走廊清掃機的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè)計）</p><p>　　題 目： 走廊清掃機的設(shè)計 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p>

2、<p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1 研究的意義1</p><p>　　1.2 清掃工具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景1</p><p>　　1.3 設(shè)計的內(nèi)容3</p><p>　　2 總體方案的設(shè)計 4</p><p>　　2.1 研究目標4</

3、p><p>　　2.2 總體方案的確定4</p><p>　　3 動力裝置的確定6</p><p>　　3.1 確定機器的驅(qū)動方案6</p><p>　　3.2 蓄電池的選擇6</p><p>　　3.3 電動機的選擇6</p><p>　　4 清掃機的結(jié)構(gòu)設(shè)計8</p>

4、<p>　　4.1 傳動比的分配8</p><p>　　4.2 帶輪的選擇設(shè)計8</p><p>　　4.3 錐齒輪計算13</p><p>　　4.5 車架的設(shè)計計算20</p><p>　　4.6 滾刷的設(shè)計21</p><p><b>　　5 結(jié) 論22</b><

5、/p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　走廊清掃機的設(shè)計</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文所設(shè)計的是用

6、于清掃走廊的走廊清掃機，該清掃機的動力采用直流電機對電動機進行供能，通過帶傳動和齒輪傳動將運動傳給兩側(cè)的盤形刷，使其分別作順時針和逆時針轉(zhuǎn)動，將兩側(cè)的垃圾掃到中間，傳給中間的滾刷，再由滾刷將垃圾掃入垃圾箱內(nèi)實現(xiàn)清掃功能。本次設(shè)計的走廊清掃機可以對走廊的狹小的空間進行清掃，清掃效率高，清掃面積大，能夠達到每小時清掃面積不小于600平方米，垃圾箱容量也很大，不低于20升，可靠性很強，清掃效果好。</p><p>　　

7、本次設(shè)計中，對清掃機的結(jié)構(gòu)進行較詳盡的設(shè)計，包括齒輪、帶輪和主軸的尺寸設(shè)計計算和力學分析，對齒輪和主軸等關(guān)鍵零部件進行了強度校核，經(jīng)過校核，齒輪和主軸的強度滿足設(shè)計要求，可安全運行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：清掃機；盤形刷；清掃面積；垃圾容量</p><p>　　The Design of ?Corridor Cleaning Machine </p><p>

8、<b>　　Abstract</b></p><p>　　In this paper, the design is used for cleaning the corridor cleaning machine.? ? Energy device adopts dc motor to power the electric motor, through the belt drive and g

9、ear drive to the movement on both sides of the disc brush, make its be clockwise and anticlockwise respectively, the rubbish is swept to the middle,on both sides of the pass to the middle of the roller., ? by rolling bru

10、sh again knocked the garbage into garbage cleaning functions in the box.? ? The design of the corridor cleaning </p><p>　　Key words: cleaning machine; Disc brush. Clean the area; Garbage capacity</p>

11、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 研究的意義</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，社會的進步，道路以及城市的規(guī)模在不斷的擴大，因此對道路的清潔程度要求也越來越大。而傳統(tǒng)的清掃方式如使用掃帚，拖把進行清掃及其落后的清掃設(shè)備已經(jīng)不能滿足當今社會的需要并且傳統(tǒng)的清掃方式和清掃設(shè)備工作效率

12、低，對工作人員的體力消耗大，并且還浪費人力資源。</p><p>　　因此設(shè)計一臺清掃機對解決工作效率低，工作人員的體力消耗大，浪費人力資源并且對美化環(huán)境有很大的幫助。</p><p>　　1.2 清掃工具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景</p><p>　　清掃機的研制最早也起源于歐洲，至今已經(jīng)有幾十年的歷史了，而且國外的清掃機研制技術(shù)已經(jīng)相當成熟，再加上他們的基礎(chǔ)零件的可靠性比

13、較高，因此國外的清掃機相對國內(nèi)而然他們的可靠性是十分高的[1]。我國于20世紀60年代開始進行了清掃機的研制，至今已經(jīng)有40多年的歷史了。雖然經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，但是與發(fā)達國家相比，我國清掃機械還存在著很大的差距。在清掃效率、清掃能力，清掃面積，可靠性上，安全性及除塵效果等等方面，有很大的差距，并且只能對大型的區(qū)域進行清掃。所以研制出小型的清掃機是十分重要的。大的區(qū)域的清掃工作是一項很累的工作，它能消耗人們的精力，物力，人力。近十幾年來

14、，人們開始試著應(yīng)用機器人代替人來進行此項工作。 隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，社會的進步，道路以及城市的規(guī)模在不斷的擴大，對道路的清潔程度要求也越來越大。而傳統(tǒng)的清掃方式已經(jīng)不能滿足當今社會的需要。因此設(shè)計一臺清掃機對解決工作效率低，工作人員的體力消耗大，浪費人力資源并且對美化環(huán)境有很大的幫助[8]。目前，許多國家研制的清潔機器順應(yīng)時代的需要而產(chǎn)生了。隨著科技發(fā)展，國外在機器人上的研究力度越來越大。20世紀60年代末移動機器人的研究為清掃機器&l

