新型课桌设计说明书.doc

毕业设计说明书题目：新型课桌设计专 业：机械设计与制造班 级： 机制三班 学 号：201103010332 姓 名: 沈弘毅 指导教师： 李从权 毕业时间: 摘 要针对现代人追求简约实用,节省空间,可以变化的潮流，我打算设计一款方便移动，可变换风格，可合并节省空间的课桌。通过观察,现在的课桌大都是传统的固定样式,虽然美观但没有很大的变化，用起来很舒适，但是不能随意改变排列方式和形状样式,永久占地，不能腾出空间。随着教育的多样化，学生在教室的活动空间开始加大,传统的课桌已无法给与出充足的空间，不仅如此，每年由于跌倒撞到课桌导致受伤或划伤的案例不断增加，这给学生的安全带来严重的隐患。现在的人口增长，导致学校人数逐年增加，对于课桌的需求也不断增加,这加大了学生受伤的概率，如何使课桌更好的服务学生，更加被安全的使用,已经是一个不可忽视的问题.我设计的是一种可折叠式的新型课桌，不仅可以腾出更多的空间，也方便移动,不仅让学生能在教室里有更大的活动空间,安全上也有了保障。关键词：安全，折叠,课桌AbstractAccording to the modernpursuit of simpleand practical，save a space,canchangethe trend,design aparty intends tomeTheymove,can change thestyle,can be combinedto save the spaceofthe desk。Through observation， the desks are mostly fromThefixedstyle,although theappearancebut nobig change,is comfortable，butcan not change theThe arrangementandshape style,covers an area ofspacecan not bepermanent。Withthe diversification of education，students in TeachingRoomspacebegan to increase，the traditionaldeskshave been unable togivesufficientspace,not only that,every yearFalls due tohit thedesklead to injuryor scratchcases increase,thistothe safety of studentsseriouslyHidden danger.Nowthepopulation growth，leading tothe schoolthe number has increased year by year，thedeskthere is a growing demand，theTo increase theprobability ofthe injured students,how to makestudentsbetterservicedesk,moresafeto use，has beenIs a problem that can not be ignored。My designis a new kind ofdesk can befolded，can not onlymake moreMuch of thespace,but alsois convenient to move，not onlylet the studentscan havemore spacein the classroom，there aresecurityThesecurity.Keywords：safety,folding，desk目录第1章 课桌发展现状1第2章 设计方案2选材2第3章 主要结构设计23。1 整体结构23。2 各零件尺寸23.2。1 桌面23。2。2 夹板33。2.3 桌腿53.2.4 横梁63.2。5 底板7第 4章 分析计算.