加工車間自動(dòng)清掃機(jī)設(shè)計(jì)

1、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)丿題 目：機(jī)械加工車間清掃機(jī)設(shè)計(jì)姓名：劉翠學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)：2010.04學(xué)號(hào)：20102469指導(dǎo)教師：徐永健2014年6 月 16 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確 標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及 已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。與我一同 工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了 謝意。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期：年

2、_月_日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論 文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人授權(quán) 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn) 行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè) 計(jì)）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相 關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期：年_月_日指導(dǎo)教師簽名： 日期：年_月_日摘要 TOC o 1-5 h z AbstractII HYPERLINK l bookmark8 o C

3、urrent Document 1選題背景1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2方案論證3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 2.1設(shè)計(jì)要求3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2.2總體方案確定3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3過程論述7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 3.1鐵屑收集裝置設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark

4、20 o Current Document 3.2動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 3.3吸塵裝置設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 3.5底盤的設(shè)計(jì)21 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 4總結(jié)22 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 參考文獻(xiàn)23 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 致謝24機(jī)械加工車間清掃機(jī)設(shè)計(jì)摘要本課題所

5、設(shè)計(jì)的機(jī)械加工車間清掃機(jī)主要用于大型機(jī)械加工車間內(nèi)鐵屑、紙片和灰塵的收集與分類 處理。其設(shè)計(jì)目的是提高工作效率、節(jié)約勞動(dòng)力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)對(duì)三類垃圾采用獨(dú)立收集：對(duì) 于鐵屑，采用通電磁鐵吸收再用輸送帶送至鐵屑箱的方式收集；紙片則采用負(fù)壓吸取的方式清除；灰塵 應(yīng)先用毛刷將其揚(yáng)起，再用負(fù)壓收集并輸送至垃圾箱。獨(dú)立收集的方式能夠保證各類垃圾的有效清除, 既利于垃圾分類又避免了塵土的二次污染，收集方式新穎。本設(shè)計(jì)即能滿足大型機(jī)加工車間的垃圾收集, 又可適應(yīng)于各種相同環(huán)境場(chǎng)地的垃圾清理，具有現(xiàn)實(shí)意義。本文中所提方案皆進(jìn)行了謹(jǐn)慎的對(duì)比、篩選， 對(duì)所設(shè)計(jì)的各個(gè)部件也進(jìn)行了充分論證和設(shè)計(jì)計(jì)算，能充分保證

6、設(shè)備的使用性能，使其運(yùn)動(dòng)靈活、操作 方便。關(guān)鍵詞：清掃機(jī)；通電磁鐵；毛刷；負(fù)壓；旋風(fēng)分離器Mechanical processing workshop cleaning machine designAbstractThis mechanical processing workshop cleaning machine designed by this task is mainly used in collecting and classifying the iron ,waste paper and dust in large mechanical processing workshop. I

7、t is designed to raise work efficiency, save labor and reduce the labor intensity. This design adopts independent collection for three kinds of garbage : First, using on electric magnet to absorb the scrap iron,and then transport them to a iron box with conveyor belt; Second, using the negative pres

8、sure absorbing way to clear out the scraps of paper; Third, dust should be raised with the brush first, then, collected and transported to the bin by negative pressure . This independent way of collection guarantees an effectively release of all kind of rubbish. And its specially is conducive to gar

9、bage classification at the same time, avoids a secondary pollution by dust. This design has a practical significance,because it not only meets the garbage collection in large machining workshop, but can adapt to various environmental sites. In this article, all the proposed scheme had been carried o

10、n careful contrast, and screening, and design. So,the usably of this machine which includes flexible movement and convenient operation can be fully ensured.Key words: Cleaning machine; Electric magnets； Brush； Negative pressure； Cyclone separator1選題背景在機(jī)械加工車內(nèi)間一直存在一個(gè)普遍難以處理的問題，就是地面鐵屑、紙片、灰塵等 垃圾的清掃與分類。加工

