1、本科毕业论文（20 届）落叶收集机结构设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 落叶收集机结构设计 1课题意义及目标北方的深秋树叶陆续飘落，落叶的收集工作比较繁重。大面积空旷地带比较容易清理，但工作量很大；而树木草丛较密集的地方清理就很困难，尤其是草坪上的落叶。本课题要求该落叶自动收集装置既可以用于大面积空旷地带，也可以用于树木草丛较密集的地方（如草坪、公园等） ；落叶自动收集装置工作过程及方法自
2、定。2主要任务本课题要求学生在了解落叶自动收集装置的特点及工作原理的基础上，根据落叶自动收集装置的工作过程制定总体方案；进行落叶自动收集装置的传动设计及结构设计。设计内容包括：1）毕业设计论文一份；2）落叶自动收集装置总体尺寸图一张；3）落叶自动收集装置结构装配图一张；4）零件图若干张3主要参考资料1 黄继昌等.实用机械机构图册M，北京：人民邮电出版社，1996.62 黄平.常用机械零件及机构图册M，北京：化学工业出版社，1999.83 彭文生等.机械设计，北京：高等教育出版社.20024进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 拟定并论证总体方案 3 月 3 日3 月 23 日2 完成落叶收
3、集机的传动设计 3 月 24 日4 月 13 日3 进行结构设计及计算； 4 月 14 日5 月 4 日4 绘制零件图及结构装配图 5 月 5 日6 月 1 日5 完成毕业论文及答辩工作 6 月 2 日6 月 22 日审核人： 年 月 日I落叶收集机结构设计摘 要：在这次的设计中力图在落叶收集过程中达到机械化作业程度，减少人工劳动，采取气吸的形式对落叶进行收集。最后收集起来的落叶，通过机械磨碎，然后进行机械挤压的措施把所收集起来的的落叶进行加工，形成块儿状以便以运输存放和落叶的再次使用。本设计采用旋转拨叉机构轻松解决了落叶粘附落叶网导致落叶网孔堵塞的问题，对于挤压中所需的压力以及需要达到一定的
4、工作效率，通过采取将机械与液压两者结合的形式来实现。此次设计中对机构中所用到的各类机构都进行了准确的分析与计算，有效地处理了机构在运动时所产生的配合方面的难题。所设计的机构在对落叶收集方面基本上达到了机械化的程度，在城市以及乡镇的环境卫生中可能做出贡献。关键词：落叶收集，机械磨碎，机械挤压，气吸方式IIStructure Design Of Defoliation CollectingAbstract：In the design of the process to obtain the degree of mechanization, reduce labor, take the form o
5、f air suction to collect the leaves. The collected leaves the ground and mechanical extrusion processing measures to form cubes like to to transport and store and leaves again. This design uses a rotary shifting fork mechanism is easy to solve the clogging problem caused the leaves of deciduous leaf
6、 net adhesion, by taking the combination of mechanical and hydraulic pressure, the pressure required to achieve a certain job efficiency is achieved. In this design, all kinds of mechanisms which are used in the design are analyzed and calculated, which can effectively deal with the problems in the
7、cooperation of the organization. In the design of the mechanism of the litter collection has basically reached the level of mechanization in the city as well as the townships environmental health may make a contribution.Key words: Collect leaves, mechanical grinding, mechanical compression, gas suct
8、ion mode - 1 -目 录1 前言 .11.1 落叶收集机设计的目的和意义 .11.2 国内外研究进展 .12 总体方案的选择 .32.1 本课题要研究或解决的问题及技术要求 .32.2 总体方案的提出 .32.2.1 机构的选择 .42.2.2 传动方式的确定 .72.3 总体方案的确定 .83 落叶收集机运动机构的设计 .93.1 相关连杆机构 .93.2 落叶收集机挤压机构运动分析与设计计算 .103.3 齿轮和轮轴的设计 .123.3.1 锥齿轮的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3.2 风机的选. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3.3 各轴转速的确定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.3.4 各轴输出
10、功率的确定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.3.5 各轴传输扭矩的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 落叶收集机带传动的设计计算 .20 4.1 平带传动计算 .204.2 V 带传动设计计算 .234.3 V 带轮的设计 .254.4 V 带传动的张紧装置 .265
