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壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目小型路面清掃車設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 摘 要 路面清掃車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型 高效清掃設(shè)備。本文對(duì)國內(nèi)外小型道路清掃車的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析,對(duì)路面清掃車的使 用進(jìn)行了闡述，指出了目前清掃車存在的問題，主要是對(duì)零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核。本 車主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)和機(jī)架等組成，組成這些重要部分的軸與軸承 等部件在本車中起著重要作用，所以它們是否符合要求是十分重要的，因此本文對(duì)其進(jìn) 行了較為詳細(xì)的驗(yàn)算，以設(shè)計(jì)他們的詳細(xì)尺寸并校核其強(qiáng)度。最后提出了改進(jìn)意見及展 望。 關(guān)鍵詞：清掃車； 設(shè)計(jì)； 校核； 零部件 ABSTRACT Road sweeper, as one of sanitation facilities is a collection surface cleaning, garbage collection and transport as a whole new type of high-performance cleaning equipment.This paper summarized the developing status of small cleaning vehicles in China and foreign countries.and expatiates use of pavement cleaning cars,points out the main existing problems of cleaning cars, Parts and components mainly for the design and verification。Mainly by the vehicle power system, transmission system, the working system and the rack, etc. Such an important part of the composition of the shaft and bearings and other components in the vehicle plays an important role, Whether they meet the requirements is very important， In this paper, it is therefore a more detailed check， To design the details of their size and check its strength. Finally brings forward some improving ideas and expectations. Key words: sweeper; design; check; machine replacement parts 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 目 錄 1 緒論 ....................................................................................................................................................................1 1.1 路面清掃車簡介 .........................................................................................................................................1 1.2 國內(nèi)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 .....................................................................................................................................1 1.3 產(chǎn)品技術(shù)水平 .............................................................................................................................................1 1.4 產(chǎn)品發(fā)展方向 .............................................................................................................................................2 1.5 市場開發(fā)前景 .............................................................................................................................................2 2 小型環(huán)衛(wèi)清潔車設(shè)計(jì)方案擬定 ........................................................................................................................3 2.1 方案一 .........................................................................................................................................................3 2.2 方案二 .........................................................................................................................................................3 2.3 比較 .............................................................................................................................................................3 3 本車重要零部件設(shè)計(jì)及校核 ............................................................................................................................4 3.1 軸類零件設(shè)計(jì)及校核 .................................................................................................................................4 3.1.1 滾筒軸的設(shè)計(jì)及校核 ..........................................................................................................................4 3.1.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)及校核 ......................................................................................................................7 3.1.3 掃盤軸的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................11 3.2 軸承的設(shè)計(jì)及校核 ...................................................................................................................................14 3.2.1 圓桶軸軸承設(shè)計(jì) ................................................................................................................................14 3.2.2 錐齒輪軸軸承設(shè)計(jì) ............................................................................................................................16 3.2.3 掃盤軸軸承設(shè)計(jì) ................................................................................................................................17 3.3 鍵聯(lián)接及校核 ...........................................................................................................................................19 3.3.1 大帶輪鍵 ............................................................................................................................................19 3.3.2 小鏈輪鍵 ............................................................................................................................................19 3.3.3 大鏈輪鍵 ............................................................................................................................................19 3.3.4 小齒輪鍵 ............................................................................................................................................20 3.3.5 大齒輪鍵 ............................................................................................................................................20 4 清掃車的技術(shù)參數(shù) ..........................................................................................................................................21 4.1 功率主要包括 ...........................................................................................................................................21 4.2 滾筒功率的計(jì)算 .......................................................................................................................................21 4.3 掃盤功率的計(jì)算 .......................................................................................................................................22 5 結(jié)論 ..............................................................................................................................................................24 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................................................25 致 謝 .................................................................................................................................................................26 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1 1 緒論 1.1 路面清掃車簡介 路面清掃車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清潔、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型 高效清潔設(shè)備?？