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畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表（指導(dǎo)教師）
指導(dǎo)教師姓名：彭曉楠 填表日期： 2014年 4月 17日
學(xué)生學(xué)號
1000110126
學(xué)生姓名
尚琪
題目名稱
智能拖地機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
已完成內(nèi)容
查閱相關(guān)資料，了解智能拖地機的設(shè)計背景及現(xiàn)狀；
完成開題報告；完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯；系統(tǒng)方案設(shè)計；方案的最后確定；主要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計；參數(shù)計算，理論分析；零件及裝配三維數(shù)字模型的設(shè)計；拖地機機構(gòu)和主要零件運動動畫仿真；
檢查日期：2014年4月22日
完成情況
□全部完成
√按進度完成
□滯后進度安排
存在困難
系統(tǒng)方案設(shè)計中不能正確應(yīng)用機械原理，機械設(shè)計等相關(guān)課本的知識，對零件之間配合，裝配沒能很好掌握，設(shè)計計算量大。由于以前沒有學(xué)習(xí)過三維軟件，所以繪制三維數(shù)字模型時，花費時間較長。運動仿真過程中，沒能很好掌握各個機構(gòu)之間關(guān)系，仿真比較困難。翻譯外文論文時，專業(yè)詞匯量欠缺，有些句子翻譯有點困難。
解決辦法
首先，找指導(dǎo)老師進行專業(yè)指導(dǎo)，對存在問題一一分析，并提出解決方案。其次，在圖書館查閱相關(guān)資料，找參考書目，了解內(nèi)容，從而找到解決方案。最后，在網(wǎng)上查閱有關(guān)資料，整理，分析，從而彌補自己方案中的不足。
預(yù)期成績
□優(yōu) 秀
□良 好
□中 等
□及 格
□不及格
建
議
教師簽名：
教務(wù)處實踐教學(xué)科制表
說明：1、本表由檢查畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)教師如實填寫；2、此表要放入畢業(yè)設(shè)計（論文）檔案袋中；
3、各院(系)分類匯總后報教務(wù)處實踐教學(xué)科備案。
編號：
畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
題 目： 智能拖地機機械
結(jié)構(gòu)設(shè)計
學(xué) 院： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械制造及其自動化
學(xué)生姓名： 尚琪
學(xué) 號： 1000110126
指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué)
姓 名： 彭曉楠
職 稱： 副教授
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2013年12月13日
一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容
十幾年前，一部美國科幻電影《機器管家》給人們帶來了極大的震撼——在未來，機器人能夠幫我們打理家庭瑣事，人類可以不再束縛于各種家務(wù)。雖然這種預(yù)見過于超前，但是我們在智能家居的路上正在一步步地前進著?，F(xiàn)在，掃地、拖地機器人來到我們身邊。
本課題通過應(yīng)用CAD軟件技術(shù)對智能拖地機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其能實現(xiàn)自動掃地、拖地等功能。為人們分擔家務(wù)清潔瑣事，創(chuàng)造整潔干凈的生活及工作環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。另一方面是進一步提升專業(yè)技能，為踏上工作崗位做好準備。本課題的主要工作內(nèi)容有以下幾點：
1、收集關(guān)于智能拖地機產(chǎn)品的相關(guān)知識，了解現(xiàn)有智能拖地機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能；
2、熟悉智能拖地機的工作原理及過程；
3、查閱相關(guān)資料，熟悉機械產(chǎn)品設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械零件的加工工藝、工程力學(xué)、工程制圖等與本畢業(yè)設(shè)計課題相關(guān)的知識內(nèi)容；
4、熟練掌握計算機輔助設(shè)計軟件；
5、對智能拖地機設(shè)計方案進行詳細規(guī)劃及分析，反復(fù)對方案進行論證，逐步進行修改及優(yōu)化；
6、利用計算機及相關(guān)軟件完成智能拖地機的結(jié)構(gòu)設(shè)計；
7、利用計算機及相關(guān)軟件完成智能拖地機相關(guān)機構(gòu)的各種參數(shù)計算（功率的計算與電池、電源的選用）和分析；
8、完成智能拖地機相關(guān)零件材料的選用及其工藝分析；
9、利用計算機及相關(guān)軟件完成智能拖地機產(chǎn)品零件及裝配部件的3D和2D工程圖的繪制；
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)
本畢業(yè)設(shè)計課題需要掌握機械產(chǎn)品設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械零件加工工藝、工程力學(xué)、工程制圖等相關(guān)知識及計算機輔助設(shè)計技能。本課題需要提交的數(shù)據(jù)資料及要求主要有以下幾點：
1、設(shè)計方案的規(guī)劃及分析對比必須在畢業(yè)設(shè)計說明書中體現(xiàn)出來；
2、智能拖地機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，提交合理、完整的3D模型；
3、智能拖地機相關(guān)機構(gòu)的各種參數(shù)計算和分析,并提供結(jié)果；
4、零部件裝配正確合理，并提供干涉分析結(jié)果；
5、2D工程圖要整潔規(guī)范，必須符合國家標準，并提交規(guī)范完整圖紙；
6、機構(gòu)運動仿真及零件拆、裝過程視頻動畫分辨率不小于720*480 px，并提交AVI格式視頻文件；
7、外文資料翻譯和畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）的內(nèi)容及字符要符合“畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書”的要求；
8、畢業(yè)設(shè)計說明書的格式必須符合 “2014年畢業(yè)設(shè)計說明書統(tǒng)一格式”的要求；
9、各個文件資料所需填寫的時間必須符合“2014年畢業(yè)設(shè)計(論文)管理辦法”的要求；
10、答辯PPT課件能清晰體現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計課題的設(shè)計思路，并且版面簡介；
三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作
1、完成開題報告及進度計劃表的撰寫；
2、完成中期檢查表的填寫；
3、完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中必須包括詳細的300-500個單詞的英文摘要；
4、獨立完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；
5、完成智能拖地機產(chǎn)品零件及裝配部件的3D和2D工程圖的繪制；
6、完成工作量折合A0圖紙3張以上，其中必須包含兩張A3以上的計算機繪制圖紙；
7、完成零件拆、裝過程及運動仿真視頻動畫的制作；
8、完成答辯PPT課件的制作；
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻
[1] 曹惟慶.機構(gòu)設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社,2001
[2] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004
[3] 《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計于冊-下冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004
[4] 張彪，葉軍等.一種絲桿螺母機構(gòu)型機械手的設(shè)計[J].中國西部科技,2010,(15):31-32.
