65张志龙-毕业设计说明书.doc

青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 走廊清扫机的设计 姓 名： 张志龙 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 2009.02 学 号： 20092281 指导教师： 郭浩 2013年06月16日 13毕业论文（设计）诚信声明 本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书 本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目录摘要IAbstractII1 绪 论11.1 研究的意义11.2 清扫工具的现状和发展前景11.3 设计的内容32 总体方案的设计 4 2.1 研究目标4 2.2 总体方案的确定43 动力装置的确定63.1 确定机器的驱动方案63.2 蓄电池的选择63.3 电动机的选择64 清扫机的结构设计84.1 传动比的分配84.2 带轮的选择设计84.3 锥齿轮计算134.5 车架的设计计算204.6 滚刷的设计215 结 论22参考文献23致 谢24走廊清扫机的设计 摘 要 本文所设计的是用于清扫走廊的走廊清扫机，该清扫机的动力采用直流电机对电动机进行供能，通过带传动和齿轮传动将运动传给两侧的盘形刷，使其分别作顺时针和逆时针转动，将两侧的垃圾扫到中间，传给中间的滚刷，再由滚刷将垃圾扫入垃圾箱内实现清扫功能。本次设计的走廊清扫机可以对走廊的狭小的空间进行清扫，清扫效率高，清扫面积大，能够达到每小时清扫面积不小于600平方米，垃圾箱容量也很大，不低于20升，可靠性很强，清扫效果好。本次设计中，对清扫机的结构进行较详尽的设计，包括齿轮、带轮和主轴的尺寸设计计算和力学分析，对齿轮和主轴等关键零部件进行了强度校核，经过校核，齿轮和主轴的强度满足设计要求，可安全运行。关键词：清扫机；盘形刷；清扫面积；垃圾容量The Design of Corridor Cleaning Machine Abstract 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 gear 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 brush again knocked the garbage into garbage cleaning functions in the box. The design of the corridor cleaning machine can place of narrow corridors of the cleaning, and high cleaning efficiency, sweeping the large area can achieve an hour cleaning the area of not less than 600 square meters, the bin capacity is big, not less than 20 liters, strong reliability, cleaning effect is good. The design of cleaning the machine structure is very specific design, the size of the gear design, the size of the pulley design, the size of the spindle design and so on. One of the main strength of gear and shaft parts, after checking the strength of the gear and shaft meet the job requirements.Key words: cleaning machine; Disc brush. Clean the area; Garbage capacity17青岛农业大学本科毕业设计（论文）1 绪 论1.1 研究的意义随着经济的迅速发展，社会的进步，道路以及城市的规模在不断的扩大，因此对道路的清洁程度要求也越来越大。