黑板升降裝置設(shè)計
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黑板升降裝置設(shè)計
目 錄
第1章 緒論 2
1.1畢業(yè)設(shè)計的目的 2
1.2畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容 3
第2章 傳動限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 6
2.1 黑板結(jié)構(gòu)的設(shè)計 6
2.2 絲桿材料的選用 17
2.3 螺母材料的選用與試驗 17
第三章 黑板機(jī)構(gòu)的加工 19
3.1 車長絲桿 19
3.2 解決絲桿軸熱變形伸長問題 20
3.3 長絲桿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 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 24
4.3 黑板移動限位滑輪 25
4.4 黑板移動限位滑塊 35
4.5 方棱型同心軸 36
4.6 軸的設(shè)計與校核 25
4.7 其他零件的設(shè)計與校核 35
第5章 做畢業(yè)設(shè)計的體會 37
第7章 做畢業(yè)設(shè)計的結(jié)論 38
參考文獻(xiàn) 39
致謝 40
第1章 緒論
1.1畢業(yè)設(shè)計的目的
畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的重要步驟，通過新型黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計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.電機(jī)控制系統(tǒng)，同步傳動的設(shè)計，使我們綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械.電子等知識,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)計能力，初步設(shè)計計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)問題的能力。
中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(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黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評價中國黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問題關(guān)聯(lián)度如何……諸如此類，都是黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對和解決的問題——中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國黑板產(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，分析了中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(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，從四個維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來”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)” 及替代品的評價體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測，對中國的行政區(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)上來說，黑板上邊就是一根橫軸兩端連接的線軸，用來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)黑板就會由于重力原因下來，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，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卷軸讓黑板升降而無須克服重力。 電路方面，可以只設(shè)置兩個鍵即UP和DOWN鍵，控制方法可以采用與電動車窗玻璃相似的控制方法，即單擊按鈕就是自動升降到頭的方式，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，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關(guān)，以來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無法控制，所以可以加一個限時，即使沒有收到限位信號，時間到了也要停止，防止燒壞電機(jī)；第二種方法是電流檢測式，電機(jī)上串一小電阻，通過檢測該電阻上的電壓來判斷電機(jī)上的電流，由于啟動電流較大，所以啟動時有一個延時，在延時后如果電流仍超過正常值，說明電機(jī)運(yùn)行阻力過大，很可能黑板已經(jīng)到位，無法轉(zhuǎn)動，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，都會停轉(zhuǎn)，當(dāng)然這也可以配合限時方式，防止黑板機(jī)構(gòu)打滑不停轉(zhuǎn)的問題。
1.2畢業(yè)設(shè)計的內(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)，但就總體來說，各類學(xué)校的課堂教學(xué)主要仍是以黑板板書授課為主。因為幾乎所有的黑板基本上都是固定的，一直以來存在的問題是：在課堂教學(xué)書寫時書寫上邊過高，下邊太低，教學(xué)時實(shí)際書寫的版面只有一半多，真正最省力的書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)高低的問題，從而滿足教師等，在板書時做到始終可在最省力的高度位置書寫，并且實(shí)現(xiàn)黑板的全面積書寫，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，我們進(jìn)行了為期近四個月的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年來我們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運(yùn)用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機(jī)會，而且畢業(yè)設(shè)計也是大學(xué)教學(xué)的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認(rèn)真踏實(shí)地做好這次畢業(yè)設(shè)計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對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)計還可以培養(yǎng)我們獨(dú)立思考，開發(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)計過程曾遇到許多問題，在此過程中兩位指導(dǎo)老師給予了我很多的幫助，使我能夠順利的完成設(shè)計工作。在這里我對兩位老師表示深深的感謝！
經(jīng)過近三個月的畢業(yè)設(shè)計，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。由于以前沒有接觸過此類設(shè)計，在設(shè)計過程中遇到了許多困難，包括設(shè)計理念、思想、思路和設(shè)計方法等很多方面，不過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和許多設(shè)計思想。
本次設(shè)計的主要思路是：先總體設(shè)計，再分類設(shè)計，體現(xiàn)在以下幾個方面：一方面，先參觀實(shí)習(xí)，對黑板升降機(jī)構(gòu)有一個總體認(rèn)識，搜集資料，結(jié)合自己的原始數(shù)據(jù)，對自己即將設(shè)計的黑板升降機(jī)構(gòu)先在自己心目中有一個大概輪廓。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)計也是如此。
由于設(shè)計中作為一個設(shè)計人員，在保證設(shè)計思路正確的前提下，安全性是必須重點(diǎn)考慮的問題。因此在本次設(shè)計中，綜合考慮地質(zhì)因素，確保設(shè)計產(chǎn)品--黑板升降機(jī)構(gòu)的安全性尤為重要。
在設(shè)計之初，由于參考資料有限，對黑板升降機(jī)構(gòu)設(shè)計的概念也很模糊，因此遇到不少困難。但是老師每周都會對設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行講解。這對我的設(shè)計起到了很大的作用。
