滾筒清掃車畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì) 滾筒清掃車設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師： 何 寶 芹 專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 所在院系： 機(jī)械工程系 2012年5月 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 前 言 1 1.1研究目的和意義 1 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.3研究內(nèi)容和方法 2 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 2.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及原理 3 2.2設(shè)計(jì)要求 4 第三章 方案設(shè)計(jì) 5 3.1 傳動(dòng)方案的比較 5

2、 3.2清掃的方案設(shè)計(jì) 8 3.3動(dòng)力的方案設(shè)計(jì) 9 3.4壓縮的方案設(shè)計(jì) 10 3.5升降的方案設(shè)計(jì) 11 3.6離合的方案設(shè)計(jì) 12 3.6操作的方案設(shè)計(jì) 13 第四章 各部分參數(shù)設(shè)計(jì) 15 4.1整車尺寸 15 4.2動(dòng)力部分的參數(shù) 15 4.3主要部件(主軸)強(qiáng)度校核 15 第五章 結(jié)論與建議 18 致 謝 19 參考文獻(xiàn) 20 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 摘要 摘 要 針對(duì)目前環(huán)衛(wèi)、保潔人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低下，工

3、作時(shí)間長等問題，而目前市場(chǎng)上沒有出現(xiàn)比較成熟、實(shí)用的適合環(huán)衛(wèi)工人使用的產(chǎn)品，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種實(shí)用、簡(jiǎn)便的XX掃地車。該掃地車可以對(duì)路面,廣場(chǎng)等較平坦的場(chǎng)地進(jìn)行快速，高效的清掃，而且不需要其它動(dòng)力，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。我們?cè)谲嚿显O(shè)計(jì)一個(gè)多排毛刷的滾筒配合一個(gè)大半個(gè)圓的弧形鏟子可以將垃圾迅速掃起，只需掃地車前進(jìn)這一個(gè)動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面垃圾的收集清掃工作。垃圾車上還設(shè)計(jì)有連桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)前面萬向輪的高度同時(shí)控制離合器離合滾筒兩個(gè)動(dòng)作，可以使掃地車在不清掃時(shí)使?jié)L筒離地的同時(shí)和鏈輪離合，這樣方便使用者在不用的時(shí)候輕松移動(dòng)掃地車。車輪上還有棘輪配合上萬向輪的調(diào)高，可隨意的后退而不帶到垃圾，實(shí)現(xiàn)多次清掃。而在

4、垃圾特別多的時(shí)候，車上的壓縮裝置可以增加掃地車的裝載量，進(jìn)行更持久的清掃。 關(guān)鍵詞：離合器，連桿機(jī)構(gòu)，鏈輪，棘輪，多次清掃 20 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) Abstract Abstract In view of the current environmental sanitation, maintenance staff labor intensity, the efficiency is low, the working time is l

5、ong, and does not appear on the market at present is mature, practical for the sanitation workers use the product, we design a practical, simple XX sweep the floor car. The car to sweep the floor can be road, square are flat area for rapid, efficient cleaning, and dont need other power, and has stro

6、ng adaptability. We in the car design more than a row of roller brush with a half round arc can be quickly and shovel garbage up, just sweep the floor front into this action can be realized to the ground litter collection cleaning work. The car also design a garbage can realize linkage mechanism adj

7、ust the height of the front wheel universal and the control of clutch clutch roller two action, can make sweeping the floor in not cleaning the car when the drum of from the ground at the same time and sprocket loss, so convenient users when you are not easily in mobile sweep the floor car. On the w

8、heel and ratchet wheel with the adjustable to tens of thousands of high, can optional back and not to waste, and realize the sweeping many times. And in the waste much more special, the compression device can increase the sweeping the floor of the car carrying quantity, for more lasting clean up.

