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1 金 華 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY 畢業(yè)綜合項(xiàng)目成果 20 屆 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì) 題 目 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 年 月 日 2 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì) 學(xué)院 專業(yè) 學(xué)生姓名 摘要 晾曬衣服是生活中經(jīng)常會(huì)遇到的活動(dòng) 針對(duì)這一頻繁而單調(diào)的工作 如果 晾衣架是固定的 無疑增加了辛苦程度 而且還伴有危險(xiǎn) 以前 晾衣架最簡單的一 種是一根竹竿固定或懸掛在屋頂板下 窗外等地方 現(xiàn)在的居民很多是在天花板下焊 接一根鐵管作為晾衣架的掛具 晾衣服時(shí) 必須將衣服一件一件地穿上衣架 再用杈 子將衣服掛在鐵管上 工作效率低 又不方便 時(shí)常將衣服掉地弄臟 而且還不能充 分利用陽光 而目前市場上所賣的自動(dòng)晾衣架只能滿足單一的升降或單一的收縮功能 但升降功能只能解決掛衣服費(fèi)力的問題卻不能很好的利用陽光資源 而收縮功能剛好 相反 只能解決充分利用陽光資源但不能解決費(fèi)力這個(gè)問題 3 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)綜合項(xiàng)目成果 目 錄 摘要 1 1 緒論 5 1 1 自動(dòng)晾衣架在生產(chǎn)和生活中的作用和意義 5 1 2 自動(dòng)晾衣架國內(nèi)研究發(fā)展情況 5 1 3 自動(dòng)晾衣架國外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 5 1 4 課題條件 9 2 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)方案及方案的對(duì)比和確定 10 2 1 方案一 10 2 2 方案二 13 2 3 方案的對(duì)比和確定 17 第 3 章 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)的計(jì)算 18 3 1 自動(dòng)晾衣架的設(shè)計(jì)參數(shù)要求 18 3 2 步進(jìn)電機(jī)的選型 18 3 3 蝸輪蝸桿減速器的計(jì)算 18 3 4 剪叉式自動(dòng)晾衣架結(jié)構(gòu)分析 21 3 5 剪叉式自動(dòng)晾衣架的運(yùn)動(dòng)分析 21 3 6 剪叉式自動(dòng)晾衣架的動(dòng)力分析 24 3 7 剪叉式自動(dòng)晾衣架參數(shù)的確定 25 3 7 1 基本幾何尺寸的確定 25 3 8 剪叉式自動(dòng)晾衣架的校核 26 3 8 1 各鉸接點(diǎn)的受力分析 26 3 8 2 各鉸接點(diǎn)銷的選擇與校核 28 3 8 3 剪叉臂的強(qiáng)度校核 29 4 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)三維建模及仿真動(dòng)畫 33 4 1 三維建模 33 4 2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的簡介 33 4 4 3 仿真動(dòng)畫 34 總結(jié) 37 致 謝 38 參考文獻(xiàn) 39 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 1 緒論 1 1 自動(dòng)晾衣架在生產(chǎn)和生活中的作用和意義 自動(dòng)晾衣架不論是在工業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活中都有著重要的作用 給我們 帶來的利益是非常的多 自動(dòng)晾衣架的功能特色是非常多的 自動(dòng)晾衣架就如電梯的 性能大同小異 我們在使用自動(dòng)晾衣架的時(shí)候也可以針對(duì)自己的需求對(duì)自動(dòng)晾衣架進(jìn) 行設(shè)置 可見自動(dòng)晾衣架對(duì)我們作用是相當(dāng)?shù)拇?自動(dòng)晾衣架在我們生產(chǎn)中的應(yīng)用已 經(jīng)非常的普遍了 而且在我們生產(chǎn)中有著重要的作用 尤其是貨物高空操作 現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展 順應(yīng)社會(huì)的需求 生產(chǎn)力不斷的加大 所以自動(dòng)晾衣架在 我們進(jìn)行高空操作的時(shí)候就給我們帶來的重要的作用 自動(dòng)晾衣架就是上下操作 而 且可以給我們提供一個(gè)安全穩(wěn)定 1 2 自動(dòng)晾衣架國內(nèi)研究發(fā)展情況 據(jù)權(quán)威媒體調(diào)查統(tǒng)計(jì) 自動(dòng)升降晾衣架市場需求量將以每年 30 的速度復(fù)數(shù)增長 這將是家裝建材行業(yè)最后一塊蛋糕 自動(dòng)升降晾衣架現(xiàn)代家庭必需品 有房就有晾衣 架 發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?隨著中國城市化進(jìn)程的快速推進(jìn) 在城市生活的人口將越來越 多 城市里每一套房子都將會(huì)安裝自動(dòng)升降晾衣架 市場容量巨大 隨著市場競爭水平不斷的提高 行業(yè)內(nèi)真正有市場運(yùn)作能力的企業(yè)將有機(jī)會(huì)形成 強(qiáng)勢突圍 引領(lǐng)行業(yè)從價(jià)格競爭到品牌競爭的良性發(fā)展 最終成為行業(yè)內(nèi)核心領(lǐng) 導(dǎo)品 牌 國內(nèi)現(xiàn)有自動(dòng)升降晾衣架配件生產(chǎn)廠商約 2000 家 市場品牌良莠不齊 99 的品 牌都停留在拼價(jià)格 拼成本的低端競爭水平 現(xiàn)有晾衣架品牌廠商幾 乎都以生產(chǎn)為主 一個(gè)企業(yè)的配件種類就多大幾千種 生產(chǎn)管理雜亂 缺少管理人才 更缺少市場營銷 人才 很少關(guān)注市場競爭 市場競爭大多停留在低價(jià)格的自 然銷售狀態(tài) 代理商個(gè) 人能力決定品牌在當(dāng)?shù)氐氖袌稣加新?1 3 自動(dòng)晾衣架國外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 在中國 晾衣架 一般意指 升降晾衣架 或所謂的自動(dòng)晾衣架 分手動(dòng) 電 動(dòng)兩種 手動(dòng) 手搖 較為普及 電動(dòng)之所以未能普及推廣 這是由于整個(gè)晾衣架行 業(yè)技術(shù)上的不成熟以及售后服務(wù)的局限 畢竟是鑲在天花板上 不像小家電一樣容 6 易搬移去維修保養(yǎng) 因而目前 還是手動(dòng) 手搖 為市場的主導(dǎo) 晾衣架行業(yè)歷史及現(xiàn)狀 晾衣架是中國一大特色產(chǎn)品 該晾衣架行業(yè)形成至今已有十多年時(shí)間 從開創(chuàng)至 今技術(shù)不斷改進(jìn)和變革 其基本組成為 手搖器 負(fù)責(zé)升降 自鎖 鋼絲 轉(zhuǎn)向器 頂座 晾桿 衣架 手搖器是晾衣架 的核心部件 相當(dāng)于汽支架的發(fā)動(dòng)機(jī) 備受關(guān) 注 經(jīng)歷了數(shù)年的磨合 晾衣架行業(yè)質(zhì)量逐漸趨向穩(wěn)定 晾衣架作為每天使用的家居用品 如今已經(jīng)成為許多家庭的生活必需品 作為消 費(fèi)者來說 選擇品牌關(guān)鍵是貨真價(jià)實(shí) 其結(jié)構(gòu) 