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青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)
題目
小型清掃機(jī)設(shè)計(jì)
專題
小型清掃機(jī)設(shè)計(jì)
主
要
內(nèi)
容
及
要
求
本設(shè)計(jì)題目進(jìn)行清掃器的設(shè)計(jì)，主要工作有動(dòng)力選擇：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)。完成走廊清掃器的方案設(shè)計(jì)，以及結(jié)構(gòu)組成。
主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為：
1. 走廊清掃器總體方案設(shè)計(jì)；
2. 走廊清掃器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
3. 完成折合A0 圖紙3張；
4. 翻譯英文文獻(xiàn)3000單詞左右；
5. 完成2萬字左右的畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)說明書。
主要技術(shù)參數(shù)
清掃機(jī)高度1200mm，寬度800mm，長度1420mm。圓盤毛刷轉(zhuǎn)速60r/min，滾筒轉(zhuǎn)速40r/min，所需功率225.8W。
進(jìn)
度
及
完
成
日
期
2009-3-30——2009-4-10 完成3000字外文資料翻譯
2009-4-13——2009-4-24 完成清掃機(jī)整體方案設(shè)計(jì)，并選出最佳方案
2009-4-27——2009-4-30 完成清掃機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2009-5-4——2009-5-8 完成清掃機(jī)動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)
2009-5-11——2009-5-15 完成清掃機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
2009-5-18——2009-5-22 完成清掃機(jī)清掃裝置設(shè)計(jì)
2009-5-25——2009-5-29 完成清掃機(jī)CAD圖繪制
2009-6-1——2009-6-5 完成清掃機(jī)畢業(yè)論文的書寫
2009-6-8——2009-6-12 對(duì)畢業(yè)論文和圖紙進(jìn)行最后修改
2009-6-15——2009-6-19 打印畢業(yè)論文和圖紙
教學(xué)院長簽字
日 期
教研室主任簽字
日 期
指導(dǎo)教師簽字
日 期
II
回收?qǐng)?bào)廢車輛的經(jīng)濟(jì)問題
摘要
本次研究的問題是與環(huán)境有關(guān)的，因?yàn)榻裉煅芯康漠a(chǎn)品是社會(huì)的基礎(chǔ)，特別是對(duì)報(bào)廢汽車的管理。這樣做的目的是確定汽車拆解辦法的關(guān)鍵因素，以滿足 以下三個(gè)目標(biāo)：
1 含有對(duì)環(huán)境造成損害的報(bào)廢汽車，
2從環(huán)境和資源利用的角度來看，改進(jìn)現(xiàn)行報(bào)廢汽車管理.
3 促進(jìn)制造合適的可回收利用汽車。
一種嘗試是分析如何才能使得財(cái)政資源可以舉辦ELV回收系統(tǒng)。為促進(jìn)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，已經(jīng)給出了一些建議，就是通過擴(kuò)大生產(chǎn)者責(zé)任感和得到以市場為導(dǎo)向的財(cái)政支持。
總之，本文以探索其在經(jīng)濟(jì)上的可行性和成功要素市場的回收為目的。它強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的某種透明度。
1. 緒言
這次活動(dòng)收集了歐洲部分地區(qū)的材料，利用在再循環(huán)中已經(jīng)起著重要作用的廢物管理系統(tǒng)中，并且在許多工業(yè)部門得以實(shí)施。今天，金屬是各行業(yè)最重要的再生材料，在這方面被稱為二級(jí)金屬工業(yè)。是他們運(yùn)作開放的市場條件，包括任何其他業(yè)務(wù)，都旨在獲取利潤。該文件和玻璃行業(yè)密切相關(guān)。
主要的因素是，確定循環(huán)使用單材料，包括純度回收產(chǎn)品和市場回收產(chǎn)品，材料的貨幣價(jià)值及收集和運(yùn)輸成本。