15、t;/p><p>　　1.2.1 清掃設(shè)備的分類</p><p>　　在當今社會通用的小型清掃設(shè)備主要有兩大類分別為掃地機和清潔機器人。</p><p>　　掃地機：掃地機是現(xiàn)有技術(shù)下的最為經(jīng)濟實用的小型清掃設(shè)備。掃地機涉及地板上小面積地面覆蓋物的清掃機械領(lǐng)域，是一種小型家庭、工廠、小區(qū)、機關(guān)用的掃地機械。它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。通過查閱相關(guān)資料了解到掃地機的種類主要有氣

16、動高壓帶電清掃機，CZQ·50超高壓帶電自動清掃譏，BRQ便攜式軟軸連接高壓帶電清掃機等?，F(xiàn)將他們的結(jié)構(gòu)特點歸納如下： </p><p>　　1. 氣動高壓帶電清掃機 它是由絕緣桿、電動機、毛刷、齒輪、帶傳動等組成。具有安全，可靠，效率高等優(yōu)點，清掃速度快，清掃面積大[9]。</p><p>　　2. CZQ-50超高壓帶電自動清掃機 它是由電動機

17、，齒輪，滾刷等部件組成。清掃器采用馬達作為電源，帶動毛刷旋轉(zhuǎn)，來實現(xiàn)清掃工作。其特點為自動化程度高，清掃速度快，清掃效果好，使用維護方便[10]。</p><p>　　3. 便攜式軟軸連接高壓帶電清掃機 它由電動機，帶輪，滾刷，滾筒等組成，采用電動機作為動力源，通過帶傳動齒輪傳功傳遞動力，帶動滾刷盤旋轉(zhuǎn)，完成清掃作業(yè)。其特點為重量輕、清掃功率大、使用壽命長、操作安全可靠、檢修維護簡便等特點[11] 。<

18、/p><p>　　1.2.2 我國清掃機械的發(fā)展趨勢</p><p>　　我國的清掃機器還是存在很多方面的缺陷，我舉得應(yīng)該從以下幾個方面進行改進。</p><p>　?。?）提高清掃保潔效率</p><p>　　（2）提高清掃保潔能力和除塵效果</p><p>　?。?）提高清掃機的可靠性，舒適性以及自動調(diào)整的能力<

19、/p><p>　?。?） 研制的清掃機機械要應(yīng)該與生態(tài)型、現(xiàn)代化國際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有環(huán)保優(yōu)先、技術(shù)創(chuàng)新、國際先進等裝備特征，并且具有多功能化，模塊化，人性化，數(shù)字化等特點。</p><p>　　目前我國的清掃機械在這些方面跟外國發(fā)達國家相比還有很大的差距，主要是因為我國在這方面的研究時間短，技術(shù)還不是很成熟，經(jīng)過我國科學家的努力，我國的清掃機械在各個方面的質(zhì)量都能達到世界先進水平。然而目

20、前的清掃機械會對環(huán)境會造成污染，比如清掃車排放的尾氣等。研制出有一種環(huán)保的清掃機十分重要。</p><p>　　1.2.3 發(fā)現(xiàn)的問題和解決途徑</p><p>　　在設(shè)計清掃機的構(gòu)成中遇到了很多的問題。比如清掃機功率的選取一定要合適，功率選的太小不能滿足工作的要求，功率太大就會顯得浪費。而清掃機的垃圾箱的容量和材質(zhì)要滿足工作要求，材質(zhì)不好會減少清掃機的使用壽命，造成漏垃圾的現(xiàn)象，對環(huán)境造

21、成污染。對于機器中的結(jié)構(gòu)設(shè)計要滿足工作要求，齒輪，帶輪，軸的尺寸選取要合理，他們的材料要有足夠的硬度和強度，以便能夠滿足清掃面積和清掃速度，可靠性等方面的要求。因此合理的設(shè)計清掃機的結(jié)構(gòu)大小及機構(gòu)布置就很重要并且也很困難。</p><p>　　在設(shè)計過程中，通過上網(wǎng)看書搜集大量的資料，是自己在小型清掃機器這方面的知識有了更深的了解。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計的內(nèi)容

22、</b></p><p>　　運用所學知識設(shè)計走廊清掃機，清掃機每小時清掃面積不小于600平方米，垃圾箱的容量不低于20升。</p><p><b>　　其主要設(shè)計內(nèi)容為：</b></p><p>　?。?）走廊清掃機總體方案設(shè)計；</p><p>　　（2）動力裝置的確定</p><p&

