水面垃圾自動打撈船的設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 摘要 本文主要是對水面垃圾自動 打撈船 的船體結(jié)構(gòu)、動力裝置、傳輸裝置 、 垃圾存儲裝置以及其他零部件 的設(shè)計、計算 、校核等。在了解此次設(shè)計的成果所需實(shí)現(xiàn)的功能需求，以及實(shí)際環(huán)境背景的情況下， 研究 水面垃圾自動清掃機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成及功能 的設(shè)計方法。 水面垃圾自動 打撈船 針對水面環(huán)境污染的問題，致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理，如塑料袋、飲料瓶，樹枝樹葉以及其它易清理的水面垃圾。實(shí)現(xiàn)水面垃圾清理的機(jī)械化與自動化， 整個打撈過程無需人工參與，安全性非常好，效率大約是人工打撈的幾百倍，水面越大、風(fēng)浪越大效果越顯著。 此次設(shè)計 除了動力裝置與其他船類相同，傳輸裝置以及垃圾存儲裝置都有一定的獨(dú)特設(shè)計。采用鏈齒輪與鏈條的傳動帶動傳輸帶的形式，以及船體前方兩個旋轉(zhuǎn)葉片的設(shè)計都使得水面垃圾的收集更加有效率。此外，垃圾存儲裝置采用的是 三個可替換式的存儲箱，其底部設(shè)計為多孔式，使得水面垃圾的收集更加方便，可執(zhí)行性有所加強(qiáng)。 本文對設(shè)計中，水面垃圾收集船的結(jié)構(gòu)圖，裝配圖，零件圖，都有詳細(xì)的說明。 關(guān)鍵字 ： 水面垃圾 自動 清理 環(huán)境保護(hù) 船舶 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 n of of as as of In of of of to as as to of of of to as as as to of is of of is in to a of is by a in of so on In is to In a of is a 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 目錄 摘要 . 1 . 2 目錄 . 3 第一章 緒論 . 5 . 5 . 6 意義 . 7 第 二 章 船體的設(shè)計 . 7 . 7 . 11 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 . 12 . 13 第三章 動力裝置的設(shè)計 . 13 . 13 . 14 . 18 第四章 傳輸裝置的設(shè)計 . 20 . 20 . 21 . 21 . 23 . 24 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 . 26 第五章 垃圾存儲裝置的設(shè)計 . 29 第六章 其它零部件的設(shè)計 . 31 . 31 . 31 . 32 總結(jié) . 34 致謝 . 35 參考文獻(xiàn) . 36 附錄 水面垃圾自動清掃機(jī) 3. 37 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第一章 緒論 業(yè)設(shè)計的選題背景 隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，水環(huán)境 的污染問題 也越來越受到人們的關(guān)注。河流、湖泊 以及水上游樂場里的 漂浮垃圾的污染已經(jīng)逐步 影響 到市民的飲水、環(huán)境衛(wèi)生及 市容市貌 ，如圖 1示。 圖 1面垃圾污染 為解決水面垃圾收集的問題，目前很多地區(qū)還是 采用利用人工打撈的方式為主， 如圖1示 1。 但 這種 人工打撈水面垃圾的 作業(yè)方式勞動強(qiáng)度 較大 、工 作環(huán)境惡劣 ， 效率也十分低下 。 因此， 自動 機(jī)械化清理水面垃圾已成為 急需的 水環(huán)境保護(hù)措施。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 圖 1工打撈水面垃圾 業(yè)設(shè)計 研究 現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析 水面垃圾自動清掃機(jī) （一般是清漂船） 是 將水上漂浮的垃圾（主要是樹枝、農(nóng)作物秸稈、白色塑料、生活垃圾和水生植物、少量動物尸體等）從水面打撈后，直接裝運(yùn)或者經(jīng)壓縮后裝運(yùn)到垃圾 處理廠進(jìn)行處理。 