畢業(yè)設(shè)計(jì)手推式電動(dòng)拖地車的設(shè)計(jì)

1、蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目手推式電動(dòng)拖地車的設(shè)計(jì)院系專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師（職稱）日期摘要1緒論我國(guó)已逐步進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)，陳舊、落后的拖、洗方式及設(shè)備，已不能滿足社會(huì)進(jìn)步的需要。對(duì)于自動(dòng)化拖地器具，它能進(jìn)行大面積拖、洗，工作效率高，并且節(jié)約人力。然而，小面積區(qū)域的拖、洗工具還主要沿用傳統(tǒng)手工拖、洗工具拖地，工作效率低、拖、洗效果不夠理想、浪費(fèi)人力資源。而工作效率高的省時(shí)省力的龐然大物拖地車在比如廠區(qū)、居住小區(qū)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、走廊等場(chǎng)所，確是英雄無用武之地。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快及居住面積的增大，家居地面的拖、洗工作也越來越繁重，嚴(yán)重干擾了人們的生活。因此急需開發(fā)一種成本低、節(jié)約人力

2、物力、拖、洗效果良好的適應(yīng)院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型拖、洗設(shè)備。 1.1手推式拖地車在國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)拖地車行業(yè)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，拖地車產(chǎn)品從單一的拖地式發(fā)展到目前多種功能型式，產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量迅速提高，特別是在改革開放以后，通過進(jìn)口和外購(gòu)關(guān)鍵部件使拖地車產(chǎn)品性能和可靠性大大提高。但目前我國(guó)拖地車的水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定的差距，特別是在產(chǎn)品的新型專利功能方面。為盡快提高我國(guó)掃地車的水平，縮小與先進(jìn)國(guó)家掃地車水平的差距，滿足我國(guó)環(huán)衛(wèi)部門及大型工業(yè)區(qū)企業(yè)對(duì)地面作業(yè)的要求，拖地車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)選擇一個(gè)合適的拖地車研究方向，完善研發(fā)技術(shù)和提高產(chǎn)業(yè)技能。隨著社會(huì)的發(fā)展及進(jìn)步，不再

3、滿足于單純意義上的拖地，將從多功能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等方面提出更多的要求，市場(chǎng)呼喚能滿足各種需求的清潔車等清潔設(shè)備。拖地車的市場(chǎng)也在不斷的擴(kuò)大當(dāng)中，越來越多的人開始接受這個(gè)新型的環(huán)保的設(shè)備，反之也證明了全自動(dòng)拖地機(jī)的發(fā)明和設(shè)計(jì)對(duì)社會(huì)進(jìn)程是十分有意義和價(jià)值的，而不是簡(jiǎn)單的一個(gè)發(fā)明而已。事實(shí)上，能夠解決部分人的煩惱，滿足他們的需要，這樣的產(chǎn)品就是具有他的價(jià)值了，而電動(dòng)式拖地機(jī)不但滿足了人們對(duì)清潔設(shè)備的需求，還有效節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，高效完成清潔任務(wù)，所以電動(dòng)式拖地機(jī)體現(xiàn)了其在社會(huì)的意義和價(jià)值。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)地面清掃機(jī)在銷售規(guī)模、技術(shù)水平、拖、洗效果等方面都存在一定的差距。隨著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清潔機(jī)械

4、市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，2005 年之后，國(guó)內(nèi)地面清掃機(jī)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。手動(dòng)普通拖地手動(dòng)普通拖地，往往伴隨著許多的煩惱，地面是拖完了，但人不得隨意走動(dòng)，地板有水，臟鞋子會(huì)把地板弄臟。等水干，得要多長(zhǎng)時(shí)間。這無形中就有很多時(shí)間被浪費(fèi)了。手動(dòng)普通不僅慢，浪費(fèi)時(shí)間，而且勞動(dòng)量也相對(duì)大，況且未必能拖干凈。用拖把拖完后，還得再用抹布擦，這工作量的大真是難以想象。僅僅拖地就讓很多的人煩惱至極。拖地貌似簡(jiǎn)單，人人都在做，都會(huì)做，幾乎每天都在做，因此，拖地的改進(jìn)有著很重要意義。機(jī)械式拖地雖然國(guó)產(chǎn)拖地機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平已有了一定的進(jìn)步，價(jià)格性能比優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，但在以下

