道路清掃機工作原理原理探究設(shè)計【公路養(yǎng)護工程】

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本課題研究的目的及意義清掃作業(yè)是公路養(yǎng)護工程的重要內(nèi)容，為適應(yīng)我國經(jīng)濟、技術(shù)及公路交通事業(yè)的發(fā)展需要，公路清掃實現(xiàn)機械化勢在必行。掃路車是近幾年發(fā)展起來的重要的路面養(yǎng)護專用環(huán)衛(wèi)車輛之一，具備灑水噴霧、清掃、吸入垃圾等功能，主要用于高等級路面和城市路面以及廣場的垃圾清掃。城市建設(shè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要標志。在城市建設(shè)中, 對城市道路、廣場等公共設(shè)施的清掃和保潔設(shè)備的需求越來越大。其次胡錦濤在2010年全國勞動模范和先進工作者表彰大會上指出，要切實發(fā)展和諧勞動關(guān)系，建立健全勞動關(guān)系協(xié)調(diào)機制，完善勞動保護機制，讓廣大勞動群眾實現(xiàn)體面勞動。為此,本課題研究的目的符合經(jīng)濟發(fā)展的要求和黨中央對于實現(xiàn)體面勞動的設(shè)想。1.2本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）的研究現(xiàn)狀及分析1.2.1國外研究現(xiàn)狀分析 國外清掃機起步較早，技術(shù)較先進。 英國的JoHSToN公司于1904年，設(shè)計出了馬拉的掃路機，美國的ELGIN公司于1914年研制出了該公司第一部人力蹬踏的三輪掃路機，用機械取代了人工清掃。清掃機械的發(fā)展與汽車工業(yè)的發(fā)展是息息相關(guān)的，1929年汽車發(fā)動機被應(yīng)用在道路清掃機上，發(fā)動機功率已達百馬力。實心輪胎被充氣輪胎代替，使道路清掃機的清掃速度大大加快，達78英里/小時。隨著工業(yè)蓬勃的發(fā)展產(chǎn)品工藝的不斷提高及工業(yè)美學(xué)的推動，道路清掃機的外觀質(zhì)量也在相應(yīng)的提高。大約在1949年掃路機上都安裝了駕駛室，改善了駕駛員的工作環(huán)境。五十年代中，液壓傳動系統(tǒng)被應(yīng)用到道路清掃機上，使清掃機的傳動結(jié)構(gòu)緊湊、可靠，操作靈便，垃圾箱可以通過油缸被舉升到任意位置卸出垃圾，垃圾箱的容量也在增大。碟形刷采用液壓馬達驅(qū)動，液壓傳動可以吸收和振動。大大降低殼傳動系統(tǒng)的碟形刷的損壞率，使道路清掃機的在性能上出現(xiàn)了飛躍。美國、英國、德國的汽車工業(yè)發(fā)展歷史悠久。汽車、裝載機、拖拉機技術(shù)日趨成熟，英國、西德的幾家公司先后推出了汽車、拖拉機牽引的清掃機械。有許多家公司都形成了系列產(chǎn)品。美國的AARPOWERBOSS公司的小型道路清掃機的品種多達二十二種；包括純扭式、吸掃復(fù)合式小型機械和地面洗刷機。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析20世紀60年代，我國研制出第一代掃路機，由于清掃效果差、勞動強度大，操作不方便、面世不久即被淘汰。70年代，國內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)、生產(chǎn)廠家加大了掃路機的研究開發(fā)力度，我國第二代掃路機誕生了。北京和上海研制了大、中、小三種規(guī)格的純掃式掃路機，S31大型掃路機和S32中型掃路機、S15小型掃路機的技術(shù)水平比第一代有了較大的提高。但由于純掃式的清掃不高問題、干式純吸式的除塵系統(tǒng)可靠性問題等原因，使該類道路清掃機的使用受到極大限制。國內(nèi)清掃機研制起步較晚，清掃機的機電一體化程度相對國外來說比較。落后。80年代以后，國內(nèi)清掃機基本采用國外80年代的先進技術(shù)，如真空技術(shù)，液壓技術(shù)，電液操作等技術(shù)。而作為機電一體化技術(shù)的核心技術(shù)，計算機技術(shù)以及直接制約和影響技術(shù)發(fā)展的傳感檢測在國產(chǎn)清掃機上幾乎沒有應(yīng)用，大大制約了國內(nèi)的清掃機的發(fā)展水平。國內(nèi)清掃機的發(fā)展將是一個課題。我們針對國內(nèi)清掃機的現(xiàn)狀進行技術(shù)改造，對清掃機實行智能控制，針對不同的工作環(huán)境對清掃機進行相應(yīng)的設(shè)計和改造。