喜歡這個(gè)資料需要的話就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有預(yù)覽可以查看的噢，，下載就有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：11970985 可咨詢交流】====================喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改=【QQ：197216396 可咨詢交流】====================
青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
第1章 前 言
1.1清掃工具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景
從20世紀(jì)60 年代我國(guó)研制生產(chǎn)路面清掃機(jī)械開始（指大型清掃機(jī)的研制），已有40 多年的生產(chǎn)歷史，然而中小型清掃機(jī)的研制開發(fā)則剛剛起步。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)地面清掃機(jī)在銷售規(guī)模、技術(shù)水平、清掃效果等方面都存在一定的差距。 隨著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清潔機(jī)械市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，2005 年之后，國(guó)內(nèi)地面清掃機(jī)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。
我國(guó)已逐步進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)，陳舊、落后的清掃方式及設(shè)備，已不能滿足社會(huì)進(jìn)步的需要。對(duì)于自動(dòng)化掃地器具，人們常見的是馬路上的掃地車，它能進(jìn)行大面積街道清掃、工作效率高，并且節(jié)約人力。然而，小面積區(qū)域的清掃工具還主要沿用傳統(tǒng)手工掃地工具：掃帚，工作效率低、清掃效果不夠理想、浪費(fèi)人力資源。而工作效率高的省時(shí)省力的龐然大物掃地車在比如廠區(qū)、居住小區(qū)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、小街小巷、走廊等場(chǎng)所，確是英雄無用武之地。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快及居住面積的增大，家居地面的清掃工作也越來越繁重，嚴(yán)重干擾了人們的生活。因此急需開發(fā)一種成本低、節(jié)約人力物力、清掃效果良好的適應(yīng)院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型清掃設(shè)備。
目前，許多國(guó)家研制的清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。日本，美國(guó)，歐洲各大廠商競(jìng)相開發(fā)，有些產(chǎn)品甚至很超前。例如，有一種具有高效吸塵除灰功能的清潔機(jī)器人，可遙控也可自主運(yùn)作，能轉(zhuǎn)向，躲避障礙物，有很高的實(shí)用價(jià)值，可對(duì)家居、廠礦企業(yè)等地面進(jìn)行清潔，幫助人們從繁雜的勞動(dòng)中解放出來。在國(guó)外清潔設(shè)備的擁有率和洗衣機(jī)幾乎相當(dāng)，甚至要高（有公用洗衣房，專業(yè)洗衣店的緣故）。在這方面，國(guó)內(nèi)的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國(guó)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(chǎng)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(dòng)力成本的不斷提高，清掃設(shè)備的市場(chǎng)前景日漸看好。
由于人們對(duì)環(huán)境污染問題越來越重視，燃油車在很大程度上受到限制。政府大力提倡綠色能源設(shè)備。近日國(guó)家出臺(tái)燃油含稅的政策，給電動(dòng)掃地車帶來福音。小型清掃設(shè)備因其實(shí)用性強(qiáng)、 垃圾清掃率高 、污染小、成本底、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn)具有廣泛的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值，它的出現(xiàn)和使用，將極大減輕人們繁瑣的家務(wù)勞動(dòng)，節(jié)省寶貴的時(shí)間，提高了人們的生活質(zhì)量。小型清掃設(shè)備現(xiàn)在正是一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，有著極其廣闊的發(fā)展空。
1.2 清掃設(shè)備的概述
1.2.1 清掃設(shè)備的分類
清掃設(shè)備按大小可分為大型清掃設(shè)備和中小型清掃設(shè)備。大型清掃設(shè)備主要是清掃車，由于本課題主要研究的是小型清掃設(shè)備大型的清掃設(shè)備在此不再多述。而現(xiàn)有的小型清掃設(shè)備主要有兩大類分別為掃地機(jī)和清潔機(jī)器人。
（1）清潔機(jī)器人：清潔機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該說是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)綜合性的結(jié)果，它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。
清潔機(jī)器人是能夠在房間中自動(dòng)清潔地面，保持家庭衛(wèi)生的一種機(jī)器人。它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。包括有地面真空吸塵機(jī)器人、地面清掃機(jī)器人、壁面清洗機(jī)器人、泳池清洗機(jī)器人和一些特種清洗機(jī)器人，可用于各種場(chǎng)合的清潔工作。這方面的研究從上世紀(jì)80 年代起，開始受到人們的注意，不過由于清潔的環(huán)境基本上是結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)性的，但要清除的垃圾則完全是非結(jié)構(gòu)性的，造成一定困難。清潔機(jī)器人具有如下的特點(diǎn)：①清潔機(jī)器人自帶電源，小巧輕便、操作簡(jiǎn)單、自主性強(qiáng)、具有很強(qiáng)的實(shí)用性。②清潔機(jī)器人的工作環(huán)境主要為普通家庭環(huán)境，但要求有較好的環(huán)境適應(yīng)性。③清潔機(jī)器人的任務(wù)是清掃地面，工作的對(duì)象是地面的灰塵、紙屑以及其他一些小尺寸物體，而大尺寸物體不作為清潔機(jī)器人的處理對(duì)象?？紤]到安全因素，清潔機(jī)器人必須對(duì)人及家庭物品等不構(gòu)成任何危害，同時(shí)清潔機(jī)器人還必須具備自我保護(hù)的能力。就現(xiàn)有的技術(shù)而言清潔機(jī)器人的發(fā)展受到了很大的局限，它的推廣也得到了一定的限制。
