作為現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程,大大小小的城市元素發(fā)展,市場擴(kuò)大,機(jī)場的擴(kuò)張,有很多制造商從事的研究工作拖把汽車現(xiàn)在。根據(jù)國內(nèi)外地板拖曳車的研究現(xiàn)狀，地板拖曳車可以對場地進(jìn)行大面積的拖曳和清洗，大大提高了勞動效率。拖地車市場潛力大，國內(nèi)的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國家城市化的進(jìn)程不斷加大和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多新興的中小城市正在崛起，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機(jī)關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和公共場不斷建設(shè)機(jī)械化清掃已經(jīng)成為一種必然，地面的清潔養(yǎng)護(hù)及工廠清潔生產(chǎn)已經(jīng)越來越重要。勞動力成本的不斷提高，拖、洗設(shè)備的市場前景日漸看好。作為現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程,大大小小的城市徐元素發(fā)展,市場的擴(kuò)張,擴(kuò)張的機(jī)場,人們?nèi)ド钤谛l(wèi)生設(shè)施和美化需求不斷提高,時代,一個拖把,破布已經(jīng)成為過去,有很多汽車制造商從事研究拖把。根據(jù)國內(nèi)外地面拖曳車的研究現(xiàn)狀，地面拖曳車可以對場地進(jìn)行大面積的拖曳和清掃，大大提高了工作效率。關(guān)鍵詞：道路垃圾；清理機(jī)械；結(jié)構(gòu)設(shè)計；三維設(shè)計；裝置Withthedevelopmentofmodernization,thedevelopmentoflargeandsmallcities,theexpansionofshoppingmalls,andtheexpansionofairports,people'srequirementsforthesanitationandbeautificationoflivingenvironmentareconstantlyincreasing.Theeraofamopandaraghasbecomethepast,andnowmanymanufacturersareengagedintheresearchworkofmopeds.Accordingtothedomesticandinternationalresearchstatusofthetractor,thetractorcantowandwashalargeareaofthesite,greatlyimprovingthelaborefficiency.Themarketpotentialoftractorislarge,andthepossibilityoflarge-scaleproductionishigh.Thepurposeistoovercometheshortcomingsoftheexistingtechnology,throughrepeateddevelopment,improvementanddesignofamechanicalequipmentthatcansolvetheproblemoflanddragginginpeople'slives.Inthisregard,thepaceofdomesticR&Disslow,modernfactoriesarebeingbuilt,andthecontinuousconstructionoforgans,communities,hospitals,schoolsandpublicfieldshasbecomeaninevitablemechanizedcleaning,groundcleaningandmaintenanceandfactoriesCleanerproductionhasbecomemoreandmoreimportant.Withthecontinuousincreaseoflaborcost,themarketprospectoftowingandwashingequipmentisincreasinglypromising.Thisdesignisbasedonthevastmarketprospectatpresent.Therefore,whenwefullyinvestigatethecurrentdevelopmentofthemarketathomeandabroad,wetaketheessencetoremovethedregsandformapreliminarydesignplan.Thenwewillcarryoutthedetailedstructuraldesignofthepreliminaryplanthroughthree-dimensionalsoftware,andoptimizethestructurebyusingtheparameterizedandadjustablecharacteristics.Finally,athree-dimensionalstructurewithreasonablestructureandcorrectcalculationisformed,andthentwo-dimensionaldrawingsaredrawnbyCADsoftware.Basedonthestructuraldesigncalculationintheearlystage,wehavegotthefinalcontentofthepaper.Asitismyfirstsystematicdesign,itisinevitablethattherearemistakes.Ihopeyoucangivemorevaluableopinionshere.Keywords:Roadwaste;cleaningmachinery;structuraldesign;3Ddesign;device1.1手推式清掃拖地車課題意義在城市街道、生活區(qū)、校園等許多場所的地面上，會有垃圾或落葉等雜物，影響環(huán)境衛(wèi)生。