11、車間機(jī)床工作產(chǎn)生的鐵屑常會(huì)散落在車間地面上，不僅影響車間 整潔而且容易影響工作人員的作業(yè)安全及工作效率，同時(shí)也易對(duì)作業(yè)機(jī)械、車輛輪胎等造 成損傷。眾所周知“垃圾是放錯(cuò)位置的資源”，在社會(huì)資源日益匱乏的今天，如何變廢為 寶，合理利用資源成了更多企業(yè)家、研究人員等關(guān)注的焦點(diǎn)。所以將加工車間里的鐵屑等 垃圾及時(shí)清掃并完成分類不僅能保持車間干凈、整潔，減少人機(jī)損傷，而且還能節(jié)約資源、 保護(hù)環(huán)境、增加利潤。目前社會(huì)上一般采用笤帚等工具人工清掃，效率低且效果差，尤其 是鐵屑清掃很容易纏繞在清掃工具上，難以清除。因此，設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出一款集收集與分類 為一體的加工車間清掃機(jī)是非常有實(shí)用意義的時(shí)。近年來國內(nèi)外自動(dòng)

12、清掃機(jī)系列產(chǎn)品發(fā)展迅速，并逐漸概括各大領(lǐng)域，日常生活常見的 主要有三類：一、家用掃地機(jī)器人，如美國iRobot系列智能掃地機(jī)器人：它集合機(jī)械學(xué)、電工電子 技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、人工智能等于一體且小巧輕便、操作簡(jiǎn)單、具有很強(qiáng)的實(shí) 用性時(shí)。但其環(huán)境適應(yīng)能力差，工作對(duì)象比較局限，價(jià)格較高。二、商用的駕駛手推式清掃機(jī)，如德國凱馳（karcher）系列商用掃地機(jī)：主要適用于 商場(chǎng)、企業(yè)、大專院校、高檔別墅區(qū)等室內(nèi)場(chǎng)所，通常集掃、洗于一體。其工作原理是： 利用高速氣流對(duì)地面浮沉、輕垃圾強(qiáng)有力地在吸塵頭內(nèi)吹揚(yáng)起來并同時(shí)被罩內(nèi)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的 負(fù)壓吸到旋風(fēng)分離器內(nèi)，通過旋風(fēng)分離器的高速離心力被迫流降到和旋風(fēng)分

13、離器下部聯(lián)接 的塵箱中沉積起來b。此類清掃機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適應(yīng)性較強(qiáng)。三、道路清掃車，如湖北程力集團(tuán)生產(chǎn)的東風(fēng)系列掃路車：主要適用于較為平坦的路 面。其工作原理與商用清掃機(jī)大致相同，但大多用毛刷揚(yáng)塵，由于室外作業(yè)多采用收集袋 收集垃圾，并利用灑水裝置降塵以避免二次污染。但上三類清掃機(jī)只能實(shí)現(xiàn)收集功能卻無法將垃圾分類。加工車間清掃機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是 實(shí)現(xiàn)大型機(jī)械加工車間內(nèi)鐵屑、紙片、灰塵的收集和分類處理。在設(shè)計(jì)過程中主要涉及如 何收集和如何分類兩大關(guān)鍵性問題。值得一提的是，根據(jù)查閱相關(guān)資料，在鐵屑收集方面 目前市場(chǎng)上有出售的鐵屑收集機(jī)其主要原理分兩種。一種是利用吸塵機(jī)的原理將細(xì)小的鐵 屑顆粒收

14、集起來。本方法能很好的收集較小的顆粒，而對(duì)較大鐵屑卻無能為力。同時(shí)，收 集的垃圾里會(huì)混有其他雜質(zhì)，不利于回收。另一種是利用磁鐵吸盤吸取，本方法克服了較 大鐵屑無法收集的缺陷而且只收集鐵屑不會(huì)混合其它雜質(zhì)，回收價(jià)值率高。但磁鐵吸盤為 永久磁鐵，容易將鐵質(zhì)零部件磁化，從而影響機(jī)器壽命。故在設(shè)計(jì)過程中可考慮使用通電 磁鐵，即可實(shí)現(xiàn)鐵屑收集的高回收價(jià)值，又能防止鐵質(zhì)零部件的磁化。2方案論證2.1設(shè)計(jì)要求1、本清掃機(jī)能夠收集并分類鐵屑、紙片和灰塵三大類垃圾。2、本設(shè)備需采用電力驅(qū)動(dòng)。要求能在機(jī)床之間靈活運(yùn)動(dòng)。3、移動(dòng)速度1一5km/h、工作寬度小于1m。4、衛(wèi)生清掃過程中不允許出現(xiàn)二次污染。2.2總體方

