落葉清掃機(jī)設(shè)計(jì)【小型清掃機(jī)的總體設(shè)計(jì)】

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The energy installmen tpasses the movement to brush discs in both sides through the transmission system and makes their separately clockwise and the anti-clockwise rotation. They sweep both sides trash together, and pass it to midd lerolls brushes. Then, rolls brushes again sweep trash into the trashcan to realize the function of clear sweeping. This equipment is the medium and small sweeper, which can carry on the cleaning to eachkind of trash. Both brushes can facilitate to sweep the wall corner and the near obstacle clearly. In this article, massive materials can be collected. One more ideal corridor sweeper design proposal has been determined by analysis and comparison of the different scavenging arrangement. Then the concrete structure design calculation can be made according to this plan. The structure of this equipment can be made more compacted. The strength of all parts are calculated, and they all guarantee the request of design. Because the parts of equipment can be made quite easily, and the production cost is quite low, it is one more ideal economical practical corridor sweeper. Key Words: Sweeper; Disc brushes; Rolls brushes; Production cost II 目錄 中文摘要與關(guān)鍵詞 I 英文摘要與關(guān)鍵詞 II 第1章 前 言 1 1.1清掃工具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 1 1.2 清掃設(shè)備的概述 2 1.2.1 清掃設(shè)備的分類 2 1.2.2 我國清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 3 1.2.3 發(fā)現(xiàn)的問題和解決途徑 3 第2章 總體方案的設(shè)計(jì) 4 2.1 設(shè)計(jì)主要技術(shù)要求 4 2.2 總體方案的確定 5 第3章 動(dòng)力裝置的確定 9 3.1 蓄電池的選擇 9 3. 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 10 第4章 清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 4.1傳動(dòng)比的分配 13 4.2 帶輪的選擇設(shè)計(jì) 13 4.2.1 I軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 4.2.2 I-Ⅱ軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 4.2.3 Ⅲ—Ⅳ軸的帶輪設(shè)計(jì) 20 4.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 21 4.3.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 4.3.2 軸的校核 23 4.3.3 鍵的校核 25 4.4 錐齒輪計(jì)算 26 4.4.2 錐齒輪校核計(jì)算 31 4.5車架的設(shè)計(jì)計(jì)算 32 結(jié)論 33 參考文獻(xiàn) 34 謝 辭 35 第1章 前 言 1.1清掃工具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 從20世紀(jì)60 年代我國研制生產(chǎn)路面清掃機(jī)械開始（指大型清掃機(jī)的研制），已有40 多年的生產(chǎn)歷史，然而中小型清掃機(jī)的研制開發(fā)則剛剛起步。相對(duì)于發(fā)達(dá)國家，我國地面清掃機(jī)在銷售規(guī)模、技術(shù)水平、清掃效果等方面都存在一定的差距。 隨著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清潔機(jī)械市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，2005 年之后，國內(nèi)地面清掃機(jī)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但與國外相比，國內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。 我國已逐步進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)，陳舊、落后的清掃方式及設(shè)備，已不能滿足社會(huì)進(jìn)步的需要。對(duì)于自動(dòng)化掃地器具，人們常見的是馬路上的掃地車，它能進(jìn)行大面積街道清掃、工作效率高，并且節(jié)約人力。然而，小面積區(qū)域的清掃工具還主要沿用傳統(tǒng)手工掃地工具：掃帚，工作效率低、清掃效果不夠理想、浪費(fèi)人力資源。而工作效率高的省時(shí)省力的龐然大物掃地車在比如廠區(qū)、居住小區(qū)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、小街小巷、走廊等場(chǎng)所，確是英雄無用武之地。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快及居住面積的增大，家居地面的清掃工作也越來越繁重，嚴(yán)重干擾了人們的生活。因此急需開發(fā)一種成本低、節(jié)約人力物力、清掃效果良好的適應(yīng)院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型清掃設(shè)備。 目前，許多國家研制的清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。日本，美國，歐洲各大廠商競(jìng)相開發(fā)，有些產(chǎn)品甚至很超前。例如，有一種具有高效吸塵除灰功能的清潔機(jī)器人，可遙控也可自主運(yùn)作，能轉(zhuǎn)向，躲避障礙物，有很高的實(shí)用價(jià)值，可對(duì)家居、廠礦企業(yè)等地面進(jìn)行清潔，幫助人們從繁雜的勞動(dòng)中解放出來。