[5] 孫恒，陳作模.機械原理(第六版)[M].北京：高等教育出版社,2001
[6] 詹友剛. SolidWorks快速入門教程（2012中文版）[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004
[7] BLOCH, H. P. Major Process Equipment Maintenance and Repair (2nd ed.) Practical_Machinery _Management_2E[J]，2003
五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件
所需主要儀器設(shè)備及條件如下：
1、計算機一臺
2、CAD設(shè)計軟件（SolidWork或UG）
任務(wù)下達時間：
2013年12月17日
畢業(yè)設(shè)計開始與完成時間：
2013年12月17日至 2014年05 月26日
組織實施單位：桂林電子科技大學(xué)機電工程學(xué)院
教研室主任意見：
簽字： 2013年12月14日
院領(lǐng)導(dǎo)小組意見：
簽字： 2013 年12月16日
編號：
畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯
（原文）
題 目： Optimized design flow dampers
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名： 尚琪
學(xué) 號： 1000110126
指導(dǎo)教師： 彭曉楠
職 稱： 副教授
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年 5 月 26 日
編號：
畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯
（譯文）
題 目： 液流減震器的優(yōu)化設(shè)計
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名： 尚琪
學(xué) 號： 1000110126
指導(dǎo)教師： 彭曉楠
職 稱： 副教授
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年 5 月 26 日
編號：
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目： 智能拖地機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名： 尚琪
學(xué) 號： 1000110126
指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué)
姓 名： 彭曉楠
職 稱： 副教授
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年01月08日
1．畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容、重點和難點等
十幾年前，一部美國科幻電影《機器管家》給人們帶來了極大的震撼——在未來，機器人能夠幫我們打理家庭瑣事，人類可以不再束縛于各種家務(wù)。雖然這種預(yù)見過于超前，但是我們在智能家居的路上正在一步步地前進著?，F(xiàn)在，掃地、拖地機器人來到我們身邊。
本課題通過應(yīng)用CAD軟件技術(shù)對智能拖地機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其能實現(xiàn)自動掃地、拖地等功能。為人們分擔家務(wù)清潔瑣事，創(chuàng)造整潔干凈的生活及工作環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。
本次設(shè)計的主要內(nèi)容、重點和難點如下：
1、主要內(nèi)容：
（1）分析拖地機機構(gòu)的運動要求，完成拖地機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)規(guī)劃和設(shè)計；
（2）進行方案論證，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真；
（3）提出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并優(yōu)化；
（4）滿足力學(xué)要求，充分的設(shè)計計算、理論強度和結(jié)構(gòu)受力分析；
2、重點：
（1）實現(xiàn)拖地機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計；
（2）提出多個結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu),并且優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使其更加接近實際
應(yīng)用；
（3）零件參數(shù)計算和理論分析；
（4）整個裝置結(jié)構(gòu)合理、外觀精致并符合要求、應(yīng)用二維畫出平面圖，并且用三維軟件模擬出產(chǎn)品樣品；
3、難點：
（1）機構(gòu)工作時的受力分析；
（2）系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計與分析；
（3）整個機構(gòu)的運動仿真；
（4）結(jié)構(gòu)的優(yōu)化；
2．準備情況（查閱過的文獻資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實驗條件等）
1、調(diào)研情況：
通過在網(wǎng)絡(luò)、圖書館查閱資料及社會調(diào)研了解到,智能拖地機機構(gòu)是為實現(xiàn)拖地動作的準備而設(shè)計，要想實現(xiàn)所拖地達到要求就必須使壓紙拖地機構(gòu)準確工作?，F(xiàn)在我國的拖地機質(zhì)量比不上國外進口就是在控制，安全，多功能方面做得不夠好，方案使用的不好。因此，本畢業(yè)設(shè)計具有一定的實際意義。
2、現(xiàn)有設(shè)備：
電腦及機械設(shè)計專業(yè)軟件。
3、試驗條件：
電腦機房
4、查閱文獻資料：
[1] 唐經(jīng)業(yè).工程機械[M].北京：中國鐵道出版社，2001
[2] 張建中.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社，2007
[3] 孫桓.機械原理. 北京:高等教育出版社，2006
[4] 王明強. 計算機輔助設(shè)計技術(shù)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2002.
[5] 紀明剛.機械設(shè)計. 北京:高等教育出版社，2006
3、實施方案、進度實施計劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計資料
1、實施方案:
（1）通過查閱資料文獻和相關(guān)手冊，了解拖地機設(shè)計背景、現(xiàn)狀及工作原理；
（2）制定出詳細的設(shè)計方案及設(shè)計過程規(guī)劃，反復(fù)對設(shè)計方案進行論證；
（3）學(xué)習(xí)三維繪圖軟件；
（4）使用三維繪圖軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計；
（5）使用軟件完成相關(guān)參數(shù)的計算及結(jié)構(gòu)、受力等分析；
（6）使用軟件完成零件及裝配二維圖的繪制；
（7）使用軟件完成機構(gòu)運動仿真；
（8）完成畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫；
2、進度計劃：
（1）2013.12.17—12.23．查閱相關(guān)資料，了解智能拖地機的設(shè)計背景及現(xiàn)狀；
（2）2013.12.24—12.30．查閱相關(guān)資料，了解智能拖地機的設(shè)計背景及現(xiàn)狀；
（3）2013.12.31-2014.1.6．完成開題報告；
（4）2014.1.7-1.13．完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯；
（5）2014.3.4-3.10．系統(tǒng)方案設(shè)計；
（6）2014.3.11-3.17．系統(tǒng)方案的優(yōu)化；
（7）2014.3.18-3.24．方案的最后確定；
（8）2014.3.25-3.31．主要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計；
（9）2014.4.01-4.07．參數(shù)計算，理論分析；
（10）2014.4.08-4.14．零件及裝配三維數(shù)字模型的設(shè)計；
（11）2014.4.15-4.21．拖地機機構(gòu)和主要零件運動動畫仿真；
（12）2014.4.22-4.28．二維零件圖繪圖；
（13）2014.4.29-5.05．二維裝配圖繪圖；
（14）2014.5.06-5.12．完成設(shè)計說明書和答辯PPT課件；
（15）2014.5.13-5.19．設(shè)計資料的檢查和修改；
（16）2014.5.20-5.26．完成畢業(yè)設(shè)計，提交論文；
3、預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計資料：
（1）開題報告；
（2）進度計劃表；
（3） 二萬字以上的畢業(yè)設(shè)計論文；在畢業(yè)設(shè)計論文中必須包括詳細的300-500個單 詞的英文摘要
（4） 不少于四萬字符的指定英文資料翻譯；
（5）零件及裝配三維數(shù)字模型）；
（6）零件及裝配二維圖紙；
（7）運動仿真視頻文件；
（8）刻錄光盤；
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師（簽字）：
2012年12月 日
開題小組意見
開題小組組長（簽字）：
2013年1 月 日
院（系、部）意見
主管院長（系、部主任）簽字：
2013年1月 日
- 6 -
編號：
畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書
題 目： 智能拖地機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名： 尚琪
學(xué) 號： 1000110126
指導(dǎo)教師： 彭曉楠
職 稱： 副教授
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年 5 月 26 日
摘 要
本畢業(yè)設(shè)計設(shè)計了一個小型手推式拖地機，適用于樓道走廊，家庭等場所。拖地機首先由動力裝置，傳動裝置，拖地裝置組成。動力裝置通過帶輪傳動，使主軸Ⅰ旋轉(zhuǎn)，通過安放在主軸上的錐齒輪改變方向，帶動帶輪傳動，從而讓拖地機前面兩個拖地圓盤逆時針轉(zhuǎn)動，進行拖地工作。其次，通過裝在主軸Ⅰ一端的帶輪帶動軸Ⅱ旋轉(zhuǎn)，安裝在軸Ⅱ上的滾刷機構(gòu)再次清理前面拖地圓盤工作過的地面，且把垃圾收集到后面的垃圾箱里。至此，完成所要求的功能和任務(wù)。
本畢業(yè)設(shè)計中，通過圖書館，互聯(lián)網(wǎng)查閱，搜集了大量的資料，對不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)方案進行了對比，分析并最終確定了一種比較理想的好的設(shè)計方案，然后根據(jù)已確定方案進行機構(gòu)的設(shè)計計算，確定各個零部件尺寸和相應(yīng)型號，對其進行校核以確保滿足設(shè)計要求。設(shè)計的零部件相對的比較簡單，實用，且方便制造，所以其成本較低，是一種比較經(jīng)濟實惠的小型手推式拖地機。
關(guān)鍵詞：拖地機；成本。
Abstract
The graduation project designed a small hand-push mopping machine for the corridor , home and other places. Mopping machine is made of the power device, transmission device, and mopping device . Power device makes Ⅰ spindle rotated by changing the direction of the spindle is mounted on a bevel gear device and drive pulley, so that the front of the machine’s two mop devices rotate counterclockwise, drag to work. Then,though Ⅰ spindle make Ⅱ spindle start to rotate, brush mechanism is mounted on the shaft Ⅱ again clean worked ground and collect the rubbsh.So the graduation project completes the required functions and tasks.
