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风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作.rar

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    编号:20181030004740307    类型:共享资源    大小:29.29MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    风扇 吸尘 式无尘 粉笔 结构设计 模型 制作
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    毕业设计(论文)题 目:风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作 I风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作摘要粉笔擦已经成为如今课堂的一种不可或缺的教学工具,但当粉笔擦在擦拭黑板时造成的粉笔灰飞扬给老师和学生带来了一些危害。市场针对该种情况,设计了几款新型粉笔擦产品。目前市场上的新型粉笔擦主要分为吸尘器式粉笔擦与小型粉笔擦。吸尘器式粉笔擦由于其价格昂贵因此难以在市场上推广,而目前市场上的小型粉笔擦也存在吸粉笔灰效率低、难以储存粉笔灰、使用不便等缺点。首先,本课题通过对比现如今的粉笔擦的不足,采用风扇吸尘原理以及对其结构设计使之得以优化。其次,通过查阅资料及市场调查选出合适的电动机,完成电量消耗计算以及电池的选用。再次,确定相关尺寸规格后,通过使用 Pro/EGINEER 软件对其进行三维数字建模,并且完成装配等任务。最后,购置相关配件并通过 3D 打印完成模型的制作。关键词:风扇吸尘原理,粉笔擦,结构设计,模型制造,电机选用IIStructure Design and Model Making ofFan Vacuuming Dustless Chalk BrushAbstractNowadays, Chalk eraser is as an indispensable teaching tool in class, but the chalk dust harm the teachers and students when the blackboard is cleaned. The several new type of chalk eraser products are designed for this kind of situation in the market. At present, the novel chalk eraser is mainly divided into a vacuum type chalk eraser and a minitype chalk eraser. Due to the expensive price, the vacuum type chalk eraser is difficult to spread in the market, and the minitype chalk eraser in the market also has the disadvantages of low chalk dust efficiency, difficult storage of chalk dust, and inconvenient use. First of all, in this paper, the fan cleaning principle of dust and its structure designing is used to optimize the design of its structure by means of the contrast of now the lack of chalk eraser. Secondly, by accessing information and market research to select the appropriate motor, complete the calculation of the consumption of electricity and the choice of battery. Thirdly, after the relevant dimension is determined, it is completed that its three-dimensional digital modeling, the assembly and other tasks by the Pro/ENGINEER . Finally, the model is produced by 3D printing and purchasing relevant accessories.Key Words: Fan Vacuuming Principle, Chalk Eraser, Pattern Making, Motor SelectionIII目 录第 1 章 绪论 ...................................................................................................................................11.1 研究背景 ...........................................................................................................................11.2 研究意义 ...........................................................................................................................11.3 流程总括 ...........................................................................................................................21.4 研究工具 ...........................................................................................................................3第 2 章 风扇吸尘式无尘粉笔擦设计 ...........................................................................................52.1 产品规划 ...........................................................................................................................52.1.1 市场分析 .................................................................................................................52.1.2 