日本“”號是一艘專事回收海面或江面浮游垃圾和漏出油的環(huán)保型船，從雙船體中央開口部放下垃圾回收集裝箱，操船時把垃圾引入雙體間，以此回收海面浮游垃圾。為提高垃圾回收宰，船型采用非對稱雙體型。船舶首尾兩舷都設(shè)有壓載艙，船體結(jié)構(gòu)縱肋骨方式船尾還載有垃圾回收補(bǔ)助用調(diào)查艇。該船總長 線間長 28m， 載吃水 153高航速 航力 500n m?？奢d員 510名。有 2只垃圾回收集裝箱， 5 15機(jī)為二臺直接噴射式 900四沖程 續(xù)最大輸出功率 2290為 735 加拿大的 司研制的 A 系列 1010 型清掃船采用單體船型，具有清掃水面垃圾、油污水處理、曝氣、消防 4方面功能。主要的作業(yè)機(jī)具包括翻斗、垃圾箱、油水分離設(shè)備、油箱、噴氣曝氣裝置、消防水槍。 意大利的 司的清掃船主要用于海邊保潔作業(yè)，具有清除水面垃圾和油物污水處理兩種功能。主要作業(yè)機(jī)具包括導(dǎo)流裝置、傳送帶、垃圾箱、油箱、感應(yīng)泵。該船最大的特 點(diǎn)是傳送帶采用了一種多孔的聚氨酯材料；這種材料允許海水透過，能吸收輕質(zhì)的油污水，同時不讓重質(zhì)油污水穿過。在傳送帶的水下部位安裝了一個感應(yīng)泵，起抽吸導(dǎo)流作用。 上海市廢棄物處置公司研制的水面漂浮物打撈船，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流、打撈、壓縮、儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)連續(xù)作業(yè)為目的，采用雙體船型 , 打撈裝置采用傳送帶形式 ,克服了以往人工打撈及抓斗間隙打撈的缺點(diǎn)，打撈速度快，勞動強(qiáng)度低，且可以實(shí)現(xiàn)較長時間的連續(xù)作業(yè)，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)過程的損耗。獨(dú)立作業(yè)能力強(qiáng)，單船作業(yè)便可完成從打撈到轉(zhuǎn)運(yùn)的全部工作。從打撈到轉(zhuǎn)運(yùn)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，大大提高了工作效 率，并減輕了工人的勞動強(qiáng)度。適用于各種復(fù)雜水域環(huán)境作業(yè)。特別適合大面積水生植物污染治理 ,作業(yè)裝置主要由噴水導(dǎo)流、固液分離器、螺桿壓榨機(jī)組成的攔截打撈裝置具有作業(yè)效率高、作業(yè)適應(yīng)性強(qiáng)。采用機(jī)械買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 式固液分離裝置打撈水葫蘆大大地減輕了工人的勞動強(qiáng)度。 課題的研究目的及意義 隨著社會物質(zhì)文明的高度 進(jìn)步 ，人們的生活都有了質(zhì)的飛躍，特別是工業(yè)革命以來，由于人們過于重視工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，往往忽視了對環(huán)境的保護(hù)，這就使得近幾年來世界環(huán)境日益惡劣， 帶來了各種各樣的環(huán)境問題，湖泊、河流中隨處可見的垃圾污染 。各種廢物會通過 不同的渠道進(jìn)人江河 ,導(dǎo)致河面的漂浮物越來越多。由于潮起潮落的原因 ,河面的棄置物或水草也會流人其它的水面、港灣。它們的集結(jié)造成水面污染 ,影響市容衛(wèi)生 ,甚至阻礙航道。 水面垃圾自動清掃機(jī)針對水面環(huán)境污染的問題，致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理，如塑料袋、飲料瓶，樹枝樹葉以及其它易清理的水面垃圾。實(shí)現(xiàn)水面垃圾清理的機(jī)械化與自動化， 整個打撈過程無需人工參與，安全性非常好，效率大約是人工打撈的幾百倍，水面越大、風(fēng)浪越大效果越顯著。 本次課題最主要的目的和意義還是在于對相關(guān)水域的環(huán)境的治理與維護(hù)，水面環(huán)境的改善 對于水質(zhì)，乃至人類生存環(huán)境都有重大意義。希望本次課題的研究與推廣，能在有效改善水面環(huán)境的過程中發(fā)揮作用，共同維護(hù)我們美麗的地球。 第 二 章 船體的設(shè)計 體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 首先， 船體 結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本思想應(yīng)該明確。 