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1、多功能笔记本架首都高校第六届机械创设计大赛作品名目： 作品内容简介 研制背景及意义 设计方案 零件安全性校核 创点 参考文献7作品内容简介针对大学校园学生宿舍书桌由于电脑占用空间大，造成书桌繁乱的现象,设计了简洁便利、有用美观的多功能笔记本架。该笔记本架在便利学生取用电脑的同时，有效节约桌面空间。笔记本架底板上的散热器能够高效散热，并特地设计了键盘安置空间，以满足同学们使用外接键盘的需要。为同学们整理书桌、有效利用桌面空间，提高办事效率供给了很大的便利。一、研制背景及意义现今，由于书籍较多加之各种生活、学习用品的增加，学生宿舍中的书桌空间已不能满足日常需求；其中，笔记本以及键盘所占的空间较大。
2、 繁乱的书桌不仅影响学生的学习， 也会对人们的心情和工作效率产生较大的影响。为解决宿舍书桌空间缺乏、 电脑等占用较大空间的问题，设计了多功能笔记本架。基于现阶段同学们对桌面空间的需求， 该笔记本架能够为同学们供给极大的便利， 必将深受群众的青睐，具有宽阔的市场前景。二、设计方案偏心曲柄滑块机构 。为了满足该笔记本架的功能，尽可能节约桌面空间，笔记本架的主体局部承受了偏心曲柄滑块机构，并且偏心曲柄滑块机构各杆尺寸应满足功能要求。设计时我们还考虑到了使用电脑时人体舒适度的要求。 扭簧为了便利电脑架能够较便利的收起，我们在电脑架的主体支架的连接处设计了回位扭簧，机构中共使用两根回位扭簧，分别安装在两
3、端，其安装位置方式如图。增加了回位扭簧后，在收起电脑架时可以格外便利省力，同时，增加了机构的柔性， 能够有效降低回位时的刚性冲击，延长装置的使用寿命。扭簧还起着定位的作用。 散热装置随着笔记本电脑性能的逐步提升，各种配件的运行频率也会越来越高，功耗自然会随之加大，散热就成为一个很关键的技术问题。热量的排放关系着整个系统的稳定性及产品的使用寿命，尤其是对笔记本电脑，因此有效的散热格外有意义。散热器与笔记本架两边的支架相连接，增加了整体的强度和稳定性，能够承载更大的重量。电脑夹为了使电脑能够稳定的安放在笔记本架上，我们设计了电脑夹。电脑架由弹簧钢制作，具有肯定的弹性，可以稳稳的固定电脑。当电脑较厚
4、时，可以通过压迫弹簧钢片的一端来扩大其开口端，以适应不同厚度的电脑的需要。 强力夹该电脑架在使用时，需要将其稳定的固定在书桌上，以保证其能够正常工作。考虑到装置自身和电脑的重量，我们承受两个强力夹固定。该强力夹能够承受的许用载荷完全能够满足要求。固定装置承受强力夹，不仅取用安装便利、敏捷，且能够简化机构，增加机构的稳定性，延长使 用寿命，同时也降低了制造加工的费用，降低本钱。连接板该多功能电脑架的主体承受两副平行的曲柄滑块机构，为了使其运动全都，在任何时候都能保持完全平行， 不变形，我们设计了连接板。连接板的设计同时增加了设备的刚度，使其承载力量显著增加。 万向轮在电脑架底部安装万向轮，实现笔
5、记本架的滑移， 敏捷便利，美观有用。利用万向轮距桌面有肯定高度， 我们在多功能笔记本架的底部特地设计了键盘空间， 以满足同学们使用外接键盘的需求。用时抽出，不用时推回，简洁有效。PU 材料三、零件安全性校核3.1 螺栓强度校核为了保护笔记本，在笔记本托架外面包有松软有弹性的 PU 材料。笔记本架靠扭簧的作用力和包有 PU 材料的铰接铝板之间的摩擦作用，可以实现任意角度的自锁停 留。螺栓的直径为 5mm，所用连接为一般螺栓联接，主要承受横向载荷。在该多功能笔记本架中，承受载荷最大的螺栓是电脑架前端联接两万向轮的螺栓，万向轮承受的载荷为电脑质量 2.5kg，装置质量 1.5kg，取重力加速的 g
6、= 9.8m/s 载荷大小 F = 1.5 2.5 9.8 N = 39.2 N螺栓承受的横向载荷的大小 F1= F / tan 12.61 = 39.2 / tan12.61 = 175.23N依据螺栓的工作条件，取牢靠性系数K =1.2 ，结合面为钢接触，取接合面摩擦因数ff=0.13 ，摩擦面数 m=2依据一般螺栓联接的预紧力的计算公式F K F / ( m f ) = 1.2 175.23 / ( 2 0.13 ) = 808.75 Npf1所以螺栓所承受的应力为 =1.3 F / /4 d= 1.3 808.75 / 3.14 / 4 0.0052 = 53.57 MPap计算许用应
7、力：取安全系数为 S=1.3 ，查机械设计手册知材料的抗拉强度为 =400MPa所以 = / S = 400 / 1.3 = 307.69 MPa由于 可见该支架的刚度满足要求。3.3 万向轮强度校核当笔记本架上安放电脑时，电脑架与电脑的总质量为 m = 4.0kg，所承受的万向轮的承载力量为 30kg，满足强度要求。3.4 固定装置校核该电脑架的安装承受两个强力夹，将整个装置与书桌联接，强力夹的夹紧力为F =1KN。固定装置所承受的载荷为沿 x 轴负方向的载荷，其大小为 Fx= F / tan 12 = 184.42 N F可见强力夹的夹紧力完全能够满足要求。3.5 散热器散热力量校核依据实
8、际测量，可知散热器产生的风速为 v = 6.0 m/s，假设正常工作时，电脑底部的温度为 t1= 60.0 ，室内空气温度为 t2= 26.0 ，散热器的面积为 F = 228mm x 300mm,室内空气密度为 = 1.293 kg/m 3。依据气流外掠平板的对流换热公式对流换热量 Q = 5.7 10.55 pv t1- t F2= 5.7 10.55 1.293 6.0 60.0 - 26.0 0.228 0.3= 69.82 W一般电脑的功率 P = 90W，可见该散热器作为关心散热设备能够有效地为电脑散热， 保证笔记本在炎热的夏季也能够正常工作。四、创点 笔记本架承受曲柄滑块机构，
9、实现可收放式设计，笔记本收起后，很好的节约了桌面空间。 笔记本架回位收起后， 仍能使用电脑，供给了更多便利。 在笔记本架底部，为外接键盘供给了安置空间， 配以两个万向轮支撑。 扭簧设计是笔记本架的核心，奇异地实现了笔记本架的回位功能。 散热器的设计丰富了笔记本架的功能，而且不行或缺。 笔记本架夹和笔记本夹的设计，简洁稳定，便于安装和拆卸。 铝材制作，且耗材少，本钱低。 外观构造颖独特，给人以视觉上的享受。 PU 弹性材料的融入，在保护电脑的同时，使笔记本架外观更秀丽。参考文献1 濮良贵，纪名刚 . 机械设计.北京：高等教育出版社 .20232 张占材料力学西安：西北工业大学出版社 20233 于永泗，齐民机械工程材料大连：大连理工大学出版社20234 机械设计手册编委会机械设计手册北京：机械工业出版社20235 大连理工大学工程图学教研室机械制图第六版北京：高等教育出版社2023