9、 Keywords:：Clutch，linkage mechanism，ratchet wheel，sprocket。 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 第一章 前言 第一章 前 言 1.1研究目的和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)生存質(zhì)量的要求愈來愈高，交通便捷也越來越成為社會(huì)發(fā)展 的迫切要求，高等級(jí)公路以空前的速度發(fā)展，道路的清掃和保潔也越來越受到有關(guān)部門的重視，多年 來形成的人工清掃的格局顯然已不適應(yīng)我國高等級(jí)公路發(fā)展的客觀要求，人工清掃粉塵飛揚(yáng)，嚴(yán)重影

10、 響清潔工人的身體健康，也不可避免的造成環(huán)境的二次污染 ：公路車輛的高速行駛對(duì)清潔工人的生命安全造成潛在威脅，這就要求我必須迅速發(fā)展清 掃機(jī)械，只有這樣才能滿足迅速發(fā)展的高等級(jí)公路的客觀要求，使人們生活在潔凈健康的環(huán)境中，這 也是人類二十一世紀(jì)高品質(zhì)生活的必然要求。因此對(duì)我國清掃車概況和開發(fā)機(jī)型的探討有著十分重要的意義 從20世紀(jì)60 年代我國研制生產(chǎn)路面清掃機(jī)械開始（指大型清掃機(jī)的研制），已有40 多年的生產(chǎn)歷史，然而中小型清掃機(jī)的研制開發(fā)則剛剛起步。相對(duì)于發(fā)達(dá)國家，我國地面清掃機(jī)在銷售規(guī)模、技術(shù)水平、清掃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)械市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，2005

11、年之后，國內(nèi)地面清掃機(jī)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但與國外相比，國內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。 我國已逐步進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)，陳舊、落后的清掃方式及設(shè)備，已不能滿足社會(huì)進(jìn)步的需要。對(duì)于自動(dòng)化掃地器具，人們常見的是馬路上的掃地車，它能進(jìn)行大面積街道清掃、工作效率高，并且節(jié)約人力。然而，小面積區(qū)域的清掃工具還主要沿用傳統(tǒng)手工掃地工具：掃帚，工作效率低、清掃效果不夠理想、浪費(fèi)人力資源。而工作效率高的省時(shí)省力的龐然大物掃地車在比如廠區(qū)、居住小區(qū)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、小街小巷、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，家居地面的清掃工作也越來越繁重，嚴(yán)重干擾了人們的生活。因此急需

12、開發(fā)一種成本低、節(jié)約人力物力、清掃效果良好的適應(yīng)院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型清掃設(shè)備。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)清掃車的發(fā)展經(jīng)歷過程如下；第一階段，20世紀(jì)60年代，我國研制出純掃式清掃車，因純 掃式清掃車有性能差、質(zhì)量差、外觀差，清掃效果差等缺陷，加之又受限于當(dāng)時(shí)我國的體制和當(dāng)時(shí)城 市環(huán)衛(wèi)部門的經(jīng)濟(jì)狀況，故只有少數(shù)大城市使用純掃式清掃車。直至20世紀(jì)80年代末，建設(shè)部長沙 建設(shè)機(jī)械研究院設(shè)計(jì)出我國第一臺(tái)吸掃式清掃車。它以其純掃式清掃車無可比拼的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)入我國的 大中城市。現(xiàn)在，在我國清掃車市場(chǎng)中，吸掃式清掃車占有率為95%以上。第二階段，20世紀(jì)末期， 是我國清掃車發(fā)展最快

13、的階段，清掃車的使用不但從大中城市擴(kuò)展到小城市，高速公路，而且不少企 業(yè)、居民小區(qū)也采用清掃車進(jìn)行路面清掃。市場(chǎng)需求的迅速膨脹，各種類型和各種規(guī)格的吸掃式清掃 車不斷涌現(xiàn)。目前，我國清掃車多數(shù)為2t～8t汽車底盤改裝，這種清掃車轉(zhuǎn)場(chǎng)速度快，適合于大面積、 遠(yuǎn)距離清掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面清掃作業(yè)。近年來，隨著清掃車市場(chǎng)的擴(kuò)大，對(duì)清掃車的用戶需求也在發(fā)生變化，中小 全液壓清掃車采用單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，油耗低；行駛無級(jí)變速，清掃效果好，清掃效率高；駕駛室視野 好等優(yōu)點(diǎn)，備受用戶青睞，特別是非城市街道和非公路清掃車用戶。不少清掃車生產(chǎn)企業(yè)也開?了專 用底盤的中小型全液壓清掃車，多

