輪式結(jié)構(gòu)鐵屑收集器設(shè)計說明書

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I目 錄目 錄 .I摘 要 .III第 1 章 緒 論.11.1 創(chuàng)新設(shè)計11.1.1 創(chuàng)新設(shè)計的定義、形成與本質(zhì).11.2 設(shè)計的背景及意義21.2.1 鐵屑收集器的設(shè)計背景21.2.2 鐵屑收集器的設(shè)計意義21.3 設(shè)計內(nèi)容31.4 設(shè)計安排3第 2 章 鐵屑收集方案的整體分析與選擇.42.1 驅(qū)動部分方案的選擇42.1.1 前驅(qū)后驅(qū)比較及選擇.42.2 鐵屑收集器方案的選擇62.2.1 強力磁鐵與電磁的選擇與對比.62.3 收集裝置.83.3.1 收集裝置的設(shè)計要求83.3.2 收集裝置82.3 驅(qū)動部分102.4 電機的選擇112.5 整體構(gòu)思132.6 本章小結(jié)14第 3 章 材料購買及前期工作.153.1 所購買的材料.153.2 所需工具及使用方式.163.3 本章小結(jié).20第 4 章 驅(qū)動部分制造.214.1 驅(qū)動部分制造214.1.1 驅(qū)動支架的制造.214.1.2 驅(qū)動傳動部分設(shè)計.214.1.3 驅(qū)動部分注意事項.224.2 導(dǎo)向設(shè)計22II4.3 驅(qū)動電路224.3.1 電池的放置.224.3.2 支架的穩(wěn)定.234.4 本章小結(jié)23第 5 章 收集部分制造.245.1 帶輪張緊245.1.1 張緊方式的選擇.245.1.2 張緊槽的設(shè)計.245.2 安裝255.3 電機安裝及試運行265.4 制造時遇到的問題及注意事項275.5 本章小結(jié)27第 6 章 整體調(diào)試.286.1 前期工作結(jié)束后出現(xiàn)的問題286.2 解決方式296.3 本章小結(jié)29第 7 章 后期維護及注意事項.307.1 電池的使用307.1.1 電池的使用注意事項.307.1.2 電池使用禁止事項.307.2 使用注意事項307.3 維護方式31結(jié) 論.32參考文獻.33致 謝.34III摘 要根據(jù)市場和社會現(xiàn)狀的需要，依據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計基礎(chǔ)之上，鐵屑收集器應(yīng)本著結(jié)構(gòu)合理，清潔方便，適合大眾場所的設(shè)計理念去進行設(shè)計。鐵屑收集器能夠及時的將鐵屑收集起來，清潔效率高，操作方便簡單。它以小巧機動性靈活的優(yōu)勢在各大機加工場地發(fā)揮著重要作用。它的誕生勢必受到當(dāng)今市場上歡迎，它具有很大的市場價值。鐵屑收集器的工作原理分為兩部分——驅(qū)動裝置和收集裝置，驅(qū)動裝置是遙控控制，前輪提供動力，后輪負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向；收集裝置也選擇了遙控控制，在需要收集鐵屑時打開收集按鈕，電機帶動（主動輪）旋轉(zhuǎn)，通過傳送帶帶動帶有強力磁鐵的從動輪旋轉(zhuǎn)，其次在還裝有一個張緊輪。負(fù)責(zé)張緊皮帶，鐵屑從帶有隔斷的傳送帶上被送進收集器里。為了更好的展示我們的作品我們精心設(shè)置了設(shè)計說明書，我們將設(shè)計說明書劃分了 7 章，第一章主要闡述了創(chuàng)新設(shè)計的本質(zhì)、定義及形成、本設(shè)計的背景及意義和基本的工作安排；第 2 章則是全面的展示了我們的理論設(shè)計，在這一章中我們運用所學(xué)的知識，通過三維軟件 ugNX8.0 對我們的設(shè)計雛形進行建模，然后運用軟件中的高級仿真，對我們的的零件進行了受力分析，對我們后期工作及選材起到了十分至關(guān)重要的作用；第 3 章為我們“調(diào)研”的成果；第 4 章是我們制作驅(qū)動部分的過程；第 5 章是我們收集部分的制作過程；第 6 章是我們制作完成后的調(diào)試過程；第 7 章是后期使用時的維護。關(guān)鍵詞：鐵屑收集器；創(chuàng)新設(shè)計；遙控控制；高級仿真1第 1 章 緒 論1.1 創(chuàng)新設(shè)計1.1.1 創(chuàng)新設(shè)計的定義、形成與本質(zhì)創(chuàng)新設(shè)計是指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科技成果進行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性、新穎性及實用成果性的一種實踐活動。