Through libraries, Internet access, the graduation design collect a lot of information and compares different design projects.Finally determine a ideal project.According to the projiet,I collect different sizes of component and the make sure to meet the design requirements. The graduation design is simple, practical, and easy to manufacture, so the cost is affordable.
Keywords : mopping machine ; costs.
IV
目 錄
引言…………………………………………………………………………………………1
1 總體方案的設(shè)計………………………………………………………………………3
1.1 方案設(shè)計的技術(shù)要求…………………………………………………………………3
1.2 總體方案的確定………………………………………………………………………3
2 相關(guān)零件的計算……………………………………………………………………5
2.1 蓄電池的選擇…………………………………………………………………………5
2.1.1池蓄電分類…………………………………………………………………………5
2.1.2選用蓄電池型號……………………………………………………………………6
2.1.3蓄電池性能…………………………………………………………………………6
2.2 電動機的選擇…………………………………………………………………………7
2.2.1電動機選擇方法……………………………………………………………………7
2.2.2電動機的種類和特性………………………………………………………………7
2.2.3齒輪減速電動機的選………………………………………………………………7
2.2.4齒輪減速電動機的分類和特點……………………………………………………8
2.2.5齒輪減速電動機優(yōu)點………………………………………………………………8
2.3電動機功率計算………………………………………………………………………9
3 拖地機結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………10
3.1 傳動比分配……………………………………………………………………………10
3.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………………10
3.2.1 電動機和Ⅰ軸之間帶輪的設(shè)計計算………………………………………………10
3.2.2 軸Ⅰ軸Ⅱ之間帶輪的設(shè)計…………………………………………………………13
3.2.3軸Ⅲ和軸Ⅳ之間帶的設(shè)計計算（一）…………………………………………16
3.2.4 軸Ⅲ和軸Ⅳ之間帶的設(shè)計計算（二）………………………………………………19
3.3 錐齒輪的設(shè)計計算……………………………………………………………………22
3.3.1第一對直齒錐齒輪的設(shè)計計算……………………………………………………22
3.3.2第二對直齒錐齒輪的設(shè)計計算……………………………………………………26
3.4 主軸的設(shè)計計算……………………………………………………………………29
3.4.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………29
3.4.2主軸的校核………………………………………………………………………30
3.4.3 鍵的選擇……………………………………………………………………………33
3.4.4鍵的校核……………………………………………………………………………33
3.5軸承的設(shè)計計算………………………………………………………………………34
3.5.1軸承的選擇…………………………………………………………………………34
3.5.2軸承的校核…………………………………………………………………………34
3.5.2軸Ⅱ軸承校核………………………………………………………………………35
3.5 車架的設(shè)計……………………………………………………………………………37
4 結(jié)論……………………………………………………………………………………39
謝 詞………………………………………………………………………………………41
參考文獻…………………………………………………………………………………42
第 44 頁 共 44頁
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書用紙
引言
拖地機是用來清理道路，走廊等場所的一種設(shè)備。按照用途不同可以分為家庭拖地機，道路拖地機等。目前，拖地機工作主要是靠人力自己完成，體力消耗大，效率低下，安全系數(shù)不高。由于先進的拖地車，造價高，費用大，維修更換零部件困難等原因，因此普遍使用拖地車有一定的難度和困難。為了解決人力自己拖地消耗力大，效率低下，安全性不高及維修更換的問題；拖地車費用高，難度大等問題提出了一種新型的小型手推式拖地機。本畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的新型拖地機工作效率高，適用于走廊，狹窄的小巷，街道，可供多方面的使用，在推行過程中方便快捷且環(huán)保。
在目前快速發(fā)展的市場中，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以大型拖地機械為主體，在清潔，拖地設(shè)備，機械產(chǎn)業(yè)中，除了大型拖地機械外，還應(yīng)包括面對家庭等用戶所使用的小型拖地機設(shè)備。目前，在國內(nèi)，小型的拖地設(shè)備市場長期以來處于星軌空擋的狀態(tài)之下，在國外，小型拖地機的使用已經(jīng)很普遍了。在我國目前各方面發(fā)展狀況下，一方面，對于人們平常拖地的方式，費力氣，累，不符合人機和諧一致的原理；另一方面，拖地機的使用中有作用和效果的產(chǎn)品售價較高而不符合大多數(shù)家庭的經(jīng)濟承受狀況。
社會在急速的發(fā)展，人們對于生活方式便利性的要求也越來越高，傳統(tǒng)的拖地方式必然且一定會發(fā)生改變。
性能特點：
（1）電動作業(yè)，無廢氣排放，保護環(huán)境；
（2）體積小，轉(zhuǎn)彎靈活，易于操作，適合大多數(shù)地方使用；
（3）掃地拖地于一體，方便快捷，減少勞動力；
（4）拖地效果好，先掃后托，干凈清潔；