使其更加適應(yīng)時代的發(fā)展和人們的需求。在之前的技術(shù)基礎(chǔ)之上進行改進，將清掃機機型變得簡單輕便，外觀更加美觀，在增大承載容積和載荷能力的同時，降低清掃機的重量。提高清掃機的使用壽命，減少噪聲，降低成本，是清掃機更加的人性化智能化，更加方便人們的使用，清掃機在國內(nèi)的發(fā)展前景是遠大的。1.3 本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路本文分析了國內(nèi)外吸掃式掃路車的工作特點、近年來我國掃路車的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，采用了目前普遍的掃路車（吸掃式道理清掃車）。具體從以下幾個方面對吸掃式掃路車作了較為深入的綜合研究與工作原理介紹：設(shè)計了吸掃式掃路車的主要結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點。吸掃式掃路車的真空吸掃結(jié)構(gòu)、盤刷、吸嘴裝置、風(fēng)機、垃圾積塵箱、動力傳動系統(tǒng)。分析系統(tǒng)組成、主要技術(shù)性能和特點以及設(shè)計制造的技術(shù)關(guān)鍵。1.4 設(shè)計所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析1.4.1 設(shè)計的任務(wù)要求通過實地觀察、查閱資料，弄清楚道路清掃機的工作原理，具體要求如下：1)畫出清掃原理圖；2)弄清清掃機構(gòu)關(guān)鍵部件的機構(gòu)或型號；3)要求CAD圖紙完成。1.4.2 實現(xiàn)目標的可行性分析由于清掃機是一新興產(chǎn)品，掃地功能的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)還不成熟，很難查到相關(guān)的資料。因此掃地功能的實現(xiàn)是設(shè)計工作的一個很大的難點。清掃機工作時所產(chǎn)生的二次揚塵污染、漏垃圾、噪音大和產(chǎn)品可靠性等方面也較難解決的問題。清掃范圍的大小不僅與清掃機的各部分的尺寸有關(guān)，并與它的總體設(shè)計構(gòu)形式有關(guān)。為了更好的了解所作題目, 查閱已有文獻資料是十分重要的，為了更好的設(shè)計清掃機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在軸，齒輪等重要元件的設(shè)計過程中保證其結(jié)構(gòu)的準確性，又對機械設(shè)計等專業(yè)課本進行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，但是，由于我國清掃機出現(xiàn)時間晚，產(chǎn)品數(shù)量少，一些關(guān)鍵技術(shù)受專利所限，因此，很多關(guān)鍵技術(shù)是不會公布在資料之中的。所以，我參考用的資料并不能解決我在設(shè)計過程中所遇到的所有難點，有許多的問題是根據(jù)我自己的想法來做的。因為我的這些想法并不成熟，沒有太多的實踐性，所以，在解決一些棘手問題時并不能夠很好的解決。在今后的設(shè)計中，還需要通過實踐，對其一步一步的進行改進。2 設(shè)計方案的確定2.1 方案的確定經(jīng)過查閱相關(guān)資料和老師、同學(xué)探討，最終確定該機選用吸掃式清掃車包括清掃裝置、風(fēng)機、減速器、柴油機、吸嘴及等組成。首先由電機驅(qū)動清掃裝置將垃圾清掃至車輛中間，其次利用副發(fā)動機輸出的動力通過機械傳動系統(tǒng)，驅(qū)動高壓離心式除塵風(fēng)機工作，在除塵設(shè)備中產(chǎn)生高速負壓氣流，通過特殊設(shè)計的吸塵罩，吸入路面上的垃圾塵土，經(jīng)各級除塵設(shè)備濾塵，使垃圾塵土與流動氣流分離，最后將干凈空氣排入大氣，完成一個工作循環(huán)。干式吸掃式清掃車。干式除塵主要由高壓離心鼓風(fēng)機、重力降塵室、吹吸風(fēng)嘴、風(fēng)道、脈沖噴吹式除塵器、清掃刷等組成核心部件采用風(fēng)機的設(shè)計，主要進行清掃裝置、風(fēng)機的計算，軸的設(shè)計，帶輪的設(shè)計錐齒輪等計算。圖2-1吸掃式清掃車結(jié)構(gòu)示意圖2.2 道路清掃車的工作原理該工作方式主要由汽車的主發(fā)動機使車輛行駛，副發(fā)動機帶動風(fēng)機使垃圾箱內(nèi)產(chǎn)生負壓，盤刷將清掃范圍內(nèi)的垃圾掃至中間由吸嘴把垃圾帶入垃圾箱內(nèi)。