家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 摘要 本課題設(shè)計(jì)研究了一種電動(dòng)水旋式擦玻璃工具，它包括一個(gè)瓶體上設(shè)有回水管接口、瓶口設(shè)有噴水頭的噴水器 ；一個(gè)內(nèi)設(shè)交流電動(dòng)機(jī)、外接桿的清洗頭 ；一個(gè)其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本玻璃清洗器在擦玻璃的過(guò)程中能把擦玻璃時(shí)用的水回收后再使用、并使擦后的玻璃無(wú)水跡印，且潔凈明亮，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。 關(guān)鍵詞： 回水管接口，使用方便，使用范圍廣 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 Home design of door and window cleaner Abstract This topic design studied one kind of electrically operated Shui Xuanshi to scratch the glass tool, it was equipped with the backwater pipe fatigue, the bottle mouth including a bottle body on to be equipped with quenching heads sprinkler； In supposes the motor, outside links clear washing hair； Its internal breaks have the water pipe, the electric wire and connect wash hair clear, sprinklers pole. The water recovery which this glass purifier after scratching the glass in the process to be able to scratch glass uses uses, and causes to scratch the glass anhydrous mark India again, and buys only brightly, its structure is simple, the wiping effect is good, facile, the operation, the easy to operate, the cost is low, the use scope is broad. Key word: Backwater pipe fatigue， Easy to operate， The use scope is broad 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 1 緒論 1.1 前言家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)盤(pán)刷，利用其旋轉(zhuǎn)擦拭清洗門(mén)窗玻璃的電動(dòng)玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設(shè)置有去污清潔劑壓射軟管、自來(lái)水導(dǎo)水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長(zhǎng)的交、直流電兩用的電動(dòng)玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車(chē)輛、商場(chǎng)及公共場(chǎng)所不同面積不同高度的門(mén)窗玻 璃清洗 . 現(xiàn)行的門(mén)窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗 .對(duì)于高處的清洗面，或使用長(zhǎng)桿雞毛革掃拂，或使用水管?chē)娚?，往往是灰塵飛揚(yáng)、或?yàn)R水濕身，費(fèi)時(shí)費(fèi)力仍難以洗凈 ；至家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對(duì)于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺(tái)、甚至探身窗外，則很不安全。 本產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目的是要提供一種輕巧方便的單手就能操作的交，直流電兩用的電動(dòng)玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗 ；在水洗沾油污的玻璃時(shí)，隨時(shí)可向清洗面控制注射去污清潔劑以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗 戶(hù)外層玻璃 .握手柄經(jīng)多節(jié)自由接長(zhǎng)后，無(wú)須登高就可有效清洗高處玻璃 1.2 選題背景 1.2.1 題目來(lái)源 社會(huì)需求 1.2.2 研究的目的和意義 現(xiàn)在隨著生活水平的提高，不管是城市還是農(nóng)村，大家的居住環(huán)境都大大提高。農(nóng)村大多蓋著兩層的小洋樓，城市大量高層的居住小區(qū)也不斷涌現(xiàn)。人們生活環(huán)境在不斷提高的同時(shí)，一些生活上的問(wèn)題也暴露出來(lái)。 門(mén)窗是房子的眼睛，現(xiàn)在人都喜歡給自己的房子選個(gè)漂亮的窗戶(hù)。獨(dú)特的架構(gòu)、各種各樣的花式玻璃裝扮著房子，可是這些門(mén)窗的清潔卻給人們帶來(lái)些不大不小的困擾?，F(xiàn)在對(duì)于門(mén)窗的清洗大多 是人工自己動(dòng)手拿抹布擦洗，往往累人又臟人；而且碰到那些高層的住宅，那些暴露在外的門(mén)窗的清洗還伴隨著一些人身安全問(wèn)題。 設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)（半自動(dòng)）的用來(lái)清洗家庭門(mén)窗的機(jī)器。既可以減輕人們的生活負(fù)擔(dān)，提高生活水平；還能解決那些高空作業(yè)者的安全問(wèn)題 。 目前市售的擦窗器，大多采用在伸縮桿的前端設(shè)置塑料泡沫擦頭而構(gòu)成。其存在的問(wèn)題是清潔效率低，操作不方便，特別是用于高層建筑玻璃窗的室外清潔時(shí)，不方便操作的問(wèn)題尤為突出。為解決其擦窗器清潔效率低、不適合高層建筑玻璃窗的室外清潔問(wèn)題，提供了一種“電動(dòng)擦窗器”，其采用可展開(kāi)成 一定夾角的上、下支桿并配置裝配盤(pán)形清潔刷的電機(jī)，而構(gòu)成一種便于在室內(nèi)操作對(duì)玻璃窗外面進(jìn)行擦拭的電動(dòng)擦窗器，并且使玻璃清潔的效率大大提高。 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)盤(pán)刷，利用其旋轉(zhuǎn)擦拭清洗門(mén)窗玻璃的電動(dòng)玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設(shè)置有去污清潔劑壓射軟管、自來(lái)水導(dǎo)水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長(zhǎng)的電動(dòng)玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車(chē)輛、商場(chǎng)及公共場(chǎng)所不同面積不同高度的門(mén)窗玻璃清洗 . 