地板擦及清洗装置

1、金属切削机床课程设计任务书设计题目： 地板擦清洗及甩干装置设计 系部： 机械工程系 专业： 机械制造及其自动化 学号： 学生： 指导教师： 专业负责人： 1设计的主要任务及目标通过机械装置的原理及结构设计，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计及计算能力。 2设计的基本要求和内容课程设计说明书一份（含地板擦清洗及甩干装置原理图及其说明）；地板擦清洗及甩干装置结构装配图一张3主要参考文献1 郭朝勇. AutoCAD2008机械应用实例教程M.北京：清华大学出版社

2、，2007. 2 殷玉枫. 机械设计课程设计M. 北京：机械工业出版社，2006. 3 王旭 王积森. 机械设计课程设计M. 北京：机械工业出版社，2007.4 徐锦康. 机械设计M. 高等教育出版社，20085 朱龙根. 简明机械零件设计手册(第二版)M. 北京：机械工业出版社，20056 戴曙.金属切削机床.北京:机械工业出版社,2009.37 张超英,谢富春.数控编程技术.北京:化学工业出版社,2003.118 刘文剑.夹具工程师手册.黑龙江科学技术出版社，1992.8 4进度安排设计各阶段名称 日 期1调查研究，参考文献，设计方案确定6月25日2地板擦清洗及甩干装置原理设计6月26日3

3、结构设计6月27日4绘制装配图6月28日5绘制装配图，整理说明书6月29日1目录1前言12本课题设计需要解决的问题13 拖把洗涤甩干机的总体设计23.1 总体方案论证23.1.1 总体加工方案制定思路和论证23.1.2 确定总体方案23.2 总体结构方案设计33.3 拖把洗涤甩干机的功能设计与分析53.4 拖把洗涤甩干机设计的效果以及用法使用54 拖把洗涤甩干机的结构分析、设计计算64.1 传动装置的运动参数和动力参数的设计计算64.1.1 确定甩水桶轴的功率64.1.2 确定各轴的功率64.1.3 确定各轴的转速64.1.4 确定各轴的转矩74.1.5 校核需要加工的轴（竖锥轴）75地板擦清

4、洗甩干装置相关图91前言目前，市场上虽然出现了一些新式拖把，但在最基本的使用方面和老式的拖把相比，也没什么差别。不管是新式还是老式，但最使用户感觉不便的是拖把洗净后要把水拧干的确很为难，不是用脚踩就是用手拧，劳动强度大，费时费劲，同时又弄脏双手，特别是冬天使用起来又冷又不卫生。也有把拖把洗净后挂于墙壁自然脱水，这样使其长时间处于很湿的状态下而影响拖把的使用寿命。然而经专家在国内外市场上研究表明：市场上现售拖把70%为普通型（杆为木制或竹制）布拖把；学校，医院，车站，企事业单位卫生所用拖把基本上均为普通型布拖把；市场上拖把除水工具或多或少有以下不足：或是使用专用拖把，造价高（动辄上百），维修不便

5、，更换不易；或是使用电动，价格昂贵，故障较多，拖地范围大受局限；或是普通塑料制造，损坏率很高；或是移动不便，无法随时随地涮洗拖把；或是脱水费事费时（有的需要蹲下来用手压）费力，效果不好，多次清洗不净还浪费水资源。可见一款好的真正实现物美价廉的拖把除水工具会给人们的生活带去更多便利，同时又能使用户使用起来既省时又能减轻劳动强度。达到“洗净甩干”的双重效果！ 2本课题设计需要解决的问题A. 拖把洗涤甩干机的框架思路设计B. 拖把洗涤甩干机的结构方案a)总体方案b)结构组成c)传动机构及其运动原理C. 拖把洗涤甩干机的设计方案与分析a)总体与零部件的设计思路b)结构设计与分析c)功能设计与分析3 拖

6、把洗涤甩干机的总体设计拖把洗涤甩干机主要是针对普通型拖把的，首先要省力省时，保证拖把除水后相对干燥，其次，最好是能刷洗除水两者兼顾，最后，能实现远程工作。3.1 总体方案论证本次设计的拖把洗涤甩干机，运用了创新设计方法里系统分析法中的设问探求法和缺点列举法等、联想类比法中的联想法和类比法等，进行了总体的结构方案设计和组成结构以及运动原理的设计。针对生活中和市场中不管是新式还是老式的拖把，但最使用户感觉不便的是拖把洗净后要把水拧干的确很为难，不是用脚踩就是用手拧，劳动强度大，费时费劲，同时又弄脏双手，特别是冬天使用起来又冷又不卫生。也有把拖把洗净后挂于墙壁自然脱水，这样使其长时间处于很湿的状态下

