掃拖一體機說明

1、2012年全國機械創(chuàng)新設(shè)計參賽作品掃拖一體機設(shè)計說明書 參賽成員：歐陽崇偉 楊勝世 姜敏 吳應(yīng)福 汪明鐘 指導(dǎo)老師：蒙秉嵩 蘭道強貴陽學(xué)院2012年5月2號 掃拖一體機設(shè)計者:歐陽崇偉，姜敏，楊勝世，吳應(yīng)福，汪明鐘指導(dǎo)教師：蒙秉嵩 蘭道強（貴陽學(xué)院 機電系） 摘要：生活節(jié)奏加快，工作繁忙，在家時間很少，家是人們的心靈港灣，忙碌了一天能回到家好好休息是一種享受。特別是家的干凈、整齊更能使我們工作之余帶來安逸和舒適的感覺。相反家里灰塵滿地，心情一定很糟，還要花費大量時間帶著疲憊的身體去打掃各個房間的衛(wèi)生，估計這不是每個人都愿意做的。如何在最短的時間里打掃好家里衛(wèi)生？帶著這個問題，我們設(shè)計了掃拖一體

2、機。實驗結(jié)果表明，該設(shè)備工作穩(wěn)定，性能可靠，功能效果好。關(guān)鍵詞：掃拖一體機、濕拖、干拖、甩干、節(jié)能、環(huán)保。目 錄 作品簡介一 研制背景及意義4二 設(shè)計方案 .5三 理論設(shè)計計算 .7四 工作原理及性能分析 .10五 創(chuàng)新點及運用.11六 參考文獻 .13 作品簡介 手推掃拖一體機是用于清掃平地上的垃圾。它通過人來推動機器前進，不需要電力驅(qū)動。只是利用驅(qū)動輪與地面的摩擦力獲得動力，節(jié)約電能，低碳、環(huán)保符合當今社會主題，同時也符合了我們本屆機械設(shè)計的主題：美好生活，幸福今天和明天。另外在推動掃拖一體機打掃地面時還可以鍛煉身體。驅(qū)動輪在地面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過齒輪和帶輪的傳遞給掃筒，掃筒的旋轉(zhuǎn)把地上的垃圾

3、打到垃圾斗里，并且在掃地的同時實現(xiàn)拖地功能。 用于家庭室內(nèi)地面清潔，在家庭和一些公共場合可以用來清掃較平而寬的地面，他能夠?qū)Φ孛娴睦?、灰塵等贓物進行一次性掃、拖工作。從而大大減少了人們打掃衛(wèi)生的時間，提高工作效率。 掃拖一體機設(shè)計尺寸較小、外觀精致美觀、體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于收放等特點。本機構(gòu)設(shè)置了濕拖和干拖，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性的掃拖功能，從而減小了人們的拖地時間，還在干拖上安裝了甩干機構(gòu)，便于干拖的甩干。一背景及意義 隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏加快，時間意識的加強。人們大部分時間用在工作上，在家時間很少，但是家的存在是人們的心靈港灣，忙碌了一天能回到家好好休息。家的干凈能使我們工作之余帶來安逸和舒

4、適。相反家灰塵滿地，心情一定很糟。還要花費大量時間帶著疲憊的身體去打掃各個房間的衛(wèi)生。這應(yīng)該不是每個人都愿意做的。如何在最少的時間里打掃好家庭衛(wèi)生？帶著這個問題，我們設(shè)計了掃拖一體機。 這款掃地機最大的特點就是實現(xiàn)了傳統(tǒng)掃地與拖地相結(jié)合，成為我們打掃家庭衛(wèi)生時有力助手，我們省時省力打掃家庭衛(wèi)生，不會為打掃家里衛(wèi)生而煩惱了，我們擁有更多時間享受全家在一起的幸福、快樂。 2 設(shè)計方案 本小組經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在市場上賣的掃地機基本上都是電動 的，而與當今所提倡的低碳、節(jié)能、環(huán)保主題不符，且市場上賣的掃地機都沒有帶拖把，都得先掃干凈再用拖把去拖，這樣就大大的耽誤時間，一是我們就構(gòu)想出來了掃拖一體機，它不

