智能拖地機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能拖地機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),智能,拖地,機(jī)械,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一個(gè)小型手推式拖地機(jī)，適用于樓道走廊，家庭等場(chǎng)所。拖地機(jī)首先由動(dòng)力裝置，傳動(dòng)裝置，拖地裝置組成。動(dòng)力裝置通過帶輪傳動(dòng)，使主軸Ⅰ旋轉(zhuǎn)，通過安放在主軸上的錐齒輪改變方向，帶動(dòng)帶輪傳動(dòng)，從而讓拖地機(jī)前面兩個(gè)拖地圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行拖地工作。其次，通過裝在主軸Ⅰ一端的帶輪帶動(dòng)軸Ⅱ旋轉(zhuǎn)，安裝在軸Ⅱ上的滾刷機(jī)構(gòu)再次清理前面拖地圓盤工作過的地面，且把垃圾收集到后面的垃圾箱里。至此，完成所要求的功能和任務(wù)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過圖書館，互聯(lián)網(wǎng)查閱，搜集了大量的資料，對(duì)不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了對(duì)比，分析并最終確定了一種比較理想的好的設(shè)計(jì)方案，然后根據(jù)已確定方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各個(gè)零部件尺寸和相應(yīng)型號(hào)，對(duì)其進(jìn)行校核以確保滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)的零部件相對(duì)的比較簡(jiǎn)單，實(shí)用，且方便制造，所以其成本較低，是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的小型手推式拖地機(jī)。 關(guān)鍵詞：拖地機(jī)；成本。  Abstract The graduation project designed a small hand-push mopping machine for the corridor , home and other places. Mopping machine is made of the power device, transmission device, and mopping device . Power device makes Ⅰ spindle rotated by changing the direction of the spindle is mounted on a bevel gear device and drive pulley, so that the front of the machine’s two mop devices rotate counterclockwise, drag to work. Then,though Ⅰ spindle make Ⅱ spindle start to rotate, brush mechanism is mounted on the shaft Ⅱ again clean worked ground and collect the rubbsh.So the graduation project completes the required functions and tasks. Through libraries, Internet access, the graduation design collect a lot of information and compares different design projects.Finally determine a ideal project.According to the projiet,I collect different sizes of component and the make sure to meet the design requirements. The graduation design is simple, practical, and easy to manufacture, so the cost is affordable. Keywords : mopping machine ; costs. IV 目 錄 引言…………………………………………………………………………………………1 1 總體方案的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………3 1.1 方案設(shè)計(jì)的技術(shù)要求…………………………………………………………………3 1.2 總體方案的確定………………………………………………………………………3 2 相關(guān)零件的計(jì)算……………………………………………………………………5 2.1 蓄電池的選擇…………………………………………………………………………5 2.1.1池蓄電分類…………………………………………………………………………5 2.1.2選用蓄電池型號(hào)……………………………………………………………………6 2.1.3蓄電池性能…………………………………………………………………………6 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………………7 2.2.1電動(dòng)機(jī)選擇方法……………………………………………………………………7 2.2.2電動(dòng)機(jī)的種類和特性………………………………………………………………7 2.2.3齒輪減速電動(dòng)機(jī)的選………………………………………………………………7 2.2.4齒輪減速電動(dòng)機(jī)的分類和特點(diǎn)……………………………………………………8 2.2.5齒輪減速電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)………………………………………………………………8 2.3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算………………………………………………………………………9 3 拖地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………10 3.1 傳動(dòng)比分配……………………………………………………………………………10 3.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………10 3.2.1 電動(dòng)機(jī)和Ⅰ軸之間帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………10 3.2.2 軸Ⅰ軸Ⅱ之間帶輪的設(shè)計(jì)…………………………………………………………13 3.2.3軸Ⅲ和軸Ⅳ之間帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）…………………………………………16 3.2.4 軸Ⅲ和軸Ⅳ之間帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）………………………………………………19 3.3 錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………22 3.3.1第一對(duì)直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………22 3.3.2第二對(duì)直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………26 3.4 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………29 3.4.