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XXXX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題 目： 街道護(hù)欄清洗機(jī)
學(xué) 院：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師： （講師）
完成日期： 2012年5月
目錄
第一章 研究背景及發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
一 研究背景‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
二 發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
1 成型產(chǎn)品介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
2 技術(shù)差距‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 6
第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
一 工作原理及主要機(jī)構(gòu)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
二 設(shè)計(jì)要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12
三 方案討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
一 刷子的設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
二 電動機(jī)的選定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 16
三 支撐導(dǎo)槽的設(shè)計(jì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18
四 液壓泵的選擇‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20
五 帶輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 22
結(jié)論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
設(shè)計(jì)體會 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
致謝 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25
參考文獻(xiàn) ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 26
第一章 城市道路護(hù)欄清洗車的研究背景發(fā)展概況
一 研究背景
管理設(shè)施作為交通管理工作的重要組成部分，是一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)、文化、市容、市貌等方面綜合體現(xiàn)的窗口，它標(biāo)志著一個(gè)城市管理水平的高低。
現(xiàn)在由于城市內(nèi)車輛的巨增，在如今繁忙的公路交通中，公路護(hù)欄無疑發(fā)揮著重要的作用，而它的作用不僅在于維持良好的交通秩序，提高公路交通的安全性，也是城市景觀的重要組成部分。人類對街道環(huán)境的要求越來越高，為了廣大市民出行安全，相關(guān)部門用各種護(hù)欄把城市的機(jī)動車道和非機(jī)動車道人行道分隔開來，然而隨著大量護(hù)欄的出現(xiàn)清洗護(hù)欄的工作成為主管部門傷腦筋的問題。已往一些城市是采用人海戰(zhàn)術(shù)，公益性勞動，通過部隊(duì)、學(xué)校、機(jī)關(guān)單位來解決的，可現(xiàn)今用這種方法已經(jīng)行不通了，如今是市場經(jīng)濟(jì)時(shí)代，大規(guī)模經(jīng)常性的公益活動不可能經(jīng)常進(jìn)行的，所以只能雇工擦洗，雇工擦洗問題很多，費(fèi)用也高，并且擦洗效率極低，勞動強(qiáng)度高。更重要是不安全，由此看來護(hù)欄的擦洗是一個(gè)極待解決的問題。