7、而影响拖把的使用寿命。为此设计的该拖把洗涤甩干机由外到内满足：(1)装置为脚踏式，整体呈“L”型。(2)组成结构有扶手（含卡套），箱体，甩水筒，洗涤波轮，踏板，齿轮传动机构，排水管，滚轮等组成。(3)卡套可以使拖把放入甩水筒时，拖把杆在筒的中心线上，有效的减少震荡，提高除水效率。卡套松紧可以调节。(4)发挥洗涤和除水功能的甩水筒和波轮分别安装在两厢（材料均来自废旧的家用小型洗衣机，废物再利用，节省成本），呈阶梯形布置，底下接有排水管。(5)齿轮传动机构（含有锥齿轮，单向轴承和带轮传动）集体安装于一张底板，和排水管安置于箱体腹部，保证外形美观。(6)设计安装滚轮，实现远距离洗涤涮洗。3.1.1

8、总体加工方案制定思路和论证该拖把洗涤甩干机由执行部分（拖把清洗、拖把甩干）和传动部分（齿轮传动、带传动）组成，有钢制零件、塑料件，有标准件、以及轴、齿轮、轴承座等非标准件。总体加工方案：在外购标准件后，分别制作传动部分和执行部分的非标准零件，再进行部装，最后总装到底座上。这样可以节约成本，便于调试，节省加工时间。在加工传动部分中：首先加工出齿轮，然后加工轴和轴承座，最后进行组装。3.1.2 确定总体方案该拖把洗涤甩干机为脚踏式，其组成结构自上而下如图3-1所示，它由扶手1（含卡套），箱体2，甩水筒3，洗涤波轮4，踏板5，传动机构6，排水管7，滚动轮8组成。图3-1拖把洗涤甩干机总体结构示意图3

9、.2 总体结构方案设计3.2.1运动原理设计如图3-2为该拖把洗涤甩干机传动部分的运动原理图。图3-2运动原理图传动部件的名称及参数如表3-1所示。表3-1传动部件的明细表标号名称模数m齿数z1齿轮280223831.53041.5305112061167齿轮24482139带轮/10经计算，该传动机构传动比为：i81=53.441 i91=15.793.2.2 结构组成设计扶手1是用24x12不锈钢管焊制而成。前端的卡套的创意来自专用拖把杆外套的套筒，这样设置使拖把放入甩水筒3时，能保证杆在筒的中心线上，有效地减少了拖把旋转时的左摇右晃，提高除水效率。其尺寸是经对多种普通型拖把杆测量，最后取

10、合适值而得，同时卡套松紧可以调节。卡套示意图如图3-3所示。图3-3卡套示意图发挥洗涤和除水功能的部分：甩水筒3和波轮4均来自废旧的家用小型的洗衣机，在实现废旧物品再利用的同时，节省了我们的制造成本。踏板5焊接在扇形齿轮（传动机构6的一部分）的端面，使得脚踏的动力传递给传动机构6，并最终实现洗涤波轮和甩水筒的旋转。提供动力的传动机构6部分：该传动机构主要由支架，轴，齿轮，带轮（附同步带），轴承（座）等构成。如图3-4为传动机构示意图。图3-4 传动部分示意图在图3-4中，当给踏板施加一向下的踩踏力时，与踏板焊接在一起的扇形齿轮a转动，带动圆柱齿轮b，通过b同轴的锥齿轮以及c同轴的锥齿轮（图中未

11、表示），将横向转动转换为纵向转动，再通过齿轮c，d齿数的大小配，使转速提升，达到有效洗涤转速，该速度通过带轮g传递给洗涤波轮，使洗涤功能得以完成。洗涤转速对于甩水来说还明显不够，通过齿轮e，f齿数的大小配，使转速再次提升，甩水筒内达到理想的离心力，从而，拖把甩干功能得以完成。另外，f为单向轴承，保证了当踏板复位，齿轮反转时不会影响甩水筒的正常转动。3.3 拖把洗涤甩干机的功能设计与分析拖把洗涤甩干机的带动甩水筒的传动机构传动比为i=53.441，带动涮洗波轮的传动机构的传动分析传动机构传动比为i=15.79，甩水筒旋转速度约是涮洗波轮旋转速度的3.5倍。拖把放入涮洗箱，波轮旋转搅水，涮洗拖把，

