小型路面清潔車(chē)設(shè)計(jì)-清掃車(chē)設(shè)計(jì)

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Finally brings forward some improving ideas and expectations.Key words: sweeper; design; check; machine replacement parts目 錄1 緒論 .11.1 路面清掃車(chē)簡(jiǎn)介 .11.2 國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 .11.3 產(chǎn)品技術(shù)水平 .11.4 產(chǎn)品發(fā)展方向 .21.5 市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景 .22 小型環(huán)衛(wèi)清潔車(chē)設(shè)計(jì)方案擬定 .32.1 方案一 .32.2 方案二 .32.3 比較 .33 本車(chē)重要零部件設(shè)計(jì)及校核 .43.1 軸類(lèi)零件設(shè)計(jì)及校核 .43.1.1 滾筒軸的設(shè)計(jì)及校核 .43.1.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)及校核 .73.1.3 掃盤(pán)軸的設(shè)計(jì) .113.2 軸承的設(shè)計(jì)及校核 .143.2.1 圓桶軸軸承設(shè)計(jì) .143.2.2 錐齒輪軸軸承設(shè)計(jì) .163.2.3 掃盤(pán)軸軸承設(shè)計(jì) .173.3 鍵聯(lián)接及校核 .193.3.1 大帶輪鍵 .193.3.2 小鏈輪鍵 .193.3.3 大鏈輪鍵 .193.3.4 小齒輪鍵 .203.3.5 大齒輪鍵 .204 清掃車(chē)的技術(shù)參數(shù) .214.1 功率主要包括 .214.2 滾筒功率的計(jì)算 .214.3 掃盤(pán)功率的計(jì)算 .225 結(jié)論 .24參考文獻(xiàn) .25致 謝 .26中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 路面清掃車(chē)簡(jiǎn)介路面清掃車(chē)作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清潔、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型高效清潔設(shè)備?？蓮V泛立用于干線公路，市政以及機(jī)場(chǎng)道面、城市住宅區(qū)、公園等道路清潔。新型的路面清掃車(chē)不僅可以清掃路面垃圾，而且還可以對(duì)道路上的空氣介質(zhì)進(jìn)行除塵凈化，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，有減少和預(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。目前在國(guó)內(nèi)通過(guò)路面清掃車(chē)來(lái)清掃城市道路已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。1.2 國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械化程度的高低，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度和綜合實(shí)力強(qiáng)弱的重要標(biāo)志之一。從 20 世紀(jì) 60 年代我國(guó)研制生產(chǎn)路面清掃車(chē)開(kāi)始，已有 40 年的生產(chǎn)歷史。但相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)路面清掃車(chē)不管從銷(xiāo)量規(guī)模、技術(shù)水平、清潔效果等方面都存在定的差距。目前，國(guó)產(chǎn)的道路清掃設(shè)備已經(jīng)可以基本滿(mǎn)足我們的需要。產(chǎn)品規(guī)格從 2t 到 8t，近8 個(gè)規(guī)格。與國(guó)外相比，大型產(chǎn)品所占比例不大，產(chǎn)品品種較少產(chǎn)量也較低。2003 年國(guó)產(chǎn)路面清掃車(chē)總銷(xiāo)量估計(jì)在 1 000 臺(tái)左右，僅相當(dāng)于國(guó)外一個(gè)企業(yè)的銷(xiāo)量。同時(shí)，現(xiàn)在使用的很多國(guó)產(chǎn)設(shè)備，存在外形單調(diào)、功能單一，操作不方便，清潔效率低等問(wèn)題。在國(guó)外路面清潔車(chē)早已廣泛應(yīng)用了先進(jìn)的電子技術(shù)。如帶有微電腦的清潔及回收裝置等，而且實(shí)現(xiàn)了有線與無(wú)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 產(chǎn)品技術(shù)水平國(guó)內(nèi)路面清掃車(chē)的技術(shù)主要來(lái)源于三個(gè)方面：一是借鑒國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)并結(jié)合我國(guó)國(guó)情自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，二是直接引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的產(chǎn)品；三是從國(guó)家科研院所轉(zhuǎn)讓技術(shù)后再在生產(chǎn)中進(jìn)行改進(jìn)的產(chǎn)品?？傮w而言，目前的中國(guó)制造商對(duì)新技術(shù)的研發(fā)還不是太注重，自己的研發(fā)也不到位，是競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及外資產(chǎn)品，尤其在控制系統(tǒng)和清潔效率等方面與國(guó)外產(chǎn)品有相當(dāng)大的差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，隨著外資企業(yè)的不斷進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)的競(jìng)爭(zhēng)，讓各個(gè)生產(chǎn)商把產(chǎn)品的質(zhì)量擺在了重要位置。