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。11第5章 创新点145.1 产品的主要创新点145。2 应用前景14总结15参考文献17致 谢18第1章 课桌发展现状 我国教育事业从创设有领域的学校算起，已有100多年历史，对于中学生课桌椅。学生用的课桌椅继续延续采用保守的。小学生课桌椅课桌椅的发展史。改良关闭后的80年代初,大都邑的多数木制品厂研习国外经验，从采用钢木合一制造家具起源，然后采用异样伎俩临盆我国第二代校用学生课桌椅，小学生课桌椅。取代了部门木制品。钢木课桌椅固然经过20多年的起色,已采用机械法临盆，但因会松钉、易生锈、利用寿命短等多方面弊端，课桌椅配件.目前还不能一起替代第一代课桌椅。而在中西部大部门区域的乡村学校，课桌椅。学生仍大多在利用杂木制造的第一代课桌椅。课桌椅。而多年利用的本相也证明，钢木制造的学生课桌椅的品德并不比被教育界公认的第一代木制课桌椅好几许，所以建造时候虽已延续二十多年，起色速度却万分迟缓，课桌椅。目前也还只能作为过渡产品,取代部门木制品.另日的课桌椅不但可能调理高度，还有种连式课桌椅,其实发展史。由可调高度的课桌、课椅和可调理间隔的连接板组成，对于小学生课桌椅课桌椅的发展史。它处分了现有中、小学生课桌椅不能调理桌高、椅高、桌椅间隔的题目，适用于各个年龄层次、各种体形的学生利用，可针对每个学生的个别情形调理至一起适当课桌椅卫生圭臬的形态。上图为大家常见的学校课桌，木质与不锈钢的结合，虽然结实耐用，但占地面积大，学生跑动容易磕磕碰碰，安全隐患大，木质桌面容易被调皮的学生用尖锐的东西刻画,对桌子的寿命和美观都造成了影响，所以我设计的课桌,桌面用钢化玻璃代替，并课折叠,不仅提供了更大的空间供学生活动，增加了安全性，又能是课桌更持久的为学生服务。第2章 设计方案中学大学教室课桌椅，一般考虑材质的耐用性能等,考虑到实木价格的略高,且大批量生产的话，会健康环保也不好,所以一般生产厂家会考虑使用各种合成材料（如防火板等）或者各种金属材料（常见的即为优质钢材料）。在这里，我桌面采用玻璃面板板，具有一定的耐磨,耐热、耐酸碱,耐烟灼等性能。架子主体材料全部采用优质钢，壁厚为2 mm，主支撑架钢管壁厚2 mm.钢管采用高频焊接钢管，机械性能良好，表面平整。课斗采用优质钢板通过轴相连接，可以实现折叠和便于拆卸。轴统一采用45号钢。脚套采用橡胶制作。材质优点:a、耐水：塑钢学生课桌椅放在水中浸泡不变质, 不变形，利于定期清洗，确保学生使用的课桌椅整洁卫生，在清洗教室地板时不容易受潮.b、阻燃：现代学校的教学楼多层建筑,每个教室课桌椅易燃物集中套数多，公共场所防火安全隐患严重,为确保学生有一个安全的学习环境，新产品已具备阻燃要求,防火系数高，安全。c、耐老化：产品象塑钢窗一样在露天风吹，日晒,雨淋不变形，不变质.使用寿命可达15年以上。d、桌椅面平整面不露钉：学生使用不会损伤身体和损坏衣裤,使用安全感好。桌面平整光滑,更有利于提高现代化学生用硬笔薄纸在桌面上的写画质量，特别是学生的薄纸考卷，能填得字明线清,老师改卷又省力免过错。e、使用移动噪音轻：学生学习的公共场所要确保有安静的环境，教室内课桌椅移动要求噪音轻,可提高学校的教学质量。f、机械性能好：45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC.g、环保：学生在校时间有一半是在座位上度过的，产品桌面采用优质钢化玻璃，对视力起到保护作用。第3章 主要结构设计3.1整体尺寸本科桌最大尺寸为672mm618mm726mm,侧夹板尺寸为210mm*48mm*36mm，后侧夹板尺寸为600mm39mm*21mm，桌腿长576mm。桌面、底板、桌腿高的允许误差范围为2mm, 其他尺寸误差见GB/T 3916的规定.3。2各零件尺寸各零部件按间隙配合装配，配合间隙为0.05 mm。并且各零部件尺寸误差见GB/T 3916的规定。3。2。1桌面桌面由钢化玻璃制造，表面光滑透明，耐磨性良好，更方便清洁.3.2.2夹板上图为后侧夹板，选用材料为铝合金GB5A02，轻便,材质软。上图为两侧夹板，选用材料为铝合金GB5A02，轻便，材质软。3.2。