多功能折叠画板.doc

编号（学号）：12074006农业机械学课 程 论 文 （设 计）（ 2012 届本科）题 目： 农业机械学课程设计 多功能折叠画板 学 院： 工程学院 专 业： 08机化一班 姓 名： 王晨光 指导教师： 任文涛 完成日期： 2011 年 1 月 1 日多功能折叠画板摘要：画板是绘画时用来垫画纸的平板，多为木质，多用于美术创作与工程制图中。如今市面上的画板多为平板，使用时需置于桌子或画架上，也有画板设计为与桌体相连。但两种设计都存在一定的不足。美术应用画板不易固定，而工程制图画板不易移动。多功能折叠画板通过折叠式的设计成功的解决了移动与固定的双重问题，为使用者提供了更多便利条件。关键字：画板 折叠 曲柄滑块机构 齿轮齿条机构一、序言：画板是应用非常广泛的制图用具，无论美术创作还是工程设计制图都需要画板，所以画板的市场需求量非常大。如今市面上的画板多分为两种，一种是单纯的平板式画板，此类画板多为木质，大小应需求而不同，有大有小，但无法利于地面，通常置于桌子上或画架上。另一种则时应用量正在逐渐扩大的折叠式画板，其特点是可直接立于地面且可以随意调节画板的角度。两种画板都有自身的特点，第一种画板移动方便，而第二种画板利于精确制图。然而两种画板都有其明显的不足之处。地一种画板多应用于教学和美术创作中，这种画板虽便于携带，但无法固定，对于精确制图会带来极大的不便。在用于美术创作时，对于室内美术创作来说，画板可以置于画板架上，但如果带到野外写生就只能依靠人自身来拿着画板同时作画，非常不方便。虽然携带画板架也是一种解决办法，但画板架又无形中增加了负担，携带起来十分不方便，即使是在室内画板架也同样很占空间。而第二种画板则是易于固定的，而且随着进一步创新已经可以更加精确的进行工程设计制图，然而移动起来就没那么简单了，通常需要到固定的地点进行工作，如果固定工作地并不远尚可，若较远则又增添了不便之处，所以如今市面上的画板主要存在的不足在于无法同时满足移动与固定带来的双重问题，而多功能折叠画板则可以将这些问题逐个击破。多功能折叠画板时一种新型画板，它可以同时满足人们对于便携的要求，如用于外出写生画画等；同时它还可以满足机械设计等行业的工作者进行精确的制图。二、多能折叠画板主要结构：1. 板体 由（1.1）左板体和（1.2）右板体组成；2. 左板体两侧滑道；3. 曲柄滑块机构；4. 折叠式的支架；5. 支架展开后四条可调高度的杆（通过齿轮齿条机构调节高度）；三、下面具体介绍多功能折叠画板的具体结构：1. 板体：板体由左板体和右板体构成，其分成两部分的原因是为了便于携带，在折叠后整个画板将变成一个箱子，顾整个板体需两部分构成，左右板体通过合页连接便于折叠。折叠成箱子后两板体通过简单的锁固定，以免散开。1.1 左板体：左板体为主要的作图板体1.2 右板体：右板体为辅助板体，分为两部分，将右板体从中间分开，在靠近左半体的两个角处通过销连接于主架体，在作图时可以用于摆放作图所需工具。闭合时通过简单的插销连接，以防散开使作图用具掉落。板体结构图：2. 左板体两侧滑道左板体两侧有平行的滑道，用于固定直尺，保证直尺与左板体上下两边平行。滑道用于确保直尺沿垂直方向移动。3.曲柄滑块机构左板体下方安装曲柄滑块机构，用来调节画板的角度，从而解决了因单一角度致使使用者身体受到伤害。通过曲柄连杆机构可在0-75度范围内任意选择一个舒适的角度进行作图。3.1曲柄滑块机构分析：（1） 曲柄滑块机构运动分析：（2） 曲轴扭矩理论计算：（3） 转动副的摩擦力（轴颈摩擦力）分析：全反力：（4） 实际机构扭矩计算：（理想机构：不计弹性变形；不计配合间隙； 不计摩擦；不计惯性摩擦。）（5） 连杆的校验：4.折叠式支架折叠式支架式运用折叠桌与折叠椅的设计理念，采用节省空间的折叠设计。同时折叠式设计也为便携提供了可能。