目前，很多國(guó)內(nèi)的大企業(yè)都在與國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手合作，以全面完善自己的產(chǎn)品，提高自己產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。像長(zhǎng)沙中標(biāo)公司、天津掃地王專(zhuān)用汽車(chē)有限公司等企業(yè)已成立了專(zhuān)門(mén)的技術(shù)研發(fā)中心，以企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高來(lái)使企業(yè)得到快速的發(fā)展把產(chǎn)品的質(zhì)量擺在重中之重的位置，投入資金、人力在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)新型路面清潔車(chē)，以期形成產(chǎn)品系列化、多功能化，并進(jìn)一步提高產(chǎn)品的清潔效率。目前主導(dǎo)企業(yè)正加快新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)步伐，完善產(chǎn)品型譜，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2盡快完成原有產(chǎn)品的統(tǒng)型改造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造切換和市場(chǎng)切換，提升市場(chǎng)形象，提高市場(chǎng)份額。同時(shí)，加快實(shí)施投資，實(shí)施技術(shù)改造工程，以形成制造的核心能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量和制造能力的雙提升。1.4 產(chǎn)品發(fā)展方向隨著社會(huì)生活質(zhì)量的不斷提高，以前傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的路面清掃方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足于現(xiàn)行路面的需求，高可靠、多功能，全天候和環(huán)保型等方面的要求越來(lái)越多，更好的清掃效果，更高的清掃效率越來(lái)越成為市場(chǎng)需要的對(duì)象。高可靠：一個(gè)產(chǎn)品是不是可靠取決于多種因素的制約但主要有三個(gè)方面的原因：一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定二是制造工藝問(wèn)題，三是技術(shù)不完善造成先天不足。因此要想提高可靠性首先需解決上述三個(gè)問(wèn)題，如何有效的解決這三個(gè)問(wèn)題已經(jīng)是各個(gè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)，同時(shí)誰(shuí)能更好的解決這三個(gè)問(wèn)題誰(shuí)就能在市場(chǎng)中占據(jù)主動(dòng)位置。多功能：如果提到路面清潔車(chē)大多數(shù)人首先想到的就是單一的清掃路面的車(chē)輛，如果臨時(shí)需要用它打掃別的就不行了。而從從現(xiàn)實(shí)中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)我們不僅僅只需要打掃路面的這一種清掃車(chē)，有的需要可以掃的的同時(shí)清掃路兩旁的護(hù)欄，有的需要在下雪天也派上用場(chǎng)等等。因此，清潔車(chē)的多功能化將是其一個(gè)發(fā)展方向。全天候：目前的清掃車(chē)需要噴水壓塵除塵，在缺水地區(qū)和北方的冬季無(wú)法使用，要解決這一問(wèn)題，必須要開(kāi)發(fā)干式吸掃和濕式吸掃兩用車(chē)或稱(chēng)全天候清潔車(chē)，該車(chē)的開(kāi)發(fā)成功不但可以解決上述難題，同時(shí)可節(jié)約用水，降低使用成本。環(huán)保型：由于技術(shù)的原因，部分老式清掃車(chē)由于尾氣和噪聲的原因，對(duì)環(huán)境造成了破壞。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高，人們的環(huán)保意識(shí)普遍增強(qiáng)，現(xiàn)有清潔車(chē)就將很難適應(yīng)需要。所以開(kāi)發(fā)更完善的路面清潔車(chē)已經(jīng)是放在我們面前一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)路面清掃車(chē)生產(chǎn)企業(yè)只有在發(fā)展完善現(xiàn)有設(shè)備的同時(shí)也要不斷適應(yīng)新的需求，才能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。1.5 市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景隨著環(huán)衛(wèi)設(shè)備的不斷更新與發(fā)展，2000 年之后，國(guó)內(nèi)路面清掃車(chē)市場(chǎng)開(kāi)始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。長(zhǎng)沙中標(biāo)公司、天津掃地王公司等專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家，均獲得了較好的發(fā)展勢(shì)頭。隨之而來(lái)，常林股份有限公司、三一重工股份有限公司等其它企業(yè)也開(kāi)始進(jìn)入路面清掃車(chē)的研發(fā)和生產(chǎn)，并取得了較好的發(fā)展。