15、案確定方案一先收集再分類圖21方案一簡(jiǎn)圖1、毛刷2、吸塵腔3、網(wǎng)格輸送帶4、風(fēng)機(jī)5、通電磁鐵工作原理：機(jī)械簡(jiǎn)圖如上，先利用機(jī)體前段左右兩側(cè)的對(duì)輥毛刷1將地面輕垃圾和 灰塵揚(yáng)起并將鐵屑向后推動(dòng)，毛刷后設(shè)置吸塵腔2,利用風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生強(qiáng)力負(fù)壓將鐵屑、紙 片和灰塵吸至網(wǎng)格輸送帶3并向機(jī)體后方運(yùn)輸。網(wǎng)格輸送帶3與地面呈一定角度，并將負(fù) 壓風(fēng)機(jī)設(shè)置于網(wǎng)格輸送帶3下方，這樣灰塵會(huì)被直接吸入到風(fēng)機(jī)4內(nèi)而紙片則會(huì)跟隨網(wǎng)格 輸送帶3直接運(yùn)至紙片回收箱。同時(shí)在網(wǎng)格輸送帶3上方設(shè)置通電磁鐵裝置5,利用液壓 裝置使其可以在工作過程中可伸縮，利用電路的pic設(shè)置延時(shí)程序使其彈出通電，收回?cái)?電，用于鐵屑的分離。方案二：?jiǎn)为?dú)

16、收集1、毛刷2、吸塵腔4、風(fēng)機(jī) 6、電磁滾筒工作原理：機(jī)械簡(jiǎn)圖如上，在機(jī)體前段單獨(dú)設(shè)計(jì)帶有通電磁鐵的滾筒6并連接傳送帶, 目的是在毛刷1清掃之前利用通電磁鐵的吸力收集起地面的鐵屑并運(yùn)輸至鐵屑回收箱完成 鐵屑的分離。在機(jī)體中段設(shè)計(jì)一狹長(zhǎng)的吸塵腔2,利用風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的負(fù)壓將紙片吸至紙片 回收箱。在機(jī)體后段則設(shè)計(jì)兩邊側(cè)毛刷1用于揚(yáng)起地面塵土，再通過吸塵腔利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生 的負(fù)壓收集起塵土并沉降于塵土回收箱內(nèi)。方案三：將鐵屑和紙片、灰塵分兩類收集1、毛刷21、毛刷2、吸塵腔4、風(fēng)機(jī) 6、電磁滾筒7、旋風(fēng)分離器工作原理：機(jī)械簡(jiǎn)圖如上，在機(jī)體前段設(shè)計(jì)同方案二相同的鐵屑收集裝置，但在機(jī)體 后段則設(shè)計(jì)兩邊側(cè)毛刷1將

17、紙片、灰塵從地面揚(yáng)起，然后利用風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的負(fù)壓將地面紙 片、灰塵等垃圾在同一吸塵腔2內(nèi)吸起來，并將這些垃圾通過特殊的風(fēng)機(jī)4進(jìn)行分類處理, 最終將紙片等塊狀垃圾從含塵的氣流中分離出來并送至回收箱內(nèi)。對(duì)于含塵的空氣則利用 旋風(fēng)分離器7將其凈化后再排出。方案對(duì)比方案一：此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理清晰，設(shè)備體積相對(duì)較小，但缺點(diǎn)也相對(duì)較多。首先, 機(jī)械加工車間的鐵屑大多呈螺旋狀，采用毛刷統(tǒng)一收集會(huì)使鐵屑纏繞且不利于清理，而鐵 屑收集所實(shí)用的液壓設(shè)備和pic設(shè)備相對(duì)較為復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備成本升高。其次，網(wǎng)格輸 送帶下方設(shè)置的吸塵設(shè)備，由于輸送空間相對(duì)開放負(fù)壓形成較為困難，故難以實(shí)現(xiàn)。第三， 在風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓的作用下

18、紙屑會(huì)貼服在輸送帶上，不利于向后運(yùn)輸，從而無法完成收集。方案二：此方案原理相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)分類收集的可能性相對(duì)較大，但結(jié)構(gòu)相對(duì)繁雜， 機(jī)體所占空間必然增加，不利于實(shí)現(xiàn)靈活的工作要求。由于紙片與灰塵為分開收集故必然 需要配置兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，而為了滿足機(jī)器的靈活性我們需選用蓄電池，這必然會(huì)對(duì)電量及電動(dòng) 機(jī)有更高的要求，成本也會(huì)隨之增加。方案三：此方案彌補(bǔ)了前兩種方案的缺點(diǎn)，獨(dú)立的電磁鐵裝置可以實(shí)現(xiàn)鐵屑收集的高 回收率，而紙片、灰塵統(tǒng)一收集既節(jié)約了空間又降低了成本。設(shè)計(jì)的特殊紙片、灰塵分離 裝置能很好的實(shí)現(xiàn)垃圾的分離，最后利用旋風(fēng)分離器沉降灰塵，避免工作時(shí)的二次污染。 且同時(shí)配置大容量蓄電池和大容量收集箱，

