个单项阀，但是他们的作用不同，其中一个单向阀仅起到单向阀的作用，另一个单向阀起到制动以及溢流的作用，也算是安全阀，其设定的最大压力与晾衣架的最大承重力有关。升降装置（图2.3）由液压缸，定滑轮，钢丝绳，晾衣杆组成，在控制装置的作用通过液压杆的平动带动滑轮的移动，钢丝绳也就有了长短的变化，晾衣杆也就有了上升与下降的动作。太原工业学院毕业设计4图2.2晾衣架控制部分图2.3晾衣架提升部分2.1.2整体结构的初步设定尺寸及关键部位材料如下控制装置：长180mm，宽80mm，高400mm采用铝钛合金材料外壳，无缝钢管液压缸，齿轮为35号钢升降装置：长2000mm，宽200mm，高80mm无缝钢管液压缸，尼龙滑轮，镀锌钢丝晾衣杆：分为两根，每根长2000mm，最大承载30kg，最大升降高度1.3米采用铝钛合金2.1.3传递动力的液压介绍与其它方式相比，液压传动具有以下优缺点：（1）液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。（2）液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调太原工业学院毕业设计5速。（3）在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。（4）液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。（5）操作简单，调整控制方便。（6）一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长（7）由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。2.2工作原理和强度校核2.2.1工作原理图2.4晾衣架结构简图1提升装置液压缸2单向阀3控制装置晾衣架的工作原理是通过右边控制部分通过手柄与齿轮的旋转带动与之啮合的齿条移动，齿条又与液压杆相连，液压杆的移动把液压缸里的液压油压入上面伸缩装置的液压缸中，使得伸缩装置的液压杆有了伸缩，使得连接液压杆的滑轮也有了平动，缠绕在滑轮上的钢丝绳也就有了长短的变化，以此来成为提升晾衣杆的动力。太原工业学院毕业设计62.2.2液压缸的选用及强度校核（1）升降装置液压缸的选用液压缸的基本参数选择在以输出力为主的设计中，首先要选择设计（额定）工作压力。不同的液压设备或不同负载下设计参考压力如表2.1和表2.2所列。选择的设计压力应符合国家标准（见表2.3）。表2.1各类液压缸设备常用的设计压力设计压力/MPa机床类精加工机床（如各类磨床）0.82半精工机床（如组合机床）35龙门刨床28拉床810农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构1016液压机、大中型挖掘机、中型机械、起重运输机械2032表2.2不同负载下的设计参数压力负载/KN551010202030305050设计压力/MPa0.811.522.5334455表2.3液压缸的公称压力Pn（GB7938-1987）Pn/MPa1.01.62.54.06.310.016.025.031.540.0表2.4液压缸速度比与工作压力的关系工作压力/MPa1012.52020速度比1.331.46，1.61，22太原工业学院毕业设计7表2.5液压缸内径的系列尺寸（GB/T23481993）D/mm10，12，16，20，25，32，40，50，63，80，（90），100括号内为非优选系列（110），125，（140），160，（180），200，（220），250，（280），320，（360），400，（450），500表2.6液压缸活塞杆系列尺寸（GB/T2348-1993）d/mm4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90,100,110,125,140,160,180,220,250,280,320表2.7液压缸的行程系列（GB23491980）第一系列2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000第二系列406390110140180220280360450550700900110014001800220028003600本设计的最大提升重量为30kg，由其结构可得工作时的最大压力为负载的4倍，约为1200N。升降装置部分的液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系，对于不同的机种和机构，液压缸具有不同的用途和工作要求。因此，在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况、运动要求、最大行程等确定其主要工作尺寸，进行强度、稳定性验算，最后再进行结构设计。