排序的成本，費(fèi)用的轉(zhuǎn)變， 能源材料的成本和任何剩余材料的處置。在這種情況下，已知的回收活動(dòng)盈利通常關(guān)注這些物質(zhì)的通量，均勻，干凈，保持其性能隨著時(shí)間的推移不變，并提供節(jié)省制造化的進(jìn)程。
在不同類別的產(chǎn)品，一些集團(tuán)特別區(qū)分開來。這是因?yàn)樯唐返拿謴?fù)雜，本集團(tuán)的產(chǎn)品需要特殊的設(shè)計(jì)與他們的報(bào)廢管理。 商品特性的復(fù)雜在于產(chǎn)品由幾個(gè)不同的部件和材料組成，并有一個(gè)相對(duì)較長的壽命和使用期限。例如一些復(fù)雜貨物的電子技術(shù)產(chǎn)品（國內(nèi)的電子，電器，測量儀器注釋等） ，機(jī)器和車輛（汽車，發(fā)電機(jī)組， 飛機(jī)等） ，以及建設(shè)和施工技術(shù)產(chǎn)品等。賽車的核心部分是現(xiàn)代社會(huì)的一種產(chǎn)品，不同于其他東西，例如，在其內(nèi)部，有潛在的廢品回收價(jià)值 。
2.新興回收行業(yè)
新興的回收行業(yè)往往與復(fù)雜的廢物流像電氣和電子廢物或報(bào)廢車輛有關(guān)。這些行業(yè)普遍由于出現(xiàn)消費(fèi)者或監(jiān)管的壓力而通常不受益，但是至少在開始時(shí)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 他們的挑戰(zhàn)往往是：
一、 分離的各種原材料
二、 在產(chǎn)品的處理中完全不同的物質(zhì)流
三、 缺乏有組織的收集
四、 缺乏臨界質(zhì)量
五、 缺乏面向回收的設(shè)計(jì)，因此很難排序
六、 缺乏具體的回收利用技術(shù)
第一，第二和第五的問題列在這里可以并一起叫做“日益復(fù)雜的產(chǎn)品”， 在
天這是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。
圖 1 （德國汽車工業(yè)協(xié)會(huì) 1994年）在德國概述了回收系統(tǒng)的構(gòu)想。 在歐洲聯(lián)盟鐵和非鐵金屬回收行業(yè)已確定。最近更多的行業(yè)，例如 紙張，玻璃和紡織工業(yè)也實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。雖然主要的回收利用產(chǎn)業(yè)在嘗試中有一些共同的特點(diǎn)，但他們還顯示了高度分化的特點(diǎn)，這是由于文獻(xiàn)中的技術(shù)和商業(yè)流程所涉及的回收材料、 工業(yè)源（產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的廢物數(shù)量有限的網(wǎng)站）和
后使用或后消費(fèi)來源（其特點(diǎn)是大量的點(diǎn)的原籍國， 高度異質(zhì)材料和經(jīng)常高度的污染） 。
在這里，我們側(cè)重于使用后源或ELV處理。
2.1 合作伙伴和一次性運(yùn)載火箭產(chǎn)業(yè)的回收
工業(yè)參與者ELV有許多非常不均勻的問題。它們是聯(lián)系在一起的由技術(shù)和經(jīng)濟(jì)變數(shù)組成的，泰德的policyand是在centerof工業(yè)中倡議關(guān)于ELV 。
汽車產(chǎn)業(yè)顯然是在中心的ELV，特別是如果是因?yàn)樵O(shè)計(jì)和材料的修改引起的ELV，其作用則更重要。
在加州如果因某些方向ELV政策將占上風(fēng)。那么歐洲汽車業(yè)通常具有寡頭壟斷結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)經(jīng)營的幾個(gè)大型工業(yè)審判規(guī)模和全世界范圍內(nèi)的國際化。 在80年代和90年代，該行業(yè)是受限制的技術(shù)，工業(yè)和戰(zhàn)略的變換顯示相互連接 。關(guān)于技術(shù)方面，綜合運(yùn)用電子，新材料以及具體的創(chuàng)新在汽車設(shè)計(jì)方面大大提高了汽車的性能，從舒適，安全，能源約束消費(fèi)和污染的方面。從產(chǎn)業(yè)組織的一方面，是廣泛的進(jìn)程垂直分工于“精益生產(chǎn)”引起了越來越重要的化學(xué)反應(yīng)，并且獨(dú)立于大汽車公司，并擴(kuò)展了國際化的生產(chǎn)和多元化的各種形式。從戰(zhàn)略的角度來看， 是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)合的，尋求全球范圍內(nèi)的，專業(yè)化的細(xì)分市場和競爭通過產(chǎn)品的差異出現(xiàn)了。
汽車產(chǎn)業(yè)可不可以重視ELV不是關(guān)鍵，該戰(zhàn)略的作用在于以汽車產(chǎn)業(yè)EL