14、種規(guī)格的中小型全液壓清掃車投放了市場(chǎng)。第三階段，2000年之后， 國內(nèi)路面清掃市場(chǎng)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。長沙中標(biāo)公司、天津掃地王公司等專業(yè)生產(chǎn)廠家，均獲 得了較好的發(fā)展勢(shì)頭。隨之而來，常林股份有限公司、三一重工股份有限公司等其它企業(yè)也開始進(jìn)入 路面清掃車的研發(fā)和生產(chǎn)，并取得了較好的發(fā)展。目前，國產(chǎn)路面清掃車的品種規(guī)格、使用性能已能基本滿足國內(nèi)的需求，產(chǎn)品規(guī)格從2t到8t。與國外相比，大型產(chǎn)品所占比例不大，產(chǎn)品品種較少，產(chǎn) 量也較低。 目前，許多國家研制的清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。日本，美國，歐洲各大廠商競(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

15、，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。在國外清潔設(shè)備的擁有率和洗衣機(jī)幾乎相當(dāng)，甚至要高（有公用洗衣房，專業(yè)洗衣店的緣故）。在這方面，國內(nèi)的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國家城市化的進(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，清掃設(shè)備的市場(chǎng)前景日漸看好。 1.3研究內(nèi)容和方法 （1）根據(jù)任務(wù)要求,進(jìn)行掃地車的總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)。確定多

16、功能模塊的接口。 （2）根據(jù)相關(guān)參數(shù)和和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行各部分的設(shè)計(jì)，使得掃地車的清掃效果能達(dá)到要求，整體操作人性化。 （3）進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作能力的設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)行工作部件的強(qiáng)度校核，確定傳動(dòng)部件以及各個(gè)零件的尺寸與材料。 （4）對(duì)清掃車整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖及關(guān)鍵零件的工作圖。 （5）繪制清掃車的實(shí)體三維模型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫動(dòng)作。 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.1設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及原理 本作品是針對(duì)環(huán)衛(wèi)工人及保潔人員設(shè)計(jì)的一種高效，

17、實(shí)用的垃圾清掃工具，使用者推動(dòng)小車就可以將地面上的垃圾收集到車中。具體功能模塊如下。 動(dòng)力模塊：清掃車中部靠近重心位置有2個(gè)主輪，其中裝有鏈輪的右輪，作為動(dòng)力輸出帶動(dòng)滾筒。 清掃模塊：車底裝有帶刷毛的滾筒，配合一段圓弧形擋板將垃圾卷進(jìn)垃圾箱內(nèi)，在擋板與地面接觸的地方裝有硬毛刷，以保證清掃效果。 升降模塊：清掃車的萬向輪裝在平行四邊形桿組上，以保證在調(diào)節(jié)萬向輪高度時(shí)萬向輪始終水平，通過調(diào)節(jié)萬向輪的高度使?jié)L筒和地面脫離接觸。 離合模塊：采用齒式離合器，取較大的齒數(shù)，齒端面倒成尖角，這樣結(jié)合起來非常容易。 壓縮模塊：采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)垃圾的壓縮。 圖1 2.2設(shè)計(jì)要求

18、1、運(yùn)行速度：人平均行走的速度ν=0.8m/s，主輪的直徑是d=0.2m，主輪的轉(zhuǎn)速為n=ν/(πd)=1.27轉(zhuǎn)/s就是76.4轉(zhuǎn)每分鐘，滾筒在200轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)可以取得較好的效果，則需要傳動(dòng)比為i=76.4：200=1： 2、車體尺寸：0.80.750.5米，整車的容積有90L，既可以滿足實(shí)際需要又使得整車比較緊湊。 3、處理垃圾：樹葉：厚度紙張：平均厚度0.2mm；包裝袋：厚度0.2—2mm；煙頭：直徑8mm,長度30mm；水果皮：厚度1—20mm；一些小的雜物：體積約為1cm；一般的路邊垃圾重量不會(huì)超過100g； 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)

19、 第三章 方案設(shè)計(jì) 第三章 方案設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)方案的比較 3.1.1帶輪傳動(dòng) 圖2 帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的基本零件為帶輪（主動(dòng)帶輪和從帶動(dòng)輪）和傳動(dòng)帶輪。當(dāng)主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用帶輪和傳動(dòng)帶輪間的摩擦或嚙合作用，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過傳動(dòng)帶傳遞給從動(dòng)輪。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中應(yīng)用廣泛。帶傳動(dòng)是一種常用的、成本較低的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、清潔（無需潤滑）、噪聲低的特點(diǎn)，同時(shí)具有緩沖、減振、過載保護(hù)的作用，且維修方便。與鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)相比強(qiáng)度較低、疲勞壽命較短

