【《沙滩垃圾清理车翻沙装置和行走装置设计案例》1800字】

沙滩垃圾清理车翻沙装置和行走装置设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u22273沙滩垃圾清理车翻沙装置和行走装置设计案例 13970第1章翻沙装置的设计 196981.1翻沙装置设计要求的确定 13881.2收集轮的形状以及参数 214092第2章行走和筛分输送装置的设计 438732.1分离装置的设计 4263782.1.1.级进模的应用 482572.2行走装置的设计 4198272.2.1行走轮的设计 4第1章翻沙装置的设计1.1翻沙装置设计要求的确定翻沙装置是一个组合结构，如图4-1所示，发动机提供主要动力，皮带轮3承接动力，皮带轮2给齿轮壳1传递这些动力，在齿轮壳1内的锥齿轮可以将动力传给收集轮杆，然后整个系统进行高速旋转。在机具行走时控制其方向和入土深度为限深及导向轮8。当卸下翻沙装置时，该机还可以翻起埋在沙子里的垃圾。用螺钉和整机机架连接翻沙装置，便于装拆方便。图4-1垃圾翻沙装置1.齿轮壳2.皮带3.皮带轮4.机架2.格栅6.收集轮7.传动杆8.限深轮图4-2翻转犁示意图根据三种犁的优缺点进行比较，并结合实际生产生活应用情况，最终选择翻转犁来实现翻沙这一模块。这种结构的犁形中间为尖锐突起形状，方便深入沙子内部，在设备前进的过程中，沙子由中间往犁的两侧面移动过渡，起到翻砂的目的。1.2收集轮的形状以及参数收集轮如图4-2所示，收集轮用于收集垃圾。W18Gr4V是该收集轮的主要型号，硬度HRC大于63，适合做高速旋转的收集轮，对硬的垃圾比如塑料瓶也可以收集。图4-3收集轮因此，收集轮转速，而收集轮功率P=9.7kw所以，收集轮转矩为(4-1)由上图分析可知，该收集轮设计为5个叶片，这样可以具备双片势能，进一步提高工作效率。1.3传动装置的设计经皮带轮和转轴传，齿轮壳可以接收发动机提供的动力，齿轮壳内的锥齿在传递过程中，可以实现转向但是却无法改变速度，然后传动杆接收动力，收集轮此时处于高速旋转的状态，可以将垃圾拨向中间至接料板。根据图4-4，所以可选择标准件。其主要参数为：M=2，D=60mm，B=20mm，α=20°。传动比i=1；收集轮转速n=2300r/min图4-4锥齿轮第2章行走和筛分输送装置的设计2.1分离装置的设计2.1.1.级进模的应用本设计选择了传输抖动的分离装置，下图为该装置的传输链示意图。装置主要包括两个部分，分别为凸轮与链条。抖动轮在转动的时候为匀速，抖动轮所做的运动属于不规则的圆周运动，在抖动轮变化的过程中，链条的变化也会表现出周期性的特点，在工作的过程中会持续抖掉沙土。本研究采用了凸轮作为分离装置的主动轮，其具有稳定性好、冲击载荷小等优点。凸轮间设置了连杆，可以使两边的凸轮保持同步的运动，由于运动具有一定的规律性，因此会使两端发生不同的抖动，从而更有效的抖落沙土。图5-1传输链1.链条2.凸轮除此之外，还在链的尾端设置了收集装置，末位装置可以收集采集的垃圾。2.2行走装置的设计2.2.1行走轮的设计对于行走机构来说，本次选用橡胶轮胎，在满足行走的功能时还能缓解对地面及机构的冲压力。此外机器人在沙滩上行走，受力不够强。故综合考虑将选择88毫米作为轮胎的直径，地面与其最低点间的距离是6厘米。2.2.2设计行走轮轴以轴承受的载荷为标准，可以对轴进行分类。可以承受弯矩也可以对转矩进行传动的轴承也被称之为转轴。而仅能够承受弯矩或是仅能够传递转矩的轴，分别被叫做心轴与传动轴，具体分类是按照传动和固定心轴。垃圾清扫机行走机构的轴属于转轴，需要转动并传力，它是主要的受力部件，故需要对其进行应力分析及校核，验证设计的是否合理。当机具作业是所受过大的阻力，下面进行机具作业时，轴的校核。1)按弯扭合成强度计算根据其工作情况，简化轴的结构图。45钢是主要材料。中碳结构钢的主要成分为45号钢，具有良好的加工工艺性能和机械性能。(1)绘制轴的计算简图在对轴进行受力分析时第一步需要进行简化模型并分析其受力，为便于读者理解给出其计算简图，如图5-2所示：所以，F=1193.24N其中：f—机具滚动摩擦系数，取f=0.3m—机具质量,kg，取G=180kgs—沙滩沉切面积,QUOTEm2m2,s=0.048α—挖掘铲起土角,α=20°L—挖掘铲长度,mk—挖掘垄沟沙滩比阻,N/υ—沙滩容量,N/φ—沙滩与钢的摩擦角,一般为30°～36°

(2)绘制弯矩图由上述内容可知，在进行对力的弯矩计算时，需要参考对应的弯矩图,如图5-2所示，已知P=8.24kw,n=30.31r/min。(5-1)(3)绘制扭矩图在计算扭矩图的时候，需要参考计算结果，然后绘制出对应的扭矩简图，具体可见下图5-4，其最大扭矩为:M=FL=366×1193.24=436722.84(5-2)图5-2载荷分析示意图(4)轴的强度的校核(5-3)以下是强度约束条件的计算公式：(5-4)式中：QUOTEMca=M2+(αT)2Mca=M2+转矩不变时，转矩按脉动循环变化时，a=0.59；转矩按对称循环变化时，.转矩也会出现变化不规律情况，此时就需要对其进行脉动循环处理，且Q