（2）掃地機(jī)：掃地機(jī)是現(xiàn)有技術(shù)下的最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型清掃設(shè)備。掃地機(jī)涉及地板上小面積地面覆蓋物的清掃機(jī)械領(lǐng)域，是一種小型家庭、工廠、小區(qū)、機(jī)關(guān)用的掃地機(jī)械。它的一般是由車架、車輪、罩殼和手把組成的手推小車。在車前側(cè)裝設(shè)立掃帚；車架、罩殼下方裝設(shè)橫掃帚，通過半交叉皮帶和齒輪等傳動(dòng)件由車輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)掃帚將垃圾掃入車架前端設(shè)置的撮箕內(nèi)。從而避免了灰塵和廢氣污染與機(jī)動(dòng)噪聲。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。不清掃時(shí)能將掃帚抬起脫離地面。掃地速度在3—6 公里／時(shí)左右，掃地寬度在1～2 米。以圓盤刷為工具的新型掃地機(jī)，主要用于家庭以及公共場(chǎng)所地板或室內(nèi)地面上覆蓋物的清掃。
1.2.2 我國(guó)清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)
雖然國(guó)產(chǎn)清掃機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平已有了一定的進(jìn)步，價(jià)格性能比優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，但在以下幾個(gè)方面尚待進(jìn)一步提高，這也是今后我國(guó)清掃機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
（1）提高工作可靠性
目前國(guó)產(chǎn)清掃機(jī)工作可靠性不及進(jìn)口機(jī)，其原因主要有三，一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件不過關(guān)，如動(dòng)力裝置及其傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置的耐用性及材料的熱處理工藝等有待提高；二是制造工藝及加工精度較低；三是某些技術(shù)和整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚待完善等。
（2）研發(fā)多功能清掃機(jī)
目前的清掃機(jī)基本是單一清掃功能，不能進(jìn)行拖地、灑水和清洗護(hù)欄等。若能開發(fā)一專多能的清掃機(jī)，則其功能會(huì)進(jìn)一步拓展，也更為實(shí)用。
（3）注重環(huán)保的多功能清掃機(jī)
目前大多數(shù)機(jī)型，揚(yáng)塵比較嚴(yán)重。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，開發(fā)環(huán)保型清掃機(jī)非常必要。
（4） 根據(jù)需要生產(chǎn)不同種類和配置的清掃機(jī)械
清掃涉及各種不同等級(jí)的地面，它所需要的清掃機(jī)械也是不同的。如高檔場(chǎng)所和對(duì)地面要求較高的地方要求清掃機(jī)械必須具備很低的噪音和良好的清潔效果，當(dāng)然其相應(yīng)采購(gòu)和使用成本較高。等級(jí)較低的其它普通走廊地面的清掃要求較低，相應(yīng)生產(chǎn)和使用成本較低。根據(jù)不同等級(jí)地面需要配置不同種類的清掃機(jī)械，以便降低地面總成本的投入，因此開發(fā)和生產(chǎn)不同種類和配置的清掃機(jī)械是必要的。
1.2.3 發(fā)現(xiàn)的問題和解決途徑
本課題要求是設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的走廊清掃機(jī)，其關(guān)鍵問題就在于如何很好的實(shí)現(xiàn)清掃功能。尤其使傳動(dòng)系統(tǒng)、整體結(jié)構(gòu)、工作裝置的設(shè)計(jì)。由于清潔器是一種出現(xiàn)比較晚的機(jī)械產(chǎn)品，因此在其設(shè)計(jì)過程中，不可避免的出現(xiàn)了很多未解決得難點(diǎn)疑點(diǎn)，總結(jié)其難點(diǎn)如下：
由于清掃機(jī)是一新興產(chǎn)品，掃地功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)還不成熟，很難查到相關(guān)的資料。因此掃地功能的實(shí)現(xiàn)是設(shè)計(jì)工作的一個(gè)很大的難點(diǎn)。清掃機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵污染、漏垃圾、噪音大和產(chǎn)品可靠性等方面也較難解決的問題。清掃范圍的大小不僅與清掃機(jī)的各部分的尺寸有關(guān)，并與它的總體設(shè)計(jì)構(gòu)形式有關(guān)。機(jī)構(gòu)太小工作效率就會(huì)降低，清掃范圍也就變小滿足不了走廊的清掃要求，機(jī)構(gòu)太大則設(shè)備就會(huì)太大從而增加轉(zhuǎn)彎半徑。使清掃機(jī)在走廊中轉(zhuǎn)彎困難。因此合理的選擇機(jī)構(gòu)的大小及機(jī)構(gòu)布置極為重要且比較困難。
為了更好的了解所作題目，查閱已有文獻(xiàn)資料是十分重要的，由于走廊清掃機(jī)的資料很少的。因此，在設(shè)計(jì)過程中，廣泛的搜集資料，并借鑒了清潔機(jī)器人的一些數(shù)據(jù)資料對(duì)我的設(shè)計(jì)工作起了很大的幫助。通過閱讀“清潔機(jī)器人概述”（哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院李金山等著），“清潔機(jī)器人研究發(fā)展現(xiàn)狀”（哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院李金山等著），“清潔機(jī)器人及其應(yīng)用”（趙臣等著）等許多相關(guān)論文，觸類旁通對(duì)清潔機(jī)器的設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識(shí)，在這些文獻(xiàn)綜述中，詳細(xì)的介紹了清潔機(jī)器人的一般設(shè)計(jì)思路，如外形的設(shè)計(jì)，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式如何，具體結(jié)構(gòu)等等，都對(duì)我即將所作的設(shè)計(jì)提供了很大的幫助，此外，為了更好的設(shè)計(jì)清掃機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在軸，齒輪等重要元件的設(shè)計(jì)過程中保證其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，又對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)等專業(yè)課本進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，但是，由于清掃機(jī)出現(xiàn)時(shí)間晚，產(chǎn)品數(shù)量少，一些關(guān)鍵技術(shù)受專利所限，因此，很多關(guān)鍵技術(shù)是不會(huì)公布在資料之中的。所以，我參考用的資料并不能解決我在設(shè)計(jì)過程中所遇到的所有難點(diǎn)，有許多的問題是根據(jù)我自己的想法來做的。因?yàn)槲业倪@些想法并不成熟，沒有太多的實(shí)踐性，所以，在解決一些棘手問題時(shí)并不能夠很好的解決。在今后的設(shè)計(jì)中，還需要通過實(shí)踐，對(duì)其一步一步的進(jìn)行改進(jìn)。
1.3 課題需要完成的任務(wù)
1.3.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
本課題要求設(shè)計(jì)出的走廊清掃機(jī)能完成普通清掃的功能。完成走廊清掃機(jī)的方案設(shè)計(jì)，以及結(jié)構(gòu)組成，并對(duì)走廊清掃機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力計(jì)算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。