用料 做工等均是不可或缺的商品組 成部分 質(zhì)量和售后服務(wù)更是該晾衣架行業(yè)生產(chǎn)商生存與發(fā)展的永恒構(gòu)成 晾衣架 如今 已經(jīng)不僅僅是一個(gè)晾衣服的工具 晾衣架 發(fā)展到今天 已經(jīng)不僅僅是一個(gè)晾衣服的工具 除了實(shí)用性很強(qiáng)外 更 是一個(gè)頗具裝飾性的 晾衣架行業(yè)發(fā)展及未來 晾衣架不僅僅是一個(gè)裝飾品 更是一個(gè)功能性的產(chǎn)品 目前晾衣架的功能 已經(jīng) 普遍得到消費(fèi)者的認(rèn)可 已經(jīng)形成一個(gè)晾衣架行業(yè) 回歸產(chǎn)品本身 走質(zhì)量 特色 路線 不斷改良 創(chuàng)新 引領(lǐng)晾衣架行業(yè)重新重視質(zhì)量 實(shí)用的產(chǎn)品 質(zhì)量才是永恒 的 只有質(zhì)量被大眾接收 晾衣架行業(yè)才可持續(xù)健康發(fā)展 換言之 只要功能 質(zhì)量 普遍被認(rèn)可 晾衣架將會(huì)成為居民生活一個(gè)必需品 而競爭激烈的未來 特色將是吸 引顧客的重要要素 電動(dòng)晾衣架 來自鋼絲繩手搖晾衣架的華麗蛻變 使用電機(jī)驅(qū)動(dòng) 且功能多樣 又稱 電動(dòng)晾衣機(jī) 根據(jù) 瀟湘 網(wǎng)友的研究 電動(dòng)晾衣架最精辟的定義就是升降機(jī)械 作 為家電 它的正式名稱應(yīng)該叫電動(dòng)晾衣機(jī) 第一代電動(dòng)晾衣架由主機(jī)系統(tǒng) 升降系統(tǒng) 晾衣系統(tǒng)三部分組成 主機(jī)組要由吸頂承 重 動(dòng)力系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 照明等組成 升降系統(tǒng)由鋼絲繩和鋁制 XX 伸縮架構(gòu)成 晾衣系統(tǒng)由架托和晾桿組成 電動(dòng)晾衣架的基本功能是為家庭和旅館等各類用戶提供 自動(dòng)化的晾衣 晾被等解決方案 第一代電動(dòng)晾衣架對(duì)現(xiàn)代生活最大的貢獻(xiàn)是高品質(zhì)生活的舒適性 一旦使用過電動(dòng)晾 衣架晾衣 人類就會(huì)習(xí)慣于現(xiàn)代生活 懶惰性 的愜意 對(duì)老人 小孩 孕婦 弱勢人 群而言這是一種現(xiàn)代必需型家電 電動(dòng)晾衣架集成照明 居家裝飾 安全防護(hù)等增值功能 適用于別墅 度假村 公寓 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 樓和各類中高端住宅小區(qū) 一般安裝在陽臺(tái)或者靠近窗戶的屋頂上 它是一個(gè)頗具裝 飾性的產(chǎn)品 已經(jīng)成為陽臺(tái)上一道亮麗的風(fēng)景線 第一代電動(dòng)晾衣架的散件成本大約為三百到四百元 銷售價(jià)格最高為三千多元 它創(chuàng)造了家電行業(yè)百分之一千利潤神話 毒品級(jí)的利潤吸引了大量的粗制爛造的手工 作坊加入 他們唯一的目的就是撈一把就走 根據(jù)未經(jīng)證實(shí)的國家統(tǒng)計(jì)局資料 2010 年電動(dòng)晾衣架銷售 60 萬臺(tái) 2013 年預(yù)測將達(dá) 91 萬臺(tái) 2014 年將超過百萬規(guī)模 目前 第二代電動(dòng)晾衣架已經(jīng)出現(xiàn) 產(chǎn)品高品質(zhì)高性能低成本 這是革命性的創(chuàng) 造發(fā)明 第一代電動(dòng)晾衣架經(jīng)銷商普遍采用 懶人 營銷模式 夸大產(chǎn)品功能 隱瞞產(chǎn) 品缺陷 謀求低成本低品質(zhì)高暴利高價(jià)格的營銷模式 他們往往推出了各種光怪華麗 的技術(shù)和功能指標(biāo) 1 盡量包裝電動(dòng)晾衣架的外殼 為了讓消費(fèi)者多掏錢 采用豪華的設(shè)計(jì) 用鋁鎂合金 材質(zhì)制作機(jī)身 外觀看上去經(jīng)典簡約 流線時(shí)尚 晾桿采用航空鋁材或者不銹鋼增加 視覺沖擊效果 2 最求高利潤千方百計(jì)提升利潤來源 增加各種名稱的 技術(shù) 如 智能技術(shù) 消毒 風(fēng)干 防風(fēng)架 矢量平衡升降技術(shù) 負(fù)離子凈化等等 這些功能繁雜完全是廢物功能 甚至危害人身健康 3 漏洞百出的宣傳 缺乏專業(yè)營銷廣告 沒有任何一家企業(yè)經(jīng)過信用評(píng)估 沒有任何 一家企業(yè)請(qǐng)過國家質(zhì)檢總局測試過產(chǎn)品性能 為了識(shí)別無良廠商和黑心經(jīng)銷商的宣傳 特向廣大消費(fèi)者提供第一代產(chǎn)品功能的善意 提示 A 紫外消毒功能 紫外線本身適用于餐具消毒 對(duì)衣服等消毒能力很差 這是設(shè)計(jì)者 無知用錯(cuò)了地方 紫外消毒必須垂直輻射接觸面 衣服的褶皺和垂直掛塞影響消毒效 果 至于衣物內(nèi)面更是無法消毒 在家電里面 最佳的消毒方式是在洗衣機(jī)中洗滌的同時(shí) 靠洗滌液或者消毒液對(duì) 衣物從內(nèi)到外的全方位消毒 電動(dòng)晾衣架的紫外消毒燈發(fā)出的高強(qiáng)度輻射對(duì)人或者動(dòng) 物的眼睛有嚴(yán)重危害 紫外線對(duì)皮膚有致癌作用 輻射還會(huì)對(duì)高檔毛料 絲綢 皮草 造成老化 脆化等危害 不要聽信廠商欺騙宣傳 為了自身安全千萬不要選用 如果 遇到傷害可以索取賠償 8 B 風(fēng)干和烘干系統(tǒng) 沒有正確利用水汽蒸發(fā)原理 靠電腦風(fēng)扇吹干衣服 這是一種笑 話 電動(dòng)晾衣架的本質(zhì)是利用陽光晾曬衣服 人工干衣完全可以用高效率的烘干機(jī) C 障礙安全問題 晾桿升降過程中可能會(huì)遇到障礙物或者拉扯 這個(gè)時(shí)候要及時(shí)停機(jī) 保護(hù) 目前的機(jī)械式遇阻停機(jī)功能僅能部分實(shí)現(xiàn)失載停機(jī) 如果遇到障礙物體重壓式 的晾桿障礙 還是會(huì)造成人或者機(jī)器損傷 D 風(fēng)阻安全問題 鋼絲繩和伸縮架組成的懸吊結(jié)構(gòu) 縱向和橫向擺動(dòng)大 遇到大風(fēng)不 管哪種擺動(dòng)都可能照成衣服吹落 晾桿砸壞陽臺(tái)玻璃或者傷人的問題 E 產(chǎn)品質(zhì)量問題 電動(dòng)晾衣架的行業(yè)平均全壽命使用故障在 10 左右 家電標(biāo)準(zhǔn)是千 分之三 獨(dú)立的消費(fèi)者組織評(píng)估 家電在實(shí)際使用過程中存在在不可抗拒外在力量和 顧客非法操作的情況 這不是產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)缺陷 國際水準(zhǔn)的家電的實(shí)際使用故障率 不超過 1 F 負(fù)離子功能 陽臺(tái)空氣經(jīng)常流通 質(zhì)量不差 怕的是外來污染空氣 負(fù)離子根本無 法有效凈化空氣中的有毒有害成分 目前家庭級(jí)的空氣凈化裝置從效率和成本來說都 沒有有效解決手段 這又是一個(gè)廢物功能 G 紅外遙控功能 一種最普通的家電技術(shù) 包裝后詭稱為智能控制技術(shù) 不知道智能 在哪一點(diǎn) H 節(jié)能環(huán)保 很多生產(chǎn)商連環(huán)?？