（5）機械化作業(yè)效率高，機械所到之處一拖而凈，而且避免人工操作缺陷；
國內(nèi)發(fā)展狀況及發(fā)展趨勢:
當前在我們國家，拖地機的相關(guān)技術(shù)水平還是比較滯后的，處于相對低下的位置，尤其實在關(guān)鍵技術(shù)上，為盡快提高拖地機的相關(guān)技術(shù)，追趕上其他技術(shù)先進的國家，但是在這過程中不能污染環(huán)境，所以拖地機結(jié)構(gòu)設(shè)計必須找到一個正確的發(fā)展方向。隨著社會各方面進一步的發(fā)展，設(shè)計人員不再純粹滿足的拖地機這一種功能，還應(yīng)更進一步強調(diào)多方面，多層次要求，現(xiàn)存的市場對于多方面的要求還是空白，所以急需相應(yīng)的產(chǎn)品來滿足人們的需求。
近年來，國內(nèi)外拖地機械發(fā)展較快。國內(nèi)有許多廠家引進了國外先進拖地機工作裝置，加工裝置的生產(chǎn)技術(shù)，與國內(nèi)相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，大大提高了國產(chǎn)拖地機的技術(shù)性能。
國內(nèi)拖地機技術(shù)現(xiàn)狀
在二十世紀中期的時候，我國許多生產(chǎn)廠家便開始投入大量資金進行研究，由于剛開始研究，所以它的功能不是很完善，人機工程做的不是很好，市場上很難滿足普通大眾的需求，無人問津，賣不出去。過了一段時間后，國內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)，生產(chǎn)廠家，加大了拖地機的研發(fā)力度。擦地機的發(fā)展起步較晚，拖地機，機電一體化程度相對國外比較落后，80年代以后，國內(nèi)拖地機采用國外先進技術(shù)在提高，如液壓技術(shù)，電業(yè)操作等技術(shù)。而作為機電一體化技術(shù)的核心技術(shù)，計算機技術(shù)以及直接制約和影響技術(shù)反戰(zhàn)的傳感檢測在國產(chǎn)拖地機上幾乎沒有應(yīng)用，大大制約了國內(nèi)拖地機的發(fā)展水平。
國內(nèi)拖地機的發(fā)展將是一個課題，針對國內(nèi)拖地機的現(xiàn)狀進行技術(shù)改造，針對不同的工作環(huán)境對拖地機進行相應(yīng)的設(shè)計和改造，使其更加適應(yīng)時代的發(fā)展和人們的需求。在之前的技術(shù)基礎(chǔ)之上進行設(shè)計，將拖地機型變得簡單輕便，外觀更加美觀，降低拖地機的重量，提高拖地機的使用壽命，減少噪聲，降低成本，是拖地機更加人性化，人們使用更方便，拖地機是中國廣闊的前景。設(shè)計的主要內(nèi)容：
本課題通過應(yīng)用CAD軟件技術(shù)對拖地機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其能實現(xiàn)拖地等功能。為人們分擔家務(wù)清潔瑣事，創(chuàng)造整潔干凈的生活及工作環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。另一方面是進一步提升專業(yè)技能，為踏上工作崗位做好準備。本課題的主要工作內(nèi)容有以下幾點：
（1）收集關(guān)于拖地機產(chǎn)品的相關(guān)知識，了解現(xiàn)有關(guān)拖地機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能；
（2）熟悉拖地機的工作原理及過程；
（3）查閱相關(guān)資料，熟悉機械設(shè)計，機械設(shè)計基礎(chǔ)，機械零件加工，工程力學(xué)，工程制圖與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的學(xué)科內(nèi)容知識；
（4）熟練掌握計算機輔助設(shè)計軟件；
（5）對拖地機設(shè)計方案進行詳細規(guī)劃及分析，反復(fù)對方案進行論證，逐步進行修改及優(yōu)化；
（6）利用計算機及相關(guān)軟件完成拖地機的結(jié)構(gòu)設(shè)計；
（7）利用計算機及相關(guān)軟件完成拖地機相關(guān)機構(gòu)的各種參數(shù)計算（功率的計算與電池電源的選用）和分析；
（8）完成拖地機相關(guān)零件材料的選用及其工藝分析；
畢業(yè)設(shè)計要求:
本畢業(yè)設(shè)計課題需要掌握機械產(chǎn)品設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械零件加工工藝、工程力學(xué)、工程制圖等相關(guān)知識及計算機輔助設(shè)計技能。本課題需要提交的數(shù)據(jù)資料及要求主要有以下幾點：
（1）設(shè)計方案的規(guī)劃及分析對比必須在畢業(yè)設(shè)計說明書中體現(xiàn)出來；
（2）智能拖地機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，提交合理、完整的3D模型；
（3）智能拖地機相關(guān)機構(gòu)的各種參數(shù)計算和分析并提供結(jié)果；
（4）零部件裝配正確合理，并提供干涉分析結(jié)果；
1 總體方案的設(shè)計
1.1 方案設(shè)計的技術(shù)要求:
動力裝置：傳統(tǒng)的動力裝置已經(jīng)不符合當今時代的主流，即低碳，環(huán)保的主體，取而代之的是清潔，環(huán)保，無污染的裝置，并且本本畢業(yè)設(shè)計中輸出的功率不是特別大，因此，本畢業(yè)設(shè)計中選用蓄電池，滿足設(shè)計技術(shù)和使用要求。
傳動裝置：盡量多的運用大學(xué)所學(xué)過的知識，如《機械設(shè)計》，《機械原理》，《機械制圖》等，故設(shè)計中傳動裝置選用齒輪，帶輪，軸，軸承，鍵等零件，計算方便，真正學(xué)會用知識，學(xué)以致用。
其他裝置：設(shè)計的其他零部件要與以上所設(shè)計的裝置合理的配合，正確的裝配，以滿足設(shè)計任務(wù)書所需要功能，并容易于制造，成本較低，且安全可靠。
1.2 總體方案的確定:
根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求和實際的工作條件，最終想到了三種設(shè)計方案，如下：
方案一：通過電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶，使軸Ⅰ轉(zhuǎn)動，安裝在軸Ⅰ上的錐齒輪改變方向，帶動軸Ⅱ轉(zhuǎn)動，通過裝在軸Ⅲ上的帶輪，帶動小車前面的轉(zhuǎn)動圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動圓盤下面裝有毛刷，從而達到對地面拖地的功能，且小車近似設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)，提高了效率。
