宿舍神器之-卧式电脑桌

中国地质大学（武汉）机械与电子信息工程学院宅人神器之——卧式多功能电脑桌产品名称：宅人神器之——卧式电脑桌学院：机械与电子信息工程学院专业：机械设计与制造及其自动化班级：074124班课程名称：机械原理课程设计课程设计人：黄兴波设计时间：2014年6月20日目录产品概述32.1总述32.2结构概述32.3机构概述42.4功能概述4设计与分析53.1外形尺寸设计53.2执行机构选择53.3机构计算设计63.4机构运动分析13三维模型展示15设计感想16参考文献17（图3.2.2——偏置曲柄滑块机构三维设计图）3.3机构计算设计3.3.1接头设计根据实际尺寸，分别作接头的平面设计图、三视图、三维图。（如图3.3.1.1、图3.3.1.2、图3.3.1.3）（图3.3.1.1——接头平面设计图）（图3.3.1.2——接头三视图）（图3.3.1.3——接头三维图）3.3.2机构连杆尺寸设计与分析先定滑动杆件（以后简称杆2）尺寸为300mm，顶端旋转杆件（以后简称杆件1）为桌面宽度，尺寸已知：300mm。根据接头尺寸数据，确定滑动极限位移，从而确定滑槽长度。（图3.3.2.1）（图3.3.2.2）杆1处于最低位置，杆3处于最小角度23度时，可得滑动极限位置（1）:304.90mm（图3.3.2.3）（图3.3.2.4）杆1处于最低位置，敢3处于最大角度64.06度时，可得滑动极限位置（2）：410.55mm（图3.3.2.5）（图3.3.2.6）杆1处于最高位置，杆3处于最小角度23度时，可得滑动极限位置（3）：135.73mm（图3.3.2.7）（图3.3.2.8）杆1处于最高位置，杆3处于最大角度时，可得极限滑动位置（4）：183.73mm根据以上数据，可得表格：名称数据/mm统计滑动极限位置（1）304.90——滑动极限位置（2）410.55最大极限位置滑动极限位置（3）135.73最小极限位置滑动极限位置（4）183.73——（表2）由表格可知：当杆1处于最低位置，敢3处于最大角度64.06度时，为最大滑动极限位置：410.55mm2、当杆1处于最高位置，杆3处于最小角度23度时，为最小滑动极限位置：135.73mm由此可得滑槽长度：L1=410.55mm—135.73mm=274.82mm（式1）滑槽实际设计尺寸：取最大滑动极限位置为420mm取最小滑动极限位置为120mm取滑槽长度为300mm由表一可知：桌面最大理论高度为550mm桌面最低理论高度为300mm由接头尺寸可知：支架最大角度为64.04度支架最小角度为23度杆3上端离桌面距离为30mm由此可得：杆3长度（1）=（300mm—30mm）÷cos64.04°=616mm（式2）杆3长度（2）=（550mm—30mm）÷cos23°=565mm（式3）取平均值L2=（616mm+565mm）÷2=590mm（式4）杆3实际设计时取值600mm，可得：桌面实际最低高度：h1=600mmxcos64.04°+30mm=293mm（式5）修正值=293mm—300mm=—7mm（式6）桌面实际最高高度：h2=600mmxcos23°+30mm=582mm（式7）修正值=582mm—550mm=+32mm（式8）杆3设计图如下：（图3.3.2.9——杆3平面设计图）（图3.3.2.10——杆3三维设计图）3.4机构运动分析：如图1所示，设曲柄和连杆的长度分别为l1和l2，偏心距为e，原动件曲柄的角速度为ω1，方位角为■1，连杆的方位角为φ2，现建立各构件位移、速度和加速度以及角位移、角速度和角加速度的计算模型。（图3.4.1）建立坐标系如图1所示，由曲柄滑快机构的矢量封闭图[1]可得：（式9）将上式进行分解，整理，并分别取一阶和二阶导数，即可得到连杆的角位移、角速度、角加速度和滑块3的位移、速度和加速度。连杆2的角位移：（式10）连杆2的加速度：（式11）滑块3的加速度：（式12）如图3.4.1所示的偏置曲柄滑块机构。设l1=150mm，l2=300mm，e=20mm，w1=2rad/s，设φ1的初始值为0,则φ1变化时，杆2的角位移、角速度和角加速度以及滑块3的位移、速度和加速度的变化值可计算求得，曲柄转角φ1在0-360°之间变化时，在matlab的计算窗口输入算式后，滑块3的位移、速度和加速度的变化曲线可由matlab的曲线功能自动得到，具体操作如下：e=20;

l1=150;

l2=300;

w1=2;

t=(0:0.01:0.5*pi);

r1=w1*t;

r2=-asin([e+l1*sin(r1)]/l2);

xc=l1*cos(r1)+l2*cos(r2);

vc=l1*w1./cos(r2).*sin(r2-r1);

ac1=-l1*w1*w1*[cos(r2-r1)./cos(r2)];

ac=l1*cos(r1).*cos(r1)./[l2*cos(r2).*cos(r2).*cos(r2)];>>plot(t,xc,t,vc,t,ac)（图3.3.2.2）由位移曲线可以看出，杆3的极限位移与表2数据吻合。三维模型展示4.1桌面角度调节展示（坐着桌使用时）（卧躺着使用时）4.2桌面高度调节展示（桌面最高高度状态）（桌面最低高度状态）4.3户内外使用展示（户外使用）（室内使用）设计感想在这个课程设计中，我经历了从构思到挑选方案，到画结构草图，再到对机构的位移分析以及尺寸确定、三维模拟的一个反复修改的一个过程，但这反复修改的过程也是一个反复学习的过程，同时也发现了自己学习上的诸多不足之处。不过在这次实习过程，让我明白理论知识与实践结合的重要性，更可贵的是解决问题的思路和方法，一千个读者，一千个哈姆雷特，在众多的思路和方法中，总会有一个是最适合的。让我深感兴趣的是MATLAB软件，在以前的设计中从来没有接触过，他让我深深的体会到了学习专业软件的重要性和必要性。同时，通过本次实习，使我更加熟练的掌握了AutoCAD、Solidwork的运用，特别是Solidwork种的Motion分析，虽然由于在自己盗版软件原因，多次使用Motion却一直无法得到结果，一开始以为是自己的方法不对，在不断的查找使用方法和自己的错误的同时，也慢慢的让自己从不会Motion分析到熟练运用，最后在同学的电脑上一次就成功地得到了Motion分析数据。这次课程设计是我接触的第一个专业课程设计，所运用到的知识很多，包括机械原理、机械制图、MATLAB等方面的知识，这些直射不是机械的相加，儿时需要全方位的考虑和整体布局，不止一次因为考虑不足而从来。而且，在设计时一定要细心，特别是设计图纸的数据尺寸，在这次三维建模中，就因为一个2mm的尺寸错误让我白白浪费一天时间。这次设计不但巩固了我以前所学的知识，让我对专业知识有了更深的认识和理解，更让我了解到我们在机械设计这条道路上还有很长的路要走。参考文献【1】《机械原理》孙恒，陈作模，葛文杰主编.—7版.—北京：高等教育出版社，2006.5【2】《机械