從近期的資料分析來(lái)看路面清掃車(chē)的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，這從近幾年的產(chǎn)品的銷(xiāo)量就可以看出，2000 年行業(yè)總量為 8OO 臺(tái)，而到 2004 年就達(dá)到了 1350 臺(tái)，這其中還不包含相當(dāng)數(shù)量的進(jìn)口產(chǎn)品。在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)路面清潔車(chē)市場(chǎng)發(fā)展很快，已率先進(jìn)入路面清潔機(jī)械化時(shí)期。有資料顯示，在北京、上海、廣州和深圳等大中城市路面清掃車(chē)的保有量已超過(guò) 300 臺(tái)。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。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家從 20 世紀(jì) 40 年代就開(kāi)始批量生產(chǎn)路面清潔車(chē)，像英國(guó)的 JOHNSTON、美國(guó)的 ELG、日本的 KATO、德國(guó)的 FAUN-KUKA 等公司目前不管在銷(xiāo)量規(guī)模、技術(shù)檔次都處于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)3世界的前列。路面清掃車(chē)越來(lái)越受到人們認(rèn)可的原因：首先是路面清潔車(chē)能掃能運(yùn)，作業(yè)方便清潔效率高，除塵效果好；其次是隨著城市道路的不斷建設(shè)、車(chē)輛的不斷增加，道路垃圾的增多、打掃的難度加大。每天都用傳統(tǒng)的人力清潔已很難實(shí)現(xiàn)城市的快速清潔。隨著新形勢(shì)下道路的不斷發(fā)展，通過(guò)大型的清潔設(shè)備成為新的趨勢(shì)，而這一切將使得路面清掃車(chē)的需求呈現(xiàn)一個(gè)快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而這必將給國(guó)內(nèi)路面清潔車(chē)企業(yè)帶來(lái)無(wú)限商機(jī)?？傊S著全國(guó)各大城市自我的不斷完善許多新問(wèn)題的不斷涌出，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)隨著公路沿線不斷的延展，路面清潔養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為了建完路以后擺在我們面前的新問(wèn)題。隨著我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展以及勞動(dòng)力成本的不斷提高，路面清掃車(chē)的發(fā)展環(huán)境一片大好，采用機(jī)械化的設(shè)備對(duì)城市道路進(jìn)行清潔已經(jīng)成為趨勢(shì)。路面清掃車(chē)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)已被廣泛使用，目前正在向中西部地區(qū)擴(kuò)展，可以這樣說(shuō)，路面保潔工作從人力向機(jī)械化轉(zhuǎn)變的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。2 小型環(huán)衛(wèi)清潔車(chē)設(shè)計(jì)方案擬定2.1 方案一這個(gè)方案的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)組成。在車(chē)的前端安裝有一個(gè)邊刷，它的驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)過(guò)一對(duì)直齒錐齒輪輸入的，通過(guò)設(shè)計(jì)一對(duì)錐齒輪，可以把平行于地面的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為垂直于地面的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為邊刷提供動(dòng)力。位于車(chē)中間位置的一級(jí)滾筒刷由電機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)直接提供驅(qū)動(dòng)力，二級(jí)滾筒刷由一級(jí)滾筒通過(guò)鏈傳動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力，且兩者大小不等，兩個(gè)滾筒刷作相向運(yùn)動(dòng)，滾筒的邊緣是由尼龍制成的刷苗，并且保持始終有兩排同時(shí)夾持，它們接觸的瞬間把垃圾夾持住并且拋起，垃圾沿斜面作拋物線運(yùn)動(dòng)，由于兩者大小不等，所以最后落在位于滾筒刷一側(cè)的垃圾箱里，完成一次垃圾清掃的工作。小錐齒輪的動(dòng)力通過(guò)鏈傳動(dòng)輸入，這也是由鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)決定的。鏈傳動(dòng)適合應(yīng)用于軸相平行并且距離比較遠(yuǎn)的場(chǎng)合，此外，鏈傳動(dòng)還可以保證較穩(wěn)定的傳動(dòng)比。2.2 方案二這個(gè)方案由一個(gè)滾筒刷來(lái)完成垃圾的清掃的工作，在滾筒刷的后面增添一個(gè)上升的斜板，它的下端伸出車(chē)底并且與滾刷保持接觸，可使垃圾能夠收集的更徹底，在滾筒刷上面設(shè)置一個(gè)圓弧形鐵板，以阻止拋起來(lái)的垃圾向上揚(yáng)起。動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)基本等同方案一。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)42.3 比較比較這兩個(gè)方案，第二個(gè)方案有較第一個(gè)方案突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，它用一個(gè)滾筒和斜板代替了第一個(gè)方案的兩個(gè)滾筒，不僅簡(jiǎn)化了車(chē)體的結(jié)構(gòu)而且減少了一個(gè)傳動(dòng)裝置，從而減少了清潔車(chē)的功率損失。