采用雙發(fā)動機由主發(fā)動機驅(qū)動車輛行駛，副發(fā)動機驅(qū)動風(fēng)機、電動機驅(qū)動盤刷。道路清掃車（圖2-2）裝有2個掃盤，其作用是將路面上的垃圾掃至吸入（吸口）區(qū)范圍，再依靠吸入系統(tǒng)的強風(fēng)力風(fēng)機所產(chǎn)生的較大的負壓，將垃圾吸入垃圾箱內(nèi)，垃圾進入垃圾箱內(nèi)經(jīng)過重力除塵和脈沖除塵。圖2-2 道路清掃車工作原理3.清掃部分設(shè)計3.1電機功率的計算與選擇清掃機清掃材料選用尼龍材料。設(shè)計圓盤毛刷受力約為，轉(zhuǎn)速為圓盤毛刷轉(zhuǎn)矩所需功率= =47W圓盤毛刷到錐齒輪間用帶傳動，傳遞效率90%。橫放錐齒輪軸處的功率為：齒輪間的傳遞效率為90%豎放齒輪處的功率此處的功率=電機到軸之間用帶傳動，傳遞效率90%電機的輸出功率由于清掃機工作速度為60r/min 為較低轉(zhuǎn)速故選用12V250W 齒輪減速電機，其輸出轉(zhuǎn)速為600r/min。3.2 傳動比的分配分配各級傳動比設(shè)計有電機到軸的傳動比i=5；電機到圓盤毛刷的總傳動比齒輪間的傳動比為i=23.3 帶輪的選擇設(shè)計3.3.1軸帶輪的設(shè)計計算1）確定計算功率計算功率 是根據(jù)傳遞功率，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運行時間長短等因素影響而確定。式中：計算功率 工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得=1所需傳遞的額定功率長2）計算傳動比選擇Z型V帶3）由機械設(shè)計手冊表12-1-11，取小帶輪基準直徑為=50mm4）大帶輪直徑 5）計算帶速v 6）初定中心距 0.7（+ ）2（+ ） 210 600取 a=300mm7）計算基準長度 = 查機械設(shè)計手冊表12-1-4，取基準長度8）實際中心距a9）小帶輪包角所以小帶輪包角合理10）確定V帶根數(shù)一般單根V帶可傳遞的功率達75KW。此處，所傳遞的功率遠遠小于75KW，所以用一根V帶足以。11）單根V帶的張緊力 式中：包角修正系數(shù) ， 查表機械設(shè)計手冊12-1-21得=0.88mV帶單位長度質(zhì)量（kg/m）。查表12-1-23得m=0. 06 kg/m12）作用在軸上的力 13) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計V 帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(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，輪槽工作面要精細加工，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。參照機械設(shè)計手冊12-712-10可知：基準寬度bd 為8.5 ；基準線上槽深最小值為2.0 ；基準線下槽深為最小值為7.0 ；帶輪寬B 為B=(Z-1)e2f ；外徑da=dd2ha ；從而確定帶輪的各部分尺寸。初定小帶輪孔徑d=20mm，基準直徑d=50mm，外徑d=53.2mm，輪寬B=14mm，輪槽寬b=8.5mm。因為基準直徑d2.5d，所以小帶輪采用實心結(jié)構(gòu)。大帶輪基準直徑d=i d=550=250mm d= d2（h+ f+） =2542（2.0+7.0+5.5） =225mm d=（1.82）d=43mm因為d- d100mm,所以大帶輪采用孔板式。腹板厚S=10mm L=（1.52）d=36輪寬B=20mm，S1.5S=15mm，S0.5S=7mm，d=134mm。輪槽寬b=8.5mm。圖3-1 清掃機軸大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖3.3.2 盤刷軸的帶輪設(shè)計1）確定計算功率 式中：計算功率 工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得 所需傳遞的額定功率長2）確定傳動比 由總體傳動比可確定傳動比為 選用Z型V帶3）查機械設(shè)計手冊表12-1-11得小帶輪的基準直徑4）計算帶速5）計算中心距6）計算基準長度查機械設(shè)計手冊12-1-4，選擇基準長度7）單根V帶的初張緊力 式中：包角修正系數(shù) 查表機械設(shè)計手冊12-1-21得mV帶單位長度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m8）計算壓軸力F 9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個帶輪均采用腹板式結(jié)構(gòu) 設(shè)計V 帶輪時應(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，輪槽工作面要精細加工，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。