黑板升降裝置設(shè)計(jì)

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黑板升降裝置設(shè)計(jì)

 目  錄

第1章 緒論 2

1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 2

1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 3

第2章 傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6

2.1 黑板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6

2.2 絲桿材料的選用 17

2.3 螺母材料的選用與試驗(yàn) 17

第三章 黑板機(jī)構(gòu)的加工 19

3.1 車長(zhǎng)絲桿 19

3.2 解決絲桿軸熱變形伸長(zhǎng)問(wèn)題 20

3.3 長(zhǎng)絲桿T形螺紋車削的關(guān)鍵技術(shù) 20

3.4 螺母的加工技術(shù) 21

第4章 懸掛提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22

4.1 黑板工作原理介紹 23

4.2調(diào)節(jié)螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 24

4.3 黑板移動(dòng)限位滑輪 25

4.4  黑板移動(dòng)限位滑塊 35

4.5  方棱型同心軸 36

4.6  軸的設(shè)計(jì)與校核 25

4.7  其他零件的設(shè)計(jì)與校核 35

第5章  做畢業(yè)設(shè)計(jì)的體會(huì) 37

第7章  做畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)論 38

參考文獻(xiàn) 39

致謝 40

第1章 緒論

1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的

   畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的重要步驟，通過(guò)新型黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及總體方案的擬定，進(jìn)給升降系統(tǒng)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).電機(jī)控制系統(tǒng)，同步傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，使我們綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械.電子等知識(shí),進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全面訓(xùn)練。從而培養(yǎng)了我們具有加工設(shè)計(jì)能力，初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇到的機(jī)電方面技術(shù)問(wèn)題的能力。

   中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不容樂(lè)觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 

　　從什么角度分析中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評(píng)價(jià)中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問(wèn)題關(guān)聯(lián)度如何……諸如此類，都是黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對(duì)和解決的問(wèn)題——中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選擇發(fā)展方向。 

　　世界黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開(kāi)創(chuàng)性地提出了“新型黑板產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來(lái)”準(zhǔn)確地界定了“新型黑板產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“新型黑板產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，對(duì)中國(guó)的行政區(qū)劃和四大都市圈的黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。

機(jī)械結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，黑板上邊就是一根橫軸兩端連接的線軸，用來(lái)連接黑板兩端的掛繩，這根橫軸的一端與直流減速電機(jī)相連，這樣可以讓黑板平穩(wěn)的升降。另外，掛繩的另一端不要拴在輪軸上，否則卷上去之后，電機(jī)一旦停轉(zhuǎn)黑板就會(huì)由于重力原因下來(lái)，而且要卷升如此重的黑板，電機(jī)所需的功率也是相當(dāng)高的，合理的方法是使用配重法，也就是說(shuō)，用與黑板等重，或是利用滑輪組連接比例配重，這樣電機(jī)只要有很小的力量就可以帶動(dòng)卷軸讓黑板升降而無(wú)須克服重力。 電路方面，可以只設(shè)置兩個(gè)鍵即UP和DOWN鍵，控制方法可以采用與電動(dòng)車窗玻璃相似的控制方法，即單擊按鈕就是自動(dòng)升降到頭的方式，再次單擊任何一鈕為停止，或到頭停止；按住按鈕就是點(diǎn)動(dòng)，到松手停止。 自停方式有兩種，一是傳感器式，即在兩端都設(shè)置光電或葉片限位開(kāi)關(guān)，以來(lái)控制黑板升降的停止，但這種方法一旦傳感器失效的話就會(huì)無(wú)法控制，所以可以加一個(gè)限時(shí)，即使沒(méi)有收到限位信號(hào)，時(shí)間到了也要停止，防止燒壞電機(jī)；第二種方法是電流檢測(cè)式，電機(jī)上串一小電阻，通過(guò)檢測(cè)該電阻上的電壓來(lái)判斷電機(jī)上的電流，由于啟動(dòng)電流較大，所以啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)延時(shí)，在延時(shí)后如果電流仍超過(guò)正常值，說(shuō)明電機(jī)運(yùn)行阻力過(guò)大，很可能黑板已經(jīng)到位，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，所以就可以停轉(zhuǎn)，當(dāng)然這種功能還可以兼作機(jī)械故障的保護(hù)，當(dāng)電機(jī)或減速機(jī)等任何機(jī)關(guān)卡住時(shí)，都會(huì)停轉(zhuǎn)，當(dāng)然這也可以配合限時(shí)方式，防止黑板機(jī)構(gòu)打滑不停轉(zhuǎn)的問(wèn)題。 

1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

    黑板是課堂教學(xué)的工具，盡管現(xiàn)在推廣使用多媒體教學(xué)，但就總體來(lái)說(shuō)，各類學(xué)校的課堂教學(xué)主要仍是以黑板板書(shū)授課為主。因?yàn)閹缀跛械暮诎寤旧隙际枪潭ǖ模恢币詠?lái)存在的問(wèn)題是：在課堂教學(xué)書(shū)寫時(shí)書(shū)寫上邊過(guò)高，下邊太低，教學(xué)時(shí)實(shí)際書(shū)寫的版面只有一半多，真正最省力的書(shū)寫高度位置只占黑板面積的五分之二。新型黑板升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工研究旨在解決現(xiàn)有的黑板不能調(diào)節(jié)高低的問(wèn)題，從而滿足教師等，在板書(shū)時(shí)做到始終可在最省力的高度位置書(shū)寫，并且實(shí)現(xiàn)黑板的全面積書(shū)寫，最終達(dá)到減輕教師工作強(qiáng)度的目的。四年的大學(xué)生活接近尾聲時(shí)，我們進(jìn)行了為期近四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年來(lái)我們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運(yùn)用，同時(shí)也是培養(yǎng)我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的良好的機(jī)會(huì)，而且畢業(yè)設(shè)計(jì)也是大學(xué)教學(xué)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，認(rèn)真踏實(shí)地做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對(duì)今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)還可以培養(yǎng)我們獨(dú)立思考，開(kāi)發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這第7章  做畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)論

本人在參與人文大學(xué)理工學(xué)院機(jī)電一體化工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程曾遇到許多問(wèn)題，在此過(guò)程中兩位指導(dǎo)老師給予了我很多的幫助，使我能夠順利的完成設(shè)計(jì)工作。在這里我對(duì)兩位老師表示深深的感謝！

經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)的熟悉并親自實(shí)踐了黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由于以前沒(méi)有接觸過(guò)此類設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多困難，包括設(shè)計(jì)理念、思想、思路和設(shè)計(jì)方法等很多方面，不過(guò)在自己的艱苦探索和老師的悉心指導(dǎo)下，終于一步步克服了這些困難，正是在這樣不斷的探索中，學(xué)到了許多寶貴的知識(shí)和許多設(shè)計(jì)思想。