為則可以解釋為防御性，以保證遵守在可預(yù)見的環(huán)境條例下通過最適當(dāng)?shù)牡唾M(fèi)用的解決辦法。如此以往，越來越多重要的市場行情歸因于展現(xiàn)出的ELV問題的一個(gè)組成部分，更普遍的環(huán)境為導(dǎo)向的戰(zhàn)略，其中包括安泰化，是以節(jié)約能源和減少排放量為未來市場的發(fā)展趨勢。如此以往任何時(shí)候有關(guān)控制的汽車生產(chǎn)體系都可以承擔(dān)的重要性還基于其他理由。例如，在設(shè)計(jì)和部分行業(yè)， 增加獨(dú)立的組件生產(chǎn)商和向服務(wù)供應(yīng)商敞開大門，以增加材料生產(chǎn)商的作用以及新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體。正在進(jìn)行的簡化了關(guān)系的汽車行業(yè)與其供應(yīng)商肯定受益于ELV發(fā)展。
對(duì)拆除行業(yè)具有舉足輕重作用的ELV 為達(dá)到大量增加的回收利率。市場結(jié)構(gòu)在歐洲的特點(diǎn)是一些運(yùn)營商的行業(yè)覆蓋，其中大部分是國家和一些技術(shù)上沒有得到很好的裝備，作為勞動(dòng)力密集行動(dòng)優(yōu)先，并在有限的地域范圍的活動(dòng)。在某些國家，仍有拆解不確定或無視法律的框架以及有限的技術(shù)和環(huán)境的要求。雖然在一些國家，大量的非法拆解業(yè)務(wù)仍在發(fā)生。然而， 在一些國家，也是一個(gè)核心更有效率和更良好組織的廢除。其中在涉及拆解網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格的指導(dǎo)原則的運(yùn)作下，一些集成與碎紙機(jī)和發(fā)展ELV的 倡議往往放大這個(gè)核心。
鑒于這種二元結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略利益，拆除業(yè)（核心）的ELV可現(xiàn)成的為尋求建立一個(gè)新的行業(yè)結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)下，只有最好的、有組織、有效率和遵守監(jiān)管的運(yùn)營商能夠生存下來去并擴(kuò)大它們的市場份，-盡管局部區(qū)域的規(guī)模將保留。但是，開辦這一戰(zhàn)略會(huì)引起各種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題，目前正在面臨著通過不同的解決辦法解決這些問題（在一般的經(jīng)濟(jì)刺激下與汽車產(chǎn)業(yè)合作的協(xié)議）。
另一個(gè)ELV的重要合作伙伴是碎紙機(jī)業(yè)，它們會(huì)使得汽車殘?jiān)厥昭h(huán)再造 。在大多數(shù)歐洲國家的碎紙機(jī)是一些大型企業(yè)利用計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn) ，他們中的一些還聯(lián)合金屬回收商和生產(chǎn)商。對(duì)于碎紙機(jī)行業(yè)ELV的戰(zhàn)略意義取決于：
增加和穩(wěn)定的流量原料處理，從而使得最終產(chǎn)品的成本供循環(huán)再造; 通過其清潔和減少的數(shù)額以降低在與經(jīng)濟(jì)和環(huán)境有關(guān)的費(fèi)用中的ASR（或通過增加經(jīng)濟(jì)的ASR售票處作為能源回收） 。
這是一戰(zhàn)略的高度，因此限制了發(fā)展中出現(xiàn)的在ELV鏈的其他部分。在ELV的其他伙伴是材料回收工業(yè)和材料生產(chǎn)商。它們可以協(xié)商在回收商和生產(chǎn)商之間給予廣泛的合作和整合回收。然而，在不同層次的部門，可以設(shè)想不同的戰(zhàn)略以重視ELV。
小型再生塑料生產(chǎn)商是大企業(yè)的化學(xué)工業(yè)的一部分， 同樣以汽車產(chǎn)業(yè)為例，一直到了80年代和90年代，在廣泛的結(jié)構(gòu)調(diào)整下影響了技術(shù)創(chuàng)新，工業(yè)重組化和全球化?；贓LV塑料回收浪費(fèi)問題的重要性，所以正在減少汽車材料。塑料生產(chǎn)商和回收商考慮ELV威脅到他們越來越多地控制關(guān)鍵段注釋材料的汽車市場，以及其越來越大的作用的部分行業(yè)。發(fā)展塑料再生的想法并不注重其本身，相反，是為了維護(hù)和增加對(duì)初級(jí)塑料材料市場，在ELV問題汽車和化學(xué)工業(yè)問題可以打開一個(gè)新的市場。
總體而言，金屬生產(chǎn)者和回收者重視的ELV的戰(zhàn)略性作用是雙重的：一個(gè)機(jī)會(huì)，反相上升的塑料汽車原料市場，鑒于ELV穩(wěn)定的原料供應(yīng)（廢料），從而成為一個(gè)金屬工業(yè)重要的部分。