20、。然而，由于傳動(dòng)帶強(qiáng)力層材質(zhì)的改善，帶傳動(dòng)也可用于某些傳動(dòng)較大的場(chǎng)合。 按照工作原理的不同，帶傳動(dòng)可分為摩擦型帶輪和嚙合型帶輪。在摩擦型帶輪中，根據(jù)傳動(dòng)帶的橫截面的形狀的不同，又可分為平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)。 1) 平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用較多。常用的平帶有帆布平帶、編織平帶、錦綸片復(fù)合平帶等數(shù)種。其中以帆布平帶應(yīng)用最廣。 圓帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其材料常為皮革、棉、麻、錦綸等，多用于小功率傳動(dòng)。 V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動(dòng)允許的

21、傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。V帶傳動(dòng)的上述特點(diǎn)使它獲得了廣泛的應(yīng)用。 多楔帶兼有平帶柔性好和V帶摩擦力大的優(yōu)點(diǎn)，并解決了多根V帶長短不一而使各帶受力不均勻的問題。多楔帶主要用于傳動(dòng)功率較大同時(shí)要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。 嚙合型帶傳動(dòng)一般也稱為同步帶傳動(dòng)。它通過傳動(dòng)帶內(nèi)表面上等距分布的橫向齒的相應(yīng)齒槽的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)。與摩擦型帶傳動(dòng)比較，同步帶傳動(dòng)的帶輪和傳動(dòng)帶之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，能夠保證嚴(yán)格傳動(dòng)比。但同步帶傳動(dòng)對(duì)中心距及其尺寸穩(wěn)定性要求較高。 3.1.2 鏈傳動(dòng) 圖3 鏈傳動(dòng)是通過鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。 鏈傳動(dòng)

22、有許多優(yōu)點(diǎn)，與帶傳動(dòng)相比，無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力?。荒茉诟邷?、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動(dòng)；成本高，易磨損，易伸長，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷、振動(dòng)、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動(dòng)中。 3.1.3 齒輪傳動(dòng) 圖4 1) 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) 效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，閉式傳動(dòng)效率，這對(duì)大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。結(jié)構(gòu)緊湊比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性

23、能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點(diǎn)。工作可靠、壽命長、設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。 2) 齒輪傳動(dòng)的類型 齒輪傳動(dòng)就裝置形式分： a) 開式、半開式傳動(dòng)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械以及簡(jiǎn)易的機(jī)械設(shè)備中，有一些齒輪傳動(dòng)沒有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外邊，這叫開式齒輪傳動(dòng)。這種傳動(dòng)不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝有

24、簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，有時(shí)還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動(dòng)。它工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。 b) 閉式傳動(dòng)。而汽車、機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等所用的齒輪傳動(dòng)，都是裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體(機(jī)匣)的，這稱為閉式齒輪傳動(dòng)(齒輪箱)。它與開式或半開式的相比，潤滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng)合。 3.1.4 蝸桿傳動(dòng) 圖5 蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)，兩軸線間的夾角可為任意值，常用的為90。蝸桿傳動(dòng)用于在交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。蝸桿傳動(dòng)由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿為主動(dòng)件。蝸桿和螺紋一樣有右旋和左旋之分，分

25、別稱為右旋蝸桿和左旋蝸桿。蝸桿上只有一條螺旋線的稱為單頭蝸桿，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過一齒，若蝸桿上有兩條螺旋線，就稱為雙頭蝸桿，即蝸桿轉(zhuǎn)一周，蝸輪轉(zhuǎn)過兩個(gè)齒。 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)： 1) 傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。蝸桿頭數(shù)用Z1表示，蝸輪齒數(shù)用Z2表示。從傳動(dòng)比公式I=Z2/Z1可以看出，當(dāng)Z1=1，即蝸桿為單頭，蝸桿須轉(zhuǎn)Z2轉(zhuǎn)蝸輪才轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，因而可得到很大傳動(dòng)比，；在分度機(jī)構(gòu)中，I可達(dá)1000。這樣大的傳動(dòng)比如用齒輪傳動(dòng)，則需要采取多級(jí)傳動(dòng)才行，所以蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕。 2) 傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪音。因?yàn)槲仐U齒是連續(xù)不間斷的螺旋齒，它與蝸輪齒嚙合時(shí)是連續(xù)不斷的，蝸桿齒沒有進(jìn)入和退出嚙合的過

