原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763金 華 職 業(yè) 技 術 學 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY畢業(yè)綜合項目成果（20 屆）自動晾衣架設計題 目 學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 年 月 日2自動晾衣架設計*學院*專業(yè) 學生姓名摘要：晾曬衣服是生活中經(jīng)常會遇到的活動，針對這一頻繁而單調(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。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，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力這個問題。原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763金華職業(yè)技術學院畢業(yè)綜合項目成果目 錄摘要.11 緒論.51.1 自動晾衣架在生產(chǎn)和生活中的作用和意義 51.2 自動晾衣架國內(nèi)研究發(fā)展情況 51.3 自動晾衣架國外發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 51.4 課題條件 92 自動晾衣架設計方案及方案的對比和確定.102.1 方案一 102.2 方案二 132.3 方案的對比和確定 17第 3 章 自動晾衣架設計主要結(jié)構的計算.183.1 自動晾衣架的設計參數(shù)要求 .183.2 步進電機的選型 .183.3 蝸輪蝸桿減速器的計算 .183.4 剪叉式自動晾衣架結(jié)構分析 213.5 剪叉式自動晾衣架的運動分析 213.6 剪叉式自動晾衣架的動力分析 243.7 剪叉式自動晾衣架參數(shù)的確定 253.7.1 基本幾何尺寸的確定 .253.8 剪叉式自動晾衣架的校核 263.8.1 各鉸接點的受力分析 .263.8.2 各鉸接點銷的選擇與校核 .283.8.3 剪叉臂的強度校核 .294 自動晾衣架設計三維建模及仿真動畫334.1 三維建模 .334.2 運動學分析的簡介 .3344.3 仿真動畫 .34總結(jié).37致 謝.38參考文獻.39自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397631 緒論1.1 自動晾衣架在生產(chǎn)和生活中的作用和意義自動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。自動晾衣架的功能特色是非常多的，自動晾衣架就如電梯的性能大同小異，我們在使用自動晾衣架的時候也可以針對自己的需求對自動晾衣架進行設置。可見自動晾衣架對我們作用是相當?shù)拇?。自動晾衣架在我們生產(chǎn)中的應用已經(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?，F(xiàn)在經(jīng)濟不斷的發(fā)展，順應社會的需求，生產(chǎn)力不斷的加大，所以自動晾衣架在我們進行高空操作的時候就給我們帶來的重要的作用。自動晾衣架就是上下操作，而且可以給我們提供一個安全穩(wěn)定。1.2 自動晾衣架國內(nèi)研究發(fā)展情況據(jù)權威媒體調(diào)查統(tǒng)計：“自動升降晾衣架市場需求量將以每年 30%的速度復數(shù)增長，這將是家裝建材行業(yè)最后一塊蛋糕”。自動升降晾衣架現(xiàn)代家庭必需品，有房就有晾衣架，發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆ｋS著中國城市化進程的快速推進，在城市生活的人口將越來越多，城市里每一套房子都將會安裝自動升降晾衣架，市場容量巨大。隨著市場競爭水平不斷的提高，行業(yè)內(nèi)真正有市場運作能力的企業(yè)將有機會形成強勢突圍，引領行業(yè)從價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 導品牌。國內(nèi)現(xiàn)有自動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)，很少關注市場競爭，市場競爭大多停留在低價格的自 然銷售狀態(tài)，代理商個人能力決定品牌在當?shù)氐氖袌稣加新省?.3 自動晾衣架國外發(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” ，或所謂的自動晾衣架。