在國外清潔設(shè)備的擁有率和洗衣機(jī)幾乎相當(dāng)，甚至要高（有公用洗衣房，專業(yè)洗衣店的緣故）。在這方面，國內(nèi)的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國家城市化的進(jìn)程不斷加大和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多新興的中小城市正在崛起，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機(jī)關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和公共場(chǎng)不斷建設(shè)機(jī)械化清掃已經(jīng)成為一種必然，地面的清潔養(yǎng)護(hù)及工廠清潔生產(chǎn)已經(jīng)越來越重要。勞動(dòng)力成本的不斷提高，清掃設(shè)備的市場(chǎng)前景日漸看好。 由于人們對(duì)環(huán)境污染問題越來越重視，燃油車在很大程度上受到限制。政府大力提倡綠色能源設(shè)備。近日國家出臺(tái)燃油含稅的政策，給電動(dòng)掃地車帶來福音。小型清掃設(shè)備因其實(shí)用性強(qiáng)、 垃圾清掃率高 、污染小、成本底、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn)具有廣泛的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值，它的出現(xiàn)和使用，將極大減輕人們繁瑣的家務(wù)勞動(dòng)，節(jié)省寶貴的時(shí)間，提高了人們的生活質(zhì)量。小型清掃設(shè)備現(xiàn)在正是一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，有著極其廣闊的發(fā)展空。 1.2 清掃設(shè)備的概述 1.2.1 清掃設(shè)備的分類 清掃設(shè)備按大小可分為大型清掃設(shè)備和中小型清掃設(shè)備。大型清掃設(shè)備主要是清掃車，由于本課題主要研究的是小型清掃設(shè)備大型的清掃設(shè)備在此不再多述。而現(xiàn)有的小型清掃設(shè)備主要有兩大類分別為掃地機(jī)和清潔機(jī)器人。 （1）清潔機(jī)器人：清潔機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該說是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)綜合性的結(jié)果，它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。 清潔機(jī)器人是能夠在房間中自動(dòng)清潔地面，保持家庭衛(wèi)生的一種機(jī)器人。它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。包括有地面真空吸塵機(jī)器人、地面清掃機(jī)器人、壁面清洗機(jī)器人、泳池清洗機(jī)器人和一些特種清洗機(jī)器人，可用于各種場(chǎng)合的清潔工作。這方面的研究從上世紀(jì)80 年代起，開始受到人們的注意，不過由于清潔的環(huán)境基本上是結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)性的，但要清除的垃圾則完全是非結(jié)構(gòu)性的，造成一定困難。清潔機(jī)器人具有如下的特點(diǎn)：①清潔機(jī)器人自帶電源，小巧輕便、操作簡(jiǎn)單、自主性強(qiáng)、具有很強(qiáng)的實(shí)用性。②清潔機(jī)器人的工作環(huán)境主要為普通家庭環(huán)境，但要求有較好的環(huán)境適應(yīng)性。③清潔機(jī)器人的任務(wù)是清掃地面，工作的對(duì)象是地面的灰塵、紙屑以及其他一些小尺寸物體，而大尺寸物體不作為清潔機(jī)器人的處理對(duì)象?？紤]到安全因素，清潔機(jī)器人必須對(duì)人及家庭物品等不構(gòu)成任何危害，同時(shí)清潔機(jī)器人還必須具備自我保護(hù)的能力。就現(xiàn)有的技術(shù)而言清潔機(jī)器人的發(fā)展受到了很大的局限，它的推廣也得到了一定的限制。 （2）掃地機(jī)：掃地機(jī)是現(xiàn)有技術(shù)下的最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型清掃設(shè)備。掃地機(jī)涉及地板上小面積地面覆蓋物的清掃機(jī)械領(lǐng)域，是一種小型家庭、工廠、小區(qū)、機(jī)關(guān)用的掃地機(jī)械。它的一般是由車架、車輪、罩殼和手把組成的手推小車。在車前側(cè)裝設(shè)立掃帚；車架、罩殼下方裝設(shè)橫掃帚，通過半交叉皮帶和齒輪等傳動(dòng)件由車輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)掃帚將垃圾掃入車架前端設(shè)置的撮箕內(nèi)。從而避免了灰塵和廢氣污染與機(jī)動(dòng)噪聲。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。不清掃時(shí)能將掃帚抬起脫離地面。掃地速度在3—6 公里／時(shí)左右，掃地寬度在1～2 米。以圓盤刷為工具的新型掃地機(jī)，主要用于家庭以及公共場(chǎng)所地板或室內(nèi)地面上覆蓋物的清掃。 1.2.2 我國清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 雖然國產(chǎn)清掃機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平已有了一定的進(jìn)步，價(jià)格性能比優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，但在以下幾個(gè)方面尚待進(jìn)一步提高，這也是今后我國清掃機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 （1）提高工作可靠性 目前國產(chǎn)清掃機(jī)工作可靠性不及進(jìn)口機(jī)，其原因主要有三，一是國產(chǎn)基礎(chǔ)件不過關(guān)，如動(dòng)力裝置及其傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置的耐用性及材料的熱處理工藝等有待提高；二是制造工藝及加工精度較低；三是某些技術(shù)和整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚待完善等。 （2）研發(fā)多功能清掃機(jī) 目前的清掃機(jī)基本是單一清掃功能，不能進(jìn)行拖地、灑水和清洗護(hù)欄等。若能開發(fā)一專多能的清掃機(jī)，則其功能會(huì)進(jìn)一步拓展，也更為實(shí)用。 （3）注重環(huán)保的多功能清掃機(jī) 目前大多數(shù)機(jī)型，揚(yáng)塵比較嚴(yán)重。隨著國家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，開發(fā)環(huán)保型清掃機(jī)非常必要。 （4） 根據(jù)需要生產(chǎn)不同種類和配置的清掃機(jī)械 清掃涉及各種不同等級(jí)的地面，它所需要的清掃機(jī)械也是不同的。