半自动除尘黑板擦的设计.ppt

北方工业大学毕业设计答辩题目：半自动除尘黑板擦的设计,指导老师：谭晓兰班级：机07A-3班设计：翟京,摘要,设计目的：本半自动除尘黑板擦的设计的主要目的有两个：一是省力便捷；二是清洁卫生。能够解决在擦黑板的过程中引起的粉尘污染问题，保证师生具有良好的工作和学习环境。,摘要,基本构造：本装置有两个工作部分：擦拭部分和吸尘部分。擦拭部分由两个擦盘构成，其旋转方向是相对的。吸尘部分由一个灰尘储存室和风机叶轮构成。其传动为一级齿轮降速传动。本装置应用充电电池，便捷实用。装置后部具有一个交流变直流电路。此半自动除尘黑板擦大小适中，应用方便，符合日后黑板擦的除尘装置的发展趋势。,一研究背景与目的,尽管国内教育系统基本仍使用着传统或是略加改进的手动黑板擦，但人们尤其是广大的教育工作者却越加盼望一种新型的省时省力又无污染的黑板擦的问世。在此具有广大需求的背景下，去研究一种实用性强的新型黑板擦是必要的也是必然的趋势，顺应了人民群众的需求愿望。同时，当今的科学技术也满足制造的要求。,二主体方案设计,此半自动除尘黑板擦不但具有吸尘功能，而且具有自动除尘功能，从而减轻了人们的体力消耗。并且，它的大小形状与当前较流行的电动吸尘黑板擦相仿。为了减轻重量，但又不失其坚固性，总体上应用工程塑料去加工生产。其大小形状及重量可使人单手握住，方便人们去擦拭。,主体方案设计,两种当下流行的电动黑板擦,电动吸尘黑板擦,壁挂式自动除尘黑板擦,主体方案设计,经过比较，本设计的传动机构图如下,主要方案设计,执行机构的设计本装置有两个工作部分，即两个执行机构。一是擦盘；二是吸尘部分。擦盘用来擦拭黑板，在其最外圈是一排紧密排布的毛刷，它既能透气，又能遮挡一定的粉尘；里面有一较大面积的区域是用于擦拭黑板的软绵擦；在毛刷与软绵擦之间有一定面积的空间，此空间的擦盘底部有许多微小的孔。吸尘部分同时工作，由于叶轮转动，将以上两部分的粉尘吸入过滤袋。过滤袋可多次使用。,三本产品材料的选择,能够使半自动除尘黑板擦的各个部件工作时有足够的刚度和强度，又具有较轻的重量，而且还有综合考虑产品的经济性问题，尽量达到加工方便，安装简易，价格低廉。本产品基本以工程塑料为主。传动部分中的高速轴为齿轮轴、还有其他两根低速轴、垫片以及外部箱体和轴承端盖等等都采用聚碳酸酯，这种材料具有高的冲击韧性和优异的尺寸稳定性。用于制造齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、凸轮、心轴、轴承、滑轮、铰链、传动链、螺栓、螺母、垫圈、铆钉、泵叶轮、汽车化油器部件、节流阀、各种外壳等。,本产品材料的选择,低速齿轮采用尼龙6，这种材料具有优良的机械强度和耐磨性，广泛用作机械、化工及电气零件，例如轴承、齿轮、凸轮、滚子、辊轴、泵叶轮、风扇叶轮、蜗轮、螺钉、螺母、垫圈、高压密封圈、阀座、输油管、储油容器等。尼龙粉还可喷涂于各种零件表面，以提高耐磨性能和密封性能。联轴器采用玻璃纤维材料。执行部分中叶轮采用尼龙6，而擦盘选用聚碳酸酯，上面附有毛刷和软绵擦。产品中的固定连接零件例如螺钉由于很小，均选用45钢所制,四本产品中各种零部件的选取,经计算，电机所需功率为4.35w。故选择型号为RF-500TB-14415的微型直流电机。其转速为1430r/min，输出功率为4.5w，符合要求。本产品所传递的力矩很小，经综合考虑，选择型号为RD8-A的联轴器。此联轴器材料选用玻璃纤维，柔性好，并广泛应用于数控机床、伺服电机、丝扛连接、雕刻机、检测仪器、步进电机、检测设备、电容设备、包装机械等。其最高转速为6000r/min，额定转矩为0.6-0.8N.m。,本产品中各种零部件的选取,因为本产品不便经常添加润滑剂，所以采用脂润滑的润滑形式。擦盘工作时主要依靠摩擦力做功，也就是主要传递的是径向力，而不传递或传递很小的轴向力。所以，本产品选用深沟球轴承，这种轴承主要承受径向载荷，也可同时承受较小的轴向载荷。根据气体流动理论，本产品的叶轮z选择为8，平板叶片半圆弧。型号为6-5.4（30）的叶轮。详见三维仿真实图。,本产品中各种零部件的选取,充电电池选择电压为3V，型号为HB-16340的锂离子充电电池，其价格为1元整流电路中整流二极管选用型号为CMSD2004S的二极管，其整流电流为0.1A。变压器选择型号为PT35-05V的变压器，可使220V转换为5V，其电流为70mA。滤波电容选择型号为YHDR的高压滤波电容，价格为1元。稳压二极管选择常用IN系列的型号为IN5236的稳压二极管。,五主要零部件的设计计算校核,齿轮的设计计算分度圆直径d1=18mmd2=52mm计算中心距a=35mm计算齿轮宽度B1=12mmB2=9mm,主要零部件的设计计算校核,键的选取校核选用键bxh=3x3以下为其实际强度，小于尼龙6的许用强度,主要零部件的设计计算校核,轴的寿命校核本产品在之前设计时预计的使用年限为4年，平均每天使用两个小时，共约2200小时。