23、gt;　　（3) 走廊清掃機的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計，比如齒輪，帶輪，軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計和校核。</p><p><b>　　2 總體方案的設(shè)計</b></p><p>　　2.1 研究目標 </p><p>　　設(shè)計走廊清掃機每小時清掃面積不小于600平方米，垃圾箱的容量不低于20升，并且清掃效果好，能夠清掃走廊等狹窄的地方。</p>

24、<p>　　2.2 總體方案的確定</p><p>　　最初設(shè)計了許多的方案，最終綜合考慮認為其中一種方案最為有可能實現(xiàn)我們的課題要求。</p><p><b>　　方案一原理圖：</b></p><p>　　圖2-1 走廊清掃機方案一簡圖</p><p>　　1. 殼體 2. 電機 3. 滾刷 4. 導向

25、斜面 5. I小斜面 6.垃圾箱 7.垃圾斗 </p><p>　　工作原理：當清掃機工作時，電動機提供動能，通過帶傳動將動力傳遞給滾刷，帶動滾刷轉(zhuǎn)動，可以將垃圾掃到垃圾箱內(nèi)。</p><p>　　特點：結(jié)構(gòu)簡單，能對小面積的區(qū)域進行清掃，但是不能夠長時間工作，只能對中間的垃圾進行清理，邊角處的垃圾清理不到。</p><p><b>　　其方案二原理圖：&

26、lt;/b></p><p>　　圖2-2 走廊清掃機方案二簡圖</p><p>　　1. 電動機 2. 小帶輪 3. I軸大帶輪 4. I小錐齒輪 5. III大錐齒輪 6. V帶 7. I軸小帶輪 8. II軸大帶輪 9. I軸小錐齒輪 10. IV軸大錐齒輪 11. 滾刷 12. 刮板 13. 主刷 </p><p>　　工作原理：當清掃機工作時，電動

27、機將動力通過帶傳動傳遞給主軸，主軸一方面通過錐齒輪嚙合和帶傳動，帶動前面的兩個滾刷一個順時針轉(zhuǎn)動，一個逆時針轉(zhuǎn)動，可以將垃圾掃到中間。主軸另一方面通過帶傳動帶動后面的滾筒轉(zhuǎn)動，滾筒上面有刷子，可以把前面滾刷掃到中間的垃圾收集，掃到垃圾桶里。</p><p>　　特點：結(jié)構(gòu)簡單，安全性能高，清掃面積大，清掃效果好，可靠性高，清掃速度快[12]。</p><p>　　通過對比，可以得出方案二是

28、比較好的方案。 </p><p><b>　　3 動力裝置的確定</b></p><p>　　3.1 確定機器的驅(qū)動方案</p><p>　　考慮到機器的使用及其實際情況，選擇了兩種運動方案。 方案一采用汽油機驅(qū)動，方案二 機器驅(qū)動采用蓄電池驅(qū)動。因為走廊清掃機的功率比較小，所以選擇小型的儲電

29、器進行驅(qū)動。 </p><p>　　3.2 蓄電池的選擇</p><p><b>　　選用蓄電池型號</b></p><p>　　清掃機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。</p><p>　　所以采用鉛酸電池，型號為NP5-12L。</p><p><

30、b>　　有關(guān)性能為：</b></p><p>　　電壓為12V，基本尺寸：長×寬×高=151mm×51mm×99mm</p><p><b>　　重量約為2kg</b></p><p>　　3.3 電動機的選擇</p><p><b>　　選擇電動機的類

31、型</b></p><p>　　本次設(shè)計的走廊清掃機采用的是蓄電池進行能源供應(yīng)，要求控制較簡單，運行平穩(wěn)，所以選擇直流電動機。</p><p>　　根據(jù)實際情況，滾刷的受力F=50N，轉(zhuǎn)速為n=60r/min.滾筒受力F2=43N,轉(zhuǎn)速為n2=70r/min。</p><p><b>　　滾筒處II軸的轉(zhuǎn)矩</b></p>

32、;<p>　　T=FR=43×0.25=10.75N·m</p><p><b>　　此處的功率</b></p><p><b>　　P===78.5W</b></p><p>　　滾刷的轉(zhuǎn)矩 T= FR=50×0.15=7.5N·m</p>

33、<p>　　所需功率 P= ==47W</p><p>　　滾刷與錐齒輪間用V帶傳動，傳遞效率0.96</p><p>　　III軸錐齒輪處的功率為：</p><p>　　PIII= P/?=47÷96%=49W</p><p>　　齒輪間的傳遞效率為95%</p><p><

34、b>　　豎放齒輪處的功率</b></p><p>　　P= PIII/ ?=49÷95%=52W</p><p>　　滾筒與I軸用V帶傳動，傳遞效率為96%</p><p>　　P=P/ ?=78.5÷96%=81.8W</p><p>　　電機到I軸之間用帶傳動，傳遞效率96%</p>&