其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為：
（1）走廊清掃機(jī)總體方案設(shè)計(jì)；
（2）走廊清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
（3）完成折合A0 圖紙3 張，并建立三維實(shí)體模型；
（4）完成2 萬字左右的畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)說明書。
1.3.2 設(shè)計(jì)工作基本要求
① 結(jié)合設(shè)計(jì)題目，在老師的指導(dǎo)下廣泛查閱文獻(xiàn)，并寫出不少于3000 字的文獻(xiàn)
綜述；
② 根據(jù)參考文獻(xiàn)和課題要求，提出自己擬定的可行性方案，并寫出開題報(bào)告；
③ 據(jù)課題要求，對(duì)走廊清掃機(jī)進(jìn)行受力計(jì)算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理；
④和老師充分研討，列出論文編寫大綱；
⑤翻譯英文文獻(xiàn)3000 單詞左右；
⑥認(rèn)真撰寫論文，按時(shí)完成任務(wù)，準(zhǔn)備答辯；
總的要求就是畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束后，能夠達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。
第2章 總體方案的設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)主要技術(shù)要求
驅(qū)動(dòng)方式：汽油機(jī)或者電力驅(qū)動(dòng)。汽油驅(qū)動(dòng)型適合院落、停車場(chǎng)等戶外清掃作業(yè)；電瓶驅(qū)動(dòng)型因其噪音低，污染小，適合室內(nèi)清掃作業(yè)。
每小時(shí)清掃面積不低于1000 平方米。垃圾箱容量不低于30L。
2.2 總體方案的確定
由于工作的場(chǎng)合對(duì)環(huán)境要求較高因動(dòng)力裝置都選為噪音低，污染小環(huán)保的電驅(qū)動(dòng)。
最初設(shè)計(jì)了許多的方案，最終綜合考慮認(rèn)為其中三種方案最為有可能實(shí)現(xiàn)我們的課題要求，在此僅對(duì)這三種方案進(jìn)行分析說明。
方案一：
圖 2.1 方案一簡(jiǎn)圖
工作原理：殼體l 的前上部設(shè)有電機(jī)2 和電池，殼體1 的前下部設(shè)有滾刷3，電機(jī)2 通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)滾刷3。工作時(shí)，滾刷3 掃起的灰塵直接進(jìn)入垃圾斗6 中；同時(shí)，殼體l 的底板上的垃圾斗6 的前部設(shè)有導(dǎo)向斜面4、垃圾斗7 的下沿設(shè)有向后傾斜的小斜面5 ，導(dǎo)向斜面4、小斜面5 將灰塵導(dǎo)入垃圾斗4 中。
方案二：
圖 2.2 方案二簡(jiǎn)圖
工作原理：推動(dòng)車體前進(jìn)，電機(jī)通過傳送帶將運(yùn)動(dòng)傳遞給帶輪2、滾筒軸3 ，從而帶動(dòng)毛刷滾筒3 作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，主動(dòng)帶輪通過傳送帶將運(yùn)動(dòng)傳給帶輪9、齒輪10 再傳給齒輪6 最后傳給輸送輪7，再帶動(dòng)傳送帶5 作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在毛刷和刮鏟4 的共同作用下，通過傳送帶5 以及卸料板將垃圾送到垃圾箱7 中。
方案三：
圖 2.3 方案三簡(jiǎn)圖
工作原理：推動(dòng)清掃機(jī)前進(jìn)，電機(jī)1 將運(yùn)動(dòng)傳給帶輪2 再有帶傳動(dòng)傳給帶輪3 從而使同一根軸上的帶輪7 和錐齒輪4、9 旋轉(zhuǎn)。帶輪7 將運(yùn)動(dòng)傳給帶輪8，帶輪8 帶動(dòng)主刷13 作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過傾斜的導(dǎo)向刮板12 將垃圾送入垃圾箱內(nèi)。同時(shí)錐齒輪4、9 帶動(dòng)錐齒輪5、10 轉(zhuǎn)動(dòng)，再有帶傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳給兩側(cè)刷11、14 使側(cè)刷11 作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)刷14 作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩側(cè)的垃圾掃到中間，傳給主刷13 由主刷將垃圾掃入垃圾箱內(nèi)。
方案對(duì)比：
方案一：此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小。適合小面積的清掃工作，但此清掃機(jī)垃圾箱容量小、進(jìn)塵口小而且此清掃機(jī)的電池容量不易過大，容量低，不適合長(zhǎng)時(shí)間的清掃工作，并且不適合較大些垃圾的清理。
方案二：此方案清掃機(jī)可以清掃大型的垃圾雜物，而且垃圾容量大，可配置較大容量的電池，適合長(zhǎng)時(shí)間的工作，并可作為院落、工廠、小區(qū)等較大面積區(qū)域的清掃工具。但此方案的清掃機(jī)由于帶的存在可能使此設(shè)備的尺寸較大，且不易用于清掃灰塵等細(xì)微輕小物質(zhì)。由于清掃機(jī)兩邊存在清掃死角，不能清掃墻角和靠近障礙物的地方。
方案三：此方案彌補(bǔ)了前兩種方案的缺陷，可以對(duì)各種大小的垃圾進(jìn)行清理，兩側(cè)的清掃刷可方便的清掃墻角及靠近障礙物的地方。并且由于兩側(cè)的清掃刷的存在，相對(duì)于第二種方案大大的增加了清掃寬度，而且轉(zhuǎn)彎半徑不變。并且配置了大容量的電池和大容量垃圾箱，大大提高了工作效率和清掃效果，可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作。除作為走廊清掃工具外，也可作為院落、工廠、小區(qū)等較大面積區(qū)域的清掃工具。此方案是一種理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的走廊清掃機(jī)設(shè)計(jì)方案。
因此綜合考慮選擇第三種方案作為最終設(shè)計(jì)方案。其實(shí)體外形如下圖：
第3章 動(dòng)力裝置的確定
3.1 蓄電池的選擇
選用蓄電池型號(hào)
清掃機(jī)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，不污染環(huán)境。
由此針對(duì)此設(shè)計(jì)選用鉛蓄電池，型號(hào)為：3DAW250
有關(guān)性能為：
標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V 其比能量達(dá)250w? h/kg
使用壽命為充放電1200 次 放電深度為75%
外形尺寸為：長(zhǎng)×寬×高=120mm×70mm×70mm
重量約為：5kg
此蓄電池外形圖為：
圖3.1 蓄電池
此蓄電池的性能：
（1）該電池為全密封閥控式（可維護(hù)）電動(dòng)車專用蓄電池，具有全密封防泄露設(shè)計(jì)、安全可靠、自放電小、容量大、比能量高等優(yōu)點(diǎn)。
（2）污染少，噪聲小?？蓽p少排污97%，甚至可做到零排污
（3）節(jié)約能源，為普通蓄電池耗能的2/3
（4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便，易于操作和維修
