家用多功能晒衣架及新型衣架设计说明书

1、-. z.*学院本科毕业设计论文家用多功能晾衣杆及新型衣架设计学生*： * * 学生*： 2 院系： 机械工程学院 年级专业： 2011级机制*班 指导教师： 陈* 教授 二一五年六月-. z.-. z.摘要传统的晾衣架就是一固定的晾衣杆，挂取衣物非常麻烦吃力，现今，家用的晾衣架越来越趋于自动化，出现了手摇式晾衣架和电动式晾衣架，其中，电动晾衣架因具有占用空间小、操作省力、使用便捷等优点，受到越来越多家庭的青睐。电动晾衣架包括有横梁、晾衣杆、晾衣杆两端的绳索、双向棘轮和用以控制绳索绕卷的控制装置，其中，为防止输超出移位，两端一般都放置行程开关，电机带动丝杠转动，晾衣杆就自动的前进、后退：智能晾

2、衣架的机械局部是在普通拉杆式晾衣架两支撑杆的端部各安装一个滑轮。绳索先通过双向棘轮机构，在通过滑轮以固定在晾衣杆上，双向棘轮前部有两条绳，其目的是为了实现棘爪的反转以实现晾衣杆上下运动的自锁。其控制局部的电路CPU采用89C2051单片机。利用光敏等传感器，到达下雨时自动收回，雨后自动伸展；夜晚自动收回，白天自动伸展的功能。关键词 智能衣架，单片机，自动-. z.AbstractThe traditional clothes racks is a fi*ed rods, hang take clothing is very troublesome sweaty, nowadays, house

3、hold air clothes tree more automation, appeared rods drying rack and control switch clothes racks, among them, the electric air clothes tree with take up the space is little, because operation is labor-saving and using the convenient wait for an advantage, gets more and more the favor of family. Ele

4、ctric air clothes tree rods, include the ropes and rods ends to control the rope round roll control device, which, in order to prevent the ropes, the rope output shift general st up control device to control motor work, the rope began to disk volume or loose the solution, rods automatically move for

5、ward, backward: intelligent air clothes tree mechanical parts is in ordinary lever type drying rack two support bar end each install a pulley, wear it again into the rope. With most of the wire rope before rods fi*ed links outside. The other end of the rope connected to the dc machines, connected by

6、 motor rotor convey to the positive and negative effect of the girder hanger telescopic. The control part of the circuit by 89C2051 single-chip microputer CPU. Using temperature, rain, photosensitive sensors, achieve automatic recovery, after the rain when it rains automatic e*tension; The temperatu

7、re higher than setting repayment, below the setting automatically be automatic e*tension; During the night, automatic withdraw the function of automatic e*tension.Keywords： intelligent hangers; micro controller;self control-. z.-. z.目 录TOC o 1-4 h u HYPERLINK l _Toc804 摘要 PAGEREF _Toc804 I HYPERLINK

8、 l _Toc19352 Abstract PAGEREF _Toc19352 II HYPERLINK l _Toc6964 1 绪论 PAGEREF _Toc6964 - 1 - HYPERLINK l _Toc9130 1.1 智能衣架的开展 PAGEREF _Toc9130 - 1 - HYPERLINK l _Toc3543 1.2 智能系统的材料选择 PAGEREF _Toc3543 - 2 - HYPERLINK l _Toc18519 2 自动晾衣架的方案设计 PAGEREF _Toc18519 - 3 - HYPERLINK l _Toc25260 2.1 水平推动机构的设计

9、 PAGEREF _Toc25260 - 3 - HYPERLINK l _Toc22362 2.2 衣杆升降装置的设计 PAGEREF _Toc22362 - 4 - HYPERLINK l _Toc2748 3 自动晾衣架的机械局部设计及计算 PAGEREF _Toc2748 - 6 - HYPERLINK l _Toc26373 3.1 自动晾衣架的机械原理 PAGEREF _Toc26373 - 6 - HYPERLINK l _Toc11980 3.2 电动机类型选择 PAGEREF _Toc11980 - 6 - HYPERLINK l _Toc16834 3.3 Y系列三相异步电

10、动机的用途应用 PAGEREF _Toc16834 - 7 - HYPERLINK l _Toc2421 3.4 梯形丝杠的选择 PAGEREF _Toc2421 - 8 - HYPERLINK l _Toc12878 3.4.1梯形丝杠的构造设计 PAGEREF _Toc12878 - 9 - HYPERLINK l _Toc29405 3.4.2梯形丝杠的考前须知 PAGEREF _Toc29405 - 9 - HYPERLINK l _Toc3858 3.4.3梯形丝杠与滚珠丝杠的区别 PAGEREF _Toc3858 - 10 - HYPERLINK l _Toc13117 3.4.4

