无尘自动黑板的设计

无尘自动黑板的设计

摘     要

黑板作为学校教学必不可少的组成部分，是目前学校教学的主要工具。可是传统黑板在书写和擦拭过程中粉尘会到处飞扬，严重污染了教学环境。随着社会进步和社会节奏的加快，教师职业病率呈逐年上升的趋势，职业病呈现多样化方向发展，其中粉尘引起的尘肺以及各种急慢性呼吸道疾病是中国目前职业病中最主要，危害最严重和最广泛的一种。学生近视患病率亦逐年上升，到了异常严重的程度。这是本课题所要研究开发的无尘自动黑板功用所在。

研制一种无粉尘的黑板是教学界多年来一直未能很好解决的难题。教师是人类灵魂的工程师，也是人类崇高的职业，学生是祖国的未来，他们的身心健康备受政府和社会的关注，绿色环保的观念已日益深入人心，在教育这个庞大产业背后如何彻底消除教室粉笔与粉尘污染，保护师生健康也成为我国各级政府与社会共同关注和着手解决的难题。以前的各种黑板存在着费用高、寿命低，或者效率低、维护困难等不同缺点。因此，研制一款全新的、能解决教室粉尘污染的设备具有非常重要和长远的意义。该课题的研究对改善教学环境，提高师生健康意义重大，也拥有广阔的市场和应用前景。

本论文介绍了该新型无尘自动黑板的设计思路与过程。在该课题中所研制的无尘自动黑板应当具有以下主要特点：（1）体积小，结构简单紧凑，噪音小；（2）自带擦粉和收集粉尘装置，达到绿色与环保的目的；（3）便于书写，擦拭干净，切实提高擦拭效率。根据上述的功能要求，本文作者在查阅了许多相关文献资料并分析比较了之前现有对黑板的研究的优缺点基础上，确定了该工作装置的设计方案并进行了相应的结构设计。

本论文通过对国内外现状的分析、方案设计、工作装置的结构设计以及零部件的设计与计算等多方面阐述了该新型工作装置的创新。

关键词：绿色与环保  黑板  健康  机械设计 

目  录

中文摘要 I

英文摘要 II

目录 IV

第一章    绪论 1

1.1  引言 1

1.2  课题的研究背景 1

1.3  课题的提出与论文内容概述 2

第二章    功能分析与原理方案构思 3

2.1  功能分析 3

2.2  工作装置的原理方案构思 5

2.2.1  黑板书写带的材料及尺寸的拟定 5

2.2.2  滚筒结构及材料的拟定 5

2.2.3  擦粉装置及用来擦粉的材料的拟定 6

2.2.4  粉尘收集处理装置的拟定 6

2.2.5  传动方案的确定 7

2.2.6  带的张紧装置设计 8

第三章     主传动零件的设计计算 9

3.1  电机参数的选择 9

3.1.1  电机类型及转速的选择 9

3.1.2  电机功率计算 9

3.2  计算传动装置的运动和动力参数 10

3.2.1  各轴转速 10

3.2.2  各轴输入功率 10

3.2.3  各轴输入转矩 10

3.3 蜗轮蜗杆的设计计算 10

3.3.1  选择蜗杆传动类型 11

3.3.2  初步估算中心距 11

3.3.3  确定传动的主要几何尺寸 11

3.3.4  齿面接触疲劳强度校核 11

3.3.5  齿根疲劳强度校核 12

3.3.6  蜗杆轴刚度校核 13

3.3.7  蜗杆蜗轮的工作图样 13

3.4 直齿圆锥齿轮的设计 13

3.4.1  材料及热处理 13

3.4.2  主要参数的确定 14

3.4.3  估算齿轮基本参数(mm) 14

3.4.4  接触强度、弯曲强度校核结果和参数 15

3.5 控制电路的设计 15

第四章     有限元分析 18

4.1 几何图形和网格 18

4.2 材料数据 18

4.3 载荷和约束 19

4.4 结果 20

4.5 有限元图形 20

第五章     总结与展望 23

结束语 24

参考文献 25

致谢 26