分手動、電動兩種。手動（手搖）較為普及。電動之所以未能普及推廣，這是由于整個晾衣架行業(yè)技術上的不成熟以及售后服務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（手搖）為市場的主導。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間，從開創(chuàng)至今技術不斷改進和變革，其基本組成為：手搖器（負責升降、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，相當于汽支架的發(fā)動機！備受關注。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。作為消費者來說，選擇品牌關鍵是貨真價實。其結(jié)構、用料、做工等均是不可或缺的商品組成部分，質(zhì)量和售后服務更是該晾衣架行業(yè)生產(chǎn)商生存與發(fā)展的永恒構成。 晾衣架如今，已經(jīng)不僅僅是一個晾衣服的工具。晾衣架，發(fā)展到今天，已經(jīng)不僅僅是一個晾衣服的工具。除了實用性很強外，更是一個頗具裝飾性的。晾衣架行業(yè)發(fā)展及未來晾衣架不僅僅是一個裝飾品，更是一個功能性的產(chǎn)品。目前晾衣架的功能”已經(jīng)普遍得到消費者的認可，已經(jīng)形成一個晾衣架行業(yè)?；貧w產(chǎn)品本身走質(zhì)量、特色路線：不斷改良、創(chuàng)新，引領晾衣架行業(yè)重新重視質(zhì)量。實用的產(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)量普遍被認可，晾衣架將會成為居民生活一個必需品。而競爭激烈的未來，特色將是吸引顧客的重要要素！電動晾衣架-來自鋼絲繩手搖晾衣架的華麗蛻變，使用電機驅(qū)動，且功能多樣，又稱電動晾衣機。根據(jù)“瀟湘”網(wǎng)友的研究，電動晾衣架最精辟的定義就是升降機械。作為家電，它的正式名稱應該叫電動晾衣機。第一代電動晾衣架由主機系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、晾衣系統(tǒng)三部分組成。主機組要由吸頂承重、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、照明等組成；升降系統(tǒng)由鋼絲繩和鋁制 XX 伸縮架構成；晾衣系統(tǒng)由架托和晾桿組成。電動晾衣架的基本功能是為家庭和旅館等各類用戶提供自動化的晾衣、晾被等解決方案。第一代電動晾衣架對現(xiàn)代生活最大的貢獻是高品質(zhì)生活的舒適性。一旦使用過電動晾衣架晾衣，人類就會習慣于現(xiàn)代生活“懶惰性” 的愜意。對老人、小孩、孕婦、弱勢人群而言這是一種現(xiàn)代必需型家電。電動晾衣架集成照明、居家裝飾、安全防護等增值功能；適用于別墅、度假村、公寓自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763樓和各類中高端住宅小區(qū)；一般安裝在陽臺或者靠近窗戶的屋頂上。它是一個頗具裝飾性的產(chǎn)品，已經(jīng)成為陽臺上一道亮麗的風景線。第一代電動晾衣架的散件成本大約為三百到四百元，銷售價格最高為三千多元，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)證實的國家統(tǒng)計局資料，2010 年電動晾衣架銷售 60 萬臺，2013 年預測將達91 萬臺，2014 年將超過百萬規(guī)模。目前，第二代電動晾衣架已經(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)高暴利高價格的營銷模式。他們往往推出了各種光怪華麗的技術和功能指標。1、盡量包裝電動晾衣架的外殼。為了讓消費者多掏錢，采用豪華的設計，用鋁鎂合金材質(zhì)制作機身，外觀看上去經(jīng)典簡約、流線時尚；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提升利潤來源。增加各種名稱的“技術” 如：智能技術、消毒、風干、防風架、矢量平衡升降技術、負離子凈化等等，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)過信用評估，沒有任何一家企業(yè)請過國家質(zhì)檢總局測試過產(chǎn)品性能。