19、以提高工作效率。此方案是一種理想的經(jīng)濟(jì)適 用型機(jī)械加工車間清掃機(jī)。因此，綜合考慮方案三為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。3過程論述3.1鐵屑收集裝置設(shè)計(jì)由上面的敘述可知本設(shè)計(jì)將采用通電磁鐵裝置來收集鐵屑。通電磁鐵相對(duì)于負(fù)壓收集 原理能很好的收集各種大小、形狀的鐵屑。同時(shí)，通電磁鐵只收集鐵屑不會(huì)混合其它雜質(zhì)， 回收價(jià)值率高囤。相對(duì)于永久磁鐵，通電磁鐵更容易控制，能防止鐵質(zhì)零部件磁化，工作 靈活性更強(qiáng)，故在設(shè)計(jì)中選用通電磁鐵作為鐵屑收集裝置。其原理圖如下：圖31滾筒原理圖1、滾筒體2、鐵質(zhì)凸塊3、線圈設(shè)計(jì)原理：如圖可知，機(jī)體前方的滾筒將設(shè)計(jì)成具有鐵質(zhì)凸塊的形式，上面用線圈纏 繞。所有線圈同極的一端集成一束連接在一固

20、定在滾筒邊緣的碳刷上，碳刷與環(huán)形通電電 極聯(lián)通。通電時(shí)鐵芯截面就會(huì)產(chǎn)生電磁吸力，同時(shí)會(huì)隨滾筒逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒上設(shè)計(jì)具有 間距阻隔的平帶，用于將吸起的鐵屑向后運(yùn)輸至回收箱。至此，鐵屑的收集就完成了。3.2動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)機(jī)械動(dòng)力簡(jiǎn)圖:圖32機(jī)械動(dòng)力簡(jiǎn)圖1、毛刷2、錐齒輪3、電磁滾筒 4、直流減速電動(dòng)機(jī)5、帶輪321蓄電池的選擇工作要求：電瓶額定電壓48V、連續(xù)工作4小時(shí)由分析可知，蓄電池的主要工作是為通電磁鐵、電動(dòng)機(jī)提供電力支持。故電池容量為 兩元件所消耗電能的和。故選用鉛酸蓄電池組額定電壓48V容量為12Ah。322電動(dòng)機(jī)的選擇在移動(dòng)設(shè)備中常用的電機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)多、功率

21、大、 控制簡(jiǎn)單，適合大中型機(jī)器，輸出轉(zhuǎn)速較大一般需要配套的齒輪減速器。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)速度 控制精準(zhǔn)，但功率較低、控制復(fù)雜、易產(chǎn)生振動(dòng)，適合室內(nèi)機(jī)器人。清掃機(jī)大多在室內(nèi)工作，要求控制較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，故選用直流電動(dòng)機(jī)。電機(jī)功率計(jì)算清掃機(jī)毛刷材料選尼龍，毛刷受力許二40N，轉(zhuǎn)速ni二400r/min，半徑R = 0.12m。毛刷轉(zhuǎn)矩:所需功率:T = FR = 4.8N m 毛刷轉(zhuǎn)矩:所需功率:T = FR = 4.8N m 1rriP = 11 = 0.201kw19550(31)(32)圓盤毛刷到錐齒輪間用帶傳動(dòng),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知帶的傳動(dòng)效率耳1二0.97則齒輪的功率:PP = = 0.21k

22、w 2 耳1(33)圓錐齒輪的傳動(dòng)效率耳二0.952P則立式圓錐齒輪的功率：P =亠=0.22kw3 耳2兩組立式齒輪通過兩級(jí)皮帶聯(lián)接在電動(dòng)機(jī)上。2 p故可求毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)所需電動(dòng)機(jī)功率：P =3 = 0.442kw刷 耳21已知鐵屑輸送帶的運(yùn)行速度為0.4m/s，受力為60N。滾筒通過兩級(jí)帶輪傳動(dòng)后與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，帶的傳動(dòng)效率 = 0.95，滾筒工作效率耳3 = 0.9故滾筒所需功率：P = 0.027kw（34）w 10003滾筒所需電動(dòng)機(jī)的功率：P = 0.03kw（35）d 耳21綜合上述所選電機(jī)功率不應(yīng)小于442w，查閱相關(guān)資料選取直流減速電動(dòng)機(jī)型號(hào)為MY1018，其額定電壓為36V，額定功