11、梯形丝杠的加工技巧 PAGEREF _Toc13117 - 10 - HYPERLINK l _Toc25867 3.5轴承的选择 PAGEREF _Toc25867 - 10 - HYPERLINK l _Toc6814 3.6 双向棘轮的选择及设计 PAGEREF _Toc6814 - 11 - HYPERLINK l _Toc26395 3.7 自动晾衣架的机械局部计算及校核 PAGEREF _Toc26395 - 12 - HYPERLINK l _Toc3953 3.7.1菱形推动架位移计算及校核 PAGEREF _Toc3953 - 12 - HYPERLINK l _Toc114

12、51 3.7.2 晾衣杆强度校核 PAGEREF _Toc11451 - 13 - HYPERLINK l _Toc4842 3.7.3轴承的校核 PAGEREF _Toc4842 - 15 - HYPERLINK l _Toc25445 4 电气局部设计 PAGEREF _Toc25445 - 18 - HYPERLINK l _Toc29008 4.1 各局部的电器原件简介 PAGEREF _Toc29008 - 18 - HYPERLINK l _Toc28721 4.1.1压力继电器 PAGEREF _Toc28721 - 18 - HYPERLINK l _Toc17814 4.1.

13、2 PLC的原理介绍及编程 PAGEREF _Toc17814 - 19 - HYPERLINK l _Toc11131 4.1.3 行程开关 PAGEREF _Toc11131 - 21 - HYPERLINK l _Toc29439 4.1.4光敏传感器 PAGEREF _Toc29439 - 23 - HYPERLINK l _Toc28298 5 多功能衣架的设计 PAGEREF _Toc28298 - 27 - HYPERLINK l _Toc3225 5.1 多功能衣架的用途 PAGEREF _Toc3225 - 27 - HYPERLINK l _Toc11146 5.2 多功能

14、衣架的工作原理 PAGEREF _Toc11146 - 27 - HYPERLINK l _Toc8655 5.3 多功能衣架的材料及其尺寸选择 PAGEREF _Toc8655 - 28 - HYPERLINK l _Toc19042 结 论 PAGEREF _Toc19042 - 30 -. z. HYPERLINK l _Toc24687 参 考 文 献 PAGEREF _Toc24687 - 32 - HYPERLINK l _Toc6442 致谢 PAGEREF _Toc6442 - 33 -. z.-. z.-. z.1绪论1.1智能衣架的开展90年代以后，各种户内手摇或电动式的晒

15、衣架开场诞生并普及，市场上各种品牌的晾衣架如雨后春笋般悄然步入千家万户，很大的方便了人们的日常生活。可是，人们在晾晒衣物的过程中还有一个最大的不便始终没有得到解决，那就是天象万变，而我们又不可能每时每刻都在家，即使在家也不能时时盯着天空，衣服晒在室内，得不到足够的阳光的照射，不容易干透；晒到室外，如果突然降雨，而我们又不能及时赶回家，则又要面临重新洗涤的艰辛与劳累。相信这个问题每个人都遇到过，十分令人烦恼。所以，当我们因工作、学习、交际、娱乐等等事情出门在外时，对于家中已经晒出去的大量衣物，自然是牵肠挂肚的，一看到天气有变，即不能再安心从事眼前的事务，紧急赶到家时，衣物往往已经被淋成了落汤鸡，

16、所以能不能创造一种东西能自己感知天气的变化，感光、感湿材料等组成，智能感应部件被安装在户外，当感应到阳光时，即发出指令，电机自动驱动，将晾晒在金属支架上的衣物撑出户外；当湿度感应器应做成面积较大的凹盘状，即能有效的储存到雨水感应到有雨水时，即发出另一指令，电机即把金属支架回缩，衣物即被自动收回室内避雨。从此，衣物的晾晒有了一个全天候保架护航的能手，人们不必再为这种小事而忧心了。因有时是大雨，衣物即使回收至室内，仍然会遭到飘雨的侵袭，故完美的设计就是再加装一套防水隔层，比方卷轴式的塑料雨帘，当衣物被收回室内，雨帘即自动放下，将衣物完全遮挡，防止这真的是一个非常普遍的问题，带给人们太多的烦恼与不便