3.4 主軸的設(shè)計計算3.4.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）主軸的材料選擇45鋼調(diào)制處理，初步計算其最小直徑。取，則：初步取最小直徑為2）采用下圖所示裝配方案：圖3-2 主軸裝配示意圖3）確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用軸承參照 工作要求并根據(jù)第一軸段的直徑為30 ，由軸承產(chǎn)品目錄初步選取0 基本游隙組標準精度級的圓錐滾子軸承32006 型其尺寸為dDT=30 55 13 ,故選用第一軸段的直徑為30 ，長度為23 。右端軸承采用采用套筒進行軸向定位。由手冊查得厚度為h=4 ,取第二軸段的直徑為30 。套筒右端用定位。2）安裝齒輪處的的第三軸段的直徑為30 齒輪左端用擋圈定位。右端用一套筒定位，同時套筒右端定位帶輪。已知帶輪的輪轂寬度為25 ，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度故采用第四軸段的長度為22 。帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d,取h=3.5 ,則軸環(huán)處的直徑為42 。軸環(huán)寬度b1.4h,取第五軸段的長度為10 。為了滿足右端齒輪的軸向固定要求，采用階梯軸形式，選用第六軸段的直徑為35 ，長度為538 。右端的零部件結(jié)構(gòu)的定位及軸徑長度與左端的大體相同。3）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查表得平鍵截面尺寸分別為bhl=6 6 14 、 bhl=8 7 16 、bhl=10 8 16 (GB/T1095-1979)。鍵槽用鍵槽銑加工，同時為了保證齒輪和軸的配有良好的對中性，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。3.5 軸的校核下面對主軸進行校核。根據(jù)設(shè)計的軸的尺寸和各處所傳遞的功率，計算軸上的力及力矩。軸的受力如圖所示： 圖3-3主軸的受力示意圖按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）。軸的抗彎截面系數(shù) 式中：軸的直徑鍵槽寬度鍵槽深度 式中：軸的計算應(yīng)力， 軸所受的彎矩，軸所受的扭矩，取軸的材料選用45鋼，其許用應(yīng)力所以該軸安全。3.6 鍵的校核鍵的失效形式主要是工作面被壓潰，一般只對擠壓應(yīng)力進行強度校核，由公式得：式中：傳遞的轉(zhuǎn)矩，為鍵的工作長度，為軸的直徑 ，為鍵、軸、連軸器輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，需用擠壓應(yīng)力，取其平均值,得：所以，鍵是安全的。3.7 錐齒輪計算選用斜齒錐齒輪傳動，清掃機為一般機械轉(zhuǎn)速不高，故選用8 級精度選擇小錐齒輪的材料為42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度240270HBS), 大錐齒輪的材料為42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度210240HBS)。1)齒形角選用EN刀盤，則=202)大端端面模數(shù)根據(jù)強度與類比法確定 m=43)齒數(shù)比由傳動關(guān)系可知，齒數(shù)比4)確定齒數(shù)由機械設(shè)計手冊表13-3-11和實際空間得，。因為和 最好無公因數(shù)，取z=33，則實際傳動比=2.065)分錐角 6)分度圓直徑 7)錐距R 8）齒寬 9）假想平面齒輪齒數(shù) 10) 參考點錐距 R11)小端錐距 12)齒寬中點螺旋角 取，小齒輪右旋，大齒輪左旋。