茖W(xué)定義都不知道 省電不等于環(huán)保 第一代電動(dòng)晾 衣架企業(yè)沒有任何一家有能力設(shè)計(jì)出節(jié)電技術(shù) 第一代電動(dòng)晾衣架行業(yè)的企業(yè)非常弱小 絕大多數(shù)企業(yè)都是幾個(gè)人十幾個(gè)人的手工作 坊 最多企業(yè)的年產(chǎn)不過數(shù)萬臺(tái) 從業(yè)人員良莠不齊 缺乏國際水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)人員 相 比家電行業(yè)百萬的入門門檻 整個(gè)行業(yè)都是弱 小 散的發(fā)展?fàn)顟B(tài) 這些微小型企業(yè)嚴(yán)重缺乏信用機(jī)制的建立 無論廣告和產(chǎn)品都等同于保健產(chǎn)品的信用 等級(jí) 消費(fèi)者千萬要注意自我保護(hù) 國內(nèi)具備電動(dòng)晾衣機(jī)生產(chǎn)能力的廠家成百上千 大多數(shù)企業(yè)既做手搖晾衣架 同 時(shí)又做著電動(dòng)晾衣架 多數(shù)企業(yè)主是文盲和半文盲 絕大多數(shù)企業(yè)都是代工和貼牌 不 懂技術(shù)研發(fā) 不懂研發(fā)管理 有個(gè)業(yè)余級(jí)的外觀設(shè)計(jì)就以為很有實(shí)力 沒有一家企 業(yè)達(dá)到家電企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn) 沒有一家企業(yè)能夠做到 3C 整機(jī)認(rèn)證 沒有一家企業(yè)為自 己 的信用過失和技術(shù)過失向消費(fèi)者道過謙 行業(yè)發(fā)展從開拓期走向大規(guī)模制造的啟動(dòng)期 技術(shù)研發(fā)成了競爭勝負(fù)的關(guān)鍵 電動(dòng)晾 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 衣機(jī)本質(zhì)是白色家電中低檔制造工業(yè) 技術(shù)水平不需要很高 目前行業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的設(shè)計(jì)師 有人第一個(gè)完成電動(dòng)晾衣架工業(yè)行業(yè)各種定義理論研究 一門學(xué)科能成為科學(xué) 它的第一個(gè)定義必須科學(xué) 目前有人把電動(dòng)晾衣架行業(yè)理論研 究從經(jīng)驗(yàn)積累提高到現(xiàn)代工科水準(zhǔn) 有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師第一個(gè)規(guī)劃新一代產(chǎn)品的主要性能指標(biāo)和發(fā)展方向 采用歐美國 家研發(fā)競爭模式已經(jīng)開發(fā)出第二代 第三 代 第四代電動(dòng)晾衣架核心機(jī)并申請(qǐng)專利 新的換代產(chǎn)品升降平穩(wěn)迅速 安全性能達(dá)到歐美以人為本的標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品質(zhì)量等夠達(dá)到 家電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 成本一代比一代低 這是無法逾越的競爭優(yōu)勢 我們期待這個(gè)行業(yè)能 成為中國原產(chǎn)第一個(gè)的新型家電行業(yè) 也期待中國人為世界貢獻(xiàn)了第一個(gè)新的家電行 業(yè) 1 4 課題條件 自隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 社會(huì)競爭也越來越激烈 為了提高企業(yè)生 產(chǎn)速度 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 并且實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化 人們設(shè)計(jì)了可以減少人 力物力并且能夠出色完成任務(wù)的自動(dòng)晾衣架 自動(dòng)晾衣架的種類比較繁多 根據(jù)不同 的用途 自動(dòng)晾衣架的結(jié)構(gòu) 動(dòng)力傳遞形式以及規(guī)格會(huì)有不同的選擇和設(shè)計(jì) 機(jī)械傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是零件加工相對(duì)要求不高 結(jié)構(gòu)較簡單 加工容易 維修方 便 適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng) 抗沖擊性能好 可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確到位 并有自鎖功能 不污染環(huán)境 研制安全 可靠的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的剪叉式自動(dòng)晾衣架 將有利于保證高空作業(yè)的安全 具 有一定的實(shí)用價(jià)值 具體研究內(nèi)容及要求包括 1 查找相關(guān)文獻(xiàn) 分析自動(dòng)晾衣架的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 設(shè)計(jì)剪叉式自動(dòng)晾衣架的機(jī)械結(jié)構(gòu) 并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用元器件和校核結(jié)構(gòu)件 強(qiáng)度 10 2 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)方案及方案的對(duì)比和確定 2 1 方案一 從既可以升降又可以收縮這一方向 我們首先想到的是四桿機(jī)構(gòu) 如圖 1 通過雙 搖桿機(jī)構(gòu) 1 與 3 帶動(dòng) 2 由豎直位置轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置 以實(shí)現(xiàn)升降的過程 2 上帶有導(dǎo)軌 可以實(shí)現(xiàn)收縮的功能 在水平位置時(shí) 通過 4 擋板 使其固定 圖 1 講到固定的問題 我們又想到了四桿機(jī)構(gòu)中的死點(diǎn) 如圖 2 用搖桿作為原動(dòng)件可 以使其固定在陽臺(tái)外側(cè) 圖 2 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 傳動(dòng)問題 我們想到可以用直齒輪傳動(dòng) 蝸輪蝸桿 斜齒輪傳動(dòng)等 原動(dòng)力的提 供 可以通過電機(jī) 或者人工手柄的形式 圖 3 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 圖 3 綜合以上的想法 我們有了初步的目標(biāo) 即通過電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng) 使蝸輪蝸桿傳動(dòng) 帶動(dòng)四桿轉(zhuǎn)動(dòng) 從而帶動(dòng)衣架上升 再利用死點(diǎn)使其固定在最高點(diǎn) 再通過拉動(dòng)繩索 通過滑輪使裝在帶有導(dǎo)軌的連桿上的晾衣桿運(yùn)動(dòng) 圖 4 是在最低點(diǎn)時(shí)掛衣服狀態(tài) 圖 4 掛好衣服后 通電后 電動(dòng)機(jī)工作 帶動(dòng)晾衣架轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn) 圖 5 是在最高點(diǎn) 并且在陽臺(tái)外側(cè)晾曬的狀態(tài) 若為陰天 則可以通過手動(dòng)的方式 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 利用摩 擦力的作用 使得繩子帶動(dòng)晾衣桿 2 運(yùn)動(dòng)到陽臺(tái)內(nèi)側(cè) 避免淋雨 12 圖 5 圖 6 圖 6 側(cè)為俯視圖 此時(shí)晾衣桿在陽臺(tái)內(nèi)側(cè) 右側(cè)的圖為手動(dòng)機(jī)構(gòu)以解決滑動(dòng)的問 題 工作原理 過程一 過程二 電動(dòng)機(jī) 減速器 蝸桿 衣架轉(zhuǎn) 動(dòng) 手柄 蝸桿 蝸輪 圓盤 曬衣桿滑 動(dòng) 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 