5、幾個(gè)方面尚待進(jìn)一步提高，這也是今后我國(guó)拖地機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。（1）提高工作可靠性目前國(guó)產(chǎn)拖地機(jī)工作可靠性不及進(jìn)口機(jī)，其原因主要有三，一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件不過關(guān)，如動(dòng)力裝置及其傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置的耐用性及材料的熱處理工藝等有待提高；二是制造工藝及加工精度較低；三是某些技術(shù)和整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚待完善等。（2）研發(fā)多功能拖地機(jī)目前的拖地機(jī)基本是單一拖地功能。若能開發(fā)一專多能的拖地機(jī)，則其功能會(huì)進(jìn)一步拓展，也更為實(shí)用。（3）注重環(huán)保的多功能拖地機(jī)目前大多數(shù)機(jī)型，揚(yáng)塵比較嚴(yán)重。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，開發(fā)環(huán)保型拖地機(jī)非常必要。（4）根據(jù)需要生產(chǎn)不同種類和配置的拖地機(jī)械拖地涉及各種不同等級(jí)的地面，它所需

6、要的拖地機(jī)械也是不同的。如高檔場(chǎng)所和對(duì)地面要求較高的地方要求拖地機(jī)械必須具備很低的噪音和良好的清潔效果，當(dāng)然其相應(yīng)采購(gòu)和使用成本較高。等級(jí)較低的其它普通走廊地面的拖地要求較低，相應(yīng)生產(chǎn)和使用成本較低。根據(jù)不同等級(jí)地面需要配置不同種類的拖地機(jī)械，以便降低地面總成本的投入，因此開發(fā)和生產(chǎn)不同種類和配置的拖地機(jī)械是必要的。電動(dòng)式拖地器要對(duì)大型廣場(chǎng)、車站、碼頭等場(chǎng)所進(jìn)行清潔，傳統(tǒng)的拖地方式勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，已難以滿足要求。傳統(tǒng)的吸塵器也難以也難以將粘連在地面上的塵土打掃干凈。本款自動(dòng)拖地車主要由電力驅(qū)動(dòng)，只需人控制方向就可以輕松拖地，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。拖地車技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該說是

7、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)綜合性的結(jié)果，它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。拖地車具有如下的特點(diǎn)：拖地車自帶電源，小巧輕便、操作簡(jiǎn)單、自主性強(qiáng)、具有很強(qiáng)的實(shí)用性。拖地車的工作環(huán)境主要為普通家庭、商場(chǎng)、廣場(chǎng)、院落等環(huán)境，但要求有較好的環(huán)境適應(yīng)性。拖地車的任務(wù)是拖、洗地面，工作的對(duì)象是地面的灰塵、以及其他一些小尺寸物體，而大尺寸物體不作為清潔機(jī)器人的處理對(duì)象。考慮到安全因素，拖地車必須對(duì)人及家庭物品等不構(gòu)成任何危害。就現(xiàn)有的技術(shù)而言拖地車的發(fā)展受到了很大的局限，它的推廣也得到了一定的限制。1.2手動(dòng)式拖地車在國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀目前，許多國(guó)家研制的清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。日本，美國(guó)，歐洲各大廠商