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)展趨勢是電液控制由于是傳統(tǒng)設(shè)計，因此創(chuàng)新點(diǎn)不多，對此深感歉意。但把黑板升降機(jī)構(gòu)設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計課題，對于機(jī)械專業(yè)學(xué)生，更多的把四年的知識融合，運(yùn)用。其中設(shè)計中所運(yùn)用知識，對于整個機(jī)械行業(yè)都有可參考性。
設(shè)計快要結(jié)束時，老師對于我們設(shè)計中的不足及時進(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。這對我們的成長其到了很重要的作用。
本次設(shè)計由于時間短和設(shè)計本人參考資料有限，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，有待提高，專題三維設(shè)計較為簡單。
在這次設(shè)計中，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。本次設(shè)計運(yùn)用了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、理論力學(xué)、材料力學(xué)、液壓傳動、機(jī)械制圖等一系列知識，通過理論和實(shí)踐的結(jié)合，使我對所學(xué)知識有了更近一步的認(rèn)識和理解。
通過這次對黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計，使我不僅對黑板升降機(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)計對我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個良好的基礎(chǔ)。對我的成長起到了巨大的促進(jìn)作用。
設(shè)計即將結(jié)束，回顧設(shè)計過程，沒有老師的輔導(dǎo)和前人的成果做參考，沒有與同組同學(xué)的探討，學(xué)院老師的關(guān)心，提供優(yōu)越的設(shè)計環(huán)境設(shè)計過程不會完成。對此我表示深深的感激。
同時也感謝大學(xué)對我的培養(yǎng)，以及在這四年的學(xué)習(xí)過程中曾給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們！四年來是任課老師的把理論知識毫不保留的傳授給了我們，是班主任老師對我門生活上無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)計過程曾遇到許多問題，在此過程中兩位指導(dǎo)老師給予了我很多的幫助，使我能夠順利的完成設(shè)計工作。在這里我對兩位老師表示深深的感謝！
同時也感謝人文大學(xué)對我的培養(yǎng)，以及在這四年的學(xué)習(xí)過程中曾給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們！四年來是任課老師的把理論知識毫不保留的傳授給了我們，是班主任老師對我門生活上無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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黑板升降裝置設(shè)計 目 錄 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................... 2 業(yè)設(shè)計的目的 ............................................................................................... 2 業(yè)設(shè)計的內(nèi)容 ............................................................................................... 3 第 2 章 傳動限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 ....................................................................................... 6 板結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .............................................................................................. 6 桿材料的選用 ............................................................................................ 15 母材料的選用與試驗 ................................................................................ 15 第三章 黑板機(jī)構(gòu)的加工 ............................................................................................. 17 長絲桿 ........................................................................................................ 17 決絲桿軸熱變形伸長問題 ........................................................................ 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 ..................................................................................... 20 板工作原理介紹 ........................................................................................ 20 節(jié)螺釘?shù)脑O(shè)計 ............................................................................................. 22 板移動限位滑輪 ........................................................................................ 23 黑板移動限位滑塊 ...................................................................................... 23 方棱型同心軸 .............................................................................................. 23 軸的設(shè)計與校核 .......................................................................................... 23 其他零件的設(shè)計與校核 .............................................................................. 23 第 5 章 做畢業(yè)設(shè)計的體會 ....................................................................................... 38 第 7 章 做畢業(yè)設(shè)計的結(jié)論 ....................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 42 致謝 ............................................................................................................................... 41 第 1 章 緒論 業(yè)設(shè)計的目的 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的重要步驟，通過新型黑板升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計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 步傳動的設(shè)計，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)計能力，初步設(shè)計計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)問題的能力。 