這些戰(zhàn)略的態(tài)度有明顯的不同，不同于金屬工業(yè)，鑒于不同重要性ELV的行動(dòng)，鋼鐵和鋁生產(chǎn)商是最直接參與的問題。ELV對(duì)有色金屬行業(yè)的一些影響也將影響ELV關(guān)于重金屬的一些法規(guī)。
考慮到有限的材料競爭涉及的其他材料產(chǎn)業(yè)在ELV的利益 （玻璃，紡織，橡膠，其他）似乎有一個(gè)相對(duì)被動(dòng)的態(tài)度對(duì)待這一問題。
2.2 污染者付費(fèi)原則
在處理回收利用和廢物管理之間的關(guān)系上， 責(zé)任概念是必不可少的。如果沒有責(zé)任，明顯的趨勢是 解決不了這個(gè)問題的。污染者付費(fèi)的原則是植根于歐洲的環(huán)境政策和提供了法律基礎(chǔ)的金融者。但是，把它變成實(shí)踐沒有那么困難，因?yàn)槲廴舅斐傻纳珊蛷U物處理，不能總是歸因于“污染者”。 此外，這概念的重點(diǎn)是，如共同責(zé)任和生產(chǎn)者的責(zé)任。共同的責(zé)任意味著，負(fù)責(zé)處理廢品是所有或部分各種角色和用戶之間的共同責(zé)任。放在處理廢物流技術(shù)上的生產(chǎn)者往往是最好的;然而，用戶往往不能完全免除，并承擔(dān)部分財(cái)務(wù)清理的費(fèi)用。生產(chǎn)者的責(zé)任將意味著整個(gè)生產(chǎn)過程負(fù)擔(dān)廢物管理的責(zé)任，擴(kuò)大生產(chǎn)者責(zé)任不用進(jìn)一步把它作為一項(xiàng)戰(zhàn)略，這一概念延伸的責(zé)任由生產(chǎn)者他們已經(jīng)承擔(dān)（例如，工作安全， 生產(chǎn)廢物管理等）后的契約postconsumer ，assume消費(fèi)者的產(chǎn)品的生命階段。該戰(zhàn)略有利于卡薩諾瓦鼓勵(lì)制造商，以減少對(duì)環(huán)境的影響，他們的產(chǎn)品在其整個(gè)的生命周期andpromotesthe introductionofthenew協(xié)商
概念設(shè)計(jì)進(jìn)行回收。然而，妥協(xié)的問題需要確定責(zé)任，必須看作是一個(gè)多標(biāo)問題。
3. 處理報(bào)廢車輛
3.1 背景
在80年代和90年代，材料的變化，由于歐洲汽車消費(fèi)的變化致使報(bào)廢車輛 的可回收材料的份額很容易下降。目前，估計(jì)大約75 ％ 汽車的重量（金屬部分）被回收或循環(huán)再造，而其余的部分，就是汽車粉碎殘?jiān)?，由塑料，玻璃， 紡織，橡膠和各種有害物質(zhì)組成，靠填埋處理。ASR的預(yù)期數(shù)額增加并產(chǎn)生額外的費(fèi)用，同時(shí)ASR的潛在毒性是把ELV 對(duì)環(huán)境的政策提到議程上來。
關(guān)于ELV的各種國家政策措施發(fā)生在90年代，一些國家通過立法框架在全國范圍內(nèi)支持汽車公司達(dá)成的有關(guān)ELV的工業(yè)協(xié)議。然而，ELV最重要的政策發(fā)展發(fā)生在1997年的歐洲委員會(huì)的指令提案中 。
在本節(jié)中，我們簡要地看看劃時(shí)代的發(fā)展的 。 20世紀(jì)90年代初，盡管ASR被確定為 相對(duì)不重要廢物流（僅相當(dāng)于1％的城市固體噸位廢物）情況及其處置仍不能令人滿意。包括異構(gòu)混合的材料，如塑料，纖維，玻璃和一些 有毒物質(zhì)，（如印刷電路板） ，可進(jìn)一步回收 。此外的ASR具有較高的熱值，可以用作燃料?；厥誆LV的主要參與者是廢品收購站和零售商， 運(yùn)營商的粉碎廠，鋼鐵和有色金屬以及金屬工業(yè)和處理ASR的地方當(dāng)局。此外，整個(gè)汽車制造工業(yè)是慢慢的產(chǎn)生興趣，參與并增加可回收的汽車。
但必須牢記，除了汽車產(chǎn)業(yè)， 各工業(yè)部門（ 拆卸機(jī) ，碎紙機(jī)， 回收利用者和材料商）參與ELV問題。他們都有著不同的戰(zhàn)略，并且政策制定和行業(yè)之間的協(xié)作認(rèn)為是相當(dāng)復(fù)雜的。
粉碎后的ELV成拳頭大小的黑色金屬塊，有色金屬和ASR 被空氣分離器分離。銷售金屬成分的收益是每車90歐元。粉碎成本大約37 歐元每車。這也沒有考慮到運(yùn)輸或拆除任何費(fèi)用。技術(shù)已發(fā)展為從ELV排出各種液體以避免污染和拆除有價(jià)值的部分，如催化式排氣凈化器 ，電池或是切碎機(jī)前的大塊塑料零件，以減少ASR的數(shù)量和危害性。由于ASR，越來越多垃圾填埋場威脅著回收利用者的成本利潤。這些利潤基本來自有色金屬份額的出售。然而，其他因素也影響盈利的回收：