創(chuàng)新設(shè)計的形成：創(chuàng)新理念與設(shè)計實踐的結(jié)合。發(fā)揮創(chuàng)造性的思維，將科學(xué)、技術(shù)、文化、藝術(shù)、社會、經(jīng)濟融匯在設(shè)計之中，設(shè)計出具有新穎性、創(chuàng)造性和實用性的新產(chǎn)品。創(chuàng)新設(shè)計可以從以下幾個側(cè)重點出發(fā)：1、從用戶需求出發(fā)，以人為本，滿足用戶的需求。2、從挖掘產(chǎn)品功能出發(fā)，賦予老產(chǎn)品以新的功能、新的用途。3、從成本設(shè)計理念出發(fā)，采用新材料、新方法、新技術(shù)，降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品競爭力。隨著信息通訊技術(shù)的發(fā)展，知識社會環(huán)境的變化，以用戶為中心的、用戶參與的創(chuàng)新設(shè)計，以用戶體驗為核心的設(shè)計的創(chuàng)新 2.0 模式正在逐步形成。創(chuàng)新是設(shè)計本質(zhì)的要求：也是時代的要求。作為“為傳達而設(shè)計”的視覺傳達設(shè)計，如何正確充分地傳達信息是每一個設(shè)計者始終要面臨的中心問題。但是，在當(dāng)今社會，僅僅把傳達信息的關(guān)鍵詞定位于正確和充分顯然是不夠的。必須要把視覺傳達設(shè)計的創(chuàng)新重視起來，從設(shè)計理念、視覺語言和技術(shù)表現(xiàn)方式的創(chuàng)新入手，正確充分地傳達信息。21.2 設(shè)計的背景及意義1.2.1 鐵屑收集器的設(shè)計背景在機械制造行業(yè)，存在一個普遍發(fā)生的問題，就是經(jīng)常發(fā)生金屬加工切削的鐵屑傷害人體腳部的現(xiàn)象。嚴(yán)重影響工作人員的人身安全。而且鐵屑散落在車間帶面上，影響及車間正常加工的運行。在車間工作時，部分鐵屑‘鐵渣往往隱藏在車間的角落和地面離，作業(yè)的機械，車輛的輪胎往往會被這些廢屑扎破輪胎，這樣就增加了修車的成本，也對車間的工作效率產(chǎn)生很大的影響。在加工生產(chǎn)中，一些鐵屑呈粉末狀打掃時，容易塵土飛揚，對打掃的工作人員的身體造成損害。而且極難打掃，給工作人員帶來不便。近幾年鐵的適用范圍不斷擴大，這些加工后的金屬鐵屑的處理逐漸引起了各個工廠的注意。把這些鐵屑變廢為寶成了一個研究的新方向。金屬鐵屑也有他用，它經(jīng)濟效益好，經(jīng)?？捎糜诠I(yè)生產(chǎn)的還原劑，除雜等。1.2.2 鐵屑收集器的設(shè)計意義機加工車間里的鐵屑的及時處理能保持車間的清潔，又能保證車間工作日人員的安全。而且鐵屑的合理利用，既能節(jié)約能源，又能保護環(huán)境，還能為工廠節(jié)約資金，做到利益最大化。所以在加工車間里，處理廢鐵屑是非常重要的。但是在車間鐵屑的清理是一個長久存在的問題，目前一般采用傳統(tǒng)工具人工清掃，效率低，清理效果還不理想，一些鐵屑依然沒有很好的清理，存在安全隱患。鐵屑自動收集器能及時的將鐵屑收集起來，而且節(jié)約了人力，操作簡單，大大的提高了清潔效率，同時也收集起來的鐵屑一般比較干凈，而且沒有雜質(zhì)，可以直接回收利用。他的發(fā)明在當(dāng)今市場上必將大受歡迎，所以它具有很高的使用價值。31.3 設(shè)計內(nèi)容本次進行鐵屑收集器的創(chuàng)新設(shè)計，具體設(shè)計內(nèi)容有：1）市場調(diào)研，選定設(shè)計方案2）繪制原理圖，對方案進行改進3）定材料并進行購買4）設(shè)計實體并完善圖紙及三維圖5）編寫設(shè)計說明書1.4 設(shè)計安排經(jīng)過全面考慮，設(shè)計時間安排見表 1-1表 1-1 設(shè)計時間安排序號 時間 工作內(nèi)容1 9.1~9.7 市場調(diào)研，選定設(shè)計方案2 9.8~9.15 繪制原理圖，對方案進行改進3 9.16~9.21 選定及購買驅(qū)動裝置材料4 9.22~10.11（包含國慶假期） 繪制驅(qū)動裝置的三維圖及制造驅(qū)動部分5 10.12~10.18 選定及購買收集裝置材料6 10.18~11.1 繪制收集裝置的三維圖及制造收集部分7 11.2~11.8 編寫說明書8 11.9~11.15 編寫說明書4第 2 章 鐵屑收集方案的整體分析與選擇2.1 驅(qū)動部分方案的選擇2.1.1 前驅(qū)后驅(qū)比較及選擇后驅(qū)的優(yōu)點:平衡性好，隨著一部分的機械部件從汽車前部移到后部，車的平衡性和操作性有了很大的提高。后輪驅(qū)動時，牽引力將不會由前輪發(fā)出，所以轉(zhuǎn)彎時，平衡性能好。這就是為什么世界上高性能汽車都是采用后輪驅(qū)動的原因。后驅(qū)的缺點:1. 