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垃圾 清扫 设计

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垃圾清扫机的设计,垃圾,清扫,设计

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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 学生姓名言果学 号200741914525年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称高英武教授毕业论文（设计）题目垃圾清扫机的设计毕业论文（设计）工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1. 本项目研究的目的、意义、国内外研究的动态2. 总体方案的拟定和主要参数的设计及计算3. 传动方案的确定及计算、主要工作零部件的设计4. 主要受力零件的强度及寿命校核1. 对创新部分加以描述2. 对零部件工作图的绘制3. 总结4. 英文翻译指导教师意见 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）任务书学生姓名言果学 号200741914525年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称高英武教授2011年9 月16 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、此任务书必需针对每一位学生，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）毕业论文（设计）选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“（ ）”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）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。（三）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13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。（四）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）题目垃圾清扫机的设计选题来源（ ）结合科研课题 课题名称： （）生产实际或社会实际 （ ）其他 选题性质（ ）基础研究 （）应用研究 （ ）其他题目完成形式（ ）毕业论文 （）毕业设计 （ ）提交作品，并撰写论文要内容和要求1主要内容包括: 1.1本项目研究的目的、意义、国内外研究的动态； 1.2总体方案的拟定和主要参数的设计计算； 1.3传动方案的确定及设计计算，主要工作部件的设计； 1.4主要受力零件的强度或寿命校核计算； 1.5装配总图、部件图、零件工作图的绘制。2要求2.1主要技术参数：生产率200平方米/h2.2查阅资料15篇以上，翻译一定数量的外文资料；2.3机构设计可靠、布局合理、与各执行机构协调工作；2.4画图相当于3-4张A0图纸的工作量（包括2张以上CAD图纸）；2.5设计计算说明书1万字以上，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；2.6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。主要参考文献与外文资料1 贾文霞. 清洁工劳动卫生调查报告J. 职业与健康.1996. 92陈晓勇. 保洁型环卫清扫自行车创新设计J. 机械.2004 s13 陈晓勇. 保洁清扫自行车卧式滚刷清扫原理J. 机械研究与应用.2005. 14谢立杨. 国外路面清扫车概况J. 筑路机械与施工机械化.1991. 65邹俊. 小型路面清扫车YHD5050TSL简介J. 商用汽车. 1999 66蔡满英. 地面清扫车J. 商用汽车.2000. 57刘云成. 关于清扫车的选型与应用J. 中国港口.1997 28盛利平. 一种有利于环保的清扫车中标牌干式清扫车J. 建设机械技术与管理.2002 .49凌品权.路面清扫车的选型及使用J. 广东交通职业技术学院学报.2004. 410潘公宇. 清扫车清扫装置的性能研究J. 筑路机械与施工机械化.1997. 1工作进度安排起止日期主要工作内容2010、10、20选题2010、10、30下达任务书2010、11、4查找资料，开题2010、12、1设计计算,画图2011、3、20中期考核2011、4、20完善，交设计初稿2011、5、10完善，交设计二稿2010、5、20修改，答辩，交终稿要求完成日期：2011 年 4 月 30 日 指导教师签名： 审查日期：2010 年 9 月 14 日 专业负责人签名： 批准日期：2010 年 9 月20 日 接受任务日期：2010 年9 月 20 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言果学号200741914525年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称高英武 教授开题时间2010年9月24 日毕业论文（设计）题目垃圾清扫机的设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）一、 研究意义 随着我国城市建设步伐的加快，人们对城市清扫机械的要求越来越高。