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道路垃圾清扫机设计【3D】.doc

道路垃圾清扫机设计【优秀课程毕业设计+含参考三维图及14张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+外文翻译+33页加正文1.28万字】-jxsj05

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汇总版图纸.dwg

液压原理图.dwg

电动机带轮.dwg

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关键词：: 道路垃圾清扫打扫设计优秀优良课程毕业设计清扫机垃圾清扫道路清扫

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道路垃圾清扫机设计【优秀课程毕业设计+含参考三维图及14张CAD图纸+带任务书+开题报告+中期检查表+外文翻译+33页加正文1.28万字】

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摘要……………………………………………………………………………………1

关键词…………………………………………………………………………………1

1 前言……………………………………………………………………………………1

1.1 垃圾清扫现状分析………………………………………………………………1

1.2 国内外垃圾清扫机械化发展现状………………………………………………2

1.3 国内清扫机发展趋势……………………………………………………………2

2垃圾清扫总成设计计算……………………………………………………………2

2.1 设计思想…………………………………………………………………………2

2.2 总体结构设计……………………………………………………………………3

2.3 各主要机构参数的设计和验算…………………………………………………3

2.3.1 垃圾清扫设计……………………………………………………………4

2.3.2 垃圾输送收集装置设计…………………………………………………4

2.3.3 推动清扫机所需功率计算………………………………………………6

2.3.4 清扫机扫辊速度验算……………………………………………………6

2.3.5 行走设计…………………………………………………………………6

2.3.6 垃圾清扫机的动力匹配…………………………………………………7

3 操作系统的确定及设计算………………………………………………………………7

3.1 传动方案的确定…………………………………………………………………7

3.2 设定各级传动比和主要参数……………………………………………………8

3.2.1 传动比确定………………………………………………………………8

3.2.2 各轴转速确定……………………………………………………………8

3.2.3 各轴转矩计算……………………………………………………………9

3.2.4 各轴功率计算……………………………………………………………9

3.3 主要工作零部件的设计计算……………………………………………………9

3.3.1 第一级传动带轮设计……………………………………………………9

3.3.2 第二级传动带轮设计…………………………………………………11

3.3.3 第三级传动链传动设计………………………………………………12

3.3.4 齿轮传动（驱动输送带）的设计………………………………………13

4 主要受力零件的强度或寿命校核计算………………………………………………16

4.1 轴的设计计算及校核……………………………………………………………16

4.1.1 第一级从动轴设计计算及校核………………………………………16

4.1.2 第二级从动轴设计计算及校核………………………………………19

4.2 轴承的设计计算及其校核………………………………………………………23

4.2.1 第一级从动轴轴承设计计算及其校核………………………………23

4.2.2 第二级从动轴轴承设计计算及其校核………………………………23

4.2.3 第三级从动轴轴承的设计计算及其校核……………………………24

4.3 键的设计计算及校核……………………………………………………………25

4.3.1 第一级从动轴上联接键的校核………………………………………25

4.3.2 第二级从动轴上联接键的校核………………………………………25

4.3.3 第三级从动轴上联接键的校核………………………………………26

4.3.4 上滚轮轴联接键的校核………………………………………………26

5 结论……………………………………………………………………………………26

5.1 主要优点…………………………………………………………………………26

5.2 主要缺点…………………………………………………………………………26

5.3 有待改进的地方…………………………………………………………………27

5.4 维护和保养………………………………………………………………………27

6 设计心得………………………………………………………………………………28

参考文献……………………………………………………………………………………29

致谢…………………………………………………………………………………………30

道路垃圾清扫机的设计

摘要：本文叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势。该清扫机以电动机为动力源，通过带传动、链传动以及齿轮传动带动清扫辊和传送带工作。该清扫机主要用于平坦道路的垃圾清扫，提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好，寿命长，非常适合清洁工人使用。

