手推式地面清潔機設(shè)計含16張CAD圖,手推式,地面,清潔,設(shè)計,16,cad
附錄1：外文翻譯
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計
清洗裝置
摘要：
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)縱向軸流式清洗設(shè)備測試床設(shè)計計算機輔助測試技術(shù)的基礎(chǔ)上。該系統(tǒng)可以收集實時數(shù)據(jù)，及時調(diào)整參數(shù)，操作簡單，為實驗研究提供可靠的數(shù)據(jù)清洗裝置。實驗結(jié)果表明，數(shù)據(jù)清洗裝置是具有提高重大實驗研究指導(dǎo)，設(shè)計和制造的清洗設(shè)備。
關(guān)鍵詞：
縱向軸流；清潔空氣和屏幕設(shè)備；電氣控制；采集系統(tǒng)
導(dǎo) 言
空氣和屏幕清洗裝置是聯(lián)合收割機的一個重要部分，從而直接影響機器的工 作性能。因此，清洗裝置的性能研究具有重要意義。但現(xiàn)實條件是多種多樣的，由于田間作業(yè)季節(jié)性強和重復(fù)性差，一些實條件不能在該領(lǐng)域繼續(xù)，因此，有必要發(fā)展清潔測試床，用于模擬和重現(xiàn)清洗的全過程，取得關(guān)鍵的性能和工作參數(shù)。傳統(tǒng)測試方法采用實驗?zāi)M儀器和模擬記錄設(shè)備設(shè)備，其測量精度和測試效率非常低，無法滿足清洗要求試驗周期長，參數(shù)多，大量的數(shù)據(jù)實時采集[1-3]。為了得到更好的清洗測試結(jié)果，采用電腦測試技術(shù)和電子控制技術(shù)介紹實驗實現(xiàn)清潔測試自動化數(shù)據(jù)采集和測試過程，來提供機械科研收獲清洗裝置性能的研究方法。
清洗設(shè)備的完整結(jié)構(gòu)試驗臺
清洗裝置試驗臺是由喂養(yǎng)模擬裝置、框架、離心式風(fēng)機調(diào)整機制、橫流風(fēng)機 和調(diào)節(jié)機、振動篩框、篩選、穿梭板、傳動齒輪、采取行動鍋、風(fēng)速傳感器、集成的控制臺、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、扭矩傳感器、電機等組成。結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)參數(shù)和運行參數(shù)，可以滿足軸流清洗設(shè)備的測試要求調(diào)整篩曲柄半徑、曲柄轉(zhuǎn)速、離心風(fēng)機傾角、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇的位置、振動篩的傾斜度、穿梭板的長度和更換篩片等不同類型。試驗臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 清洗裝置試驗臺的總裝配圖
1電氣柜；2主題儲物柜；3離心風(fēng)機；4離心風(fēng)扇電機；5離心風(fēng)機；6調(diào)速電機；7穿梭板；8曲柄連桿；9喂養(yǎng)模擬設(shè)備；10上振動篩；11下振動屏；12放電糧食輥；13主框架；14采取行動鍋；15橫流風(fēng)機；16橫流風(fēng)機電機；17橫流風(fēng)機框架
設(shè)計的電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)試驗臺的設(shè)計可以收集實時數(shù)據(jù)環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇扭矩、風(fēng)扇的電源、進(jìn)給速度、振動篩軸、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩振動屏幕轉(zhuǎn)軸和屏幕表面風(fēng)速等；通過操作柜可以實時控制系統(tǒng)的大小和屏幕的振動頻率、風(fēng)扇振動開關(guān)轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等?？刂圃碇麟娐穲D如圖2、3所示。
圖2 清洗裝置試驗臺的控制原理圖
圖3 清洗裝置試驗臺的主要電路圖紙
A.硬件系統(tǒng)
測量和控制硬件系統(tǒng)清洗裝置試驗臺包括扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速傳感器、風(fēng)速傳感器、環(huán)境溫度傳感器、濕度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、變頻器、集成控制臺、PLC和變頻調(diào)速電機、工業(yè)控制計算機、打印機等，其成分為如圖4所示。 清洗裝置試驗參數(shù)應(yīng)測量如下：喂輥速度、離心風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和扭矩、離心式風(fēng)機的出風(fēng)口角度、橫流鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速和扭矩、曲軸轉(zhuǎn)速和扭矩、偏心、振動篩傾角、振動屏幕幅度等參數(shù)。偏心，離心式風(fēng)機出口傾角和振動篩可以測量，其余的參數(shù)都可以通過傳感器直接輸入計算機。
圖4 清洗裝置數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)的測試床
轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩測量由北京西中航機電技術(shù)有限責(zé)任公司的CYB-803S型扭矩傳感器測定，如圖5所示。通過計算機軟件對轉(zhuǎn)矩和速度的實時數(shù)據(jù)采集，為功耗的研究、實驗條件設(shè)置和調(diào)節(jié)它提供了有利條件。
圖5 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳感器
圖6 氣流傳感器
氣流速度傳感器是上海NaHua科技有限公司制作的，如圖6所示。支撐框架篩子，成為一個有機的整體，從距離屏幕表面的氣流速度傳感器可（0?100毫米）測量氣流速度在上面和下面的篩分。20個測量點完全設(shè)計在整個篩分上，即風(fēng)速傳感器的數(shù)量是20，它可以完成多點氣流速度一次測量，研究清潔室內(nèi)空氣流場數(shù)據(jù)可以直接通過采集系統(tǒng)收集。
PLC選用西門子S7-200系列，通過串行端口連接到工業(yè)PC機，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速由傳感器經(jīng)輸出信號的脈沖信號調(diào)節(jié)后送可編程控制器（PLC），進(jìn)行實時監(jiān)測，將測量所有的工業(yè)數(shù)據(jù)經(jīng)計算機存儲，實時顯示和處理，計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控測試平臺的工作過程中得以實現(xiàn)。
B.軟件系統(tǒng)
1）PLC數(shù)據(jù)采集部件
扭矩和轉(zhuǎn)速傳感器輸出的脈沖信號通過空調(diào)后進(jìn)入PLC，利用PLC內(nèi)置（HSC）的高速計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。S7-200西門子PLC具有6個高速計數(shù)器（HSC）。其中HSC3為轉(zhuǎn)速脈沖計數(shù)，HSC5扭矩脈沖計數(shù)，在應(yīng)用程序中設(shè)置的值和狀態(tài)位是需要操作的控制位當(dāng)前值。
采樣時間由PLC時序中斷獲得。時間間隔定時器T0間隔中斷范圍1?255ms，根據(jù)應(yīng)用程序的大小， PLC的掃描周期約5?10毫秒，所以采樣時間不應(yīng)少于為10ms，與此同時，在最低轉(zhuǎn)速，每次采樣時間應(yīng)不小于10個脈沖，確保測量精度。定時時間大小影響測量精度和實時性，準(zhǔn)確性是較高的時間較長，但真正的時間是較差。抽樣該系統(tǒng)時間T0取在100毫秒，以確保測量精度，計算發(fā)生在3倍的總和采樣時間，即在0.3秒計算的計數(shù)值。速度測量計算在每周60脈沖：
注：n：轉(zhuǎn)速，r/min；K0：程序三次轉(zhuǎn)速脈沖總數(shù)值。
同理扭矩：
注：M：扭矩N·m；F：當(dāng)前輸出頻率；N：扭矩測量范圍500N·m；K1：三次轉(zhuǎn)矩脈動的數(shù)值；f0：零扭矩輸出頻率；fp：全方位運行的輸出頻率。
2）PLC通訊零件
PLC串行狀態(tài)，收到PC機的讀取命令后，轉(zhuǎn)換到發(fā)送狀態(tài)，變量的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到PC，PLC脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)轉(zhuǎn)速和扭矩值后，存放在一直在接受變量的固定的存儲區(qū)。考慮到收發(fā)器開關(guān)有一定的時間間隔，所以系統(tǒng)定時中斷產(chǎn)生5ms的延遲時間再次發(fā)送。 PLC的通信服務(wù)流程如圖7所示。
圖7 與PLC通信的流程圖
3）監(jiān)測工業(yè)電腦零件
此基礎(chǔ)上該軟件的主要功能：PLC串行通訊方式，可承接數(shù)據(jù)采集，顯示，存儲和負(fù)載轉(zhuǎn)速振動篩，速度和扭矩和扭矩風(fēng)橫流風(fēng)機，離心風(fēng)機，速度和轉(zhuǎn)矩速度快，環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，數(shù)據(jù)格式存儲XML和XLS。
軟件的運行狀況
硬件要求：CPU奔騰III800M以上，內(nèi)存不小于64M，運行內(nèi)存1G 以上。經(jīng)營系統(tǒng)：操作系統(tǒng)需要Windows2000或Windows XP。
該軟件是綠色的裝卸，復(fù)制到磁盤或干脆刪除。
軟件的主界面：檢測軟件使用可見編程語言，探測器軟件的主界面在圖8所示。
圖8 Data收購和清洗裝置試驗臺的控制系統(tǒng)主界面
結(jié)論
電氣控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)清洗裝置試驗臺通過計算機實時數(shù)據(jù)收集，實時調(diào)整參數(shù)設(shè)計。通過電氣控制和數(shù)據(jù)采集可以實時收集環(huán)境數(shù)據(jù)溫度、濕度，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)矩，風(fēng)機功率，進(jìn)料速度，轉(zhuǎn)速振動篩軸，振動篩軸的扭矩，屏幕表面風(fēng)速等，通過操作可以控制振動大小并進(jìn)行實時切換屏幕振動頻率，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，加料速度等。通過實驗表明，所設(shè)計電動控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)清洗設(shè)備測試床是卓越的精度和可靠性，容易操作，調(diào)整方便，提供了一個基礎(chǔ)軸流在清洗設(shè)備的設(shè)計和實驗研究未來。
參 考 文 獻(xiàn)
［1］易淑娟,李敏,陳萌.計算機數(shù)據(jù)ition在THRESH GRA系統(tǒng)和stallation的分離[J].農(nóng)業(yè)機械日志.2005.P99?103.
