目 錄
摘要...................................................................................................3
第一章 研究背景.............................................................................4
第二章 設(shè)計(jì)目的.............................................................................5
第三章 設(shè)計(jì)原理........................................................................... .6
第四章 設(shè)計(jì)方案.............................................................................7
方案選擇............................................................................... ...7
最初方案...................................................................................8
最終方案..................................................................................10
三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)........ ..... ...........................................11
齒輪傳動(dòng)..................... ..... ......................................................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(jìn)度比較緊張的
關(guān)鍵詞：全自動(dòng)黑板擦，粉塵、電動(dòng)機(jī) 齒輪、往復(fù)
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(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生許多粉塵，惡化教室的空氣環(huán)境。
第二章 設(shè)計(jì)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(jìn)度比較緊張的
我們?cè)O(shè)計(jì)的這種全自動(dòng)黑板擦不需要人工擦拭，為老師節(jié)約了不少時(shí)間；全自動(dòng)黑板擦的工作效率較高，能在短時(shí)間內(nèi)很好的對(duì)整塊黑板進(jìn)行擦拭；最重要的一點(diǎn)是，全自動(dòng)黑板擦可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，可以在周圍沒有人的時(shí)候工作，進(jìn)而很好的避免了粉塵對(duì)人體健康的影響。
第三章 設(shè)計(jì)原理
在黑板兩邊 弄個(gè)齒輪軌道，軌道兩邊弄兩根細(xì)鋼管固定住黑板擦，電機(jī)正反轉(zhuǎn)齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)黑板擦在橫直面上的往復(fù)擦拭。
第四章 設(shè)計(jì)方案
最初方案
方案一：方案采用滑輪傳動(dòng)的方式，電機(jī)軸上繞線通過滑輪繞線進(jìn)而對(duì)黑板擦進(jìn)行牽引；控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)黑板擦的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
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(jī)控制擺桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到擦拭黑板的目的。
方案三 （最終方案）
圖
在黑板兩邊設(shè)計(jì)個(gè)齒輪軌道，軌道兩邊弄兩根細(xì)鋼管固定住黑板擦，電機(jī)正反齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)黑板擦在橫直面上的往復(fù)擦拭。
三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)
電機(jī)要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，將其電源的相序中任意兩相對(duì)調(diào)即可（我們稱為換相），通常是V相不變，將U相與W相對(duì)調(diào)節(jié)器，為了保證兩個(gè)接觸器動(dòng)作時(shí)能夠可靠調(diào)換電動(dòng)機(jī)的相序，接線時(shí)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(gè)KM線圈不能同時(shí)得電，否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)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(jī)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(shí)按下正反轉(zhuǎn)按鈕，調(diào)相用的兩接觸器也不可能同時(shí)得電，機(jī)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(gè)接觸器得電，其長(zhǎng)閉觸點(diǎn)就不會(huì)閉合，這樣在機(jī)械、電氣雙重聯(lián)鎖的應(yīng)用下，電機(jī)的供電系統(tǒng)不可能相間短路，有效地保護(hù)了電機(jī)，同時(shí)也避免在調(diào)相時(shí)相間短路造成事故，燒壞接觸器。
圖5中主回路采用兩個(gè)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(duì)主觸頭接通時(shí)，三相電源的相序按U―V―W接入電動(dòng)機(jī)。當(dāng)接觸器KM1的三對(duì)主觸頭斷開，接觸器KM2的三對(duì)主觸頭接通時(shí)，三相電源的相序按W―V―U接入電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)就向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。電路要求接觸器KM1和接觸器KM2不能同時(shí)接通電源，否則它們的主觸頭將同時(shí)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(duì)方的一對(duì)輔助常閉觸頭，以保證接觸器KM1和KM2不會(huì)同時(shí)接通電源，KM1和KM2的這兩對(duì)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(dòng)過程對(duì)輔助常閉觸頭就叫聯(lián)鎖或互鎖觸頭。
正向啟動(dòng)過程：按下起動(dòng)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(diǎn)閉合，以保證KM1線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM1的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)正向運(yùn)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(diǎn)斷開，以保證KM1線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM1的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)定子電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。
反向起動(dòng)過程：按下起動(dòng)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(diǎn)閉合，以保證KM2線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM2的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)
圖5
齒輪傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)是指用主、從動(dòng)輪輪齒直接傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。