過程一通過 9 綜合箱體 含有電動(dòng)機(jī)和減速器 的作用 帶動(dòng) 10 蝸桿運(yùn)動(dòng) 從而帶動(dòng) 8 渦輪的運(yùn)動(dòng) 焊接在蝸輪上的 5 搖桿也隨著蝸輪運(yùn)動(dòng) 就帶動(dòng)整個(gè) 晾衣架的運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)升降的問題 在最高點(diǎn)時(shí)處于在陽臺(tái)外側(cè)工作狀態(tài) 陰天時(shí) 不讓衣物在陽臺(tái)外側(cè) 通過過程二 通過手柄的搖動(dòng) 使蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng) 帶動(dòng) 蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng) 黏貼在蝸輪上的 14 圓盤也隨著渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng) 18 繃直的繩子在 摩擦力的作用下帶動(dòng) 2 桿 曬衣桿 滑動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)收縮的功能 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 圖 7 圖 7 2 2 方案二 設(shè)計(jì)思路 通過在網(wǎng)上的資料收集 我們小組發(fā)現(xiàn)目前市場上賣的伸縮晾衣架大部分是用幾 組桿鉸接而成的 如圖 8 圖 8 但上訴的機(jī)構(gòu)只能滿足伸縮的要求 所以我們想到螺孔與螺釘?shù)呐浜?把伸縮機(jī) 構(gòu)裝置在帶有螺紋的桿件上 通過轉(zhuǎn)動(dòng)桿件使得整個(gè)機(jī)構(gòu)上升 如圖 9 示 14 圖 9 綜上所述 我們小組所想的第二個(gè)方案可分為兩個(gè)部分 一是通過手柄控制晾衣 架的收縮 二是通過電機(jī)帶動(dòng)控制晾衣架的升降 如圖 10 該圖為裝在墻壁的左側(cè)機(jī) 構(gòu) 該機(jī)構(gòu)為整個(gè)晾衣架機(jī)構(gòu)收縮的主動(dòng)機(jī)構(gòu) 通過手柄帶動(dòng)左側(cè)的絲桿 13 轉(zhuǎn)動(dòng) 使兩邊的連桿活動(dòng)基座 9 上升 從而帶動(dòng)伸縮 左右兩側(cè)都裝有電動(dòng)機(jī) 是對(duì)升降 提供動(dòng)力 圖 11 圖 12 分別是中間機(jī)構(gòu)和右側(cè)機(jī)構(gòu) 圖 10 左側(cè)機(jī)構(gòu) 圖 11 中間機(jī)構(gòu) 晾衣架 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 圖 12 右側(cè)機(jī)構(gòu) 圖 13 為整個(gè)晾衣架的斜視圖 圖 13 運(yùn)動(dòng)原理 升降過程 伸縮過程 伸縮 主要由主機(jī)架 4 衣架連桿 6 旋轉(zhuǎn)絲桿 13 連桿活動(dòng)基座 9 橫向晾衣桿 15 以及左側(cè)導(dǎo)向軌 10 和右側(cè)導(dǎo)向軌 20 構(gòu)成 在主機(jī)架 4 的 前端面上 上部導(dǎo)向軌固定基座 5 和下部導(dǎo)向軌固定基座 11 分別將左側(cè)導(dǎo)向軌 10 和右側(cè)導(dǎo)向軌 20 固定 左側(cè)導(dǎo)向軌 10 和右側(cè)導(dǎo)向軌 20 同時(shí)穿過連 電動(dòng)機(jī) 圓錐齒輪 傳動(dòng) 旋轉(zhuǎn)絲桿轉(zhuǎn) 動(dòng) 伸縮機(jī)架升 降 手柄轉(zhuǎn) 動(dòng) 旋轉(zhuǎn)絲桿轉(zhuǎn) 動(dòng) 活動(dòng)基座升 降 晾衣桿伸縮 16 桿活動(dòng)基座 9 內(nèi)部的光孔 連桿活動(dòng)基座 9 可以在左側(cè)導(dǎo)向軌 10 和右側(cè)導(dǎo) 向軌 20 垂直滑動(dòng)上 衣架連桿中心銷軸 7 穿過衣架連桿 6 上的衣架連桿中 心軸孔 8 將兩個(gè)衣架連桿 6 相鉸連 兩個(gè)相互鉸連后的衣架連桿 6 又通過衣 架連桿端部連接軸孔 16 和橫向晾衣桿 15 相互鉸連 最后 鉸連后的衣架連桿 6 一端與上部導(dǎo)向軌固定基座 5 相鉸連 另一端與連桿活動(dòng)基座 9 相鉸連 旋轉(zhuǎn)絲桿 13 穿過連桿活動(dòng)基座 9 側(cè)面的螺紋孔 并通過絲桿上端固定基座 14 和絲桿下端固定基座 19 固定在主機(jī)架 4 的右側(cè)端面上 使用時(shí) 先利用 水平固定架 1 和垂直固定架 12 將主機(jī)架 4 固定 將需要晾曬的衣物放置在 橫向晾衣桿 15 上 轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輪 3 可以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)絲桿 13 旋轉(zhuǎn) 在旋轉(zhuǎn)絲桿 13 螺紋摩擦力的作用下 連桿活動(dòng)基座 9 在左側(cè)導(dǎo)向軌 10 和右側(cè)導(dǎo)向軌 20 垂直滑動(dòng)上 連桿活動(dòng)基座 9 又帶動(dòng)了鉸連后的衣架連桿 6 之間的鉸連 運(yùn)動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)了晾衣架可以伸縮的目的 升降 把伸縮的主機(jī)架 4 固定于升降機(jī)架 把帶有螺紋瞳孔的水平固定架 1 與長旋轉(zhuǎn)絲桿 26 配合 在電動(dòng)機(jī) 23 的帶動(dòng)下 使圓錐齒輪 25 轉(zhuǎn)動(dòng) 再帶動(dòng)圓錐齒輪 22 從而使長旋轉(zhuǎn)絲桿運(yùn)動(dòng) 使得 伸縮裝置可以升降 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 伸縮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 圖 14 圖 14 升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 圖 15 圖 15 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 2 3 方案的對(duì)比和確定 具體方案 比較內(nèi)容 方案一 方案二 美觀程度 一般 較美觀 運(yùn)動(dòng)難易程度 較容易 較費(fèi)力 性價(jià)比 較高 較低 效率 較高 中等 占地空間 較大 較小 通過比較 主要考慮成本問題和運(yùn)動(dòng)難易程度問題 決定在第 2 種方案進(jìn)行改進(jìn) 通過電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制操作 實(shí)物圖片 18 第 3 章 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)主要結(jié)構(gòu)的計(jì)算 3 1 自動(dòng)晾衣架的設(shè)計(jì)參數(shù)要求 載重量為 50Kg 上升高度最小為 0 5m 上升速度 0 2m s 3 2 步進(jìn)電機(jī)的選型 根據(jù) P FV 50X10X0 2m s 100W 所以可以選擇下面的步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 型號(hào) 電壓 頻率 轉(zhuǎn)速 輸入電流 110TD 1 220V 50HZ 60r min 0 6A 輸入功率 轉(zhuǎn)矩 外形尺寸 110W 2 92N m 23015 3 3 蝸輪蝸桿減速器的計(jì)算 選取傳動(dòng)比 自鎖 