小型手推式道路清掃車設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯

1、本科生畢業(yè)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）答辯設(shè)計(jì)（論文）答辯課題名稱課題名稱 小型手推式道路清掃車設(shè)計(jì)小型手推式道路清掃車設(shè)計(jì) 系 部 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名一、本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及意義 早在20世紀(jì)80年代中期 ,為適應(yīng)養(yǎng)護(hù)工作需要，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家開始將大量的資本和開發(fā)能力投向養(yǎng)護(hù)機(jī)械的研制生產(chǎn)，從而使國(guó)外養(yǎng)護(hù)機(jī)械得到了迅速發(fā)展。清掃軍的造型設(shè)計(jì)也是千奇百態(tài)，各具特色，大型、中型、小型清掃車的造型設(shè)計(jì)都得到了快速穩(wěn)定的發(fā)展。小型道路清掃車的造型設(shè)計(jì)也同樣發(fā)展迅速，并且設(shè)計(jì)中努力嘗試使清掃車的造型與周圍環(huán)境的融合，以致達(dá)到美化環(huán)境的作用。綜觀世界發(fā)達(dá)國(guó)家八十年代末掃路機(jī)具有以下特點(diǎn)：

2、1)掃路機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)由機(jī)械傳動(dòng)向全液壓傳動(dòng)方向發(fā)展； 2)純吸式、純掃式工作原理向吸掃復(fù)合式工作原理發(fā)展； 3)干式除塵形式向先進(jìn)的濕式除塵形式方向愛展； 4)體積大，自重大的掃路機(jī) 向體積小和機(jī)動(dòng)性好的方向發(fā)展； 5)單一功能向多功能方向發(fā)展。 因此，國(guó)外小型道路清掃車的造型設(shè)計(jì)一直處在不斷創(chuàng)新的階段之中，一些創(chuàng)新理念值得深入學(xué)習(xí)。 我國(guó)環(huán)衛(wèi)機(jī)械起步較晚，廠大環(huán)衛(wèi)工人長(zhǎng)期處于在惡劣的條件下進(jìn)行手工勞動(dòng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、形象差、不安全。目前，我們國(guó)內(nèi)清掃車的使用還是沒有廣泛普及，多年來形成的人工清掃格局仍然普遍存在于大街小巷，這種格局顯然已不適應(yīng)我國(guó)公路發(fā)展的客觀要求，人工清掃粉塵飛揚(yáng)，嚴(yán)

3、重影響清潔工人的身體腱康，也不可避免地造成環(huán)境的二次污染。國(guó)內(nèi)已有的清掃車還是以大型清掃車為主，小型清掃車相對(duì)較少，并且有一些還是經(jīng)過改裝的小型清掃車，如將三輪摩托車的后部改裝為清掃車的箱體等等 ，其造型沒表現(xiàn)出對(duì)城市的美化和宣傳環(huán)保的作用，也沒有突出造型設(shè)計(jì)的人性化。 小型掃路車可應(yīng)用于環(huán)衛(wèi)街區(qū)市政以及城市住宅區(qū)、廠區(qū)、倉(cāng)庫(kù)、公園通道、車站等小范圍的清掃，在結(jié)構(gòu)上避開了大尺寸氣力輸送系統(tǒng)，拼湊了吸掃復(fù)合式工作原理的清掃裝置，即：地面的清掃和垃圾輸送是依靠清掃刷來完成的。同時(shí)在車上配以小型機(jī)組成的吸風(fēng)系統(tǒng)，控制工作區(qū)域內(nèi)的揚(yáng)塵。這種設(shè)備不但可以清掃垃圾，而且還可對(duì)道路上的空氣介質(zhì)進(jìn)行除塵凈化，