本次設(shè)計(jì)的主要思路是：先總體設(shè)計(jì)，再分類設(shè)計(jì)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一方面，先參觀實(shí)習(xí)，對(duì)黑板升降機(jī)構(gòu)有一個(gè)總體認(rèn)識(shí)，搜集資料，結(jié)合自己的原始數(shù)據(jù)，對(duì)自己即將設(shè)計(jì)的黑板升降機(jī)構(gòu)先在自己心目中有一個(gè)大概輪廓。另一方面：在畫圖中，在確定了總體數(shù)據(jù)的情況下，先畫總裝圖，再畫零件圖。此外液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是如此。

由于設(shè)計(jì)中作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在保證設(shè)計(jì)思路正確的前提下，安全性是必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。因此在本次設(shè)計(jì)中，綜合考慮地質(zhì)因素，確保設(shè)計(jì)產(chǎn)品--黑板升降機(jī)構(gòu)的安全性尤為重要。

在設(shè)計(jì)之初，由于參考資料有限，對(duì)黑板升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念也很模糊，因此遇到不少困難。但是老師每周都會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行講解。這對(duì)我的設(shè)計(jì)起到了很大的作用。

黑板升降機(jī)構(gòu)的使用已經(jīng)有近半個(gè)世紀(jì)的使用歷史，經(jīng)歷了各種改進(jìn)和提高，支架的發(fā)展趨勢(shì)是電液控制由于是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此創(chuàng)新點(diǎn)不多，對(duì)此深感歉意。但把黑板升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，對(duì)于機(jī)械專業(yè)學(xué)生，更多的把四年的知識(shí)融合，運(yùn)用。其中設(shè)計(jì)中所運(yùn)用知識(shí)，對(duì)于整個(gè)機(jī)械行業(yè)都有可參考性。

設(shè)計(jì)快要結(jié)束時(shí)，老師對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)中的不足及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，修正，其中圖紙中工件尺寸公差標(biāo)注、技術(shù)要求、焊接要求、材料，論文中的格式要求等諸多方面。從中可以感受到老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度。這對(duì)我們的成長(zhǎng)其到了很重要的作用。

本次設(shè)計(jì)由于時(shí)間短和設(shè)計(jì)本人參考資料有限，因此存在一些不足，在材料方面，多數(shù)工件材料參照前人設(shè)計(jì)，有待提高，專題三維設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。

在這次設(shè)計(jì)中，我們系統(tǒng)地練習(xí)運(yùn)用了大學(xué)四年中所學(xué)的基礎(chǔ)課程和專業(yè)知識(shí)。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、理論力學(xué)、材料力學(xué)、液壓傳動(dòng)、機(jī)械制圖等一系列知識(shí)，通過(guò)理論和實(shí)踐的結(jié)合，使我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更近一步的認(rèn)識(shí)和理解。

通過(guò)這次對(duì)黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使我不僅對(duì)黑板升降機(jī)構(gòu)有了更深的了解，還在運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及查閱相關(guān)資料方面有了很大程度上的提高。我們即將踏上自己的工作崗位，這次設(shè)計(jì)也算是工作之前的一次熱身，使自己理解了哪方面還有些不足，哪些方面還需要加強(qiáng)，為我們更好的適用工作環(huán)境作好了準(zhǔn)備。本次設(shè)計(jì)對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。對(duì)我的成長(zhǎng)起到了巨大的促進(jìn)作用。

設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧設(shè)計(jì)過(guò)程，沒(méi)有老師的輔導(dǎo)和前人的成果做參考，沒(méi)有與同組同學(xué)的探討，學(xué)院老師的關(guān)心，提供優(yōu)越的設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)過(guò)程不會(huì)完成。對(duì)此我表示深深的感激。

同時(shí)也感謝大學(xué)對(duì)我的培養(yǎng)，以及在這四年的學(xué)習(xí)過(guò)程中曾給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們！四年來(lái)是任課老師的把理論知識(shí)毫不保留的傳授給了我們，是班主任老師對(duì)我門生活上無(wú)微不至的照顧使我們能夠安心學(xué)習(xí)。

在以后的學(xué)習(xí)和工作中一定牢記老師的教誨，并且更加勤奮努力，做優(yōu)秀的工程技術(shù)人員，不辜負(fù)老師們的期望。  

                致謝

    本人在參與大學(xué)理工學(xué)院機(jī)電一體化工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程曾遇到許多問(wèn)題，在此過(guò)程中兩位指導(dǎo)老師給予了我很多的幫助，使我能夠順利的完成設(shè)計(jì)工作。在這里我對(duì)兩位老師表示深深的感謝！

同時(shí)也感謝人文大學(xué)對(duì)我的培養(yǎng)，以及在這四年的學(xué)習(xí)過(guò)程中曾給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們！四年來(lái)是任課老師的把理論知識(shí)毫不保留的傳授給了我們，是班主任老師對(duì)我門生活上無(wú)微不至的照顧使我們能夠安心學(xué)習(xí)。