23、率為450w，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，減速比為 7.18:1，實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速為400r/min ,質(zhì)量為2.2kg 4。3.2.3帶輪的選擇設(shè)計(jì)I軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算P = 0.138kw毛刷轉(zhuǎn)矩：T = 4.4P = 0.138kw（1）確定計(jì)算功率P = K P = 450w 其中，P :計(jì)算功率 K :工況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取K = 1 caAcaAAP:所需傳遞的額定功率(2)選擇(2)選擇A型V帶由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11取帶輪基準(zhǔn)直徑d = d = 56d 1d 2(4)計(jì)算帶速：V 二 60gg (4)計(jì)算帶速：V 二 60gg 二1.17m/s(36)(5)確定中心距a1

24、)初定中心距a0(37)(37)0.7(d + d ) a 2(d + d )d 1d 278.4 a 2240故取a = 15002)計(jì)算相應(yīng)帶長(zhǎng)Ld 0兀/= 2a + (d + d )d002 d1 d 2,(d - d )2 476+二 4764a0(38)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖表8-2取L = 500d3)計(jì)算中心距a取 a = 200 mm(39)(6)確定帶的根數(shù)ZPK PZ = =AAPVP + APKr00 a二 1.267 q 2 根L(310)查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4a、8-4b確定P = 0.470AP0二0因?yàn)閭鲃?dòng)比為1,故包角系數(shù)K二1。V帶的長(zhǎng)度系數(shù)K二0.99 aL(7)單根帶

25、的預(yù)緊力F = 5000.+ mV 2 = 705NZV(311)其中，m V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)14.1-14取m = 0.1kg/m324主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(以主傳動(dòng)軸為例)主軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。主軸設(shè)計(jì)計(jì)算該軸為轉(zhuǎn)軸既承受扭矩又承受彎矩，應(yīng)按彎扭組合強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。軸的轉(zhuǎn)矩 TOC o 1-5 h z p = Pn n 2 = 345w 其中，耳為電動(dòng)機(jī)齒輪減速器的效率，耳*為帶輪的傳動(dòng)效率。貝V： Iw 帶W帶PT = 9550= 8.34N m 其中n = 400r/min為主傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。 HYPERLINK l bookmark58 o Current Do

26、cument 1n作用在帶輪上的力2T已知帶輪的分度圓直徑為d二70mm而軸向力：F二 匸二238N1t d1初步確定軸的最小直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)表153取軸的截面積A = 125P所以，d = A 3；= 21.28mm(312)min0 p n主傳動(dòng)軸的最小直徑是安裝錐齒輪處的直徑，為了使所選軸徑與錐齒輪的孔徑相適 應(yīng)，應(yīng)同時(shí)選好錐齒輪的尺寸。又因?yàn)橛捎阱F齒輪后需轉(zhuǎn)配軸承，故可綜合確定標(biāo)準(zhǔn)件軸 承的型號(hào)后再確定軸徑。軸的受力比較穩(wěn)定，故選用深溝球軸承初步確定型號(hào)為16005, 軸承內(nèi)徑為25mm，從而確定最小軸徑為22mm。主傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸上零件的裝配方案19：8in 0P62姿OJO

27、J&O 19：8in 0P62姿OJOJ&O :+i門$+圖33主傳動(dòng)軸裝配方案圖根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度由軸的裝配體可知，從左側(cè)起軸的最小直徑處用于安裝錐齒輪，故根據(jù)最小直徑的計(jì) 算值和錐齒輪的指數(shù)要求，確定軸徑為d二22mm。由于錐齒輪后需安裝軸承，而在錐齒1輪和深溝球軸承之間需添加擋油板，以防止油外泄，故綜合錐齒輪和擋油板的長(zhǎng)度確定L二28mm。且擋油板與軸承之間確定為非定位軸肩取h二1.5mm，故選軸承型號(hào)為16005 1 1的深溝球軸承，軸承內(nèi)徑d2 = 12mm，軸承外徑D = 47mm，寬度B = 8mm。軸承后裝配帶 輪，帶輪左側(cè)用套筒定位，右側(cè)由定位軸肩定位，