8、競(jìng)相開發(fā)，有些產(chǎn)品甚至很超前。例如，有一種具有高效吸塵除灰功能的清潔機(jī)器人，可遙控也可自主運(yùn)作，能轉(zhuǎn)向，躲避障礙物，有很高的實(shí)用價(jià)值，可對(duì)家居、廠礦企業(yè)等地面進(jìn)行清潔，幫助人們從繁雜的勞動(dòng)中解放出來。在國(guó)外清潔設(shè)備的擁有率和洗衣機(jī)幾乎相當(dāng)。國(guó)外路面拖地車已廣泛應(yīng)用了先進(jìn)的電子技術(shù)，如帶有微電腦的清掃及回收裝置等，而且實(shí)現(xiàn)了有線與無線遙控，目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品僅停留在路面清潔度等最原始的技術(shù)研究方面。1.3手推式拖地車的研究意義隨著現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程，大大小小的城市許素發(fā)展，商場(chǎng)擴(kuò)大，機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建，人們?nèi)?duì)生活環(huán)境衛(wèi)生與美化的要求不斷提高，一把拖把，一個(gè)抹布的時(shí)代已經(jīng)成為過去，現(xiàn)在有不少?gòu)S家在從事拖地車的研究

9、工作。根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)拖地車的研究現(xiàn)狀，該拖地車能對(duì)大面積場(chǎng)地進(jìn)行拖、洗，大大的提高了勞動(dòng)效率。拖地車市場(chǎng)潛力大，廠家大規(guī)模生產(chǎn)可能性比較高。目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，經(jīng)反復(fù)研制、改進(jìn)、設(shè)計(jì)出一臺(tái)能解決人們生活中拖地問題機(jī)械設(shè)備。在這方面，國(guó)內(nèi)的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國(guó)家城市化的進(jìn)程不斷加大和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多新興的中小城市正在崛起，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機(jī)關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和公共場(chǎng)不斷建設(shè)機(jī)械化清掃已經(jīng)成為一種必然，地面的清潔養(yǎng)護(hù)及工廠清潔生產(chǎn)已經(jīng)越來越重要。勞動(dòng)力成本的不斷提高，拖、洗設(shè)備的市場(chǎng)前景日漸看好。1.4手推式拖地車的研究?jī)?nèi)容對(duì)拖地車的整體構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，其

10、中包括拖地車底盤的構(gòu)造、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、蓄電池的選擇、軸的設(shè)計(jì)及校核、齒輪的設(shè)計(jì)及校核、連桿的設(shè)計(jì)及校核、V帶輪的設(shè)計(jì)及校核、鍵的選擇、V帶個(gè)數(shù)的確定、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核、前輪與后輪之間距離的布局設(shè)計(jì)、拖板擺動(dòng)方式及其長(zhǎng)度、寬度、厚度的設(shè)計(jì)，以及對(duì)減速箱和各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過整體構(gòu)造的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)拖地車各部件構(gòu)造，進(jìn)行理論分析確定其關(guān)鍵參數(shù)，并用三維造型軟件模擬拖地車運(yùn)行情況。分析和擬定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 一般工作機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置和工作裝置三個(gè)基本職能部分以及操縱控制裝置組成。傳動(dòng)裝置傳送原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工作裝置預(yù)定的工作要求，它是機(jī)器的主要組成部分

11、。實(shí)踐證明，傳動(dòng)裝置的重量和成本通常在整臺(tái)機(jī)器中占有很重大的比重；機(jī)器的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用在很大程度上也取決于傳動(dòng)裝置的性能、質(zhì)量及設(shè)計(jì)布局的合理性。由此可見，在機(jī)械設(shè)計(jì)中合理擬定傳動(dòng)方案具有重要意義。 傳動(dòng)方案通常有運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示。它用簡(jiǎn)單的符號(hào)代表一些運(yùn)動(dòng)副和機(jī)構(gòu)，能顯示機(jī)器運(yùn)動(dòng)鏈及運(yùn)動(dòng)特征。如圖1-1（a）所示表示為拖地小車傳動(dòng)裝置的外形圖，圖1-1（b）即為其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖1-1（b） 由于拖地小車具有自由移動(dòng)特征，故采用蓄電池提供電量，因此選擇直流電動(dòng)機(jī)。它以滿載轉(zhuǎn)速n提供連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。倘若機(jī)器工作軸需以n連續(xù)回轉(zhuǎn)，那么擬定傳動(dòng)裝置方案最基本的要求就是選擇一個(gè)（或串聯(lián)幾個(gè)）傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)