而传统的清扫方式如使用扫帚，拖把进行清扫及其落后的清扫设备已经不能满足当今社会的需要并且传统的清扫方式和清扫设备工作效率低，对工作人员的体力消耗大，并且还浪费人力资源。因此设计一台清扫机对解决工作效率低，工作人员的体力消耗大，浪费人力资源并且对美化环境有很大的帮助。1.2 清扫工具的现状和发展前景 清扫机的研制最早也起源于欧洲，至今已经有几十年的历史了，而且国外的清扫机研制技术已经相当成熟，再加上他们的基础零件的可靠性比较高，因此国外的清扫机相对国内而然他们的可靠性是十分高的1。我国于20世纪60年代开始进行了清扫机的研制，至今已经有40多年的历史了。虽然经过了几十年的发展，但是与发达国家相比，我国清扫机械还存在着很大的差距。在清扫效率、清扫能力，清扫面积，可靠性上，安全性及除尘效果等等方面，有很大的差距，并且只能对大型的区域进行清扫。所以研制出小型的清扫机是十分重要的。大的区域的清扫工作是一项很累的工作，它能消耗人们的精力，物力，人力。近十几年来，人们开始试着应用机器人代替人来进行此项工作。 随着经济的迅速发展，社会的进步，道路以及城市的规模在不断的扩大，对道路的清洁程度要求也越来越大。而传统的清扫方式已经不能满足当今社会的需要。因此设计一台清扫机对解决工作效率低，工作人员的体力消耗大，浪费人力资源并且对美化环境有很大的帮助8。目前，许多国家研制的清洁机器顺应时代的需要而产生了。随着科技发展，国外在机器人上的研究力度越来越大。20世纪60年代末移动机器人的研究为清扫机器人的诞生奠定了基础。从20世纪80年代至今，国外在清扫机器人上的研究领域已经进行了很多的工作，并取得了一定的成果2-5。如日本的日立，松下，美国的Denning公司，德国的Alfred Karcher GmbH公司，西门子公司等都已开发出清洁机器人6 。我国在清扫机器人上面的研究比较晚，最开始是哈尔滨工业大学在1995年开始从事清扫机器人的研究，并且成功研制出一种全方位移动清扫机器人。7浙江大学于1999年初对智能机器人进行研究，并且也取得了很好的成果。在当今社会，小型清扫机器已经得到了很多人的认可，因为他具有很强的实用性、 清扫率高 、结构简单、操作方便、安全性能高、对环境的污染程度小、生产成本低等特点。小型清扫机器的使用，能够减轻人们的负担，提高环境的质量，对社会和人都有很大的好处。小型清扫机器的发展将会是很迅速的。现代化清扫保洁机械具有多功能化，模块化，环保化，数字化等特点。1.2.1 清扫设备的分类在当今社会通用的小型清扫设备主要有两大类分别为扫地机和清洁机器人。 扫地机：扫地机是现有技术下的最为经济实用的小型清扫设备。扫地机涉及地板上小面积地面覆盖物的清扫机械领域，是一种小型家庭、工厂、小区、机关用的扫地机械。它结构简单、操作方便。通过查阅相关资料了解到扫地机的种类主要有气动高压带电清扫机，CZQ50超高压带电自动清扫讥，BRQ便携式软轴连接高压带电清扫机等。现将他们的结构特点归纳如下： 1. 气动高压带电清扫机 它是由绝缘杆、电动机、毛刷、齿轮、带传动等组成。具有安全，可靠，效率高等优点，清扫速度快，清扫面积大9。2. CZQ-50超高压带电自动清扫机 它是由电动机，齿轮，滚刷等部件组成。清扫器采用马达作为电源，带动毛刷旋转，来实现清扫工作。其特点为自动化程度高，清扫速度快，清扫效果好，使用维护方便10。3. 便携式软轴连接高压带电清扫机 它由电动机，带轮，滚刷，滚筒等组成，采用电动机作为动力源，通过带传动齿轮传功传递动力，带动滚刷盘旋转，完成清扫作业。其特点为重量轻、清扫功率大、使用寿命长、操作安全可靠、检修维护简便等特点11 。1.2.2 我国清扫机械的发展趋势我国的清扫机器还是存在很多方面的缺陷，我举得应该从以下几个方面进行改进。（1）提高清扫保洁效率（2）提高清扫保洁能力和除尘效果（3）提高清扫机的可靠性，舒适性以及自动调整的能力（4） 研制的清扫机机械要应该与生态型、现代化国际大都市发展相适应，具有环保优先、技术创新、国际先进等装备特征，并且具有多功能化，模块化，人性化，数字化等特点。目前我国的清扫机械在这些方面跟外国发达国家相比还有很大的差距，主要是因为我国在这方面的研究时间短，技术还不是很成熟，经过我国科学家的努力，我国的清扫机械在各个方面的质量都能达到世界先进水平。