小型清掃機的虛擬設計及運動仿真【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　?？飘厴I(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　小型清掃機的虛擬設計及運動仿真</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下

2、獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計題目：小型清掃機的虛擬設計及運動仿真</p><p>　　1. 設計的主要任務及目標<

3、;/p><p>　　設計一個小型的清掃機，包括清掃裝置、傳動裝置、收集裝置及行走裝置。要進行總體方案設計；總體結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化，繪制裝置示意圖；傳動裝置及各零部件的設計與計算；并利用三維軟件進行清掃機各部件的虛擬建模及運動仿真。</p><p>　　2．設計的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　分析課題要求，查閱相關(guān)知識方面的論文，擬定開題報告；查找設計題目相關(guān)的資料；進

4、行總體方案設計，繪制裝置示意圖；傳動裝置及各零部件的設計與計算；繪制零件圖撰寫設計說明書一份（約40頁 10000字左右）。</p><p><b>　　3．主要參考文獻</b></p><p>　　《液壓傳動與氣壓傳動》、《機械制造基礎(chǔ)》、《優(yōu)化設計》、《逆向工程》、《機械設計手冊》、《互換性與技術(shù)測量》、《液壓系統(tǒng)設計簡明手冊》、機械設計方面三維造型、運動仿真方面

5、的參考書。</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p>　　小型清掃機的虛擬設計及運動仿真</p><p>　　摘要：本文所設計的是小型清掃機，清掃設備是清掃機的關(guān)鍵部件，清掃裝置包括清掃機構(gòu)和送料機構(gòu)。小型清掃機的清掃裝置把清掃，收集和運輸作為一個整體。垃圾清理滾筒主要由傳動機構(gòu)，垃圾收集轉(zhuǎn)運機構(gòu)，垃圾清掃滾筒而構(gòu)成?？?/p>

6、應用于城市街道的垃圾，如：煙頭，紙屑，水果，樹葉，紙杯，等。</p><p>　　設備性能的提高可以提高清掃機的工作效率，降低了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度，加快了清潔衛(wèi)生，提高清掃效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 滾刷，清掃，裝置</p><p>　　Virtual design and kinematic </p><p>　　simulati

7、on of small cleaning machine</p><p>　　Abstracts：Sweeping device for sweeper is the core components, sweeping device performance improvement can improve sweeper working efficiency, reduce the labor intensity,

8、 accelerated sanitation dead clean, improve cleaning efficiency.</p><p>　　Aiming at the situation of sanitation work design cleaning, collection and transport as one of the cleaning device, cleaning device c

9、omprises a cleaning mechanism and a feeding mechanism. The cleaning device is cheap, reliable work, simple operation, good effect, and its model is simple in appearance, reasonable structure, strong applicability. </p

10、><p>　　Key words: Roller brush,Cleaning,Device </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p

11、>　　1.1.1 國外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2 研究的主要內(nèi)容4</p><p><b>　　2 方案確定5</b></p><p>　　2.1 設計方案的選擇5</p><p>　　2.2 清掃裝置工作原理介紹5</p><p>　　3 傳動機構(gòu)設計7<

12、;/p><p>　　3.1 V帶傳動的選型7</p><p>　　3.2 V帶輪的設計9</p><p>　　3.3 傳動軸的設計9</p><p>　　3.3.1 初步確定軸的最小直徑9</p><p>　　3.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設計9</p><p>　　3.3.3 軸承的選擇10

13、</p><p>　　3.3.4 零件的周向定位10</p><p>　　3.4 傳動軸的強度校核10</p><p>　　4 垃圾清掃滾筒設計13</p><p>　　4.1 清掃滾筒的結(jié)構(gòu)設計13</p><p>　　4.1.1 軸徑的確定13</p><p>　　4.1.2 各

14、軸段長度的確定13</p><p>　　4.1.3 軸承的選擇14</p><p>　　4.1.4零件的周向定位14</p><p>　　4.2 滾筒軸的強度校核14</p><p>　　5 垃圾收集轉(zhuǎn)運機構(gòu)設計18</p><p>　　5.1 主膠帶的傳動設計18</p><p>

15、　　5.2主膠帶輪的設計20</p><p>　　5.3壓緊膠帶的傳動設計20</p><p>　　5.4壓緊膠帶輪的設計22</p><p><b>　　6仿真圖23</b></p><p><b>　　結(jié)論29</b></p><p><b>　　參考

16、文獻30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p>　　小型清掃機的虛擬設計及運動仿真</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　伴隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化的進程也日益加快，從而城市人口也不斷增長，于是致使城市生活垃圾的不

17、斷增加，這就使得城市環(huán)衛(wèi)工作的強度不斷增大，特別是一些死角地帶更是難以清理。此時小型清掃機就顯示出它的優(yōu)越性，而清掃裝置是清掃機的核心部件，所以對小型清掃機的清掃裝置進行研究是有必要的。小型清掃車時個個性化極強的車輛產(chǎn)品，由于我國地域廣闊，南方多雨多水，北方氣候干燥，塵土較多，對道路清掃車有不同的需求。對經(jīng)濟性、安全性、可靠性、可維修性的質(zhì)量要素的要求也各不相同。道路清掃車行業(yè)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，從天津市第一臺道路清掃車研制開始，產(chǎn)品從單