因此，地面垃圾需要清理。目前市場上有兩種主要的地面除塵方式，一種是使用大型機(jī)動垃圾車清掃，另一種是由環(huán)衛(wèi)工人工清掃，將垃圾放入垃圾車中。前者的特點(diǎn)是價格高，噪音大，僅適用于移動垃圾車方便區(qū)域的清潔，本文設(shè)計了一種新型的地面除塵小車。作為現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程,大大小小的城市徐元素發(fā)展,市場擴(kuò)大,機(jī)場的擴(kuò)張,有很多制造商從事的研究工作拖把汽車現(xiàn)在。根據(jù)國內(nèi)外地板拖曳車的研究現(xiàn)狀，地板拖曳車可以對場地進(jìn)行大面積的拖曳和清洗，大大提高了勞動效率。拖曳車市場潛力大，批量生產(chǎn)的可能性較大。其目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，經(jīng)過反復(fù)的開發(fā)、改進(jìn)，設(shè)計出一種可以解決人們生活中拖地問題的機(jī)器。在這方面,國內(nèi)研究和開發(fā)速度較慢,但隨著國家城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,許多新興中小城市增長，拖洗設(shè)備的市場前景越來越廣闊。1.2手推式清掃拖地車的發(fā)展1清掃機(jī)國外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢?清潔機(jī)械的發(fā)展與汽車工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。隨著行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品的技術(shù)水平不斷提高，工業(yè)美學(xué)的提升。道路清掃車外觀質(zhì)量也在相應(yīng)的提高。大約在1948年道路清掃器安裝在橋上,改善了工作環(huán)境的司機(jī)在50年代,電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用于道路清掃機(jī),使清掃器傳動結(jié)構(gòu)緊湊,可靠,操作靈活,垃圾可以通過油缸提升任何廢物高位置,本容量增加。圓盤刷由電機(jī)驅(qū)動，能吸收沖擊和振動。大大降低了傳動系統(tǒng)和盤式刷的損壞率，使道路清掃車的性能有了飛躍。濕式除塵在使用中受到限制。世界各地的制造商已經(jīng)多次改進(jìn)了帶有干式除塵裝置的道路清掃機(jī)，以擴(kuò)大其用途。為了達(dá)到理想的吸塵效果，道路清掃車操作速度非常慢，最高可達(dá)每小時3~5公里。氣力輸送所需風(fēng)量大，結(jié)構(gòu)尺寸大。為了使過濾系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，安裝了電動振動篩。該系統(tǒng)體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在小型道路清掃車中的應(yīng)用受到了限制。小型道路清掃車可用于清潔較小的區(qū)域，例如工廠區(qū)域，倉庫公園過道和車站。銷售市場廣闊，這使制造商轉(zhuǎn)向開發(fā)小型掃路機(jī)。在小型掃地機(jī)的結(jié)構(gòu)中，避免了大型的氣動輸送系統(tǒng)，并且清潔裝置結(jié)合了抽吸和清潔原理。也就是說，通過清潔刷子來清潔地板和運(yùn)輸垃圾。同時配有小型電腦組成的吸風(fēng)系統(tǒng)，控制工作區(qū)域的粉塵。許多制造商已經(jīng)在道路清掃機(jī)的垃圾桶上安裝了吸管，允許操作員拿著吸管，從角落收集垃圾以擴(kuò)大使用范圍。干燥除塵系統(tǒng)是有效的，但如果地面有水或垃圾是濕的，濕塵在收集過程中粘在過濾器上，使其無效。在高速氣流的作用下，管道中的水利用噴霧原理從噴頭中霧化出來，使進(jìn)入管道的垃圾得到加濕，收集到垃圾桶中并迅速沉降。清潔的空氣被排放到大氣中。垃圾桶里有大量的水。垃圾通過分離器與水分離，水進(jìn)入噴淋系統(tǒng)循環(huán)利用。這種濕式噴涂比原來的噴涂方法先進(jìn)得多。同時，省去了復(fù)雜的干式除塵裝置。這是20世紀(jì)80年代掃路車的先進(jìn)技術(shù)。隨著高速公路的發(fā)展，道路清掃車向大型化、高速化發(fā)展，加快了道路清掃車的清掃速度，垃圾箱和水箱的容積增大。扭扭器也有一個雙方向盤，允許操作者從兩邊駕駛。機(jī)場使用的掃路車需要配備寬滾刷，以提高掃路車的清掃寬度，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境開放，清掃面積大。美國、英國和德國的汽車工業(yè)歷史悠久。汽車、裝載機(jī)和拖拉機(jī)的技術(shù)越來越成熟。英國和西德的幾家公司相繼推出了汽車和拖拉機(jī)牽引清洗機(jī)。許多公司已經(jīng)放棄了他們的產(chǎn)品線。AARPOWERBOSS在美國擁有22臺小型道路清掃機(jī)，包括純扭力、吸力、臺式小型識字機(jī)和地板清掃機(jī)。