计算液压缸的结构尺寸液压缸的结构尺寸主要有三个：缸筒内径D、活塞杆外径d和缸筒长度L。（2）液压缸的负载组成工作载荷F=1200N（活塞杆在工作过程中始终受压）惯性载荷F=0（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载荷）太原工业学院毕业设计8密封阻力FF)1(mm，其中F是作用于活塞上的载荷，m是液压缸的机效率，取m=0.95，综上可得：外载荷F=2000，密封阻力mF=60N，总载荷F=1260N。（3）初选系统工作压力按载荷选定工作压力F5KN，取工作腔压力为pa18.0MP，我们这里取pa8.0MP，选择执行元件液压缸的背压力为pa01MP。（4）液压缸主要结构尺寸的计算在整个运动过程中活塞杆始终受压，故可得下式：活塞杆受压时：211APPAF（2-1）1A为无杆腔活塞有效作用面积，214DA2A为有杆腔活塞有效作用面积，2224dDA活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为v，则该处应有一个带根号的式子：vvD1（2-2）也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.30.5D。受压力作用时：pI5MPa时，d=0.50.55D5MPapI7MPa时，d=0.60.7DpI7MPa时，d=0.7D故选取5.0Dd综上可得D=37mm，根据手册可查得常用活塞杆直径，可取D=40mm，d=20mm。（5）缸筒长度L缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：CMABLl（2-3）式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D，这里取B=0.8D=32mm;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D，这里取A=0.8D=32mm;M为活塞杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度，这里取C=10mm。由于一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。查手册可得当l=320mm时满足这个要求。太原工业学院毕业设计9由式（2-3）计算得：CMABLl=320+32+32+10=394mm另外，液压缸的结构尺寸还有最小导向长度H。图2.5液压缸的导向长度（6）最小导向长度的确定。当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H(如图2.5所示)。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度(间隙引起的挠度)增大，影响液压缸的稳定性，因此设计时必须保证有一最小导向长度。对于一般的液压缸，其最小导向长度应满足下式：mm362/4020/3202/20/lDH式中：l为液压缸最大工作行程(mm)；D为缸筒内径(mm)。2.2.3液压缸强度校核本文中对液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径d进行强度校核。在本文中选择的液压缸材料为35号碳素钢，pa540bM，壁厚取5mm。（1）缸筒壁厚校核当10/D时，壁厚按下式进行校核：38.01108.05.13.15/10540108.05.14.05/1054024013.14.026666yyPPD式中D为缸筒内径，yP为缸筒试验压力，当缸的额定压力pa16nMP时取ny5.1PP，5/b，b为材料抗拉强度，n为安全系统，一般取n=5。所以符合条件。太原工业学院毕业设计10222lEIFcril（2）活塞杆强度校核活塞杆直径d的校核按下式进行Fd4（2-4）式中F为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力，4.1/bmm24.1/1054014.3126044d6F由式（2-4）计算后得出符合条件（3）活塞杆稳定性校核当杆活塞杆受轴向压缩负载时有压杆稳定性问题，即压缩力F超过某一临界Fk值时活塞杆就会失去稳定性。活塞杆稳定性按下式进行校核。（2-5）（2-6）（2-7）AIi是截面的惯性半径（回转半径）kn选为1.35，F=1260N，Fk=CRF=57kN，经校核该液压杆符合条件。（4）缸体和活塞配合技术条件缸体与活塞采用基孔制间隙配合。活塞用橡胶材质的密封件，缸筒内孔采用H8公差等级；缸筒内孔表面粗糙度为Ra=(0.100.05)m。