17、。能不能以一种简捷有效的方式来解决这个问题呢？答案当然是肯定的。我设想，能不能设计一种以电力驱动，具备可以智能感应天晴与下雨，并及时做出反响的装置？姑且把它命名为：自动晴雨伸缩衣架。它由金属可伸缩支架、电动马达、滑轮组、以及被雨水溅湿；当天晴，卷轴转动，将雨帘自动收起，然后将衣物自动撑出户外。当然也可以和窗户联动，衣物收回，和该系统挂接的电动窗户自动闭合。另外应再参加两个监测器：。风力监测器当风力过大，从而易使衣物脱钩坠地时，可协助把衣物收回；。温度感应器当室外气温降到零度左右，而光照度又严重缺乏时，为防止降雪，温度感应器协助把衣物收回；盛夏中午，室外气温高过35度，烈日当头，光照度过强时，为

18、保护衣物不被晒坏，而将衣物回收如果有了它，除了可以免受突然降雨而糟蹋衣物外，还可以实现自动收、晒衣物的功能。特别是在冬季，衣物需要连晒数日的情况下，我们不必再每天黄昏将衣物收回，次日晨又晒出去，入夜，光线暗淡，该装置的光照度感应器感受不到充足的光线，即自动把衣物收回，次日早晨光线充足时，又自动晒出。当然，也可以参加程控芯片，由人们自由设定几点钟晒出，几点钟收回。这种装置真的可以极大的方便人们的生活，定会得到广泛的喜爱。所以自动晾衣架得到了飞速的开展，也取得了很好的经济效益。1.2 智能系统的材料选择架的材料采用最常用的304不锈钢，他的优点有：作为一种不锈钢的材料，有得天独厚的优势，其无毒、质

19、轻、耐压且耐腐蚀。管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，可以到达不结垢、不生锈、不渗漏。是绿色高级的不锈材料。非常适合一般家庭装修使用。304不锈钢典型用途大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。然而，其它应用越来越多的只是寻求构造的完整性或不透水性，外表不很干净也可以。在枯燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍304不锈钢板。所以，304不锈钢板广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途。现在，人们已充分认识到了在构造应用中使用304不锈钢板的优越性。304不锈钢

20、有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性。由于衣架经常置于户外，而且有风吹雨淋，如果生锈还有可能把锈水滴到衣服上既不卫生也不干净，所以材料选择了304不锈钢。-. z.2 自动晾衣架的方案设计2.1 水平推动机构的设计方案一 众所周知，菱形推动架能够实现水平移动，并且能够来回运动，因此，假设一个运动的物体固定在菱形推动架上，则此菱形推动架将随着此运动的物体运动而移动。并且水平运动的距离也比拟远。因此受到了广泛的应用，尤其在日常生活当中，菱形推动架的图形如图2.1所示图2.1 菱形推动架方案二另外一种能够实现水平运动的机构是曲柄滑块机构，其中，主动件一般为曲柄。曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块

21、，通过转动副A、B联接曲柄和滑块的构件为连杆。曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的主机构中，把往复移动转换为不整周或整周的回转运动。但是，曲柄滑块机构中的滑块的水平位移较小。曲柄滑块机构如图2.2所示图2.2曲柄滑块机构比照之下，我们晾衣杆要求水平位移较大，且机构越简单越好，方案一正满足此要求，故水平推动机构选择菱形推动架。2.2 衣杆升降装置的设计方案一手摇式上升机构，当需要将衣杆上升至足够的高度以实现晾晒衣物时，只需轻轻的摇动手中的圆柄即可实现衣杆的上升运动。当需要将衣杆降下来以取下衣物时，这是只需反向转动手柄即可实现，此种机构的优点是机构简单，操作方便。缺点是当衣杆水

22、平运动一段距离后，手柄和衣杆不处于同一平面，这样就会使手柄与横梁和衣杆之间的线也可能导致卡死而不能实现运动，即最终不能实现预期的运动。手摇式摇杆机构中的手柄如图2.3所示。-. z.图2.3 手柄方案二由上所述，手摇式摇杆的主要缺点是当衣杆移出去之后，摇杆不能随着衣杆的移动而移动，因此只要克制这个缺点就好。随性绳索就防止了上述缺点，只要轻轻的拉动绳索就可以实现衣杆的上升和下降运动，同时，当停顿拉动随行绳索时，为了能够使衣杆掉下来，即实现自锁功能，我们可以安装一个双向棘轮机构后述，这样就可以顺利的实现衣杆的升降运动。比照之下，由于手摇式有可能导致整个运动机构卡死而不能实现预期的运动，而随行绳索却