18、一的純掃式發(fā)展到目前的多種型式，產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量迅速提高，特別是在我國改革開放以后，通過進口關(guān)鍵外購件使道路清掃車產(chǎn)品性能和可靠性大大提高。目前，我國道路清掃車的水平與國外發(fā)達國家的相比，還存在一定的差距，特別是體現(xiàn)在產(chǎn)品的可靠性方面。為盡快提高我國道路清掃車的水平，縮小與先進國家道路清掃車水平的差距，滿足我國環(huán)衛(wèi)部門對路面清掃作業(yè)的要求，道路清掃車生產(chǎn)企業(yè)應選擇一個合適的道路清掃車研究方向。為此，本文根據(jù)目前我國道路清掃車的水平，就

19、我國道路清掃車的發(fā)</p><p><b>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p><b>　　國外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　路面養(yǎng)護機械化程度的高低，是一個國家工業(yè)化程度和綜合實力強弱的重要標志之一。世界上一些發(fā)達國家，如日本，美國等，環(huán)衛(wèi)保潔工作都做的非常好，而且都是純機械化的。德國生產(chǎn)的凱馳KSM75

20、0型掃地機分為汽油驅(qū)動型和電瓶驅(qū)動型。汽油驅(qū)動型適合庭院，停車場和其他戶外清潔；電池驅(qū)動，由于它的低噪聲，污染小，適用于室內(nèi)清潔工作。40公升沙罐容積，手柄和輪子，可以很容易地被拉出，傾銷是簡單的。電池驅(qū)動的優(yōu)點，（1）：容易向下輕輕按壓手柄，你可以輕易地移動設備，配備了一個堅實的外殼和防護欄，以防止非專業(yè)人員操作設備的損壞。無級變速傳動根據(jù)環(huán)境的不同解剖，調(diào)整速度，可以獲得最佳的清洗效果，可以節(jié)省時間和精力。（2）與噪聲的吸收效果的機

21、殼，噪音低，可以記錄準確的時間表，V形刷，大垃圾擋板機清洗效果的特殊，在加油站，環(huán)保要求高的地方，您可以放心的使用。</p><p><b>　　國內(nèi)研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　我國從上個世紀六十年代以來開始研制生產(chǎn)路面清掃車，到現(xiàn)在已有將近五十年的歷史了。但與發(fā)達國家相比，中國的道路清掃車的清掃效果，無論是從技術(shù)層面還是從銷售規(guī)模還是相差很多。目前我國生產(chǎn)

22、路面清掃車的企業(yè)大概有30多家，此中中聯(lián)重科中標事業(yè)部、天津掃地王專用汽車有限公司和北京愛清清掃車制造有限公司等處于行業(yè)領(lǐng)先地位。我國道路清掃車的發(fā)展歷史與發(fā)達國家的發(fā)展過程類似，也是從純掃式道路清掃車開始，然后向吸掃式和純吸式發(fā)展。</p><p>　　上個世紀五十年代，天津市環(huán)衛(wèi)設備廠的前身天津市衛(wèi)生局汽車修理廠就研制出純掃式道路清掃車，從此揭開了我國研發(fā)道路清掃車的序幕。八十年代，天津市環(huán)衛(wèi)設備廠大量純吸式

23、生產(chǎn)道路清掃車（當時稱為吸塵車），盡管當時的道路清掃車有性能差，質(zhì)量差，外觀差，清掃效果差等缺陷，加之又限于當時我國的體制和經(jīng)濟狀況，只有少數(shù)大城市和新建的高速公路使用數(shù)量很少的道路清掃車，但是這種型式道路清掃車在我國道路清掃車的發(fā)展史上有著濃濃的一筆。我國吸掃式道路清掃車的研制成功，使我國道路清掃車與世界先進國家之間的技術(shù)水平迅速拉近，是我國道路清掃車發(fā)展旅程中的又一個新起點。當時，正是我國文化大革命以后經(jīng)濟的突飛猛進的時代，城市建設

24、高速發(fā)展，城市路面的人工清掃已難以滿足日益增長的城市道路的需要。純吸式道路清掃車正是在這個恰當?shù)臅r代推出的最適宜的產(chǎn)品，由于當時車輛產(chǎn)量較小，一時間洛陽紙貴，購買這種車輛的單位甚至不擇手段進行搶購。［1］</p><p>　　二十世紀末期至今，是我國道路清掃車發(fā)展最快的階段，道路清掃車的使用不但從大中城市擴展到小城市，高速公路，而且不少企業(yè)、居民小區(qū)也采用道路清掃車進行路面清掃。市場需求的迅速膨脹，使道路清掃車生

25、產(chǎn)企業(yè)之間的競爭也隨之激烈。許多生產(chǎn)廠家加入到道路清掃車的生產(chǎn)行列，其中不乏有一些軍轉(zhuǎn)名兵工廠，其優(yōu)秀的技術(shù)研發(fā)人員和先進的生產(chǎn)設備，使得道路清掃車技術(shù)飛速發(fā)展。在我國，道路清掃車生產(chǎn)企業(yè)已發(fā)展到數(shù)十家，生產(chǎn)的道路清掃車囊括了所有道路清掃車的類型，道路清掃車規(guī)格多達數(shù)十種。吸掃式道路清掃車便在這時甩開純掃式和純吸式道路清掃車突飛猛進，各種類型和各種規(guī)格的吸掃式道路清掃車不斷涌現(xiàn)?，F(xiàn)在，在我國道路清掃車市場中，吸掃式道路清掃車占有率迅速上