12、運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，使其傳動(dòng)比（或總傳動(dòng)比）i=;若工作裝置所要求的運(yùn)動(dòng)不是等速連續(xù)回轉(zhuǎn)，這就需要首先選擇能將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為工作構(gòu)件所要求的運(yùn)動(dòng)特性的機(jī)構(gòu)，再以該機(jī)構(gòu)作等速連續(xù)回轉(zhuǎn)的主軸作為工作軸，并計(jì)算該軸所需轉(zhuǎn)速n,然后按上述方法，在電動(dòng)機(jī)與工作軸之間選擇傳遞連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，使其傳動(dòng)比i=，這樣最終也實(shí)現(xiàn)了工作裝置所要求的運(yùn)動(dòng)。 分析和選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及其組合是擬定傳動(dòng)方案的重要一環(huán)，這時(shí)應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運(yùn)動(dòng)以及機(jī)器的其他要求，再結(jié)合各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和適用范圍，加以分析比較，合理選擇。為便于選型，將常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其應(yīng)用列于表2-1和表2-2。傳動(dòng)裝置中廣泛采用減速器。常用減

13、速器的型式、特點(diǎn)及其應(yīng)用列于表2-3。選擇原動(dòng)機(jī)1原動(dòng)機(jī)的類型及應(yīng)用原動(dòng)機(jī)是機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的來源，其種類很多，在機(jī)械中常見的有電動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)、液動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)。 內(nèi)燃機(jī)是將柴油或汽油作為燃料，在氣缸內(nèi)部進(jìn)行燃燒，直接將產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，其功率范圍較寬，操作方便，啟動(dòng)迅速，便于移動(dòng)，在汽車、飛機(jī)、船艇、野外作業(yè)的工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械中有廣泛地應(yīng)用；但由于其排氣污染和噪聲都較大，不宜用于室內(nèi)機(jī)械。 液動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)分別以液體和氣體作為工作介質(zhì)，兩類原動(dòng)機(jī)的工作原理也很相似，輸出轉(zhuǎn)矩的有液壓馬達(dá)和氣動(dòng)馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)油缸和旋轉(zhuǎn)氣缸；作往復(fù)移動(dòng)的有普通油缸和氣缸。液動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)機(jī)工作較平穩(wěn)，可無極調(diào)速，易實(shí)現(xiàn)

14、自動(dòng)控制；但兩者都必須在有液源、氣源的場(chǎng)合方可選用。液動(dòng)機(jī)比其他同功率的動(dòng)力機(jī)體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)慣性小，低速性能好；但漏油時(shí)不能保證精確運(yùn)動(dòng)。與液動(dòng)機(jī)相比，氣動(dòng)機(jī)介質(zhì)清潔、費(fèi)用少；但其工作壓力較低，且由于空氣的可壓縮性較大，速度不穩(wěn)定。 電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的原動(dòng)機(jī)。一般來說，較其他原動(dòng)機(jī)有較高的驅(qū)動(dòng)效率，與被驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)的連接也較為方便，其種類和型號(hào)較多、并具有各種機(jī)械特性，可滿足不同類型工作機(jī)械的要求，電動(dòng)機(jī)還具有良好的調(diào)速性能，啟動(dòng)、制動(dòng)、反向和調(diào)速以及遠(yuǎn)程測(cè)量與遙控均較方便，便于生產(chǎn)過程自動(dòng)化管理；因此，生產(chǎn)機(jī)械在有動(dòng)力電源的場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先選用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。2. 2 電動(dòng)機(jī)的選

15、擇（1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式可以根據(jù)電源的種類、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來選擇。在移動(dòng)的設(shè)備中和蓄電池配套的較常使用的電機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：容易購(gòu)得，型號(hào)多，功率大，接口簡(jiǎn)單，適合大型機(jī)器。直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：太快需要齒輪減速器，電流通常較大，較難與車輪裝配，控制復(fù)雜。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：精確的速度控制，型號(hào)多，適合室內(nèi)機(jī)器人的速度，接口簡(jiǎn)單，便宜。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn): 功率與自重比小，電流通常較大，體積大，較難與車輪裝配，負(fù)載能力低，功率小，控制復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)。（2）電機(jī)功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率選得