蓮V泛立用于干線公路，市政以及機(jī)場道面、城市住宅區(qū)、公園等道路 清潔。新型的路面清掃車不僅可以清掃路面垃圾，而且還可以對(duì)道路上的空氣介質(zhì)進(jìn)行 除塵凈化，既保證了道路的美觀，維護(hù)了環(huán)境的衛(wèi)生，維持了路面的良好工作狀況，有 減少和預(yù)防了交通事故的發(fā)生以及進(jìn)一步延長了路面的使用壽命。目前在國內(nèi)通過路面 清掃車來清掃城市道路已經(jīng)成為一種趨勢。 1.2 國內(nèi)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械化程度的高低，是一個(gè)國家工業(yè)化程度和綜合實(shí)力強(qiáng)弱的重要標(biāo)志之 一。從 20 世紀(jì) 60 年代我國研制生產(chǎn)路面清掃車開始，已有 40 年的生產(chǎn)歷史。但相對(duì)于 國外發(fā)達(dá)國家，我國路面清掃車不管從銷量規(guī)模、技術(shù)水平、清潔效果等方面都存在定 的差距。 目前，國產(chǎn)的道路清掃設(shè)備已經(jīng)可以基本滿足我們的需要。產(chǎn)品規(guī)格從 2t 到 8t，近 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2 8 個(gè)規(guī)格。與國外相比，大型產(chǎn)品所占比例不大，產(chǎn)品品種較少．產(chǎn)量也較低。2003 年 國產(chǎn)路面清掃車總銷量估計(jì)在 1 000 臺(tái)左右，僅相當(dāng)于國外一個(gè)企業(yè)的銷量。同時(shí)，現(xiàn) 在使用的很多國產(chǎn)設(shè)備，存在外形單調(diào)、功能單一，操作不方便，清潔效率低等問題。 在國外路面清潔車早已廣泛應(yīng)用了先進(jìn)的電子技術(shù)。如帶有微電腦的清潔及回收裝置等， 而且實(shí)現(xiàn)了有線與無線遙控，目前國內(nèi)產(chǎn)品僅停留在路面清潔度等最原始的技術(shù)研究方 面。 1.3 產(chǎn)品技術(shù)水平 國內(nèi)路面清掃車的技術(shù)主要來源于三個(gè)方面：一是借鑒國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)技 術(shù)．并結(jié)合我國國情自行開發(fā)的產(chǎn)品，二是直接引進(jìn)國外技術(shù)的產(chǎn)品；三是從國家科研 院所轉(zhuǎn)讓技術(shù)后．再在生產(chǎn)中進(jìn)行改進(jìn)的產(chǎn)品?？傮w而言，目前的中國制造商對(duì)新技術(shù) 的研發(fā)還不是太注重，自己的研發(fā)也不到位，是競爭力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及外資產(chǎn)品，尤其在控制 系統(tǒng)和清潔效率等方面與國外產(chǎn)品有相當(dāng)大的差距。 國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，隨著外資企業(yè)的不斷進(jìn)入．國內(nèi)市場的競爭的競爭，讓各個(gè) 生產(chǎn)商把產(chǎn)品的質(zhì)量擺在了重要位置。目前，很多國內(nèi)的大企業(yè)都在與國外的競爭對(duì)手 合作，以全面完善自己的產(chǎn)品，提高自己產(chǎn)品的競爭力。像長沙中標(biāo)公司、天津掃地王 專用汽車有限公司等企業(yè)已成立了專門的技術(shù)研發(fā)中心，以企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高來 使企業(yè)得到快速的發(fā)展．把產(chǎn)品的質(zhì)量擺在重中之重的位置，投入資金、人力．在消化 吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)新型路面清潔車，以期形成產(chǎn)品系列化、多功能化， 并進(jìn)一步提高產(chǎn)品的清潔效率。目前主導(dǎo)企業(yè)正加快新產(chǎn)品的開發(fā)步伐，完善產(chǎn)品型譜， 盡快完成原有產(chǎn)品的統(tǒng)型改造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造切換和市場切換，提升市場形象，提高 市場份額。同時(shí)，加快實(shí)施投資，實(shí)施技術(shù)改造工程，以形成制造的核心能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn) 品質(zhì)量和制造能力的雙提升。 1.4 產(chǎn)品發(fā)展方向 隨著社會(huì)生活質(zhì)量的不斷提高，以前傳統(tǒng)簡單的路面清掃方法已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)行 路面的需求，高可靠、多功能，全天候和環(huán)保型等方面的要求越來越多，更好的清掃效 果，更高的清掃效率越來越成為市場需要的對(duì)象。 高可靠：一個(gè)產(chǎn)品是不是可靠取決于多種因素的制約．但主要有三個(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。因此要 想提高可靠性首先需解決上述三個(gè)問題，如何有效的解決這三個(gè)問題已經(jīng)是各個(gè)企業(yè)競 爭的重點(diǎn)，同時(shí)誰能更好的解決這三個(gè)問題誰就能在市場中占據(jù)主動(dòng)位置。 多功能：如果提到路面清潔車大多數(shù)人首先想到的就是單一的清掃路面的車輛，如 果臨時(shí)需要用它打掃別的就不行了。而從從現(xiàn)實(shí)中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)我們不僅僅只需要打掃路 面的這一種清掃車，有的需要可以掃的的同時(shí)清掃路兩旁的護(hù)欄，有的需要在下雪天也 派上用場等等。因此，清潔車的多功能化將是其一個(gè)發(fā)展方向。 全天候：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，要 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3 解決這一問題，必須要開發(fā)干式吸掃和濕式吸掃兩用車或稱全天候清潔車，該車的開發(fā) 成功不但可以解決上述難題，同時(shí)可節(jié)約用水，降低使用成本。 