多功能儲物架設計方案書.doc

“多功能儲物架”設計方案書 蝸居多功能儲物架設計說明書摘要：蝸居多功能儲物架主要包括儲物架主體、平行四邊形結構儲被架、絲桿自鎖分層臺、簡易電腦桌、垃圾桶移出裝置、翻轉鞋架、雙搖桿雨傘架及接水裝置、旋轉衣帽架。其主要特點是最大程度地節(jié)約利用空間，將生活必需品統一整理收納實現多功能儲物。采用機械結構簡單易實現，連貫性好，設計結構緊湊。關鍵詞：節(jié)約空間，整理收納，絲桿自鎖，平行四邊形。作品簡介 蝸居多功能儲物架將生活零散必需品更具規(guī)劃性地整理收納并在整場儲存中貫徹最大空間利用率的思想。按具體儲存需求可逐個取出特定功能的儲存裝置使用，而在不需要某項儲存功能時又可將該部分隱藏在儲物架主體里。 如遇雨天需懸掛濕雨傘時，只需推出第二層并掰下隱藏于其底下的雙搖桿傘架和拉出接水裝置即可；被褥冬用夏儲，當冬季不再需要儲被架，只需掰下兩邊支桿，利用平行四邊形機構即可將儲被架收縮至緊貼儲物架主體而不占用空間。 主要應用在小戶型居民住房和集體宿舍。1. 研制背景及意義。 我國一直致力于解決買不起房買不到房的新升級社會矛盾，由此推出了一系列社會保障性住房，如經濟適用房。此類住房有一共性，即住房面積較小，大都被控制在35平米到80平米之間?！拔伨印北愠闪水斚律鐣囊粋€流行詞。并且，隨著人們對未來生活品質要求的提高，如何高效利用小面積住房的空間也成了當下一個熱議話題。 高效利用室內空間應該包括兩個方面：一、盡量減少儲物框架本身占空率；二、儲存統一化規(guī)整化。而目前市場上雖然儲物架眾多，但大都為固定框架，不能根據實際需求減少儲物架本身所占用空間，對小面積居民房和集體宿舍造成放置壓力，如：使用一個一般儲物架來儲藏冬被，那在冬季被褥使用時，儲物架處于空置狀態(tài)白白占用室內空間。并且，現有儲物架都只具備單一儲物功能，如：鞋架、書架、衣帽架等，零散放置在室內，顯得雜亂無章，既浪費空間又不符合人們對高整潔度品質生活的追求。 而我們設計和制作的蝸居多功能儲物架主要為解決以上兩個問題，對現有儲物架的一種改良與創(chuàng)新。針對性解決現今廣為推行的小戶型居住房以及集體宿舍的空間利用率和整潔度問題。 目前市場常見的儲物架 常見衣帽架常見鞋架2. 蝸居多功能儲物架總體方案設計2-1蝸居多功能儲物架總體結構裝配及總體功能簡圖：1、 蝸居多功能儲物架總體裝配如圖2-1所示： 收縮狀態(tài) 伸展狀態(tài) 圖 2-1蝸居多功能儲物架裝配圖2-2蝸居多功能儲物架總體功能簡介 蝸居多功能儲物架主要包括儲物架主體、平行四邊形結構儲被架、絲桿自鎖分層臺、簡易電腦桌，垃圾桶移出裝置、翻轉鞋架、四桿雨傘架及接水裝置、旋轉晾衣架。 儲物架主體有四層。底層：右側裝有垃圾桶移出裝置，可將垃圾桶放置在該裝置上，使用時踩下踏板，垃圾桶即可旋出，松開踏板，垃圾桶即可自動收回底層；左側設計雙層鞋架，踩下踏板，待鞋架翻轉出后即可取放鞋。第一層：可放置行李箱等閑置的大型物品；第二層：常態(tài)時可與普通架子沒有太大差別，但在滑軌的輔助作用下可以向水平方向移出， 此時第二層即為一簡易電腦桌，并制造出了更多儲物空間，即第一層頂層和第二層頂層也可做暫時儲物層。第二層底部布置有雙搖桿雨傘架，常態(tài)時其收縮并置于第二層底部，遇雨天需懸掛濕雨傘時，只需推出第二層并掰下隱藏于其底下的四桿傘架和拉出接水裝置即可。 第三層：為絲桿自鎖分層臺，轉動搖柄可實現分層臺上升與下降。儲物架桿上還裝有三個旋轉衣帽架。儲被架：位于儲物架主體的后側，分為兩層，每層由三排平行四邊形機構組成。冬季被褥被使用，不再需要儲被架，只需掰下兩根支桿，利用平行四邊形機構即可將儲被架收縮至緊貼儲物架主體而不占用空間。2-3蝸居多功能儲物架采用的機構及傳動分析表2-3蝸居多功能儲物架所用機構及傳動的性能分析表機構類型所屬部件功用及性能錐齒輪傳動將水平旋轉運動轉換為垂直旋轉的裝置傳動平穩(wěn)，效率高，行程大；該機構能較精確、平穩(wěn)地實現主動軸與從動軸同步旋轉。絲桿自鎖機構升降裝置具有自鎖性能，實現升降與停止滑軌機構滑軌及其支撐構件實現平行移出的動作雙搖桿機構桿狀結構及其支撐構件機構簡單，制作方便平行四邊形機構鋁條及其固定件利用平行四邊形易變性，不使用時合起節(jié)省空間杠桿機構桿狀結構及其支撐構件3 原理方案的實現3.1機械部分設計3.1.1垃圾桶移出錐齒輪裝置 如圖3-1-1所示，整個裝置通過軸承座固定在儲物架主體上，踩下踏板后，連接踏板與錐齒輪的軸被帶動，錐齒輪旋轉。通過同模數錐齒輪帶動與之相連的豎直桿做大約120度轉動，固定在錐齒輪底部的垃圾桶托盤隨之旋轉，從而實現垃圾桶移出功能。