20世紀(jì)80年代末工業(yè)發(fā)達(dá)國家的道路清掃車產(chǎn)品具有以下特點(diǎn):1)道路清掃車的驅(qū)動系統(tǒng)完全由機(jī)械傳動馬達(dá)驅(qū)動;2)純吸和純掃描的工作原理是吸入的發(fā)展對合并后的工作原理和掃描;3)干式除塵是先進(jìn)的濕法除塵的方向;4)大體積,從重大道路清掃車體積小和良好的流動方向;5)單一功能向多功能方向發(fā)展。為了提高地板牽引車的水平在中國盡快縮小差距的地板牽引車在發(fā)達(dá)國家,和滿足環(huán)境衛(wèi)生部門的要求,在中國大型工業(yè)企業(yè)在地面上操作,地板牽引車的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)選擇合適的研究方向的地板牽引車,完善研發(fā)技術(shù),提高工業(yè)技能。地板拖把的市場也在擴(kuò)大，越來越多的人開始接受這種新的環(huán)保設(shè)備。相反，這也證明了手推地板拖把的發(fā)明和設(shè)計對社會過程是非常有意義和價值的，而不是一個簡單的發(fā)明。事實(shí)上，解決一些麻煩，滿足自己的需要，這個產(chǎn)品是有自己的價值的，它不僅滿足了人們對清潔設(shè)備的需求，也有效地節(jié)省了操作時間，高效率的清潔任務(wù)，所以手推式清潔拖把機(jī)器人體現(xiàn)了它的意義和社會價值。1.3預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)(1)電動操作,沒有廢氣排放,無噪音,低能耗,無粉塵在清洗過程中,環(huán)境保護(hù)；(2)整體結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的,總重量很輕,總規(guī)模小,轉(zhuǎn)動靈活,操作方便,適用于大多數(shù)地方；(3)整個機(jī)器很容易運(yùn)輸,和自己的供電系統(tǒng)是方便和快速,以減少勞動力清潔大面積；(4)拖地效果好；(5)機(jī)械化作業(yè)效率高，清理干凈機(jī)械路徑，避免人工操作缺陷。1.4預(yù)期困難與解決措施1、困難和問題：電動機(jī)的選擇2、蓄電池的選擇3、傳動裝置的設(shè)計4.直線運(yùn)動運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計選型5.整體框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計解決措施：在移動設(shè)備和蓄電池的配套中比較常用的電機(jī)有直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn):容易購買，型號多，功率大，接口簡單，適用于大型機(jī)械。直流電動機(jī)的缺點(diǎn):需要齒輪減速機(jī)速度過快，通常電流較大，難以與齒輪裝配，控制復(fù)雜。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn):速度控制準(zhǔn)確，型號多，適用于室內(nèi)機(jī)器人速度，接口簡單，價格便宜。步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn):功率自重比小，電流大，體積大，與車輪組裝困難，負(fù)載能力低，功率小，控制復(fù)雜，移動時振動大。2、蓄電池的選擇清掃車所使用的蓄電池要求在使用過程中能夠完全放電，不排放有害氣體。

由此針對此設(shè)計選用鉛蓄電池，型號為：3DAW2503、傳動裝置的設(shè)計經(jīng)過運(yùn)算和實(shí)際情況設(shè)計出最適合的裝置1.5課題的設(shè)計方法和思路課題主要設(shè)計內(nèi)容：首先對國內(nèi)外目前拖地車裝置的研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研明確我們未來所需研究的方向以及重難點(diǎn)。接著根據(jù)設(shè)計需求，提出適用于本設(shè)計要求的兩種方案，并且通過方案對比明確方案的優(yōu)劣，最終選擇其中一種進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。課題主要設(shè)計方法：了解手推式清掃拖地機(jī)器人的主要結(jié)構(gòu)類型的原因，根據(jù)國內(nèi)外出鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展情況，切合公司實(shí)際需要，進(jìn)行本次出鋼機(jī)設(shè)計。首先通過對國內(nèi)外手推式清掃拖地機(jī)器人結(jié)構(gòu)研究，進(jìn)行必要的理論計算分析確定出鋼距離的電機(jī)調(diào)節(jié)裝置，其次進(jìn)行推桿結(jié)構(gòu)設(shè)計的確定，最后進(jìn)行驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計，最后完成整機(jī)機(jī)械部分、電機(jī)部分、熱力學(xué)部分設(shè)計，通過此次研究設(shè)計，使以后進(jìn)行新設(shè)計時更合理、更先進(jìn)。通過三維軟件solidworks進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并不斷優(yōu)化其結(jié)構(gòu)性能，接著設(shè)計合理的電機(jī)傳動原理圖并進(jìn)行必要的電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計分析選取合理的標(biāo)準(zhǔn)件并應(yīng)用。最后繪制正確的工程圖并進(jìn)行論文正文的書寫。上一章主要講了手推式清掃拖地車的意義和發(fā)展，它的市場潛力大，批量生產(chǎn)的可能性較大。