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1、作品名稱：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)潤濤余波熊孫昕鵬劉海榮徐敬指導(dǎo)老師：石志新i1 .設(shè)計(jì)背景2 .方案的總體設(shè)計(jì)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(jī)和皮帶52.5 可活動(dòng)衣架桿62.6 運(yùn)動(dòng)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(qiáng)度校核73.1 晾衣桿的受力分析和強(qiáng)度校核73.2 拉桿的受力分析和強(qiáng)度校核93.3 電動(dòng)機(jī)的選取104 .作品的創(chuàng)新點(diǎn)105 .作品應(yīng)用前景116 .參考文獻(xiàn)1151 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、簡單而又節(jié)省時(shí)間， 是眼下人們最
2、關(guān)注的問題之一，其中當(dāng)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(shí)但不美觀，給實(shí)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(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(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(jì)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(dòng)機(jī)和皮帶2.5 可活動(dòng)衣架：可沿著衣架支桿來回滑動(dòng)62.6 運(yùn)動(dòng)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(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)
4、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(xiǎn)截面,對(duì)其進(jìn)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(qiáng)度要求。
5、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 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(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(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 ? mT 9550P/nn/P 117.42根據(jù)此比例選電
7、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 in4. 作品的創(chuàng)新點(diǎn)（ 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(dāng)下雨或外界溫度過高時(shí)，單片機(jī)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將雨布打開（ 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(jìn)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(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.
防雨、防暴曬可滑動(dòng)晾衣架
