半自動(dòng)除塵黑板擦的設(shè)計(jì)

1、北方工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 題目：半自動(dòng)除塵黑板擦的設(shè)計(jì),指導(dǎo)老師：譚曉蘭班級(jí)：機(jī)07A-3班設(shè)計(jì)：翟京,摘要,設(shè)計(jì)目的：本半自動(dòng)除塵黑板擦的設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是省力便捷；二是清潔衛(wèi)生。能夠解決在擦黑板的過(guò)程中引起的粉塵污染問(wèn)題，保證師生具有良好的工作和學(xué)習(xí)環(huán)境。,摘要,基本構(gòu)造：本裝置有兩個(gè)工作部分：擦拭部分和吸塵部分。擦拭部分由兩個(gè)擦盤構(gòu)成，其旋轉(zhuǎn)方向是相對(duì)的。吸塵部分由一個(gè)灰塵儲(chǔ)存室和風(fēng)機(jī)葉輪構(gòu)成。其傳動(dòng)為

2、一級(jí)齒輪降速傳動(dòng)。本裝置應(yīng)用充電電池，便捷實(shí)用。裝置后部具有一個(gè)交流變直流電路。此半自動(dòng)除塵黑板擦大小適中，應(yīng)用方便，符合日后黑板擦的除塵裝置的發(fā)展趨勢(shì)。,一 研究背景與目的,盡管國(guó)內(nèi)教育系統(tǒng)基本仍使用著傳統(tǒng)或是略加改進(jìn)的手動(dòng)黑板擦，但人們尤其是廣大的教育工作者卻越加盼望一種新型的省時(shí)省力又無(wú)污染的黑板擦的問(wèn)世。在此具有廣大需求的背景下，去研究一種實(shí)用性強(qiáng)的新型黑板擦是必要的也是必然的趨勢(shì)，順應(yīng)了人民群眾的需求愿望。同時(shí)，當(dāng)今的科學(xué)技

3、術(shù)也滿足制造的要求。,二 主體方案設(shè)計(jì),此半自動(dòng)除塵黑板擦不但具有吸塵功能，而且具有自動(dòng)除塵功能，從而減輕了人們的體力消耗。并且，它的大小形狀與當(dāng)前較流行的電動(dòng)吸塵黑板擦相仿。為了減輕重量，但又不失其堅(jiān)固性，總體上應(yīng)用工程塑料去加工生產(chǎn)。其大小形狀及重量可使人單手握住，方便人們?nèi)ゲ潦谩?主體方案設(shè)計(jì),兩種當(dāng)下流行的電動(dòng)黑板擦,電動(dòng)吸塵黑板擦,壁掛式自動(dòng)除塵黑板擦,主體方案設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)比較，本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖如下,,主要方案設(shè)計(jì),執(zhí)行機(jī)構(gòu)的

4、設(shè)計(jì)本裝置有兩個(gè)工作部分，即兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。一是擦盤；二是吸塵部分。擦盤用來(lái)擦拭黑板，在其最外圈是一排緊密排布的毛刷，它既能透氣，又能遮擋一定的粉塵；里面有一較大面積的區(qū)域是用于擦拭黑板的軟綿擦；在毛刷與軟綿擦之間有一定面積的空間，此空間的擦盤底部有許多微小的孔。 吸塵部分同時(shí)工作，由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將以上兩部分的粉塵吸入過(guò)濾袋。過(guò)濾袋可多次使用。,三 本產(chǎn)品材料的選擇,能夠使半自動(dòng)除塵黑板擦的各個(gè)部件工作時(shí)有足夠的剛度和強(qiáng)度，又具有較輕的