環(huán)保型：由于技術(shù)的原因，部分老式清掃車由于尾氣和噪聲的原因，對(duì)環(huán)境造成了 破壞。隨著國家對(duì)環(huán)保要求越來越高，人們的環(huán)保意識(shí)普遍增強(qiáng)，現(xiàn)有清潔車就將很難 適應(yīng)需要。所以開發(fā)更完善的路面清潔車已經(jīng)是放在我們面前一個(gè)非常棘手的問題。 可見，國內(nèi)路面清掃車生產(chǎn)企業(yè)只有在發(fā)展完善現(xiàn)有設(shè)備的同時(shí)也要不斷適應(yīng)新的需求，才能在 未來的市場競爭中占據(jù)一席之地。 1.5 市場開發(fā)前景 隨著環(huán)衛(wèi)設(shè)備的不斷更新與發(fā)展，2000 年之后，國內(nèi)路面清掃車市場開始呈現(xiàn)快速 發(fā)展的態(tài)勢。長沙中標(biāo)公司、天津掃地王公司等專業(yè)生產(chǎn)廠家，均獲得了較好的發(fā)展勢 頭。隨之而來，常林股份有限公司、三一重工股份有限公司等其它企業(yè)也開始進(jìn)入路面 清掃車的研發(fā)和生產(chǎn)，并取得了較好的發(fā)展。 從近期的資料分析來看．路面清掃車的市場發(fā)展?jié)摿薮?，這從近幾年的產(chǎn)品的銷 量就可以看出，2000 年行業(yè)總量為 8OO 臺(tái)，而到 2004 年就達(dá)到了 1350 臺(tái)，這其中還不 包含相當(dāng)數(shù)量的進(jìn)口產(chǎn)品。在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)．路面清潔車市場發(fā)展很快，已率 先進(jìn)入路面清潔機(jī)械化時(shí)期。有資料顯示，在北京、上海、廣州和深圳等大中城市．路 面清掃車的保有量已超過 300 臺(tái)。但與國外相比，國內(nèi)還停留在市場的初級(jí)發(fā)展階段。 國外發(fā)達(dá)國家從 20 世紀(jì) 40 年代就開始批量生產(chǎn)路面清潔車，像英國的 JOHNSTON、美國 的 ELG、日本的 KATO、德國的 FAUN--KUKA 等公司目前不管在銷量規(guī)模、技術(shù)檔次都處于 世界的前列。 路面清掃車越來越受到人們認(rèn)可的原因：首先是路面清潔車能掃能運(yùn)，作業(yè)方 便．清潔效率高，除塵效果好；其次是隨著城市道路的不斷建設(shè)、車輛的不斷增加，道 路垃圾的增多、打掃的難度加大。每天都用傳統(tǒng)的人力清潔已很難實(shí)現(xiàn)城市的快速清潔。 隨著新形勢下道路的不斷發(fā)展，通過大型的清潔設(shè)備成為新的趨勢，而這一切將使得路 面清掃車的需求呈現(xiàn)一個(gè)快速的增長態(tài)勢，而這必將給國內(nèi)路面清潔車企業(yè)帶來無限商 機(jī)。 總之，隨著全國各大城市自我的不斷完善．許多新問題的不斷涌出，城市化規(guī)模不 斷擴(kuò)大，同時(shí)隨著公路沿線不斷的延展，路面清潔養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為了建完路以后擺在我們 面前的新問題。隨著我國綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展以及勞動(dòng)力成本的不斷提高，路面清 掃車的發(fā)展環(huán)境一片大好，采用機(jī)械化的設(shè)備對(duì)城市道路進(jìn)行清潔已經(jīng)成為趨勢。路面 清掃車在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)已被廣泛使用，目前正在向中西部地區(qū)擴(kuò)展，可 以這樣說，路面保潔工作從人力向機(jī)械化轉(zhuǎn)變的時(shí)代已經(jīng)到來。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 4 2 小型環(huán)衛(wèi)清潔車設(shè)計(jì)方案擬定 2.1 方案一 這個(gè)方案的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，它主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)組成。 在車的前端安裝有一個(gè)邊刷，它的驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)過一對(duì)直齒錐齒輪輸入的，通過設(shè)計(jì) 一對(duì)錐齒輪，可以把平行于地面的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為垂直于地面的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為邊刷 提供動(dòng)力。 位于車中間位置的一級(jí)滾筒刷由電機(jī)通過帶傳動(dòng)直接提供驅(qū)動(dòng)力，二級(jí)滾筒刷由一 級(jí)滾筒通過鏈傳動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力，且兩者大小不等，兩個(gè)滾筒刷作相向運(yùn)動(dòng)，滾筒的邊緣 是由尼龍制成的刷苗，并且保持始終有兩排同時(shí)夾持，它們接觸的瞬間把垃圾夾持住并 且拋起，垃圾沿斜面作拋物線運(yùn)動(dòng)，由于兩者大小不等，所以最后落在位于滾筒刷一側(cè) 的垃圾箱里，完成一次垃圾清掃的工作。 小錐齒輪的動(dòng)力通過鏈傳動(dòng)輸入，這也是由鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)決定的。鏈傳動(dòng)適合應(yīng)用 于軸相平行并且距離比較遠(yuǎn)的場合，此外，鏈傳動(dòng)還可以保證較穩(wěn)定的傳動(dòng)比。 2.2 方案二 這個(gè)方案由一個(gè)滾筒刷來完成垃圾的清掃的工作，在滾筒刷的后面增添一個(gè)上升的 斜板，它的下端伸出車底并且與滾刷保持接觸，可使垃圾能夠收集的更徹底，在滾筒刷 上面設(shè)置一個(gè)圓弧形鐵板，以阻止拋起來的垃圾向上揚(yáng)起。動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)基本等 同方案一。 2.3 比較 比較這兩個(gè)方案，第二個(gè)方案有較第一個(gè)方案突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，它用一個(gè)滾筒和 斜板代替了第一個(gè)方案的兩個(gè)滾筒，不僅簡化了車體的結(jié)構(gòu)而且減少了一個(gè)傳動(dòng)裝置， 從而減少了清潔車的功率損失。其次，第二個(gè)方案清掃部分的設(shè)計(jì)有效的避免了兩個(gè)滾 筒刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)造成的清掃死角從而使清掃更加的徹底。