折疊椅設(shè)計(jì)說(shuō)明書

德州學(xué)院折疊椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)系別：機(jī)電工程系姓名：趙紀(jì)鵬專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：08機(jī)本一班學(xué)號(hào)：200801703042指導(dǎo)老師：王志坤目錄TOC\o"1-5"\h\z研制背景 1設(shè)計(jì)方案 1一、 折疊椅的受力分析 ?1.二、三、 多功能折疊椅強(qiáng)度條件的建立 3四、五、 折疊椅的計(jì)算 -5創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用 .8參考文獻(xiàn) 9研制背景當(dāng)代現(xiàn)實(shí)中，一些不合理的椅子經(jīng)常危害人們健康，我們常?？吹酱蜃謫T、會(huì)計(jì)、司機(jī)等因座椅不合人體尺寸而造成別扭的姿式，長(zhǎng)期如此造成過(guò)度疲勞，脊柱彎曲、腰間盤突出、駝背等職業(yè)病;學(xué)生因座椅不適而坐姿不正、影響身體發(fā)育，使近視率上升；日本辦公室的選椅標(biāo)準(zhǔn)：“辦事員是旋轉(zhuǎn)椅，組長(zhǎng)的椅子有扶手，科長(zhǎng)的椅子靠背高，部長(zhǎng)的椅子暄騰騰。”這種標(biāo)準(zhǔn)只從形式上考慮，而未顧及坐者是否舒服。而折疊椅也在其中，為此，我們有必要對(duì)折疊椅進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案一、折疊椅的受力分析折疊椅的受力分析情況如圖2-1-1?？拷迩斑呌休dP作用，根據(jù)已知條件，可做如下受力分析。圖2-1-1分別在A、B點(diǎn)取距，前、后腿受力公式如下:Nxs=Px(s-c-f-bxcosa);Nxs=Px(f+c+bxcosa)可得:N=(s-c-f-bxcosaJxP21；sA+c+f+bxco拓1xP...2.2s分別取各桿件為研究對(duì)象，各鉸支點(diǎn)摩擦忽略不計(jì)，如圖2-1-2所示。計(jì)算結(jié)果如下:根據(jù)座板受力情況，依M點(diǎn)取距，有N=N'=fxP2.3;N=N'=N+N=,fs-c-f-bxcosa、CY^ AADY(/+ i)xP???2.4cs依C點(diǎn)取距可求出Nxcosa(a+b)=Px(N xsina-Nxcosa) 1 sxaxsina1N (fxcosa+(s-c-f-bxcosa)x(a+b)xcos 1 sxaxsina1DXcxsina ' 2.5由圖2-1-2可知Ndx=Ndx'=Ndx=Ndx'=Nmx=Nmx=NCX=NCX2.6若C點(diǎn)取距可有f+C cNd/dNmvNmy=Nmy'=-——xP 2.7Nd/dNmvcrx二、多功能折疊椅強(qiáng)度條件的建立前、后腿和座板的強(qiáng)度條件前、后腿和座板是鉸鏈，簡(jiǎn)化后均可看作是簡(jiǎn)支梁AC、DG和BC,三桿所受法向力及彎距如圖2-1-3所示。后腿AC的危險(xiǎn)點(diǎn)為D，將各支點(diǎn)的力都分解成垂直于桿件的彎曲力和沿著桿件作用的軸向力，A點(diǎn)的桿件垂直力：R=Nxcosa……2.8M=RxAD=bxNxcosa……2.9MbxNxcosa十一WW'

式中：為D點(diǎn)后腿抗彎截面模量。由后腿受力分析可知，AD段受軸向力作用:2.11P=Nxsina2.11?！?y 2.12YAbb+b-^xNxcosa*Nxsina<&] 213總wyW A一式中：A一結(jié)點(diǎn)D處后腿截面面積；L]一后腿材料的許用應(yīng)力對(duì)于座板DG的危險(xiǎn)點(diǎn)在M處。RD—NDyRm—NmyfM—N'dyxc——xPxc—fxP 2.142.152.16b-Mmax-Pxf2.152.16wWWb=MXb—b+b—Pxf+Nmx<lb] 2.17總wLwA式中：A一座板M處的截面積；Wz一座板M處的抗彎截面模量；tJ一座板材料的許用應(yīng)力;由于前腿BC的危險(xiǎn)點(diǎn)在M處（如圖2-1-3所示），前腿在結(jié)點(diǎn)C處垂直與前腿的分力為:TOC\o"1-5"\h\zR，—N'xsina+N'xcosa 2.18M—R'xe-(N'xsina+N'xcosa)xe 2.19maxe CX 2CY 2

2.20(N'xsina+N'cosa)xe2.20* 2wCY2Z.=Mmax

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Z作用在前腿C.=Mmax

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Z作用在前腿C點(diǎn)的力，可知在MC上軸向力為：p=Ncyxsina2-N'^xcosa22.21來(lái)求得各自應(yīng)力及來(lái)求得各自應(yīng)力及(N'xsina+N'xcosa)xeN'xsina—N'xcosa「］ CX 2 CY 2+—CY 2 CX 2<IC_1……2.22七 A式中：A—前腿在M處的截面積；wz一前腿在M結(jié)點(diǎn)處的抗彎截面模量；tJ一前腿材料的許用應(yīng)力；在靜載荷作用下座板的變形為:f2x(C+f)2.23Y=f一EfxP2.23d式中：E一座板材料的彈性模量；I一座板慣性距。當(dāng)座板受動(dòng)載荷作用時(shí)，以往使用動(dòng)載荷系數(shù)K相乘變形量。d③三、折疊椅的計(jì)算已知折疊椅設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)：a=e=500mm;b=d=150mm;f=50mm;c=200mm;s=600mm;P=1960N;氣=七=66.41根據(jù)2.1至3.23的公式，不難求出折疊椅的各組數(shù)據(jù)。前腿與后腿的受力公式如下：N=（「，一f一bxcosai）xP=490N;NB=&C+二笊C0拓ixP=1470N其中前、后腿為空心圓柱,可得前、后腿的抗彎截面模量計(jì)算公式：WZ=Wy=￥（1—a4）;其中a=do,d和d0分別為外徑和內(nèi)徑 。根據(jù)座板受力情況，依M點(diǎn)取距，有N=N,=fxP=490NDYDYcNcy=N/Na+Ndy二(L+s-c-f-bxcosai)xP=980N其中座板為實(shí)心長(zhǎng)方體，可得其抗彎截面模量公式：hb26依C點(diǎn)取距可求出

N =(fxC0S氣+DXcxsina=1140.6N 1(s-c-f-bxcosa)x(aN =(fxC0S氣+DXcxsina=1140.6N 1iNdx=Ndx，=Nmx'=Nmx=NCX=Ncx'=1140.6NN=N'=f+CxP=2450NMYMYcA點(diǎn)的桿件垂直力：R=Nxcosa=196N;M=RxAD=bxNxcosa=98000N?mmb=M…bxNaxcosai=164.3MPaw WZ WZ后腿AD段受軸向力作用：Py=Py=NAxsina1=449N；b丫P=-y=0.7Mpa;bA 總=bw+by=165MPaRD=Ndy=490N;Rm=Nmy=2450Nf M=N'xc-—xPxc-fxP=98000N?mmMPxf N…-b=max=J