圖1-1 方案一三維模型
方案二：通過電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶，使軸Ⅰ開始轉(zhuǎn)動，安裝在軸Ⅰ末端上的小帶輪開始轉(zhuǎn)動，通過皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動，軸Ⅱ上安裝有滾動圓柱，上面帶有毛刷，且接觸面積比較大，拖地效率好。
圖1-2 方案二三維模型
方案三：通過電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶，使軸Ⅰ開始轉(zhuǎn)動，，安裝在軸Ⅰ上下兩對的錐齒輪改變傳功方向，使軸Ⅲ開始轉(zhuǎn)動，再通過裝在軸Ⅲ上的帶輪，帶動小車前面的兩個轉(zhuǎn)動圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動圓盤下面轉(zhuǎn)動毛刷，進行拖地，且再通過安裝在軸Ⅰ末端的小帶輪轉(zhuǎn)動，通過皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動，軸Ⅱ上安裝有滾動圓柱，上面帶有干凈毛刷，對前面的滾動圓盤拖過的地面擦干，功能更加好。
圖1-3 方案三三維模型
經(jīng)分析方案一，方案二，方案三的優(yōu)缺點，結(jié)合實際情況，綜合考慮，選用方案三作為本畢業(yè)設(shè)計設(shè)計方案。
2 相關(guān)零件的計算
2.1 蓄電池的選擇:
2.1.1蓄電池分類：
（1）鉛酸蓄電池
優(yōu)點：鉛酸電池最多。這個電池的價位很合理，被大多數(shù)人接受，且在全球我國是這種電池最大的生產(chǎn)者之一。其中含有污染的成分比較少，可回收性好，重復(fù)使用性好。
缺點：鉛蓄電池不足之處在于它的重量和體積和其他蓄電池相比是比較大的。目前鉛酸蓄電池基本上是浮動式電池的發(fā)展。浮充電池不適用于快速充電和放電電流，雖然花了很多精力和能量，提高生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)人員，并進入實際應(yīng)用階段，但是其使用壽命還是非常不理想的。
（2）鋰離子電池
優(yōu)點：在與上面所述電池同樣的容量下，鋰離子電池的重量是比較小，它的比容比鎳氫電池提高了一個檔次，這樣滿足各層次人們的需求，各個行業(yè)就都可以使用了。而且鋰離子電池整個使用時間都是比比鎳氫電池使用時間長。目前大多數(shù)手機生產(chǎn)商的手機電池幾乎都是應(yīng)用這類型的電池。
缺點：鋰電池內(nèi)阻比較大，動態(tài)使用問題有時會發(fā)生當電池完全放電的感情問題的汽車在尾車。鋰離子電池是在電池放電狀態(tài)爆炸，最重要的是，與手機電池單電池的使用，通過保護電路的匹配很好用的，基本上杜絕了電池爆炸的問題。但在拖地車上應(yīng)用，必須要使用串連蓄電源組，而串連電源組的避危電路的復(fù)雜難度要遠遠超過一個電池的避危電路，并且其加工使用成本也相應(yīng)的提高。到現(xiàn)在為止，一個較好的鋰離子電池的避危電路的價格與鋰離子電池自身價錢差不多。
（3）鎳鎘電池
優(yōu)點：鎘鎳電池電流特性優(yōu)于鎳氫電池的耐過充性能，比鎳氫電池做好的，我們中國是鎳鎘電池生產(chǎn)國，有人提出鎘污染的問題，我們中國仍然有一個很多的產(chǎn)品出口到歐洲鎳鎘電池及相關(guān)應(yīng)用，歐洲在2006開始限制。根據(jù)中國中央電視臺廣播新聞，神舟五號是使用鎳鎘電池。這是因為其相對的高可靠性等優(yōu)點，引用的電池仍然是這個品種的在航空航天設(shè)備應(yīng)用。因此，拖地車在這方面的鎘鎳電池退出應(yīng)用程序，是否有一些過早？但鎘鎳電池和充電器的成本費用明顯低于鎳金屬氫化物電池，只要回收過程中做的好，電這種池應(yīng)保留。
（4）鎳氫電池
???? 優(yōu)點：鎳氫這種電池比是第一種所述的電池比容要上升一個高度，這種電池的使用時間也是比其他電池使用時間長，這其中各方面的特性也是比第一種電池的好。
缺點：鎳氫電池的應(yīng)用，還存在一些實際的問題，比如：不小心讓電池連續(xù)不間斷的充電，就會導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生變化，使得鎳氫電池失效，不能正常的使用。因此，我們國家生產(chǎn)的電池，不僅要滿足平常人們使用要求，還應(yīng)注意安全性方面。但是這些問題卻還沒有讓相關(guān)部門和廠商注意到。所以，鎳氫的電池發(fā)展收到較大程度的制約。
（5）聚合物鋰電池
???? 優(yōu)點：鋰聚合物電池爆炸的殺傷力比鋰離子電池小。
缺點：但是，也存在著一些危險性的可能，因此安全性也是和鋰離子電池一樣需要我們時刻注意。
（6）鋅空電池
???? 優(yōu)點：大比容的鋅空電池、在世界上以污染小，環(huán)保而著稱。電池采用手動替換的方法，換下電池上的舊鋅板，采用新的，這樣更換一次鋅板可用行駛于160公里到220公里。上海率先在全國開展了的鋅空氣電池的應(yīng)用，許多熱電網(wǎng)點被建立，開創(chuàng)了電動車用鋅空氣電池的應(yīng)用先例。。
???? 缺點：到目前為止還沒有在上海以外的地方進行相應(yīng)的測試，和使用成本也是一個鉛酸電池的數(shù)十倍。如果，更進一步擴大其應(yīng)用的范圍，可能進一步降低使用成本的可能。
2.1.2選用蓄電池型號：
拖地機電池的應(yīng)用需求過程中，質(zhì)量使用相對較輕，可以充電和放電，對身體有害的氣體絕對不能排除，且對環(huán)境無污染。。因此，在這次畢業(yè)設(shè)計中，獲取相關(guān)信息，用鉛酸電池，選擇類型：3-Q-90 ,有關(guān)的性能如下：
端電壓4.5V ，啟動容量22.5
使用壽命為充放電1500 次
放電深度90%
外形尺寸：長×寬×高=130mm×80mm×80mm
此蓄電池的外形圖如下：
圖2-1 蓄電池
2.1.3蓄電池性能：
（1）將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置，是按可再充電設(shè)計的電池；
（2）安全，可靠，能量密度大；
（3）污染，噪聲小，不會對環(huán)境帶來危害；
（4）比能量，比功率大；
（5）原材料易得，加工便宜；
（6）可循環(huán)充電，使用的壽命較長；
（7）輸出的功率能滿足設(shè)計要求；
2.2 電動機的選擇：
2.2.1電動機選擇方法：
（1）電機參數(shù)：首先要明白的是電機的規(guī)格，絕緣，保護型的功能特性，額定電流，額定電壓，額定電源頻率等。這些內(nèi)容可以讓用戶對保護裝置的正確選擇提供參考依據(jù)；
（2）環(huán)境條件：環(huán)境溫度，振動，主要指的是冷的，腐蝕，高溫，高空，風(fēng)度，電磁污染；
