目  錄

摘要...................................................................................................3

第一章 研究背景.............................................................................4

第二章 設(shè)計目的.............................................................................5

第三章 設(shè)計原理........................................................................... .6

第四章 設(shè)計方案.............................................................................7

    方案選擇............................................................................... ...7

    最初方案...................................................................................8

最終方案..................................................................................10

    三項異步電動機正反轉(zhuǎn)........ ..... ...........................................11

齒輪傳動..................... ..... ......................................................14

 第五章總結(jié)....................... ..... ..... ................................................20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               

【摘要】

一、 研究現(xiàn)狀分析

現(xiàn)在教室常用黑板擦存在很多不足，比如需要人工擦拭，在課程進度比較緊張的時候老師往往沒有很多的時間來擦拭黑板；同時，普通黑板擦的效率低下，且往往不能很好的把黑板擦干凈；而且普通黑板擦的使用往往會造成大量的粉塵，對老師、前排同學(xué)的健康造成不良影響。基于以上問題，我們小組決定設(shè)計一種全自動黑板擦，來彌補這些不足之處

 

 

 

關(guān)鍵詞：全自動黑板擦，粉塵、電動機 齒輪、往復(fù)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                 

第一章          序論

研究背景：

現(xiàn)今學(xué)校教室中所使用的黑板擦大多數(shù)還是人工黑板擦，需要老師或者同學(xué)人工擦拭，效率低下，費時費力，同時也會產(chǎn)生許多粉塵，惡化教室的空氣環(huán)境。

 

第二章  設(shè)計目的

現(xiàn)在教室常用黑板擦存在很多不足，比如需要人工擦拭，在課程進度比較緊張的時候老師往往沒有很多的時間來擦拭黑板；同時，普通黑板擦的效率低下，且往往不能很好的把黑板擦干凈；而且普通黑板擦的使用往往會造成大量的粉塵，對老師、前排同學(xué)的健康造成不良影響?；谝陨蠁栴}，我們小組決定設(shè)計一種全自動黑板擦，來彌補這些不足之處。

          我們設(shè)計的這種全自動黑板擦不需要人工擦拭，為老師節(jié)約了不少時間；全自動黑板擦的工作效率較高，能在短時間內(nèi)很好的對整塊黑板進行擦拭；最重要的一點是，全自動黑板擦可以進行遠程控制，可以在周圍沒有人的時候工作，進而很好的避免了粉塵對人體健康的影響。

 

 

 

 

第三章  設(shè)計原理

         在黑板兩邊 弄個齒輪軌道，軌道兩邊弄兩根細鋼管固定住黑板擦，電機正反轉(zhuǎn)齒輪傳遞運動，進而實現(xiàn)黑板擦在橫直面上的往復(fù)擦拭。

 

第四章  設(shè)計方案

最初方案

方案一：方案采用滑輪傳動的方式，電機軸上繞線通過滑輪繞線進而對黑板擦進行牽引；控制電機正反轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)黑板擦的往復(fù)運動。

 

 

 

方案二：方案采用汽車雨刷的原理，即在黑板底部安裝一擺桿，擺桿上固定黑板擦，通過電機控制擺桿往復(fù)運動，以達到擦拭黑板的目的。

方案三 （最終方案）

 

 

圖

 

     在黑板兩邊設(shè)計個齒輪軌道，軌道兩邊弄兩根細鋼管固定住黑板擦，電機正反齒輪傳遞運動，進而實現(xiàn)黑板擦在橫直面上的往復(fù)擦拭。

 

三相異步電動機正反轉(zhuǎn)

電機要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，將其電源的相序中任意兩相對調(diào)即可（我們稱為換相），通常是V相不變，將U相與W相對調(diào)節(jié)器，為了保證兩個接觸器動作時能夠可靠調(diào)換電動機的相序，接線時應(yīng)使接觸器的上口接線保持一致，在接觸器的下口調(diào)相。由于將兩相相序?qū)φ{(diào)，故須確保二個KM線圈不能同時得電，否則會發(fā)生嚴重的相間短路故障，因此必須采取聯(lián)鎖。為安全起見，常采用按鈕聯(lián)鎖（機械）與接觸器聯(lián)鎖（電氣）的雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路（如下圖所示）；使用了按鈕聯(lián)鎖，即使同時按下正反轉(zhuǎn)按鈕，調(diào)相用的兩接觸器也不可能同時得電，機械上避免了相間短路。另外，由于應(yīng)用的接觸器聯(lián)鎖，所以只要其中一個接觸器得電，其長閉觸點就不會閉合，這樣在機械、電氣雙重聯(lián)鎖的應(yīng)用下，電機的供電系統(tǒng)不可能相間短路，有效地保護了電機，同時也避免在調(diào)相時相間短路造成事故，燒壞接觸器。