在以后的學(xué)習(xí)和工作中一定牢記老師的教誨，并且更加勤奮努力，做優(yōu)秀的工程技術(shù)人員，不辜負(fù)老師們的期望。  

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題目：新型黑板的設(shè)計(jì)與制造 （非電子黑板） 相關(guān)要求如下： 1 有摘要、緒論（湊字?jǐn)?shù)） 2 黑板版面材料和邊框要稍作分析（有內(nèi)容就可以了） 3 設(shè)計(jì)立式黑板或平面教學(xué)黑板均可，但注意： （ 1 設(shè)計(jì)立式黑板要求黑板架 一定要?jiǎng)?chuàng)新，支架一定要能伸縮，黑板能前后傾斜，最好能折疊，如有更好的設(shè)計(jì)也可以） 例圖： （ 2 設(shè)計(jì)平面教學(xué)黑板要求 也是一定要?jiǎng)?chuàng)新，能上下升降，能有雙組升降板或其他滑板，如有更好的設(shè)計(jì)也可以 但絕對(duì)不能出現(xiàn)電動(dòng) ！如例圖：4 設(shè)計(jì)部件要有計(jì)算分析（如應(yīng)力分析、 計(jì)算載荷 、 應(yīng)力校正 等） ，計(jì)算要有計(jì)算過(guò)程，（ 請(qǐng)順便把一份草稿以照片形式發(fā)送回給我，謝），設(shè)計(jì)零件均要有 紙 ,所有的 紙必須用黑色的線畫并指定版面（如 ） 5 所有的設(shè)計(jì)部件要有選材分析及制造方法，一般零件不用，還要考慮安全問(wèn)題。 6 字?jǐn)?shù)在 1 萬(wàn) 5 千字以上，要求要有一定的工作量，請(qǐng)幫我做詳細(xì)一點(diǎn)。 7 參考文獻(xiàn) ：要標(biāo)明在論文中哪里引用了哪本 參考文獻(xiàn) ， 參考文獻(xiàn) 不少于 15本。（我實(shí)在覺(jué)得我學(xué)校這個(gè)要求很傻 B） 學(xué)校要求如下： （ 1） 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，熟悉黑板的功能要求和現(xiàn)狀，通過(guò)收集閱讀網(wǎng)上學(xué)術(shù)論文，完成黑板設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析； （ 2） 分析當(dāng)前黑板的特點(diǎn)和不足，定位 新型 實(shí)用新型黑板的功能和基本情況； （ 3） 完成新型黑板 的總體設(shè)計(jì)，確定相關(guān)尺寸、形狀和重量參數(shù)等，通過(guò)者 完成整體設(shè)計(jì)圖、零件圖； （ 4） 完成新型黑板材料選擇與分析，完成新型黑板相關(guān)強(qiáng)度分析與校核； （ 5） 分析新型黑板的生產(chǎn)制造過(guò)程，完成制造工藝設(shè)計(jì)，確定生 產(chǎn)設(shè)備與工具。 大概的 內(nèi)容 我希望如下： 摘要 一章 緒論 第二章 黑板的初步方案分析 第三章 黑板 的設(shè)計(jì) （部件設(shè)計(jì)） 第五章 部件的 力學(xué)分析 第 六 章 設(shè)計(jì)部件 的制造工藝 參考文獻(xiàn) 黑板升降裝置設(shè)計(jì) 目 錄 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................... 2 業(yè)設(shè)計(jì)的目的 ............................................................................................... 2 業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 ............................................................................................... 3 第 2 章 傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 6 板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 6 桿材料的選用 ............................................................................................ 15 母材料的選用與試驗(yàn) ................................................................................ 15 第三章 黑板機(jī)構(gòu)的加工 ............................................................................................. 17 長(zhǎng)絲桿 ........................................................................................................ 17 決絲桿軸熱變形伸長(zhǎng)問(wèn)題 ........................................................................ 18 絲桿 T 形螺紋車削的關(guān)鍵技術(shù) ................................................................ 18 母的加工技術(shù) ............................................................................................ 19 第 4 章 懸掛提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 20 板工作原理介紹 ........................................................................................ 20 節(jié)螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) ............................................................................................. 22 板移動(dòng)限位滑輪 ........................................................................................ 23 黑板移動(dòng)限位滑塊 ...................................................................................... 23 方棱型同心軸 .............................................................................................. 23 軸的設(shè)計(jì)與校核 .......................................................................................... 23 其他零件的設(shè)計(jì)與校核 .............................................................................. 23 第 5 章 做畢業(yè)設(shè)計(jì)的體會(huì) ....................................................................................... 38 第 7 章 做畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)論 ....................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 42 致謝 ............................................................................................................................... 41 第 1 章 緒論 業(yè)設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的重要步驟，通過(guò)新型黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及總體方案的擬定，進(jìn)給升降系統(tǒng)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 步傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，使我們綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械 進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全面訓(xùn)練。