13）初定參考點螺旋角 選擇銑刀盤由機械設(shè)計手冊圖13-3-10，根據(jù)，,查得標準刀盤半徑 ，對應(yīng)的螺旋角，由表13-3-19得14)選擇刀片型號由機械設(shè)計手冊圖13-1-11和表13-3-19，根據(jù), ,確定選用EN4-44刀盤時用3號刀片 。15)參考點法向模數(shù)m m=2=2=2.70816)參考點實際螺旋角 17）齒高 18)銑刀軸傾角 由和，查機械設(shè)計手冊圖13-3-12得所以19）高變位系數(shù) 因為，所以20）齒頂高 21）齒根高 22)切向變位系數(shù) 23）齒頂圓直徑 24)外錐高 25)安裝距 按結(jié)構(gòu)確定, 26)支承端距 27)大端螺旋角查機械設(shè)計手冊圖13-3-16，由，,查得28）弧齒厚(+)=3.8 錐齒輪校核計算1)齒根彎曲疲勞強度計算直齒錐齒輪的彎曲疲勞強度課近似地按照平均分度圓處的當量圓柱齒輪進行計算。式中：載荷系數(shù)查機械設(shè)計教材表10-2得使用系數(shù)；查機械設(shè)計教材圖10-8得動載系數(shù)； 查機械設(shè)計教材表10-3得齒間載荷分布系數(shù)；查機械設(shè)計教材表10-4得齒向載荷分布系數(shù)。齒形系數(shù) 查機械設(shè)計教材表10-5得應(yīng)力校正系數(shù) 查機械設(shè)計教材表10-5得錐齒輪傳動的齒寬系數(shù) 取查機械設(shè)計教材圖1020（C）得=400 Mp所以齒根彎曲疲勞強度足夠2） 齒面接觸疲勞強度計算式中：彈性影響系數(shù) 查機械設(shè)計教材表10-6，錐齒輪傳動的齒寬系數(shù) 取傳動比 查機械設(shè)計教材圖10-21（d），所以齒接觸疲勞強度足夠4 吸塵部分的計算4.1柴油機的選擇及減速器的選擇 根據(jù)多方查閱資料，確定風(fēng)機的轉(zhuǎn)速在650-680r/min,選擇680r/min，風(fēng)機所需功率為13.8kw。采用柴油機和減速器組合的方式進行設(shè)計，根據(jù)文獻1圖11-2選擇柴油機的類型為RZ170F ，功率15kw，柴油機轉(zhuǎn)速3200r/min，設(shè)計減速器將轉(zhuǎn)速降到867r/min。4.2風(fēng)機風(fēng)量及吸嘴尺寸的設(shè)計與計算風(fēng)機裝置是由風(fēng)機、風(fēng)機軸承座、風(fēng)機支架、風(fēng)機進出口接管等組成。風(fēng)機裝置是主要工作機構(gòu)之一，它的作用是使污水垃圾箱抽吸處于強負壓狀態(tài)，在吸嘴與地面的間隙處產(chǎn)生高速氣流，利用氣力輸送原理將污水和垃圾吸入污水垃圾箱內(nèi)。車系列車型均采用專用高壓離心風(fēng)機，噪聲小，效率高。傳動部分則采用液壓傳動方式，提高了傳動效率，并使風(fēng)機布置十分緊湊。風(fēng)機軸承座應(yīng)按保養(yǎng)規(guī)定定期檢查并加注鋰基潤滑脂。圖4-1 風(fēng)機1吸入口2.風(fēng)箱3.葉片4.小帶輪5.出風(fēng)口6.皮帶7.聯(lián)軸器8.大帶輪9.減速器10.柴油機考慮到道理清掃車的工作對象（吸入的垃圾）分析，計算風(fēng)機的功率。表4-2 常見垃圾塵粒物性表塵粒名稱平均粒徑(rnlTl)密度(tm3)容重(tm3)懸浮速度(ms)吸送速度(ms)干細鹽l2.20.9-1.39.8-12.0細粒鹽512.8-14.020-30粗粒巖7.0-7.21.090.7214.8-15.5煤炭11.0-1.70.72-0.942.3-3.51-34.0-5.33-54.2-6.818-407-107.3-10.010-1511.0-13.3爐渣粉粒狀5.0-17.715-35砂42.61.416.825-35水泥3.21.10.2239-25熟石灰12.00.4-0.56.026-30在各種垃圾類型中，選取清掃車較難吸送的粒徑為20mm的混凝土碎塊為例，計算其懸浮速度：混凝土球形顆粒自由懸浮速度： 式中：重力加數(shù)度，取顆粒直徑，取；顆粒塊的密度，顆粒塊的密度，取空氣的密度，取阻力系數(shù)，由氣流雷諾數(shù)決定，對于清掃車的吸送系統(tǒng)而言，被傳送垃圾塵粒的慣性力占主要地位，屬于湍流運動，,取；由以上參數(shù)，求得：。是在假設(shè)單個球形顆粒在無限大的空氣場中運動的條件下得到的，實際上對于吸掃式清掃車來說，垃圾塵粒的形狀不全是球形的，而且也不只有單個塵粒在運動，被吸送的塵粒也不是在無限大空氣場中運動。