圖5中主回路采用兩個接觸器，即正轉(zhuǎn)接觸器KM1和反轉(zhuǎn)接觸器KM2。當(dāng)接觸器KM1的三對主觸頭接通時，三相電源的相序按U―V―W接入電動機。當(dāng)接觸器KM1的三對主觸頭斷開，接觸器KM2的三對主觸頭接通時，三相電源的相序按W―V―U接入電動機，電動機就向相反方向轉(zhuǎn)動。電路要求接觸器KM1和接觸器KM2不能同時接通電源，否則它們的主觸頭將同時閉合，造成U、W兩相電源短路。為此在KM1和KM2線圈各自支路中相互串聯(lián)對方的一對輔助常閉觸頭，以保證接觸器KM1和KM2不會同時接通電源，KM1和KM2的這兩對輔助常閉觸頭在線路中所起的作用稱為聯(lián)鎖或互鎖作用，這兩正向啟動過程對輔助常閉觸頭就叫聯(lián)鎖或互鎖觸頭。

正向啟動過程：按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈通電，與SB2并聯(lián)的KM1的輔助常開觸點閉合，以保證KM1線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的KM1的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)正向運轉(zhuǎn)。

停止過程：按下停止按鈕SB1，接觸器KM1線圈斷電，與SB2并聯(lián)的KM1的輔助觸點斷開，以保證KM1線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機回路中的KM1的主觸點持續(xù)斷開，切斷電動機定子電源，電動機停轉(zhuǎn)。

反向起動過程：按下起動按鈕SB3，接觸器KM2線圈通電，與SB3并聯(lián)的KM2的輔助常開觸點閉合，以保證KM2線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的KM2的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)反向運轉(zhuǎn)

圖5

 

齒輪傳動

齒輪傳動是指用主、從動輪輪齒直接傳遞運動和動力的裝置。

在所有的機械傳動中，齒輪傳動應(yīng)用最廣，可用來傳遞相對位置不遠的兩軸之間的運動和動力。

齒輪傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。

2類型

⑴根據(jù)兩軸的相對位置和輪齒的方向，可分為以下類型：

<1>直齒圓柱齒輪傳動；

<2> 斜齒圓柱齒輪傳動

<3>；人字齒輪傳動；

<4>；錐齒輪傳動；

<5>；交錯軸斜齒輪傳動。

⑵根據(jù)齒輪的工作條件，可分為：

<1>；開式齒輪傳動式齒輪傳動，齒輪暴露在外，不能保證良好的潤滑。

<2>；半開式齒輪傳動，齒輪浸入油池，有護罩，但不封閉。

<3>；閉式齒輪傳動，齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi)，潤滑條件良好，灰沙不易進入，安裝精確，

齒輪傳動有良好的工作條件，是應(yīng)用最廣泛的齒輪傳動。

齒輪傳動可按其軸線的相對位置分類。

齒輪傳動按齒輪的外形可分為圓柱齒輪傳動、錐齒輪傳動、非圓齒輪傳動、齒條傳動和蝸桿傳動。

按輪齒的齒廓曲線可分為漸開線齒輪傳動、擺線齒輪傳動和圓弧齒輪傳動等。由兩個以上的齒輪組成的傳動稱為輪系。根據(jù)輪系中是否有軸線運動的齒輪可將齒輪傳動分為普通齒輪傳動和行星齒輪傳動，輪系中有軸線運動的齒輪就稱為行星齒輪。齒輪傳動按其工作條件又可分為閉式

、開式和半開式傳動。把傳動密封在剛性的箱殼內(nèi)，并保證良好的潤滑，稱為閉式傳動，較多采用，尤其是速度較高的齒輪傳動，必須采用閉式傳動。開式傳動是外露的、不能保證良好的潤滑，僅用于低速或不重要的傳動。半開式傳動介于二者之間。

