《升降式多媒體繪圖桌》研制報(bào)告

1、第四屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽.PAGE ：.；摘 要本文研制了一種利用電機(jī)提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)桌面和電腦自動(dòng)升降的升降式多媒體繪圖桌。桌面利用電機(jī)帶動(dòng)齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)理角度的功能，可以讓學(xué)生們上課時(shí)寫(xiě)字更溫馨，調(diào)理坐姿，緩解在制圖過(guò)程中產(chǎn)生的疲勞。桌面與電腦相結(jié)合，可以方便同窗制圖。好像學(xué)們?cè)谥茍D課堂上對(duì)圖形不了解，可以觀看三維模型進(jìn)展了解。同時(shí)，電腦的存在，實(shí)現(xiàn)了多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)化及遠(yuǎn)程教學(xué)不在是夢(mèng)。可以直接演示教師的講課內(nèi)容，更可以用于教師指點(diǎn)學(xué)生，進(jìn)展互動(dòng)交流、修正作業(yè)等教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多個(gè)學(xué)生的遠(yuǎn)程教育及指點(diǎn)，還可以一個(gè)教師在辦公室對(duì)幾個(gè)班的學(xué)生進(jìn)展同時(shí)講課。升降

2、式多媒體繪圖桌為規(guī)范化構(gòu)型，整體體積與教學(xué)環(huán)境順應(yīng)，主要實(shí)現(xiàn)的功能主要有：1)普通教室通用課桌。2)多媒體教室可用的電腦桌。電腦升起，與教師機(jī)聯(lián)機(jī)，可以及時(shí)與教師互動(dòng)溝通，教師可以馬上給予答疑和輔導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。3理工科制圖室可用制圖桌。桌面配備可調(diào)理角度的畫(huà)板，為制圖的同窗提供了方便，同時(shí)，手工制圖與電腦制圖在一張桌子上可以同時(shí)進(jìn)展，對(duì)同窗了解模型的構(gòu)造有很大協(xié)助 。本文所設(shè)計(jì)的升降式多媒體繪圖桌可以廣泛運(yùn)用于數(shù)字化課堂的建立，同樣可用于家庭課桌、企業(yè)辦公。升降式多媒體繪圖桌可以很好實(shí)現(xiàn)學(xué)生的師生交流互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果，從而最大限制提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，更可以方便師生交流。大大的

3、提高教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。具有良好的運(yùn)用前景，以及寬廣的市場(chǎng)空間。具有較高的運(yùn)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：電機(jī); 教學(xué)；升降式多媒體繪圖桌目 錄目 錄PAGE IIPAGE I TOC o 1-3 h uHyperlink l _Toc52362354摘 要PageRef _Toc52362354 hIHyperlink l _Toc52362355第一章 工程背景及研討意義PageRef _Toc52362355 h1Hyperlink l _Toc523623561.1 工程背景PageRef _Toc52362356 h1Hyperlink l _Toc523623571.3 國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品引見(jiàn)

4、PageRef _Toc52362357 h2Hyperlink l _Toc523623581.4 本工程研討內(nèi)容及意義PageRef _Toc52362358 h3Hyperlink l _Toc52362359第二章 升降式多媒體繪圖桌方案設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362359 h4Hyperlink l _Toc523623602.1 升降式多媒體繪圖桌的設(shè)計(jì)要求PageRef _Toc52362360 h4Hyperlink l _Toc523623612.2方案擬定PageRef _Toc52362361 h4Hyperlink l _Toc523623622.2.1升降多媒

5、體繪圖桌桌面升降單元方案擬定PageRef _Toc52362362 h4Hyperlink l _Toc523623632.2.2升降多媒體繪圖桌電腦升降單元方案擬定PageRef _Toc52362363 h5Hyperlink l _Toc523623642.3 升降式多媒體繪圖桌的系統(tǒng)組成及其任務(wù)原理PageRef _Toc52362364 h5Hyperlink l _Toc523623652.3.1 升降式多媒體繪圖桌的系統(tǒng)組成PageRef _Toc52362365 h5Hyperlink l _Toc523623662.3.2 升降式多媒體繪圖桌的任務(wù)原理及相應(yīng)計(jì)算PageRe

6、f _Toc52362366 h6Hyperlink l _Toc523623672.7 升降式多媒體繪圖桌的性能目的PageRef _Toc52362367 h11Hyperlink l _Toc523623682.8 本章小結(jié)PageRef _Toc52362368 h11Hyperlink l _Toc52362369第三章 升降式多媒體繪圖桌本體構(gòu)造設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362369 h12Hyperlink l _Toc523623703.1桌面翻轉(zhuǎn)單元和顯示器升降單元的設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362370 h12Hyperlink l _Toc523623713.

