【《某龙门式自动洗车机的相关部件设计案例》4400字】

某龙门式自动洗车机的相关部件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30158某龙门式自动洗车机的相关部件设计案例 135491.1横刷结构设计 121961.2侧刷的分析与设计 2138121.3小侧刷的分析与设计 2252711.4轴承的选择范围 4218791.5减速机 528281.6减速机的设计与说明 656331.6.1选择发电机 6129131.6.2减速机部分设计计算 691861.7联轴器的选择范围 101.1横刷结构设计首先介绍横刷，横刷也被称为顶刷，主要是清洁车汽车的前挡风玻璃和车顶以及后挡风玻璃与前后车箱盖子。横刷选择了一根3米长的空心钢轴，其挠度应小于0.0003。也就是说必须将其控制在1mm以内。横刷在旋转过程中速度不应过快，如果速度太快，旋转起来的毛刷可能会损坏窗户和车身，因为玻璃材质容易刮花而车顶材质较为脆弱。横刷空心轴的壁厚应设置为4-6mm。轴筒不易过厚，太厚的话就会显得过重，控制起来不方便。横刷选择空心轴是因为重量轻便，而且能提高强度和节省用料。横刷的功能是将汽车的纵向轮廓进行洗刷清洁，并且自身为中心轴进行自转运动。通过自转和仿形运动进行汽车的清洁。图1.1顶刷示意图1.2侧刷的分析与设计大侧刷位于汽车的两侧，清洗部位包括翼字板、前后车门和后备箱。大侧刷可以沿侧面车身运动并且绕刷子的中心轴的自转。或者说是在铅锤面方向运动。其中汽车的横向的移动是通过框架的移动来实现，所以起始位置是居中处理。纵向的移动可以是有发电机驱动的轨道进行移动，也可以汽车自行移动。大侧刷定位机构和毛刷旋转机构组成了整个大侧刷清洁机构。根据实地考察的需要，毛刷要装配发动机来实现驱动以及正反转的功能。大侧刷需要识别其在刷子与车辆相接触的距离位置。实现这个位置识别功能需要安装接近开关与行程开关，初步估计需要2个形成开关和4个接近开关。图1.2大侧刷示意图1.3小侧刷的分析与设计小侧刷的主要功能是清洁汽车侧面的底部和汽车的轮胎和轮毂。与大侧刷的运动轨迹类似。也是沿汽车纵向移动和绕中心轴的旋转。横向运动是通过框架进行运动的，本身小侧刷自身不进行横向的运动，而是通过框架的运动进而发生运动。纵向运动是使用轨道自身移动或者汽车自行移动，也可以采用小侧刷上的气缸进行驱动，前提时必须在小侧刷上安装回转支架。起始位置也要居中处理。如果选用第三种运动方式，小侧刷也需要两个简单的小电机，能够让小侧刷转动即可。图1.3.1小侧刷示意图清洁汽车时，需要人手动开车到龙门洗车机的轨道上，把汽车停滞在龙门式洗车机的轨道最前端，距离清洁区域越60cm即可，然后要将关闭汽车的车窗、车门和车盖子，确保前后雨刷以及其他盖子都是关闭状态。车身如果贴有过于突出的金属物品，也要摘下来防止毛刷勾挂。下车检查一边车身下部是否有遗漏处。所有要求全部检查完以后便可以根据实际需要选择是否用电动机驱动轨道还是自行移动车辆。然后如果选用第一种，时间较长但汽车必须处于熄火状态，开启龙门洗车机，导轨自动移动汽车，清洗设备就会自行清洗汽车。选用第二种虽然时间较短，收费较低，但是人必须在车内驾驶汽车。开启洗车机后顾客需要缓慢驾驶汽车驶入自动清洁装置中，时间自由选择，直到顾客满意为止。下图是洗车机顶刷、大侧刷、小侧刷的整个安装位置图。三种毛刷混合使用，不留下任何死角。