晾衣架机械原理课程设计说明书

1、 目录1.摘要.12.设计方案.3 2.1.方案一.3 2.2.方案二.5. 2.3.方案三.7 2.4方案比较.93. 最终方案细节设计.10 3.1.外伸导轨装置设计.10 3.2.导轨回收装置设计.11 3.3机构受力分析. .124. 与现有的晾衣架做比较.155. 小组分工.176. 心得体会.177.参考文献.19 摘要题目结合自己身边学习和生活的需要，设计一折叠式床头小桌或窗外伸缩式晾衣架，或一收藏式床头书架或脸盆架或电脑架等。晾衣架现状： 晾晒衣服是生活中经常会遇到的活动，针对这一频繁而单调的工作，如果晾衣架是固定的，无疑增加了辛苦程度，而且还伴有危险。以前，晾衣架最简单的一种

2、是一根竹竿固定或悬挂在屋顶板下、窗外等地方；现在的居民很多是在天花板下焊接一根铁管作为晾衣架的挂具，晾衣服时，必须将衣服一件一件地穿上衣架，再用杈子将衣服挂在铁管上，工作效率低，又不方便，时常将衣服掉地弄脏，而且还不能充分利用阳光。而目前市场上所卖的自动晾衣架只能满足单一的升降或单一的收缩功能，但升降功能只能解决挂衣服费力的问题却不能很好的利用阳光资源，而收缩功能刚好相反，只能解决充分利用阳光资源但不能解决费力这个问题。针对目前这种情况，我组经过讨论决定设计一款能上下运动也能左右运动的晾衣架以解决现在高楼晾衣难的问题，让人们轻松晾衣，并让衣物能更好的接触阳光的晾衣架。 2.方案设计2.1 方案

3、一（）（1）机构组成：机构的主体是四杆的曲柄摇杆机构。其主要构件包括：两根杆1、两根杆2、两根杆3、齿轮1、齿轮2和晾衣杆。齿轮1上装有摇把，齿轮2与杆1是同轴转动。连接处均为铰链连接。两根用于限制杆1和杆2转动角度的构件。（2）结构简图： （图一）（3）工作原理： 此机构的主要工作机构是有杆1、2、3与阳台墙面组成曲柄摇杆机构，曲柄杆1是主动件，杆3为连杆，杆2为摇杆。晾衣杆a由杆2带动实现升降与伸缩。其次四杆机构利用它的“顶死”特性，当杆3和杆1处于在同一条直线上时，晾衣杆处于最外最高处，此时在杆1 的下端档子阻止杆1继续沿顺时针转动实现晾衣功能。当收衣服时，摇把反转带动杆2顺时针转动，下

4、端档子阻止杆2继续转动，这时收衣服。通过一对啮合的齿轮1、2的传动来使杆1转动。考虑到要使杆1转动的力特别大，所以设计齿轮1的齿数要远大于齿轮2的齿数。这样人摇动齿轮1是会非常省力。2.2 方案二）（1）机构组成： 本方案所提供的悬挂式可折叠伸缩的晾衣架包括有晾衣杆、供折叠用的杆件、折叠用的杆件、及使下梁架升降的滑轮和拉绳所组成，它的多个晾衣杆是支撑在下梁架的中，它的上梁架固定在天花板上，升降收缩用的两套滑轮分别装在上梁架和曲柄滑块机构上（2）结构简图： （ 图二）工作原理： 伸缩：固定架4固定在天花板上。伸缩架一端与下梁架形成转动副，另一端利用曲柄滑块机构与定滑轮2相连，拉动绳b使伸缩架自由

5、伸缩，本方案中伸缩架用的各杆件是等长的四杆机构，然后将衣服挂在衣架杆上。 升降：在对顶点上延长出的等长杆件的断头分别于上梁架及下梁架的长孔相铰接，四杆机构的各关节销轴在长孔内滑动，其杆件都是带折边的薄板。它的上下梁架都是薄壁板，它的上梁架都是弯成角形，在上端面上将其固定在天花板上，在竖直面上都有带两翻边的长角孔，在长方孔处安装着滑轮，在下梁架上还有一个拉上的连接孔。在上梁架的滑轮轴处还有装有一个带有拉绳止动轴的拉绳，拉绳a控制升降。2.3 方案三运动简图 (图三)(图三)构件：1.墙体 2.摇杆 3.连杆 4.导轨 5.滑块 6.固定滑轮7. 固定滑轮 8.固定滑轮 9.前置拉绳 10.后置拉

6、绳工作原理： （ 图三）是左右运动装置，拉动9前置拉绳，滑块向前移动，拉动10后置拉绳，滑块向后运动。上升装置： (图四) （图四）用手动摇杆带动螺杆转动，从而使载物台带动晾衣架上下运动，当运动到（图三）滑块下方钩子处时停止上升，拉动9前置拉绳让钩子与晾衣架接触，放下升降台，拉动9前置拉绳使晾衣架向前运动，到达阳台外面充分接受阳光。当遇到雨天时，采用拉动后置拉绳，使晾衣架到达阳台下方，不会淋到雨水。2.4方案比较 方面方案美观程度运动难以程度 造价 效率方案一较美观但破坏阳台的整体性需要的动力较大且运动不稳定造价合理 较低方案二 不太美观，东西太大运动比较困难且运动不稳定 造价适中 较低方案三