蝸桿頭數(shù) 蝸桿分度圓直徑 蝸輪齒數(shù)62i z 135 dm 變位系數(shù) 模數(shù) 中心距 26z0 15x 2m80a 計(jì)算得蝸輪蝸桿以下數(shù)據(jù) 蝸輪分度圓直徑 2124dmzadx 齒頂圓直徑 1135 1239 5ah 蝸牛桿齒根圓直徑 0 7facm 蝸桿齒根高 10 2 4facm 蝸牛桿齒頂高 1fh 蝸桿軸向齒距 26 8Lp 蝸桿導(dǎo)程角 1ztgq 135 7 1 8dm 13 278tg 蝸桿寬度 162b 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 蝸輪齒頂高 2210 25 fahmxm 蝸輪齒高 54f 蝸輪齒根高 22 215fac 蝸輪齒根圓直徑 11597ffdh 蝸輪齒寬 20 59 3bmqm 蝸輪齒寬角 21arcsin6 5bd 材料選擇 表面淬火 鋼 硬度 HRC50 55 4 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 310 HEZATKa limin HphHZS 材料彈性系數(shù) 表 E2 51 47EMp 接觸系數(shù) 根據(jù)蝸桿的類型及蝸桿分度圓直徑與中 心距比 值 查圖 1 da 92 Z 嚙合中心距 a80m 蝸牛輪矩 ZT2 7ZTN 使用系數(shù) 查表 AK4 1 5AK 使用接觸應(yīng)力Hp 蝸牛輪輪齒材料接觸疲勞極限 查表 2 5 1 limli265HaMp 壽命系數(shù) 取hZ0 1 6hhZL 3hZ 轉(zhuǎn)速系數(shù) n 82 7n 最小安全系數(shù) 取minHSmin1 3HS min1 2HS 計(jì)算 31472 0 715 80 91H aMp 653 2 p a 20 即 齒面接觸強(qiáng)度符合條件 Hp 蝸輪輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 由于蝸牛輪輪齒的齒形比較復(fù)雜 要精確計(jì)算比較困難 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明 齒根 彎曲強(qiáng)度主要與模數(shù) m 和齒寬 這兩個(gè)主要的幾何參數(shù)有關(guān) 故可用簡單條件計(jì)算法2b 來校核 2tAPFKU 158 3PU 蝸輪的圓周力 2t 21 0716 35 tTFNd 使用系數(shù) AK 5AK 蝸桿軸向模數(shù) m2m 蝸輪齒寬 2b219 3b 許用系數(shù)pU 輪齒彎曲計(jì)算時(shí)的極限U系數(shù) 查表25 1 lim lim15U 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) 取 取inFS in 7FS in1 3F 計(jì)算 16 54 329U 58 P 可見 蝸輪輪齒彎曲強(qiáng)度條件符合 P 蝸桿軸的剛度計(jì)算 剛度不足會(huì)導(dǎo)致蝸桿副的不常嚙合 造成偏載 加劇磨損 故應(yīng)驗(yàn)算蝸桿軸的 剛度 蝸桿軸的最大撓度 m 31li48trFLyyEI 蝸桿圓周力 N 1t 126 tTFNd 蝸桿徑向力 N rF 31an3 5ta201 rx N 蝸桿材料的彈性模量 對(duì)于鋼1E16EMp 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 蝸桿危險(xiǎn)截面處的慣性矩 I 444125 96326mdIm 蝸桿軸承間的跨距 計(jì)算時(shí)可以取 取1 3L La 極限撓度 淬硬蝸桿limylim0 408y 計(jì)算 3216 180 27480496yI li 蝸桿剛度條件符合 3 4 剪叉式自動(dòng)晾衣架結(jié)構(gòu)分析 為了保證工作更加安全 剪叉臂與水平的最大允許角度為 45 如 圖 4 1 所 示 臂 AE CE BD BF 均 相 等 剪 叉 臂 AE 和 BF 通 過 H 點(diǎn) 鉸 接 臂 BD 和 F 點(diǎn) 與 鉸 接 C 點(diǎn) 與 托 架 鉸 接 鉸 接 點(diǎn) A 在 N 的 作 用 下 能 夠 在 水 平 滑 槽 中 移 動(dòng) 另 外 鉸 接 點(diǎn) D 也 能 水 平 移 動(dòng) 且 與 A 點(diǎn) 的 運(yùn) 動(dòng) 方 向 相 反 由 于 點(diǎn) A 和 D 的 移 動(dòng) 從 而 支 架 廂 在 垂 直 面 內(nèi) 升 降 并 伴 隨 有 少 量 水 平 位 移 3 5 剪叉式自動(dòng)晾衣架的運(yùn)動(dòng)分析 在 上 升 過 程 中 以 一 定 的 速 度 推 動(dòng) 滑 快 A 向 后 移 動(dòng) A 點(diǎn) 的 速 度 為 A 由 于 A 點(diǎn) 的 水 平 移 動(dòng) 帶 動(dòng) 雙 級(jí) 剪 式 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 從 而 使 得 BFA 發(fā) 生 變 化 即 由 初 始 位 置 的 0 變 為 1 0 因 為 剪 式 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 帶 動(dòng) 點(diǎn) D 同 時(shí) 向 上 22 和 向 前 移 動(dòng) 所 以 臺(tái) 面 DF 在 整 個(gè) 過 程 中 向 上 向 后 移 動(dòng) 傾 斜 做 準(zhǔn) 備 其 中 點(diǎn) B 和 點(diǎn) H 的 瞬 時(shí) 速 度 分 別 為 B 和 H 點(diǎn) D 的 水 平 和 垂 直 速 度 分 別 為 Dx 和 Dy 支 架 廂 支 撐 臺(tái) 面 的 水 平 和 垂 直 平 移 速 度 分 別 為 X 和 Y 桿 BF 上 B 點(diǎn) H 點(diǎn) 的 瞬 時(shí) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 中 心 都 為 F 點(diǎn) 從 而 可 求 得 取 移 動(dòng) 的 方 向 為 正 方 向 即 水 平 向 右 和 垂 直 向 上 為 正 向 其 運(yùn) 動(dòng) 簡 圖 如 圖 4 2 所 示 B 點(diǎn) 的 運(yùn) 動(dòng) 速 度 B lV 4 1 00sinsinlX 圖 4 2 剪叉式自動(dòng)晾衣架運(yùn)動(dòng)分析簡圖 4 2 00coscoslVBY 點(diǎn) H 分 別 相 對(duì) 于 點(diǎn) A F 以 相 同 的 角 速 度 轉(zhuǎn) 動(dòng) 其 中 點(diǎn) A 又 以 速 度 A 水 平 移 動(dòng) 而 點(diǎn) F 靜 止 不 動(dòng) 于 是 可 得 H 點(diǎn) 相 對(duì) 于 點(diǎn) F 的 運(yùn) 動(dòng) 速 度 HF lVF 21 4 3 0sinXH 4 4 colYF 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 H 點(diǎn) 相 對(duì) 于 點(diǎn) A 以 角 速 度 運(yùn) 動(dòng) 的 速 度 HA lVA 21 4 5 0sinHX 4 6 co lYA 則 點(diǎn) H 的 水 平 和 垂 直 速 度 和 XHVY 4 7 AFAVVXXX 4 8 0coslYYY 且 XXHYYHF 則 4 9 0sin2lVXFA D 點(diǎn) 相 對(duì) 于 B 點(diǎn) 以 角 速 度 轉(zhuǎn) 動(dòng) 則 D 點(diǎn) 速 度 DVlB 4 10 0siX 4 11 將 式 colVYD 4 1 4 2 代 入 上 式 可 得 4 12 0cslYYXBD D 點(diǎn) 的 升 降 速 度 與 支 架 廂 支 撐 臺(tái) 面 的 升 降 速 度 一 致 因 此 臺(tái) 