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关键词：清扫机；传动；设计计算

内容简介：: s ve it it is It of is In “is is is to Its to An is a in to is to in A of is its a s is by B. of of R&D is of or of R&D is a of is of T to a be so be as In to a be to is of to it to of to in at is a of it of of is of is to to to in do a to to s a of of of to a of if be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is is in of as be is a be to to if to be to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on 英文文献翻译学生姓名：学院：专业及班级：学号：指导教师： 2011年 4月 25 日机械工程英语第 1课现代制造工程也许你从来没有想过这个问题之前，但它是你周围的一切。它影响着你生活的一部分。是什么呢？在这种情况下， “它 ”是制造业。其实 “制造 ”是不是你周围的一切。而是人为制造的产品。现在看看你周围。名称有些事情你看到这些制造。椅子，笔记本电脑，蓝色牛仔裤，书籍，地板砖，黑板，灯泡，铅笔，眼镜，近周围的一切你是制造。制造业是香港的重要的社会。这对于我们的经济。一个经济体是生产和销售的产品和服务体系。许多人工作在制造业。他们帮助生产的产品。他们用这些钱购买他们赚的产品。人们购买的产品越多，越产品的生产。这让更多的人来工作。制造业也是重要的另一种方式的经济。甲片的材料后，更是值得它被改变成一个有用的产品。这就是附加值。价值是增加了生产过程。二现代制造一个制造业的资源需要三个基本类型：物质资源，人力资源，资本资源。工业的七个关键要素是组织生产步骤：研究，开发，生产模具，生产计划与控制，质量控制，人事管理，制造，营销。研发新产品，工艺或材料，旧技术的改进计划。 R D 是这么大，工业世界的重要组成部分，需要与不同的人才很多人。生产工具是工业元素与这些工具有关。在器和设备需要做出的产品。生产计划与控制最重要的部分是路由，调度，调度，并规划布局。机械及设备，必须使生产安排，可以进行顺利，没有浪费时间和精力。质量控制可以被定义为那些活动，防止缺陷的文章。在尝试这种方式管理，以确保产品将可以接受的买家。营销是让那些谁使他们对那些谁使用它们，有助于提供各种货物的权利给我们，在正确的方式和数额，时间及价格，产品的过程。第 2课机械工程设计机械工程设计是工程的主要部分，它涉及的概念，设计，开发，改进和应用机器及各种机械设备。对于许多学生，机械工程设计是他们的第一个专业的工程课程之一。专业工程关注的是获得解决实际问题，工程师们能够设计出更好的解决实际问题。在机械工程设计中的大多数问题没有唯一正确的答案。因此，现代机械工程师能够产生显着更好的解决方案，以满足今天的需要。工程师必须使用现有的最佳科学信息的理解以及经验，良好的判断力。当考虑一个完整的机器，工程师都认为，要求和约束是相互关联的各个组成部分。现代工程师已越来越多地安全，生态，更广泛的考虑和整体有关 “生活质量 ”。好的设计需要尝试新的想法并愿意采取了一定的风险，因为他们知道如果新的观点并不工作中存在的方法可以恢复。因此，设计者必须要有耐心，因为没有时间和扩大的努力取得成功的保证。创建一个全新的设计，通常需要许多旧的和行之有效的方法，将重点放在一边。这并不容易，因为许多人抱着熟悉的想法，技巧和态度。设计工程师必须不断寻找方法来改进现有产品，必须决定哪些旧的，成熟的概念，应使用什么新的，未经试验的想法应该被纳入。新的设计通常有 “错误 ”或之前，必须制定新设计出来的优良特性，可享有不可预见的问题。因此，有一个优越的产品的机会，但只有在较高的风险。应该强调的是，如果设计不保证激进的新方法，这种方法不能申请的改变而而已。在设计的开始阶段，创意应该允许繁荣没有大量的约束。尽管许多不切实际的想法可能发生时，通常很容易消除在设计的早期阶段，他们之前是由公司生产所需的细节。通过这种方式，创新的思想不是抑制。很多时候，一个以上的设计，开发，到那里他们可以相互比较点。这是完全可能的是，最终设计将接受使用心得在被拒绝的设计，没有太多的整体表现为一个现有的承诺。另一项重要的一点，应该承认的是，设计工程师必须能够与其他人交流意见，如果他们要纳入。传达给其他人设计的最后，在设计过程中的重要一步。毫无疑问，许多伟大的设计，发明和创新工程已失去了人类仅仅是因为创始人是无法或不愿解释他们的成就给其他人。演讲是一个销售的工作。这位工程师，当提出一个新的解决方案，行政，管理或监督人，正试图出售或向他们证明这个解决方案是一个更好的。除非这是可以做到成功，获得的时间和精力花在解决方案已经在很大程度上浪费了。