從而培養(yǎng)了我們具有加工設(shè)計(jì)能力，初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇 到的機(jī)電方面技術(shù)問(wèn)題的能力。 中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不容樂(lè)觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 從什么角度分析中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評(píng)價(jià)中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問(wèn)題關(guān)聯(lián)度如何??諸如此類，都是黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對(duì)和 解決的問(wèn)題—— 中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)急需選擇發(fā)展方向。 世界黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開(kāi)創(chuàng)性地提出了“新型黑板產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來(lái)”準(zhǔn)確地界定了“新型黑板產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。根據(jù)“新型黑板產(chǎn)業(yè)” 及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，對(duì)中國(guó)的行政區(qū)劃和四大都市圈的黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面的研究。 機(jī)械結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，黑板 上邊就是一根橫軸兩端連接的線軸，用來(lái)連接黑板兩端的掛繩，這根橫軸的一端與直流減速電機(jī)相連，這樣可以讓黑板平穩(wěn)的升降。另外，掛繩的另一端不要拴在輪軸上，否則卷上去之后，電機(jī)一旦停轉(zhuǎn)黑板就會(huì)由于重力原因下來(lái)，而且要卷升如此重的黑板，電機(jī)所需的功率也是相當(dāng)高的，合理的方法是使用配重法，也就是說(shuō)，用與黑板等重，或是利用滑輪組連接比例配重，這樣電機(jī)只要有很小的力量就可以帶動(dòng)卷軸讓黑板升降而無(wú)須克服重力。 電路方面，可以只設(shè)置兩個(gè)鍵即 ，控制方法可以采用與電動(dòng)車窗玻璃相似的控制方法，即單擊按鈕就是自動(dòng)升降 到頭的方式，再次單擊任何一鈕為停止，或到頭停止；按住按鈕就是點(diǎn)動(dòng)，到松手停止。 自停方式有兩種，一是傳感器式，即在兩端都設(shè)置光電或葉片限位開(kāi)關(guān)，以來(lái)控制黑板升降的停止，但這種方法一旦傳感器失效的話就會(huì)無(wú)法控制，所以可以加一個(gè)限時(shí)，即使沒(méi)有收到限位信號(hào)，時(shí)間到了也要停止，防止燒壞電機(jī)；第二種方法是電流檢測(cè)式，電機(jī)上串一小電阻，通過(guò)檢測(cè)該電阻上的電壓來(lái)判斷電機(jī)上的電流，由于啟動(dòng)電流較大，所以啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)延時(shí)，在延時(shí)后如果電流仍超過(guò)正常值，說(shuō)明電機(jī)運(yùn)行阻力過(guò)大，很可能黑板已經(jīng)到位，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，所以就可以停轉(zhuǎn)，當(dāng)然這 種功能還可以兼作機(jī)械故障的保護(hù)，當(dāng)電機(jī)或減速機(jī)等任何機(jī)關(guān)卡住時(shí)，都會(huì)停轉(zhuǎn)，當(dāng)然這也可以配合限時(shí)方式，防止黑板機(jī)構(gòu)打滑不停轉(zhuǎn)的問(wèn)題。 業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 黑板是課堂教學(xué)的工具，盡管現(xiàn)在推廣使用多媒體教學(xué)，但就總體來(lái)說(shuō)，各類學(xué)校的課堂教學(xué)主要仍是以黑板板書(shū)授課為主。因?yàn)閹缀跛械暮诎寤旧隙际枪潭ǖ?，一直以?lái)存在的問(wèn)題是：在課堂教學(xué)書(shū)寫時(shí)書(shū)寫上邊過(guò)高，下邊太低，教學(xué)時(shí)實(shí)際書(shū)寫的版面只有一半多，真正最省力的書(shū)寫高度位置只占黑板面積的五分之二。新型黑板升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工研究旨在解決現(xiàn)有的黑板不能調(diào)節(jié)高低的問(wèn)題，從而滿足教師等，在板書(shū)時(shí)做到始終可在最省力的高度位置書(shū)寫，并且實(shí)現(xiàn)黑板的全面積書(shū)寫，最終達(dá)到減輕教師工作強(qiáng)度的目的。 四年的大學(xué)生活接近尾聲時(shí)，我們進(jìn)行了為期近 四 個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年來(lái)我們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運(yùn)用，同時(shí)也是培養(yǎng)我們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的良好的機(jī)會(huì)，而且畢業(yè)設(shè)計(jì)也是大學(xué)教學(xué)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因此，認(rèn)真踏實(shí)地做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對(duì)今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)還可 以培養(yǎng)我們獨(dú)立思考，開(kāi)發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對(duì)今后踏入社會(huì)以后能否盡快地適應(yīng)社會(huì)也有很大的幫助。機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。這是因?yàn)楣I(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會(huì)通過(guò)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來(lái)。人們之所以要廣泛使用機(jī)器，是由于機(jī)器既能承擔(dān)人力所不能或不便進(jìn)行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。所以通過(guò)大 量設(shè)計(jì)制造和廣泛使用各種各樣先進(jìn)的機(jī)器，就能大大加強(qiáng)和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。然而夾具又是 制造系統(tǒng)的重要組成部分 ， 不論是傳統(tǒng)制造 ，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng) ， 夾具都是十分重要的。 因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等， 還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。 當(dāng)今激烈 的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學(xué)畢業(yè)的機(jī)械 工程及自動(dòng)化 專業(yè)的學(xué)生，要進(jìn)行對(duì)本專業(yè)所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行綜合的運(yùn)用和掌握，為此我們要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，要自己動(dòng)手進(jìn)行思考問(wèn)題，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價(jià)值的第一步。 黑板升降裝置，具有使板面垂直升降的升降機(jī)構(gòu)，其包括。左、右對(duì)稱可作上、下垂直升降的滑輪桿組，安裝干黑板左、右兩端側(cè)的內(nèi)緣，其上、下兩 端各設(shè)有一凹槽以嵌入黑板板面的上、下框 I 左右對(duì)稱的鉛錘組，安裝干滑輪桿組的內(nèi)側(cè) I 可進(jìn)行板面上、下升降的控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)以人力或馬達(dá)為動(dòng)力源，可使黑板停在需求的位置，具有利于書(shū)寫、適于實(shí)用的功效。 