為了識別無良廠商和黑心經(jīng)銷商的宣傳，特向廣大消費者提供第一代產(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，對衣服等消毒能力很差，這是設計者無知用錯了地方。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中洗滌的同時，靠洗滌液或者消毒液對衣物從內(nèi)到外的全方位消毒。電動晾衣架的紫外消毒燈發(fā)出的高強度輻射對人或者動物的眼睛有嚴重危害，紫外線對皮膚有致癌作用，輻射還會對高檔毛料、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。8B：風干和烘干系統(tǒng)。沒有正確利用水汽蒸發(fā)原理，靠電腦風扇吹干衣服，這是一種笑話。電動晾衣架的本質(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。C：障礙安全問題：晾桿升降過程中可能會遇到障礙物或者拉扯，這個時候要及時停機保護。目前的機械式遇阻停機功能僅能部分實現(xiàn)失載停機。如果遇到障礙物體重壓式的晾桿障礙，還是會造成人或者機器損傷。D：風阻安全問題：鋼絲繩和伸縮架組成的懸吊結(jié)構，縱向和橫向擺動大。遇到大風不管哪種擺動都可能照成衣服吹落，晾桿砸壞陽臺玻璃或者傷人的問題。E：產(chǎn)品質(zhì)量問題：電動晾衣架的行業(yè)平均全壽命使用故障在 10%左右，家電標準是千分之三。獨立的消費者組織評估，家電在實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)品本身設計缺陷，國際水準的家電的實際使用故障率不超過 1%。F：負離子功能。陽臺空氣經(jīng)常流通，質(zhì)量不差，怕的是外來污染空氣。負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。這又是一個廢物功能。G：紅外遙控功能。一種最普通的家電技術，包裝后詭稱為智能控制技術，不知道智能在哪一點。H：節(jié)能環(huán)保。很多生產(chǎn)商連環(huán)?？茖W定義都不知道，省電不等于環(huán)保，第一代電動晾衣架企業(yè)沒有任何一家有能力設計出節(jié)電技術。第一代電動晾衣架行業(yè)的企業(yè)非常弱小，絕大多數(shù)企業(yè)都是幾個人十幾個人的手工作坊，最多企業(yè)的年產(chǎn)不過數(shù)萬臺。從業(yè)人員良莠不齊，缺乏國際水準的設計人員。相比家電行業(yè)百萬的入門門檻，整個行業(yè)都是弱、小、散的發(fā)展狀態(tài)。這些微小型企業(yè)嚴重缺乏信用機制的建立，無論廣告和產(chǎn)品都等同于保健產(chǎn)品的信用等級，消費者千萬要注意自我保護。國內(nèi)具備電動晾衣機生產(chǎn)能力的廠家成百上千。大多數(shù)企業(yè)既做手搖晾衣架、同時又做著電動晾衣架。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 懂技術研發(fā)，不懂研發(fā)管理，有個業(yè)余級的外觀設計就以為很有實力。沒有一家企業(yè)達到家電企業(yè)的標準，沒有一家企業(yè)能夠做到 3C 整機認證，沒有一家企業(yè)為自 己的信用過失和技術過失向消費者道過謙。行業(yè)發(fā)展從開拓期走向大規(guī)模制造的啟動期，技術研發(fā)成了競爭勝負的關鍵。電動晾自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763衣機本質(zhì)是白色家電中低檔制造工業(yè)，技術水平不需要很高。目前行業(yè)內(nèi)最領先的設計師，有人第一個完成電動晾衣架工業(yè)行業(yè)各種定義理論研究。一門學科能成為科學，它的第一個定義必須科學。目前有人把電動晾衣架行業(yè)理論研究從經(jīng)驗積累提高到現(xiàn)代工科水準。有優(yōu)秀的設計師第一個規(guī)劃新一代產(chǎn)品的主要性能指標和發(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、第四代電動晾衣架核心機并申請專利。新的換代產(chǎn)品升降平穩(wěn)迅速，安全性能達到歐美以人為本的標準，產(chǎn)品質(zhì)量等夠達到家電行業(yè)標準，成本一代比一代低， 這是無法逾越的競爭優(yōu)勢。