牽引力小，牽引力小一直以來都是后輪驅(qū)動汽車的一個問題所在，因為后輪所承受的負(fù)荷比較少。2.車內(nèi)空間小，那就是后驅(qū)車身上的一切部件都要盡可能的往后布置，以滿足后部的驅(qū)動要求。那么，發(fā)動機的位置就不能太靠前了，只能一再往后延伸。這樣一來，前排的空間就會被動力總成的一部分占據(jù)。直徑非常粗大，需要占用很大的橫向空間。而這占用的正好是前排的腿部空間，特別是橫向腿部空間。再者，由于是前縱置后輪驅(qū)動，車身底部還需要一跟傳動軸貫穿始終，一直從動力總成延伸至后輪的半軸。后排“鼓包” 讓人很是頭疼。 前驅(qū)的優(yōu)點：1.擁有大的室內(nèi)空間，前輪驅(qū)動的最大的優(yōu)點還在于可以擁有大的室內(nèi)空間。2.可以減輕整車的重量，減輕車重可以提高加速性，制動性。由于前輪驅(qū)5動的車的驅(qū)動輪承受著發(fā)動機，可以增加驅(qū)動輪的附著力，這對于在較差路面上行駛的車將會有很大的幫助。3. 前驅(qū)車的傳動效率比后驅(qū)車要高，所有的前驅(qū)車在設(shè)計的時候，不管發(fā)動機橫置還是縱置，它的重心都偏于前軸，與驅(qū)動輪的位置很近，傳動距離短。其中又以前橫置發(fā)動機效率最高，這也是大多數(shù)前驅(qū)車所采用的布置方式。由于發(fā)動機的輸出軸與汽車前軸平行，變速箱與驅(qū)動橋是做成一體的固定在發(fā)動機旁，動力可以直接通過斜齒輪傳遞到差速器上，再經(jīng)變速箱、驅(qū)動橋，減速增扭后傳遞給兩根半軸最后驅(qū)動車的前輪旋轉(zhuǎn)，顯然這種距離最短，且沒有經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換的傳動效率是最高的。前驅(qū)的缺點：1. 得汽車的操縱性變差，前輪驅(qū)動的主要缺點就是使得汽車的操縱性變差。因為大多數(shù)的質(zhì)量都集中在汽車的前部，汽車的后部將會變得輕一些，這樣后輪的的附著力就會變小，在有冰覆蓋的路面上行駛車尾就很容易發(fā)生側(cè)滑。2.轉(zhuǎn)彎加速時附著力不夠，前輪必須傳遞加速，轉(zhuǎn)向和制動時地面作用于輪胎的力。而輪胎擁有的附著力是有限的，當(dāng)附著力一部分用來加速時，就必定會減少對其它部分的作用力。而后輪承受的這種作用力卻很少，它只需要跟著前輪滾動就可以了。2.1.2 前輪導(dǎo)向的優(yōu)缺點前輪導(dǎo)向的優(yōu)點：減輕整車的重量是前輪驅(qū)動重要優(yōu)點之一，減輕整車的重量是前輪驅(qū)動可以增加驅(qū)動輪的附著力。前輪導(dǎo)向的缺點：6使得汽車的操縱性變差汽車的后部將會變得輕一些，這樣后輪的的附著力就會變小在設(shè)計時會盡可能的將重量設(shè)置在汽車的后部，理想的質(zhì)量分配是前后輪所承受的的質(zhì)量之比為 50:50，但是前輪驅(qū)動汽車很少有達到或接近這個比值的。另外一個缺點就是前輪所承受的負(fù)荷。前輪必須傳遞加速，轉(zhuǎn)向和制動時地面作用于輪胎的力。而輪胎擁有的附著力是有限的，當(dāng)附著力一部分用來加速時，就必定會減少對其它部分的作用力。而后輪承受的這種作用力卻很少，它只需要跟著前輪滾動就可以了。 綜上所述：根據(jù)實際情況選擇前輪驅(qū)動，后輪導(dǎo)向。2.2 鐵屑收集器方案的選擇2.2.1 強力磁鐵與電磁的選擇與對比現(xiàn)今，釹鐵硼是所有磁鐵中磁力最強的。根據(jù)配方中各成分的比例不同，磁力可提高，可降低，有 N35—N52,N35M—N50M，N30H—N48H,N30SH—N45SH，N28UH—N35UH,N28EH—N35EH 性能指標(biāo)，常規(guī)的強磁磁力是 N35—N52 牌號中的 N35 性能（耐高溫 80 度） ，隨要求可定做其他高性能的釹鐵硼強力磁鐵。預(yù)計在未來 20-30 年里，不可能有替代釹鐵硼強力磁鐵的磁性材料出現(xiàn)。生產(chǎn)釹鐵硼強力磁鐵的主要原材料有金屬釹、純鐵、硼鐵合金以及其他添加劑。釹鐵硼強力磁鐵行業(yè)的核心技術(shù)主要體現(xiàn)在制造工藝上，具體體現(xiàn)在其產(chǎn)品的均勻性、一致性、加工質(zhì)量、鍍層質(zhì)量等方面，一般磁鐵生產(chǎn)廠家都會有生產(chǎn)。釹鐵硼強力磁鐵作為第三代稀土永磁材料，具有很高的性能價格比這為釹鐵硼產(chǎn)業(yè)帶來更為廣闊的市場前景。強力磁鐵的優(yōu)點：釹鐵硼強力磁鐵(強力吸鐵石)具有體積小、重量輕和磁性強的特點，是迄今為止性能價格比最佳的磁體。最突出的優(yōu)點就是：磁力強，性價比高，用途廣泛7等。強力磁鐵的缺點：易碎，所以在使用中要切實注意，按照正常的使用方法。