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1、作品名稱：防雨防曝曬可滑動晾衣架所在院系：09機制4班小組成員：時潤濤余波熊孫昕鵬劉海榮徐敬指導(dǎo)老師：石志新i1 .設(shè)計背景2 .方案的總體設(shè)計42.1 作品主視圖42.2 作品立體圖42.3 裝配好雨布的晾衣架52.4 電機和皮帶52.5 可活動衣架桿62.6 運動流程圖62.7 工作原理63 .晾衣架的主要構(gòu)件力學(xué)分析及強度校核73.1 晾衣桿的受力分析和強度校核73.2 拉桿的受力分析和強度校核93.3 電動機的選取104 .作品的創(chuàng)新點105 .作品應(yīng)用前景116 .參考文獻1151 設(shè)計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、簡單而又節(jié)省時間， 是眼下人們最
2、關(guān)注的問題之一，其中當然也包括：晾衣服這一棘手的問題。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)實但不美觀，給實用帶來麻煩。另外，雖然現(xiàn)在也有升降式晾衣架， 但將衣物晾在室內(nèi)會占有一定的空間， 而且還會影響室內(nèi)的采光條件，這樣一直就會給人們帶來困擾。此外，如果下雨或者夜晚， 傳統(tǒng)類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。 本實用智能化晾衣架正是基于上述考慮設(shè)計的， 本設(shè)計即節(jié)省了室內(nèi)的空間， 又解決了室內(nèi)采光問題， 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2.1 作品主視圖2 2
3、 作品的立體圖2.3 裝配好雨布的晾衣架2 4 電動機和皮帶2.5 可活動衣架：可沿著衣架支桿來回滑動62.6 運動流程圖環(huán)境感應(yīng)器控制系統(tǒng)遮雨布KH的2.7 工作原理本實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，鋼絲繩通過衣架下端的滑輪與軸端滑輪相連，電動機和軸一端滑輪相連接控制部分的原理如下圖所示當室外下雨時，雨水滴在雨水感應(yīng)器上，此時單片機采集到雨水 感應(yīng)器給定的“有雨”信號，發(fā)出相應(yīng)指令，控制電動機正轉(zhuǎn)，正向 帶動鋼絲繩，鋼絲繩帶動雨布向下滑動，將衣架蓋住，避免衣物被水 淋濕。雨過天晴，此時單片機收集到雨水感應(yīng)器給定的“天晴”信號, 發(fā)出相應(yīng)指令，控制電動機反轉(zhuǎn)，帶動軸的轉(zhuǎn)
4、動，將雨布卷在軸上。3.晾衣架的主要構(gòu)件力學(xué)分析及強度校核1. 1晾衣桿的受力分析和強度校核我們選用長度為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，為危險截面,對其進行校核:m qmax o 8300 * 1. 3八一 48. 8KN ? M8Mmax max-w32MmaxD3(1 -4)32 * 48. 841.9Mpa (30 * 10-3)3 * 1 - (26)4 30180Mpa因此，晾衣桿滿足強度要求。
5、2. 2拉桿的受力分析和強度校核兩側(cè)支撐桿是對稱布置的。只需要對一側(cè)支撐桿進行分析、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，為危險截面，對其進行 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 1212121210. 210-8 mn4由于于均勻載荷在縱向?qū)ΨQ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maxEEM.ax* yIx48.8 2010 295.69
6、Mpa 200Mpa所以，該桿是安全的3.3電動機的選取由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)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由 T 所產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力的循環(huán)特性往往與彎曲應(yīng)力不同。 為了考慮二者循環(huán)特性差異的影響， 對轉(zhuǎn)矩乘以折合系數(shù) a ，使其轉(zhuǎn)化為等效彎矩。對大小和轉(zhuǎn)向持續(xù)不變的轉(zhuǎn)矩， a 0.3 ；對脈動循環(huán)變化的單向轉(zhuǎn)矩， a 0.6 ；對對稱循環(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，一般可按脈動循環(huán)處理。T 81.33kN ? mT 9550P/nn/P 117.42根據(jù)此比例選電
7、機型號，因此合適的是：Y160M- 4 P 11kw n 1460r/min ， 而實際只需要n 1291.62r/m in4. 作品的創(chuàng)新點（ 1）結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造（ 2）使晾曬衣物智能化，具有防雨、防暴曬功能。當下雨或外界溫度過高時，單片機控制電動機轉(zhuǎn)動，將雨布打開（ 3）安全可靠。5. 作品的應(yīng)用前景本產(chǎn)品價格便宜，操作簡單，非常適合家庭使用，相比傳統(tǒng)的晾衣架稱重， 以及耐用度等方面都有很大的改進和提高， 更加創(chuàng)新智能，必將引領(lǐng)家居帶來新的革命， 給千萬家庭帶來實惠與便利， 創(chuàng)造更美好的優(yōu)質(zhì)生活。6. 參考文獻1 申永勝，機械原理教程，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，機械創(chuàng)新設(shè)計，北京：機械工業(yè)出版社，2007.
防雨、防暴曬可滑動晾衣架