23、巧妙的防止了手摇式机构的缺点。因此，在实现晾衣杆升降运动的功能上，我们选择随行绳索。-. z.3 自动晾衣架的机械局部设计及计算3.1 自动晾衣架的机械原理自动晾衣架顾名思义就是能自动的收晾衣服，本创造是一种自动感应伸缩的晾衣架。在晾衣架机构的最上层两侧装有两个轨道，并与电动机相连，电动机带动丝杠旋转，丝杠就能将电机的旋转运动转化为横梁的直线运动，使得横梁能够自由的伸出和收回。此外，横梁的两端分别装有滑轮，其主要目的是为了能通过随行绳索的拉动，实现晾衣杆的上升和下降的运动。为了能够实现衣杆的自锁功能，在相应位置上安装双向棘轮机构。为了防止横梁的输出超位，在相应的位置安装有行程开关，这样就能使横

24、梁伸出到一定的位置就自动停顿。为了在下雨过程中能自动将衣物收回，在此装置的相应位置安装有光敏传感器，能在下雨的时候自动收拢衣物使之不被打湿，这样使衣物不在因为各种原因被弄湿，给人们生活带来方便。工作原理如下列图3.1图3.1 菱形推动架3.2 电动机类型选择由于动力源为220V的交流电，位于居民的阳台上工作。根据动力源和工作条件，选用交流电机，Y系列三相异步电动机。3.3 Y系列三相异步电动机的用途应用图3.2 Y系列三相异步电动机各种电动机中应用最广的是交流异步电动机又称感应电动机。它使用方便、运行可靠、价格低廉、构造结实，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机见同

25、步电机。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽*围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，构造复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的开展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开场得到应用。电动机在规定工作制式连续式、短时运行制、断续周期运行制下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，防止出现飞车或停转。电动机能提供的功率*围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动

26、、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。3.4梯形丝杠的选择由于电机输出的运动为旋转运动，而我们需要的运动是直线运动。因此，我们需要有将旋转运动转化为直线运动的机构。齿轮齿条，曲柄滑块，滚珠丝杠，梯形丝杠等机构均可以将旋转运动转化为直线运动，但对于晾衣架而言，我们需要考虑的因素有很多，除了能够满足其应有的功能外，我们还需要考虑它的质量，承诺根本，振动性能。齿轮齿条机构中，由于它在

27、运行过程中，除了会产生比拟强的振动外，也会产生噪声。这样会严重影响人们的日常生活，因此齿轮齿条不符合要求。曲柄滑块机构中，虽然也能实现将旋转运动转化为直线运动，但其运动的快慢不一样，并且输出的位移也比拟低，因此曲柄滑块也不是最正确选择。滚珠丝杠机构中，虽然滚珠丝杠能很好的满足上述要求，而且运动精度也非常高，按理说，滚珠丝杠能够很好的作为此选择。但是，正因为滚珠丝杠具有这些优点，因此它的价格非常贵，而我们的晾衣杆是面向广阔居民的，即要求本钱不能太高。因此滚珠丝杠也不满足此要求。梯形丝杠机构中，除了能满足上述要求外，本钱比滚珠丝杠也大大的降低，虽然梯形丝杠运动的精度没有滚珠丝杠运动的精度高，但晾衣

28、杆对精度的要求也并不高，因此相比之下，梯形丝杠为最正确选择。梯形丝杠是把旋转的运动转化成直线运动的机构。梯形丝杠的组成及其工作原理如下列图3.3：图3.3 梯形丝杠螺母副的构造原理图其中，梯形丝杠在本方案中的安装如图3.4所示图3.4 梯形丝杠的安装 梯形丝杠的组成：主要由丝杆、螺母、螺母座等组成。 3.4.1梯形丝杠的构造设计设备由车床改装，工件转动，刀盘及滚花刀架移动。去掉车床刀架局部，在溜板上配装铣削头及自制跟刀架，将滚花刀装于跟刀架上，跟刀架置于铣刀盘前面。工件左端用卡盘夹紧，右端去掉尾座，安装一带较长空心管的支架，这样一次可以装夹较长原料相当于一次铣削长度的两倍以上，将铣削局部截断后

29、加工，可以减少端料浪费。专门设计时，由光杆带动丝杠在螺母中转动，丝杆左端装弹簧夹头，工件向左转动进给，光杆、丝杆皆用空心管加工而成减少端料浪费。因为中间悬空较长，可以考虑用辅助支架托起。滚花刀的装夹装置。两种设计的滚花刀装置方式一样，只是支承架与机床的连接局部有所区别。在支承架上加工一孔，在加工部位对面横向过孔中心线铣槽与通孔：槽宽与滚花刀柄等宽，深与刀柄等高，靠近槽接孔处下边齐槽根部垂直铣一窄细槽，便于滚花挤出的细微铁屑流出，防止滚花轮滞塞、卡紧。滚花刀用快换盖板压住，由带梅花手柄的螺杆将滚花刀柄顶紧。圆钢经过导向套后被滚花，紧接着被高速铣削，实现两道工序一次完成。导向套用工具钢调质加工而成