鋼中份額中所載的ELV預(yù)期收縮由于越來越多地使用塑料和復(fù)合材料 ，以減輕新車型的重量。這些材料最終大多是填埋的ASR 。
廢鋼價(jià)格，仍然是一次性運(yùn)載火箭最大的部分， 取決于來自東歐和巴西在世界市場對(duì)進(jìn)口的廉價(jià)鋼材所確定的價(jià)格。
廢品收購站和零售商對(duì)重復(fù)使用的部件和ELV恢復(fù)基礎(chǔ)設(shè)施有重要貢獻(xiàn)， 但其中許多經(jīng)營中的一種立法真空。立法的發(fā)展，必須謹(jǐn)慎而不威脅到他們的存在。
在90年代后半期，第一個(gè)有權(quán)對(duì)ELF管理的是德國有關(guān)ELV的指令草案。這一倡議，在荷蘭，生產(chǎn)者的責(zé)任，是建議迫使汽車制造商采取ELV作為反應(yīng)， 所有歐洲汽車制造商開始制定新的契約概念，以改善目前的ELV處置做法。他們的目標(biāo)是根據(jù)自愿協(xié)議避免立法和解決問題。 歐洲聯(lián)盟委員會(huì)認(rèn)可的ASR之一優(yōu)先廢物流，形成了ELV項(xiàng)目集團(tuán)的代表，是由所有有關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)和政府組成。今年1994年3月，這個(gè)集團(tuán)提出了一項(xiàng)戰(zhàn)略，用于ELV總局第十一章 。主要這一戰(zhàn)略目標(biāo)是：
自2002年起車型銷售處置（填埋和焚燒沒有能源回收）在ELV最多10 ％的重量。到2015年平均每生產(chǎn)者處置ELV最高5 ％的重量。 防止切碎前污染ELV，這樣到1995年垃圾填埋場的ASR就符合標(biāo)準(zhǔn)了。
ELV的自愿回收協(xié)議在很大的程度上已被法國，德國，西班牙和其他5個(gè)歐盟國家的汽車工業(yè)接受。
目前針對(duì)ELV歐洲最后指令（中央選舉委員會(huì)， 1997年）在歐洲聯(lián)盟委員會(huì)在討論，這將迫使汽車制造商和進(jìn)口商收回其使用的不收費(fèi)車輛，使他們負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)高水平的再循環(huán)和重用。這種嚴(yán)格的生產(chǎn)應(yīng)用責(zé)任原則，是汽車移動(dòng)行業(yè)強(qiáng)烈反對(duì)的。目前的回收目標(biāo)所構(gòu)成的指示草案是：
到2002年，重復(fù)使用或回收至少85 ％的ELV重量，同時(shí)回收至少80 ％的成本。到2015年，重復(fù)使用或回收至少95 ％的ELV重量，同時(shí)回收至少90 ％的誠本。
從2002年開始聚氯乙烯，汞，鉛，鎘和六價(jià)鉻將禁止出現(xiàn)在汽車上，并且從此銷售模式將不得不為實(shí)現(xiàn)上述回收率而設(shè)計(jì)。
歐共體指出，包括具體量化指標(biāo)的回收及循環(huán)再造，經(jīng)濟(jì)條款和各項(xiàng)規(guī)定直接監(jiān)管。國際統(tǒng)一和需要克服的局限性國家和工業(yè)協(xié)議，將由官方指引政策宣布。
3.2 障礙和前景
未來ELV回收的主要瓶頸是拆除和處置的費(fèi)用。 因?yàn)樗枰罅康氖止趧?dòng)，是最昂貴的階段，回收過程的成本，將受到是ASR的毒性和數(shù)量減少這一目前趨勢的影響。成本可以通過一下途徑減少：
汽車的循環(huán)利用設(shè)計(jì)。許多制造商現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)回收設(shè)計(jì)指南和部分提供商被迫將可回收性納入其模塊和發(fā)展先進(jìn)的拆解系統(tǒng)中。
循環(huán)利用設(shè)計(jì)在未來的回收汽車方面可能是一個(gè)很有發(fā)展的強(qiáng)勢領(lǐng)域。然而，由于今天的汽車，預(yù)計(jì)壽命為近似 12年，進(jìn)行設(shè)計(jì)回收利用，現(xiàn)在仍處在嬰兒期，及回收車的相關(guān)進(jìn)展需要時(shí)間來顯示結(jié)果。
最近幾年在發(fā)達(dá)國家形成的一種方式，基本上是自動(dòng)化或簡化拆解和回收利用，以降低成本（在發(fā)展中國家，勞動(dòng)力價(jià)格低廉，壽命延長和回收工作非常好：平均壽命時(shí)間的汽車可高達(dá)35年相比，而歐洲為12年）。然而，拆除流行于市場上數(shù)以千計(jì)模式的汽車，對(duì)某些工業(yè)類型自動(dòng)化的拆除的和回收廠是一個(gè)艱巨的任務(wù)。