12、放入甩水筒，杆部卡入卡套，手松握杆，踩动踏板，甩水筒旋转，产生离心力拖把甩水。除水效果好，省力省时，效率高；机动性好，可以远距离涮拖，适合公共场所大面积场地面的卫生清洁，可以大范围推广。3.4 拖把洗涤甩干机设计的效果以及用法使用本课题所设计的拖把洗涤甩干机为脚踏式、可以作为普遍实惠的实际生活用品，齿轮传动比比较高；同时拖把除水效果好，省力，省时，效率高；机械动力性好，可以实现远距离涮洗，拖地，尤其适合公共场所大面积场地的卫生清洁，适合大范围推广使用，达到洗涤并甩干的效果。对于近距离，在水龙头下涮洗好拖把后，放入甩水筒中，将拖把杆挤入卡套，掌住杆上部（手要松握），轻踏踏板，使甩水筒转动起来后，

13、再连续踩踏踏板，使速度提升起来，拖把中的水在离心力的作用下被甩出，实现拖把的甩干。拖完地后，推到下水道口，放下导水管，排放污水，并刷洗干净。对于远距离，可以在涮洗箱中注入适量的，携带到远距离，当拖把脏了，可以进行涮洗：拖把放入涮洗箱（波轮上），踩动踏板，使波轮转动起来，对拖把进行洗涤。甩干拖把同上所述。此拖把洗涤甩干机在使用过程中的传动方向图如以下图3-5所示：图3-5拖把洗涤甩干机的传动方向此外，在刷洗干净后，还可以发挥该机械的其他功用。如：可以作为洗涤液等液体的搅拌器；可以洗涤小件物品等等。4 拖把洗涤甩干机的结构分析、设计计算4.1 传动装置的运动参数和动力参数的设计计算4.1.1 确定

14、甩水桶轴的功率甩水桶所需功率为 （4-1） 式中，,，代入上式得 甩水桶轴的功率为 中 （4-2） 查得=0.99，=0.99，=0.98则 4.1.2 确定各轴的功率带轮轴 竖锥轴 横锥轴 踏板轴 4.1.3 确定各轴的转速由于已知甩水桶轴的转速=300 ，所以由此可以计算得出以下各轴 （4-3） 转速公式为可得： 带轮轴 竖锥轴 横锥轴 踏板轴 4.1.4 确定各轴的转矩由以上各轴的功率和转速以及以下公式可以计算出各轴的转矩： （4-4） 4.1.5 校核需要加工的轴（竖锥轴）A. 求此加工轴上的各分布载荷：a)计算齿轮受力圆柱齿轮圆周力 （4-5）圆柱齿轮径向力 （4-6） 锥齿轮圆周力

15、 （4-7） 锥齿轮径向力 （4-8） 锥齿轮轴向力 （4-9）锥齿轮轴向力对轴心产生的弯矩 （4-10） b)求此轴上的支反力圆柱齿轮齿宽中点距左支点距离圆锥齿轮齿宽中点距左支点距离左支点的水平面支反力 （4-11） 左支点的轴向支反力左支点的垂直面支反力 （4-12） 轴上最大弯曲应力 B. 校核该轴的弯曲应力考虑启动、停机的影响，扭矩为脉动循环变应力，取， （4-14） 应当满足其中为危险截面的抗弯截面系数，单位为，可知=计算应力强度校核，对于该45钢调制处理的轴，由此可见，该加工轴的弯扭合成强度满足要求。5地板擦清洗甩干装置相关图A. 脚踏板和扇齿轮以及轴的装配连接。运用了焊接、圆柱等连接模式。如图61所示。图5-1脚踏板和扇齿轮及轴的装配图B. 直齿轮、横锥齿轮以及键和横锥轴的装配。运用了销钉、圆柱以及匹配、插入等连接模式。如图52所示。图5-2直齿轮、横锥齿轮和横锥轴的装配图C. 大齿轮、竖锥齿轮以及键和轴承等的装配。运用了销钉、圆柱以及匹配、插入等连接模式。如图5-3所示。图5-3大齿轮、竖锥齿轮以及键和轴承等的装配图D. 齿轮轴、带轮以及轴承和键等的装配连接。运用了销钉、圆柱以及匹配、插入等连接模式。如图54所示。图5-4齿