1、1 设计论文题目走廊清扫机设计 姓 名 专 业 指导教师 年 月 日 2 摘要 本文所设计的是用于走廊清扫的清扫机。能源装置通过传动系统将运动传给两侧的盘形刷使其分别作顺时针和逆时针转动将两侧的垃圾扫到中间传给中间的滚刷。然后再由滚刷将垃圾扫入垃圾箱内实现清扫功能。此设备属中小型清扫工具可以对各种大小的垃圾进行清理两侧的清扫刷可方便的清扫墙角及靠近障碍物的地方。 本课题研究中通过查阅搜集大量资料对不同清扫设备进行分析对比最终确定出一种较为理想的走廊清扫机的设计方案然后根据已定方案进行了具体结构的设计计算并使该设备的结构更加紧凑可靠。确定出各个机构零部件的尺寸及型号后并对其进行了校核以保证其能够
2、满足设计要求。由于该设备的零部件相对比较普通易于制造因此该设备的制造成本较低是一种较为理想的经济实用的走廊清扫工具。 关键词清扫机盘形刷滚刷制造成本 3 ABSTRACT The corridor sweeping equipment is designed in this work. The energy installmen tpasses the movement to brush discs in both sides through the transmission system and makes their separately clockwise and the anti-cl
3、ockwise rotation. They sweep both sides trash together and pass it to middle rolls brushes. Then rolls brushes again sweep trash into the trashcan to realize the function of clear sweeping. This equipment is the medium and small sweeper which can carry on the cleaning to each kind of trash. Both bru
4、shes can facilitate to sweep the wall corner and the near obstacle clearly. In this article massive materials can be collected. One more ideal corridor sweeper design proposal has been determined by analysis and comparison of the different scavenging arrangement. Then the concrete structure design c
5、alculation can be made according to this plan. The structure of this equipment can be made more compacted. The strength of all parts are calculated and they all guarantee the request of design. Because the parts of equipment can be made quite easily and the production cost is quite low it is one mor
6、e ideal economical practical corridor sweeper. Key Words: Sweeper Disc brushes Rolls brushes Production cost 目 录 4 摘要 ABSTRACT 目 录 第 1章 前言1 1.1 清扫机的现状和发展前景1 1.2 清扫设备的概述2 1.2.1 清扫设备的分类2 1.2.2 我国清扫机档姆骨魇啤? 1.2.3 发现的问题和解决途径3 1.3 课题需要完成的任务4 1.3.1 设计主要内容4 1.3.2 设计工作基本要求4 第2章 总体方案设计6 2.1 设计主要技术要求6 2.2 总体方案