3桌腿桌腿使用的是口字钢，材料型号为不锈钢3043.2.4横梁横梁使用的是口字钢，材料型号为不锈钢3043。2.4底座桌底采用冷连扎低碳钢，型号DC01，两头套上橡胶套，增大摩擦力。第4章 分析计算如图所示，其中卡箍安装侧夹板上，另一头与桌腿联接.当撑起桌面至水平面时，曲柄恰好到达死点位置，实现桌面功能；当收起桌面时，连杆机构的四杆可处于完全重合状态，使桌面垂直放置,以节约空间。为实现上述功能，必须对四杆机构进行计算。其中AB为曲柄、BC为连杆、CD为侧夹板、DA为机架，设其长度分别为a、b、c、d，则为满足曲柄存在条件，应满足杆长条件:a+c b+d桌板水平放置时，机构形成一直角三角形，则应有如下关系：(a+b）2 = c2+d2桌板竖直放置时，则四杆应能在同一直线上，此时应满足如下关系：c = b+da即a+c = b+d上述三式通过整理得：如下两式：(a+b）2 = c2+d2 a+c = b+d 由于侧夹板c的长度受实际长度限制，所选侧夹板长为210mm，考虑到实际安装问题，选c=160mm。此时，若给定曲柄a的值，则根据式，可联立解出连杆b和机架d的值。经反复试验计算，选取a=40mm，b=d=120mm. 有限元分析 摘要:本研究分析在Inventor2011平台上，采用有限元法对桌面进行强度与变形分析、验证桌面设计的合理性。一、 问题描述 桌面长600mm，宽420mm，厚12mm，桌脚长600mm，为口字钢，外径48mm，内径45。6mm，桌面中央300mmX150mm的区域内承受2。5 Mpa的压力，两个桌脚完全固定，假设所有材料为铝合金，弹性模量E=7。071104 Mpa,泊松比=0。3。试用Shell63单元模拟桌面、Beam188单元模拟桌脚，分析此桌子的变形及受力情况是否满足设计要求。二、建立有限元模型： 定义单元类型：定义桌面为Shell（壳单元)63号单元类型，桌腿定义为Beam（梁单元）188号单元类型。材料的属性为:弹性模量E=7.071e4（Mpa）,泊松比0。3。三、 有限元模型图: 建立有限元模型时，先建立桌面的模型，通过preprofessorcopykeypoints做出桌腿相应的固定位置,连接相应的点成线，再通过preprofessor-sectionbeam做出桌腿的模型，整个模型建立好之后即可对其划分网格，这时要分别对桌面和桌腿划分。对桌面进行划分时，由于桌面的受力特点,在桌面的中央建立一个300150的区域，在使用布尔运算将整个桌面divide成5部分，使用mappedquad模式划分。再对桌腿进行划分网格，网格划分后的模型为:四、加载并求解： 根据桌面和桌腿的实际受力情况及分析要求，我们在已于桌面中间位置建立的矩形区域施加2.5Mpa的均布压力,在桌腿的端点处进行六个自由度的固定。加载之后进行求解.位移变形图为：上图为位移云图上图为应力云图五、结果分析及结论: 从位移云图和应力云图中可知，在红色的部分处产生最大位移或者最大应力，而在蓝色的部分处产生最小应力。从云图中可以读出：连杆所受到的：最大位移为：10。048mm 最大应力为：191.73Mpa 最小应力为：0.6009 Mpa 分析可知,最大位移为10。048mm，大于设计要求的最大变形量7。5mm，因此知设计不合理。 现提出一些修改方法，如：可将桌面厚度适当增加,以减小变形量，或者将桌腿的位置适当调整，调整到靠近桌面中心的位置,或者更改桌面的材料,改用硬度相对较大的材料等等第5章 创新点5.1 产品创新点1。 课桌不使用时可以折叠起来不占用过多空间，不仅给学生在课余有更多的活动空间，也得到了安全保障。2. 桌面为钢化玻璃，透明化更能保护学生视力，以防近视。3。 桌子使用材料轻便，容易搬运，所占面积不大,易于清扫.4。 桌子采用四杆机构，帮助桌子能拥有更大的承受力。5. 成本低廉，环保实用。5.2 应用前景1。 轻便好拿，可折叠技术让此课桌更易安放，采用的又是实用简单的四杆机构，节约了成本，这使学校里大量使用的工具更加方便，实用性大。2。 该课桌采用钢化玻璃桌面不仅让调皮的学生无法像以前一样损坏木质桌面，更是能保护视力，让家长不在担心自己孩子的视力问题,因此我认为此桌子肯定会大受欢迎.3。 