（3）電機用途：主要根據(jù)設(shè)計內(nèi)容，結(jié)構(gòu)進行拖地機電動機的選擇，如輸出功率不是很大，體積，質(zhì)量輕；
（4）控制方式：手動控制模式，自動，遙控，局部控制，對生產(chǎn)線的控制重點，單獨立操作等。
（5）啟動方式：直接，逆變器，星角，軟啟動，頻敏變阻器；
（6）其他方面：用戶對現(xiàn)場生產(chǎn)監(jiān)護管理的情況，非正常性停機對生產(chǎn)影響的嚴重程度等；
2.2.2電動機的種類和特性：
（1）按工作電源分類：可以分為直流電動機和交流電動機。
（2）按結(jié)構(gòu)及工作原理分類：可分為直流電動機，交流電動機，異步電動機和同步電動機；
在移動設(shè)備和配套相應(yīng)的電池更經(jīng)常使用的電機是直流電機和步進電機。
直流電動機：直流電動機擁有調(diào)速機能優(yōu)秀、起動簡易、能夠載重起動等長處，因此當前直流電動機的利用規(guī)模依然很廣泛，尤其是在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。
步進電動機：電機停轉(zhuǎn)的時候具有最大轉(zhuǎn)矩，具有優(yōu)良的停轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)相應(yīng)，較寬調(diào)速范圍，可靠性高，很好的位置精度和運動的重復(fù)性。
本次畢業(yè)設(shè)計的手推式拖地機的工作環(huán)境比較簡單，控制簡單，運行比較穩(wěn)定，所以選擇一個直流電機。
2.2.3齒輪減速電動機的選擇
減速電動機是由減速機和電機（馬達）組成的集成體，從而結(jié)合而成的機器才能叫減速電動機，這種集成體一般可以稱之為齒輪馬達或齒輪電動機。而減速電動機一般是由專業(yè)的減速電動機生產(chǎn)廠家進行集成拼裝后成套的生產(chǎn)。電動機運用很廣泛，可用于鋼鐵職業(yè)，機械職業(yè)等。減速電動機的運用，相對于其他的驅(qū)動部件來說，最大的好處是簡化部件，節(jié)約了空間。
圖2-2 齒輪減速電動機
2.2.4齒輪減速電動機的分類和特點：
減速電動機首先可分為以下這幾種種類：螺旋錐齒輪減速電機、大功率齒輪減速電機、YCJ系列齒輪減速電機、平行軸斜齒輪減速電機、同軸式斜齒輪減速電機等。減速電動機的特點首先具有以下的幾點：
（1）減速電動機是傳動行業(yè)里的技術(shù)智慧結(jié)晶，具有很高的科技成分；
（2）新型的齒輪減速電動機不僅節(jié)約空間，安全可靠，而且能承受一定的過載能力，功率能夠滿意客戶的需求；
（3）新型的齒輪減速電動機能量消耗低，性能優(yōu)量；
（4）新型的齒輪減速電動機震動小，噪音低，節(jié)能高，且選用了優(yōu)質(zhì)鍛鋼料，剛性鑄造的鐵箱體；
（5）精細加工，包括定位精度，這一切構(gòu)成了齒輪傳動總成的齒輪減速電動機裝配了各種類電動機，形成機電一體化，徹底包括了各類產(chǎn)物的運用；
（6）減速電動機采用了模塊化、系列化的設(shè)計，具有很廣泛的適應(yīng)性。而且同時可組合成其他多種電動機、裝置方位和布局計劃、可按實際需要挑選任意的轉(zhuǎn)速和各種不同布局方式；
2.2.5齒輪減速電動機優(yōu)點：
（1）減速電動機相結(jié)合國際技術(shù)要求制造，具有較高的科技含量；
（2）節(jié)約空間，可靠性高，承受過載能力強，功率可以達到95KW以上；
（3）能耗相對低，性能強，減速電動機效率可以高達95%以上；
（4）節(jié)能高，振動小，噪音低，選用優(yōu)質(zhì)的鋼材料，鋼性鑄鐵箱體，齒輪表面經(jīng)過高頻的熱處理；
（5）經(jīng)過精密機械加工，確保其定位的精度，這所有一切構(gòu)成了齒輪傳動組成的齒輪減速電動機相應(yīng)配置了各類電動機，形成機電一體化，從而完全保證了產(chǎn)品使用的質(zhì)量特征；
（6）產(chǎn)品擁有了模塊化、系列化設(shè)計的思想，具有廣泛的適應(yīng)性，一系列的產(chǎn)品有很多的電動機組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)的方案，可按實際的需要從而選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)的形式；
2.3電動機功率計算：
拖地機拖地材料選擇纖維布，設(shè)拖地圓盤受力約為：F1=60N，轉(zhuǎn)速n1=60 r/min。
滾筒毛刷受力約為：F2 =120N，轉(zhuǎn)速n2=60 r/min。
拖地圓盤轉(zhuǎn)矩： T1= F1R1=60×0.2=12 N·m
所需要的功率： P1==75W
拖地圓盤到錐齒輪間用帶傳動，設(shè)傳動效率為90%。
橫放錐齒輪Ⅲ軸的功率為：
PIII= P1/?=75÷90%=83.33W
錐齒輪間的傳遞效率為95%
豎放錐齒輪的功率為：
P豎 1= PIII /?=83.33÷95%=87.72W
滾筒處的Ⅱ軸的轉(zhuǎn)矩為：
T2=F2R2 =120×0.3=36N·m
滾筒處的功率為：
PⅡ=226.18W
滾筒到主軸I用帶傳動，傳遞效率90%
PⅠ= PⅡ/ ?=226.18÷90%=251.31W
電動機到軸Ⅰ用皮帶傳動，設(shè)傳遞效率為90%
電動機的輸出功率為：
P=(2P豎 1+ PⅠ)/ ?=(2×87.72+251.31) ÷90%=446.24W
由于拖地機工作時速度為60 r/min，故選用12V500W低速齒輪電動機。
3 拖地機結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 傳動比分配
電動機軸到Ⅱ軸之間的總傳動比為：
9
分配各級傳動比，設(shè)電動機到Ⅰ軸的傳動比i=3
Ⅰ軸到Ⅱ軸的傳動比i=3
電動機到拖地圓盤之間的總傳動比：
9
電動機到Ⅰ軸的傳動比由上面可得為：i=3
錐齒輪在本設(shè)計中起轉(zhuǎn)變方向的作用，故傳動比設(shè)計為：i=1
橫放錐齒輪到拖地圓盤之間的傳動比為：i=3
3.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.2.1電動機和Ⅰ軸之間帶輪的設(shè)計計算
（1）確定計算功率P
由參考文獻[1]156表8-7查得工作情況系數(shù)=1
==1×0.446kw=0.446kw
（2）選擇普通V帶的帶型
根據(jù)=0.446kw 、=500r/min
由參考文獻[1]152表8-4a選用Z型。
（3）確定帶輪的基準直徑并驗算帶速
初選小帶輪的基準直徑。
由參考文獻[1]157表8-6和表8-8，取=22 mm
驗算帶速。
按參考文獻[1]150中式（8-13）驗算帶的速度：
==0.19m/s
計算大帶輪的基準直徑得
i=3
==322=66mm
圓整化為=88mm。
（4）確定V帶的中心距a和基準長度
初定中心距=245mm.