清掃車的市場前景
隨著道路里程的不斷增加、人流車流的增大，道路垃圾越來越多，用人力清掃很難完成。隨著國內(nèi)道路的不斷發(fā)展，機(jī)械化養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為一種必然，護(hù)欄清掃車作業(yè)方便，清掃效率高，除塵效果好，故護(hù)欄清掃車的需求呈現(xiàn)一個(gè)快速的增長態(tài)勢。
二 發(fā)展概況
1成型產(chǎn)品介紹
1.1目前國內(nèi)已經(jīng)有成型的產(chǎn)品上市，比如北京澤通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的公路護(hù)欄清洗車，對公路隔離欄進(jìn)行清洗時(shí)，護(hù)欄兩側(cè)同時(shí)擦洗?？蓪ψ罡?.4米的護(hù)欄進(jìn)行清洗，特別適合圖案復(fù)雜的金屬護(hù)欄?？砂醋o(hù)欄的污濁程度控制作業(yè)速度。備有清洗劑添加箱，目前采用國產(chǎn)躍進(jìn)2.5噸底盤。 作業(yè)時(shí)可同時(shí)兩次刷洗，三次噴水一次清洗劑，潔凈度可達(dá)到85%。它的操縱部分采用人性化的設(shè)計(jì)使操縱更加方便。作業(yè)時(shí)由駕駛員一人同時(shí)完成駕駛與操作，方便，簡潔，降低了作業(yè)成本。它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是掛接在灑水車上的，在更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，只須旋轉(zhuǎn)齒輪柄，就可以很方便的將執(zhí)行機(jī)構(gòu)滑出。它的水系統(tǒng)采用高壓雙聯(lián)泵，使刷洗和高壓水槍能同時(shí)工作，從而保證了清洗的質(zhì)量。它的A型毛刷采用復(fù)合聚酯材料，質(zhì)地柔軟，經(jīng)久耐用。作業(yè)完畢，可快速將刷體載于特制的車架上入庫從存放。還有北京科力威清潔機(jī)械廠生產(chǎn)的BXH5040TQX型城市護(hù)欄高速清洗車。
BXH5040TQX型清洗車是新一代多功能公路設(shè)施清洗設(shè)備。它可全自動高速的擦洗城市道路各種型式的隔離護(hù)欄。適用于城市道路隔離護(hù)欄、道路兩側(cè)墻體的刷洗；根據(jù)用戶需要加裝高壓水泵、水槍，還可適用于沖刷城市小廣告和刷洗城市雕塑等。
BXH5040TQX型城市護(hù)欄高速清洗車
主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：
底盤型號 BJ1049V9JW6-A 發(fā)動機(jī)型號 BJ491EQ2
噴水系統(tǒng) ZMB240 副發(fā)動 492Q
水箱容積 1.76m3 外形尺寸 5910×2045×2380(mm)
刷洗速度 2-8（km/h） 清洗系統(tǒng) 滾刷4個(gè)
滾刷高度 300-1500（mm） 噴嘴 狹縫式噴嘴
刷洗寬度 0-200（mm） 滾刷轉(zhuǎn)速 800-1200（r/min）
1.2 還有另外一種護(hù)欄清掃車如圖
1.2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
護(hù)欄清洗車由底盤、水罐、清洗液水箱、橫向水平伸縮機(jī)構(gòu)、垂直舉升機(jī)構(gòu)、柱刷及驅(qū)動機(jī)構(gòu)、液壓傳動及控制系統(tǒng)、水路系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成，其外形見圖
1.2.2底盤
該車采用載重為2.75 t的東風(fēng)EQ1061G2D2汽車底盤改制而成，取力器的離合采用推拉軟軸控制，伸縮機(jī)構(gòu)手柄、舉升機(jī)構(gòu)手柄、水泵控制手柄及柱刷控制手柄均集中分布在駕駛室內(nèi)
1.2.3水罐及清洗液水箱
水罐為鋼板焊接件，設(shè)計(jì)最大容積為3 ，額定容積為2.3 ，其橫斷面為橢圓形。罐體前左側(cè)呈凹狀缺口，利于安裝垂直舉升機(jī)構(gòu)及柱形毛刷。罐內(nèi)焊接有三道防波板，以減少囡行駛時(shí)水流對罐壁的沖擊力。在水罐后頂部設(shè)有人孔及爬梯，以方便對罐體內(nèi)部檢修及清洗工作。水罐內(nèi)部還涂有防銹涂層，以減少水對罐體腐蝕。清洗液水箱利用不銹鋼板焊接而成，能有效避免清洗劑本身對金屬的腐蝕。箱內(nèi)設(shè)計(jì)有防波層，其設(shè)計(jì)容積為0.1 。