另一種辦法是根據(jù)發(fā)展設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)程，可以為整個(gè)汽車和余出的可重復(fù)使用的材料，能源，及少量非可重復(fù)使用的材料，在Handzame設(shè)計(jì)，分離和回收，比利時(shí)就有這樣的建議進(jìn)程 。鑒于汽車有大量的各種材料，在這樣一個(gè)過程中就很難產(chǎn)生二次優(yōu)質(zhì)原料。
如果生產(chǎn)者在ELV上官方建議的責(zé)任沒有幫助，汽車行業(yè)可能會(huì)移動(dòng)回收和拆解區(qū)，并采取全面控制權(quán)。此外，回收的目標(biāo)是有效地限制5 ％的金額的材料，還可以增加 。這可能產(chǎn)生有害影響，限制在汽車上使用塑料材料，進(jìn)而增加汽車的重量，并增加了燃料的消耗。
另一方面，為了供循環(huán)再造，越來越多地使用輕金屬不會(huì)造成太多的問題，它需要新的思維。例如，第一個(gè)完整的鋁制最小機(jī)箱已經(jīng)上市，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候在市場上回收。然而，新興的模塊化概念車，現(xiàn)在開放新的機(jī)會(huì)，采取綜合性辦法生產(chǎn)，維修，升級(jí)和回收。
3.3 可回收性評(píng)價(jià)的汽車
另一個(gè)關(guān)鍵問題是評(píng)估可循環(huán)能力。一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算需要結(jié)合德國和歐洲的立法。為了協(xié)助“測量”循環(huán)使用，在汽車上使用的材料需要分以下五類回收： 基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)清楚地定義-部分是完全回收（或可重復(fù)使用）；確定的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)作（例如， 機(jī)構(gòu)薄板，發(fā)動(dòng)機(jī)組）。
潛在可循環(huán)再造的，但沒有基礎(chǔ)設(shè)施的利用， 能回收的，收集網(wǎng)絡(luò)沒有定義或組織的（例如，塑料內(nèi)飾） 。
潛在可循環(huán)再造的，但過程或材料發(fā)展需要的技術(shù)尚未通信（例如，玻璃纖維回收）。
潛在的循環(huán)能源，知道的技術(shù)，依靠經(jīng)濟(jì)學(xué)價(jià)值產(chǎn)生能源的能力。
已知的非潛在循環(huán)，環(huán)性知道的（如，皮革裝飾）
3.4 經(jīng)濟(jì)取舍-成本正在“綠色”
回收的費(fèi)用是一個(gè)組合的費(fèi)用，是循環(huán)再造物料的集合費(fèi)用，及相關(guān)預(yù)處理措施（物流）和回收行動(dòng)本身的費(fèi)用。
程度與效率的活動(dòng)收集，整理和編寫（治療）已經(jīng)利用的可再用廢物對(duì)整個(gè)部門的利潤有重大影響。
總成本有很大一部分仍然是不明的。。經(jīng)濟(jì)學(xué)家形成了一個(gè)觀點(diǎn)，回收經(jīng)濟(jì)學(xué)別認(rèn)為與物管理選擇的改變成本有關(guān)，如焚燒填埋的回收能源。顯然替代品相對(duì)高的價(jià)格有助于回收。
從回收的角度可以看出，維珍原料是完美的二次原料替代品，它的價(jià)格是經(jīng)濟(jì)吸引力回收的另一個(gè)重要因子。無論地方性法規(guī)我怎樣，一般這個(gè)價(jià)格強(qiáng)烈依賴于全球貿(mào)易和世界原材料的價(jià)格， 事實(shí)上，許多歐洲汽車制造商都扼殺了他們努力創(chuàng)造的“綠色”汽車，因?yàn)樗麄冮_始意識(shí)到有利益的取舍。汽車回收，拆解和在利用與成本有很大的關(guān)系。一些常見的成本因素可能是：
回購汽車（成本/車） 。通常，這是依賴條件和價(jià)值的車型。在一些情況下，有可能不是一個(gè)回購成本。
運(yùn)輸成本（成本/公里） ?？紤]到歐洲和美國天然氣價(jià)格之間的差異，這些費(fèi)用也可以取決于可以損害的重量和數(shù)量。
提示和存儲(chǔ)費(fèi)用（成本/車） 。您通常要為填埋的傾銷材料付款。儲(chǔ)存車的財(cái)產(chǎn)上也需要花錢。這些成本受到再用的位置、設(shè)施和地方立法的強(qiáng)烈影響。
勞動(dòng)力成本（成本/小時(shí)） 。這是不言而喻的。然而，勞動(dòng)力成本也依賴于必需的技能水平。
設(shè)備投資成本（費(fèi)用）和運(yùn)營成本（成本/車，成本/小時(shí)） 。這要受到特別（昂貴的）設(shè)備和該設(shè)備折舊率的影響。
恢復(fù)零部件和材料的必要（小時(shí)/車） 。這該車輛設(shè)計(jì)的強(qiáng)烈影響。
為了獲得利潤，這些費(fèi)用必須抵消收入。汽車回收的收入可以在以下途徑索?。?