其次，第二個(gè)方案清掃部分的設(shè)計(jì)有效的避免了兩個(gè)滾筒刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)造成的清掃死角從而使清掃更加的徹底。最后，在滾刷上面設(shè)置一個(gè)圓弧板，有效的阻止了拋起來(lái)的垃圾向上揚(yáng)起，更重要的是防止垃圾拋棄時(shí)落進(jìn)滾刷內(nèi)造成滾刷卡死。因此采用第二方案。3 本車(chē)重要零部件設(shè)計(jì)及校核3.1 軸類(lèi)零件設(shè)計(jì)及校核3.1.1 滾筒軸的設(shè)計(jì)及校核 已經(jīng)確定軸的材料 45 鋼調(diào)質(zhì)，軸的最小直徑由書(shū)2表 15-3，取為 120。 軸所傳遞的功率，估計(jì)為 0.384kw。 軸轉(zhuǎn)速，為 700r/min。d=120=9.8mmmin3700384. 0由于軸上開(kāi)有鍵槽，加大軸的直徑 15%。d=9.8 1.15=11.27mm。 因此，取最小軸徑為 12。min 圖 3-1 滾筒軸裝配圖軸上零件擬定裝配圖如圖 3-1，軸的尺寸設(shè)計(jì)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)5-軸段，轉(zhuǎn)配滾筒刷，由于選用的滾筒中心孔直徑為 60mm,長(zhǎng)度為 600mm,故-軸段直徑為 60mm,長(zhǎng)度取 610mm。 -軸段，安放深溝球，軸承查書(shū)1表 12-5，選取 6211 軸承，其尺寸為d=55mm,B=21mm.故-軸段直徑為 55mm,長(zhǎng)度取 21mm。-軸段，為了是齒輪與殼體有一定間距，取-軸段長(zhǎng)度 32mm,直徑 55mm。-軸段，安裝齒輪，軸肩高應(yīng)為，故取-軸段直徑 47mm,長(zhǎng)度 25。同理-軸段，安放深溝球，軸承查書(shū)1表 12-5，選取 6211 軸承，其尺寸為d=55mm,B=21mm.故-軸段直徑為 55mm,長(zhǎng)度取 21mm。-軸段，為了是齒輪與殼體有一定間距，取-軸段長(zhǎng)度 23mm,直徑 55mm。-軸段，安裝帶輪，軸肩高應(yīng)為，故取-軸段直徑 47mm,長(zhǎng)度34mm。滾筒軸的強(qiáng)度校核。（1）畫(huà)軸空間受力圖： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 3-2 滾筒桶軸受力圖（2）畫(huà)軸垂直受力圖并求垂直面支反力：帶輪載荷 sin4518QFN帶鏈輪載荷 sin2221QFN鏈由得 AMO507507000BVQVQVFFF帶鏈24BVFN由得 0YF 21AVBVQVQVFFFFN帶鏈（3）畫(huà)軸水平受力圖并求水平面支反力：帶輪載荷cos1569QFN帶鏈輪載荷cos2253QFN鏈圓桶阻力為均布載荷由由得AMO503507507500tBHQHQHFFFF帶鏈71BHFN由得0YF 68AHBHtQHQHFFFFFN帶鏈（4）繪制垂直面彎矩圖：10.050.9VQVMFN m帶20.10.050.65VAVMFFN mQ V帶30.051.05VQVMFN m 鏈（5）繪制水平面彎矩圖：10.053.45HQHMFN m帶20.10.053.5HAHMFFN mQ H 帶30.052.65HQhMFN m 鏈（6）繪制合成彎距圖：1 截面 22220.013.453.57.IIVIHMMMN m2 截面 22222220.653.53.56VHMMMN m3 截面22223331.052.652.85VHMMMN m （7）繪制扭矩圖：3TN m（8）繪制當(dāng)量彎矩圖中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)7軸可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸為 45#鋼調(diào)質(zhì)，由書(shū)2表 155 查，160WaMP，。0100WaMP100.6WW1 截面 22223.5703.57IeIeIMMMTN m右左2 截面2222223.561.83.99eMMTN m右 2222223.5603.56eMMTN m左3 截面 22223332.8502.85eeMMMTN m右左（9）校核危險(xiǎn)截面直徑由軸結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖可知 1、2、3 處可能為危險(xiǎn)截面，由 117得41 截面=8.41mm3110.1eIWMd2 截面=8.73mm23210.1eWMd3 截面=7.8m33310.1eWMd經(jīng)與設(shè)計(jì)尺寸比較，各截面所計(jì)算直徑均小于其結(jié)構(gòu)設(shè)定之直徑，軸強(qiáng)度足夠。3.1.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)及校核已經(jīng)確定軸的材料 45 鋼調(diào)質(zhì)，計(jì)算軸的最小直徑中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)8 由書(shū)2表 15-3，取為 120。 軸所傳遞的功率，估計(jì)為 0.111kw。 軸轉(zhuǎn)速，為 305。d=120=8.54mmmin3305111. 0由于軸上開(kāi)有鍵槽，加大軸的直徑 15%。d=8.54 1.15=9.8mmmin因此，取最小軸徑為 10。 圖 3-3 錐齒輪軸裝配圖軸上零件擬定裝配圖如圖 3-3，軸的尺寸設(shè)計(jì)。-軸段，安裝齒輪，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)尺寸，故取-軸段直徑 30mm,長(zhǎng)度 25。-軸段，為了使齒輪與殼體有一定間距，軸肩高應(yīng)為，取-軸段長(zhǎng)度 36mm,直徑 35mm。-軸段，安放深溝球，軸承查書(shū)1表 12-5，選取 6207 軸承，其尺寸為d=35mm,B=17mm.故-軸段直徑為 35mm,長(zhǎng)度取 17mm。-軸段，裝配套筒，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，故-軸段直徑為 40mm,長(zhǎng)度取 142mm。