清扫机械不仅要满足提高工作效率和降低劳动强度这一基本要求，而且还要进一步满足减少二次污染等多种要求。清扫机是一种专门从事道路清洁作业的清扫机械,它能吸入硬质道路路面上的微尘和常见垃圾,在清洁城市及公路、美化环境等方面发挥着重要的作用，使用清扫车不仅能够大大提高清扫作业的效率,而且，可以避免人工清扫产生的扬尘所造成的二次污染。 目前现有的清扫机械,大多功能比较单一,且需要动力消耗,不利于节能环保。为了克服现有的不足,本文设计了多功能手动清洁机,其特点是手工操作,结构简单,使用方便,节约能源,绿色环保,能够为卫工人减轻大量体力劳动,带给环卫工人全新的作业感受。该清洁机能够清扫和擦拭地面。适合于工厂、公园、广场、居民小区等的清扫以及大型建筑内部的清洁作业。二、 国内以及国外现状（一）、国内现状目前国内使用的清扫车有从美国、英国、德国、瑞士等国进口的,但主要是国内各生产厂家生产的国产车。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7、8个规格,采用的底盘主要是庆铃五十铃和东风底盘,作业方式为湿式吸扫结合,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。形式多种多样,但从技术来源上划分主要有四种,一种是吸收国外先进技术结合我国国情自行开发技术,一种是测绘国外产品开发的技术,一种是直接引进国外技术,还有一种是从建设部长沙建设机械研究院等科研部门转让技术后,再在生产中进行改进。就这四种不同技术来源生产出的扫路车和进口扫路车投放市场后的反映看各有优劣势。（二）、国内与国外清扫车对比目前国内进口的主要有美国Elgin sweeper company生产的Crosswind扫路车,英国Johnston Engineering Limited生产的扫路车和Schmidt公司生产的全液压驱动扫路车等。进口扫路车由于有几十年的发展史,加之基础件可靠性高,因此都有一个共同的特点,可靠性相对国内产品要高。但它们中有些产品不太适合我国国情。进口扫路车有如下几个问题:一是价格高,一般均在100万人民币以上,是国产扫路车的3倍左右;二是不太适合我国国情,进口扫路车一般只能用于干净路面的保洁,而在我国由于路面垃圾较多,需要的不是保洁而是要清扫,因此受到技术上限制,扫不干净;三是使用费用太高、不经济,进口车的易损件(如扫刷等)的实际使用费用为国产的56倍;四是售后服务不方便,进口产品虽然可靠性较高、故障较少,但是一旦出故障维修极不方便,配件至少要4个月以上才能到货。如需厂方派人来维修则时间更长,且维修费用相当高。中标实业有限公司曾为北京首都机场维修过一台进口扫路车的风机传动轴和液压马达,当时该车已停用数月无法修复,外商开价十多万人民币,中标公司用十天左右时间,仅花2万多元即修复了。综上所述,国产扫路车发展到今天已完全可替代进口产品,在适应方面甚至优于进口产品。（三）、国内清扫车对比1、扫刷吸嘴布置形式对比目前,国内生产的扫路车扫刷和吸嘴布置形式主要有中置四扫刷后置吸嘴、中置四扫刷+吸嘴内卧扫后置吸嘴、前置二扫刷+后置二扫刷、中置吸嘴、中置两侧左右立扫+中间可回转长卧扫、分置两侧不带反吹短吸嘴四种形式。中置四扫刷后置吸嘴和中置四扫刷+吸嘴卧扫后置吸嘴是建设部长沙建设机械研究院在吸收国外先进技术的基础上,结合我国实际情况研究出来的第四代扫路车的布置形式。这种形式的扫路车均有视线好、易操作、清扫效果好(达972%)、清扫宽度宽(35mm)、清扫速度高(内置卧扫、吸嘴的可达30km/h)、吸入粒度大(125mm)、二次污染小等特点,适合我国各种硬化路面、广场的清扫作业。前置二扫刷+中置二扫刷、中置吸嘴的扫路车具有清扫直观、清扫效果较好、吸入粒度较大(100mm)、吸扫速度较高(320km/h)等特点,但因前置扫刷在灰尘较厚、压尘不理想时,所扬起的灰尘会直接影响司机视线,前悬较长。中置两侧左右立扫+中间可回转长卧扫、分置两侧不带反吹短吸嘴形式的扫路车是国内生产厂家测绘英国Johnston公司的产品消化吸收开发出的产品,基本保留了Johnston的特点。能清扫马路两侧,但相同情况下清扫速度慢、清扫宽度窄(22m)、吸入粒度较小、二次污染较大,原灰砂路面清扫效果欠佳。2、副发动机与风机的联接方式的对比国产扫路车副发动机与风机的联接有直接联接和通过自动离合器联接两种形式。通过自动离合器联接形式是中标实业有限公司的专利技术,该形式使发动机在空载下启动,启动容易,延长了发动机的使用寿命。3、风机形式扫路车上用的风机有专用和通用两种形式。专用风机是在消化吸收国外扫路车专用风机技术基础上,根据某扫路车风量、风压匹配需要专门设计的风机,从而大大提高了风机效率,使风量、风压匹配更合理,使清扫效果更佳。4、清扫机构的保护形式清扫机构分为两种,一种是无保护形式、另一种是有保护形式。中标实业有限公司生产的具有防撞功能专利技术的清扫机构,使扫路车有效地避免了因疏忽和操作不当对清扫机构的损坏。（四）、国内扫路车的发展趋势1可靠性需不断提高目前,国内的产品可靠性不如国外产品原因是多方面的,主要有三个方面的原因:一是国产基础件质量不稳定;二是制造工艺问题;三是技术不完善造成先天不足。因此要想提高可靠性首先需解决上述三个问题,也只有在可靠性与进口产品可以相媲美时才能在加入WTO后立于不败之地,同时出口抢占国际市场。2、产品开发方向随着社会的发展、进步,不再满足于单纯意义上的扫路车,将从多功能、环保、经济等方面提出更多的要求,市场呼唤能满足各种需求的扫路车。多功能型扫路车。目前的国产扫路车基本上是单纯意义上的扫路车即只能扫路、不能它用。而从全国许多环卫局的信息看,有的需要能清洗道路护栏,有的要求能铲雪等等。因此,扫路车多功能是其一个发展方向。全天候扫路车。目前的扫路车需要喷水压尘除尘,在缺水地区和北方的冬季无法使用,要解决这一问题,必须要开发干式吸扫和湿式吸扫两用车或称全天候扫路车,该车的开发成功不但解决了上述难题,同时可节约用水,降低使用成本。