该桌子结构简单，成本低廉，更易加工，可大量生产使用。4。 该桌子可改造空间大,如增加屉子功能等.总结通过这次做毕业设计发现毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高这次毕业设计要求制做一个更方便学生的课桌设计，尽管我们对专业知识的掌握还不够透彻,我仍然希望通过自己的努力完成设计并希望有所突破。下面就对我这次设计的过程做个简单的小结：第一， 课题分析:在知道自己的课题后，翻阅资料,上网查找一些关于学生课桌的现状以及创新点。第二， 总体设计：在老师提供意见之后，已大致了解其框架，与小组同学一起进行讨论，得出大致尺寸,比例，创新点等。第三， 资料整理,通过书籍，互联网等途径，积极查阅资料，并与其它小组成员沟通讨论，进行资源共享，使其达到自大利用率。第四， 课题实现,在大家资料整理完全后，分别进行自己的课桌说明，期间当然会碰到不少问题,通过与其小组成员沟通，讨论，翻阅资料等方式,将问题逐一解决。第五， 说明书的整理，当完成自己的说明书后,进行检查,美化,查找是否有遗漏之处。这次的设计大体过程就是这样.在此，要感谢李老师对我们的悉心教导,给予了我们很大的帮助。通过这次的毕业设计,我对机械设计这一专业有了一定的了解，将自己在学校里学的理论知识运用到了实践之中，在查阅资料,与同学互动,以及李老师的教导中学到了不少的东西，然经历了一些困难,但同样收获巨大。这次设计不仅 提升了大家的业务能力，也加强了组员的团队意识,对我们以后的工作有非常大的帮助。虽然这个方案做的还不够专业，但是在设计过程中所学到的东西 是这次毕业设计的最大收获和财富，将使我们终身受益。参考文献1. 李丽慧,宋玉明，谭群，画法几何及机械制图，经济科学出版社2. 刘鸿文，材料力学，高等教育出版社3. 高志，黄纯颖，机械创新设计，高等教育出版社4. 陈立德，机械设计基础,高等教育出版社5. 金海波，自动机械设计，高等教育出版社致谢首先感谢母校，是她给我一个难得的学习机会，让我在即将毕业之际学到了很多知识，经过这一个多月的紧张的毕业设计,使我在理论和动手能力上都有了进一步的提高。我的毕业设计主要在李老师指导下,让我对所学的知识进行系统性的复习，并根据写作要求查阅有关资料.在设计过程中受到李老师无微不至的关心与耐心指导,使我的毕业设计得以顺利的进展。在李老师帮助下我解决了很多以前解决不了的问题,在此我向您表示衷心的感谢!同时也要感谢各位老师和同学,是你们让我的学习和生活充满乐趣,感谢你们！谢谢!本次毕业设计是大学四年间所学知识的综合运 用，通过这次设计把这四年所学的基础理论和专业课程作了一个总结和回顾，加深了对理论的理解，能够掌握机械设计的全套思路,为即将走上工作岗位和以后的发展打下了一定的基础。在设计过程中，我查阅了大量的图书资料以及网络上的资料，包括机械零件、材料力学、几何量公差与测量、机械制图、机械手设计基础等等，尤其是在从对各类设计手册的查阅中我的知识面得到了很大的提高;通过对该课题的独立设计，使我对机械知识有了一个更加深入的了解，对机械这门学科有了进一步的理解。也使我独立设计的能里有了极大的提高。作为一名即将完成学业，离开学校生活的我，我要感谢母校，是她给我创造了一个学习的机会，创造了美好的学习生活环境，让我在这里学到了很多知识；感谢各位老师，是他们传授给我的知识;感谢各位同学和朋友,是他们让我的学习和生活充满乐趣，感谢你们！ 经过这次设计,提高了我很多的能力，比如实验水平、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。在这期间凝结了很多人的心血，在此表示衷心的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。在设计期间老师帮助我收集文献资料，理清设计思路，指导实验方法，提出有效的改进方案。导师渊博的知识、严谨的教风、诲人不倦的态度和学术上精益求精的精神使我受益终生。当然，由于本人设计水平有限、在课程中没有接触过机械手的相关课程，实际经验的不足,以及时间上的限制，在设计中难免存在一些错误.恳请老师给予以批评以及指正.再次表示感谢！