-軸段，裝配錐齒輪，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，故-軸段直徑為 40mm,長(zhǎng)度取 37mm。-軸段，為軸肩，軸肩高應(yīng)為，故取-軸段直徑 50mm,長(zhǎng)度 3mm。-軸段，經(jīng)計(jì)算，取-軸段直徑 40mm,長(zhǎng)度 428.52mm。-軸段， 安放深溝球，軸承查書(shū)1表 12-5，選取 6207 軸承，其尺寸為d=35mm,B=17mm.故-軸段直徑為 35mm,長(zhǎng)度取 17mm。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)9錐齒輪軸的強(qiáng)度校核（1）畫(huà)軸空間受力圖： 圖 3.4 錐齒輪軸受力圖（2）畫(huà)軸垂直受力圖并求垂直面支反力：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)10 齒輪徑向力 2tancostancos24.69rtTFFNd 由得 AMO7505207000rBVQVFFF鏈4BVFN 由得 0YF 8AVrBVQVFFFFN鏈（3）畫(huà)軸水平受力圖并求水平面支反力：齒輪切向力 281.54rTFNd由得AMO7505207000tBHQHFFF鏈4BHFN由得0YF 25AHtBHQHFFFFN鏈（4）繪制垂直面彎矩圖： 15204160VAHMFN mm 2501050VMFN mmQ V鏈（5）繪制水平面彎矩圖：152013000HAHMFN mm2502650HMFN mmQ H 鏈（6）繪制合成彎距圖：1 截面 2213649 .IIVIHMMMN mm2 截面 222222850VHMMMN mm（7）繪制扭矩圖：3 3.18 10 TN mm（8）繪制當(dāng)量彎矩圖軸可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸為 45#鋼調(diào)質(zhì)，由書(shū)2表 111查，4160WaMP，。0100WaMP100.6WW中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)111 截面 222213649013649IeIMMTN mm左2222136490.6 318013782IeIMMTN mm右2 截面222222228500.6 31802850eeMMMTN mm右左（9）校核危險(xiǎn)截面直徑由軸結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖可知 1、2 處可能為危險(xiǎn)截面，由 117得41 截面=13mm3110.1eIWMd計(jì)入鍵槽的影響1d13 1.0413.5mm2 截面=7.8mm23210.1eWMd經(jīng)與設(shè)計(jì)尺寸比較，各截面所計(jì)算直徑均小于其結(jié)構(gòu)設(shè)定之直徑，軸強(qiáng)度足夠。3.1.3 掃盤(pán)軸的設(shè)計(jì)已經(jīng)確定軸的材料 45 鋼調(diào)質(zhì)。軸的最小直徑 由書(shū)2表 15-3，取為 120。 軸所傳遞的功率，估計(jì)為 0.102kw。 軸轉(zhuǎn)速，為 203。d=120=9.54mmmin3203102. 0由于軸上開(kāi)有鍵槽，加大軸的直徑 15%。d=9.54 1.15=10.97mmmin因此，取最小軸徑為 11。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)12 圖 3-5 刷盤(pán)軸裝配圖軸上零件擬定裝配圖如圖 3-5，軸的尺寸設(shè)計(jì)。-軸段，安裝刷盤(pán)段，選擇的刷盤(pán)尺寸寬 20mm，直徑 50mm, 故取-軸段直徑50mm,長(zhǎng)度 18mm。-軸段，為了使刷盤(pán)與殼體有一定間距，軸肩高應(yīng)為，取-軸段長(zhǎng)度 28mm,直徑 55mm。-軸段，安放深溝球，軸承查書(shū)1表 12-5，選取 6211 軸承，其尺寸為d=55mm,B=21mm.故-軸段直徑為 55mm,長(zhǎng)度取 21mm。-軸段，裝配套筒，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，故-軸段直徑為 55mm,長(zhǎng)度取 68mm。-軸段，安放深溝球，軸承查書(shū)1表 12-5，選取 6207 軸承，其尺寸為d=35mm,B=17mm.故-軸段直徑為 35mm,長(zhǎng)度取 17mm。-軸段，為軸肩，軸肩高應(yīng)為，故取-軸段直徑 70mm,長(zhǎng)度 10mm。-軸段，經(jīng)計(jì)算，取-軸段直徑 60mm,長(zhǎng)度 40mm。-軸段，安裝錐齒輪，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)尺寸，故取-軸段直徑 50mm,長(zhǎng)度49mm。掃盤(pán)軸的強(qiáng)度校核畫(huà)軸空間受力圖：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 3.6 掃盤(pán)軸受力圖中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)14（2）畫(huà)軸垂直受力圖并求垂直面支反力： 齒輪徑向力 25rFN 由得 AMO57188AVrFF82AVF 由得 0YF 107BVAVrFFFN（3）畫(huà)軸水平受力圖并求水平面支反力：齒輪切向力 82tFN由得 AMO57188AHtFF270AHFN由得0YF 352BHAHtFFFN（4）繪制垂直面彎矩圖： 1574700VAVMFN mm（5）繪制水平面彎矩圖： 15715416HtMFN mm（6）繪制合成彎距圖： 1 截面 222247001541616116 .IIVIHMMMN mm（7）繪制扭矩圖：4775 .TN mm（8）繪制當(dāng)量彎矩圖軸可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸為 45#鋼調(diào)質(zhì)，由書(shū)2表 111查，4160WaMP，。