畢業(yè)論文-落葉收集機結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計落葉收集機結(jié)構(gòu)設(shè)計機械工程系學(xué)生姓名： 學(xué)號： 機械工程系機械設(shè)計制造及其自動化系 部： 機械設(shè)計制造及其自動化專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 二一五年 六 月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 落葉收集機結(jié)構(gòu)設(shè)計 系部： 機械工程系 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 1課題意義及目標(biāo) 北方的深秋樹葉陸續(xù)飄落，落葉的收集工作比較繁重。大面積空曠地帶比較容易清理，但工作量很大；而樹木草叢較密集的地方清理就很困難，尤其是草坪上

2、的落葉。本課題要求該落葉自動收集裝置既可以用于大面積空曠地帶，也可以用于樹木草叢較密集的地方（如草坪、公園等）；落葉自動收集裝置工作過程及方法自定。2主要任務(wù)本課題要求學(xué)生在了解落葉自動收集裝置的特點及工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)落葉自動收集裝置的工作過程制定總體方案；進行落葉自動收集裝置的傳動設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括：1）畢業(yè)設(shè)計論文一份；2）落葉自動收集裝置總體尺寸圖一張；3）落葉自動收集裝置結(jié)構(gòu)裝配圖一張；4）零件圖若干張3主要參考資料1 黃繼昌等.實用機械機構(gòu)圖冊M，北京：人民郵電出版社，1996.62 黃平.常用機械零件及機構(gòu)圖冊M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.83 彭文生等.機械

3、設(shè)計，北京：高等教育出版社.20024進度安排設(shè)計各階段名稱起 止 日 期1擬定并論證總體方案3月32完成落葉收集機的傳動設(shè)計3月243進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算；4月144繪制零件圖及結(jié)構(gòu)裝配圖5月55完成畢業(yè)論文及答辯工作6月2審核人： 年 月 日 前言1.1 落葉收集機設(shè)計的目的和意義此次設(shè)計的課題題目為落葉收集機結(jié)構(gòu)設(shè)計。在眾多的環(huán)衛(wèi)設(shè)備之中，落葉收集機的使用率很低，因此，所設(shè)計出來的落葉收集機將成為重要的環(huán)衛(wèi)設(shè)備，并且將會是一種非常有效的清掃設(shè)備?？蓮V泛應(yīng)用于街道、公園、草坪等地的落葉收集。落葉的收集工作既可以保證路面的美觀及衛(wèi)生，又可以提高人們駕車出門的安全系數(shù)。但是，傳統(tǒng)的落葉收集機在清

4、理那些樹木草叢較密集的地方時就會顯得非常困難，尤其是草坪上的落葉，因此設(shè)計一種綜合型的落葉收集機來收集落葉至關(guān)重要。在人們的認(rèn)識中，大家都知道路面堆積的大量落葉對城市的環(huán)境衛(wèi)生影響極大，并且給人們的出行帶來諸多不便，甚至可能引發(fā)交通事故。在今天，環(huán)衛(wèi)工人大部分還是采用手工作業(yè)的方式對落葉進行清理，這種手工作業(yè)方式存在著許多缺點，如：加大了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度、清掃時引起的灰塵會損壞環(huán)衛(wèi)工人的健康、收集起來的落葉較多，環(huán)衛(wèi)工人存儲和運輸都不方便?，F(xiàn)在人們對于收集起來的落葉處理方式比較單一，通常是將其焚燒，這樣做不僅污染了我們的家園，而且是對資源的極大浪費。落葉作為造紙原料中的一種，可以利用收集的落

5、葉生產(chǎn)紙，生產(chǎn)有機肥等，減少的資源的浪費。本次設(shè)計的落葉收集機機構(gòu)采用風(fēng)機作為吸附裝置，可對落葉密集處、收集機無法清掃到達(dá)的地方進行清掃，收集起來的落葉經(jīng)過磨碎、壓縮等步驟成為塊兒狀，是一部綜合型的收集機。1.2 國內(nèi)外研究進展我國落葉收集機的發(fā)展過程大致可以分為兩個階段：純掃式的機車吸掃式的機車，吸掃式機車也就是所說的收集機。第一個階段的開始大致在20世紀(jì)60年代左右，那時我國的研究人員就已經(jīng)設(shè)計出了初形，拉開了我國研制落葉收集機的序幕。但是，因為當(dāng)時我國正處在經(jīng)濟建設(shè)的開頭，在受到各種制度和地區(qū)經(jīng)濟條件差的影響下，我國只有極少數(shù)的地方擁有這種環(huán)衛(wèi)設(shè)備。這僅僅一些為數(shù)不多的設(shè)備，也填補了我國