（5）使用時(shí)間長(zhǎng)，充電后每次可用15 小時(shí)
（6）有足夠的功率供清掃機(jī)達(dá)到每小時(shí)清掃面積不低于1000 平方米的要求。
（7）使用壽命長(zhǎng)，一般可充電700 次左右
3. 2 電動(dòng)機(jī)的選擇
（1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式
電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式可以根據(jù)電源的種類、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來選擇。
在移動(dòng)的設(shè)備中和蓄電池配套的較常使用的電機(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)的優(yōu)點(diǎn)：容易購(gòu)得，型號(hào)多，功率大，接口簡(jiǎn)單，適合大型機(jī)器。
直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)：太快需要齒輪減速器，電流通常較大，較難與車輪裝配，控制復(fù)雜。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：精確的速度控制，型號(hào)多，適合室內(nèi)機(jī)器人的速度，接口簡(jiǎn)單，便宜。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn): 功率與自重比小，電流通常較大，體積大，較難與車輪裝配，負(fù)載能力低，功率小，控制復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)。
清掃機(jī)多在室內(nèi)環(huán)境下工作，要求控制較簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)，因此選擇直流電動(dòng)機(jī)。
（2）直流齒輪減速電動(dòng)機(jī)的選擇
齒輪減速電機(jī)有時(shí)叫做齒輪馬達(dá)或減速電機(jī)。它們通常由轉(zhuǎn)軸上帶有減速器的直流電動(dòng)機(jī)有刷電機(jī)組成。如果一個(gè)電機(jī)看上去明顯由兩個(gè)不同的部分連接而成，那么就可以認(rèn)定它是齒輪減速電機(jī)。齒輪減速電機(jī)通常通過減小電機(jī)速度來增加旋轉(zhuǎn)能力。
因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)仍然從內(nèi)部伸出兩個(gè)相同的插頭，所以齒輪減速電機(jī)與普通電機(jī)一樣使用方便。與最后一級(jí)齒輪相連的是一根轉(zhuǎn)軸。這個(gè)新轉(zhuǎn)軸的末端伸出減速器的頂部，便于輪子和其他元件與其相接。這個(gè)伸出減速器的新轉(zhuǎn)軸代替了伸出電動(dòng)機(jī)的老轉(zhuǎn)軸。當(dāng)查看電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果轉(zhuǎn)軸沒有從中心伸出，那么這個(gè)電動(dòng)機(jī)可能是齒輪減速電動(dòng)機(jī)。
選擇普通直流電動(dòng)機(jī)所用的標(biāo)準(zhǔn)仍然適合用來選擇齒輪減速直流電動(dòng)機(jī)，即檢查電壓，尺寸，重量和RPM。在大轉(zhuǎn)矩應(yīng)用場(chǎng)合，常選用帶有金屬齒輪和金屬減速器機(jī)架的行星輪減速器。塑料齒輪具有非常輕的質(zhì)量，更適合低轉(zhuǎn)矩，需要反應(yīng)迅速的應(yīng)用場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)中選用金屬齒輪的減速電機(jī)。
（3）電機(jī)功率的計(jì)算
電動(dòng)機(jī)容量（功率）選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響，當(dāng)容量小于工作要求的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過載發(fā)熱量大而過早損壞；容量過大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能量充分利用，經(jīng)常處于不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都降低，增加電能消耗造成很大浪費(fèi)。
電動(dòng)機(jī)容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的發(fā)熱條件來決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或變化很小，常溫下工作的機(jī)械，只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm 等于或大于所需電動(dòng)機(jī)功率P0，即Pm>=P0，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱，而不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。
清掃機(jī)清掃材料選用尼龍材料。設(shè)計(jì)圓盤毛刷受力約為F=50N，轉(zhuǎn)速為n=60r/min.滾筒清掃受力約為F=75N,轉(zhuǎn)速為n=40r/min。
圓盤毛刷轉(zhuǎn)矩T= FR=50×0.15=7.5N·m
所需功率P= ==47W
圓盤毛刷到錐齒輪間用帶傳動(dòng)，傳遞效率90%。
橫放錐齒輪III軸處的功率為：
PIII= P/?=47÷90%=52W
齒輪間的傳遞效率為90%
豎放齒輪處的功率
P= PIII/ ?=52÷90%=58W
滾筒處II軸的轉(zhuǎn)矩
T=FR=75×0.25=18.75N·m
此處的功率
P===78.5W
滾筒到主動(dòng)軸I軸用帶傳動(dòng)，傳遞效率為90%
P=P/ ?=78.5÷90%=87.2W
電機(jī)到I軸之間用帶傳動(dòng)，傳遞效率90%
電機(jī)的輸出功率
P=(2P+ P)/ ?=(2×58+87.2)÷90%=225.8W
由于清掃機(jī)工作速度為60r/min 為較低轉(zhuǎn)速故選用12V250W 齒輪減速電機(jī)，其輸出轉(zhuǎn)速為600r/min。
第4章 清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1傳動(dòng)比的分配
電機(jī)到II軸之間的總傳動(dòng)比
i===15
分配各級(jí)傳動(dòng)比
設(shè)計(jì)有電機(jī)到I軸的傳動(dòng)比i=5；
由I軸到III軸的傳動(dòng)比i=3。
電機(jī)到圓盤毛刷的總傳動(dòng)比
i===10
齒輪間的傳動(dòng)比為i=2
圖4.1 清掃機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
4.2 帶輪的選擇設(shè)計(jì)
4.2.1 I軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1）確定計(jì)算功率
計(jì)算功率Pca 是根據(jù)傳遞功率P，并考慮到載荷性質(zhì)和每天運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短等因素影響而確定。
P= KP=1×203.2=203.2W
式中：P——計(jì)算功率
K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得K=1
P——所需傳遞的額定功率長(zhǎng)
2）計(jì)算傳動(dòng)比
i===5
選擇Z型V帶