30、，其上铣一开口，长与支架端面平。导向套定位销孔、装配螺钉与支架配作，要确保开口正对槽中心线。3.4.2梯形丝杠的考前须知材料必须是正规牌号的圆钢，否则工件外表易形成鳞刺等，铣刀易破损崩裂，滚花刀耗损迅速：加工、装配时必须使滚花刀在槽内移动较轻松，又不致间隙太大，如果间隙过大，工作时滚刀轮倾斜，滚出的花纹不匀，本身也易损坏：压板尽量将滚花刀全部封闭，以防切屑、杂物等溅入：工作时切勿润滑冷却滚花刀，以防与之接近的硬质合金刀片受损：先开动车床，让工件转动，再拧紧螺杆，防止静摩擦力过大，工件打滑：选用制造优良的滚花刀减少换刀次数：定期拆开快换盖板，清理刀槽。3.4.3梯形丝杠与滚珠丝杠的区别滚珠丝杠和

31、梯形丝杠在很多情况下是不能互换的，总是需要在精度、刚度和负载容量之间进展权衡。规格和性能之间不一定完全对应。滚珠丝杠和梯形丝杠的应用有一些区别。原始设备制造商的应用系统很多时候需要正适宜的产品，而梯形丝杠往往是正确的选择。梯形丝杠产品很容易结合具体的应用来进展调整，以到达预期性能，同时将本钱控制在最低限度。在*些情况下，需要在设计阶段进展寿命测试，不过对于原始设备制造商来说，在前期进展此类的额外工作，有助于降低产品本钱。滚珠丝杠可以连续运行，承受高得多的负载，并到达更快的速度，为此而增加本钱是值得的。对于最终用户来说，滚珠丝杠具有良好的可预测性，因而是确保快速集成和可靠性的最正确选择。比方，工

32、厂自动化系统在很大程度上就依赖滚珠丝杠技术。当然，有很多原始设备制造商应用系统也需要滚珠丝杠，比方机床行业。对于原始设备制造商来说，决定技术的是性能和本钱，而不是可预测性。3.4.4梯形丝杠的加工技巧丝杠加工原来采用车削加工，工艺路线为:冷拔滚花车螺纹校正钻孔切断倒角，不仅效率低、本钱高，且由于小圆钢刚度低，车削、滚花时易变形，小号螺轮不能生产，为此我们设计了旋风铣削丝杠设备，不仅将转速由经历认定的1000r/min左右提升至2000r/min以上而且将铣丝滚花一次完成。 其工艺路线变为:冷拔滚花、铣丝校正钻孔、切断倒角。虽然旋风铣削使小径工件有较大变形大径件变形较小，但校正也容易。改良后的工

33、艺具有如下特点:外表粗糙度值减小：由切削力引起的振动减少：小径工件螺距累积误差有一定增加。3.5轴承的选择轴承的选择取决于多方面的因素，如轴承所承受的载荷、轴承的转速、轴承的调心性能和轴承的安装与拆卸等。在众多因素中，轴承的转速和所承受的载荷占主要因素，所以我们需要从这两方面考虑。对于电机的转速而言，一般也是每分钟700转以上，这种转速对于轴承而言是比拟高的，因此我们必须选择滚子为球的轴承，因为滚珠为球的轴承中，其滚珠与内外壁之间为点接触，这样就是的轴承的摩擦力小，适合高速运转。对于丝杠及其与之相连的菱形推动架而言，其沿轴的方向受的力也很小，也承受一定的径向力，在众多种类的轴承中，深沟球轴承完

34、全满足以上要求，它既能够允许高速运动，而且也能承受一定的径向力和轴向力。此外，深沟球轴承在市面是也是最常见、最廉价的。因此深沟球轴承为最正确选择。 深沟球轴承是滚动轴承中最为普通的一种类型。根本型的深沟球轴承由一个外圈，一个内圈、一组钢球和一组保持架构成。 深沟球轴承类型有单列和双列两种，深沟球构造还分密封和开式两种构造，开式是指轴承不带密封构造，密封型深沟球分为防尘密封和防油密封。深沟球轴承是滚动轴承中最为普通的一种类型。根本型的深沟球轴承由一个外圈，一个内圈、一组钢球和一组保持架构成。 深沟球轴承类型有单列和双列两种，深沟球构造还分密封和开式两种构造，开式是指轴承不带密封构造，密封型深沟球