6、研制落葉收集機歷史的空白。四川瀘州機器廠制造的第一臺落葉收集機，填補了我國在落葉收集機市場上的空白，落葉的處理效率也明顯提高，迅速進入到我國的大中城市，在21世紀(jì)到來之際，由于對這種環(huán)衛(wèi)設(shè)備的需求越來越強烈，市場上出現(xiàn)了多種多樣的落葉收集機。市場需求的迅速膨脹促使各種類型的收集機車不斷涌現(xiàn)，使用范圍也擴展到了小城市，而且不少單位和小區(qū)也開始使用。落葉收集機的市場出現(xiàn)了良好的發(fā)展勢頭。隨著社會的不斷進步，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)占領(lǐng)著越來越重要的地位，中國制造已經(jīng)不在適合我國的發(fā)展，在不久的將來，中國創(chuàng)造必將會代替中國制造，因此自主研發(fā)越來越重要。國內(nèi)的各個廠家也意識到這個問題的嚴(yán)重性，知道一味的參考別人的

7、不是長久之際，正在加大對研發(fā)落葉收集機的資金投入，對相關(guān)的科學(xué)技術(shù)的研發(fā)的投入也越來越大。由于資金的投入、研發(fā)人員不斷努力，在我國，有相當(dāng)一部分的廠家已經(jīng)取得了比較高水平的研究成果。但是在某些也機械性能相匹配的研究方面進展不是很好，比如說：當(dāng)加大機器的清掃速度，速度相對來說是提高了，但是清掃的效果并不是十分理想，路面殘留的垃圾會比平時增加，并且當(dāng)速度提高以后，機器的穩(wěn)定性就得不到保證。對環(huán)衛(wèi)工人的身體健康的影響也相對較大，噪音、灰塵等嚴(yán)重?fù)p壞了環(huán)衛(wèi)工人的健康，舒適度更難得到保證。到目前為止，我國的相關(guān)研究還停在較低的研發(fā)層面上，對某些方面的研究還相當(dāng)缺乏，就比如說在專用元件的分析、專用零件的研

8、究、理論指導(dǎo)等方面。也就是可以這樣說，我國對落葉收集車的的研發(fā)水平還是比較差的，研究中還存在這許許多多的不足之處，另一方面，由于國內(nèi)工人工資較低，相比購買昂貴的設(shè)備合算，因此，國內(nèi)生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)規(guī)模都比較小，且批量不大，生產(chǎn)設(shè)備也比較老舊，生產(chǎn)出來的零件質(zhì)量不高，嚴(yán)重影響了總體質(zhì)量。我國自主研制的落葉收集機在性能方面與一些發(fā)達(dá)國家的水平差距越來越小，但是在對人體影響等方面依然存在著很大的差距。國外一些發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)40年代就開始大量生產(chǎn)，像美國、德國、日本、英國等，這些發(fā)達(dá)國家落葉收集機的生產(chǎn)規(guī)模巨大，所使用的技術(shù)也屬于世界的先進技術(shù)。而且，現(xiàn)在這些國家對于落葉收集機的研究方向主要是在對于

9、人體健康、節(jié)能環(huán)保等方面。2 總體方案的選擇2.1 本課題要研究或解決的問題及技術(shù)要求收集到的落葉因為質(zhì)量輕且有的落葉葉面較大，在風(fēng)機吸力作用下容易堵塞過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔，從而將會降低風(fēng)機的工作效率；因為未被壓縮的收集起來的落葉較為松散，分布較大，需要很大的空間來儲存，并且不易運輸，所以需將落葉壓縮成塊；因為機器部件多、分布復(fù)雜，所以需要安排好布局和零件間的連接關(guān)系。因此在設(shè)計中我們必須解決以下問題：(1) 風(fēng)機的合理選擇，包括：風(fēng)機類型、葉輪直徑、葉片數(shù)、額定功率等。(2) 落葉粘附過濾網(wǎng)問題。(3) 加壓裝置的設(shè)計。(4) 各個部件在機架上的合理布局及零件間的連接關(guān)系。2.2 總體方案的提出落葉