圖3-1-1垃圾桶移出錐齒輪裝置3.1.2平行四邊形機構 該機構主要運用在儲被架上，利用的是平行四邊形易變性。當夏季需要儲被時，拉開儲被架，平行四邊形伸展至大約45cm，再掰起每層兩根支桿（支桿以轉動副形式連接在儲物架主體上）用于固定即可放置被褥；冬季，又可合起將儲被架收縮至緊貼儲物架主體而不占用空間。 圖3-1-2剪叉機構3-1-3絲桿自鎖機構 如圖3-1-5所示，框架內部由分層臺隔開，底部及兩側裝有絲桿自鎖升降機構，轉動搖柄可實現絲桿的前進與后退。下面僅以分層臺的升起為例簡述機構原理。逆時針轉動搖柄，絲桿后退，根據相對運動與絲桿呈一定角度相連的兩根軸角度變大，帶動倆平行軸以相同速率向外側運動?；瑝K沿光軸以相同速率也沿外側滑動，從而帶動與滑塊相連的軸向上運動，支起分層臺。 下降時狀態(tài) 升起后狀態(tài) 圖3-1-3絲桿自鎖機構3.1.5滑軌機構 如圖3-1-4所示滑軌連接第一層頂端與第二層低部，以及第二層頂端與第三層底部，需要時，拉出滑軌即可，從而實現第二層滑出動作。 未滑出狀態(tài) 滑出狀態(tài)圖3-1-5滑軌機構3-1-6雙搖桿機構 如圖3-1-5所示，不使用時向上推動兩根平行軸直至倆連架桿與連桿重合，即傘架收縮第二層底部；當倆連架桿與連桿垂直傘架處于使用狀態(tài)。傘架收縮 傘架使用圖3-1-6雙搖桿機構4.理論設計計算4-1錐齒輪傳動計算由于齒輪工作可靠、使用壽命長、傳動比穩(wěn)定、傳動效率高、且可將將水平旋轉運動轉換為垂直旋轉，因此作品的傳動采用錐齒輪傳動。傳動幾何計算如下：一、選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數1 根據傳動方案的設計，選用錐齒輪傳動；2垃圾桶移出裝置，速度低，故選用8級精度（GB10095-18）；3 材料選擇。查表齒輪選用40cr（調質）硬度280HBS；4 傳動比：i=2；5 齒輪齒數:40,20。二、按齒面接觸強度設計直齒圓柱齒輪由設計計算公式進行計算，即：1確定公式內的各計算數值 1）選載荷系數K=1.2；2）齒輪傳遞的轉距=2000Nmm；3）查表齒寬系數=1；4）齒輪接觸強度極限；5）由于垃圾桶移出裝置需長時間使用，接觸疲勞壽命系數=0.95；6）計算接觸疲勞許用應力。取安全系數S=1 =1550 =550查表，得材料的彈性影響系數 2 計算1）計算齒輪分度圓直徑d；=2.92mmd30.12mm2）取模數m=2，實際齒輪分度圓直徑d1=mz=220=4030.12mm.； d2= mz=240=8030.12mm3）按照齒根彎曲強度校核，齒輪滿足設計要求（詳細過程從略）。4.4絲桿傳動的強度校核計算絲桿的連接、緊固示意圖如下： 圖4-3 絲桿連接緊固示意圖根據上圖，得出絲桿受力圖如下：圖4-4 絲桿受力圖其中：絲桿大徑d=8mm；小徑 =7mm；梯形螺紋螺距p=2mm，材料為45號鋼，螺母材料鑄鐵整體式；螺桿全長L=220mm；有效行程H=130mm。4.3.1絲桿耐磨性驗算查閱機械設計手冊，螺旋傳動中滑動螺旋傳動計算部分的工作壓強p式中 =0.5，P=1.5mm，n=HP=60，代入上式中得:P=5.74N，絲桿往復移動速度較低，查機械設計手冊，取 =8N，即p絲桿耐磨性符合要求，選用合理。4.4.1絲桿耐磨性驗算查閱機械設計手冊，螺旋傳動中滑動螺旋傳動計算部分的工作壓強p式中 =0.5，P=1.5mm，n=HP=60，代入上式中得: P=5.74N，絲桿往復移動速度較低，查機械設計手冊，取=8N，即p絲桿耐磨性符合要求，選用合理。5、創(chuàng)新點及預計應用前景5.1 創(chuàng)新點1. 現有的儲物架不論用與不用都以固定結構占用空間，而蝸居多功能儲物架可按具體需求可逐個取出特定功能的儲存裝置使用，而在不需要某項儲存功能時又可將該部分隱藏在儲物架主體里，提高空間利用率；2. 突破了儲物架傳統意義上的單一儲物功能，而將儲物、整理、清潔融為一體；3. 設計了平行四邊形結構的專用儲被架。5.2 市場前景 隨著房價的高漲不下以及國家經濟適用房等政策的出臺，小戶型居民房必將成為一大購房趨勢。而且，在現有基礎上更好地改善集體宿舍擁擠也是一個亟待解決的問題?，F在我們需要解決的不是拓展居住面積而是妥善地規(guī)劃整理物品并且最大程度地提高室內空間利用率。蝸居多功能儲物架通過將鞋架、傘架、書架、垃圾桶架合理規(guī)整至一個儲物架主體，突破傳統意義上單一儲物功能，使儲物、整理、清潔一步到位，一舉多得。同時，在不需使用某項儲存功能時，空架占用地被自動騰出，達到空間利用率