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………29 3.4.2主軸的校核………………………………………………………………………30 3.4.3 鍵的選擇……………………………………………………………………………33 3.4.4鍵的校核……………………………………………………………………………33 3.5軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………………34 3.5.1軸承的選擇…………………………………………………………………………34 3.5.2軸承的校核…………………………………………………………………………34 3.5.2軸Ⅱ軸承校核………………………………………………………………………35 3.5 車架的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………37 4 結(jié)論……………………………………………………………………………………39 謝 詞………………………………………………………………………………………41 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………42 引言 拖地機(jī)是用來清理道路，走廊等場(chǎng)所的一種設(shè)備。按照用途不同可以分為家庭拖地機(jī)，道路拖地機(jī)等。目前，拖地機(jī)工作主要是靠人力自己完成，體力消耗大，效率低下，安全系數(shù)不高。由于先進(jìn)的拖地車，造價(jià)高，費(fèi)用大，維修更換零部件困難等原因，因此普遍使用拖地車有一定的難度和困難。為了解決人力自己拖地消耗力大，效率低下，安全性不高及維修更換的問題；拖地車費(fèi)用高，難度大等問題提出了一種新型的小型手推式拖地機(jī)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的新型拖地機(jī)工作效率高，適用于走廊，狹窄的小巷，街道，可供多方面的使用，在推行過程中方便快捷且環(huán)保。 在目前快速發(fā)展的市場(chǎng)中，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以大型拖地機(jī)械為主體，在清潔，拖地設(shè)備，機(jī)械產(chǎn)業(yè)中，除了大型拖地機(jī)械外，還應(yīng)包括面對(duì)家庭等用戶所使用的小型拖地機(jī)設(shè)備。目前，在國(guó)內(nèi)，小型的拖地設(shè)備市場(chǎng)長(zhǎng)期以來處于星軌空擋的狀態(tài)之下，在國(guó)外，小型拖地機(jī)的使用已經(jīng)很普遍了。在我國(guó)目前各方面發(fā)展?fàn)顩r下，一方面，對(duì)于人們平常拖地的方式，費(fèi)力氣，累，不符合人機(jī)和諧一致的原理；另一方面，拖地機(jī)的使用中有作用和效果的產(chǎn)品售價(jià)較高而不符合大多數(shù)家庭的經(jīng)濟(jì)承受狀況。 社會(huì)在急速的發(fā)展，人們對(duì)于生活方式便利性的要求也越來越高，傳統(tǒng)的拖地方式必然且一定會(huì)發(fā)生改變。 性能特點(diǎn)： （1）電動(dòng)作業(yè)，無廢氣排放，保護(hù)環(huán)境； （2）體積小，轉(zhuǎn)彎靈活，易于操作，適合大多數(shù)地方使用； （3）掃地拖地于一體，方便快捷，減少勞動(dòng)力； （4）拖地效果好，先掃后托，干凈清潔； （5）機(jī)械化作業(yè)效率高，機(jī)械所到之處一拖而凈，而且避免人工操作缺陷； 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì): 當(dāng)前在我們國(guó)家，拖地機(jī)的相關(guān)技術(shù)水平還是比較滯后的，處于相對(duì)低下的位置，尤其實(shí)在關(guān)鍵技術(shù)上，為盡快提高拖地機(jī)的相關(guān)技術(shù)，追趕上其他技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，但是在這過程中不能污染環(huán)境，所以拖地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須找到一個(gè)正確的發(fā)展方向。隨著社會(huì)各方面進(jìn)一步的發(fā)展，設(shè)計(jì)人員不再純粹滿足的拖地機(jī)這一種功能，還應(yīng)更進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)多方面，多層次要求，現(xiàn)存的市場(chǎng)對(duì)于多方面的要求還是空白，所以急需相應(yīng)的產(chǎn)品來滿足人們的需求。 近年來，國(guó)內(nèi)外拖地機(jī)械發(fā)展較快。國(guó)內(nèi)有許多廠家引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)拖地機(jī)工作裝置，加工裝置的生產(chǎn)技術(shù)，與國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，大大提高了國(guó)產(chǎn)拖地機(jī)的技術(shù)性能。 國(guó)內(nèi)拖地機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀 在二十世紀(jì)中期的時(shí)候，我國(guó)許多生產(chǎn)廠家便開始投入大量資金進(jìn)行研究，由于剛開始研究，所以它的功能不是很完善，人機(jī)工程做的不是很好，市場(chǎng)上很難滿足普通大眾的需求，無人問津，賣不出去。過了一段時(shí)間后，國(guó)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)，生產(chǎn)廠家，加大了拖地機(jī)的研發(fā)力度。擦地機(jī)的發(fā)展起步較晚，拖地機(jī)，機(jī)電一體化程度相對(duì)國(guó)外比較落后，80年代以后，國(guó)內(nèi)拖地機(jī)采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)在提高，如液壓技術(shù)，電業(yè)操作等技術(shù)。而作為機(jī)電一體化技術(shù)的核心技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及直接制約和影響技術(shù)反戰(zhàn)的傳感檢測(cè)在國(guó)產(chǎn)拖地機(jī)上幾乎沒有應(yīng)用，大大制約了國(guó)內(nèi)拖地機(jī)的發(fā)展水平。 國(guó)內(nèi)拖地機(jī)的發(fā)展將是一個(gè)課題，針對(duì)國(guó)內(nèi)拖地機(jī)的現(xiàn)狀進(jìn)行技術(shù)改造，針對(duì)不同的工作環(huán)境對(duì)拖地機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和改造，使其更加適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和人們的需求。在之前的技術(shù)基礎(chǔ)之上進(jìn)行設(shè)計(jì)，將拖地機(jī)型變得簡(jiǎn)單輕便，外觀更加美觀，降低拖地機(jī)的重量，提高拖地機(jī)的使用壽命，減少噪聲，降低成本，是拖地機(jī)更加人性化，人們使用更方便，拖地機(jī)是中國(guó)廣闊的前景。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 本課題通過應(yīng)用CAD軟件技術(shù)對(duì)拖地機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能實(shí)現(xiàn)拖地等功能。為人們分擔(dān)家務(wù)清潔瑣事，創(chuàng)造整潔干凈的生活及工作環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。另一方面是進(jìn)一步提升專業(yè)技能，為踏上工作崗位做好準(zhǔn)備。