16、合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響，當(dāng)功率小于工作要求的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過載發(fā)熱量大而過早損壞；功率過大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能量充分利用，經(jīng)常處于不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都降低，增加電能消耗造成很大浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的發(fā)熱條件來決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或變化很小，常溫下工作的機(jī)械，只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm 等于或大于所需電動(dòng)機(jī)功率P0，即Pm>=P0，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱，而不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。2確定電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)所需輸出功率為： P= kW (2-1)式中：P為工作裝置所需

17、功率，kW;為由電動(dòng)機(jī)至工作裝置的傳動(dòng)裝置的總效率。由電動(dòng)機(jī)至工作裝置的傳動(dòng)裝置的總效率按下式計(jì)算：=····· （2-2）式中：、分別為傳動(dòng)裝置中每一級(jí)傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈傳動(dòng)等）、每對(duì)軸承或每對(duì)聯(lián)軸器的效率，其值可查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，表2-4列出了部分?jǐn)?shù)據(jù)。計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率時(shí)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 所取傳動(dòng)副的效率是否已包括其軸承效率，如已包括則不再計(jì)入軸承效率； 軸承效率通常指一對(duì)軸承而言； 同類型的幾對(duì)傳動(dòng)副、軸承或聯(lián)軸器，要分別計(jì)入、各自的效率； 蝸桿傳動(dòng)效率與蝸桿頭數(shù)及材料有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)初選頭數(shù)，估計(jì)效率，待設(shè)計(jì)出蝸桿傳動(dòng)后再確定

18、效率，并修正前面的設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)； 資料推薦的效率值一般有一個(gè)范圍。如工作條件差、加工精度低、維護(hù)不良時(shí)，則應(yīng)取低值；反之，則取高值。表2-4 機(jī)械傳動(dòng)效率的概略值類別傳動(dòng)型式效率圓柱齒輪傳動(dòng)很好跑合的6、7級(jí)精度（稀油潤(rùn)滑）8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）9級(jí)精度（稀油潤(rùn)滑）加工齒的開式傳動(dòng)（干油潤(rùn)滑）鑄造齒的開式傳動(dòng)0.980.990.970.960.940.960.900.93圓錐齒輪傳動(dòng)很好跑合的6、7級(jí)精度（稀油潤(rùn)滑）8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）加工齒的開式傳動(dòng)（干油潤(rùn)滑）鑄造齒的開式傳動(dòng)0.970.980.940.970.920.950.880.92蝸桿傳動(dòng)有自鎖性的普通圓柱

19、蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）單頭普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）雙桿普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）三頭和四頭普通圓柱蝸桿傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）0.400.450.700.750.750.820.800.92帶傳動(dòng)平帶開式傳動(dòng)V帶傳動(dòng)0.980.96鏈傳動(dòng)滾子鏈傳動(dòng)齒形鏈傳動(dòng)0.960.97摩擦傳動(dòng)平摩擦輪傳動(dòng)卷繩輪傳動(dòng)0.850.920.95軸承(一對(duì))滾動(dòng)軸承（球軸承取大值）滑動(dòng)軸承(液體摩擦取大值，潤(rùn)滑不良取小值)0.990.9950.970.995聯(lián)軸器浮動(dòng)聯(lián)軸器（滑塊聯(lián)軸器等）齒式聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器0.970.990.990.990.9950.950.98減（變）速器單級(jí)圓柱齒輪減速器兩級(jí)圓柱齒輪

20、減速器單級(jí)NGW型行星齒輪減速器單級(jí)圓錐齒輪減速器兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器無級(jí)變速器0.970.980.950.960.950.980.950.960.940.950.920.95綜上各方面選擇取電動(dòng)機(jī)的功率為1.5kw3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速如圖1-1（b）所示，設(shè)n、n、n、n分別為、工作軸的轉(zhuǎn)速，r/min; P、P、P、P分別為、軸和工作軸的輸入功率，kw；T、T、T和T分別為、軸和工作軸的輸入轉(zhuǎn)矩，N·M; i、i和i分別為軸至軸、軸至軸、軸至工作軸之間的傳動(dòng)比；、分別為軸至軸、軸至軸、軸至工作軸之間的傳動(dòng)效率。 現(xiàn)按軸至工作軸的傳動(dòng)順序進(jìn)行計(jì)算如下:1. 各軸轉(zhuǎn)速 n= n= r