最后，在滾刷上面設(shè)置一個(gè)圓弧板， 有效的阻止了拋起來的垃圾向上揚(yáng)起，更重要的是防止垃圾拋棄時(shí)落進(jìn)滾刷內(nèi)造成滾刷 卡死。因此采用第二方案。 3 本車重要零部件設(shè)計(jì)及校核 3.1 軸類零件設(shè)計(jì)及校核 3.1.1 滾筒軸的設(shè)計(jì)及校核 已經(jīng)確定軸的材料 45 鋼調(diào)質(zhì)，軸的最小直徑 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 5 —由書[2]表 15-3，取為 120。 —軸所傳遞的功率，估計(jì)為 0.384kw。 —軸轉(zhuǎn)速，為 700r/min。 d =120 =9.8mmmin?37084. 由于軸上開有鍵槽，加大軸的直徑 15%。 d =9.8 1.15=11.27mm。 因此，取最小軸徑為 12 。in Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 圖 3-1 滾筒軸裝配圖 軸上零件擬定裝配圖如圖 3-1，軸的尺寸設(shè)計(jì)。 Ⅳ-Ⅴ軸段，轉(zhuǎn)配滾筒刷，由于選用的滾筒中心孔直徑為 60mm,長度為 600mm,故Ⅳ- Ⅴ軸段直徑為 60mm,長度取 610mm。 Ⅲ-Ⅳ軸段，安放深溝球，軸承查書[1]表 12-5，選取 6211 軸承，其尺寸為 d=55mm,B=21mm.故Ⅲ-Ⅳ軸段直徑為 55mm,長度取 21mm。 Ⅱ-Ⅲ軸段，為了是齒輪與殼體有一定間距，?、?Ⅲ軸段長度 32mm,直徑 55mm。 Ⅰ-Ⅱ軸段，安裝齒輪，軸肩高應(yīng)為 ，故取Ⅰ-Ⅱ軸段直徑 47mm,長度 25。 同理Ⅴ-Ⅵ軸段，安放深溝球，軸承查書[1]表 12-5，選取 6211 軸承，其尺寸為 d=55mm,B=21mm.故Ⅴ-Ⅵ軸段直徑為 55mm,長度取 21mm。 Ⅵ-Ⅶ軸段，為了是齒輪與殼體有一定間距，取Ⅱ-Ⅲ軸段長度 23mm,直徑 55mm。 Ⅶ-Ⅷ軸段，安裝帶輪，軸肩高應(yīng)為 ，故取Ⅶ-Ⅷ軸段直徑 47mm,長度 34mm。 滾筒軸的強(qiáng)度校核。 （1）畫軸空間受力圖： 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 6 圖 3-2 滾筒桶軸受力圖 （2）畫軸垂直受力圖并求垂直面支反力： 帶輪載荷 sin4518QFN?? ?帶 鏈輪載荷 2鏈 由 得 AMO??0750BVVQVF???帶 鏈 24BVFN 由 得 0Y 21B?帶 鏈 （3）畫軸水平受力圖并求水平面支反力： 帶輪載荷 cos1569QFN?? ?帶 鏈輪載荷 23鏈 圓桶阻力為均布載荷由 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 7 由 得AMO??5037500t BHQHHFF?????帶 鏈 71BHFN 由 得0Y 68BtQN??帶 鏈 （4）繪制垂直面彎矩圖： 1.5.9VQNm=帶200.65AVF????帶3.1.VM鏈 （5）繪制水平面彎矩圖： 10.534HQNm=帶21..5AHF????帶3.26h鏈 （6）繪制合成彎距圖： 1 截面 ???? 22220.13.45.7IIVIHMNm????? 2 截面 222.6..6? 3 截面 ???? 223331.05..85VH?? （7）繪制扭矩圖：TNm?? （8）繪制當(dāng)量彎矩圖 軸可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸為 45#鋼調(diào)質(zhì)，由書[2]表 15—5 查 ， ??160WaMP??? ， 。 ??01WaMP????10.6W???? 1 截面 ???? 2223.5703.57IeIeI TNm?????右 左 2 截面 22222 .61.8.9eM?? ?右????2222 3.503.5eTNm????左 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 8 3 截面 ???? 222333 .850.85eeMTNm???????右 左 （9）校核危險(xiǎn)截面直徑 由軸結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖可知 1、2、3 處可能為危險(xiǎn)截面， 由 11—7 得[4] 1 截面 =8.41mm?? 3110.eIWd??? 2 截面 =8.73mm 2321.eM?? 3 截面 =7.8m?? 3310.eWd??? 經(jīng)與設(shè)計(jì)尺寸比較，各截面所計(jì)算直徑均小于其結(jié)構(gòu)設(shè)定之直徑，軸強(qiáng)度足夠。 3.1.2 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)及校核 已經(jīng)確定軸的材料 45 鋼調(diào)質(zhì)，計(jì)算軸的最小直徑 —由書[2]表 15-3，取為 120。 —軸所傳遞的功率，估計(jì)為 0.111kw。 —軸轉(zhuǎn)速，為 305 。 d =120 =8.54mmmin?3051. 由于軸上開有鍵槽，加大軸的直徑 15%。 d =8.54 1.15=9.8mmin 因此，取最小軸徑為 10 。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 9 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 圖 3-3 錐齒輪軸裝配圖 軸上零件擬定裝配圖如圖 3-3，軸的尺寸設(shè)計(jì)。 Ⅰ-Ⅱ軸段，安裝齒輪，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)尺寸，故?、?Ⅱ軸段直徑 30mm,長度 25。 Ⅱ-Ⅲ軸段，為了使齒輪與殼體有一定間距，軸肩高應(yīng)為 ，取Ⅱ-Ⅲ軸段長 度 36mm,直徑 35mm。 Ⅲ-Ⅳ軸段，安放深溝球，軸承查書[1]表 12-5，選取 6207 軸承，其尺寸為 d=35mm,B=17mm.故Ⅲ-Ⅳ軸段直徑為 35mm,長度取 17mm。 Ⅳ-Ⅴ軸段，裝配套筒，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，故Ⅳ-Ⅴ軸段直徑為 40mm,長度取 142mm。 Ⅴ-Ⅵ軸段，裝配錐齒輪，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，故Ⅳ-Ⅴ軸段直徑為 40mm,長度取 37mm。 Ⅵ-Ⅶ軸段，為軸肩，軸肩高應(yīng)為 ，故?、?Ⅶ軸段直徑 50mm,長度 3mm。 Ⅶ-Ⅷ軸段，經(jīng)計(jì)算，?、?Ⅷ軸段直徑 40mm,長度 428.52mm。 Ⅷ-Ⅸ軸段， 安放深溝球，軸承查書[1]表 12-5，選取 6207 軸承，其尺寸為 d=35mm,B=17mm.故Ⅲ-Ⅳ軸段直徑為 35mm,長度取 17mm。 錐齒輪軸的強(qiáng)度校核 （1）畫軸空間受力圖： 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 10 圖 3.4 錐齒輪軸受力圖 （2）畫軸垂直受力圖并求垂直面支反力： 齒輪徑向力 2tancostancos24.69r TFNd?????? 由 得 AMO?75070rBVQVF???