任务要求与内容 .....................................................................................................52.2 风扇吸尘式无尘粉笔擦 FPBS 方法 ................................................................................52.3 风扇吸尘式无尘粉笔擦的结构与工作原理 ...................................................................62.3.1 风扇吸尘式无尘粉笔擦主要结构 .........................................................................62.3.2 风扇吸尘式无尘粉笔擦工作原理 .........................................................................72.4 方案设计 ...........................................................................................................................82.4.1 产品加工方法分析及结构工艺介绍 .....................................................................82.4.2 擦拭部分 ...............................................................................................................142.4.3 吸尘装置 ...............................................................................................................152.4.4 积尘装置 ...............................................................................................................192.4.5 保湿补水装置 .......................................................................................................192.4.6 其它固定零件 .......................................................................................................202.4.7 产品总体外壳 .......................................................................................................232.4.8 产品各部分零件参数 ...........................................................................................242.5 实体建模 .........................................................................................................................25第 3 章 技术文件编制 .................................................................................................................303.1 装配图 .............................................................................................................................303.2 零件图 .............................................................................................................................303.3 三维总装图 .....................................................................................................................303.4 爆炸图 .............................................................................................................................39第 4 章 模型制作 .........................................................................................................................414.1 3D 打印 ............................................................................................................................414.2 装配准备 .........................................................................................................................424.3 零件装配 .........................................................................................................................42结论 ...............................................................................................................................................44IV参考文献 .......................................................................................................................................45致谢 ...............................................................................................................................................46风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作1第 1 章 绪论1.1 研究背景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 。