21、/min (2-3) n= =式中：n為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，r/min 。2. 各軸輸入功率 P=PP=P kw （2-4） P =P P= P式中：P 為電動(dòng)機(jī)的額定功率。3. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T=9550 T=9550 N·M （2-5） T=9550T=9550根據(jù)設(shè)計(jì)要求工作軸轉(zhuǎn)速為120r/min按表2-1推薦的各種傳動(dòng)比范圍：V帶傳動(dòng)比范圍i=14，錐齒輪減速器傳動(dòng)比范圍i=23，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍i=35，則總傳動(dòng)比范圍應(yīng)為i=1×2×34×3×5=660，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=in=(660)×120=72072

22、00 r/min考慮到轉(zhuǎn)速不高，為減少電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和價(jià)格，選擇1400r/min的直流電機(jī)。2.1 蓄電池的選擇選用蓄電池型號(hào)清掃車所使用的蓄電池要求在使用過程中能夠完全放電，不排放有害氣體，不污染環(huán)境。由此針對(duì)此設(shè)計(jì)選用鉛蓄電池，型號(hào)為：3DAW250有關(guān)性能為：標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V 其比能量達(dá)250w h/kg使用壽命為充放電1200 次放電深度為75%外形尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=120mm×70mm×70mm重量約為：5kg此蓄電池外形圖為：圖3.1 蓄電池此蓄電池的性能：（1）該電池為全密封閥控式（可維護(hù)）電動(dòng)車專用蓄電池，具有全密封防泄露設(shè)計(jì)、安全可靠

23、、自放電小、容量大、比能量高等優(yōu)點(diǎn)。（2）污染少，噪聲小?？蓽p少排污97%，甚至可做到零排污（3）節(jié)約能源，為普通蓄電池耗能的2/3（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，易于操作和維修（5）使用時(shí)間長(zhǎng)，充電后每次可用15 小時(shí)（6）有足夠的功率供清掃機(jī)達(dá)到每小時(shí)清掃面積不低于1000 平方米的要求。（7）使用壽命長(zhǎng)，一般可充電700 次左右。2帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1確定計(jì)算功率PC見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-9，查的工作情況因數(shù)KA=1.2 PC=KAP=1.2x1.5KW=1.7KW2.2選取普通V帶型號(hào)根據(jù)PC=1.7KW,n1=1500r/min，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖10-12選取帶的型號(hào)為Z型2.3確定帶輪的

24、直徑dd1，dd2見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-4，選取小帶輪直徑，取dd1=71cm，按公式計(jì)算大帶輪直徑dd2 dd2=71cm2.4驗(yàn)算帶速=5.57m/s帶速在525之間。2.5檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速誤差從帶輪的轉(zhuǎn)速=1500r/min轉(zhuǎn)速誤差為=0<52.6確定帶長(zhǎng)和中心距a初定中心距確定帶長(zhǎng) = =522.94查表10-2，選取最接近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，取計(jì)算實(shí)際中心距由式（10-21）得： =168.53mm滿足題目要求。中心距調(diào)整范圍按式（10-22）確定中心距的調(diào)整范圍2.7驗(yàn)算小帶輪包角由式（10-23）計(jì)算小帶輪包角包角合適。2.8確定帶輪的根數(shù)由表10-5，得根據(jù)傳動(dòng)比，查表10-7，得傳動(dòng)比