5、需要消耗電能，手只要輕輕的一推就能把地上的垃圾掃干凈且拖干凈，一次性的解決了傳統(tǒng)的先掃再拖的過程。1.總體結(jié)構(gòu) 總體由掃筒機構(gòu)、垃圾斗機構(gòu)、濕拖機構(gòu)、干拖機構(gòu)、驅(qū)動輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、帶輪機構(gòu)、伸縮桿機構(gòu)組成、裝水機構(gòu)。2. 掃筒機構(gòu)的設(shè)計 實現(xiàn)該功能的主要零件有：塑料毛刺、塑料管、掃筒軸，其中動力源是驅(qū)動輪與地面的摩擦而產(chǎn)生，然后通過齒輪增速和帶輪傳遞轉(zhuǎn)矩給掃筒，提高齒輪的傳動比從而達到掃筒所需的轉(zhuǎn)速。3. 垃圾斗的設(shè)計 為使垃圾斗的底面靠近地面而不接觸，一是就利用了三點確定一個平面的原理，在垃圾斗的底面確定兩個點再在其頂部調(diào)整另一點，從而確保其與地面保持23mm的距離。4. 濕拖的設(shè)計 濕拖

6、的旋轉(zhuǎn)方向與驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，利用這個原理，從而使?jié)裢吓c地面的相對運動加大，能更好地對地面的污質(zhì)實現(xiàn)了拖干凈，這樣我們就在濕拖安裝了一個齒輪與驅(qū)動輪軸上的齒輪嚙合就能實現(xiàn)此功能。5. 干拖的設(shè)計 干拖不僅要實現(xiàn)把地拖干，更得把它沾的水給甩干，這時我們就增加了甩干機構(gòu)，在干拖的軸上加帶輪，把線繩綁扎在帶輪上，利用慣性原理，拉繩的另一端就能使其快速旋轉(zhuǎn)而把水甩干。6. 推桿的設(shè)計 為了使外觀更美觀、易于攜帶、便于收放，在與掃地機接觸的一端安裝了類似于萬向軸的機構(gòu)，可以前后旋轉(zhuǎn)150度，且干分成兩節(jié)可以收縮。3 理論設(shè)計計算1. 總體尺寸設(shè)計 此作品最大的特點在于實現(xiàn)掃，裝，拖，甩的協(xié)調(diào)，因此只

7、有設(shè)計好個狀態(tài)的結(jié)構(gòu)尺寸才能協(xié)調(diào)、合理的實現(xiàn)此功能。a. 掃拖一體機的外形尺寸 圖1 為了使其占用的空間更小些，且能實現(xiàn)其功能，故我們設(shè)計其長為350mm,寬為250mm,高為120mm。b.推桿的尺寸 根據(jù)一般人的正常習(xí)慣，為了使推時不用彎腰，我們把他的尺寸定在1300mm,手握時有手感其寬定在30mm.2.掃筒轉(zhuǎn)速的計算A.拖地時的平均速度v=0.8m/s,由公式2nr得驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速為 第 I 條 n1=v/2r=3.18r/s,(其中r=40mm為驅(qū)動輪的半徑)b.齒輪的傳動比i14=n1/n4=z2z4/z1z3=0.1438,可得掃筒的轉(zhuǎn)速 n4=n1/i14=22.15r/s,(其

8、中z為齒輪齒數(shù)z1=z3=58,z2=z4=22) 大齒輪圖 d=mz,(d為分度圓直徑，m為模數(shù)，z為齒輪齒數(shù)) Ha=(hax+x)m,(ha為齒頂高，hax=1為齒根高系數(shù)，x=0為變 位系數(shù)) Hf=(hax+cx-x)m,(hf為齒根高，hax=1為齒根高系數(shù)，cx=0.25 為齒底隙系數(shù))3. 強度與剛度校核 此作品對掃、拖的設(shè)計強度沒有特殊的要求，已滿足使用條件，其總重是5kg,在推掃拖一體機時無需很大的力矩，我們選的鋼材足以滿足其要求，所以無需其強度與剛度的校核。4.中心距的計算a.第一對齒輪的中心距d1=m(z1+z2)/2=40mm(m=1為齒輪的模數(shù))。b.第二對齒輪的中