35、lt;p><b>　　電機的輸出功率</b></p><p>　　P=(2P+ P)/ ?=(2×58+81.8)÷96%=193.5W</p><p>　　上網(wǎng)查找應(yīng)選擇電動機的型號為J-SZ(ZYT)-PX系列直流減速電機，功率為200W，輸出轉(zhuǎn)速600r/min電壓為12V。</p><p>　　4 清掃機的結(jié)構(gòu)

36、設(shè)計</p><p>　　4.1 傳動比的分配</p><p>　　電機到II軸之間的總傳動比[13]</p><p>　　i===9（公式4-1）</p><p><b>　　分配各級傳動比</b></p><p>　　設(shè)計有電機到I軸的傳動比i=4；</p><p>　

37、　由I軸到III軸的傳動比i=2.25。</p><p>　　電機到滾刷的總傳動比</p><p>　　i===10（公式4-2）</p><p>　　齒輪間的傳動比為i=2</p><p>　　4.2 帶輪的選擇設(shè)計</p><p>　　4.2.1 I軸帶輪的設(shè)計計算</p><p>　　功率

38、P=2×58+81.8=185.8Ｗ，因為滾筒的轉(zhuǎn)矩為T=17.5N.m，滾筒到Ⅳ軸的傳動比為3.75，傳動效率為0.96，所以I軸的轉(zhuǎn)矩為T==6.08N.m，所以I軸的轉(zhuǎn)速為n=/ min。</p><p><b>　　1. 確定計算功率</b></p><p>　　P= KP=1×200=200W</p><p>　　

39、式中：P——計算功率 </p><p>　　K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表8-7得K=1</p><p><b>　　2. 選擇帶的類型</b></p><p>　　根據(jù)P，I軸的轉(zhuǎn)速n，由圖8-11選擇A型帶</p><p>　　3. 確定帶輪的基準直徑d并且驗算帶速v</p><p>　

40、　由圖8-6和表8-8選取小帶輪的基準直徑d =90mm</p><p>　　驗算帶速v 按照公式v= （公式4-3）</p><p>　　= =2.8m/s，根據(jù)實際情況此速度滿足工作要求。</p><p>　　計算大帶輪的基準直徑 傳動比i==2.2，所以大帶輪的基準直徑d=2.2×90=198mm根據(jù)表8-8圓整為d=200mm。</p&g

41、t;<p>　　4. 確定帶的中心距和基準長度</p><p>　　根據(jù)公式8-20（機設(shè)課本）0.7（d＋d）≤a≤2（d＋d）算出中心距的范圍為203≤a≤580 ，初定中心距a=300mm</p><p>　　計算帶所需的基準長度 </p><p>　　Ld=2a+（d+ d）+ （公式4-4） </p><p>　　=

42、2×300+×290+=1066mm</p><p>　　查表8-2，取基準長度Ld=1000mm</p><p><b>　　實際中心距a</b></p><p>　　a≈a+（公式4-5）</p><p><b>　　≈300+</b></p><p>

43、;<b>　　≈267</b></p><p>　　取中心距為248，在驗算的中心距范圍內(nèi)合格。</p><p>　　5. 驗算小帶輪的包角α</p><p>　　α=180°－×57.3°（公式4-6）</p><p>　　=180°－×57.3°</p

44、><p>　　=156°﹥90°合格</p><p><b>　　6. 計算V帶根數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)實際情況，清掃機的功率低，采用一根帶就能滿要求足工作</p><p>　　7. 計算單根V帶的張緊力</p><p>　　F=500(－1)+qv（公式4-7）&l

45、t;/p><p>　　=500×(－1)×+0.1×2.8</p><p><b>　　=59N</b></p><p>　　式中：——包角修正系數(shù) ， 查表12-3[14]得=0.95</p><p>　　q——V帶單位長度質(zhì)量，kg/m。查表12-77[14]得m=0.1 kg/m</

46、p><p><b>　　8. 計算壓軸力F</b></p><p>　　（F）=2 FZsin（公式4-8）</p><p>　　=2×59×1×sin78°</p><p><b>　　=109N</b></p><p><b>

47、;　　9. 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　圖4-1 V帶的截面圖</p><p><b>　　由表8-10得：</b></p><p>　　基準寬度bd 為11 ㎜；基準線上槽深hamin 為2.75㎜；基準線下槽深為hfmin 為8.7㎜；電動機的輸出軸直徑20mm，基準直徑d≥2.5d，并且d≤300mm，小帶輪采

48、用腹板型的結(jié)構(gòu)。所以小帶輪的寬度B=f+e=15+9=21，d=2ｘ20=40，L=1.5ｘ20=30， d=d+2ha=90+5.5=95.5，C=20÷4=5 </p><p>　　大帶輪基準直徑d=200mm</p><p>　　d= d－2（h+ f+δ）</p><p>　　=205.5－2×（2.75+8.7+5.5）</p&g