中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(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黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r？以什么方式評價中國黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度？中國黑板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位和前景是什么？中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)問題關(guān)聯(lián)度如何??諸如此類，都是黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須面對和 解決的問題—— 中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展已到了岔口；中國黑板產(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，分析了中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(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，從四個維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來”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)” 及替代品的評價體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對中國黑板產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了推演和精準(zhǔn)預(yù)測，對中國的行政區(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)上來說，黑板 上邊就是一根橫軸兩端連接的線軸，用來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)黑板就會由于重力原因下來，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，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卷軸讓黑板升降而無須克服重力。 電路方面，可以只設(shè)置兩個鍵即 ，控制方法可以采用與電動車窗玻璃相似的控制方法，即單擊按鈕就是自動升降 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，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關(guān)，以來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無法控制，所以可以加一個限時，即使沒有收到限位信號，時間到了也要停止，防止燒壞電機(jī)；第二種方法是電流檢測式，電機(jī)上串一小電阻，通過檢測該電阻上的電壓來判斷電機(jī)上的電流，由于啟動電流較大，所以啟動時有一個延時，在延時后如果電流仍超過正常值，說明電機(jī)運(yùn)行阻力過大，很可能黑板已經(jīng)到位，無法轉(zhuǎn)動，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，都會停轉(zhuǎn)，當(dāng)然這也可以配合限時方式，防止黑板機(jī)構(gòu)打滑不停轉(zhuǎn)的問題。 業(yè)設(shè)計的內(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)，但就總體來說，各類學(xué)校的課堂教學(xué)主要仍是以黑板板書授課為主。因為幾乎所有的黑板基本上都是固定的，一直以來存在的問題是：在課堂教學(xué)書寫時書寫上邊過高，下邊太低，教學(xué)時實(shí)際書寫的版面只有一半多，真正最省力的書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)高低的問題，從而滿足教師等，在板書時做到始終可在最省力的高度位置書寫，并且實(shí)現(xiàn)黑板的全面積書寫，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，我們進(jìn)行了為期近 四 個月的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年來我們所學(xué)到的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運(yùn)用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機(jī)會，而且畢業(yè)設(shè)計也是大學(xué)教學(xué)的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認(rèn)真踏實(shí)地做好這次畢業(yè)設(shè)計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對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)計還可 以培養(yǎng)我們獨(dú)立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應(yīng)社會也有很大的幫助。機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。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生產(chǎn)率和改善勞動條件。機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供技術(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。所以通過大 量設(shè)計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)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，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，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(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)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(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 市場競爭和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對夾具的設(shè)計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 工程及自動化 專業(yè)的學(xué)生，要進(jìn)行對本專業(yè)所學(xué)習(xí)的知識進(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，要自己動手進(jìn)行思考問題，為社會主義現(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)為動力源，可使黑板停在需求的位置，具有利于書寫、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、右對稱 j 各包括一固定于墻壁上的長方形固定片，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其中，將黑板升降。其特征在于所述的長方形固定片其上、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)動轉(zhuǎn)變成上下升降的運(yùn)動。執(zhí)行這一運(yùn)動主要是由螺旋副機(jī)構(gòu)來完成 的。其中有兩根超長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，在這個敘述下自動黑板螺旋副機(jī)構(gòu)的設(shè)計和加工，通過合理的設(shè)計和正確的加工方法，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 傳動限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 旋副結(jié)構(gòu)的設(shè)計 新型黑板升降機(jī)構(gòu) 在上下運(yùn)動過程中，主要的負(fù)載來自黑板本身的自重，這種輕微的場合以及考慮到使用壽命可以設(shè)計成三角螺紋傳動。