本課題的主要工作內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： （1）收集關(guān)于拖地機(jī)產(chǎn)品的相關(guān)知識(shí)，了解現(xiàn)有關(guān)拖地機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能； （2）熟悉拖地機(jī)的工作原理及過程； （3）查閱相關(guān)資料，熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，機(jī)械零件加工，工程力學(xué)，工程制圖與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)； （4）熟練掌握計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件； （5）對(duì)拖地機(jī)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃及分析，反復(fù)對(duì)方案進(jìn)行論證，逐步進(jìn)行修改及優(yōu)化； （6）利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件完成拖地機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （7）利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件完成拖地機(jī)相關(guān)機(jī)構(gòu)的各種參數(shù)計(jì)算（功率的計(jì)算與電池電源的選用）和分析； （8）完成拖地機(jī)相關(guān)零件材料的選用及其工藝分析； 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求: 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題需要掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械零件加工工藝、工程力學(xué)、工程制圖等相關(guān)知識(shí)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技能。本課題需要提交的數(shù)據(jù)資料及要求主要有以下幾點(diǎn)： （1）設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃及分析對(duì)比必須在畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書中體現(xiàn)出來； （2）智能拖地機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，提交合理、完整的3D模型； （3）智能拖地機(jī)相關(guān)機(jī)構(gòu)的各種參數(shù)計(jì)算和分析并提供結(jié)果； （4）零部件裝配正確合理，并提供干涉分析結(jié)果； 1 總體方案的設(shè)計(jì) 1.1 方案設(shè)計(jì)的技術(shù)要求: 動(dòng)力裝置：傳統(tǒng)的動(dòng)力裝置已經(jīng)不符合當(dāng)今時(shí)代的主流，即低碳，環(huán)保的主體，取而代之的是清潔，環(huán)保，無污染的裝置，并且本本畢業(yè)設(shè)計(jì)中輸出的功率不是特別大，因此，本畢業(yè)設(shè)計(jì)中選用蓄電池，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)和使用要求。 傳動(dòng)裝置：盡量多的運(yùn)用大學(xué)所學(xué)過的知識(shí)，如《機(jī)械設(shè)計(jì)》，《機(jī)械原理》，《機(jī)械制圖》等，故設(shè)計(jì)中傳動(dòng)裝置選用齒輪，帶輪，軸，軸承，鍵等零件，計(jì)算方便，真正學(xué)會(huì)用知識(shí)，學(xué)以致用。 其他裝置：設(shè)計(jì)的其他零部件要與以上所設(shè)計(jì)的裝置合理的配合，正確的裝配，以滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書所需要功能，并容易于制造，成本較低，且安全可靠。 1.2 總體方案的確定: 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和實(shí)際的工作條件，最終想到了三種設(shè)計(jì)方案，如下： 方案一：通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶，使軸Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在軸Ⅰ上的錐齒輪改變方向，帶動(dòng)軸Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)，通過裝在軸Ⅲ上的帶輪，帶動(dòng)小車前面的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤下面裝有毛刷，從而達(dá)到對(duì)地面拖地的功能，且小車近似設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，提高了效率。 圖1-1 方案一三維模型 方案二：通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶，使軸Ⅰ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在軸Ⅰ末端上的小帶輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，軸Ⅱ上安裝有滾動(dòng)圓柱，上面帶有毛刷，且接觸面積比較大，拖地效率好。 圖1-2 方案二三維模型 方案三：通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶，使軸Ⅰ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，，安裝在軸Ⅰ上下兩對(duì)的錐齒輪改變傳功方向，使軸Ⅲ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過裝在軸Ⅲ上的帶輪，帶動(dòng)小車前面的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤下面轉(zhuǎn)動(dòng)毛刷，進(jìn)行拖地，且再通過安裝在軸Ⅰ末端的小帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，軸Ⅱ上安裝有滾動(dòng)圓柱，上面帶有干凈毛刷，對(duì)前面的滾動(dòng)圓盤拖過的地面擦干，功能更加好。 圖1-3 方案三三維模型 經(jīng)分析方案一，方案二，方案三的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮，選用方案三作為本畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案。 2 相關(guān)零件的計(jì)算 2.1 蓄電池的選擇: 2.1.1蓄電池分類： （1）鉛酸蓄電池 優(yōu)點(diǎn)：鉛酸電池最多。這個(gè)電池的價(jià)位很合理，被大多數(shù)人接受，且在全球我國(guó)是這種電池最大的生產(chǎn)者之一。其中含有污染的成分比較少，可回收性好，重復(fù)使用性好。 缺點(diǎn)：鉛蓄電池不足之處在于它的重量和體積和其他蓄電池相比是比較大的。目前鉛酸蓄電池基本上是浮動(dòng)式電池的發(fā)展。浮充電池不適用于快速充電和放電電流，雖然花了很多精力和能量，提高生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)人員，并進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，但是其使用壽命還是非常不理想的。 （2）鋰離子電池 優(yōu)點(diǎn)：在與上面所述電池同樣的容量下，鋰離子電池的重量是比較小，它的比容比鎳氫電池提高了一個(gè)檔次，這樣滿足各層次人們的需求，各個(gè)行業(yè)就都可以使用了。而且鋰離子電池整個(gè)使用時(shí)間都是比比鎳氫電池使用時(shí)間長(zhǎng)。目前大多數(shù)手機(jī)生產(chǎn)商的手機(jī)電池幾乎都是應(yīng)用這類型的電池。 缺點(diǎn)：鋰電池內(nèi)阻比較大，動(dòng)態(tài)使用問題有時(shí)會(huì)發(fā)生當(dāng)電池完全放電的感情問題的汽車在尾車。鋰離子電池是在電池放電狀態(tài)爆炸，最重要的是，與手機(jī)電池單電池的使用，通過保護(hù)電路的匹配很好用的，基本上杜絕了電池爆炸的問題。但在拖地車上應(yīng)用，必須要使用串連蓄電源組，而串連電源組的避危電路的復(fù)雜難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一個(gè)電池的避危電路，并且其加工使用成本也相應(yīng)的提高。到現(xiàn)在為止，一個(gè)較好的鋰離子電池的避危電路的價(jià)格與鋰離子電池自身價(jià)錢差不多。 （3）鎳鎘電池 優(yōu)點(diǎn)：鎘鎳電池電流特性優(yōu)于鎳氫電池的耐過充性能，比鎳氫電池做好的，我們中國(guó)是鎳鎘電池生產(chǎn)國(guó)，有人提出鎘污染的問題，我們中國(guó)仍然有一個(gè)很多的產(chǎn)品出口到歐洲鎳鎘電池及相關(guān)應(yīng)用，歐洲在2006開始限制。根據(jù)中國(guó)中央電視臺(tái)廣播新聞，神舟五號(hào)是使用鎳鎘電池。這是因?yàn)槠湎鄬?duì)的高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，引用的電池仍然是這個(gè)品種的在航空航天設(shè)備應(yīng)用。因此，拖地車在這方面的鎘鎳電池退出應(yīng)用程序，是否有一些過早？但鎘鎳電池和充電器的成本費(fèi)用明顯低于鎳金屬氫化物電池，只要回收過程中做的好，電這種池應(yīng)保留。 （4）鎳氫電池 ???? 優(yōu)點(diǎn)：鎳氫這種電池比是第一種所述的電池比容要上升一個(gè)高度，這種電池的使用時(shí)間也是比其他電池使用時(shí)間長(zhǎng)，這其中各方面的特性也是比第一種電池的好。 缺點(diǎn)：鎳氫電池的應(yīng)用，還存在一些實(shí)際的問題，比如：不小心讓電池連續(xù)不間斷的充電，就會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生變化，使得鎳氫電池失效，不能正常的使用。因此，我們國(guó)家生產(chǎn)的電池，不僅要滿足平常人們使用要求，還應(yīng)注意安全性方面。但是這些問題卻還沒有讓相關(guān)部門和廠商注意到。所以，鎳氫的電池發(fā)展收到較大程度的制約。 （5）聚合物鋰電池 ???? 優(yōu)點(diǎn)：鋰聚合物電池爆炸的殺傷力比鋰離子電池小。 缺點(diǎn)：但是，也存在著一些危險(xiǎn)性的可能，因此安全性也是和鋰離子電池一樣需要我們時(shí)刻注意。 （6）鋅空電池 ???? 優(yōu)點(diǎn)：大比容的鋅空電池、在世界上以污染小，環(huán)保而著稱。電池采用手動(dòng)替換的方法，換下電池上的舊鋅板，采用新的，這樣更換一次鋅板可用行駛于160公里到220公里。上海率先在全國(guó)開展了的鋅空氣電池的應(yīng)用，許多熱電網(wǎng)點(diǎn)被建立，開創(chuàng)了電動(dòng)車用鋅空氣電池的應(yīng)用先例。。 ???? 缺點(diǎn)：到目前為止還沒有在上海以外的地方進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，和使用成本也是一個(gè)鉛酸電池的數(shù)十倍。如果，更進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用的范圍，可能進(jìn)一步降低使用成本的可能。 2.1.2選用蓄電池型號(hào)： 拖地機(jī)電池的應(yīng)用需求過程中，質(zhì)量使用相對(duì)較輕，可以充電和放電，對(duì)身體有害的氣體絕對(duì)不能排除，且對(duì)環(huán)境無污染。。因此，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，獲取相關(guān)信息，用鉛酸電池，選擇類型：3-Q-90 ,有關(guān)的性能如下： 端電壓4.5V ，啟動(dòng)容量22.5 使用壽命為充放電1500 次 放電深度90% 外形尺寸：長(zhǎng)×寬×高=130mm×80mm×80mm 此蓄電池的外形圖如下： 圖2-1 蓄電池 2.1.3蓄電池性能： （1）將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置，是按可再充電設(shè)計(jì)的電池； （2）安全，可靠，能量密度大； （3）污染，噪聲小，不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來危害； （4）比能量，比功率大； （5）原材料易得，加工便宜； （6）可循環(huán)充電，使用的壽命較長(zhǎng)； （7）輸出的功率能滿足設(shè)計(jì)要求； 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇： 2.2.1電動(dòng)機(jī)選擇方法： （1）電機(jī)參數(shù)：首先要明白的是電機(jī)的規(guī)格，絕緣，保護(hù)型的功能特性，額定電流，額定電壓，額定電源頻率等。這些內(nèi)容可以讓用戶對(duì)保護(hù)裝置的正確選擇提供參考依據(jù)； （2）環(huán)境條件：環(huán)境溫度，振動(dòng)，主要指的是冷的，腐蝕，高溫，高空，風(fēng)度，電磁污染； （3）電機(jī)用途：主要根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，結(jié)構(gòu)進(jìn)行拖地機(jī)電動(dòng)機(jī)的選擇，如輸出功率不是很大，體積，質(zhì)量輕； （4）控制方式：手動(dòng)控制模式，自動(dòng)，遙控，局部控制，對(duì)生產(chǎn)線的控制重點(diǎn)，單獨(dú)立操作等。 （5）啟動(dòng)方式：直接，逆變器，星角，軟啟動(dòng)，頻敏變阻器； （6）其他方面：用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)監(jiān)護(hù)管理的情況，非正常性停機(jī)對(duì)生產(chǎn)影響的嚴(yán)重程度等； 2.2.2電動(dòng)機(jī)的種類和特性： （1）按工作電源分類：可以分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。 （2）按結(jié)構(gòu)及工作原理分類：可分為直流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)； 在移動(dòng)設(shè)備和配套相應(yīng)的電池更經(jīng)常使用的電機(jī)是直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)擁有調(diào)速機(jī)能優(yōu)秀、起動(dòng)簡(jiǎn)易、能夠載重起動(dòng)等長(zhǎng)處，因此當(dāng)前直流電動(dòng)機(jī)的利用規(guī)模依然很廣泛，尤其是在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大轉(zhuǎn)矩，具有優(yōu)良的停轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)相應(yīng)，較寬調(diào)速范圍，可靠性高，很好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的手推式拖地機(jī)的工作環(huán)境比較簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行比較穩(wěn)定，所以選擇一個(gè)直流電機(jī)。 2.2.3齒輪減速電動(dòng)機(jī)的選擇 減速電動(dòng)機(jī)是由減速機(jī)和電機(jī)（馬達(dá)）組成的集成體，從而結(jié)合而成的機(jī)器才能叫減速電動(dòng)機(jī)，這種集成體一般可以稱之為齒輪馬達(dá)或齒輪電動(dòng)機(jī)。而減速電動(dòng)機(jī)一般是由專業(yè)的減速電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家進(jìn)行集成拼裝后成套的生產(chǎn)。電動(dòng)機(jī)運(yùn)用很廣泛，可用于鋼鐵職業(yè)，機(jī)械職業(yè)等。減速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)用，相對(duì)于其他的驅(qū)動(dòng)部件來說，最大的好處是簡(jiǎn)化部件，節(jié)約了空間。 圖2-2 齒輪減速電動(dòng)機(jī) 2.2.4齒輪減速電動(dòng)機(jī)的分類和特點(diǎn)： 減速電動(dòng)機(jī)首先可分為以下這幾種種類：螺旋錐齒輪減速電機(jī)、大功率齒輪減速電機(jī)、YCJ系列齒輪減速電機(jī)、平行軸斜齒輪減速電機(jī)、同軸式斜齒輪減速電機(jī)等。