4.1折叠式支架类比图片：折叠式支架将类似于上图设计，但为方便制图，支撑杆设计在两边，而不是在中间。折叠后同样成为一个便携的箱子。有了这样的设计就不必携带凳子了。4.2构想的折叠式支架展开图：5. 支架四条腿（通过齿轮齿条机构调节高度）：通过齿轮齿条机构来调节整个画板展开后的高的，可以满足不同身高的人的需求。且调整高度后可以用插销进行固定，故不必考虑齿轮齿条机构受力情况。5.1齿轮齿条机构原理说明：齿轮齿条机构,就是完成直线运动和转动相互转化的机构。其各部分功用及相互关系如下：a. 齿条也称作直线齿轮，它与小齿轮相互啮合。b.小齿轮与齿条相互啮合，依靠齿条的直线驱动，齿轮的输出轴做回转运动。c. 直进与回转的关系齿条的移动量与齿条的转角，无论在任何位置都保持一定，所以这是等值直进回转交换机构。当齿条的移动量与齿轮圆周相等时，齿条驱动一次，齿轮转动一周。在本机构中，输出齿轮的直径是啮合齿轮的2倍，所以输出齿轮的圆周距离也是啮合齿轮的2倍。齿条驱动齿轮转动齿条驱动一次，则输出的大齿轮转一周，线速度是小齿轮的2倍。齿轮驱动齿条移动从输出轴处驱动齿条做直线运动时，与前面相反，机构将呈1/2减速。f.相互关系： L=齿条的进给量； R1=啮合齿轮的节圆半径； R2=输出齿轮的节圆半径； S=输出齿轮的圆周距离； N=R2/R1； S=23.14R2=23.14R1N图机构总装配图图机构总装配图图机构分解装配图5.2主要部件设计说明5.2.1啮合齿轮的数据确定设模数m=3，z=17，=20，其宽选择20，计算如下：d=mz=317=51da=d+2ha=51+213=57df=d-2hf=51-21.253=43.55.2.2输出齿轮的数据确定设模数m=3，z=34，=20，其宽选择15，计算如下：d=mz=334=102da=d+2ha=102+213=108df=d-2hf=102-21.253=94.55.2.3齿条的设计设模数m=3，z=40，=20，其宽选择20+10，即有齿部分为20，没有齿部分为10，计算如下：p=m=9.425L=pz=377ha= m ha*=3hf= m (ha*+c*)=3.75四、多功能折叠画板的发展分析：由于现如今市面上的画板种类较为单一，无法满足消费这的要求，多功能折叠画板可以满足多个行业的不同需求，在画板需求量如此巨大的今天，如果多功能画板可以上市，那将会有丰厚的利润回报。多功能折叠画板式一种非常具有经济前景的商品。本身的成本并不是很高，如果进行进一步的研究和批量生产将更大程度的降低多功能折叠画板的成本，带来跟多的经济效益。五、结语：多功能折叠画板融合了如今市场上各种画板的优点，同时又很好的解决了各种画板所存在的不足，可以说多功能折叠画板式现如今各种画板的统一体。在此基础上多功能折叠画板还融合了伸缩折叠结构，在很大程度上节约了空间，这样的设计理念同样迎合了新世纪对于空间利用的倡导。便携与展开后固定精确制图都是其优势之所在，可以满足多行业的需求又使其有了更大的市场，所以多功能折叠画板将是一个非常具有市场竞争力了设计，同时也是可以带来丰厚利润的商品。参考文献1 张祖立.机械设计.北京：中国农业出版社，20042 孙志礼.冷兴聚，魏延刚，曾海泉 .机械设计沈阳：东北大学出版社，20003 邱宣怀.机械设计.第四版.北京:高等教育出版社，19974 高泽远.姚玉泉.李林贵.机械设计.沈阳:东北大学出版社，19915 郑志祥.刘天一.机械零件.北京:机械工业出版社，19926 许振宇.朱景梓.机械零件.北京:人民教育出版社，19817 王中发.机械设计.北京:北京理科大学出版社，19988董刚.李建功机械设计.北京:机械工业出版社，19999 濮良贵.机械设计.第五版.北京:高等教育出版社，198910 周开勤.机械零件手册.第四版，北京:高等教育出版社，198411郭之俊.左宝山.张桂芳