鏈 BV 由 得 0YF?8rBQVN??鏈 （3）畫軸水平受力圖并求水平面支反力： 齒輪切向力 281.54rTd 由 得AMO??70270tBHQHFF????鏈 4BHN 由 得0Y 5tBQN鏈 （4）繪制垂直面彎矩圖： 152416VAHFm??= 20MQ鏈 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 11 （5）繪制水平面彎矩圖： 12013HAMFNm??=256Q鏈 （6）繪制合成彎距圖： 1 截面 ?? 2213649.IIVIHM??? 2 截面 222850Nm? （7）繪制扭矩圖： 3 .180 TNm??? （8）繪制當(dāng)量彎矩圖 軸可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸為 45#鋼調(diào)質(zhì)，由書[2]表 11—1 查 ，[4] ??160WaMP??? ， 。 ??01WaMP????10.6W???? 1 截面 ???? 2221349013649IeI TNm?????左 22226.87IeI ????右 2 截面 ????? 222222 50.631805eeMTN??????右 左 （9）校核危險(xiǎn)截面直徑 由軸結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖可知 1、2 處可能為危險(xiǎn)截面， 由 11—7 得[4] 1 截面 =13mm?? 3110.eIWd??? 計(jì)入鍵槽的影響 1d3.041.5m?? 2 截面 =7.8mm?? 23210.eWM??? 經(jīng)與設(shè)計(jì)尺寸比較，各截面所計(jì)算直徑均小于其結(jié)構(gòu)設(shè)定之直徑，軸強(qiáng)度足夠。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 12 3.1.3 掃盤軸的設(shè)計(jì) 已經(jīng)確定軸的材料 45 鋼調(diào)質(zhì)。軸的最小直徑 —由書[2]表 15-3，取為 120。 —軸所傳遞的功率，估計(jì)為 0.102kw。 —軸轉(zhuǎn)速，為 203 。 d =120 =9.54mmmin?3201. 由于軸上開有鍵槽，加大軸的直徑 15%。 d =9.54 1.15=10.97mmin 因此，取最小軸徑為 11 。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 圖 3-5 刷盤軸裝配圖 軸上零件擬定裝配圖如圖 3-5，軸的尺寸設(shè)計(jì)。 Ⅰ-Ⅱ軸段，安裝刷盤段，選擇的刷盤尺寸寬 20mm，直徑 50mm, 故?、?Ⅱ軸段直徑 50mm,長度 18mm。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 13 Ⅱ-Ⅲ軸段，為了使刷盤與殼體有一定間距，軸肩高應(yīng)為 ，?、?Ⅲ軸段長 度 28mm,直徑 55mm。 Ⅲ-Ⅳ軸段，安放深溝球，軸承查書[1]表 12-5，選取 6211 軸承，其尺寸為 d=55mm,B=21mm.故Ⅲ-Ⅳ軸段直徑為 55mm,長度取 21mm。 Ⅳ-Ⅴ軸段，裝配套筒，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，故Ⅳ-Ⅴ軸段直徑為 55mm,長度取 68mm。 Ⅴ-Ⅵ軸段，安放深溝球，軸承查書[1]表 12-5，選取 6207 軸承，其尺寸為 d=35mm,B=17mm.故Ⅴ-Ⅵ軸段直徑為 35mm,長度取 17mm。 Ⅵ-Ⅶ軸段，為軸肩，軸肩高應(yīng)為 ，故?、?Ⅶ軸段直徑 70mm,長度 10mm。 Ⅶ-Ⅷ軸段，經(jīng)計(jì)算，?、?Ⅷ軸段直徑 60mm,長度 40mm。 Ⅷ-Ⅸ軸段，安裝錐齒輪，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)尺寸，故?、?Ⅸ軸段直徑 50mm,長度 49mm。 掃盤軸的強(qiáng)度校核 畫軸空間受力圖： 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 14 圖 3.6 掃盤軸受力圖 （2）畫軸垂直受力圖并求垂直面支反力： 齒輪徑向力 25rFN? 由 得 AMO?718AVr?2AVF? 由 得 0Y 0B? （3）畫軸水平受力圖并求水平面支反力： 齒輪切向力 82t? 由 得 A5718AHtF?27AHFN? 由 得0Y3Bt? （4）繪制垂直面彎矩圖： 1574VAMNm?? （5）繪制水平面彎矩圖： 16HtF?? （6）繪制合成彎距圖： 1 截面 ???? 22224701561.IIVIHMNm????? （7）繪制扭矩圖： 45.TNm （8）繪制當(dāng)量彎矩圖 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 15 軸可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸為 45#鋼調(diào)質(zhì)，由書[2]表 11—1 查 ，[4] ??160WaMP??? ， 。 ??01WaMP????10.6W???? 1 截面 ????? 22221 10.64751638.eII Nm????? （9）校核危險(xiǎn)截面直徑 由軸結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖可知 1、2 處可能為危險(xiǎn)截面， 由 11—7 得[4] 1 截面 =14mm?? 3110.eIWMd??? 經(jīng)與設(shè)計(jì)尺寸比較，各截面所計(jì)算直徑均小于其結(jié)構(gòu)設(shè)定之直徑，軸強(qiáng)度足夠。 3.2 軸承的設(shè)計(jì)及校核 3.2.1 圓桶軸軸承設(shè)計(jì) （1）求軸承所受徑向載荷 、 對(duì)軸進(jìn)行受力分析，將空間力系分為鉛垂面，1RF2 水平面兩個(gè)力系并畫受力圖。 圖 3.7 圓桶軸受力圖 求鉛垂面支反力 、1RVF2 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 16 250724QVQVRF????帶 鏈 121RVRVQQFFN???帶 鏈 求水平面支反力 、1RH2250375017tQQHRHFN?????帶 鏈1268RHtQQHF?帶 鏈 求總支反力即軸承所承受徑向載荷 、1R2F????222111687RVRHFN?????2222745F （2）求軸承所受軸向載荷 、1AF 由于深溝球軸承接觸角 ，不存在內(nèi)部軸向力，且本軸 無軸向載荷。0??? 120AFN? （3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 、1P2 初選軸承型號(hào) 試選 6211 軸承。由 GB/T276-94 查得性能參數(shù)為 采用脂潤滑420rCN?290or?lim60/innr? 軸承 1 17FPR 軸承 2 25 （4）軸承壽命計(jì)算 兩端軸承選相同型號(hào)，由于 ，所以按 計(jì)算。球軸承 ，查書[1]表21FP?2FP3?? 