其目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，經(jīng)過反復(fù)的開發(fā)、改進(jìn)，設(shè)計出一種可以解決人們生活中拖地問題的機(jī)器，而本章將進(jìn)行方案的設(shè)計。2.1總體方案設(shè)計研究方案：方案一，本方案驅(qū)動方式采用電機(jī)通過V帶傳動帶動錐齒輪結(jié)構(gòu)變軸傳動至90度方向，接著傳動帶動曲柄結(jié)構(gòu)進(jìn)行擺動，在該曲柄結(jié)構(gòu)對稱側(cè)面我們增加慣性飛輪提高我們設(shè)備的工作效率并保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，該曲柄結(jié)構(gòu)通過周期性回擺動作驅(qū)動我們的連桿進(jìn)行周期性擺動，在連桿的下側(cè)有我們的不完全齒輪結(jié)構(gòu)可以帶動齒條來回直線運(yùn)動。方案二，為達(dá)到我們最終底部清洗結(jié)構(gòu)直線往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動的設(shè)計目的，我們可以采用電動機(jī)驅(qū)動成型減速器裝置或者設(shè)計齒輪組從而達(dá)到最終減速輸出速度，帶動凸輪機(jī)構(gòu)輸出達(dá)到我們所需旋轉(zhuǎn)速度，凸輪旋轉(zhuǎn)后使得我們的凸輪桿不斷做直線往復(fù)運(yùn)動，凸輪桿將會連接活動拖把運(yùn)動側(cè)從而帶動拖把周期性直線往復(fù)運(yùn)動，達(dá)到拖掃目的。該方案中拖把運(yùn)動側(cè)應(yīng)該具備安裝螺孔以便更換拖洗清潔工具。為保證拖把能夠達(dá)到快速的直線往復(fù)運(yùn)動，我們需要設(shè)計選型我們對應(yīng)的直線運(yùn)動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。由于該清洗裝置在運(yùn)動過程當(dāng)中將會需要清潔拖把，加濕拖把，對周邊區(qū)域?yàn)⑺祲m，所以我們需要設(shè)計水供應(yīng)噴灑系統(tǒng)。方案對比，方案一通過電機(jī)帶動帶傳動+齒輪傳動+擺桿運(yùn)動+連桿運(yùn)動+齒輪齒條運(yùn)動從而達(dá)到輸出目的，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造價較高，并且其中的曲柄回轉(zhuǎn)運(yùn)動對安裝要求高，慣性大不適用于該種小型低運(yùn)動負(fù)載的運(yùn)動裝置中。方案二中電機(jī)通過驅(qū)動減速齒輪組輸出驅(qū)動凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動，結(jié)構(gòu)可靠并且能夠滿足往復(fù)高頻直線運(yùn)動工況，制造成本低。綜合結(jié)構(gòu)合理性以及設(shè)計制造成本，本次方案選擇方案二。2.2拖地裝置原理本次的地面除塵裝置直線刷功能主要是能夠?qū)⒌缆返撞康睦蛑胁窟M(jìn)行掃除從而達(dá)到清理的功能。結(jié)構(gòu)組成部分為主題框架，減速電機(jī)，驅(qū)動主軸，直線刷把。采用的減速電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)是渦輪蝸桿減速器以及三相異步電動機(jī)。我們的掃把采用的鎖緊螺母鎖緊在我們的旋轉(zhuǎn)主軸上。設(shè)備底部直線刷結(jié)構(gòu)這樣能夠拓寬我們的馬路清掃面積。在最初的試生產(chǎn)中，我們通過反復(fù)思考，使用低速無刷電機(jī)電源和充電電池作為能源。經(jīng)過約60小時的實(shí)驗(yàn)，12v12a電池充電電池開始使用4個，原型運(yùn)行時間僅為2.8小時，然后我們用充電電池代替了12v20a，原型的作業(yè)時間是4.3h,基本能滿足操作時間的要求,從而克服上述缺陷,達(dá)到理想的效果,真實(shí)和最大化反映在今天的節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的要求。目前初步考慮采用以蓄電池作為動力輸出源傳動方式進(jìn)行設(shè)計總圖如下所示：這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置比較對稱，結(jié)構(gòu)優(yōu)良?；镜膫鲃铀悸窞樾铍姵?減速器-皮帶傳動-凸輪傳動-直線運(yùn)動--清洗我們的拖地機(jī)器人在工作期間將會造成較大的塵埃，所以我們的拖掃過程當(dāng)中需要有灑水的工藝流程，該種工藝我們可以通過在設(shè)備內(nèi)部安裝水箱，水箱的上部為進(jìn)水口，能夠保證正常的加水以及出水時的真空補(bǔ)充，下部為左右兩側(cè)的出水管，出水管中部將會設(shè)置手閥以及電磁閥裝置，保證我們的裝置能夠獨(dú)立的切換電磁閥的開閉情況。4機(jī)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：機(jī)架的結(jié)構(gòu)主要采用的方形鋼材結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接拼接而成，底部的主要動力運(yùn)動通過三個滑輪進(jìn)行滾動運(yùn)動。動力來源是采用人力推動，這樣的設(shè)計對于不是連續(xù)移動以及無規(guī)則的運(yùn)動特點(diǎn)而言是較為合理的，方便了人工的操作。滾輪結(jié)構(gòu)：滾輪采用的是目前機(jī)電市場常見的這類滾軸與鈑金框架相互結(jié)合的特點(diǎn)。該類滾輪可以承受的力在300kg左右，具有較好的剛度與強(qiáng)度，能夠廣泛適用于機(jī)械的底部腳移動需要。