3）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11，取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d=50mm
4）大帶輪直徑
d=i d=5×50=250mm
5）計(jì)算帶速v
v===1.57m/s
6）初定中心距a
0.7（d+ d）﹤a﹤2（d+ d）
210 ﹤a﹤600
取 a=300mm
7）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度
Ld=2a+（d+ d）+
=2×3.14+×300+
=1096mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-4，取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1000mm
8）實(shí)際中心距a
a≈a+
≈300+
≈252
取a=250mm
9）小帶輪包角α
α=180°－×57.3°
=180°－×57.3°
=135°﹥120°
所以小帶輪包角合理
10）確定V帶根數(shù)
一般單根V帶可傳遞的功率達(dá)75KW。此處，所傳遞的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于75KW，所以用一根V帶足以。
11）單根V帶的張緊力
F=500(－1)+mv
=500×(－1)×+0.06×1.57
=29.46N
式中：——包角修正系數(shù) ， 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-21得=0.88
m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m
12）作用在軸上的力F
F=2 FZsin
=2×29.46×1×sin68°
=51.4N
F= F=77.1N
13) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以減少載荷分布均勻。
圖4.2 V帶的截面形式
參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-7～12-10可知：
基準(zhǔn)寬度bd 為8.5 ㎜；基準(zhǔn)線上槽深hamin 為2.0 ㎜；基準(zhǔn)線下槽深為hfmin 為7.0 ㎜；帶輪寬B 為B=(Z-1)e＋2f ㎜；外徑da=dd＋2ha ㎜；從而確定帶輪的各部分尺寸。
初定小帶輪孔徑d=20mm，基準(zhǔn)直徑d=50mm，外徑d=53.2mm，輪寬B=14mm，輪槽寬b=8.5mm。因?yàn)榛鶞?zhǔn)直徑d≦2.5d，所以小帶輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。
大帶輪基準(zhǔn)直徑d=i d=5×50=250mm
d= d－2（h+ f+δ）
=254－2×（2.0+7.0+5.5）
=225mm
d=（1.8～2）d=43mm
因?yàn)閐- d﹥100mm,所以大帶輪采用孔板式。腹板厚S=10mm L=（1.5～2）d=36
輪寬B=20mm，S≧1.5S=15mm，S≧0.5S=7mm，d==134mm。輪槽寬b=8.5mm。
圖4.3 I軸大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖
4.2.2 I-Ⅱ軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1）確定計(jì)算功率
P= KP=1×78.5=78.5W
式中：P——計(jì)算功率
K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得K=1
P——所需傳遞的額定功率長(zhǎng)
2）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6和8-11 ， 選擇Z型V帶
3）計(jì)算傳動(dòng)比
i===3
4）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11，取小帶輪直徑為d=56mm
5）大帶輪直徑
d=i d=3×56=168mm
取d=160mm
6）計(jì)算帶速v
v===1.35m/s
7）初定中心距
0.7（d+ d）﹤a﹤2（d+ d）
156.8 ﹤a﹤448
取a=380mm
8）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld
Ld=2a+（d+ d）+
=2×380+×224+
=1126mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-4，取基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1120mm
9）世紀(jì)中心距a
a≈a+
≈380+
≈374mm
考慮到滾筒與帶輪2之間有一定的間隙，所以取a=380mm
10)小帶輪包角
α=180°-×57.3°
=180°-×57.3°
=163.2°﹥120°
所以小帶輪包角合適
11）確定V帶根數(shù)
此處帶輪之間所傳遞的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于單根V帶所傳遞的功率，所以這里僅用一根V帶。
12）單根V帶的初張緊力
F=500(-1)+mv
=500×(-1)×+0.06×0.35
=130N
式中：——包角修正系數(shù) 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-21得=0.95
m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m
13）作用在軸上的力F
F=2 FZsin
=2×130×1×sin81.6°
=249.2N
F= F=373.8N
14）帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-7～12-10，設(shè)計(jì)小帶輪孔徑d=20mm，可采用實(shí)心式。輪寬B=14mm，外徑d=60mm，輪槽寬b=8.5mm
設(shè)計(jì)大帶輪孔徑d=25mm，因?yàn)閐≧2.5d，所以采用腹板式。輪寬B=14mm，
d= d-2（h+ f+δ）
=164－2×（2.5+8.0+5.5）
=132mm
d=（1.8～2）d=40mm
4.2.3 Ⅲ—Ⅳ軸的帶輪設(shè)計(jì)
1）確定計(jì)算功率
P= KP=1×47=47W
式中：P——計(jì)算功率
K——工況系數(shù)。查工況系數(shù)表得K=1
P——所需傳遞的額定功率長(zhǎng)
2）確定傳動(dòng)比
由總體傳動(dòng)比可確定傳動(dòng)比為i=1
選用Z型V帶
3）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1-11得小帶輪的基準(zhǔn)直徑d=100mm
4）計(jì)算帶速
v===0.33m/s
5）計(jì)算中心距
a==456mm
6）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld
Ld=2a+（d+ d）+
=2×456+×212
=1245mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-4，選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1250mm
7）單根V帶的初張緊力
F=500(-1)+mv
=500×(-1)×+0.06×0.33
=107N
式中：——包角修正系數(shù) 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-1-21得=1
m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m。查表12-1-23得m=0.06 kg/m
8）計(jì)算壓軸力F
F=2 FZsin