面 上 升 速 度 4 13 0os2lVY 由 于 等 臂 雙 級(jí) 剪 式 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 特 點(diǎn) 點(diǎn) A B C 始 終 在 一 條 垂 直 線 上 24 同 樣 點(diǎn) D E F 也 始 終 在 同 一 鉛 垂 線 上 從 上 述 計(jì) 算 中 可 以 發(fā) 現(xiàn) 在 支 架 廂 被 舉 升 的 整 個(gè) 過 程 中 點(diǎn) D E F 沒 有 發(fā) 生 位 移 即 D E F 三 點(diǎn) 只 在 垂 直 方 向 上 有 位 移 那 么 支 架 廂 在 舉 升 過 程 中 的 水 平 移 動(dòng) 量 只 取 決 于 點(diǎn) A 的 水 平 移 動(dòng) 量 則 臺(tái) 面 的 水 平 運(yùn) 動(dòng) 速 度 XVA 又 因 為 滑 快 A 由 油 缸 直 接 水 平 推 動(dòng) 所 以 油 缸 活 塞 的 運(yùn) 動(dòng) 速 度 塞V 0sinl塞 則 4 14 0tan21YV塞 4 15 co塞 4 16 01si l塞 3 6 剪叉式自動(dòng)晾衣架的動(dòng)力分析 剪 式 剪 叉 式 自 動(dòng) 晾 衣 架 不 計(jì) 剪 式 機(jī) 構(gòu) 的 重 力 和 各 種 摩 擦 力 則 該 質(zhì) 點(diǎn) 系 具 有 理 想 約 束 因 此 可 以 用 虛 位 移 原 理 求 解 其 所 受 各 力 的 相 互 關(guān) 系 虛 位 移 原 理 又 稱 分 析 靜 力 學(xué) 的 原 理 是 所 有 作 用 在 質(zhì) 點(diǎn) 系 上 的 主 動(dòng) 力 對(duì) 其 作 用 點(diǎn) 的 虛 位 移 所 作 的 虛 功 之 和 為 零 對(duì) n 個(gè) 質(zhì) 點(diǎn) 組 成 的 質(zhì) 點(diǎn) 系 其 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 為 4 17 01 niriF 式 中 Fi 和 ri 分 別 表 示 第 i 個(gè) 力 和 它 的 虛 位 移 圖 4 3 中 雙 級(jí) 剪 式 剪 叉 式 自 動(dòng) 晾 衣 架 所 受 的 主 動(dòng) 力 為 重 力 G 包 括 裝 載 質(zhì) 量 me 支 架 廂 質(zhì) 量 m1 支 架 廂 支 撐 臺(tái) 面 質(zhì) 量 m2 和 水 平 油 缸 的 水 平 推 力 FN 由 虛 位 移 原 理 可 得0 1 niriF 4 18 rgfNG 上 式 中 兩 虛 位 移 的 關(guān) 系 00sinsi2co lrgf 則 4 19 00cosinsi2GFN 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 由 式 4 19 可 知 在 一 定 裝 載 質(zhì) 量 的 情 況 下 油 缸 活 塞 對(duì) 滑 塊 A 的 水 平 推 力 隨 角 度 為 桿 BF 繞 點(diǎn) F 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 變 化 而 變 化 根 據(jù) 設(shè) 計(jì)NF 要 求 的 荷 重 和 剪 叉 機(jī) 構(gòu) 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 可 求 出 在 整 個(gè) 升 程 范 圍 內(nèi) 油 缸 活 塞 的 推 力 以 此 作 為 油 缸 選 擇 設(shè) 計(jì) 的 依 據(jù) 3 7 剪叉式自動(dòng)晾衣架參數(shù)的確定 3 7 1 基本幾何尺寸的確定 如 圖 4 4 所 示 AC CE BD BF 為 桿 長 相 等 的 四 桿 AE 與 BF CE 與 BD 鉸 接 與 中 點(diǎn) H G A D 為 滑 動(dòng) 鉸 接 設(shè) 初 始 位 置 當(dāng) 到 達(dá) 最 大 升 程 時(shí) lBDCEA 0 BFA1 BFA 由 幾 何 關(guān) 系 可 得 4 20 01maxsini2 lS 4 21 0co 為 了 使 整 個(gè) 剪 叉 式 自 動(dòng) 晾 衣 架 不 底 部 安 裝 空 間 需 滿 足 4 22 dHl 0sin 4 23 Lc 取 聯(lián) 立 4 20 4 21 4 22 4 23 求 解 并 圓 整50i2 l 得 26 8 21930657 mal 3 8 剪叉式自動(dòng)晾衣架的校核 本 次 設(shè) 計(jì) 的 雙 級(jí) 剪 式 剪 叉 式 自 動(dòng) 晾 衣 架 各 鉸 接 點(diǎn) 均 采 用 同 型 號(hào) 的 雙 頭 螺 紋 銷 連 接 因 此 在 對(duì) 該 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 校 核 的 時(shí) 候 除 了 要 對(duì) 剪 叉 臂 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 校 核 外 還 要 對(duì) 各 鉸 接 點(diǎn) 的 銷 軸 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 校 核 由 于 在 該 機(jī) 構(gòu) 的 運(yùn) 動(dòng) 過 程 中 各 鉸 接 點(diǎn) 的 受 力 在 不 斷 變 化 只 需 最 大 受 力 點(diǎn) 進(jìn) 行 校 核 3 8 1 各鉸接點(diǎn)的受力分析 結(jié) 合 雙 級(jí) 剪 式 剪 叉 式 自 動(dòng) 晾 衣 架 的 結(jié) 構(gòu) 和 運(yùn) 動(dòng) 特 點(diǎn) 對(duì) 其 進(jìn) 行 整 體 受 力 分 析 如 圖 4 5 所 示 設(shè) 貨 物 重 心 與 C 點(diǎn) 的 距 離 K A D 點(diǎn) 的 滑 動(dòng) 摩 擦 系 數(shù) f 不 計(jì) 雙 級(jí) 剪 式 機(jī) 構(gòu) 的 自 身 重 力 和 內(nèi) 部 摩 擦 力 將 貨 物 對(duì) 該 機(jī) 構(gòu) 的 作 用 力 分 解 到 C D 兩 點(diǎn) 上 根 據(jù) 力 學(xué) 定 理 可 得 4 25 cos2 lkGFCY 4 26 D 4 27 flkfDYXC cos2 將 剪 式 機(jī) 構(gòu) 看 作 一 個(gè) 整 體 根 據(jù) 力 學(xué) 定 理 可 得 A F 點(diǎn) 的 受 力 情 況 4 28 cos2 lGFAY 4 29 flkfX 4 30 cs lkFY 4 31 PflkGPAX cos2 對(duì) 臂 AHE 及 CGE 隔 離 受 力 分 析 如 圖 4 6 所 示 根 據(jù) 力 學(xué) 定 理 可 得 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 0 XF 0EXAHXGCFPF 則 4 32 AXHEXGC 0 YF 0HYEAYGCF 則 4 33 AYHEYCG 聯(lián) 立 式 4 32 和 4 33 得 4 34 AYCGYHXXFFP 對(duì) E 點(diǎn) 取 矩 0M 4 35 0cos2sin2sinsicosco lFllPlFl l HYHXAXAY GGYC 將 式 4 25 4 26 4 28 4 29 及 4 34 代 入 式 4 35 則 圖 4 6 剪叉臂受力簡圖 a 28 4 36 241cos2PfGlfkFtglGXY 4 37 fflktgHXY 2341cos2 4 38 tgfGlkFPfEYX4cos241 以 臂 BGD 為 隔 離 研 究 對(duì) 象 如 圖 4 7 所 示 則 4 39 tgfGlkGFPfBYX412cos241 