一种自动黑板擦的机械结构设计开题报告

1. 研究目的与意义

在现代化的今天，老师上课在擦黑板的时候，离粉尘很近，大量的粉笔灰被老师吸入，板书带来的“粉笔综合症”已成为广大师生的头号健康隐患。虽然市面上能解决这个问题的有无尘粉笔和水洗黑板擦等各种方式，但因价格高、不实用等各种原因已经被市场淘汰。现设计一种自动黑板擦，主要结构分黑板擦的水平移动，黑板擦的上下移动，控制黑板擦移动过程中黑板擦与黑板的接触与分开等三个主要部分。这种自动黑板擦能够进行遥控操作，对黑板上的字迹进行快速整体擦除、行擦除、局部擦除、点擦除，并且自动吸尘。设计一种能够点擦、局部擦，随意控制擦除位置的黑板擦具有现实意义。

2. 研究内容和预期目标

提出自动黑板擦的设计方案，并设计和绘制自动黑板擦的机构运动简图。建立黑板擦运动过程得到物理模型，确定黑板擦的最优效果。绘制各个组分零件的草图，以及总的组装图。

本次设计主要根据现下大多数师生所面临的粉尘问题多黑板擦进行设计，通过此次设计让大家真正认识到日常生活中所存在的细微的影响身体健康的因素，了解黑板擦的发展状况，工作原理，并对其传动部分及主要机构进行设计。设计出自动黑板擦的工作原理，建立自动黑板擦的数字物理模型，绘制自动黑板擦各部零件的图纸。

本设计希望在能擦干净黑板的同时减少师生的体力劳动。

3. 研究的方法与步骤

通过国内外自动黑板擦的发展研究和阐述，归纳出其有点和不足，并提出自动黑板擦的设计方案，并设计和绘制自动黑板擦装置的运动简图。对此设计方案建立物理模型并用相关数据和图形绘制软件绘制零件设计图纸和装配图纸。

黑板擦整体结构采用导轨固定式，在黑板上下边各有一根水平齿条做导轨，导轨上固定两根竖直的轴，轴上分别装上一个大板擦和一个小板擦，大板擦负责粗擦，小板擦负责精擦。大板擦由擦板、电磁铁、传动轴等组成，只能左右移动。小板擦由擦板、电磁铁、传动轴、轴承、钢丝绳等组成，小板擦可以通过传动轴完成左右运动，通过钢丝绳完成上下运动。电磁铁控制板擦与黑板的接触与脱离。

本设计装了两个黑板擦，能够除去整个黑板面任何一个地方的粉笔灰，能够实现自动化，为教师和学生减轻体力劳动。

4. 参考文献

1. 陈海振.陆秀涛.现代机械优化设计方法.上海：科学技术出版社，2005.5

2. 费迪南德.比尔.材料力学.翻译版原书.第六版.机械工业出版社,2013.11

3. 朱张校姚可夫.工程材料.第5 版.北京:清华大学出版社,2011.2

5. 计划与进度安排

1、2022-3-01 ～2022-3-20 查阅资料，翻译外文资料和撰写开题报告；2、2022-3-21 ～2022-4-10 根据已知的参数要求计算相关技术指标；3、2022-4-11 ～2022-4-30 查阅相关资料，理解装置的工作原理，设计结构；4、2022-5-01 ～2022-5-15 查阅相关资料，分析计算受力和其应用；5、2022-5-16 ～2022-5-25 整理完善设计文档，撰写设计说明书；6、2022-5-26 ～2022-6-05 毕业设计答辩准备，参加毕业设计答辩。