26、升。</p><p>　　目前，我國道路清掃車多數(shù)為汽車底盤改裝，這種道路清掃車轉(zhuǎn)場速度快，適合于大面積、遠距離清掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面清掃作業(yè)。不少道路清掃車生產(chǎn)企業(yè)也開發(fā)了專用底盤的中小型全液壓道路清掃車，以適應目前我國對路面清掃機械市場的需要。</p><p>　　雖然，我國道路清掃車技術(shù)的發(fā)展令世界矚目，但是，與發(fā)達國家相比，我國道路清掃車還存在不少差距。

27、雖然我國的道路清掃車在清掃效率、清掃能力、除塵效果等清掃作業(yè)性能方面與發(fā)達國家的水平相當，而在道路清掃車的噪聲、排放、可靠性、舒適性，自動調(diào)整等方面仍存在較大差距。</p><p>　　就目前我國道路清掃車的水平和質(zhì)量可知，我國在道路清掃車設計中，還缺少對專用部件的研究，缺少設計理論的指導，經(jīng)驗多于計算，模仿較多，創(chuàng)新較少。可以說，目前我國對道路清掃車的研究能力還較差，還未真正實現(xiàn)對道路清掃車進行研究的目的和要求

28、，同時，缺乏必要的研究條件。由于國內(nèi)道路清掃車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模都較小，而且掃路機產(chǎn)品批量也較小，所以采用的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)都較為落后，加工的零部件難以有穩(wěn)定的質(zhì)量。此外，我國通用零部件制造水平較低，也影響了掃路機的質(zhì)量。</p><p>　　根據(jù)我國道路清掃車市場的需求。要提高我國道路清掃車的水平，必須要首先確定其發(fā)展方向，研究開發(fā)出性能先進、可靠性高、符合我國國情的道路清掃車。下面，將對我國道路清掃車的發(fā)展方向

29、進行敘述。</p><p>　　主要部件是研究對象。在我國，由于道路清掃車發(fā)展時間較短，使用數(shù)量較少，研究開發(fā)人員有限，又沒有專門的研究機構(gòu)對其進行研究，所以缺少對道路清掃車主要部件的研究。［2］</p><p>　　為了提高吸掃式和純吸式道路清掃車設計的能力，必須對其主要部件一一清掃系統(tǒng)、風機、風道系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)以及零部件的耐磨性等進行試驗研究，以提高道路清掃車設計的理論水平，為設計提供

30、理論依據(jù)。</p><p><b>　　研究的主要內(nèi)容</b></p><p>　　通過清掃裝置的性能的改進來提高清掃機的工作效率，降低了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度，加快了清潔衛(wèi)生，提高清掃效率。該設計的主要任務是完成小的清掃裝置的設計，研究的主要內(nèi)容是設計一個清掃機構(gòu)和送料機構(gòu)，橫滾刷完成清潔工作。技術(shù)路線圖如圖1所示：</p><p><b&

31、gt;　　圖1 技術(shù)路線圖</b></p><p><b>　　2 方案確定</b></p><p>　　2.1 設計方案的選擇</p><p>　　此方案設計的是小型清掃機清掃裝置。主要與自行車配套使用，應用于城市道路清掃保潔，它由車架、車輪、傳動機構(gòu)、垃圾收集轉(zhuǎn)運機構(gòu)、垃圾清掃滾筒等組成，其中車輪的輪軸兩端分別連有軸承。車架連

32、在軸承上，垃圾收集裝置由伸到地面且由輪軸帶動的掃地滾刷，通過輪軸帶動的內(nèi)運輸帶，與內(nèi)運輸帶聯(lián)動的外運輸帶和垃圾收集箱構(gòu)成。通過推動自行車，將動力傳至掃地滾刷和內(nèi)運輸帶，從而達到清掃地面垃圾并將清掃的垃圾通過內(nèi)、外運輸帶配合傳到垃圾收件箱。［3］</p><p>　　2.2 清掃裝置工作原理介紹</p><p>　　清掃裝置主要由滾刷清掃機構(gòu)、上料機構(gòu)、傳動機構(gòu)、垃圾收件箱等組成。利用旋轉(zhuǎn)

33、軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，以促進清潔工作順利完成。如圖2所示 。</p><p>　　圖2 清掃裝置原理結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　軸 2.主膠帶 3.滾筒 4.帶輪 5.張緊輪 6.車輪7.軸 8.軸 9.滾刷 10.垃圾收集箱</p><p>　　此裝置主要采用臥式滾刷清掃機構(gòu)，主要功能是對路面垃圾起清掃和拋起的雙重作用，使垃圾按拋物線軌