7、1.1桌面翻轉(zhuǎn)單元齒輪與齒條設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362371 h12Hyperlink l _Toc523623723.1.2電機(jī)的選用PageRef _Toc52362372 h13Hyperlink l _Toc523623733.1.3顯示器升降單元電推桿的選擇PageRef _Toc52362373 h14Hyperlink l _Toc523623743.1.4 萬(wàn)向節(jié)的選型PageRef _Toc52362374 h14Hyperlink l _Toc523623753.2剛性銜接單元的設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362375 h15Hyperlink l _Toc

8、523623763.2.1 底架的選擇PageRef _Toc52362376 h16Hyperlink l _Toc523623773.2.2 剛性銜接銷(xiāo)的設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362377 h16Hyperlink l _Toc523623783.3 動(dòng)力施加單元和電路控制單元的設(shè)計(jì)PageRef _Toc52362378 h16Hyperlink l _Toc523623793.4 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的主要參數(shù)PageRef _Toc52362379 h18Hyperlink l _Toc523623803.5 本章小結(jié)PageRef _Toc52362380 h18Hyperlink

9、l _Toc52362381第四章 升降式多媒體繪圖桌的綜合性能測(cè)試PageRef _Toc52362381 h19Hyperlink l _Toc523623824.1 升降式多媒體繪圖桌相關(guān)部件的安裝PageRef _Toc52362382 h19Hyperlink l _Toc523623834.1.1 螺絲式銜接PageRef _Toc52362383 h19Hyperlink l _Toc523623844.1.2 電機(jī)與電推桿之間的電路銜接PageRef _Toc52362384 h19Hyperlink l _Toc523623854.1.3 電推桿與顯示器支架的銜接PageRe

10、f _Toc52362385 h20Hyperlink l _Toc523623864.1.4 電機(jī)與軸的銜接PageRef _Toc52362386 h21Hyperlink l _Toc523623874.1.5 單元的組裝銜接PageRef _Toc52362387 h21Hyperlink l _Toc523623884.2單元的約束PageRef _Toc52362388 h22Hyperlink l _Toc52362389第五章 研制結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)PageRef _Toc52362389 h23Hyperlink l _Toc523623905.1 研制結(jié)論P(yáng)ageRef _Toc

11、52362390 h23Hyperlink l _Toc523623915.2 創(chuàng)新點(diǎn)PageRef _Toc52362391 h23Hyperlink l _Toc52362392第六章 運(yùn)用前景PageRef _Toc52362392 h25Hyperlink l _Toc52362393致 謝PageRef _Toc52362393 h27Hyperlink l _Toc52362394參考文獻(xiàn)PageRef _Toc52362394 h28Hyperlink l _Toc52362395附錄一 升降式多媒體繪圖桌的實(shí)物照片PageRef _Toc52362395 h28Hyperlin

12、k l _Toc52362396附錄二 升降式多媒體繪圖桌的模擬實(shí)驗(yàn)PageRef _Toc52362396 h29第六屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽參賽作品 升降式多媒體繪圖桌第一章 工程背景及研討意義PAGE 30PAGE 29第一章 工程背景及研討意義1.1 工程背景 目前，中國(guó)教育正在普及化，走進(jìn)大學(xué)課堂的學(xué)生越來(lái)越多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2021年底，我國(guó)一共有954所本科院校,303所獨(dú)立院校,1272所高職專(zhuān)科，其中建筑建工類(lèi)，土木類(lèi)，機(jī)械類(lèi)，電子電氣等大多數(shù)理工科學(xué)生都要學(xué)習(xí)，即都要進(jìn)展專(zhuān)業(yè)制圖。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開(kāi)展，計(jì)算機(jī)繪圖由最初的輔助設(shè)計(jì)手段，逐漸變成現(xiàn)今的制圖技術(shù)人員的必備技

13、藝。它使人擺脫了舊時(shí)低效的繪圖方式，進(jìn)入了高效準(zhǔn)確的繪圖時(shí)代。因此，在各大校，計(jì)算機(jī)繪圖已是必不可少的中心課程。同時(shí)，在隨著技術(shù)的開(kāi)展，手工制圖也是很重要的。誠(chéng)然，手工繪圖耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，但經(jīng)過(guò)不斷的教學(xué)課程改革，學(xué)習(xí)手工繪圖并不是為了在日后用手工繪圖的方法來(lái)制圖，而是養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。手工繪圖部分包含了國(guó)家規(guī)范的學(xué)習(xí)，點(diǎn)、線、面的投影，根本體及截交線、相貫線的投影、組合體三視圖、軸測(cè)圖五大部分。手工制圖是不可替代的，計(jì)算機(jī)制圖與手工制圖的課時(shí)曾經(jīng)到達(dá)了1：1，因此手工制圖和計(jì)算機(jī)制圖的結(jié)合更是必要的。1.2 升降式多媒體繪圖桌概念的提出加強(qiáng)手工繪圖訓(xùn)練不論對(duì)電腦設(shè)計(jì)表現(xiàn)還是手繪表現(xiàn)都是非常必

14、要的。在電腦技術(shù)開(kāi)展飛速的今天，運(yùn)用電腦給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了方便、快捷的制圖方法，不僅大大縮短了設(shè)計(jì)制造的時(shí)間，許多經(jīng)過(guò)電腦的繪圖的圖紙尤為精巧，課時(shí)手工繪圖的繪制與訓(xùn)練仍不能忽略，注重培育學(xué)生的手繪制圖表現(xiàn)才干，只需這樣才干將本人的構(gòu)思方案得心應(yīng)手生動(dòng)完美的表達(dá)出來(lái)。手工訓(xùn)練是電腦繪圖表達(dá)的根底。手繪技法的熟練掌握，是制造精巧電腦圖紙應(yīng)具備的前提條件之一。手繪圖的表現(xiàn)過(guò)程可以提高學(xué)生在圖紙方面的表現(xiàn)才干，也能提高物體形體的塑造才干。手繪根底訓(xùn)練提高籠統(tǒng)思想才干和空間想象才干。同時(shí)，手工制圖可以在設(shè)計(jì)構(gòu)思階段繪制草圖進(jìn)展比較琢磨構(gòu)成方案，這是電腦制圖無(wú)法取代的，電腦制圖的方便快捷，也是手工制圖做不到