現(xiàn)行的門(mén)窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗 .劉于高處的清洗面，或使用長(zhǎng)桿家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 雞毛革掃拂，或使用水管?chē)娚?，往往是灰塵飛揚(yáng)、或?yàn)R 水濕身，費(fèi)時(shí)費(fèi)力仍難以洗凈 ；至于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對(duì)于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺(tái)、甚至探身窗外，則很不安全。 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品的目的是要提供一種輕巧方便的單手就能操作的電動(dòng)玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗 ；在水洗沽油污玻璃時(shí)，隨時(shí)可向清洗面控制注射去污清潔荊以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗戶(hù)外層玻璃 .握手柄經(jīng)多節(jié)自由接長(zhǎng)后，無(wú)須登高就可有效清洗高處玻璃。 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技日新月異人們生活水平越來(lái)越高，一些曾經(jīng)只是用在特殊場(chǎng)合或服務(wù)于高端 的科技技術(shù)業(yè)逐漸走進(jìn)平常生活，服務(wù)于人們的日常生活，代替人們勞動(dòng)。 “ 機(jī)器人是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與現(xiàn)代電子自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 ,是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)等多學(xué)科綜合性的高科技產(chǎn)物 , 是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它是一種仿人操作 ,可使用于各種復(fù)雜環(huán)境。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展 ,不但可以部分取代人完成各種惡劣環(huán)境下的工作 ,而且將對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 壁面清洗機(jī)器人是極限作業(yè)機(jī)器人的一個(gè)分支 ,其目的是代替人類(lèi) ,在核工業(yè)、石化企業(yè)、建筑行業(yè)、消防部門(mén)、造船等領(lǐng)域中的危險(xiǎn)狀態(tài)下作業(yè) ,具有極其廣泛的用途和很高的 使用價(jià)值。自從二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)以來(lái) ,受到人們的廣泛關(guān)注。本文所研究的壁面清洗機(jī)器人是用于對(duì)光滑的建筑壁面進(jìn)行清洗的爬行機(jī)器人 ,具有一定實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。 ” 壁面清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 閆軍濤，重慶大學(xué)。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于門(mén)窗壁面清洗器的設(shè)計(jì)成果已經(jīng)有了很多，但很多都還只處于試驗(yàn)階段，真正成功開(kāi)發(fā)成產(chǎn)品的很少?，F(xiàn)在列舉一些國(guó)內(nèi)有關(guān)這類(lèi)清洗器申請(qǐng)的專(zhuān)利： 電動(dòng)玻璃窗清洗器 季照根，專(zhuān)利號(hào) CN86203031， 1987； 門(mén)窗玻璃擦洗機(jī) 畢嗣東 ,中國(guó)專(zhuān)利 :CN2505017,2002-08-14； 手柄式玻璃窗擦洗機(jī) 劉蘭天 . 中國(guó)專(zhuān)利 :CN2205176,1995-08-16； 玻 璃 兩 面 噴 水 擦 洗 器 沈永革 . 中 國(guó) 專(zhuān)利 :CN2560298,2003-07-16. 像這些不管是全自動(dòng)的爬墻式清洗機(jī)器人還是半自動(dòng)的窗玻璃清洗器國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)利已經(jīng)很多 . 現(xiàn)在主要的研究集中在清洗器的清洗頭上 ,也就是直接接觸玻璃的部分 . “ 噴頭是高壓水射流的執(zhí)行元件 ,噴頭的研究開(kāi)發(fā)一直是水射流研究的一項(xiàng)重點(diǎn) 。近年來(lái) ,隨著高壓水射流清洗技術(shù)應(yīng)用的廣度、深度的不斷提高 ,高壓水射流技術(shù)出現(xiàn)了快速發(fā)展的勢(shì)頭。旋轉(zhuǎn)噴頭以其清洗效率高 ,清洗效果好等特點(diǎn)在開(kāi)發(fā)與應(yīng)用中也日益受到人們的重視 ,取得了很大的成就。 ” 高壓水射流清洗技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)噴頭 王正欽 ； 管華 ； 劉庭成 ； 北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 ； 清洗世界 , Cleaning World, 編輯部郵箱 2007 年 01 期 1.2.3 指導(dǎo)思想及技術(shù)路線 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 本課題設(shè)計(jì)研究的指導(dǎo)思想就是為了解決日常生活中人們家居門(mén)窗的清洗工作，目前門(mén)窗的清洗大多采用人工手動(dòng)使用抹布或塑料泡沫擦洗，其存在的問(wèn)題就是清洗工作很不方便，往往灰塵飛揚(yáng)或?yàn)R水濕身，費(fèi)時(shí)費(fèi)力仍難以洗凈；對(duì)于多層樓房的外層玻璃清洗，爬窗臺(tái)、甚至探身窗外，則很不安全。 