我們期待這個行業(yè)能成為中國原產(chǎn)第一個的新型家電行業(yè)，也期待中國人為世界貢獻了第一個新的家電行業(yè)。1.4 課題條件自隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術的進步，社會競爭也越來越激烈，為了提高企業(yè)生產(chǎn)速度，減輕工人的勞動強度，并且實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化，人們設計了可以減少人力物力并且能夠出色完成任務的自動晾衣架。自動晾衣架的種類比較繁多，根據(jù)不同的用途、自動晾衣架的結(jié)構、動力傳遞形式以及規(guī)格會有不同的選擇和設計。機械傳動方式的特點是零件加工相對要求不高、結(jié)構較簡單、加工容易、維修方便、適應環(huán)境能力強、抗沖擊性能好、可實現(xiàn)準確到位，并有自鎖功能、不污染環(huán)境。研制安全、可靠的電機驅(qū)動的剪叉式自動晾衣架，將有利于保證高空作業(yè)的安全，具有一定的實用價值。具體研究內(nèi)容及要求包括：1. 查找相關文獻，分析自動晾衣架的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。2. 設計剪叉式自動晾衣架的機械結(jié)構，并根據(jù)設計要求選用元器件和校核結(jié)構件強度。102 自動晾衣架設計方案及方案的對比和確定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構，如圖 1 通過雙搖桿機構（1）與（3）帶動（2）由豎直位置轉(zhuǎn)動到水平位置，以實現(xiàn)升降的過程，（2）上帶有導軌，可以實現(xiàn)收縮的功能，在水平位置時，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構中的死點，如圖 2 用搖桿作為原動件可以使其固定在陽臺外側(cè)。圖 2自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763傳動問題，我們想到可以用直齒輪傳動、蝸輪蝸桿、斜齒輪傳動等。原動力的提供，可以通過電機，或者人工手柄的形式。圖 3 蝸輪蝸桿傳動：圖 3綜合以上的想法，我們有了初步的目標，即通過電動機的帶動，使蝸輪蝸桿傳動，帶動四桿轉(zhuǎn)動，從而帶動衣架上升，再利用死點使其固定在最高點。再通過拉動繩索通過滑輪使裝在帶有導軌的連桿上的晾衣桿運動。圖 4 是在最低點時掛衣服狀態(tài)。圖 4掛好衣服后，通電后，電動機工作，帶動晾衣架轉(zhuǎn)動到最高點。圖 5 是在最高點并且在陽臺外側(cè)晾曬的狀態(tài)。若為陰天，則可以通過手動的方式，轉(zhuǎn)動手柄，利用摩擦力的作用，使得繩子帶動晾衣桿（2）運動到陽臺內(nèi)側(cè)，避免淋雨。12圖 5圖 6圖 6 側(cè)為俯視圖，此時晾衣桿在陽臺內(nèi)側(cè)。右側(cè)的圖為手動機構以解決滑動的問題。工作原理過程一：過程二：電動機 減速器 蝸桿 衣架轉(zhuǎn)動手柄 蝸桿 蝸輪 圓盤 曬衣桿滑動自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763過程一通過（9）綜合箱體（含有電動機和減速器）的作用，帶動（10）蝸桿運動，從而帶動（8）渦輪的運動。焊接在蝸輪上的（5）搖桿也隨著蝸輪運動，就帶動整個晾衣架的運動，現(xiàn)升降的問題。在最高點時處于在陽臺外側(cè)工作狀態(tài)。陰天時，不讓衣物在陽臺外側(cè)，通過過程二，通過手柄的搖動，使蝸桿轉(zhuǎn)動，帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，黏貼在蝸輪上的（14）圓盤也隨著渦輪的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動， （18）繃直的繩子在摩擦力的作用下帶動（2）桿（曬衣桿）滑動。從而實現(xiàn)收縮的功能。機構運動簡圖（圖 7圖 72.2 方案二設計思路通過在網(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但上訴的機構只能滿足伸縮的要求，所以我們想到螺孔與螺釘?shù)呐浜希焉炜s機構裝置在帶有螺紋的桿件上，通過轉(zhuǎn)動桿件使得整個機構上升。如圖 9 示：14圖 9綜上所述，我們小組所想的第二個方案可分為兩個部分：一是通過手柄控制晾衣架的收縮，二是通過電機帶動控制晾衣架的升降。