1） 船體的設(shè)計是在結(jié)構(gòu)功能、構(gòu)件重量、占有空間和制造工藝等幾個相互矛盾的需求中尋找一個平衡的解決方案； 2）總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計解決方案也非唯一的； 3)在所有的考慮因素中，安全性對結(jié)構(gòu)設(shè)計是最重要的 1。 其次，對于船體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些問題 加以分析 與解決 。 1）船體結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡可能滿足所要求功能的合理 需求； 2）有些船體結(jié)構(gòu)上的問題，其可行的解決方案需要遵從其他專業(yè)的設(shè)計，應(yīng)積極合理配合。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 根據(jù)對所搜集資料的整理和分析 ， 最終 設(shè)計出來的 水面 垃圾 自動清掃 船 的 整體結(jié)構(gòu)如圖 2示： 圖 2體結(jié)構(gòu) 圖 2三維 軟件 出來的船體結(jié)構(gòu) 。船體是 指 整個船的主體部分， 不包括任何設(shè)備、裝置、系統(tǒng)等的船身結(jié)構(gòu)物及上甲板以上的圍蔽建筑 。 船體的結(jié)構(gòu)、形狀以及各部分尺寸的大小在整個船的設(shè)計計算和整個系統(tǒng)的設(shè)計中都起著至關(guān)重要的作用。 鑒于船上各部分零部件的安裝和焊接都是在原始的船體的基礎(chǔ)上完成的，故船體的 結(jié)構(gòu) 設(shè)計要綜合考慮多方面的因素。比如： 1） 船體 的總體 結(jié)構(gòu)方面， 包括 單船體結(jié)構(gòu)、雙船體結(jié)構(gòu)， 以及 多船體結(jié)構(gòu)； 2） 船體 的 形狀 方面 ， 由于風(fēng)向與水流會對船體的行駛造成阻礙，故適當(dāng)?shù)牧骶€型以及斜角在設(shè)計都必不可少 ； 3)船 體結(jié)構(gòu) 各部分 的 尺寸 的設(shè)計是否合理； 4)船體的材料方面 （力學(xué)性能） ， 包括 制造船體所用的材料 的強(qiáng)度、硬度、塑性與韌性 是否符合要求 ，耐疲勞性能、耐腐蝕性能以及材料的焊接性等工藝性能 能否滿足需求 ；5） 船的重量 以及 吃水深度是否 符合需求 ； 6） 船上各零部件的 安裝以及相互配能否滿足要買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 求，比如焊接方式、配合方式等等 ； 7）船的動力 來源及其傳輸 結(jié)構(gòu) ，等等。 在設(shè)計該 水面 垃圾 自動 打撈船的時候， 我的基礎(chǔ) 理念就是 實(shí)用性強(qiáng) 。在不影響該船正常 運(yùn)行 的基礎(chǔ)上， 簡化其結(jié)構(gòu)，美化外觀 ， 安全性高，易推廣 。 整體方案 確定 后畫 出 的船體 結(jié)構(gòu) 二維圖 2如圖 2 2示。 1） 船體采用左右船體對稱 ，中空 布置的雙船體結(jié)構(gòu)， 再在 兩船體之間用桿件焊接起來， 以起到連接加固的作用，該結(jié)構(gòu)既減輕了船體重量，而且降低了船在行駛中的阻力 ；2） 左右船體 的外壁 采用的是 5的薄鋼板， 且船的兩側(cè)外壁有 15的傾角， 因此可構(gòu)成上寬下窄的船體結(jié)構(gòu)，有利于減 小 水流阻力 ，此外，船的左右船體前端也要做成弧形以減小其水流阻力 ； 3） 為了便于垃圾的集中和收集，船 的左右 船體內(nèi)側(cè)的前端做成夾角為40的 以便于水面垃圾更容易輸送 到 傳輸帶上。 如圖 2示， 除了雙船體結(jié)構(gòu)外， 考慮到傳輸裝置的安裝與配 對，還應(yīng)有的結(jié)構(gòu)時： 1） 左右船體內(nèi)側(cè)的前沿設(shè)有 兩塊 支撐板， 支撐架上留有螺紋孔 ，其目的是通過螺栓連接來固定軸承座，以起到支撐大鏈輪軸的作用； 2） 左右 船體 內(nèi)側(cè)的 中間 設(shè)有 2 個留有螺紋孔的凸臺，目的是 用來固 定 軸承座，以起到支撐小鏈輪軸的作用； 3）左右船體前面設(shè)有 4 塊留有螺紋孔的支撐板，用于旋轉(zhuǎn)傳輸裝置的安裝與固定； 4） 右船體內(nèi)部設(shè)有一個 用于支撐固定電機(jī) ，因?yàn)殡姍C(jī)的輸出軸和小鏈輪軸是通過聯(lián)軸 器連在一起的，采用 此外， 考慮到支撐板自身以及承受的重力，為防止其彎曲變形， 在支撐板下方和船體內(nèi)側(cè) 間焊接一塊肋板， 以 起到輔助支撐的作用。 