12-5 溫度系數(shù) ，查書[2]表 13-6 載荷系數(shù)1.0Tf?1.f? h 6610 430658271.ThpfCLnFP? ?????????????? 滿足 由于載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不是很低，不必校核靜強(qiáng)度。該軸承轉(zhuǎn)速只有 700r/min，遠(yuǎn)低 于極限轉(zhuǎn)速 6000r/min，也不必校核極限轉(zhuǎn)速。 3.2.2 錐齒輪軸軸承設(shè)計(jì) （1）求軸承所受徑向載荷 、 對(duì)軸進(jìn)行受力分析，將空間力系分為鉛垂面，1RF2 水平面兩個(gè)力系并畫受力圖。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 17 圖 3.8 錐齒輪軸受力圖 求鉛垂面支反力 、1RVF227504rQVRFN????鏈 128RVrRVQFFN???鏈 求水平面支反力 、1RHF227504tQRHFN????鏈12tRHF鏈 求總支反力即軸承所承受徑向載荷 、1RF2????222111856RVRHFN?????2224F （2）求軸承所受軸向載荷 、1A2F 由于深溝球軸承接觸角 ，不存在內(nèi)部軸向力，軸承 1 受軸向載荷0??? 軸承 2 無軸向載荷。17AXFN? （3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 、1P2 初選軸承型號(hào) 試選 6207 軸承。由 GB/T276-94 查得性能參數(shù)為 采用脂潤滑50rC50orNlim850/innr 由書[1] 表 13-5 查表并計(jì)算的徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù) 軸承一：X =0.56 Y =1 軸承二： X =1 Y =0 112 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按書[1]表 13-6，取 f =1.5。p 則 F = X F + Y F =0.56 26+17=31.56NPRA? F = X F + Y F =1 =6N2226 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 18 （4）軸承壽命計(jì)算 兩端軸承選相同型號(hào)，由于 F 大于 F ，所以按 F 計(jì)算。球軸承 ，查書[1]1P2P1P3?? 表 12-5 溫度系數(shù) ，查書[1]表 12-8 載荷系數(shù)1.0Tf?[4] .f? h 6610 501289607.ThpfCLnFP? ?????????????? 滿足 由于載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速較低，須校核靜強(qiáng)度。 （5）當(dāng)量靜載荷 00PRAXY?? 查的徑向當(dāng)量靜載荷系數(shù)和軸向當(dāng)量靜載荷系數(shù) =0.6 =0.5 0X0Y 的 026.17.524F?? （6）靜強(qiáng)度條件 查書[1]表 13-8 =1 由式 得 C =S F =24Pa S? 0PFS=0P 靜強(qiáng)度條件符合。 該軸承轉(zhuǎn)速只有 700r/min，遠(yuǎn)低于極限轉(zhuǎn)速 8500r/min，也不必校核極限轉(zhuǎn)速。 3.2.3 掃盤軸軸承設(shè)計(jì) （1）求軸承所受徑向載荷 、 對(duì)軸進(jìn)行受力分析，將空間力系分為鉛垂面，1RF2 水平面兩個(gè)力系并畫受力圖。 圖 3.9 掃盤軸受力圖 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 19 求鉛垂面支反力 由上 107RVFN? 求水平面支反力 由上 352RH 求總支反力即軸承所承受徑向載荷 、1RF2????222073567RVRHFFN????? （2）求軸承所受軸向載荷 由于深溝球軸承接觸角 ，不存在內(nèi)部軸向力，且本軸可近似為無軸向載荷。?? （3）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 初選軸承型號(hào) 試選 6211 軸承。由 GB/T276-94 查得性能參數(shù)為 采用脂潤滑420rCN?290or?lim60/innr? N67PF （4）軸承壽命計(jì)算 兩端軸承選相同型號(hào)，由于 ，所以按 計(jì)算。球軸承 ，查書[1]表21FP?2FP3?? 12-7 溫度系數(shù) ，查書[1]表 12-8 載荷系數(shù)[] 1.0Tf?[4] 1.f?6610 30965221.7ThpfCLnFP? ?????????????? 滿足。 由于載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速較低，須校核靜強(qiáng)度。 （5）當(dāng)量靜載荷 0PRX? 查表 12-13 =0.6 [4]0020PRFXN? （6）靜強(qiáng)度條件 查表 12-14 =1 由式 12-17 得[4]S?[4] 0PCS= 靜強(qiáng)度條件符合 該軸承轉(zhuǎn)速只有 200r/min，遠(yuǎn)低于極限轉(zhuǎn)速 6000r/min，也不必校核極限轉(zhuǎn)速。 3.3 鍵聯(lián)接及校核 3.3.1 大帶輪鍵 （1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 20 （2）確定鍵尺寸，由書[1]表 5-1 查得[4] 鍵寬 b=14mm 高 h=9mm 長=90mm （3）校核擠壓強(qiáng)度，由表 5-2 查得許用擠壓應(yīng)力 ，轉(zhuǎn)矩=3[] ??60PaM??Nm? 鍵工作長度 l=L-b=90-14=76mm，鍵與鍵槽工作高度 94.52hK 擠壓應(yīng)力由式 5-1 得 [4] 230.54.576P aTkld???? 得 滿足強(qiáng)度條件。??P?? 3.3.2 小鏈輪鍵 （1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。 （2）確定鍵尺寸，由表 5-1 查得[4] 鍵寬 b=14mm 高 h=9mm 長=70mm （3）校核擠壓強(qiáng)度，由表 5-2 查得許用擠壓應(yīng)力 ，轉(zhuǎn)矩=3[] ??60PaM??Nm? 鍵工作長度 l=L-b=70-14=56mm，鍵與鍵槽工作高度 94.52hK 擠壓應(yīng)力由式 5-1 得 [4] 230.484.56P aTkld???? 得 滿足強(qiáng)度條件。??P?? 3.3.3 大鏈輪鍵 （1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。 （2）確定鍵尺寸，由書[2]表 6-1 查得 鍵寬 b=10mm 高 h=8mm 長=70mm （3）校核擠壓強(qiáng)度，由書[2]表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 ，轉(zhuǎn)矩??60PaM??180TNm?? 