如圖 10，該圖為裝在墻壁的左側(cè)機構，該機構為整個晾衣架機構收縮的主動機構，通過手柄帶動左側(cè)的絲桿（13）轉(zhuǎn)動，使兩邊的連桿活動基座（9）上升，從而帶動伸縮。左右兩側(cè)都裝有電動機，是對升降提供動力。圖 11，圖 12 分別是中間機構和右側(cè)機構。圖 10（左側(cè)機構）圖 11 中間機構（晾衣架）自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763圖 12 右側(cè)機構圖 13 為整個晾衣架的斜視圖：圖 13運動原理升降過程：伸縮過程：伸縮，主要由主機架（4） 、衣架連桿（6） 、旋轉(zhuǎn)絲桿（13） 、連桿活動基座（9） 、橫向晾衣桿（15）以及左側(cè)導向軌（10）和右側(cè)導向軌（20）構成；在主機架（4）的前端面上，上部導向軌固定基座（5）和下部導向軌固定基座（11）分別將左側(cè)導向軌（10）和右側(cè)導向軌（20）固定，左側(cè)導向軌（10）和右側(cè)導向軌（20）同時穿過連電動機 圓錐齒輪傳動旋轉(zhuǎn)絲桿轉(zhuǎn)動伸縮機架升降手柄轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)絲桿轉(zhuǎn)動活動基座升降晾衣桿伸縮16桿活動基座（9）內(nèi)部的光孔，連桿活動基座（9）可以在左側(cè)導向軌（10）和右側(cè)導向軌（20）垂直滑動上；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）將兩個衣架連桿（6）相鉸連，兩個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）一端與上部導向軌固定基座（5）相鉸連，另一端與連桿活動基座（9）相鉸連；旋轉(zhuǎn)絲桿（13）穿過連桿活動基座（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）固定在主機架（4）的右側(cè)端面上；使用時，先利用水平固定架（1）和垂直固定架（12）將主機架（4）固定，將需要晾曬的衣物放置在橫向晾衣桿（15）上，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)輪（3）可以帶動旋轉(zhuǎn)絲桿（13）旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)絲桿（13）螺紋摩擦力的作用下，連桿活動基座（9）在左側(cè)導向軌（10）和右側(cè)導向軌（20）垂直滑動上，連桿活動基座（9）又帶動了鉸連后的衣架連桿（6）之間的鉸連運動，從而實現(xiàn)了晾衣架可以伸縮的目的。升降，把伸縮的主機架（4）固定于升降機架，把帶有螺紋瞳孔的水平固定架（1）與長旋轉(zhuǎn)絲桿（26）配合，在電動機（23）的帶動下，使圓錐齒輪（25）轉(zhuǎn)動，再帶動圓錐齒輪（22） ，從而使長旋轉(zhuǎn)絲桿運動，使得，伸縮裝置可以升降。機構運動簡圖伸縮機構運動簡圖：（圖 14）圖 14升降機構運動簡圖：（圖 15）圖 15自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397632.3 方案的對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 較美觀運動難易程度 較容易 較費力性價比 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動難易程度問題，決定在第 2 種方案進行改進，通過電動機進行控制操作。實物圖片18第 3 章 自動晾衣架設計主要結(jié)構的計算3.1 自動晾衣架的設計參數(shù)要求載重量為 50Kg上升高度最小為 0.5m上升速度 0.2m/s3.2 步進電機的選型根據(jù) P=FV=50X10X0.2m/s=100W所以可以選擇下面的步進電機步進電機型號 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 m230153.3 蝸輪蝸桿減速器的計算選取傳動比 （自鎖） ，蝸桿頭數(shù) ，蝸桿分度圓直徑 ，蝸輪齒數(shù)62iz135.dm，變位系數(shù) ，模數(shù) ，中心距 。