4、既保證了道路的美觀，維護(hù)了環(huán)境的衛(wèi)生，維持了路面的良好工作狀況，又減少和預(yù)防了交通事故的發(fā)生以及進(jìn)一步延長(zhǎng)了路面的使用壽命，同時(shí)也提高了環(huán)衛(wèi)保潔工作的效率，減輕了保潔人員的工作強(qiáng)度，全面提高了城市保潔工作的質(zhì)量。 1、課題的內(nèi)容：、課題的內(nèi)容： （1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（電機(jī)電池的選擇與安裝）； （2）傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（用帶傳動(dòng)帶動(dòng)主刷、側(cè)刷裝置的設(shè)計(jì)及垃圾傳送裝置的設(shè)計(jì)）； （3）帶傳動(dòng)的選擇與設(shè)計(jì)； （4）齒輪的選擇與設(shè)計(jì)； （5）軸和軸承的設(shè)計(jì)； （6）機(jī)架的設(shè)計(jì)； （7）車型的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 二、課題的內(nèi)容和要求二、課題的內(nèi)容和要求2、要求：、要求： 1）利用碟形刷來增加掃路機(jī)的清掃寬度

5、，加大清掃面積，每小時(shí)清掃面積不低于1000平方米； 2）滾筒刷不但能夠清掃地面的垃圾，還起到把垃圾掃入機(jī)內(nèi)垃圾箱的作用，垃圾箱容量不低于30L； 3）采用無級(jí)變速系統(tǒng)，使得小型掃路機(jī)在作業(yè)時(shí)可以隨時(shí)根據(jù)路面污染狀況及時(shí)、迅速地調(diào)整清掃速度，提高了清掃作業(yè)的工作效率； 4）噴水系統(tǒng)要達(dá)到更理想的節(jié)能噴水，并能達(dá)到灰塵顆粒和水充分親和增重，不揚(yáng)塵，水箱容量達(dá)到25L以上。 三、小型道路清掃車主要部分三、小型道路清掃車主要部分小型道路清掃車主要組小型道路清掃車主要組成成行走系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng) 工作系統(tǒng) 機(jī)架及外形總成 清掃車的實(shí)體圖清掃車的實(shí)體圖清掃車的整體構(gòu)造清掃車的整體構(gòu)造1電機(jī)電機(jī) 2掃盤掃盤

6、3帶輪帶輪 4軸承座軸承座 5帶輪帶輪 6主軸主軸 7帶輪帶輪 8V帶帶 9帶輪帶輪 10軸承蓋軸承蓋 11滾筒滾筒 12螺栓螺栓 13軸架軸架 清掃車的整體構(gòu)造清掃車的整體構(gòu)造14垃圾箱垃圾箱 15可充氣車輪可充氣車輪 16擋板支架擋板支架 17垃圾傳送帶垃圾傳送帶 18擋板擋板 19底架底架 20螺母螺母 21墊圈墊圈 22可旋轉(zhuǎn)小輪可旋轉(zhuǎn)小輪 23車蓋車蓋 24水箱水箱 25扶手扶手四、四、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的確定 1、蓄電池的選擇 在電動(dòng)專用環(huán)衛(wèi)車輛上主要采用鉛酸動(dòng)力電池與鋰離子動(dòng)力電池。 對(duì)這兩種電池性能比較，本設(shè)計(jì)采用24V的鋰離子動(dòng)力電池，電池名稱為磷酸鐵鋰電池。其相關(guān)技術(shù)規(guī)格如表3-

7、1所示：項(xiàng)目規(guī)格標(biāo)稱容量10Ah標(biāo)稱電壓24V電池內(nèi)阻120m最大充電電流6A最大充電電壓29.20.05最大放電電流20A放電終止電壓20V使用壽命1000次工作溫度-2045外形尺寸10083335(mm)重量3.8kg價(jià)格550元表3-1磷酸鐵鋰電池組技術(shù)規(guī)格 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 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)。 清掃車多在室外環(huán)境下工作，要求控制較簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，因此選擇直流電動(dòng)機(jī)，而且是直流齒輪減速電機(jī)。 電機(jī)電功率的計(jì)數(shù)：設(shè)計(jì)圓盤刷受力約為F1=55N，轉(zhuǎn)速為n1=80r/min；滾筒清掃受力約為F=70N，轉(zhuǎn)速為n=50r/min。 圓盤刷轉(zhuǎn)矩