10、收集機是一種既能完成落葉的收集，又能對落葉進行擠壓的機械。本次設(shè)計的任務(wù)，主要包括制定總體方案，進行落葉自動收集裝置的傳動設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計出的機器要求實現(xiàn)對不同條件下的落葉進行收集并擠壓成塊的功能，并且滿足功耗的合理分配，實現(xiàn)落葉的再利用。文獻6中國內(nèi)外通常按照清掃作業(yè)方式的不同將掃路車分為3大類：純掃式掃路車純吸式掃路車吸掃式掃路車。其中，純掃式掃路車一般為“盤掃”與“滾掃”相結(jié)合的形式；純吸式掃路車依靠系統(tǒng)的內(nèi)外壓來完成工作；吸掃式掃路車一般為“盤掃”與“吸盤”相結(jié)合的方式。三種類型的掃路車都有各自的優(yōu)缺點。根據(jù)設(shè)計任務(wù)，選擇純吸式掃路車，則所設(shè)計裝置的功能分配如下圖 圖2.1落葉清掃

11、機工作原理圖2.2.1機構(gòu)的選擇一：刮葉機構(gòu)方案一：圖 2.2 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)該翻轉(zhuǎn)機構(gòu)由一個雙曲柄驅(qū)動兩個四桿機構(gòu)來實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。在該機構(gòu)運動時，由于兩桿的運動是相互進行的，所以可以將過濾網(wǎng)上的落葉刮下，使過濾網(wǎng)保持干凈，風(fēng)機一直處于正常工作狀態(tài)。分析：通過該機構(gòu)可以將粘附在過濾網(wǎng)上的落葉刮下，但在運動時兩桿并不一直成直線運動，造成資源的浪費。另外，該機構(gòu)的運動的穩(wěn)定性較差，實現(xiàn)這種運動在有限的空間里比較困難，對箱體內(nèi)的整體布局不利。方案二：圖2.3旋轉(zhuǎn)撥叉機構(gòu)旋轉(zhuǎn)撥叉機構(gòu)帶有兩個人旋轉(zhuǎn)葉片，旋轉(zhuǎn)軸帶動拔叉上的兩個葉片按一定的規(guī)律運動，將落葉始終控制在葉片一側(cè)，風(fēng)機就能源源不斷的提供動力。利用撥叉葉輪

12、的孔的閉合與開放來控制落葉的升降進而將落葉送入旋轉(zhuǎn)定時撥叉機構(gòu)。分析：旋轉(zhuǎn)撥叉機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸由皮帶輪帶動，而旋轉(zhuǎn)拔叉的轉(zhuǎn)動由旋轉(zhuǎn)軸帶動，落葉由風(fēng)機通過旋轉(zhuǎn)葉片的孔隙提供的吸力來吸附。因為旋轉(zhuǎn)葉片在有序的運動，風(fēng)機一直工作，不斷吸入落葉，落葉數(shù)量增加，當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)到下方時，網(wǎng)孔將堵塞，風(fēng)機提供的吸力減小，粘附的落葉就會落下，風(fēng)機就能持續(xù)提供動力，反復(fù)運動。通過對比兩種機構(gòu)，選擇旋轉(zhuǎn)撥叉機構(gòu)作為刮葉機構(gòu)。二：定時機構(gòu)落葉通過擠壓成塊的過程中，由于塊狀的落葉是由一定數(shù)量的松散落葉構(gòu)成，因此需要收集到一定的數(shù)量才能擠壓，為了解決這一問題，可以在收集箱上安裝一個定時開關(guān)的門，方便對收集到的落葉進行處理。方案

13、一：圖2.4齒輪齒條機構(gòu)分析：如上圖所示，曲柄為原動桿，間接帶動門的運動，由于曲柄的運動帶有周期性，故可以實現(xiàn)門的定時。但是定時開關(guān)門在機械內(nèi)部，齒輪齒條帶動時，擺幅較大，因此并不適合安裝在此。方案二：圖2.5撥叉定時機構(gòu)分析：撥叉定時機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸由皮帶輪帶動，同時帶動葉片旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)葉片旋轉(zhuǎn)過程中，旋轉(zhuǎn)一周擠壓箱內(nèi)會完成兩次落葉的擠壓過程，在此就代替了定時開關(guān)門的功能。該機構(gòu)在運動時可以平穩(wěn)運行。綜合分析結(jié)果，選方案二。2.2.2傳動方式的確定 傳動裝置做為一臺機器設(shè)備中非常重要的組成部分，在機器原動機與工作機之間取著至關(guān)重要的作用，因為下列這些原因：工作機所需的達(dá)到的速度與原動機不一致，顧需

