0049-道路垃圾清扫机结构设计【全套13张CAD图+说明书】
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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
- 内容简介：
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道路垃圾清扫机结构设计目录摘要1关键词11前言111垃圾清扫现状分析112国内外垃圾清扫机械化发展现状213国内清扫机发展趋势22垃圾清扫总成设计计算221设计思想222总体结构设计323各主要机构参数的设计和验算3231垃圾清扫设计4232垃圾输送收集装置设计4233推动清扫机所需功率计算6234清扫机扫辊速度验算6235行走设计6236垃圾清扫机的动力匹配73操作系统的确定及设计算731传动方案的确定732设定各级传动比和主要参数8321传动比确定8322各轴转速确定8323各轴转矩计算9324各轴功率计算933主要工作零部件的设计计算9331第一级传动带轮设计9332第二级传动带轮设计11333第三级传动链传动设计12334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1641轴的设计计算及校核16411第一级从动轴设计计算及校核16412第二级从动轴设计计算及校核1942轴承的设计计算及其校核23421第一级从动轴轴承设计计算及其校核23422第二级从动轴轴承设计计算及其校核23423第三级从动轴轴承的设计计算及其校核2443键的设计计算及校核25431第一级从动轴上联接键的校核25432第二级从动轴上联接键的校核25433第三级从动轴上联接键的校核26434上滚轮轴联接键的校核265结论2651主要优点2652主要缺点2653有待改进的地方2754维护和保养276设计心得28参考文献29致谢301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2ROADSWEEPINGMACHINEDESIGH（ORIENTALSCIENCETECHNOLOGYCOLLEGEOFHUNANAGRICULTURALUNIVERSITY,CHANGSHA410128）ABSTRACTTHEESSAYDESCRIBESTHECURRENTSITUATIONOFROADSWEEPINGMECHANIZATION,ANDITSDEVELOPMENTTRENDENCYINFUTURETHESWEEPINGMACHINEUSETHEMOTORASPOWERSOURCE,USETHEBELTTRANSMISSION,CHAINDRIVE,GEARDRIVENROLLERANDCONVEYORBELTTOWORKTHESWEEPERISMAINLYUSEDFORTHERUBBISHINTHEFLATROAD,ITALSOIMPROVETHECLEANINGEFFICIENCYANDREDUCETHELABORINTENSITYOFCLEANERSTHECLEANINGMACHINEOFLOWCOST,GOODPERFORMANCE,LONGLIFEISREMARKABLYFITFORCLEANERSKEYWORDSCLEANINGMACHINESWEEPROLLDESIGNCALCULATIONS31前言11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。12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。13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21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4两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。22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11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5总成16扶手17齿轮图1垃圾清扫机主要结构图FIG1MAINSTRUCTUREMAPOFROADSWEEPINGMACHINE23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/KM20231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，刷苗变1N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23N需的功率，提升垃圾所消耗的功率得。4564321（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04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625R/MIN（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）10/1MVPNP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04；刷苗圆周线速度取M/S；MVV扫路车行走速度为大于009M/S，取009M/S；传动效率为09；P值可根据以下公式计算；6（2）1ARCOS2180/10353122RHVZHLEJDPMD尼龙刷苗半径为；M3R滚刷半径为0205M；L刷苗自由长度为012M；E刷苗弹性模量取；PA109J刷苗断面惯性矩为；4273H刷苗变形量为0025M；Z工作刷苗数量可由公式计算7（3）MVDBZ1/5其中为刷苗和路面接触点到它的垂直位置的转角；1（4）810250ARCOS180ARCOSRH速度比值为35；VM/B滚刷清扫宽度为06M；计算得出2153481036/51MVDBZ根据清扫机实际，以及刷苗数合理分布和安排，取Z200可计算变形刷苗对路面上的压力为NRHVZHLEJDPM68542051ARCOS231012059731ARCOS2180/1035313212所以可得KWVPM1540901346810/1已知滚刷转速为N625R/MIN，可计算（5）83/2/23ARCSIN2RHHR因此，刷苗变形所消耗的功率为（6）KWLEJDNZN03461026277计算克服空气阻力所消耗的功率为KWN015413克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率为（7）VPNM8790136854104提升垃圾所消耗的功率太小可忽略不计。