為了便于收集以及各功能區(qū)互不干擾， 在船的左右船體內(nèi)均有隔板。 右 船體 設(shè)有一塊隔板，其作用是將 垃圾存儲箱 和電機(jī)裝置隔開；左 船體 設(shè) 有 3塊隔板，形成 4個獨(dú)立的空間， 后面的區(qū)域?qū)儆谌说淖^(qū)域，前面的 3塊區(qū)域分別是：前后 2塊 為 雜物區(qū)，中間為垃圾存儲箱，這樣的設(shè)置有效的把人 的區(qū)域 和垃圾 的 區(qū)域分開，同時利于空間的最大利用。 如圖 2慮到 動力裝置的安裝與固定 ，在船尾上部設(shè)有支架，主要是用來安裝船用推進(jìn)器，支架上開出 2個圓形小孔，目的是保證船用推進(jìn)器固定的可靠性。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10圖 2體結(jié)構(gòu)俯視圖 圖 2體結(jié)構(gòu)正視圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 體材料的選擇 體材料的介紹 船體的材料 采用的 是船 體 用結(jié)構(gòu)鋼，主要用來制造遠(yuǎn)航、沿海和內(nèi)河航區(qū)船舶的船體結(jié)構(gòu) ， 按照其最小屈服點(diǎn)劃分強(qiáng)度級別為 一般強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋼 。船用結(jié)構(gòu)鋼 是用來制造船體及其附屬結(jié)構(gòu)的最主要金屬材料 。 為 了 使船體結(jié)構(gòu)能在現(xiàn)代造船生產(chǎn)條件下順利建造 ，也 為 了 保證船的使用安全、可靠 ，船體 除 了 需要合理的設(shè)計和 正確 施工工藝外 ， 還要求船體結(jié)構(gòu)鋼材必須具有各項(xiàng)良好的技術(shù)性能 ， 如強(qiáng)度、 硬度、塑性、 韌性、耐疲勞性能、耐海水腐蝕性能以及某些特殊性能 ， 還必須具有良好的工藝性能 ， 如冷熱彎曲工藝性能和焊接工藝性能等 3。 中國船級社規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的一般強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為： A、 B、 D、 E 四個質(zhì)量等級；中國船級社規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼為三個強(qiáng)度級別、四個質(zhì)量等級 ： 40、 體材料的確定及相關(guān)參數(shù) 該水面垃圾自動打撈船主要是用在 城市和風(fēng)景區(qū)河道、湖泊水域的水面垃圾 的打撈 。為了使 船體不至于太重，故 船體的鋼板厚度定為 5在滿足各方面的功能需求的情況下，選擇船體材料為 。 該材料 的化學(xué)成分與力學(xué)性能為： 含碳量 %，含錳量為 含硅量為 含磷量 %，含硫量 %，不含鈮、釩 2元素。且該材料的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度 440 伸長率 %22 。 船體頂長 3120側(cè)傾角 15，船體總寬 2200 船體寬 800高 600棚長 2100 1085 2200體前端內(nèi)側(cè)夾角 40 ，其他相關(guān)尺寸見船體裝配圖以及 零件圖。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 的排水量和吃水深度的計算 船的 排水量是用來表示船尺度大小的重 要指標(biāo)， 船的排水量的計算也是為計算船在一定載重條件下的最大吃水深度做準(zhǔn)備的。 船的排水量又可分為輕排水量，重排水量和實(shí)際排水量。 （一） 輕排水量（ 又稱空船排水量，是船舶本身加上船員和必要的給養(yǎng)物品三者重量的總和，是船舶最小限度的重量。 （二） 重排水量（ 又稱滿載排水量，是船舶載客，載貨后吃水達(dá)到最高載重線時的重量，即船舶最大限度的重量。 （三） 實(shí)際排水量（ 是船舶每個航次載貨后實(shí)際的排水量。 在設(shè)計 該垃圾打撈船時，重點(diǎn)考慮的就是該船在滿載的情況下，最大的排水量是多少，從而計算出此時的最大吃水深度，從而來判斷船體的高度設(shè)計是否合適。