34、跡運動。</p><p>　　用橡膠帶的物理性質(zhì)的送料機構(gòu)，彈性皮帶輸送廢水。物料顆粒越大，則帶的夾持力越大。利用雙交叉夾緊原理，容易飼料和改善，適用于各種形狀和大小的垃圾。</p><p>　　該機構(gòu)由一條主膠帶2和一條壓緊膠帶(帶輪上的膠帶)組成，主膠帶2由傳動滾筒3驅(qū)動，而壓緊帶沒有獨立的傳動裝置，它隨主膠帶2一起運行。主膠帶通過2個主要帶進料段的結(jié)束，彎曲段，縱斷面和材料的上端等組

35、成。在進料段的下端，主帶2和按下磁帶一起合作，垃圾將滾刷9清洗了引起的彎曲部分。當垃圾彎曲段和壓縮帶交匯，壓帶緊密覆蓋主壓，磁帶和磁帶的夾持力使廢料中。當垃圾被提升為材料的上端，壓縮帶分離主帶，繞過改向滾筒3進入回歸線分支，并拒絕放電結(jié)束，進入垃圾箱10。主膠帶接著進入返行分支。</p><p>　　為了確保兩個帶有足夠的張力，各自都設有張緊裝置。該上料機構(gòu)對各種形狀的垃圾對象的送料機構(gòu)適用，連續(xù)進料功能，工作穩(wěn)

36、定可靠。即使在垃圾物中斷給料的情況下也不會使夾持在垂直段的垃圾物從斷面中撤落下來。 </p><p><b>　　3 傳動機構(gòu)設計</b></p><p>　　帶傳動的優(yōu)點是：適應于兩軸中心距較大的傳動；帶具有良好的彈性，可以緩沖、吸振，尤其是V帶沒有接頭，傳動平穩(wěn)，噪聲??；當過載時，帯與帶輪之間會自動打滑，可以防止其他零件因過載而損壞；結(jié)構(gòu)簡單，制造和維修，成本低。

37、所以我們選擇V帶傳動。</p><p>　　3.1 V帶傳動的選型</p><p>　　（1）計算設計功率Pd</p><p>　　取自行車車重為25kg，主動輪轉(zhuǎn)速為600r/min，從動輪的轉(zhuǎn)速為300r/min，前進速度為1m/s，人推車時用的力為200N。功率P=FV=200×1=200W,根據(jù)傳動的功率P、載荷性質(zhì)和工作情況等確定設計功率。取工

38、況系數(shù)KA=1.25，故Pd=KAP=1.25×200=250W。</p><p><b>　?。?）選擇帶型</b></p><p>　　按照Pd=250W，=600r/min,初選Z型。</p><p>　?。?）選取帶輪基準直徑dd1和dd2</p><p>　　取dd1=100mm，由公式得</

39、p><p>　　dd2=dd1（1－）==196mm</p><p>　　取dd2=200mm。</p><p><b>　?。?）驗算帶速</b></p><p>　　===3.14 m/s</p><p><b>　　帶速合適。</b></p><p>

40、;　?。?）確定中心距和帶的基準長度Ld</p><p>　　初選中心距=300mm，符合</p><p><b>　　由式得帶長</b></p><p><b>　　=1079.3mm</b></p><p>　　選取基準長度Ld=1120mm對于Z型v帶，計算實際中心距</p>&

41、lt;p><b>　　162.25mm</b></p><p><b>　　1250mm</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　320.6mm</b></p><p><b>　　取320mm。<

42、;/b></p><p><b>　?。?）小帶輪包角</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　小帶輪包角合適。</b></p><p>　　（7）確定帶的根數(shù)Z</p><p>　　由dd1100mm，=600

43、r/min查表得基本額定功率P1=600W，傳動功率的增量=80W；因=，包角修正系數(shù)=0.95，因Ld=1120mm，帶長修正系數(shù)KL=1.08，由式得</p><p><b>　　取Z=1。</b></p><p>　　3.2 V帶輪的設計</p><p>　?。?）V帶輪的設計基本要求</p><p>　　車輪V

44、帶輪的結(jié)構(gòu)設計要簡單，制造容易，避免過度的鑄造應力；帶輪工作表面應加工精細，防止過度磨損。</p><p><b>　?。?）V帶輪的材料</b></p><p>　　帶輪的材料主要采取鑄鐵，選擇經(jīng)常使用材料HT200。</p><p>　?。?）V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　兩帶輪均選用實心式。帶輪的結(jié)構(gòu)設計，

45、主要是按照帶輪的基準直徑選取結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸；帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可參照經(jīng)驗公式得出。隨即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應的技能要求等。帶輪的基準直徑為50mm，帶輪寬為30mm，長度為45mm。</p><p>　　3.3 傳動軸的設計</p><p>　　軸的設計是按照軸上零件的安裝、定位、固定和軸的制造工藝性等方面的需求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)尺寸，包含軸各

46、段的長度和軸徑的確認，以保證軸的工作能力和軸上工作可靠。［4］</p><p>　　3.3.1 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)材料力學，由最小直徑的軸轉(zhuǎn)矩大小，初步估計。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)公式：</p><p>　　d= =103×=41.2mm</p><p>　　故取軸的最小直徑dmin=50m

47、m。</p><p>　　3.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　首先，在軸的裝配方案的部分。針對軸類零件的定位和固定，裝配序列，確定軸的結(jié)構(gòu)方案。傳動軸的結(jié)構(gòu)如圖4所示。</p><p>　　根據(jù)工作要求，支撐軸類零件主要是滾動軸承，滑輪。</p><p>　?。?）軸端1與帶輪相連，故 </p><p>