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）中期检查表学部：理工学部学生姓名汤毓学号 200841914711 年级专业及班级 2008 级机械设计制造及其自动化 (7)班指导教师姓名全腊珍指导教师职称教授毕业论文题目道路垃圾清扫机设计毕业论文工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题 1. 系统设计计算 2. 传动方案的确定及主要工作部件的设计计算 1. 主要受力零件的强度或寿命校核计算纸的绘制 3. 完成说明书指导教师意见指导教师签名：年月日检查（考核）小组意见检查小组组长签名：年月日湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书学生姓名汤毓学号 200841914711 年级专业及班级 2008 级机械设计制造及其自动化 (7)班指导教师及职称全腊珍教授学部理工学部 20 11年 09月 20 日填写说明一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必须针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）主要内容和要求： 1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。 2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。 3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（二）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近 1 3 年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（三）毕业论文（设计）的进度安排： 1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的 20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的 50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的 30%。 2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的 60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的 40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文（设计）题目道路垃圾清扫机设计主要内容和要求（宋体五号，行间距单倍行距）主要内容： 1、垃圾清扫总成设计 2、垃圾输送收集装置设计 3、行走机构设计 4、操作系统设计 5、动力匹配要求： 1、清扫干净。 2、效率 20km/h。 3、要求机构设计合理。结构紧凑，体积小，重量轻，环保节能，使用方便。 4、完成 3 张纸（折合），并要求制。 5、撰写设计说明书，文字在字间，条理清楚，计算有据，格式按湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计）规范化要求。 6、设计说明书的内容包括：课题的目的、意义、国内外动态；研究的主要内容；总体方案的拟定和主要参数的设计计算；传动方案的确定及设计计算，主要工作部件的设计；主要零件分析计算和校核；参考文献，鸣谢。注：此表如不够填写，可另加附页。主要参考资料（具体格式以规范化要求规定为准） 1 高秀华 ,郭建华化学工业出版社 ,2005. 2 马守明北京：煤炭工业出版社 ,1998. 3 池建军 ,侯妮娜机械管理开发 2007 年 01 期 4 徐小红 ,汤仲平中国石油兰州润滑油研究开发中心 . 5 周庆玲哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社 ,2009. 6 于骏一，邹青 M械出版社 ,2004. 7 施平 M子工业出版社 ,2004. 8 赵强，李永胜，王建安等防护撞护栏清洗车饿基本设计【 J】新产品 9 宁维庆，蕲长征 J】 1996（ 6）：610 葛如海 J】江苏理工大学学报， 1995（ 10）： 4411 葛如海 J】机械科学与技术， 1995（ 5）； 812 郁明山等编北京：机械工业出版社， 1998 13 吴宗泽等编机械设计中央广播电视大学出版社， 1998 13 机械工程手册编委会第 34 篇液压传动械工业出版社， 1997 15 苏尔皇主编北京：国防工业出版社， 1979 工作进度安排（宋体五号，行间距固定值 22 磅）起止日期主要工作内容题、下达设计任务书研、查找资料、毕业设计开题计方案确定计计算绘制装配图、零件图期考核写设计说明书，修改审、修改辩要求完成日期： 20 12 年 5 月 5 日指导教师签名：接受任务日期： 20 11 年 9 月 21 日；学生本人签名：注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名汤毓学号 200841914711 年级专业及班级 08 级机制七班指导教师及职称全腊珍教授开题时间 2011 年 12 月 28 日毕业论文（设计）题目道路垃圾清扫机设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）一、选题背景及其意义叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势，探索出一种新型环保垃圾清扫机。