實(shí)現(xiàn)本課題設(shè)計(jì)目的的具體技術(shù)方案是 :電動(dòng)水旋式擦玻璃工具包括 :一 個(gè)瓶體上設(shè)有回水管接口、瓶口設(shè)有噴水頭的噴水器 ；一個(gè)內(nèi)設(shè)交流電動(dòng)機(jī)、外接桿的清洗頭 ；一個(gè)其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿 ；噴水器瓶體上回水管接口處內(nèi)設(shè)一過(guò)濾筒，在過(guò)濾筒底部設(shè)有粗濾網(wǎng)，瓶體內(nèi)吸管底部設(shè)有細(xì)濾網(wǎng)，瓶口上的噴水頭接噴水管 ；清洗頭由交流電動(dòng)機(jī)、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪及外殼組成，交流電動(dòng)機(jī)裝在電機(jī)固定殼內(nèi)，主動(dòng)齒輪設(shè)在電動(dòng)機(jī)輸出軸上，主、從動(dòng)齒輪嚙合，外殼上設(shè)有噴水管接口、回水管接口 ；從動(dòng)齒輪上各均勻分布三個(gè)葉片，葉片與從動(dòng)齒輪平面夾角小于 45 ；桿上設(shè)有手柄，與清洗頭端通過(guò)球形連接頭連接 ；手 柄上表面設(shè)有電源開(kāi)關(guān)，內(nèi)部裝有電池。 本玻璃清洗器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擦洗效果好、輕便，操作使用方便，成本低，適合廣泛使用。 2 整體方案確定 圖 1 為本清洗器結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2 為本清洗器中清洗頭的正視圖 圖 3 為圖 2 的俯視剖面圖 圖 4 為圖 2 的后視圖 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 圖中 :1 一噴水器 2一回水管 3, 8 一噴水管 4 一噴水頭 5-桿 6 一清洗頭 7 一球形連接 9一水囊 10 一電源開(kāi)關(guān) 11 一手柄 12 一過(guò)濾筒 13 一粗濾網(wǎng) 14細(xì)濾網(wǎng) 15 一清洗頭外殼16-回水管接口 17 一從動(dòng)齒輪 18 一葉片 19 一主動(dòng)齒輪 20-.噴水管接口 21 一電動(dòng)機(jī) 22一電動(dòng)機(jī) 固定殼 23 一橡膠墊圈 24 一球形連接座 25 一從動(dòng)齒輪軸孔。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 參閱圖 2, 3, 4，本實(shí)用新型中的清洗頭 6 由交流電動(dòng)機(jī) 21、主動(dòng)齒輪 19、從動(dòng)齒輪17 及外殼 15 組成，交流電動(dòng)機(jī) 21 裝在電機(jī)固定殼 22 內(nèi)，主動(dòng)齒輪 19 設(shè)在電動(dòng)機(jī)輸出軸上，主動(dòng)齒輪 19 與從動(dòng)齒輪 17 嚙合，外殼 15 上設(shè)有噴水管接口 20、回水管接口 16，從動(dòng)齒輪 17 上各均勻分布三個(gè)葉片 18，葉片 18 與從動(dòng)齒輪 17 平面夾角小于 45。 參閱圖 1，噴水器 1 的瓶體上設(shè)有回水管接口， 在接口內(nèi)有一過(guò)濾筒 12,過(guò)濾筒 12 底部設(shè)有粗濾網(wǎng) 13，瓶中吸管底部設(shè)有細(xì)濾網(wǎng) 14，瓶口上的噴水頭 4 的噴嘴上接有噴水管3，桿 5 上設(shè)有手柄 11，與清洗頭 6 端通過(guò)球形連接 7 連接，此處只要保證清洗頭 6 有三個(gè)自由度的連接都可以 ；手柄 11 上表面設(shè)有電源開(kāi)關(guān) 10，內(nèi)部裝有電池，噴水管 8 與噴水管接口 20 相接，帶有水囊 9 的回水管與回水管接口 16 相接。擦玻璃時(shí)，噴水器 1 的瓶中裝入干凈水，右手握住手柄 11，左手拿著噴水器 1，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān) 10，交流電動(dòng)機(jī)21 轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪 19 與從動(dòng)齒輪 17 嚙合驅(qū)動(dòng)葉片 18 旋轉(zhuǎn)，球形連接 7 可使從動(dòng)齒 輪17 與玻璃保持平行，因葉片 18 作高速旋轉(zhuǎn)，葉片 18 下空氣為負(fù)壓，吸引從動(dòng)齒輪 17家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 向玻璃靠近，葉片 18 緊貼玻璃，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片 18 與玻璃的摩擦力，使葉片 18 始終保持高速旋轉(zhuǎn)，刮走玻璃上的浮塵和污物，在葉片 18 旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，左手捏噴水頭 4，干凈水經(jīng)噴水管 3, 8、噴水管接口 20 從外殼巧上的三個(gè)從動(dòng)齒輪軸孔 25 以霧狀噴向玻璃，以軟化和溶解不易刮走的污物，污水隨葉片 18 轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，甩向外殼 15，沿外殼 15 流下，匯集在水囊 9 中，由于噴水器 1 的水瓶中空氣為負(fù)壓，吸引污水經(jīng)回水管2、過(guò)濾筒 12 回到瓶體中，經(jīng)過(guò) 濾筒 12 底部的粗濾網(wǎng) 13 及吸管底部的細(xì)濾網(wǎng) 14 過(guò)濾后的水又可從噴水頭 4 噴出循環(huán)使用，清洗頭 6 走過(guò)的地方無(wú)水跡印，且污水回收徹底，玻璃潔凈明亮。 3 清洗頭的設(shè)計(jì) 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 3.1 噴頭噴嘴的設(shè)計(jì) 3.1.1 噴嘴的理論研究 噴嘴是利用噴咀出流的高速射流，吸引并帶動(dòng)另一種介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的裝置。高速射流叫做噴射流體，另一種介質(zhì)叫輸送介質(zhì)。噴射流可以是水、空氣或蒸汽，輸送介質(zhì)可以是氣體、液體或固體。在氣力輸送中，噴射流體一般是空氣，輸送介質(zhì)為粉狀物料或與空氣的混合物。本專(zhuān)題研究中，空氣是噴射流體 ，灑料等 (固液兩相混合物 )為輸送介質(zhì)。 圖 4-1 自噴嘴出口 斷面起，至噴射流體（圖中虛線所示）與噴嘴壁相交的 b-b家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 截面止，長(zhǎng)度為 Le 的一段為進(jìn)口段，在進(jìn)口段內(nèi)，壓力維持不變，噴射流體射流將要輸送的流體吸進(jìn)來(lái)。斷面 b-b 至斷面 間長(zhǎng)為 Lm 的一段，稱(chēng)為混合段。斷面 至斷面 間長(zhǎng)為 L 的一段，是擴(kuò)流段。 3.1.2 噴嘴的擴(kuò)流段 擴(kuò)流段是用來(lái)將流體流動(dòng)的部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓的部件，擴(kuò)流段的擴(kuò)流角 、斷面比 S 對(duì)壓力恢復(fù)系數(shù)有決定性的影響。擴(kuò) 流角太小，則擴(kuò)流管段很長(zhǎng)，摩擦阻力大。擴(kuò)流角太大，則局部阻力損失增大。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)流角一般取 5-8。