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1、 作品名稱(chēng)：防雨防曝曬可滑動(dòng)晾衣架 所在院系：09機(jī)制4班 小組成員：時(shí)潤(rùn)濤余波熊孫昕鵬劉海榮徐敬 指導(dǎo)老師：石志新 i 1 .設(shè)計(jì)背景 2 .方案的總體設(shè)計(jì) 4 2.1 作品主視圖 4 2.2 作品立體圖 4 2.3 裝配好雨布的晾衣架 5 2.4 電機(jī)和皮帶 5 2.5 可活動(dòng)衣架桿 6 2.6 運(yùn)動(dòng)流程圖 6 2.7 工作原理 6 3 .晾衣架的主要構(gòu)件力學(xué)分析及強(qiáng)度校核 7 3.1 晾衣桿的受力分析和強(qiáng)度校核 7 3.2 拉桿的受力分析和強(qiáng)度校核 9 3.3 電動(dòng)機(jī)的選取 10 4 .作品的創(chuàng)新點(diǎn) 10 5 .作品應(yīng)用前景 11 6 .

2、參考文獻(xiàn) 11 5 1 ． 設(shè)計(jì)背景 在目前人們的日常生活中，由于生活節(jié)奏快、工作壓力大，怎樣 快速、簡(jiǎn)單而又節(jié)省時(shí)間， 是眼下人們最關(guān)注的問(wèn)題之一，其中當(dāng)然 也包括：晾衣服這一棘手的問(wèn)題。 一般家庭都有晾衣架曬衣物的生活需要， 通常是用系好的繩 子收起，它雖然結(jié)實(shí)但不美觀(guān)，給實(shí)用帶來(lái)麻煩。另外，雖然現(xiàn)在也 有升降式晾衣架， 但將衣物晾在室內(nèi)會(huì)占有一定的空間， 而且還會(huì)影 響室內(nèi)的采光條件，這樣一直就會(huì)給人們帶來(lái)困擾。此外，如果下雨 或者夜晚， 傳統(tǒng)類(lèi)型的晾衣架就做不到使晾曬在室外的衣物避雨、 避 露水的功能。 本實(shí)用智能化晾衣架正是基于上述考慮設(shè)計(jì)的， 本設(shè)計(jì) 即

3、節(jié)省了室內(nèi)的空間， 又解決了室內(nèi)采光問(wèn)題， 并幫人們解決室外衣 物被淋濕和暴曬的煩惱， 提高了人們生活環(huán)境質(zhì)量， 迎合了現(xiàn)代主義 的低碳生活。 2．方案的總體設(shè)計(jì) 2.1 作品主視圖 2 ． 2 作品的立體 圖 2.3 裝配好雨布的晾衣架 2． 4 電動(dòng)機(jī)和皮帶 2.5 可活動(dòng)衣架：可沿著衣架支桿來(lái)回滑動(dòng) 6 2.6 運(yùn)動(dòng)流程圖 環(huán)境感應(yīng)器 控制系統(tǒng) 遮雨布KH

4、 的 2.7 工作原理 本實(shí)用晾衣架架體安裝一裹有雨布的軸，雨布始端與鋼絲繩相 連，鋼絲繩通過(guò)衣架下端的滑輪與軸端滑輪相連， 電動(dòng)機(jī)和軸一端滑 輪相連接 控制部分的原理如下圖所示 當(dāng)室外下雨時(shí)，雨水滴在雨水感應(yīng)器上，此時(shí)單片機(jī)采集到雨水 感應(yīng)器給定的“有雨”信號(hào)，發(fā)出相應(yīng)指令，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，正向 帶動(dòng)鋼絲繩，鋼絲繩帶動(dòng)雨布向下滑動(dòng)，將衣架蓋住，避免衣物被水 淋濕。雨過(guò)天晴，此時(shí)單片機(jī)收集到雨水感應(yīng)器給定的“天晴”信號(hào), 發(fā)出相應(yīng)指令，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，將雨布卷在軸上。 3.晾衣架的主要構(gòu)件力學(xué)分析及強(qiáng)度校核 1. 1晾衣桿的受力分析和強(qiáng)度校核 我們選