電生磁原理：電生磁是導(dǎo)線中先有電流通過,在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場; 磁生電是磁場中的導(dǎo)體做切割磁感線的運動或者磁場產(chǎn)生變化,都會在導(dǎo)體中產(chǎn)生電流。如果一條直的金屬導(dǎo)線通過電流，那么在導(dǎo)線周圍的空間將產(chǎn)生圓形磁場。導(dǎo)線中流過的電流越大，產(chǎn)生的磁場越強。磁場成圓形，圍繞導(dǎo)線周圍。磁場的方向可以根據(jù)“右手定則“來確定：將右手拇指伸出，其余四指并攏彎向掌心。這時，拇指的方向為電流方向，而其余四指的方向是磁場的方向。實際上，這種直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場類似于在導(dǎo)線周圍放置了一圈 NS 極首尾相接的小磁鐵的效果。如果將一條長長的金屬導(dǎo)線在一個空心筒上沿一個方向纏繞起來，形成的物體我們稱為螺線管。如果使這個螺線管通電，螺線管的每一匝都會產(chǎn)生磁場，在相鄰的兩匝之間的位置，由于磁場方向相反，總的磁場相抵消；而在螺線管內(nèi)部和外部，每一匝線圈產(chǎn)生的磁場互相疊加起來，最終形成了磁場。也可以看出，在螺線管外部的磁場形狀和一塊磁鐵產(chǎn)生的磁場形狀是相同的。而螺線管內(nèi)部的磁場剛好與外部的磁場組成閉合的磁力線。螺線管表示成了上下兩排圓，好象是把螺線管從中間切開來。上面的一排中有叉，表示電流從熒光屏里面流出；下面的一排中有一個黑點，表示電流從外面向熒光屏內(nèi)部流進。電磁鐵的優(yōu)點：1. 可通過電流的通斷，來控制電磁鐵磁性的有無。2. 磁性的強弱可以通過改變電流的大小或線圈的匝數(shù)多少來調(diào)節(jié)83. 可以通過改變電流的方向，來改變其磁極的極性電磁鐵的缺點：直流電磁鐵的缺點是需要直流電源，成本較高。常用的直流電磁鐵有：MZZ1A MZZ2S 系列直流制動電磁和 MW1 MW2 系列起重電磁鐵。交流電磁鐵起動力較大，無需專門電源，吸合快（動作時間 0.01~0.02s） ，但是若電源電壓下降15 以下，磁力明顯下降。綜上所述：根據(jù)實際情況選擇永磁鐵。2.3 收集裝置3.3.1 收集裝置的設(shè)計要求1、電機有足夠動力帶動后滾輪。2、前輪與前滾輪相對位置適當(dāng)，方便磁鐵收集。3、皮帶與后滾輪有足夠大的摩擦力。4、永磁鐵合理擺放，保證有足夠大的磁力3.3.2 收集裝置收集部分的初級想法如圖 3—2、3—3 所示圖 3—2 皮帶三維圖樣 圖 3—3 皮帶二維尺寸后滾輪由電機帶動電機帶動，后滾輪通過皮帶帶動前滾輪轉(zhuǎn)動，前滾輪內(nèi)誰有 48 塊強力磁鐵，通過磁鐵將鐵屑吸到皮帶上，通過皮帶將鐵屑向后輸送，當(dāng)9到達后方時鐵屑由于重力作用，下落到收集箱里，實現(xiàn)鐵屑的收集。支架受力有限元分析如圖 3—4（受壓） 、3—5、 （受拉）所示圖 3—4 支架受壓示意圖圖 3—5 支架受拉示意圖支架綜合受力有限元分析如圖 3—6 所示圖 3—6 支架綜合受力有限元分析示意圖102.3 驅(qū)動部分電機帶動齒輪轉(zhuǎn)動的傳動線路如圖 3—7 所示圖 3—7 電機傳動線路圖1—電機 2—齒輪 1（齒數(shù) 12、模數(shù) 1） 3—齒輪 2（齒數(shù) 67、模數(shù) 1） 4—齒輪 3（齒數(shù) 8、模數(shù) 1、變位系數(shù) 1） 5—齒輪 4（齒數(shù) 54 模數(shù) 1、變位系數(shù)1） 6—齒輪 5（齒數(shù) 10、模數(shù) 1.25、變位系數(shù) 1.5） 7—齒輪 6（齒數(shù) 51、模數(shù) 12.5、變位系數(shù) 2.5）底架有無橫梁有限元對比分析對比如圖 3—8 所示圖 3—8 底架有無橫梁有限元對比分析圖11張緊輪殼有限元分析如圖 3—9 所示圖 3—9 張緊輪殼有限元分析圖2.4 電機的選擇選擇電動機容量時，還要考慮到供電變壓器容量的大小。一般來說，直接起動的最大 1 臺異步電動機的容量，不宜超過供電變壓器容量的 1/3。 對連續(xù)運行的電動機，從節(jié)能的觀點出發(fā)，電動機約在 80%左右負(fù)載率運轉(zhuǎn)時，效率最高。對農(nóng)用電動機，其平均負(fù)載率運轉(zhuǎn)時，效率最高。對短時間運行的電動機，可以允許在比額定功率偏大的情況下運行，這應(yīng)該依電動機的轉(zhuǎn)矩是否能滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求來確定。 (1)如果電動機功率選得過小，就會出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動機長期過載。使其絕緣因發(fā)熱而損壞。甚至電動機被燒毀。 (2)如果電動機功率選得過大，就會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，其輸出機械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶和電網(wǎng)不利。而且還會造成電能浪費。要正確選擇電動機的功率，必須經(jīng)過以下計算或比較： 對于恒定負(fù)載連續(xù)工作方式，如果知道負(fù)載的功率 (即生產(chǎn)機械軸上的功率)Pl(kw)?？砂聪率接嬎闼桦妱訖C的功率 P(kw)： P=P1/n1n2式中 n1 為生產(chǎn)機械的效率；n2 為電動機的效率，即傳動效率。 12按上式求出的功率，不一定與產(chǎn)品功率相同。因此．所選電動機的額定功率應(yīng)等于或稍大于計算所得的功率。 (1)短時工作定額的電動機．與功率相同的連續(xù)工作定額的電動機相比。最大轉(zhuǎn)矩大，重量小，價格低。因此，在條件許可時，應(yīng)盡量選用短時工作定額的電動機。 (2)對于斷續(xù)工作定額的電動機，其功率的選擇、要根據(jù)負(fù)載持續(xù)率的大小，選用專門用于斷續(xù)運行方式的電動機。負(fù)載持續(xù)串 Fs％的計算公式為FS％＝tg/(tg+to)×100 ％式中 tg 為工作時間，t 為停止時間 min；tg 十 to 為工作周期時間 min。 此外，也可用類比法來選擇電動機的功率。類比法就是與類似生產(chǎn)機械所用電動機的功率進行對比。具體做法是：了解本單位或附近其他單位的類似生產(chǎn)機械使用多大功率的電動機，然后選用相近功率的電動機進行試車。試車的目的是驗證所選電動機與生產(chǎn)機械是否匹配。驗證的方法是：使電動機帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，用鉗形電流表測量電動機的工作電流，將測得的電流與該電動機銘牌上標(biāo)出的額定電流進行對比。若電功機的實際工作電流與銘脾上標(biāo)出的額定電流上下相差不大。則表明所選電動機的功率合適。如果電動機的實際工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流低 70％左右。則表明電動機的功率選得過大，應(yīng)調(diào)換功率較小的電動機。如果測得的電動機工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流大 40％以上。則表明電動機的功率選得過小，應(yīng)調(diào)換功率較大的電動機。綜上所述，所選電機型號為：YTX41（6V 4A）兩個串聯(lián)132.5 整體構(gòu)思我們運用三維軟件 ug8.0，根據(jù)自己的構(gòu)思對鐵屑收集器進行了初步的設(shè)計，如圖 3—10（未顯示皮帶）3—11（顯示皮帶）所示圖 3—10 三維構(gòu)架圖（未顯示皮帶） 圖 3—11 三維構(gòu)架圖（顯示皮帶）2.6 本章小結(jié)只有將這里章內(nèi)容掌握到融會貫通的人才能稱之謂一名真正的設(shè)計師。這一張的內(nèi)容是整個設(shè)計的核心，只有將這一章設(shè)計好，我們以后工作時才會有方向，后面選材時才會更加的有目標(biāo)，不至于想無頭蒼蠅一樣摸不著頭腦。在設(shè)計本章是我真心覺得，運用好一個機械設(shè)計軟件是那么的重要，我們運用 ug中的高級仿真，對底架、橫梁、張緊輪卡槽等的受力變形進行了有限元分析，從而更為直觀的、更為權(quán)威的展示了我們設(shè)計方案的可行性，皮帶長度的測量是一個難點，我們運用 ug 測量命令中的點在曲線上精確的測量出了皮帶的長度，為我們后期的皮帶選擇起到了不可磨滅的作用。通過本章的設(shè)計是我的知識儲備有了質(zhì)的飛躍。 14第 3 章 材料購買及前期工作3.1 所購買的材料材料的質(zhì)量對性能起到著決定性的影響，為了更高質(zhì)量的完成工作，我們精心選取了幾件性價比較高的材料。如表 3—1 所示：表 3—1 所需及購買材料表序號 名稱 型號 數(shù)量 擬購買方式1 驅(qū)動裝置 電動汽車 1 濟南中恒2 電瓶 6v 1 濟南歐亞3 電機 6v/20kw 1 濟南歐亞4 軸承 6001 10 濟南歐亞5 鐵皮 1m×1.5m 1.5m 濟南長清6 鋁管 20×38/25×25 2/2 濟南長清7 鉚釘 40 1 濟南長清8 砂輪片 1 濟南長清9 拐角 1 濟南長清10 皮帶 6m 網(wǎng)購11 磁鐵 48 網(wǎng)購12 收集器 1 自行制作13 傳動輪 150×400 1 網(wǎng)購14 張緊輪 55×400 1 網(wǎng)購15 回輪 1 網(wǎng)購153.2 所需工具及使用方式“三分技能，七分工具”只有好的工具才能使我問進程加快，提高加工質(zhì)量。