在擴(kuò)流角超過(guò) 14后，在擴(kuò)流段內(nèi)的流動(dòng)已不能將全部斷面均勻充滿(mǎn)，因此，沿?cái)U(kuò)流段壁面將會(huì)形成更強(qiáng)的旋渦，出現(xiàn)回流區(qū)，使壓力恢復(fù)系數(shù)急劇降低。 在計(jì)算噴嘴時(shí)，可取 =0.8，擴(kuò)流段長(zhǎng)度 L 按右式計(jì)算：432 2PPLtg 3.1.3 噴嘴的噴咀 噴嘴的噴咀的出口直徑根據(jù)流量 Q 和出口速度 1U 確定，即 111 4 1 . 1 3QQD uu 噴嘴進(jìn)口段及混合段進(jìn)口段長(zhǎng)度 L。根據(jù)排氣要求確定。 混合段一般作成圓筒形，前部還有一收縮段?；旌隙渭斑M(jìn)口段的內(nèi)徑，是按最小阻力，在取定流速 u3 之后，再根據(jù)流量來(lái)計(jì)算。一般地說(shuō)， u3 增大使之與 u1 的速度差減小，混合損失可以減小。但 D3 太小會(huì)使局部阻力增大。根據(jù)分析 , u3 的最佳值與 u1 的關(guān)系為 : 1231 2121 . 4 ( 1 ) ( )1 . 2quuqqq 由此可求出 A3 和 D3： 3333334GAuAD 混 合段的長(zhǎng)度要保證到 III-III 斷面時(shí)混合完成，一般取35mLD根據(jù)分析，進(jìn)口段所輸送氣流速度2u的最佳值與3u的關(guān)系為： 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 12231 . 2 ( )quuq 由此可求得進(jìn)口段所輸送氣體的通流面積為： 2222GA u 3.1.4 噴灑配氣 參數(shù)的分析 選定噴嘴后，要想獲得理想的噴灑效果，選擇合適的配氣參數(shù)是（即空氣流量，空氣壓力）是至關(guān)重要的。在噴灑中，空壓機(jī)空氣流量 Q、空氣壓力 P 必須匹配選取，他們決定了噴嘴最后出口速度的大小。實(shí)驗(yàn)指出，在噴灑過(guò)程中，要保證噴嘴速度pu為80100m/s 的高速，才能達(dá)到良好的噴灑效果。 圖 4-2 參照?qǐng)D 4-2 記混合室面積為hS。噴嘴出口面積為pS，介質(zhì)流量1Q，混合室壓力為hP，混合室氣體流量為0Q，大氣壓力為0P，氣體沿管道壓力損失為 P 。忽略泄漏、及至壓縮、介質(zhì)密實(shí)度、溫度變化等微小因素，建立基本數(shù)學(xué)模型如下。 以氣體為對(duì)象，在混合室及噴嘴處，根 據(jù)氣體運(yùn)動(dòng)方程，有： 00hhP Q P Q即0 0hhPQQ P 根據(jù)連續(xù)性方程，噴嘴出口速度為： 01ppQQUS 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 故0 1()h p phPP U S QQ 故空壓機(jī)壓力為 0 1()h p phPP P P U S Q PQ 所需空氣流量為： h h h hhP Q P QQ P P P 在噴灑設(shè)備中，一般需要安裝減壓閥等裝置，以便凋整使之滿(mǎn)足上訴關(guān)系式 對(duì)于空氣壓力的 調(diào)定，需要綜含考慮以下幾點(diǎn)問(wèn)題： 空氣壓力不能太大，否則將使工作主泵（螺桿泵）的負(fù)載過(guò)大 空氣壓力不能太小，否則需耍選擇過(guò)大排量的空壓機(jī) 對(duì)空氣流量的確定，還需考慮懸浮速度。無(wú)論是何種形式的噴嘴，只有當(dāng)介質(zhì)被壓縮空氣吹動(dòng)處于懸浮狀態(tài)形成濃密氣流時(shí)，介質(zhì)才能在噴嘴中霧化噴射而出。霧化效果直接影響噴灑的均勻程度和附著效果。要使噴嘴正常工作，在混合室內(nèi)，必須有足夠的氣流速度，該速度即懸浮速度，也稱(chēng)為沉降速度。 參照?qǐng)D 4-3，直徑為sd的球形顆粒 (當(dāng)物料 顆粒不是圓形時(shí)，可用當(dāng)量直徑表示，其值為sd=1.24 V ，其中 V 表物料顆粒體積 )在氣流中受到重力sw，空 氣 浮力 w、運(yùn)動(dòng)阻力xf,，達(dá)到力平衡狀態(tài)時(shí)，粒子處于懸浮狀態(tài)。即： 3 ()Ssdw w r rb 21221242s s sssf C A ugC d ug式中：s，粒子及空氣重度 圖 4-3 g重力加速度 sC粒子以速度在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力系數(shù)。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 sA粒子在沉降方向的投影面積。 3.1.4.1 噴嘴的噴咀直 徑 噴嘴的噴咀出口直徑根據(jù)流量 Q、和出口度速 4U 確定 : 1144QDu 式中，噴射流體 1Q =0.07 3 /m min 出口速度 4u =80m/s 1D 4.3mm 取噴嘴直徑 1D 5mm 3.1.4.2 噴嘴的混合段 混合段為圓筒形，前部還有一收縮段根據(jù)上述分析，混合段流速 3u 與 1u 的關(guān)系為 : 1231 2121 . 4 ( 1 ) ( )1 . 2YQYuuY QQQY 1 2 22 1 1G Y QQ G Y Q式中 1Y 空氣密度 1.2kg/ 3m 2Y 清洗液密度 1700kg/ 3m 1Q 空氣流量 0.07 3m /min 2Q 清洗液流量 0.043 3m /min 噴射系數(shù) Q=870 代入上式： 310.72uu 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 21 1Qu A 清洗液入口直徑取 12mm 1 24 0 . 0 4 3 0 6 . 33 . 1 4 0 . 0 1 2u m mg g 3 4.56 /u m s 33 3QA U 2 2 334433 . 1 4 0 . 0 0 5 8 0 1 . 5 7 1 0 /DuQ m s g g 3 3331 . 5 7 1 0 0 . 3 4 1 04 . 5 6Am 混合段直徑 33 4 2 0 . 8AD 取 3D =21mm 混合段長(zhǎng)度應(yīng)保證混合完成，一般取 35mLD mL =105mm 3.1.4.3 噴嘴進(jìn)氣 根據(jù)分析，噴嘴進(jìn)口所輸送氣流速度 2u 的最佳值與 3u 的關(guān)系為 : 23211 . 4 4 /1 . 2 ( )Qu u m sYQY 進(jìn)口段所輸送氣體的通流面積為 : 4322224 . 9 7 1 0GAmYu 3.1.4.4 噴嘴的口徑 噴頭的噴嘴的出口直徑根據(jù)流量和出口速度1u確定 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 1110 . 21 . 1 3 1 . 1 3 7 . 2 96 0 8 0QD m mU 所以，取1D=7mm 因采用外部混合，此時(shí)涂料自料口噴出后的速度必將大于 80m/s 所以此時(shí) 自 氣出的氣體只 需要將涂料打散即將涂料霧化即可。 3.2 清洗頭擦盤(pán)的設(shè)計(jì) 本清洗器清洗頭主要結(jié)構(gòu)有 3 塊擦盤(pán)以品字行結(jié)構(gòu)排列。每塊擦盤(pán)上有 3 只 擦片，擦片與擦盤(pán)見(jiàn)夾角不大于 45，擦片材料可以根據(jù)所需清洗環(huán)境隨時(shí)更換 .擦盤(pán)由齒輪傳動(dòng)，清洗頭正中的主動(dòng)齒輪裝于電動(dòng)機(jī)的輸出軸上 .通過(guò)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)，傳動(dòng)給周邊的 3 個(gè)從動(dòng)齒輪從而實(shí)現(xiàn)擦盤(pán)的清洗工作 . 