0100WaMP100.6WW1 截面 22221161160.6 477516368 .eIIMMMN mm（9）校核危險(xiǎn)截面直徑由軸結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖可知 1、2 處可能為危險(xiǎn)截面，由 117得41 截面=14mm3110.1eIWMd經(jīng)與設(shè)計(jì)尺寸比較，各截面所計(jì)算直徑均小于其結(jié)構(gòu)設(shè)定之直徑，軸強(qiáng)度足夠。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)153.2 軸承的設(shè)計(jì)及校核3.2.1 圓桶軸軸承設(shè)計(jì)（1）求軸承所受徑向載荷 、對(duì)軸進(jìn)行受力分析，將空間力系分為鉛垂面，1RF2RF水平面兩個(gè)力系并畫(huà)受力圖。圖 3.7 圓桶軸受力圖求鉛垂面支反力、1RVF2RVF25075024700QVQVRVFFF帶鏈1221RVRVQVQVFFFFN帶鏈求水平面支反力、1RHF2RHF25035075071700tQHQHRHFFFFN帶鏈1268RHRHtQHQHFFFFFN帶鏈求總支反力即軸承所承受徑向載荷、1RF2RF 2222111216871RRVRHFFFN 2222222712475RRVRHFFFN中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)16（2）求軸承所受軸向載荷、1AF2AF由于深溝球軸承接觸角，不存在內(nèi)部軸向力，且本軸無(wú)軸向載荷。0120AAFFN（3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷、1FP2FP初選軸承型號(hào) 試選 6211 軸承。由 GB/T276-94 查得性能參數(shù)為 采用脂潤(rùn)滑43200rCN29200orCNlim6000 /minnr軸承 11171FPFRN軸承 22275FPFRN（4）軸承壽命計(jì)算兩端軸承選相同型號(hào)，由于，所以按計(jì)算。球軸承，查書(shū)1表21FPFP2FP312-5 溫度系數(shù)，查書(shū)2表 13-6 載荷系數(shù)1.0Tf 1.1Pf h661010101 432001465826060 7001.1 75Thpf CLnf FP滿(mǎn)足由于載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不是很低，不必校核靜強(qiáng)度。該軸承轉(zhuǎn)速只有 700r/min，遠(yuǎn)低于極限轉(zhuǎn)速 6000r/min，也不必校核極限轉(zhuǎn)速。3.2.2 錐齒輪軸軸承設(shè)計(jì)（1）求軸承所受徑向載荷 、對(duì)軸進(jìn)行受力分析，將空間力系分為鉛垂面，1RF2RF水平面兩個(gè)力系并畫(huà)受力圖。圖 3.8 錐齒輪軸受力圖求鉛垂面支反力、1RVF2RVF27505204700rQVRVFFFN鏈128RVrRVQVFFFFN鏈中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)17求水平面支反力、1RHF2RHF27505204700tQHRHFFFN鏈1225RHtRHQHFFFFN鏈求總支反力即軸承所承受徑向載荷、1RF2RF 222211182526RRVRHFFFN 2222222446RRVRHFFFN（2）求軸承所受軸向載荷、1AF2AF由于深溝球軸承接觸角，不存在內(nèi)部軸向力，軸承 1 受軸向載荷0軸承 2 無(wú)軸向載荷。117AXFFN（3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷、1FP2FP初選軸承型號(hào) 試選 6207 軸承。由 GB/T276-94 查得性能參數(shù)為 采用脂潤(rùn)滑25500rCN15200orCNlim8500 /minnr由書(shū)1 表 13-5 查表并計(jì)算的徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)軸承一：X =0.56 Y =1 軸承二： X =1 Y =0 1122因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按書(shū)1表 13-6，取 f =1.5。p則 F= X F+ Y F=0.56 26+17=31.56N1P11R11A F= X F+ Y F=1=6N2P22R22A6（4）軸承壽命計(jì)算兩端軸承選相同型號(hào)，由于 F大于 F，所以按 F計(jì)算。球軸承，查書(shū)11P2P1P3表 12-5 溫度系數(shù)，查書(shū)1表 12-8載荷系數(shù)1.0Tf 41.1Pf h661010101 255001528966060 7001.1 26Thpf CLnf FP滿(mǎn)足由于載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速較低，須校核靜強(qiáng)度。（5）當(dāng)量靜載荷 000PRAFX FY F 查的徑向當(dāng)量靜載荷系數(shù)和軸向當(dāng)量靜載荷系數(shù)=0.6 =0.5 0X0Y的026 0.6 17 0.524PF（6）靜強(qiáng)度條件中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)18查書(shū)1表 13-8 =1 由式 得 C =S F=24Pa S000PCFS000P靜強(qiáng)度條件符合。該軸承轉(zhuǎn)速只有 700r/min，遠(yuǎn)低于極限轉(zhuǎn)速 8500r/min，也不必校核極限轉(zhuǎn)速。3.2.3 掃盤(pán)軸軸承設(shè)計(jì)（1）求軸承所受徑向載荷 、對(duì)軸進(jìn)行受力分析，將空間力系分為鉛垂面，1RF2RF水平面兩個(gè)力系并畫(huà)受力圖。圖 3.9 掃盤(pán)軸受力圖求鉛垂面支反力由上107RVFN求水平面支反力由上352RHFN求總支反力即軸承所承受徑向載荷、1RF2RF2222107352367RRVRHFFFN（2）求軸承所受軸向載荷由于深溝球軸承接觸角，不存在內(nèi)部軸向力，且本軸可近似為無(wú)軸向載荷。0（3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷初選軸承型號(hào) 試選 6211 軸承。