1、1机械原理课程设计报告题目：可抓式撑衣杆学号： 08010129姓名： 陈静同组成员：08010104 张婷指导老师：于跃庆结题日期：2010-7-12摘要：2目录一 题目二 引言三 设计四 分析五 加工制作六 结论一题目：可抓式撑衣杆二引言在日常生活中，我们要做的事有很多，其中家务也很多。洗衣服当然就是其中一项。洗完衣服，我们当然要找个阳光充足或者通风效果比较好的地方晾干。很多时候我们都会用到撑衣杆来将待晾晒的衣服晾到晾衣杆或者其它能晾晒衣服的地方。所以撑衣杆在很多时候都是会用得着的。而且现在市场上的撑衣杆也是种类繁多，但是其原理和目的都是一样的，利用撑衣杆顶端的 U 型或 V 型口将衣架撑
2、到晾衣杆上。这也的确解决了一些比较麻烦的问题，比如要将衣服晾晒到比较高的地方。当然这也是我们平常生活中贯现象。我们来举个例子：一户人家住在三楼，洗完衣服要将衣服晾晒到同楼高的晾衣杆上，由于楼层和通风的原因把衣服晾到离阳台比较远点的地方会更好。这时候如果用平常用的撑衣杆将衣服撑到晾衣杆处就不太容易成功，毕竟要将衣服平行的撑出去，如果是 U 型或 V 型撑衣杆就容易将衣服弄掉。那有没有什么更好的办法呢？我3们想了一下，在不改变撑衣杆的常规用途和作用下，又能解决这种个别情况，基于这两点设计了一种类似于平通撑衣杆却又不同于普通的撑衣杆，我们将它命名为可抓式撑衣杆。顾名思义，我们设计的撑衣杆在撑衣服的时
3、候将衣架抓住，而保证衣架和衣服都不会掉。这样就能解决上述例子的问题了。在撑衣服的时候将衣架牢牢抓住就能保证衣架不会脱离撑衣杆，而且撑衣杆顶端由于抓拢形成一个勾型，将衣架从下往上钩住也保证了衣架不会轻易掉下去。我们组的课程设计和方案制定便是从此出发。三设计1） 对于可抓式撑衣杆的初定方案，我们组的重点在于其顶端的衣架口和底端的控制衣架口开合的开关上。其中，衣架口的初定方案有两种。方案一：4其中，1 是一条刚性绳，2 是弹簧。当传动杆下拉带动刚性绳往下时，衣架口就会闭合，而平常状态下弹簧就会使衣架口保持开口状态。方案二：与方案一的不同之处就在于将方案一中的刚性绳换成了刚性构件，也没有了方案一中的弹
4、簧，只是在传动件的上下运动来控制衣架口的开合。2） 对于撑衣杆底端控制衣架口开合的开关，我们也设计了如下的两种方案。方案一：5图中有斜线的部分就是一个较长的插销，它可以在外壳的的销孔条里上下滑动，就相当于一个 P 副。用手指就可以拨动它上下滑动，以达到传动杆上下滑动的目的。方案二：6这个方案也是利用 P 副的形式来传动的。其中最外层是一个短杆，最里层是传动杆，它们之间的黑色就是一个销，其功能是将最外层的短杆与最里层的传动杆连接在一起，中间一层则是撑衣杆的外壳。这样只要将外面的短杆向下拉就能是传动杆下移，使夹子合拢。而由于撑衣杆顶端有一个销的限制使得短杆不会脱离撑衣杆外壳，又由于弹簧的作用使得撑
5、衣杆时刻保持打开状态。到此，衣架口和开关的设计方案总共有 4 种。其中就衣架口的方案对比，我们组选择了方案二的设计。其主要原因是因为方案一中并未涉及到机械原理这门课程所包含的知识，这样就有违机械原理课程设计这门课的宗旨和目的了，另一个原因是，虽然方案一看起来比方案二简单一些，但是在装配过程中很难把握刚性绳的尺度和同一性，而且弹簧的位置也不太好装成，而且还要设计弹簧的卡点，这对材料的选取以及加工方面也有更多的要求，实则比方案二麻烦了一些。对于撑衣杆底端开关的设计方案的选择，更多则是出于金工楼所提供的材料和加工设备来决定的。由于金工楼所提供的材料只有一个刚性管比较合适，而且加工设备中的钻孔机也没有