48、　　（2）軸段2軸承相連，故 </p><p>　　（3）軸段3起連接作用，按照實際需要， </p><p>　　（4）軸段4與軸承相連，故其 </p><p>　?。?）軸段5與帶輪相連， </p><p>　　3.3.3 軸承的選擇</p><p>　　滾動軸承的初步選擇。考慮軸向力的存在，單排選擇

49、圓錐滾子軸承可以承受軸向力。根據(jù)工作要求，確定軸承30313的選擇。</p><p>　　3.3.4 零件的周向定位</p><p>　　軸的周向定位采用平鍵聯(lián)結(jié)。通過軸徑手動搜索確定平鍵的截面尺寸，用鍵槽銑刀鍵槽加工，粘結(jié)長度應略短于輪轂，并按照鍵長的標準系列。考慮到軸的直徑，軸端1處選擇鍵的長度L為25mm，鍵寬b為9mm，鍵高h為7mm。</p><p>　　

50、軸端5處選取鍵的長度為L為30mm，鍵寬b為14mm，鍵高h為9mm。</p><p>　　3.4 傳動軸的強度校核</p><p>　?。?）作出軸的簡圖，確定軸承的支點位置。</p><p>　?。?）的外載荷分解為水平和垂直的平面。</p><p><b>　　水平方向</b></p><p&

51、gt;<b>　　垂直方向</b></p><p>　　軸的扭矩為T=95.5×105×=3820</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果，在水平方向的彎矩圖彎矩圖垂直方向和扭矩圖。（圖4）</p><p><b>　　圖4 扭矩和彎矩圖</b></p><p>　　已知軸的彎矩和扭矩

52、,以及軸的截面分布圖可知軸的危險截面(因彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面)為帶輪連接段與軸承臺階的結(jié)合處。</p><p>　　因此對該面進行彎扭合成強度校核,按第三強度理論校核有:</p><p>　　通常有彎矩所產(chǎn)生的彎曲應力是對稱循環(huán)應力,而由于扭矩所產(chǎn)生的應力則不是對稱循環(huán)變應力.為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響,引入折合系數(shù)，則計算應力為</p><p>　

53、　式中的彎曲應力為對稱循環(huán)變應力，而扭轉(zhuǎn)切應力為對稱循環(huán)變應力，取；因為零件為圓軸，所以彎曲應力為，扭轉(zhuǎn)切應力為，將和代入公式則軸的彎扭合成強度條件為</p><p>　　式中：——軸的計算應力，單位為</p><p>　　—軸所受的彎矩，單位為</p><p>　　——軸所受的扭矩，單位為</p><p>　　——軸的抗彎截面系數(shù)，單位為，

54、計算公式通過機械設計書 </p><p>　　—對稱循環(huán)變應力時軸的許用彎曲應力，其值按《機械設計》表15-1選用。</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=60?？芍猚a＜，故安全。［5］</p><p>　　4 垃圾清掃滾筒設計</p><p>　　垃圾清掃機構(gòu)采用臥式滾刷清掃機構(gòu)，它的主要功能是對路面垃圾起到清掃和拋起的

55、雙重作用，使垃圾按拋物線軌跡運動。</p><p><b>　　清掃滾筒的結(jié)構(gòu)設計</b></p><p>　　軸的滾刷，滾刷鑲嵌在軸上，并隨軸旋轉(zhuǎn)，因此下一步是設計的軸。</p><p><b>　　軸徑的確定</b></p><p>　　對軸載荷的基礎(chǔ)是沒有太多的實際情況。軸段直徑的確定，通常根

56、據(jù)軸所受扭矩進行初步計算，通過扭轉(zhuǎn)強度計算，初步確定軸的最小軸徑dmin，取dmin=20mm。</p><p><b>　　各軸段長度的確定</b></p><p>　　安裝在軸上的零件，要有準確的定位。為保證結(jié)構(gòu)緊湊，軸的各段長度可根據(jù)軸上個零件的寬度和按經(jīng)驗確定的各零件之間的距離來確定。對于不允許軸向滑動的零件，零件受力后不要改變其準確的位置，即定位要準確，固定

57、要可靠。為了保證定位可靠，與輪轂配合的軸段長度一般應比輪轂長度短2～3mm。選擇軸端長度為48mm。其左右兩端均勻軸肩定位。滾刷軸的結(jié)果如圖5所示。</p><p>　　圖5 滾刷軸結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　根據(jù)工作需要，支持零件主要有滾刷筒、滾動軸承，帶輪。</p><p>　　（1）軸端1與軸承相連，故 </p><p>　　（2

58、）軸段2起連接作用，根據(jù)實際需要， </p><p>　?。?）軸段3與滾刷筒相連，故 </p><p>　?。?）軸承與軸相連接的部分，其中鏈輪軸承兩端，承載強度大，所以 </p><p>　　（5）軸段5起連接作用，根據(jù)實際需要， </p><p>　?。?）軸端6與帶輪相連，故 </p><p&g