如高檔場(chǎng)所和對(duì)地面要求較高的地方要求清掃機(jī)械必須具備很低的噪音和良好的清潔效果，當(dāng)然其相應(yīng)采購和使用成本較高。等級(jí)較低的其它普通走廊地面的清掃要求較低，相應(yīng)生產(chǎn)和使用成本較低。根據(jù)不同等級(jí)地面需要配置不同種類的清掃機(jī)械，以便降低地面總成本的投入，因此開發(fā)和生產(chǎn)不同種類和配置的清掃機(jī)械是必要的。 1.2.3 發(fā)現(xiàn)的問題和解決途徑 本課題要求是設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用適應(yīng)于院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型清掃機(jī)，其關(guān)鍵問題就在于如何很好的實(shí)現(xiàn)清掃功能。尤其使傳動(dòng)系統(tǒng)、整體結(jié)構(gòu)、工作裝置的設(shè)計(jì)。由于清潔器是一種出現(xiàn)比較晚的機(jī)械產(chǎn)品，因此在其設(shè)計(jì)過程中，不可避免的出現(xiàn)了很多未解決得難點(diǎn)疑點(diǎn)，總結(jié)其難點(diǎn)如下： 由于清掃機(jī)是一新興產(chǎn)品，掃地功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)還不成熟，很難查到相關(guān)的資料。因此掃地功能的實(shí)現(xiàn)是設(shè)計(jì)工作的一個(gè)很大的難點(diǎn)。清掃機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵污染、漏垃圾、噪音大和產(chǎn)品可靠性等方面也較難解決的問題。清掃范圍的大小不僅與清掃機(jī)的各部分的尺寸有關(guān)，并與它的總體設(shè)計(jì)構(gòu)形式有關(guān)。機(jī)構(gòu)太小工作效率就會(huì)降低，清掃范圍也就變小滿足不了清掃要求，機(jī)構(gòu)太大則設(shè)備就會(huì)太大從而增加轉(zhuǎn)彎半徑。使清掃機(jī)轉(zhuǎn)彎困難。因此合理的選擇機(jī)構(gòu)的大小及機(jī)構(gòu)布置極為重要且比較困難。 為了更好的了解所作題目，查閱已有文獻(xiàn)資料是十分重要的，由于小型清掃機(jī)的資料很少的。因此，在設(shè)計(jì)過程中，廣泛的搜集資料，并借鑒了清潔機(jī)器人的一些數(shù)據(jù)資料對(duì)我的設(shè)計(jì)工作起了很大的幫助。通過閱讀“清潔機(jī)器人概述”（哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院李金山等著），“清潔機(jī)器人研究發(fā)展現(xiàn)狀”（哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院李金山等著），“清潔機(jī)器人及其應(yīng)用”（趙臣等著）等許多相關(guān)論文，觸類旁通對(duì)清潔機(jī)器的設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識(shí)，在這些文獻(xiàn)綜述中，詳細(xì)的介紹了清潔機(jī)器人的一般設(shè)計(jì)思路，如外形的設(shè)計(jì)，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式如何，具體結(jié)構(gòu)等等，都對(duì)我即將所作的設(shè)計(jì)提供了很大的幫助，此外，為了更好的設(shè)計(jì)清掃機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在軸，齒輪等重要元件的設(shè)計(jì)過程中保證其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，又對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)等專業(yè)課本進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，但是，由于清掃機(jī)出現(xiàn)時(shí)間晚，產(chǎn)品數(shù)量少，一些關(guān)鍵技術(shù)受專利所限，因此，很多關(guān)鍵技術(shù)是不會(huì)公布在資料之中的。所以，我參考用的資料并不能解決我在設(shè)計(jì)過程中所遇到的所有難點(diǎn)，有許多的問題是根據(jù)我自己的想法來做的。因?yàn)槲业倪@些想法并不成熟，沒有太多的實(shí)踐性，所以，在解決一些棘手問題時(shí)并不能夠很好的解決。在今后的設(shè)計(jì)中，還需要通過實(shí)踐，對(duì)其一步一步的進(jìn)行改進(jìn)。 第2章 總體方案的設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)主要技術(shù)要求 設(shè)計(jì)一種能在走廊、樓梯、院落、小巷等小面積公共區(qū)域打掃的小型清掃機(jī)。 2.2 總體方案的確定 由于工作的場(chǎng)合對(duì)環(huán)境要求較高因動(dòng)力裝置都選為噪音低，污染小環(huán)保的電驅(qū)動(dòng)。 最初設(shè)計(jì)了許多的方案，最終綜合考慮認(rèn)為其中三種方案最為有可能實(shí)現(xiàn)我們的課題要求，在此僅對(duì)這三種方案進(jìn)行分析說明。 方案一： 圖 2.1 方案一簡(jiǎn)圖 工作原理：殼體l 的前上部設(shè)有電機(jī)2 和電池，殼體1 的前下部設(shè)有滾刷3，電機(jī)2 通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)滾刷3。工作時(shí)，滾刷3 掃起的灰塵直接進(jìn)入垃圾斗6 中；同時(shí)，殼體l 的底板上的垃圾斗6 的前部設(shè)有導(dǎo)向斜面4、垃圾斗7 的下沿設(shè)有向后傾斜的小斜面5 ，導(dǎo)向斜面4、小斜面5 將灰塵導(dǎo)入垃圾斗4 中。 方案二： 圖 2.2 方案二簡(jiǎn)圖 工作原理：推動(dòng)車體前進(jìn)，電機(jī)通過傳送帶將運(yùn)動(dòng)傳遞給帶輪2、滾筒軸3 ，從而帶動(dòng)毛刷滾筒3 作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，主動(dòng)帶輪通過傳送帶將運(yùn)動(dòng)傳給帶輪9、齒輪10 再傳給齒輪6 最后傳給輸送輪7，再帶動(dòng)傳送帶5 作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在毛刷和刮鏟4 的共同作用下，通過傳送帶5 以及卸料板將垃圾送到垃圾箱7 中。 方案三： 圖 2.3 方案三簡(jiǎn)圖 工作原理：推動(dòng)清掃機(jī)前進(jìn)，電機(jī)1 將運(yùn)動(dòng)傳給帶輪2 再有帶傳動(dòng)傳給帶輪3 從而使同一根軸上的帶輪7 和錐齒輪4、9 旋轉(zhuǎn)。帶輪7 將運(yùn)動(dòng)傳給帶輪8，帶輪8 帶動(dòng)主刷13 作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過傾斜的導(dǎo)向刮板12 將垃圾送入垃圾箱內(nèi)。