11、 总结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27参考文献 .28致 谢 .291 前言21.1 落叶收集机设计的目的和意义此次设计的课题题目为落叶收集机结构设计。在众多的环卫设备之中，落叶收集机的使用率很低，因此，所设计出来的落叶收集机将成为重要的环卫设备，并且将会是一种非常有效的清扫设备。可广泛应用于街道、公园、草坪等地的落叶收集。落叶的收集工作既可以保证路面的美观及卫生，又
12、可以提高人们驾车出门的安全系数。但是，传统的落叶收集机在清理那些树木草丛较密集的地方时就会显得非常困难，尤其是草坪上的落叶，因此设计一种综合型的落叶收集机来收集落叶至关重要。在人们的认识中，大家都知道路面堆积的大量落叶对城市的环境卫生影响极大，并且给人们的出行带来诸多不便，甚至可能引发交通事故。在今天，环卫工人大部分还是采用手工作业的方式对落叶进行清理，这种手工作业方式存在着许多缺点，如：加大了环卫工人的劳动强度、清扫时引起的灰尘会损坏环卫工人的健康、收集起来的落叶较多，环卫工人存储和运输都不方便。现在人们对于收集起来的落叶处理方式比较单一，通常是将其焚烧，这样做不仅污染了我们的家园，而且是对
13、资源的极大浪费。落叶作为造纸原料中的一种，可以利用收集的落叶生产纸，生产有机肥等，减少的资源的浪费。本次设计的落叶收集机机构采用风机作为吸附装置，可对落叶密集处、收集机无法清扫到达的地方进行清扫，收集起来的落叶经过磨碎、压缩等步骤成为块儿状，是一部综合型的收集机。1.2 国内外研究进展我国落叶收集机的发展过程大致可以分为两个阶段：纯扫式的机车吸扫式的机车，吸扫式机车也就是所说的收集机。第一个阶段的开始大致在 20 世纪 60 年代左右，那时我国的研究人员就已经设计出了初形，拉开了我国研制落叶收集机的序幕。但是，因为当时我国正处在经济建设的开头，在受到各种制度和地区经济条件差的影响下，我国只有极
14、少数的地方拥有这种环卫设备。这仅仅一些为数不多的设备，也填补了我国研制落叶收集机历史的空白。四川泸州机器厂制造的第一台落叶收集机，填补了我国在落叶收集机市场上的3空白，落叶的处理效率也明显提高，迅速进入到我国的大中城市，在 21 世纪到来之际，由于对这种环卫设备的需求越来越强烈，市场上出现了多种多样的落叶收集机。市场需求的迅速膨胀促使各种类型的收集机车不断涌现，使用范围也扩展到了小城市，而且不少单位和小区也开始使用。落叶收集机的市场出现了良好的发展势头。随着社会的不断进步，科学技术已经占领着越来越重要的地位，中国制造已经不在适合我国的发展，在不久的将来，中国创造必将会代替中国制造，因此自主研发
15、越来越重要。国内的各个厂家也意识到这个问题的严重性，知道一味的参考别人的不是长久之际，正在加大对研发落叶收集机的资金投入，对相关的科学技术的研发的投入也越来越大。由于资金的投入、研发人员不断努力，在我国，有相当一部分的厂家已经取得了比较高水平的研究成果。但是在某些也机械性能相匹配的研究方面进展不是很好，比如说：当加大机器的清扫速度，速度相对来说是提高了，但是清扫的效果并不是十分理想，路面残留的垃圾会比平时增加，并且当速度提高以后，机器的稳定性就得不到保证。对环卫工人的身体健康的影响也相对较大，噪音、灰尘等严重损坏了环卫工人的健康，舒适度更难得到保证。到目前为止，我国的相关研究还停在较低的研发层
16、面上，对某些方面的研究还相当缺乏，就比如说在专用元件的分析、专用零件的研究、理论指导等方面。也就是可以这样说，我国对落叶收集车的的研发水平还是比较差的，研究中还存在这许许多多的不足之处，另一方面，由于国内工人工资较低，相比购买昂贵的设备合算，因此，国内生产厂家的生产规模都比较小，且批量不大，生产设备也比较老旧，生产出来的零件质量不高，严重影响了总体质量。我国自主研制的落叶收集机在性能方面与一些发达国家的水平差距越来越小，但是在对人体影响等方面依然存在着很大的差距。国外一些发达国家从20世纪40年代就开始大量生产，像美国、德国、日本、英国等，这些发达国家落叶收集机的生产规模巨大，所使用的技术也属
17、于世界的先进技术。而且，现在这些国家对于落叶收集机的研究方向主要是在对于人体健康、节能环保等方面。42 总体方案的选择2.1 本课题要研究或解决的问题及技术要求收集到的落叶因为质量轻且有的落叶叶面较大，在风机吸力作用下容易堵塞过滤网的网孔，从而将会降低风机的工作效率；因为未被压缩的收集起来的落叶较为松散，分布较大，需要很大的空间来储存，并且不易运输，所以需将落叶压缩成块；因为机器部件多、分布复杂，所以需要安排好布局和零件间的连接关系。因此在设计中我们必须解决以下问题：(1) 风机的合理选择，包括：风机类型、叶轮直径、叶片数、额定功率等。(2) 落叶粘附过滤网问题。(3) 加压装置的设计。(4)
18、 各个部件在机架上的合理布局及零件间的连接关系。2.2 总体方案的提出落叶收集机是一种既能完成落叶的收集，又能对落叶进行挤压的机械。本次设计的任务，主要包括制定总体方案，进行落叶自动收集装置的传动设计及结构设计，设计出的机器要求实现对不同条件下的落叶进行收集并挤压成块的功能，并且满足功耗的合理分配，实现落叶的再利用。文献6中国内外通常按照清扫作业方式的不同将扫路车分为 3 大类：纯扫式扫路车纯吸式扫路车吸扫式扫路车。其中，纯扫式扫路车一般为“盘扫”与“滚扫”相结合的形式；纯吸式扫路车依靠系统的内外压来完成工作；吸扫式扫路车一般为“盘扫”与“吸盘”相结合的方式。三种类型的扫路车都有各自的优缺点。根据设计任务，选择纯吸式扫路车，则所设计装置的功能分配如下图 5图 2.1 落叶清扫机工作原理图2.2.1 机构的选择一：刮叶机构方案一：图 2.2 翻转机构该翻转机构由一个双曲柄驱动两个四杆机构来实现翻转。在该机构运动时，由于两杆的运动是相互进行的，所以可以将过滤网上的落叶刮下，使过滤网保持干净，风机一直处于正常工作状态。分析：通过该机构可以将粘附在过滤网上的落叶刮下，但在运动时两杆并不一