59、t;　　4.1.3 軸承的選擇</p><p>　　滾動軸承的初步選擇。考慮軸向力的存在，單排選擇圓錐滾子軸承可以承受軸向力。根據(jù)工作要求，確定軸承30313的選則。</p><p>　　4.1.4零件的周向定位</p><p>　　軸的周向定位采用平鍵聯(lián)結(jié)。通過軸徑手動搜索確定平鍵的截面尺寸，用鍵槽銑刀鍵槽加工，粘結(jié)長度應略短于輪轂，并按照鍵長的標準系列?？紤]到軸

60、的直徑，選取鍵的長度L為30mm，鍵寬b為14mm，鍵高h為9mm。</p><p><b>　　滾筒軸的強度校核</b></p><p>　　（1）作出軸的簡圖，確定軸承的支點位置。</p><p>　?。?）按扭轉(zhuǎn)強度條件計算</p><p>　　式中：——扭矩切應力，單位為MPa</p><p&

61、gt;　　——軸所受的扭矩，單位MPa</p><p>　　——軸的抗扭截面系數(shù)，單位</p><p>　　——軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min</p><p>　　——軸傳遞的功率，單位為KW；</p><p>　　——計算截面處軸的直徑，單位為mm</p><p>　　——許用扭轉(zhuǎn)切應力，單位為MPa</p>

62、<p><b>　　見表1。</b></p><p>　　表1 軸常用幾種材料的及值</p><p>　　注：1）表中值是考慮彎矩的影響和減少扭轉(zhuǎn)剪應力。</p><p>　　2）在下列情況時，取較大值,取較小值：彎矩較小或只受扭矩作用、載荷平穩(wěn)、無軸想載荷或只喲較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn)、；反之，取較小值，取較

63、大值。</p><p>　　作彎矩圖，分別按水平和垂直方向計算各力產(chǎn)生的彎矩。</p><p><b>　　水平方向</b></p><p><b>　　垂直方向</b></p><p>　　軸的扭矩為T=95.5×105×=7640</p><p>　　

64、根據(jù)計算結(jié)果，在水平方向上的彎曲的彎矩圖和扭矩圖彎矩圖的垂直方向 </p><p>　　已知軸的彎矩和扭矩,以及軸的截面分布圖可知軸的危險截面(因彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面)為帶輪連接段與軸承臺階的結(jié)合處。所以綜合實力的彎曲表面上，按第三強度理論校核：</p><p>　　通常有彎矩所產(chǎn)生的彎曲應力是對稱循環(huán)應力,而由于扭矩所產(chǎn)生的應力則常常不是對稱循環(huán)變應力.

65、為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響,引入折合系數(shù)，則計算應力為</p><p>　　在彎曲應力對稱循環(huán)應力，和扭轉(zhuǎn)剪應力對稱循環(huán)應力，??；</p><p><b>　　零件為圓軸</b></p><p>　　所以彎曲應力為，扭轉(zhuǎn)切應力為，將和代入公式則軸的彎扭合成強度條件為</p><p>　　式中：——軸的計算應力，單位為

66、</p><p>　　——軸所受的彎矩，單位為</p><p>　　——軸所受的扭矩，單位為</p><p>　　——軸的抗彎截面系數(shù)，單位為，計算公式由機械設計表15-4有</p><p>　　—對稱循環(huán)變應力時軸的許用彎曲應力，其值按《機械設計》表15-1選用。</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得

67、=60。可知ca＜，所以安全。</p><p>　　5 垃圾收集轉(zhuǎn)運機構(gòu)設計</p><p>　　收集和使用物理特性的傳輸機制，通過彈力帶運送垃圾的橡皮筋，材料的顆粒大小，與夾緊力自動增加。采用雙交叉夾緊原理，容易飼料和改善，適用于各種形狀和大小的垃圾。垃圾收集轉(zhuǎn)運機構(gòu)采用的是平帶輪傳動。分為主膠帶輪和壓緊帶輪。［6］</p><p><b>　　主膠帶

68、的傳動設計</b></p><p>　?。?）計算設計功率Pd</p><p>　　主動輪轉(zhuǎn)速為300r/min，從動輪的轉(zhuǎn)速為200r/min，功率P為100W,根據(jù)傳動的功率P、載荷性質(zhì)和工作情況等確定設計功率。取工況系數(shù)KA=1.25，故Pd=KAP=1.25×100=125W。</p><p><b>　?。?）選擇帶型<

69、;/b></p><p>　　按照Pd=125W，=300r/min,初選Z型。</p><p>　　（3）選取帶輪基準直徑dd1和dd2</p><p>　　取dd1=200mm，且dd1= dd2，所以dd2=200mm。</p><p><b>　　（4）驗算帶速</b></p><p&

70、gt;　　== =6.28 m/s</p><p><b>　　故帶速合適。</b></p><p>　?。?）確定中心距和帶的基準長度Ld</p><p>　　初選中心距=480mm，符合</p><p><b>　　由式得帶長</b></p><p><b>　

71、　=1588mm</b></p><p>　　對于Z型v帶選取基準長度Ld=1600mm，計算實際中心距</p><p><b>　　243mm</b></p><p><b>　　0mm</b></p><p><b>　　所以</b></p>&l

72、t;p><b>　　486mm</b></p><p><b>　　取480mm。</b></p><p><b>　?。?）小帶輪包角</b></p><p><b>　　由式得</b></p><p><b>　　＞</b>