7、的确定6 第3章 动力装置的确定10 3.1 蓄电池的选择10 3.2 电动机的选择11 第4章 清扫机的结构设计13 4.1 传动比的分配13 4.2 带轮的选择设计14 4.2.1 主轴带轮的设计计算14 4.2.2 轴带轮的设计计算18 4.2.3 轴的带轮设计21 4.3 主轴的设计计算22 4.3.1 主轴的结构设计22 4.3.2 轴的校核24 4.3.3 键的校核27 4.4 锥齿轮的计算27 5 4.4.1 锥齿轮的计算27 4.4.2 锥齿轮的校核计算32 4.5 车架的设计计算33 结论35 参考文献36 致谢37 附件138 附件249 第1章 前 言 1.1清扫工具的现
8、状和发展前景 从20世纪60 年代我国研制生产路面清扫机械开始指大型清扫机的研制已有40 多年的生产历史然而中小型清扫机的研制开发则刚刚起步。相对于发达国家我国地面清扫机在销售规模、技术水平、清 扫效果等方面都存在一定的差距。 随着公共环境卫生、工厂清洁机械市场的迅猛发展2005 年之后国内地面清扫机开始呈现快速发展的态势。但与国外相比国内还停留在市场的初级发展阶段。 我国已逐步进入现代化社会陈旧、落后的清扫方式及设备已不能满足社会进步的需要。对于自动化扫地器具人们常见的是马路上的扫地车它能进行大面积街道清扫、工作效率高并且节约人力。然而小面积区域的清扫工具还主要沿用传统手工扫地工具扫帚工作效
9、率低、清扫效果不够理想、浪费人力资源。而工作效率高的省时省力的庞然大物扫地车在比如厂区、居住小区、机关、学校、医院、小街小巷、走廊等场所确是英雄无用武之地。随着 现代生活节奏的加快及居住面积的增大家居地面的清扫工作也越来越繁重严重干扰了人们的生活。因此急需开发一种成本低、节约人力物力、清扫效果良好的适应院落、小区、小巷、走廊等小区域场所的小型清扫设备。 目前许多国家研制的清洁机器人应时而生。日本美国欧洲各大厂商竞相开发有些产品甚至很超前。例如有一种具有高效吸尘除灰功能的清洁机器人可遥控也可自主运作能转向躲避障碍物有很高的实用价值可对家居、厂矿企业等地面进行清洁帮助人们从繁杂的劳动中解放出来。在
10、国外清洁设备的拥有率和洗衣机几乎相当甚至要高有公用洗衣房专业洗衣店的缘故。在这方面国内的研发步伐较慢但是随着国家城市化的进程不断 6 加大和经济的发展许多新兴的中小城市正在崛起城市化规模不断扩大现代化的工厂不断建成机关、小区、医院、学校和公共场不断建设机械化清扫已经成为一种必然地面的清洁养护及工厂清洁生产已经越来越重要。劳动力成本的不断提高清扫设备的市场前景日渐看好。 由于人们对环境污染问题越来越重视燃油车在很大程度上受到限制。政府大力提倡绿色能源设备。近日国家出台燃油含税的政策给电动扫地车带来福音。小型清扫设备因其实用性强、 垃圾清扫率高 、污染小、成本底、 结构紧凑、操作简单、维修方便等特
11、点具有广泛的市场前景和实用价值它的出现和使用将极大减轻人们繁琐的家务劳动节省宝贵的时间提高了人们的生活质量。小型清扫设备现在正是一个高速发展的时期有着极其广阔的发展空。 1.2 清扫设备的概述 1.2.1 清扫设备的分类 清扫设备按大小可分为大型清扫设备和中小型清扫设备。大型清扫设备主要是清扫车由于本课题主要研究的是小型清扫设备大型的清扫设备在此不再多述。而现有的小型清扫设备主要有两大类分别为扫地机和清洁机器人。 1清洁机器人清洁机器人技术的发展应该说是科学技术发展的一个综合性的结果它集机械学、电子技术、传感器技术、 计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体。 清洁机器人是能
12、够在房间中自动清洁地面保持家庭卫生的一种机器人。它集机械学、电子技术、 传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等 诸多学科 为一体。包括有地面真空吸尘机器人、地面清扫机器人、壁面清洗机器人、泳池清洗机器人和一些特种清洗机器人可用于各种场合的清洁工作。这方面的研究从上世纪80 年代起开始受到人们的注意不过由于清洁的环境基本上是结构、半结构性的但要清除的垃圾则完全是非结构性的造成一定困难。清洁机器人具有如下的特点清洁机器人自带电源小巧轻便、操作简单、自主性强、具有很强的实用性。清洁机器人的工作环境主要为普通家庭环境但要求有较好的环境适应性。清洁机器人的任务是清扫地面工作的对象是地面