減速電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)首先具有以下的幾點(diǎn)： （1）減速電動(dòng)機(jī)是傳動(dòng)行業(yè)里的技術(shù)智慧結(jié)晶，具有很高的科技成分； （2）新型的齒輪減速電動(dòng)機(jī)不僅節(jié)約空間，安全可靠，而且能承受一定的過載能力，功率能夠滿意客戶的需求； （3）新型的齒輪減速電動(dòng)機(jī)能量消耗低，性能優(yōu)量； （4）新型的齒輪減速電動(dòng)機(jī)震動(dòng)小，噪音低，節(jié)能高，且選用了優(yōu)質(zhì)鍛鋼料，剛性鑄造的鐵箱體； （5）精細(xì)加工，包括定位精度，這一切構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)總成的齒輪減速電動(dòng)機(jī)裝配了各種類電動(dòng)機(jī)，形成機(jī)電一體化，徹底包括了各類產(chǎn)物的運(yùn)用； （6）減速電動(dòng)機(jī)采用了模塊化、系列化的設(shè)計(jì)，具有很廣泛的適應(yīng)性。而且同時(shí)可組合成其他多種電動(dòng)機(jī)、裝置方位和布局計(jì)劃、可按實(shí)際需要挑選任意的轉(zhuǎn)速和各種不同布局方式； 2.2.5齒輪減速電動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)： （1）減速電動(dòng)機(jī)相結(jié)合國(guó)際技術(shù)要求制造，具有較高的科技含量； （2）節(jié)約空間，可靠性高，承受過載能力強(qiáng)，功率可以達(dá)到95KW以上； （3）能耗相對(duì)低，性能強(qiáng)，減速電動(dòng)機(jī)效率可以高達(dá)95%以上； （4）節(jié)能高，振動(dòng)小，噪音低，選用優(yōu)質(zhì)的鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻的熱處理； （5）經(jīng)過精密機(jī)械加工，確保其定位的精度，這所有一切構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)組成的齒輪減速電動(dòng)機(jī)相應(yīng)配置了各類電動(dòng)機(jī)，形成機(jī)電一體化，從而完全保證了產(chǎn)品使用的質(zhì)量特征； （6）產(chǎn)品擁有了模塊化、系列化設(shè)計(jì)的思想，具有廣泛的適應(yīng)性，一系列的產(chǎn)品有很多的電動(dòng)機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)的方案，可按實(shí)際的需要從而選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)的形式； 2.3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算： 拖地機(jī)拖地材料選擇纖維布，設(shè)拖地圓盤受力約為：=60N，轉(zhuǎn)速n1=60 r/min。 滾筒毛刷受力約為： =120N，轉(zhuǎn)速n2=60 r/min。 拖地圓盤轉(zhuǎn)矩： = =60×0.2=12 N·m 所需要的功率：==75W 拖地圓盤到錐齒輪間用帶傳動(dòng)，設(shè)傳動(dòng)效率為90%。 橫放錐齒輪Ⅲ軸的功率為： = /?=75÷90%=83.33W 錐齒輪間的傳遞效率為95% 豎放錐齒輪的功率為： = /?=83.33÷95%=87.72W 滾筒處的Ⅱ軸的轉(zhuǎn)矩為： = =120×0.3=36N·m 滾筒處的功率為： =226.18W 滾筒到主軸I用帶傳動(dòng)，傳遞效率90% = / ?=226.18÷90%=251.31W 電動(dòng)機(jī)到軸Ⅰ用皮帶傳動(dòng)，設(shè)傳遞效率為90% 電動(dòng)機(jī)的輸出功率為： P=(2+)/ ?=(2×87.72+251.31) ÷90%=446.24W 由于拖地機(jī)工作時(shí)速度為60 r/min，故選用12V500W低速齒輪電動(dòng)機(jī)。  3 拖地機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)比分配 電動(dòng)機(jī)軸到Ⅱ軸之間的總傳動(dòng)比為： 9 分配各級(jí)傳動(dòng)比，設(shè)電動(dòng)機(jī)到Ⅰ軸的傳動(dòng)比i=3 Ⅰ軸到Ⅱ軸的傳動(dòng)比i=3 電動(dòng)機(jī)到拖地圓盤之間的總傳動(dòng)比： 9 電動(dòng)機(jī)到Ⅰ軸的傳動(dòng)比由上面可得為：i=3 錐齒輪在本設(shè)計(jì)中起轉(zhuǎn)變方向的作用，故傳動(dòng)比設(shè)計(jì)為：i=1 橫放錐齒輪到拖地圓盤之間的傳動(dòng)比為：i=3 3.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.2.1電動(dòng)機(jī)和Ⅰ軸之間帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）確定計(jì)算功率P 表8-7查得工作情況系數(shù)=1 ==1×0.446kw=0.446kw （2）選擇普通V帶的帶型 根據(jù)=0.446kw 、=500r/min 由表8-4a選用Z型。 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。 由表8-6和表8-8，取=22 mm 驗(yàn)算帶速。 按中式（8-13）驗(yàn)算帶的速度： ==0.19m/s 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑得 i=3 ==322=66mm 圓整化為=88mm。 （4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 初定中心距=245mm. 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 663mm 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=630mm 計(jì)算實(shí)際中心距a 230mm （5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （6）計(jì)算帶的根數(shù) 計(jì)算單根V帶的額度功率。 由=22mm和=500r/min，得：=0.09kw 根據(jù)=500r/min，=3和Z型帶，得：=0.01kw。 查表8-5得：=0.92 查表8-2得：=1.06 于是， =()=(0.09+0.01) 0.921.06=0.9kw 計(jì)V帶的根數(shù)。 Z== =0.5 由此可知，取1根即可。 （7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 取Z帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量=0.06kg/m，所以 =231N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。 （8）計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為=2z=2231=411.2N 表3-1 V帶相關(guān)參數(shù) 帶型 基準(zhǔn)直徑/mm 帶速v/m/s 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 包角 V帶根數(shù) 最小壓軸力/N Y 22 80 0.19 230 150o 1 411.2 （9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪的材料 由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。 帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準(zhǔn)直徑=22，大帶輪基準(zhǔn)直徑=80，小帶輪選擇實(shí)心式，大帶輪選擇腹板式。 V帶輪的輪槽 V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。 V帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動(dòng)平衡。 