49、t;<p><b>　　=171.6mm</b></p><p>　　d=（1.8～2）d=24mm</p><p>　　因為d- d﹥100mm,所以大帶輪采用孔板式。腹板厚S=10mm L=（1.5～2）d=60</p><p>　　輪寬B=54mm，d==97.8mm。輪槽寬b=8.5mm。C=20÷4=5&l

50、t;/p><p>　　圖4-2 I軸大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　4.2.2 I-Ⅱ軸帶輪的設(shè)計計算</p><p><b>　　1. 確定計算功率</b></p><p>　　P= KP=73.3W</p><p>　　式中：P——計算功率 </p><p>

51、;　　K——工況系數(shù)。查表8-7得K=1</p><p>　　2. 選擇V帶的類型</p><p>　　根據(jù) P=73.3W.n=40r/ min,由圖12-2[14]的應(yīng)該選擇Z型帶</p><p>　　3. 確定帶輪的基準直徑[13]</p><p>　　由表8-6和表8-8選取小帶輪的基準直徑d=63mm</p><

52、p>　　驗算帶速 由公式4-1得 v==0.9m/ s，根據(jù)實際情況，此速度符合要求。</p><p><b>　　——小帶輪轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　計算打帶輪的基準直徑 傳動比 i===3.9， d=i d=3.9×63=245.7mm，根據(jù)表8-8圓整為d=250mm。</p><p>　　4. 確定V

53、帶的中心距和基準直徑</p><p>　　根據(jù)公式 0.7（d+ d）﹤a﹤2（d+ d）算出中心距的取值范圍為</p><p>　　219.1 ﹤a﹤626 初選a=500mm。</p><p>　　由公式 4-2得Ld=2a+（d+ d）+ 算出所需的基準長度 Ld=1549mm，根據(jù)表8-2去基準長度為Ld=1400mm</p><p

54、>　　確定實際中心距a≈a+</p><p><b>　　≈425.5mm</b></p><p>　　在中心距的范圍內(nèi)，根據(jù)實際情況，所以取a=458mm </p><p><b>　　驗算小帶輪的包角 </b></p><p>　　由公式4-4得 α=180°-×

55、57.3°</p><p>　　=153.2°﹥120°</p><p><b>　　所以小帶輪包角合適</b></p><p><b>　　確定V帶根數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)實際情況，清掃機的功率小，采用一根帶就能夠滿足工作要求。</p>&

56、lt;p>　　計算單根V帶的初拉力 </p><p>　　由公式4-5得 F=500(-1)+mv</p><p><b>　　=83.2N</b></p><p>　　——包角修正系數(shù) 查表12-13[14]得=0.86</p><p>　　q——V帶單位長度質(zhì)量，kg/m。查表12-14[14]

57、得q=0.06kg/m</p><p>　　計算作用在軸上的壓軸力F[13] </p><p>　　由公式4-6得 F=2 FZsin</p><p>　　=2×83.2×1×sin76.6°</p><p><b>　　=162N</b></p><p

58、>　　4.2.3 Ⅲ—Ⅳ軸的帶輪設(shè)計</p><p>　　確定計算功率 由表8-7查的工況系數(shù)K=1</p><p>　　所以計算功率 P= KP=1×49=49W</p><p><b>　　2. 選擇帶的類型</b></p><p>　　根據(jù)計算功率P和帶速n，由圖8-10選擇A型帶</p&g

59、t;<p>　　3. 確定帶輪的基準直徑和驗算帶速</p><p>　　確定小帶輪的基準直徑 由表8-8選取小帶輪的基準直徑為100mm，從電動機到圓盤刷的總傳動比為10，齒輪間的傳動比為2，從電動機到I軸的傳動比為4，所以此處的帶傳動的傳動比為1.25，大帶輪的基準直徑為d=1.25ｘ100=125mm由表8-89圓整為125mm</p><p>　　驗算帶速V 由公式4

60、-1得 v===0.314m/s根據(jù)實際情況，此速度符合工作要求。</p><p>　　確定中心距a和基準長度L</p><p>　　根據(jù)中心距的取值范圍公式確定中心距的取值范圍為157＜a＜450，取a=423,</p><p>　　由基準長度的公式4-2計算出基準長度為L=954mm，由表8-2[13]確定帶的基準長度為1000mm，所以中心距a=423+（10

61、00—954)÷2=446mm，合格。</p><p>　　5. 驗算包角 有公式4-4計算出包角為176°合格。</p><p>　　6. 初拉力F 由表12-14[14]和表12-13[14]查的V帶的單位長度質(zhì)量為0.1，包角修正系數(shù)為 0.99，所以由公式4-5計算出初拉力F=119N，有公式4-6計算出壓軸力為8.4N。&l