=2×107×1×sin90°
=214N
F= F=321N
9)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
兩個(gè)帶輪均采用腹板式結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以減少載荷分布均勻。
4.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.3.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）主軸的材料選擇45鋼調(diào)制處理，初步計(jì)算其最小直徑。取A=115，則：
d≧A=115×=13.7mm
初步取d最小直徑為20mm
2）采用下圖所示裝配方案：
圖4.4 主軸裝配示意圖
3）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
①為了滿足軸向定位要求， I-II 軸段右端須制造出一軸肩，故取II-III 軸段的直徑為27 ㎜，長(zhǎng)度為25 ㎜。I-II 軸段的左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為28 ㎜。使帶輪繞軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，采用的I-II 軸段的直徑為20 ㎜，長(zhǎng)度為20 ㎜；
②初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用軸承參照 工作要求并根據(jù)III-Ⅳ軸段的直徑為30 ㎜，由軸承產(chǎn)品目錄初步選取0 基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓錐滾子軸承32006 型其尺寸為d×D×T=30 ㎜×55 ㎜×13 ㎜,故選用III-IV 軸段的直徑為30 ㎜，長(zhǎng)度為22 ㎜。右端軸承采用采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得厚度為h=4 ㎜,取IV-V 軸段的直徑為30 ㎜。套筒右端用定位。
③安裝齒輪處的的軸段V-VI 的直徑為30 ㎜齒輪左端用擋圈定位。右端用一套筒定位，同時(shí)套筒右端定位帶輪。已知帶輪的輪轂寬度為25 ㎜，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度故采用VI-Ⅶ軸段的長(zhǎng)度為22 ㎜。帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h﹥0.07d,取h=3.5 ㎜,則軸環(huán)處的直徑為42 ㎜。軸環(huán)寬度b≥1.4h,取Ⅶ-Ⅷ軸段的長(zhǎng)度為10 ㎜。為了滿足右端齒輪的軸向固定要求，采用階梯軸形式，選用Ⅷ-Ⅸ軸段的直徑為35 ㎜，長(zhǎng)度為193 ㎜。右端的零部件結(jié)構(gòu)的定位及軸徑長(zhǎng)度與左端的大體相同。
④帶輪及齒輪與軸的軸向定位采用平鍵連接。按照齒輪與軸的直徑由手冊(cè)查表得平鍵截面尺寸分別為b×h×l=6 ㎜×6 ㎜×14 ㎜、 b×h×l=8 ㎜×7 ㎜×16 ㎜、b×h×l=10 ㎜×8 ㎜×16 ㎜(GB/T1095-1979)。鍵槽用鍵槽銑加工，同時(shí)為了保證齒輪和軸的配有良好的對(duì)中性，故選擇輪轂與軸的配合為H7/n6. 圓錐滾子軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為h6。
4.3.2 軸的校核
下面對(duì)主軸進(jìn)行校核。
根據(jù)設(shè)計(jì)的軸的尺寸和各處所傳遞的功率，計(jì)算軸上的力及力矩。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
F=85N, F=125N
F=217N, F=217N
彎矩M
M=35.37N·m
M=30.38N·m
總彎矩
M=46.62 N·m
扭矩T
T=20.8 N·m
軸的受力如圖所示：
F F
F F F F
11.25N·m
35.37N·m
25.36N·m
M
F F
F F
30.38N·m
30.38N·m
M
11.25N·m
46.62N·m
39.57N·m
M
16.2N·m
20.8N·m
4.6N·m
T
圖4.5 主軸的受力示意圖
按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）。]
軸的抗彎截面系數(shù)
W=－
=－
=3843mm
式中：d——軸的直徑
b——鍵槽寬度
t——鍵槽深度 t=3.5mm
σ=
=
=12.56Mp
式中：σ——軸的計(jì)算應(yīng)力，Mp
M——軸所受的彎矩，N·mm
T——軸所受的扭矩，N·mm
а——取а=0.6
軸的材料選用45鋼，其許用應(yīng)力〔σ〕=60 Mp
σ﹤〔σ〕
所以該軸安全。
4.3.3 鍵的校核
鍵的失效形式主要是工作面被壓潰，一般只對(duì)擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核，由公式得：
σ=
式中：
t—傳遞的轉(zhuǎn)矩，為20.8N·M
k—鍵的工作長(zhǎng)度，為14 ㎜
d—軸的直徑 ，為35 ㎜
〔σ〕—鍵、軸、連軸器輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，需用擠壓應(yīng)力[σ p ]=70～80MPa，取其平均值75MPa,得：
σ==49.52 Mp﹤[σ p ]
所以，鍵是安全的。
4.4 錐齒輪計(jì)算
選用斜齒錐齒輪傳動(dòng)，走廊清掃機(jī)為一般機(jī)械轉(zhuǎn)速不高，故選用8 級(jí)精度選擇小錐齒輪的材料為42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度240∽270HBS), 大錐齒輪的材料為42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度210∽240HBS)。
1） 齒形角α
選用EN刀盤，則α=20°
2） 大端端面模數(shù)
根據(jù)強(qiáng)度與類比法確定 m=4
3） 齒數(shù)比
由傳動(dòng)關(guān)系可知，齒數(shù)比μ===2
4） 確定齒數(shù)
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-3-11和實(shí)際空間得z=17，z=μz=2×17=34.因?yàn)閦和z最好無公因數(shù)，取z=33，則實(shí)際傳動(dòng)比μ=2.06
5） 分錐角δ
tanδ==0.4857 δ= 25°54′23″ δ=64°5′37″
6） 分度圓直徑
d=m z=4×17=68mm d=m z=4×33=132mm
7） 錐距R
R==77.82mm
8） 齒寬b
b=(～)R=22mm
9） 假想平面齒輪齒數(shù)Z
Z==38.91mm
10) 參考點(diǎn)錐距R
R=R－0.415b=77.82－0.415×22=68.69mm
11） 小端錐距R
R=R－b=77.82－22=55.82mm
12)齒寬中點(diǎn)螺旋角
取=35°，小齒輪右旋，大齒輪左旋。
13）初定參考點(diǎn)螺旋角
=0.914（β+6°）=0.914×（35°+6°）=37.5°
14） 選擇銑刀盤
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-3-10，根據(jù)=37.5°，R=68.69mm,查得標(biāo)準(zhǔn)刀盤半徑 r=44mm，對(duì)應(yīng)的螺旋角=40°，由表13-3-19得Z=4
15） 選擇刀片型號(hào)
由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-1-11和表13-3-19，根據(jù)Z=38.91mm, =37.5°,確定選用EN4-44刀盤時(shí)用3號(hào)刀片 r=1972mm.