5、用長(zhǎng)度為1200mm直彳全為30mm壁厚為3mm勺不銹鋼管 做晾衣架。假設(shè)衣物總重為 30Kg,衣物重量在晾衣架橫桿上均勻分 布。圖1是晾衣架受力圖。剪力圖和彎矩圖如圖 2所示 14 根據(jù)彎矩圖和晾衣架的截面尺寸, 在B截面處彎矩最大，為危險(xiǎn)截面, 對(duì)其進(jìn)行校核: m q^ max o 8 300 * 1. 3 八一 48. 8KN ? M 8 Mmax max -w 32Mmax D3(1 - 4) 32 * 48. 8 41.9Mpa [] (30 * 10-3)3 * [1 - (26)4] 30 180Mpa 因此，晾衣桿滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。

6、2. 2拉桿的受力分析和強(qiáng)度校核 兩側(cè)支撐桿是對(duì)稱(chēng)布置的。只需要對(duì)一側(cè)支撐桿進(jìn)行分析、校核, 受力圖如圖3所示。支撐桿選用40 40的矩形空心鋼，許用應(yīng)力 []200Mpa o橫桿AC導(dǎo)到的剪力圖和彎矩圖如圖4所示，根據(jù)彎矩 圖和橫桿的截面尺寸，在B截面的彎矩最大，為危險(xiǎn)截面，對(duì)其進(jìn)行 校核。 B處的截面圖如圖5所示。求得慣性矩: BH3 bh3 40 10-3 (40 10-3)3 34 10-3 (34 10-3)3 12 12 12 12 10. 2 10-8 mn4 由于于均勻載荷在縱向?qū)ΨQ(chēng)面內(nèi)，則上頂端受到最大拉應(yīng)力，下 端受到最大壓應(yīng)力，故 ma啦

7、 maxEE M.ax* y Ix 48.8 20 10 2 95.69Mpa [ ] 200Mpa 所以，該桿是安全的 3.3電動(dòng)機(jī)的選取 由T* a M 式中a為考慮T與M所產(chǎn)生的應(yīng)力的循環(huán)特性 的差異而引入的折合系數(shù)。由于一般轉(zhuǎn)軸中，由 M所產(chǎn)生的彎曲應(yīng) 力是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力，而由 T 所產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力的循環(huán)特性往往與 彎

8、曲應(yīng)力不同。 為了考慮二者循環(huán)特性差異的影響， 對(duì)轉(zhuǎn)矩乘以折合 系數(shù) a ，使其轉(zhuǎn)化為等效彎矩。 對(duì)大小和轉(zhuǎn)向持續(xù)不變的轉(zhuǎn)矩， a 0.3 ；對(duì)脈動(dòng)循環(huán)變化的單 向轉(zhuǎn)矩， a 0.6 ；對(duì)對(duì)稱(chēng)循環(huán)變化的轉(zhuǎn)矩 （ 如頻繁正、反轉(zhuǎn)的軸 ） ， a=1 。若轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律不清楚，一般可按脈動(dòng)循環(huán)處理。 T 81.33kN ? m T 9550P/n n/P 117.42 根據(jù)此比例選電機(jī)型號(hào)，因此合適的是： Y160M- 4 P 11kw n 1460r/min ， 而實(shí)際只需要 n 1291.62r/m in 4. 作品的創(chuàng)新點(diǎn) （ 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工制造 （ 2）使晾曬衣物智能化，具有防雨、防暴曬功能。當(dāng)下雨或外界 溫度過(guò)高時(shí)，單片機(jī)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將雨布打開(kāi) （ 3）安全可靠。 5. 作品的應(yīng)用前景 本產(chǎn)品價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，非常適合家庭使用，相比傳統(tǒng)的晾 衣架稱(chēng)重， 以及耐用度等方面都有很大的改進(jìn)和提高， 更加創(chuàng)新智能， 必將引領(lǐng)家居帶來(lái)新的革命， 給千萬(wàn)家庭帶來(lái)實(shí)惠與便利， 創(chuàng)造更美 好的優(yōu)質(zhì)生活。 6. 參考文獻(xiàn) [1] 申永勝，機(jī)械原理教程，北京： 清華大學(xué)出版社， 1999. [2] 鞠彥忠，材料力學(xué)，武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2008. [3] 張春林，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.