8、功率為 軸齒輪傳遞的功率為： 豎軸齒輪處的功率為： 滾筒到軸帶傳動(dòng)功率： 電機(jī)的輸出功率為： 由于清掃車工作速度為80r/min為較低轉(zhuǎn)速，故選用24V280W齒輪減速電機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)速為750r/min。五、V帶和V輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、對(duì)V帶輪設(shè)計(jì)的主要要求 設(shè)計(jì)V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工（表面粗糙度一般為3.2m），以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以減少載荷分布均勻。 2、帶輪材料的選用 帶輪材料多采用灰鑄鐵，牌號(hào)一般選用HT150或HT200，鑄鐵帶輪允許的最大圓周速度為25m/s。由于帶速不大于10

9、m/s，所以帶輪選用鑄鐵HT200。3、傳動(dòng)比的分配電機(jī)到滾筒之間的總傳動(dòng)比為分配各級(jí)傳動(dòng)比設(shè)計(jì)有電動(dòng)機(jī)到主軸I軸的傳動(dòng)比為 i=5；由主軸到豎放錐齒輪III軸的傳動(dòng)比 i=3。電機(jī)到圓盤刷的總傳動(dòng)比為齒輪間的傳動(dòng)比為 i=2 4、帶輪的選擇設(shè)計(jì)（取I軸帶輪的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明 ） （1）計(jì)算功率Pc （2）選擇V帶型號(hào) 根據(jù)Pc=235.2w，n=750r/min，由機(jī)械設(shè)計(jì)書圖8-11選取Z型V帶。 5、帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 初定小帶輪孔徑d=20mm，基準(zhǔn)直徑dd1=50mm，外徑da=53.2mm，輪寬Bd=14mm，輪槽寬bd=8.5mm。因?yàn)榛鶞?zhǔn)直徑dd12.5d，所以小帶輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。 大

10、帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=i d=550=250 mm 因?yàn)閐2d1100mm，所以大帶輪采用孔板式。 6、實(shí)際中心距此小齒輪的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，大帶輪的結(jié)構(gòu)如圖4-2所示： 圖4-1 圖4-2 六、主軸及鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于結(jié)構(gòu)及工作的需要，將主軸的材料選擇45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)處理，取材料系數(shù)A=115，則初步計(jì)算其最小直徑為： 考慮到該段開鍵槽的影響，軸徑增大6%，于是有 所以初步取d最小直徑為20mm。2、確定主軸的裝配方案如圖5-1所示： 圖5-1 3、確定主軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足軸向定位要求，-軸段右端須制造出一軸肩，故取-軸段的直徑為27mm，長(zhǎng)度為25m

11、m。 -軸段的左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為28mm。使帶輪繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，采用的-軸段的直徑為20mm，長(zhǎng)度為20mm。 4、選擇軸承 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，參照軸承工作要求和根據(jù)-軸段的直徑為30mm，由軸承產(chǎn)品目錄初步選定0基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓錐滾子軸承32006型，其尺寸為dDT30mm55mm13mm，故選用-軸段的直徑為30mm，長(zhǎng)度為22mm。右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由機(jī)械手冊(cè)查得厚度為h=4mm，取-軸段的直徑為30mm。套筒右端用定位。 5、鍵的選擇 帶輪及齒輪與軸的軸向定位采用平鍵連接。按照齒輪與軸的直徑由手冊(cè)