62、t;/p><p><b>　　4.3 錐齒輪計算</b></p><p>　　1. 齒輪傳動的選擇</p><p>　　要實現(xiàn)傳動方向的變化，可以采用蝸輪蝸桿傳動，齒輪傳動。蝸輪蝸桿傳動的特點為傳動平穩(wěn)，沖擊載荷少，噪聲低，具有自鎖性。但是蝸輪蝸桿傳動的摩擦損失大，傳動效率低，對于運動要求的實現(xiàn)有困難，所以選擇齒輪傳動。齒輪傳動的傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊

63、湊，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定。齒輪傳動分為直齒圓柱齒輪傳動，斜齒圓柱齒輪傳動還有錐齒圓柱齒輪傳動。而走廊清掃機內(nèi)的齒輪傳動要實現(xiàn)方向的改變，要實現(xiàn)從軸的豎直轉(zhuǎn)動，通過齒輪傳動，實現(xiàn)滾刷的水平轉(zhuǎn)動。從以上的工作情況考慮，應(yīng)該選擇錐齒輪傳動。走廊清掃機為一般機械轉(zhuǎn)速不高，故選用8 級精度。由機械設(shè)計手冊表14-28選擇小錐齒輪的材料為42SiMn調(diào)質(zhì)硬度270HBS, 大錐齒輪的材料為42SiMn調(diào)質(zhì)硬度240HBS，硬度相差30HBS

64、,符合要求。</p><p>　　2. 初步計算 [14] </p><p>　　因為原動機為直流電動機，所以取K=1.2.小齒輪的轉(zhuǎn)矩T=9550=3N.m因為滾刷的轉(zhuǎn)速為60r/min，傳動比為1.25，所以大帶輪的轉(zhuǎn)速n=1.25×60=75r/min，因為齒輪間的傳動比為2，所以小齒輪的轉(zhuǎn)速n=2×75=150r/min。</p><p&g

65、t;　　由圖14-22得小，大齒輪的接觸疲勞強度極限為σ1=680mpa，σ2=650mpa。由 表14-49取安全系數(shù)S=1.0，則大小齒輪的許用疲勞強度為σhp1==680÷680mpa，σhp2==650÷1=650mpa。所以小齒輪的大端分度圓直徑de1=1951==42.9mm。由表15-5[14]取齒形角α=20°。小齒輪的齒數(shù)z=16，大齒輪的齒數(shù)z=μz=2×16=32，由表15-

66、5得z=31.大端面模數(shù)m==2.68，取m=3，所以實際傳動比i===1.94。查表15-6=0.34，=-0.34，查圖15-6[14]得</p><p><b>　　3. 幾何計算</b></p><p>　　小齒輪分錐角：arctan</p><p><b>　　大端分度圓直徑：</b></p>&l

67、t;p><b>　　外錐距：</b></p><p>　　齒寬：，取b=16mm，則</p><p><b>　　平均模數(shù)：</b></p><p><b>　　平均分度圓直徑：</b></p><p><b>　　大端齒頂高：</b></p&

68、gt;<p>　　頂錐角： </p><p><b>　　大端齒頂圓直徑：</b></p><p>　　冠頂距： </p><p><b>　　大端分度圓齒厚：</b></p><p><b>　　大端分度圓弦齒高：</b></p

69、><p><b>　　當量齒數(shù)：</b></p><p>　　端面重合度：根據(jù)端面重合度的計算公式要先計算出。</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)列表如下：</p><p>　　表4.2 中央螺旋傳動錐齒輪主要參數(shù)表</p><p>　　項目

70、 主動齒輪 從動齒輪</p><p>　　齒數(shù) z=16 z=31</p><p>　　大端模數(shù)（mm） Me=3

71、 Me=3</p><p>　　齒形角 α=20° α=20°</p><p>　　分錐角 δ= 27.3°

72、 δ= 62.7°</p><p>　　高度變位系數(shù) x=0.34 x=-0.34</p><p>　　切向變位系數(shù) x=0 x=0</

73、p><p>　　大端分度圓直徑 d=48mm d=93mm</p><p>　　大端齒頂高 h=4.02mm h=1.98mm</p><p>　　大端齒根高

74、 h=2.58m h=4.62m</p><p>　　齒寬 b=16mm b=16mm</p><p>　　外錐距

75、 R=52.3mm R=52.3mm</p><p>　　齒頂圓直徑 d=55.14mm d=96.69mm</p><p>　　冠頂距 A=44.6

76、6mm A=20.43mm</p><p>　　平均分度圓直徑 d=40.6584mm d=78.74mm</p><p>　　當量齒數(shù) Z=17.47mm

77、 d=67.59mm</p><p>　　弧齒厚 s=2.65mm s=6.77mm</p><p>　　4.4 主軸的設(shè)計計算[13]</p><p><b>　　主軸的方案</b></p><

78、;p><b>　　圖4-3 I軸圖</b></p><p>　　因為走廊清掃機在工作過程中，軸要收到轉(zhuǎn)矩和扭矩的組合作用，為了滿足工作要求，軸的材料采用45鋼，調(diào)制處理，使軸具有足夠的硬度，強度和耐磨性。根據(jù)表15-3初選=120，于是，因為跟小帶輪相連的軸段直徑最小，所以初定長度。</p><p>　　2擬定軸零件的裝配方案</p><p