所以在這里要研究的就是該船的重排水量。 體質(zhì)量的計算 利用數(shù)學(xué)的計算方法可估算出船體的體積 V m 。 由質(zhì)量的計算公式 （ 3/8.7 ）可得： 船體的質(zhì)量為 船m 排水量的計算 船在滿載時的總質(zhì)量 m 總 =m 船 +m 人 +m 蓄電池 +m 電極 +m 電機(jī) +m 垃圾 其中船體的重量約為 1600的重量約為 70電池的重量為 20機(jī)的重量為 20所能存儲的垃圾的 最大 重量約為 50總質(zhì)量 總公式 （其中 23 /1 水）可得 V 排 = 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13=1 ) 310 376.1 m 該船的重排水量為 排水 V 大吃水深度的計算 由公式吃排 可得船的最大吃水深度為 吃H 排V/A 該船的最大吃水深度為 353而船體的高度為 600 船體的高度 滿足需求 。 第三章 動力裝置的設(shè)計 電池的選擇 蓄電池也稱二次電池 ,是將所獲得的電能以化學(xué)能的形式貯存并可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種電學(xué)裝置。蓄電池按電解質(zhì)不同 ,通常分為堿性蓄電池和酸性蓄電池。 近年來 ,由于交通、通訊、計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展 ,其產(chǎn)品系列、產(chǎn)品種類、產(chǎn)品性能發(fā)生巨大變化 ,以滿足不同用途的需要。蓄電池主要應(yīng)用于各種車輛、船舶、飛機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的起動以及照明、點(diǎn)火、蓄能、應(yīng)急電源、電話交換機(jī)、不間斷電源、移動通訊、計算機(jī)、電子、儀表、便攜式電動工具、電動玩具中等。 鑒于 該作 品設(shè)計的目的 是 研制一種具有環(huán)保、高效、技術(shù)先進(jìn)的環(huán)保型水面垃圾 自動 打撈 船 ，故選用蓄電池作動力源 。 蓄電池在這 次 設(shè)計中有 兩 方面的作用，一方面是帶動便攜式船用推進(jìn)器（馬達(dá)），以實(shí)現(xiàn)船在水中的行駛和轉(zhuǎn)向；另一方面是驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)而帶動垃圾輸送裝置，以實(shí)現(xiàn)垃圾的輸送。 船用電池一般用 200 150頭電池 ,目前有統(tǒng)一、風(fēng)帆、白云、海歐、建行等買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14等。其中統(tǒng)一電池是具有國家級的船檢證的，使用較放心。 整理 資料 后 選 取 蓄電池型號為統(tǒng)一蓄電池 4蓄電池綠色環(huán)保，電池容量大，比容量高， 集電效率和 強(qiáng)度高 ， 性能穩(wěn)定， 電池的使用壽命長。如圖 3示： 圖 3電池 該蓄電池的相關(guān)參數(shù)如下： 電壓： 24V 容量： 200量： 20形尺寸為： 9 72 9 55 3 6 高）寬（長 動機(jī)的選擇 電動機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能， 通過蓄電池供電，帶動傳輸裝置完成垃圾打撈動作。輸送裝置的受力情況如圖 3示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15圖 3輸裝置的受力情況 其中：帶板垃圾鏈 選取 鏈條型號為 12A，每米鏈的重量為 42 鏈故 設(shè)垃圾的重量為 10 由式 帶板可算得 93 帶板 故 G 由圖 3以算出 24F 33 設(shè)輸送裝置的速度為 s，則 功率 9 查 微特電機(jī)應(yīng)用手冊 4選擇電機(jī)型號為 85下圖 3示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16圖 3動機(jī) 其 額定功率 定電壓為 24V， 轉(zhuǎn)速為 3000r/ 由于船體空間的限制，電動機(jī)是橫向放置在 右船體中，所以為了配合傳輸裝置的軸心方向，電動機(jī)還需與渦輪蝸桿減速箱配合使用，如圖示 3 3示。渦輪蝸桿減速器選用 ，傳動比為 31，渦輪齒數(shù)為 31，蝸桿頭數(shù)為 1 頭。 圖 3 蝸輪蝸桿減速箱 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17圖 3力裝置 其中渦輪蝸桿減速箱的傳動效率為 動比為 31。