3.2.1 齒輪傳動(dòng) 3.2.1.1 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （ 1） 齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 （ 2） 齒輪傳動(dòng)主要優(yōu) 點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。 （ 3） 齒輪機(jī)構(gòu)主要缺點(diǎn)：制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，不宜用于兩軸間距離較大的場(chǎng)合。 3.2.1.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分類(lèi) 按軸的相對(duì)位置 平行軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 相交軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 按齒線相對(duì)齒輪體母線相對(duì)位置 直齒、斜齒、人字齒、曲線齒 按齒廓曲線 漸開(kāi)線齒、擺線齒、圓弧齒 按齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作條件 閉式傳動(dòng)、開(kāi)式傳動(dòng)、半開(kāi)式傳動(dòng) 按齒面硬度 軟齒面（ 350HB）、硬齒面（ 350HB） 說(shuō)明： 平行軸齒 輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又稱(chēng)為平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) . 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 相交軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為空間齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) . 閉式傳動(dòng)的齒輪封閉在箱體內(nèi)，潤(rùn)滑良好；開(kāi)式傳動(dòng)的齒輪是完全外露的，不能保證良好潤(rùn)滑；半開(kāi)式傳動(dòng)的齒輪浸在油池內(nèi)，裝有防護(hù)罩，不封閉。 3.2.1.3 傳動(dòng)的基本要求： 在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，一般要滿(mǎn)足以下兩個(gè)基本要求： （ 1） 傳動(dòng)平穩(wěn) -在傳動(dòng)中保持瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，沖擊、振動(dòng)及噪音盡量小。 （ 2） 承載能力大 -在尺寸小、重量輕的前提下，要求輪齒的強(qiáng)度高、耐磨性好及壽命長(zhǎng) 根據(jù)本設(shè)計(jì) 要求，選用直齒圓柱齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，下面對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 試算 : 213112 . 3 2 t Etd HKT Zudu 1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù)tK 1.3； （ 2）計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 : 5 5 51 1 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 4 0 9 6 0 3 . 9 8 1 0T P n N m m N m m （ 3）由表 7 選取齒寬系數(shù)d=0.9； （ 4）由表 6 查材料彈 性影響系數(shù)EZ=189.8 MPa ； （ 5）由圖 4e 按齒面硬度中間值 52HRC 查大、小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限l i m 1 l i m 2 170HH M P a； （ 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 9116 0 6 0 9 6 0 1 2 8 3 0 0 1 5 4 . 1 4 7 1 0hN n j L 992 4 . 1 4 7 1 0 3 . 2 1 . 2 9 6 1 0N （ 7）由圖 2 查接觸疲勞壽命系數(shù)120 . 8 8 ； 0 . 9 0 ；H N H NKK（ 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1，安全系數(shù) S 1， 1 li m 11 H N HH K S 2 l i m 22 H N HH K S 2）計(jì)算 （ 1）試算小齒輪分度圓直徑1td，代入 H中較小值 2 251 3311 1 . 3 3 . 9 8 1 0 4 . 2 1 8 9 . 82 . 3 2 2 . 3 2 6 8 . 3 90 . 9 3 . 2 1 0 3 0t Etd HKT Zud m mu （ 2）計(jì)算圓周速度 v 11 6 8 . 3 9 9 6 0 3 . 4 46 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s （ 3）計(jì)算齒寬 b 1 0 . 9 6 8 . 3 9 6 1 . 5 5dtb d m m （ 4）計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù)11 6 8 . 3 9 2 4 2 . 8 5ttm d z m m 齒高 2 . 2 5 2 . 2 5 2 . 8 5 6 . 4 1 3th m m m 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 b/h=61.55/6.413=9.6 （ 5）計(jì)算載荷系數(shù) v 3.44m/s， 7 級(jí)精度，由圖 5 查動(dòng)載系數(shù)vK 1.12； AtK F b100N/mm，由表 3 查齒間載荷分配系數(shù)HFKK=1.1； 由表 1 查使用系數(shù)AK 1； 由表 4 查接觸強(qiáng)度計(jì)算用齒向載荷分布系數(shù)HK 1.43；（由表中 6 級(jí)精度硬齒面齒輪查，適當(dāng)加大） 由圖查彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算用齒向載荷分布系數(shù)FK 1.37；（由 b/h 9.6，HK 1.43） 故載荷系數(shù) KA v HK K K K=11.121.11.43 1.72 （ 6）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所分度圓直徑， 3311 6 8 . 3 9 1 . 7 2 1 . 3 7 5 . 0 8ttd d K K m m （ 7）計(jì)算模數(shù) m 11m d / z 7 5 . 0 8 / 2 4 3 . 