然而目前的清扫机械会对环境会造成污染，比如清扫车排放的尾气等。研制出有一种环保的清扫机十分重要。1.2.3 发现的问题和解决途径 在设计清扫机的构成中遇到了很多的问题。比如清扫机功率的选取一定要合适，功率选的太小不能满足工作的要求，功率太大就会显得浪费。而清扫机的垃圾箱的容量和材质要满足工作要求，材质不好会减少清扫机的使用寿命，造成漏垃圾的现象，对环境造成污染。对于机器中的结构设计要满足工作要求，齿轮，带轮，轴的尺寸选取要合理，他们的材料要有足够的硬度和强度，以便能够满足清扫面积和清扫速度，可靠性等方面的要求。因此合理的设计清扫机的结构大小及机构布置就很重要并且也很困难。 在设计过程中，通过上网看书搜集大量的资料，是自己在小型清扫机器这方面的知识有了更深的了解。1.3 设计的内容运用所学知识设计走廊清扫机，清扫机每小时清扫面积不小于600平方米，垃圾箱的容量不低于20升。其主要设计内容为：（1）走廊清扫机总体方案设计；（2）动力装置的确定（3) 走廊清扫机的结构和尺寸设计，比如齿轮，带轮，轴的结构尺寸设计和校核。2 总体方案的设计2.1 研究目标 设计走廊清扫机每小时清扫面积不小于600平方米，垃圾箱的容量不低于20升，并且清扫效果好，能够清扫走廊等狭窄的地方。2.2 总体方案的确定最初设计了许多的方案，最终综合考虑认为其中一种方案最为有可能实现我们的课题要求。方案一原理图：图2-1 走廊清扫机方案一简图1. 壳体 2. 电机 3. 滚刷 4. 导向斜面 5. I小斜面 6.垃圾箱 7.垃圾斗 工作原理：当清扫机工作时，电动机提供动能，通过带传动将动力传递给滚刷，带动滚刷转动，可以将垃圾扫到垃圾箱内。特点：结构简单，能对小面积的区域进行清扫，但是不能够长时间工作，只能对中间的垃圾进行清理，边角处的垃圾清理不到。其方案二原理图： 图2-2 走廊清扫机方案二简图1. 电动机 2. 小带轮 3. I轴大带轮 4. I小锥齿轮 5. III大锥齿轮 6. V带 7. I轴小带轮 8. II轴大带轮 9. I轴小锥齿轮 10. IV轴大锥齿轮 11. 滚刷 12. 刮板 13. 主刷 工作原理：当清扫机工作时，电动机将动力通过带传动传递给主轴，主轴一方面通过锥齿轮啮合和带传动，带动前面的两个滚刷一个顺时针转动，一个逆时针转动，可以将垃圾扫到中间。主轴另一方面通过带传动带动后面的滚筒转动，滚筒上面有刷子，可以把前面滚刷扫到中间的垃圾收集，扫到垃圾桶里。特点：结构简单，安全性能高，清扫面积大，清扫效果好，可靠性高，清扫速度快12。通过对比，可以得出方案二是比较好的方案。 3 动力装置的确定3.1 确定机器的驱动方案 考虑到机器的使用及其实际情况，选择了两种运动方案。 方案一采用汽油机驱动，方案二 机器驱动采用蓄电池驱动。因为走廊清扫机的功率比较小，所以选择小型的储电器进行驱动。 3.2 蓄电池的选择选用蓄电池型号清扫机所使用的蓄电池要求在使用过程中能够完全放电，不排放有害气体，不污染环境。所以采用铅酸电池，型号为NP5-12L。有关性能为：电压为12V，基本尺寸：长宽高=151mm51mm99mm重量约为2kg3.3 电动机的选择（1） 选择电动机的类型 本次设计的走廊清扫机采用的是蓄电池进行能源供应，要求控制较简单，运行平稳，所以选择直流电动机。根据实际情况，滚刷的受力F=50N，转速为n=60r/min.滚筒受力F2=43N,转速为n2=70r/min。滚筒处II轴的转矩 T=FR=430.25=10.75Nm此处的功率 P=78.5W 滚刷的转矩 T= FR=500.15=7.5Nm所需功率 P= =47W滚刷与锥齿轮间用V带传动，传递效率0.96III轴锥齿轮处的功率为： PIII= P/=4796%=49W 齿轮间的传递效率为95%竖放齿轮处的功率 P= PIII/ =4995%=52W 滚筒与I轴用V带传动，传递效率为96% P=P/ =78.596%=81.8W电机到I轴之间用带传动，传递效率96%电机的输出功率 P=(2P+ P)/ =(258+81.8)96%=193.5W上网查找应选择电动机的型号为J-SZ(ZYT)-PX系列直流减速电机，功率为200W，输出转速600r/min电压为12V。 