5、重量，而且還有綜合考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，盡量達(dá)到加工方便，安裝簡(jiǎn)易，價(jià)格低廉。 本產(chǎn)品基本以工程塑料為主。傳動(dòng)部分中的高速軸為齒輪軸、還有其他兩根低速軸、墊片以及外部箱體和軸承端蓋等等都采用聚碳酸酯，這種材料具有高的沖擊韌性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。用于制造齒輪、蝸輪、蝸桿、齒條、凸輪、心軸、軸承、滑輪、鉸鏈、傳動(dòng)鏈、螺栓、螺母、墊圈、鉚釘、泵葉輪、汽車化油器部件、節(jié)流閥、各種外殼等。,本產(chǎn)品材料的選擇,低速齒輪采用尼龍6，這種材料具有優(yōu)良

6、的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，廣泛用作機(jī)械、化工及電氣零件，例如軸承、齒輪、凸輪、滾子、輥軸、泵葉輪、風(fēng)扇葉輪、蝸輪、螺釘、螺母、墊圈、高壓密封圈、閥座、輸油管、儲(chǔ)油容器等。尼龍粉還可噴涂于各種零件表面，以提高耐磨性能和密封性能。聯(lián)軸器采用玻璃纖維材料。執(zhí)行部分中葉輪采用尼龍6，而擦盤選用聚碳酸酯，上面附有毛刷和軟綿擦。 產(chǎn)品中的固定連接零件例如螺釘由于很小，均選用45鋼所制,四 本產(chǎn)品中各種零部件的選取,經(jīng)計(jì)算，電機(jī)所需功率為4.35w。故選

7、擇型號(hào)為RF-500TB-14415的微型直流電機(jī) 。其轉(zhuǎn)速為1430r/min，輸出功率為4.5w，符合要求。本產(chǎn)品所傳遞的力矩很小，經(jīng)綜合考慮，選擇型號(hào)為RD8-A的聯(lián)軸器。此聯(lián)軸器材料選用玻璃纖維，柔性好，并廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、伺服電機(jī)、絲扛連接、雕刻機(jī)、、檢測(cè)儀器、步進(jìn)電機(jī)、檢測(cè)設(shè)備、電容設(shè)備、包裝機(jī)械等。 其最高轉(zhuǎn)速為6000r/min，額定轉(zhuǎn)矩為0.6-0.8N.m。,本產(chǎn)品中各種零部件的選取,因?yàn)楸井a(chǎn)品不便經(jīng)常添加潤(rùn)滑劑

8、，所以采用脂潤(rùn)滑的潤(rùn)滑形式 。擦盤工作時(shí)主要依靠摩擦力做功，也就是主要傳遞的是徑向力，而不傳遞或傳遞很小的軸向力。所以，本產(chǎn)品選用深溝球軸承，這種軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受較小的軸向載荷。根據(jù)氣體流動(dòng)理論，本產(chǎn)品的葉輪z選擇為8，平板葉片半圓弧。型號(hào)為6-5.4（30）的葉輪。詳見(jiàn)三維仿真實(shí)圖。,本產(chǎn)品中各種零部件的選取,充電電池選擇電壓為3V，型號(hào)為HB-16340的鋰離子充電電池，其價(jià)格為1元 整流電路中整流二極管選用型

9、號(hào)為CMSD2004S的二極管，其整流電流為0.1A。變壓器選擇型號(hào)為PT35-05V的變壓器，可使220V轉(zhuǎn)換為5V，其電流為70mA。濾波電容選擇型號(hào)為YHDR的高壓濾波電容，價(jià)格為1元。穩(wěn)壓二極管選擇常用IN系列的型號(hào)為IN5236的穩(wěn)壓二極管 。,五 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算校核,齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 分度圓直徑 d1=18mm d2=52mm計(jì)算中心距 a=35mm計(jì)算齒輪寬度 B1=12mm B2=9mm,,,主要零部件的

10、設(shè)計(jì)計(jì)算校核,鍵的選取校核選用鍵 bxh=3x3 以下為其實(shí)際強(qiáng)度，小于尼龍6的許用強(qiáng)度,,主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算校核,軸的壽命校核本產(chǎn)品在之前設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)計(jì)的使用年限為4年，平均每天使用兩個(gè)小時(shí)，共約2200小時(shí)。而上述壽命校核后的數(shù)值遠(yuǎn)大于預(yù)計(jì)壽命，所以，本產(chǎn)品選用軸承型號(hào)為6000的深溝球軸承完全符合設(shè)計(jì)要求，是合格的。,,六 充電電路圖,電路圖如下,,七 三維視圖,從動(dòng)齒輪如下圖,三維視圖,從動(dòng)軸如下圖,三維視圖,聯(lián)軸器如下圖,三