15、的，因此，升降式多媒體繪圖桌的產(chǎn)生，使二者完美的結(jié)合在一同。既滿足了中國(guó)現(xiàn)有高校的運(yùn)用，又有效的提高了各高校學(xué)生的學(xué)習(xí)才干。1.3 國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品引見(jiàn)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)品缺陷哈爾濱大學(xué)繪圖室桌面角度可調(diào)不能與計(jì)算機(jī)制圖結(jié)合 銀川大學(xué)制圖室存在擋板桌面不可調(diào)不能與電腦制圖結(jié)合 韶關(guān)大學(xué)制圖桌存在電腦擺放架角度可調(diào)有工具盒電腦擺放平安整體體積大經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品的調(diào)研，并對(duì)其構(gòu)造和功能進(jìn)展綜合分析，可知目前市場(chǎng)現(xiàn)有的繪圖桌主要存在以下缺乏：桌面不可調(diào)不能與電腦制圖結(jié)合電腦擺放存在平安隱患繪圖工具沒(méi)有很好的擺放位置1.4 本工程研討內(nèi)容及意義本工程對(duì)國(guó)內(nèi)教學(xué)設(shè)備進(jìn)展了綜合分析，為了實(shí)現(xiàn)上述功能，

16、本文研制繪圖桌具有以下特點(diǎn)：升降式多媒體繪圖桌整體只需普通課桌大小，適宜普及推行；升降式多媒體繪圖桌桌面可隨意調(diào)理角度，適宜長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)；升降式多媒體繪圖桌電腦利用了桌面以下的空間，不會(huì)出現(xiàn)碰撞景象，不影響作圖；升降式多媒體繪圖桌電腦制圖與手工制圖可同時(shí)進(jìn)展；升降式多媒體繪圖桌桌面和電腦的升降都是電動(dòng)的，方便快捷。本文經(jīng)過(guò)對(duì)目前全國(guó)部分高校的制圖室進(jìn)展了初步了解，總結(jié)出各大校制圖桌存在的缺乏，以及學(xué)生的需求，我們根據(jù)這些問(wèn)題，研討出了升降式多媒體繪圖桌，既處理了各大校現(xiàn)有的繪圖桌存在的缺乏，又滿足了學(xué)生的需求，使學(xué)生完成一副作品時(shí)不再疲勞，適當(dāng)調(diào)理角度，還可有效抑制近視的產(chǎn)生。為教育教學(xué)提供了一

17、種好的教學(xué)器具。第二章 升降式多媒體繪圖桌方案設(shè)計(jì)第二章 升降式多媒體繪圖桌方案設(shè)計(jì)各大高校的部分專(zhuān)業(yè)都對(duì)對(duì)工程圖學(xué)有所涉獵，都會(huì)有1-2個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，尤其是機(jī)械、土木、建工等專(zhuān)業(yè)。現(xiàn)存的景象是，教師在課堂講解實(shí)際，之后，學(xué)生到制圖室進(jìn)展對(duì)模型的測(cè)繪，最后將手繪圖構(gòu)成電腦圖。學(xué)生在上課過(guò)程中，由于沒(méi)有模型，很難了解空間構(gòu)造，導(dǎo)致很多知識(shí)的不明白。在制圖過(guò)程中，不能了解模型的內(nèi)部構(gòu)造，導(dǎo)致作圖出現(xiàn)錯(cuò)誤。電腦制圖時(shí)，經(jīng)常會(huì)由于草圖不對(duì)，重新到手工制圖室測(cè)繪，往往浪費(fèi)時(shí)間。為理處理這些問(wèn)題，我們研發(fā)了升降式多媒體繪圖桌，結(jié)合了手工制圖與電腦制圖，也處理了教室講解短少模型的局面，本章對(duì)制圖桌的升降原理

18、進(jìn)展了講解。包括桌面升降，電腦升降兩部分。2.1 升降式多媒體繪圖桌的設(shè)計(jì)要求根據(jù)繪圖的長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)性和需求與計(jì)算機(jī)結(jié)合等特點(diǎn)，充分思索實(shí)踐繪圖要求，以繪圖方便,緩解勞累為目的，升降式多媒體繪圖桌需滿足到以下設(shè)計(jì)要求：整體尺寸合理，可以在教室里正常數(shù)量擺放；順應(yīng)性強(qiáng)，可運(yùn)用于正常教學(xué),電腦教學(xué)以及專(zhuān)業(yè)繪圖課；操作簡(jiǎn)單，平安可靠；可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。2.2方案擬定2.2.1升降多媒體繪圖桌桌面升降單元方案擬定 方案一：桌面升降單元采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用蝸輪蝸桿作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)桌面的升降功能。 方案二：桌面升降單元采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用齒輪齒條作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)桌面的升降功能。分析：根據(jù)最終討論決議采用方案二，緣