图1.3.2框架俯视图图中数字所对应的洗车机部位名称1.导轨2.机身框架3.大侧刷1.大侧刷5.顶刷6.小侧刷7.连杆8.滑轮1.4轴承的选择范围轴承有滑动轴承和滚动轴承之分。其中，滑动轴承的类型常用得是向心滑动轴承，推力滑动轴承。滑动轴承由于其独特的优势，即使在特殊情况下也起着重要的作用。比如快速，高性能，精密，腐蚀性液体中和较小的径向尺寸。滑动轴承的承载能力强而滚动轴承摩擦小。轴承运转平稳，安静。有润滑油的轴承的摩擦系数低，几乎没有磨损。零件数量少，旋转精度高。结构组成简易，径向尺寸小。它可在水下等特殊地方工作。可以像对开式的一样方便安装。因此，滑动轴承被广泛用于各种设备中，包括内燃机，车辆，机床的小设备上。滚动轴承有很多类型，包括向心球轴承、双向推力球轴承、滚子轴承、角接触球轴承等。选择滚动轴承的类型时，要从滚动轴承​​的各个方面做参考，比如大小、方向、速度，轴强度和刚度及其他要求，请参阅以下意见。对于各类轴承要了解并选择得当。例如球轴承可实现高速，低负荷和高旋转精度。例如滚动轴承特点就是速度慢，负载重。选择轴承时也应考虑对中性能。不同的轴承其样式和功能都不相同，如果强硬张开角度，轴承寿命会缩短。此外，选择轴承时必须考虑经济，空间，噪音和振动要求。图1.4向心球轴承根据上述两类轴承优缺点及其适宜度来看，选择双向向心球轴承最合适。1.5减速机首先是减速机的设计：所以我选择蜗轮蜗杆。龙门式洗车机需要减速器，而该减速器需要传递相互垂直的轴的运动。由于其紧凑的结构和较小的轮廓尺寸，蜗轮蜗杆驱动装置是首要选择。蜗轮蜗杆装置具有较大的齿轮比，能够是龙门式洗车机的尺寸简化缩小。非常适合该系统、成本要求。我为了减小所需空间，用平键连接蜗轮蜗杆轴，并拧紧非法兰侧（无凸缘侧）不让蜗轮动。因为是横刷装置中的减速器，蜗轮轴没有轴向力，用调心球轴承来支撑轴。因为蜗杆本身的重量和所受的力，所以蜗杆需要承受轴向力。蜗杆的一端与发电机相连，其力发电机承受了。一端使用圆锥滚轴承，这部分的轴向力与自身重量差距不大。因此，蜗杆具有三个支撑点。减速器箱体外侧的顶部留有空隙能够倒油，用于润滑轴承，孔内部的嵌入式轴承端盖上填充了密封物以防止漏油。满足上面所述的条件后，绘制减速机装配图并且校核验算。接下来，绘制一些非标准零件相关的结构零件图，并且要清楚地表示各部分的结构。最基本的可以说是框架图。提高减速器准确的精准度需要恒定的传动精度。蜗轮和蜗轮轴之间轴是否同步取决于蜗轮键槽和平键之间的调节度。上述工作完成后，减速机设计基本完成。其次是横刷的细节分析：此部分应集中研究在连杆与框架上。支架上安装简单的小电机，只需要驱动横向运动即可，以便根据不同车型清洁车辆，避免洗车时造成车体损伤。在电动机上连接轴于横刷，形成一个组合机构。连杆有升高和降低横刷的功能，并可以连接到框架，以便横刷可以均匀地升高和降低。连杆的两侧伸出一个挂钩，中心有一个滑轮，绳索防止在内部，通过滑轮与连杆连接，这样的滑动摩擦可以减少摩擦力，不易因为摩擦过大运行不流畅甚至出现卡住现象，使横刷可以稳定地上下移动。多个齿轮安装在连杆的外部，在外框架之间产生较小的摩擦和滚动摩擦，从而可以平稳地进行上下运动。同时，它还可以起到固定方向的作用，可以让框架和横轴在上升和下降过程中不会因为压力发生摆动。不会因为摩擦力过大而使程序控制装置发生错误判断，从而使横轴在升降的时候停止。