3 8 2 各鉸接點(diǎn)銷的選擇與校核 考 慮 到 整 體 布 局 需 要 以 及 結(jié) 合 裝 配 草 圖 根 據(jù) 摩 擦 副 的 特 性 取 3 0 f 對(duì) 上 述 各 鉸 接 點(diǎn) 在 任 意 角 度 時(shí) 的 計(jì) 算 公 式 的 分 析 計(jì) 算 可 知 H 點(diǎn) 承 受 的 作 用 力 最 大 且 當(dāng) 時(shí) 作 用 在 H 點(diǎn) 的 力 最 大 9 3 由 式 4 37 知 當(dāng) 時(shí) 圖 4 7 剪叉臂受力簡圖 b 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 KN7 416 HXF KN93Y 銷 軸 均 用 45 鋼 制 造 作 調(diào) 質(zhì) 處 理 其 屈 服 強(qiáng) 度 355MPa 選 擇 安 全s 系 數(shù) 為 2 其 許 用 剪 切 應(yīng) 力 0 5 177 5MPa 考 慮 到 生 產(chǎn) 制 造 的 方 便 s 節(jié) 省 制 造 工 時(shí) 在 使 用 材 料 允 許 的 條 件 下 該 機(jī) 構(gòu) 交 接 的 雙 頭 螺 紋 銷 均 采 用 同 一 直 徑 取 mm 60 MPa2 1480314 9 66222 RPF 因 此 該 機(jī) 構(gòu) 所 有 鉸 接 點(diǎn) 選 用 的 銷 均 滿 足 強(qiáng) 度 要 求 3 8 3 剪叉臂的強(qiáng)度校核 由圖 3 9 和圖 3 10 可知 內(nèi)剪叉臂 aed 受力要遠(yuǎn)大大于外剪叉臂 bec 所以這里只 校核外臂 外剪叉臂受力如圖 3 1 所示 又由圖 4 8 可知 的角度越小 則推力 的 T 值越大 若 取最大值時(shí)滿足強(qiáng)度要求 則該剪叉臂即滿足強(qiáng)度要求 當(dāng)機(jī)構(gòu)在最低T 位置時(shí) 的值最小 即 值最大 參照?qǐng)D 3 1 剪叉臂所受的力都與剪叉臂有一定的 T 夾角 為方便受力分析 將所有的力都按沿剪叉臂方向和垂直剪叉臂方向分解 有下 列式子 7 1 cossin1xcyF 7 2 i2 7 3 ssi1exey 7 4 inco2 7 5 s 1 TFg 7 6 in2 7 7 sico1dydx 7 8 i2F 30 圖 3 1 內(nèi)剪叉臂 aed 受力圖 各力分解后的受力圖如圖 3 2 a 所示 彎矩圖見圖 3 2 c 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 圖 3 2 內(nèi)剪叉臂 aed 的軸向及徑向分解受力圖 剪叉臂的 g 處由于是有一個(gè)肋板作用 可看作力 作用在剪叉臂上為均布載荷2 T 由圖 3 2 c 中可知 最大彎矩發(fā)生在 k 點(diǎn)處 但需校核 e k 兩點(diǎn)處的強(qiáng)度 且q 圖中有 又已知剪叉臂的橫截面寬和高分別為mlq20 l1062gqFl 如圖 3 3 所示 圖 3 3 a 是 e 點(diǎn)處的截面圖 bhd2 圖 3 3 b 是 k 點(diǎn)處的截面圖 e 點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 363922332121 107 1060 1 mbdhbhdIWz k 點(diǎn)處的抗彎截面系數(shù)為 363922 10260mbhk 圖 3 3 剪叉臂 e k 兩點(diǎn)處的截面圖 因?yàn)楫?dāng) 時(shí) 此時(shí) e k 兩點(diǎn)的彎矩最大 且由式 7 8 得 6 NFd291 則NFg97 832 mmNlFlMqgqdk 843 06 097 68330 291 22maxLe 7856 045 1 32 MPaaWMkk 74 15012843 6maxax ee 7 56axax 選擇材料為 參照參考文獻(xiàn) 1 所以是安全的 23QPab25 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 4 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)三維建模及仿真動(dòng)畫 4 1 三維建模 把自動(dòng)晾衣架各個(gè)零件裝配起來組成一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)圖 如下圖 圖 5 20 自動(dòng)晾衣架模型圖 4 2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的簡介 機(jī)構(gòu)是由構(gòu)建組合而成的 而每個(gè)構(gòu)件都以一定的方式至少與另一個(gè)構(gòu)件相連接 這種連接 既使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸 又使兩個(gè)構(gòu)件能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的前提就是要?jiǎng)?chuàng)建機(jī)構(gòu) 創(chuàng)建機(jī)構(gòu)與零件裝配都是將單個(gè)零部 件組裝成一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)模型 因此兩者有很多相似之處 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真與零件裝配 兩者都在組建模式下進(jìn)行 創(chuàng)建機(jī)構(gòu)是利用操控板中 的 預(yù)定義連接集 列表選擇預(yù)定義的連接集 而零件裝配是利用操控板中的 用戶定義 飛連接集 來安裝各個(gè)零部件 由零件裝配得到的裝配體 其內(nèi)部的零部件之間沒有相 對(duì)運(yùn)動(dòng) 而由連接得到的機(jī)構(gòu) 其內(nèi)部的構(gòu)件之間家可以產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 以下就簡單介紹一下機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的基本術(shù)語 UCS 用戶坐標(biāo)系 WCS 全局坐標(biāo)系 組件的全局坐標(biāo)系 它包括用于組件及該組件內(nèi)所有主體的 34 全局坐標(biāo)系 放置約束 組建中放置元件并限制該元件在組件中運(yùn)動(dòng)的圖元 環(huán)連接 添加后使連接主體鏈中形成環(huán)的連接 自由度 確定一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng) 或狀態(tài) 所必須的獨(dú)立參變量 連接的作用是約 束主體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 減少系統(tǒng)可能的總自由度 主體 機(jī)構(gòu)模型的基本元件 主體是受嚴(yán)格控制的一組零件 在組內(nèi)沒有自由度 基礎(chǔ) 不運(yùn)動(dòng)的主體 即大地或者機(jī)架 其他主體相對(duì)于基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng) 在仿真 時(shí) 可以定義多個(gè)基礎(chǔ) 預(yù)定義的連接集 預(yù)定義的連接集可以定義實(shí)用哪些放置約束在模型中放置元件 限制主體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 減少系統(tǒng)可能的總自由度及定義元件在機(jī)構(gòu)中可能具有的 運(yùn)動(dòng)類型 拖動(dòng) 在圖形窗口上 用鼠標(biāo)拾取并移動(dòng)機(jī)構(gòu) 回放 記錄并重放分析運(yùn)動(dòng)的操作技能 伺服電動(dòng)機(jī) 