79、>　　(1) 軸上零件的軸向定位 </p><p>　　滿足軸向定位的要求，1-2軸段右端應(yīng)該制出一個周肩，周肩高度為h=0.1d，所以，左端應(yīng)該用軸端擋圈定位，按照軸端直徑取擋圈直徑D=27mm，</p><p>　　初步選擇軸承 因為軸承同時承受徑向力和軸向力的作用，所以選擇單列圓錐滾子軸承。根據(jù)=24mm，查找機械設(shè)計手冊選取0基本游隙組，標準精度的單列圓錐滾子軸承3

80、29/28，其基本尺寸為C=9，B=12，所以軸上，，右端的軸承采用軸肩定位，軸肩高度h=0.1d=0.1×28=2.8mm，所以，取。</p><p>　　取安裝齒輪處的軸段的直徑，因為錐齒輪的寬度B=16,所以軸段。安裝齒輪處的軸段5-6右端采用階梯套筒定位，一直帶輪的輪輻寬度為54，為了使套筒端面可靠地壓緊在齒輪和帶輪，此軸段的長度應(yīng)該略小于帶輪輪輻寬度，所以，帶輪右端采用軸肩定位，軸肩高度取h=

81、3，所以軸環(huán)處直徑，而軸，軸環(huán)的寬度b≥1.4h，取，為了滿足齒輪的軸向定位，采用階梯軸的形式，，長度階梯套筒的長度為11mm軸，。</p><p>　　（2）軸上零件的周向定位 </p><p>　　齒輪，帶輪與軸的連接采用鍵連接。1-2段軸的直徑為20mm，根據(jù)表9-4[14]查的鍵的截面尺寸為。軸段9-10與軸段5-6采用的鍵相同。因為，由表9-4[14]查的平鍵截面尺寸。軸段6-7

82、的直徑由表9-4[14]查的平鍵截面尺寸，因為帶輪的輪轂寬度為54mm，取鍵的長度為30mm，錐齒輪與軸的配合采用基空制，過盈配合。</p><p>　　參考表15-2取軸端倒角為。</p><p><b>　　(3) 軸的校核</b></p><p><b>　　軸的受力分析如下圖</b></p><

83、p>　　圖4-4 I軸受力圖</p><p>　　由前面的計算得知 扭矩</p><p><b>　　在錐齒輪處：</b></p><p>　　求支反力：在水平面內(nèi)</p><p>　　圖4-5 I軸水平面內(nèi)受力圖</p><p><b>　　對B點取矩 ：</b&

84、gt;</p><p><b>　　對F點取矩：</b></p><p><b>　　彎矩圖為</b></p><p>　　圖4-6 I軸水平面內(nèi)彎矩圖</p><p><b>　　垂直面內(nèi)受力</b></p><p>　　圖4-7 I軸垂直面內(nèi)受力

85、圖</p><p>　　齒輪處的分度圓直徑，</p><p><b>　　對B點取矩：</b></p><p><b>　　對F點取矩：</b></p><p>　　在垂直面內(nèi)的彎矩圖為</p><p>　　圖4-8 I軸垂直面內(nèi)彎矩圖</p><p&g

86、t;<b>　　總的彎矩圖為</b></p><p>　　圖4-9 I軸總彎矩圖</p><p><b>　　扭矩圖</b></p><p>　　圖4-10 I軸扭矩圖</p><p>　　抗彎截面系數(shù)：，因為軸為單向旋轉(zhuǎn)，扭矩應(yīng)力為脈動循環(huán)，取，，軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表15-1（機設(shè)

87、課本）的，軸安全。</p><p>　　4.5 車架的設(shè)計計算</p><p>　　車架結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖所示：</p><p>　　圖4-11 車架結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　車架的前后支撐選用鑄鐵， 尺寸為25×20×10的矩形鋼管。</p><p>　　地板采用三輪支撐，后面兩個大輪，承載能力強，

88、放在垃圾箱和滾筒的下面。在后面兩個大輪的中心線上，采用可以旋轉(zhuǎn)的工業(yè)鉸輪支撐，不承載很多重量，只起到平衡和轉(zhuǎn)向的作用，這樣在改變方向時會很方便。</p><p>　　底板用來安放置蓄電池、電機減速器等。車架上底板選用Q235 熱軋鋼板，其尺寸范圍為1188×852×10mm。在距離上邊緣9mm出和距離下邊緣75mm出安裝兩個軸承座，用來支撐軸承。在距離前邊緣10mm出安裝電機，電機距離下邊緣2

