雨伞甩干装置结构设计

雨伞甩干装置结构设计【摘要】雨伞甩干装置是一种快速甩干湿雨伞的简易结构装置，国内目前有类似功能的机构。它是通过高速运转下做匀速圆周运动利用离心原理将湿雨伞上的水分甩干脱离，利用类似洗衣机的离心原理，初步设计了一种雨伞甩干装置，放在商场以及其他公共门场合，给人们提供方便。本课题是在前人多次研究的基础上进行结构上的一些改进，目的是设计出一种能同时甩干多把湿雨伞、适合多种型号雨伞甩干的结构设计。以便解决湿雨伞带给人们生活的诸多不便。本论文所提到的设计方法在目前的研究基础上进一步细节化、合理化，能同时甩干多把雨伞，甩干速度快短时间内解决问题，效率高，操作简便，具有广阔的应用前景。【关键词】环保；快干；结构合理化1课题研究的目的和意义生活中遇到下雨的时候，人们出行总离不开雨伞，当人们进入如超市、餐饮、工厂车间时等人流密集的场合，湿雨伞难免会是一件很难解决的问题，给人们带来诸多不便，为了解决这一问题，方便人民的生活，我们团队通过对现有处理方法利弊的仔细分析之后，设计出本文所提出的环保节约型雨伞甩干机械结构设计方案以更方便人们的生活。该设计在目前研究基础上加以改进，使得该装置更完善。我们设计的装置主要核心组成是由电机带动的二级减速器，电机高速转动通过减速器减速到合适的速度，以满足各部件所能承受的应力，在装置带动下，使得湿雨伞快速甩干。以达到短时间甩干雨伞解决湿雨伞带来的不便之处。2国内外研究现状目前解决湿雨伞的放置问题在家里大多是将雨伞撑开晾干，一些公共场合服务员用塑料袋子将顾客携带的湿雨伞装起来，这样做不仅耗费人力，而且带来更多的生活垃圾，不利于环境保护；有些场合在室内进门处放置水桶，常常有顾客不小心拿错了其他顾客的雨伞，给生活带来不必要的矛盾。针对这一问题很多人设计了机械装置来解决这一问题。现有设计装置有由踏板来进行驱动和手摇式驱动装置，这两种装置虽然具有结构简便等优点，但有由人力驱动，驱动力不够，转速不够高，耗费人力，同时甩干的雨伞较少，效率较低，同时对于现有的装置，排水桶设计也并非十分合理，湿雨伞固定的问题没有得到较好的解决。雨伞甩干时直接将雨伞放入排水桶里，类似于洗衣机的原理，但雨伞的甩干非同衣服，雨伞上的细小部件在甩干机高速转动过程中容易被损坏，类似甩干衣物无次序的放置是不合理的，更重要的是，雨伞与排水桶内壁可能因摩擦力不够而发生打滑现象，导致甩干效果不明显。降低效率。就目前研究现状，湿雨伞的问题并没有得意很妥善的解决。3本文的研究内容基于目前研究现状的处理方案弊端，本文提出了一种能同时甩干多把雨伞的机械结构设计方案。该方案最大的优势是由电机提供动力，保证足够的驱动力和转速，并在传动和提高效率等方面加以完善，能同时甩干数量较多的雨伞，自动控制，使结构设计装置达到合理化，使得跟好的解决雨伞的甩干问题。此论文主要包括以下几个方面研究内容：1）雨伞上小金属件和布料在随着装置高速旋转极其容易损坏，所以在设计时，我们很小心的设计摆放雨伞的位置以及其固定的程度。2）此装置的雨伞甩干的数量多少的问题，如果甩干雨伞太少就没有多大的实用价值，所以在保证其功能性的前提下我们仔细考虑尽可能的多放些被淋湿的雨伞同时甩干。3）由于装置是由电带动，雨伞上甩下来的水极可能损坏装置中其他工作的零件甚至是漏电，我们在设计结构方面做了仔细考虑以确保其使用的安全性。4结构设计4.1甩干机的总体设计该机械装置外型是一个阶梯型箱体。内部核心结构是由电机输出功率使轴进行传动，经一对圆柱直齿轮和一对圆锥齿轮变速使甩干雨伞的圆柱桶达到适当的速度转动。圆柱桶内部由隔板平均分成六分，湿雨伞放置在所分开的六个空间里，在箱体上设有桶盖，圆柱桶侧面有若干排水孔，用于排水。整个装置传动简运行流畅，机构设计简易、方便。选用一对直齿大小齿轮啮合传动，选用适当的传动比，以达到雨伞甩干所需的适当转速，进而通过一对圆锥齿轮实现转动换向。