19、由如下：齒輪齒條傳動(dòng)可以提高傳送效率蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)摩擦損失比較大，效率也很低。通常效率只需0.70.8。齒輪齒條，承載力大，傳動(dòng)精度較高，可達(dá)0.1mm，可無(wú)限長(zhǎng)度對(duì)接延續(xù)，傳動(dòng)速度可以很高。2從節(jié)約的角度 蝸桿傳動(dòng)還有一個(gè)比較大的缺陷就是本錢(qián)比較大，有的時(shí)候?yàn)榱藴p少其摩擦損耗，蝸輪會(huì)運(yùn)用貴重的減摩資料(青銅)制造，這就在一定程度上加大了其制造的本錢(qián)。2.2.2升降多媒體繪圖桌電腦升降單元方案擬定 方案一： 采用液壓系統(tǒng)對(duì)電腦進(jìn)展升降。 方案二：采用電推桿對(duì)電腦進(jìn)展升降。分析：經(jīng)討論最終采用方案二對(duì)電腦進(jìn)展升降，理由如下： 由于液壓系統(tǒng)雖然平穩(wěn)性高于電推桿，但其空間太大且任務(wù)產(chǎn)生走漏不合順運(yùn)用在

20、教室中，因此最終選用電推桿來(lái)實(shí)現(xiàn)電腦的升降。2.3 升降式多媒體繪圖桌的系統(tǒng)組成及其任務(wù)原理2.3.1 升降式多媒體繪圖桌的系統(tǒng)組成我們提出的升降式多媒體繪圖桌設(shè)計(jì)方案.由桌面升降單元如圖2-1所示,電腦升降單元如圖2-2所示兩大部分組成.圖2-1 桌面升降單元設(shè)計(jì)方案表示圖圖2-2 電腦升降單元設(shè)計(jì)方案表示圖2.3.2 升降式多媒體繪圖桌的任務(wù)原理及相應(yīng)計(jì)算升降式多媒體繪圖桌桌面升降單元以電機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)軸的的轉(zhuǎn)動(dòng)，軸帶動(dòng)齒輪、齒條的運(yùn)動(dòng)，支起支架，從而實(shí)現(xiàn)桌面的升降。 一 電動(dòng)機(jī)的選擇 確定電動(dòng)機(jī)功率 任務(wù)安裝所需功率按式 式中， ,，代入上式得： 電動(dòng)機(jī)的輸入功率按式計(jì)算 轉(zhuǎn)動(dòng)安裝總效

21、率 取聯(lián)軸器效率，滾動(dòng)軸承效率，齒輪齒條傳動(dòng)效率那么 故 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可所以選電動(dòng)機(jī)的功率為14w,轉(zhuǎn)速10r/min。 二 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、資料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)選用8級(jí)精度資料選擇，由表10-1選擇小齒輪資料為40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪資料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為240HBS，二者資料硬度差為40HBS試選齒輪齒數(shù)， 2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)計(jì)算公式109a進(jìn)展試算，即 2.32 1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)1.3計(jì)算齒輪傳送的轉(zhuǎn)矩。 由表107選取尺寬系數(shù)d1由表106查得資料的彈性影響系數(shù)由圖1021d按齒

22、面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa；齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa； 由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù):0.9；0.95 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，平安系數(shù)S1，由式1012得 2計(jì)算試算齒輪分度圓直徑d1t，代入中較小的值。 =18.56mm計(jì)算圓周速度VV=9.7mm/s計(jì)算齒寬bb=d=118.56mm=18.56mm計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) =0.928mm齒高 =2.250.928mm=2.088mmb/h=18.56/2.088=8.88計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=9.7mm/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)=1；直齒輪=1,由表10-2查得運(yùn)

23、用系數(shù),由表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱(chēng)布置時(shí), =1.423由b/h=10.67，=1.423.查圖1013查得 =1.35；故載荷系數(shù) 按實(shí)踐的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式1010a得 =計(jì)算模數(shù)m m=mm=0.951mm取m=1mm,齒輪模數(shù)z=20由此設(shè)計(jì)有模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)齒輪1201820齒110100 三 軸上動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1 、求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的構(gòu)造圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查出a值參照1圖15-23。對(duì)于6211深溝球軸承，經(jīng)過(guò)查取手冊(cè)我們可知作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為195mm。L1=68.5mm,L2=141.5mm

24、根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。計(jì)算出： QUOTE 載荷程度面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T QUOTE 2、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)展校核時(shí)通常只校核接受最大彎矩核最大扭矩的截面即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度根據(jù)1式15-5及表115-4中的取值，且0.6。軸計(jì)算的應(yīng)力 QUOTE 前已選定軸的資料為45號(hào)鋼，由HYPERLINK 4/NCourse/jxsjcourse/ch15/html/zsjsl2.htm#軸常用資料性能表查得=60MPa，因此 QUOTE ，故平安。軸的強(qiáng)度足夠。電腦升降單元以電推桿為主體,電推桿的升降帶動(dòng)電腦支架的升降，從而實(shí)現(xiàn)電腦的升