12、查表得平鍵截面尺寸分別為bhl=6 mm6 mm14 mm、bhl=8 mm7 mm16 mm、bhl=10 mm8 mm16 mm(GB/T1095-1979)。鍵槽用鍵槽銑加工，同時(shí)為了保證齒輪和軸的配有良好的對(duì)中性，故選擇輪轂與軸的配合為H7/n6。圓錐滾子軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為h6。 6、校核軸的強(qiáng)度 軸的材料選用45鋼，其許用應(yīng)力為（-1）=60Mpa 所以該軸安全。七、錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、錐齒輪設(shè)計(jì)的主要參數(shù)2、錐齒輪結(jié)構(gòu)圖如圖6-1、圖6-2所示： 圖6-1 大錐齒輪 圖6-2 小錐齒輪八、工作系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、側(cè)刷裝置的設(shè)計(jì) 電機(jī)在向前傳輸

13、動(dòng)力時(shí)，首先也是用V帶實(shí)現(xiàn)的由電機(jī)到第一軸的傳動(dòng)，并利用兩帶輪的大小進(jìn)行了相應(yīng)的降速；再利用一對(duì)大小不同的圓錐齒輪傳動(dòng)到第三第四軸，第三第四軸與前一軸的垂直面有5度的偏轉(zhuǎn)，這樣就可以使側(cè)刷與地面傾斜5度，如圖7-1所示，側(cè)刷如圖7-2所示： 圖7-1 圖7-2 2、主刷裝置的設(shè)計(jì) 主刷和傳送軸是分開的，稱這跟軸為主刷軸。主刷和主刷軸是用套筒式聯(lián)軸器連接的，另兩端分別固定在機(jī)架上。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下兩方面：一方面大大減短主刷的軸向長(zhǎng)度，因此在制造主刷時(shí)可以省很多工時(shí)、工步，同時(shí)也降低了生產(chǎn)的工藝性，提高了主刷的通用性 。主刷軸如圖7-3所示，主刷如圖7-4所示： 圖7-3 圖7-4九、車架

14、與車體造型設(shè)計(jì) 1、車架的設(shè)計(jì) 車架的前后支撐采用20MM厚的Q235 冷拔無縫矩形鋼管，規(guī)格為2520 無縫矩形鋼管焊接成支腿。 車架立柱是用一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長(zhǎng)條鋼材。 車架上的底板也是選用8MM厚的Q235 的熱軋鋼板，其尺寸范圍為10708008mm。底板是用來安放置蓄電池、電機(jī)減速器和支撐豎軸等，電機(jī)底板平面用螺栓連接在支腿上。 底盤采用四輪做行走機(jī)構(gòu)，對(duì)底盤起支撐作用。前面采用的是兩個(gè)可以旋轉(zhuǎn)180度的工業(yè)小鉸輪支撐，用來作轉(zhuǎn)向作用，采用兩輪也就可以起到平衡的作用，不至于在拐較大彎的時(shí)候容易傾倒。機(jī)體后面采用兩個(gè)橡膠可以充氣的車輪，這樣行走起來就不用那么費(fèi)力，有利于電

15、機(jī)的負(fù)載保護(hù)。 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖8-1所示 ： 圖 8-1 2、車體造型設(shè)計(jì) (1)清掃車扶手高度的尺寸設(shè)計(jì)。嚴(yán)格根據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論，確定手扶高度為III型產(chǎn)品尺寸(即平均尺寸設(shè)計(jì))，扶手高度相關(guān)的人體尺寸應(yīng)大體與人的胸、肘部位稍微偏下，查閱國(guó)標(biāo)GB 1000088得出，此尺寸應(yīng)為860mm。再考慮到功能修正量，這里主要是穿鞋修正量，設(shè)為20mm。據(jù)此確定下來的扶手的尺寸高度應(yīng)為880mm 左右。 (2) 扶手的寬度設(shè)計(jì)。根據(jù)男、女立姿作業(yè)位置的肩寬尺寸設(shè)計(jì)參數(shù)，男女立姿人體尺寸的肩寬尺寸均值為390mm，扶手的寬度應(yīng)略大于肩寬，確定扶手的寬度為480mm。 (3)容腳空間的設(shè)計(jì)。清潔工人在使用時(shí)，腳尖會(huì)經(jīng)常與車體后部相撞，影響清潔工人的工作效率。同樣的根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的理論