本黑板工藝材質(zhì)：苯晴壓旋工藝，黑板基材為同性層合板，厚度為 40板是實(shí)心的，黑板表面涂層為 框及包角均為 質(zhì)。 新型黑板升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理：黑板升降裝置，其具有使板面作垂直升降的升降機(jī)構(gòu)，其特征在于該升降機(jī)構(gòu)包括：左、右對(duì)稱可作上、下垂直升降的滑輪桿組，安裝于黑板左、右兩端 側(cè)的內(nèi)緣，其上、下兩端各設(shè)有一凹槽以嵌入黑板板面的上、下框；左右對(duì)稱的鉛錘組，安裝于滑輪桿組的內(nèi)側(cè)； 可進(jìn)行板面上、下升降的控制機(jī)構(gòu)，安裝于黑板內(nèi)側(cè)的中間部位。黑板升降裝置，特征在于所述的滑輪桿組為左、右對(duì)稱 j 各包括一固定于墻壁上的長(zhǎng)方形固定片，其上、下兩端各設(shè)有一組滑輪組，連接上、下兩端具有凹狀槽的圓柱桿通過(guò)其中，將黑板升降。其特征在于所述的長(zhǎng)方形固定片其上、下兩側(cè)端各設(shè)有設(shè)置彈簧的阻止裝 置，以終止圓柱桿的行程。圖 1際上就是將螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成上下升降的運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行這一運(yùn)動(dòng)主要是由螺旋副機(jī)構(gòu)來(lái)完成 的。其中有兩根超長(zhǎng)的絲桿和兩只螺母所組成。因其屬特稱的絲桿螺母機(jī)構(gòu)，絲桿剛性差，容易彎曲和變形，而且螺母又容易磨損。因此，在這個(gè)敘述下自動(dòng)黑板螺旋副機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和正確的加工方法，使螺旋機(jī)構(gòu)質(zhì)量可靠，確保新型黑板升降機(jī)構(gòu)的工作正常。 第 2 章 傳動(dòng)限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 旋副結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 新型黑板升降機(jī)構(gòu) 在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，主要的負(fù)載來(lái)自黑板本身的自重，這種輕微的場(chǎng)合以及考慮到使用壽命可以設(shè)計(jì)成三角螺紋傳動(dòng)。但是由于其穩(wěn)定性差中性差等原因，黑板在上下?lián)Q向運(yùn)動(dòng)時(shí)候，黑板會(huì)有抖動(dòng)的現(xiàn)象，而梯形螺 紋的大徑與小徑處有相等的間隙，內(nèi)外螺紋已錐面貼合，對(duì)中性能好，不容易松動(dòng)，自鎖可靠。因此 新型黑板升降機(jī)構(gòu) 的升降傳動(dòng)采用單頭梯形螺紋，與螺母組成螺旋副機(jī)構(gòu)，其摩擦性質(zhì)為滑動(dòng)摩擦。螺旋副的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便 ,自鎖可靠，能保證黑板升降到任一高度都可停頓，使得授課老師在黑板最省力的版面上書(shū)寫。同時(shí)通過(guò)自由控制黑板自動(dòng)升降，實(shí)現(xiàn)黑板全面積的書(shū)寫，提高課堂的效率。 定許用接觸應(yīng)力 21 ? 和 根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1） 確定公式中的參數(shù)值 ? ?3 212co ? ? ?? ?? 1） 載荷系數(shù) 試選 ） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? 9 3 4 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=380 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 102 0 4 01011 4 6 06060 ????????? 8912112 108 9 4 ????? 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 212圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù) S ，應(yīng)力修正系數(shù) 則 ? ? 1K ?? ?? ? / ?? ? ? i ????? ? ?? 7） 查取齒形系 數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) o o s 3311 ???? ? 213c o o s 3322 ???? ? 查表取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) )(17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 (30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 8） 計(jì)算大 小齒輪的? ?F Y??并加以比較 ? ? 0 0 9 1 5 6 5 6 1 ????F Y ?? ? 0 0 7 9 8 8 2 ????F Y ?因?yàn)? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 o o 1 ??? ????? ??? ?? ???3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8級(jí)精度，查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1.1?斜齒輪傳動(dòng)取 2.1?查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 K 。 則載荷系數(shù) ???????? ?4） 校正并確定模數(shù) 3 ???? （取 2 （ 3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 a n 520(13c o )(c o 1 ??????? ?（圓整為 a =119 2） 螺旋角β ? ? "57'53141192 )9520(2a r c c o (a r c c o s 21 ???? ???? a n?3） 兩分度圓直徑 1d ， 2d 2'5314c o s 202c o s 11 ?????? ?2'5314c o s 952c o s 22 ?????? ?) 齒寬 1b ， 2b 1 1 ???? db d? 2b =35b = 5(?b ～ 10） 1b =404) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ???? ?? ??????? 12 211 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=1170 接觸疲勞壽命系數(shù) 1 2查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 12算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? ? ?? ? ? 2l i ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 029(221 ????? ??? 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 合度系數(shù) ?Z ?Z =旋角系數(shù) ?Z ?Z = 9 8 2'5314c o sc o s ???? 材料系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 得 189.8 校核計(jì)算 ? ??? ????????????????????（ 5） 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 大齒輪：齒頂圓直徑大于 160小于 500采用腹板式結(jié)構(gòu)，如圖為齒輪零件圖。 3. 2 低速級(jí)齒輪的計(jì)算 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大齒輪用 40質(zhì)處理后表面淬火，小齒輪用 45鋼，載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選 8 級(jí)精度，閉式硬齒面齒輪 傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒數(shù)宜多，選 1Z =25， 2Z = 1Z 8 2 ??i （取 2Z =92）。按硬齒面齒輪非對(duì)稱安裝，查表選齒寬系數(shù) 8.0?d? 。 初選螺旋角β = ?13 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1） 確定公式中的參數(shù)值 ? ?3 212co ? ? ?? ?? 1） 載荷系數(shù) 試選 ） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=380 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 108 9 86060 ????????? 