［2］季彬彬,陳進(jìn),李耀明.設(shè)計和測試重新搜索數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于THRE盛和分離聯(lián)合實驗設(shè)備研究[J].測量和控制技術(shù)雜志.2004（6）.P92?94.
［3］徐麗章,李耀明,張立功等.發(fā)展軸流脫粒和清洗單位的試驗床[D].中國農(nóng)業(yè)機械.2002.P85?88
- 13 -
附錄2：外文原文
一、選題依據(jù)
1．論文（設(shè)計）題目
手推式地面清潔機設(shè)計
2．研究領(lǐng)域
機械設(shè)計
3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值
理論意義: 傳統(tǒng)的地面清潔是一項比較繁重的工作，一般都會經(jīng)過“清掃—吸塵—拖地”三個環(huán)節(jié)，需要耗費較多的人力和時間。目前正在研究的一些智能清潔裝置，由于瞄準(zhǔn)的都是高端家用市場，其制造、使用以及維護(hù)的成本較高，難以推廣應(yīng)用，而且在市場上已經(jīng)推廣應(yīng)用的清潔裝置往往功能單一，效率較低，在使用時存在一定的局限性。
應(yīng)用價值：目前，各式各樣的手推式地面清潔機越來越多應(yīng)用于人們的生活中，從事著與人們生活息息相關(guān)的服務(wù)工作，極大地提高和改善了人們的生活質(zhì)量。室內(nèi)智能地面清潔機就是在這種背景下誕生的一種家庭服務(wù)機器。在分析已有清潔器械的基礎(chǔ)上，自主研制一種專門用于地面清潔的多功能高效清潔機，其集合了碎屑垃圾清掃，塵埃顆粒，地面污漬擦洗三大功能，巧妙的將傳統(tǒng)的“清掃—吸塵—拖地”三個環(huán)節(jié)合為一體，效率高，效果好，能夠減輕清潔工作的勞動強度，彌補了目前市場上清潔裝置不能一步完成清潔的不足，具有一定的使用價值和應(yīng)用前景。
4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢
國外： RC3000是世界上第一臺能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機器人，它有光電傳感器和芯片控制，當(dāng)遇到障礙時，會隨機改變一個角度，然后繼續(xù)直走，直到遇到新的障礙物。后經(jīng)過多年的發(fā)展，出現(xiàn)兩個分支：一是以歐美品牌為主的“技術(shù)流”，強調(diào)智能清潔機的智能程度；二是以智能吸塵器新興國家日、韓、臺灣為主的“實用流”，強調(diào)智能清潔機的實際清潔效果。
大致可分為三類：
1） 手推式無動力掃地機 ；
2） 工業(yè)型清潔機；
3） 家用電動掃地機、吸塵器等。
國內(nèi)：在國內(nèi)，各大科研機構(gòu)和高等院校也都開始自動清掃機的研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)于20世紀(jì)90年代開始致力于這方面的研究，與香港中文大學(xué)合作，聯(lián)合研制開發(fā)出一種全方位移動清掃機器人。浙江大學(xué)于1999年初對智能機器人進(jìn)行研究，兩年后便成功研制出國內(nèi)第一個具有初步智能的自主吸塵機器人。雖然我國研制出的清掃機在品種規(guī)格上和使用性能上已基本能滿足國內(nèi)各種需求，但是國產(chǎn)產(chǎn)品存在外形單調(diào)、功能單一、操作不方便、清掃效率低等問題。
二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容
1.重點解決的問題
（1）運動部件的設(shè)計及校核，完成掃地、灑水、洗地、擦地、吸水、干地等各項功能
（2）動力部件的設(shè)計及電動機的選擇
（3）萬向輪的設(shè)計計算及校核
（4）主軸的設(shè)計計算及軸承的選擇與校核
2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）
（1）論文寫作大綱
1) 整理閱讀相關(guān)資料書籍
2) 確定總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計
3) 進(jìn)行材料的選擇
4) 驅(qū)動機構(gòu)的電動機類型
5) 動力部件的選擇及設(shè)計
6) 清洗裝置盤刷和滾刷的設(shè)計
7) 萬向輪的設(shè)計
8) 確定支架結(jié)構(gòu)及尺寸
9) 產(chǎn)品整體分析，評估其穩(wěn)定性及可行性
（2）設(shè)計思路
根據(jù)手推式洗地機清洗作業(yè)的要求，機器人首先必須具備清洗作業(yè)功能和控制功能，此外手推式洗地機還必須在地面進(jìn)行和移動。
主機主要由箱體，支撐架，防護(hù)罩，刷子，電機，齒輪傳動系統(tǒng)等組成。使刷子壓緊，產(chǎn)生一定的清洗壓力，通過電機帶動刷子轉(zhuǎn)動，達(dá)到清洗的目的。
主機有一懸吊支撐架，其外側(cè)與懸吊系統(tǒng)相連，可調(diào)系統(tǒng)安裝在懸吊支撐架背后，系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)螺旋漿轉(zhuǎn)速控制清洗力，懸吊支撐架通過一圓導(dǎo)軌和箱體（其上安裝兩盤兩滾）相連，所有的清洗裝置均安裝在該箱體上，清洗系統(tǒng)由固定在懸吊支撐架上的步進(jìn)電機通過齒輪傳動系統(tǒng)執(zhí)行以90°為單位的轉(zhuǎn)動動作以實現(xiàn)橫洗和縱洗的轉(zhuǎn)換。箱體上有兩個圓盤形清洗刷，盤刷底部都有十二個清洗液噴射孔，另有兩圓柱形滾刷，在其行走前方有清水噴射孔，并安裝一軟質(zhì)刮水板，以使清洗過的部位快速風(fēng)干并避免留下來的清洗液腐蝕地面。箱體上還有一電機通過錐形齒輪將轉(zhuǎn)動傳到其中一個盤型清洗刷上，再通過齒輪傳動系統(tǒng)將轉(zhuǎn)動傳遞給另一盤刷，所以兩盤刷轉(zhuǎn)動方向相反，可以達(dá)到更好的清洗效果，圓柱形滾刷是由電機尾部的軸通過V帶驅(qū)動的。在懸吊支撐架上有防護(hù)罩，防止清洗液四濺。
3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果
首先，在作品設(shè)計完成的基礎(chǔ)上完善工程圖，保證其能夠批量生產(chǎn)以及能夠在一個成人的操作下適應(yīng)各種環(huán)境完成清潔工作，其次，大大地減輕清潔工作的勞動強度，效率高。最終成品能夠得到人們的認(rèn)可及廣泛使用。
三、論文（設(shè)計）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
（1）技術(shù)路線
1） 前期查閱各種資料，了解國內(nèi)外多功能清掃機的研究現(xiàn)狀與成果。
2） 運用數(shù)學(xué)分析法和調(diào)查法對行走機構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計及其各子機構(gòu)的功能總體設(shè)計。
3） 通過計算和調(diào)查確定驅(qū)動機構(gòu)的電動機類型
4） 通過對自動清掃機器人運作環(huán)境的分析和調(diào)查設(shè)計合理的運行方案和行走方式。
5） 根據(jù)對前期分析計算的總結(jié)，設(shè)計合理的行走機構(gòu)的零件尺寸。
6） 最終通過CAD和solidworks來展示裝配圖和零件圖。
（2）設(shè)計參數(shù)
要求清潔面積在500-3000平方米。工作效率2600m2/H,各運動部件的設(shè)計完成掃地、灑水、洗地、擦地、吸水、干地等各項功能。
考慮到采用人工推的方式進(jìn)行，外形尺寸不適合做的太大，這樣人操作起來很費力，暫定外形尺寸為：1200X1800X1200
2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃
論文題目：手推式地面清潔機設(shè)計
第1周：了解題目研究的主要內(nèi)容和設(shè)計路線，查閱有關(guān)文獻(xiàn)
第2周：查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)
第3周：閱讀文獻(xiàn)并完成外文文獻(xiàn)翻譯
第4周：撰寫文獻(xiàn)綜述并完成開題報告
第5周：總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，各子機構(gòu)的功能總體設(shè)計，繪制二維總裝配圖草圖
第6周：帶傳動系統(tǒng)設(shè)計，以完成掃地、灑水、洗地、擦地、吸水、干地等各項功能
第7周：主軸的設(shè)計計算和軸承的選擇與校核
第8周：動力部件的選擇及設(shè)計
第9周：萬向輪的設(shè)計計算及校核，并繪制二維三維工程圖
第10周：車架部件的設(shè)計，繪制二維工程圖草圖
第11周：修改并完成二維總裝配圖
第12周：修改并完成各部件二維工程圖
第13周：繪制一個部件的三維裝配圖，并做爆炸視圖和動畫演示
第14周：撰寫設(shè)計說明書
第15周：提交論文、圖紙、查重報告
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
[1]徐寧，吳三迭.國內(nèi)吸掃式掃路車技術(shù)發(fā)展綜述[J].專用汽車，2010.25（6）：38-46.