塵粒的形狀，數(shù)量以及流場的大小部對懸浮速度有不同程度的影響，因此，有必要上述公式加以修正，使理論計算更符合實際情況。修正后，混凝土顆粒被吸入時，顆粒實際懸浮速度： 式中；形狀系數(shù)，?。粓A形風(fēng)管的直徑，??；由以上參數(shù)，求得：。(2)吸嘴參數(shù)的計算吸嘴是一個封閉的異徑吸氣罩，吸嘴兩側(cè)共有2個橡膠滾輪，用以保證吸嘴底部與路面的一定間隙，該間隙對吸力影響很大。滾輪使用后出現(xiàn)磨損，應(yīng)隨時調(diào)整，以保證吸嘴底沿離地間隙約為lOmm。吸嘴通過升降機構(gòu)及氣壓操縱的提升裝置與車架相連，吸嘴放下工作時通過滾輪接地并可隨路面的起伏上下左右浮動，確保吸嘴底沿離地間隙均勻。吸塵盤結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性對掃路車的性能和清掃效率有著十分重要的影響。如果風(fēng)機的設(shè)計或選型與吸塵盤、垃圾箱匹配，則吸塵盤的結(jié)構(gòu)型式與安裝將對吸塵效率的提高起主導(dǎo)作用。圖4-3 清掃車吸嘴結(jié)構(gòu)式中：距極點的豎直距離，如圖4-3中所示；距極點x處的氣流速度，?。还苈废到y(tǒng)內(nèi)的氣流速度，??；吸嘴的長度，取；吸嘴的寬度，取；吸嘴的面積，??；由以上參數(shù)，求得：在保證Vx27.9m/s的前提下，x0.2m。(3)所需風(fēng)量的計算式中：風(fēng)管的截面積，??；管道的密封效率，??；由以上參數(shù)，求得：由以上計算可知，選取風(fēng)量為的風(fēng)機較為合適。4.2.1風(fēng)機所需功率的計算式中：風(fēng)機的流體效率，??；管路系統(tǒng)消耗的總壓力，取由以上參數(shù)，求得：4.3 軸的設(shè)計設(shè)計的軸長為 mm，軸分為段。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖4-4風(fēng)機主軸如圖4-4所示，第一段軸與軸承端蓋連接，其直徑為28mm；第二段用來安裝風(fēng)扇葉片用套筒固定，第三段安裝軸承和軸承端蓋，其直徑為30mm，最后一段與帶輪相連軸上直徑為20mm。軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價格便宜，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，所以本設(shè)計采用45號剛作為軸的材料，調(diào)制處理。軸的校核軸的扭矩計算減速器輸出轉(zhuǎn)矩：T=955013.8/680=201.9kw式中：為風(fēng)機額定功率，為風(fēng)機轉(zhuǎn)速主軸輸入轉(zhuǎn)矩：T=Tdi=201.90.80.970.98=153.5NM I為傳動比為聯(lián)軸器的傳動效率根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書參考表1初選為軸承的傳動效率初選=0.98根據(jù)要求，軸要滿足下列條(2)軸的強度條件： 式中：為軸的切應(yīng)力（Mpa）;T為轉(zhuǎn)矩（N.mm）;為抗扭截面系數(shù)（）;為許用扭切應(yīng)力（Mpa）。表4-5常用材料的值和C值軸的材料Q235,20354540Cr，35SiMn12-2020-3030-4040-52C160-135135-118118-107107-98該的材料為45號鋼，則滿足強度條件，軸是安全的。軸的受力分析圖4-6 扭矩圖（4）軸的剛度計算式中：T為轉(zhuǎn)矩；為受轉(zhuǎn)矩作用的長度， mm;G為材料的切變模量，MPa;d為軸徑，mm;為軸截面的極慣性距。,，故軸是安全的。4.4關(guān)鍵零件的選擇、定位和校核4.4.1軸系零件的定位鍵主要是為了實現(xiàn)軸上零件的周向定位來傳遞轉(zhuǎn)距，鍵的形式用多種，因此要根據(jù)不同的要求來選擇不同型號的鍵，根據(jù)傳動的要求，本設(shè)計全部采用圓頭普通平鍵（A型），它的兩個側(cè)面是工作面，上表面與輪轂槽底之間留有間隙，其主要特點是定心性好、拆裝方便。4.4.2軸承的選擇 已知此處軸徑，所以選內(nèi)徑為35mm的軸承，在機械設(shè)計手冊中選擇深溝球軸承；查表6-1，選擇型號為6007 GB/T27694的軸承。另一處已知軸徑為，所以選內(nèi)徑也為35mm的軸承，選擇型號也為6007 GB/T27694的軸承。