35、分为防尘密封和防油密封。其图形如图3.4所示：图3.5 深沟球轴承对于丝杠上的轴承而言，由丝杠的大小以及其它外在条件，选取6304类轴承，根据实际条件可知，轴承受到轴向力和径向力。3.6 双向棘轮的选择及设计 由于在提升衣物的过程中，为了确保能够使晾衣杆在最高处实现自锁，我们需要一个棘轮机构，但由于普通的棘轮都是单向旋转，故将衣物提升至最高处后就不能使之降下来，所以采用双向棘轮机构，其图形如图3.6所示图3.6 双向棘轮机构 其根本原理是：把棘轮的齿制成矩形，而棘爪制成可翻转的，当棘轮、爪位于图示位置时，棘轮可以实现逆时针转动。而当棘爪翻转时，棘轮就可以实现顺时针转动。而为了确保棘爪可以翻转，

36、可以将棘爪的前部固定两条线，其两条线分别位于棘轮的两侧，这样只需要拉动一次的绳索，就可以是棘爪转向拉动绳索的一侧，从而实现棘轮的两个方向的运动且随时处于自锁状态。3.7 自动晾衣架的机械局部计算及校核3.7.1菱形推动架位移计算及校核菱形推动架示意图如下3.7。其中：剪刀片如图3.8所示图3.7 菱形推动架图3.8 剪刀片由实际情况取菱形推行架的数量为5组，剪刀片的长度L=300mm, 其宽度d=30mm,厚度=8mm,查询资料可知，此菱形推行架的最大剪角：150，最小剪角：30。总的行程：S=nL sin75 -sin15=53000.966-0.259=1031mm综合实际情况，此距离能够

37、伸出阳台以便晾晒衣物。故此菱形推行架设计合理。3.7.2 晾衣杆强度校核晾衣杆的受力情况如图3.9所示，假设挂在衣杆上的衣物的总重为500N，为了便于分析力矩M，可将载荷集中，易得晾衣杆中间处最大的力矩为49Nm0000图3.9 晾衣杆受力图其弯矩图和扭矩图如图3.10所示图3.10 弯扭图其中，晾衣杆的截面图如图3.11所示图3.11 晾衣杆截面图经过查询资料可得：304不锈钢的强度极限是180Mpa，经计算晾衣杆的应力由材料力学的知识可知，晾衣杆的抗弯截面系数，于是，晾衣杆的最大弯曲应力即为，由于180MPa可知，晾衣杆满足强度要求.3.7.3轴承的校核对于安装在丝杠上的轴承而言，其受力分

38、析图如图3.12所示图3.12 轴承受力图预期轴承的寿命为10000小时，查机械设计手册知，6304类轴承的根本额定动载荷C=16.2KN，并且假定丝杠的长度为1m.求两轴承承受的径向载荷和假定在拉动菱形推动杆的过程中，所承受的力，并且作用于丝杠的中点，则根据力平衡和力偶平衡即：+=0.5=1由以上两个方程解得：=1000,=1000N.求两轴承承受的径向载荷和假定在拉动菱形推动杆的过程中，所承受的轴向力，丝杠的直径为0.1m,并且作用于丝杠的中点，则根据力平衡和力偶平衡即：+=0.1=0.1由以上两个方程解得：=0,=2500N. 求轴承担量动载荷P和P 查机械设计课本表13-5可知，径向动

39、载荷系数*=0.56 因轴承运转中承受中等载荷，查机械设计课本表13-6可知，f=1.21.8,取f=1.5，则 P=f*=1.50.561000N=840N P=f*=1.50.561000N=840N 验算轴承寿命 因为P=P，所以按轴承的受力大小验算 故轴承符合要求。 用同样的方法计算其余轴承，同理可得到其余轴承也符合要求-. z.4 电气局部设计4.1 各局部的电器原件简介4.1.1压力继电器由于电机用的是强电不能用PLC控制，所以要加个继电器来实现自控控制，电路原理图如图4.1所示图4.1 压力继电器1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣机器4分励磁脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器7按钮 继电

40、器是一种电子控制器件，它具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种自动开关。故在电路中起着自动调节、平安保护、转换电路等作用。电磁继电器的工作原理和特性电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克制返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点常闭触点吸合。这样吸合、释放，从而到达了在电路中

41、的导通、切断的目的。对于继电器的常开、常闭触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为常开触点；处于接通状态的静触点称为常闭触点。1、热敏干簧继电器的工作原理和特性热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。2、固态继电器SSR的工作原理和特性固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离， 固态继电器按负载

42、电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。. 二、继电器主要产品技术参数 1、额定工作电压 是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。 2、直流电阻 是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。 3、吸合电流 是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。 4、释放电流 是指继电器产生释放动作的