2.3焊接工藝要求1.焊接時焊縫應(yīng)平整，不得有氣孔、夾渣等焊接缺陷。如果發(fā)現(xiàn)任何缺陷，及時修復(fù)。焊縫高度一般接近鋼板的高度。斷續(xù)焊接時，焊縫長度和間隔應(yīng)均勻。2.連續(xù)焊接要求生產(chǎn)部位密封時，焊縫處不得出現(xiàn)氣孔性沙眼。焊接時，焊縫高度不得小于基材(焊件)厚度。不同厚度的母材(焊件)焊接時，焊縫高度不得小于最薄的母材(焊件)的厚度。4.焊接工藝參數(shù)：根據(jù)工件厚度選擇焊接直徑板厚\mm ≦4 4～12 ﹥12焊條直徑 不超過焊件厚度 3.2～4.0 ≧4.0焊接電流與焊條直徑的關(guān)系1 焊條直徑\mm 焊接電流\A 6 焊條直徑\mm 焊接電流\A2 1.6 25～40 7 4.0 150～2003 2.0 40～70 8 5.0 180～2604 2.5 50～80 9 5.8 220～3005 3.2 80～120 5.控制焊接過程中變形的主要措施：1.使用抗變形2.用小錘子錘擊中央焊接線3.使用合理的焊接順序4.使用剛性配件固定它涂漆要求1噴漆前，必須清除所有要噴漆的鋼零件表面的銹，水垢，油脂，污垢，灰塵，鹽和污垢。2在去除銹蝕之前，請使用有機(jī)溶劑，漂白劑，乳化劑，蒸汽等。清除鋼零件表面的油脂和污垢。與鉚釘接觸的表面必須在連接之前涂上30-40μm的防腐涂層。重疊的角落應(yīng)使用油漆，膩?zhàn)踊蚰z水密封。因機(jī)加工或焊接而損壞的底漆必須重新上漆。本章小結(jié)本章對題目進(jìn)行了分析，并且設(shè)計出了兩種方案，方案一與方案二，經(jīng)過比較選擇較為合適的方案二；還設(shè)計了拖地裝置的原理，基本的傳動思路為蓄電池-減速器-皮帶傳動-凸輪傳動-直線運(yùn)動-清洗，總結(jié)了此次設(shè)計所需要的焊接工藝要求。上一章對此次課題設(shè)計出了兩種方案，并且經(jīng)過方案對比選擇出了較為適合的方案，設(shè)計了拖地裝置原理，結(jié)構(gòu)組成部分為主題框架，減速電機(jī)，驅(qū)動主軸，直線刷把。本章主要是對拖地裝置的傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。3.1選擇電動機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相異步電動機(jī)。1電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率η∑=η1η2η33η4η1、η2、η3、η4分別為聯(lián)軸器、蝸桿蝸輪、軸承、齒輪的傳動效率。查表得η1=0.99，η2=0.8，η3=0.98，η4=0.98。；-所以η∑=0.99×0.8×0.983×0.98=0.7312電動機(jī)所需工作功率為3確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速取齒輪傳動一級減速器傳動比的范圍i1’=3～5。取蝸桿渦輪的傳動比i2’=1～6。則總的傳動比i∑’=i1’～i2’=3～30。根據(jù)電動機(jī)的類型，容量，轉(zhuǎn)速,要使=，由課程設(shè)計指導(dǎo)書中表可選定電動機(jī)型號為Y100L1-4型號的電動機(jī)；其主要性能如下：電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y100L1-42.214302.22.33.2傳動比的分配1計算傳動的總傳動比并指定傳動比1總傳動比為=/=1430/36=39.72分配傳動比電機(jī)通過聯(lián)軸器連接到蝸桿。預(yù)先選擇兩種蝸桿的傳輸效率。推薦的兩個蝸桿與蝸輪之間的傳動比在14-30之間，圓柱齒輪的傳動比在2-5之間。在傳動比的協(xié)調(diào)分布中，主圓柱齒輪的傳動比為=3；則蝸桿蝸輪的傳動比為。2計算傳動裝置各軸的運(yùn)動和參數(shù)1各軸的轉(zhuǎn)速Ⅰ軸：=1430r/minⅡ軸：Ⅲ軸：2各軸的輸入功率3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為：Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：將上述計算結(jié)果匯總于下表，以備查用：軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(N?mm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比iⅠ軸2.181.455×10414301Ⅱ軸1.7081.5×105108.313.2Ⅲ軸1.644.35×1053633.3蝸桿蝸輪的設(shè)計計算1傳動參數(shù)蝸桿輸入功率P=2.18kW，蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸輪轉(zhuǎn)速，理論傳動比i=13.2，實(shí)際傳動比i=13.2，蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)為，蝸輪的轉(zhuǎn)速2蝸輪蝸桿材料及強(qiáng)度計算減速器為封閉式的傳動。蝸桿由45鋼制成并經(jīng)過硬化處理。蝸輪輪緣由ZCuSn10Pb1砂型鑄造而成。蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表4-5可知,=180MPa.估取嚙合效率：蝸輪軸轉(zhuǎn)矩：載荷系數(shù)：載荷平穩(wěn)，蝸輪轉(zhuǎn)速不高，取K=1.1.計算值==蝸桿分度圓的模數(shù)和直徑分別取《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表4-1中的標(biāo)準(zhǔn)值:模數(shù)m=8mm蝸桿分度圓直徑3計算相對滑動速度和傳動效率蝸桿導(dǎo)程角蝸桿分度圓的圓周速度相對活動速度當(dāng)量摩擦角取驗(yàn)算嚙合效率（與初取值相近）。