1.2.4各種功能機(jī)構(gòu)
護(hù)欄清洗車功能裝置結(jié)構(gòu)如圖
1）水平伸縮機(jī)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)用于調(diào)整柱刷與被清洗護(hù)欄(板)所需的適當(dāng)距離，其結(jié)構(gòu)包括水平固定臂、活動臂及伸縮油缸，在其活動臂外端上方安裝了舉升機(jī)構(gòu)。
2）垂直舉升機(jī)構(gòu)
該機(jī)構(gòu)用于調(diào)整柱刷與被清洗護(hù)欄的洗刷高度，以達(dá)到清洗的雖佳效果。其結(jié)構(gòu)包括垂直固定塔臂、話動塔臂及舉升油缸，在恬動塔臂之上固定有支承柱刷機(jī)構(gòu)的托架。
3）柱刷及驅(qū)動機(jī)構(gòu)
清洗用的柱刷為高強(qiáng)度的絲狀聚合物制成，柱刷直徑在不工作時(shí)為4OO mm ，工作狀態(tài)時(shí)達(dá)到1 000mm，柱刷長度為1 700 mm，設(shè)計(jì)柱刷轉(zhuǎn)速為120～250 r／min。柱刷根據(jù)工作需要可以順轉(zhuǎn)，也可以逆轉(zhuǎn)，柱刷上下往復(fù)運(yùn)動距離為600 mm，橫向伸縮距離為700 mm。柱刷驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝于支承柱刷機(jī)構(gòu)的托架之上，由液壓馬達(dá)驅(qū)動。柱刷及托架的撓性連接是通過浮動彈簧來實(shí)現(xiàn)的．當(dāng)柱刷遇到障礙物(如較突出的欄桿)時(shí)，該機(jī)構(gòu)具有避讓功能。柱刷的工作轉(zhuǎn)速可通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)柱刷馬達(dá)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，節(jié)流闊旋扭順時(shí)針為減速，逆時(shí)針為升速。
1.2.5 工作原理
當(dāng)?shù)缆纷o(hù)欄清洗車駛A設(shè)置有護(hù)欄的道路后，即可操縱取力器掛檔使雙聯(lián)油泵工作。這時(shí)駕駛?cè)藛T可以邊看(后視)柱刷，邊操作多路分配閥的相應(yīng)操作手柄，使水平伸縮機(jī)構(gòu)的活動臂向汽車左側(cè)伸出，使柱刷與被清洗的護(hù)欄接觸。同時(shí)操作多路分配閥的相應(yīng)手柄，使舉升機(jī)構(gòu)的活動塔臂帶動柱刷上下運(yùn)動，直至清洗高度臺適為止。打開開關(guān)(三個(gè))并操縱多路分配闊，使水泵馬達(dá)驅(qū)動水泵工作，帶有壓力的水流即從清洗管和清潔水噴頭噴灑出來。清洗液的噴出量由清洗水流通過空吸閥的流速決定，流速快，清洗液的噴出量就多，反之就少，可以調(diào)節(jié)開關(guān)來控制。當(dāng)上述參量調(diào)整合適后，即可使清洗車沿著護(hù)欄平行行駛，清洗護(hù)欄的作業(yè)開始。行駛速度視情況而定，設(shè)計(jì)為3—4 km／h，一般為第一檔怠車速度即可。水罐的額定容量為2．3立方米 ，清洗的欄桿長度在13 km以上為了提高清洗護(hù)欄的作業(yè)功能，柱刷的旋轉(zhuǎn)方向與清洗車的行駛方向應(yīng)是順洗(即柱刷旋轉(zhuǎn)的切線方向與車駛方向相同)。清洗作業(yè)完成后，先操縱多路分配閥的相應(yīng)手柄，使水泵馬達(dá)停止工作，關(guān)閉開關(guān)，再使柱刷退回到原始狀態(tài)，一個(gè)作業(yè)周期完成。
1.3 在成都環(huán)衛(wèi)科研所支持下經(jīng)四川省科情所計(jì)算機(jī)國際聯(lián)網(wǎng)查詢，對從1978—1998年以來的中外24種文獻(xiàn)檢索以及“查新報(bào)告” 表明，我們研制設(shè)計(jì)的新一代清洗車．具有領(lǐng)先性。參見總體裝配示意圖
1.3.1 設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)要點(diǎn)
總體結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)
本機(jī)分主車和清洗作業(yè)裝置兩大部分。主車參數(shù)：