该清扫机以电动机为动力源，通过带传动、链传动以及齿轮传动带动清扫辊和传送带工作。该清扫机主要用于平坦道路的垃圾清扫，提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好，寿命长，非常适合清洁工人使用。二、文献综述（国内外研究现状与发展趋势）我国道路垃圾清扫机现状随着经济社会的迅速发展，城市、工厂生产、公共交通、市政建设、园林绿化、环境卫生等行业的工作任务越来越重，人们对生活环境要求的不断提高。然而环卫行业设备的发展现状与当前经济社会发展形势存在很大差距，道路清扫设备落后的问题较为突出。这就要求养护手段要不断改进，就路面清扫而言，亟需由以往原始笨拙的低效率的人工清扫改为现代灵活高效率的机械清扫。人工扫地劳动强度高，效率低，而且污染环境，又面临着将来人员缺乏的的困境，用机械代替人工清扫是大势所趋。因此，很有必要创造条件，实现清扫机械化，以减轻清扫工人的劳动强度，改善劳动条件，不断提高道路清扫质量和环境卫生水平，本课题的研究有着十分重要的现实意义。目前，我国的国产扫路车在品种规格上、使用性能上已能基本满足国内各种需求。产品规格从 2t 到 8t，有将近 8 个规格 ,清扫车的作业方式主要为湿式吸扫结合 ,动力为主、副双发动机形式 ,扫刷布置形式为前置和中置两种 ,吸嘴形式有中置长吸嘴、后置短吸嘴和侧置小吸嘴三种形式 ,风机形式有通用和专用风机两种形式。国产产品存在外形单调、功能单一、操作不方便、清扫效率低等问题。国外道路垃圾清扫机现状国外清扫车由于有几十年的发展史 ,加之基础零部件可靠性高 ,因此都有一个共同的特点 ,可靠性相对国内产品要高；而且早已广泛应用了先进的电子技术，有些还应用了有线和无线遥控道路垃圾清扫机发展趋势随着许多新兴的中小城市正在崛起 , 城市化规模不断扩大 , 路面清洁养护已经越来越重要，清扫机发展前景会越来越好。在功能多样性方面，由单一功能向多功能方向发展；在传动系统方面，由机械传动向全液压传动的方向发展；在除尘方面，由干式除尘方式向湿式除尘方式发展；在清扫方式上，由纯吸式、纯扫式向吸扫复合式方向发展；在重量和体积方面，由体积大、自重大的清扫机向体积小和轻便式，综合利用价值高的方向发展。三、参考文献 1 吴宗泽 .机械设计 M 高等教育出版社 , 2宁维庆 J1999， 4. 3吴宗泽机械设计课程设计手册（第三版） M等教育出版社， 2006， 5. 4全腊珍画法几何与机械制图 M国农业出版社， 2007， 8. 5濮良贵陈国定机械设计（第八版） M等教育出版社， 2006， 5. 6徐学林 M南大学出版社， 2005， 8. 研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）研究目的：主要用于平坦道路的垃圾清扫，提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好，寿命长，非常适合清洁工人使用。设计内容：（一）总体结构分为以下几个部分：（ 1）垃圾清扫总成：由清扫滚筒、清扫刷子、清扫滚筒链。（ 2）垃圾输送收集装置：由上料板、垃圾输送带、上滚轮、下滚轮、变向轴以及垃圾桶等部件组成。具有结构简单、作业质量好、价格低廉、拆装转移方便、操作轻巧省力等特点。（ 3）行走机构：有四个万向轮组成 ,前两个不可变向，后两个可改变方向。（ 4）操作系统：手推式扶手，控制电机开关。（ 5）动力源：由电瓶驱动的直流电动机。（二）传送机构具体分析方案一：如图所示，利用带传送机构方案二：由以上两个方案可知，根据清扫机清扫时的实际情况，选用方案二更加合理恰当。因为摩擦式带传动有弹性滑动，不能用于分度系统；摩擦易起电，不宜用于易燃易爆场合。轴与轴承受力较大，带传动寿命较短。而链传动平均传动比为常数，链条元件间形成的油膜有吸振能力，对恶劣环境有较强的适应能力，工作可靠，轴上载荷较小。所以选择方案二更合理。（三）齿轮传动（驱动输送带）的设计由于输送带为一般工作构件，速度不高，轴向载荷不大，故选用 7 级精度（齿圆柱齿轮传动预期成果：完成 3张纸（折合）、一份文字在其图纸和说明书的电子档。保障条件：械教研资料室、机械创新期刊、网上提供了大量的相关资料查询；到问题可以帮忙分析解决。时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）起止时间主要工作内容 2011 选题、下达设计任务书：调研、查找资料、毕业设计开题：设计方案修改：设计计算：中期考核：绘图，书写设计说明书：预审、修改：答辩。开题论证小组意见组长签名：年月日专业委员会意见专业教研室主任签名：年月日注：此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。目录摘要 1 关键词 1 1 前言错误 !未定义书签。垃圾清扫现状分析错误 ! 未定义书签。国内外垃圾清扫机械化发展现状错误 ! 未定义书签。