4 清扫机的结构设计4.1 传动比的分配 电机到II轴之间的总传动比13 i=9（公式4-1） 分配各级传动比 设计有电机到I轴的传动比i=4； 由I轴到III轴的传动比i=2.25。 电机到滚刷的总传动比 i=10（公式4-2） 齿轮间的传动比为i=2 4.2 带轮的选择设计4.2.1 I轴带轮的设计计算 功率P=258+81.8=185.8，因为滚筒的转矩为T=17.5N.m，滚筒到轴的传动比为3.75，传动效率为0.96，所以I轴的转矩为T=6.08N.m，所以I轴的转速为n=/ min。1. 确定计算功率 P= KP=1200=200W 式中：P计算功率 K工况系数。查工况系数表8-7得K=1 2. 选择带的类型根据P，I轴的转速n，由图8-11选择A型带 3. 确定带轮的基准直径d并且验算带速v 由图8-6和表8-8选取小带轮的基准直径d =90mm 验算带速v 按照公式v= （公式4-3） = =2.8m/s，根据实际情况此速度满足工作要求。 计算大带轮的基准直径 传动比i=2.2，所以大带轮的基准直径d=2.290=198mm根据表8-8圆整为d=200mm。 4. 确定带的中心距和基准长度 根据公式8-20（机设课本）0.7（dd）a2（dd）算出中心距的范围为203a580 ，初定中心距a=300mm 计算带所需的基准长度 Ld=2a+（d+ d）+ （公式4-4） =2300+290+=1066mm查表8-2，取基准长度Ld=1000mm实际中心距a aa+（公式4-5） 300+ 267取中心距为248，在验算的中心距范围内合格。 5. 验算小带轮的包角 =18057.3（公式4-6） =18057.3 =15690合格6. 计算V带根数根据实际情况，清扫机的功率低，采用一根带就能满要求足工作7. 计算单根V带的张紧力 F=500(1)+qv（公式4-7） =500(1)+0.12.8 =59N 式中：包角修正系数 ， 查表12-314得=0.95 qV带单位长度质量，kg/m。查表12-7714得m=0.1 kg/m8. 计算压轴力F （F）=2 FZsin（公式4-8） =2591sin78 =109N9. 带轮结构设计 图4-1 V带的截面图由表8-10得： 基准宽度bd 为11 ；基准线上槽深hamin 为2.75；基准线下槽深为hfmin 为8.7；电动机的输出轴直径20mm，基准直径d2.5d，并且d300mm，小带轮采用腹板型的结构。所以小带轮的宽度B=f+e=15+9=21，d=220=40，L=1.520=30， d=d+2ha=90+5.5=95.5，C=204=5 大带轮基准直径d=200mm d= d2（h+ f+） =205.52（2.75+8.7+5.5） =171.6mm d=（1.82）d=24mm 因为d- d100mm,所以大带轮采用孔板式。腹板厚S=10mm L=（1.52）d=60 轮宽B=54mm，d=97.8mm。轮槽宽b=8.5mm。C=204=5 图4-2 I轴大带轮结构示意图4.2.2 I-轴带轮的设计计算1. 确定计算功率 P= KP=73.3W式中：P计算功率 K工况系数。查表8-7得K=12. 选择V带的类型根据 P=73.3W.n=40r/ min,由图12-214的应该选择Z型带3. 确定带轮的基准直径13 由表8-6和表8-8选取小带轮的基准直径d=63mm 验算带速 由公式4-1得 v=0.9m/ s，根据实际情况，此速度符合要求。 小带轮转速 计算打带轮的基准直径 传动比 i=3.9， d=i d=3.963=245.7mm，根据表8-8圆整为d=250mm。4. 确定V带的中心距和基准直径 根据公式 0.7（d+ d）a2（d+ d）算出中心距的取值范围为 219.1 a626 初选a=500mm。 由公式 4-2得Ld=2a+（d+ d）+ 算出所需的基准长度 Ld=1549mm，根据表8-2去基准长度为Ld=1400mm 确定实际中心距aa+ 425.5mm 在中心距的范围内，根据实际情况，所以取a=458mm 5. 验算小带轮的包角 由公式4-4得 =180-57.3 =153.2120 所以小带轮包角合适6. 确定V带根数 根据实际情况，清扫机的功率小，采用一根带就能够满足工作要求。7. 