28、故取非定位軸肩h = 1mm，則帶輪直徑2d = 27 mm，長(zhǎng)度由帶的根數(shù)確定為L(zhǎng) = 26 mm。對(duì)于定位軸肩的高度h 一般取 32h =(0.070.1)d，故取定位軸徑的直徑為d = 29mm，長(zhǎng)度由安裝需要設(shè)置。軸的右側(cè)4軸承、擋油板和錐齒輪輪的尺寸與左側(cè)相同。軸上零件的周向定位帶輪與圓錐齒輪的周向定位均采用平鍵連接。按圓錐齒輪處軸徑0 22 mm查機(jī)械設(shè)計(jì)表61得平鍵截面b x h = 6mmx 6mm，鍵槽長(zhǎng)為10mm，用鍵槽銃刀銃出，同時(shí)為了保 1 1證圓錐齒輪輪轂與軸配合的對(duì)中性，取帶輪與軸的配合為;同理，V型帶輪與軸的連 n6接，選用平鍵為8mmx7mmx20mm，與軸的配

29、合為空？。深溝球軸承與軸的周向定位是由 k 6過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。確定軸上的圓角和倒角的尺寸查機(jī)械設(shè)計(jì)表15一2,取軸端倒角為2x45，各軸肩處的圓角半徑從左至右均為R1 mm。求軸上的受力(1)畫力與力矩簡(jiǎn)圖如下:MhMhA圖3圖34主傳動(dòng)軸載荷分析圖4E*/P2T軸的扭矩T = 9550 = 8.34N m F 二 4 二 238N M 二 FR 二 8330N mm，由轉(zhuǎn)矩Int d1 r1和扭矩圖可看出危險(xiǎn)截面在帶輪處，故可只校核本截面處的強(qiáng)度，由以上數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 a = 0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力；M 2 +

30、Qxt ）2二i I二28.33MP。已知軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表caO.ld 3a151查得許用彎曲應(yīng)力L L 60MP。因此a t ，故安全。1aca13.3吸塵裝置設(shè)計(jì)3.3.1風(fēng)機(jī)的選擇在設(shè)計(jì)中風(fēng)機(jī)由無刷直流電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，在清掃機(jī)行駛過程中的作用是利用負(fù)壓將毛 刷攏至機(jī)體中部的垃圾在吸塵腔內(nèi)吸起，從而使氣流攜帶著輕垃圾進(jìn)入各級(jí)分離裝置，而 最終將處理后的清潔空氣排出到機(jī)體外。因此，風(fēng)機(jī)的形成負(fù)壓的能力即排風(fēng)量直接影響 機(jī)器的工作性能的好壞。綜合機(jī)器的工作環(huán)境及工作要求，選用上海諳能公司生產(chǎn)的 R1G250直流風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、體積小、價(jià)格低，在能滿足工作要求的情況下又

31、能降 低制造成本，是較優(yōu)的選擇。該風(fēng)機(jī)自帶配套小型馬達(dá)能完全符合風(fēng)機(jī)工作需求，有利于 提高風(fēng)機(jī)使用壽命。其中風(fēng)機(jī)型號(hào)為R1G25048v,馬達(dá)型號(hào)為KM92DC48,可清潔面積 約為120m2/h，額定功率為120w，質(zhì)量約為2.0kg。3.4.2紙片、灰塵分離裝置紙片、灰塵的分離是本設(shè)計(jì)中的核心問題，也是難以很好解決的問題，目前市場(chǎng)上已 有的分離方法有：布袋分離和多級(jí)隔離分離方法。布袋分離該方法是現(xiàn)在的市場(chǎng)上比較常見的分離設(shè)備，其原理是將收集起的含有垃圾的氣流導(dǎo) 入至一布袋內(nèi)，體積較大的垃圾會(huì)留在布袋內(nèi)，而氣流及一些體積較小的塵粒則會(huì)通過縫 隙直接進(jìn)入排氣口排出機(jī)體。同時(shí)為了防止二次污染，機(jī)

32、器尾部一般會(huì)設(shè)置灑水裝置，用 以沉降排出氣流中的灰塵【7。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合室外作業(yè)，且灑水沉降灰塵的方法 具有場(chǎng)所和季節(jié)的局限性。我們的主要工作場(chǎng)所是室內(nèi)，機(jī)床均為金屬材料，易氧化不適 宜長(zhǎng)期處在潮濕環(huán)境中，故本設(shè)計(jì)中不宜采用此方案。慣性分離法由于垃圾在運(yùn)動(dòng)過程中有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性，垃圾的質(zhì)量較灰塵的質(zhì)量 大，故慣性也大。因此，大多數(shù)清掃機(jī)中會(huì)在垃圾箱中設(shè)置多道障礙板利用垃圾的慣性使 垃圾在撞到障礙板時(shí)改變其速度大小及運(yùn)動(dòng)方向，從而使垃圾從空氣中分離出來，以達(dá)到 分離的目的園。重力沉降分離結(jié)構(gòu)如下圖：1、含垃圾氣流入口 2、網(wǎng)格擋板一 3、網(wǎng)格擋板二4、風(fēng)機(jī)5、含塵氣流出口 6