同時(shí)錐齒輪4、9 帶動(dòng)錐齒輪5、10 轉(zhuǎn)動(dòng)，再有帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳給兩側(cè)刷11、14 使側(cè)刷11 作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)刷14 作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩側(cè)的垃圾掃到中間，傳給主刷13 由主刷將垃圾掃入垃圾箱內(nèi)。 方案對(duì)比： 方案一：此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小。適合小面積的清掃工作，但此清掃機(jī)垃圾箱容量小、進(jìn)塵口小而且此清掃機(jī)的電池容量不易過大，容量低，不適合長(zhǎng)時(shí)間的清掃工作，并且不適合較大些垃圾的清理。 方案二：此方案清掃機(jī)可以清掃大型的垃圾雜物，而且垃圾容量大，可配置較大容量的電池，適合長(zhǎng)時(shí)間的工作，并可作為院落、工廠、小區(qū)等較大面積區(qū)域的清掃工具。但此方案的清掃機(jī)由于傳送帶的存在可能使此設(shè)備的尺寸較大，且不易用于清掃灰塵等細(xì)微輕小物質(zhì)。由于清掃機(jī)兩邊存在清掃死角，不能清掃墻角和靠近障礙物的地方。 方案三：此方案彌補(bǔ)了前兩種方案的缺陷，可以對(duì)各種大小的垃圾進(jìn)行清理，兩側(cè)的清掃刷可方便的清掃墻角及靠近障礙物的地方。并且由于兩側(cè)的清掃刷的存在，相對(duì)于第二種方案大大的增加了清掃寬度，而且轉(zhuǎn)彎半徑不變。并且配置了大容量的電池和大容量垃圾箱，大大提高了工作效率和清掃效果，可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作?？勺鳛樽呃取翘?、院落、小巷等小面積公共區(qū)域打掃的小型清掃工具。此方案是一種理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型清掃機(jī)設(shè)計(jì)方案。 因此綜合考慮選擇第三種方案作為最終設(shè)計(jì)方案。 第3章 動(dòng)力裝置的確定 3.1 蓄電池的選擇 選用蓄電池型號(hào) 清掃機(jī)所使用的蓄電池要求在使用過程中能夠完全放電，不排放有害氣體，不污染環(huán)境。 由此針對(duì)此設(shè)計(jì)選用鉛蓄電池，型號(hào)為：3DAW250 有關(guān)性能為： 標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V 其比能量達(dá)250w? h/kg 使用壽命為充放電1200 次 放電深度為75% 外形尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=120mm×70mm×70mm 重量約為：5kg 此蓄電池外形圖為： 圖3.1 蓄電池 此蓄電池的性能： （1）該電池為全密封閥控式（可維護(hù)）電動(dòng)車專用蓄電池，具有全密封防泄露設(shè)計(jì)、安全可靠、自放電小、容量大、比能量高等優(yōu)點(diǎn)。 （2）污染少，噪聲小?？蓽p少排污97%，甚至可做到零排污 （3）節(jié)約能源，為普通蓄電池耗能的2/3 （4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，易于操作和維修 （5）使用時(shí)間長(zhǎng)，充電后每次可用15 小時(shí) （6）有足夠的功率供清掃機(jī)達(dá)到每小時(shí)清掃面積不低于1000 平方米的要求。 （7）使用壽命長(zhǎng)，一般可充電700 次左右 3. 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 （1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式可以根據(jù)電源的種類、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來選擇。 在移動(dòng)的設(shè)備中和蓄電池配套的較常使用的電機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：容易購得，型號(hào)多，功率大，接口簡(jiǎn)單，適合大型機(jī)器。 直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：太快需要齒輪減速器，電流通常較大，較難與車輪裝配，控制復(fù)雜。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：精確的速度控制，型號(hào)多，適合室內(nèi)機(jī)器人的速度，接口簡(jiǎn)單，便宜。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn): 功率與自重比小，電流通常較大，體積大，較難與車輪裝配，負(fù)載能力低，功率小，控制復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)。 清掃機(jī)多在室內(nèi)環(huán)境下工作，要求控制較簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，因此選擇直流電動(dòng)機(jī)。 （2）直流齒輪減速電動(dòng)機(jī)的選擇 齒輪減速電機(jī)有時(shí)叫做齒輪馬達(dá)或減速電機(jī)。它們通常由轉(zhuǎn)軸上帶有減速器的直流電動(dòng)機(jī)有刷電機(jī)組成。如果一個(gè)電機(jī)看上去明顯由兩個(gè)不同的部分連接而成，那么就可以認(rèn)定它是齒輪減速電機(jī)。齒輪減速電機(jī)通常通過減小電機(jī)速度來增加旋轉(zhuǎn)能力。 因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)仍然從內(nèi)部伸出兩個(gè)相同的插頭，所以齒輪減速電機(jī)與普通電機(jī)一樣使用方便。與最后一級(jí)齒輪相連的是一根轉(zhuǎn)軸。這個(gè)新轉(zhuǎn)軸的末端伸出減速器的頂部，便于輪子和其他元件與其相接。這個(gè)伸出減速器的新轉(zhuǎn)軸代替了伸出電動(dòng)機(jī)的老轉(zhuǎn)軸。當(dāng)查看電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果轉(zhuǎn)軸沒有從中心伸出，那么這個(gè)電動(dòng)機(jī)可能是齒輪減速電動(dòng)機(jī)。 選擇普通直流電動(dòng)機(jī)所用的標(biāo)準(zhǔn)仍然適合用來選擇齒輪減速直流電動(dòng)機(jī)，即檢查電壓，尺寸，重量和RPM。在大轉(zhuǎn)矩應(yīng)用場(chǎng)合，常選用帶有金屬齒輪和金屬減速器機(jī)架的行星輪減速器。塑料齒輪具有非常輕的質(zhì)量，更適合低轉(zhuǎn)矩，需要反應(yīng)迅速的應(yīng)用場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)中選用金屬齒輪的減速電機(jī)。 （3）電機(jī)功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)容量（功率）選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響，當(dāng)容量小于工作要求的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過載發(fā)熱量大而過早損壞；容量過大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能量充分利用，經(jīng)常處于不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都降低，增加電能消耗造成很大浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的發(fā)熱條件來決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或變化很小，常溫下工作的機(jī)械，只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm 等于或大于所需電動(dòng)機(jī)功率P0，即Pm>=P0，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱，而不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。 清掃機(jī)清掃材料選用尼龍材料。設(shè)計(jì)圓盤毛刷受力約為F=50N，轉(zhuǎn)速為n=60r/min.滾筒清掃受力約為F=75N,轉(zhuǎn)速為n=40r/min。 圓盤毛刷轉(zhuǎn)矩T= FR=50×0.15=7.5N·m 所需功率P= ==47W 圓盤毛刷到錐齒輪間用帶傳動(dòng)，傳遞效率90%。 橫放錐齒輪III軸處的功率為： PIII= P/?=47÷90%=52W 齒輪間的傳遞效率為90% 豎放齒輪處的功率 P= PIII/ ?=52÷90%=58W 滾筒處II軸的轉(zhuǎn)矩 T=FR=75×0.25=18.75N·m 此處的功率 P===78.5W 滾筒到主動(dòng)軸I軸用帶傳動(dòng)，傳遞效率為90% P=P/ ?=78.5÷90%=87.2W 電機(jī)到I軸之間用帶傳動(dòng)，傳遞效率90% 電機(jī)的輸出功率 P=(2P+ P)/ ?=(2×58+87.2)÷90%=225.8W 由于清掃機(jī)工作速度為60r/min 為較低轉(zhuǎn)速故選用12V250W 齒輪減速電機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)速為600r/min。 第4章 清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1傳動(dòng)比的分配 電機(jī)到II軸之間的總傳動(dòng)比 i===15 分配各級(jí)傳動(dòng)比 設(shè)計(jì)有電機(jī)到I軸的傳動(dòng)比i=5； 由I軸到III軸的傳動(dòng)比i=3。 電機(jī)到圓盤毛刷的總傳動(dòng)比 i===10 齒輪間的傳動(dòng)比為i=2 4.2 帶輪的選擇設(shè)計(jì) 4.2.1 I軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）確定計(jì)算功率 計(jì)算功率Pca 是根據(jù)傳遞功率P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短等因素影響而確定。 P= KP=1×203.2=203.2W 式中：P——計(jì)算功率 K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得K=1 P——所需傳遞的額定功率長(zhǎng) 2）計(jì)算傳動(dòng)比 i===5 選擇Z型V帶 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11，取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d=50mm 4）大帶輪直徑 d=i d=5×50=250mm 5）計(jì)算帶速v v===1.57m/s 6）初定中心距a 0.7（d+ d）﹤a﹤2（d+ d） 210 ﹤a﹤600 取 a=300mm 7）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=2a+（d+ d）+ =2×3.14+×300+ =1096mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-4，取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1000mm 8）實(shí)際中心距a a≈a+ ≈300+ ≈252 取a=250mm 9）小帶輪包角α α=180°－×57.3° =180°－×57.3° =135°﹥120° 所以小帶輪包角合理 10）確定V帶根數(shù) 一般單根V帶可傳遞的功率達(dá)75KW。此處，所傳遞的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于75KW，所以用一根V帶足以。 11）單根V帶的張緊力 F=500(－1)+mv =500×(－1)×+0.06×1.57 =29.46N 式中：——包角修正系數(shù) ， 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-21得=0.88 m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m 12）作用在軸上的力F F=2 FZsin =2×29.46×1×sin68° =51.4N F= F=77.1N 13) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以減少載荷分布均勻。 圖4.2 V帶的截面形式 參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-7～12-10可知： 基準(zhǔn)寬度bd 為8.5 ㎜；基準(zhǔn)線上槽深hamin 為2.0 ㎜；基準(zhǔn)線下槽深為hfmin 為7.0 ㎜；帶輪寬B 為B=(Z-1)e＋2f ㎜；外徑da=dd＋2ha ㎜；從而確定帶輪的各部分尺寸。 初定小帶輪孔徑d=20mm，基準(zhǔn)直徑d=50mm，外徑d=53.2mm，輪寬B=14mm，輪槽寬b=8.5mm。因?yàn)榛鶞?zhǔn)直徑d≦2.5d，所以小帶輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。 大帶輪基準(zhǔn)直徑d=i d=5×50=250mm d= d－2（h+ f+δ） =254－2×（2.0+7.0+5.5） =225mm d=（1.8～2）d=43mm 因?yàn)閐- d﹥100mm,所以大帶輪采用孔板式。腹板厚S=10mm L=（1.5～2）d=36 輪寬B=20mm，S≧1.5S=15mm，S≧0.5S=7mm，d==134mm。輪槽寬b=8.5mm。 