目前国内水价一般在1元/t以上。环保型扫路车和单发动机全液压驱动扫路车。目前的扫路车尾气污染和噪音污染相对来说都较大。随着国家对环保要求越来越高,人们环保意识的普遍增强,现有扫路车就将很难适应需要,因此开发环保型扫路车势在必行,单发动机全液压驱动扫路车的应用也将有较好前景。三、 主要参考文件1贾文霞.清洁工劳动卫生调查报告J.职业与健康.1996.92陈晓勇.保洁型环卫清扫自行车创新设计J.机械.2004 s13陈晓勇.保洁清扫自行车卧式滚刷清扫原理J.机械研究与应用.2005.14谢立杨.国外路面清扫车概况J.筑路机械与施工机械化.1991.65邹俊.小型路面清扫车YHD5050TSL简介J.商用汽车. 1999 66蔡满英.地面清扫车J.商用汽车.2000.57刘云成.关于清扫车的选型与应用J.中国港口.1997 28盛利平.一种有利于环保的清扫车中标牌干式清扫车J.建设机械技术与管理.2002.49凌品权.路面清扫车的选型及使用J.广东交通职业技术学院学报.2004.410潘公宇.清扫车清扫装置的性能研究J.筑路机械与施工机械化.1997.111赵海松.北京爱清清扫车J.城市车辆.2002.412万超，司慧.多功能手动清扫车的设计及应用J.节能技术.2008.913李江涛.我国扫路车发展状况与发展趋势J.建设机械技术与管理.2000.4注：此表如不够填写，可另加页。研究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等）一、研究目的研制垃圾清扫机，主要针对我国经济发展和城市发展的需求；随着我国新型城市化进程不断加速，传统的人工清扫已经不能满足现代化以及工业生产的需要，特别是工业机器人生产车间和现代化大型城市道路。采用垃圾清扫机后，将大大方便这些地方的垃圾清扫，保证安全便捷的同时，大大提高了清扫的效率，为工厂和城市卫生提供了有力的保障。本人设计的手动垃圾清扫机注重环保，易于操作，综合利用价值高。二、研究内容本项目研究的目的、意义、国内外研究的动态； .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；主要受力零件的强度或寿命校核计算；.装配总图、部件图、零件工作图的绘制。三、研究方法 观察法，定性分析法、功能分析法、调查法、定量分析法四、预期成果 完成垃圾清扫机的设计计算以及主要机构图形的绘制，完成清扫机综合性能的评估五、条件保障我熟悉机械设计制造，有扎实的理论知识；有机械制图及计算机绘图和机械原理设计的经验；能熟练操作AutoCAD，Solidworks等软件，制图便捷；图书馆有丰富的参考文献和各种相关的资源；有专业指导老师的悉心指导时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）2010、10、20 选题2010、10、30 下达任务书2010、11、4 查找资料，开题2010、12、1 设计计算,画图2011、3、20 中期考核2011、4、20 完善，交设计初稿2011、5、10 完善，交设计二稿2011、5、20 修改，答辩，交终稿开题论证小组意见 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。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证记录学 部： 理工学部 学生姓名言果学 号200741914525年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化专业(5)班指导教师姓名高英武指导教师职称教授毕业论文（设计）题目垃圾清扫机的设计论证小组质疑及指导意见1. 目前国内垃圾清扫机主要类型有哪些？2. 你准备用什么样的方式实现课题所要求的功能？3. 本机动力采用何种形式？学生回答简要记录1. 主要类型有：（1）吸式，（2）扫式，（3）湿式吸扫结合2. 我准备用带轮，链轮，齿轮机构实现所要求的功能3. 本机动力采用电动机来实现论证小组成员签名 记录人签名： 论证时间： 20 年 月 日 指导教师指导检查学生进行毕业论文（设计）工作情况登记表系（部）名称： 理工学部 指导教师姓名：高英武时 间地 点指导、检查的主要内容学生签名2010.10.20八教南407选题言果2010.10.30八教南407下达任务书言果2010.11.4八教南407查找资料、开题言果2010.12.1八教南407设计计算、画图言果2011.3.20八教南407中期考核言果2011.4.20八教南407完善、交设计初稿言果2011.5.10八教南407完善、交设计二稿言果2011.5.20八教南407修改、答辩、交终稿言果注：此表在每次指导、检查工作时由学生带来，指导教师填写。内容包括学生的学习、工作态度；毕业论文（设计）工作的进展情况；论文（设计）工作中尚需解决的问题等。湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）成绩评定册学生姓名言果学号200741914525年级专业及班级2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导教师及职称高英武 教授毕业论文（设计）题目垃圾清扫机的设计完成时间2011年4月30日答辩时间2011年5月20日摘要： 本文叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势，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。