半自動除塵黑板擦的設計

1、北方工業(yè)大學畢業(yè)設計答辯 題目：半自動除塵黑板擦的設計,指導老師：譚曉蘭班級：機07A-3班設計：翟京,摘要,設計目的：本半自動除塵黑板擦的設計的主要目的有兩個：一是省力便捷；二是清潔衛(wèi)生。能夠解決在擦黑板的過程中引起的粉塵污染問題，保證師生具有良好的工作和學習環(huán)境。,摘要,基本構造：本裝置有兩個工作部分：擦拭部分和吸塵部分。擦拭部分由兩個擦盤構成，其旋轉方向是相對的。吸塵部分由一個灰塵儲存室和風機葉輪構成。其傳動為

2、一級齒輪降速傳動。本裝置應用充電電池，便捷實用。裝置后部具有一個交流變直流電路。此半自動除塵黑板擦大小適中，應用方便，符合日后黑板擦的除塵裝置的發(fā)展趨勢。,一 研究背景與目的,盡管國內(nèi)教育系統(tǒng)基本仍使用著傳統(tǒng)或是略加改進的手動黑板擦，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省力又無污染的黑板擦的問世。在此具有廣大需求的背景下，去研究一種實用性強的新型黑板擦是必要的也是必然的趨勢，順應了人民群眾的需求愿望。同時，當今的科學技

3、術也滿足制造的要求。,二 主體方案設計,此半自動除塵黑板擦不但具有吸塵功能，而且具有自動除塵功能，從而減輕了人們的體力消耗。并且，它的大小形狀與當前較流行的電動吸塵黑板擦相仿。為了減輕重量，但又不失其堅固性，總體上應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?主體方案設計,兩種當下流行的電動黑板擦,電動吸塵黑板擦,壁掛式自動除塵黑板擦,主體方案設計,經(jīng)過比較，本設計的傳動機構圖如下,,主要方案設計,執(zhí)行機構的

4、設計本裝置有兩個工作部分，即兩個執(zhí)行機構。一是擦盤；二是吸塵部分。擦盤用來擦拭黑板，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。 吸塵部分同時工作，由于葉輪轉動，將以上兩部分的粉塵吸入過濾袋。過濾袋可多次使用。,三 本產(chǎn)品材料的選擇,能夠使半自動除塵黑板擦的各個部件工作時有足夠的剛度和強度，又具有較輕的

5、重量，而且還有綜合考慮產(chǎn)品的經(jīng)濟性問題，盡量達到加工方便，安裝簡易，價格低廉。 本產(chǎn)品基本以工程塑料為主。傳動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、的機械強度和耐磨性，廣泛用作機械、化工及電氣零件，例如軸承、齒輪、凸輪、滾子、輥軸、泵葉輪、風扇葉輪、蝸輪、螺釘、螺母、墊圈、高壓密封圈、閥座、輸油管、儲油容器等。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)計算，電機所需功率為4.35w。故選

7、擇型號為RF-500TB-14415的微型直流電機 。其轉速為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，并廣泛應用于數(shù)控機床、伺服電機、絲扛連接、雕刻機、、檢測儀器、步進電機、檢測設備、電容設備、包裝機械等。 其最高轉速為6000r/min，額定轉矩為0.6-0.8N.m。,本產(chǎn)品中各種零部件的選取,因為本產(chǎn)品不便經(jīng)常添加潤滑劑

8、，所以采用脂潤滑的潤滑形式 。擦盤工作時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，也可同時承受較小的軸向載荷。根據(jù)氣體流動理論，本產(chǎn)品的葉輪z選擇為8，平板葉片半圓弧。型號為6-5.4（30）的葉輪。詳見三維仿真實圖。,本產(chǎn)品中各種零部件的選取,充電電池選擇電壓為3V，型號為HB-16340的鋰離子充電電池，其價格為1元 整流電路中整流二極管選用型

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

10、設計計算校核,鍵的選取校核選用鍵 bxh=3x3 以下為其實際強度，小于尼龍6的許用強度,,主要零部件的設計計算校核,軸的壽命校核本產(chǎn)品在之前設計時預計的使用年限為4年，平均每天使用兩個小時，共約2200小時。而上述壽命校核后的數(shù)值遠大于預計壽命，所以，本產(chǎn)品選用軸承型號為6000的深溝球軸承完全符合設計要求，是合格的。,,六 充電電路圖,電路圖如下,,七 三維視圖,從動齒輪如下圖,三維視圖,從動軸如下圖,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,爆炸視圖通過創(chuàng)建爆炸視圖，一方面可以生產(chǎn)具有演示質量的渲染圖像，也有利于了解產(chǎn)品的配合關系,爆炸圖,三維視圖,運動仿真為裝配好的機構總體安裝馬達，是機構按照預定要求的運動軌跡運動，以此可以更為簡單的了解所做機構的運動軌跡是否與預定要求相符，以及檢驗機構是否能夠實現(xiàn)運動。為設計本產(chǎn)品提供了一個優(yōu)質的運動仿真平臺。,運動仿真,三維視圖,運動仿真視圖