8812112 ????? 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 212圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù) S ，應(yīng)力修正系數(shù) 則 ? ? 1K ?? ?? ? / ?? ? ? i ????? ? ?? 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正 系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) o o s 3311 ???? ? o o s 3322 ???? ? 查表 3齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 8） 計(jì)算大小齒輪的? ?F Y??并加以比較 ? ? 0 0 8 4 1 8 1 ????F Y ?? ? 0 0 7 8 1 9 2 ????F Y ? 因?yàn)? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 o 0 060 8259 9 o 0 060 11 ??? ????? ??? ?? ???3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8 級(jí)精度，查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 06.1?斜齒輪傳動(dòng)取 2.1?查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 K 。 則載荷系數(shù) ???????? ?4） 校正并確定模數(shù) 3 ???? （取 （ 3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 a n 0 9 0)9225(13c o c o 1 ??????? ?（圓整為 a =151 2） 螺旋角β ? ? "33'24141512 )9225(r c c (a r c c 1 ???? ???? a n?3） 兩分度圓直徑 1d ， 2d 3'2414c o o ??????n 3'2414c o s o s 22 ?????? ? 4) 齒寬 1b ， 2b 6 2 ???? db d? 2b =55b = 5(?b ～ 10） 1b =604) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ???? ?? ??????? 12 211 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=1170 接觸疲勞壽命系數(shù) 1 2查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 12算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? ? ?? ? ? 2l i ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 123(221 ????? ??? 節(jié) 點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 合度系數(shù) ?Z ?Z =旋角系數(shù) ?Z ?Z = 9 8 3'2414c o sc o s ???? 材料系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 189.8 校核計(jì)算 ? ??? ????????????????????按照耐磨性條件，可以初步確定絲桿直徑 16母的高度是 40此，新型黑板升降機(jī)構(gòu) 的螺旋副的螺紋尺寸確定為 過(guò)校核計(jì)算，可以證明其自鎖性，絲桿的強(qiáng)度，絲桿的穩(wěn)定性以及螺紋牙的強(qiáng)度等都符合計(jì)算要求。 圖 2桿材料的選用 絲桿的材料 主要為碳素鋼和合金鋼，碳素鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小。本設(shè)計(jì)的絲桿為一細(xì)長(zhǎng)軸，容易彎曲和變形，但由于承載不大，所以選中 45#中碳鋼為絲桿的材料，為了提高的強(qiáng)度，增加其耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命，必須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理才能滿足使用需求。 螺母材料的選用與試驗(yàn) 由于新型黑板升降機(jī)構(gòu)的工作螺母是在低速輕載的環(huán)境下進(jìn)行的，根據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式是選用青銅材料作為螺母材料，形成青銅對(duì)鋼的摩擦副。按照常規(guī)，這對(duì)摩擦副必須保持在潤(rùn)滑狀態(tài)下進(jìn)行工作。但本設(shè)計(jì)中的螺旋副機(jī)構(gòu)在工作時(shí)不允許使用潤(rùn)滑，因此，在不用油的情況下，螺母 的磨損必然會(huì)加劇，且會(huì)伴有刺耳的尖叫聲，為了克服這個(gè)缺陷，經(jīng)試驗(yàn)，選用 油鑄造尼龍作為螺母的材料。該材料含油，自潤(rùn)滑性良好，適合制作傳動(dòng)件，使用 油鑄造尼龍作為螺母的材料，雖其強(qiáng)度，硬度不及鑄造青銅，但其特別的自潤(rùn)滑性，改善了絲桿與螺母的摩擦狀態(tài)，使傳動(dòng)效率提高，壽命更長(zhǎng)。關(guān)于 油鑄造尼與常用的青銅材料性能對(duì)比請(qǐng)見(jiàn)表 2表 2過(guò)新型黑板升降機(jī)構(gòu)實(shí)際使用情況表明，使用 龍作為螺母材料，在承載過(guò)程中，尼龍螺母有一定量的壓縮變形，這樣有利于降低局部牙形的作用力，使整個(gè)螺母螺牙能全部承 載，保證牙型的強(qiáng)度，且形成均載，磨損均勻，同時(shí)使用中發(fā)現(xiàn) 油鑄造尼龍螺母本身硬度低，對(duì)硬質(zhì)的塵粒具有很好的相容性，能更有效地保護(hù)絲桿，使絲桿幾乎不磨損，這不同于任何青銅螺母在自身磨損的過(guò)程中使絲桿磨損。因此選用 油鑄造尼龍做螺母材料，優(yōu)點(diǎn)是真正起到了性能優(yōu)越，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格便宜的作用。 第三章 黑板機(jī)構(gòu)的加工 長(zhǎng)絲桿 車長(zhǎng)絲桿的長(zhǎng)度于直徑之比 >25 倍時(shí)成為細(xì)長(zhǎng)軸，新型黑板升降機(jī)構(gòu)螺旋副機(jī)構(gòu)的絲桿總長(zhǎng)度為 1400紋長(zhǎng)度為 840螺紋大經(jīng)為ф 16,因 L/D=此，在車絲桿外圓時(shí)必須遵循車細(xì)長(zhǎng)軸的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)； 由于絲桿配料是調(diào)質(zhì)中碳鋼，在幾種材料的比較中，球磨鑄鐵耐磨性和耐熱性好，既不易刮傷工件表面，又能吸收震動(dòng)，所以，車削長(zhǎng)絲桿時(shí)要選擇用球磨鑄鐵材料做中心架跟刀架的支撐爪為好。 將長(zhǎng)軸一端用卡盤夾住一端用中心架支撐，此時(shí)發(fā)現(xiàn)，絲桿軸的旋轉(zhuǎn)中心未能與后頂尖重合。這是因?yàn)橹行募艿娜齻€(gè)支撐點(diǎn)能獨(dú)立構(gòu)成任意一個(gè)圓心位置，這個(gè)圓心位置必須通過(guò)再 調(diào)整，使三個(gè)支撐爪的幾個(gè)圓心點(diǎn)（即旋轉(zhuǎn)中心）與主軸中心，尾座中心三者重合，才能車端面或鉆中心孔。 加桿件剛度。 用三個(gè)支撐爪的跟刀架，因?yàn)樗南轮巫δ艿窒L(zhǎng)絲桿向下的彎曲和重力，從而更有效的預(yù)防震動(dòng)和彎曲變形。 為工件直徑小，支撐爪只能窄些，以此增大其接觸面積，減少磨損。 撐爪與絲桿軸的接觸壓力不宜過(guò)大，否則，車削出的絲桿軸就會(huì)產(chǎn)生“竹節(jié)”狀。另外在加工中要注意即使調(diào)整 支撐爪與絲桿軸之間的間隙。 決絲桿軸熱變形伸長(zhǎng)問(wèn)題 車長(zhǎng)絲桿外圓時(shí)，為了減少絲桿軸的熱變形伸長(zhǎng)，可采取以下有效措施： 具應(yīng)保持銳利狀態(tài)。且不論是低速切削或高速切削，都應(yīng)充分使用切削液注在切削 液注在切削形成區(qū)和刀架職稱處進(jìn)行冷卻，以減少絲桿軸溫度上升。 由于長(zhǎng)絲桿剛度差，刀具幾何形狀對(duì)絲桿軸產(chǎn)生的震動(dòng)非常敏感，選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： 要控制車刀的主偏角 5°左右。 低切削溫度 ，主 要控制車刀的前角 0°左右，后角α0=7°。 =斷屑槽，使切屑卷曲折斷。 車時(shí)采用低轉(zhuǎn)速，小背吃刀量和小進(jìn)給量多刀進(jìn)給進(jìn)行車削。 絲桿 T 形螺紋車削的關(guān)鍵技術(shù) 粗車 T 形螺紋時(shí)，車刀磨出徑向前角 3°，前刀刃磨出 削槽，后角受螺旋升角的影響，在切削刃的后角為 5°加上螺旋升角，右切削刃為 5°減去螺旋升角，刀尖寬等于草體寬 ;精車車刀前角 20°，后角同粗車刀并且磨出 V 形排屑槽。 