移动洗车机设计说明书

- 1 -1 前言1.1 移动洗车机的简单介绍一般来说洗车机是一种很常见的对车辆清洗的工具或者说装备。以前用户一般都是将车辆开到固定的地点也就是洗车机所在的地点，对车辆进行清洗。这种固定的洗车方式对商家来说固然是最方便最快捷的经营方式，但是这种洗车方式却浪费了消费者、客户的时间，客户将开车到指定的地点，给客户带来了不便。本着以消费者为上帝和最大限度的便利消费者的态度，同样也是商家提高自己竞争力的手段，移动洗车机应运而生。移动洗车机顾名思义是一种可以动的洗车机，改变以往洗车固定不动的模式，将洗车机设计成一种类似快餐似的外卖服务，可以进行预定式的洗车。目前这种移动洗车机一般结构较简单类似家用洗车机，尺寸比一般家用洗车机稍大。同样也节省铺面，一般啊用这种移动洗车机洗车的公司并不设铺面而是类似订餐式上门服务。这种洗车机洗车时间很短，一般为 10 分钟左右，使用方便快捷。同样它存在一些缺点，比如：清洗洁净度不够、洗车基本上为人为操作耗费人力等等。1.2 洗车机的发展现状现在人们经常见到的清洗设备从使用类型上划分无外乎家用、商用两种类型。一般来说，家用型清洗设备都是小型的、方便携带的，移动便利并且可装进汽车后备箱。这样的清洗设别通常是分为三部分。第一部分是储水设别（也可是直接连接设备，但直接连接设备需要周围有可直接利用、可连接的水源。而户外一般很难找到带有压力的水源，说以这种情况暂且不论） ，一般出水设备要求不高，只要符合储水要求，一般形状很随意；第二部分为水处理部分，根据使用要求不同和设计要求，最简单时只设置压力出水装置，只要能够达到出水的压力要求即可。但现在很多洗车机都要求节能或超洁净处理，所以有的洗车机常常设有高温处理、雾化处理来对储存水进行加工以便更好的清洗车辆或者说节能环保；第三部分是最后的出水设备，最早的时候只安置一条输水管，一边连着洗车机出水装置另一边连着水枪，通过水枪把高压水雾化，人握住水枪对车辆进行喷射清洗。也有一些不使用水枪，选择一种不但可以进行水雾化而且使其之能够形成一个相对大的喷射面积并还设有清洗布对车表进行进一步处理。第二种为商用洗车机，商用洗车机一般体型都比较大，需要一个较大的铺面，清洗车辆更加专业、更加细致，能够对车辆进行高速清洗并且能够达到一定整洁度；一般的商用洗车机为隧道式洗车机，这种洗车机通常具有一个较长的金属材料焊接的矩形体，一般固定在地面上，地面上铺设一段较长的输送轨道。很多隧道式洗车- 2 -机都安装有电脑 PLC 控制系统车辆只要一接触洗车机的轨道，洗车机就进入特定的程序进行类似套餐的服务。基本上整个洗车过程基本不需要人员的参与就能够完成对车辆的和多操作，比如预清洗、除尘、喷入清洗液、清洗、汽车美容、干燥等等。整个的洗车过程需要耗费大量的水能、电能，洗车费用也普遍偏高。另一种商用洗车机也就是和本课题类似的移动洗车机，这是一种类是外卖式的洗车机，对洗车的环境和洗车地点基本没有要求。这种移动洗车机一般结构较小类似家用洗车机，尺寸比一般家用洗车机稍大。同样也节省铺面，一般啊用这种移动洗车机洗车的公司并不设铺面而是类似订餐式上门服务。这种洗车机洗车时间很短，一般为 10 分钟左右，使用方便快捷。同样它存在一些缺点，比如：清洗洁净度不够、洗车基本上为人为操作耗费人力等等。1.3 选题的目的和意义移动洗车机是一种具有专用高效率高度自动化的清洗车辆设备，目前由于私家车的大量普及，越来越多的私家车需要清洗服务，但现在的洗车机明显满足不了市场的要求。过去的那种固定地点的洗车模式终将跟不上潮流而被市场淘汰。移动洗车技术必将是未来的主流方向，所以移动洗车机的研制与改进是十分必要的，也是十分必须的。而本课题的目的旨在对小型移动洗车机的改进与升级，使其变成大型的而又移动方便的类似于可以动的隧道洗车机，他不但能够保证对车表的洁净清洗和安全，同样简单方便、高度智能、节省大量劳动力，并且可随时移动，使洗车具有家用洗车机的便利，同时具有专业洗车的效果！