1）角磨機角磨機圖片如圖 3—1 所示圖 3—1 角磨機（1）操作員在操作時，要注意配件是否完好，絕緣電纜線有無破損，有無老化等現(xiàn)象。檢查過后，插上電源，才可以進行作業(yè)。（2）切割及打磨作業(yè)時，周圍一米內(nèi)不能有人員以及易爆物品，不要對著有人的方向進行工作、以防造成人員傷亡。（3）當(dāng)?shù)纳拜喥褂猛暌院?，需要更換的時候，須斷電的電源來進行更換，以防不小心，按下的開關(guān)，造成不必要的人員事故。（4）在危險且易燃物品工作時，須配備二個以上的滅火器，防患未然。做到安全第一、生產(chǎn)第二的原則。（5）.在長時間 30 分鐘后使用，應(yīng)該停止休息 20 分鐘以上，待冷卻后方能進行作業(yè)。防止在長期使用的過程中，溫度過高，容易使易損壞、造成工傷事故。（6）在使用的時候，我們要按照使用規(guī)范和說明書去使用，定時的檢查、維修、保證完好的情況下進行工作，減少事故的發(fā)生162）鉚槍鉚槍圖片如圖 3—2 所示3—2 鉚槍1.將鉚釘單面放已鎖好孔構(gòu)件，釘芯插入到拉鉚槍的槍頭內(nèi)，槍頭要緊頂鉚釘?shù)亩嗣妗?.進行拉鉚操作，直至鉚釘相反面膨脹，釘芯拉斷為止。3）刀口直角尺刀口直角尺圖片如圖 3—3 所示3—3 刀口直角尺刀口直角尺型號：50*40 75*50 100*70 150*100 200*130 250*165 300*200刀口直角尺的使用方法：校正前： （1）刀口直角尺送到品管檢測室，用白布、酒精擦干凈； （2）帶上干凈手套檢查刀口直角尺長邊內(nèi)外刃邊及短邊內(nèi)外測量邊是生銹、17磨損； 校正中： （1）將花崗石精密測量方尺豎放在巖石平板上，使刀口直角尺短邊內(nèi)測量邊平貼于花崗石精密測量方尺工作面，長邊內(nèi)刃邊與花崗石精密測量方尺另一工作面平貼密合（注意施力要均勻） ；垂直目視刀口直角尺短邊、長邊與花崗石精密測量方尺工作面密合是否有間隙，如有則將間 隙處用水筆涂畫標(biāo)識； （2）再將刀口直角尺長邊外刃邊、短邊外測量邊分別與花崗石精密測量方尺工作時面平貼接觸，垂直目視密合是否有間隙,如有則將間隙處用水筆涂畫標(biāo)識；（3）將刀口直角尺平粘于一平面治具上，用影像測量儀對刀口直角尺長邊內(nèi)刃邊分別取至少二點測量（取測量點優(yōu)先取有水筆涂畫標(biāo)識區(qū)域, 求其垂直度） ；（4）需按要求重復(fù)進行三次測量，獲得內(nèi)測量平均垂直度值； （5）按要求對刀口直角尺長邊外刃邊、短邊外測量邊進行測量，獲得外測量平 均垂直度值； （6）將內(nèi)測量平均垂直度值和外測量平均垂直度值分別減去 90°值即為其相應(yīng)誤差值。4）游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺圖片如圖 3—4 所示：3—4 游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺的使用方法：18（1）使用前,應(yīng)先擦干凈兩卡腳測量面,合攏兩卡腳,檢查副尺 0 線與主尺 0 線是否對齊,若未對齊,應(yīng)根據(jù)原始誤差修正測量讀數(shù)。（2）測量工件時,卡腳測量面必須與工件的表面平行或垂直,不得歪斜。且用力不能過大,以免卡腳變形或磨損,影響測量精度。（3）讀數(shù)時，視線要垂直于尺面，否則測量值不準(zhǔn)確。（4）測量內(nèi)徑尺寸時，應(yīng)輕輕擺動，以便找出最大值。（5）游標(biāo)卡尺用完后，仔細擦凈，抹上防護油，平放在合內(nèi)。以防生銹或彎曲。5）千分尺千分尺圖片如圖 3—5 所示：圖 3—5 千分尺（1）測量時，注意要在測微螺桿快靠近被測物體時應(yīng)停止使用旋鈕，而改用微調(diào)旋鈕，避免產(chǎn)生過大的壓力，既可使測量結(jié)果精確，又能保護螺旋測微器。（2）在讀數(shù)時，要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經(jīng)露出。（3）讀數(shù)時，千分位有一位估讀數(shù)字，不能隨便扔掉，即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊，千分位上也應(yīng)讀取為“0” 。（4）當(dāng)小砧和測微螺桿并攏時，可動刻度的零點與固定刻度的零點不相重合，將出現(xiàn)零誤差應(yīng)加以修正，在最后測長度的讀數(shù)上去掉零誤差的數(shù)值。6）活動扳手19活動扳手圖片如圖 3—6 所示：3—6 活動扳手活扳手型號：4 寸,6 寸,8 寸,10 寸,12 寸,15 寸,18 寸,24 寸對應(yīng)規(guī)格:100mm,150 mm,200 mm,250 mm,300mm,375mm,450mm,600mm7）電鉆電鉆圖片如圖 3—7 所示：3—7 電鉆電鉆型號：4、6、8、10、13、16、19、23、32、38、498）膠槍膠槍圖片如圖 3—8 所示：3—8 膠槍游標(biāo)卡尺的使用方法：（1）連接的氣壓不應(yīng)大于 145psi。