国内清扫机发展趋势错误 ! 未定义书签。 2 垃圾清扫总成设计计算错误 ! 未定义书签。设计思想错误 ! 未定义书签。总体结构设计错误 ! 未定义书签。各主要机构参数的设计和验算错误 ! 未定义书签。垃圾清扫设计错误 ! 未定义书签。垃圾输送收集装置设计错误 ! 未定义书签。推动清扫机所需功率计算错误 ! 未定义书签。清扫机扫辊速度验算错误 ! 未定义书签。行走设计错误 ! 未定义书签。垃圾清扫机的动力匹配错误 ! 未定义书签。 3 操作系统的确定及设计算 7 传动方案的确定错误 ! 未定义书签。设定各级传动比和主要参数错误 ! 未定义书签。传动比确定错误 ! 未定义书签。各轴转速确定错误 ! 未定义书签。各轴转矩计算错误 ! 未定义书签。各轴功率计算错误 ! 未定义书签。主要工作零部件的设计计算错误 ! 未定义书签。第一级传动带轮设计错误 ! 未定义书签。第二级传动带轮设计错误 !未定义书签。第三级传动链传动设计错误 !未定义书签。齿轮传动（驱动输送带）的设计错误 !未定义书签。 4 主要受力零件的强度或寿命校核计算错误 !未定义书签。轴的设计计算及校核错误 !未定义书签。第一级从动轴设计计算及校核错误 !未定义书签。第二级从动轴设计计算及校核错误 !未定义书签。轴承的设计计算及其校核错误 !未定义书签。第一级从动轴轴承设计计算及其校核错误 !未定义书签。第二级从动轴轴承设计计算及其校核错误 !未定义书签。第三级从动轴轴承的设计计算及其校核错误 !未定义书签。键的设计计算及校核错误 !未定义书签。第一级从动轴上联接键的校核错误 !未定义书签。第二级从动轴上联接键的校核错误 !未定义书签。第三级从动轴上联接键的校核错误 !未定义书签。上滚轮轴联接键的校核错误 !未定义书签。 5 结论错误 ! 未定义书签。主要优点错误 !未定义书签。主要缺点错误 !未定义书签。有待改进的地方错误 !未定义书签。维护和保养错误 !未定义书签。 6 设计心得错误 ! 未定义书签。参考文献错误 ! 未定义书签。致谢 30 1 道路垃圾清扫机的设计学生：汤毓指导老师：全腊珍（湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128）摘要：本文叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势。该清扫机以电动机为动力源，通过带传动、链传动以及齿轮传动带动清扫辊和传送带工作。该清扫机主要用于平坦道路的垃圾清扫，提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好，寿命长，非常适合清洁工人使用。关键词：清扫机；传动；设计计算 u 10128） of in as to is in it of of is 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计道路垃圾清扫机设计生姓名：学号：年级专业及班级：指导老师及职称：学部：理工学部湖南长沙提交日期： 2012 年 5 月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名：年月日目录摘要 1 关键词 1 1 前言 2 垃圾清扫现状分析 2 国内外垃圾清扫机械化发展现状 2 国内清扫机发展趋势 2 2 垃圾清扫总成设计计算 2 设计思想 2 总体结构设计 3 各主要机构参数的设计和验算 4 垃圾清扫设计 7 垃圾输送收集装置设计 4 推动清扫机所需功率计算 6 清扫机扫辊速度验算 6 行走设计 7 垃圾清扫机的动力匹配 7 3 操作系统的确定及设计算 7 传动方案的确定 8 设定各级传动比和主要参数 9 传动比确定 9 各轴转速确定 9 各轴转矩计算 9 各轴功率计算 10 主要工作零部件的设计计算10 第一级传动带轮设计 10 第二级传动带轮设计 11 第三级传动链传动设计 13 齿轮传动（驱动输送带）的设计 14 4 主要受力零件的强度或寿命校核计算 17 轴的设计计算及校核 17 第一级从动轴设计计算及校核 17 第二级从动轴设计计算及校核 20 轴承的设计计算及其校核 24 第一级从动轴轴承设计计算及其校核 24 第二级从动轴轴承设计计算及其校核 25 第三级从动轴轴承的设计计算及其校核 26 键的设计计算及校核 27 第一级从动轴上联接键的校核 27 第二级从动轴上联接键的校核 27 第三级从动轴上联接键的校核 28 上滚轮轴联接键的校核 28 5 结论 28 主要优点 28 主要缺点 28 有待改进的地方 29 维护和保养 29 6 设计心得 29 参考文献 30 致谢 30 1 道路垃圾清扫机的设计摘要：本文叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势。该清扫机以电动机为动力源，通过带传动、链传动以及齿轮传动带动清扫辊和传送带工作。该清扫机主要用于平坦道路的垃圾清扫，提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好，寿命长，非常适合清洁工人使用。关键词：清扫机；传动；设计计算 of in as to is in it of of is 2 1 前言垃圾清扫现状分析随着经济社会的迅速发展，城市、工厂生产、公共交通、市政建设、园林绿化、环境卫生等行业的工作任务越来越重，人们对生活环境要求的不断提高。