33、、紙片箱這是本設(shè)計(jì)中獨(dú)立設(shè)計(jì)的一款專用紙片、灰塵分離裝置，主要是靠網(wǎng)格擋板和紙片收 集箱利用垃圾和灰塵的重力特性來分離出含塵氣流中的紙片。網(wǎng)格擋板由鐵絲編制而成， 其網(wǎng)眼的大小關(guān)系到過濾效果和氣流阻力。網(wǎng)眼越小其過濾效果越好，但氣流阻力會(huì)越大 且垃圾越容易堵塞網(wǎng)眼。故在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮以確定網(wǎng)眼的大小回。工作原理：在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的作用下帶有紙片、灰塵的氣流由進(jìn)氣口進(jìn)入分離器，此時(shí)氣流 會(huì)有兩種路徑。路徑1：含垃圾的氣流流經(jīng)一個(gè)傾斜式網(wǎng)格擋板1,擋板會(huì)使灰塵通過而 體大的紙片則會(huì)被隔絕在外并在重力作用下落入紙片箱。如若氣中紙片較多堵塞網(wǎng)格擋 板，這時(shí)氣流會(huì)走路徑2：通過入口進(jìn)入紙片箱，并通過出口

34、流出。由于紙片箱的截面積 大于管道截面積，因此會(huì)降低氣流的流速，紙片會(huì)在重力的作用下留在紙片箱內(nèi)，而出口 處設(shè)置的網(wǎng)格擋板2也會(huì)防止紙片隨氣流流出。一旦路徑2打通，網(wǎng)格擋板1處內(nèi)外氣壓 相同，堵塞的紙片會(huì)在重力的作用下落入紙片箱，路徑1恢復(fù)通暢。至此，紙片被完全從 氣流中分離出來，而含塵的氣流則會(huì)進(jìn)入旋風(fēng)分離器。這個(gè)方案對(duì)風(fēng)機(jī)沒有特殊要求，其核心在于氣體進(jìn)入風(fēng)機(jī)前的管道設(shè)計(jì)，原理明了、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，極具可實(shí)現(xiàn)價(jià)值。3.4.3含塵氣流凈化裝置灑水除塵灑水除塵是較常見的一種除塵措施，在工作過程中，儲(chǔ)水箱中的水通過水管由噴頭噴 向地面，形成的水霧可避免清掃過程中塵埃飛揚(yáng)，水霧將輕質(zhì)干燥的揚(yáng)塵變

35、成比重較大的 濕性塵泥，進(jìn)入集塵箱后不再隨氣流漂浮，以達(dá)到除塵的目的。這種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但濕 性塵泥在進(jìn)入集塵箱時(shí)沉積較牢，這便增添了卸倒垃圾時(shí)需鏟除清理的麻煩，特別在冬季 清掃作業(yè)時(shí)，塵泥在低溫下凍結(jié)，清除的困難更大。另外，水使集塵箱內(nèi)濕度較大，易使 集塵箱內(nèi)的金屬材料加速腐蝕。S型塵土分離器S型塵土分離器為美國ELGIN公司的專利，其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示：2圖35 S型塵土分離器示意圖1、S型塵土分離器2、塵粒工作原理：含塵的氣流有進(jìn)氣口進(jìn)入圖示的S型管道塵土分離器，由于塵埃與空氣的慣 性不同，質(zhì)量大、慣性大的塵埃會(huì)陳集于圖示下凹的部位，而慣性較小的空氣則會(huì)順著S 型管道排出機(jī)體10。此裝置