14、增速或減速大部分的工作機需要進行調(diào)速為了操作人員的安全以及日后的一些維護工作，原動機與工作機不能直接相連。所以，在設(shè)計研發(fā)相關(guān)的機械設(shè)備時，必須設(shè)計好對應(yīng)的傳動設(shè)備，而傳動方式作為傳動裝置的核心，選擇合適的傳動方式就非常必要。一般常用的傳動方式有三種：1、機械傳動形式2、液壓傳動形式3、機械一液壓復(fù)合傳動根據(jù)機器所需完成的任務(wù)，動力由柴油機提供，則可選擇機械-液壓復(fù)合傳動的方式，傳動方案如下圖所示圖2.6傳動方案2.3總體方案的確定本設(shè)計是一種靠風(fēng)機提供吸力來收集落葉的清掃裝置，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示圖2.7 總體方案1落葉收集口 2吸管 3帶孔撥叉機構(gòu) 4風(fēng)機 5磨碎箱 6擠壓箱 7液壓缸 8

15、撥叉定時機構(gòu)3落葉收集機運動機構(gòu)的設(shè)計3.1相關(guān)連桿機構(gòu)1、開關(guān)門板裝置圖3.1開關(guān)門板裝置1手動遙控桿 2傳動桿 3艙門門板連接桿根據(jù)相關(guān)農(nóng)用車手動遙控桿的設(shè)計參數(shù)設(shè)計，桿為直徑20mm的圓柱。工作原理：桿1作用時，與門板連接的桿3運動，門板將會被打開。2、上擠壓桿的確定圖3.2上擠壓桿機構(gòu)1曲柄搖桿 2連接桿 3上擠壓桿工作原理：曲柄搖桿1在轉(zhuǎn)動軸的帶動下進行旋轉(zhuǎn)，桿2隨之運動，桿3上下往復(fù)運動，擠壓板做擠壓運動。3.2落葉收集機擠壓機構(gòu)運動分析與設(shè)計計算一、擠壓機構(gòu)工作原理擠壓機構(gòu)作為收集機重要的組成部分，各個運動件之間的運動就必須遵循嚴(yán)格的運動要求，運動時，定時開關(guān)門運動，使落葉進入擠

16、壓箱，上擠壓桿運動，向下擠壓落葉，上擠壓上升后側(cè)擠壓桿運動，橫向擠壓，擠壓完成后，打開箱門將塊兒狀落葉推出。二、 擠壓機構(gòu)運動分析查詢已有機構(gòu)，各數(shù)據(jù)為：輸出推力=14400N，液壓缸的活塞直徑D=100mm，液壓缸活塞桿直徑d=40mm，流量q=6L/min，液壓缸回油腔壓力=0，液壓缸最后壓力120 N /cm2 。 圖3.3單桿式活塞缸 (3-1) （3-2）式中： P液壓缸進出油口壓力，單位Pa；液壓缸容積效率 液壓缸的機械效率代入數(shù)據(jù)得：=0.2m/s 1、液壓缸的強度計算（1）缸筒壁厚校核7當(dāng)時 （3-3）當(dāng)時 （3-4）式中：-壁厚，單位m；D-缸筒內(nèi)徑，單位m； -缸筒材料的許

17、用應(yīng)力，單位MPa；-缸筒實驗壓力，單位MPa；代入數(shù)據(jù)得：（2）液壓缸蓋固定螺栓直徑校核螺栓直徑按下式校核 (3-5) 式中： F-液壓缸負(fù)載； z-固定螺栓個數(shù)； k-螺紋擰緊系數(shù)，k=1.121.5； ，為材料的屈服點；帶入數(shù)據(jù)，經(jīng)檢驗合格。 對于上擠壓桿、側(cè)擠壓桿、定時開關(guān)門三者之間的協(xié)調(diào)配合運動，加入一個棘輪機構(gòu)，可以合理分配各部件的運動時間，完成順序運動。如圖3.4：圖3.4 棘輪機構(gòu)1-上擠壓桿齒輪箱蓋 2-上擠壓桿的傳動齒輪 3-不完全齒輪箱蓋 4-不完全齒輪 5-側(cè)擠壓桿的箱蓋 6-側(cè)擠壓桿齒輪 7-定時門機構(gòu)齒輪 8-定時門機構(gòu)齒輪箱蓋3.3齒輪和輪軸的設(shè)計 3.3.1 錐