25、降，電腦支架利用萬(wàn)向節(jié)，實(shí)現(xiàn)電腦的轉(zhuǎn)動(dòng)，電腦角度也可調(diào)。2.7 升降式多媒體繪圖桌的性能目的對(duì)升降式多媒體繪圖桌整體進(jìn)展了方案設(shè)計(jì)后，對(duì)升降式多媒體繪圖桌整提出了性能目的如下：1、整體尺寸：900mmx500mmx750mm；2、桌面最大角度角度：45度；3、材質(zhì)：木板、鋼材； 4、電推桿速度：7mm/s；5、桌面上升速度：15mm/s6、適用范圍：各大高校、家庭課桌，企業(yè)辦公2.8 本章小結(jié)本章對(duì)升降式多媒體繪圖桌的關(guān)鍵技術(shù)升降控制原理進(jìn)展了詳細(xì)論述，并提出了桌面升降和電腦升降的設(shè)計(jì)方案及實(shí)際根底。同時(shí)，對(duì)升降式多媒體繪圖桌整體的性能目的及零部件的選型提出了要求。第三章 升降式多媒體繪圖桌本

26、體構(gòu)造設(shè)計(jì) 升降式多媒體繪圖桌本體構(gòu)造設(shè)計(jì)升降式多媒體繪圖桌本體的構(gòu)造設(shè)計(jì)是本工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，它主要包括桌面翻轉(zhuǎn)單元、顯示器升降單元、剛性銜接單元、動(dòng)力施加單元以及電路控制單元。桌面翻轉(zhuǎn)單元和顯示器升降單元是整個(gè)升降式多媒體繪圖桌的中心組成，其直接關(guān)系到升降式多媒體繪圖桌能否能實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能上起決議性作用，因此我們?cè)谏凳蕉嗝襟w繪圖桌整體構(gòu)造設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分思索了學(xué)生們?cè)诶L圖時(shí)候的坐姿和身高,及其抬頭看顯示器腦袋的角度，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的理念,使其在各項(xiàng)功能上盡我們努力做出了宏大的效果,在缺乏的地方處置得更完美作為升降式多媒體繪圖桌的前進(jìn)方向。由于該設(shè)備是一個(gè)運(yùn)用于教室運(yùn)用設(shè)備，涉及到機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)

27、技術(shù)、電工工藝方向技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)中運(yùn)用AUTOCAD、SOLIDWORKS、3DMAX、等軟件進(jìn)展輔助設(shè)計(jì)，大大提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期。3.1桌面翻轉(zhuǎn)單元和顯示器升降單元的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)第二章的論述和分析，可知升降式多媒體繪圖桌的桌面翻轉(zhuǎn)單元主要支架、齒輪、齒條等組成。顯示器升降單元由滑軌、鐵架等組成。其中桌面翻轉(zhuǎn)單元控制由電機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)軸，軸與齒輪配合，經(jīng)過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)帶動(dòng)支架前移實(shí)現(xiàn)桌面翻轉(zhuǎn)；顯示器升降單元控制由電推桿帶動(dòng)支架上升盡而顯示器升高，高與桌面高度。其詳細(xì)構(gòu)造如圖3-1所示。圖3-1桌面翻轉(zhuǎn)單元和顯示器升降單元構(gòu)造表示圖3.1.1桌面翻轉(zhuǎn)單元齒輪與

28、齒條設(shè)計(jì)由于教具的種類(lèi)多種多樣，想要實(shí)現(xiàn)用途廣泛跟上時(shí)代潮流當(dāng)代課桌，升降式多媒體繪圖桌桌面翻轉(zhuǎn)單元的機(jī)構(gòu)一定要具有創(chuàng)新性和穩(wěn)定性，首先就必需堅(jiān)持齒條的抗彎曲強(qiáng)度及其齒輪的強(qiáng)度，選取適宜的資料。詳細(xì)構(gòu)造如圖3-2、參數(shù)如表3-1所示。圖3-2齒輪與齒條三維圖表3-1主要參數(shù)齒輪齒條資料鐵資料鋼齒數(shù)20齒數(shù)70模數(shù)1模數(shù)1壓力角20直徑8mm3.1.2電機(jī)的選用由于升降式多媒體繪圖桌桌面可翻轉(zhuǎn)，選取電機(jī)當(dāng)做動(dòng)力源，電機(jī)本身帶有自鎖性，升降式多媒體繪圖桌桌面翻轉(zhuǎn)單元機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)需求自鎖，同時(shí)齒輪與齒條配合需求低轉(zhuǎn)速，同時(shí)電機(jī)是低功率更節(jié)能，實(shí)物如圖3-3所示，其主要參數(shù)如表3-2所示：圖3-3 電機(jī)