25、因數(shù)由表10-6，得彎曲影響因數(shù)由式（10-18）計(jì)算傳遞功率增量由表10-8，得包角影響因數(shù)由表10-2，得帶長(zhǎng)影響因數(shù)按式（10-24）計(jì)算帶的根數(shù)因此，帶的根數(shù)選6根。2.9計(jì)算初拉力F0見表10-1，得，按式（10-25），計(jì)算初拉力F0F0= = =40.012.10計(jì)算對(duì)軸產(chǎn)生的壓力FQ2.11帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表10-1 V帶（基準(zhǔn)寬度制）的截面尺寸（摘自GB/T 11544-1997)型號(hào) Y Z A B C D E頂寬 b/mm 6 10 13 17 22 32 38節(jié)寬bp/mm 5.3 8.3 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0高度h/mm 4 6 8 11 1

26、4 19 25楔角/° 40°每米帶長(zhǎng)質(zhì)量q/kg·m-1 0.04 0.06 0.10 0.17 0.30 0.60 0.87表10-2 普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列和帶長(zhǎng)影響因數(shù)KL基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/mm KL Y Z A B C4000.960.87 4501.000.89 5001.020.915600.946300.960.817100.990.828001.000.859001.030.870.8210001.060.890.8411201.080.910.8612501.110.930.8814001.140.960.9016001.160.990.920.8

27、318001.181.010.950.8620001.030.980.88基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld/mm KLABCDE22401.061.000.9125001.091.030.9328001.111.050.950.8331501.131.070.970.8635501.171.090.990.8940001.191.131.020.9145001.151.040.930.9050001.181.070.960.9256001.090.980.9563001.121.000.9771001.151.031.0080001.181.061.0290001.211.081.05100001.231.111

28、.07表10-4 V帶帶輪最小直徑及標(biāo)基準(zhǔn)直徑系列V帶型號(hào)YZABCDE最小直徑205075125200355500基準(zhǔn)直徑系列20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50,56,63,71,75,80,90,95,100,106,112,118,125,132, 140,150,160,170,180,200,212,224,236,250,265,280,300,315,355,375,400,425,450,475,500,530,560,600,630,670,710,750,800,900,1000表10-5 特定條件下單根V帶所能傳遞的功率P0型號(hào)小帶輪基準(zhǔn)dd

29、1/mm小帶輪轉(zhuǎn)速n1/r·min-14007308009801200146016002000240028003200 Z500.060.090.100.120.140.160.170.200.220.260.28630.080.130.150.180.220.250.270.320.370.410.45710.090.170.200.230.270.310.330.390.460.500.54800.140.200.220.260.300.360.390.440.500.560.61900.140.220.240.280.330.370.400.480.540.600.64表10-

30、6 彎曲影響因數(shù)Kb帶的型號(hào)Kb普通V帶Y0.0204×10-3Z0.1734×10-3A1.0275×10-3B2.6494×10-3C7.5069×10-3D2.6571×10-3E4.9833×10-3表10-8 包角影響因數(shù)包角180°170°160°150°140°130°K 1.000.980.950.920.890.86包角120°110°100°90°80°70°K0.820.780.740

31、.690.640.583軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩3.2確定去柄搖桿作用在軸上的力圓周力、徑向力，和軸向力分別為3.3確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理見表11-19，取C=112，由下式初步估算軸的最小直徑由于軸的最小直徑是安裝軸承的，因此它的軸徑3.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.5軸的受力分析與計(jì)算根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)圖作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖在確定軸的支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查得30205軸承的。因此，簡(jiǎn)支梁軸的支承跨距為根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作軸的彎矩圖和扭矩圖作水平彎矩圖，如圖C截面處水平面彎矩作垂直面彎矩Mv圖，如圖由C截面的左邊垂直彎矩MVCZ為C截面的右邊垂直面彎矩MVCY為

32、作合成彎矩圖M圖，如圖C截面的左邊合成彎矩MCZ為作扭矩圖T圖，如圖計(jì)算當(dāng)量彎矩軸在C截面處左側(cè)的彎矩和扭矩最大，故為軸的危險(xiǎn)截面。因是單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩可認(rèn)為按脈動(dòng)循環(huán)變化，故取。C截面上的最大當(dāng)量彎矩為3.6校核軸強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-17查得因此該軸安全，強(qiáng)度富裕。3 齒輪設(shè)計(jì)校核1. 選擇齒輪材料及精度等級(jí)見表7-4，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220HBW；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170HBW。初步估計(jì)齒輪線速度v10m/s，見表7-7，選擇8級(jí)精度2. 確定齒輪許用應(yīng)力通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得和=570MPa,=530MP=200MPa,=