圖4.3 I軸大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖 4.2.2 I-Ⅱ軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）確定計(jì)算功率 P= KP=1×78.5=78.5W 式中：P——計(jì)算功率 K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得K=1 P——所需傳遞的額定功率長(zhǎng) 2）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6和8-11 ， 選擇Z型V帶 3）計(jì)算傳動(dòng)比 i===3 4）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11，取小帶輪直徑為d=56mm 5）大帶輪直徑 d=i d=3×56=168mm 取d=160mm 6）計(jì)算帶速v v===1.35m/s 7）初定中心距 0.7（d+ d）﹤a﹤2（d+ d） 156.8 ﹤a﹤448 取a=380mm 8）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld Ld=2a+（d+ d）+ =2×380+×224+ =1126mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-4，取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1120mm 9）實(shí)際中心距a a≈a+ ≈380+ ≈374mm 考慮到滾筒與帶輪2之間有一定的間隙，所以取a=380mm 10)小帶輪包角 α=180°-×57.3° =180°-×57.3° =163.2°﹥120° 所以小帶輪包角合適 11）確定V帶根數(shù) 此處帶輪之間所傳遞的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單根V帶所傳遞的功率，所以這里僅用一根V帶。 12）單根V帶的初張緊力 F=500(-1)+mv =500×(-1)×+0.06×0.35 =130N 式中：——包角修正系數(shù) 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-21得=0.95 m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m 13）作用在軸上的力F F=2 FZsin =2×130×1×sin81.6° =249.2N F= F=373.8N 14）帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-7～12-10，設(shè)計(jì)小帶輪孔徑d=20mm，可采用實(shí)心式。輪寬B=14mm，外徑d=60mm，輪槽寬b=8.5mm 設(shè)計(jì)大帶輪孔徑d=25mm，因?yàn)閐≧2.5d，所以采用腹板式。輪寬B=14mm， d= d-2（h+ f+δ） =164－2×（2.5+8.0+5.5） =132mm d=（1.8～2）d=40mm 4.2.3 Ⅲ—Ⅳ軸的帶輪設(shè)計(jì) 1）確定計(jì)算功率 P= KP=1×47=47W 式中：P——計(jì)算功率 K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得K=1 P——所需傳遞的額定功率長(zhǎng) 2）確定傳動(dòng)比 由總體傳動(dòng)比可確定傳動(dòng)比為i=1 選用Z型V帶 3）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11得小帶輪的基準(zhǔn)直徑d=100mm 4）計(jì)算帶速 v===0.33m/s 5）計(jì)算中心距 a==456mm 6）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld Ld=2a+（d+ d）+ =2×456+×212 =1245mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-4，選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1250mm 7）單根V帶的初張緊力 F=500(-1)+mv =500×(-1)×+0.06×0.33 =107N 式中：——包角修正系數(shù) 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-21得=1 m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m 8）計(jì)算壓軸力F F=2 FZsin =2×107×1×sin90° =214N F= F=321N 9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 兩個(gè)帶輪均采用腹板式結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以減少載荷分布均勻。 4.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）主軸的材料選擇45鋼調(diào)制處理，初步計(jì)算其最小直徑。取A=115，則： d≧A=115×=13.7mm 初步取d最小直徑為20mm 2）采用下圖所示裝配方案： 圖4.4 主軸裝配示意圖 3）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ①為了滿足軸向定位要求， I-II 軸段右端須制造出一軸肩，故取II-III 軸段的直徑為27 ㎜，長(zhǎng)度為25 ㎜。I-II 軸段的左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為28 ㎜。使帶輪繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，采用的I-II 軸段的直徑為20 ㎜，長(zhǎng)度為20 ㎜； ②初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用軸承參照 工作要求并根據(jù)III-Ⅳ軸段的直徑為30 ㎜，由軸承產(chǎn)品目錄初步選取0 基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓錐滾子軸承32006 型其尺寸為d×D×T=30 ㎜×55 ㎜×13 ㎜,故選用III-IV 軸段的直徑為30 ㎜，長(zhǎng)度為22 ㎜。右端軸承采用擋油環(huán)加軸用彈性擋圈進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得厚度為h=4 ㎜,取IV-V 軸段的直徑為30 ㎜。套筒右端用定位。 ③安裝齒輪處的的軸段V-VI 的直徑為30 ㎜齒輪左端用擋圈定位。右端用一套筒定位，同時(shí)套筒右端定位帶輪。已知帶輪的輪轂寬度為25 ㎜，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度故采用VI-Ⅶ軸段的長(zhǎng)度為22 ㎜。帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h﹥0.07d,取h=3.5 ㎜,則軸環(huán)處的直徑為42 ㎜。軸環(huán)寬度b≥1.4h,?、?Ⅷ軸段的長(zhǎng)度為10 ㎜。為了滿足右端齒輪的軸向固定要求，采用階梯軸形式，選用Ⅷ-Ⅸ軸段的直徑為35 ㎜，長(zhǎng)度為193 ㎜。右端的零部件結(jié)構(gòu)的定位及軸徑長(zhǎng)度與左端的大體相同。 ④帶輪及齒輪與軸的軸向定位采用平鍵連接。按照齒輪與軸的直徑由手冊(cè)查表得平鍵截面尺寸分別為b×h×l=6 ㎜×6 ㎜×14 ㎜、 b×h×l=8 ㎜×7 ㎜×16 ㎜、b×h×l=10 ㎜×8 ㎜×16 ㎜(GB/T1095-1979)。鍵槽用鍵槽銑加工，同時(shí)為了保證齒輪和軸的配有良好的對(duì)中性，故選擇輪轂與軸的配合為H7/k6. 