冯有超华南地区节能楼宇的推力发电门设计

1、北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计华南地区节能楼宇的推力发电门设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：工业自动化学院能源与动力工程冯有超学 号：职 称：160407103285廖爱群 讲师 中国珠海二二年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计华南地区节能楼宇的推力发电门设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日华南地区节能楼宇的推力发电门设计摘 要本论文是通过查阅一定文献，基于当前我国节能楼宇的微观发电状况分析，以及通过推力发电门的结构组成、发电装置元件选择、设计结构及原理分析和设计结构图这几方面来形成设计方案。本设计中，详细介绍构建推力发电门的尺寸、计算机画图软件画图设计、发电装置元件的选材、相关公式计算验证等方面进行计算分析等过程。利用构建小型实物模型来实验分析，再利用画图软件Auto CAD与SolidWorks设计出本课题的二维平面图，三维模型图，来画出整体设计图。通过观察记录下现实有关场所人员流动的实验数据，并且利用相关的公式来计算驱动滚轮

2、的转圈数、变速齿轮的传动比、电机发电效率、蓄电池充电时长、用电器耗电时长以及对应的成本利润等等，得到相应的理论推力发电门的各项发电数据分析。通过构建及分析推力发电的微观发电装置，来推出符合我国华南区域适用的推力发电门设计。通过查阅一定的文献资料，基于其经济性与节能性，这项设计产品的推出未来将会有希望缓解我国当前电力供需紧张的局面，提供新能源发电领域研究的新方向。关键词： 节能楼宇；构建模型；微发电装置；经济节能Design of thrust gate for energy-saving buildings in south ChinaAbstractThis paper is through consulting some literature, based on the current energy saving building of Chinas micro power generation situation analysis. And through the thrust generator door structure composition, power generat

3、ion device component selection, design structure and principle analysis and design structure diagram to form a design scheme.In this design, detailed description of the construction of thrust generator gate size, computer drawing software drawing design, power generation device components selection, calculation and validation of the relevant formula and other aspects of the process of calculation and analysis. Using the construction of a small physical model to experiment, then using the drawing

4、 software Auto CAD and SolidWorks to design the two-dimensional plan and three-dimensional model of the subject, to draw the overall design diagram Through observation to record reality about the turnover of experimental data, and using the correlation formula to calculate the driving wheel on the number of circle, change gear transmission ratio, the motor power generation efficiency, battery charging time, with the electric power consumption time, and the corresponding cost profit, etc., get th

5、e corresponding theoretical thrust power door in all kinds of power generation data analysis.Through the construction and analysis of the micro power generation device of thrust generation, the design of the thrust generation door which is suitable for the south China region is presented. Based on its economic efficiency and energy conservation, the introduction of this design product will hopefully alleviate the current situation of power supply and demand in China and provide a new direction o

6、f research in the field of new energy generation.Key words: Energy efficient buildings; Building models; Micro-generating device; Economic and energy saving目 录1 前言11.1 本设计的背景及意义21.2 本设计在国内外的发展概况31.2.1国外目前发展状况31.2.2国内目前发展状况31.3 本设计应解决的主要问题 42本设计的结构原理分析62.1结构原理62.2结构分析72.2.1驱动轮72.2.2传动转轴、轴承底座82.2.3变速齿轮组（加速）92.2.4永磁直流式发电机102.2.5整流器112.2.6稳压器122.2.7蓄电装置132.3计算原理分析132.4详细计算过程分析162.4.1推力发电门能量计算分析162.4.2节能效果分析过程183推力发电门的建模设计过程203.1 CAD二维平面建模设计过程203.1.1结构门与发电装置的构建过程203.1.2 CAD二维平面设计成型图223.2 Solidworks三维