关键词：清扫机；传动；设计计算答辩资格审查意见：专业委员会主任签名：20 年 月 日指导教师评语：指导教师建议成绩： 指导教师签名：年 月 日评阅教师评语：评阅教师建议成绩： 评阅教师签名：年 月 日答辩小组评语：答辩小组建议成绩： 组长签名：年 月 日成绩评定综合成绩（百分制）： 分折合五级记分制成绩：答辩委员会审查意见：答辩委员会主任签名：年 月 日成绩评定说明：毕业论文（设计）的成绩评定采用综合加权评分的办法，按指导教师评分占30%、论文评阅人评分占30%和答辩小组评分占40%计算出百分制的综合成绩，并根据综合成绩确定相应五级记分制等级。系部答辩委员会对毕业论文（设计）的预评、评阅、答辩成绩进行审查，对评定等级为优秀或不及格以及答辩评分中有争议的论文（设计）要进行重点审核，最终确定成绩。指导教师、评阅教师、答辩小组应分别严格按湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）评分标准中的相应标准客观、公正赋分。本表一式二份，一份进入学生个人档案，一份存学院档案室。湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 垃圾清扫机的设计 DESIGN OF GARBAGE SWEEPING MACHINE学生姓名：言 果学 号：200741914525年级专业及班级：2007级机械设计制造及其自动化(5)班指导老师及职称：高英武 教授湖南长沙提交日期：2011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：所呈交的本科毕业设计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。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11 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22. 系统设计计算 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4 2.3.1 行走部分4 2.3.2 清扫部分4 2.3.3 传送部分6 2.3.4 推动清扫机所需功率计算6 2.3.5 清扫机扫辊速度验算7 2.3.6 电动机、电池的选定以及布线73. 传动方案的确定及主要工作部件的设计计算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9 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134. 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265 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276 设计心得27参考文献 28致谢29垃圾清扫机的设计学 生：言 果指导老师：高英武（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，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。关键词：清扫机；传动；设计计算Design of Garbage Sweeping MachineStudent:Yan GuoTutor:Gao Ying-wu（Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128）Abstract: The essay describes the current situation of road sweeping mechanization, and its development trendency in future, we explore a new environment-friendly garbage sweeping machine. The sweeping machine use the motor as power source, use the belt transmission, chain drive, gear driven roller and conveyor belt to work. The sweeper is mainly used for the rubbish in the flat road, it also improve the cleaning efficiency and reduce the labor intensity of cleaners. The cleaning machine of low cost, good performance ,long life is remarkably fit for cleaners.Key Words: Cleaning machine; Sweep roll; Design calculations朗读显示对应的拉丁字符的拼音1 前言1.1 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。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。1.2 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,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。1.3 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；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。