具體參數(shù)見零件圖以及裝配圖。 故由電動機(jī)以及渦輪蝸桿減速箱配合使用后的輸出參數(shù)為： 輸出轉(zhuǎn)速 V=3000/31=外，為了能夠控制電機(jī)的啟動以及停止，在左船體的人坐立空間的前面裝 置一個電機(jī)控制臺，具體位置可參照三維圖以及裝配圖。如圖 3示即為其啟保停控制電路圖，控制電機(jī)以及傳輸裝置的動作。 圖 3保?？刂齐娐穲D 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 舶推進(jìn)器 的選擇 船舶推進(jìn)器是船舶上提供推力的工具，它的作用是將船舶動力裝置提供的動力轉(zhuǎn)換成推力，推進(jìn)船舶。 船舶推進(jìn)器 即 推動船舶前進(jìn)的機(jī)構(gòu)。它是把自然力、人力或機(jī)械能轉(zhuǎn)換成船舶推力的能量轉(zhuǎn)換器。推進(jìn)器按作用方式可分為主動式和反應(yīng)式兩類。靠人力或風(fēng)力驅(qū)船前進(jìn)的纖、帆（見帆船）等為主動式，槳、櫓、明輪、噴水推進(jìn)器、螺旋槳等為反應(yīng)式?，F(xiàn)代運(yùn)輸船舶大多采用反應(yīng) 式推進(jìn)器，應(yīng)用最廣的是螺旋槳。 根據(jù)蓄電池的直流供電特點(diǎn) 以及 船體的 簡易 結(jié)構(gòu) 等 特點(diǎn)，選用懸扣式 電動船舶 推進(jìn)器，該 類 推進(jìn)器 功能性強(qiáng)， 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便安全，應(yīng)用范圍廣。 電動 船舶 推進(jìn)器是種新穎的水中 動力器具，有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、效能轉(zhuǎn)換率高、工作時無噪音等特點(diǎn)， 且還具有綠色環(huán)保，按裝便捷、維護(hù)簡易的特點(diǎn)，是一些小型的船艇作為動力的首選產(chǎn) 品，比較符合本設(shè)計的功能需要。 該類 船舶 推進(jìn)器的主桿選用不銹鋼、鋁合金或高強(qiáng)度合成纖維，保證推進(jìn)器具有足夠的剛性并經(jīng)久耐用；采用機(jī)械多級調(diào)速時，正轉(zhuǎn)五檔調(diào)速，反轉(zhuǎn)二檔調(diào)速；也可采用 電子調(diào)速，以滿足不同速度的需要；有固定把和可伸縮把 2 種選擇，使操控更加方便；弦外懸掛式安裝快速方便，并帶有防撞脫扣機(jī)構(gòu)，保護(hù)馬達(dá)安全；防纏型螺旋漿，防止推進(jìn)器因被水草纏繞而堵轉(zhuǎn)。 鑒于 船在行駛的過程中會因?yàn)樗饕约白陨斫Y(jié)構(gòu)所造成的阻力而受到影響 ， 故 在選擇船用推進(jìn)器的時候就要考慮 該船舶 推進(jìn)器的最大推力是否大于 船在行駛過程中所受到的最大阻力，并以此為依據(jù)來選擇合適的 船舶 推進(jìn)器。水流對船體的阻力可由下式來確定 式中：流體阻力系數(shù)，一般取 侵濕面積（ 2m ） 流體的密度（ 3/ 侵濕面積 S 取船在最大吃水深度時的值， 而最大吃水深度在前面計算得為 353根據(jù)數(shù)學(xué) 方法計算可以可 得 S 221.0 m ，設(shè)船在水中行駛時的最大速度為 3m/s,則船在行駛過程中，水流對船體的阻力為： 31010 0 3 阻F 了 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19則 阻 故根據(jù)算出來的值可選擇如圖 3示的推進(jìn)器，查得該推進(jìn)器的基本參數(shù)如下所示： 圖 3舶推進(jìn)器 型號：海伯船用推進(jìn)器 最大推力： G 控制方式：手控 動力方式：電機(jī)推動（蓄電池供電） 變速擋： 5 檔前進(jìn)擋 / 2 檔倒檔 電機(jī)電壓： 24V 電機(jī)最大電流： 48A 推薦使用蓄電池： 12v120度： 120以伸縮式控制手柄范圍： 13量： 14買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20第四章 傳輸 裝置的設(shè)計 輸 裝置的總體設(shè)計 傳輸裝置是經(jīng)由動力裝置驅(qū)動，將水面垃圾傳輸至垃圾存儲裝置。 根據(jù)船體的構(gòu)造原理，將傳輸裝置放在左右船體之間。 鑒于該傳輸裝置的前端 有一部分需要浸沒在水中，考慮到要適應(yīng)較惡劣的環(huán)境，故選用鏈傳動。 