（2）拆卸膠槍前，需先將氣壓管分離。20（3）要操作順利，每次施工后，應(yīng)用密封膠生產(chǎn)商建議的溶劑抹去槍管內(nèi)剩余密封膠。 （不允許將膠槍浸泡在溶劑中）（4）施工時，槍管前端蓋塞應(yīng)經(jīng)常緊閉。（5）施工完，請輕放膠槍，小心損傷前蓋和后端消聲器。（6）勿將槍口對準(zhǔn)人。（7） 在連續(xù)工作過程中，膠槍每次停止工作時間一般不得超過 5 分鐘，否則，應(yīng)打膠到膠排出完為止。（8）高壓膠管不得強行擠壓、彎曲，防止影響膠槍正常工作。3.3 本章小結(jié)在這一章中主要是介紹在為制造做的準(zhǔn)備工作，為了更高質(zhì)量的完成工作我們精心選取了幾件性價比較高的材料，例如：電瓶，電機，傳動輪，張緊輪等。這項任務(wù)看似是一件比較簡單地工作卻在購買時卻出現(xiàn)了各種各樣的問題。例如在第一次“調(diào)研”時，我們信誓旦旦的去了卻因?qū)κ袌銮闆r不太了解而笑料百出，為此我們將所有的參數(shù)全都計算出來了，卻在購買的時發(fā)現(xiàn)電機、電瓶沒有合適的。于是我選擇了將兩個電機串聯(lián)來增加他的電流；在選擇皮帶的時候產(chǎn)品的參數(shù)，總體尺寸都算好了本來打算算購買開口式平帶我們自己帶回來加工，但是商家說我們自己不具備粘貼的條件，說所以我們又選擇了加工好的皮帶。在選擇隔斷的時候商家沒有合適的所以我們最終選擇了適中的的皮帶。在購買磁鐵的時候一開始選擇的是強力軟磁鐵但是吸力不夠大，后來我們選擇用大型的圓形磁鐵，但是圓形磁鐵的軸向吸力比徑向吸力大得多，所以最后我選擇了小型塊狀強力磁鐵成排分布。之后我們選擇了一部分成員出去調(diào)研，一部分成員在學(xué)校里隨時與老師聯(lián)系，計算參數(shù)等。21第 4 章 驅(qū)動部分制造4.1 驅(qū)動部分制造4.1.1 驅(qū)動支架的制造本設(shè)計的驅(qū)動支架主要采用 38*25mm，壁厚 2mm 鋁料進行鉚接。制作“凸”結(jié)構(gòu)。采用“凸”結(jié)構(gòu)有以下幾個優(yōu)點：1 減少本設(shè)計整體質(zhì)量，不至于使本設(shè)計太過笨重;2 不干擾收集裝置的運行；3 方便轉(zhuǎn)向，使本設(shè)計工作范圍增大。驅(qū)動部分底架尺寸如圖 4-1 所示：圖 4—14.1.2 驅(qū)動傳動部分設(shè)計本設(shè)計采用的是前輪驅(qū)動。采用前驅(qū)可以減輕質(zhì)量，提高制動性及傳動效率。前輪軸采用兩段直徑 10mm，長 200mm 細長軸，一端采用螺紋固定，為防止松動，采用雙螺母固定，另一端采用銷子固定。安裝輪子時間隙適當(dāng)，間隙過大，輪子晃動，不穩(wěn)定，間隙過小，輪子摩擦過大，易損壞輪子。224.1.3 驅(qū)動部分注意事項1 鐵屑自動收集器運行時速度不能過快，否則鐵屑收集不完全，不能達到預(yù)期目的。2 前輪安裝時必須保證同軸度，否則車子的運動方向不宜控制3 后輪電機的安裝不能干擾后輪的轉(zhuǎn)向4.2 導(dǎo)向設(shè)計導(dǎo)向部分是運用一個簡單的雙搖桿機構(gòu)，通過電機的正反轉(zhuǎn)來控制搖臂的擺動方向，從而控制整體的轉(zhuǎn)向，為防止轉(zhuǎn)向角度過大在兩邊設(shè)置擋片具體圖樣如4—2 所示4—2 導(dǎo)向裝置4.2.1 電池的放置電池的安放位置關(guān)系著鐵屑自動收集器的整體電路布局，而且電池的安放必須保證平穩(wěn)，不能來回晃動。所以我們在支架的上方通過鉚接安裝一塊鐵皮作為電池盒。其設(shè)想圖如圖 4—4 所示圖 4—4 安裝板234.2.2 支架的穩(wěn)定制造支架是我們采用一整根鋁料進行作業(yè)，通過修剪，鉚接做成“凸”字形。這樣可以是支架更加的穩(wěn)定及美觀。支架鉚接時本著穩(wěn)定美觀的原則進行作業(yè)。具體圖樣如 4—5 所示圖 4—5 支架4.3 本章小結(jié)我們在本章中進行了驅(qū)動部分的制造，在制作驅(qū)動支架的時候我們采用了38х25mm 壁厚 1mm 的鋁料進行鉚接制作凸型結(jié)構(gòu)減少了本設(shè)計的整體質(zhì)量。不干擾收集裝置的運行，方便轉(zhuǎn)向，使本設(shè)計的工作范圍增大。保證了支架的穩(wěn)定。在制作底盤支架拐角處時與預(yù)期商議方案發(fā)生一定的沖突。在制作完成后無法達到預(yù)期的強度要求。我們發(fā)生的錯誤是誤將鋁管整個按 45 度方向切下。這樣無法保證車底盤的強度要求，容易發(fā)生扭矩變形。在改正后將鋁管沿 45 度方向切下留一邊沿 45 度切線方向彎折成 90 度。