[2]成大先主編.機械設(shè)計手冊（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3
[3]賴杰民，純掃式掃路車的技術(shù)改進(jìn)廈實用效果 [J].筑路機械與施工機械化，2009,16（4）:39-41
[4]顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)Ⅰ[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.1
[5]高學(xué)山,徐殿國,王炎等.全方位地面移動清掃機器人[J].機械工程學(xué)報,2008,44(3):228-233.
[6]曾岑,陳進(jìn),蔣玉杰. 智能型室內(nèi)清潔機器人的研究和發(fā)展探析[J]. 機械制造,2008,10:63-67.
[7]周小軍,孟亮,陽輝等.多功能高效清潔機的研制[J].實驗室科學(xué), 2013,16(4):171-173,179.
[8]王麗,韓倩倩,宋章英等.手推式微型清掃機的設(shè)計說明[J].科技致富向?qū)?2012,(12):13-14.
[9]鄭德亮,宋志剛,張東銀等.走廊清掃機方案設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2012,(1):27-29.
[10]吳兵.保潔工具設(shè)計的源流及發(fā)展[D]. 吉林大學(xué) 2009
[11]Ansel C, Ugural. California Institute of Technology[J]. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2000, (04):12-15.
[12] Yifeng Zhang and Shujuan Yi (College of Engineering,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing163319,China). The Design of Electric Control and Data Acquisition System for Cleaning Device[A]. 東北大學(xué)（Northeastern University, China）、 IEEE Industrial Electronics (IE) Chapter, Singapore、 IEEE Harbin Section Control Systems Society Chapter,China.Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C].東北大學(xué)（Northeastern University, China）、 IEEE Industrial Electronics (IE) Chapter, Singapore、 IEEE Harbin Section Control Systems Society Chapter,China:,2011:5.
[13]Chen W,Chen S,Wang L K,et al.A design of large space automatic cleaning robot with omni-directional wheels[C].2013 Internationa Conference on Fuzzy Theory and its Application.2013:140-145.
[14]宋章軍. 服務(wù)機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 集成技術(shù),2012,03:1-9.
[15]張凡,楊秀芝,李濤.一種清潔滑板車的設(shè)計[J]. 湖北理工學(xué)院學(xué)報,2013,01:13-16.
[16]劉興.普通帶式輸送機清掃裝置使用分析[J].煤礦機械,2002(11):56.
[17]孫曉峰,李鍵,李曉鵬. 中國清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探析[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理,2010,11:185-188.
[18]周盛榮.智能家庭清掃機器人的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2006.
[19]王海東,王國棟,洪鷹. 基于AGV萬向輪特性的動力學(xué)分析[J]. 機械設(shè)計,2015,04:96-100.
附：文獻(xiàn)綜述或報告
手推式地面清潔機設(shè)計文獻(xiàn)綜述
1、前言
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市對環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量要求的不斷提高，各地環(huán)衛(wèi)部門也在不斷提高城市道路清掃作業(yè)機械化的程度。我國清掃車行業(yè)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，產(chǎn)品從單一的純掃式發(fā)展到目前的多種型式；但目前我國清掃車的水平與國外發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距，特別是在產(chǎn)品的可靠性方面。為盡快提高我國清掃車的水平，縮小與發(fā)達(dá)國家清掃車的差距，滿足對路面清掃作業(yè)的要求，清掃車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)選擇一個合適的掃路車研究方向[1]。隨著社會的發(fā)展、進(jìn)步，清掃設(shè)備已不再滿足于單純意義上的吸塵車；而是從多功能、環(huán)保、經(jīng)濟等方面提出更多的要求，來滿足市場的各種需求。為適應(yīng)市場需求，近年來，國內(nèi)眾多環(huán)衛(wèi)車輛研究機構(gòu)、生產(chǎn)廠家在引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，加快了清掃車的資助研發(fā)和生產(chǎn)，推進(jìn)了一大批各具特色、性能優(yōu)良的清掃車。隨著機電液一體化技術(shù)、數(shù)字化信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的大量采用，我國清掃車的設(shè)計和制造水平與發(fā)達(dá)國家的差距在逐步縮小[3]。
本設(shè)計采用的方法是理論設(shè)計與經(jīng)驗設(shè)計相結(jié)合的方案，所運用的資料來源廣泛，內(nèi)容充足。
2、國內(nèi)研究現(xiàn)狀
手推式微型清掃機主要適用于車站、學(xué)校、廣場等人流聚集，垃圾分布散亂的場所。在這些場所里常見一些環(huán)衛(wèi)工人拿著掃把和簸箕進(jìn)行清掃，其工作量大，清掃一次垃圾通常要走很多步，在行走不需要清掃時兩只手都要提著清掃工具，這是一個十分耗力的過程，為了改善環(huán)衛(wèi)工人這種耗力的清掃現(xiàn)狀，筆者設(shè)計了手推式微型清掃機，它將掃把和垃圾收集裝置科學(xué)的組合在一起，降低環(huán)衛(wèi)工人不清掃時的體力消耗，也提高了清掃效率[8]。在國內(nèi)，各大科研機構(gòu)和高等院校也都開始自動地面清潔機 的研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)于20世紀(jì)90年代開始致力于這方面的研究，與香港中文大學(xué)合作，聯(lián)合研制開發(fā)出一種全方位移動地面清潔機器人[5]。浙江大學(xué)于1999年初對智能機器人進(jìn)行研究，兩年后便成功研制出國內(nèi)第一個具有初步智能的自主吸塵機器人[7]。雖然我國研制出的地面清潔機 在品種規(guī)格上和使用性能上已基本能滿足國內(nèi)各種需求，但是國產(chǎn)產(chǎn)品存在外形單調(diào)、功能單一、操作不方便、清洗效率低等問題[14]。
3、國外研究現(xiàn)狀
新型刮板清掃裝置在國外得到了廣泛應(yīng)用，它主要由金屬刮板、彈性桿和轉(zhuǎn)桿組成。多個金屬刮板沿輸送帶寬度方向按棋盤形式布置。每個刮板分別通過彈性桿與轉(zhuǎn)桿相連。轉(zhuǎn)桿上可裝扭轉(zhuǎn)彈簧或者重錘, 以使刮板對輸送帶有一定的正壓力。這種清掃裝置比普通的刮板清掃裝鍛效果好[16]。眾所周知, 只有刮板與輸送帶有較低的相對速度時, 才能達(dá)到最好的清掃效果。對于蓖子式刮板清掃裝置來說, 其相對速度就等于輸送帶運行速度。行速度較低, 以保證刮板鏈與輸送帶有一定的、而且較低的相對速度。這種清掃裝置, 用在3m/s以上的高帶速下, 清掃強粘性物料效果較好。它的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重。西德和美國使用一種的轉(zhuǎn)刷式清掃裝置。該裝置的主要部件為轉(zhuǎn)刷, 它由滾子和線束組成。線束一般由尼龍線制成, 它可以沿滾子軸向排列, 也可以呈螺旋線形排列。線束按螺旋線形排列時, 可減輕清掃物對轉(zhuǎn)刷的污染, 并有利于清掃物的排出。轉(zhuǎn)刷可由主動滾筒驅(qū)動, 也可單獨設(shè)驅(qū)動動力[16]。
德國 Kaercher 公司生產(chǎn)的RC3000是世界上第一臺能夠自主完成家庭地面打掃工作的清潔手推式自動地面清潔機[5]，如圖1-1 所示，
圖1-1 德國 Kaercher 公司生產(chǎn)的RC3000
這款手推式自動地面清潔機的內(nèi)部裝有芯片控制系統(tǒng)以及光電傳感器，一旦手推式自動地面清潔機在清洗過程中檢測到雜物的存在，它就可以隨機的改變行進(jìn)的方向，繼續(xù)進(jìn)行打掃，一直到打掃工作徹底完成[11]。當(dāng)電源電壓不足時，它會自主地返回充電站進(jìn)行充電。在這款手推式自動地面清潔機的內(nèi)部一共設(shè)置了四種清潔程序，手推式自動地面清潔機會根據(jù)環(huán)境的不同來選擇最合適的程序進(jìn)行打掃[12]。在手推式自動地面清潔機的內(nèi)部裝有光敏傳感器，當(dāng)手推式自動地面清潔機打掃到距離樓梯或者臺階的邊緣很近的時候，傳感器就可以檢測到樓梯和臺階的存在，然后手推式自動地面清潔機就會自動遠(yuǎn)離，這就避免了手推式自動地面清潔機可能發(fā)生的跌落以及因跌落造成的損傷。
跟著經(jīng)濟的開展和社會進(jìn)步，大家對生計質(zhì)量的需要愈來愈高，交通快捷也越來越變成社會開展?的迫切需要，高等級公路以空前的速度開展，路途的打掃和保潔也越來越遭到有關(guān)部分的注重，多年?來構(gòu)成的人工打掃的格式明顯已不習(xí)慣中國高等級公路開展的客觀需要，人工打掃粉塵飛揚，嚴(yán)峻影?響清洗工人的身體安康，也不可避免的形成環(huán)境的二次污染?：公路車輛的高速行進(jìn)對清洗工人的生命安全形成潛在要挾，這就需要我有必要敏捷開展清?掃機械，只要這樣才干滿意敏捷開展的高等級公路的客觀需要，使大家日子在潔凈安康的環(huán)境中，這?也是人類二十一世紀(jì)高品質(zhì)日子的必定需要。因而對中國地面清潔機概略和開發(fā)機型的討論有著十分重要的含義[16]。??