6、定位加紧的装置，所以我们选择了第二种方案。如果选用第一种方案的话，就会涉及到打孔，而圆形物件在没有定位夹紧装置的钻孔机上钻孔，虽然是低速钻孔机，那也是比较危险的，而且孔也钻不好。而另一7个原因是在装配的时候，内轴的销孔也不太好装上，还涉及到严谨的尺寸问题，有一点偏差就会使整个过程重来，相对来说这种方案麻烦很多。而如果采用第二种方案，则简单很多。我们可以将外面的短杆用锯子锯开两个小口，再用线绳之类的将传动杆和短杆连接起来即可。相对来说比较简单而且易行。但如果在条件充足的情况下，采用第一种方案制作也可以，而且在操作上，第一种方案也比第二种方案方便。四分析经过上述分析选定方案可知，我们设计的可抓式撑
7、衣杆的机械原理主要体现在撑衣杆的顶端的衣架口上。如图（由于尺寸太多，加上标注会显得比较杂乱，故此处的尺寸暂不标出。 ）：8由图，我们可知撑衣杆的顶端主要由这几个部分组成：1 是传动杆，其主要目的是将运动传递给 7；2 是撑衣杆的外壳；3 是一个插销，其主要功能是限制传动杆的运动范围的；4 是撑衣杆的衣架口主体；5 则是夹子，两边可以夹拢；6 的主要功能是将传动杆的运动传递给 5 夹子，这样，在传动杆上下移动时就能使夹子相互靠拢夹住或者分开；78 和 9 都是 R 副。另外，在我们的制作过程中，我们还在 3 和 7 之间装了一个弹簧，这样就可以令撑衣夹的 5 夹子时刻保持打开的状态，而需要让9它
8、夹上合拢的时候，只需拨的在撑衣杆底端手握的地方的开关就可以了。整个机构看上去虽然是有 6 个构件组成，但其中也涉及到虚约束，故可以理解为一个 4 杆机构来计算。其中撑衣杆外壳和衣架口主体可以理解为一个固定的整体。就看左半边的夹子，我们可知其中有 3 个是可动的机构，有 3 个 R 副再加上传动杆的上下移动，是一个 P 副，没有高副。故其自由度：F=3N-2PL-PH=3*3-2*4-0=1整个机构的运动来源于人为的把在撑衣杆的底端的开关向下拨动，这样就可以通过 1 传动杆将向下的运动传递到 7 的 R 副，通过杆 6 在传递到夹子 5，最终实现的是把开关的上下运动转化为夹子的打开和夹拢。开关上
9、下拨动（滑动杆） 7 传动杆上下运动（滑动杆）RRR5 夹子的开合（摆杆）机构的动力来源也是人在拨动开关的力和弹簧的弹力。若平时不用时，由于有弹簧的弹力将传动杆向上拉起，故衣架口的夹子保持打开状态。而当人为向下拨动开关时，这时人为的向下的力大于弹簧的弹力，将传动杆向下拉动，衣架口的夹子闭合。五加工制作10通过在金工楼具体考察后，结合我们的设计和金工楼所提供的材料和加工器具的具体情况，我们对撑衣杆的具体设计及加工加以修改和完善。下图是我们组的机械原理课程实践设计的整体设计图。1112下面我们将每个零件具体的制作简要解说下。一） 传动杆材料：刚性小铝合金管 6*110。数量：1其加工方法是：1.先
10、找一个长度为 112mm 直径为 6 的细长杆，将其一端夹在工作台上，用戳子将一端磨平，在换另一端磨平，使其长度最后为 110mm。2.将一端夹在工作台上，在其 7mm 出画一条线，用细戳刀，将其两边各磨 2mm 左右下去，形成一个平面。3.用低速钻孔机在刚磨出的平面出钻一个居中的直径为 4mm的孔。4.在另一端距边为 1mm 处和 4mm 处画上两条线，再在两条线线之间用戳子戳去 1-2mm。二）撑衣杆外壳13材料：外直径为 12mm，厚度为 1mm 的铝合金管。数量：1加工：1.用锯子锯一根长度为 110mm 直径为 12mm 的铝合金管。2.在其一端的 30mm 处画上一条线，用锯子在其
