扫地车设计

机械系统大作业作业题目扫地车设计

专业班级机设103班

学号*********

姓名艾福杨

日期2013.11.29

第一章总体方案设计

1.1研究给定的设计任务

表1扫地车设计任务书

1.2设计任务抽象化

扫地盘旋转

扫地筒旋转 扫地盘传动 扫地滚传动 动力功能 传动功能

扫地车 控制功能 安全保护

转速控制

速度控制

图1扫地车黑箱

1.3确定工艺原理方案

扫地盘，扫地筒清扫

1.4确定加工工艺方案，画工艺路线图

图2工艺路线图

1.5功能分解，画出功能树

图3功能树

1.6 确定每种功能方案、构造形态学矩阵

扫地盘将垃圾集中 扫地筒将垃圾扫入垃圾箱 垃圾箱收集 垃 圾

脏地面 干净地面

表2功能方案表

1.7确定边界条件

对外部环境要求：干燥，空间

对设备要求：噪声，振动，蓄电池

1.8方案评价，确定一种方案

A1—B1—C2—D1

1.9画出整机的方案简图

图4方案简图

1，扫地盘2，扫地筒3，垃圾箱

1.10总体布置设计，画出总体布置图

1 2

3

图5总体布置图

1，扫地盘2，扫地筒3，垃圾箱

1.11 确定主要参数

车架长宽高：1000×800×600mm

扫地车扫地盘转速为60r/min，扫地筒40r/min

第二章执行系统设计

2.1 画出执行系统方案简图

图6扫地滚筒图7扫地圆盘

2.2 执行系统运动分析，确定执行系统的运动参数和运动尺寸

设计圆盘毛刷受力约为F1=50N，滚筒清扫受力约为F=75N

圆盘毛刷半径R=150mm，扫地滚筒半径R=250mm

扫地车扫地盘转速为60r/min，扫地筒40r/min

第三章传动系统设计

3.1 动力机选择

类比选用12V250W 齿轮减速电机，其输出转速为600r/min

3.2 传动比分配

电机到II 轴(扫地筒轴)之间的总传动比 i=1540

600

n n ==

筒

电 分配各级传动比

设计电机到I 轴的传动比i=5，由I 轴（主轴）到II 轴的传动比i=3 电机到圆盘毛刷的总传动比i=1060

600

n n ==

刷

电 齿轮间传动比i=2

3.3 各轴功率、转矩和转速的确定

查得：η齿=0.97、η承=0.99、η链=0.95、η带=0.96

表4各轴功率、转矩和转速表 3.4 传动零件的设计计算

1）确定计算功率

计算功率P C 是根据传递功率P ，并考虑到载荷性质和每天运行时间长短等因素影响而确定。 P C = A K P=1×250=250W

式中：P C ——计算功率

A K ——工况系数。查工况系数表得A K =1 P ——所需传递的额定功率 2）选取V 带的型号

根据P C 和n 0由教材[2]图4-12确定，因工作点外于Z 型区，选择Z 型V 带

3.4.1 带传动的设计计算

1）由机械设计手册表12-1-11，取小带轮直径为1d d =56mm 2）大带轮直径 2d d =i 1d d =3×56=168mm ，取4d d =160mm 3）计算带速v V=

1000601

3⨯n d d π=

1000

60120

56⨯⨯π=1.35m/s

4）初定中心距 0.7（1d d + 2d d ）﹤0a ﹤2（1d d + 2d d ） 156.8 ﹤0a ﹤448 取0a =380mm 5）计算基准长度0d L

0d L =20a =2π

（1d d + 2d d ）+a d d d d 4)(212-

=2×380+2

14

.3⨯224+40041502⨯

=1126mm

查机械设计手册12-1-4，取基准长度Ld=1120mm 6）确定中心距 a=0a +2

d d L L - =380+

2

1126

1120- =374mm

考虑到滚筒与带轮2之间有一定的间隙，所以取a=380mm 7）小带轮包角

1α=︒180-a

d d d d 3

4-⨯︒60 =︒180-

380

112

⨯︒60 =163.2°﹥120°

所以小带轮包角合适 8）确定V 带根数

此处带轮之间所传递的功率远远小于单根V 带所传递的功率，所以这里仅用一根V 带。 9）单根V 带的初张紧力

F 0=500

z P c ν(a

K 5.2-1)+q 2ν

=500⨯（95

.05

.2-1）+0.1235.0⨯ =130N

式中q 由教材[2]表4-1查得q=0.1Kg/m ， 由教材式4-20包角系数a k

a k =1.25(︒

-

-18005

1α)=1.25(︒

︒-

-18049.1555

1)=0.9681

10）计算轴压力Q Q=2F 0zsin 2

a =2130⨯︒⨯6.81sin =249.2N 11）确定带轮结构

小带轮d d ≤(2.5-3)d ，采用实心式结构，大带轮采用腹板式

3.4.2 链传动的设计计算 1）确定设计功率P 0

由[2]表查得A K =1，K z =1.1，K p =1 P 0=

P

Z A K P

K K = 250w

2）确定链轮齿数 传动比i=2

设链速v=3～8m/s,由[2]表4-13选取1z =25

又2z =1i z ⋅=2⨯25=50

3）选取链的型号

根据P 0和n 3确定，选链号为N010A 。 所以P=15.875mm

4）确定中心距a

初步选定中心距a 0=40P=508mm

链节数02

012210222p a z z z z P L P a π+-⎛⎫

=++ ⎪⎝⎭=100.9

p L =100 中心距0

02

P P L L a a P -=+

=508+

2

9

.100100-=507.55mm