整個傳輸裝置 設(shè)計為 齒輪與鏈條之間的傳動，再帶動 傳輸帶 的傳動方式。 如圖示 4示 . 圖 4輸帶 鏈條結(jié)構(gòu)的形式如圖 4示，鏈節(jié)的形式鏈與輸 送帶之間用螺栓進(jìn)行固定，以帶動傳輸帶的運(yùn)轉(zhuǎn)。且在輸送帶上隔一定的距離就焊接一些倒鉤，以保證水面垃圾能夠輸送到垃圾存儲裝置內(nèi)，如圖 4示。此外，有些垃圾可能會被倒鉤鉤住，導(dǎo)致垃圾無法順利進(jìn)入垃圾存儲裝置內(nèi)，故可儲備一根帶有鉤子的長桿，以備不時之需 5。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21圖 4條 圖 4結(jié)構(gòu) 傳動的設(shè)計 條的選擇和計算 鏈傳動的 鏈速 定為 v=s，根據(jù) 鏈與 鏈輪齒數(shù) 的關(guān)系 ， 以及 小鏈輪的齒數(shù) 選用的優(yōu)先數(shù)列 ,取小鏈輪齒數(shù) 191 Z ， 傳動比的推薦值為 i=2取 i=2,所以 大鏈輪的齒數(shù)為382 Z 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 00 1202100 )2(22 p 2)2 2538(402 3825402 p=節(jié)數(shù)的選取可適當(dāng)變化，故取鏈節(jié)數(shù)為 152 節(jié) 6。 因小鏈輪軸是直接與電機(jī)的輸出軸連接在一起的，故由功率 308W,和轉(zhuǎn)速 圖 52A，查表 50 （中心距可調(diào)）得 100060 11 故取 191 Z 合適。 據(jù)節(jié)距 p ，鏈速 由圖 5得該鏈條的潤滑方式為人工定期潤滑。 1018 算結(jié)果采用節(jié)距為 A 系列、單排 152 節(jié)滾子鏈， v 000買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 輪相關(guān)尺寸的計算 已知小鏈輪的齒數(shù) 9，大鏈輪的齒數(shù) 8，鏈條節(jié)距 P=子直徑0鏈輪的設(shè)計和計算 因?yàn)樾℃溳喌闹睆叫?，在考慮了制造成本和制造方便的基礎(chǔ)上，將小鏈輪做成整體式，并為了小鏈輪與軸的固定，將小鏈輪與軸焊接在一起。其相關(guān)尺寸計算入下： 分度圓直徑：)1801 9180s 齒頂圓直徑：11m a 5.1 a 2 m a 齒根圓直徑：111 f 10116 齒寬：11 93.0 倒角寬： 111m a 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24齒側(cè)凸緣圓角半徑： 4.0 倒角半徑： 鏈輪的設(shè)計計算 大鏈輪直徑較小，在考慮了 相關(guān)情況后，將大鏈輪做成整體式并與軸焊接在一起，其相關(guān)尺寸的計算如下： 分度圓直徑： )1802)38180 齒頂圓直徑：12m a 5.1 0 d 122m 8 齒根圓直徑：122 f 因鏈條節(jié)距為 大小鏈輪的齒寬，倒角寬，齒側(cè)凸緣圓角半徑，倒角半徑相等。即： ,2,121 的設(shè)計 軸是機(jī)器中的重要零件，用來支撐做回轉(zhuǎn)運(yùn)動 的傳動零件，并起著傳遞運(yùn)動和扭矩的作用?？紤]到軸有斷裂、磨損、振動和變形等失效形式，所以軸在設(shè)計是應(yīng)具有足夠的強(qiáng)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25度和剛度，良好的振動穩(wěn)定性和合理的結(jié)構(gòu)。這里主要介紹的是小鏈輪軸，如圖所示。其作用是和小鏈輪一起轉(zhuǎn)動，帶動鏈條和帶一起運(yùn)動，將垃圾輸送到垃圾收集箱內(nèi)。由于小鏈輪的直徑較小為了便于小鏈輪與軸的固定，故將小鏈輪與軸焊接在一起 7，如圖 4示。 圖 4輪 考慮到軸的失效形式，軸的材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，該鏈輪軸無特殊要求，故選用調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼。 