在所有的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣，可用來(lái)傳遞相對(duì)位置不遠(yuǎn)的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)，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(wàn)千瓦；速度最高可達(dá)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(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。
齒輪傳動(dòng)
⑴根據(jù)兩軸的相對(duì)位置和輪齒的方向，可分為以下類型：
<1>直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；
<2> 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)
<3>；人字齒輪傳動(dòng)；
<4>；錐齒輪傳動(dòng)；
<5>；交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)。
⑵根據(jù)齒輪的工作條件，可分為：
<1>；開式齒輪傳動(dòng)式齒輪傳動(dòng)，齒輪暴露在外，不能保證良好的潤(rùn)滑。
<2>；半開式齒輪傳動(dòng)，齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不封閉。
<3>；閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件良好，灰沙不易進(jìn)入，安裝精確，
齒輪傳動(dòng)有良好的工作條件，是應(yīng)用最廣泛的齒輪傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)可按其軸線的相對(duì)位置分類。
齒輪傳動(dòng)按齒輪的外形可分為圓柱齒輪傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)、非圓齒輪傳動(dòng)、齒條傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)。
按輪齒的齒廓曲線可分為漸開線齒輪傳動(dòng)、擺線齒輪傳動(dòng)和圓弧齒輪傳動(dòng)等。由兩個(gè)以上的齒輪組成的傳動(dòng)稱為輪系。根據(jù)輪系中是否有軸線運(yùn)動(dòng)的齒輪可將齒輪傳動(dòng)分為普通齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)，輪系中有軸線運(yùn)動(dòng)的齒輪就稱為行星齒輪。齒輪傳動(dòng)按其工作條件又可分為閉式
齒輪傳動(dòng)計(jì)算
、開式和半開式傳動(dòng)。把傳動(dòng)密封在剛性的箱殼內(nèi)，并保證良好的潤(rùn)滑，稱為閉式傳動(dòng)，較多采用，尤其是速度較高的齒輪傳動(dòng)，必須采用閉式傳動(dòng)。開式傳動(dòng)是外露的、不能保證良好的潤(rùn)滑，僅用于低速或不重要的傳動(dòng)。半開式傳動(dòng)介于二者之間。
嚙合定律 齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性要求在輪齒嚙合過程中瞬時(shí)傳動(dòng)比 i=主動(dòng)輪角速度/從動(dòng)輪角速度=ω1/ω2=常數(shù)，這個(gè)要求靠齒廓來(lái)保證。圖2表示兩嚙合的齒廓E1和E2在任意點(diǎn)K接觸，過K點(diǎn)作兩齒廓的公法線N1N2，它與連心線O1O2交于C點(diǎn)。兩齒廓嚙合過程中保持接觸的條件是齒廓E1上的K點(diǎn)速度vK1和齒廓E2上的K點(diǎn)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(diǎn)。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(diǎn)的公法線必須過連心線上的定點(diǎn)C──節(jié)點(diǎn)。"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(shí)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(duì)漸開線齒輪來(lái)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(gè)基圓的內(nèi)公切線，即兩齒廓任意接觸點(diǎn)的公法線與其重合。因?yàn)閮苫鶊A在一個(gè)方向只有一條內(nèi)公切線，所以任意接觸點(diǎn)的公法線都通過定點(diǎn)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(diǎn)C所繪的兩個(gè)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(diǎn)的軌跡，稱為嚙合線，它是一條直線。②過節(jié)點(diǎn)C作
齒輪傳動(dòng)
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(diǎn)的公法線N1N2方向，所以漸開線齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)齒面間的壓力方向不變。④傳動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)中即使中心距與設(shè)計(jì)的有點(diǎn)偏差，也不會(huì)影響傳動(dòng)比，這一特性稱為傳動(dòng)的可分性，它對(duì)齒輪的加工、裝配及維修十分有利。⑤兩齒廓僅在節(jié)點(diǎn)C接觸時(shí)齒面間無(wú)滑動(dòng)，而在其他點(diǎn)接觸時(shí)齒面間皆有滑動(dòng)，且距節(jié)點(diǎn)愈遠(yuǎn)，滑動(dòng)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(dòng)的重要參數(shù)。如圖2所示，輪齒嚙合是由主動(dòng)輪的齒根與從動(dòng)輪的齒頂接觸開始的，即從動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)A是嚙合的開始點(diǎn)。隨著輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)著輪2旋轉(zhuǎn)，接觸點(diǎn)沿著嚙合線移動(dòng)，當(dāng)接觸點(diǎn)移到輪1的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)E時(shí)（圖中虛線位置），這時(shí)齒廓嚙合終止，兩齒廓開始分離，E點(diǎn)是嚙合終止點(diǎn)，是實(shí)際嚙合線長(zhǎng)。如果前一對(duì)齒還在E點(diǎn)以前的D點(diǎn)接觸，后一對(duì)齒已于A點(diǎn)接觸，這時(shí)傳動(dòng)是連續(xù)的；如果前一對(duì)齒已于E點(diǎn)離開，而后一對(duì)齒尚未進(jìn)入嚙合，這時(shí)傳動(dòng)就出現(xiàn)中斷?？紤]齒輪的制造、安裝誤差及變形的影響，實(shí)際中常要求ε≥1.1～1.4。重合度愈大，傳動(dòng)愈平穩(wěn)。以上所述是指的圓柱齒輪的端面重合度，對(duì)斜齒圓柱齒輪尚有縱向重合度。
畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會(huì)隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)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(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)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(shí)和綜合素質(zhì)。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)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(duì)我們更好的理解知識(shí)，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(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬(wàn)事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值!有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。
最后要感