计算单根V带的初拉力 由公式4-5得 F=500(-1)+mv =83.2N 包角修正系数 查表12-1314得=0.86 qV带单位长度质量，kg/m。查表12-1414得q=0.06kg/m8. 计算作用在轴上的压轴力F13 由公式4-6得 F=2 FZsin =283.21sin76.6 =162N4.2.3 轴的带轮设计1. 确定计算功率 由表8-7查的工况系数K=1 所以计算功率 P= KP=149=49W2. 选择带的类型根据计算功率P和带速n，由图8-10选择A型带3. 确定带轮的基准直径和验算带速 确定小带轮的基准直径 由表8-8选取小带轮的基准直径为100mm，从电动机到圆盘刷的总传动比为10，齿轮间的传动比为2，从电动机到I轴的传动比为4，所以此处的带传动的传动比为1.25，大带轮的基准直径为d=1.25100=125mm由表8-89圆整为125mm 验算带速V 由公式4-1得 v=0.314m/s根据实际情况，此速度符合工作要求。4. 确定中心距a和基准长度L 根据中心距的取值范围公式确定中心距的取值范围为157a450，取a=423, 由基准长度的公式4-2计算出基准长度为L=954mm，由表8-213确定带的基准长度为1000mm，所以中心距a=423+（1000954)2=446mm，合格。5. 验算包角 有公式4-4计算出包角为176合格。6. 初拉力F 由表12-1414和表12-1314查的V带的单位长度质量为0.1，包角修正系数为 0.99，所以由公式4-5计算出初拉力F=119N，有公式4-6计算出压轴力为8.4N。4.3 锥齿轮计算1. 齿轮传动的选择 要实现传动方向的变化，可以采用蜗轮蜗杆传动，齿轮传动。蜗轮蜗杆传动的特点为传动平稳，冲击载荷少，噪声低，具有自锁性。但是蜗轮蜗杆传动的摩擦损失大，传动效率低，对于运动要求的实现有困难，所以选择齿轮传动。齿轮传动的传动效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，传动比稳定。齿轮传动分为直齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动还有锥齿圆柱齿轮传动。而走廊清扫机内的齿轮传动要实现方向的改变，要实现从轴的竖直转动，通过齿轮传动，实现滚刷的水平转动。从以上的工作情况考虑，应该选择锥齿轮传动。走廊清扫机为一般机械转速不高，故选用8 级精度。由机械设计手册表14-28选择小锥齿轮的材料为42SiMn调质硬度270HBS, 大锥齿轮的材料为42SiMn调质硬度240HBS，硬度相差30HBS,符合要求。 2. 初步计算 14 因为原动机为直流电动机，所以取K=1.2.小齿轮的转矩T=9550=3N.m因为滚刷的转速为60r/min，传动比为1.25，所以大带轮的转速n=1.2560=75r/min，因为齿轮间的传动比为2，所以小齿轮的转速n=275=150r/min。由图14-22得小，大齿轮的接触疲劳强度极限为1=680mpa，2=650mpa。由 表14-49取安全系数S=1.0，则大小齿轮的许用疲劳强度为hp1=680680mpa，hp2=6501=650mpa。所以小齿轮的大端分度圆直径de1=1951=42.9mm。由表15-514取齿形角=20。小齿轮的齿数z=16，大齿轮的齿数z=z=216=32，由表15-5得z=31.大端面模数m=2.68，取m=3，所以实际传动比i=1.94。查表15-6=0.34，=-0.34，查图15-614得3. 几何计算小齿轮分锥角：arctan 大端分度圆直径： 外锥距：齿宽：，取b=16mm，则平均模数：平均分度圆直径：大端齿顶高： 顶锥角： 大端齿顶圆直径：冠顶距： 大端分度圆齿厚：大端分度圆弦齿高：当量齿数：端面重合度：根据端面重合度的计算公式要先计算出。