2求 鏈輪軸的功率 P，轉(zhuǎn)速 n，和扭矩 T 因在設(shè)計該船的時候，將電機(jī) 和渦輪蝸桿減速箱配合使用后 的輸出軸通過連軸套直接與小鏈輪軸連接起來，所以小鏈輪軸的輸入功率 P=鏈輪軸的轉(zhuǎn)速 = 矩 T=9550P/n =9550 m 3估算最小軸軸徑 因軸的材料是 45 調(diào)質(zhì)鋼，故查表 8機(jī)械設(shè)計第三版），取 C=110(C 由軸的材料和承載情況所確定的常數(shù) ) 由軸的 最小直徑估算公式3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26=19慮到軸上開有一個鍵槽，軸徑需增大 7%，又因?yàn)樾℃溳嗇S是直接與 電機(jī)和渦輪蝸桿減速箱配合使用后 的輸出軸連接在一起的，故在此基礎(chǔ)上選取軸的直徑為 40 因選取的軸徑遠(yuǎn)大于估算的最小軸徑，所以該軸的強(qiáng)度不需要校核。 轉(zhuǎn)筒的設(shè)計 為了增加 水面垃圾自動打撈船的打撈面積，在船體前方增加兩個旋轉(zhuǎn)筒，如圖 4由于傳輸帶的收集面 積有限，安裝位置僅為左右船體的中間空余部分，所以在左右船體前方安置兩個旋轉(zhuǎn)筒，以擴(kuò)及到船體所經(jīng)過位置的所有范圍 ，兩個旋轉(zhuǎn)筒相對安裝。 圖 4轉(zhuǎn)筒 旋轉(zhuǎn)筒的動力也來源于動力裝置，經(jīng)過 帶以及鏈傳動，然后由齒輪軸與 一對圓錐齒輪配合傳遞轉(zhuǎn)動到旋轉(zhuǎn)筒， 以達(dá)到垂直傳遞運(yùn)動的目的，如圖 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27圖 4錐齒輪嚙合 旋轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 4主要由上下 2對中心交叉的桿件構(gòu)成，上下對應(yīng)的桿件邊緣焊接有與其有一定角度的洞心網(wǎng)板，既能啟動網(wǎng)絡(luò)垃圾的功效，又能減少水的阻力。交叉桿件的中心處焊接有 中心軸，以啟動傳遞運(yùn)動、動力以及固定作用。 除了上述結(jié)構(gòu)外，還在桿件以及網(wǎng)板的交界處焊接有圓筒，目的在于防止水草、線狀物體等 纏繞到中心軸上，難以清理掉。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28圖 4轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 29第五章 垃圾 存儲裝置的設(shè)計 鑒于傳輸裝置的設(shè)計特點(diǎn)，在船體中間的后方位置設(shè) 計出一個垃圾存儲 箱 ?？紤]到本設(shè)計的功能需求為自動打撈，以及 為了 垃圾打撈完畢后的進(jìn)一步處理的方便性，最終設(shè)計方案 如圖 5圖 5面垃圾打撈船 垃圾 存儲 裝置是用來暫時 存儲從傳送帶上傳輸 下來的垃圾的， 整個過程是 自動、無需人操作的，垃圾從傳送帶上傳輸下來正好落在垃圾存儲箱內(nèi)。 同時左右船體的空余空間也為存儲垃圾的作用，但考慮到在船上和上岸后垃圾轉(zhuǎn)移的方便性，充分利用有效空間，增添兩個可替換的垃圾存儲箱，并用隔板與其他空間隔開。 設(shè)計出 的單個的垃圾存儲箱 如圖5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 30圖 5圾存儲箱 單個的 垃圾 存儲 箱總長 650體寬 500厚 2垃圾收集裝置與船體是分開的，整個垃圾存儲箱是利用箱子兩邊的搭扣扣在船體中間的長方體外框（無底板）上，兩者之間留有 20空間。另外 ，由于垃圾在從水中輸送 上來的過程中會連同水一起運(yùn)上來， 傳輸進(jìn)去的垃圾多少帶點(diǎn)水， 所以，箱底采用網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu) 設(shè)計 ，以便將隨垃圾一起上來的水從 垃圾存儲 箱底的孔中漏出，以減少船在行駛過程中所受的阻力 ，垃圾存儲更有效。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 31第六章 其它零部件的 設(shè)計 動軸承的選擇 滾動軸承 是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少 摩擦損失 的一種精密的機(jī)械元件。 其作用是 支承轉(zhuǎn)動的軸及軸上零件 (鏈傳動中的軸以及鏈齒輪 )，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度，滾動軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高 8。 如圖 6 示： 圖 6動軸承 根據(jù) 鏈傳動的 軸徑 d=50以及 主要承受徑向載荷等特點(diǎn)， 滾動軸承選用的是深溝球軸承，其適用于轉(zhuǎn)速高、剛度大的軸，常用于中、小功率的軸。 故 選擇滾動軸承型號為：