7、美观，不破坏阳台的整体性运动比较容易且运动比较稳定造价合理 一般最终方案经过我组讨论选择方案三因为方案三能很好的实现晾衣架的上下运动和左右运动，减轻劳动力的同时，又能充分利用阳光，又不失城市美观。很好的瞒住人们的需求。 3.最终方案细节处理及数据处理3.1外伸导轨装置设计 ：如（图五） （图五）机构原理：当需要延伸导轨到阳台外时，只需要顺时针转动曲柄2，直到曲柄2和连杆3共线时，导轨4达到水平，停止运动，达到将导轨伸出阳台的目的；当不用后，逆时针转动曲柄2到达和墙体1接触时停止，这时导轨4刚好也和墙体接触，达到将导轨收回的目的。此机构还有一特点是当晾衣架到达外伸导轨时，他不会翻转，由于2、3共

8、线，外伸导轨4做为主动件，让2与3连接处压力角为90度，成为死点，不会翻转，让机构更为牢固。 （图五）中构件尺寸大小计算如下： 曲柄2：转过145度 导轨4：转过90度 有公式: r 3/4 = r1/2 得; r/r1=2/3根据上式取得r=30cm r1=45cm 外伸导轨取l=90cm 3.2导轨回收装置如下：（图六）（图六）工作原理：手摇动齿轮5顺时针转动，带动链条6，从而带动齿轮3顺时针转动，应齿轮2与齿轮3啮合，所以齿轮2逆时针转动，起到收回的效果，同理，当齿轮5逆时针转动时，齿轮2会顺时针转动，达到伸出的效果。（图六）中构件尺寸大小计算如下：齿轮2；m=0.5 a=20z2=10

9、0 d=50mm齿轮3：m=0.5 a=20z3=200 d=100mm齿轮4：m=0.5 a=20z4=100 d=50mm齿轮5：m=0.5 a=20z5=300 d=150mmi12=z3/z2=2/1 n3=n4 i45=z5/z4=3/1 所以当齿轮2转过145时，只需要齿轮3转过72.5，齿轮3，4在同一轴上，转过一样的角度，所以齿轮5只需要转过24.2，即可达到让曲柄2转过145。当齿轮5顺时针转动时，曲柄2收回，当齿轮5逆时针转动时，曲柄2伸出。机构受力分析：(1)对衣架两边支撑杆的力的分析及强度的分析。杆的材料为钢q235，比例极限为235mp受力图：e fx=0 f1sin

10、45+fby+g/2=0e fy=0 f1cos45-fbx=0e mb=0 f1sin45x0.45-g/2x0.9=0解之得 f1=1.414g fbx=g fby=-g/2 对ad杆受力分析：f=f1=1.414g a=3.14d*d/4比例极限=f/a当ad杆的直径为2厘米时，杆可以承受重物的质量m=144.6kg对bc杆受力分析:bc杆的弯矩图：应力=m/w=32m/3.14d*d*d m=0.45*g/2当cb杆的直径为2厘米时，杆可以承受重物的质量m=35kg 4.与现有的晾衣架做比较据我观察，现在市场上有的晾衣架，都只是有了上下升降功能，可以很好的解决人们晾衣辛苦的问题，但很少

11、看见有能够左右移动的晾衣架，我们小组设计的晾衣架不但可以升降，还可以左右移动，充分考虑天气因素，晴天可以让晾衣架移出阳台，充分接受阳光，阴雨天可以让晾衣架移到阳台下 很好的避开雨水的淋湿。 5.小组分工方案一：由何凯星负责完成方案二：由孙勇负责完成方案三：由张伟负责完成后续工作再由小组成员共同完成 6.心得体会一周的实习接近尾声了，想想这这个礼拜，一开始无从下手，慢慢的通过查找资料、小组成员的讨论、咨询老师等方式，逐步去适应这种还未涉及的挑战，也逐渐的找到了对这个设计的兴趣。首先谈谈这个课程设计的意义吧。我觉得通过这个课程设计，我们把整个学期对机械原理的学习放到实际应用中，这个过程不但很好的锻

12、炼了我们的能力，而且可以发现自己对该课程学习的不足之处，让我们更好的去学习这个课程，还有，这个课程设计为我们以后学习机械设计也增加了不少的基础，对以后的课程设计也有着不晓得作用。另外，这个课程设计在锻炼了我们能力的同时，对我们的自身素质也有一定的提高，比如在沟通方面，在团队合作精神上面等都有着相当大的帮助。在沟通方面，我们小组成员之间不免会因为意见的不同产生摩擦，闹矛盾等，通过交流，我们会发现自己能够更加的去听取别人的意见，对自己所说的话也有所顾及，不会莽撞。在团队合作上面，其实我们小组想的方案有四五种，这种结果是 大家共同努力地结果，有句话说的好啊，“众人划桨开大船”，这句话是相当的重要的。

13、到最后，我们小组的成员之间配合默契，齐心协力，很重视这次的课程设计实习，我们相互学习，相互给对方意见，为我们这次的合作都付出了好多。最后讲讲这次课程中我们小组的不足之处。从一开始的选题，我们以为这个题目相对会比较简单，其实不然。我们就是因为觉得简单，所以在开始的一段时间内并没有对这个课题查寻较多的资料，慢慢的在不断进行的过程中，我们发现了好多不足之处，也发现半自动晾衣架不是那么的简单，于是不断地投入更多。到其中，我们发现我们所设计的并不是具有相当大的创新性，这一点还是要改进的。还有，没有考虑到实际生活中人们对晾衣架的一个看法，所以设计出的晾衣架实用性可能并不太大。最后，在编写课程设计说明书过程中，由于接触这种说明书的机会较少，故编写的语句，条理并不是相当的明确！总之，这次的课程设计实习，给了我一个机会锻炼了我