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文檔簡介
1、- -家用機(jī)械-多功能家具的設(shè)計方案前期調(diào)研設(shè)計靈感和設(shè)計方案總體設(shè)計圖和工作原理圖零件的有限元分析設(shè)計過程中遇到的問題實(shí)驗(yàn)心得錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。錯誤錯誤811!未定義書簽。!未定義書簽。計算機(jī)三維建模效果圖1前期調(diào)研對于不少業(yè)主來說,新居里的空間不夠?qū)挸ㄗ屗麄冊谶x擇家具時更顯為難。因?yàn)橐谫I家具時考慮在有限的空間里營造舒適與美觀。其實(shí)要節(jié)省空間,只要選購家具時注意一下家具的結(jié)構(gòu)與功能,選擇那些能一物多用的產(chǎn)品,就能讓家具發(fā)揮最大功能,實(shí)現(xiàn)節(jié)省家居空間、讓空間更加寬敞的目的。如果你的居室面積不是很大,那么就一定要考慮家具的多功能化。一件家具如果具有多重功能,就能在不同的空間里
2、扮演不同的角色,更好的節(jié)省家居空間。例如一個小巧的角幾,下面帶著4個輪子,推著走非常方便。把它推到沙發(fā)前,可以做一個臨時的茶幾,晚上睡覺前又能放到房間充當(dāng)床頭柜。而一些多功能鞋柜則能身兼數(shù)職,既可以做凳子、鞋柜,又可做收納箱。目前市場上的多功能家具品類多樣,大至睡床、沙發(fā),小至邊幾、鞋柜,都能見到多功能家具的身影。這類家居可隨著大件家具(床、衣柜等)成套買,也可以單件買。不僅受到小戶型業(yè)主的青睞,一物多用的功能也受到不少買了大戶型的家庭喜歡。多功能家具的分類種類初始功能新設(shè)功能舉例產(chǎn)品舉例床榻坐臥遙控、按摩、變形智能床、充氣床、折疊床椅凳坐靠旋轉(zhuǎn)、升降、按摩按摩椅、折疊沙發(fā)、牙科椅箱柜儲存自動
3、開關(guān)、升降、消毒防霉衣櫥、升降柜、保險箱桌案支撐旋轉(zhuǎn)、升降、變形旋轉(zhuǎn)餐桌、自動麻將桌框架懸掛多層、升降、遙控遙控窗簾、自動百葉窗門屏隔擋調(diào)溫、隔音、自動開關(guān)自動門、音樂墻、沐浴門2設(shè)計靈感和設(shè)計方案這個“白色立方體”看上去就像一個巨型的盒子,其實(shí)就是一套多功能家具,拆開是兩沙發(fā)和一個茶幾,還是一個空間節(jié)省概念設(shè)計。設(shè)計靈感通過檢索一些其他專利,我們組決定設(shè)計一個書桌-書架-床轉(zhuǎn)變的多功能家具,這樣不僅節(jié)省空間,而且也能讓戶主學(xué)習(xí)休息兩不誤。我們的靈感來源于F面一幅圖:這幅圖讓我們覺得這種通過沙發(fā)的翻轉(zhuǎn)來演變成床,角色的轉(zhuǎn)變讓戶主既可以坐在沙發(fā)上看電視,同時又可以變?yōu)橐粋€休息的地方,達(dá)到了節(jié)省空
4、間和一物多用的效果,不僅大方美觀,而且也是家居變得趣意盎然。我們想到這樣的方法同樣可以應(yīng)用到書架和床板的演變上,讓人們不僅可以學(xué)習(xí),而且可以休息。為此,我們決定發(fā)明一種書桌-書架-床的轉(zhuǎn)變的多功能家具。設(shè)計方案a書架的具體設(shè)計書架的具體作用:1、放置書籍,供參閱和學(xué)習(xí)2、書架轉(zhuǎn)變?yōu)橹Ъ埽鹬未舶遄饔脮艿陌惭b:通過連接件與床板相連,床板在翻轉(zhuǎn)的過程中,書架會由于重力的作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。書架連接方式優(yōu)點(diǎn):床身在翻轉(zhuǎn)的過程中,書籍保持平動而不用人為的卸下書籍,省時省力,方便快捷。固定方式連接件b書桌的具體設(shè)計書桌的具體作用:1、看書學(xué)習(xí)2、轉(zhuǎn)變?yōu)橹Ъ?,起支撐床板和平衡受力作用書桌的安裝:通過固定鉸鏈