43、最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。5、触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。4.1.2 PLC的原理介绍及编程PLC起到中央控制的作用，类似CPU，是整个电路中的集中控制局部，PLC的实物图如图4.2所示图4.2 PLC的外观构造图4.3 PLC的内部构造可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机Personal puter混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可

44、编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克制了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为根底的简单指令形式，使用户程序编制形象

45、、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可地将PLC应用于生产实灵活方便。4.1.3 行程开关何为行程开关呢？就是一种由物体的位移来决定电路通断的开关，在日常生活中我们最易碰到的例子就是冰箱了。不知你注意到没有，当你翻开冰箱时，冰箱里面的灯就会亮了起来，而关上门就又熄灭了，这是因为门框上有个开关，被门压紧时灯的电路断开，门一开就放松了，于是就自动把电路闭合使灯点亮。这个开关就是行程开关。行程开关的原理如图4.4所示，实物如图4.5所示图4.4 行程开关原理图图4.5 行程开关实物图行程开关的应用方面很多，很多

46、电器里面都有它的身影。那这么简单的开关能起什么作用呢？它主要是起连锁保护的作用。行程开关按其构造可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。 1直动式行程开关 其构造原理,其动作原理与按钮开关一样,但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度,不宜用于速度低于04mmin的场所。直动式行程开关组成：1-推杆 2-弹簧 3-动断触点 4-动合触点 2滚轮式行程开关 其构造原理,当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时,撞杆转向右边,带动凸轮转动,顶下推杆,使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时,在复位弹簧的作用下,各局部动作部件复位。滚轮式行程开关组成：1-滚轮 2-上转臂 3、5、11-弹簧 4-

47、套架 6-滑轮 7-压板 8、9-触点 10-横板 滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式,双滚轮行移开关具有两个稳态位置,有记忆作用,在*些情况下可以简化线路。 3微动开关式行程开关的组成：常用的有L*W-11系列产品1.推杆 2.弹簧 3.压缩弹簧4.动断触点 5.动合触点4.1.4光敏传感器光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进展检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感

48、器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。光敏传感器的种类很多，但是原理大体一样。主光敏传感器的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。 第一种 光电管 图形如4.6所示图4.6 光电管构造示意图光电管主要有以下几点特性：(1).光电管的光谱特性 光电管的光谱特性是指光电管在工作电压不便的条件下，入射光的波长与其绝对灵敏度即量子效率的关系。光电管的光谱特性主要取决于阴极材料，常用的阴极材料有银氧铯光电阴极、锑铯光电阴极、铋银氧铯光电阴极及多硷光电阴

49、极等，前两种阴极使用比拟广泛，图3和图4分别给出了它们的光谱特性曲线。 由光电管的光谱特性曲线可以看出，不同阴极材料制成的光电管有着不同的灵敏度较高的区域，应用时应根据所测光谱的波长选用相应的光电管。例如被测光的成分是红光，选用银氧铯阴极光电管就可以得到较高的灵敏度。(2).光电管的伏安特性 光电管的伏安特性是指在一定光通量照射下，光电管阳极与阴极之间的电压UA与光电流I之间的关系。光电管在一定光通量照射下，光电管阴极在单位时间内发射一定量的光电子，这些光电子分散在阳极与阴极之间的空间，假设在光电管阳极上施加电压UA，则光电子被阳极吸引收集，形成回路中的光电流I。当阳极电压升高，阳极发射的光电

50、子指引一局部被阳极收集，其余局部仍返回阴极。随着阳极电压的升高，阳极在单位时间内收集到的光电子数增多，光电流I也增加。如果阳极电压升高到一定数值时，阴极在单位时间内发射的光电子全部被阳极收集，称为饱和状态，以后阳极电压升高，光电流I也不会增加 。其伏安特性曲线如图4.7所示图4.7 光电管不同光通量下的伏安特性曲线(3).光电管的光电特性 光电管的光电特性是指光电管阳极电压和入射光频谱不便的条件下，入射光的光通量与光电流I之间的关系，在光电管阳极电压足够大，使光电管工作在饱和状态条件下，入射光通量和光电流线性关系，参见图4.8所示。图4.8 入射光通量和光电流线性关系(4).暗电流 如果将光电

51、管置于无光的黑暗条件下，当光电管施加正常的使用电压时，光电管产生微弱的电流，此时电流称为暗电流。暗电流的产生主要是由漏电流引起的。光电管常用在自动控制、无线电 、有声电影及其它光电转换设备上。 表1列出了一些国产光电管的技术特性。表4-1光电管的技术特性局部国产光电管的技术特性型号光谱响应*围Ao最正确灵敏度波长Ao最小阴极灵敏度(uA/lm)阳极工作电压(V)暗电流(A)环境温度()GD-52000-60003800-42003030310-115-35GD-66000-11000800010001030810-115-35GD-73000-8500450045100810-11-. z.5