11、两端各据一条口。3.用戳子将锯出的口与最近端沿着与锯口平行的方向将其间的管壁戳去，再用老虎钳将剩下的部分，特别是端部修整成平面，平面的宽度在 10mm 左右就可以了。4.在两个平面的端部，用钻孔机各钻两个相距 5mm，距端边4mm，直径为 3mm 的孔。三）衣架口主体材料：厚度为 3mm 的铝片数量：214加工：1.用锯子锯一块 60*50mm，厚度为 3mm 的吕快下来，用断锯条和尺如图在铝块上画好线。2.沿着画好的线，用锯子锯下。再用戳子稍加磨平。3.用低速钻孔机在如图如图中位置打孔。四）夹子材料：厚度为 3mm 的铝块数量:2加工：1.用锯子锯一块 45*10mm 厚度为 3mm 的铝块
12、，用断锯条和尺如图在铝块上画好线。152.沿着画好的线，用戳子加以磨平。 （由于是铝块，所以很好磨平）3.用低速钻孔机在如图如图中位置打一个直径为 4mm 的孔。五）小传动片材料：厚度为 1mm 的铝块数量：2加工：1.用锯子锯一块 62*12mm，厚度为 1mm 的铝块，在用戳子将四边加以修饰，使其为 60*10mm。2.再将两端磨成圆端面。3.用圆面戳刀在一边的中间戳一个深 6mm 的凹槽，部分尺寸16如图。4.在如图位置用低速钻孔机打两个直径为 4mm 的孔。六）小定片材料：厚 3mm 的铝片数量：2加工：1.用锯子锯一块 17*12mm，厚度为 3mm 的铝块，在用戳子将四边加以修饰，
13、使其为 15*10mm。2.再将两端磨成圆端面。3.在如图位置用低速钻孔机钻两个直径为 4mm 的孔。4.将小定片与夹子固定。选择小定片的其中一个孔与夹子的里面的一个孔相连接起来，用差不多大小的螺丝和螺母拧紧，中间还要加上一个弹簧垫片，这样就可以保证在拧紧以后小定片和夹子的位置基本不会变。最后出来的结果如图。17七）开关材料：直径为 15mm 厚度为 0.5mm 左右的铝合金管数量：118加工：1.用锯子锯一段长度为 80mm 的铝合金管。2.在其一段距端 10mm 处锯一个宽 2mm 的口。在另一端距端26mm 处两边分别锯一个宽为 4mm 的口。至此，所有零件都准备完成。下面就是将所有零件
14、装配起来。将所有零件按照装配原图的连接形式连接上，除小定片和夹子之间用弹簧垫片将两者固定外，其余都是 R 副形式连接，要求相连接的两者之间能很好的产生相互转动。另外，撑衣杆底端的开关将传动杆和开关短杆用铁丝连接，只要能保证开关短杆运动时，传动杆也能很好的运动即可。在做完所设计的实物后，我们组还考虑到，当撑衣杆不工作时，要它始终保持开口状态。故我们在里面的传动杆与撑衣杆外壳之间装上一个弹簧。当撑衣杆不用时，传动杆一直处于最上部，这样夹子就时刻保持开口状态。而需要抓紧时，只需将开关短杆向下推就能带动传动杆向下运动，夹子就闭合了。六结论这次的课程又给我们上了一次金工实习，而且还是做的我们自己设计的东
15、西，感觉收获颇多。总体来说还是很好地完成了我们自己所设计的撑衣杆，在大的方面没有什么问题。也达到了我们所预期的效果。我们所设计的可抓式撑衣杆与普通撑衣杆相比，其创新性就在于它可以在晾衣服时抓住衣架使其不会因掉落而弄脏衣服。另一个比较现实的用途，就是如果有衣服掉到了窗外，有时我们也可以用19它将掉了的衣服抓起来，有时候也会省掉一些麻烦。但是毕竟是初出茅庐，很多地方还是有不足之处。首先，由于所有部件都是手工制作的，在尺寸上就有很多的出入，导致很多地方连接不够严谨，特别是加持的地方很容易划开而夹不紧；另外，弹簧也是用老虎钳捏出来的，所以在弹簧两端的固定上也存在问题，有时候会掉。如果把机构的严密性更好的处理的话，做出来的撑衣杆会更好的。另外，如果条件容许的情况下，在制作开关时采用第一种方案，做出来的实物在使用上也会比较方便。