粉笔灰的主要成分是硫酸钙,化学式 CaSO4,熔点 1450℃,相对密度 2.96。粉笔灰对人有严重的危害,长期大量的吸入粉笔灰有可能会患尘肺粉尘结节和肺纤维化等常见的职业病。粉笔灰在教室里随意的飘散,严重影响广大师生的身体健康。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。许多研究者也在此基础上进行了大量的研究和改进,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擦去粉笔字,有采用静电除尘的方法,利用静电吸附粉尘的原理;有采用大功率吸尘器吸尘的方法,把大功率的吸尘器管道和粉笔擦按照一定方式相连,通过粉笔擦擦掉粉笔字而粉笔灰直接被大功率管道吸走;有参考汽车的雨刷装置来擦黑板的,但没有解决粉笔灰随处飘的问题;有把粉笔擦安装在导轨上,利用导轨的上下和左右移动来擦除粉笔字从而除粉笔灰的,但也没解决粉笔灰四处飘散的问题,达不到保障教师、学生健康的效果;有些不能实现有限的吸尘;有些可以吸尘,但这类吸尘粉笔擦价格较贵,且结构比较复杂 [1]。所以研制一种新型无尘粉笔擦是非常有必要的。1.2 研究意义由于现代工业的快速发展与人们生活水平的逐步提高,吸尘器已经在大量的场合得到了比较普遍的应用,比如:工厂、学校及家庭等。电动粉笔擦吸尘器是众多真空吸尘器中的一种。真空吸尘器是利用高速旋转的扇叶在强力抽吸时所形成的负压,就是因为负压的存在,从而造成了吸尘器内外有气压差,大量的气体流动带动粉尘一起进入吸尘器内部,从而造成了一种粉尘被“吸入” 一定空间的一种电器。 1964 年松下电器产业株式会社的鹰野和沼田成功研发并推出了第一代电动粉笔擦吸尘器 [2],经过四十多年来的发展,电动粉笔擦吸尘器有了三次巨大的改进,到目前为止,松下电器的电动粉笔擦吸尘器已经卖出了百万余台。目前,已经有好几款粉笔擦吸尘器已经广泛运用在欧洲、日本、美国等福建工程学院本科毕业设计(论文)2发达国家的教育系统中,如松下电器 MC -330E(图 1-1(a)),日立株式会社的日立 CV-6J(图 1-1(b)),美国 Claridge Products and Equipment,Inc.的 Electric-Powered Eraser Cleaner(图 1-1(c))和美国: GBC Office Products Group 的 Little Giant Eraser Cleaner(图 1-1(d)) [3]。(a) (b)(c) (d)图 1-1 国外知名公司的电动粉笔擦吸尘器我国的教育系统仍大量地使用普通的粉笔擦。粉笔灰飞扬的问题无法从根本上得到解决。据有关研究表明,粉笔灰的飞扬有 90%是由于吸附于粉笔擦擦拭部分表面的粉笔灰飞扬和通过敲打粉笔擦清理粉笔灰时造成的粉笔灰飞扬,因此,解决粉笔擦上积累的粉笔灰成为了解决粉笔灰飞扬的核心。粉笔灰飞扬的问题影响了学校众多师生的身体健康,也破坏了公共环境卫生 [4]。20 年以来,我国的科技工作者对黑板、粉笔擦、粉笔都进行了比较大的改进,因此也出了许多新产品的设计,如无尘粉笔、无尘黑板、电动粉笔擦等 [5]。有些设计的新产品已经可以投入市场了,但是,到目前为止,新产品的效果还不是很好,存在许多缺陷。电动粉笔擦吸尘器在技术上已经可以广泛运用于国外的发达国家了。但由于电动粉笔擦吸尘器结构相对复杂,价格昂贵(每台大约要数百美元),因此我国难以推广使用 [6]。所以对现有的新型粉笔擦进行改进与优化有极大的意义。1.3 流程总括风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作,其主要流程包括:“产品规划” 、 “方案制风扇吸尘式无尘粉笔擦结构设计与模型制作3市 场 分 析提 出 课 题确 定 课 题 要 求初 步 构 思 产 品 设 计 方 案粉 笔 灰 的飘 散 程 度 产 品 所 需吸 力 大 小粉 笔 擦 的 外 壳 的 选 材 及 容 积负 载 风 扇 的 重量 及 规 格 尺 寸 确 定 电 机 规 格综 合 考 虑 其 他 元 件以 及 电 路 板 的 选 用计 算 能 耗 及 除 尘 效 果是 否 达 到 预 计 要 求 N确 定 电 源校 核 使 用 寿 命 是 否符 合 预 计 要 求 N最 终 确 定 方 案 是 否符 合 要 求 N对 零 件 进 行 三 维 数 字 建 模对 零 件 进 行 装 配获 得 零 件 图 与 装 配 图购 买 配 件 与 外 壳 加 工 pro/ENGIRWildfre5.0产 品 三 维 数 字零 件 与 装 配 图AutCD 21Microsftfe 07零 件 图 、 装 配图 以 及 设 计 说明 书产 品 绘 制文 件 编 辑方 案 制 定 查 阅 资 料 确 定 出 理 论 产品 相 关 部 件 尺寸 与 结 构设 计 流 程 工 作 步 骤 研 究 方 法 阶 段 任 务开 始产 品 规 划 查 阅 资 料市 场 调 研 确 定 设 计 任 务书结 束模 型 制 作 3D打 印 加 工 外 壳 并 装配 出 成 品定”、 “产品绘制”、 “文件编辑”以及“ 模型制作”这五个过程依次完成,最终实现该产品的完成。其主要流程图如图 1-2 所示。图 1-2 风扇吸尘式无尘粉笔擦设计流程1.4 研究工具(1)Pro/ENGINEER 软件 福建工程学院本科毕业设计(论文)4Pro/ENGINEER 是由美国 PTC 公司开发的一种计算机三维辅助设计软件,它在设计及制造领域有广泛的运用,由于功能强大,许多设计师都喜欢使用。它成为当今主流的全方位 CAD/CAM/CAE 软件之一,不仅如此,它还有许多的功能模块(包括二维草绘、零件、组件、制造、工程图、格式、报告、图表和布局等) ,其在各行各业都有广泛应用[7]。在本次设计过程中,使用该软件 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 对产品进行三维数字建模、装配、着色、渲染等操作。(2)AutoCAD 软件AutoCAD 是由美国 Autodesk 公司于 1982 年研制开发的,由于功能强大,操作方便,界面清晰,而且还可应用于土木建筑,机械制图,工程制图等多方面领域,因而深受各个领域的设计师的喜爱成为了目前应用比较广泛的二维绘图软件。本次设计过程中,使用该软件 AutoCAD2010 对产品进行主要零件二维制图与装配图 [8]。(3)Microsoft Office 软件Microsoft office 是微软公司开发的一款基于 window 系统下的办公软件。其主要组件有 Word、Excel 和 Powerpoint。由于其功能强大,界面适合多国人的使用习惯,因此使得该款软件在全球范围内受到各界人士的欢迎。在本次设计过程中,使用该软件 Microsoft office 2007 制作后期所需的设计说明书。
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