29、實(shí)物圖表3-2電機(jī)主要參數(shù)型號(hào)參數(shù)60KTYZ 電壓220V轉(zhuǎn)速15r/min額定功率14W頻率50Hz輸出線電源、開(kāi)關(guān)3.1.3顯示器升降單元電推桿的選擇1支撐力選擇思索到當(dāng)今的顯示器及其支架的重力太大，電推桿不能把他們頂起來(lái)，我們選取了如圖3-4模型所示。 圖3-4電推桿2長(zhǎng)度選擇顯示器升降單元的長(zhǎng)度在滿足顯示器充分升出桌面的高度，更好的滿足同窗們觀看顯示器的角度，在合理的安裝尺寸的前提下，我們選取了長(zhǎng)度為450mm。如表3-3所示；表3-3 電推桿參數(shù)型號(hào)/參數(shù)GT1OO行程450mm原長(zhǎng)500mm額定電壓24上升速度80mm/s額定功率60w推力700N環(huán)境溫度-25+65維護(hù)等級(jí)IP

30、543.1.4 萬(wàn)向節(jié)的選型如今比較常用的萬(wàn)向節(jié)有十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器和球鉸。但球鉸相對(duì)前者多了一個(gè)自在度，即本身的旋轉(zhuǎn)并且不能有效地固定。而升降式多媒體繪圖桌的顯示器升降機(jī)構(gòu)在任務(wù)過(guò)程中不允許出現(xiàn)不固定景象，故采用十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器來(lái)任務(wù)。本文設(shè)計(jì)的升降式多媒體繪圖桌的顯示器不是太重，因此選用了一種小型十字萬(wàn)向聯(lián)軸器，其實(shí)物如圖3-4所示，其組要參數(shù)如表3-4所示。圖3-4十字軸式萬(wàn)向節(jié)實(shí)物圖表3-4 十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器參數(shù)表規(guī)格型號(hào)單節(jié)可偏轉(zhuǎn)角度6X12X30E6X12-G403.2剛性銜接單元的設(shè)計(jì)剛性銜接單元使升降式多媒體繪圖桌整體強(qiáng)度添加，是滿足繪圖過(guò)程的重要組成部分。思索到繪圖時(shí)人胳

31、膊壓桌面時(shí)壓力過(guò)大，把里面銜接件用鋼的替代進(jìn)而增高強(qiáng)度。使構(gòu)造更穩(wěn)定，以及具有更高的任務(wù)壽命。因此剛性銜接單元主要由剛性圓柱銷(xiāo)組成。下面降剛性圓柱銷(xiāo)接頭做詳細(xì)的構(gòu)造設(shè)計(jì)，其詳細(xì)構(gòu)造如圖3-5所示。圖3-5鋼性銷(xiāo)銜接三維效果圖3.2.1 底架的選擇升降式多媒體繪圖桌的強(qiáng)度是剛性銜接單元實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)剛性銜接單元的搭接來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于升降式多媒體繪圖桌在繪圖過(guò)程中需求很大的支撐力，所以選用鋼板式底架，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，其如圖3-4所示：圖3-63.2.2 剛性銜接銷(xiāo)的設(shè)計(jì)剛性銜接單元是為了使桌面翻轉(zhuǎn)單元可以具有穩(wěn)定性，完成升降式多媒體繪圖桌的運(yùn)用要求。所以要求剛性圓柱銷(xiāo)具備可靠、可接受一定載荷等特點(diǎn)，其詳

32、細(xì)構(gòu)造如圖3-7所示 圖3-7三維效果圖3.3 動(dòng)力施加單元和電路控制單元的設(shè)計(jì)動(dòng)力施加單元與電路控制單元相銜接。動(dòng)力施加模塊主要是由電推桿和電機(jī)組成。動(dòng)力施加單元可以將驅(qū)動(dòng)力平穩(wěn)的傳送出去。電路控制單元是升降式多媒體繪圖桌的控制中樞，其主要有KCD2-203開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、限位開(kāi)關(guān)及手柄式開(kāi)關(guān)，KCD2-203開(kāi)關(guān)是經(jīng)過(guò)導(dǎo)線控制電機(jī)而控制桌面翻轉(zhuǎn)單元，將電機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器傳送給齒輪齒條，經(jīng)過(guò)齒輪齒條傳送動(dòng)力給支架，支架的滑移軸在軌道內(nèi)滑動(dòng)，軌道兩端安有限位開(kāi)關(guān)，防止滑移軸滑到極限位置損傷齒輪齒條的齒牙，限位開(kāi)關(guān)是控制導(dǎo)線的正常任務(wù)與斷路，當(dāng)滑移軸到達(dá)極限位置翻開(kāi)限位開(kāi)關(guān)導(dǎo)線那么斷路，把KCD2-20

33、3開(kāi)關(guān)調(diào)中位置，電路正常任務(wù)，這時(shí)電機(jī)自鎖支架固定盡而桌面翻轉(zhuǎn)道極限位置，不在極限位置時(shí)經(jīng)過(guò)閉合KCD2-203開(kāi)關(guān)電機(jī)停頓運(yùn)轉(zhuǎn)桌面翻轉(zhuǎn)到一定角度電機(jī)進(jìn)展自鎖。手柄式開(kāi)關(guān)是經(jīng)過(guò)導(dǎo)線及電壓轉(zhuǎn)換器控制電推桿而控制顯示器升降單元，按住手柄式開(kāi)關(guān)的上升鍵電推桿頂起顯示器上升一定高度方便同窗們學(xué)習(xí)。動(dòng)力施加單元與電路控制單元中各種器件實(shí)物如圖3-8所示。KCD2-203開(kāi)關(guān)手柄式開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)圖 3-8綜合控制平臺(tái)三維效果圖3.4 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的主要參數(shù)為了更加明確升降式多媒體繪圖桌的設(shè)計(jì)參數(shù)，思索到未來(lái)教室規(guī)劃、升降式電腦繪圖桌的任務(wù)等詳細(xì)要素，初步確定其設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 1、整體尺寸：900mmx500mm