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)動時候，黑板會有抖動的現(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，對中性能好，不容易松動，自鎖可靠。因此 新型黑板升降機(jī)構(gòu) 的升降傳動采用單頭梯形螺紋，與螺母組成螺旋副機(jī)構(gòu)，其摩擦性質(zhì)為滑動摩擦。螺旋副的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，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寫。同時通過自由控制黑板自動升降，實(shí)現(xiàn)黑板全面積的書寫，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 （ 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 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 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計算（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 ?因為? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計計算 1） 試計算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計算圓周速度 o o 1 ??? ????? ??? ?? ???3） 計算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8級精度，查圖 械設(shè)計 徐錦康主編）得 1.1?斜齒輪傳動取 2.1?查圖 械設(shè)計 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） 計算齒輪傳動幾何尺寸 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 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 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 徐錦康主編） 得 189.8 校核計算 ? ??? ????????????????????（ 5） 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制齒輪零件圖 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 低速級齒輪的計算 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 級精度，閉式硬齒面齒輪 傳動，傳動平穩(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 （ 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 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 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計算（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 ? 因為? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計計算 1） 試計算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計算圓周速度 o 0 060 8259 9 o 0 060 11 ??? ????? ??? ?? ???3） 計算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8 級精度，查圖 械設(shè)計 徐錦康主編）得 06.1?斜齒輪傳動取 2.1?查圖 械設(shè)計 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） 計算齒輪傳動幾何尺寸 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 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 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 徐錦康主編）得 189.8 校核計算 ? ??? ????????????????????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 過校核計算，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，碳素鋼價格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性小。本設(shè)計的絲桿為一細(xì)長軸，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 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)計方式是選用青銅材料作為螺母材料，形成青銅對鋼的摩擦副。按照常規(guī)，這對摩擦副必須保持在潤滑狀態(tài)下進(jìn)行工作。但本設(shè)計中的螺旋副機(jī)構(gòu)在工作時不允許使用潤滑，因此，在不用油的情況下，螺母 的磨損必然會加劇，且會伴有刺耳的尖叫聲，為了克服這個缺陷，經(jīng)試驗，選用 油鑄造尼龍作為螺母的材料。該材料含油，自潤滑性良好，適合制作傳動件，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，但其特別的自潤滑性，改善了絲桿與螺母的摩擦狀態(tài)，使傳動效率提高，壽命更長。關(guān)于 油鑄造尼與常用的青銅材料性能對比請見表 2表 2過新型黑板升降機(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，同時使用中發(fā)現(xiàn) 油鑄造尼龍螺母本身硬度低，對硬質(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，價格便宜的作用。 第三章 黑板機(jī)構(gòu)的加工 長絲桿 車長絲桿的長度于直徑之比 >25 倍時成為細(xì)長軸，新型黑板升降機(jī)構(gòu)螺旋副機(jī)構(gòu)的絲桿總長度為 1400紋長度為 840螺紋大經(jīng)為ф 16,因 L/D=此，在車絲桿外圓時必須遵循車細(xì)長軸的三個關(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，所以，車削長絲桿時要選擇用球磨鑄鐵材料做中心架跟刀架的支撐爪為好。 將長軸一端用卡盤夾住一端用中心架支撐，此時發(fā)現(xiàn)，絲桿軸的旋轉(zhuǎn)中心未能與后頂尖重合。這是因為中心架的三個支撐點(diǎn)能獨(dú)立構(gòu)成任意一個圓心位置，這個圓心位置必須通過再 調(diào)整，使三個支撐爪的幾個圓心點(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。 用三個支撐爪的跟刀架，因為它的下支撐爪能抵消長絲桿向下的彎曲和重力，從而更有效的預(yù)防震動和彎曲變形。 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大，否則，車削出的絲桿軸就會產(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問題 車長絲桿外圓時，為了減少絲桿軸的熱變形伸長，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。 由于長絲桿剛度差，刀具幾何形狀對絲桿軸產(chǎn)生的震動非常敏感，選擇時主要考慮以下幾點(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，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。 粗車時采用左右切削法。精車時先精車順刀進(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)整好開合螺，大，中，小托板各間隙。 