表3-2 輪槽的截面尺寸 槽型 bd e δmin Y 8.5 2.0 7.0 120.3 7 38 5.5 大帶輪參數(shù)計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，查參考文獻(xiàn)[7]表5—3得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 查，腹板厚度： 所以，取S=C/=6mm 輪轂孔徑d及d1: 查表15—3可知： 若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=34mm，轂的公差帶可選D10，d2=1.8×20mm=34.2mm，取d2=35mm，鍵的寬度b=8mm。 查表8—10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取得輪緣的厚度為δ=5.5mm 小帶輪參數(shù)計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，查表5—3得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 3.2.2Ⅰ軸Ⅱ軸之間帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）確定計(jì)算功率P 由表8-7查得工作情況系數(shù)=1 ==1×0.226kw=0.226kw （2）選擇普通V帶的帶型 根據(jù)=0.226 kw 、=167r/min 由表8-4a選用Z型 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由頁(yè)表8-6和表8-8，取=35mm 驗(yàn)算帶速 按頁(yè)式（8-13）驗(yàn)算帶的速度： ==m/s=0.31m/s 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑得 i=3 ==335=105mm 圓整為=100mm。 （4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 初定中心距=150mm. 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 500mm 由選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=500mm 計(jì)算實(shí)際中心距a 150mm （5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （6）計(jì)算帶的根數(shù) 計(jì)算單根V帶的額度功率。 由=35mm和=167r/min，得：=0.36kw 根據(jù)=167r/min，=3和Z型帶，得：=0.03kw 查表8-5得：=0.92 查表8-2得：=1.06 于是， =()=(0.36+0.03) 0.921.06=0.38kw 計(jì)V帶的根數(shù)。 == 由此可知，取1根即可。 （7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由參考文獻(xiàn)[1]表8-3得：Z帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量=0.06kg/m，所以 =30.5 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。 （8）計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為=2z=233=63.75N 表3-3 V帶相關(guān)參數(shù) 帶型 基準(zhǔn)直徑/mm 帶速v/m/s 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 包角 V帶根數(shù) 最小壓軸力/N Z 35 100 0.31 150 150o 1 33 （9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大帶輪的材料 由于皮帶的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。 帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準(zhǔn)直徑=35，大帶輪基準(zhǔn)直徑=100，小帶輪選擇實(shí)心式，大帶輪選擇腹板式。 V帶輪的輪槽 V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。 V帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面 缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動(dòng)平衡。 表3-4 輪槽的截面尺寸 槽型 bd e δmin Z 8.5 2.0 7.0 120.3 7 38 5.5 大帶輪參數(shù)計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，查參考文獻(xiàn)[7]表5—3得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 查，腹板厚度： 所以，取S=C/=6mm 輪轂孔徑d及d1: 查表15—3可知： 若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=19mm，轂的公差帶可選D10，d1=1.8×20mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。 查表8—10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取輪緣厚度取δ=5.5mm 小帶輪參數(shù)計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，查表5—3得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 3.2.3 Ⅲ軸和Ⅳ軸之間帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（一） （1）確定計(jì)算功率P 由表8-7查得工作情況系數(shù)=1 ==1×0.083kw=0..083kw （2）選擇普通V帶的帶型 根據(jù)=0.083 kw 、=167r/min 由表8-4a選用Z型 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由表8-6和表8-8，取=36mm 驗(yàn)算帶速。按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度： ==m/s=0.31 m/s 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑得 i=3 ==336=102mm 圓整為=100mm。 （4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 初定中心距=300mm 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 800mm 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=800mm 計(jì)算實(shí)際中心距a 300mm （5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （6）計(jì)算帶的根數(shù) 計(jì)算單根V帶的額度功率 由=36mm和=167r/min，得：=0.36kw 根據(jù)=167r/min，=3和Z型帶，得：=0.03kw。 查由表8-5得：=0.92 查由表8-2得：=1.06 于是， =()=(0.36+0.03) 0.921.06=0.38kw 計(jì)V帶的根數(shù)z == 由此可知，取1根即可。 （7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 取Z帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量=0.06kg/m，所以 =30.5 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。 （8）計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為=2z=233=63.75N 所以 表3-5 V帶相關(guān)參數(shù) 帶型 基準(zhǔn)直徑/mm 帶速v/m/s 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 包角 V帶根數(shù) 最小壓軸力/N Z 36 100 0.31 300 150o 1 63.75 （9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪的材料 由于皮帶的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。 帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準(zhǔn)直徑=36，大帶輪基準(zhǔn)直徑=100，小帶輪選擇實(shí)心式，大帶輪選擇腹板式。 V帶輪的輪槽 V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。 V帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動(dòng)平衡。 表3-6 輪槽的截面尺寸 槽型 bd e δmin Z 8.5 2.0 7.0 120.3 7 38 5.5 大帶輪參數(shù)計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，取：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 查由，腹板厚度： 所以，取S=C/=6mm 輪轂孔徑d及d1: 查由表15—3可知： 若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=20mm，轂的公差帶可選D10，d1=1.8×20mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。 查由表8—10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取輪緣厚度取δ=5.5mm 小帶輪的計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，查參考文獻(xiàn)[7]表5—3得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 3.2.4 Ⅲ軸和Ⅳ之間帶的設(shè)計(jì)計(jì)算（二） （1）確定計(jì)算功率P 由由表8-7查得工作情況系數(shù)=1 ==1×0.083kw=0..083kw （2）選擇普通V帶的帶型 根據(jù)=0.083 kw 、=167r/min 由由表8-4a選用Z型 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由由表8-6和表8-8，取=36mm 驗(yàn)算帶速。按由式（8-13）驗(yàn)算帶的速度： ==m/s=0.31 m/s 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑得 i=3 ==336=102mm 圓整為=100mm。 （4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 初定中心距=300mm. 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 800mm 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=800mm 計(jì)算實(shí)際中心距a 300mm （5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （6）計(jì)算帶的根數(shù) 計(jì)算單根V帶的額度功率。 由=36mm和=167r/min，得：=0.36kw 根據(jù)=167r/min，=3和Z型帶，得：=0.03kw 查表8-5得：=0.92 查表8-2得：=1.06 于是， =()=(0.36+0.03)0.921.06=0.38kw 計(jì)V帶的根數(shù) == 由此可知，取1根即可。 （7）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 取Z帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量=0.06kg/m，所以 =30.5 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞。 （8）計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為=2z=233=63.75N 表3-7 V帶相關(guān)參數(shù) 帶型 基準(zhǔn)直徑/mm 帶速v/m/s 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 包角 V帶根數(shù) 最小壓軸力/N Z 36 100 0.31 300 150o 1 63.75 （9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪的材料 由于皮帶的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。 帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準(zhǔn)直徑=36，大帶輪基準(zhǔn)直徑=100，小帶輪選擇實(shí)心式，大帶輪選擇腹板式。 V帶輪的輪槽 V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。 V帶輪的技術(shù)要求 鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸臺(tái)、腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動(dòng)平衡。 表3-8 輪槽的截面尺寸 槽型 bd e δmin Z 8.5 2.0 7.0 120.3 7 38 5.5 大帶輪參數(shù)計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，取得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 查，腹板厚度： 所以，取S=C/=6mm 輪轂孔徑d及d1: 查表15—3可知： 若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=20mm，轂的公差帶可選D10，d1=1.820mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。 查表8—10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取輪緣厚度取δ=5.5mm 小帶輪的計(jì)算 輪轂寬度： 由于 所以，查參考文獻(xiàn)[7]表5—3得：取輪轂寬度為L(zhǎng)=19mm 圖3-1 帶輪三維結(jié)構(gòu) 3.3 錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1第一對(duì)直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）： 壽命為5年（每年按300天計(jì)算） 傳動(dòng)功率：P錐=P3=0.087×0.98×0.98=0.084kw 錐齒輪用于轉(zhuǎn)換方向: （1）選擇齒輪材料和精度等級(jí) 查表10-1選擇齒輪材料為45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，大小齒輪都選擇硬度為250HBS。等級(jí)為8級(jí)。 選齒輪齒數(shù)： 取Z錐1=Z錐2=17， 傳動(dòng)比：U=1，轉(zhuǎn)速：n錐=167 r/min （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式d1t 進(jìn)行計(jì)算。 