26z0.15x2m80a計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蝸桿導程角:， ，1ztgq135.7.1.8dm13.278tg蝸桿寬度 162b自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763蝸輪齒頂高 2210.25.fahmxm蝸輪齒高 .54f蝸輪齒根高 22215fac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:齒面接觸強度計算：310/HEZATKalimin/HphHZS材料彈性系數(shù)，表 ，E2.5147EMp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 ， AK41.5AK使用接觸應力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)，n82/.7n最小安全系數(shù)， ，取minHSmin1.3HS:min1.2HS計算 31472.0.715/80.91H aMp653/2.p a20即 ,齒面接觸強度符合條件。Hp蝸輪輪齒的彎曲強度計算:由于蝸牛輪輪齒的齒形比較復雜，要精確計算比較困難，實踐經(jīng)驗證明，齒根彎曲強度主要與模數(shù) m 和齒寬 這兩個主要的幾何參數(shù)有關，故可用簡單條件計算法2b來校核。2tAPFKU1583PU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輪齒彎曲計算時的極限U系數(shù)，查表25-1,lim lim15U彎曲強度的最小安全系數(shù)，取 ,取inFS in.7FS:in1.3F計算 16.54.329U58P可見 ，蝸輪輪齒彎曲強度條件符合。P蝸桿軸的剛度計算剛度不足會導致蝸桿副的不常嚙合，造成偏載，加劇磨損，故應驗算蝸桿軸的剛度。蝸桿軸的最大撓度（ ） m31li48trFLyyEI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，對于鋼1E16EMp自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763蝸桿危險截面處的慣性矩，I444125.96326mdIm蝸桿軸承間的跨距，計算時可以取 ，取1.3L.La:極限撓度，淬硬蝸桿limylim0.408y計算 3216180.27480496yIli蝸桿剛度條件符合。3.4 剪叉式自動晾衣架結(jié)構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 點鉸 接 ， 臂 BD 和 F 點 與 鉸 接 ， C 點 與 托 架 鉸 接 ； 鉸 接 點 A 在 N 的 作 用 下 能 夠 在水 平 滑 槽 中 移 動 ， 另 外 鉸 接 點 D 也 能 水 平 移 動 ， 且 與 A 點 的 運 動 方 向 相 反 。由 于 點 A 和 D 的 移 動 ， 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 剪叉式自動晾衣架的運動分析在 上 升 過 程 中 以 一 定 的 速 度 推 動 滑 快 A 向 后 移 動 ， A 點 的 速 度 為 A；由 于 A 點 的 水 平 移 動 帶 動 雙 級 剪 式 機 構 運 動 ， 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 構 的 運 動 帶 動 點 D 同 時 向 上22和 向 前 移 動 ， 所 以 臺 面 DF 在 整 個 過 程 中 向 上 向 后 移 動 （ 傾 斜 做 準 備 ） 。 其中 點 B 和 點 H 的 瞬 時 速 度 分 別 為 B 和 H； 點 D 的 水 平 和 垂 直 速 度 分 別 為 Dx 和 Dy； 支 架 廂 支 撐 臺 面 的 水 平 和 垂 直 平 移 速 度 分 別 為 X 和 Y。桿 BF 上 B 點 、 H 點 的 瞬 時 轉(zhuǎn) 動 中 心 都 為 F 點 ， 從 而 可 求 得 （ 取 移 動 的 方向 為 正 方 向 ， 即 水 平 向 右 和 垂 直 向 上 為 正 向 ） ， 其 運 動 簡 圖 如 圖 4.2 所 示 。