7、立体建模设计过程243.2.1 SolidWorks三维立体设计发电元件过程243.2.2 SolidWorks三维立体设计成型图264结论28参考文献30致谢31附录321 前言当今世界，我们的日常生活早已离不开电，尤其是自第二次工业革命之后电气化时代的来临。所有的日常生活或者是工业生产活动，都需要电力的供给来维持城市的正常运转发展，而如果缺乏了电的供给，我们将失去城市的发展活力，进而回归到自然过上日出而作，日落而归的“环保低碳”生活。同样在经济发展方面，如果没有电力的输入，就没有生产的产品输出，那么国家的经济将面临着严重的制约。总之国民经济发展到当今二十一世纪越来越离不开电力的供给，缺少电力那么我们的社会无法进步，由此可见电力需求是现代生产生活的第一生产动力。虽然近三十年来我们已经加大对发电站的数量，在提高传统发电机组增加发电的同时，开始对创新型绿色的新能源发电站的加大投入研究。但是，到目前为止绝大多数都是较大型发电机组运行发电，而微观发电技术的投入使用，或者运用推广目前还是相对较少。毫无疑问，在日常生活中我们往往在完成一个动作或一项运动的时候，就会伴随着该有部分的能量没有被完全被

8、利用，却造成浪费掉的机械能。那么我们是否利用周围身边的实物，通过特殊的机械结构与发电装置结合，收集没有被完全利用的相关能量，经过特殊处理利用产生电能，再收集起来加以利用。微观发电可以依托其装置体积小，强可靠性、低功耗性、可操作性等特点，今年来正在被越来越多的人所关注，也慢慢成为行业中的焦点【1】。而本课题的推力发电门设计就是一种将发电装置与建筑应用结合起来的微观发电创新设计，其主要由结构门与发电机组装置两部分构成。其发电装置与建筑的结合可以广泛运用于办公楼、写字楼、大型商场等人员密集且流动量较大的楼宇建筑。发电机组主要安装固定贴附在结构门的后面即可，十分方便安装与维护。而发电机组能量输入端机械结构驱动轮是安装固定在最大外径的门长度处上，会随门一起做扇形的圆周运动。基于核心部件推力发电机组而构成的一种创新型的节能门。我们日常中上下班进出办公楼需要经过大大小小数个门，可以回收及利用人对门推力做功的机械能。利用人力推动做功而的一种推力发电门，其工作原理是利用日常办公室或各大公共场所的人需要频繁进出门口时，推开门或关门的过程中其固定在门上的驱动轮会随门的推开或关上而与地面产生一定的摩擦力旋转起

9、来，因为驱动轮与地面的摩擦做功带动了传动转轴的滚动，同时让另一端固定在转轴的大齿轮转动，而固定在发电机转子上相互啮合的小齿轮就构成加速齿轮机组从而就获得了发电机转子的加速，从而让发电机发出电能。通过整流、稳压、蓄能等一系列的处理最终让发电机发出的电能储存在蓄电装置中，可以作为电子设备临时辅助电源或补充建筑用电，是一种比较实用的创新型节能建筑。该推力发电门的推出将会因为它先进的设计理念，创新环保的设计，造价成本低等特点，另外再利用门独特设计，将能够带给用户全新的体验感受。1.1本设计的背景及意义当前，我国的经济发展规模正不断地发展壮大，电力作为电气革命之后社会经济发展的主要前进动力，电力的需求也在每年逐步的增多，特别是我国北、上、广、深等急速发展的城市，耗电量也在急剧上升。据国家电力企业联合会数据显示，2019年，广东省全社会用电量6695.85亿千瓦时，同比增长5.89%，用电量仍持续领跑全国【2】。电能作为目前世界公认的清洁能源，正在世界范围内得到广泛的应用。目前，我国目前的能源结构发电主要还是依靠火力发电为主，其他形式的发电为辅。但是传统的能源发电技术带来一系列的环境问题，使得国家开始注重治理环境，加大对其他形式清洁绿色的发电技术重视投入。由此，新形势下的绿色持续可靠的电力输入成了首要的任务。电力作为国家经济发展的基础和保证，电力的紧张或是缺失很大程度会制约一个区域、一座城市甚至是一个国家的发展规模。各类创新型绿色应用的发电技术也开始在应运而生。在房屋密集型的华南地区，尤其大湾区三角

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