使得与转轴固定的排水桶适速转动，以达到甩干的作用。4.2雨伞桶的结构设计基于现状，我们的新款甩干机在保护伞和保证甩干效果的前提下设计雨伞放置结构，设计图如下：如上图，桶没必要太高，以利于转动过程中的稳定，对于桶的材料选择，塑料材质是不二的选择，减轻桶的质量，提高效率，雨伞放在平均分开的六个空间里，雨伞桶随着驱动抽进行高速旋转，在离心力的作用下，湿雨伞上的水会被甩掉，经过排水孔排出雨伞桶外，桶内分成六个空间相比以前的人设计有以下好处：（1）在隔板的作用下，使得雨伞有一定的固定程度，雨伞与桶之间不会发生长距离的滑动，避免雨伞上细小部件在高速转动的过程中损坏。（2）在人流较多公共场合可能会有顾客使用相同的雨伞，在桶每个空间区域都有一个编号，这样可以避免拿错雨伞，而造成不必要的误会。（3）增加隔板不仅仅可以一定程度的固定雨伞，更重要的是，隔板使得桶的结构更为牢固，在隔板的阻挡作用下，雨伞与桶壁之间不会发生打滑，以保证桶能带着雨伞一起适速转动，隔板将排水桶等分六分，在每个空间放置相同数目的雨伞，使得在转动的过程中，甩干桶相对轴保持平衡，保证装置的稳定传动。（4）这样的设计甩干桶结构，雨伞能够很方便的取出和放入，使用方便。（5）桶内每个区域能放2-3把打湿的雨伞，总共能同时甩干10余把雨伞，装置使用效率高。4.3箱体外壳的设计雨伞上的水随着离心力作用经伞桶壁上排水孔流出雨伞甩干桶，流入了箱体积水腔内，再经箱体上排水孔流出箱体外，箱体结构如下图：箱体下面空腔安装电机，及驱动轴，齿轮等核心零件进行传动。箱体上面安装设计的甩干桶，甩干桶在其空间内旋转，使雨伞甩干，箱体的设计有以下优点：（1）箱体上部与下部除了驱动轴穿过的地方，其它处完全隔开，另外隔板上表面不是水平的，有一定倾斜度（图3绿色部分），这样能够完全保证水不会流下箱体下半部，保证了结构运行安全。（2）隔板上表面的倾斜，能够使水快速的经箱体排水孔排出箱体体外。（3）在箱体的顶部设计有桶盖，保证装置使用的安全性。4.4排水孔的设计排水孔包括箱体上排水孔（图3红色部分）和甩干桶上的排水孔，因为甩干桶桶底半径大于轴孔半径，所以雨水从甩干桶流入箱体过程中一定是流在隔板上表面倾斜部分，继而确定雨水不会随着轴流入箱体下面区域，在甩干桶底部每个区域都设有排水孔（图1）能更加有效的排水，图为简图，实际上同步可以开更多的孔，孔的尺寸也可以更大，以便排水的需要。箱体上的排水孔直接将箱体上面部分和箱体外部直接连通，而与箱体下部完全隔绝。保证了整个装置的操作安全。5设计总结该设计与前人设计相比在雨伞放置、桶的结构和雨伞上雨水排放等方面进行了一定的改进。鉴于只需将湿雨伞处理到不滴水地状态，雨伞甩干机只需将湿雨伞甩成半干状态，使得雨伞不滴水极为最佳。本论文首先提出了整体机械结构的方案设计及其需要解决的主要问题，装置在设计上有一定程度上创新，对主要创新点做了详细介绍，结构设计在前人研究基础上进行合理化，但还有部分问题有待进一步解决，如各部件传动数据的计算，电机，齿轮的选择等等，在后期有待进一步研究，论文与前人设计相比在雨伞放置，雨伞上雨水排放等方面进行了一定的改进。生活所以雨伞甩干机只需将湿建议后续研究者在研究此类装置时能够将其智能自动化，在装置上尽可能的增加一些有效合理的功能，并将数据的计算具体化。使其设计安全可靠，服务人民。【参考文献】[1]濮良贵，纪明刚，陈国定，吴立言.机械设计（西北工业大学机械原理及机械零件教研室）[M].8版.北京：高等教育出版社，1960：186-2.[2]李育锡.机械设计课程设计（西北工业大学）[M].北京：高等教育出版社，2008：3-84.[3]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（西北工业大学机械原理及机械零件教研室）[M].7版.北京：高等教育出版社，2006，5.