缸筒内孔的圆度、锥度、圆柱度不大于内径公差的一半；轴线的直线度不大于0.03mm/10mm；缸筒断面对轴线的跳动不大于0.04mm/100mm。为防止腐蚀和提高寿命，缸筒内孔镀铬厚度=（0.030.05）mm，并研磨抛光。缸筒端部与端面采用采用法兰连接安装，结合端面对轴线的垂直度不大于kknFF太原工业学院毕业设计110.04mm/100mm，缸筒与法兰的合接的精度等级选择H8/f8。缸体采用耳轴（环）轴线与缸筒轴线的位置度不大于0.04mm。2.2.4控制部分液压缸的选用及强度校核（1）控制部分的体积要求不能太大，所以采用更为短的液压缸，选取直径为50mm的液压缸，液压杆采用d=25mm，由于两个液压缸材料相同，经过公式F=PS计算其负载工作最大压力为1969N。（2）在整个运动过程中活塞杆始终受压，故可得下式：活塞杆受压时：211APPAF（2-8）1A为无杆腔活塞有效作用面积，214DA2A为有杆腔活塞有效作用面积，2224dDA活塞杆外径d。活塞杆外径d通常先从满足速度或速度比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。若速度比为v，则该处应有一个带根号的式子：vvD1（2-9）也可根据活塞杆受力状况来确定，一般为受拉力作用时，d=0.30.5D。受压力作用时：pI5MPa时，d=0.50.55D5MPapI7MPa时，d=0.60.7DpI7MPa时，d=0.7D故选取5.0Dd借鉴升降部分的计算公式，查表得出控制部分液压缸的D为50mm，d=25mm，经计算最大工作行程为200mm。缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构需要来确定，即：CMABLl（2-10）式中：l为活塞的最大工作行程；B为活塞宽度，一般为(0.6-1)D，这里取B=0.6D=30mm;A为活塞杆导向长度，取(0.6-1.5)D，这里取A=0.6D=30mm;M为活塞太原工业学院毕业设计12杆密封长度，由密封方式定；C为其他长度，这里取C=10mm。由于一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍。查手册可得当l=200mm时满足这个要求。由（2-10）计算得：CMABLl=200+30+30+10=270mm其最小导向长度应满足下式：mm352/5020/2002/20/lDH式中：l为液压缸最大工作行程(mm)；D为缸筒内径(mm)。本文中对液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径d进行强度校核。在本文中选择的液压缸材料为35号碳素钢，pa540bM，壁厚取5mm。（3）缸筒壁厚校核当10/D时，壁厚按下式进行校核：式中D为缸筒内径，yP为缸筒试验压力，当缸的额定压力pa16nMP时取ny5.1PP，5/b，b为材料抗拉强度，n为安全系统，一般取n=5。所以符合条件。（4）活塞杆直径校核活塞植直径d的校核按下式进行（2-11）式中F为活塞杆上的作用力；为活塞杆材料的许用应力，4.1/b。所以符合条件当杆活塞杆受轴向压缩负载时有压杆稳定性问题，即压缩力F超过某一临界Fk值时活塞杆就会失去稳定性。活塞杆稳定性按下式进行校核。kknFF222lEIFcrkn选为1.35，F=1969N，Fk=CRF=4391N，经校核该液压杆符合条件。472.01108.05.13.15/10540108.05.14.05/1054025013.14.026666yyPPDFd4mm5.24.1/1054014.3196944d6F太原工业学院毕业设计13（5）缸体和活塞配合技术条件与升降部分相同2.2.5控制装置的齿轮、轴的选用及强度校核控制部分的工作原理如图2.6所示，通过减速器的的原理，假设完全上升所用的时间为10s，控制部分液压杆与齿条相连接，移动距离为200mm，可知移动速度为0.02m/s。图2.6控制部分齿轮机构简图图中2、3、4、5齿轮与轴使用键连接，齿轮1与摇柄连接，齿轮5与齿条相连，齿条处的作用力为1969N。因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。（1）低速级齿轮的设计计算选精度等级、材料及齿数材料及热处理考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线齿轮I.齿轮材料及热处理大小齿轮材料为40Cr。齿面渗碳淬火，齿面硬度为4855HRC；II.齿轮精度选择7级，齿根喷丸强化。初步设计齿轮传动的主要尺寸因为硬齿面齿轮传动，具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核持面接触疲劳强度。按齿面接触强度设计按式试算，即太原工业学院毕业设计14312HEHIIItidZZiktTd(2-12)在控制部分采用两个相同的大齿轮和三个相同的小齿轮，量齿轮传动比i为5。