16)參考點(diǎn)法向模數(shù)m
m=2=2×=2.708
17)參考點(diǎn)實(shí)際螺旋角β
β===0.7670
β=39°55′
18）齒高h(yuǎn)
h=2.15 m+0.35=2.15×2.708+0.35=6.17mm
19)銑刀軸傾角Δα
由==7.13和β=39°55′，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-3-12得δ=79°18
所以Δα=0
20）高變位系數(shù)x
因?yàn)閆=17﹥16，所以x= x=0
21）齒頂高h(yuǎn)
h=(1+ x) m=(1+0)×2.708=2.708mm
h=(1+ x) m=(1+0)×2.708=2.708mm
22）齒根高h(yuǎn)
h=h－h(huán)=6.17－2.708=3.462mm
h=h－h(huán)=6.17－2.708=3.462mm
23)切向變位系數(shù)x
x===0.02
x=- x=-0.02
24）齒頂圓直徑d
d= d+2hcosδ=68+2×2.708×cos25°54′23″=72.87mm
d= d+2hcosδ=132+2×2.708×cos64°5′37″=134.37mm
25)外錐高A
A=Rcosδ- hsinδ
=77.82×cos25°54′23″－2.708×sin25°54′23″
=68.816mm
A=Rcosδ- hsinδ
=77.82×cos64°5′37″－2.708×sin64°5′37″
=32.143mm
26)安裝距
按結(jié)構(gòu)確定A=88mm, A=72mm
27)支承端距H
H= A－A=88－68.82=19.18mm
H= A－A=72－32.14=39.86mm
28)大端螺旋角β
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖13-3-16，由β=39°55′，==1.13,查得β=48°54
29）弧齒厚s
s=m(++x)=4×(++0.02)=6.36mm
s=πm－s=3.14×4－6.36=6.2mm
將以上數(shù)據(jù)列表如下：
表4.2 中央螺旋傳動(dòng)錐齒輪主要參數(shù)表
項(xiàng)目
主動(dòng)齒輪
從動(dòng)齒輪
齒數(shù)
z=17
z=33
大端模數(shù)（mm）
Me=4
Me=4
齒形角
α=20°
α=20°
螺旋角及旋向
=35° （右）
=35° （左）
分錐角
δ= 25°54′23″
δ=64°5′37″
高度變位系數(shù)
x=0
x=0
切向變位系數(shù)
x0.02
x=-0.02
大端分度圓直徑
d=68mm
d=132mm
全齒高
h=6.17mm
h=6.17mm
齒頂高
h=2.708mm
h=2.708mm
齒根高
h=3.462mm
h=3.462mm
參考點(diǎn)法向模數(shù)
m=2.708
m=2.708
齒寬
b=22mm
b=22mm
大端錐距
R=77.82mm
R=77.82mm
小端錐距
R=55.82mm
R=55.82mm
齒頂圓直徑
d=72.87mm
d=134.37mm
外錐高
A=68.816mm
A=32.143mm
安裝距
A=88mm A=72mm
A=72mm
支承端距
H=19.18mm
H=39.86mm
大端螺旋角
β=48°54′
β=48°54′
弧齒厚
s=6.36mm
s=6.2mm
4.4.2 錐齒輪校核計(jì)算
T=9550=9550×=4.6N·m
F===135N
1） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
直齒錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度課近似地按照平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。
σ=
式中：K——載荷系數(shù)
K=KKKK
查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-2得使用系數(shù)K=1；
查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10-8得動(dòng)載系數(shù)K=1.15；
查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-3得齒間載荷分布系數(shù)K=1.1；
查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-4得齒向載荷分布系數(shù)K=1.1。
——齒形系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-5得=2.97
——應(yīng)力校正系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-5得=1.52
Ф——錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 取Ф=0.33
σ==11.52Mp
查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10——20（C）得〔σ〕=400 Mp
σ﹤〔σ〕
∴齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠
2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
σ=5Z
式中：Z——彈性影響系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-6，Z=188 Mp
Ф——錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 取Ф=0.33
u——傳動(dòng)比 u=2
σ=5×188×=6.45 Mp
查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10-21（d），〔σ〕=525 Mp
σ﹤〔σ〕
∴齒接觸疲勞強(qiáng)度足夠
4.5車架的設(shè)計(jì)計(jì)算
車架是整個(gè)清掃機(jī)的重要部件，車架直接或間接的影響著清掃機(jī)的各個(gè)方面的性能，影響著清掃機(jī)的操縱性、穩(wěn)定性。車架的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)決定了清掃機(jī)的整體性能。
車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示：
車架的前后支撐選用Q235 冷拔無縫矩形鋼管25×20 無縫矩形鋼管。
車架立柱是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長(zhǎng)條鋼材。無縫矩形鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，可提高材料利用率，簡(jiǎn)化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)。
同時(shí)，矩形管相比于圓管抗彎強(qiáng)度大，一些鋼木家具等就常。
車架上底板設(shè)計(jì)
底板用來安放置蓄電池、電機(jī)減速器等。車架上底板選用Q235 熱軋鋼板，其尺寸范圍為1070×800×5mm。
結(jié)論
近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的困難，但在王玉玲老師、以及同組同學(xué)幫助下都一一克服了，順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要做了以下工作：
1)到圖書館和電子閱覽室查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，搜集第一手資料，對(duì)現(xiàn)有的清掃設(shè)備進(jìn)行了分析對(duì)比，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。
2)查找有關(guān)方面的英語論文，并對(duì)其中的一些重要的部分進(jìn)行翻譯，寫出了一篇3000 字左右的外文翻譯，通過查閱與翻譯外文資料，對(duì)專業(yè)英語有了更好的鞏固。
3)根據(jù)題目的要求，參考實(shí)際情況設(shè)計(jì)出了幾種方案，對(duì)比確定出了一種較為理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總體結(jié)構(gòu)方案。
4)詳細(xì)細(xì)致的分析和設(shè)計(jì)了清掃機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、清掃機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)，對(duì)所需零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。