26、程，因此工作平穩(wěn)，沖擊、震動(dòng)、噪音小。 3) 具有自鎖性。蝸桿的螺旋升角很小時(shí)，蝸桿只能帶動(dòng)蝸輪傳動(dòng)，而蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。 4) 蝸桿傳動(dòng)效率低，一般認(rèn)為蝸桿傳動(dòng)效率比齒輪傳動(dòng)低。尤其是具有自鎖性的蝸桿傳動(dòng)，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9?！? 5) 發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。 通過以上幾種傳動(dòng)類型的比較，我選擇帶傳動(dòng)。并比較帶傳動(dòng)的幾種類型，選擇V帶傳動(dòng)。 3.2清掃的方案設(shè)計(jì) 我采用滾筒來實(shí)現(xiàn)我的功能主體，主要原因是滾筒的清掃效果好、效率高、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，安裝也十分方便，再配合鏈輪的動(dòng)力傳輸，所以運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 圖6 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將垃圾卷入垃圾

27、箱，如圖3。 圖7 在毛刷長度的選擇上，應(yīng)為考慮到垃圾的相關(guān)參數(shù)，在參考一些的滾筒刷毛的長度后，我選擇刷毛的有效長度為5cm，與地面干涉是2.5個(gè)cm這樣會(huì)有較大的壓力，產(chǎn)生較大的摩擦力確保能將垃圾掃起。 在滾筒圓周上均分這10排刷毛，在滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)這些刷毛將交替的進(jìn)行清掃保證清掃質(zhì)量。10排刷毛是分別安裝的，刷毛基底為梯形長條，裝在圓筒的梯形槽內(nèi)，保證不會(huì)在工作中出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，這樣的安裝也給刷毛的更換帶來很大的方便。 3.3動(dòng)力的方案設(shè)計(jì) 考慮到節(jié)能環(huán)保及簡(jiǎn)便性，選擇推動(dòng)車前進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪作為動(dòng)力源;考慮到傳輸?shù)目煽啃院桶惭b的方便性，我使用鏈輪傳動(dòng)。由于清掃車后退時(shí)滾筒是不工作的

28、，所以在車輪中心裝有棘輪，使它只能單向傳動(dòng)，這樣更加符合實(shí)際需求。 圖8 向前推車，轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪通過鏈輪及鏈條帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)桶。車向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棘輪的單向傳動(dòng)特性，車輪鏈輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，因而滾筒不轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖9 3.4壓縮的方案設(shè)計(jì) 由于垃圾車的容量是有限的，考慮到有些情況下垃圾較多，而垃圾又是很松散的，這就需要壓縮，使掃地車可以連續(xù)清掃更大的范圍。并且該裝置能防止垃圾在入口處堆積。 我設(shè)計(jì)了一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)壓縮功能。將壓垃圾的擋板與連桿相連。這樣可以使壓縮時(shí)擋板按下面的軌跡運(yùn)動(dòng)，將下部的垃圾推走。當(dāng)需要壓縮時(shí)就只需將手柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，垃圾壓縮的過程就實(shí)現(xiàn)了。 圖10 3

29、.5升降的方案設(shè)計(jì) 當(dāng)掃地車不清掃而又需要將掃地車移動(dòng)時(shí)，就要求使?jié)L筒與地面脫離。很自然的，我首先想到是讓滾筒相對(duì)于車體向上運(yùn)動(dòng)，但這樣會(huì)大大增加鏈傳動(dòng)及滾筒自身機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，且整體的穩(wěn)定性也將大打折扣。 使?jié)L筒升高還可選擇變化輪子的位置，由于滾筒和萬向輪相距較近，而且移動(dòng)主輪會(huì)使動(dòng)力的穩(wěn)定性降低，所以我選擇萬向輪的升降來調(diào)節(jié)滾筒的高度。 抬升方法可以選擇萬向輪與有一個(gè)有固定軸的桿相連，轉(zhuǎn)動(dòng)桿就可以將萬向輪抬高，但是這樣的話不能保證萬向輪總是水平的，在轉(zhuǎn)過一定角度后，萬向輪與水平線成一個(gè)角度，影響其工作。 圖11 于是我采用平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)，在調(diào)整萬向輪高度的過程中可保持其水