18、齒輪的設(shè)計軸交角的標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪可以進行兩個相互垂直方向之間動力傳動，根據(jù)設(shè)計需要，需要設(shè)計一組錐齒輪來完成動力間的傳動。設(shè)計圖形及所需設(shè)計的幾何參數(shù)8。具體設(shè)計步驟如下： 設(shè)定錐齒輪傳動比1:1幾何尺寸確定：1分度圓直徑：由公式 (3-6)式中： m為模數(shù)； z為齒數(shù)計算得： 2分度圓錐角：由公式 (3-7)式中： 、為錐齒輪圓錐角； 、為錐齒輪齒數(shù)；得： 3齒頂圓直徑：由公式 （3-8） 式中： d為分度圓直徑，單位mm； m為模數(shù)； 為圓錐角； 得： 4齒根圓直徑：由公式 （3-9） 得：5外錐距：由公式 (3-10) 得： 6齒頂角：由公式 （3-11） 式中： 為齒頂角； 得: 求得

19、7齒根角：由公式 （3-12） 得： 求得 8頂錐角：由公式 （3-13） 得： 9根錐角：由公式 （3-14） 式中： 為根錐角 得： 10齒頂高：由公式 （3-15） 得： 11齒根高：由公式 （3-16） 得： 12.錐距：有公式 （3-17）得：R=113mm13齒寬:(取整) 得B=36mm14冠頂距：由公式 （3-18） 得： 3.3.2 風(fēng)機的設(shè)計為使機器能夠吸起落葉，選擇風(fēng)機的氣流量大小為3000，風(fēng)機的全壓大小為4000pa左右。根據(jù)我們可以查出，符合要求的為高壓離心通風(fēng)機9。型號為9-19/9-26。這種類型的通風(fēng)機用途較廣，可以用于輸送物料，因此合適。選擇離心通風(fēng)機機號：

20、，型號：9-26型。4.5-A-2900-2-3407-4863內(nèi)效率為77.1%、內(nèi)功率5.87、所需功率6.8、每小時流量、全壓、溫度t=左右。1、流量系數(shù)： (3-19)參照9關(guān)于通風(fēng)機主要形式和各種系數(shù)的選擇流量系數(shù)取=0.03。2、全壓系數(shù) （3-20）式中： -靜壓，單位Pa； -通風(fēng)機進口的氣體密度，單位； -葉輪外緣圓周速度，單位；3、比轉(zhuǎn)速為 （3-21）式中： -流量系數(shù) -全壓系數(shù)得： =22.34、轉(zhuǎn)速系數(shù)為 （3-22）5、比直徑為 （3-23）式中： -可壓縮性系數(shù)；-全壓，單位Pa；-流量，單位；得： =5.876、葉輪徑向直徑 （3-24）式中： -全壓，單位P

21、a； -全壓系數(shù)； -轉(zhuǎn)數(shù)；得： 7、葉輪流量為 （3-25）式中： 為每小時流量得： （1.02-1.05）3407=35003.3.3 各軸轉(zhuǎn)速的確定柴油機動力輸出軸的轉(zhuǎn)速=540r/min，軸上所帶齒輪齒數(shù)=20減速器箱體中各齒輪軸的轉(zhuǎn)速：即圖3.5中的軸2轉(zhuǎn)速為=540r/min由于減速器中為齒輪傳動，傳動比一般小于8，所以傳動比選為3，即=3，則軸1齒輪齒數(shù)=60，軸1轉(zhuǎn)速為=180r/min；傳動比取為3，則軸3齒輪齒數(shù)，所以軸3轉(zhuǎn)速為=180r/min；軸3上面所帶齒輪2齒數(shù)取為80，傳動比取4，則軸4齒輪齒數(shù)為20，轉(zhuǎn)速=720r/min。圖3.5 減速器1-無孔撥叉動力軸 ；

22、2-動力輸入軸 ； 3-帶孔撥叉動力軸；4-風(fēng)機動力軸棘輪機構(gòu)各軸的轉(zhuǎn)速：圖3.6中軸6轉(zhuǎn)速為540，設(shè) ,傳動比,則軸5轉(zhuǎn)速為180；設(shè) ，可以得出軸7轉(zhuǎn)速為180。圖3.6 棘輪機構(gòu)1-上擠壓桿傳動齒輪；2-不完全齒輪；3-側(cè)擠壓桿的傳動齒輪；4-定時開關(guān)門傳動齒輪；5-上擠壓桿傳動軸；6-不完全齒輪所在軸；7-定時開關(guān)門控制軸；3.3.4 各軸輸出功率的確定在圖3.5中，由上述計算知輸出功率由功率計算公式知=v/2=我們?nèi)∑骄?1.0g/c，V為落葉的體積g為常數(shù)，v為吸附落葉時的圓周速度，h為落葉需要提升的高度。由其中r=0.21m，則v=1.26=3.958m/s （3-26）所以