CD1041型汽車，平頭雙軸后輪驅(qū)動，492QAZ汽油機(jī)；62．5kW。配有液壓取力器。清洗作業(yè)裝置動力源為取力器驅(qū)動油泵—— 馬達(dá)或油缸?？偣β省?0kW。其中，噴水系統(tǒng)離心水泵0.67kW。IZDB．35揚(yáng)程35m；吸程8m。流量0.8。2lXDrtmin；有6個(gè)調(diào)節(jié)噴水嘴。清洗速度工檔6km/h．9OOO。
2 國內(nèi)的清掃車存在的技術(shù)差距
2.1水平和質(zhì)量的差距
雖然，我國清掃車技術(shù)的發(fā)展令世界矚目，但是，與發(fā)達(dá)國家相比，我國清掃車還存在不少差距。 我國的清掃車在清掃效率、清掃能力、除塵效果等清掃作業(yè)性能方面與發(fā)達(dá)國家的水平相當(dāng)，而在清掃車的噪聲、排放、可靠性、舒適性，自動調(diào)整等方面仍存在較大差距，特別是全液壓清掃車，僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代末到90年代初產(chǎn)品的水平。就目前我國清掃車的水平和質(zhì)量可知，我國在清掃車設(shè)計(jì)中，還缺少對專用部件的研究，缺少設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)，經(jīng)驗(yàn)多于計(jì)算，模仿較多，創(chuàng)新較小?？梢哉f，目前我國對清掃車的研究能力還較差，還未真正達(dá)到對清掃車進(jìn)行研究的目的和要求，同時(shí)，缺乏必要的研究條件。目前，我國中小型全液壓清掃車除與汽車底盤改裝的清掃車存在同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車質(zhì)量大、外形不夠美觀等缺點(diǎn)。另外國內(nèi)的清掃車在以 下幾個(gè)方面有待改進(jìn)：如在高可靠性上，設(shè)備的高可靠性就是指某種設(shè)備的可靠程度，即在其正常使 用當(dāng)中的無故障間隔時(shí)間的長短。國產(chǎn)工程機(jī)械平均無故障間隔時(shí)間為150小時(shí)--300小時(shí)。而國外工程機(jī)械都在600小時(shí)-2000小時(shí)。我國工程機(jī)械的平均使用壽命僅為國外同類產(chǎn)品的1/2，甚至不到1/2。因此目前的首要工作是解決產(chǎn)品經(jīng)久耐用的問題，提高可靠性的各項(xiàng)指標(biāo)。就工程機(jī)械的重要品種清掃車、裝載機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)等而言，這個(gè)指標(biāo)和國外同類產(chǎn)品相比，差距還是非常大的。用戶和廠家的想法往往相悖，用戶是買進(jìn)一臺設(shè)備，首選指標(biāo)應(yīng)該是可靠性，設(shè)備要能經(jīng)久耐用，不出大故障，小毛病也最好不要有。廠家則認(rèn)為小毛病無所謂。殊不知，用戶最頭疼的是小毛病不斷的設(shè)備，而對生產(chǎn)影響最大的恰恰也經(jīng)常是出現(xiàn)小毛病的設(shè)備。任何一臺設(shè)備在生產(chǎn)過程中不是單獨(dú)作戰(zhàn)，而是既有上線也有下線，一旦因任何一個(gè)小毛病而停止作業(yè)，影響工作的還有與其配套的其它生產(chǎn)系統(tǒng)。所以，廠家決不能忽視小毛病的危害程度。小毛病不但是病，而且是影響生產(chǎn)的“大病”， 它直接影響一臺設(shè)備的使用，甚至損害一個(gè)廠家的聲譽(yù)。國內(nèi)的清掃車產(chǎn)品可靠性不如國外，有三個(gè)方面的原因：一是國產(chǎn)基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定；二是制造工藝問題；三是技術(shù)不完善造成先天不足；在多功能上：目前國產(chǎn)路面清掃車基本上是單純意義上的清掃車即只能清掃護(hù)欄、不能它用。而從全國許多環(huán) 保部門的需求信息來看，有的需要能清洗道路護(hù)欄，有的要求能鏟雪等等；目前的清掃車需要噴水壓塵除塵，在缺水地區(qū)和北方的冬季無法使用；目前的清掃車尾氣污染和噪音污染相對來說都較大。 隨著國家對環(huán)保要求越來越高，人們的環(huán)保意識普遍增強(qiáng)，現(xiàn)有清掃車就將很難適應(yīng)需要。
2.2 生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段落后