從20世紀(jì)60?時代中國研制出產(chǎn)路面打掃機械開端（指大型打掃機的研制），已有40?多年的出產(chǎn)前史，可是中小型打掃機的研制開發(fā)則剛剛起步。有關(guān)于發(fā)達(dá)國家，中國地上打掃機在出售規(guī)劃、技術(shù)水平、打掃作用等方面都存在必定的距離。跟著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清洗機械商場的迅猛開展，2005?年之后，國內(nèi)地上打掃機開端出現(xiàn)疾速開展的態(tài)勢。但與國外比較，國內(nèi)還停留在商場的初級開展期間?[14]。
中國已逐漸進(jìn)入現(xiàn)代化社會，陳腐、落后的打掃辦法及設(shè)備，已不能滿意社會進(jìn)步的需要。關(guān)于自動化洗地用具，大家常見的是馬路上的洗地車，它能進(jìn)行大面積大街打掃、作業(yè)功率高，并且節(jié)省人力?？墒?，小面積區(qū)域的打掃東西還首要沿襲傳統(tǒng)手藝洗地東西：掃帚，作業(yè)功率低、打掃作用不行抱負(fù)、糟蹋人力資源。而作業(yè)功率高的省時省力的龐然大物洗地車在比方廠區(qū)、居住小區(qū)、機關(guān)、校園、醫(yī)院、小街冷巷、走廊等場所，確是英雄無用武之地。跟著現(xiàn)代日子節(jié)奏的加速及居住面積的增大，家居地上的打掃作業(yè)也越來越深重，嚴(yán)峻攪擾了大家的日子。因而急需開發(fā)一種本錢低、節(jié)省人力物力、打掃作用杰出的習(xí)慣院子、小區(qū)、冷巷、走廊等小區(qū)域場所的小型打掃設(shè)備[17]。?
國內(nèi)地面清潔機的開展閱歷進(jìn)程如下；第一期間，20世紀(jì)60時代，中國研制出純掃式地面清潔機，因純掃式地面清潔機有功用差、質(zhì)量差、外觀差，打掃作用差等缺點，加之又受限于其時中國的體系和其時城?市環(huán)衛(wèi)部分的經(jīng)濟狀況，故只要少量大城市運用純掃式地面清潔機。直至20世紀(jì)80時代末，建造部長沙?建造機械研討院規(guī)劃出中國第一臺吸掃式地面清潔機。它以其純掃式地面清潔機無可比拼的優(yōu)勢，進(jìn)入中國的?大中城市。如今，在中國地面清潔機商場中，吸掃式地面清潔機占有率為95%以上[18]。第二期間，20世紀(jì)晚期，?是中國地面清潔機開展最快的期間，地面清潔機的運用不但從大中城市擴展到小城市，高速公路，并且不少企?業(yè)、居民小區(qū)也選用地面清潔機進(jìn)行路面打掃。商場需要的敏捷脹大，各種類型和各種標(biāo)準(zhǔn)的吸掃式打掃?車不斷涌現(xiàn)。當(dāng)前，中國地面清潔機大都為2t～8t汽車底盤改裝，這種地面清潔機轉(zhuǎn)場速度快，合適于大面積、?遠(yuǎn)距離打掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面打掃作業(yè)。這些年，跟著地面清潔機商場的擴展，對地面清潔機的用戶需要也在發(fā)生變化，中小全液壓地面清潔機選用單臺發(fā)動機傳動，油耗低；行進(jìn)無級變速，打掃作用好，打掃功率高；駕駛室視界?好等長處，備受用戶喜愛，格外對錯城市大街和非公路地面清潔機用戶。不少地面清潔機出產(chǎn)公司也開始了專?用底盤的中小型全液壓地面清潔機，多種標(biāo)準(zhǔn)的中小型全液壓地面清潔機投放了商場。第三期間，2000年之后，?國內(nèi)路面打掃商場開端出現(xiàn)疾速開展的態(tài)勢。長沙中標(biāo)公司、天津洗地王公司等專業(yè)出產(chǎn)廠家，均獲?得了較好的開展勢頭[17]。
當(dāng)前，許多國家研制的清洗機器人應(yīng)時而生。日本，美國，歐洲各大廠商競相開發(fā)，有些商品乃至很超前。例如，有一種具有高效吸塵除灰功用的清洗機器人，可遙控也可自主運作，能轉(zhuǎn)向，逃避障礙物，有很高的有用價值，可對家居、廠礦公司等地上進(jìn)行清洗，協(xié)助大家從冗雜的勞作中解放出來。在國外清洗設(shè)備的擁有率和洗衣機簡直適當(dāng)，乃至要高（有共用洗衣房，專業(yè)洗衣店的原因）[13]。在這方面，國內(nèi)的研制腳步較慢，可是跟著國家城市化的進(jìn)程不斷加大和經(jīng)濟的開展，許多新式的中小城市正在興起，城市化規(guī)劃不斷擴展，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、校園和公共場不斷建造機械化打掃現(xiàn)已變成一種必定，地上的清洗維護(hù)及工廠清洗出產(chǎn)現(xiàn)已越來越重要。勞作力本錢的不斷提高，打掃設(shè)備的商場前景日漸看好[9]。
手推式自動地面清潔機本身的扁平結(jié)構(gòu)，極大地方便了手推式自動地面清潔機的清洗，一些我們平常不容易打掃的地方，對手推式自動地面清潔機而言，卻可以很輕松地完成， “三葉蟲”誕生于英國，這是一款問世較早但功能強大的吸塵器，如圖1-2所示[14]。
圖1-2 “三葉蟲”
它內(nèi)部裝有超聲波探測器，可以迅捷地探測到障礙物的存在并繞開能夠自由穿梭清洗，同時可以自主的設(shè)計出最優(yōu)行走路線；這款手推式自動地面清潔機能夠分三個檔位來工作：正常、快速和點清理；當(dāng)手推式自動地面清潔機的垃圾盒被垃圾充滿之后，手推式自動地面清潔機就會發(fā)出警報；如果用戶有些地方不需 “三葉蟲”打掃，只要貼上特制的磁帶就能夠限制手推式自動地面清潔機的打掃范圍?！叭~蟲”的電源是可充電的，電量充滿之后手推式自動地面清潔機大概可以持續(xù)工作1個小時[14]。
4、 發(fā)展趨勢
自帶電源，小巧輕便，操作簡單，自主性強，工作環(huán)境為小區(qū)小巷及一些狹窄的區(qū)域?清掃機的出現(xiàn)大大的降低了勞動強度，提高了工作效率，美化了我們的環(huán)境。但大型的清掃機不能滿足狹窄街道、居民小區(qū)的使用要求；設(shè)計一款小型的清掃機，要求節(jié)能環(huán)保，能夠在較為狹窄的環(huán)境下工作，該機能大大降低勞動強度，提高工作效率，安全可靠性高?？疾煲酝鍜邫C的結(jié)構(gòu)和特點，對它們結(jié)構(gòu)優(yōu)化和改進(jìn)，研究設(shè)計一臺既能滿足人們需求又能節(jié)能環(huán)保的小型自動清掃機。
審 核 意 見
指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱）
簽字： 年 月 日
教研室主任意見
簽字： 年 月 日
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
簽字： 年 月 日
公章：
手推式地面清潔機設(shè)計
摘 要
隨著社會迅猛的發(fā)展，人們生活的節(jié)奏也加快了腳步，人們身上的壓力也隨之增大了，所以很少會有人還愿意打掃自有人己的房間。這就使得清潔手推式地面清潔機有了廣大的市場。但是現(xiàn)在市場上存在的手推式地面清潔機質(zhì)量好的一般價格也比較昂貴，希望通過這次設(shè)計，可以降低手推式地面清潔機的生產(chǎn)成本，使得手推式地面清潔機能夠進(jìn)入更多人的生活當(dāng)中。根據(jù)手推式地面清潔機清洗作業(yè)的要求，機器人首先必須具備清洗作業(yè)功能和控制功能，此外手推式地面清潔機還必須在地面進(jìn)行和移動。
本設(shè)計是針對現(xiàn)有清潔機存在的問題，進(jìn)行了分析和研究，找出了存在的主要問題，查閱了手推式地面清潔機的相關(guān)信息，擬定出了傳動的設(shè)計方案，選擇確定了手推式電動洗地機的總體方案。
清潔機主要包括箱體，支撐架，滾刷，盤刷，電機，齒輪傳動系統(tǒng)等組成。其中，通過電機帶動刷子轉(zhuǎn)動，使刷子壓緊，隨后產(chǎn)生一定的清洗壓力，能達(dá)到較好的清洗。
關(guān)鍵詞：手推式地面清潔機；運動原理；結(jié)構(gòu)設(shè)計
I
ABSTRACT
Today, more and more rapid development of society, faster and faster pace of life, people who are under increasing pressure, so few people will still want to after a day's work to clean his room. This makes cleaning push floor cleaning machines in great demand. But now good push floor-cleaning machine quality is generally present on the market price is also more expensive, hope that through this design, reduce production costs push floor cleaning machines that push floor cleaning machine can go more people's lives. The requirements push floor cleaning machine cleaning operations, the robot must first have the cleaning work and control functions, in addition push floor-cleaning machine and must also be moved on the ground.