B 點 的 運 動 速 度 B：lV（ 4-1）00sinsinlX圖 4.2 剪叉式自動晾衣架運動分析簡圖（ 4-2）00coscoslVBY點 H 分 別 相 對 于 點 A、 F 以 相 同 的 角 速 度 轉(zhuǎn) 動 ， 其 中 點 A 又 以 速 度 A 水 平 移 動 ,而 點 F 靜 止 不 動 ， 于 是 可 得 ：H 點 相 對 于 點 F 的 運 動 速 度 HF： lVF21（ 4-3） 0sinXH（ 4-4）colYF自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763H 點 相 對 于 點 A 以 角 速 度 運 動 的 速 度 HA：lVA21（ 4-5）0sinHX（ 4-6）colYA則 點 H 的 水 平 和 垂 直 速 度 和 :XHVY（ 4-7）AFAVVXXX（ 4-8）0coslYYY且 ， XXHYYHF則 ：（ 4-9）0sin2lVXFAD 點 相 對 于 B 點 以 角 速 度 轉(zhuǎn) 動 ， 則 D 點 速 度 :DVlB（ 4-10）0siX（ 4-11） 將 式colVYD（ 4-1） 、 （ 4-2） 代 入 上 式 可 得 ：（ 4-12）0cslYYXBDD 點 的 升 降 速 度 與 支 架 廂 支 撐 臺 面 的 升 降 速 度 一 致 ， 因 此 臺 面 上 升 速 度 （ 4-13）0os2lVY由 于 等 臂 雙 級 剪 式 機 構 的 運 動 特 點 點 A、 B、 C 始 終 在 一 條 垂 直 線 上 ，24同 樣 點 D、 E、 F 也 始 終 在 同 一 鉛 垂 線 上 。 從 上 述 計 算 中 可 以 發(fā) 現(xiàn) ， 在 支 架廂 被 舉 升 的 整 個 過 程 中 ， 點 D、 E、 F 沒 有 發(fā) 生 位 移 ， 即 D、 E、 F 三 點 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 量 只 取 決 于 點 A 的水 平 移 動 量 ， 則 臺 面 的 水 平 運 動 速 度 ：XVA又 因 為 滑 快 A 由 油 缸 直 接 水 平 推 動 ， 所 以 油 缸 活 塞 的 運 動 速 度 ：塞V0sinl塞則 ：（ 4-14）0tan21YV塞（ 4-15）co塞（ 4-16）01sil塞3.6 剪叉式自動晾衣架的動力分析剪 式 剪 叉 式 自 動 晾 衣 架 ， 不 計 剪 式 機 構 的 重 力 和 各 種 摩 擦 力 ， 則 該 質(zhì) 點 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 系 。虛 位 移 原 理 ： 又 稱 分 析 靜 力 學 的 原 理 是 所 有 作 用 在 質(zhì) 點 系 上 的 主 動 力 對 其作 用 點 的 虛 位 移 所 作 的 虛 功 之 和 為 零 。 對 n 個 質(zhì) 點 組 成 的 質(zhì) 點 系 ， 其 數(shù) 學 表達 式 為 ：（ 4-17）01niriF式 中 Fi 和 ri 分 別 表 示 第 i 個 力 和 它 的 虛 位 移 。 圖 4.3 中 雙 級 剪 式 剪 叉 式自 動 晾 衣 架 所 受 的 主 動 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 面 質(zhì) 量 m2） 和 水 平 油 缸 的 水 平 推 力 FN。由 虛 位 移 原 理 可 得0.1niriF（ 4-18）rgfNG上 式 中 兩 虛 位 移 的 關 系 00sinsi2colrgf則 ：（ 4-19）00cosinsi2GFN自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763由 式 （ 4-19） 可 知 ， 在 一 定 裝 載 質(zhì) 量 的 情 況 下 ， 油 缸 活 塞 對 滑 塊 A 的 水平 推 力 隨 角 度 （ 為 桿 BF 繞 點 F 轉(zhuǎn) 過 的 角 度 ） 變 化 而 變 化 。 根 據(jù) 設 計NF要 求 的 荷 重 和 剪 叉 機 構 的 結(jié) 構 尺 寸 ， 可 求 出 在 整 個 升 程 范 圍 內(nèi) 油 缸 活 塞 的 推 力 ，以 此 作 為 油 缸 選 擇 設 計 的 依 據(jù) 。3.7 剪叉式自動晾衣架參數(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 H、 G、 A、 D 為 滑 動 鉸 接 。設 ， 初 始 位 置 ， 當 到 達 最 大 升 程 時 ；lBDCEA0BFA1BFA由 幾 何 關 系 可 得 ：（ 4-20）01maxsini2lS（ 4-21）0co為 了 使 整 個 剪 叉 式 自 動 晾 衣 架 不 底 部 安 裝 空 間 ， 需 滿 足 ：（ 4-22）dHl0sin（ 4-23）Lc取 ， 聯(lián) 立 （ 4-20） 、 （ 4-21） 、 （ 4-22） 、 （ 4-23） 求 解 并 圓 整50i2l得 ：268.21930657mal3.8 剪叉式自動晾衣架的校核本 次 設 計 的 雙 級 剪 式 剪 叉 式 自 動 晾 衣 架 各 鉸 接 點 均 采 用 同 型 號 的 雙 頭 螺紋 銷 連 接 ， 因 此 在 對 該 機 構 進 行 校 核 的 時 候 ， 除 了 要 對 剪 叉 臂 進 行 強 度 校 核 外 ，還 要 對 各 鉸 接 點 的 銷 軸 進 行 強 度 校 核 。 