2. 系统设计计算2.1 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，部分零件用螺栓连接，垃圾箱用塑料制成。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。2.2 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：由清扫滚筒、清扫刷苗、清扫滚筒链轮。（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）动力源：由电瓶驱动的直流电动机。其结构图如图1：1.机架 2.链轮 3.清扫滚筒总成 4.上料板 5.输送带 6.下滚轮总成 7.皮带轮 8.第二级从动轴 9.电瓶 10.万向轮 11.第一级从动轴 12.皮带 13.电动机 14.垃圾箱 15.上滚轮总成 16.扶手 17.齿轮图1 垃圾清扫机主要结构图Fig.1 Main structure map2.3 各主要机构参数的设计和验算已知条件：清扫机生产率为2.3.1 行走部分清扫机行走速度：由公式，取，得 （1）只要清扫机在不低于0.09m/s的行走速度下运行，就能够保证生产率的额定值。2.3.2 清扫部分清扫轮消耗功率N主要包括：克服刷苗和地面间摩擦力所需的功率，刷苗变形所消耗的功率，克服空气阻力所需的功率,克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率，提升垃圾所消耗的功率。（1）主要参数清扫辊半径：85mm清扫轮宽幅：600mm尼龙刷苗与地面间摩擦系数：0.4刷苗自由长度：120mm尼龙刷苗直径：3mm刷苗变形量：25mm工作刷苗数量：200清扫轴链轮半径：81mm清扫轮转速：62.5r/min（2）由引用文献相关公式计算清扫部分所需功率克服刷苗和面间摩擦力所需功率 （2）P-变形刷苗对路面上的压力（N）；-尼龙刷苗与地面间摩擦系数为0.4；-刷苗圆周线速度取m/s；V-扫路车行走速度为大于0.09m/s，取0.09m/s；-传动效率为0.9；P值可根据以下公式计算； （3）d-尼龙刷苗半径为；R-滚刷半径为0.205m；L-刷苗自由长度为0.12m；E-刷苗弹性模量取；J-刷苗断面惯性矩为；h-刷苗变形量为0.025m；Z-工作刷苗数量可由下面经验公式计算： （4）其中为刷苗和路面接触点到它的垂直位置的转角； （5）-速度比值为3.5；B-滚刷清扫宽度为0.6m；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所以可得已知滚刷转速为n=62.5r/min，可计算 （6）因此，刷苗变形所消耗的功率为 （7）计算克服空气阻力所消耗的功率为克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率为 （8）提升垃圾所消耗的功率太小可忽略不计。所以清扫部分所消耗的总功率为：2.3.3 传送部分滚轮外经：150mm滚轮转速：100r/min传送带宽幅：600mm小齿轮分度圆直径：50mm大齿轮分度圆直径：250mm小齿轮齿数：20大齿轮齿数：100齿轮模数：2.5mm齿轮计算过程在写在后面3.3.4节。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=5kg，忽略倾斜的角度不计；传送带的线速度为 （9）输送带所需功率为 （10）2.3.4 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，阻力系数，清扫机以前进速度工作计算。则有： （11）2.3.5 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.设刷苗最远端的线速度为v，要使质量为m的垃圾上抛到最高点，由引用文献得知必须满足下面条件： （12）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。2.3.6 电动机、电池的选定以及布线（1）由以上计算可知清扫机所需要的功率为选定ZYT系列直流永磁电机为动力源（博山电机）。电机型号：110ZYT105额定功率：电压：扭矩：转速：（2）选定两个12V铅酸蓄电池为电源（3）布线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. 传动方案的确定及主要工作部件的设计计算3.1 传动方案的确定方案一图2 垃圾清扫机传动方案一Fig.2 The first transmission scheme方案二图3 垃圾清扫机传动方案二Fig.3 The second transmission scheme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。3.2 设定各级传动比和主要参数3.2.1 传动比确定第一级传动比第二级传动比第三级传动比上滚轮轴齿轮传动比3.2.2 各轴转速确定第一级从动轴第二级从动轴第三级从动轴上滚轮轴3.2.3 各轴转矩计算第一级从动轴第二级从动轴第三级从动轴上滚轮轴3.2.4 各轴功率计算第一级从动轴第二级从动轴第三级从动轴上滚轮轴3.3 主要工作零部件的设计计算3.3.1 第一级传动带轮设计已知电机额定功率，转速，第一级传动比，设定连续工作8小时。（1）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）表8-7查得工作情况系数，故计算 （13） （2）选取V带带型根据，由图8-11选用Z型（3）确定带轮的基准直径并验算带速查表8-6，表8-8,取小带轮基准直径从动轮基准直径根据表8-8，圆整为315mm验算带的速度 （14）故带速合适(4)确定V带的基准长度和传动中心距根据式（8-20），初定中心距。