粗車時(shí)采用左右切削法。精車時(shí)先精車順刀進(jìn)刀牙側(cè)面，再精車逆進(jìn)刀牙側(cè)面。 機(jī)床選用大絲桿和較精密機(jī)床，車前調(diào)整好開(kāi)合螺，大，中，小托板各間隙。 使支撐爪調(diào)整至車刀的正對(duì)面，更有效抵消徑向力，而且要及時(shí)調(diào)整支撐爪的位置，補(bǔ)償磨損量。。 母的加工技術(shù) 螺母采用 油鑄造尼龍，生產(chǎn)時(shí)先完成整體外形結(jié)構(gòu)的壓鑄，且壓鑄時(shí)候溫度和壓力要恒定，壓鑄的毛胚須經(jīng) 48 小時(shí)的收縮時(shí)效后，才可以進(jìn)行螺紋的車削，確保螺紋螺距的穩(wěn)定，并且與絲桿配合要有一輕微的抱緊力為適。 經(jīng)過(guò)以上對(duì)螺旋副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇合理的絲桿加工工藝和新型螺母材料，新型黑板升降機(jī)構(gòu)通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，完全能夠滿足升降靈活，定位可靠，從而達(dá)到全面積都在最省力的高度書(shū)寫的目的，有效減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，提高課堂教學(xué)效果。 第 4章 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 從安裝的角度出發(fā)，前黑板與后黑板的連接選擇上可以考慮，齒輪齒條式，鏈輪鏈條式，鋼絲與尼龍組合式?？紤]到實(shí)際使用環(huán)境以及制造成本的問(wèn)題。選擇鏈輪鏈條式。黑板 6 用可調(diào)節(jié)螺釘 8 固定，以兩個(gè)螺帽來(lái)限位，系上 鏈接扣 7 穿過(guò)齒輪齒條 組成的 鏈傳動(dòng) 組合，該 鏈傳動(dòng) 組合由一根 同步軸同步傳動(dòng)依靠連軸器鏈接保證同步 。同步軸的同心度要求不用太高，以減少加工成本，黑板起吊不平行的問(wèn)題可以依靠調(diào)節(jié)螺釘解決。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪聲小，不影響環(huán)境，耐用度高。如圖示 板工作原理介紹 黑板升降裝置，尤其是涉及一種可隨黑板使用者的身材調(diào)整黑板高度的黑板升裝置。傳統(tǒng)的黑板，其最基本的安裝方式，是將黑板固定于墻壁上與講臺(tái)咸水平狀并保持一定的高度，由于書(shū)寫者身材的高矮不一，聽(tīng)講者因座位有異且仰視角度不一，固定的黑板為水平狀，書(shū)寫時(shí)，對(duì)于黑板的上緣必須墊足 ，而對(duì)于下緣必須彎腰才能達(dá)到書(shū)寫的目的，書(shū)寫辛若是其一缺點(diǎn)，而聽(tīng)講者均欲抄寫，當(dāng)抄寫至黑板的下緣部分時(shí)，后面座位者亦常受到前面座位者的阻擋，因此在俯仰之間其適應(yīng)也有其困難之處，因此對(duì)于黑板升降的需求已成為必然。 本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的黑板升降裝置，使其利用可上、下滑行的垂直軌道，將黑板上升或下降至 1／ 2 板面的高度，并且可使黑板停住于該板面上、下 1／ 2 高度之間的任一位置黑板升降裝置，其具有使板面作垂直升降的升降機(jī)構(gòu)，其特征在于該升降機(jī)構(gòu)包括： 左、右對(duì)稱可作上、 下垂直升降的滑輪桿組，安裝于黑板左、右兩端側(cè)的內(nèi)緣，其上、下兩端各設(shè)有一凹槽以嵌入黑板板面的上、下框；左右對(duì)稱的鉛錘組，安裝于滑輪桿組的內(nèi)側(cè)； 可進(jìn)行板面上、下升降的控制機(jī)構(gòu)，安裝于黑板內(nèi)側(cè)的中間部位。 本實(shí)用新型的目的還可由以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的黑板升降裝置，其中所述的滑輪桿組為左、右對(duì)稱，各包括一固定于墻壁上的長(zhǎng)方形固定片，其上、下兩端各設(shè)有一組滑輪組，連接上、下兩端具有凹狀槽的圓柱桿通過(guò)其中，將黑板升降。前述的黑板升降裝置，其中所述的長(zhǎng)方形固定片其上、下兩側(cè)端各設(shè)有設(shè)置彈簧的阻止裝置，以終止圓 柱桿的行程。 前述的黑板升降裝置，其中所述的鉛錘組包括一組或一組以上的鉛錘組。 前述的黑板升降裝置，其中所述的鉛錘組為水平狀長(zhǎng)條形片，其連接至滑輪桿組的圓柱桿上。前述的黑板升降裝置，其中所述的鉛錘組的鉛錘為水平狀長(zhǎng)條形片連接至固定于黑板上的垂直長(zhǎng)條形鐵片。前述的黑板升降裝置，其中所述的控制機(jī)構(gòu)包括一固定于墻壁上的鋸齒狀長(zhǎng)條鐵片及設(shè)置于黑板背面的凸出鋸齒狀的阻擋部，該阻擋部以纜索連接至把手部，以進(jìn)行其升降。前述的黑板升降裝置，其中所述的控制機(jī)構(gòu)為設(shè)置馬達(dá)傳動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，但設(shè)有適應(yīng)斷電時(shí)操作的脫離電動(dòng)而改設(shè)為人 力的離合器。 新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和積極效果。由以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型為一種可使黑板上升或降低位置的黑板升降裝置，其包括一可上、下滑行的左右對(duì)稱配制的垂直軌道，可使黑板上升或降低至 1／ 2 板面的高度，亦即可任意調(diào)升高度或調(diào)降高度，可停住于任一位置。黑板的升降是經(jīng)由滑輪桿組做垂直的升降移動(dòng)，利用鉛垂組以杠桿原理減輕黑板的重量，及由控制機(jī)構(gòu)控制其行止，該控制機(jī)構(gòu)可以人力或以一馬達(dá)為其動(dòng)力源，而使黑板停在所需求的位置上以利于書(shū)寫。其可隨黑板使用者的身材調(diào)整黑板高度，利用可上、下滑行的垂直軌道，將黑 板上升或下降至 1／ 2 板面的高度，并且可使黑板停住于該板面上、下 1／ 2 高度之間的任一位置，從而更加適于實(shí)用。 綜上所述，本實(shí)用新型黑板升降裝置，由于其具有特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使操作簡(jiǎn)便省力，借由人力可操作自如，亦可借由電動(dòng)馬達(dá)作為動(dòng)力源，使其循著垂直軌道自動(dòng)升降，使用方便快捷，非常適于實(shí)用；又本實(shí)用新型為同類產(chǎn)品未曾出 現(xiàn)過(guò)而確屬首創(chuàng)，實(shí)為一具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性的新設(shè)計(jì)。在安裝時(shí)，若發(fā)現(xiàn)黑板不水明，可以依靠調(diào)節(jié)螺釘 8 來(lái)調(diào)節(jié)水平。保證黑板使用質(zhì)量。當(dāng)遇到需要微調(diào)，停電或者更其他因素導(dǎo)致螺旋升降器的電機(jī) 不工作的時(shí)候，可以依靠活動(dòng)手輪來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)黑板的升降，完成使用任務(wù)。保證正常的授課教學(xué)。本設(shè)計(jì)新穎，考慮得到，適合廣大學(xué)校，授課地點(diǎn)。 節(jié)螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 采用普通標(biāo)準(zhǔn) 栓改制，由鋼制扣環(huán)焊接而成，鋼絲穿插其中，通過(guò)安裝在黑板上的螺母相連，擰緊調(diào)整位置限制位置一步完成。 如圖 4 板移動(dòng)限位滑輪 可根據(jù)需要任意選擇市場(chǎng)有的標(biāo)準(zhǔn)滑輪，建議采用 龍材料，該材料吸震力較強(qiáng)，以減少黑板上下一定產(chǎn)生的噪聲。并且該材料油膩性好，減少密封后的滑道潤(rùn)滑維護(hù)等工作。 黑板移動(dòng)限 位滑塊 箱體為厚度 3冷扎鋼板，箱體和滑道都是一次工藝成型，箱體和內(nèi)滑道是一體的。 內(nèi)外滑道均是多管擠壓成八角型，厚度為 3向滑道必須是鐵滑道，不要鋁滑道，縱向滑道承重板連接處必須是焊接在縱向滑道上，不允許鉚接，箱體必須是靜電噴涂。 如圖 4。 圖 4方棱型同心軸 選用普通 20管，減少加工量，切割成適宜的長(zhǎng)度即可，在安放尼龍的位置安裝，位置定位后，點(diǎn)焊上限制塊即可。如 4 圖4- 其他零件的建模圖紙 在這里 選用圓柱壓縮彈簧，其主要作用是利用其彈性讓測(cè)量尺自動(dòng)回復(fù)到零位。此處彈簧采用兩端并緊 、 磨平，在安裝的時(shí)候給與較小的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算 (a) 彈簧的最大載荷定為 100N，最大變形量定位 150于在這里彈簧的尺寸不是很大，價(jià)格要求較便宜，所以選用的材料為 65材料的優(yōu)點(diǎn)是淬透性好和強(qiáng)度較搞。 (b) 旋繞比 C 在這里選為 8. (c) 自由度系數(shù) K≈ 4 1 0 . 6 1 5 1 . 