計算所需的基準長度
663mm
選帶的基準長度=630mm
計算實際中心距a
230mm
（5）驗算小帶輪上的包角
（6）計算帶的根數(shù)
計算單根V帶的額度功率。
由=22mm和=500r/min，得：=0.09kw
根據(jù)=500r/min，=3和Z型帶，得：=0.01kw。
查參考文獻[1]155表8-5得：=0.92
查參考文獻[1]146表8-2得：=1.06
于是，
Pr=(P0+)=(0.09+0.01) 0.921.06=0.9kw
計V帶的根數(shù)。
Z=Pr= 0.4460.9 =0.5
由此可知，取1根即可。
（7）計算單根V帶的初拉力的最小值
取Z帶的單位長度質(zhì)量=0.06kg/m，所以
=231N
應(yīng)使帶的實際初拉力＞。
（8）計算壓軸力
壓軸力的最小值為=2zsin/2=2231sin150/2=411.2N
表3-1 V帶相關(guān)參數(shù)
帶型
基準直徑/mm
帶速v/m/s
基準長度
包角
V帶根數(shù)
最小壓軸力/N
Y
22
80
0.19
230
150o
1
411.2
（9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
帶輪的材料
由于電動機的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。
帶輪的結(jié)構(gòu)形式
V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準直徑=22，大帶輪基準直徑=80，小帶輪選擇實心式，大帶輪選擇腹板式。
V帶輪的輪槽
V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。
V帶輪的技術(shù)要求
鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面缺陷進行修補；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動平衡。
表3-2 輪槽的截面尺寸
槽型
bd
e
δmin
Y
8.5
2.0
7.0
120.3
7
38
5.5
大帶輪參數(shù)計算
輪轂寬度：
由于
所以，查參考文獻[7]表5—3得：取輪轂寬度為L=19mm
查參考文獻[1]160，腹板厚度：
所以，取S=C/=6mm
輪轂孔徑d及d1:
查參考文獻[1]370表15—3可知：
若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=34mm，轂的公差帶可選D10，d2=1.8×20mm=34.2mm，取d2=35mm，鍵的寬度b=8mm。
查參考文獻[1]161表8 —10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取得輪緣的厚度為δ=5.5mm
小帶輪參數(shù)計算
輪轂寬度：
由于
所以，查參考文獻[1]170表5—3得：取輪轂寬度為L=19mm
3.2.2Ⅰ軸Ⅱ軸之間帶輪的設(shè)計計算
（1）確定計算功率P
由參考文獻[1]156表8-7查得工作情況系數(shù)=1
==1×0.226kw=0.226kw
（2）選擇普通V帶的帶型
根據(jù)=0.226 kw 、=167r/min
由參考文獻[1]155表8-4a選用Z型
（3）確定帶輪的基準直徑并驗算帶速
初選小帶輪的基準直徑
由參考文獻[1]157頁表8-6和表8-8，取=35mm
驗算帶速
按參考文獻[1]153頁式（8-13）驗算帶的速度：
==3.14×35×16760×1000m/s=0.31m/s
計算大帶輪的基準直徑得
i=3
==335=105mm
圓整為=100mm。
（4）確定V帶的中心距a和基準長度
初定中心距=150mm.
計算所需的基準長度
500mm
由參考文獻[1]155選帶的基準長度=500mm
計算實際中心距a
150mm
（5）驗算小帶輪上的包角
（6）計算帶的根數(shù)
計算單根V帶的額度功率。
由=35mm和=167r/min，得：=0.36kw
根據(jù)=167r/min，=3和Z型帶，得：=0.03kw
查參考文獻[1]155表8-5得：=0.92
查參考文獻[1]146表8-2得：=1.06
于是，
Pr=(P0+)=(0.36+0.03) 0.921.06=0.38kw
計V帶的根數(shù)。
=Pr= 0.2260.38=0.5
由此可知，取1根即可。
（7）計算單根V帶的初拉力的最小值
由參考文獻[1]表8-3得：Z帶的單位長度質(zhì)量=0.06kg/m，所以
=30.5
應(yīng)使帶的實際初拉力＞。
（8）計算壓軸力
壓軸力的最小值為=2zsin/2=233sin150/2=63.75N
表3-3 V帶相關(guān)參數(shù)
帶型
基準直徑/mm
帶速v/m/s
基準長度
包角
V帶根數(shù)
最小壓軸力/N
Z
35
100
0.31
150
150o
1
33
（9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
大帶輪的材料
由于皮帶的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。
帶輪的結(jié)構(gòu)形式
V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準直徑=35，大帶輪基準直徑=100，小帶輪選擇實心式，大帶輪選擇腹板式。
V帶輪的輪槽
V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。
V帶輪的技術(shù)要求
鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面 缺陷進行修補；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動平衡。
表3-4 輪槽的截面尺寸
槽型
bd
e
δmin
Z
8.5
2.0
7.0
120.3
7
38
5.5
大帶輪參數(shù)計算
輪轂寬度：
由于
所以，查參考文獻[7]表5—3得：取輪轂寬度為L=19mm
查參考文獻[1]160，腹板厚度：
所以，取S=C/=6mm
輪轂孔徑d及d1:
查參考文獻[1]370表15—3可知：
若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=19mm，轂的公差帶可選D10，d1=1.8×20mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。
查參考文獻[1]161表8 —10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取輪緣厚度取δ=5.5mm
小帶輪參數(shù)計算
輪轂寬度：
由于
所以，查參考文獻[7]170表5—3得：取輪轂寬度為L=19mm
3.2.3 Ⅲ軸和Ⅳ軸之間帶的設(shè)計計算（一）
（1）確定計算功率P
由參考文獻[1]156表8-7查得工作情況系數(shù)=1
==1×0.083kw=0..083kw
（2）選擇普通V帶的帶型
根據(jù)=0.083 kw 、=167r/min
由參考文獻[1]152表8-4a選用Z型
（3）確定帶輪的基準直徑并驗算帶速
初選小帶輪的基準直徑
由參考文獻[1]157表8-6和表8-8，取=36mm
驗算帶速。按參考文獻[1]157式（8-13）驗算帶的速度：
==3.14×36×16760×1000m/s=0.31 m/s
計算大帶輪的基準直徑得
i=3
==336=102mm
圓整為=100mm。
（4）確定V帶的中心距a和基準長度
初定中心距=300mm
計算所需的基準長度
800mm
選帶的基準長度=800mm
計算實際中心距a
300mm
（5）驗算小帶輪上的包角
（6）計算帶的根數(shù)
計算單根V帶的額度功率
由=36mm和=167r/min，得：=0.36kw
根據(jù)=167r/min，=3和Z型帶，得：=0.03kw。
查由參考文獻[1]155表8-5得：=0.92
查由參考文獻[1]146表8-2得：=1.06
于是，
Pr=(P0+)=(0.36+0.03) 0.921.06=0.38kw
計V帶的根數(shù)z
=Pr= 0.2260.38=0.6
由此可知，取1根即可。
（7）計算單根V帶的初拉力的最小值
取Z帶的單位長度質(zhì)量=0.06kg/m，所以
=30.5
應(yīng)使帶的實際初拉力＞。
（8）計算壓軸力
壓軸力的最小值為=2zsin/2=233sin150/2=63.75N
所以
表3-5 V帶相關(guān)參數(shù)
帶型
基準直徑/mm
帶速v/m/s
基準長度
包角
V帶根數(shù)
最小壓軸力/N
Z
36
100
0.31
300
150o
1
63.75
（9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
帶輪的材料
由于皮帶的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。
帶輪的結(jié)構(gòu)形式
V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準直徑=36，大帶輪基準直徑=100，小帶輪選擇實心式，大帶輪選擇腹板式。
V帶輪的輪槽
V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。
V帶輪的技術(shù)要求
鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面缺陷進行修補；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動平衡。
表3-6 輪槽的截面尺寸
槽型
bd
e
δmin
Z
8.5
2.0
7.0
120.3
7
38
5.5
大帶輪參數(shù)計算
輪轂寬度：
由于
所以，?。喝≥嗇瀸挾葹長=19mm
查由參考文獻[1]160，腹板厚度：
所以，取S=C/=6mm
輪轂孔徑d及d1:
查由參考文獻[1]370表15—3可知：
若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=20mm，轂的公差帶可選D10，d1=1.8×20mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。
查由參考文獻[1]161表8 —10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取輪緣厚度取δ=5.5mm
小帶輪的計算
輪轂寬度：
由于
所以，查參考文獻[7]表5—3得：取輪轂寬度為L=19mm
3.2.4 Ⅲ軸和Ⅳ之間帶的設(shè)計計算（二）
（1）確定計算功率P
由由參考文獻[1]156表8-7查得工作情況系數(shù)=1
==1×0.083kw=0..083kw
（2）選擇普通V帶的帶型
根據(jù)=0.083 kw 、=167r/min
由由參考文獻[1]152表8-4a選用Z型
（3）確定帶輪的基準直徑并驗算帶速
初選小帶輪的基準直徑
由由參考文獻[1]157表8-6和表8-8，取=36mm
驗算帶速。按由參考文獻[1]150式（8-13）驗算帶的速度：
==3.14×36×16760×1000m/s=0.31 m/s
計算大帶輪的基準直徑得
i=3
==336=102mm
圓整為=100mm。
（4）確定V帶的中心距a和基準長度
初定中心距=300mm.