選載荷系數(shù)Kt=1.6 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=9.55×106 =9.551060.084/30=26740N·mm 表選取齒寬系數(shù) 確定彈性影響系數(shù)查表10-6得ZE=189.8 確定區(qū)域載荷系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)ZH=2.5 由公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1=60n1jLh=60×167×1×(2×8×300×5)=2.4 N2=60n2jLh=60×167×1×(2×8×300×5)=2.4 查圖10-19曲線得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) KHN1=0.93 ， KHN2=0.93 查圖10-21d得接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力 Hlim1= 600MPa ， Hlim2=600MPa 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1%，安全系數(shù)Sh=1.0. MPa MPa 由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 d1t =83.2 mm ——材料的彈性影響系數(shù) ——錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) ——直齒錐齒輪的載荷系數(shù) u ——齒數(shù)比 ——許用接觸應(yīng)力 計(jì)算齒輪的圓周速度 齒輪的使用系數(shù)載荷狀況以均勻平穩(wěn)為依據(jù)查表10-9得KA=1.0 dm1=d1(1-0.5)=83.2×(1-0.5×0.3)=70.72mm 由圖10-8查得KV=1.0 取KHa=KFa=1.0 取軸承系數(shù)=1.10 所以可得 =1.5×1.10=1.65 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) =1.0×1.0×1.0×1.65=1.65 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 84.5mm 模數(shù)：m= =4.97 取標(biāo)準(zhǔn)值m=6.5 則計(jì)算相關(guān)的參數(shù)： d1=z1m=17×6.5=110.5mm d2=z2m=17×6.5=110.5mm 錐距：=110.5×=78mm 圓整并確定齒寬 圓整取b2=25 mm ，b1=25mm （3）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) =1.0×1.0×1.0×1.65=1.65 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： =24 =24 查表10-5得 =2.65 =2.65 =1.58 =1.58 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 由圖得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.83, KFN2=0.83 取安全系數(shù) SF=1.4 由圖（10-20c）FN1=440 MPa , FN2=440 MPa 按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力- =MPa=260.86MPa =MPa=260.86MPa 校核彎曲強(qiáng)度： 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核： ==75.2 ==75.2 滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 大小錐齒輪各參數(shù)詳情參見以下列表: 表3-9 錐齒輪參數(shù) 名稱 代號(hào) 參數(shù) 小齒輪 大齒輪 分錐角 齒頂高 mm 齒根高 mm 分度圓直徑 d mm mm 齒頂圓直徑 mm mm 齒根圓直徑 mm mm 錐距 R R=mm 齒根角 頂錐角 根錐角 頂隙 c 分度圓齒厚 s 當(dāng)量齒數(shù) 齒寬 B ，這里取B=25 3.3.2第二對(duì)直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 壽命為5年（每年按300天計(jì)算） 傳動(dòng)功率：P錐=P3=0.087×0.98×0.98=0.084kw 錐齒輪用于轉(zhuǎn)換方向: （1）選擇齒輪材料和精度等級(jí) 查表10-1選擇齒輪材料為45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，大小齒輪都選擇硬度為250HBS。等級(jí)為8級(jí)。 選齒輪齒數(shù)： 取Z錐1=Z錐2=17， 傳動(dòng)比：i=1，轉(zhuǎn)速：n錐=167 r/min （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式d1t 進(jìn)行計(jì)算。 選載荷系數(shù)Kt=1.6 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=9.55×106 =9.551060.084/30=26740N·mm 選取齒寬系數(shù) 確定彈性影響系數(shù)得ZE=189.8 確定區(qū)域載荷系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)ZH=2.5 由公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1=60n1jLh=60×167×1×(2×8×300×5)=2.4 N2=60n2jLh=60×167×1×(2×8×300×5)=2.4 查參圖10-19曲線得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) KHN1=0.93 ， KHN2=0.93 查圖10-21d得接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力 Hlim1=600MPa，Hlim2=600MPa 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1%，安全系數(shù)Sh=1.0. MPa MPa 由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 d1t =83.2 mm ——材料的彈性影響系數(shù)。 ——錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù)。 ——直齒錐齒輪的載荷系數(shù)。 u ——齒數(shù)比。 ——許用接觸應(yīng)力。 計(jì)算齒輪的圓周速度 齒輪的使用系數(shù)載荷狀況以均勻平穩(wěn)為依據(jù)查表10-9得KA=1.0 dm1=d1(1-0.5)=83.2×(1-0.5×0.3)=70.72mm 由]圖10-8查得KV=1.0 取KHa=KFa=1.0 取得軸承系數(shù)=1.10 所以由公式得 =1.5×1.10=1.65 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) =1.0×1.0×1.0×1.65=1.65 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 84.5mm 模數(shù)：m= =4.97 取標(biāo)準(zhǔn)值m=6.5 則計(jì)算相關(guān)的參數(shù)： d1=z1m=17×6.5=110.5mm d2=z2m=17×6.5=110.5mm 錐距：=110.5×=78mm 圓整并確定齒寬 圓整取b2=25 mm ，b1=25mm （3）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) =1.0×1.0×1.0×1.65=1.65 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： =24 =24 查參考文獻(xiàn)[1]表10-5得 =2.65 =2.65 =1.58 =1.58 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 由圖得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.83, KFN2=0.83 取安全系數(shù) SF=1.4 由圖（10-20c）FN1=440 MPa , FN2=440 MPa 按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力- =MPa=260.86MPa =MPa=260.86MPa 校核彎曲強(qiáng)度： 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核： ==75.2 ==