毕业答辩-风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作.pptx

指导教师：,风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作毕业设计答辩,班级：材料成型1203学生：学号：,一、研究背景,1、粉笔和黑板及粉笔擦现在还一直在教学中大量使用，这说明了它们在教育事业中还占有着重要的地位。可是在黑板被擦拭这个过程中还是会产生大量的粉笔灰。,2、而现有的传统粉笔擦具有的缺点是：(1)无法减轻粉笔灰飘散所造成的污染；(2)无法将黑板有效的擦拭干净；(3)不能把死角清理干净。,3、目前绝大多数新的产品采用机械、电动的方法自动或半自动的模式去除粉笔灰，有如下几种：（1）有采用静电除尘的方法（2）有采用大功率吸尘器吸尘的方法（3）有参考汽车的雨刷装置来擦黑板的（如图1所示）（4）有把粉笔擦安装在导轨上的（如图2所示）,图1雨刷动作原理,图2导轨,二、研究意义,国外,图3国外的除尘产品,国内,图4国内的普通粉笔擦,因此，本课题的进行有极大的意义,三、流程总括,图5总体流程图,四、市场分析,表1各类粉笔擦的对比,五、工作原理导向,本课题是通过查阅大量的论文和专利等资料，通过对比各种现存的粉笔擦，从中取长补短而确定主要结构与工作原理。该设计弥补了电机+风扇式粉笔擦和湿毛毡式粉笔擦的缺点，本产品是两者的结合体。，,图6湿毛毡式粉笔擦,图7电机+电扇式粉笔擦,六、FPBS方法分析,图8吸尘式粉笔擦的使用,FPBS方法是一种比较好的创新方法，它是通过映射的手段，把具体的功能与实现其功能的原理相结合，使复杂的问题慢慢变清晰，有利于降低问题的难度，能够更快更容易地把问题解决，具体分析如图8所示。,图8风扇吸尘式无尘粉笔擦FPBS树图,七、工作原理的确定,图9风扇吸尘式无尘粉笔擦工作原理图,八、风扇吸尘式无尘粉笔擦总体结构确定,该款风扇吸尘式无尘粉笔擦结构主要是相应的塑料结构与电子模块。主要由擦拭部分、吸尘装置、积尘装置、保湿补水装置、产品外壳、其它固定零件等六部分组成。,擦拭部分：毛毡条。吸尘装置：电动机、风扇、充电电池、开关、电线、指示灯、充电接口、电路板等。积尘装置：吸尘海绵、积尘盒、粉尘网、空气网、外壳等。保湿补水装置：小型可封闭集水器、引流导管、开关等。产品外形外壳：产品外形壳体、按钮帽、电池壳盖、积尘盒通风壳盖等。其他固定零件：螺钉、擦拭底座、电动机固定座、集成座等。,九、产品结构工艺,虽然本产品采用的是3D打印加工，但是也要符合塑料产品的设计原则，使产品的结构有利于模具的制造，为以后产品技术成熟后大批量生产打下基础。而且按照设计原则设计也不影响3D打印加工。设计原则有以下方面：壁厚的设计拔模角的设计孔洞的设计加强筋的设计扣位的设计支柱的设计产品外观的设计,表2热塑性塑料厚度设计参考表,十、擦拭部分,本课题的擦拭部分选择的是擦拭条,擦拭条选择的材料是毛毡，毛毡条是用羊毛毡通过切纸机加工制成的，毛毡条具有密封、保温、隔势、防尘、防震、绝缘、付垫、抛光等多种优良性能。擦拭条被设计成长方体形，为了增加擦拭效果，设计了4条擦拭条，其尺寸为长宽高=123mm7mm11mm，如图10所示。,毛毡的密度为,则可以计算擦拭部分的重量为,图10擦拭条,十一、吸尘装置,吸尘装置主要由电路部分和风扇部分两大部分组成。电路部分包括：电动机、充电电池、开关、电线、充电接口、电路板等组成。打开开关后电动机带动风扇旋转，产生极强的吸力，使积尘盒内外产生有效的压力差，从而形成了较强的气体流动，气体流动带动了粉尘的流动。