5所以清扫部分所消耗的总功率为KW2404870150346154321232垃圾输送收集装置设计滚轮外经150MM滚轮转速100R/MIN传送带宽幅600MM小齿轮分度圆直径50MM1D大齿轮分度圆直径250MM2小齿轮齿数201Z大齿轮齿数1002齿轮模数25MMM齿轮计算过程在写在后面334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M5KG，忽略倾斜的角度不计；传送带的线速度为10（8）SMNRV/7906150263输送带所需功率为（9）KWMGVFPWWE04196108510输送带233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KGM87F速度工作计算。则有SMV/0911（10）WFVFP05108234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MH50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，由参考文献19得知必须满足下面条件12（11）GH21计算SGHV/9805892又有SMNR/980341660所以清扫车的电机能够保证垃圾顺利地抛送到传送带上。235行走设计清扫机行走速度由公式，取，得BVF1060HF/K2013（12）SMHKV/9/3只要清扫机在不低于009M/S的行走速度下运行，就能够保证生产率的额定值。236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14KWPN28401240输送带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915。选定ZYT系列直流永磁电机为动力源（博山电机）17。电机型号110ZYT105额定功率40WP电压2VU扭矩M17N0T转速3R/INN（2）电池的选择选定两个12V铅酸蓄电池为电源，重量大约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31传动方案的确定方案一图2垃圾清扫机传动方案一FIG2THEFIRSTTRANSMISSIONSCHEME方案二10图3垃圾清扫机传动方案二FIG3THESECONDTRANSMISSIONSCHEME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。32设定各级传动比和主要参数321传动比确定第一级传动比61I第二级传动比42第三级传动比3I上滚轮轴齿轮传动比54I322各轴转速确定第一级从动轴MIN/01RN第二级从动轴25第三级从动轴I/63上滚轮轴N04RN323各轴转矩计算第一级从动轴MNIT24738101第二级从动轴22第三级从动轴I5633上滚轮轴84414324各轴功率计算第一级从动轴WP10111第二级从动轴WP382912）（输送带第三级从动轴04363上滚轮轴5741433主要工作零部件的设计计算331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0WP30R/MINN61I，设定连续工作8小时。（1）确定计算功率CA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87查得工作情况系数，故计算1AK（13）WPKACA401（2）选取V带带型根据，由图811选用Z型CAP0,N（3）确定带轮的基准直径并验算带速D由查表86，表88,取小带轮基准直径MD50从动轮基准直径ID350601根据表88，圆整为315MM验算带的速度（14）SMNDV/25/8710635106故带速合适4确定V带的基准长度和传动中心距根据公式820），初定中心距。MA50计算带所需基准长度（15）MADDLD5160854315022010由表82选取带的基准长度MLD6计算实际中心距为12（16）MLAD4962510865020（5）验算小带轮上的包角1（17）903149657031871802AD小带轮上的包角合适（6）计算V带的根数Z查表84A，表84B分别得到，KWP280KP04查表85，表82分别得到，。计算单根V带的功率为15K6L（18）WPLR31950计算V带根数，取Z22340RCAPZ（7）计算单根V带的初始拉力的最小值MINF由表83得Z型V带单位长度质量，所以计算得KGQ/6（19）NVZKFCA97285068572910452MIN0应使带的实际初拉力MIN（8）计算轴上的压轴力PF压轴力最小值为（20）NMINP51074SIN92SZ210MIN）（332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W3891输送带PR/MI05工作8小时。（1）确定计算功率CA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87查得工作情况系数，故计算01AKWPKACA3829301（2）选取V带带型13根据，由图811选用Z型CAP0,N（3）确定带轮的基准直径并验算带速D查表86，表88,取小带轮基准直径MD80从动轮基准直径ID32401根据表88，圆整为315MM验算带的速度SMNDV/25/0916058160故带速合适4确定V带的基准长度和传动中心距根据式（820），初定中心距。MA50计算带所需基准长度MADDLD08164504831252210有表82选取带的基准长度LD计算实际中心距AMD476208165020（5）验算小带轮上的包角1907154638031571802AD小带轮上的包角合适（6）计算V带的根数Z查表84A，表84B分别得到，KWP150KWP013查表85，表82分别得到，。