This design in view of the cleaning system machine problems, careful analysis, find out the main factors, access to relevant information cleaning system machine, according to the system parameters and requirements for the cleaning system machine. draws up the design proposal, the hand push the overall scheme.
Push floor cleaning machine hosts mainly by the cabinet, the support frame, shield, brush, motor, gear system and so on. Pressing the brush, a certain pressure cleaning, the brush is rotated by a motor drive, to achieve the purpose of cleaning.
Key Words： push floor cleaning machines; the principle of movement; structural design
II
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 課題的研究意義 1
1.2 選題的研究現(xiàn)狀 1
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
2 手推式地面清潔機總體方案設(shè)計 6
2.1 手推式地面清潔機的總體方案 6
2.2 手推式地面清潔機傳動系統(tǒng)的選擇 6
2.3 手推式地面清潔機的選擇方案 7
2.4 其它部分方案 8
2.5 本章小結(jié) 9
3 手推式地面清潔機的傳動系統(tǒng)設(shè)計 10
3.1 電動機的選擇 10
3.2 直齒輪副的設(shè)計計算 11
3.3 錐齒輪副的設(shè)計計算 16
3.4 中心軸管的受力分析 19
3.5 中心軸管的強度校核 20
3.6 鍵的校核 21
3.7 軸承的選擇與校核 21
3.8 蓄電池的選擇 22
3.9 本章小結(jié) 23
4 手推式地面清潔機的清洗系統(tǒng)設(shè)計 24
4.1 清洗機方案的比較與確定 24
4.2 清洗機器清洗部分設(shè)計 26
4.3 內(nèi)空心軸設(shè)計 28
4.4 本章小結(jié) 28
5 其他輔助系統(tǒng)設(shè)計 29
5.1 同步帶的概述及計算 29
5.2 軸的設(shè)計 33
5.3 軸的校核 34
5.4 鍵的校核 34
5.5 吸塵機構(gòu)設(shè)計 34
6 萬向輪 35
6.1 萬向輪的應(yīng)用 35
6.2 萬向輪的總體設(shè)計 35
7 車架的設(shè)計 38
7.1 架子材料的選擇確定 38
7.2 主要梁的強度校核 38
8 結(jié) 論 40
參 考 文 獻(xiàn) 41
附錄1：外文翻譯 42
附錄2：外文原文 49
致 謝 54
手推式地面清潔機設(shè)計
1 緒論
1.1 課題的研究意義
社會的快速發(fā)展導(dǎo)致了人們的生活節(jié)奏也越來越來快，已經(jīng)很少人會愿意自己親自清潔房間了，這也就使得手推式地面清潔機進(jìn)入更多人的生活當(dāng)中。
1.2 選題的研究現(xiàn)狀
國外的手推式地面清潔機因為有著幾十年的發(fā)展史，再加之基礎(chǔ)零部件的可靠性比較高，因此都有一個共同的特點，可靠性相對國內(nèi)產(chǎn)品要高。而且早已廣泛的應(yīng)用了先進(jìn)的電子技術(shù)，有些還應(yīng)用了有線和無線的遙控。目前，國外在手推式地面清潔機器人的研究領(lǐng)域完成了許多工作，取得了一定的研究成果，比如日立、松下、三星等世界著名公司都已經(jīng)開發(fā)出了智能吸塵機器人。
而在國內(nèi)，各大科研機構(gòu)和高等院校也都開始進(jìn)行手推式地面清潔機的研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)于20世紀(jì)90年代開始致力于這方面的研究，與香港中文大學(xué)合作，聯(lián)合研制開發(fā)出一種全方位移動手推式地面清潔機器人。浙江大學(xué)于1999年初對智能機器人進(jìn)行研究，兩年后便成功研制出國內(nèi)第一個具有初步智能的自主吸塵機器人。雖然我國研制出的手推式地面清潔機在品種規(guī)格上和使用性能上已基本能夠滿足國內(nèi)各種需求，但是國產(chǎn)產(chǎn)品存在外形仍舊單調(diào)、功能單一、操作不方便、清洗效率低等問題。
德國 Kaercher 公司生產(chǎn)的RC3000是世界上第一臺能夠自主完成家庭地面打掃工作的清潔手推式地面清潔機器人[19]，如圖1.1 所示，這款手推式地面清潔機的內(nèi)部裝有芯片控制系統(tǒng)以及光電傳感器，一旦手推式地面清潔機在清洗過程中檢測到有任何異物的存在，它就可以隨機的改變行進(jìn)的方向，繼續(xù)進(jìn)行打掃，一直到打掃工作徹底完成。當(dāng)電源電壓不足時，它會自主地返回充電站進(jìn)行充電。在這款手推式地面清潔機的內(nèi)部一共設(shè)置了四種清潔程序，手推式地面清潔機會根據(jù)環(huán)境的不同來選擇最合適的程序進(jìn)行打掃。在手推式地面清潔機的內(nèi)部裝有光敏傳感器，當(dāng)手推式地面清潔機打掃到距離樓梯或者臺階時，能夠自動避讓，不會跌落[18]。
跟著經(jīng)濟的開展和社會進(jìn)步，大家對生活質(zhì)量的需要愈來愈高，交通快捷也就越來越變成社會開展?的迫切需要，所以路面的打掃和保潔也越來越受到各界的關(guān)注，多年?來構(gòu)成的人工打掃的模式明顯已經(jīng)不習(xí)慣中國高等公路開展的客觀需要了，人工打掃會造成粉塵飛揚，嚴(yán)重影?響到了清潔工人的身體安康安全，也不可避免的形成了環(huán)境二次污染?。在公路上車輛的高速前行對清潔工人的生命安全也形成了潛在要挾，這就需要我們有必要開括清?掃機械的發(fā)展，只有這樣才能滿意敏捷開展的高等級公路的客觀需要，才能使大家生活在潔凈安康的環(huán)境中，這?也是人類二十一世紀(jì)高品質(zhì)生活的重要目的。
從20世紀(jì)60?年代的中國研制出產(chǎn)路面打掃機械開端，已有40?多年的發(fā)展歷史了，可是中小型清潔機的研制開發(fā)才剛剛起步。有關(guān)于發(fā)達(dá)國家，中國地面清潔機在出售規(guī)劃、技術(shù)水平和打掃作用等方面都存在著差距。隨著公共環(huán)境衛(wèi)生及工廠清洗機械商場的迅猛發(fā)展，2005?年之后，國內(nèi)地面清潔機開始出現(xiàn)了疾速發(fā)展的趨勢。但是與之國外的地面清潔機比較，國內(nèi)還是處于停留在商場的初級發(fā)展期間。?