13、的灰尘、纸屑以及其他一些小尺寸物体而大尺寸物体不作为清洁机器人的处理对象。考虑到安全因素清洁机器人必须对人及家庭物品等不构成任何危害同时清洁机器人还必须具备自我保护的能力。就现有的技术而言清洁机器人的发展受到了很大的局限它的推广也得到了一定的限制。 2扫地机扫地机是现有技术下的最为经济实用的小型清扫设备。扫地机涉及地板上小面积地面覆盖物的清扫机械领域是一种小型家庭、工厂、小区、机关用的扫地机械。它的一般是由车架、车轮、罩壳和手把组成的手推小车。在车前侧装设立扫帚车架、罩壳下方装设 7 横扫帚通过半交叉皮带和齿轮等传动件由车轮旋转动力带动扫帚将垃圾扫入车架前端设置的撮箕内。从而避免了灰尘和废气污
14、染与机动噪声。结构简单、操作方便。不清 扫时能将扫帚抬起脱离地面。扫地速度在36 公里时左右扫地宽度在12 米。以圆盘刷为工具的新型扫地机主要用于家庭以及公共场所地板或室内地面上覆盖物的清扫。 1.2.2 我国清扫机械的发展趋势 虽然国产清扫机的生产技术水平已有了一定的进步价格性能比优于进口产品但在以下几个方面尚待进一步提高这也是今后我国清扫机械技术的发展趋势。 1提高工作可靠性 目前国产清扫机工作可靠性不及进口机其原因主要有三一是国产基础件不过关如动力装置及其传动系统、工作装置的耐用性及材料的热处理工艺等有待提高二是制造工艺及加工精度较低三是某些技术和整机结构设计尚待完善等。 2研发多功能清
15、扫机 目前的清扫机基本是单一清扫功能不能进行拖地、洒水和清洗护栏等。若能开发一专多能的清扫机则其功能会进一步拓展也更为实用。 3注重环保的多功能清扫机 目前大多数机型扬尘比较严重。随着国家对环境保护的要求越来越高开发环保型清扫机非常必要。 4 根据需要生产不同种类和配置的清扫机械 清扫涉及各种不同等级的地面它所需要的清扫机械也是不同的。如高档场所和对地面要求较高的地方要求清扫机械必须具备很低的噪音和良好的清洁效果当然其相应采购和使用成本较高。等级较低的其 胀 呃鹊孛娴那迳 蠼系拖嘤褪褂贸杀 窘系汀 莶煌 燃兜孛嫘枰 渲貌煌 掷嗟那迳 狄员憬档偷孛孀艹杀镜耐度胍虼丝 蜕 煌 掷嗪团渲玫那迳 凳潜
16、匾 摹?1.2.3 发现的问题和解决途径 本课题要求是设计一种简单经济实用的走廊清扫机其关键问题就在于如何很好的实现清扫功能。尤其使传动系统、整体 结构、工作装置的设计。由于清洁器是一种出现比较晚的机械产品因此在其设计过程中不可避免的出现了很多未解决得难点疑点总结其难点如下 由于清扫机是一新兴产品扫地功能的实现结构还不成熟很难查到相关的资料。因此扫地功能的实现是设计工作的一个很大的难点。清扫机工作时所产生的二次扬尘污染、漏垃圾、噪音大和产品可靠性等方面也较难解决的问题。清扫范围的大小不仅与清扫机的各部分的尺寸 8 有关并与它的总体设计构形式有关。机构太小工作效率就会降低清扫范围也就变小满足不了
17、走廊的清扫要求机构太大则设备就会太大从而增加转弯半径。使清扫机在走廊中转弯困难。因此合理的选择机构的大小及机构布置极为重要且比较困难。 为了更好的了解所作题目查阅已有文献资料是十分重要的由于走廊清扫机的资料很少的。因此在设计过程中广泛的搜集资料并借鉴了清洁机器人的一些数据资料对我的设计工作起了很大的帮助。通过阅读“清洁机器人概述”哈尔滨工程大学机电学院李金山等著“清洁机器人研究发展现状” 哈尔滨工程大学机 电学院李金山等著“ 清洁机器人及其应用”赵臣等著等许多相关论文触类旁通对清洁机器的设计有了一定的认识在这些文献综述中详细的介绍了清洁机器人的一般设计思路如外形的设计机器人的驱动方式如何具体结
18、构等等都对我即将所作的设计提供了很大的帮助此外为了更好的设计清扫机的内部结构在轴齿轮等重要元件的设计过程中保证其结构的准确性又对机械设计等专业课本进行了系统的复习但是由于清扫机出现时间晚产品数量少一些关键技术受专利所限因此很多关键技术是不会公布在资料之中的。所以我参考用的资料并不能解决我在设计过程中所遇到的所有难点有许多的问题是根据我自己的想法来做的。因为我的这些想法并不成熟没有太多的实践性所以在解决一些棘手问题时并不能够很好的解决。在今后的设计中还需要通过实践对其一步一步的进行改进。 1.3 课题需要完成的任务 1.3.1 设计主要内容 本课题要求设计出的走廊清扫机能完成普通清扫的功能。完成走廊清扫机的方案设计以及结构组成并对走廊清扫机结构进行受力计算使其结构布局和受力更加合理。 其主要设计内容为 1走廊清扫机总体方案设计 2走廊清扫机的结构设计 3完成折合A0 图纸3 张并建立三 维实体模型 4完成2 万字左右的毕业论文或设计说明书。 1.3.2 .