圓錐滾子軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為h6。 4.3.2 軸的校核 下面對(duì)主軸進(jìn)行校核。 根據(jù)設(shè)計(jì)的軸的尺寸和各處所傳遞的功率，計(jì)算軸上的力及力矩。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F F=85N, F=125N F=217N, F=217N 彎矩M M=35.37N·m M=30.38N·m 總彎矩 M=46.62 N·m 扭矩T T=20.8 N·m 軸的受力如圖所示： F F F F F F 11.25N·m 35.37N·m 25.36N·m M F F F F 30.38N·m 30.38N·m M 11.25N·m 46.62N·m 39.57N·m M 16.2N·m 20.8N·m 4.6N·m T 圖4.5 主軸的受力示意圖 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）。] 軸的抗彎截面系數(shù) W=－ =－ =3843mm 式中：d——軸的直徑 b——鍵槽寬度 t——鍵槽深度 t=3.5mm σ= = =12.56Mp 式中：σ——軸的計(jì)算應(yīng)力，Mp M——軸所受的彎矩，N·mm T——軸所受的扭矩，N·mm а——取а=0.6 軸的材料選用45鋼，其許用應(yīng)力〔σ〕=60 Mp σ﹤〔σ〕 所以該軸安全。 4.3.3 鍵的校核 鍵的失效形式主要是工作面被壓潰，一般只對(duì)擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核，由公式得： σ= 式中： t—傳遞的轉(zhuǎn)矩，為20.8N·M k—鍵的工作長(zhǎng)度，為14 ㎜ d—軸的直徑 ，為35 ㎜ 〔σ〕—鍵、軸、連軸器輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，需用擠壓應(yīng)力[σ p ]=70～80MPa，取其平均值75MPa,得： σ==49.52 Mp﹤[σ p ] 所以，鍵是安全的。 4.4 錐齒輪計(jì)算 選用斜齒錐齒輪傳動(dòng)，走廊清掃機(jī)為一般機(jī)械轉(zhuǎn)速不高，故選用8 級(jí)精度選擇小錐齒輪的材料為42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度240∽270HBS), 大錐齒輪的材料為42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度210∽240HBS)。 1） 齒形角α 選用EN刀盤，則α=20° 2） 大端端面模數(shù) 根據(jù)強(qiáng)度與類比法確定 m=4 3） 齒數(shù)比 由傳動(dòng)關(guān)系可知，齒數(shù)比μ===2 4） 確定齒數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-3-11和實(shí)際空間得z=17，z=μz=2×17=34.因?yàn)閦和z最好無公因數(shù)，取z=33，則實(shí)際傳動(dòng)比μ=2.06 5） 分錐角δ tanδ==0.4857 δ= 25°54′23″ δ=64°5′37″ 6） 分度圓直徑 d=m z=4×17=68mm d=m z=4×33=132mm 7） 錐距R R==77.82mm 8） 齒寬b b=(～)R=22mm 9） 假想平面齒輪齒數(shù)Z Z==38.91mm 10) 參考點(diǎn)錐距R R=R－0.415b=77.82－0.415×22=68.69mm 11） 小端錐距R R=R－b=77.82－22=55.82mm 12)齒寬中點(diǎn)螺旋角 取=35°，小齒輪右旋，大齒輪左旋。 13）初定參考點(diǎn)螺旋角 =0.914（β+6°）=0.914×（35°+6°）=37.5° 14） 選擇銑刀盤 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-3-10，根據(jù)=37.5°，R=68.69mm,查得標(biāo)準(zhǔn)刀盤半徑 r=44mm，對(duì)應(yīng)的螺旋角=40°，由表13-3-19得Z=4 15） 選擇刀片型號(hào) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-1-11和表13-3-19，根據(jù)Z=38.91mm, =37.5°,確定選用EN4-44刀盤時(shí)用3號(hào)刀片 r=1972mm. 16)參考點(diǎn)法向模數(shù)m m=2=2×=2.708 17)參考點(diǎn)實(shí)際螺旋角β β===0.7670 β=39°55′ 18）齒高h(yuǎn) h=2.15 m+0.35=2.15×2.708+0.35=6.17mm 19)銑刀軸傾角Δα 由==7.13和β=39°55′，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-3-12得δ=79°18 所以Δα=0 20）高變位系數(shù)x 因?yàn)閆=17﹥16，所以x= x=0 21）齒頂高h(yuǎn) h=(1+ x) m=(1+0)×2.708=2.708mm h=(1+ x) m=(1+0)×2.708=2.708mm 22）齒根高h(yuǎn) h=h－h(huán)=6.17－2.708=3.462mm h=h－h(huán)=6.17－2.708=3.462mm 23)切向變位系數(shù)x x===0.02 x=- x=-0.02 24）齒頂圓直徑d d= d+2hcosδ=68+2×2.708×cos25°54′23″=72.87mm d= d+2hcosδ=132+2×2.708×cos64°5′37″=134.37mm 25)外錐高A A=Rcosδ- hsinδ =77.82×cos25°54′23″－2.708×sin25°54′23″ =68.816mm A=Rcosδ- hsinδ =77.82×cos64°5′37″－2.708×sin64°5′37″ =32.143mm 26)安裝距 按結(jié)構(gòu)確定A=88mm, A=72mm 27)支承端距H H= A－A=88－68.82=19.18mm H= A－A=72－32.14=39.86mm 28)大端螺旋角β 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-3-16，由β=39°55′，==1.13,查得β=48°54 29）弧齒厚s s=m(++x)=4×(++0.02)=6.36mm s=πm－s=3.14×4－6.36=6.2mm 將以上數(shù)據(jù)列表如下： 表4.2 中央螺旋傳動(dòng)錐齒輪主要參數(shù)表 項(xiàng)目 主動(dòng)齒輪 從動(dòng)齒輪 齒數(shù) z=17 z=33 大端模數(shù)（mm） Me=4 Me=4 齒形角 α=20° α=20° 螺旋角及旋向 =35° （右） =35° （左） 分錐角 δ= 25°54′23″ δ=64°5′37″ 高度變位系數(shù) x=0 x=0 切向變位系數(shù) x0.02 x=-0.02 大端分度圓直徑 d=68mm d=132mm 全齒高 h=6.17mm h=6.17mm 齒頂高 h=2.708mm h=2.708mm 齒根高 h=3.462mm h=3.462mm 參考點(diǎn)法向模數(shù) m=2.708 m=2.708 齒寬 b=22mm b=22mm 大端錐距 R=77.82mm R=77.82mm 小端錐距 R=55.82mm R=55.82mm 齒頂圓直徑 d=72.87mm d=134.37mm 外錐高 A=68.816mm A=32.143mm 安裝距 A=88mm A=72mm A=72mm 支承端距 H=19.18mm H=39.86mm 大端螺旋角 β=48°54′ β=48°54′ 弧齒厚 s=6.36mm s=6.2mm 4.4.2 錐齒輪校核計(jì)算 T=9550=9550×=4.6N·m F===135N 1） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 直齒錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度課近似地按照平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。 