5)用CAD 軟件完成了總裝圖和零部件圖的繪制，折合三張A0 的圖紙。
6)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，將從方案的提出分析對(duì)比到零件的設(shè)計(jì)校核編寫進(jìn)了設(shè)計(jì)說明書，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫。
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我鞏固了以前的知識(shí)，而且使我學(xué)到了許多新知識(shí)。我深深的體會(huì)到計(jì)算機(jī)繪圖與手工繪圖的差異，計(jì)算機(jī)繪圖的優(yōu)越性在這次設(shè)計(jì)中充分的體現(xiàn)了出來。通過這次設(shè)計(jì)使我知道了自己許多的不足之處，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將會(huì)努力去改正和彌補(bǔ)，并繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)和鍛煉實(shí)踐能力，虛心向每個(gè)人學(xué)習(xí)。由于本人水平有限以及時(shí)間倉(cāng)促，本次設(shè)計(jì)還有許多不足，敬請(qǐng)讀者給予好的建議和意見，并希望讀者給予批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn)
[1] 譚定忠,王啟明,孔凡凱.自主移動(dòng)清潔機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)性能研究[M].哈爾濱:哈爾濱工程大
學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2004:10-25
[2] 李金山,李琳,譚定忠.清潔機(jī)器人概述[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院,2005:15-45
[3] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2001:90-370
[4] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師（上下冊(cè)）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003:660-1250
[5] 王旭,王積森.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003:1-350
[6] 李家寶.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1999:120-365
[7] 鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社，2001:90-150
[8] 毛謙德,李振清.袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003:300-1020
[9] 山東建筑工程學(xué)院.金屬結(jié)構(gòu)[M].機(jī)械電子工程系機(jī)械設(shè)計(jì)教研室,2004:100-260
[10]甄宗雷, 趙臣, 黃晶. 清洗機(jī)器人及其應(yīng)用[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)
院,2002:1-30
[11]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（1-5 卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:14-1200
[12]黃珊秋.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998:5-430
[13]鄭玉華.典型機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)造[M].北京:科學(xué)出版社,2004:230-370
[14]廖念釗.互換性與測(cè)量技術(shù)[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2000:180-275
[15]王世剛.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社, 2001:200-380
[16]于光瑜,秦惠民.材料力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1999:170-380
[17]曾志新,呂明. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2004:240-370
[18]王新喜.吸塵器的演進(jìn)[M].北京:北京航空航天大學(xué)，1999:20-160
[19] 鄭家驤,劉永田.畫法幾何及機(jī)械制圖[M]. 內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)出版社，2002:10-360
[20] You Bum-Jae．Hwangbo Myung．etc．Development of a Home Service Robot IEEE
International Conference on Intelligent Robots and Systems．2003，3：2630~2635
[21]Toshininchi Illinova, Horsham Kinwra,Junichi shim and others A Transmission
Control System for Construction Machinery[J], SAE 901157 1-9.
謝 辭
本文是在指導(dǎo)教師王玉玲和靳同紅老師的細(xì)致耐心的指導(dǎo)下完成的。從論文選題、題調(diào)研、試驗(yàn)指導(dǎo)、理論分析到論文撰寫，無不傾注了老師的心血和汗水。王老師自始至終都以淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)學(xué)生的高度責(zé)任心貫穿其中，對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成付出了大量艱辛的勞動(dòng)。“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”，王老師真正的做到了這一點(diǎn)。在此，謹(jǐn)向王老師致以衷心的感謝！
在近三個(gè)月的時(shí)間里，我學(xué)到了很多有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，并在設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中得到了大的鍛煉。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)過去所學(xué)知識(shí)的總結(jié)復(fù)習(xí)和系統(tǒng)串聯(lián)，也是對(duì)我們未來工作和研究的一次準(zhǔn)備和練習(xí)。而且使我認(rèn)識(shí)到，學(xué)習(xí)知識(shí)一定要認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，在設(shè)計(jì)和研究過程中，一定要持之以恒，不怕失敗，知難而進(jìn)，只有具有了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，真正掌握了科學(xué)知識(shí)，才能謀求發(fā)展、取得創(chuàng)新、做出一定的成績(jī)。
另外，在本課題的設(shè)計(jì)過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)教研室的各位老師給予了本人精心指導(dǎo)，并提出了一些寶貴的意見和建議。有了他們的幫助，使我少走了很多的彎路，也使我受益匪淺。在此，對(duì)各位老師的無私奉獻(xiàn)和親切教誨表示衷心的感謝和誠(chéng)摯的敬意！同時(shí)還要特別感謝同專業(yè)同學(xué)的熱心幫助和支持。由衷地向他們表示誠(chéng)摯的謝意！
最后，再一次由衷地感謝院系各位老師和同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的關(guān)心、支持和幫助，并向他們致以最誠(chéng)摯的謝意！
38