I.确定公式内的各计算系数试选Kt1.6试选小齿轮齿数1Z=17，则大齿轮齿数2Z=85因为齿轮为硬齿面，宜选取较小齿宽系数d0.8选取区域系数ZH2.433由机械设计查得0.76，20.92，则1+21.68查得材料的弹性影响系数ZE189.8aMP按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，查取2lim1limHH1100MPa；由公式计算应力循环次数N160n1jLh604801（283008）1.105910N2N1/52.21810查得接触疲劳寿命系数KHN10.95；KHN20.97II.计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，由式得1H0.951100MPa1045MPa2H0.971100MPa1067MPaH(1H2H)/21056MPaIII.计算载荷系数K已知载荷平稳，所以取KA=1根据7级精度，查表得动载系数KV=1.04；由表104查HK与直齿轮的相同，按硬齿面，非对称布置查得HK=1.281查得KF=1.19查得KH=KH=1.4。故载荷系数K=HHVAKKKK=11.041.41.281=1.865IV.按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得太原工业学院毕业设计151.33d311ttkkd89.1cos11zdd，取模数为2。按齿根弯曲强度设计计算大、小齿轮的FSaFaYY并加以比较009435.0111FSaFaYY008215.0222FSaFaYY小齿轮的FSaFaYY数值大。设计计算mn23212cosFaSaFKTYYYdZ（2-13）即mn=1.7699对比两计算结果，法面模数相差不多。取标准值，mn=2，d1=34小齿轮的半径为34mm，大齿轮的半径为170mm，手柄长度为200mm由力矩计算的驱动液压杆运动时手柄上的最大作用力为6.7N。（2）心轴设计计算根据轴的机构图作出轴的计算简图，根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和当量弯矩图，由于轴上套有轴承轴上的扭矩忽略不计。图2.7心轴弯矩图323221.733371.1100.88cos140.0093450.8201.68。太原工业学院毕业设计16由计算得R1=384.3NR2=575N（3）按弯扭合成强度校核轴的强度343121.681Md（2-14）式中：d轴的直径，mmM轴在计算截面所受载荷，mN空心轴内径d1与外径d之比，许用应力，固定心轴：载荷平稳1；载荷变化0，转动心轴：1-11-、轴的许用弯曲应力，2mmN，按机械设计手册查表。轴的材料为CrMo42，淬火渗碳。查相关资料得21100mmNb，则取，21-110mmNb20mm180Nb27.01ddmNM14.22003所以d=16mm取d=25mm当量弯矩MMca22maxmax11001306.522003.143ssspSSMTZZ该轴满足强度要求(4)疲劳强度校安全系数核34132dZ（2-15）12SSMZ（2-16）式中：1-材料的弯曲疲劳极限，2N/mm太原工业学院毕业设计17M轴在计算截面上的弯矩，mNZ轴在计算截面的抗弯模数，3cmS疲劳强度的许用安全系数，见机械设计手册表6-1-23，取3.1S从标准试件的疲劳极限到零件的疲劳极限的换算系数，轴上配合零件边缘的值见机械设计手册表弯曲时平均应力折合为应力幅的等效系数，其值如下：低碳钢=0.15中碳钢=0.2合金钢=0.25（5）心轴的静强度校核所以危险截面的安全系数校核公式为：22maxmax3ssspSSMTZZ（2-17）式中：maxM、maxT轴计算截面上所受的最大弯矩和扭矩，mNZPZ轴计算截面的抗弯和抗扭截面模数，3cms材料的屈服极限，2N/mmsS静强度的许用安全系数，其值如下，如果轴的损坏会引起故障，sS值应适当加大，查表取sS=2.0。如最大载荷只能近似求得及应力无法准确计算时，上述sS之值应增大2050%。如果校核计算结果表明安全系数太低，可通过增大轴径尺寸及改用较好的材料等措施，以提高轴的静强度安全系数。22maxmax11001306.522003.143ssspSSMTZZ满足要求2.2.6其他零部件的选用单向阀（图2.8图2.9）有直通式和直角式两种。直通式单向阀用螺纹连接安装在管路上。直角式单向阀有螺纹连接、板式连接和法兰连接三种形式。液控单向阀也太原工业学院毕业设计18称闭锁阀或保压阀，它与单向阀相同，用以防止油液反向流动。但在液压回路中需要油流反向流动时又可利用控制油压，打开单向阀，使油流在两个方向都可流动。液控单向阀采用锥形阀芯，因此密封性能好。