傳動總效率（在表4-4所列范圍內(nèi)）。4確定主要集合尺寸蝸輪分度圓直徑：中心距5熱平衡計算環(huán)境溫度取工作溫度取傳熱系數(shù)取需要的散熱面積6蝸桿傳動的幾何尺寸計算公式說明及結(jié)果名稱公式說明及結(jié)果名稱蝸桿分度圓直徑蝸桿齒頂圓直徑蝸桿分度圓直徑蝸桿齒頂圓直徑蝸桿齒根圓直徑蝸桿導(dǎo)程角蝸桿齒寬蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪外圓直徑蝸輪咽喉母圓徑蝸輪螺旋角蝸輪齒寬中心距所以，與蝸桿螺旋線方向相同3.4軸的設(shè)計1輸出軸的設(shè)計1選擇軸的材料及熱處理考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，其傳遞的功率不大，對其重量和尺寸沒有特殊要求，因此選擇常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.4軸的設(shè)計1.初算軸的最小直徑已知軸的輸入功率為5.25kW，轉(zhuǎn)速為960r/min.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表7-4可知，C值在106~118間。所以輸出軸的最小直徑：但是，由于軸上有1個鍵槽，計入鍵槽的影響：已知輸出軸的輸入功率為4.2kW，轉(zhuǎn)速為56.5r/min，則輸出軸的最小直徑：由于軸上由2個鍵槽，故已知卷筒軸的輸入功率為4.03kW,轉(zhuǎn)速為56.5r/min，則卷筒軸的最小直徑為2聯(lián)軸器的選擇載荷計算已知蝸桿軸名義轉(zhuǎn)矩為由于蝸輪減速器的負(fù)載相對穩(wěn)定，所以根據(jù)小扭矩變化取工況系數(shù)k=1.3。蝸桿軸轉(zhuǎn)矩的計算：已知蝸輪軸名義轉(zhuǎn)矩為;卷筒軸計算轉(zhuǎn)矩為所以蝸輪軸計算轉(zhuǎn)矩：卷筒軸計算轉(zhuǎn)矩：選擇聯(lián)軸器的型號查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表14.2可知，電動機(jī)軸的直徑，軸長；蝸桿軸直徑。查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表13.1可知，彈性銷聯(lián)軸器LH3用作蝸桿軸的輸入端。聯(lián)軸器標(biāo)記LH3聯(lián)軸器GB/T5014公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表13.1可知，蝸輪軸的輸出端選用LH4型彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標(biāo)記LH4聯(lián)軸器GB/T5014公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速3軸承的選擇及校核輸入軸軸承類型的初步選擇據(jù)已知工作條件和輸入軸的軸頸，由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承30208（一對），其尺寸：D=80mm,d=40mm,B=18mm。據(jù)已知工作條件和輸出軸的軸頸，由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承30214（一對），其尺寸：D=125mm,d=70mm,B=24mm。基本動態(tài)額定載荷C=63000N計算系數(shù)e=0.37軸向載荷系數(shù)Y=1.6計算蝸桿軸的受力蝸桿軸的切向力，軸向力和徑向力蝸桿軸：蝸輪軸：計算軸承內(nèi)部軸向力軸承的內(nèi)部軸向力：計算軸承的軸向載荷軸承2的軸向載荷由已知得，與方向相同，其和為（軸承2為“壓緊”端），所以軸承1的軸向載荷（軸承1為“放松”端）計算等效動載荷軸承1的載荷系數(shù)根據(jù)，由表8-8可知軸承2的載荷系數(shù)根據(jù)由表8-8可知軸承1的當(dāng)量動載荷軸承2的當(dāng)量動載荷所以軸承的當(dāng)量動載荷取、中較大者，所以計算軸承實(shí)際壽命溫度系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-6可知載荷系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-7可知壽命指數(shù)滾子軸承軸承實(shí)際壽命軸承預(yù)期壽命結(jié)論由于軸承30208滿足要求4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1蝸桿軸的結(jié)構(gòu)造型如下：3.5螺栓和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇該部分包括螺栓、螺母、螺栓、墊圈和墊圈的選擇。