23、,取=1kw同上述原理取因此可以得出圖3.5的功率： （3-27）圖3.6為棘輪機構(gòu)，在此機構(gòu)中，動力輸入軸為軸6，通過錐齒輪，連接聯(lián)軸器，為該機構(gòu)的提供動力。齒輪1、3、4所在軸為該機構(gòu)的動力輸出軸，為各個機構(gòu)提供動力。為了將落葉擠壓成塊兒，上擠壓桿需要提供的壓力為10，側(cè)擠壓桿需要提供的壓力為20，為了打開定時開關(guān)門，此處需施加1kN的力，根據(jù)公式可以得出：上擠壓力 =109595N=90.25kN側(cè)擠壓力=209512=22.8kN擠壓過程中，上擠壓機構(gòu)需要作用83cm，側(cè)擠壓機構(gòu)需要作用83cm，定時開關(guān)門需要作用72.25cm。所以上擠壓機構(gòu)做的功為90.250.83=74.9074

24、， 上擠壓桿的功率為。側(cè)擠壓桿的功率為上定時門機構(gòu)的功率為 因此可以得出圖3.6所示機構(gòu)的功率為：所以需要提供的總功率為：根據(jù)上述的計算，選擇柴油機的功率為25kw。3.3.5 各軸傳輸扭矩的確定輸入軸的轉(zhuǎn)矩 (3-28)式中： P-功率，單位kW； n-轉(zhuǎn)速，單位；得： 動力輸出軸軸3的轉(zhuǎn)矩軸3中=1.5kw，轉(zhuǎn)速=180于是4落葉收集機帶傳動的設(shè)計計算按照帶傳動是工作原理和工作性質(zhì)，帶傳動可分為兩大類：摩擦型帶傳動嚙合型帶傳動。根據(jù)設(shè)計需要，設(shè)計中需要用到的主要是摩擦型傳動，摩擦型帶傳動分為平帶傳動、圓帶傳動、V帶傳動和多楔帶傳動，現(xiàn)在就設(shè)計中用到的平帶傳動和V帶傳動做如下介紹。一、平帶傳

25、動特點：特點：平帶傳動是最為簡單的帶傳動形式，所需帶輪結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計方便，制造也很容易，并且可以用于較大中心距的傳遞，傳動效率較高，可以保持平穩(wěn)運行。平帶傳動在生產(chǎn)生活中被廣泛的應(yīng)用，如：壓力機、鼓風(fēng)機等等的一些機械設(shè)備中二、V帶傳動特點：特點：V帶是一種標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)，具有等腰梯形似得的截面，與之相對應(yīng)的輪槽也設(shè)計成相同的形狀。V帶傳動允許的傳動比大，相比平帶傳動，結(jié)構(gòu)更加緊湊，所提供的摩擦力也更大。4.1平帶傳動計算如圖3.5中軸4皮帶，根據(jù)需要，傳動間的距離比較大，因此選擇帶傳動中平帶傳動。其設(shè)計過程如下： 具體設(shè)計參數(shù)為輸送帶牽引功率，已知初始條件為大帶輪轉(zhuǎn)速，小帶輪轉(zhuǎn)速。工作條件：連續(xù)

26、單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，單班制工作。1、主、從動輪直徑的確定 （4-1）式中： -軸4的傳遞功率； -軸4的轉(zhuǎn)速；得： 根據(jù)10表8-8加以適當(dāng)圓整，取主動輪基準(zhǔn)直徑。根據(jù)傳動比因此可得出從動輪基準(zhǔn)直徑為 ， 根據(jù)10表8-63取標(biāo)準(zhǔn)值。此時傳動比驗算帶速 （4-2）得： 302、確定傳動中心距初定中心距。計算帶所需的基準(zhǔn)長度，由公式 （4-3） 得： 選帶的基準(zhǔn)長度實際中心距為 （4-4）式中： -修整后的帶長，單位mm； -初選帶長，單位mm；得： 3、驗算從動輪包角 （4-5）式中： -實際中心距，單位mm；得： 所以包角在允許范圍內(nèi)。4、驗算曲饒次數(shù) （4-6）式中： 帶輪數(shù) -修整后的帶