计算带所需基准长度 （15）由表8-2选取带的基准长度计算实际中心距为 （16）（5）验算小带轮上的包角 （17）小带轮上的包角合适（6）计算V带的根数z查表8-4a，表8-4b分别得到，查表8-5，表8-2分别得到，。计算单根V带的功率为 （18）计算V带根数，取z=2（7）计算单根V带的初始拉力的最小值由表8-3得Z型V带单位长度质量，所以计算得 （19）应使带的实际初拉力 （8）计算轴上的压轴力压轴力最小值为 （20）3.3.2 第二级传动带轮设计 已知功率，转速，第二级传动比4，设定连续工作8小时。（1）确定计算功率 根据机械设计（同上）表8-7查得工作情况系数，故计算 （2）选取V带带型根据，由图8-11选用Z型（3）确定带轮的基准直径并验算带速查表8-6，表8-8,取小带轮基准直径从动轮基准直径根据表8-8，圆整为315mm验算带的速度故带速合适(4)确定V带的基准长度和传动中心距根据式（8-20），初定中心距。计算带所需基准长度有表8-2选取带的基准长度计算实际中心距a（5）验算小带轮上的包角小带轮上的包角合适（6）计算V带的根数z查表8-4a，表8-4b分别得到，查表8-5，表8-2分别得到，。计算单根V带的功率为计算V带根数，取z=2（7）计算单根V带的初始拉力的最小值由表8-3得Z型V带单位长度质量，所以计算得 应是带的实际初拉力 （8）计算轴上的压轴力压轴力最小值为3.3.3 第三级传动链传动设计（1）选择链轮齿数取小链轮齿数，大链轮的齿数（2）确定计算功率由机械设计（同上）表9-6查得，由图9-13查得，单排链，则计算功率为 （21）（3）链条型号与节距的选择查图9-11，可选08A链条，查表9-1得链条节距为（4）计算链节数和中心距初选中心距取，相应的链长节数为 （22） 取链节数节查表9-7得到中心距计算系数，则链传动最大中心距为 （23）（5）计算链速V，确定润滑方式 （24）由和链号08A，查图9-14可知应采用定期人工润滑（6）计算压轴力有效圆周力为 （25）链轮水平布置时压轴力系数，则压轴力为3.3.4 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（GB10095-88）直齿圆柱齿轮传动由机械设计（同上）表10-1选择大小齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS选择小齿轮齿数,大齿轮齿数（2）按齿面接触强度设计选定载荷系数计算小齿轮传递的转矩 （26）由表10-7选取齿宽系数由表10-6查得材料的弹性影响系数由图10-21d按齿面硬度查得大小齿轮的接触疲劳强度极限为由式10-13计算应力循环次数为 （27） （28）由图10-19取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数为S=1，由式10-12得 （29）计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 （30）计算圆周速度v （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计算载荷系数由图10-8查得动载系数，直齿轮，由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，,查图10-13得故载荷系数为 （35）按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式10-10a得 （36）计算模数（3）按齿根弯曲强度设计由图10-20c查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为由图10-18取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数，由式10-12得 （37）计算载荷系数 （38）由表10-5查得齿形系数由表10-5查取应力校正系数计算大小齿轮的，并加以比较小齿轮的数值大计算模数 （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） 中心距计算计算齿轮宽度,根据清扫机实际取，4. 主要受力零件的强度或寿命校核计算； 4.1 轴的设计计算及校核4.1.1 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按机械设计（同上）式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取，于是得 （41）为了保证系统的强度与运动平稳，取轴的最小直径为28mm（2）轴的结构设计图4 第一级从动轴的结构图Fig.4 The sketch map of the first level driven shaft由图可知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、D处的直径为30mm，B处直径为36mm，C处直径为30mm，E处直径为28mm。A处长度为35mm，B处长度为596mm，C处长度为31mm，D处长度为39mm，E处长度为60mm。C处轴与齿轮的周向定位采用平键联接。由机械设计课程设计手册(参考文献)查得平键截面（GB/T1096）,平键长度为25mm，周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（GB/T1096），平键长度为50mm；轴向定位采用挡圈进行定位。轴上倒角圆角均为1mm。（3）求轴上的载荷首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，根据轴的简图做出轴的弯矩图和扭矩图。