计算单根V带的功率为93K8LPLR7990计算V带根数，取Z284170RCAZ14（7）计算单根V带的初始拉力的最小值MIN0F由表83得Z型V带单位长度质量，所以计算得KGQ/6NVZKPFCA960292355202MIN0应是带的实际初拉力MIN0F（8）计算轴上的压轴力P压轴力最小值为NIN52617SIN962SZ210IN）（333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201Z40212IZ（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96查得，由图913查得01AK，单排链，则计算功率为351ZK（21）WPKZACA84263（3）链条型号与节距的选择查图911，可选08A链条，查表91得链条节距为MP71（4）计算链节数和中心距初选中心距PA63587125035030取，相应的链长节数为M0（22）021210APZZALP31947472取链节数节94P查表97得到中心距计算系数，则链传动最大中心距为2801F（23）MZLFAP405294742211（5）计算链速V，确定润滑方式（24）SPNV/50160256012由和链号08A，查图914可知应采用定期人工润滑SMV/529015（6）计算压轴力PF有效圆周力为（25）NVPE52760124831033链轮水平布置时压轴力系数，则压轴力为5FPKE334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（GB1009588）直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101选择大小齿轮材料为45钢（调质），硬度为217255HBS,取硬度为240HBS选择小齿轮齿数,大齿轮齿数201Z102Z（2）按齿面接触强度设计选定载荷系数3TK计算小齿轮传递的转矩（26）MNNPT7345081910591由表107选取齿宽系数4D由表106查得材料的弹性影响系数2189MPAZE由图1021D按齿面硬度查得大小齿轮的接触疲劳强度极限为MPAH60LIM由式1013计算应力循环次数为（27）8114035815060HJLNN（28）928I由图1019取接触疲劳寿命系数,921HNHNK计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1，安全系数为S1，由式1012得（29）MPASH560LIM11KN288LI2216计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值TD1H（30）MZTKDHEDTT38521934071323211计算圆周速度V（31）SMNT/731658106计算齿宽（32）MDBT341计算模数（33ZMTT9281）计算齿高（34HT27545）计算齿宽与齿高之比为891HDBT计算载荷系数由图108查得动载系数，直齿轮，05VK1FAHK由表102查得使用系数1A由表104用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，,15H查图1013得25F故载荷系数为（35）20751051HVAK按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式1010A得（36）MDTT6327381计算模数MZM520761（3）按齿根弯曲强度设计由图1020C查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为MPAFE38021由图1018取弯曲疲劳寿命系数840,912FNFNK计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数，由式1012得3S17（37）MPASKFENF263180911FEF5422计算载荷系数（38）182051FVAK由表105查得齿形系数82,1AAY由表105查取应力校正系数79SS计算大小齿轮的，并加以比较FSAY01632581FSA89472FSAY小齿轮的数值大计算模数（39）MYZKTMFSAD19063240178523331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M5（4）几何尺寸计算分度圆直径计算（40）ZD02152中心距计算MA151计算齿轮宽度,根据清扫机实际取DB2041，MB25120184主要受力零件的强度或寿命校核计算；41轴的设计计算及校核411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152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153，取，于是得1250A（41）MNPD438310MIN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FIG4THESKETCHMAPOFTHEFIRSTLEVELDRIVENSHAFT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MHB78位。E处周向定位采用平键联接，由手册查的平键截面（GB/T1096），MHB78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19图5第一级从动轴的载荷分析图FIG5THELOADANALYSISCHARTOFTHEFIRSTLEVELDRIVENSHAFT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ML56743821L536ML304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MVH及,表1第一级从动轴的载荷分析TABLE1THELOADANALYSISOFTHEFIRSTLEVELDRIVENSHAFT载荷水平面垂直面支反力NFNH351,45621NHNFNVV19,3129F21弯矩MM30MM804MM47605总弯矩,621扭矩NT738（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。