多功能行李箱的设计.docx

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一绪论

随着商品经济和社会生产力的发展环境问题严重威胁着人类的生存，中国已成为全球能源消费的大国之一，面临着环境保护的巨大压力，转变经济增长，走可持续发展道路成为了我国的一大举措，建立节约型，环保型社会，从每个人做起，以我们的实际行动为节能环保出一份力。

1.1研究背景及意义

随着人类科学技术的不断发展，人与自然的和谐已成为当今世界的焦点。关注环境，即关注人类生存的明天。由于人们物质文化生活水平的提高，已趋于一种享受生活的精神意态。户外活动也就不断的增多，但就当我们在享受生活时，却不无意识的“伤害”到了大自然，威胁着人类自身的生存空间。针对目前的这一情况，我设计了一款简单实用的绿色多功能环保箱。其可广泛用于各类风景区、自然保护区、生态公园以及一些人们平时的户外野炊活动的场所。

1.2国内外状况

目前，我国的各类环保产品种类繁多，其应运已涉及到人们的日常生活当中。随着北京申奥的成功，环境保护更是与经济快速发展息息相关。随着我国经济持续、健康、高速稳定的发展，对环保产品的需求将增长，在国家经济宏观调控与环境保护的互补形式下，研究与开发类似本产品的环保机械产品，将成为各开发商新的焦点。国外尽管有类似的产品，但对于大多数的发展中国家及一些贫困地区，其高昂的费用就令人们望而止步。因此，本设计的开发在不久的将来将存在很大的市场发展空间。

1.3发展趋势

轻巧、方便能更好的符合人们的需求，取材以轻质塑胶为主，功能全面、适用范围广、价格适宜。环保功能更是一个新的创新。

1.4应用对象

户外活动，群体各风景区、自然保护区、生态公园以及一些社区活动休息中心等场所。

1.5设计构想(多功能、全系列)

产品折叠是外形类似于普通的行李箱，分上中下三层。上层为存储空间，可适宜携装各类必备，物品或工具；中间层为抽屉用于回收各类事后废弃物；下层为各机构活动的主空间，展开后可当做简易的带椅子的小桌用。

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二工作原理

2.1设计理念

本产品以绿色设计为设计理念，以结构、材料、工艺的选择为出发点，节能省料、简化零件，采用模块化设计，从而达到即环保又适用的目的。

2.2设计原理

以空间四杆机构为运动的主体，辅之于一些简易的拉伸、活动销轴等机构。

2.3总体模型

图2-1行李箱模型运动图

三设计计算

主体桌面总长为1000mm,总宽为500+200*2=900mm主体箱高为300mm

3.1运动情况

说明：一般成年人体重在440N——980N之内，座椅背的最大承枪9力摆交

速度由弹簧控制。具体情况见图4、图5分析：

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摆动前

图3-1椅子摆动前

摆动后

图3-2椅子摆动后

座椅背摆动到最大角30°时，四杆机构运动如图5。座椅背的摆动由四杆机构带动抽屉做进出运动，座椅背摆动至最大角度时，推动轴2、轴3组成的连杆向右移动，

然后经轴1、轴4组成的连杆推动抽屉向外运动。各部件在水平方向的运动距离经几何计算可得，当摆动角在0——30°间时，抽屉的进出拉伸距离S的范围S=0——160mm。几何计算过程如下：

在等腰三角形A

由余弦定理易知

同理在三角形BBC中：BC=BC即为轴4的长度L,CC?即为所求的抽屉进出的距离SMax=160mm,,BC+CC=L+S,则：

由余弦定理易知

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又取L=100mm所以有轴1L=150+L=250mm

轴2L=500+L+50=650mm

3.2受力情况

F1

2

30

G

图3-3摆动前受力

图3-4摆动后受力

3.2.1选取弹簧

已知人体重、摆动的角度及各运动杆件的长度，由上图6、图7受力分析运用平

行四边行法则可得：(a取最大值30°,G取980N)

弹簧拉伸长度x在图5中由余弦定理可知：x=92.65mm

(1)(2)(3)

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所以，Kmax=F/x=2.64

据此选择弹簧材料型号：取弹簧直径D=1mm,D级钢丝弹簧，则其极限强度[o]=2300MPa。(查机械设计手册软件版2008)

满足要求。

3.2.2杆件的选取

一般成年人体重F=440N——980N;查机械设计手册软件版2008选用碳素钢Q195作为杆件。其应力。=315MPa——390MPa,n=2

图3-5轴力图

由杆件的轴力图8可知：受力杆件各截面上的轴力相等，但为满足产品轻巧原则，杆件材料选空心碳素结构钢。则其横截面面积为：

(4)

(其中空心杆件管壁厚为2mm)则危险截面上的最大正应力：

代入d_即可求的d≥2.25mm故可取d=25mm

3.2.3轴1的旋转