5、和床板相連,利用可拆卸的支撐桿固定床板。優(yōu)點(diǎn):1、書桌可以通過移動支撐桿來使書桌翻轉(zhuǎn),節(jié)省空間2、書桌通過支撐桿的連接起到自鎖的作用,跟隨床板一起轉(zhuǎn)動,作為支架,起支撐作用。書桌的設(shè)計c床板的設(shè)計和轉(zhuǎn)變床板的作用:1、供人休息2、作為書架和書桌的靠板床板的安裝:通過五個固定鉸鏈與墻體連接?xùn)|華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電實(shí)驗(yàn)中心- -圖中1.地板,2墻壁,3防脫桿,4連接件,5書本,6書架,7書桌,8.支撐桿,9腳踩踏板,10.連接桿,11.支撐鉸鏈,12.床板。東華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電實(shí)驗(yàn)中心- -腳踩踏板防脫桿向上移動床身翻轉(zhuǎn)書架平動具體參數(shù)設(shè)計床:長X寬X厚=2000X1480 x40mm書桌:長
6、x寬x厚=900 x460 x30mm3書架:長x寬X厚=2000 x220 x20mm桌的高度=720mm床的高度=500mm工作原理:腳踩動踏板(9),踏板(9)向下轉(zhuǎn)動,帶動連接桿(10),連接桿(10)帶動B圖中防脫桿(3)向上轉(zhuǎn)動,由此,C圖中,床板(12)向下轉(zhuǎn)動,從D圖可以看到,書架(6)由于重力的作用會相應(yīng)的轉(zhuǎn)動,但是書本(5)卻始終保持在平動的狀態(tài),E圖和F圖是床板(12)翻轉(zhuǎn)后的結(jié)果,可以看到書架(6)起到了支撐的作用,書桌(7)也由水平狀態(tài)變?yōu)樨Q直狀態(tài),起到支撐床板(12)的作用。4零件的有限元分析結(jié)合我們已經(jīng)設(shè)計出來的三維模型,我們認(rèn)為裝配體中床板與墻體連接處的支架零件
7、受力最大,我們有必要對其進(jìn)行受力分析。F面是我們做得有限元分析材料屬性號數(shù)實(shí)體名稱材料質(zhì)量體積1SolidBody1(分割線1)鑄造碳鋼0.274699kg3.52179e-005mA3材料名稱:鑄造碳鋼說明:材料來源:材料模型類型:線性彈性同向性默認(rèn)失敗準(zhǔn)則:最大vonMises應(yīng)力應(yīng)用程序數(shù)據(jù):屬性名稱數(shù)值單位數(shù)值類型彈性模量2e+011N/mA2恒定泊松比0.32NA恒定抗剪模量7.6e+010N/mA2恒定質(zhì)量密度7800kg/mA3恒定張力強(qiáng)度4.8255e+008N/mA2恒定屈服強(qiáng)度2.4817e+008N/mA2恒定熱擴(kuò)張系數(shù)1.2e-005/Kelvin恒定熱導(dǎo)率30W/(m
8、.K)恒定比熱500J/(kg.K)恒定載荷和約束夾具約束名稱選擇組說明固定鉸鏈-1支架零件于4面鉸鏈載荷載荷名稱選擇組裝載類型說明力-1支架零件于2面應(yīng)用力-1000N垂直于參考基準(zhǔn)面相對于所選參考邊線1使用均勻分布按序裝載反作用力選擇組單位總和X總和Y總和Z合力整個實(shí)體N0.25849-0.192628-2000.032000.03自由實(shí)體力選擇組單位總和X總和Y總和Z合力整個實(shí)體N-2.7895e-005-0.000248909-0.0001125340.000274586自由體力矩選擇組單位總和X總和Y總和Z合力整個實(shí)體N-m0001e-033算例結(jié)果默認(rèn)結(jié)果名稱類型最小位置最大位置應(yīng)
9、力1VON:vonMises應(yīng)力195944N/mA2節(jié):8711(-11.4514mm,-6.96451mm,-12.2116mm)1.51835e+008N/mA2節(jié):13320(37.4022mm,-20mm,8.50046mm)位移1URES:合位移4.42248e-006mm(-38.0716mm,0.0212231mm(-9.99996mm,節(jié):13517-18.75mm,4.70186mm)節(jié):1709.99976mm,0.0212217mm)應(yīng)變1ESTRN:對等應(yīng)變1.30614e-006單元:5272(0.87871mm,-14.1577mm,-0.268469mm)0.0