由于國內(nèi)清掃車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模都較小，而且掃路機(jī)產(chǎn)品批量也較小，所以采用的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段都較為落后，加工的零部件難以有穩(wěn)定的質(zhì)量。此外，我國通用零部件制造水平較低，也影響了掃路機(jī)的質(zhì)量。分析其原因主要在材料和設(shè)計(jì)上。所以對清掃車易磨損件材料的研究和合理設(shè)計(jì)，提高易磨損件的耐磨性也是提高我國清掃車可靠性必不可少的工作。因此提高清掃車外觀質(zhì)量。國產(chǎn)清掃車的老面孔仍未得到徹底改變，尤其是油漆的光澤性、附著力、抗沖擊、硬度、耐候性和彎曲性能等還存在不小差距，特別是耐時(shí)性上不過關(guān)，新車放不到3個(gè)月就失光、退色。
2.3設(shè)備的舒適性的差距
設(shè)備的舒適性是指駕駛員在操作設(shè)備作業(yè)時(shí)所感受的舒適程度，包括環(huán)保方面的排放標(biāo)準(zhǔn)和噪聲大小等。有的廠家在駕駛室里安裝收錄音和CD等 音響系統(tǒng)，其實(shí)在沒解決設(shè)備噪聲之前，這些都是徒勞的。同理，在沒解決駕駛室密閉問題之前，一切空調(diào)通風(fēng)換氣設(shè)置都是沒有任何意義的。以清掃車、裝載機(jī)、推土機(jī)為例，首先應(yīng)該解決噪聲和排放污染問題。因?yàn)樗坏珜︸{駛員身心健康有影響，更重要的是對與其配合工作的其它設(shè)備及人群 有影響。而其駕駛室搞成轎車標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)并不困難。要知道清掃車、裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械駕駛員 比轎車司乘人員更需要舒適。因?yàn)樗诜浅毫拥沫h(huán)境當(dāng)中不停的作業(yè)。
2.4性能水平的差距
提高性能水平。我國工程機(jī)械的整體性能參數(shù)與國外水平差距不是很大，但在舒適性、低污染、施工質(zhì)量以及生產(chǎn)率等指標(biāo)上都不同程度地落后于國外先進(jìn)水平15-20年，主要原因是在許多先進(jìn)的 技術(shù)、結(jié)構(gòu)、材料及工藝上存在著差距。
從上述國內(nèi)清掃車的發(fā)展現(xiàn)狀簡要介紹可以看出，我國清掃車與國外清掃車相比，存在較大差距，主要表現(xiàn)在：從產(chǎn)品構(gòu)成上看，國產(chǎn)機(jī)械品種、規(guī)格較少，產(chǎn)品缺乏系列化：我國對清掃車機(jī)械的開發(fā)、生產(chǎn)起步較晚，近年來，隨著高速公路通車?yán)锍痰牟粩嘣黾樱鍜哕嚨难兄崎_發(fā)工作才逐漸為有關(guān)方面重視。
第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一 工作原理及主要機(jī)構(gòu)
1 工作原理
圖表 1
如圖所示，1是導(dǎo)桿，2是上槽蓋板，當(dāng)進(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)6電機(jī)帶動3工作滾軸轉(zhuǎn)動并且配合5液壓泵使4下槽蓋板以上的機(jī)構(gòu)沿著1導(dǎo)桿上下運(yùn)動。7是支撐板。8是水平支撐導(dǎo)槽，9是懸掛支撐用以掛在清洗車上。
2 主要機(jī)構(gòu)
水平推出機(jī)構(gòu)8
護(hù)欄清洗裝置位于車子上，為便于在公路上行走，清洗裝置要裝在懸掛裝置的支架上，不寬于車寬；其示意圖如下圖所示。在水平支撐導(dǎo)曹上有緩沖裝置用以緩沖與護(hù)欄擠壓。如圖
垂直升降機(jī)構(gòu)
垂直升降機(jī)構(gòu)，如下圖所示。利用液壓泵5以及連接機(jī)構(gòu)A帶動整個(gè)洗刷裝置的垂直升降。
二 設(shè)計(jì)要求
1．由于設(shè)計(jì)的裝置要懸掛在現(xiàn)有的灑水車底盤上，由于現(xiàn)有的灑水車形式多樣，因此整套裝置要有很強(qiáng)的通用性，可以和大多數(shù)的灑水車配合。
2．工作是主要有兩個(gè)動作，即旋轉(zhuǎn)和垂直動作，豎直位移。
3．護(hù)欄高度1m,
4．要求操作系統(tǒng)簡單，效率高