由 GB/T276-94 查得性能參數(shù)為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)19 采用脂潤(rùn)滑43200rCN29200orCNlim6000 /minnrN367PF （4）軸承壽命計(jì)算兩端軸承選相同型號(hào)，由于，所以按計(jì)算。球軸承，查書(shū)1表21FPFP2FP312-7溫度系數(shù)，查書(shū)1表 12-8載荷系數(shù)41.0Tf 41.1Pf 661010101 432001496526060 200 1.1 367Thpf CLnf FP滿(mǎn)足。由于載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速較低，須校核靜強(qiáng)度。（5）當(dāng)量靜載荷 00PRFX F查表 12-13 =0.6 40X00220PRFX FN（6）靜強(qiáng)度條件查表 12-14=1 由式 12-17得4S4000PCFS靜強(qiáng)度條件符合該軸承轉(zhuǎn)速只有 200r/min，遠(yuǎn)低于極限轉(zhuǎn)速 6000r/min，也不必校核極限轉(zhuǎn)速。3.3 鍵聯(lián)接及校核3.3.1 大帶輪鍵（1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。（2）確定鍵尺寸，由書(shū)1表 5-1查得4鍵寬 b=14mm 高 h=9mm 長(zhǎng)=90mm（3）校核擠壓強(qiáng)度，由表 5-2查得許用擠壓應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩=34 60PaMPN m鍵工作長(zhǎng)度 l=L-b=90-14=76mm，鍵與鍵槽工作高度94.522hKmm擠壓應(yīng)力由式 5-1得 422 30000.354.5 76 50PaTMPkld得滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 PP3.3.2 小鏈輪鍵（1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。（2）確定鍵尺寸，由表 5-1查得4中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)20鍵寬 b=14mm 高 h=9mm 長(zhǎng)=70mm（3）校核擠壓強(qiáng)度，由表 5-2查得許用擠壓應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩=34 60PaMPN m鍵工作長(zhǎng)度 l=L-b=70-14=56mm，鍵與鍵槽工作高度94.522hKmm擠壓應(yīng)力由式 5-1得 422 30000.484.5 56 50PaTMPkld得滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 PP3.3.3 大鏈輪鍵（1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。（2）確定鍵尺寸，由書(shū)2表 6-1 查得鍵寬 b=10mm 高 h=8mm 長(zhǎng)=70mm（3）校核擠壓強(qiáng)度，由書(shū)2表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩 60PaMP3180TN mm鍵工作長(zhǎng)度 l=L-b=70-10=60mm，鍵與鍵槽工作高度8422hKmm擠壓應(yīng)力公式得 22 31800.884 60 30PaTMPkld得滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 PP3.3.4 小齒輪鍵（1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。（2）確定鍵尺寸，由書(shū)2表 6-1 查得鍵寬 b=12mm 高 h=8mm 長(zhǎng)=8mm（3）校核擠壓強(qiáng)度，由書(shū)2表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩 60PaMP3180TN mm鍵工作長(zhǎng)度 l=L=8mm，鍵與鍵槽工作高度8422hKmm擠壓應(yīng)力公式得 22 31804.974 8 40PaTMPkld 得滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 PP3.3.5 大齒輪鍵（1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)21（2）確定鍵尺寸，由書(shū)2表 6-1 查得鍵寬 b=16mm 高 h=10mm 長(zhǎng)=12mm（3）校核擠壓強(qiáng)度，由書(shū)2表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩 60PaMP3180TN mm鍵工作長(zhǎng)度 l=L=12mm，鍵與鍵槽工作高度10 522hKmm擠壓應(yīng)力公式得 22 47751.455 12 55PTMPkld得滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 PP4 清掃車(chē)的技術(shù)參數(shù)4.1 功率主要包括（1） 克服刷苗與地面之間摩擦力所需的功率。（2） 克服垃圾與上升斜板之間的摩擦力所作的功率（太小可以忽略） 。（3）提升垃圾所消耗的功率（太小可以忽略） 。4.2 滾筒功率的計(jì)算刷苗圓周線速度的計(jì)算：smdnVm/1110006070030014. 3100060刷苗圓周線速度（m/s）VmD滾筒直徑取 d=300 mmN滾筒轉(zhuǎn)速取 n=700 r/min刷苗的取材及參數(shù)計(jì)算：取刷苗材料為 PA-1010（尼龍）則 E=1.6GMPa412441097. 364003. 064mdI由得33bplfEI33lEIfpB=0.125N312905. 01097. 3106 . 13001. 