然而环卫行业设备的发展现状与当前经济社会发展形势存在很大差距，道路清扫设备落后的问题较为突出。这就要求养护手段要不断改进，就路面清扫而言，亟需由以往原始笨拙的低效率的人工清扫改为现代灵活高效率的机械清扫 1。因此，很有必要创造条件，实现清扫机械化，以减轻清扫工人的劳动强度，改善劳动条件，不断提高道路清扫质量和环境卫生水平，本课题的研究有着十分重要的现实意义。国内外垃圾清扫机械化发展现状目前，我国的国产扫路车在品种规格上、使用性能上已能基本满足国内各种需求。产品规格从 2t 到 8t，有将近 8 个规格 2，清扫车的作业方式主要为湿式吸扫结合 ,动力为主、副双发动机形式 ,扫刷布置形式为前置和中置两种 ,吸嘴形式有中置长吸嘴、后置短吸嘴和侧置小吸嘴三种形式 ,风机形式有通用和专用风机两种形式。国产产品存在外形单调、功能单一、操作不方便、清扫效率低等问题。国外清扫车由于有几十年的发展史 ,加之基础零部件可靠性高 ,因此都有一个共同的特点 ,可靠性相对国内产品要高；而且早已广泛应用了先进的电子技术，有些还应用了有线和无线遥控。国内清扫机发展趋势随着许多新兴的中小城市正在崛起 , 城市化规模不断扩大 , 路面清洁养护已经越来越重要，清扫机发展前景会越来越好。在功能多样性方面，由单一功能向多功能方向发展；在传动系统方面，由机械传动向全液压传动的方向发展；在除尘方面，由干式除尘方式向湿式除尘方式发展 3；在清扫方式上，由纯吸式、纯扫式向吸扫复合式方向发展；在重量和体积方面，由体积大、自重大的清扫机向体积小和轻便式，综合利用价值高的方向发展 4。 2. 垃圾清扫机总成设计计算设计思想本垃圾清扫机由清扫部分，传送部分，行走部分和箱体、箱架等结构组成，其特征在于清扫部分由横置带有清扫刷苗的清扫滚筒构成；清扫机将街道上的垃圾通过清扫滚筒清扫并抛掷到传送部分中的传送带上，传送带通过齿轮变向实现与清扫机行走方向成反向旋转，然后垃圾在传送带的末端由于重力的作用掉入垃圾桶中；走部分由两个定向前轮和两个万向后轮实现，既方便又经济；箱体、箱架主要由角钢焊接而成， 3 部分零件用螺栓连接，垃圾箱用塑料制成 5。本设计的创新特点首先是利用电动机作为动力来源，清洁环保，操作方便；其次是清扫滚筒用链传动，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，能保持准确的平均传动比，能在潮湿和油腻的环境中工作；最后，利用卧式滚刷对路面起清扫及垃圾抛起的双重作用。以上小小的创新能够降低清洁员的劳动强度，提高工作效率的目的。总体结构设计总体结构分为以下几个部分：（ 1）垃圾清扫总成：有清扫滚筒、清扫刷苗、清扫滚筒链轮。清扫辊通过轴承座固定在机架中间，轴承座主要通过六角螺栓固定在机架底盘上，清扫刷苗是通过定位销来实现轴向固定。（ 2）垃圾输送收集装置：由上料板、垃圾输送带、上滚轮总成、下滚轮总成、变向轴以及垃圾桶等部件组成。具有结构简单、作业质量好、价格低廉、拆装转移方便、操作轻巧省力等特点。（ 3）行走机构：有四个万向轮组成 ,前两个不可变向，后两个可改变方向。（ 4）操作系统：手推式扶手，控制电机开关。（ 5）动力匹配：由电瓶驱动的直流电动机。其结构图如图 1：总成图 1 垃圾清扫机主要结构图 of 各主要机构参数的设计和验算已知条件：清扫机生产率为 h/垃圾清扫设计清扫轮消耗功率 N 主要包括：克服刷苗和地面间摩擦力所需的功率 1N ，刷苗变形所消耗的功率 2N ，克服空气阻力所需的功率3N,克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率 4N ，提升垃圾所消耗的功率5 54321 6（ 1）主要参数清扫辊半径： 85扫轮宽幅： 600龙刷苗与地面间摩擦系数：苗自由长度： 120龙刷苗直径： 3苗变形量： 25作刷苗数量： 200 清扫轴链轮半径： 81扫轮转速： 2）由相关公式计算清扫部分所需功率 6 克服刷苗和面间摩擦力所需功率 , 1 0 0 0/)(1 （ 1） N）； m/s； s，取 s； 5 )1ar cc o s ()2(122 m （ 2）；； 121097.3 m ；量可由公式计算： 7 （ 3）其中 1 为刷苗和路面接触点到它的垂直位置的转角； r c c a r c c R （ 4）计算得出根据清扫机实际，以及刷苗数合理分布和安排，取 Z=200; 可计算变形刷苗对路面上的压力为 c c o s ()ar c c o s ()2(所以可得 m )54100 0/)(1 已知滚刷转速为 n=计算 2(/)2(3)a r c s i n ( 2 （ 5）因此，刷苗变形所消耗的功率为 3 3 4 6 372 （ 6） 6 计算克服空气阻力所消耗的功率为 0 1 5 3 克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率为 m 0 4 4 8 0 0 3 1 41 0 0 04 （ 7）提升垃圾所消耗的功率5 所以清扫部分所消耗的总功率为： 4 8 1 5 3 4 6 圾输送收集装置设计滚轮外经： 150轮转速： 100r/送带宽幅： 600齿轮分度圆直径 1d ： 50齿轮分度圆直径 2d ： 250齿轮齿数 1z ： 20 大齿轮齿数 2z ： 100 齿轮模数 m ：轮计算过程在写在后面输送带所需功率计算；假定每一时刻输送带载有的垃圾量和皮带重量为 m=5略倾斜的角度不计；传送带的线速度为 0751002602 3 10 （ 8）输送带所需功率为 g 输送带（ 9）推动清扫机所需功率计算假设最恶劣的工作环境，当整机重 0 ，阻力系数 7.0f ，清扫机以前进速度工作计算。