20根据式（155）及上表中的数值，并取03，轴的计算应力MPADTMWT491628107353610232222目前已选择轴的材料为45钢，调制处理，由表151查得。因此01，故安全。1（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（433332195801MDW）抗扭截面系数（44333402T）L3段右截面的弯矩M为MN921853651截面的扭矩为MNT24738截面上的弯曲应力（45）MPAWB792158截面上的扭转切应力（46）T64390轴的材料为45钢，调制处理。由表151查得,PAB40MPA2751MPA15截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按照附表32查取。因,经插值法可查得103728DDR,02371又由附图31可得轴的材料的敏性系数为21,820Q51故有效集中系数按式（附表34）为（47）836401K（48）517851Q由附图32的尺寸系数；由附图33的扭转尺寸系数。670轴按照车加工，由附表34得表面质量系数为80轴未经过强化处理，即则按式（312）及式（312A）得综合系数为1Q（48）236167834KK（49）4051又由31及32得碳钢的特性系数为1,210取055取于是，计算安全系数值，按式（156）（158）则得CAS（50）94129712361MBK（51）835085041AS（52）12619222SCA故可知其安全。412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152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153，取，于是得1250AMNPD271389320MIN为了保证系统的强度与运动平稳，取轴的最小直径为28MM22（2）轴的结构设计图6第二级从动轴的结构示意图FIG6THESKETCHMAPOFTHESECONDLEVELDRIVENSHAFT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18查得平键截面（GB/T1096）,平键长度为25MM，周MHB810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18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MHB78上倒角圆角均为1MM。（3）求轴上的载荷23首先根据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水ML5673921L532ML304平面上的弯矩图，和垂直面上的弯矩图和水平面上的扭矩图，垂直面上的扭矩图,具体情况见图7。图7第二级从动轴的载荷分析图FIG7THELOADANALYSISCHARTOFTHESECONDLEVELDRIVENSHAFT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2参看图6。MVH及,表2第二级从动轴的载荷分析TABLE2THELOADANALYSISOFTHESECONDLEVELDRIVENSHAFT载荷水平面垂直面24支反力NFNH4135,9208F21NHNFNVV842,17弯矩MM635MMV591MM603总弯矩083,721扭矩T8（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（155）及上表中的数值，并取03，轴的计算应力MPADTMWT1362810734710232222目前已选择轴的材料为45钢，调制处理，由表151查得。因此01，故安全。1（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3332195801MDW抗扭截面系数402TL3段右截面的弯矩M为N81361347截面的扭矩为N82截面上的弯曲应力MPAWB532190截面上的扭转切应力T463087轴的材料为45钢，调制处理。由表151查得,PAB0PA2751MPA15截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按照附表32查取。因25,经插值法可查得10357281DDR,0123又由附图31可得轴的材料的敏性系数为,79Q84故有效集中系数按式（附表34）为7910211K62384Q由附图32的尺寸系数；由附图33的扭转尺寸系数。60850轴按照车加工，由附表34得表面质量系数为9轴未经过强化处理，即则按式（312）及式（312A）得综合系数为1Q083126079KK97851又由31及32得碳钢的特性系数为10,210取55取于是，计算安全系数值，按式（156）（158）则得CAS482013608271MBK3591AS5147283422SCA故可知其安全。42轴承的设计计算及其校核421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,RFANFP367轴向力，轴承转速，装轴承处的轴径可在2840MM范围内NFA943MIN/50R26选取，运转有轻微冲击看，表133选择预期使用寿命20。根据工作条HLH20件选取深沟球轴承。（1）求比值（53）0RAF根据参考文献20135，。EFRA（2）初步计算当量动载荷P,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（138A）ARPYXFFP按照表136，按照表135，21,01PPFF取0,1YX（54）NYFXFPARP4367（3）根据式136，求轴承应有的基本额定动载荷值（55）NLCH8511025401636按照手册选择的6006轴承18。此轴承的基本额定静载荷N32，验算如下NC830根据式135（56）HPCNLH201940132560156即高于预期计算轴承寿命，故满足要求。轴承内径,外经。MD3MD5422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RFA,轴向力，轴承转速，装轴承处的轴径可在NFP5867NA79208IN/125R2840MM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HLH0选取深沟球轴承。