图5 第一级从动轴的载荷分析图Fig.5 The load analysis chart of the first level driven shaft从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出L3与L4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Table1 The load analysis of the first level driven shaft 载荷 水平面 垂直面支反力 弯矩 总弯矩 扭矩 （4）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面（及危险截面）的强度。根据式（15-5）及上表中的数值，并取a=0.3，轴的计算应力 （42）目前已选择轴的材料为45钢，调制处理，由表15-1查得。因此，故安全。（5）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，L3与L4段的截面处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，L1段得右截面不受扭矩作用，截面L3、L4的应力最大。校核L3段得右截面抗弯截面系数 （43）抗扭截面系数 （44）L3段右截面的弯矩M为截面的扭矩为截面上的弯曲应力 （45）截面上的扭转切应力 （46）轴的材料为45钢，调制处理。由表15-1查得,截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按照附表3-2查取。因,经插值法可查得,又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为,故有效集中系数按式（附表3-4）为 （47） （48）由附图3-2的尺寸系数；由附图3-3的扭转尺寸系数。轴按照车加工，由附表3-4得表面质量系数为轴未经过强化处理，即则按式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为 （48） （49）又由3-1及3-2得碳钢的特性系数为于是，计算安全系数值，按式（15-6）（15-8）则得 （50） （51） （52）故可知其安全。4.1.2 第二级从动轴设计计算及校核（1）初步确定轴的最小直径先按机械设计（同上）式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取，于是得为了保证系统的强度与运动平稳，取轴的最小直径为28mm（2）轴的结构设计图6 第二级从动轴的结构示意图Fig.6 The sketch map of the second level driven shaft由图可知A、D处安装轴承，C处安装链轮，F处安装带轮。轴承安装A、D处的直径为30mm，B处直径为36mm，C处直径为34mm，E，F处直径为28mm。A处长度为35mm，B处长度为596mm，C处长度为33mm，D处长度为39mm，E处长度为25mm，F处长度为32mm，槽深2mm。C处轴与齿轮的周向定位采用平键联接。由机械设计课程设计手册(参考文献)查得平键截面（GB/T1096）,平键长度为25mm，周向定位采用挡圈进行定位。F处周向定位采用平键联接，由手册查的平键截面（GB/T1096），平键长度为25mm；轴向定位采用挡圈进行定位。轴上倒角圆角均为1mm。（3）求轴上的载荷首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，根据轴的简图做出轴的弯矩图和扭矩图。图7 第二级从动轴的载荷分析图Fig.7 The load analysis chart of the second level driven shaft从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出L3与L4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2 第二级从动轴的载荷分析Table2 The load analysis of the second level driven shaft 载荷 水平面 垂直面支反力 弯矩 总弯矩 扭矩 （4）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面（及危险截面）的强度。根据式（15-5）及上表中的数值，并取a=0.3，轴的计算应力 目前已选择轴的材料为45钢，调制处理，由表15-1查得。因此，故安全。（5）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，L3与L4段的截面处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，L1段得右截面不受扭矩作用，截面L3、L4的应力最大。校核L3段得右截面抗弯截面系数抗扭截面系数L3段右截面的弯矩M为截面的扭矩为截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力轴的材料为45钢，调制处理。由表15-1查得,截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按照附表3-2查取。因,经插值法可查得,又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为,故有效集中系数按式（附表3-4）为由附图3-2的尺寸系数；由附图3-3的扭转尺寸系数。