6．整體質(zhì)量不能太大，但結(jié)構(gòu)必須滿足強(qiáng)度要求。
7．設(shè)計(jì)成本不能太高，要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性論證
三 方案討論
1 清洗裝置的討論
1）清洗裝置是箱子即清洗箱
2）清洗裝置是固定式即長臂清洗機(jī)
以上兩種種設(shè)備是目前最具代表性的兩類產(chǎn)品，從其應(yīng)用，技術(shù)方面都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
第一類，結(jié)構(gòu)簡單，成本低；但是不能很好的清洗到高一點(diǎn)的護(hù)欄。工作時(shí)工作速度較高。
第二類：克服了第一類的缺陷，而且可清洗多種類型的護(hù)欄。但是它不靈活，自由度不夠，不能上下運(yùn)動在清洗的過程中，清洗不夠清潔。工作時(shí)效率很高
綜合以上種布局形式各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我們的布局方式采用懸掛式裝置，并且能夠在清洗工作過程中垂直方向上有上下線運(yùn)動這樣不僅能清洗到高一點(diǎn)的護(hù)欄同時(shí)能保證清潔度。
2 清洗裝置傳動方案的選用
（1）轉(zhuǎn)動軸方案選用
1）齒輪傳動
齒輪傳動第一結(jié)構(gòu)上會增加總體的設(shè)計(jì)重量，第二會增加成本。但是傳動效率高。
2）鏈輪傳動
鏈輪傳動在工作過程中很容易出現(xiàn)卡鏈，斷鏈子，維修不方便。但是設(shè)計(jì)簡單經(jīng)濟(jì)。
通過上兩個(gè)方案比較，我們采用帶輪傳動更合適。經(jīng)濟(jì)又簡單而且減少了設(shè)計(jì)總體重量
（2）垂直運(yùn)動方案選用
1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
由于此清洗機(jī)構(gòu)比較小巧所以這方案不適用
2）液壓機(jī)構(gòu)
液壓機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠輸出較大的力來使整個(gè)清洗機(jī)構(gòu)上下垂直運(yùn)動維修也比較方便裝配起來也比較簡單。所以我們選用液壓機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)垂直方向上的運(yùn)動 。
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算
一刷毛的設(shè)計(jì)
毛刷的設(shè)計(jì)
根據(jù)毛刷的工作要求，毛刷選用國產(chǎn)的尼龍66做成的尼龍絲均布在旋轉(zhuǎn)軸上，分布間隙為0.2，其彈性模量
⑴．尼龍絲個(gè)數(shù)N的確定可采用先把整個(gè)軸按高度分層，再求每個(gè)層的尼龍絲個(gè)數(shù)。
具體計(jì)算如下：
初定旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)徑，長度,尼龍絲的直徑為4mm,以間隙0.2分布在其上：
a.軸的一圈上尼龍絲的個(gè)數(shù)n
b.旋轉(zhuǎn)軸上分布的尼龍絲層數(shù)f
則：尼龍絲的總個(gè)數(shù)N為：
⑵.旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，清洗護(hù)欄的尼龍絲發(fā)生變形，其發(fā)生變形的尼龍絲在旋轉(zhuǎn)軸清洗一周時(shí)，從OA到OC,其變形如圖3.3示：其中最大變形時(shí)，護(hù)欄離旋轉(zhuǎn)軸的中心距離為17mm。
圖3.3
即OA=OC=20mm,OB=17mm
那么在這一瞬間發(fā)生變形的尼龍絲個(gè)數(shù)為：
⑶從任一根軸上抽取一根尼龍絲作為研究對象如圖3.4示：
圖3.4
可假設(shè)尼龍絲是一個(gè)懸臂梁，在自由端受集中力F作用，可用如圖示的撓度公式求解尼龍絲所受的力F。
而此時(shí)：
尼龍絲的轉(zhuǎn)動慣量I為：
即
⑷假設(shè)尼龍絲在與護(hù)欄相接觸的過程中，都發(fā)生最大變形，則在一根旋轉(zhuǎn)軸上，參與變形的尼龍絲個(gè)數(shù)與F之積為刷洗裝置要工作，電動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所提供的徑向力。則總的徑向力為：