鍵工作長度 l=L-b=70-10=60mm，鍵與鍵槽工作高度 842hKm 擠壓應(yīng)力公式得 23180.46P aTMPkld???? 得 滿足強(qiáng)度條件。??P? 3.3.4 小齒輪鍵 （1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 21 （2）確定鍵尺寸，由書[2]表 6-1 查得 鍵寬 b=12mm 高 h=8mm 長=8mm （3）校核擠壓強(qiáng)度，由書[2]表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 ，轉(zhuǎn)矩??60PaM??180TNm?? 鍵工作長度 l=L=8mm，鍵與鍵槽工作高度 842hKm? 擠壓應(yīng)力公式得 231804.97P aTMPkld??? 得 滿足強(qiáng)度條件。??P? 3.3.5 大齒輪鍵 （1）因帶輪工作時(shí)對(duì)中性要求較高，故選 A 型普通平鍵。 （2）確定鍵尺寸，由書[2]表 6-1 查得 鍵寬 b=16mm 高 h=10mm 長=12mm （3）校核擠壓強(qiáng)度，由書[2]表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力 ，轉(zhuǎn)矩??60PaM??180TNm?? 鍵工作長度 l=L=12mm，鍵與鍵槽工作高度 1 52hKm? 擠壓應(yīng)力公式得 24751.PTMPkld??? 得 滿足強(qiáng)度條件。??P? 4 清掃車的技術(shù)參數(shù) 4.1 功率主要包括 （1） 克服刷苗與地面之間摩擦力所需的功率。 （2） 克服垃圾與上升斜板之間的摩擦力所作的功率（太小可以忽略） 。 （3） 提升垃圾所消耗的功率（太小可以忽略） 。 4.2 滾筒功率的計(jì)算 刷苗圓周線速度的計(jì)算： sm dnVm /1106734.106 ?????? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 22 ——————刷苗圓周線速度（m/s）Vm D———————滾筒直徑取 d=300 mm N———————滾筒轉(zhuǎn)速取 n=700 r/min 刷苗的取材及參數(shù)計(jì)算： 取刷苗材料為 PA-1010（尼龍）則 E=1.6GMPa 412 44 097.360. mdI ?????? 由 得 3bplfEI3lEIfB =0.125N3 12905.07.160. ???? ------------- 刷苗的變形量(m)一般為 0.01～0.25 取 0.02Bf E--------------刷苗的彈性模量（Pa） I--------------刷苗斷面的慣性矩（ ）4m l--------------刷苗的長度（m）取 0.05 d--------------刷苗的直徑（m）取 0.003 P--------------每根刷苗所受的阻力 根 150)3(6(1???LN N--------------刷苗個(gè)數(shù)（個(gè)/排） L 刷筒長度 d1------------- 刷苗的間隔距離取 d1=1 mm =NP=150×0.125=18.75N阻F ??10 )(1MWVP??W23096.)8(75.?? ------------滾筒所需功率1W V--------------掃路車行車速度取人行走速度 V=0.8 m/s --------------滾筒的工作效率?? 4.3 掃盤功率的計(jì)算 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 23 （1）掃盤的線速度計(jì)算： 06V??dn?sm14.31234.? d--------------掃盤的直徑取 300mm n--------------掃盤的轉(zhuǎn)速取 200mm （2）工作阻力的計(jì)算： F=NP=200 0.125=25N ? N--------------掃盤刷苗的個(gè)數(shù)取 200（個(gè)/圈） P--------------單根刷苗所受阻力 （3）掃盤功率的計(jì)算： ??102 FVW? = =100W8.435? ------------掃盤所需的功率2WP F-----------掃盤的阻力 V-----------掃盤的線速度 ----------掃盤的功率??WpPwd2396.011 ??Wd 16.0..13212 ???Pdd 35291 ???? ------------清潔車實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率 ------------滾筒刷實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率1 ------------掃盤實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率2d ------------帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率? -----------鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率 ------------齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率3 綜上所述，選額定功率為 400W 的 90ZW 電動(dòng)機(jī)。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 24 5 結(jié)論 該清潔車采用滾筒和掃盤旋轉(zhuǎn)清潔境界垃圾，具有結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、使用方便， 應(yīng)用范圍廣泛、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。它主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)組成。由于 這款清潔車由于體型比較小，它解決了普通路面清掃車不能清掃社區(qū)場所的弊端，從而 解決了社區(qū)場所只能由清潔工人清掃的問題，能夠?yàn)榍鍧嵐と藴p輕大量的體力勞動(dòng)。本 設(shè)計(jì)著重對(duì)該車中較為重要的零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核，是之滿足使用條件，經(jīng)計(jì)算各 個(gè)零部件滿足要求，其中某些部件參數(shù)較大，主要是為了安全起見。由于學(xué)識(shí)有限，設(shè) 計(jì)中也存在著許多的缺點(diǎn)和不足有待改正。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 25 參考文獻(xiàn) [1] 唐增寶 常建鵝. 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(第三版).華中科技大學(xué)出版社 2006 [2] 紀(jì)名剛 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社 2009 [3] 劉鴻文. 理論力學(xué).