9、心距等于第一對的中心距d2=d1=40mm。c.第三對齒輪的中心距d3=m(z1+z中)/2=50mm(z中為中齒輪的齒數(shù))。d.帶輪的中心距，因為兩個帶輪是一樣大的，且滿足垃圾斗的安放， 我們?nèi)∑渲行木酁閐帶=82mm。 側(cè)版的中心矩定位孔圖4. 工作原理及性能分析a.工作原理工作原理，驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，通過齒輪和帶輪的旋轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)矩傳給掃筒，掃筒的旋轉(zhuǎn)把地面的垃圾甩到垃圾斗里，通過一級齒輪使?jié)裢吓c前進方向反轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的摩擦力，從而將地面難以掃清的污漬拖干凈，緊隨其后的干拖將遺留下來的水分拖干，通過拉線增速甩干已濕的干拖筒，以便繼續(xù)掃拖功能。 b.性能 本作品主要用于掃地、拖地用，當?shù)厣嫌性S

10、多垃圾時，只要我們用手輕輕的推一下就能把地上的垃圾掃干凈，還能拖干凈，其他地面不需要拖時我們可以去掉拖筒，這樣就實現(xiàn)了掃地效果了，其效果很好，通過多次試驗都能把地上的垃圾掃干凈，其結(jié)構(gòu)緊湊，推桿可以伸縮，使用壽命很長，只要其皮帶不斷就能一直使用下去，即使斷了也可以安裝上去，從而其壽命可以延續(xù)很長，干拖濕了可以甩干，這也充分符合人們的要求。4 創(chuàng)新點及運用a創(chuàng)新點1. 掃與拖的結(jié)合 掃托一體機最大的特點就是打破了傳統(tǒng)的單掃、單拖的打掃方式，實現(xiàn)一次性掃和拖功能，在拖的時候不僅是可以濕拖同時還可以干拖，當干拖濕了還能通過拉線甩干，還可以按要求只掃不拖，把拖筒拆卸即可實現(xiàn)此功能。2. 低碳環(huán)保 驅(qū)動

11、輪與地面產(chǎn)生的摩擦力通過齒輪和帶輪的傳動為掃筒提供動力源。消耗的是人的體力，這也相當于鍛煉身體，利于健康，而且又不產(chǎn)生什么污染，符合當今社會提倡的低碳環(huán)保主題。3. 結(jié)構(gòu)簡單，方便維修 掃拖一體機結(jié)構(gòu)簡單，以最少的零件，實現(xiàn)掃拖一體的功能。主要部件可以拆卸，零部件市場上能買到，零件更換方便，自己就可以維修，從而延長掃地機使用壽命，在干拖上加了甩干機構(gòu)，利用慣性原理，將線的一端與干拖，另一端手拉使其快速旋轉(zhuǎn)就能把干拖的水甩干。4. 占用空間小，操作簡單方便 掃拖一體機，設(shè)計尺寸緊湊，考慮到占地面積等因素，在設(shè)計時就充分考慮其體積盡量小，只要很小的占地面積，推桿的伸縮更能方便收放，掃地機操作簡單，只要人推動它前進，就可以掃地和拖地，且不需要很大的推力，小孩都很容易使用。b.運用 此產(chǎn)品可以用于家里、宿舍、教室、超市、廣場等，體積小、重量輕、易于攜帶、效果好等特點。 制作簡單、成本低、單件成本600元，批量生產(chǎn)成本還可以更低些，具有良好的市場前景。6 參考文獻1 單輝祖，材料力學(xué)教程，北京，高等教育出版社，20042 邱宣懷，機械設(shè)計，北京，