27、長，單位mm；得： （次/s）=685、確定設(shè)計功率由功率計算公式 （4-7）查10表3-8查的工況系數(shù)所以 6、帶的截面積由10表2-9確定所設(shè)計的帆布平帶單位橫截面積所傳遞的額定功率=1.886 （4-8）式中： 包角修正系數(shù) -傳動布置系數(shù)得： 7、帶寬由10表的 式中：k -帶的張緊應(yīng)力，單位；得： 取b=63mm8、軸壓力（?。?(4-9)式中： -小帶輪上的包角得： 圖3.5帶的相關(guān)參數(shù)如下表：表2.1 平帶參數(shù)帶號 帶型 帶速 包角 帶長m 曲饒次數(shù) 截面積 帶寬mm 軸壓力N軸1帶 普通平帶 6.232 182.56 3600 4.276 0.642 40 632.1軸3帶 普

28、通平帶 6.232 183.24 2800 5.38 0.526 36 512.5軸4帶 普通平帶 8.4446 175.25 4500 3.75 3.927 63 1412.54.2 V帶傳動設(shè)計計算圖3.5中軸4的皮帶傳動的設(shè)計計算查閱11知1、確定計算功率由表查得工作情況系數(shù)=1.0 （4-10）式中： -工況系數(shù)； -額定功率，單位kW；得： 2、選擇V帶的類型根據(jù)=0.083kw，小帶輪轉(zhuǎn)速=540r/min，由8選用Z型。3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速1 ) 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑.2 ) 驗算帶速。 30 (4-11)3)計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。計算大帶輪

29、的基準(zhǔn)直徑根據(jù)表8-8，圓整為=3154、確定V帶的中心距a和帶的基準(zhǔn)長度1)根據(jù)，初定中心距=500。2)由式8-22計算帶所需的基準(zhǔn)長度 （4-12）得： = 1648.3mm 選帶的基準(zhǔn)長度3)按式8-23計算實際實際中心距。 (4-13)5驗算主動輪上的包角：（4-14）所以包角合適。6確定帶的跟數(shù):1）計算單根V帶的額定功率。 由和，查表8-4a得。根據(jù),i=3和Z型帶，查表8-4b得。查表8-5得=0.9，表8-2得=1.16，于是 =（0.18+0.014）x0.9x1.16=0.2022)計算V帶的根數(shù)z。 取2根。7確定單根V帶的初拉力的最小值由表8-3得V型帶的單位長度質(zhì)量

30、q=0.06kg/m，所以=13.5應(yīng)使帶的實際初拉力。8.計算壓軸力壓軸力的最小值為同理可得圖3.6中其他帶的相關(guān)參數(shù)表2.2V帶參數(shù)表帶號 帶型 帶速m/s 中心距 mm 包角帶 根數(shù) 預(yù)緊力N軸1帶 Z 2.6956 653.2 172.2 2 1021軸3帶 Z 2.6956 732.5 154.8 2 1321.2軸4帶 Z 2.827 476 143.9 2 1354.3V帶輪的設(shè)計V帶輪的設(shè)計主要包括以下一些內(nèi)容：帶輪所需材料的確定、帶輪的結(jié)構(gòu)形式、帶輪各個部分的幾何尺寸以及公差、技術(shù)要求等內(nèi)容。（一）帶輪的材料選擇在設(shè)計帶輪的時候，經(jīng)常選擇的帶輪材料為HT150或者是HT200

31、。而當(dāng)設(shè)計出來的V帶轉(zhuǎn)速較高時，相應(yīng)的帶輪轉(zhuǎn)速也比較高，此時我們可以選擇鑄鋼或者用鋼板沖壓后焊接來制作V帶輪。當(dāng)設(shè)計的V帶所需傳遞的功率較小的時候，此時我們可以選擇鑄鋁或者塑料來制作V帶輪。（二）帶輪的結(jié)構(gòu)形式V帶輪通常由三部分組成，這三部分分別為輪緣、輪輻以及輪轂。在V帶輪的分類中，按照輪輻的結(jié)構(gòu)形式不同，可以大致分為以下四類：實心式腹板式孔板式橢圓輪輻式。根據(jù)V帶輪的基準(zhǔn)直徑不同，所選擇的V帶輪的結(jié)構(gòu)形式也不同。具體的選擇規(guī)定如下：當(dāng)選擇實心式結(jié)構(gòu)時，帶輪的基準(zhǔn)直徑應(yīng)該小于2.5倍的帶輪安裝軸的直徑；當(dāng)選擇腹板式結(jié)構(gòu)時，帶輪的基準(zhǔn)直徑應(yīng)該小于300毫米；當(dāng)選擇輪輻式結(jié)構(gòu)式，帶輪的基準(zhǔn)直徑應(yīng)