将以上数据列表如下：表4.2 中央螺旋传动锥齿轮主要参数表项目 主动齿轮 从动齿轮齿数 z=16 z=31大端模数（mm） Me=3 Me=3齿形角 =20 =20分锥角 = 27.3 = 62.7高度变位系数 x=0.34 x=-0.34切向变位系数 x=0 x=0大端分度圆直径 d=48mm d=93mm大端齿顶高 h=4.02mm h=1.98mm大端齿根高 h=2.58m h=4.62m齿宽 b=16mm b=16mm外锥距 R=52.3mm R=52.3mm齿顶圆直径 d=55.14mm d=96.69mm冠顶距 A=44.66mm A=20.43mm平均分度圆直径 d=40.6584mm d=78.74mm当量齿数 Z=17.47mm d=67.59mm弧齿厚 s=2.65mm s=6.77mm4.4 主轴的设计计算13 主轴的方案 图4-3 I轴图 因为走廊清扫机在工作过程中，轴要收到转矩和扭矩的组合作用，为了满足工作要求，轴的材料采用45钢，调制处理，使轴具有足够的硬度，强度和耐磨性。根据表15-3初选=120，于是，因为跟小带轮相连的轴段直径最小，所以初定长度。2拟定轴零件的装配方案 (1) 轴上零件的轴向定位 满足轴向定位的要求，1-2轴段右端应该制出一个周肩，周肩高度为h=0.1d，所以，左端应该用轴端挡圈定位，按照轴端直径取挡圈直径D=27mm，初步选择轴承 因为轴承同时承受径向力和轴向力的作用，所以选择单列圆锥滚子轴承。根据=24mm，查找机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度的单列圆锥滚子轴承329/28，其基本尺寸为C=9，B=12，所以轴上，右端的轴承采用轴肩定位，轴肩高度h=0.1d=0.128=2.8mm，所以，取。 取安装齿轮处的轴段的直径，因为锥齿轮的宽度B=16,所以轴段。安装齿轮处的轴段5-6右端采用阶梯套筒定位，一直带轮的轮辐宽度为54，为了使套筒端面可靠地压紧在齿轮和带轮，此轴段的长度应该略小于带轮轮辐宽度，所以，带轮右端采用轴肩定位，轴肩高度取h=3，所以轴环处直径，而轴，轴环的宽度b1.4h，取，为了满足齿轮的轴向定位，采用阶梯轴的形式，长度阶梯套筒的长度为11mm轴，。（2）轴上零件的周向定位 齿轮，带轮与轴的连接采用键连接。1-2段轴的直径为20mm，根据表9-414查的键的截面尺寸为。轴段9-10与轴段5-6采用的键相同。因为，由表9-414查的平键截面尺寸。轴段6-7的直径由表9-414查的平键截面尺寸，因为带轮的轮毂宽度为54mm，取键的长度为30mm，锥齿轮与轴的配合采用基空制，过盈配合。参考表15-2取轴端倒角为。 (3) 轴的校核 轴的受力分析如下图 图4-4 I轴受力图由前面的计算得知 扭矩在锥齿轮处：求支反力：在水平面内 图4-5 I轴水平面内受力图对B点取矩 ：对F点取矩：弯矩图为 图4-6 I轴水平面内弯矩图垂直面内受力 图4-7 I轴垂直面内受力图齿轮处的分度圆直径，对B点取矩：对F点取矩：在垂直面内的弯矩图为 图4-8 I轴垂直面内弯矩图总的弯矩图为 图4-9 I轴总弯矩图扭矩图 图4-10 I轴扭矩图抗弯截面系数：，因为轴为单向旋转，扭矩应力为脉动循环，取，轴的材料为45钢，调制处理，由表15-1（机设课本）的，轴安全。4.5 车架的设计计算 车架结构设计如下图所示： 图4-11 车架结构图 车架的前后支撑选用铸铁， 尺寸为252010的矩形钢管。 地板采用三轮支撑，后面两个大轮，承载能力强，放在垃圾箱和滚筒的下面。在后面两个大轮的中心线上，采用可以旋转的工业铰轮支撑，不承载很多重量，只起到平衡和转向的作用，这样在改变方向时会很方便。 底板用来安放置蓄电池、电机减速器等。车架上底板选用Q235 热轧钢板，其尺寸范围为118885210mm。在距离上边缘9mm出和距离下边缘75mm出安装两个轴承座，用来支撑轴承。在距离前边缘10mm出安装电机，电机距离下边缘201mm。滚刷距离主轴的距离为323mm。4.6 滚刷的设计 扫地刷是清扫机的主要工作机构，分为主刷和副刷。主刷是圆柱形的，是主要的清扫工具，它把垃圾扫到传送带上去，在将垃圾送到垃圾箱内。刷毛安装在空心圆柱体的外部又称为滚刷。本次设计所采用的就是滚刷，前面的两个刷子采用副刷形式，它可以将清扫机两边的角落了的垃圾扫到主刷能够清扫到的范围内，这样就扩大了清扫的范围。而后面的刷子采用的是主刷，将副刷清扫的垃圾扫到垃圾箱里。前面的滚刷采用的是圆锥刷，刷毛采用的材料是尼龙的，价格便宜，受用寿命长。滚刷的直径为150mm。 5 结 论经过广泛的查阅与课题相关的国内外文献，对走廊清扫机进行了详尽的设计，得出如下结论：1. 本次设计的走廊清扫机采用蓄电池进行供能和电动机进行动力的传输，里面采用带传动，齿轮传