轴按照车加工，由附表3-4得表面质量系数为轴未经过强化处理，即则按式（3-12）及式（3-12a）得综合系数为又由3-1及3-2得碳钢的特性系数为于是，计算安全系数值，按式（15-6）（15-8）则得故可知其安全。4.2 轴承的设计计算及其校核4.2.1 第一级从动轴轴承设计计算及其校核已知清扫轴的径向载荷和轴向载荷可以忽略不计，又带轮的压轴力,轴向力，轴承转速，装轴承处的轴径可在2840mm范围内选取，运转有轻微冲击看，预期使用寿命。根据工作条件选取深沟球轴承。（1）求比值 （53）根据表13-5，。（2）初步计算当量动载荷P,根据式（13-8a）按照表13-6， ，按照表13-5， （54）（3）根据式13-6，求轴承应有的基本额定动载荷值 （55）按照手册选择的6006轴承。此轴承的基本额定静载荷，验算如下根据式13-5 （56）即高于预期计算轴承寿命，故满足要求。轴承内径,外经。4.2.2 第二级从动轴轴承设计计算及其校核已知清扫轴的径向载荷和轴向载荷可以忽略不计，又链轮和带轮压轴力,轴向力，轴承转速，装轴承处的轴径可在2840mm范围内选取，运转有轻微冲击看，预期使用寿命。根据工作条件选取深沟球轴承。（1）求比值根据表13-5，。（2）初步计算当量动载荷P,根据式（13-8a）按照表13-6， ，按照表13-5，（3）根据式13-6，求轴承应有的基本额定动载荷值按照手册选择的6006轴承。此轴承的基本额定静载荷，验算如下根据式13-5即高于预期计算轴承寿命，故满足要求。轴承内径,外经。4.2.3 第三级从动轴轴承的设计计算及其校核已知清扫轴的径向载荷和轴向载荷可以忽略不计，又链轮的压轴力,轴向力，轴承转速，装轴承处的轴径可在2840mm范围内选取，运转有轻微冲击看，预期使用寿命。根据工作条件选取深沟球轴承。（1）求比值根据表13-5，。（2）初步计算当量动载荷P,根据式（13-8a）按照表13-6， ，按照表13-5，（3）根据式13-6，求轴承应有的基本额定动载荷值按照手册选择的6006轴承。此轴承的基本额定静载荷，验算如下根据式13-5即高于预期计算轴承寿命，故满足要求。轴承内径,外经。4.3 键的设计计算及校核4.3.1 第一级从动轴上联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表6-2（机械设计）查得许用应力为=100120MPa，取其平均值为=110MPa。齿轮与轴联接处得轴径为，由前面轴设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L=25mm，键的工作长度为，键与轮毂键槽接触高度，根据式6-1可得(合适) （57）带轮与轴联接处得轴径为，由前面轴设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L=50mm，键的工作长度为，键与轮毂键槽接触高度，根据式6-1可得(合适)4.3.2 第二级从动轴上联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表6-2（机械设计）查得许用应力为=100120MPa，取其平均值为=110MPa。链轮与轴联接处得轴径为，由前面轴设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L=25mm，键的工作长度为，键与轮毂键槽接触高度，根据式6-1可得(合适)带轮与轴联接处得轴径为，由前面轴设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L=25mm，键的工作长度为，键与轮毂键槽接触高度，根据式6-1可得(合适)4.3.3 第三级从动轴上联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表6-2（机械设计）查得许用应力为=100120MPa，取其平均值为=110MPa。链轮与轴联接处得轴径为，由前面轴设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L=25mm，键的工作长度为，键与轮毂键槽接触高度，根据式6-1可得(合适)4.3.4 上滚轮轴联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表6-2（机械设计）查得许用应力为=100120MPa，取其平均值为=110MPa。齿轮与轴联接处得轴径为，由前面轴设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L=25mm，键的工作长度为，键与轮毂键槽接触高度，根据式6-1可得(合适)5 结论5.1 主要优点（1）本清扫机清扫能力强、效率高，能够对灰尘、树叶、纸屑等日常垃圾进行有效地清扫。（2）本清扫机以电能作为动力能源，环保，绿色无污染。 （3）本清扫机结构简单、轻便，操作灵活方便，保养、维修及常见故障排除简易。（4）本清扫机清扫辊由链轮驱动，所以在下雨天清扫效果不会受到较大影响。5.2 主要缺点 （1）本清扫机以人力推动前进，这就要求轮子与地面之间存在一定大小的摩擦系数、地面相对比较平坦，所以这种清扫机适应范围不是很广，主要适用于一般平坦道路的清扫。（2）本清扫机需要操作人员具备较好的身体素质。5.3 有待改进的地方 （1）机械零部件的布置还可以紧凑一些，尺寸可以缩小一些，减少机器本身的重量，降低机器对操作人员的要求。机架连接处可以采用弧形连接，避免方块尖锐棱角。（2）清扫机的功能可以设计得较为丰富一点，机器前进可以设计由电动机驱动。当电瓶没电时，可以设计由人力推动清扫等。（3）在机架空间空余较大的地方可设计一个工具箱用来放置一些常用清扫工具，以便在清扫机不能有效清扫的情况下使用备用清扫工具进行清扫。（4）在一些比较清洁的路段，不能有效的控制清扫机使轮子和传送装置停止运动。5.4 维护