中國逐漸進(jìn)入了現(xiàn)代化社會，所以陳腐、落后的清潔設(shè)備和方法，早已不能滿意于社會發(fā)展進(jìn)步的需求了。關(guān)于自動化洗地用具，大家最最常見的就是馬路上的洗地車了，它可以進(jìn)行大面積的清掃，而且作業(yè)功率高，節(jié)省人力和物力?？墒?，小面積區(qū)域的清掃還再沿襲著傳統(tǒng)的手藝洗地工具，例如掃帚。其作業(yè)功率較低、糟蹋人力和物力資源。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加速及居住面積的越來越大，居家清潔面積上的清潔作業(yè)也越來越繁重了，嚴(yán)重影響到了大家的生活。因而急需要開發(fā)一種價格低廉、省時省力可以清潔像院子、小區(qū)、冷巷、走廊等小區(qū)域場所的小型清潔設(shè)備。
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國內(nèi)手推式地面清潔機的開展閱歷進(jìn)程如下；第一期間，20世紀(jì)60時代，中國研制出純掃式手推式地面清潔機，因為純掃式手推式地面清潔機具有諸多缺陷，例如功用差、質(zhì)量差、外觀差等，加之又受限于中國的體系和其時城市環(huán)衛(wèi)部分的經(jīng)濟狀況，故只有少量大城市運用了純掃式手推式地面清潔機。直至20世紀(jì)80時代末，建造部長沙建造機械研討院規(guī)劃出了中國第一臺吸掃式結(jié)合的手推式地面清潔機。它以其純掃式手推式地面清潔機的優(yōu)勢為基礎(chǔ)的無可比拼的優(yōu)勢，進(jìn)入中國的發(fā)展市場。如今，在中國銷售手推式地面清潔機的商場中，吸掃式結(jié)合的手推式地面清潔機的占有率為95%以上。第二期間，20世紀(jì)晚期，是中國手推式地面清潔機發(fā)展最為快速的時候，手推式地面清潔機的運用不但從大中城市擴展到小城市，還有高速公路，而且不少國內(nèi)企業(yè)和城鎮(zhèn)居民小區(qū)也開始選用了手推式地面清潔機進(jìn)行路面的清掃。因此，商場需求開始膨脹，各種類型和各種標(biāo)準(zhǔn)的吸掃式地面清潔車開始不斷的涌現(xiàn)到市面。當(dāng)前，中國手推式地面清潔機大都為2t～8t汽車底盤改裝，這種手推式地面清潔機轉(zhuǎn)場速度快，合適于大面積、遠(yuǎn)距離打掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面打掃作業(yè)。這些年，隨著手推式地面清潔機商場的不斷擴展，對手推式地面清潔機的用戶需要也在發(fā)生不斷的變化，中小型全液壓式地面清潔車選用單臺發(fā)動機傳動，油耗低；行進(jìn)無級變速，清潔效果好，清潔效率也高，清潔車的駕駛室視界好等長處，所以備受新老顧客的喜愛，格外對城市大街和非公路手推式地面清潔機用戶而言。不少手推式地面清潔機的生產(chǎn)公司也研發(fā)了專用底盤的中小型全液壓手推式地面清潔機，多種標(biāo)準(zhǔn)的中小型全液壓手推式地面清潔機也被投放到了商場里面。第三期間，2000年之后，國內(nèi)路面打掃商場開始出現(xiàn)發(fā)展迅猛的趨勢。如長沙中標(biāo)公司、天津洗地王公司等專業(yè)出產(chǎn)公司，均獲得了好的開展趨勢。隨之而來的是三一重工股份有限公司等其它公司也開始了對路面手推式地面清潔機的研制和生產(chǎn)，并取得了較好的開展空間。目前，國產(chǎn)路面手推式地面清潔機的種類標(biāo)準(zhǔn)、運用功用已經(jīng)能夠根本的滿意國內(nèi)的發(fā)展需要，商品標(biāo)準(zhǔn)也從2t到8t。與國外比較，大型商品所占份額不大，商品種類較少，量也較低。?
手推式地面清潔機的本身為扁平結(jié)構(gòu)，極大地方便了清洗，通常一些我們平常不容易清潔的地方，對手推式地面清潔機而言，卻可以很輕松地完成，如圖1.2所示：
圖 1.1 RC3000 和充電站 圖 1.2 RC3000 清洗工作圖
“三葉蟲”誕生于英國，這是一款問世較早并且功能強大的吸塵器，如圖1.3所示。它內(nèi)部裝有超聲波探測器，可以迅捷地探測到障礙物的存在并繞開能夠自由穿梭清洗，同時可以自主的設(shè)計出最優(yōu)行走路線；這款手推式地面清潔機能夠分三個檔位來工作，分別為正常、快速和點清理[18]；每當(dāng)它的垃圾盒被垃圾充滿之后，就會自動發(fā)出警報；如果有些地方不需 “三葉蟲”打掃，只要貼上特制的磁帶就能夠限制它獨特的打掃范圍?！叭~蟲”的電源是可充電的，電量充滿之后大概可以持續(xù)工作1個小時左右。
圖1.3 伊萊克斯的“三葉蟲”
2002年9月手推式地面清潔機“Roomba”在美國面世，它的重量大約是2千克，直徑30英寸[2]。這款清潔機擁有較高的自主工作能力，它的體積較小，因此能夠輕松地把房間內(nèi)各個角落的垃圾打掃干凈。當(dāng) “Roomba”進(jìn)行清掃時，它的動作不會太快但是打掃出來的效果卻很好，在主人外出之前，可以設(shè)定它開始自主工作，當(dāng)打掃完成之后，它就會自主切斷電源，進(jìn)入待機狀態(tài)，如圖1.4所示：
圖1.4 美國“Roomba”手推式地面清潔機
國內(nèi)現(xiàn)狀：
1999 年初，浙江大學(xué)機械電子研究所開始進(jìn)行智能吸塵手推式地面清潔機的研究，兩年后設(shè)計成功國內(nèi)第一個具有初步智能的自主吸塵手推式地面清潔機，與蘇州TEK 公司合作研發(fā)，到2003 年系統(tǒng)在自主能力和工作效率上都有了顯著提高[1]。手推式地面清潔機工作之前，需要先進(jìn)行環(huán)境探測，從而決定清洗時間；然后，計算出效率高的清潔路徑；在打掃完成之后，手推式地面清潔機就會自動返回充電站充電。不過因為系統(tǒng)在進(jìn)行升級，所以并沒有產(chǎn)品進(jìn)入市場。之后國內(nèi)推出了手推式地面清潔機KV8，這款手推式地面清潔機防跌落，可以自主清洗，同時價格便宜。但是這款手推式地面清潔機沒有充電站，只能靠人工進(jìn)行充電。
國內(nèi)眾多品牌清潔手推式地面清潔機中，科沃斯手推式地面清潔機是比較出名的。市場上平均賣出3臺清洗手推式地面清潔機，當(dāng)中有2臺就是科沃斯的?？莆炙骨鍧嵤滞剖降孛媲鍧崣C利用渦輪增壓系統(tǒng)提高手推式地面清潔機的清洗動力，從而使得手推式地面清潔機打掃房間的質(zhì)量得到保障。這款手推式地面清潔機能夠自主選擇最佳清潔模式；具有防碰撞，防跌落的設(shè)計；預(yù)約定時，自動充電，讓智慧清潔有始有終。如圖1.5所示：
圖1.5 科沃斯洗地手推式地面清潔機
2 手推式地面清潔機總體方案設(shè)計
具體設(shè)計參數(shù)如下：
要求清潔面積在500-3000平方米。工作效率2600m2/H，各運動部件的設(shè)計完成掃地、灑水、洗地、擦地、吸水、干地等各項功能。
由于考慮到是采用人工手推的方式進(jìn)行，所以清潔機的外形尺寸不適合做的太大，這樣人操作起來很費力。
2.1 手推式地面清潔機的總體方案
手推式地面清潔機主要由電機，滾刷和盤刷的雙刷結(jié)構(gòu)，齒輪傳動系統(tǒng)，萬向輪和車架等組成。
根據(jù)以上提出的技術(shù)性能及要求，初步確定手推式地面清潔機的總體設(shè)計方案，如下圖2.1所示：
圖2.1 手推式地面清潔機的總體設(shè)計方案
2.2 手推式地面清潔機傳動系統(tǒng)的選擇
通過電動機帶動錐齒輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的傳遞，然后通過齒輪嚙合將轉(zhuǎn)動傳遞給盤刷，之后以帶傳動傳遞給另外一對滾刷。如下圖2.2所示：
圖2.2 傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案
2.3 手推式地面清潔機的選擇方案
第一種結(jié)構(gòu)方案：如下圖2.3所示：
第一種結(jié)構(gòu)是由盤刷，滾刷和風(fēng)扇組成的，但是密封不夠嚴(yán)謹(jǐn)。
圖2.3 結(jié)構(gòu)一的示意圖
第二種結(jié)構(gòu)方案：結(jié)構(gòu)簡圖如下圖2.4所示：
第二種結(jié)構(gòu)是由盤刷，滾刷，支撐輪和風(fēng)扇組成的，清洗效率較高，可靠性較好，但是結(jié)構(gòu)不對稱，中心不穩(wěn)， 容易引發(fā)振動。
圖2.4 結(jié)構(gòu)二的示意圖
第三種結(jié)構(gòu)方案：
第三種結(jié)構(gòu)方案是盤滾組合式清洗，使其機體的振動問題減小，機體尺寸也減小。如下圖2.5所示：
圖2.5 結(jié)構(gòu)三的示意圖
故此，根據(jù)以上三種方案進(jìn)行了對比，選擇第三種結(jié)構(gòu)方案較為合理。