此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸的力矩M為：
（其中r為護(hù)欄離中心的距離）
二電動機(jī)的選定
知道了旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩M，而旋轉(zhuǎn)軸由電動機(jī)驅(qū)動。其中電動機(jī)帶動三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。
由
Q=192.06N.m
我們選用大力矩電機(jī)來驅(qū)動電機(jī)型號Y80M1-4Z重量為17Kg其輸出力矩完全符合要求。
大力矩電機(jī)的主要參數(shù)如下
型號 Y80M1-4Z
功率 0.55kw
馬力 0.75hp
電流 1.5A
轉(zhuǎn)速 1390r/min
效率 73%
功率因素0.76cosф
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 2.4
堵轉(zhuǎn)電流額定電流 6.0
重量 17kg
三 支撐導(dǎo)槽設(shè)計(jì)計(jì)算
對支撐導(dǎo)槽的要求
⑴能夠支撐清洗機(jī)構(gòu)的重量
⑵有一定的緩沖能力
⑶可方便安裝
支撐導(dǎo)槽的設(shè)計(jì)參數(shù)
長度為800mm
支撐導(dǎo)槽內(nèi)置緩沖彈簧用以緩沖與護(hù)欄的沖擊
假設(shè)彈簧的k=20,彈簧的長度x為150mm
那么彈簧的緩沖力F=kx=20x15=30N
假設(shè)直徑為D=30mm當(dāng)工作壓力達(dá)到100Pa時(shí)彈簧壓縮變形λ=30mm,設(shè)計(jì)彈簧絲的直徑d和彈簧圈數(shù)n。設(shè)彈簧的許應(yīng)剪應(yīng)力[τ]=150Pa,剪切彈性模量G=80MPa.
P=Ap=
彈簧絲直徑可按下式初選為
則
，取n=15
假設(shè)清洗機(jī)的總體重量為100kg,支撐導(dǎo)槽的橫截面積是2700mm，[t]=40MPa
校核尺寸
所以符合要求。
四 液壓泵的選擇
確定液壓泵的最大工作壓力
式中 ——垂直升降清洗機(jī)最大工作壓力
在本系統(tǒng)中，最高壓力是液壓缸垂直運(yùn)動時(shí)：
則液壓泵的工作壓力為：P=15600Pa
所以選用液壓泵YTT32-800
液壓泵的主要參數(shù)
公稱力 8000KN
頂出力 1600KN
液壓體最大壓力 25MPa
頂出活塞最大行程 450mm
五 帶輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算
電機(jī)輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸輸入軸采用帶輪傳動。以下為帶輪傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程。
帶條設(shè)計(jì)
1）帶輪尺寸
小帶輪尺寸
設(shè)計(jì)為d=80mm
大帶輪尺寸
設(shè)計(jì)為D=160mm
2） 實(shí)際傳動比
這樣子工作軸的轉(zhuǎn)速就不會太高從而毛刷與護(hù)欄的撞擊力不會太大（以防毛刷損壞過快）
總結(jié)
通過上面的介紹，我想大家對我的設(shè)計(jì)有了比較系統(tǒng)的了解，該設(shè)計(jì)結(jié)合目前國內(nèi)同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我個(gè)人主要從結(jié)構(gòu)上入手，結(jié)構(gòu)上采用立式清洗機(jī)構(gòu)，液壓泵帶動清洗機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動以保證清洗的潔凈度，電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動毛刷旋轉(zhuǎn)達(dá)到清掃的目的。并采用了緩沖裝置在水平支撐導(dǎo)槽上用以緩沖減少與護(hù)欄的沖擊，使得操作性更好。由于經(jīng)驗(yàn)不足，難免存在有些參數(shù)選擇不合理，計(jì)算不準(zhǔn)確的情況，但是主要是通過這次設(shè)計(jì)，我經(jīng)歷了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過程，在設(shè)計(jì)過程中我遇到各種困難，但是在老師和同學(xué)們的大力幫助指導(dǎo)下還是克服了種種難關(guān)，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是本次設(shè)計(jì)我最大的收獲。