11、維視圖,箱體后部如下圖,三維視圖,箱體前部如下圖,三維視圖,箱體中部如下圖,七 三維視圖,爆炸視圖通過(guò)創(chuàng)建爆炸視圖，一方面可以生產(chǎn)具有演示質(zhì)量的渲染圖像，也有利于了解產(chǎn)品的配合關(guān)系,爆炸圖,三維視圖,運(yùn)動(dòng)仿真為裝配好的機(jī)構(gòu)總體安裝馬達(dá)，是機(jī)構(gòu)按照預(yù)定要求的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，以此可以更為簡(jiǎn)單的了解所做機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡是否與預(yù)定要求相符，以及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是否能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)。為設(shè)計(jì)本產(chǎn)品提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)仿真平臺(tái)。,運(yùn)動(dòng)仿真,三維視圖,運(yùn)動(dòng)仿真視圖

12、,八 半自動(dòng)除塵黑板擦的應(yīng)用、特點(diǎn)及其市場(chǎng)分析,半自動(dòng)除塵黑板擦的應(yīng)用 本產(chǎn)品的外部設(shè)計(jì)符合人機(jī)一體化這一理論。其外部殼體采用工程塑料模具定制加工設(shè)計(jì)。在使用時(shí)，人只有手握住黑板擦右下部，虎口放在凹處，在擦黑板時(shí)應(yīng)該回很舒服，不會(huì)有勞累感。只要打開(kāi)開(kāi)關(guān)，把擦盤貼在黑板上，它就會(huì)工作。本產(chǎn)品有吸塵功能，粉筆的粉塵被吸入到過(guò)濾體中。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，過(guò)濾體要定期清潔，保證其不被粉塵堵塞或充滿。設(shè)計(jì)本產(chǎn)品是充分考慮到了這一點(diǎn)，從而，過(guò)濾體可以

13、拆卸，而過(guò)濾體中的過(guò)濾袋也可拆卸，方便實(shí)用。本產(chǎn)品的能源供應(yīng)采用充電式構(gòu)造。當(dāng)午休或下班后可對(duì)其充電，其充電時(shí)長(zhǎng)為充電池額定容量/變壓器電流=1200mA/70mA=16小時(shí)。第一次充電時(shí)長(zhǎng)滿足16小時(shí)即可，之后則保持每次2-5小時(shí)即可。并且當(dāng)充電電池達(dá)到其循環(huán)次數(shù)不能再用時(shí)，可以將半自動(dòng)除塵黑板擦的后部殼體拆去，更換電池，從而達(dá)到便捷簡(jiǎn)約，又能節(jié)約電池，保護(hù)環(huán)境。,半自動(dòng)除塵黑板擦的應(yīng)用、特點(diǎn)及其市場(chǎng)分析,半自動(dòng)除塵黑板擦的特點(diǎn)（

14、1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，使用方便，易于制造。（2）由于具有過(guò)濾體和充電裝置，所以能夠連續(xù)循環(huán)使用。（3）與普通黑板擦相比，本產(chǎn)品具有省力、吸塵的特點(diǎn)。當(dāng)然，本產(chǎn)品也具有一些不足之處：（1）對(duì)現(xiàn)有的材料性能了解不足，如果深入對(duì)材料性能的理解，提高產(chǎn)品整體材料性能，本產(chǎn)品的體積將會(huì)更加小巧、性能必定會(huì)更加穩(wěn)定。（2）造型比較平庸，可以進(jìn)行改進(jìn)，使外形更加美觀，使用時(shí)更加順手。（3）由于時(shí)間及能力有限，本產(chǎn)品只是處在理論層面上，其工

