移动双桌绘图桌结构设计研究

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【摘要】设计出一种新型移动双桌绘图桌。本产品主要由小桌面升降、大桌面平移、桌面旋转三部分组成。小桌面升降部分由飞轮和链条组成，绘图桌面的水平移动部分由齿轮齿条机构组成，通过轴的转动，实现小桌面升降和大桌面水平移动可以同时进行。通过对三个方面的调节，可以适合每一位绘图者的习惯。

【关键词】绘图桌；链传动；齿轮齿条机构

随着中学素质教育不断推进，学生具有较好理论知识的同时，还需其具备较强的创新能力及其技术运用能力[1]。因此学校在高中阶段组织学生参加各种奥林匹克竞赛的同时，积极开展创新实践教学，鼓励学生积极参加全国青少年科技创新大赛、“明天小小科学家”奖励活动、中小学电脑制作活动等，培养学生创新意识和实践能力。本文主要阐述新型多功能移动双桌绘图桌的结构设计。

1绘图桌结构设计现状及意义

目前绘图桌是一种建筑、美术、园林及其机械绘制图中广泛应用的辅助工具[2]，使用相当频繁。传统绘图桌具有明显的不足之处：（1）大部分桌体不可以升降，即使少数能够升降，至少需要两名同学合力抬起桌脚并对孔插销，桌面的角度不能调整；（2）抽屉过小，致使学生的教材、设计图纸、电脑等学习工具容纳不下；（3）由于抽屉固定，阅读对照时参考资料必须从抽屉中拿出放在桌面上，容易导致设计图纸磨黑影响图纸美观[3-5]。多功能移动双桌绘图桌（图1）从人机工程角度来设计，试图解决上述问题。绘图者摇动手柄，通过齿轮齿条的啮合，绘图桌面水平移动并与水平面形成一定夹角，通过链轮的转动带动链条传动，达到与其固定置物台升降的效果。因此，新型移动双桌绘图桌的设计具有较高的研究意义和研究价值，能解决绘图人士在工作学习上的诸多不便,从而提高工作及学习的效率。

2绘图桌结构设计

1.大桌面；2.齿条；3.拉杆；4.固定杆；5.轴；6.小桌面（置物台）；7桌脚；8.桌脚；9.刚架；10.链条；11.飞轮；12.齿轮。图2绘图桌的结构图如图2移动双桌绘图桌主要由大桌面、小桌面、齿轮、齿条、链条、飞轮、手柄等组成，另配有座椅。针对于传统绘图桌，多功能双桌绘图桌具有以下特点：（1）完全放弃桌体的升降功能，固定桌体的高度，通过调节绘图者座椅的高度达到舒适绘图的目的；（2）放弃绘图桌的抽屉，用一块置物台取代，可使容纳空间增大；（3）置物台可以升降，绘图者可以坐在原位进行绘图与参考的转换；（4）绘图桌面可以向远离绘图者水平移动，同时置物台上升，从而能够同时查阅资料和对照图纸，此时参考资料不会遮住或磨花图纸。通过齿条、链轮、链条等几个简单传动机构给传统绘图桌增添了新的功能。2.1绘图桌设计方案多功能移动双桌绘图桌是作为一种更为方便的绘图工具而设计的，图3为其设计方案图。通过绘图者摇动手柄，手柄带动齿轮转动，与齿轮啮合的齿条向后移动，因绘图桌面与齿条固定，故绘图桌面也会向远离绘图者的方向平移；轴转动的同时，与轴固接的飞轮带动链条把置物台拉上或下降，通过三折钢珠滑轨固定置物台使得置物台能水平升降。图3设计方案图2.2大桌面（绘图桌面）平移设计。通过绘图者摇动手柄，手柄带动齿轮转动，与齿轮啮合的齿条向后移动，因绘图桌面与齿条固定，故绘图桌面也会向远离绘图者的方向平移。直齿轮与齿条相啮合（如图4），直齿轮与齿条的配合为H7r6，与直齿轮配合的齿条采用m=1.5，压力角200，齿宽30，齿距30mm，材料为45#钢[6]，图4大桌面平移机构2.3小桌面（置物台）升降设计。根据图2，飞轮和链条安装成一个三角形。摇动手柄，齿轮转动，齿条向后移动，轴转动的同时，与轴固接的飞轮带动链条把小桌面拉上或下降，通过三折钢珠滑轨固定小桌面使得小桌面能水平升降。根据手柄转动2圈，小桌面移动300mm行程，取传动比i=2。考虑到小桌子需要上下移动，上下移动的小桌面受力较小，传动距离小，并且不需要特别高的安装精度，因此选择了成本低的滚子链来传动。链条型号16A-1；链轮齿数为Z1=17；链节数Lp=82，中心距a=890mm[7]。2.4大桌面（绘图桌面）旋转设计。图5为绘图桌面旋转机构，采用B019六档带角铁，角铁规格为58×50，∅16孔。该升降拉杆可以自行伸缩，不需要借助人力，自由调节绘图桌面与水平夹角，且稳定性强，不会伤到手。绘图桌面选用质地轻盈的三聚氰胺板作为桌面板材，尺寸为b×h×L=700×15×800mm，节约材料且绿色环保。

3结语

这款绘图桌根据操作者绘图习惯及不同绘图环境做了人性化调整：（1）新型移动双桌绘图桌材料质低碳绿色环保；（2）可调节大桌面角度0°-45°，避免危害操作者的健康；（3）扩大了储物空间，取物便捷方便；（4）结构简单，材料便宜，具有很强的推广性。

参考文献

[1]尹乐郑,旭东,赵风龙,等.全方位运动绘图桌的设计与研究[J].科技创新导报,2015,23(2):121-123.

[2]黄晓林,李增煜,蔡伟双,等.一种新型变形课桌的结构设计[J].现代机械,2016(1):82-84.

[3]喻国盈,李旭,刘苏瑶,等.便携式多功能绘图桌设计研究[J].科技创新导报,2010,15(5):2-3.

[4]桂伟,叶园,李灯,等.新型伸缩绘图桌的结构设计[J].装备制造技术,2015(3):114-116.

[5]江微微.多功能绘图书桌的改良设计[D].贵州师范大学,2015.

[6]陈铁鸣.新编机械设计课程设计图册[M].北京:高等教育出版社,2003.

[7]械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2005.

作者:肖泽宇 单位:吉安第一中学高二（4）班