高值（高需求） ，恢復(fù)未損壞可重復(fù)使用的組件。額外的處理（清潔，檢查，升級(jí)，重新集結(jié)，并再分配）增加了成本。
高價(jià)值，未被污染的廢料。任何降低材料特性貶值的污染，都會(huì)減低材料的價(jià)值。
焚燒后的能源回收和銷售。這要當(dāng)于對(duì)最低收入全部（步驟段）。
在文章中“造型的塑料回收成本” 一個(gè)技術(shù)成本模型的辦法是時(shí)使用涉及汽車回收因素的高燈。然而，調(diào)查或分析了微觀層次的成本方面不是即刻關(guān)注的 ，可是，必須指出， 收入和成本分擔(dān)與成本的關(guān)系已經(jīng)到討論有關(guān)的目的，這是正在發(fā)生的。
3.5 具體的系統(tǒng)組件
來自該系統(tǒng)的組成部分是由分析了不同的系統(tǒng)所確定的，下面的復(fù)合分量（一些，加上星號(hào)，仍在進(jìn)行討論）可能會(huì)強(qiáng)調(diào)，根據(jù)自己的潛力能力，以實(shí)現(xiàn)上面提到的ELV再用目標(biāo)（該系統(tǒng)因素發(fā)生的國家列在括號(hào)內(nèi)） ：
汽車拆解保費(fèi)（瑞典） - 當(dāng)車主將他的車授權(quán)給汽車拆解公司是，應(yīng)該給予汽車拆解保費(fèi)。
交接工作地點(diǎn)（瑞典，歐盟，德國） -以法律規(guī)定，業(yè)主必須將他的破舊汽車移交給一個(gè)授權(quán)者或以其他方式證明給廢料公司。
授權(quán)/認(rèn)證的汽車拆解比較， 新興工業(yè)化國家（瑞典，歐盟，德國，荷蘭） - 授權(quán)/認(rèn)證意味著環(huán)境和專業(yè)的要求提出后，汽車廢除公司納入該系統(tǒng)。
取消證書（瑞典，歐盟，德國， 荷蘭） -為了注冊他的汽車，最后一位車主將被給予一份證書，證明他的汽車已被拆卸。
免費(fèi)拆解最后車主的車（德國， 荷蘭） * -車主可以把他的車輛報(bào)廢而不費(fèi)費(fèi)用。成本被其他部分掩蓋。
回收和恢復(fù)工作地點(diǎn)（德國） * -生產(chǎn)者有責(zé)任為免費(fèi)的的最后車主處置其破舊車輛。生產(chǎn)者有物質(zhì)上和經(jīng)濟(jì)上的責(zé)任最后處理其汽車。
生產(chǎn)者個(gè)人帳戶的義務(wù)（德國） -生產(chǎn)者必須表明他們是如何已售出其破舊的汽車，在同一時(shí)間作出材料的數(shù)量的核算。
回收要求/目標(biāo)（歐盟，德國， 荷蘭） -各方在汽車回收部門建立要求或目標(biāo)。
有區(qū)別的拆解費(fèi)用（荷蘭） - 拆解費(fèi)用支付每個(gè)新登記車輛。為了刺激汽車制造商構(gòu)建適應(yīng)報(bào)廢汽車，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求以拆解的質(zhì)量，這費(fèi)用是有差異的。
材料回收的補(bǔ)貼（荷蘭） - 認(rèn)證汽車檢查者可申請(qǐng)津貼檢索難以收回的汽車部件。
4 給循環(huán)再造業(yè)的實(shí)例
回收利用，不僅要優(yōu)先考慮環(huán)境，還要在獲得更多的利潤的前提下，盡可能的節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)材料。一般而言，下列領(lǐng)域是非常重要的關(guān)鍵因素：適應(yīng)市場和業(yè)務(wù)框架，環(huán)境因素，銷售市場等等。
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大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
摘要
本文所設(shè)計(jì)的是用于清掃的清掃機(jī)。能源裝置通過傳動(dòng)系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)傳給兩側(cè)的盤形刷，使其分別作順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩側(cè)的垃圾掃到中間，傳給中間的滾刷。然后，再由滾刷將垃圾掃入垃圾箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)清掃功能。此設(shè)備屬中小型清掃工具，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。
本課題研究中，通過查閱搜集大量資料，對(duì)不同清掃設(shè)備進(jìn)行分析對(duì)比最終確定出一種較為理想的清掃機(jī)的設(shè)計(jì)方案，然后根據(jù)已定方案進(jìn)行了具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并使該設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加緊湊可靠。確定出各個(gè)機(jī)構(gòu)零部件的尺寸及型號(hào)后，并對(duì)其進(jìn)行了校核以保證其能夠滿足設(shè)計(jì)要求。由于該設(shè)備的零部件相對(duì)比較普通易于制造，因此該設(shè)備的制造成本較低，是一種較為理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的清掃工具。
關(guān)鍵詞：清掃機(jī)；盤形刷；滾刷；制造成本
ABSTRACT
The corridor sweeping equipment is designed in this work. The energy installmen tpasses the movement to brush discs in both sides through the transmission system and makes their separately clockwise and the anti-clockwise rotation. They sweep both sides trash together, and pass it to middle rolls brushes. Then, rolls brushes again sweep trash into the trashcan to realize the function of clear sweeping. This equipment is the medium and small sweeper, which can carry on the cleaning to each kind of trash. Both brushes can facilitate to sweep the wall corner and the near obstacle clearly.