嚙合定律 　齒輪傳動的平穩(wěn)性要求在輪齒嚙合過程中瞬時傳動比 i=主動輪角速度/從動輪角速度=ω1/ω2=常數(shù)，這個要求靠齒廓來保證。圖2表示兩嚙合的齒廓E1和E2在任意點K接觸，過K點作兩齒廓的公法線N1N2，它與連心線O1O2交于C點。兩齒廓嚙合過程中保持接觸的條件是齒廓E1上的K點速度vK1和齒廓E2上的K點速度vK2在公法線N1N2方向的分速度相等，即vKn1=vKn2=vKn。由O1和O2分別向N1N2線作垂線交于N1和N2點。上式表明，兩輪齒廓必須符合下述條件："兩輪齒廓不論在任何位置接觸，過接觸點的公法線必須過連心線上的定點C──節(jié)點。"這就是圓形齒輪的齒廓嚙合基本定律。能滿足該定律的曲線有很多，實際上還要考慮制造、安裝和承載能力等方面的要求，一般只采用漸開線、擺線和圓弧等幾種曲線作齒輪的工作齒廓，其中大部分為漸開線齒廓。

對漸開線齒輪來說圖2中的分別是輪1和輪2的基圓半徑rb1、rb2。N1N2線是兩個基圓的內(nèi)公切線，即兩齒廓任意接觸點的公法線與其重合。因為兩基圓在一個方向只有一條內(nèi)公切線，所以任意接觸點的公法線都通過定點C，這表明用漸開線作齒廓符合齒廓嚙合基本定律。

以O1、O2為圓心過節(jié)點C所繪的兩個圓互稱節(jié)圓。輪1的節(jié)圓半徑，輪2的節(jié)圓半徑漸開線齒輪具有下述特性：①N1N2是兩齒廓接觸點的軌跡，稱為嚙合線，它是一條直線。②過節(jié)點C作

兩節(jié)圓的公切線t t，它與嚙合線N1N2間的夾角α′稱為嚙合角，它是常數(shù)。③齒面間的壓力總是沿著接觸點的公法線N1N2方向，所以漸開線齒輪在傳遞動力時齒面間的壓力方向不變。④傳動比與兩輪基圓半徑成反比。齒輪制成后，基圓是確定的，因此在運轉(zhuǎn)中即使中心距與設(shè)計的有點偏差，也不會影響傳動比，這一特性稱為傳動的可分性，它對齒輪的加工、裝配及維修十分有利。⑤兩齒廓僅在節(jié)點C接觸時齒面間無滑動，而在其他點接觸時齒面間皆有滑動，且距節(jié)點愈遠，滑動愈大。⑥由于漸開線齒輪可以和直線齒廓的齒條相嚙合，故它可以用直線齒廓的刀具展成加工，刀具容易制造，且加工精度可以高。

重合度 　重合度是影響齒輪能否連續(xù)傳動的重要參數(shù)。如圖2所示，輪齒嚙合是由主動輪的齒根與從動輪的齒頂接觸開始的，即從動輪的齒頂圓與嚙合線的交點A是嚙合的開始點。隨著輪1的轉(zhuǎn)動，推動著輪2旋轉(zhuǎn)，接觸點沿著嚙合線移動，當(dāng)接觸點移到輪1的齒頂圓與嚙合線的交點E時（圖中虛線位置），這時齒廓嚙合終止，兩齒廓開始分離，E點是嚙合終止點，是實際嚙合線長。如果前一對齒還在E點以前的D點接觸，后一對齒已于A點接觸，這時傳動是連續(xù)的；如果前一對齒已于E點離開，而后一對齒尚未進入嚙合，這時傳動就出現(xiàn)中斷。考慮齒輪的制造、安裝誤差及變形的影響，實際中常要求ε≥1.1～1.4。重合度愈大，傳動愈平穩(wěn)。以上所述是指的圓柱齒輪的端面重合度，對斜齒圓柱齒輪尚有縱向重合度。

 

 

 

 

 

 

 

畢業(yè)設(shè)計總結(jié)

畢業(yè)設(shè)計心得體會隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。

在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值!有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。

最后要感謝指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。