在要求封闭油路时，可用此阀作为油路的单向锁紧而起保压作用。液控单向阀控制油的泄漏方式有内泄式和外泄式二种。在油流反向出口无背压的油路中可用内泄式；否则需用外泄式，以降低控制油压力图2.8单向阀图2.9单向阀本设计中采用了两个单向阀，左边的单向阀但两个单向阀的作用不同，左边的单向阀起防止液压油倒流，右边的单向阀使用比较硬的弹簧，使其不能正向回油，但是在控制装置液压缸吸油的时候可以回油，所以它不仅仅起到单向阀的作用，还起到制动和安全阀的作用。太原工业学院毕业设计19图2.10液压软管液压软管（图2.10）主要由耐液体的内胶层、中胶层、2或4或6层钢丝缠绕增强层、外胶层组成，内胶层具有使输送介质承受压力，保护钢丝不受侵蚀的作用，外胶层保护钢丝不受损伤，钢丝层是骨架材料起增强作用。虽然工作中压力不是太大，但是在橡胶管的使用中还是有注意事项：胶管的弯曲半径不宜过小，一般不应小于液压软管总成技术特征中规定的值。胶管总成与管接头的连接处应有一段直的部分，此段长度不应小于管外径的两倍；胶管总成的长度应考虑到胶管在通入压力油后，长度将发生收缩变形，一般收缩量为管长的34%。因此胶管总成安装时，不允许处于拉紧状态；胶管总成在安装时应保证不发生扭转变形。胶管的接头轴线应尽量放置在运动的平面内，避免两端互相运动时胶管受损。晾衣杆（图2.11）采用铝钛合金，其结构强度大，密度小，不宜腐蚀，是制作晾衣杆比较理想的材料。图2.11铝合金晾衣架太原工业学院毕业设计20尼龙滑轮（图2.12）1、重量轻，方便在高空安装。2、耐磨性好，使用寿命长。3、保护钢丝绳，延长钢丝绳使用寿命。（和钢滑轮比可延长钢丝绳使用寿命8倍）4、不产生摩擦火花，安全性能强。5、能满足长期露天作业的要求。6、自润滑，低温使用用寿命长图2.12尼龙滑轮太原工业学院毕业设计2133dsMax环境下的新型晾衣架的建模仿真3.13dsMax的简介3.1.13dsMax的概述3DStudioMax，常简称为3dsMax1或MAX，是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3DStudio系列软件。在WindowsNT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3DStudioMax+WindowsNT组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首先开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如X战警II，最后的武士等。在Discreet3Dsmax7后，正式更名为Autodesk3dsMax，最新版本是3dsmax2015。3.1.23dsMax的功能特点（1）基于PC系统的低配置要求；（2）安装插件（plugins）可提供3DStudioMax所没有的功能（比如说3DSMax6版本以前不提供毛发功能）以及增强原本的功能；（3）强大的角色(Character)动画制作能力；（4）可堆叠的建模步骤，使制作模型有非常大的弹性。Quicksilver硬件渲染器使用Quicksilver在更短的时间内制作高保真可视化预览、动画和游戏方面的营销资料，Quicksilver是一种新的创新硬件渲染器，可帮助以惊人的速度制作高品质的图像。这个新的多线程渲染引擎同时使用CPU和GPU，支持alpha和z-缓冲区渲染元素;景深;运动模糊;动态反射;区域、光度学、环境遮断和间接灯光效果以及精度自适应阴影贴图;并能以大于屏幕的分辨率进行渲染。3dsMax材质的视口显示利用在视口中查看大部分3dsMax纹理贴图与材质的新功能，在高保真交互式显示环境中开发和精调场景，而无需不断地重新渲染。建模人员和动画师可以在一个更紧密匹配最终输出的环境中做出交互式决定，从而帮助减少错误并改进创造性故事讲述过程。太原工业学院毕业设计223dsMaxComposite利用3dsMaxComposite改进渲染传递并把它们融合到实拍镜头中：基于AutodeskToxik技术的全功能、高性能HDR合成器。3dsMaxComposite工具集整合了抠像、校色、摄像机贴图、光栅与矢量绘画、基于样条的变形、运动模糊、景深以及支持立体视效制作的工具。3.1.33dsMax优势及发展趋势（1）性价比高首先3dsMax有非常好的性能价格比，它所提供的强大的功能远远超过了它自身低廉的价格，一般的制作公司就可以承受的起，这样就可以使作品的制作成本大大降低，而且它对硬件系统的要求相对来说也很低，一般普通的配置已经就可以满足学习的需要了，我想这也是每个软件使用者所关心的问题（2）上手容易其次也是初学者比较关心的问题就是3dsMax是否容易上手，这一点你可以完全放心，3dsMax的制作流程十分简洁高效，可以使你很快的上手，所以先不要被它的大堆命令吓倒，只要你的操作思路清晰上手是非常容易的，后续的高版本中操作性也十分的简便，操作的优化更有利于初学者学习。