由 于 在 該 機 構 的 運 動 過 程 中 各 鉸 接 點 的 受力 在 不 斷 變 化 ， 只 需 最 大 受 力 點 進 行 校 核 。3.8.1 各鉸接點的受力分析結(jié) 合 雙 級 剪 式 剪 叉 式 自 動 晾 衣 架 的 結(jié) 構 和 運 動 特 點 ， 對 其 進 行 整 體 受 力 分 析 ，如 圖 4.5 所 示 。 設 貨 物 重 心 與 C 點 的 距 離 K， A、 D 點 的 滑 動 摩 擦 系 數(shù) f， 不計 雙 級 剪 式 機 構 的 自 身 重 力 和 內(nèi) 部 摩 擦 力 。 將 貨 物 對 該 機 構 的 作 用 力 分 解 到 C、 D 兩 點 上根 據(jù) 力 學 定 理 可 得 ：（ 4-25）cos2lkGFCY（ 4-26） D（ 4-27）flkfDYXC cos2 將 剪 式 機 構 看 作 一 個 整 體 ， 根 據(jù) 力 學 定 理 可 得 A、 F 點 的 受 力 情 況 ：（ 4-28）cos2lGFAY（ 4-29）flkfX （ 4-30）cslkFY（ 4-31）PflkGPAXcos2 對 臂 AHE 及 CGE 隔 離 受 力 分 析 ， 如 圖 4.6 所 示 ， 根 據(jù) 力 學 定 理 可 得 ：自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 13041397630XF0EXAHXGCFPF則 ： （ 4-32） AXHEXGC 0YF0HYEAYGCF則 ： （ 4-33）AYHEYCG聯(lián) 立 式 （ 4-32） 和 （ 4-33） ， 得（ 4-34）AYCGYHXXFFP對 E 點 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 象 ， 如 圖 4-7 所 示 。則 ：（ 4-39） tgfGlkGFPfBYX412cos2413.8.2 各鉸接點銷的選擇與校核考 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。3.0f對 上 述 各 鉸 接 點 在 任 意 角 度 時 的 計 算 公 式 的 分 析 計 算 ， 可 知 H 點 承 受 的作 用 力 最 大 ， 且 當 時 作 用 在 H 點 的 力 最 大 。9.3由 式 （ 4-37） 知 ， 當 時.圖 4.7 剪叉臂受力簡圖（b）自動晾衣架設計設計畢業(yè)設計論文詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763KN7.416HXFKN93Y銷 軸 均 用 45 鋼 制 造 ， 作 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 其 屈 服 強 度 =355MPa， 選 擇 安 全s系 數(shù) 為 2， 其 許 用 剪 切 應 力 =0.5 =177.5MPa。 考 慮 到 生 產(chǎn) 制 造 的 方 便 、s節(jié) 省 制 造 工 時 ， 在 使 用 材 料 允 許 的 條 件 下 ， 該 機 構 交 接 的 雙 頭 螺 紋 銷 均 采 用 同 一直 徑 ， 取 mm。60MPa2.1480314.9.66222 RPF 因 此 ， 該 機 構 所 有 鉸 接 點 選 用 的 銷 均 滿 足 強 度 要 求 。3.8.3 剪叉臂的強度校核由圖 3-9 和圖 3-10 可知，內(nèi)剪叉臂 aed 受力要遠大大于外剪叉臂 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 取最大值時滿足強度要求，則該剪叉臂即滿足強度要求。當機構在最低T位置時， 的值最小，即 值最大。參照圖 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(1TFg.(7.6)in2.(7.7)sico1dydx.(7.8)i2F30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)