σ= 式中：K——載荷系數(shù) K=KKKK 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-2得使用系數(shù)K=1； 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10-8得動(dòng)載系數(shù)K=1.15； 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-3得齒間載荷分布系數(shù)K=1.1； 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-4得齒向載荷分布系數(shù)K=1.1。 ——齒形系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-5得=2.97 ——應(yīng)力校正系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-5得=1.52 Ф——錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 取Ф=0.33 σ==11.52Mp 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10——20（C）得〔σ〕=400 Mp σ﹤〔σ〕 ∴齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 σ=5Z 式中：Z——彈性影響系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-6，Z=188 Mp Ф——錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 取Ф=0.33 u——傳動(dòng)比 u=2 σ=5×188×=6.45 Mp 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10-21（d），〔σ〕=525 Mp σ﹤〔σ〕 ∴齒接觸疲勞強(qiáng)度足夠 4.5車架的設(shè)計(jì)計(jì)算 車架是整個(gè)清掃機(jī)的重要部件，車架直接或間接的影響著清掃機(jī)的各個(gè)方面的性能，影響著清掃機(jī)的操縱性、穩(wěn)定性。車架的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)決定了清掃機(jī)的整體性能。 車架的前后支撐選用Q235 冷拔無縫矩形鋼管25×20 無縫矩形鋼管。 車架立柱是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長(zhǎng)條鋼材。無縫矩形鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，可提高材料利用率，簡(jiǎn)化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)。 同時(shí)，矩形管相比于圓管抗彎強(qiáng)度大，一些鋼木家具等就常。 車架上底板設(shè)計(jì) 底板用來安放置蓄電池、電機(jī)減速器等。車架上底板選用Q235 熱軋鋼板，其尺寸范圍為1070×800×5mm。 結(jié)論 近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的困難，但在王興柱老師、以及同組同學(xué)幫助下都一一克服了，順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要做了以下工作： 1)到圖書館和電子閱覽室查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，搜集第一手資料，對(duì)現(xiàn)有的清掃設(shè)備進(jìn)行了分析對(duì)比，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。 2)查找有關(guān)方面的英語論文，并對(duì)其中的一些重要的部分進(jìn)行翻譯，寫出了一篇3000 字左右的外文翻譯，通過查閱與翻譯外文資料，對(duì)專業(yè)英語有了更好的鞏固。 3)根據(jù)題目的要求，參考實(shí)際情況設(shè)計(jì)出了幾種方案，對(duì)比確定出了一種較為理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總體結(jié)構(gòu)方案。 4)詳細(xì)細(xì)致的分析和設(shè)計(jì)了清掃機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、清掃機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)，對(duì)所需零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。 5)用CAD 軟件完成了總裝圖和零部件圖的繪制，折合三張A0 的圖紙。 6)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，將從方案的提出分析對(duì)比到零件的設(shè)計(jì)校核編寫進(jìn)了設(shè)計(jì)說明書，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我鞏固了以前的知識(shí)，而且使我學(xué)到了許多新知識(shí)。我深深的體會(huì)到計(jì)算機(jī)繪圖與手工繪圖的差異，計(jì)算機(jī)繪圖的優(yōu)越性在這次設(shè)計(jì)中充分的體現(xiàn)了出來。通過這次設(shè)計(jì)使我知道了自己許多的不足之處，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將會(huì)努力去改正和彌補(bǔ)，并繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)和鍛煉實(shí)踐能力，虛心向每個(gè)人學(xué)習(xí)。由于本人水平有限以及時(shí)間倉促，本次設(shè)計(jì)還有許多不足，敬請(qǐng)讀者給予好的建議和意見，并希望讀者給予批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn) [1] 譚定忠,王啟明,孔凡凱.自主移動(dòng)清潔機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)性能研究[M].哈爾濱:哈