34、x750mm； 2、桌面最大角度角度：45度； 3、顯示器上升高度：450mm； 4、作業(yè)方式：電驅(qū)動(dòng)。根據(jù)以上升降式多媒體繪圖桌的設(shè)計(jì)要求，利用電機(jī)和電推桿做動(dòng)力源使升降式多媒體繪圖桌任務(wù)，為下一步的機(jī)械加工提供工程圖紙和縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。如圖3-9是升降式多媒體繪圖桌整體三維效果圖。圖3-9升降式多媒體繪圖桌整體三維效果圖3.5 本章小結(jié)本章引見(jiàn)了升降式多媒體繪圖桌的各個(gè)組成單元的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括其中心桌面翻轉(zhuǎn)單元和顯示器升降單元的構(gòu)造設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)實(shí)際計(jì)算和分析，顯示器的支架、電機(jī)帶動(dòng)的軸、翻轉(zhuǎn)桌面的支架等構(gòu)造進(jìn)展了優(yōu)化，完成了升降式多媒體繪圖桌本體的設(shè)計(jì)，為升降式多媒體繪圖桌的加工與調(diào)試

35、奠定了根底。第五章 研制結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)第四章 升降式多媒體繪圖桌的綜合性能測(cè)試4.1 升降式多媒體繪圖桌相關(guān)部件的安裝4.1.1 螺絲式銜接綜合思索系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性、及實(shí)物穩(wěn)定性。我們最終決議用“鐵角配合螺絲的方式對(duì)各個(gè)面進(jìn)展銜接。如圖4-1是銜接表示圖。4-1 鐵角配合螺絲接表示經(jīng)過(guò)兩垂直面的螺絲固定在對(duì)應(yīng)的面板上，經(jīng)過(guò)接頭之間的螺紋配合，可以到達(dá)面與面空間垂直的嚴(yán)密銜接，保證了銜接強(qiáng)度。4.1.2 電機(jī)與電推桿之間的電路銜接桌面翻轉(zhuǎn)單元和顯示器升降單元是升降式多媒體繪圖桌的重要組成部分，這兩個(gè)單元的主要包括電推桿和電機(jī)以及布置在升降式多媒體繪圖桌內(nèi)部的傳輸導(dǎo)線，電推桿與電機(jī)是由KCD2-20

36、3開(kāi)關(guān)和手柄式開(kāi)關(guān)分別控制，其限位開(kāi)關(guān)在整個(gè)電路系統(tǒng)當(dāng)中也發(fā)揚(yáng)著重要的作用。其任務(wù)原理是由開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)導(dǎo)線控制電推桿的升降和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而控制顯示器的升降和桌面的翻轉(zhuǎn)。在這其中導(dǎo)線發(fā)揚(yáng)了重要的傳送作用合理的銜接導(dǎo)線可以，合理的安排導(dǎo)線的銜接進(jìn)而更加合理。 4.1.3 電推桿與顯示器支架的銜接在升降顯示器單元中，顯示器支架與電推桿之間的銜接是非常重要的，銜接不當(dāng)就有能夠把顯示器連帶支架從電推桿上掉下來(lái)，后果不堪想象。我們的銜接方式是用螺絲與絲母，即快速，方便，可靠性高，又具有一定的穩(wěn)定性。螺絲穿過(guò)電推桿所支撐的底架與顯示器的支架與絲母擰緊銜接，如圖4-3銜接的實(shí)物圖。圖4-3 銜接實(shí)物圖4.1.4

37、電機(jī)與軸的銜接電機(jī)與軸銜接是經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器，聯(lián)軸器主要是起銜接作用，聯(lián)軸器的銜接要是不完好，那么無(wú)論怎樣電機(jī)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)都無(wú)法使其桌面翻轉(zhuǎn)單元進(jìn)展翻轉(zhuǎn)，就會(huì)導(dǎo)致桌面翻轉(zhuǎn)單元直接癱瘓。聯(lián)軸器經(jīng)過(guò)螺絲擰緊的方式固定與軸之間的銜接，從而到達(dá)傳動(dòng)的效果。如圖4-4 銜接實(shí)物圖。圖4-4 銜接實(shí)物圖4.1.5 單元的組裝銜接單元內(nèi)銜接采用的是螺絲與絲母旋緊方式，有些部分采用的銷(xiāo)軸銜接，桌面翻轉(zhuǎn)單元的機(jī)構(gòu)用銷(xiāo)軸銜接和螺絲與絲母旋緊的方式銜接，銷(xiāo)軸的資料為鋼材具有良好的抗彎曲強(qiáng)度，提高了銜接的可靠性。思索到同窗們?cè)谶\(yùn)用升降式多媒體繪圖桌時(shí)會(huì)有一些不溫馨性，單元的銜接顯得尤為的重要。升降式多媒體繪圖桌顯示器升降單元的