36、能較好地除去氣流中的塵埃，但氣流阻力較大，使管路的能量 損耗增大。同時(shí)，堆積于下凹槽處的灰塵不易處理且此除塵方案占用空間較大，使用專利 設(shè)備也會(huì)增加制造成本，故本方案不可取。旋風(fēng)分離器圖36旋風(fēng)分離器1、潔凈空氣出口 2、錐體3、灰塵出7口 4、灰斗5、旋渦罩6、螺旋狀進(jìn)口管7、含塵空氣入口旋風(fēng)分離器主要用于含塵氣流的凈化，即分離出氣流中的灰塵以防止排出機(jī)體的氣流6 2對(duì)環(huán)境造成二次污染。工作原理：含塵氣流通過設(shè)備入口進(jìn)入設(shè)備內(nèi)旋風(fēng)分離區(qū)，當(dāng)含雜質(zhì)氣體沿軸向進(jìn)入旋 風(fēng)分離管后，氣流受導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用而產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，氣流沿筒體呈螺旋形向下進(jìn)入 旋風(fēng)筒體，密度大的塵粒在離心力作用下被甩向器壁，并

37、在重力作用下，沿筒壁下落流出 旋風(fēng)管排塵口至設(shè)備底部?jī)?chǔ)塵區(qū)，從設(shè)備底部的出塵口流出。旋轉(zhuǎn)的氣流在筒體內(nèi)收縮向 中心流動(dòng)，向上形成二次渦流經(jīng)導(dǎo)氣管流至凈化氣流室，再經(jīng)設(shè)備頂部出口流出，排出機(jī) 體外11。通常，氣體入口設(shè)計(jì)分三種形式：a）上部進(jìn)氣 b）中部進(jìn)氣 c）下部進(jìn)氣對(duì)于濕氣我們常采用下部進(jìn)氣方案，可利用設(shè)備下部空間對(duì)直徑較大的液滴進(jìn)行預(yù)分 離以減輕旋風(fēng)部分的負(fù)荷。對(duì)于干氣常采用中部進(jìn)氣或上部進(jìn)氣。上部進(jìn)氣配氣均勻，但 設(shè)備直徑和設(shè)備高度都將增大，投資較高；而中部進(jìn)氣可以降低設(shè)備高度和降低造價(jià)。綜合工作場(chǎng)所、占用空間和制造成本等多方面要求，我將選用中部進(jìn)氣的旋風(fēng)分離器。3.5底盤的設(shè)計(jì)清掃機(jī)

38、底盤對(duì)整個(gè)機(jī)器起支撐作用，是清掃機(jī)的重要部件，它直接影響清掃機(jī)的穩(wěn)定 性、靈活性和壽命等。故底盤的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸大小直接影響了清掃機(jī)的性能。底盤的支撐架選用Q235冷拔無縫矩形鋼管25x 20 12,無縫矩形鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼 管相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，質(zhì)量更輕，是經(jīng)濟(jì)型實(shí)用鋼材，應(yīng)用廣泛。底盤上焊接 清掃機(jī)底板，用于安放蓄電池、電動(dòng)機(jī)等零部件，材料選用 Q235熱軋鋼板。其尺寸為 1000 x 650 x 5mm 。4總結(jié)歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落，在這期間我付出了很多努力，遇到了很多困難, 同時(shí)也收獲了很多知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)之初，我通過收集國內(nèi)外相關(guān)資料，了解了加工車 間清掃機(jī)

39、的發(fā)展經(jīng)歷、核心技術(shù)、市場(chǎng)占有率及現(xiàn)狀等內(nèi)容，并在初步確定了我的設(shè)計(jì)方 案及備用方案。初步方案確定之后，我首先與指導(dǎo)老師進(jìn)行了方案討論確定最終方案并進(jìn)行草圖繪 制。之后我明確了設(shè)計(jì)中我需解決的問題，對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算，并確定 了標(biāo)準(zhǔn)件、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、蓄電池等部件的型號(hào)尺寸，以方便后續(xù)圖紙繪制。為了滿足工 作要求，我的設(shè)計(jì)有了以下兩點(diǎn)升級(jí)：一、采用了通電磁鐵滾筒收集鐵屑，該設(shè)計(jì)方案避 免了傳統(tǒng)永久性磁鐵的難以清理、磁化零部件等問題，在原理及制造方面也比較簡(jiǎn)單?？?以說使用通電磁鐵滾筒裝置作為鐵屑收集裝置是有可實(shí)現(xiàn)價(jià)值的。二、采用了獨(dú)立設(shè)計(jì)的 紙片灰塵分離裝置，該方案相比于傳統(tǒng)的布袋收集方式有很大進(jìn)步意義。從收集的現(xiàn)有資 料中可以看出，現(xiàn)在市場(chǎng)上還尚未出現(xiàn)較為成熟的紙片灰塵分離裝置，其主要原因是制造