使支撐爪調(diào)整至車刀的正對面，更有效抵消徑向力，而且要及時調(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)時先完成整體外形結(jié)構(gòu)的壓鑄，且壓鑄時候溫度和壓力要恒定，壓鑄的毛胚須經(jīng) 48 小時的收縮時效后，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)過以上對螺旋副傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算，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 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，以兩個螺帽來限位，系上 鏈接扣 7 穿過齒輪齒條 組成的 鏈傳動 組合，該 鏈傳動 組合由一根 同步軸同步傳動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題可以依靠調(diào)節(jié)螺釘解決。本系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，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咸水平狀并保持一定的高度，由于書寫者身材的高矮不一，聽講者因座位有異且仰視角度不一，固定的黑板為水平狀，書寫時，對于黑板的上緣必須墊足 ，而對于下緣必須彎腰才能達(dá)到書寫的目的，書寫辛若是其一缺點(diǎn)，而聽講者均欲抄寫，當(dāng)抄寫至黑板的下緣部分時，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、右對稱，各包括一固定于墻壁上的長方形固定片，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其中，將黑板升降。前述的黑板升降裝置，其中所述的長方形固定片其上、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條形片連接至固定于黑板上的垂直長條形鐵片。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)傳動的動力機(jī)構(gòu)，但設(shè)有適應(yīng)斷電時操作的脫離電動而改設(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，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)為其動力源，而使黑板停在所需求的位置上以利于書寫。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，使操作簡便省力，借由人力可操作自如，亦可借由電動馬達(dá)作為動力源，使其循著垂直軌道自動升降，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。在安裝時，若發(fā)現(xiàn)黑板不水明，可以依靠調(diào)節(jié)螺釘 8 來調(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) 不工作的時候，可以依靠活動手輪來進(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 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 板移動限位滑輪 可根據(jù)需要任意選擇市場有的標(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滑維護(hù)等工作。 黑板移動限 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量尺自動回復(fù)到零位。此處彈簧采用兩端并緊 、 磨平，在安裝的時候給與較小的預(yù)應(yīng)力設(shè)計尺寸的計算 (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)的計算： ∵ 80000G ? ∴m a a x 588C ??? (g) 彈簧結(jié)構(gòu)尺寸的計算 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)方面來考慮選擇其材料為 [7]65 滾動直線導(dǎo)軌副額定壽命的計算與滾動軸承基本相同。 （ 4 中 L— 額定壽命（ 額定動載荷（ P— 當(dāng)量動載荷（ 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)滾動體為滾珠時 ε ＝ 3；當(dāng)為滾柱時， ε ＝ 10／ 3； Ｋ — 額定壽命單位（ 滾珠時， K＝ 50柱時， 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)計手冊 ]表 1； 接觸系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊 ]表 精度系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊 ]表 載荷系數(shù)，查文獻(xiàn) [實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊 ]表 由式（ 4得 載荷計算 當(dāng)導(dǎo)軌水平放置的時候主要載荷就是移動部分的重量，根據(jù)此裝置設(shè)計意圖和材料的密度及體積關(guān)系可估算移動部件的重量： 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，則移動部分的總重量為 400N。 所以每一個導(dǎo)軌上的載荷為 200N。此外，摩擦阻力受結(jié)構(gòu)形式、潤滑劑的黏度、載荷及運(yùn)動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 — 滾動摩擦系數(shù)， μ = F— 法向載荷（ N） f — 密封件阻力 (N)， 每個滑塊座 （ f =2N）； 取 μ= 則： ×（ 200+2） =6N； 滾動體的尺寸和個數(shù)應(yīng)根據(jù)單位接觸面積上的容許壓力計算確定。在一般條件下，應(yīng)優(yōu)先選用直徑較大的滾動體，這是因為增大滾動體直徑可以提高導(dǎo)軌的承載能力，對于滾珠導(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 果滾動體的數(shù)目太少會降低導(dǎo)軌的承載能力，制造誤差將顯著的影響運(yùn)動件的位置精度；滾動體數(shù)目太多，則會增發(fā)負(fù)載在滾 動體上的分布不均勻性，反而會降低剛度。實(shí)驗表明，為使各滾動體承受的載荷比較均勻、合理的滾動體的數(shù)目為： 式中 G— 為導(dǎo)軌所承受的運(yùn)動組件的重力（ 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。 平均每個滾珠上最大負(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計算。現(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)計手冊 ]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，滾動體用滾珠，一般可滿足使用要求，在此裝置中的滾動導(dǎo)軌的材料選用鑄鐵導(dǎo)軌。 滾動體的材料一般采用滾動軸承鋼（ 淬火后硬度可達(dá)到 60～ 66 滾珠絲杠副傳動與滑動絲杠傳動相比其主要特點(diǎn)是： 1、傳動效 率高 一般可達(dá) 95%以上是滑動絲杠傳動的 2~4倍； 2、運(yùn)動平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度高、低速無爬行； 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傳動時傳動幾個相同的部件或裝置時，可獲得較好的同步性； 7、使用可靠、潤滑簡單、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，即螺母為主動，絲杠為被動。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動； 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)品等各個領(lǐng)域應(yīng)用得很普遍，可用作精密定位自動控制、動力傳遞和運(yùn)動轉(zhuǎn)換。 軸的材料及熱處理 驅(qū)動軸主要承受高扭矩，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 1）初步計算軸的直徑 參照文獻(xiàn) [3]中關(guān)于軸的設(shè)計部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算法來計算軸的直徑。 3m （ 3 式中 A—— 系數(shù)，此處取 120， P—— 電動機(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 因為軸端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強(qiáng)度，故將軸徑增加 4%~5%，取軸