1 2 8 m m 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎 曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 13 212 F a S ad FYSKTm m mz 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （ 1）由圖 3d 查大、小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限F E 1 F E 2 6 8 0 M P a ； （ 2）由圖 2 查彎曲疲勞壽命系數(shù)1 0 . 8 8 ； 0 . 9 ；F N F NKK（ 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1.4， 1112224 2 7 . 44 3 7 . 1 4F N F EFF N F EFK M P aSK M P aS（ 4）計(jì)算載荷系數(shù) K KA v HK K K K=11.121.11.37 1.69 （ 5）查取齒形系數(shù) 由表 5 查齒形系數(shù)F a 1 F aY 2 . 6 5 Y 2 2 . 2 2 6； （ 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 5 查應(yīng)力校正系數(shù)S a S aY 1 1 . 5 8 Y 2 1 . 7 6 4；。 （ 7）計(jì)算大小齒輪 Fa SaFYY并加以比較 1112222 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 0 9 84 2 7 . 42 . 2 2 6 1 . 7 6 4 0 . 0 0 8 9 84 3 7 . 1 4F a S aFF a S aFYYYY家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 小齒輪數(shù)值大。 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 53 22 1 . 6 9 3 . 9 8 1 0 0 . 0 0 9 8 2 . 9 40 . 9 2 4m m m 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) m略大于由齒根疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)，齒輪模數(shù) m大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算模數(shù) 2.94，并按表12 ，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m 3mm ，按接觸強(qiáng)度算分度圓直徑1d 7 5.0 8 m m， 由11z d / m 7 5 . 0 8 / 3 2 5 . 0 3 ，取 z1 25 21z uz 80 幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 11d z m 2 5 3 7 5 m m 22d z m 8 0 3 2 4 0 m m 2）計(jì)算中心距 12a d d / 2 7 5 2 4 0 / 2 1 5 7 . 5 m m （ ） （ ） 3）計(jì)算齒輪寬度 d1b d 0 . 9 7 5 6 7 . 5 m m 圓整，取21B 6 8 m m B 7 3 m m ， 。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 驗(yàn)算 5112 2 3 . 9 8 1 0 1 0 6 1 3 . 3 375tT NdF = 1 0 6 1 3 . 3 3 1 5 6 . 0 8 1 0 068AtKF N m m N m mb 合適 3.3 電動(dòng)機(jī)的選用 根據(jù)本清洗器的設(shè)計(jì)要求，此電動(dòng)機(jī)裝在清洗頭中，主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)擦盤(pán)旋轉(zhuǎn)達(dá)到擦洗門(mén)窗的目的。所以其體積不應(yīng)過(guò)大，質(zhì)量必須得輕。 擬采用 Y801型電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)通過(guò)改進(jìn)應(yīng)該能符合本清洗器的所需工作要求。 查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表 10-4-1，它的主要性能參數(shù)如下表： 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率kw 滿(mǎn)載 轉(zhuǎn)速 r/min 電流 A 效率 功率因數(shù)cos Y801- 0.55 1390 1.51 73 0.76 起動(dòng)電流 /額定電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 重量 kg 6.5 2.2 2.2 17 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 4 電動(dòng)機(jī)主軸的設(shè)計(jì) 作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都要裝在軸上來(lái)實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大多數(shù)軸還起著傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。軸要用滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承來(lái)支撐。常見(jiàn)的軸有直軸和曲軸，曲軸主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械中。本清洗器的設(shè)計(jì)用的是直軸。 4.1 軸的分類(lèi) 根據(jù)軸的承載情況 可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類(lèi)。只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩的軸稱(chēng)為“心軸”；只承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩的軸稱(chēng)為“傳動(dòng)軸”；同時(shí)承受彎矩和轉(zhuǎn)矩的軸稱(chēng)為“轉(zhuǎn)軸”。 4.2 軸的材料 軸的常用材料主要有碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價(jià)廉、對(duì)應(yīng)力集中敏感性比合金鋼低，應(yīng)用較為廣泛。對(duì)重要或承載較大的軸，宜選用 35、 40、 45 和 50 等優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其中以 45 鋼最為常用，為了提高其機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。