89、01mm。滾刷距離主軸的距離為323mm。</p><p><b>　　4.6 滾刷的設(shè)計</b></p><p>　　掃地刷是清掃機的主要工作機構(gòu)，分為主刷和副刷。主刷是圓柱形的，是主要的清掃工具，它把垃圾掃到傳送帶上去，在將垃圾送到垃圾箱內(nèi)。刷毛安裝在空心圓柱體的外部又稱為滾刷。本次設(shè)計所采用的就是滾刷，前面的兩個刷子采用副刷形式，它可以將清掃機兩邊的角落了的垃圾

90、掃到主刷能夠清掃到的范圍內(nèi)，這樣就擴大了清掃的范圍。而后面的刷子采用的是主刷，將副刷清掃的垃圾掃到垃圾箱里。前面的滾刷采用的是圓錐刷，刷毛采用的材料是尼龍的，價格便宜，受用壽命長。滾刷的直徑為150mm。</p><p><b>　　5 結(jié) 論</b></p><p>　　經(jīng)過廣泛的查閱與課題相關(guān)的國內(nèi)外文獻，對走廊清掃機進行了詳盡的設(shè)計，得出如下結(jié)論：</p&

91、gt;<p>　　1. 本次設(shè)計的走廊清掃機采用蓄電池進行供能和電動機進行動力的傳輸，里面采用帶傳動，齒輪傳動進行動力傳遞。</p><p>　　2. 本次設(shè)計的走廊清掃機清掃面積大，輕便，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安全性能好，清掃效果好，對環(huán)境沒有污染。</p><p>　　3. 清掃機內(nèi)的結(jié)構(gòu)采用了齒輪傳動，帶傳動。齒輪材料采用40Cr，主軸的材料采用45鋼，并且對齒輪和軸的尺

92、寸進行了設(shè)計，其強度也進行了校核。經(jīng)過校核其強度滿足工作要求。</p><p>　　4. 滾刷的材料采用的是尼龍的，柔軟，使用壽命長,可以清掃不同材質(zhì)的垃圾，但是只能對重量輕的垃圾進行清理。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 方國浩，范明志，盛利平．道路清掃保潔機械發(fā)展的歷史與趨勢．商通汽車，2008,(

93、10)：95</p><p>　　[2] 李磊，葉濤，譚民，陳細軍．移動機器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與未來[J]．機器人，2002，（9）：475～480</p><p>　　[3] 譚定忠，王啟明，孔凡凱．自主移動清潔機器人運動學性能研究．機械工程師，2004，（10）：55～56</p><p>　　[4] 章小兵，宋愛國．地面移動機器人的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．機器人

94、技術(shù)與應(yīng)用，2005，（2）：19～23 </p><p>　　[5] 曾岑，陳進，蔣玉杰．智能型室內(nèi)清潔機器人的研究和發(fā)展探析[J]．機械制造，2008，46（10）：46～47</p><p>　　[6] 高學山，徐殿國，王炎等．全方位地面移動清掃機器人[J]．機電工程學報，2008，44（3）：228～233 </p><p>　　[7] 李金山，李琳，譚定忠

95、．清潔機器人概述．中國科技信息，2005，（5）：18</p><p>　　[8] 周大威，高學山，王炎，徐殿國．全方位移動清掃機器人控制技術(shù)的研究．高技術(shù)通訊，2000，10(6)：65</p><p>　　[9] 喻華玉，徐文澄．CZQ-50超高壓帶電自動清掃機．中國電力：2002，35(1)：68～70</p><p>　　[10] 高寶峰，王秀青．氣動高壓帶

96、電清掃機的研發(fā)運用．山西電力：2009，(5)：46</p><p>　　[11] 喻華玉，徐文澄．BRQ便攜式軟軸連接高壓帶電清掃機及其應(yīng)用．中國電力，2002，35(10)：93</p><p>　　[12] 靳同紅，鄭德亮，李連云，劉景真．走廊清掃機的三維設(shè)計．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2008，(1)：15～16</p><p>　　[13] 濮良貴，紀名剛．機械

97、設(shè)計（第八版)．北京：高等教育出版社，2006：39～340</p><p>　　[14] 吳宗澤．機械設(shè)計師手冊（上下冊）．北京：機械工業(yè)出版社，2002：705～2000</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在指導教師**老師的細致耐心的指導下完成的。從論文選題、題調(diào)研、試驗指導、理論分析到論文撰寫，無不傾

98、注了老師的心血和汗水。在此，謹向郭老師致以衷心的感謝！</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計期間，我學到了很多有關(guān)機械設(shè)計的知識，并在設(shè)計實踐過程中得到了大的鍛煉。這次的畢業(yè)設(shè)計不僅是對過去所學知識的總結(jié)復(fù)習和系統(tǒng)串聯(lián)，也是對我們未來工作和研究的一次準備和練習。而且使我認識到，學習知識一定要認真嚴謹，在設(shè)計和研究過程中，一定要持之以恒，不怕失敗，知難而進，只有具有了扎實的基礎(chǔ)知識，真正掌握了科學知識，才能謀求發(fā)展、取得