38、顯示器具有良好的轉(zhuǎn)向功能，單元之間采用十字軸式萬(wàn)向節(jié)銜接，可以實(shí)現(xiàn)恣意角度的旋轉(zhuǎn)使同窗們更溫馨。為了不添加整個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度我們采用螺絲與絲母旋緊的方式固定接頭與十字軸式萬(wàn)向節(jié)。如圖4-5是單元組件銜接圖。圖4-5 單元組件銜接圖4.2單元的約束桌面翻轉(zhuǎn)單元的支架經(jīng)過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)進(jìn)展前移翻轉(zhuǎn)，為了防止桌面向下壓時(shí)支架底部的橫軸撅起，把齒條撅彎，所以把底部設(shè)計(jì)成凸起弓字形滑道進(jìn)展約束，抑制支架橫軸撅起的景象。其中三維圖4-6為約束模型。圖4-6 為約束模型 第五章 研制結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)5.1 研制結(jié)論經(jīng)過(guò)近一年的努力，我們勝利研制了“升降式多媒體繪圖桌。經(jīng)過(guò)背景分析和現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)照，我們提出了集手工繪

39、圖，電腦繪圖于一體的設(shè)計(jì)方案。對(duì)升降式多媒體繪圖桌桌面的角度調(diào)理、電腦的升降調(diào)理進(jìn)展了合理的設(shè)計(jì)，對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)展了實(shí)際計(jì)算。同時(shí)，運(yùn)用了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和實(shí)際，利用三維設(shè)計(jì)軟件，建立了升降式多媒體繪圖桌的三維設(shè)計(jì)模型，對(duì)升降式多媒體繪圖桌各零部件的空間布置進(jìn)展了干涉檢查和優(yōu)化，完成了升降式多媒體構(gòu)造設(shè)計(jì)任務(wù)。最后，制造了升降式多媒體繪圖桌樣機(jī)，并對(duì)升降式多媒體繪圖桌的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)進(jìn)展了實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：升降式多媒體繪圖桌具有手工制圖和電腦制圖結(jié)合的有點(diǎn)，也實(shí)現(xiàn)了教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的產(chǎn)品化改良設(shè)計(jì)，將具有很好的市場(chǎng)推行前景。經(jīng)過(guò)升降式多媒體繪圖桌在模擬環(huán)境下的運(yùn)轉(zhuǎn)，總體性能目的：1、整體尺寸：9

40、00mmx500mmx750mm；2、桌面最大角度角度：45度；3、材質(zhì)：木板、鋼材； 4、電推桿速度：7mm/s；5、桌面上升速度：15mm/s6、適用范圍：各大高校、家庭課桌，企業(yè)辦公5.2 創(chuàng)新點(diǎn)我們所研制的升降式多媒體繪圖桌與同類(lèi)產(chǎn)品相比較有如下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn):1、電腦可升降，電腦制圖與手工制圖可同時(shí)進(jìn)展。電腦利用電推桿，可實(shí)現(xiàn)升降，在支架處，以萬(wàn)向節(jié)銜接，可實(shí)現(xiàn)電腦的轉(zhuǎn)動(dòng)，在制圖中，對(duì)不了解的模型可進(jìn)展三維模型的播放，從而實(shí)現(xiàn)手工制圖與電腦制圖的合理結(jié)合，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加全面，了解的更加徹底。2、升降式多媒體繪圖桌桌面角度可調(diào)理，緩解疲勞，減少近視。桌面利用電機(jī)、齒輪齒條的配合，實(shí)現(xiàn)調(diào)理

41、角度的功能。手工制圖是一個(gè)耗時(shí)的任務(wù)，角度可調(diào)理的桌面，會(huì)讓人緩解疲勞，同時(shí)，保證了桌面與人體之間的間隔 一定，有效的防止了近視。3、升降式多媒體繪圖桌可實(shí)現(xiàn)未來(lái)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化。電腦的存在，實(shí)現(xiàn)了多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)化及遠(yuǎn)程教學(xué)不在是夢(mèng)?？梢灾苯友菔窘處煹闹v課內(nèi)容，更可以用于教師指點(diǎn)學(xué)生，進(jìn)展互動(dòng)交流、修正作業(yè)等教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多個(gè)學(xué)生的遠(yuǎn)程教育及指點(diǎn)，還可以一個(gè)教師在辦公室對(duì)幾個(gè)班的學(xué)生進(jìn)展同時(shí)講課。4、升降式多媒體繪圖桌集普通課桌、電腦桌、繪圖桌三位一體。在不進(jìn)展繪圖和電腦功能時(shí)，本產(chǎn)品只是普通的課桌，當(dāng)桌面升起，就是制圖桌，電腦升起就是電腦桌，有效的結(jié)合了手工制圖和電腦制圖，升降式多媒體繪圖桌，集普通課桌，電腦桌，繪圖桌三位一體，是未來(lái)課堂不可或缺的教學(xué)器具。第六章 運(yùn)用前景第六章 運(yùn)用前景目前，中國(guó)教育正在普及化，走進(jìn)大學(xué)課堂的學(xué)生越來(lái)越多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2021年底，我國(guó)一共有95