設(shè)計(jì)體會
通過三個(gè)多月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算如期完成，圓滿完成了大學(xué)的最后一次大作業(yè)，這次設(shè)計(jì)，是對大學(xué)四年所學(xué)知識的一次綜合應(yīng)用，也是為以后走上工作崗位，適應(yīng)未來工作的一次大練兵。通過這次設(shè)計(jì)，明確了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)過程所必需的幾個(gè)階段和每個(gè)階段必須完成什么樣的工作，一個(gè)設(shè)計(jì)從開始到論文發(fā)表，大致要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：
1）資料收集階段，收集資料可以通過各種方式，各種渠道。首先要進(jìn)行市場調(diào)查，了解產(chǎn)品的研究背景及發(fā)展概況，從而明確設(shè)計(jì)的意義和目的明確本次設(shè)計(jì)要在原有的基礎(chǔ)上作何改進(jìn)，客觀分析產(chǎn)品的市場前景，從而定位產(chǎn)品的最大設(shè)計(jì)成本，這樣設(shè)計(jì)出來的東西才有意義，將來才會有很高的市場占有率。
2）設(shè)計(jì)計(jì)算階段，這是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這個(gè)過程的完成要進(jìn)行大量的計(jì)算，包括對每一個(gè)零件尺寸的計(jì)算及強(qiáng)度剛度的校核，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件的選取及各種參數(shù)的確定都離不開大量的計(jì)算，各種參數(shù)的確定都離不開計(jì)算說明，這個(gè)過程完成的好壞直接說明了大學(xué)四年所學(xué)課程的掌握情況，可以說沒有扎實(shí)的知識就搞不好這次設(shè)計(jì)。通過這個(gè)過程的訓(xùn)練，培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中的每一個(gè)數(shù)值的得來都必須有根有據(jù)，不能隨意捏造。
3）試驗(yàn)階段，每一個(gè)設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品都不可能一次到位，還要進(jìn)行大量的試驗(yàn)，通過試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在實(shí)際使用過程中所存在的各種問題，然后再進(jìn)行修改，如此反復(fù)，才能使產(chǎn)品性能更加良好，才能有更好的經(jīng)濟(jì)效益。
致謝
本設(shè)計(jì)能夠順利的完成得到了院系領(lǐng)導(dǎo)老師的大力支持和幫助，在導(dǎo)師教授的悉心指導(dǎo)和殷切關(guān)懷下完成的。導(dǎo)師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)、海納百川的胸懷使我終生受益，值此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)煴硎局孕牡母兄x!
在論文的完成過程中，許多老師、同學(xué)和朋友都給與了無私的關(guān)懷和幫助。設(shè)計(jì)過程中，李老師一并幫我分析遇到的種種困難。一直支持，鼓勵(lì)我要有解決問題的信心，不僅在理論上更深了解相關(guān)知識，并使之在實(shí)際應(yīng)用的知識有了更進(jìn)一步的認(rèn)知。使設(shè)計(jì)得以順利的完成。同時(shí)，和同學(xué)們之間的相互探討也使我獲益匪淺。在此，對他們表示由衷的感謝！
最后，要感謝母校所有老師，四年來他們給了我無盡的關(guān)懷，他們精心的栽培為我以后的學(xué)習(xí)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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