使用这种移动洗车机必将会取得很好的经济效益，它不仅具有很高的自动化程度和工作效率以及较高的安全性，而且节省劳动力，能够使车表达到一定的洁净度。所以说移动洗车机必将受到客户的欢迎。移动洗车机的该进具有很高的研究意义：(1)移动洗车机是一项发展投资少、见效快的低成本技术设备，它将会为市场经济带来明显的经济效益。(2)移动洗车机的发展促进了我国服务行业自动化程度的日益完善，同时带来了技术和装备上的革新。(3)移动洗车机的使用能够全面提高洗车效率和洗车质量，大幅度节省了劳动力。(4)移动洗车机的出现迎合了市场产品的多样化。- 3 -2.方案的确定2.1 设计说明当今市场上已经存在了大量种类、式样的洗车机。但是很多洗车机存在着许多弊端，比如家用的小型洗车机，需要耗费大量的体力，并且对车表进行洁净处理，往往洗完车，车表任然有很多污渍，不能够达到目的；隧道洗车机往往又是占用很大的面积，增加大量的成本，同时右不能够自由移动；所以本课题对移动洗车机进行改进设计。2.2 设计方案的确定2.2.1 总体设计方案：本课题主要是将洗车机设计的更加人性化，更加实用化。不但要满足顾客的各种洗车要求而且便利经营者的使用。它的构思来自平板车运载集装箱，将集装箱设计成一个微型的隧道洗车机，这样就完成了一个大型移动洗车机的基本构思。其结构简图如下所示：- 4 -图 2-1 结构简图2.3 电机的选择计算2.3.1 驱动滚刷轮的电机：选择型号为 JO2-22-2，电机的额定功率为 2.2(kW), 转数为 299(rad/s)，效率为82.5%，功率因数 0.87，起转满载转矩为 1.8，最大转矩为 2.2。2.传输链轮电动机选择：预选电机型号为 JO2-32-6，电机的额定功率为 2.2(KW)，转数为 98(rad/s)，效率为 80.5%，功率因数 0.76，起转满载转矩为 1.8，最大转矩为 1.8。电机校核, (2.1)fmgvPnD式中：f汽车的摩擦系数m质量(Kg)g重力加速度n转速(rad/s)D链轮直径(m)- 5 -根据资料查取 f 为 0.01，(2.2)fmgnDP126.098140.(kW)72.P 小于 2.2(kW)，所选的电机合适。3.链条、链轮的选择3.1 水平传动链条、链轮的选择和校核3.1.1 链条的选择(1).选择链轮的齿数 :由于本处要求高速传动所以选择齿数为： 38,251z(2).传动比的选择由于设计处为传递动力，对传动比要求不高所以选择的传动比为： 52.i(3).中心距的选择在传动设计中，若中心距不受其他条件限制时，一般可取 3050 倍的节距，最大可取 ，有张紧装置或者托板时中心距可大于 80 倍的节距，若中心不能pa80mx调整，则中心距约等于 30 倍的节距。(4).链的节距和排数由于本传动要求的传动力不高，所以选择单链条。- 6 -3.1.2 滚子链传动的设计计算:(1).已知条件和设计内容传动链设计的已知条件包括：链条传动的工作条件，传动位置和总体尺寸限制，说选的传动功率，主动链轮转速，从动链轮转速和传动比。设计的内容包括：确确定链条型号、链结数 和排数，链轮齿数 以及链pL21,z轮的结构、材料和几何尺寸，链轮传动的中心距 a、压轴力 、润滑装置和张紧装pF置等。(2).设计步骤和方法选择链轮齿数 和确定的传动比21,zi一般链轮齿数在 17 和 114 之间。传动比 按照如下公式计算(3.1)12zi计算当量的单排链的计算功率 cap根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数。