则有： gf 010 00 11 （ 10） 7 清扫机扫辊速度验算设定清扫轮刷苗与上料板最后接触的位置与上料板最高点的距离为 0 v，要使质量为参考文献 19得知必须满足下面条件： 221 12 （ 11）计算又有所以清扫车的电机能够保证垃圾顺利地抛送到传送带上。走设计清扫机行走速度：由公式 1000 ，取，得 00 13 （ 12）只要清扫机在不低于能够保证生产率的额定值。垃圾清扫机的动力匹配（ 1）电动机的选择由以上计算可知清扫机所需要的功率为输送带 14 电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式可以根据电源的种类、工作条件（温度、环境、空间尺寸）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。在移动的设备中和蓄电池配套的较常使用的电机有直流电动机和步进电动机。直流电动机的优点：容易购得，型号多，功率大，接口简单，适合大型机器。直流电动机的缺点：太快需要齿轮减速器，电流通常较大，较难与车轮装配，控制复杂步进电动机的优点：精确的速度控制，型号多，适合室内机器人的速度，接口简单，便宜。步进电动机的缺点 : 功率与自重比小，电流通常较大，体积大，较难与车轮装配，负载能力低，功率小，控制复杂，运动时产生震动。清扫机多在室内环境下工作，要求控制较简单，运行平稳，因此选择直流电动机 15。选定山电机） 17。 8 电机型号： 110定功率： 40024 扭矩： 3000r/n（ 2）电池的选择选定两个 12量大约 15斤 /个同时布线时应该注意：根据电机的位置选择符合规格的电线，剪取所要的电线长度，将电机联起来，一端通过开关以后，一端接到 24V 电源正负极上，开关装在扶手旁边容易摸到的地方。 3. 操作系统的确定及主要工作部件的设计计算传动方案的确定方案一图 2 垃圾清扫机传动方案一案二 9 图 3 垃圾清扫机传动方案二以上两个方案可知，根据清扫机清扫时的实际情况，选用方案二更加合理恰当。因为摩擦式带传动有弹性滑动，不能用于分度系统；摩擦易起电，不宜用于易燃易爆场合。轴与轴承受力较大，带传动寿命较短 16。而链传动平均传动比为常数，链条元件间形成的油膜有吸振能力，对恶劣环境有较强的适应能力，工作可靠，轴上载荷较小。所以选择方案二更合理 19。设定各级传动比和主要参数传动比确定第一级传动比 61i 第二级传动比 42 i 第三级传动比 23 4 i 各轴转速确定第一级从动轴 001 第二级从动轴 252 第三级从动轴上滚轮轴 004 各轴转矩计算第一级从动轴 3 81101 第二级从动轴 1 7 82212 第三级从动轴 6 6 63323 10 上滚轮轴各轴功率计算第一级从动轴 84101 第二级从动轴）（输送带第三级从动轴 0 4 6323 上滚轮轴主要工作零部件的设计计算第一级传动带轮设计已知电机额定功率 400P，转速 3000r/n，第一级传动比 61i ，设定连续工作 8小时。（ 1）确定计算功率械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 8K ，故计算 4 04 0 （ 13）（ 2）选取根据,n，由图 8型（ 3）确定带轮的基准直径由查表 8 8小带轮基准直径 00 从动轮基准直径 0 0506011 根据表 8整为 315算带的速度 d /25/00050100060 00 （ 14）故带速合适 (4)确定根据公式 (8初定中心距 000 。计算带所需基准长度 0315()31550(250024)()(22202011000（ 15） 11 由表 8600计算实际中心距为 962 0 （ 16）（ 5）验算小带轮上的包角 1 0315(180 121 （ 17）小带轮上的包角合适（ 6）计算 z 查表 8 8，查表 8 8K， 16.1算单根 V 带的功率为 ( 00 （ 18）计算取 z=2 （ 7）计算单根型，所以计算得 1 0 0) 0 0)(22m i （ 19）应使带的实际初拉力(（ 8）计算轴上的压轴力NF m i i 10m i n ）（（ 20）第二级传动带轮设计已知功率输送带速 r/n，第二级传动比 4，设定连续工作 8小时。（ 1）确定计算功率械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 8K ，故计算 12 （ 2）选取根据,n，由图 8型（ 3）确定带轮的基准直径查表 8 8小带轮基准直径 00 从动轮基准直径 2 0804011 根据表 8整为 315算带的速度 d /25/0080100060 11 故带速合适 (4)确定根据式（ 8初定中心距 000 。