12、,八 半自動除塵黑板擦的應用、特點及其市場分析,半自動除塵黑板擦的應用 本產(chǎn)品的外部設計符合人機一體化這一理論。其外部殼體采用工程塑料模具定制加工設計。在使用時，人只有手握住黑板擦右下部，虎口放在凹處，在擦黑板時應該回很舒服，不會有勞累感。只要打開開關，把擦盤貼在黑板上，它就會工作。本產(chǎn)品有吸塵功能，粉筆的粉塵被吸入到過濾體中。根據(jù)設計要求，過濾體要定期清潔，保證其不被粉塵堵塞或充滿。設計本產(chǎn)品是充分考慮到了這一點，從而，過濾體可以

13、拆卸，而過濾體中的過濾袋也可拆卸，方便實用。本產(chǎn)品的能源供應采用充電式構造。當午休或下班后可對其充電，其充電時長為充電池額定容量/變壓器電流=1200mA/70mA=16小時。第一次充電時長滿足16小時即可，之后則保持每次2-5小時即可。并且當充電電池達到其循環(huán)次數(shù)不能再用時，可以將半自動除塵黑板擦的后部殼體拆去，更換電池，從而達到便捷簡約，又能節(jié)約電池，保護環(huán)境。,半自動除塵黑板擦的應用、特點及其市場分析,半自動除塵黑板擦的特點（

14、1）結構簡單，體積小，使用方便，易于制造。（2）由于具有過濾體和充電裝置，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。當然，本產(chǎn)品也具有一些不足之處：（1）對現(xiàn)有的材料性能了解不足，如果深入對材料性能的理解，提高產(chǎn)品整體材料性能，本產(chǎn)品的體積將會更加小巧、性能必定會更加穩(wěn)定。（2）造型比較平庸，可以進行改進，使外形更加美觀，使用時更加順手。（3）由于時間及能力有限，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一步通過實驗來得到驗證。,半自動除塵黑板擦的應用、特點及其市場分析,市場分析二十一世紀，綠色環(huán)保已成為全人類追求的目標。營造一個健康、優(yōu)美的綠色教學環(huán)境不僅是廣大師生夢寐以求的愿望，更是社會各界責無旁貸的義務。為了使廣大的人民教師及莘莘學子免遭粉筆塵的困擾，半自動除塵黑板擦創(chuàng)造性地運用了機械設計和模具加工的多種設計方法，從根本上解決了教室粉塵污染的問題，保障了師生的工作和學習環(huán)境，提高了教學效率，同時也保護了各

16、種電教設備免受粉塵的影響。造型小巧美觀，而其人性化的功能設計及無與倫比的吸塵效果則將會在市場上具有強大的競爭力。本產(chǎn)品具有許多優(yōu)秀的設計：符合人體工程學設計的外觀設計新穎獨特，小巧美觀，創(chuàng)造性地依據(jù)人體工程學原理的設計令使用者施力部位更加集中有效，使用時感覺更加輕松舒適、靈活自由.,半自動除塵黑板擦的應用、特點及其市場分析,市場分析依據(jù)空氣動力學設計的渦流滯塵過濾結構依據(jù)空氣動力學設計的過濾結構更是在提高了吸塵效果的同時達到了很好

17、的過濾粉塵的目的. 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特的耐磨靜電材料和高級毛氈料兩種，在確保擦拭效果的同時，增加了易耗件的耐用性，且方便更換，節(jié)約使用成本。 超強的電池續(xù)航能力，環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品充電設計，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(教學周兩周)。由于本產(chǎn)品具有以上優(yōu)勢，雖然由于設計者的能力有限，但其理論部分已經(jīng)成熟，經(jīng)過三維仿真和今后的實體改進，結合實驗，可

18、以使以上優(yōu)勢得以實現(xiàn)或更加成熟。當本產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)后，有望在模具設計上形成規(guī)范，從而使其成本降低，初步估計約在30-50元之間，甚至更低，其市場潛力和價值將不可估量。,九 結論,結論經(jīng)過半年來的艱辛努力，在老師及同學的幫助下，我終于完成了我的畢業(yè)設計。通過這次畢業(yè)設計，我得到了一次非常難得的理論和實際相結合的機會，拜托了單純的理論知識的學習狀態(tài)，解決了實際問題的同時，也提高了我的查找設計手冊、文獻資料的水平，同時提高了我的機械制圖能

19、力。這次畢業(yè)設計的制作過程使我的一次再學習，再提高的過程。在畢業(yè)設計過程中我充分地運用了大學期間所學到的知識。畢業(yè)設計的內(nèi)容雖然很多，但它給我?guī)淼氖斋@很多。我經(jīng)過不斷的查閱資料，得到的不僅是對我的畢業(yè)設計內(nèi)容有用，它還給我?guī)砀鼜V的知識面，更多的學習資料。與老師的溝通使我從更多的角度認識到我的不足和思維的局限性，讓我不斷完善我的設計內(nèi)容。在設計過程中我也遇到了一些麻煩的問題，在這個過程中，每當我遇到困難我就及時和導師聯(lián)系，并和同學