将链传动的功率修正为当量的单排链的计算(3.2)PKpac式中：工况系数;aK主动链轮齿数系数；z多排链系数p传递的功率(kW)P根据图表选择 0.1aKz- 7 -0.1pK得出： Pca(kW)15.8确定链条型号和节距 p链条的型号根据当量的单排链的计算功率 和主动链轮转速 ，由资料中查到，caP1n然后确定链条节距 p(kW), (rad/s)15.8caP291n由上确定选取链条为：08A节距：p=12.7(mm)滚子直径：(mm)92.71d内连接内宽：(mm)85.1b销轴直径：(mm)9.32d内链板高度：(mm)07.12h排距：(mm)38.41p计算链节数和中心距 npa0由于本设计处含有辅助轮，设(mm)1065840pa- 8 -按如下公式计算链节数 poL(3.3)021210 apzzpao 7.21poL为了避免使用过度链节将 圆整为偶数 p链轮传动的最大中心距为：(3.4)211zLpfa为中心距计算系数f1查表 24958.038251*7.24958.0a(mm)4所算出结果大于预定中心距，所以合理计算链速 v平均链速公式为：(3.5)10*6pnzv(m/s).5计算链传动作用在轴上的压轴力 pF(3.6)efpK657.385.62po- 9 -式中：有效圆周力(N)eF压轴力系数，对于水平传动 ，对于垂直传fpK15.fpK05.1f3.1.3 链轮的设计计算:查询机械设计手册可知：链轮的节距：与链轮的相同，p=12.7(mm)链轮齿数： 251z齿锲角： 06a分度圆直径：(mm) (3.7)32.1058sin7.2180sinzpd齿顶园直径：(mm) (3.8)17.2*5.31025. pda齿槽定位圆半径：(mm) (3.9)76.435.0pra分度角：(3.10)004.136z- 10 -齿槽角：(3.11)0008.2)1(3z齿形角：(3.12)0006.15)3(z齿面工作最低点至节距线距离(mm)h=0.55,p=6.99(mm) (3.13)齿根间隙：(mm) (3.14)02.1,8.pe齿根圆半径：(mm) (3.15)67.84)10cos(2zehdf链轮宽度 B：外导: (3.16)3bB内导: 2倒槽宽度：(mm)3W倒角宽度：(mm)1f大圆角半径：(mm)3R- 11 -小圆角半径：(mm)5.0r倒槽深度为 9(mm)3.2 底盘处传动链条、链轮的选择和校核3.2.1 链条的选择:(1).选择链轮的齿数：由于本处要求高速传动所以选择齿数为： 38,251z(2).传动比的选择由于设计处为传递动力，对传动比要求不高所以选择的传动比为： 52.i(3).中心距的选择在传动设计中，若中心距不受其他条件限制时，一般可取 3050 倍的节距，最大可取 ，有张紧装置或者托板时中心距可大于 80 倍的节距，若中心不能pa80mx调整，则中心距约等于 30 倍的节距。(4).链的节距和排数由于本传动要求的传动力不高，所以选择单链条。3.2.2 滚子链传动的设计计算:(1).已知条件和设计内容传动链设计的已知条件包括：链条传动的工作条件，传动位置和总体尺寸限制，说选的传动功率，主动链轮转速，从动链轮转速和传动比。设计的内容包括：确确定链条型号、链结数 L 和排数，链轮齿数 、 以及链p1z2轮的结构、材料和几何尺寸，链轮传动的中心距 a、 压轴力 、润滑装置和张紧装pF置等。(2).设计步骤和方法选择链轮齿数 、 和确定的传动比1z2i一般链轮齿数在 17 和 114 之间。传动比 按照如下公式计算(3.17)12zi- 12 -计算当量的单排链的计算功率 caP根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数。