具體內(nèi)容如下:1螺栓、螺母和螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響選用螺栓GB5782-86M10*35數(shù)量為3個M12*100數(shù)量為6個螺母GB6170-86M10數(shù)量為2個M10數(shù)量為6個螺釘GB5782-86,M6*20數(shù)量為2個M8*25數(shù)量為24個M6*16數(shù)量為12個*（參考裝配圖）M10*35M12*100M10M12M6*20M8*25M6*162銷，墊圈墊片的選擇選用銷GB117-86，B8*30，數(shù)量為2個選用墊圈GB93-87數(shù)量為8個選用止動墊片1個選用石棉橡膠墊片2個選用08F調(diào)整墊片4個*（參考裝配圖）GB117-86B8*30GB93-87止動墊片石棉橡膠墊片08F調(diào)整墊片有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專用件，詳見后續(xù)裝配圖本章小結(jié)本章對電動機(jī)進(jìn)行了選擇，按工作要求和工作條件選用了Y100L1-4型號的電動機(jī)，計算出了傳動比的分配，設(shè)計了蝸輪蝸桿并進(jìn)行了計算，對軸進(jìn)行了設(shè)計和運(yùn)算，選擇了軸承并對其進(jìn)行了校核，選擇出了螺栓及其他標(biāo)準(zhǔn)件（包括螺栓、螺母、螺栓、墊圈和墊圈等）。上一章對電動機(jī)進(jìn)行了選擇，計算了傳動比，設(shè)計了蝸輪蝸桿，也對軸和軸承進(jìn)行設(shè)計并計算，本章主要是對凸輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計并對其相關(guān)進(jìn)行計算。4.1凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是無摩擦的，并且凸輪和從動件的接觸點(diǎn)之間的公共法線方向與從動件的移動方向之間的銳角通常由α表示。壓力角測量是凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)力分布的重要參數(shù)，也是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)。1．直接從動從動件凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角圖4-1是直接從動從動件的盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角示意圖。其中，圖4-1a為尖底從動件的壓力角圖，圖4-1b為平底從動件的壓力角圖。以滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)為例，闡述了直接從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的計算方法。根據(jù)圖4-2的幾何關(guān)系，壓力角可以表示為圖4-1直動從動件的壓力角圖4-2偏置直動從動件的壓力角(4-1)由三心定理，P點(diǎn)為瞬心，，（由從動件速度公式）式中，“”號與從動件的偏置方向有關(guān)。如圖4-2所示，必須使用減號。相反，如果導(dǎo)向?qū)к壩挥谕馆喰D(zhuǎn)中心O的左側(cè)，則會出現(xiàn)加號。顯然，這種情況是從動件極化方向的不合理選擇，因?yàn)橥馆啓C(jī)構(gòu)的壓力角增大，機(jī)械效率降低，甚至凸輪機(jī)構(gòu)自鎖。因此，從動件行進(jìn)方向的正確選擇有利于減小機(jī)構(gòu)的壓力角。此外，壓力角還與基圓的半徑和凸輪的位移有關(guān)。（當(dāng)V和S恒定時，如果凸輪基圓的半徑增大，則壓力角α?xí)p小，但是機(jī)構(gòu)的尺寸也會相應(yīng)增大；如果凸輪基圓的半徑減小，壓力角α?xí)黾?，機(jī)械條件會惡化）。當(dāng)偏距e=0時，代入式(4-1)，向心直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的計算公式如下:(4-2)對于具有直動平底從動件的盤形凸輪機(jī)構(gòu)，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，其壓力角為α=90°-γ在公式中，γ是從動件的平底與導(dǎo)向件的中心線之間的角度，其值為一常數(shù)。顯然，平底直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角為常數(shù)，機(jī)構(gòu)的受力方向不變，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好。如果從動件的平底與導(dǎo)路中心軸線之間的夾角γ=90°，則壓力角α=0°。4.2凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計1．基圓半徑的設(shè)計對于具有直動滾子從動件的盤形凸輪，凸輪的基圓半徑可根據(jù)等式式(4-1)求解：(4-3)顯然，壓力角越大，基圓半徑越小，則越容易獲得機(jī)構(gòu)的緊湊尺寸。所有其他參數(shù)保持不變，當(dāng)α=[α]，并且選擇正確的從動件偏置方向后，可以得到最小的基圓半徑r0min，因此，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計能滿足壓力角條件并獲得緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸。在這種情況下，基圓的最小半徑是(4-4)（對心尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)）（e=0）根據(jù)凸輪輪廓都是凸形的事實(shí)，可以設(shè)計出凸輪的基圓半徑。也就是說，凸輪廓線上各點(diǎn)的曲率半徑ρ>0。由高等數(shù)學(xué)的知識可知，曲率半徑的計算公式為(4-5)式中，，代人式(4-5)并整理得(4-6)選擇所允許的最小曲率半徑ρmin，與平底從動件盤形凸輪的廓線方程聯(lián)立求解，可得(4-7)經(jīng)驗(yàn)公式rb≈2rH(rH為凸輪軸孔的半徑)2．滾子半徑的設(shè)計在具有滾子從動件的盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的實(shí)際輪廓是一系列滾子圓的理論輪廓的包絡(luò)，因此其形狀必須與滾子的半徑相關(guān)。