344C ??? (d) 根據(jù)測(cè)量尺的尺寸選彈簧的中 徑 D=22(e) 試算彈簧絲的直徑 ? ?' m a 6 F K ???? =0． 3 B?B?=1700 ∴ ? ?' m a 6 F K ?=1． 98 取 2d 。 (f) 工作圈數(shù)的計(jì)算： ∵ 80000G ? ∴m a a x 588C ??? (g) 彈簧結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 外徑2 24D D d m m? ? ?內(nèi)徑1 20D D d m m? ? ?節(jié)距 ? ?0 . 2 8 ~ 0 . 5 0 . 2 8 2 2 6 . 1 6p D m m? ? ? ? 自由高度 ? ?0 1 . 5 ~ 2 . 2 3 6H p n d m m? ? ?螺旋角 5pa rc ???(3) 材料的選擇 在這里要求彈簧有足夠的彈性，而且能夠經(jīng)受多次的壓縮而不變形， 再次從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)考慮選擇其材料為 [7]65 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副額定壽命的計(jì)算與滾動(dòng)軸承基本相同。 （ 4 中 L— 額定壽命（ 額定動(dòng)載荷（ P— 當(dāng)量動(dòng)載荷（ 受力最大的滑塊所受的載荷 ( Z— 導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)； ε — 指數(shù)，當(dāng)滾動(dòng)體為滾珠時(shí) ε ＝ 3；當(dāng)為滾柱時(shí)， ε ＝ 10／ 3； Ｋ — 額定壽命單位（ 滾珠時(shí)， K＝ 50柱時(shí)， K＝ 100 硬度系數(shù)＝ 1； 溫度系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) ]表 1； 接觸系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) ]表 精度系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) ]表 載荷系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) ]表 由式（ 4得 載荷計(jì)算 當(dāng)導(dǎo)軌水平放置的時(shí)候主要載荷就是移動(dòng)部分的重量，根據(jù)此裝置設(shè)計(jì)意圖和材料的密度及體積關(guān)系可估算移動(dòng)部件的重量： 331 0 7 . 8 1 0 1 0 3 7 3??? ? ? ? ?G=[ （ 2 . 5 + 0 . 5 5 + 1 + 0 . 4 5 + 0 . 4 + 0 . 2 4 ） 3 1 91 1 1 0 . 9 1 0 6 0 5( ) ( ) 5 0 2 . 5 1 0 ( )1 . 2 0 . 0 1h t c a f f f k ???? ? ? ? ? ?()h t c a f f f ? 再加上其他元件的重量，則移動(dòng)部分的總重量為 400N。 所以每一個(gè)導(dǎo)軌上的載荷為 200N。此外，摩擦阻力受結(jié)構(gòu)形式、潤(rùn)滑劑的黏度、載荷及運(yùn)動(dòng)速度的影響而略有變化，預(yù)緊后，摩擦力稍微增大，摩擦力 （ 4 式中 μ — 滾動(dòng)摩擦系數(shù)， μ = F— 法向載荷（ N） f — 密封件阻力 (N)， 每個(gè)滑塊座 （ f =2N）； 取 μ= 則： ×（ 200+2） =6N； 滾動(dòng)體的尺寸和個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)單位接觸面積上的容許壓力計(jì)算確定。在一般條件下，應(yīng)優(yōu)先選用直徑較大的滾動(dòng)體，這是因?yàn)樵龃鬂L動(dòng)體直徑可以提高導(dǎo)軌的承載能力，對(duì)于滾珠導(dǎo)軌，其滾珠數(shù)目與承載能力及滾珠直徑 此增大滾珠直徑 果滾動(dòng)體的數(shù)目太少會(huì)降低導(dǎo)軌的承載能力，制造誤差將顯著的影響運(yùn)動(dòng)件的位置精度；滾動(dòng)體數(shù)目太多，則會(huì)增發(fā)負(fù)載在滾 動(dòng)體上的分布不均勻性，反而會(huì)降低剛度。實(shí)驗(yàn)表明，為使各滾動(dòng)體承受的載荷比較均勻、合理的滾動(dòng)體的數(shù)目為： 式中 G— 為導(dǎo)軌所承受的運(yùn)動(dòng)組件的重力（ N）； 為滾珠直徑。 在此選用導(dǎo)軌鋼珠 取整 Z=14，根據(jù)實(shí)際情況在導(dǎo)軌的各邊安裝滾珠數(shù)目為 7個(gè)。 平均每個(gè)滾珠上最大負(fù)載 F F f? ???0/ 9 d?4 0 0 / 9 . 5 8 1 4 . 9Z? ? ?式中 導(dǎo)軌的預(yù)加載荷，按最大工作負(fù)荷的 1/2計(jì)算?，F(xiàn)根據(jù)最大工作負(fù)載取 N。 則 m a x 1 0 許用負(fù)荷 查文獻(xiàn) [機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ]表 k=60N/表得 ζ=1，則： 2[ ] 6 0 ( 6 / 1 0 ) 1 2 1 . 6 ( )? ? ? m a x 1 0 [ ]由此可知，此選擇的導(dǎo)軌可用。 適用于滾動(dòng)導(dǎo)軌的材料必須滿足硬度高，性能穩(wěn)定以及良好加工性能的特性，低碳合金鋼如 20滲碳淬火，表面硬度可達(dá) 60～ 63金結(jié)構(gòu)鋼，如 40火后低溫回火，硬度可 達(dá) 45～ 50工性能良好，但硬度較低；合金工具鋼，淬火之后低溫回火，硬度可達(dá) 60～ 64種材料性能穩(wěn)定，可以制造變形小，耐磨性高的導(dǎo)軌；氮化鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后，表面氮化，可得到很高的表面硬度（ 850但硬化層很薄，加工成本高；鑄鐵，硬度可達(dá)到 230～ 240工方便，滾動(dòng)體用滾珠，一般可滿足使用要求，在此裝置中的滾動(dòng)導(dǎo)軌的材料選用鑄鐵導(dǎo)軌。 滾動(dòng)體的材料一般采用滾動(dòng)軸承鋼（ 淬火后硬度可達(dá)到 60～ 66 滾珠絲杠副傳動(dòng)與滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)相比其主要特點(diǎn)是： 1、傳動(dòng)效 率高 一般可達(dá) 95%以上是滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)的 2~4倍； 2、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度高、低速無(wú)爬行； 3、可以預(yù)緊、消隙絲杠副的間隙，提高軸向接觸剛度； 4、定位精度和重復(fù)定位精度高； 5、使用壽命為普通滑動(dòng)絲杠的 4~6倍甚至更高； 6、同步性好，用幾套相同的滾珠絲杠副同時(shí)傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件或裝置時(shí)，可獲得較好的同步性； 7、使用可靠、潤(rùn)滑簡(jiǎn)單、維護(hù)方便； /22?( 3 4 0 0 / 2 ) 1 4 3 . 52? Z?8、不自鎖，可逆向傳動(dòng)，即螺母為主動(dòng)，絲杠為被動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)； 9、由專業(yè)廠生產(chǎn)，選用配套方便。 滾珠絲杠副作為精密、高效的傳動(dòng)元件在精 密機(jī)床、數(shù)控機(jī)床得到廣泛應(yīng)用，在機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸、航天航空、軍工產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用得很普遍，可用作精密定位自動(dòng)控制、動(dòng)力傳遞和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。 軸的材料及熱處理 驅(qū)動(dòng)軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機(jī)中最重要的零件之一，故軸的材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）初步計(jì)算軸的直徑 參照文獻(xiàn) [3]中關(guān)于軸的設(shè)計(jì)部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算法來(lái)計(jì)算軸的直徑。 3m （ 3 式中 A—— 系數(shù)，此處取 120， P—— 電動(dòng)機(jī)功率， Kw n—— 軸的轉(zhuǎn)速， r/將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式 36/ 0 3m i n ??? （ 3 因?yàn)檩S端裝聯(lián)軸器需要開(kāi)鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故將軸徑增加 4%~5%，取軸