将链传动的功率修正为当量的单排链的计算(3.18)PKpac式中：工况系数aK主动链轮齿数系数；z多排链系数p传递的功率(kW)P根据图表选择 0.1aKz.p得出： Pca(kW)68.1确定链条型号和节距 p链条的型号根据当量的单排链的计算功率 和主动链轮转速 ，由资料中查到，caP1n然后确定链条节距 p(kW), (rad/s)68.1caP981n由上确定选取链条为：10A节距：(mm)875.1p- 13 -滚子直径：(mm)16.0d内连接内宽：(mm)4.91b销轴直径：(mm)0.52d内链板高度：(mm)9.12h排距：(mm).81p计算链节数和中心距：=np0a由于本设计处含有辅助轮，设(mm)125,790p按如下公式计算链节数 poL(3.19)021210 apzzpao 98.1poL为了避免使用过度链节将 圆整为偶数po0po链轮传动的最大中心距为：(3.20)2112zLpfao12587.32587.12poL- 14 -为中心距计算系数1f查表 24958.0(mm)98.12531902875. a所算出结果大于预定中心距，所以合理。计算链速 v平均链速公式为：(m/s) (3.21)206.1*60pnzv计算链传动作用在轴上的压轴力 pF(3.22)efpK式中有效圆周力(N)eF压轴力系数，对于水平传动 ，对于垂直传动fpK15.fpK05.1fpK3.2.3 链轮的设计计算:查询机械设计手册可知：链轮的节距：与链轮的相同，p=15.875(mm)链轮齿数： 251z齿锲角： 06a分度圆直径：- 15 -(3.23)108sinzpd(mm)6.250si7.齿顶园直径：(mm) (3.24)51.4687.125.6125. pda齿槽定位圆半径：(mm) (3.25)95.37.0pra分度角：(3.26)004.136z齿槽角：(3.27)0008.2)1(3z齿形角：(3.28)0006.15)3(z齿面工作最低点至节距线距离(mm)h=0.55,p=8.73(mm)齿根间隙：e=0.08,p=1.27(mm)- 16 -齿根圆半径：(mm) (3.29)50.1680cos2zehdf链轮宽度 B：外导： (3.30)3bB内导：倒槽宽度：(mm)4W倒角宽度： (mm)5.1f大圆角半径：(mm)4R小圆角半径：(mm)8.0r倒槽深度为 11(mm)- 17 -4 联轴器，减速器的选择4.1 联轴器的选择本 课 题 需 要 选 择 两 处 连 轴 器 ：一 处 为 洗 车 机 侧 洗 毛 刷 和 电 机 之 间 的 连 接 ， 此 处 起 动 频 繁 但 不 要 求 扭 矩 ，选 择 柱 塞 联 轴 器 ， 根 据 轴 的 直 径 选 择 HL2 联 轴 器 。另 一 处 为 洗 车 机 传 动 链 轮 处 ， 电 机 和 减 速 器 之 间 。 此 处 转 矩 很 大 ， 起 动不 频 繁 ， 同 样 可 选 柱 塞 联 轴 器 ， 根 据 直 径 选 择 HL4 联 轴 器 。4.2 减速器的选择本 课 题 主 要 在 洗 车 机 链 传 动 处 需 要 减 速 器 并 且 要 求 的 减 数 比 要 求 比 较 大在 60 左 右 ， 说 以 选 择 蜗 轮 蜗 杆 减 速 器 。具 体 减 速 器 通 过 厂 家 选 定 型 号 ， 厂 家 的 型 号 和 尺 寸 如 下 ：- 18 -图 4-1图 4-2- 19 -5 结 论综合以上的分析和说明，可以对毕业设计作如下总结：(1)通过查阅各种相关资料，以及各种方案的对比，最后确定了该设计的最佳方案。该方案的设计完全满足课题和使用要求。(2)通过对各种洗车机结构、细节的研究，确定了该设计的细节结构。(3)根据设计要求，完成了对电机、联轴器等的选择。(4)完成了链条链轮的设计。(5)通过使用电脑绘制 CAD 图，使得该设计变得更加直观、明了。- 20 -参 考 文 献1 杜君文等.机械制造技术装备及设计M. 天津.天津大学出版社 .20072 濮良贵.机械设计.M.8 版 .北京.高等教育出版社.20063 孙桓.机械原理.M.7 版.北京 .高等教育出版社.20064 蔡兴旺.汽车构造与原理.M. 机械工业出版社.20045 成大先.机械设计手册 1-5 卷（四版）M.北京.化学工业出版社.20026 徐景.新编机械设计手册M. 北京.机械工业出版社.19957 廖念钊.互换性与测量技术基础.M. 北京.机