最终将灰尘吸入到积尘盒内储存。,(1)风扇部分为了提高吸尘装置吸收粉笔灰的效率，也为了整个产品的美观度，风扇不宜设计得过大，因此风扇的总体尺寸为5010，配合轴孔3。风扇使用的材料是PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)。PBT是半结晶材料，具有良好的电绝缘性与机械强度。主要用于饮料器皿、食品刀具、电风扇、键盘等。通过Pro/ENGINEER5.0的分析测量体积，可以测出零件的体积。,图11风扇,(2)电路部分电动机见表3可以选择型号为：500直流电动机，如图11所示。它的高度较小，有利于降低产品的高度尺寸使产品更加美观，工作电压较低，所配的电池体积较小，有利于进一步缩减产品的体积，转速较高，使产品的效率进一步提高。,图11500直流电动机,表3各种微型电动机,电路板与充电接口,图12充电接口,图13电路板,图14电路原理图,电池的选用根据学校的上课情况来考虑，一天八节课，一节课平均檫黑板时间为2min，电机平均每天工作16min。电机的工作电流为0.5A。则每天的耗电量为电路板及其它电路元件每天耗电量最多为0.01Ah，本课题产品每天的耗电量约为0.143Ah。经过市场的调查，根据电动机的工作电压、耗电量等因素综合考虑，初选两节7号镍氢充电电池作为电源，一节电池的电压为1.2V，电容量为0.8Ah，基本尺寸为直径高=1044，充电标准为充80mA需要1.5h。天通过以上计算，该电池一次充满电最多需要15h。在理想情况下，使用这种电池，产品可以工作11天，因此选用这种电池合理。,十二、积尘装置,积尘装置由吸尘海绵、积尘盒、空气过滤层等组成。积尘盒主要由固定板、手持部分、盒体三大块构成，固定板规格为：长宽高=53mm34mm5mm。主要与集成座上的凹形槽状结构配合，盒体规格为：长宽高=47mm27mm29mm，壁厚为1mm，盒体正面有个高度为13mm的进风口，粉笔灰主要从那进入积尘盒。积尘盒主要用的材料是PS（聚苯乙烯），PS是非结晶材料，所以是透明的，有非常好的光学性能，主要用于仪器与产品的外壳与包装。,图15积尘盒,十三、保湿补水装置,图16保湿补水装置,十四、其它固定零件,(1)电动机固定座,电机固定座材料为PP（聚丙烯），PP是半结晶材料，低透明度，高表面刚度，抗划痕特性好。主要用于风扇、挡泥板、通风管、机盖等。,图17电动机固定座,(2)擦拭底座,图18擦拭底座,(3)集成座,图19集成座,(4)螺钉,根据螺钉选用表（见表4），选择合适的螺钉，选择十字槽盘头螺钉GB/T818-85，具体规格为：M210。,表4螺钉的选用,图20螺钉,十五、产品外壳,产品外壳包括：壳体、电池盖、积尘通风壳盖、按钮帽，产品外壳显示了产品总体的外形。产品外壳使用的材料是ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物），ABS是非结晶材料，但是不透明，ABS具有低蠕变性、易加工性、良好的尺寸稳定性及高的抗冲击强度。主要用于电话机壳体，键盘，电冰箱外壳等。,图21产品外壳,十六、产品各部分汇总,表4产品各部分参数汇总,十七、产品实体装配图,图22闭合状态装配图,图23开盖状态装配图,图24半剖内部结构图,十八、爆炸图,图25爆炸图,十九、模型制作,图263D打印机,图27所用工具,图28各部分零件,图29实物装配,二十、总结,由于时间有限，本人能力有限，保湿补水装置的功能不能很好的实现，希望以后课题的继续能够