對(duì)不重要或受力較小的軸，可采用 Q235、 Q255 或 Q275 等普通碳素鋼制造。 合金鋼具有較高的機(jī)械性能和良好的熱處理性能 ，但價(jià)格較貴且對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，多用于有特殊要求的軸。常用的合金鋼有 20Cr、 20CrMnTi、 38CrMoAl、 40Cr 和 40MnB等。對(duì)于要求局部表面有較高耐磨性的軸，如與滑動(dòng)軸承配合的高速軸，可采用低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火來(lái)提高軸頸的硬度。進(jìn)行表面熱處理和表面強(qiáng)化處理，對(duì)提高軸的疲勞強(qiáng)度有顯著的效果。 必須指出的是：合金元素和熱處理對(duì)鋼的彈性模量影響甚微，因此用合金鋼代替碳素鋼或通過(guò)熱處理來(lái)提高軸的剛度，并無(wú)實(shí)效。此外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感性較高，因此，設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)，更應(yīng)注意從結(jié)構(gòu)上設(shè)法減少應(yīng)力集中源 和降低應(yīng)力集中的程度，并合理地提高其表面質(zhì)量。 軸的毛坯一般采用圓鋼或鍛件。直徑相差不大的階梯軸或光軸，可選用熱軋圓鋼車(chē)削而成。對(duì)尺寸較大或直徑相差較大的階梯軸，為節(jié)省材料和改善機(jī)械性能，以采用鍛件毛坯為宜。 對(duì)形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等可采用球墨鑄鐵。球墨鑄鐵具有價(jià)廉、吸振性家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 好、耐磨性高、應(yīng)力集中敏感性低等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度低，鑄件質(zhì)量不易控制。 軸設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題和一般步驟 4.2.1 軸設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題 具有合理的結(jié)構(gòu)和足夠的承載能力是軸設(shè)計(jì)時(shí)必須解決的兩個(gè)主要問(wèn)題。 4.2.2 軸設(shè)計(jì)的一般步驟 確 定許用應(yīng)力；估算最小直徑、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；軸的強(qiáng)度校核計(jì)算。 4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則：（ 1）軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；（ 2）軸上零件應(yīng)便于拆卸和調(diào)整；（ 3）軸應(yīng)具有良好的加工工藝性；（ 4）盡量減小應(yīng)力集中；（ 5）受力合理，有利于節(jié)約材料，減輕軸的重量。 軸上零件的定位和固定 4.3.1 軸上零件的軸向定位和固定 軸上零件的軸向定位和固定以軸肩、軸環(huán)、套筒、鎖緊擋圈、圓螺母、彈性擋圈、軸端擋圈、軸承端蓋及圓錐面等來(lái)實(shí)現(xiàn)。 4.3.2 軸上零件的周向定位和固定 為 使零件和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)并可靠地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，周向固定可以用普通平鍵或花鍵聯(lián)接。當(dāng)要求對(duì)中性好，在振動(dòng)條件下工作時(shí)，可用軸孔間的過(guò)盈配合；也可兩者同時(shí)采用。在載荷很小時(shí)，也可以采用緊定螺釘或銷(xiāo)釘。 4.3.2.1 各段軸徑和長(zhǎng)度的確定 軸徑的確定原則 確定各段直徑時(shí)應(yīng)遵循如下原則： 1）有配合要求的軸段應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)直徑。 2）安裝標(biāo)準(zhǔn)零、部件處的軸段，其直徑必須符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。 3）用作定位和固定的軸肩或軸環(huán)，其高度應(yīng)滿(mǎn)足要求；非定位軸肩的高度一樣取 a1 2mm。 4）應(yīng)當(dāng)有利于軸上零件的裝拆。 長(zhǎng)度的確定 軸的各段長(zhǎng)度主要根據(jù)軸上零件的軸向尺寸及軸系結(jié)構(gòu)的總體布置來(lái)確定。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 4.4 軸的強(qiáng)度計(jì)算 4.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 33 5TPdAn式中 d 軸的直徑， mm ； T 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩， N mm ， 69 .5 5 1 0 PTn； P 軸傳遞的額定功率， kW ； 軸材料的許用切應(yīng)力， MPa ，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表 4-1-8 n軸的轉(zhuǎn)速 ， minr ； A 系數(shù)，見(jiàn)表 4-1-8。 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 12 23 2 24 40 . 1 0 . 2aFMT Nd d d 式中 d 軸的直徑， mm ； 軸在計(jì)算截面上的工作應(yīng)力， MPa ； M 軸在計(jì)算截面上的合成彎矩， N mm ； T 軸在計(jì)算截面上的合成彎矩， N mm ； aF軸在計(jì)算截面上的軸向載荷， N ； 1許用彎曲應(yīng)力， MPa ，見(jiàn)表 4-1-2，對(duì)于固定心軸：當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí)，將1改寫(xiě)為1；當(dāng)載荷變化時(shí)改寫(xiě)成 0； 0、1見(jiàn)表 4-1-2； 、 根據(jù)切應(yīng)力或軸向應(yīng)力變化性質(zhì)而定的校正系數(shù)， 切應(yīng)力或軸向應(yīng)力按對(duì)稱(chēng)變化時(shí) =1， =1 切應(yīng)力或軸向應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化時(shí)， 1 0 0 . 6 , 0 . 6 切應(yīng)力或軸向應(yīng)力不變時(shí)， 1 1 0 . 3 , 0 . 