所選的軸承基本參數(shù)如下；軸承外徑：基本額定動載荷：基本額定靜載荷：4.5鍵聯(lián)結(jié)的選擇與校核1）鍵的選擇根據(jù)軸的直徑的不同，應(yīng)該選擇不同型號的鍵，另外，鍵的長度也有一系列的標準，應(yīng)該優(yōu)先選用第一系列，在以上的說明書中知道安裝鍵的軸有兩處，分別是第二段和第二段。第一段的直徑為，第二段的直徑為，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)選擇兩個相同的鍵：GB/T1096 鍵 從機械設(shè)計手冊表4-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由聯(lián)軸器的標準并參考鍵的長度系列，可以確定取此鍵的長度（比伸入到聯(lián)軸器的深度短一些）。 2）鍵的安裝鍵的安裝位置見零件圖。3）校核鍵聯(lián)接的強度軸和聯(lián)軸器的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯(lián)接由文獻12的表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為,取其平均值，。鍵的工作長度為，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為。由文獻1的式6-1可得。 傳遞的轉(zhuǎn)矩（）軸的直徑（）鍵的工作長度（）；型，鍵與輪轂的接觸高度（）；,為鍵的高度，鍵的寬度（）切向鍵工作面寬度（）鍵的許用切應(yīng)力（）鍵連接的許用擠壓應(yīng)力（）可見聯(lián)接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。4.6聯(lián)軸器的選擇本設(shè)計的聯(lián)軸器的選擇主要包括了一個聯(lián)軸器的選擇，第一個是柴油機軸與減速器的輸入主軸的聯(lián)結(jié)，根據(jù)文獻12中的表12-23Y系列柴油機的外型尺寸，本設(shè)計所選用的柴油機的型號為RZ170F，可知電動機的輸出主軸的外伸部分的長度E和直徑D分別是60和28。又本設(shè)計的軸的直徑計算最小值為20mm和計算最小直徑為15mm。又軸上都裝有鍵，要將尺寸擴大7%左右。最終確定的柴油機軸的直徑和減速器軸的直徑分別是42mm和28mm，表8-2凸緣聯(lián)軸器,最后確定柴油機與減速器的輸入軸間的聯(lián)軸器選擇為GYH3型。4.7軸承端蓋的設(shè)計所選軸承外徑為62mm,在45-65的范圍內(nèi)，所以選擇螺釘直徑 d=6mm，螺釘數(shù)4個 取4.8帶傳動的設(shè)計計算由減速器提供的轉(zhuǎn)速=，風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，風(fēng)機功率1）求計算功率P查機械設(shè)計基礎(chǔ)查（表13-8）得，故2）選V帶型號可用普通V帶或窄V帶，現(xiàn)以窄V帶為例。根據(jù)（查機械設(shè)計手冊表13-15）選出型。3）求大、小帶輪基準直徑由表13-9，取250mm由機械設(shè)計手冊表13-9，（雖使略有增大但誤差小于5%，故允許）。 （a） （b）圖4-7 帶輪（a）小帶輪（b）大帶輪4）驗算帶速帶速在范圍內(nèi)，合適。5）求V帶基準長度和中心距初步選取中心距取，符合。 得帶長查表13-2，對型帶選取。再計算實際中心距(6)驗算小帶輪包角合適（7）求V帶的根數(shù)z今，查表（13-3）得求傳動比查表13-5得 由查表13-7得，查表，由此可得取5根（8）求帶輪軸上的壓力查表13-1得，故得單根V帶的初拉力。作用在軸上的壓力?？偨Y(jié)最后一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計馬上就要結(jié)束了，在整個設(shè)計過程中遇到了很多的困難，但在孟煒老師、以及同組同學(xué)幫助下都一一克服了，順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計，在這次畢業(yè)設(shè)計中主要做了以下工作：1)到圖書館和電子閱覽室查閱大量國內(nèi)外文獻，搜集第一手資料，對現(xiàn)有的清掃設(shè)備進行了分析對比，為畢業(yè)設(shè)計做好準備。2)根據(jù)題目的要求，參考實際情況設(shè)計出了幾種方案，對比確定出了一種較為理想的經(jīng)濟實用的總體結(jié)構(gòu)方案。