1.6减速机的设计与说明1.6.1选择发电机根据汽车机洗车时的需要和标准来看，选择电动机型号为112M−4最合适，这个电动机的主要参数:额定功率P=4.0kw，额定转矩T=2.2N∙m，满载转速为140r/min，同步转速为500r/min。1.6.2减速机部分设计计算以横刷为例，设计的减速机采用一级蜗轮蜗杆传动。材料：蜗杆材料选用45碳素结构钢，采用铸造的金属工艺，预计约使用1200h.（1）传动比i=1440（2）初选[d1a]值：设V（3）摩擦系数选择[d1当i=14的线上取A点，通过资料库查得d1a根据表格可查p（4）蜗轮转矩T的计算根据公式：T2式中：ηT将数据带入公式计算得：T2求得T（5）使用系数：K（6）转速系数ZnZn求得Zn（7）弹性系数根据蜗轮附表查得Z（8）寿命系数ZN：（9）接触疲劳强度计算寿命系数：Zp（10）接触疲劳极限：（11）接触强度的最小安全系数：SHmin（12）中心距a的计算公式：a={带入上述数据的a=120.7最后取a=125（13）传动得基本尺寸：查得r=180，Z（14）蜗轮齿数Z2Z2式中：i————Z带入上述数据计算得Z（14）模数m的计算：m=（1.4−−1.7）a取模数m=3.75（15）蜗杆分度圆直径d（16）涡轮分度圆直径d2d2带入数据得d2=3.75×50=187.5最后取（17）蜗杆导程角r的计算：tanr=带入数据tanr=4×3.7550=0.3（18）涡轮宽度b2b2最后四舍五入取b2（19）蜗杆圆周速度V1V1求得V1（20）相对滑动速度VsVs=V（21）当量摩擦系数uv=0.03pv（22）以下齿面接触疲劳强度演算：第一步：求许用接触应力σσ计算得[σH第二步：求得最大接触应力σσH求得σH结论：齿面接触疲劳强度合格（23）以下轮齿弯曲疲劳强度演算：由条件可知:齿根弯曲疲劳极限σFlim安全疲劳最小安全系数SFlim第一步：求许用弯曲疲劳应力[σ[σF求得[σF第二步：求轮齿最大弯曲应力σσF求得：σ结论：轮齿弯曲疲劳强度合格。（24）以下蜗杆轴挠度验算：第一步：求转轴惯性矩II==πd1求得I=3.07×第二步：求许用蜗杆挠度[[σ求得[σ]=0.015mm第三步：求蜗杆轴挠度σσ=2Fτρ（代入数据角度at=20°；r=16.7°；ρv=1.72°结论：蜗杆轴挠度合格1.7联轴器的选择范围选择联轴器时，主要考虑因素是两个被连接轴的负载的大小和特性、对中性、工作速度、工作环境和工作温度。当两个轴可以保证同轴速度，则可以选择刚性的联轴器。如果不能保证两个轴是同心的，或者在工作过程中可能出现各种偏差，则应选择带有补偿弹性部件的挠性联轴器。图1.7套筒联轴器如果机器频繁启动或负载变化大的时候，针对这个条件挠性联轴器最为合适，并且带有弹性元件。当工作环境很热时，为了防止温度过热导致橡胶和尼龙等融化，选择时应避免此类弹性元件的联轴器。另外还必须考虑组装，拆卸，维护和更换的便利性。选择联轴器类型后，根据轴径，起始扭矩和转轴速度从相应的手册中选择相应的型号，以使轴直径，工作扭矩和速度都在联轴器的允许范围内。在大多数情况下，每种类型的联轴器的适用轴径范围均在此范围内。该标准指定了轴的最大和最小直径，或指定适用的直径尺寸系列。必须在此范围内指定两个连接轴的直径，不能超出此范围。在选择和校核联轴器时，应以计算转矩Tca为依据，TTca选定的联轴器型号需要满足此要求:

Tca≤