定義一個(gè)主體相對(duì)于另一個(gè)主體運(yùn)動(dòng)的方式 執(zhí)行電動(dòng)機(jī) 作用于旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動(dòng)軸上而引起運(yùn)動(dòng)的力 在機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)研究中 用戶可以通過對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng) 使其隨伺服電動(dòng)機(jī)一起 移動(dòng) 并且在不考慮作用于系統(tǒng)上的力的情況下分析其運(yùn)動(dòng) 使用運(yùn)動(dòng)分析可以觀察 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 并測量主體位置 速度和加速度的改變 然后用圖標(biāo)表達(dá)這些測量 或 者創(chuàng)建軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)包絡(luò) 根據(jù)以上分析 機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真總體上可以分為六個(gè)部分 創(chuàng)建圖元 檢測模型 添加建模圖元 準(zhǔn)備分析 分析模型和獲取結(jié)果 9 4 3 仿真動(dòng)畫 首先定義伺服電動(dòng)機(jī) 確定運(yùn)動(dòng)軸及運(yùn)動(dòng)方向 其次是定義輪廓中的速度 此速 度為小齒輪也就是主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 單位為 此速度是根據(jù)從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速來確定的 s 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 圖 4 1 電機(jī)轉(zhuǎn)速 然后在類型中選定運(yùn)動(dòng)學(xué) 在分析定義中輸入周期 1 25 為了測量精確 把幀數(shù) 改為 100 則最小間隔為 0 01 然后點(diǎn)擊運(yùn)行即可運(yùn)行 接著就是測出位移 速度 加速度曲線 只需要點(diǎn)擊測量結(jié)果即可繪出曲線 具體步驟如下圖 6 2 所示 圖 4 2 分析定義 36 自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 37 總結(jié) 經(jīng)過幾個(gè)月的時(shí)間 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了 這段時(shí)間里 我們付出了很多 也收獲了很多 我們遇到了很多困難 也得到了很多幫助 大學(xué)就這樣要過去了 我 們能有這樣的付出和收獲 我們感到滿足 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使大學(xué)四年里學(xué)到的 東西重新得到鞏固并在一些方面有了更新的認(rèn)識(shí) 剛拿到這個(gè)題目時(shí)不知道這是什么 只記得以前做實(shí)驗(yàn)時(shí)用過 也沒注意具體是什么結(jié)構(gòu) 經(jīng)過開始一段時(shí)間的調(diào)研 上 網(wǎng)查找 到實(shí)驗(yàn)室實(shí)地觀察 請(qǐng)教老師 一系列問題得到解決 具體方案越來越清晰 到最后各結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等 這些將以前學(xué)過的東西全都融合起來 使我們對(duì)所接觸到的 知識(shí)的理解更加深入 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 XX 老師和同學(xué)們給了很大的幫助 很多以前自己忽略的東西 經(jīng)過老師 同學(xué)的提示有了新的體會(huì) 使所學(xué)知識(shí)更加鞏固 畢業(yè)后就要參加工作 應(yīng)該會(huì)遇到更多的困難 我們相信在大學(xué)里學(xué)到的這些知識(shí) 能夠使我們更容易接受 新的知識(shí) 學(xué)習(xí)新的技能 更快的適應(yīng)新的工作 新的環(huán)境 感謝學(xué)院各位老師的培養(yǎng) 感謝老師的評(píng)閱 38 致 謝 我要感謝我的指導(dǎo)教師 XX 老師 老師雖身負(fù)教學(xué) 科研重任 仍抽出時(shí)間 不時(shí) 召集我和同門以督責(zé)課業(yè) 從初稿到定稿 不厭其煩 一審再審 大到篇章布局的偏 頗 小到語句格式的瑕疵 都一一予以指出 是他傳授給我方方面面的知識(shí) 拓寬了 我的知識(shí)面 培養(yǎng)了我的功底 對(duì)論文的完成不無裨益 我還要感謝學(xué)院所有教過我 的老師 是你們讓我成熟成長 感謝學(xué)院的各位工作人員 他細(xì)致的工作使我和同學(xué) 們的學(xué)習(xí)和生活井然有序 但寫作過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之 不去 論文寫作的過程并不輕松 工作的壓力時(shí)時(shí)襲擾 知識(shí)的積累尚欠火候 于是 我只能一次次埋頭于圖書館中 一次次在深夜奮筆疾書 第一次花費(fèi)如此長的時(shí)間和 如此多的精力 完成一篇具有一定學(xué)術(shù)價(jià)值的論文 其中的艱辛與困難難以訴說 但 曲終幕落后留下的滋味 值得我一生慢慢品嘗 四年的艱苦跋涉 幾個(gè)月的精心準(zhǔn)備 畢業(yè)論文終于到了劃句號(hào)的時(shí)候 心頭照 例該如釋重負(fù) 敲完最后一個(gè)字符 重新從頭細(xì)細(xì)閱讀早已不陌生的文字 我感觸頗 多 雖然其中沒有什么值得特別炫耀的成果 但對(duì)我而言 是寶貴的 它是無數(shù)教誨 關(guān)愛和幫助的結(jié)果 謹(jǐn)向我的父母和家人表示誠摯的謝意 他們是我生命中永遠(yuǎn)的依靠和支持 他們 無微不至的關(guān)懷 是我前進(jìn)的動(dòng)力 他們的殷殷希望 激發(fā)我不斷前行 沒有他們就 沒有我 我的點(diǎn)滴成就都來自他們 39 參考文獻(xiàn) 1 現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 2 全國最新機(jī)電產(chǎn)品大全 北京笠學(xué)技術(shù)出版社 3 機(jī)械設(shè)計(jì) 潭慶昌 編 高等教育出版社 4 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊 成大先 編 化學(xué)工業(yè)出版社 5 常用軸承技術(shù)手冊 卜炎 編 機(jī)械工業(yè)出版社 6 滾動(dòng)軸承產(chǎn)品樣本 中國工業(yè)出版社 7 中國機(jī)電產(chǎn)品目錄 國家機(jī)械工業(yè)局 編 機(jī)械工業(yè)出版社 8 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版式社 9 材料力學(xué) 吉林科學(xué)出版社 10 機(jī)械設(shè)計(jì) 譚慶昌 趙洪志主編 北京 高等教育出版社 2004 7 11 工程分析及電子樣機(jī)模擬 CATIA V5 在工程實(shí)踐中的應(yīng)該 高秀華等編著 北 京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 8 12 材料力學(xué) 聶毓琴 孟廣偉主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 2 13 機(jī)電傳動(dòng)控制 鄧星鐘 主編 武漢 華中科技大學(xué)出版社 2001 3