In this article, massive materials can be collected. One more ideal corridor sweeper design proposal has been determined by analysis and comparison of the different scavenging arrangement. Then the concrete structure design calculation can be made according to this plan. The structure of this equipment can be made more compacted. The strength of all parts are calculated, and they all guarantee the request of design. Because the parts of equipment can be made quite easily, and the production cost is quite low, it is one more ideal economical practical corridor sweeper.
Key Words: Sweeper; Disc brushes; Rolls brushes; Production cost
目 錄
摘要······················································································Ⅰ
ABSTRACT············································································Ⅱ
目 錄······················································································Ⅲ
第1章 前言······························································································1
1.1 清掃機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景··········································································1
1.2 清掃設(shè)備的概述···························································································2
1.2.1 清掃設(shè)備的分類··················································································2
1.2.2 我國清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢··································································2
1.2.3 發(fā)現(xiàn)的問題和解決途徑······································································3
1.3 課題需要完成的任務(wù)···················································································4
1.3.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容······················································································4
1.3.2 設(shè)計(jì)工作基本要求··············································································4
第2章 總體方案設(shè)計(jì)·············································································6
2.1 設(shè)計(jì)主要技術(shù)要求·······················································································6
2.2 總體方案的確定···························································································6
第3章 動(dòng)力裝置的確定········································································10
3.1 蓄電池的選擇·····························································································10
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇····························································································11
第4章 清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····································································13
4.1 傳動(dòng)比的分配···························································································13
4.2 帶輪的選擇設(shè)計(jì)·······················································································14
4.2.1 主軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算·······································································14
4.2.2 Ⅰ—Ⅱ軸帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算·······························································18
4.2.3 Ⅲ—Ⅳ軸的帶輪設(shè)計(jì)·······································································21
4.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算························································································22
4.3.1 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)············································································22
4.3.2 軸的校核·························································································24
4.3.3 鍵的校核·························································································27
4.4 錐齒輪的計(jì)算······························································································27
4.4.1 錐齒輪的計(jì)算···················································································27
4.4.2 錐齒輪的校核計(jì)算··········································································32
4.5 車架的設(shè)計(jì)計(jì)算·························································································33
結(jié)論············································································································35
參考文獻(xiàn)····································································································36
致謝············································································································37
附件1·········································································································38
附件2·········································································································49
IV
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)國家，我國地面清掃機(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)械市場的迅猛發(fā)展，2005 年之后，國內(nèi)地面清掃機(jī)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。但與國外相比，國內(nèi)還停留在市場的初級(jí)發(fā)展階段。
我國已逐步進(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)域場所的小型清掃設(shè)備。
目前，許多國家研制的清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。日本，美國，歐洲各大廠商競相開發(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(dòng)力成本的不斷提高，清掃設(shè)備的市場前景日漸看好。
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、操作簡單、維修方便等特點(diǎn)具有廣泛的市場前景和實(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所地板或室內(nèi)地面上覆蓋物的清掃。
1.2.2 我國清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢
雖然國產(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，這也是今后我國清掃機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢。
（1）提高工作可靠性
目前國產(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×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)簡單、控制方便，易于操作和維修
（5）使用時(shí)間長，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，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)：容易購得，型號(hào)多，功率大，接口簡單，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
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)長度
Ld=2a+（d+ d）+
=2×3.14+×300+
=1096mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-1-4，取基準(zhǔn)長度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12-1-21得=0.88
m——V帶單位長度質(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。
圖4.2 V帶的截面形式
參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊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
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)長度Ld
Ld=2a+（d+ d）+
=2×380+×224+
=1126mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊12-1-4，取基準(zhǔn)長度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12-1-21得=0.95
m——V帶單位長度質(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
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)長度Ld
Ld=2a+（d+ d）+
=2×456+×212
=1245mm
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊12-1-4，選擇基準(zhǔn)長度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12-1-21得=1
m——V帶單位長度質(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?。唤Y(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 ㎜，長度為22 ㎜。右端軸承采用采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊查得厚度為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,?、?Ⅷ軸段的長度為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 ㎜，長度為193 ㎜。右端的零部件結(jié)構(gòu)的定位及軸徑長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。
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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)?！皫熣撸詡鞯朗跇I(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。
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，并向他們致以最誠摯的謝意！
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