32、該大于300毫米。（三）V帶輪的輪槽V帶輪的輪槽設(shè)計應(yīng)該與所設(shè)計的V帶的型號相對應(yīng)。由于V帶的材料彈性較大，繞在帶輪上以后V帶的工作面形狀會發(fā)生一定的變化，因此V帶輪槽的工作面的夾角應(yīng)做成小于90。（四）V帶輪的技術(shù)要求當(dāng)帶輪采用鑄造、焊接或者燒結(jié)的方式制成時，帶輪的表面上不可以出現(xiàn)砂眼、裂縫、縮孔以及氣泡；如果需要對鑄造的帶輪表面進行修補時，前提是不能提高帶輪的內(nèi)部應(yīng)力；當(dāng)轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速時，帶輪需要做靜平衡，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于極限轉(zhuǎn)速時，帶輪需要做動平衡。4.4 V帶傳動的張緊裝置V帶的材料包括頂膠、抗拉體、底膠和包布，這些材料在使用一段時間后，會因為塑性變形、磨損等原因而變的松弛。因此，V帶傳動

33、在工作一段時間后，需要人為的進行張緊。相應(yīng)的張緊裝置主要分為三類：定期張緊裝置自動張緊裝置采用張緊輪的裝置。三類張緊裝置的工作原理各有不同，定期張緊裝置采取定期改變中心距的方法；自動張緊裝置主要利用電動機的重力，具體方法是將裝有帶輪的電動機安裝在浮動的擺架上；采用張緊輪的裝置采用在機械設(shè)備上安裝張緊輪的方法。5. 總結(jié)從拿到題目到現(xiàn)在已經(jīng)過去了幾個月，畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)也即將結(jié)束。在這幾個月的時間里，困難不少，但是只要自己努力，困難只是暫時的，慢慢地困難一個個的解決了，從中也收獲了不少自己不曾了解的知識。本次的設(shè)計題目為落葉收集機結(jié)構(gòu)設(shè)計 。在論文中，對落葉收集機結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行了詳細(xì)、全面的介紹，

34、根據(jù)設(shè)計要求以及對市場需求的分析，在設(shè)計中采用氣吸的方式對落葉進行收集，所設(shè)計的機構(gòu)可靈活的在不同路段工作，如：大面積空曠地帶，路旁、公園等樹木草叢密集的地方。經(jīng)過對不同的機構(gòu)進行對比，選定的旋轉(zhuǎn)撥叉機構(gòu)可以將落葉輕松刮下，而拔叉定時機構(gòu)解決了機構(gòu)間的配合問題。對于機構(gòu)的動力及動力傳動的問題，這里選取柴油機為機械提供動力，通過機械與液壓兩者相結(jié)合的方式來實現(xiàn)動力傳遞，動力就可以輕松到達(dá)擠壓箱，擠壓桿運動，將收集起來的落葉擠壓成塊兒，方便運輸和存儲。在擠壓箱中，由于不同方向的推桿不能同時運動，需要添加一個機構(gòu)來完成這個順序動作，這里選擇采用棘輪機構(gòu)。對于動力傳遞的問題，本設(shè)計采用由錐齒輪外接聯(lián)軸器與總動力軸相連接提供總動力，通過兩個錐齒輪軸分別連接棘輪機構(gòu)和減速器機構(gòu)，總動力就可以傳遞下去，這就是所設(shè)計的傳動機構(gòu)。本次設(shè)計所確定的方案雖然能夠滿足所提要求，但是由于時間、個人水平等方面的原因，其中也存在著許多不足，還需進一步改正。參考文獻1許禮鴻. 吸掃式路面清掃車使用效能影響因素分析公路與汽運,2005,19 116-117.2龔佰勛.環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.3王先逵. 機械制造工藝學(xué)(第3版). 機械工業(yè)出版社, 2013, 37-65.4李育錫. 機械設(shè)計課程設(shè)計. 高等教育出版社, 20085 Chang Y. M., Ch