而上述寿命校核后的数值远大于预计寿命，所以，本产品选用轴承型号为6000的深沟球轴承完全符合设计要求，是合格的。,六充电电路图,电路图如下,七三维视图,从动齿轮如下图,三维视图,从动轴如下图,三维视图,联轴器如下图,三维视图,箱体后部如下图,三维视图,箱体前部如下图,三维视图,箱体中部如下图,七三维视图,爆炸视图通过创建爆炸视图，一方面可以生产具有演示质量的渲染图像，也有利于了解产品的配合关系,爆炸图,三维视图,运动仿真为装配好的机构总体安装马达，是机构按照预定要求的运动轨迹运动，以此可以更为简单的了解所做机构的运动轨迹是否与预定要求相符，以及检验机构是否能够实现运动。为设计本产品提供了一个优质的运动仿真平台。,运动仿真,三维视图,运动仿真视图,八半自动除尘黑板擦的应用、特点及其市场分析,半自动除尘黑板擦的应用本产品的外部设计符合人机一体化这一理论。其外部壳体采用工程塑料模具定制加工设计。在使用时，人只有手握住黑板擦右下部，虎口放在凹处，在擦黑板时应该回很舒服，不会有劳累感。只要打开开关，把擦盘贴在黑板上，它就会工作。本产品有吸尘功能，粉笔的粉尘被吸入到过滤体中。根据设计要求，过滤体要定期清洁，保证其不被粉尘堵塞或充满。设计本产品是充分考虑到了这一点，从而，过滤体可以拆卸，而过滤体中的过滤袋也可拆卸，方便实用。本产品的能源供应采用充电式构造。当午休或下班后可对其充电，其充电时长为充电池额定容量/变压器电流=1200mA/70mA=16小时。第一次充电时长满足16小时即可，之后则保持每次2-5小时即可。并且当充电电池达到其循环次数不能再用时，可以将半自动除尘黑板擦的后部壳体拆去，更换电池，从而达到便捷简约，又能节约电池，保护环境。,半自动除尘黑板擦的应用、特点及其市场分析,半自动除尘黑板擦的特点（1）结构简单，体积小，使用方便，易于制造。（2）由于具有过滤体和充电装置，所以能够连续循环使用。（3）与普通黑板擦相比，本产品具有省力、吸尘的特点。当然，本产品也具有一些不足之处：（1）对现有的材料性能了解不足，如果深入对材料性能的理解，提高产品整体材料性能，本产品的体积将会更加小巧、性能必定会更加稳定。（2）造型比较平庸，可以进行改进，使外形更加美观，使用时更加顺手。（3）由于时间及能力有限，本产品只是处在理论层面上，其工作部分擦盘和叶轮的需要进一步通过实验来得到验证。,半自动除尘黑板擦的应用、特点及其市场分析,市场分析二十一世纪，绿色环保已成为全人类追求的目标。营造一个健康、优美的绿色教学环境不仅是广大师生梦寐以求的愿望，更是社会各界责无旁贷的义务。为了使广大的人民教师及莘莘学子免遭粉笔尘的困扰，半自动除尘黑板擦创造性地运用了机械设计和模具加工的多种设计方法，从根本上解决了教室粉尘污染的问题，保障了师生的工作和学习环境，提高了教学效率，同时也保护了各种电教设备免受粉尘的影响。造型小巧美观，而其人性化的功能设计及无与伦比的吸尘效果则将会在市场上具有强大的竞争力。本产品具有许多优秀的设计：符合人体工程学设计的外观设计新颖独特，小巧美观，创造性地依据人体工程学原理的设计令使用者施力部位更加集中有效，使用时感觉更加轻松舒适、灵活自由.,半自动除尘黑板擦的应用、特点及其市场分析,市场分析依据空气动力学设计的涡流滞尘过滤结构依据空气动力学设计的过滤结构更是在提高了吸尘效果的同时达到了很好的过滤粉尘的目的.擦盘可以更换，由于擦盘的成本很低，大大降低了使用成本。擦盘上的刷棉体采用独特的耐磨静电材料和高级毛毡料两种，在确保擦拭效果的同时，增加了易耗件的耐用性，且方便更换，节约使用成本。超强的电池续航能力，环保节能产品充电设计，环保节能，配备环保高容量充电电池,充满电,可以续航250分钟(教学周两周)。由于本产品具有以上优势，虽然由于设计者的能力有限，但其理论部分已经成熟，经过三维仿真和今后的实体改进，结合实验，可以使以上优势得以实现或更加成熟。当本产品规模化生产后，有望在模具设计上形成规范，从而使其成本降低，初步估计约在30-50元之间，甚至更低，其市场潜力和价值将不可估量。,九结论,结论经过半年来的艰辛努力，在老师及同学的帮助下，我终于完成了我的毕业设计。通过这次毕业设计，我得到了一次非常难得的理论和实际相结合的机会，拜托了单纯的理论知识的学习状态，解决了实际问题的同时，也提高了我的查找设计手册、文献资料的水平，同时提高了我的机械制图能力。这次毕业设计的制作过程使我的一次再学习，再提高的过程。在毕业设计过程中我充分地运用了大学期间所学到的知识。毕业设计的内容虽然很多，但它给我带来的收获很多。我经过不断的查阅资料，得到的不仅是对我的毕业设计内容有用，它还给我带来更广的知识面，更