2.4 其它部分方案
2.4.1 材料選擇
由于考慮到是人工手推的方式，所以設(shè)計機構(gòu)應(yīng)該采用輕載荷，如下表2.1所示：
表2.1 材料選擇
2.4.2 輪的潤滑問題
齒輪的材料為聚甲醛，故不考慮齒輪的潤滑問題。
2.4.2 軸承的潤滑問題
根據(jù)《非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計手冊》P.582，潤滑方式選擇為脂潤滑，潤滑脂為鈣機潤滑脂。
2.5 本章小結(jié)
本章內(nèi)容是我根據(jù)老師給的參考建議進(jìn)行了對手推式地面清潔機的總體設(shè)計方案的選擇和確定。并且對清洗系統(tǒng)方面進(jìn)行了設(shè)計和選擇，以確定設(shè)計的可行性和穩(wěn)定性。再此基礎(chǔ)上有進(jìn)行了對材料的選擇和確定。
3 手推式地面清潔機的傳動系統(tǒng)設(shè)計
3.1 電動機的選擇
為手推式地面清潔機進(jìn)行合適的電機選擇，才能保證系統(tǒng)的可靠工作和經(jīng)濟地運行。由于考慮到機構(gòu)的工作的功率不是很大，所以擬采用Y90L-4電動機。
查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，選擇其銘牌如下表3.1所示：
表3.1 Y系列三相異步電動機
（a）
（b）
圖3.1 電動機
Y90L-4電動機的安裝技術(shù)參數(shù)，如下表3.2所示：
表3.2 電動機的安裝技術(shù)參數(shù)
3.2 直齒輪副的設(shè)計計算
由于功率為： P=1.5kw
小齒輪轉(zhuǎn)速為：n1=1500r/min
傳動比為：i=4.1
工作時可能有輕微的沖擊，所以齒輪要對稱布置。
（1） 對齒輪的材料進(jìn)行選擇為：
z1=32
z2=i×z1=4.1×32=131.2 （3.1）
取圓整，得： z2=129
（2）齒數(shù)比
μ=z2z1=12932=4.03 （3.2）
驗算傳動比誤差， ×100%=1.7%
所以允許。
（3）選擇齒寬系數(shù)d為： φd=0.275
小齒輪直徑為：d1估=80mm
則齒寬為：
b估=φd×d1=0.275×80=22mm （3.3）
（4）齒輪圓周速度及傳動精度等級為：
v估=πd1n160×1000=π×80×150060×1000m/s=6.28m/s， （3.4）
故此，選用7級精度，
小齒輪轉(zhuǎn)矩
（3.5）
（5）定重合度系數(shù)、
（3.6）
由公式（5.2）可知定重合度為：
ε=1.88-3.2×132-1129=1.755 （3.7）
根據(jù)《機械設(shè)計手冊》中公式得：
===0.865 （3.8）
γε=0.25+0.751.755=0.677 （3.9）
（6）載荷系數(shù)、
KF=KAKVKHαKHβ （3.10）
1) 齒向載荷分布系數(shù)為： KFβ=1.29
2) 動載系數(shù) 為：kv=1.14
3) 載荷分配系數(shù)、
KAFtb=2×1.35×9.55×10322×80=14.65N/mm<100N/mm （3.11）
4) 使用系數(shù) 為：kA=1.35
查參考文獻(xiàn)［1］表10.3得
（3.12）
KFα=1Yε=1/0.677=1.48 （3.13）
5) 載荷系數(shù)k
由公式(5.3)可算得
KF=KAKVKFαKFβ=1.35×1.14×1.29×1.34=2.66 （3.14）
KHα=1.35×1.14×1.29×1.34=2.66 （3.15）
KF=KAKVKFαKFβ=1.35×1.14×1.48×1.29=2.94 （3.16）
3.2.1 齒面接觸疲勞強度設(shè)計
確定許用應(yīng)力為：
th=8×200×5=8000h （3.17）
N1=60ynth=60×1×1500×8000=7.2×108 （3.18）
N2=N1u=7.2×1084.03=1.79×108 （3.19）
查文獻(xiàn)［1］圖10.23，得KFN1=1，KFN2=1。
σHlim1=630Mpa，σHlim2=490Mpa
因此，安全系數(shù)為：S=1。
σH1=KHN1σlim1sH=630Mpa （3.20）
σH2=KHN2σlim2sH=490Mpa （3.21）
則取兩者中較小者為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即：
σH=490Mpa
（1） 查得：： ZE=190Mpa1/2 ZH=2.5
（2）計算小齒輪分度圓直徑d1t
d1t≥32KHtT1?d×u+1u×ZHZEZ∈σH2=64.5mm （3.22）
（3）主要幾何參數(shù)：
1）初算中心距為：
a0=u+1d1min2=166.9mm （3.23）
a =200mm
2）模數(shù)m 為：
m=2az1+Z2=2×20032+129=2.48mm （3.24）
按標(biāo)準(zhǔn)，?。簃=2.5mm
3）分度圓直徑 d1、 d2：
d1=z1mn=2.5×32=80mm （3.25）
d2=z2mn=2.5×129=322.5mm （3.26）
取為 d2=320mm
4）確定齒寬
大齒輪齒寬為： =b=22mm
小齒輪齒寬為： =32mm
3.2.2 齒根抗彎疲勞強度設(shè)計
（1）求許用彎曲應(yīng)力
1）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 、為：
NF1=7.2×108 NF2=1.79×108
2）其中壽命系數(shù)、 為：
YN1= YN2=1
3）極限應(yīng)力 σFlim1、σFlim2
由文獻(xiàn)［1］圖9.21取得： σFlim1=220MPa, σFlim2=170MPa
4）尺寸系數(shù)
根據(jù)查 《機械設(shè)計手冊》 圖8.2-26得：YX=1
5）安全系數(shù)
根據(jù)查 《機械設(shè)計手冊》 表8.2-13得：SF=1.5
6）計算疲勞許用應(yīng)力：
根據(jù)查 《機械設(shè)計手冊》 式(8.2-20)得，許用應(yīng)力為：
σF1=2σFlimYN1YXSF=2×220×1×11.5=293MPa （3.27）
σF2=2σFlimYN2YXSF=2×170×1×11.5=227MPa （3.28）
（2）齒形系數(shù)、 及應(yīng)力修正系數(shù)YSa1、Ysa2
由用插值法查表10.17得，
YFa1=2.5 YFa2=2.15
YSa1=1.63 Ysa2=1.82 （3.29）
(3.30)
3.2.3 齒面靜強度設(shè)計
（1）確定許用接觸應(yīng)力為：
其中的靜強度安全系數(shù)：，壽命系數(shù)：
根據(jù)查 《機械設(shè)計手冊》 式(8.3-21)得出：
σHmax=σH2ZN2'SHZN2SH'=490×1.6×11×1.1=712.7Mpa (3.31)
(2) 校核齒面靜強度
其中最大接觸應(yīng)力為：
σHmax=σH22T1×1T1KAKV=558.6Mpa<σHmax (3.32)
3.2.4 齒根靜強度驗算
（1）許用彎曲應(yīng)力為：
查得靜強度安全系數(shù)：，壽命系數(shù)：
(3.33)
(3.34)
（2）求最大彎曲應(yīng)力并校核計算 ：
(3.35)
(3.36)
所以，靜強度滿足要求。
圖3.2 圓柱齒輪的示意圖
3.3 錐齒輪副的設(shè)計計算
3.3.1 基礎(chǔ)尺寸確定
（1）小錐齒輪的傳遞轉(zhuǎn)距為：T=106.4N.M
齒輪大端分度圓直徑為：，
大端模數(shù)為：
則齒數(shù)為：
齒輪小端分度圓直徑為
（2）軸交角為：
（3）齒寬為： 取b=24mm
（4）其中分錐角為：
（3.37）
（5）外錐距為： （3.38）
（6）其中的齒頂高為：
（7）其中的齒根高為：
（8）其中的齒高為：
（9）其中的直徑為： （3.39）
（3.40）
（10）齒根角為： （3.41）
（11）齒頂角為：
（12）頂錐角： （3.42）
（13）根錐角： （3.43）
（14）冠頂距：
（3.44）
，
所以，選擇傳動等級為8級。
3.3.2 確定載荷系數(shù)K
根據(jù)已知的條件得出： ，其中：
齒向載荷分布系數(shù)取：
載荷系數(shù)為： （3.45）
3.3.3 齒面接觸疲勞強度計算
（1）許用應(yīng)力 ：
根據(jù)已知的條件得出：
其中接觸疲勞極限取為：
（3.46）
（2）其中彈性系數(shù) 為：
（3）其中節(jié)點區(qū)域系數(shù) 為：
（4）其中分度圓直徑為：
（3.47）
（5）其中驗算速度為：
（3.48）
平均線速度為：
（3.49）
（6）確定模數(shù)m為：