73、</p><p><b>　　故小帶輪包角合適。</b></p><p>　　（7）確定帶的根數(shù)Z</p><p>　　由dd1200mm，=300r/min查表得基本額定功率P1=310W，傳動功率的增量=10W；因= ，包角修正系數(shù)=1；因Ld=1600mm，帶長修正系數(shù)KL=1.16，由式得</p><p><

74、;b>　　取Z=1根。</b></p><p>　?。?）橡膠帶寬度的確定</p><p>　　取橡膠帶的寬度為50mm。</p><p>　　5.2主膠帶輪的設計</p><p>　?。?）平帶輪的設計基本要求</p><p>　　設計應使其質(zhì)量小皮帶輪；結(jié)構(gòu)工藝性好；沒有大的內(nèi)部壓力鑄造；質(zhì)量分布

75、均勻，轉(zhuǎn)速高時要進行動平衡實驗；輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。</p><p>　?。?）平帶輪的材料選擇</p><p>　　帶輪的材料主要采用鑄鐵，選擇常用材料HT200。</p><p>　?。?）平帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　兩帶輪均采用實心式。帶輪的結(jié)構(gòu)設計，

76、主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)戴的截型確定輪槽尺寸；帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可參照經(jīng)驗公式計算。隨即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應的技術(shù)要求等。［7］</p><p>　　5.3壓緊膠帶的傳動設計</p><p>　　變速器的設計和主帶是相似的，設計的基本原則，磁帶寬度是一樣的。不同于主帶壓帶驅(qū)動，沒有獨立的消息來源，是靠主膠帶的帶動而進行轉(zhuǎn)動的。</p><

77、;p>　?。?）計算設計功率Pd</p><p>　　主動輪轉(zhuǎn)速為300r/min，從動輪的轉(zhuǎn)速為200r/min，功率P為100W,根據(jù)傳動的功率P、載荷性質(zhì)和工作情況等確定設計功率。取工況系數(shù)KA=1.25，故Pd=KAP=1.25×100=125W。</p><p><b>　?。?）選擇帶型</b></p><p>　　

78、根據(jù)Pd=120W，=300r/min,初選Z型。</p><p>　?。?）選取帶輪基準直徑dd1和dd2</p><p>　　取dd1=200mm，且dd1= dd2，所以dd2=200mm。</p><p><b>　?。?）驗算帶速</b></p><p>　　== =6.28 m/s</p>&

79、lt;p><b>　　故帶速合適。</b></p><p>　?。?）確定中心距和帶的基準長度Ld</p><p>　　初選中心距=480mm，符合</p><p><b>　　由式得帶長</b></p><p><b>　　=1588mm</b></p>

80、<p>　　對于Z型v帶選取基準長度Ld=1600mm，計算實際中心距</p><p><b>　　243mm</b></p><p><b>　　0mm</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　486mm</b&

81、gt;</p><p><b>　　取480mm。</b></p><p><b>　　（6）小帶輪包角</b></p><p><b>　　由式得</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>

82、　　小帶輪包角合適。</b></p><p>　?。?）確定帶的根數(shù)Z</p><p>　　由dd1200mm，=300r/min查表得基本額定功率P1=310W，傳動功率的增量=10W；因= ，包角修正系數(shù)=1；因Ld=1600mm，帶長修正系數(shù)KL=1.16，由式得</p><p><b>　　取Z=1根。</b></p&

83、gt;<p>　　（8）橡膠帶寬度的確定</p><p>　　取橡膠帶的寬度為50mm。</p><p>　　5.4壓緊膠帶輪的設計</p><p>　　與主膠帶輪的設計基本類似。</p><p>　?。?）平帶輪的設計基本要求</p><p>　　設計平帶輪時應滿足的基本要求是：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好；無

84、過大的鑄造內(nèi)應力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。［8］</p><p>　?。?）平帶輪的材料選擇</p><p>　　帶輪的材料主要采用鑄鐵，選擇常用材料HT200。［9］</p><p>　?。?）平帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　兩

85、帶輪均采用實心式。帶輪的結(jié)構(gòu)設計，主要是根據(jù)帶輪的基準直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)戴的截型確定輪槽尺寸；帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可參照經(jīng)驗公式計算。確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應的技術(shù)條件等。平帶輪滾筒的長度為50mm，直徑為30mm。</p><p><b>　　6 仿真圖</b></p><p><b>　　車架</b>

86、;</p><p><b>　　橫梁軸</b></p><p><b>　　垃圾箱蓋</b></p><p><b>　　杠桿扳手</b></p><p><b>　　連接架</b></p><p><b>　　上橫梁&l

87、t;/b></p><p><b>　　梁動架</b></p><p><b>　　平衡軸架</b></p><p><b>　　前固定架</b></p><p><b>　　帶帶輪的大車輪</b></p><p><b

88、>　　中轉(zhuǎn)軸架</b></p><p><b>　　皮帶張緊架</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　在本設計中，從經(jīng)濟與實用兩個方面，采用了v帶輪傳動和臥式滾刷清掃機構(gòu)。但是由于該裝置的內(nèi)部設計的復雜，且整個設計過程所能收集到的理論資料較少。在這次畢業(yè)設計中主要做了以