設(shè)計惰輪的尺寸時，必須確保惰輪滿足運(yùn)動學(xué)特性和阻力的要求。根據(jù)運(yùn)動特性的要求，凸輪機(jī)構(gòu)不會產(chǎn)生運(yùn)動變形。圖4-4為外凸輪輪廓中滾子圓族包絡(luò)線。設(shè)理論廓線上某點(diǎn)的曲率半徑為ρ，實(shí)際廓線在對應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑為ρa(bǔ)，滾子半徑為rr，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系有ρa(bǔ)=ρ—rr。圖4-4外凸廓線的包絡(luò)線如果rr≥ρmin，然后實(shí)際的輪廓線曲率半徑將是零或負(fù)在這一點(diǎn)。齒廓的實(shí)際曲率半徑為零，說明該位置出現(xiàn)尖角點(diǎn)，在運(yùn)動過程中容易磨損。然而，實(shí)際的輪廓曲率半徑是負(fù)的，這意味著在進(jìn)行包絡(luò)處理時，會將圖中相交的陰影部分切除，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的運(yùn)動變形。因此，為了避免這種現(xiàn)象，應(yīng)限制滾子的半徑。通常情況下，應(yīng)保證rr≤0.8ρmin對于內(nèi)凹凸輪廓線中滾子圓族的包絡(luò)情況，同樣可按照上述方法進(jìn)行分析，這里不再詳述。圖4-5平底從動件的長度考慮到強(qiáng)度要求，滾子半徑應(yīng)滿足以下條件:rr≥(0.1～0.5)r0（基圓半徑）3．平底長度的設(shè)計如圖6-33所示，平底從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)確保平底從動件在運(yùn)動過程中隨時接觸凸輪，因此平底l的長度應(yīng)滿足以下條件:式中，△l是附加長度，取決于特定的結(jié)構(gòu)，通常取△l=5～7mm。4．偏移距離的設(shè)計從動件在行進(jìn)方向上將直接影響凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，因此選擇偏移時遵循方向原則的從動件是:在凸輪機(jī)構(gòu)壓力角推動階段盡可能小，偏移距離(即偏移距離e)可以計算如下:(4-8)通常，從動件的最大移動速度出現(xiàn)在凸輪壓力角最大的位置，等式(4-8)可改寫為(4-9)由于壓力角為銳角，故有vmax-eω≥0。由式(4-9)可知，增大偏距，有利于減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，但偏距的增加也有限度，其最大值應(yīng)滿足以下條件：設(shè)計偏置凸輪機(jī)構(gòu)時，確定從動件偏置方向的原則是將從動件放置在減小凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的位置。綜上所述，在設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸時，由于各種參數(shù)的相互制約，必須考慮幾個設(shè)計因素，以使其綜合性能指標(biāo)滿足設(shè)計要求。本章小結(jié)在本章中，計算凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角并計算凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸：基圓的半徑越大，壓力角越大，而凸輪的基圓半徑越小，更容易獲得機(jī)構(gòu)的緊湊尺寸。滾子圓與理論輪廓的周圍相關(guān)性；平底長度應(yīng)保證平底從動件在運(yùn)動過程中隨時接觸凸輪。上一章對凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角進(jìn)行了計算和設(shè)計了凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸，其中包括基圓半徑、滾子半徑、平底長度和偏移距離的設(shè)計，本章主要是對蓄電池的電流和放電時間進(jìn)行了計算。5.1蓄電池的電流和放電時間首先確定變電站直流負(fù)荷容量和事故放電時間。其中，直流容量需考慮經(jīng)常性負(fù)荷、事故負(fù)荷、沖擊負(fù)荷等，統(tǒng)計負(fù)荷容量，并知道直流額定電壓(220V占多數(shù))，即可以計算事故放電電流。確定蓄電池數(shù)量：原則是在浮動充電運(yùn)行時，根據(jù)1.05Un的DC總線電壓確定電池數(shù)量，Nf=1。05Un/Uf，Uf是單個電池的浮動充電電壓，取2.25v。根據(jù)直流母線允許的最低電壓,并計及蓄電池至直流母線間的電壓降來校驗(yàn)蓄電池的放電終止電壓Ud,應(yīng)滿足Ud≥0.86Un/Nf。具體計算過程如下：Nf=1.05Un/Uf=1.05×220/2.25=102.7,取104個。Ud≥0.86Un/Nf=0.86×220/104=1.82V,取1.85V。蓄電池容量的計算用電流換算法計算,查找相關(guān)資料可得容量換算系數(shù)Kc。Krel=Kt×Ka×Kr式中:Krel為可靠系數(shù),一般取1.4Kt為溫度修正系數(shù),一般取1.10Ka為老化系數(shù),一般取1.10Kr為裕度系數(shù),一般取1.15再根據(jù)具體放電負(fù)荷計算容量。根據(jù)以上分析，確定蓄電池電流為300Ah，放電時間率有20Hr。本章小結(jié)本章確定了蓄電池的數(shù)量，蓄電池容量的計算用電流換算法計算，Krel=Kt×Ka×Kr，接著根據(jù)具體放電負(fù)荷計算容量