（3.50）
3.3.4 齒根抗彎疲勞強度計算
（1）確定許用彎曲應(yīng)力、 為：
1）查得其壽命系數(shù)為：
2）查得其安全系數(shù)為：
3）其中的尺寸系數(shù)為：
4）其中的極限應(yīng)力, 為：
5）許用彎曲應(yīng)力為：
（3.51）
（2）齒形系數(shù)，為：
1）其中分錐角取得：
2）當(dāng)量齒數(shù)查得：
3）查得：,
4）應(yīng)力修正系數(shù)為： ，
5）校核齒根抗彎疲勞強度為：
（3.52）
（3.53）
（3.54）
三式聯(lián)立求得：
（3.55）
（3.56）
所以，滿足要求。
圖3.3 錐齒輪的示意圖
3.4 中心軸管的受力分析
（1）在水平平面的支反力，由，得：
（3.57）
（3.58）
為負(fù)值說明方向與假設(shè)方向相反。
由，得
（2）在垂直平面內(nèi)的支反力，得：
1）在水平平面的彎矩為：
（3.59）
（3.60）
2）在垂直平面的彎矩為：
（3.61）
3）在D截面做出的最大合成為：
（3.62）
（3.63）
4）做轉(zhuǎn)矩圖：
圖3.4 轉(zhuǎn)矩圖
3.5 中心軸管的強度校核
其中截面D處彎矩較大，所以要進(jìn)行對D處截面進(jìn)行強度的校核。
其中安全系數(shù)校核計算：
（3.64）
平均應(yīng)力為： ，=270MPa
根據(jù)《機械設(shè)計手冊第三卷》，
在表19.3-6，并根據(jù)配合查得 =2.62；
在表19.3-11，查得=0.81；
在表19-3-8，查得=0.92；
（3.65）
切應(yīng)力幅為：
（3.66）
平均應(yīng)力為：
（3.67）
軸D截面的安全系數(shù)由式（19.3-1）確定為：
（3.68）
由機械工業(yè)出版社出版的《機械設(shè)計手冊》 中的表19.3-4得出， [S]=1.3～1.4，
故S＞[S]，該軸D截面是安全的。
同理，輸出軸符合強度校核要求。
3.6 鍵的校核
許用擠壓應(yīng)力為：，取得：。
其中鍵的工作長度為：，
其中鍵與輪榖鍵槽的接觸高度為：。
（3.69）
所以，鍵的標(biāo)記為：
3.7 軸承的選擇與校核
1．軸承的選擇計算
（1）軸承的校核
Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6205，其軸承的基本額定負(fù)荷為19.5KN。
（2）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3.70）
（3.71）
（3.72）
根據(jù)圖3.5可以得出軸承的徑向力為：
圖3.5 受力分析和受力圖
在水平面上：
（3.73）
（3.74）
∴ （3.75）
取，則有：
（3.76）
軸承的壽命計算：
（3.77）
（3）其他軸的軸承校核同上，均符合
3.8 蓄電池的選擇
選用蓄電池型號：
由于手推式地面清潔機所使用的需求，蓄電池在使用的過程中要求完全放電，不污染環(huán)境。所以，為3DAW250。
表3.3 蓄電池的性能
3.9 本章小結(jié)
本章對傳動系統(tǒng)的電機進(jìn)行了選擇以及傳動系統(tǒng)的錐齒輪和直齒圓柱齒輪進(jìn)行了設(shè)計計算及強度校核，使之滿足該設(shè)計的傳動要求。之后有進(jìn)行了對蓄電池的選擇。
4 手推式地面清潔機的清洗系統(tǒng)設(shè)計
4.1 清洗機方案的比較與確定
在手推式地面清潔機的清洗機構(gòu)的設(shè)計中想到的幾種方案如下：
（1）第一種方案是電機將轉(zhuǎn)動傳遞給斜齒輪1，然后斜齒輪1帶動斜齒輪2，進(jìn)而實現(xiàn)清洗。如下圖4.1所示：
圖4.1 清洗機構(gòu)一的示意圖
（2）第二種方案是電機將轉(zhuǎn)動傳遞給錐齒輪1，然后錐齒輪1帶動錐齒輪2，由錐齒輪2上的軸連接滾刷，進(jìn)而實現(xiàn)清洗。如下圖4.2所示：
圖4.2 清洗機構(gòu)二的示意圖
（3）第三種方案是電機將轉(zhuǎn)動傳遞給蝸桿，蝸桿兩端連接蝸輪，然后兩個蝸輪的軸上分別連接刷子，從而實現(xiàn)清洗。如下圖4.3所示：
圖4.3 清洗機構(gòu)三的示意圖
（4）第四種方案是電機將轉(zhuǎn)動傳遞給蝸桿，蝸桿兩端接蝸輪，然后兩個蝸輪分別接皮帶輪，皮帶輪上的軸接刷子，從而實現(xiàn)清洗。如下圖4.4所示：
圖4.4 清洗機構(gòu)四的示意圖
（5）第五種方案是電機將轉(zhuǎn)動傳遞給錐齒輪，然后傳遞給圓柱齒輪，帶動盤刷，通過同步帶帶動滾刷，從而實現(xiàn)清洗。如下圖4.5所示：
圖4.5 清洗機構(gòu)五的示意圖
通過對以上5種方案進(jìn)行對比，最終選擇第5種方案為清洗機構(gòu)較為穩(wěn)妥。
4.2 清洗機器清洗部分設(shè)計
圖4.6 雙刷結(jié)構(gòu)的示意圖
假設(shè)：手推式地面清潔機的清洗速度為：0.2m2/s。
4.2.1 手推式地面清潔機中盤刷的設(shè)計
它是通過采用在盤刷上栽塑料毛，塑料毛且具有一定的彈性可以進(jìn)行躲避，從而順利的進(jìn)行清洗和通過。其盤刷的設(shè)計如表4.1所示：
表4.1 盤刷的設(shè)計
盤刷和聯(lián)軸器是可以通過螺栓來裝配連接。
其中聯(lián)刷體：采用聯(lián)刷器可以使盤刷具有可換性，也可調(diào)節(jié)盤刷和地面之間的距離。聯(lián)刷體的材料應(yīng)盡量選輕。
其結(jié)構(gòu)如下圖4.7所示：
圖4.7 聯(lián)刷體的示意圖
（3）技術(shù)要求
其技術(shù)要求如下表4.2所示：
表4.2 技術(shù)要求
4.2.2 滾刷設(shè)計
滾刷的設(shè)計原理與盤刷的設(shè)計原理是相同的，都是在其橡膠軸上栽刷毛。其中滾刷的半徑為106，有刷毛部分的長度為940。滾刷結(jié)構(gòu)如下圖4.8所示：
圖4.8 滾刷的示意圖
因此，盤刷和滾刷的組合結(jié)構(gòu)共用同一個電機，應(yīng)采用的是普通的三相電機。
因為，其盤刷的刷毛與清洗的地面之間的摩擦系數(shù)為：0.1~0.2，?。害?0.15
所以，轉(zhuǎn)矩為 ：
（1）盤刷與滾刷的洗力矩為：
盤刷為： （4.1）
滾刷為：
（4.2）
（2）初定盤刷的轉(zhuǎn)速為：360r/min
表4.3 電機選擇
4.3 內(nèi)空心軸設(shè)計
為了在盤刷的中心可以噴清洗液，并且使噴嘴不可以隨盤刷進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所以必須在盤刷內(nèi)用滾動軸承來進(jìn)行固定?？招妮S的一端連接盤刷體，另一端與水桶的水管進(jìn)行連接，在盤刷體進(jìn)行轉(zhuǎn)動時，空心軸固定不動。
其手推式地面清潔機在其工作時，水會從中間的孔流出來，噴射到地面上。
其結(jié)構(gòu)如下圖4.8所示：
圖4.9 空心軸的設(shè)計示意圖
4.4 本章小結(jié)
本章確定了清洗結(jié)構(gòu)部件中盤刷和洗刷的設(shè)計，其設(shè)計有利于對水的利用效率，確保不會有殘留的水漬。并且在其清洗過后，設(shè)置了軟刮水板，以確保不會有水的殘留。
5 其他輔助系統(tǒng)設(shè)計
5.1 同步帶的概述及計算
5.1.1 同步帶傳動
如圖5.1所示：
圖5.1 同步帶傳動的示意圖
5.1.2 同步帶的特點
如下表5.1所示：
表5.1 同步帶具有的特點
5.1.3 同步帶計算選型
（1）設(shè)計功率為：
按下表5.2工作情況系數(shù)，選取=1.7
Pd=KAPm （5.1）
表5.2 工作情況系數(shù)
Pd=KAPm=1.7×0.37=0.63w （5.2）
（2）帶的型號和節(jié)距
Pd=0.63kw n1 =61rpm。
圖5.2 同步帶選型
選型號為H，其中節(jié)距為：Pb=8.00mm
（3）同步帶的最小許用齒數(shù)：14。
實際齒數(shù)應(yīng)該大于14，所以初步取值為：Z1=34，
故大帶輪齒數(shù)為： Z2=i1?Z1=34。 （5.3）
所以 Z1=34，Z2=34。
（4）確定帶輪的節(jié)圓直徑d1，d2
小帶輪節(jié)圓直徑：
大帶輪節(jié)圓直徑：
d2=pbz2/π=8×34/3.14=86.53mm （5.5）
（5）驗證帶速v
由公式計算得，
v=πd1tn160×1000=0.276 m/s
S0P0 =700N
滿足要求。
極限轉(zhuǎn)速校核為：
nmax=f1f2nlim （6.9）
PC=84014910=0.0563 （6.10）
f1=1
FaFr=65.22700=0.093 （6.11）
f2=1
nmax=1×1×9500=9500r/min （6.12）
n=22.75r/min
收藏