3)詳細細致的分析和設(shè)計了清掃機的傳動系統(tǒng)、清掃機構(gòu)、吸塵機構(gòu)，對所需零部件進行了設(shè)計計算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。4)用CAD 軟件完成了總裝圖和零部件圖的繪制。5)根據(jù)自己的設(shè)計，將從方案的提出分析對比到零件的設(shè)計校核編寫進了設(shè)計說明書，完成了畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅使我鞏固了以前的知識，而且使我學(xué)到了許多新知識。我深深的體會到計算機繪圖與手工繪圖的差異，計算機繪圖的優(yōu)越性在這次設(shè)計中充分的體現(xiàn)了出來。通過這次設(shè)計使我知道了自己許多的不足之處，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將會努力去改正和彌補，并繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識和鍛煉實踐能力，虛心向每個人學(xué)習(xí)。由于本人水平有限以及時間倉促，本次設(shè)計還有許多不足。希望各位老師批評指正。致 謝本次設(shè)計是在孟煒老師的悉心指導(dǎo)和殷切關(guān)懷下完成的。老師以淵博的知識、嚴謹 的治學(xué)態(tài)度和求實的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，并將成為我終生受益的精神財富。在設(shè)計工作即將完成之際，謹向?qū)煴磉_我深深的敬意和最真誠的感謝! 同時也學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。同時也要感謝學(xué)科組每一位老師們不僅在“授業(yè)、傳道、解惑”方面給予了精心培養(yǎng)和指導(dǎo)，也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機會，而且在生活方面還給予我極大的關(guān)懷，學(xué)生深表謝意四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在這四年里，我體會頗多。首先感謝所有老師，尤其是這四年來帶過我課的老師，沒有你們就沒有今天的我，你們不僅教會了我書本上的知識，而且還教會了我做人的道理。在這里，學(xué)生真誠的向你們說聲感謝。再次感謝農(nóng)機班的所有同學(xué)們，謝謝你們在平日里給我的幫助和照顧，祝愿你們在以后的工作和生活中都能一帆風(fēng)順。參考文獻1徐寧，吳三達吸掃式掃路車的總體設(shè)計與研究J商用汽車，2006，26(6)：83-852馬文星，鄧洪超筑路與養(yǎng)護路機械M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：154-1763張世英，陳元基筑路機械工程M北京：機械工業(yè)出版社，1998：383-3914宋永剛真空清掃車負壓吸塵機理及系統(tǒng)設(shè)計方法初探J筑路機械與施工機械化，1992，9(5)：3-85譚天祜工業(yè)通風(fēng)M北京：冶金工業(yè)出版社，1994：127-1336李力，廖湘輝，任曉莉碾壓混凝土倉面清潔機具吸拾系統(tǒng)設(shè)計J技術(shù)施工，2005，34(2)：79807謝立揚，楊治林真空式清掃車吸口速度特性初探J西安公路交通大學(xué)學(xué)報，1997，17(2)：981018孫一堅簡明通風(fēng)設(shè)計手冊M北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997：226-2579(日)林太郎工廠通風(fēng)M北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986：38-4710馬永輝工程機械液壓系統(tǒng)設(shè)計計算M北京：機械工業(yè)出版社，1985：225-24111王蓉高速公路清掃車作業(yè)裝置的研究J專用汽車，1995，14(4)：20-2612陳忠基，吳曉元，徐廣譜，等路面清掃車吸嘴裝置的實驗研究J同濟大學(xué)學(xué)報，2001，29(12)：1483148513張啟明路面清掃車的發(fā)展J筑路機械與施工機械化，2008，25(8)：565814許禮鴻吸掃式路面清掃車使用效能影響因素分析J公路與汽運， 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