10、00420654單元:2690(36.7867mm,-19.3755mm,8.85592mm)模型冬稱:支架專祚密例名稱:雹例2國缽類型:瞬態(tài)祜應(yīng)力應(yīng)力1變形比例:1(N/m“2)151,835328.0139,198,720.0126,562,096.05,480.064.040A題炭力:248168000.0支架零件-算例2-應(yīng)力-應(yīng)力1東華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電實(shí)驗(yàn)中心 模型冬稱:支架零侔密例冬稱:理例2國解類型:游態(tài)位均位序1變形岀例:1支架零件-算例2-位移-位移1模型冬稱:支架零件雹例名稱:豎例2因堺類型:謗鑫應(yīng)變應(yīng)變變形比例:1支架零件-算例2-應(yīng)變-應(yīng)變1東華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電
11、實(shí)驗(yàn)中心- -結(jié)論:綜上數(shù)據(jù)可知,當(dāng)對零件施加1000N的力時,計算所得零件所受的最大應(yīng)力為1.51835e+008N/mA2,而材料的屈服強(qiáng)度為2.4817e+008N/mA2,可見承受的最大應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度,不會因受力而彎曲變形。5設(shè)計過程中遇到的問題在前期討論設(shè)計方案時,我們的想法多種多樣,一開始想到怎么樣解決書架翻轉(zhuǎn)作為書桌的方案,不過因?yàn)闆]有合適并且成熟的想法,這個方案暫且擱置,我們后來討論了絞肉機(jī)、旋轉(zhuǎn)書架、沙發(fā)床、節(jié)省空間之餐桌,同時也檢索了一些專利,但是總是找不出更加成熟的方案,直到我們上網(wǎng)查詢到一副沙發(fā)床轉(zhuǎn)變的多功能節(jié)省空間家具的圖片,我們覺得我們的設(shè)計路線應(yīng)轉(zhuǎn)到節(jié)省空間的多
12、功能家具方向,于是我們設(shè)計了這個書架-書桌-床轉(zhuǎn)變的多功能家具。在設(shè)計的過程中,我們的設(shè)計參數(shù)要跟隨實(shí)際情況不斷的修改,為了能接近我們實(shí)際生活中得家具的尺寸以及適應(yīng)人們接觸的實(shí)際情況,我們也是通過測量寢室中得書架、書桌、床的尺寸,結(jié)合自己的設(shè)計要求,做適當(dāng)?shù)膮?shù)修改。在涉及到床板豎立起來的高度情況比人的身高較高的情況下,我們在老師的建議下,又加上一些輔助裝置,比如說一個腳踩系統(tǒng)的裝置,腳踩動踏板,帶動防脫桿運(yùn)動,使得床板能夠向下翻轉(zhuǎn),這是一個費(fèi)力機(jī)械,類似于腳踩垃圾桶的裝置。6實(shí)驗(yàn)心得通過這次實(shí)驗(yàn),我對產(chǎn)品設(shè)計的基本流程有了一個大致的了解,能夠利用專利網(wǎng)站來查詢一些別人設(shè)計的東西,了解基本的零件加工及裝配方法,并且學(xué)會撰寫產(chǎn)品說明書以及專利申請書。我們通過上網(wǎng)查詢和專利搜索的方法,對多功能家具的設(shè)計有了一個充分的了解,多功能家具既是傳統(tǒng)與現(xiàn)代的統(tǒng)一,又是技術(shù)和藝術(shù)的統(tǒng)一,可以預(yù)見,多功能家具占國民消費(fèi)比重將逐步加大,該產(chǎn)品符合“用設(shè)計拉動內(nèi)需”的時代要求,發(fā)展前景可觀,設(shè)計空間廣闊。我們四個人分工合作,集體討論,不僅
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