3 ； 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 4.5 軸的強(qiáng)度校核 4.5.1 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 1 22 34 TSSMTKKWW 式中 1材料的彎曲疲勞極限， MPa ，見(jiàn)表 4-1-2； M 、 T 軸危險(xiǎn)截面上的彎矩和轉(zhuǎn)矩 ， N mm ； W 、TW軸危險(xiǎn)截面上的抗彎和看扭截面模數(shù)， 3mm ；見(jiàn)表 4-1-12； 、彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的平均應(yīng)力折合為應(yīng)力幅的等效參數(shù)。 4.5.2 靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核 危險(xiǎn)截面安全系數(shù)校核公式： 22m a x m a x m a x3SSSaTM F TW A W 式中 S靜強(qiáng)度的許用安全系數(shù)，見(jiàn)表 4-1-23； S材料的屈服極限， MPa ，見(jiàn)表 4-1-2； maxM、maxT軸危險(xiǎn)截面上的最大彎矩和最大扭矩， N mm ； maxaF作用在軸上的最大軸向載荷， N ； W 、TW軸危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭截面模數(shù)， 3mm ，見(jiàn)表 4-1-12； A 軸危險(xiǎn)截面的面積， 2mm 。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 4.6 軸的剛度校核 4.6.1 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核 軸的扭轉(zhuǎn)剛度用每迷軸長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 來(lái)度量。計(jì)算公式見(jiàn)表 每米軸長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角計(jì)算公式 實(shí)心軸 空心軸 光軸 47350Td 4407350 Tdd階梯軸 47350 iiiTlld 4407350 iiiiTll dd 式中 T 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩， Nm ； l軸受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度， mm ； d 軸的外經(jīng)， mm ； 0d空心軸的內(nèi) 徑， mm ； iT第 i 段軸所受的轉(zhuǎn)矩， Nm ； il、id、0id第 i 段軸長(zhǎng)度、直徑、和空心軸 內(nèi)徑， mm ； 許用扭轉(zhuǎn)角。 4.6.2 軸的彎曲剛度校核 軸的彎曲剛度用撓度 y 及偏轉(zhuǎn)角 來(lái)度量。對(duì)于一般機(jī)械，軸的許用撓度 y 和許用偏轉(zhuǎn)角 見(jiàn)表機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表 4-1-25。 光軸的撓度和偏角的計(jì)算公式見(jiàn)表 4-1-26。對(duì)于階梯軸，如果對(duì)計(jì)算精度要求不高時(shí)，可用當(dāng)量直徑為vd的光軸近似計(jì)算： iividld l 式中 il、id階梯軸第 i 段的長(zhǎng)度和直徑， mm 。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 5 清洗器手柄的設(shè)計(jì) 5.1 手柄與清洗頭的連接 本清洗器清洗頭與手柄采用球形連接。采用這種球形連接可以讓清洗頭獲得 3 個(gè)自由度，在清洗工作過(guò)程中清洗頭可以隨時(shí)保持與清洗面平行，緊貼要清洗的門(mén)窗。大大提高工作效率，同時(shí)也可以讓操作者工作更加輕松，不必呆板的站著保持一個(gè)姿勢(shì)。因?yàn)榍蛐芜B接的緣故，即使操作手握清洗器手柄隨便走動(dòng)改變手握姿勢(shì)和角度都不會(huì)影響到清洗頭擦盤(pán)的工作。得益于球形連接的特性，使本清洗器得以最大限度的達(dá)到方便于人的宗旨。 5.2 手柄支撐桿 根據(jù)實(shí)際觀察及設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給的原 始數(shù)據(jù)，室內(nèi)門(mén)窗高度一般在 1.5 2.0m。采用直徑為 50mm，長(zhǎng)度為 800mm 的支撐桿。桿與清洗頭采用球形連接，內(nèi)部設(shè)計(jì)成中空的。中空部分有壓射水管及電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線穿過(guò)，在輕便的前提下還必須滿(mǎn)足足夠的強(qiáng)度，所以建議采用合金鋼制造。支撐桿下端手柄設(shè)有電氣開(kāi)關(guān)，控制清洗頭工作的運(yùn)轉(zhuǎn)。 5.3 清洗液軟管 軟管上端與清洗頭噴嘴連接，噴水管 8 與噴水管接口 20 相接，帶有水囊 9 的回水管與回水管接口 16 相接。擦玻璃時(shí)，噴水器 1 的瓶中裝入干凈水，右手握住手柄 11，左手拿著噴水器 1，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān) 10，直流電動(dòng)機(jī) 21 轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪 19 與從動(dòng)齒輪 17 嚙合驅(qū)動(dòng)葉片 18 旋轉(zhuǎn)，球形連接 7 可使從動(dòng)齒輪 17 與玻璃保持平行，因葉片 18 作高速旋轉(zhuǎn)，葉片 18 下空氣為負(fù)壓，吸引從動(dòng)齒輪 17 向玻璃靠近，葉片 18 緊貼玻璃，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片 18 與玻璃的摩擦力，使葉片 18 始終保持高速旋轉(zhuǎn)，刮走玻璃上的浮塵和污物，在葉片 18 旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，左手捏噴水頭 4，干凈水經(jīng)噴水管 3, 8、噴水管接口 20 從外殼巧上的三個(gè)從動(dòng)齒輪軸孔 25 以霧狀噴向玻璃，以軟化和溶解不易刮走的污物，污水隨葉片 18轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力作用下，甩向外殼 15，沿外殼 15 流下，匯集在水囊 9 中，由于 噴水器 1的水瓶中空氣為負(fù)壓，吸引污水經(jīng)回水管 2、過(guò)濾筒 12 回到瓶體中，經(jīng)過(guò)濾筒 12 底部的粗濾網(wǎng) 13 及吸管底部的細(xì)濾網(wǎng) 14 過(guò)濾后的水又可從噴水頭 4 噴出循環(huán)使用，清洗頭 6走過(guò)的地方無(wú)水跡印，且污水回收徹底。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用，答辯優(yōu)秀 6 噴水器的選用 本設(shè)計(jì)清洗器主要是方便家居門(mén)窗的清洗，綜合考慮成本、操作的輕便。 本清洗器的噴水裝置選用如圖的噴水壺。 家居門(mén)窗清洗器的設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)好資料，畢設(shè)專(zhuān)用