33、190MPa見表7-10，查得S和S S=1，S=1.3根據(jù)設(shè)計(jì)要求，齒輪工作年限為20年，每年52周，每周工作日為5天，單班制，每天工作8小時(shí)，所以應(yīng)力循環(huán)數(shù)： L=20×52×5×8h=416000hN=60njL=60×500×1×416000=1.248×10 N=N/i=1.248×10/3=4.16×10通過查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得Z和Y Z=1，Z=1.07 Y=Y=1由式（7-23）、式（7-26），求得許用應(yīng)力=MPa=570MPa （7-23）=MPa=567MPa （7-23）=MPa=

34、154MPa （7-26）=MPa=146MPa （7-26）3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=9.55×10=9.55×10×N·mm=76400N·mm2)載荷因數(shù)K 見表7-8，選取K=1.13）齒數(shù)z和齒寬因數(shù) 選擇小齒輪的齒數(shù)z=25，則大齒輪的齒數(shù)z=25×3=75，因是一級(jí)錐齒減速器，故為不對(duì)稱布置，見表7-12，選取=14）齒數(shù)比=z/z=75/25=35）材料彈性系數(shù) 因?yàn)閮升X輪材料均為鋼，見表7-9，查得Z=189.86）計(jì)算小齒輪直徑d及模數(shù)m 因?yàn)槭擒淉X面，由齒面接觸強(qiáng)度公式（7-22）計(jì)

35、算 d=mm=53.9mm m=2.16mm見表7-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm4. 計(jì)算大、小齒輪的幾何尺寸 d=mz=2.5×25mm=62.5mm d=m(z2h)=2.5×(252×1)mm=67.5mm d=m(z2h2c)=2.5×(252×12×0.25)mm=56,25mm d=mz=2.5×75mm=187.5mm d=m(z2h)=2.5×(752×1)mm=192.5mm d=m(z2h2c)=2.5×(752×12×0.25)mm=181.5mmh=h

36、=m(2hc)=2.5×（2×10.25）mm=5.625mma=mm=125mmb=d=1×62.5mm=62.5mm取b=70mm,b=65mm5. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 見表7-11，查得Y=2.65,Y=2.215 Y=1.59,Y=1.785=72.5MPa=68.03MPa6. 驗(yàn)算齒輪圓周速度V=m/s=1.64m/sV=1.64m/s10m/s, 故合適。 表7-10 安全因數(shù)、安全因數(shù)軟齒面（350HBW）硬齒面（350HBW）重要的傳動(dòng)、滲碳淬火或鑄造齒輪1.3表7-1 漸開線圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（摘自GB/T1357-19870）第一系列0.1,

37、 0.12, 0.15, 0.2, 0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1，1.25， 1.5， 2， 2.5， 3， 4， 5， 6， 8， 10， 12， 16， 20， 25， 32， 40， 50 表7-8 載荷因數(shù)原動(dòng)機(jī)工作情況工作機(jī)械的載荷特性平穩(wěn)、輕微沖擊中等沖擊嚴(yán)重沖擊工作平穩(wěn)（如電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)）1-1.2輕度沖擊（如多缸內(nèi)燃機(jī)）中等沖擊（如單缸內(nèi)燃機(jī)）表7-11 正常齒輪準(zhǔn)外齒輪的齒形修正因數(shù)Y與應(yīng)力修正因數(shù)Yz1214161718192022252830Y3.473.223.032.972.912.852.812.752.652.582.54Y1.441.471.511.531.541.551.561.581.591.611.63表7-4 常用齒輪材料的性能及應(yīng)用范圍材料牌號(hào)熱處理硬度應(yīng)用范圍優(yōu)質(zhì)碳素鋼45鋼正火調(diào)質(zhì)表面淬火169-217HBW217-