30、平。 圖12 3.6離合的方案設(shè)計(jì) 在掃地車不清掃時(shí)，為了讓使用者能夠輕松推動(dòng)它，除了讓滾筒離地外，還應(yīng)該讓其停止轉(zhuǎn)動(dòng)，于是考慮到用離合裝置。 離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作用，使兩者之間可以暫時(shí)分離，又可逐漸接合，在傳動(dòng)過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng)。 　　液力偶合器工作液（油液）傳遞轉(zhuǎn)矩，外殼與泵輪連為一體，是主動(dòng)件；渦輪與泵輪相對(duì)，是從動(dòng)件。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)，渦輪不能被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉(zhuǎn)速的提高，渦輪被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于接合狀態(tài). 　　電磁離合器線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。在主動(dòng)與從動(dòng)件之間放置磁粉，可以加強(qiáng)兩者

31、之間的接合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器 　　離合器從動(dòng)部分 　　從動(dòng)部分是由單片、雙片或多片從動(dòng)盤所組成，它將主動(dòng)部分通過摩擦傳來的動(dòng)力傳給變速器的輸入軸。從動(dòng)盤由從動(dòng)盤本體，摩擦片和從動(dòng)盤轂三個(gè)基本部分組成。為了避免轉(zhuǎn)動(dòng)方向的共振，緩和傳動(dòng)系受到的沖擊載荷，大多數(shù)汽車都在離合器的從動(dòng)盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。 　　為了使汽車能平穩(wěn)起步，離合器應(yīng)能柔和接合，這就需要從動(dòng)盤在軸向具有一定彈性。為此，往往在動(dòng)盤本體園周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形，兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對(duì)應(yīng)的凸起部分相鉚接，這樣從動(dòng)盤被壓縮時(shí)，壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，

32、從而達(dá)到接合柔和的效果。 　　離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了動(dòng)盤兩側(cè)的摩擦片，帶動(dòng)從動(dòng)盤本體和與從動(dòng)盤本體鉚接在一起的減振器盤轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)盤本體和減振器盤又通過六個(gè)減振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤轂。因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用，所以傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊可以在此得到緩和。傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤轂相對(duì)于動(dòng)盤本體和減振器盤來回轉(zhuǎn)動(dòng)，夾在它們之間的阻尼片摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來 (1)牙嵌式離合器 牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，承載力較大，從功能上講基本上可以滿足使用要求。離合器的活動(dòng)端與固定端自然對(duì)正的幾率非常小，操縱時(shí)需要反復(fù)調(diào)整，很不方便。而且牙嵌式離合器工作行

33、程長，使得鏈輪與軸承的距離較遠(yuǎn)，所以會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩。 (2)電磁離合器 由于考慮到實(shí)用性，用電磁式還要求有電源，蓄電池需要經(jīng)常充電很不方便，電磁離合器安裝精度要求很高，尤其是活動(dòng)端和固定端同軸度要求非常高，對(duì)加工和裝配都提出了很高的要求。 (3)齒式離合器 齒式離合器與牙簽式離合器比較相似，不同的是齒式離合器的齒數(shù)可以根據(jù)情況自己設(shè)計(jì)，可以取較多齒數(shù)。齒式離合器承載能力很大，根據(jù)我的使用要求，可以取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)，齒端面倒成尖角，這樣以來結(jié)合起來非常容易，操縱時(shí)不需要太多的調(diào)整。 綜合分析比較，我最終選擇了齒式離合器，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，操縱方便，安全可靠。 因?yàn)?/p>

34、我控制離合的距離較遠(yuǎn)，就需要用鋼絲繩來控制，而鋼絲繩只能夠提供拉力，所以我用一根彈簧提供離合器的回復(fù)力。如圖，滾筒需要工作時(shí)，離合器受彈簧壓力而嚙合，車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳給鏈輪，繼而使?jié)L筒轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒不需要工作時(shí)，掰動(dòng)手柄，則鋼絲繩使離合器分離，只需將手柄卡在此位置，則車運(yùn)動(dòng)時(shí)能保持滾筒不轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖13 下圖是抬升和離合綜合示意圖： 圖14 如圖掰動(dòng)手柄，萬向輪相對(duì)車體向下運(yùn)動(dòng)，即車體被抬升，滾筒離地。同時(shí)鋼絲繩使離合器分離，滾筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.6操作的方案設(shè)計(jì) 3.6.1清掃 小車的主要功能就是清掃垃圾，如圖11，小車在工作時(shí)將控制手柄置入工作檔，此時(shí)滾筒與地面接觸，人推小車前