（3）使用者多，便于交流再次在国内拥有最多的使用者，便于交流，教程也很多，比如著名的火星人系列，很多人都是从读火星人才开始入门的，随着互联网的普及，关于3dsMax的论坛在国内也相当火爆，这样我们如果有问题可以拿到网上大家一起讨论，方便极了。正因如此，3dsMax软件正向着智能化，多元化方向发展。在三维绘图及仿真中我使用的是3dsMax，虽然在机械方面3dsMax不如Proe更为专业，但是它也有着自己的优势，它功能强大，扩展性好。建模功能强大、另外在角色动画方面具备很强的优势，外丰富的插件也是其一大亮点，而且操作简单，容易上手。与强大的功能相比，3Dsmax可以说是最容易上手的3D软件，和其它相关软件配合流畅，它有着许多的相关插件，使得在动画制作上有很大优势，而且它的渲染效果也十分逼真，所以我使用了这个软件。太原工业学院毕业设计233.2模型的创建3.2.1晾衣架结构中滑轮绘制过程首先打开3dsMax工作界面图3.13dsMax工作界面对系统单位进行设置，改为毫米。图3.2自定义菜单界面点击绘图按钮区域的几何体按钮，在标准基本体模式下点击圆柱体，在前视太原工业学院毕业设计24图区域拖出一个圆柱体，尺寸可以在右边参数栏修改。图3.3圆柱体的绘制然后继续选择右边按钮区的圆环按钮，在前视图拖出一个圆环，通过对齐方式（图3.4）使圆环和圆柱中心对齐，修改红线框中（图3.4)圆环参数，得现在的效果图图3.4滑轮前期效果切换原来的标准基本体为复合对象太原工业学院毕业设计25图3.5标准基本体与复合对象的切换先点选已经画好的圆柱，然后点击按钮区的布尔按钮，在下面出现的框中选择，点击上方的，然后点击已经画好的圆环，就得出了滑轮的前期模型（图3.6）。图3.6滑轮前期模型滑轮的孔的绘制方法只要按照上面的步骤在进行一次便可以得到滑轮的最终效果图（图3.7）太原工业学院毕业设计26图3.7滑轮模型3.2.2晾衣架其他部位效果图图3.8双杆晾衣杆图3.9升降装置的滑轮组太原工业学院毕业设计27图3.10控制装置的齿轮组图3.11控制装置的单向阀3.2.3晾衣架运动过程动画的生成（1）把每个零部件建好后进行组装，完成后就可以进行动作设定了，点击按钮，选定某个要运动的零件后，移动到下一个帧，对选定的零件进行移动或旋转运动的设定，这样一步一步，设置好所有运动零件的运动轨迹后，得到最终的晾衣架的整体运动过程。因为这个过程涉及所有零件的运动设定，所以要仔细对每个零件设定的同时要考虑到整体的运动，这是一个比较繁琐的过程。（2）接下来就可以进行动画的导出了，首先点击菜单栏的工具按钮，选择视-图抓取窗口生成动画序列文件如图（3.12）太原工业学院毕业设计28图3.12工具栏列表然后出现生成预览对话框，对话框里的选项就按照（图3.13）设定，设定完成后点击创建。太原工业学院毕业设计29图3.13生成预览对话框完成后进行渲染，点击渲染按钮，出现渲染对话框，点击渲染（图3.14）图3.14渲染对话框太原工业学院毕业设计30图3.15渲染过程渲染结束后就得到晾衣架的运动过程动画，保存到制定文件夹即可。太原工业学院毕业设计314总结在本次对新型晾衣架的设计中主要做了如下工作：（1）最初经过对资料的搜集整理，对技术规范的查阅，对晾衣架的结构有了初步的想法，然后使用AutoCAD画出了结构图，经过计算校核后，最终确定了晾衣架结构的尺寸。（2）为了实物的仿真及动画的制作，我决定采用3dsMax来绘制晾衣架结构的三维图，经过渲染之后，做出了晾衣架的三维效果图以和晾衣架的整个运动过程的动画。（3）最终设计的人力晾衣架其主要分为两部分，一部分为控制机构，另一部分为提升机构。控制部分通过手柄和齿轮机构来驱动与液压杆相连的齿条运动。升降装置是使用液压缸和滑轮、钢丝绳共同作用，来提升晾衣杆，而且使用液压作为提升驱动力后，升降过程变得更加平稳，改变钢丝绳的收缩方式，由传统的缠绕收缩改为平动收缩，去掉了为缠绕和排列钢丝绳而专门添加的辅助结构，这在结构上也更为简化，采用液压式提升，在制动方面也变得更为简单。太原工业学院毕业设计32参考文献1曹民,王义斌,喻凡.机械式车高自动调平装置的研制J.中国机械工程.2008(15).2赵竹青,周毓明.机构可靠性分析与设计中机构误差的分配方法J.西安联合大学学报.2002(04).3李佳,刘春义.折叠式晾衣架P.中国专利:CN2552985.4壁挂式折叠晾衣架J.发明与创新(综合版).2009(11).5钟芸.伸缩晾衣架的制作工艺J.生意通.2010(10).6费武.自制下雨自动收回式晾衣架J.农村新技术.2010(19).7林若波,李锡丰,郑烁.晴雨智能晾衣架的设计J.电子技术.2006(06).8王建雷.住宅阳台内置式晾衣架的设计与施工J.建筑工人.2006(12).9林若波,李锡丰,郑烁.非单片机控制型晴雨智能晾衣架的设计J.电子