0p- 刷苗的變形量(m)一般為 0.010.25 取 0.02Bf中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)22E-刷苗的彈性模量（Pa）I-刷苗斷面的慣性矩（）4ml-刷苗的長(zhǎng)度（m）取 0.05d-刷苗的直徑（m）取 0.003P-每根刷苗所受的阻力根150) 13(600)(1ddLNN-刷苗個(gè)數(shù)（個(gè)/排） L 刷筒長(zhǎng)度d1- 刷苗的間隔距離取d1=1 mm=NP=1500.125=18.75N阻F 1000)(1MWVVFPW23096. 01000)118 . 0(75.18-滾筒所需功率1WPV-掃路車(chē)行車(chē)速度取人行走速度 V=0.8 m/s-滾筒的工作效率4.3 掃盤(pán)功率的計(jì)算（1）掃盤(pán)的線速度計(jì)算：100060Vdnsm14. 310006020030014. 3d-掃盤(pán)的直徑取 300mmn-掃盤(pán)的轉(zhuǎn)速取 200mm（2）工作阻力的計(jì)算：F=NP=200 0.125=25NN-掃盤(pán)刷苗的個(gè)數(shù)取 200（個(gè)/圈）P-單根刷苗所受阻力（3）掃盤(pán)功率的計(jì)算：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2310002FVPW=100W8 . 0100014. 325-掃盤(pán)所需的功率2WPF-掃盤(pán)的阻力V-掃盤(pán)的線速度-掃盤(pán)的功率WpPwd23996. 0230111WPPWd11196. 096. 096. 010032122WPPPddd35011123921-清潔車(chē)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率dP-滾筒刷實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率1dP-掃盤(pán)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率2dP-帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率1-鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率2-齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率3綜上所述，選額定功率為 400W 的 90ZW 電動(dòng)機(jī)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)245 結(jié)論該清潔車(chē)采用滾筒和掃盤(pán)旋轉(zhuǎn)清潔境界垃圾，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、使用方便，應(yīng)用范圍廣泛、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。它主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)組成。由于這款清潔車(chē)由于體型比較小，它解決了普通路面清掃車(chē)不能清掃社區(qū)場(chǎng)所的弊端，從而解決了社區(qū)場(chǎng)所只能由清潔工人清掃的問(wèn)題，能夠?yàn)榍鍧嵐と藴p輕大量的體力勞動(dòng)。本設(shè)計(jì)著重對(duì)該車(chē)中較為重要的零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核，是之滿(mǎn)足使用條件，經(jīng)計(jì)算各個(gè)零部件滿(mǎn)足要求，其中某些部件參數(shù)較大，主要是為了安全起見(jiàn)。由于學(xué)識(shí)有限，設(shè)計(jì)中也存在著許多的缺點(diǎn)和不足有待改正。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)25參考文獻(xiàn)1 唐增寶 常建鵝. 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(第三版).華中科技大學(xué)出版社 20062 紀(jì)名剛 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社 20093 劉鴻文. 理論力學(xué). 高等教育出版社 20094 孫恒 陳作模 葛文杰. 機(jī)械原理. 高等教育出版社5 王伯平. 互換性與測(cè)量技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社6 余夢(mèng)生，吳宗澤主編. 機(jī)械零部件手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社 1995中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2015 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)26致 謝本設(shè)計(jì)是在周琴教授的教導(dǎo)下完成的，她實(shí)事求是的科研態(tài)度、勤懇奉獻(xiàn)，敬業(yè)精神必鞭策我終生。在此，謹(jǐn)向尊敬的周老師致以衷心的感謝。在我設(shè)計(jì)的過(guò)程中，周老師始終幫我細(xì)致的調(diào)整思路，督促我不斷地?cái)U(kuò)大知識(shí)面，激勵(lì)我勤于思考，勇于創(chuàng)新，周老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的知識(shí)，以及他誨人不倦的精神令人敬重。 另外，感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們，他們也都給過(guò)我許多熱情誠(chéng)懇的幫助，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加完美。我得以順利完成學(xué)業(yè);感謝所有關(guān)心我學(xué)業(yè)的老師、同學(xué)和朋友，是他們的熱忱幫助使我不斷完善自己。衷心感謝全體老師仔細(xì)審閱此設(shè)計(jì)，并提出寶貴意見(jiàn)。