35、進(jìn)主輪帶動(dòng)滾筒做快速旋轉(zhuǎn)將垃圾掃入車內(nèi)，達(dá)到清掃的目的。 考慮到一些特殊的情況，有些地方難以完全清掃干凈，我在車的后面設(shè)置有一工具箱，可以處理一些特殊的情況。這樣使小車的適應(yīng)性也更廣，方便操作者。 圖15 3.6.2移動(dòng) 當(dāng)小車需要移動(dòng)時(shí)，這時(shí)不需要清掃，需要將滾筒離地并且使它停止旋轉(zhuǎn)，這樣使小車能夠輕松的移動(dòng)，如圖12所示，當(dāng)操作者將控制手柄置離合檔時(shí)，離合器離合時(shí)滾筒不再旋轉(zhuǎn),而且萬向輪也立起使?jié)L筒離地，這樣操作者就能十分輕松的移動(dòng)小車了。 圖16 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)

36、 第四章 各部分參數(shù)設(shè)計(jì) 第四章 各部分參數(shù)設(shè)計(jì) 4.1整車尺寸 整車的尺寸我參照了相關(guān)的垃圾小車，并且考慮到清掃的實(shí)際需要，車體我設(shè)置為，長寬高：0.80.750.5米，這樣整車的容積有90L既可以滿足實(shí)際需要又使得整車比較緊湊。車前部設(shè)計(jì)成有傾角，方便垃圾的傾倒，而且還使小車更加美觀。 因車的重心在車的中部，我將主輪放在此位置，使的車主要的重力落在主輪上，一方面可以增加車輪的摩擦力，防止車輪打滑。另一方面可以使萬向輪上的受力很小，這樣萬向輪的升降就容易得多。 萬向輪升降使得滾筒離地有5cm，保證車行走的一般的路面上不會(huì)碰到地面。 4.2動(dòng)力部分的參數(shù) 人平均行走

37、的速度是ν=0.8m/s 主輪的直徑是d=0.2m 這樣主輪的轉(zhuǎn)速為n=ν/(πd)=1.27轉(zhuǎn)/s就是76.4轉(zhuǎn)每分鐘 滾筒在200轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)可以取得較好的效果 則需要傳動(dòng)比為i=76.4：200=1：2.6 4.3主要部件(主軸)強(qiáng)度校核 圖17 圖18 因?yàn)檐囕喓洼S承距離很小,實(shí)際受力情況可以簡(jiǎn)化成 圖19 受力圖如下: 圖20 彎矩最大值M,和扭矩最大值T都出現(xiàn)在鏈輪所在截面,此截面為危險(xiǎn)截面,取此截面直徑d=20mm.鏈輪半徑R=100mm,所收拉力F2不大于100N,現(xiàn)取F2=100,據(jù)此有M<100x0.3=30Nm,T=F2x

38、R=10Nm 得σ=39.528Mpa,小于45號(hào)鋼的許用應(yīng)力[σ]=60Mpa. 大連海洋大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 結(jié)論與建議 第五章 結(jié)論與建議 通過我的調(diào)查，國內(nèi)還沒有廠家生產(chǎn)同類產(chǎn)品，而與國外的類似的產(chǎn)品的比較，我的作品有如下獨(dú)特之處： (1) 掃地車的獨(dú)特滾筒設(shè)計(jì)能夠快速、高效得將地面上的垃圾掃起。 (2) 利用車輪帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)清掃功能，從而擺脫了電池，發(fā)動(dòng)機(jī)等裝備的限制，能更好的適應(yīng)國內(nèi)市場(chǎng)的需求。 (3) 利用平行四邊形