52、 多功能衣架的设计5.1 多功能衣架的用途因为传统的晾衣架不具有伸缩功能，因此它只适合于晾*一种尺寸的衣物，当衣物比晾衣架的尺寸小时，要么会使晾衣架变形，要么会使衣物变形，而且久而久之，即便衣物晾干取下来之后，衣物也会发生严重的变形。而当衣物的尺寸比衣架的尺寸大时，由于在晾晒过程中，衣物肩部会垂下来，加之衣物又比拟重，因此，衣物的肩部会发生严重的褶皱。此外，在收众多的衣架过程中，衣架与衣架之间会发生比拟严重的缠绕，这样也因此给用户带来了严重的不方便。而且，当晾晒中的衣物遇到比拟大的风时，衣物连同衣架也会被吹掉，故传统衣架的种种缺点也会给用户带来严重的不便。因此，多功能衣架也就应运而生了。此多功

53、能衣架防止了上述种种问题，它的用途主要有 能够根据不同的衣物的尺寸调节衣架的尺寸，这样就防止了衣物或者衣架的变形，而且也不会让衣物掉下来。由于此衣架的挂口处处与封闭状态，因此在收拾衣架的过程中，衣架与衣架之间不会互相缠绕因为此衣架的挂口处处与封闭状态，所以当遇到强风时。衣架不会被吹离晾衣杆，衣物也不会离开晾衣架5.2 多功能衣架的工作原理在衣架的挂口处开有一个很小的口，其中，衣架的挂口分为两局部，通过销将之连为一个整体。当手压着手柄时，挂口处的小口会变大，此时就能将衣架挂在衣杆上。当松手时。挂口处的口自动缩小，从而防止当遇上强风时防止了衣架被吹掉。衣架的挂衣局部开有很多小孔，各小孔下面均装有弹

54、簧，弹簧上面装有圆柱销，当根据条件需要对衣架的挂衣局部进展伸长或缩短，只需将圆柱销按下去，以衣架的挂衣局部拉至或推至所需的局部，当圆柱销处与挂衣局部的小孔处，圆柱销自动弹上来，从而实现自锁。此外，此衣架的挂衣局部的下方有一根长为220毫米的副晾衣杆，它的作用主要是：当遇到特别小的衣物时，由于主晾衣杆最短也有220毫米，因此对于那些衣物时，主晾衣杆根本不能对其晾晒。只有副晾衣杆才满足此功能。晾衣架的图如图5.1所示 图5.1 晾衣架5.3 多功能衣架的材料及其尺寸选择由于衣架经常晾晒在外面，因此对于衣架的防锈是一个至关重要的。衣架的材料采用最常用的304不锈钢，他的优点有：作为一种不锈钢的材料，

55、有得天独厚的优势，其无毒、质轻、耐压且耐腐蚀。管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，可以到达不结垢、不生锈、不渗漏。是绿色高级的不锈材料。非常适合一般家庭装修使用。304不锈钢典型用途大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。然而，其它应用越来越多的只是寻求构造的完整性或不透水性，外表不很干净也可以。在枯燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍304不锈钢板。所以，304不锈钢板广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途。现在，人们已充分认识到了在构造应用中使用304不

56、锈钢板的优越性。304不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性。由于衣架经常置于户外，而且有风吹雨淋，如果生锈还有可能把锈水滴到衣服上既不卫生也不干净，所以材料选择了304不锈钢。衣架的尺寸宜过大，尺寸过大，由于其材料为304不锈钢，这样会使衣架变得笨重而且也浪费材料。尺寸过小，由于湿衣服比拟厚重，就会使衣架的抗弯刚度不够。经过反复推敲和验算，晾衣杆的直径定位12毫米。其根本尺寸如图5.2所示。图5.2 衣架根本尺寸-. z.结 论通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯穿，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的开展方向，使自己在专业知识方面和动手能

57、力方面有了质的飞跃。毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法根本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知

58、识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。总之，不管学会的还是学不会的确实觉得困难比拟多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我们的指导教师陈永强教师对我悉心的指导，感谢同学们给我的帮助。在设计过程中，我通

59、过查阅大量有关资料，与同学交流经历和自学，并向教师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的困难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经历，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。 从不知道毕业论文怎么写，到顺利如期的完本钱次毕业设计，这给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的开展前景