用拐角將其鉚接從而達到預(yù)期的強度要求，我們根據(jù)整體部分總結(jié)出了驅(qū)動部分的注意事項。在導(dǎo)向設(shè)計中我們運用了一個簡單的雙搖桿機構(gòu)。通過電機的正反轉(zhuǎn)來控制擺動方向。我們從而總結(jié)出在制作之前一定要進行必要的實驗，或者進行強度校核，材料分析。24第 5 章 收集部分制造5.1 帶輪張緊5.1.1 張緊方式的選擇帶傳動是靠帶與帶輪的摩擦力工作的，故安裝傳送帶必須以一定的初拉力緊套在帶輪上，但傳動帶不是完全的彈性體，工作一定時間后會發(fā)生松弛，使傳動能力下降，所以帶傳動應(yīng)設(shè)有一定的張緊裝置，常見的張緊裝置有以下幾種：1、定期張緊裝有帶輪的主動輪安裝在移動導(dǎo)軌上，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘以增大或減小中心距，從而達到張進或松開的目的。還有一種是把主動輪安裝在擺動底座上，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母來調(diào)節(jié)中心距，達到掌機的目的。2、自動張緊把電動機安裝在搖擺架，利用主動輪的自重，使帶輪隨電動機繞固定軸擺動，以達到自動張緊的目的。3、采用張緊輪張緊輪一般安裝在送邊內(nèi)側(cè)，使帶只受單彎曲；同時盡量靠近大帶輪，以避免減小小帶輪包角。張緊輪直徑可小于小帶輪直徑。因本設(shè)計實現(xiàn)自動張緊較為困難，定期張緊對制造要求較高，對整車的受力有較大的影響。綜上所述：選擇張緊輪張緊5.1.2 張緊槽的設(shè)計張緊輪的位置調(diào)節(jié)方式有“無級調(diào)節(jié)”跟“有級調(diào)節(jié)”兩種，所謂無級調(diào)節(jié)就是運用絲杠的原理，通過螺母等進行調(diào)節(jié)，類似于定期張緊。所謂有極調(diào)節(jié)就25是通過卡槽設(shè)計幾個檔位進行調(diào)節(jié)。根據(jù)實際情況選擇有機調(diào)節(jié)，其三維圖及實物圖如圖 5—1、5—2 所示：圖 5—1 卡槽三維圖 圖 5—2 卡槽實物圖5.2 安裝磁鐵安裝是采用將磁鐵吸在滾輪上再用膠水進行初步固定，在再上面掌上一層膠布。如圖 5—3 所示：圖 5—3 磁鐵安裝在安裝固定主動輪支架時，應(yīng)先安裝帶有軸承的一邊在安裝主動輪最后安裝裝有電機的一邊帶有軸承的一邊的制作過程如圖 5—4、5—5 所示：圖 5—4 鉆孔26圖 5—5 安裝支架斜支架安裝就是采用鉚接，不過在安裝斜支架時盡量讓支架與底架、固定主動輪支架無縫連接否則手里會受到一定的影響，這樣的的話對加工時劃線及鋸削的要求就高了，在劃線時要十分小心。再安裝主動輪時一定要保證對稱度否則將會使傳送帶斜向上運轉(zhuǎn)是鐵屑不能順利的掉落到收集箱里。在這期間我們反復(fù)拆裝，反復(fù)測量終于達到了理想的效果。5.3 電機安裝及試運行電機安裝方法：在沒有軸承的一側(cè)放置上一個安放槽（如圖 5—6 所示）將電機放在上面，在周圍放置一個三面的擋板用螺母將其固定（如 5—7 所示） 。電機與軸采用聯(lián)軸器連接，電線沿支架順嚇到電源安放上。圖 5—6 電機安放槽 圖 5-7 電機275.4 制造時遇到的問題及注意事項在車架安裝的過程中,出現(xiàn)的問題是兩面的平行度不夠。車架安裝時應(yīng)先安裝一面，然后安裝主動輪，在安裝另一面，這時皮帶也是同步安裝，當(dāng)兩面的主支架安裝完，一邊加一個輔助支架呈三角形起固定作用。首先通電試驗看看能否正常轉(zhuǎn)動，在通電測試以后開始安裝另一面。安裝完兩個支架發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)動時滾子會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，首先想到的是同軸度問題。然后開始用游標(biāo)卡尺測距，保持兩面距離一樣，在兩個支架之間安裝了一個橫梁，讓整個車架的距離固定，防止它們向兩邊晃動，剩下的問題是等到整體安裝完成，電機固定以后讓同軸度確定下來。下面的滾子在放磁鐵時也出現(xiàn)了一些問題，安放磁鐵時由于強性磁鐵的吸力強，需要一個一個的安放，每次安放磁鐵首次側(cè)面安放，再擺正，防止直接放上去吸力太大而瞬間吸上去震碎磁鐵。一共 40 塊磁鐵，我們橫向排了五個，環(huán)圓周 5 組。每擺放完一組，我們就用膠槍打膠，密封磁鐵四周將其固定住，防止皮帶轉(zhuǎn)動讓磁鐵發(fā)生位移。張緊輪的安裝屬于靈活性的，在車的整體安裝完可以安放張緊輪，為了確保張緊度的靈活性，我們做了兩個卡槽，安裝在兩邊的支架上，測量距離保證兩個卡槽的對稱度，以此確定張緊輪的平行度，卡槽分四個槽，可以讓張緊輪安放四個不同的位置，保證張緊度。