39、四桿機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)萬向輪的位置，從而達(dá)到滾筒離地的目的，簡(jiǎn)單、實(shí)用、巧妙。 (4) 一個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)滾筒離地及停轉(zhuǎn)的目的，從而輕松實(shí)現(xiàn)掃地車正常清掃和小阻尼運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)的切換。 (5) 曲柄搖桿四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的壓縮功能能夠很好的解決垃圾的壓縮問題，讓垃圾車能夠更有效的利用有限的容積。 目前我國環(huán)衛(wèi)、保潔人員普遍沒有什么高效的工具來進(jìn)行環(huán)衛(wèi)工作，這很大程度上與我國對(duì)環(huán)衛(wèi)的投入不足和相關(guān)設(shè)備的價(jià)格太高有關(guān)。但隨著我國的經(jīng)濟(jì)水平上升，環(huán)衛(wèi)市容問題會(huì)是大眾關(guān)心的，而我的作品就是為提高環(huán)衛(wèi)工人的工作效率和改善他們的工作環(huán)境，這也有助于提高我國城市的形象。除此之外，我的作品還適用于廣場(chǎng)、游樂場(chǎng)和展會(huì)等場(chǎng)所。相

40、比于外國進(jìn)口的設(shè)備，一般的除塵機(jī)都要好幾千元，掃地車更是達(dá)到幾萬元的價(jià)格，而我的掃地車批量生產(chǎn)時(shí)價(jià)格可降低到300元左右，這是政府及相關(guān)部門、企事業(yè)單位可以接受的價(jià)格，所以我的作品有很好的市場(chǎng)前景。 隨著道路里程的不斷增加、人流車流的增大，道路垃圾越來越多，用人力清掃、轉(zhuǎn)移已很難完成。 隨著國內(nèi)道路的不斷發(fā)展，機(jī)械化養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為一種必然，路面清掃車能掃能運(yùn)，作業(yè)方便，清掃效 率高，除塵效果好，故路面清掃車的需求呈現(xiàn)一個(gè)快速的增長態(tài)勢(shì)。隨著我國高速公路的飛速發(fā)展， “五縱七橫”為主骨架的公路網(wǎng)的相繼完成，我國高速公路通車總里程將在2010年位居世界第二。高 速公路的發(fā)展為重型車輛成為公路運(yùn)輸?shù)?/p>

41、主要車種帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)也為大型高速公路清障車、路面養(yǎng)護(hù)車、路面清掃車、救援拖車等專用 車輛提供了良好的發(fā)展空間。清掃車市場(chǎng)前景的預(yù)測(cè)如下： 從近幾年的產(chǎn)品的銷量就可以看出路面清掃車的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。有資料顯示，在北京、上 海、廣州和深圳等大中城市，路面清掃車的保有量在300-500臺(tái)。我國共有高速公路里程約8640公 里，到2010年將達(dá)到約15650公里，按保守估計(jì)平均每百公里需2~3臺(tái)清掃車，市場(chǎng)前景非常廣闊。 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)

42、 致謝 致 謝 本文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師在論文選題，科研過程和論文撰寫方面給予了親切與耐心的指導(dǎo)，提出了建設(shè)性的意見，每每使我豁然開朗。導(dǎo)師在言傳身教中體現(xiàn)出來的淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開闊的知識(shí)眼界和平易近人的態(tài)度給我留下了深刻的印象。在此，我向近一個(gè)學(xué)期以來付出了辛勞汗水和心血的導(dǎo)師致以崇高的敬意和誠摯的謝意。 謹(jǐn)向所有給予本人關(guān)心，支持和幫助的老師同學(xué)和朋友表示衷心的感謝。 由于作者水平有限。錯(cuò)誤和不足之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)指正。 大連海洋大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1]楊家軍 . 機(jī)械原理 (基礎(chǔ)篇) .華中科技大學(xué)出版社 ,2005 [2]楊家軍, 程遠(yuǎn)雄. 機(jī)械原理（專題篇）.華中科技大學(xué)出版社 ,2005 [3]楊家軍 . 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社, 2000 [4]張衛(wèi)國, 饒芳 . 機(jī)械設(shè)計(jì) （基礎(chǔ)篇）.華中科技大學(xué)出版社,2005 [5]吳昌林 ,姜柳林. 機(jī)械設(shè)計(jì)（專題篇）.華中科技大學(xué)出版社,2006 [6]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì) ,中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì) .中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典. 江西科學(xué)技術(shù)出版社,2001