89、下工作：</p><p>　　到圖書館和電子閱覽室查閱大量國內(nèi)外文獻，搜集第一手資料，對現(xiàn)有的清掃設備進行了分析對比，為畢業(yè)設計做好準備。</p><p>　　查找有關(guān)方面的英文論文，并對其中的一些重要的部分進行翻譯，通過查閱與翻譯外文資料，對專業(yè)英語有了更好的鞏固。</p><p>　　根據(jù)題目的要求，參考實際情況設計出了幾種方案，對比確定出了一種較為理想的經(jīng)濟實

90、用的總體結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　詳細細致的分析和設計了清掃機的傳動系統(tǒng)、清掃機構(gòu)，對所需零部件進行了設計計算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。</p><p>　　用CAD軟件完成了零部件圖的繪制。</p><p>　　根據(jù)自己的設計，將從方案的提出分析對比到零件的設計校核編寫進了設計說明書，完成了畢業(yè)設計說明書的編寫。</p><p>

91、　　在以后的學習生活中會更加注意，力求設計出更小，清理裝置效率更高，價格更低廉，中國的衛(wèi)生清潔事業(yè)奉獻一份力量。通過本次畢業(yè)設計，不僅使我鞏固了以前的知識，而且使我學到了許多新知識。我深深的體會到計算機繪圖與手工繪圖的差異，計算機繪圖的優(yōu)越性在這次設計中充分的體現(xiàn)了出來。通過這次設計使我知道了自己許多的不足之處，在以后的學習和工作中，我將會努力去改正和彌補，并繼續(xù)學習科學文化知識和鍛煉實踐能力，虛心向每個人學習。本次設計中還有許多不足，

92、敬請老師給予好的建議和意見，并希望讀者給予批評指正。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］ 陳曉勇.環(huán)衛(wèi)保潔清掃自行車臥式滾刷清掃原理［D］.四川.西南科技大學.2005，1-3</p><p>　?。?］ 陳曉勇.保潔自行車后軸結(jié)構(gòu)設計［D］.四川.西南科技大學．2004，1-3</p>&l

93、t;p>　?。?］ 王大康,盧頌峰.機械設計課程設計[M].北京工業(yè)大學出版社.第二版.2010.</p><p>　?。?］ 李秀珍.機械設計基礎(chǔ)(少學時)[M].北京:機械工業(yè)出版社.第四版.2005.</p><p>　　［5］ 孫桓,陳作模.機械原理［M］.北京:高等教育出版社．第七版．2006.</p><p>　?。?］ 李計剛.皮帶輸送機清掃裝置

94、的改進[J].中國設備工程2008(3):33.</p><p>　?。?］ 李萬生.介紹一種簡易的輔助清掃裝置[J].中國乳品工業(yè)，1992（20）：2.</p><p>　?。?］ 劉興.普通帶式輸送機清掃裝置使用分析[J].煤礦機械,2002(11):56.</p><p>　?。?］ 葛恒安.國內(nèi)路面清掃車行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].建筑機械化,2004.11

95、.</p><p>　　［10］ Aufbereitungs-Technik，1983,Nr.1,P28～37；1982，Nr.11,P631-644；1975， Nr.11，P614-616</p><p>　　[11] 謝文彬，楊建國，李蓓智等．管道檢測機器人的研制[J]．機械工程師， 2005， (1)：16-18</p><p>　　

96、[12] 宋章軍，陳懇，楊向東等．通風管道智能清污機器人的研制與開發(fā)[J]．機器 人，2005，27(2)：142-146 </p><p>　　[13] 孫桓，陳作模，葛文杰等編著.第7版.機械原理[M].北京：高等教育出版社， 2006</p><p>　　[14] 濮良貴，紀名剛等編著.第8版.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2005</p&

97、gt;<p>　　[15] 龔振邦等編著．機器人機械設計[M]．北京：電子工業(yè)出版社，1995</p><p>　　[16] 機械設計手冊編委會著.機械設計手冊[M].第3版.北京：機械工業(yè)出版社， 2004</p><p>　　[17] 許福玲等.《液壓與氣壓傳動》（第三版）[M].北京：機械工業(yè)出版社. 2008.</p><p>

98、;<b>　　致 謝</b></p><p>　　非常感謝張愛榮老師在我大學的最后學習階段——畢業(yè)設計階段給我的指導，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導和無私的幫助。同時，感謝所有的老師在這四年來對我的指導和幫助，他們教給我知識，教我如何學習，教我如何做人。正是因為他們，我能在各方面取得了重大進展，在此表示衷心的感謝，并祝愿所有的老師培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才，

99、桃李滿天下。</p><p>　　通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《小型清掃機的虛擬設計及運動仿真》終于完成了，這意味著大學生活即將結(jié)束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。其次，我要深深地感謝培養(yǎng)和教育我的任課老師，他們高尚的師德情操、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富的專業(yè)知識，是我今后學習的榜樣，我從他們那里所學的知識，將使我受益終生。<

100、/p><p>　　同時，我還要感謝在本論文撰寫過程中，關(guān)心、幫助和鼓勵過我的老師和同學們。是他們給我提供了大量的資料，并為我的論文寫作提出了許多積極而富有建設性的意見! </p><p>　　在本論文的寫作過程中，我的導師張愛榮老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關(guān)心和