计算带所需基准长度 4 85004)80315()31580(250024)()(22202122100有表 8600计算实际中心距 a 762 0 （ 5）验算小带轮上的包角 1 0315(180 121 小带轮上的包角合适（ 6）计算 z 查表 8 8，查表 8 8K， 18.1算单根 ( 00 计算 13 取 z=2 （ 7）计算单根型，所以计算得 KF 00)00)( 22m i 应是带的实际初拉力(（ 8）计算轴上的压轴力Fm 7s i i 10m i n ）（第三级传动链传动设计（ 1）选择链轮齿数取小链轮齿数 201 z ，大链轮的齿数 4022012 （ 2）确定计算功率根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 9得 K ，由图 9得 K ，单排链，则计算功率为 63 （ 21）（ 3）链条型号与节距的选择查图 9选 08表 9 （ 4）计算链节数和中心距初选中心距 35030()5030(0 取 000 ，相应的链长节数为 02122100 )2(22 p （ 22） 2040(2 取链节数 94查表 9f ，则链传动最大中心距为 p 4 0 5)4020(942 8 8 (2 211 （ 23）（ 5）计算链速 V，确定润滑方式 14 0 060 0 060 12 （ 24）由和链号 08A，查图 9（ 6）计算压轴力e 5 2 02 0 4 61 0 0 01 0 0 0 33 （ 25）链轮水平布置时压轴力系数压轴力为 0 65 2 齿轮传动（驱动输送带）的设计（ 1）选定齿轮类型、精度等级、材料由于输送带为一般工作构件，速度不高，轴向载荷不大，故选用 7 级精度（齿圆柱齿轮传动根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 105钢（调质），硬度为 217 255硬度为 240择小齿轮齿数 201 z ,大齿轮齿数 1002 z （ 2）按齿面接触强度设计选定载荷系数 3.1T 7334500 151（ 26）由表 10.0d由表 10 由图 1000 由式 10811 03 5 081(15 0 06060 （ 27） 912 （ 28）由图 10 失效概率为 1%，安全系数为 S=1，由式 10 15 521 l i （ 29） M P 2 81 6 0 l i 计算小齿轮分度圆直径入 H 中较小的值 8)528 ( 233 211 （ 30）计算圆周速度 v t /0038100060 11 （ 31）计算齿宽（ 32）计算模数（ 33）计算齿高（ 34）计算齿宽与齿高之比为由图 105.1齿轮， 10由表 10插值法查得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，图 102 0 7 （ 35）按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式 10311 （ 36）计算模数（ 3）按齿根弯曲强度设计由图 10M 8021 16 由图 10 弯曲疲劳安全系数，由式 10 111 （ 37） M P 222 计算载荷系数 1 8 1 2 （ 38）由表 10 0 并加以比较 111 Y 01 222 Y 小齿轮的数值大计算模数 (2 3 2 33 211 （ 39）综合齿面接触疲劳强度计算的模数与齿根弯曲疲劳强度计算的模数，根据模数系列值以及清扫机实际取（ 4）几何尺寸计算分度圆直径计算（ 40） 5 022 中心距计算 5 02 2 5 0502 21 计算齿轮宽度 ,根据清扫机实际取 51 ， 02 17 4. 主要受力零件的强度或寿命校核计算；轴的设计计算及校核第一级从动轴设计计算及校核（ 1）初步确定轴的最小直径先根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19式 15取轴的材料为 45钢，调质处理。根据表 15 1250 A，于是得 3110m i n （ 41）为了保证系统的强度与运动平稳，取轴的最小直径为 28 2）轴的结构设计图 4 第一级从动轴的结构图 of 图可知 A、 D 处安装轴承， C 处安装齿轮， E 处安装大小带轮。轴承安装 A、 0B 处直径为 36C 处直径为 30E 处直径为 28A 处长度为35B 处长度为 596C 处长度为 31D 处长度为 39E 处长度为 60位采用平键联接。由机械设计课程设计手册 (参考文献 )查得平键截面 8 （ 1096） ,平键长度为 25向定位采用挡圈进行定位。E 处周向定位采用平键联接，由手册查的平键截面 8 （ 1096），平键长度为 50向定位采用挡圈进行定位。轴上倒角圆角均为 1 （ 3）求轴上的载荷 18 图 5 第一级从动轴的载荷分析图 of 先由轴的结构图做出轴的计算简图。作为简支梁的轴的支承跨距 821 ，， 04 ，根据轴的简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出 4交界面是轴的危险截面。现将计算出截面处的 ,得值列入表表 1 第一级从动轴的载荷分析 of 荷水平面垂直面支反力 1,1 9,1N 弯矩 1 4 1,

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