（1）求比值0RAF根据表135，。EFRA27（2）初步计算当量动载荷P,根据式（138A）ARPYFXFP按照表136，按照表135，21,01PPFF取0,1NYFXPAR45867（3）根据式136，求轴承应有的基本额定动载荷值NLCH31102104636按照手册选择的6006轴承。此轴承的基本额定静载荷，N132NC830验算如下根据式135HPCNLH201710432560156即高于预期计算轴承寿命，故满足要求。轴承内径,外经。MD3MD5423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RFA,轴向力，轴承转速，装轴承处的轴径可在NFP60NA3290IN/562RN2840MM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HLH20选取深沟球轴承。（1）求比值0RAF根据表135，。EFRA（2）初步计算当量动载荷P,根据式（138A）ARPYFXFP按照表136，按照表135，21,01PPFF取0,1NYFXPAR2760（3）根据式136，求轴承应有的基本额定动载荷值NLCH3610527210636按照手册选择的6006轴承18。此轴承的基本额定静载荷N3，验算如下NC830根据式13528HPCNLH20162713056601即高于预期计算轴承寿命，故满足要求。轴承内径,外经。MD3MD543键的设计计算及校核431第一级从动轴上联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表62查得许用应力为100120MPA，取其平均值P为110MPA20。P齿轮与轴联接处得轴径为，由前面轴MD30L1MNT247381设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L25MM，键的工作长度为8HB，键与轮毂键槽接触高度，根据公式参考文BLL17825HK50献20式61可得合适（57）MPA28317542KLD0T3PP带轮与轴联接处得轴径为，由前面轴ML60MNT247381设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L50MM，键的工作长度为HB，键与轮毂键槽接触高度，根据公式参考文BLL42850HK5献20式61可得合适MPA573284537KLD10TPP432第二级从动轴上联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表62查得许用应力为100120MPA，取其平均值P为110MPA20。P链轮与轴联接处得轴径为，由前面轴MD34L3MNT8217设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L25MM，键的工作长度为810HB，键与轮毂键槽接触高度，根据式61可得BLL17825HK45合适MPA324742KLD0T3PP带轮与轴联接处得轴径为，由前面轴M8LMNT8217设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L25MM，键的工作长度为HB，键与轮毂键槽接触高度，根据式61可得BLL17825HK53029合适MPA8321753KLD0T2PP433第三级从动轴上联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表62查得许用应力为100120MPA，取其平均值P为110MPA20。P链轮与轴联接处得轴径为，由前面轴MD36L1MNT85463设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L25MM，键的工作长度为80HB，键与轮毂键槽接触高度，根据式61可得BLL17825HK合适MPA6431752KLD0T3PP434上滚轮轴联接键的校核键、轴的材料都是钢，由表62查得许用应力为100120MPA，取其平均值P为110MPA20。P齿轮与轴联接处得轴径为，由前面轴MD34L29MNT83412设计可知选用A型平键，键的尺寸为，键长为L25MM，键的工作长度为810HB，键与轮毂键槽接触高度，根据公式参考文献BLL17825HK520表61可得合适MPA29341782KLD0T3PP5结论51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。52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21。30（2）本清扫机需要操作人员具备较好的身体素质。53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22。54维护和保养（1）要不定期的检查刷毛的磨损情况，及时调节刷毛与地面的接触长度，保证清扫干净、彻底；（2）要对链条和齿轮定期进行人工润滑和检查，防止链条和齿轮的磨损失效。6设计心得通过本次毕业设计使我充分认识到毕业设计其实就是综合运用机械设计课程和其它专业基础课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识的过程。通过设计实践，使我逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，培养了我分析和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关资料，使我进行了全面的机械设计基本技能的训练。另外通过本次设计使我熟悉了机械设计的一般进程为设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、编写设计说明书。如果随意打乱这些过程，则在设计过程中肯定会多走弯路。我在独立完成设计的同时，要时刻跟指导老师沟通和请教，要掌握设计进度，认真进行设计。每个阶段完成后要认真检查，有错误要认真修改，精益求
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