一种新型可拆卸拧干拖把设计

杨敏++胡宇++杨铭全

[摘要]文章针对人们在日常生活使用拖把时由于拖把不能拧干造成不便以及拖把不可拆卸导致零件使用寿命短的问题提出了一种解决方案。文章先通过结构分析，论证了新型拧干拖把的可拆卸更换的特性，然后进行了定量的设计计算论证拖把拧干过程以及各结构之间的关系。

[關键词]SolidWorks；拖把；光滑螺杆；简单方便

[DOI]1013939/jcnkizgsc201704200

1作品的创意来源

随着生活水平的提高，我们对生活用品提出了更高的要求。当前社会上大多数学校医院等公共场合都还在使用木杆式拖把，这种拖把不能拧干。而新式拖把虽然能够实现拧干，但是零件不能拆卸更换，当某一零件坏了之后，整个拖把只能当垃圾扔掉，零件使用寿命短。

针对上述问题，我们团队提出一种新型可拆卸拧干拖把。该装置可拧干，使用方便，便于携带，零件利用率高。

2总体结构以及可拆装性分析

可拆卸拧干拖把是一种能够手动拧干，并实现可拆卸实现零件更换的拖把。它主要由拖把头和拖把杆两部分组成。拖把头和拖把杆通过拖把下杆与连接盖之间的螺纹连接到一起。如图1所示。

拖把杆部主要由头柄、拖把上杆、扶手、拖把下杆、连接挂杆、手柄等组成。头柄和拖把上杆通过螺纹进行连接。拖把上杆的尾部内外都有螺纹，外螺纹与扶手连接，内螺纹与拖把下杆连接。拖把下杆上有通孔，手柄和拖把下杆通过螺栓连接。手柄与连接挂杆也通过螺栓与手柄连接。拖把上杆上各零件连接都采用了螺纹连接，能随时进行拆卸更换。

拖把头部主要由连接盖、拖把头盖、胶合板、拖把头、合页、光滑螺杆、摆杆、连接挂杆等组成。光滑螺杆中间是光滑的，尾部有螺纹。摆杆与光滑螺杆的光滑部分铰接，用于转动，螺纹部分与外面的螺母连接，用于紧固。这样连接既方便拆卸，又不影响运动。同理摆杆与连接盖、合页与连接盖之间也用光滑螺杆进行连接。合叶与连接挂杆之间用螺栓连接，便于拆卸。拖把头与拖把盖一方面用胶合板进行胶接，另一方面通过拖把头上面的圆柱卡与拖把盖上面的圆柱孔进行过盈连接。连接可靠且便于拆卸。

3拧干原理、定量分析及曲柄滑块机构杆长设计

31拧干原理及其定量分析

拖把下杆、手柄、连接挂杆以及合页构成一个对心曲柄滑块机构。当人用手向上转动手柄时，连接挂杆带动合页向上运动。此时合页对拖把头盖有个向上的拉力，摆杆对拖把头盖有一个向下的推力。因拖把头盖、胶合板以及拖把头是紧密连接的，拖把头盖与合页之间是铰接的，故在摆杆和连接挂杆的作用下拖把头盖会折叠压缩拖把头。

拖把未进行拧干时的初始状态如图2所示，图2为物理模型图，拖把完全拧干时的状态如图3所示，AB表示拖把头，CM与DN为摆杆，GH为合页。OG为拖把头中心到合页边缘连接孔的距离。当拖把完全拧干时，A与B重合，GH、MN垂直于OA。令CM=DN=a，CG=HD=b，拖把从初始状态到完全拧干，竖直方向的位移SCM=CM=a，SCG=CG=b，故G点相对于M点在竖直方向的位移为a+b，因M点固定在拖把盖上面，合页没有转动。G点与O点始终保持在同一水平面内没有相对位移，M、N为拖把盖上的点，所以M、N始终保持静止。故SO=SOM=SGM=a+b。故点O的位移为a+b。

32曲柄滑块机构杆长设计

本作品采用的是对心曲柄滑块机构，并且曲柄与水平面（拖把杆）的初始角为30°，完全拧干状态时曲柄与水平面（拖把杆）的夹角为150°。初始状态和完全拧干状态的机构运动简图分别如图4和图5所示，令AB=x，BC=y，AC的初始长度为定值m。

联立解得

x=（a+b）3y=（a+b）3+（a+b）m+m2

4结论

通过对新型可拆卸拧干拖把机的设计、建模、SolidWorks三维运动仿真分析，证明新型可拆卸拧干拖把是可行的。该装置进行设计后能改变传统拖把不能拧干的缺点，解决新型拖把由于不可拆卸更换造成零件浪费的弊端，将会给人们日常生活带来便利。具有很好的使用和推广价值。

参考文献：

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[2]濮良贵，陈国定，吴立言机械设计[M].9版北京：高等教育出版社，2013

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