15、作部分擦盤和葉輪的需要進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)得到驗(yàn)證。,半自動(dòng)除塵黑板擦的應(yīng)用、特點(diǎn)及其市場(chǎng)分析,市場(chǎng)分析二十一世紀(jì)，綠色環(huán)保已成為全人類追求的目標(biāo)。營(yíng)造一個(gè)健康、優(yōu)美的綠色教學(xué)環(huán)境不僅是廣大師生夢(mèng)寐以求的愿望，更是社會(huì)各界責(zé)無(wú)旁貸的義務(wù)。為了使廣大的人民教師及莘莘學(xué)子免遭粉筆塵的困擾，半自動(dòng)除塵黑板擦創(chuàng)造性地運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)和模具加工的多種設(shè)計(jì)方法，從根本上解決了教室粉塵污染的問(wèn)題，保障了師生的工作和學(xué)習(xí)環(huán)境，提高了教學(xué)效率，同時(shí)也保護(hù)了各

16、種電教設(shè)備免受粉塵的影響。造型小巧美觀，而其人性化的功能設(shè)計(jì)及無(wú)與倫比的吸塵效果則將會(huì)在市場(chǎng)上具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。本產(chǎn)品具有許多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)：符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的外觀設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，小巧美觀，創(chuàng)造性地依據(jù)人體工程學(xué)原理的設(shè)計(jì)令使用者施力部位更加集中有效，使用時(shí)感覺(jué)更加輕松舒適、靈活自由.,半自動(dòng)除塵黑板擦的應(yīng)用、特點(diǎn)及其市場(chǎng)分析,市場(chǎng)分析依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的渦流滯塵過(guò)濾結(jié)構(gòu)依據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)濾結(jié)構(gòu)更是在提高了吸塵效果的同時(shí)達(dá)到了很好

17、的過(guò)濾粉塵的目的. 擦盤可以更換，由于擦盤的成本很低，大大降低了使用成本。擦盤上的刷棉體采用獨(dú)特的耐磨靜電材料和高級(jí)毛氈料兩種，在確保擦拭效果的同時(shí)，增加了易耗件的耐用性，且方便更換，節(jié)約使用成本。 超強(qiáng)的電池續(xù)航能力，環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品充電設(shè)計(jì)，環(huán)保節(jié)能，配備環(huán)保高容量充電電池, 充滿電,可以續(xù)航250分鐘(教學(xué)周兩周)。由于本產(chǎn)品具有以上優(yōu)勢(shì)，雖然由于設(shè)計(jì)者的能力有限，但其理論部分已經(jīng)成熟，經(jīng)過(guò)三維仿真和今后的實(shí)體改進(jìn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，可

18、以使以上優(yōu)勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)或更加成熟。當(dāng)本產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)后，有望在模具設(shè)計(jì)上形成規(guī)范，從而使其成本降低，初步估計(jì)約在30-50元之間，甚至更低，其市場(chǎng)潛力和價(jià)值將不可估量。,九 結(jié)論,結(jié)論經(jīng)過(guò)半年來(lái)的艱辛努力，在老師及同學(xué)的幫助下，我終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我得到了一次非常難得的理論和實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，拜托了單純的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)狀態(tài)，解決了實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)，也提高了我的查找設(shè)計(jì)手冊(cè)、文獻(xiàn)資料的水平，同時(shí)提高了我的機(jī)械制圖能

19、力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過(guò)程使我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過(guò)程。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容雖然很多，但它給我?guī)?lái)的收獲很多。我經(jīng)過(guò)不斷的查閱資料，得到的不僅是對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容有用，它還給我?guī)?lái)更廣的知識(shí)面，更多的學(xué)習(xí)資料。與老師的溝通使我從更多的角度認(rèn)識(shí)到我的不足和思維的局限性，讓我不斷完善我的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我也遇到了一些麻煩的問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中，每當(dāng)我遇到困難我就及時(shí)和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)