計算所需的基準長度
800mm
選帶的基準長度=800mm
計算實際中心距a
300mm
（5）驗算小帶輪上的包角
（6）計算帶的根數(shù)
計算單根V帶的額度功率。
由=36mm和=167r/min，得：=0.36kw
根據(jù)=167r/min，=3和Z型帶，得：=0.03kw
查參考文獻[1]155表8-5得：=0.92
查參考文獻1146表8-2得：=1.06
于是，
Pr=(P0+)=(0.36+0.03)0.921.06=0.38kw
計V帶的根數(shù)
=Pr= 0.2260.38=0.6
由此可知，取1根即可。
（7）計算單根V帶的初拉力的最小值
取Z帶的單位長度質(zhì)量=0.06kg/m，所以
=30.5
應(yīng)使帶的實際初拉力＞。
（8）計算壓軸力
壓軸力的最小值為=2zsin/2=233sin150/2=63.75N
表3-7 V帶相關(guān)參數(shù)
帶型
基準直徑/mm
帶速v/m/s
基準長度
包角
V帶根數(shù)
最小壓軸力/N
Z
36
100
0.31
300
150o
1
63.75
（9）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
帶輪的材料
由于皮帶的轉(zhuǎn)速不是很高，故選用HT150型。
帶輪的結(jié)構(gòu)形式
V帶輪由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z=1，小帶輪基準直徑=36，大帶輪基準直徑=100，小帶輪選擇實心式，大帶輪選擇腹板式。
V帶輪的輪槽
V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng)；V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40度，選擇38度。
V帶輪的技術(shù)要求
鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡；鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、腹板及輪轂的表面缺陷進行修補；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做靜平衡，反之要做動平衡。
表3-8 輪槽的截面尺寸
槽型
bd
e
δmin
Z
8.5
2.0
7.0
120.3
7
38
5.5
大帶輪參數(shù)計算
輪轂寬度：
由于
所以，取得：取輪轂寬度為L=19mm
查參考文獻[1]160，腹板厚度：
所以，取S=C/=6mm
輪轂孔徑d及d1:
查參考文獻[1]370表15—3可知：
若使用40Cr的軸，則孔徑可取d=20mm，轂的公差帶可選D10，d1=1.8×20mm=34.2mm，取d1=35mm，鍵的寬度b=6mm。
查參考文獻[1]161表8 —10得；最小輪緣厚度δmin=5.5mm,取輪緣厚度取δ=5.5mm
小帶輪的計算
輪轂寬度：
由于
所以，查參考文獻[7]表5—3得：取輪轂寬度為L=19mm
圖3-1 帶輪三維結(jié)構(gòu)
3.3 錐齒輪的設(shè)計計算
3.3.1第一對直齒錐齒輪的設(shè)計計算（一）：
壽命為5年（每年按300天計算）
傳動功率：P錐=P3=0.087×0.98×0.98=0.084kw
錐齒輪用于轉(zhuǎn)換方向:
（1）選擇齒輪材料和精度等級
查參考文獻[1]191表10-1選擇齒輪材料為45號調(diào)質(zhì)鋼，大小齒輪都選擇硬度為250HBS。等級為8級。
選齒輪齒數(shù)：
取Z錐1=Z錐2=17， 傳動比：U=1，轉(zhuǎn)速：n錐=167 r/min
（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計
由齒面接觸疲勞強度設(shè)計公式d1t 進行計算。
選載荷系數(shù)Kt=1.6
計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
T1=9.55×106 P錐n錐=9.551060.084/30=26740N·mm
表選取齒寬系數(shù)
確定彈性影響系數(shù)查表10-6得ZE=189.8
確定區(qū)域載荷系數(shù)標準直齒圓錐齒輪傳動ZH=2.5
由參考文獻1206公式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。
N1=60n1jLh=60×167×1×(2×8×300×5)=2.4×109
N2=60n2jLh=60×167×1×(2×8×300×5)=2.4×109
查參考文獻[1]207圖10-19曲線得接觸疲勞強度壽命系數(shù)
KHN1=0.93 ， KHN2=0.93
查參考文獻[1]209圖10-21d得接觸疲勞強度極限應(yīng)力
Hlim1= 600MPa ， Hlim2=600MPa
計算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效率為1%，安全系數(shù)Sh=1.0.
MPa
MPa
由接觸強度計算小齒輪的分度圓直徑
d1t
=83.2 mm
ZE——材料的彈性影響系數(shù)
?R——錐齒輪傳動的齒寬系數(shù)
K ——直齒錐齒輪的載荷系數(shù)
u ——齒數(shù)比
[σB]——許用接觸應(yīng)力
計算齒輪的圓周速度
齒輪的使用系數(shù)載荷狀況以均勻平穩(wěn)為依據(jù)查表10-9得KA=1.0
dm1=d1(1-0.5)=83.2×(1-0.5×0.3)=70.72mm
由參考文獻[1]198圖10-8查得KV=1.0
取KHa=KFa=1.0
取軸承系數(shù)=1.10
所以可得 =1.5×1.10=1.65
接觸強度載荷系數(shù) =1.0×1.0×1.0×1.65=1.65
按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑
84.5mm
模數(shù)：m=Z1 =4.97
取標準值m=6.5
則計算相關(guān)的參數(shù)：
d1=z1m=17×6.5=110.5mm d2=z2m=17×6.5=110.5mm
錐距：=110.5×=78mm
圓整并確定齒寬
圓整取b2=25 mm ，b1=25mm
（3）校核齒根彎曲疲勞強度
確定彎曲強度載荷系數(shù)
=1.0×1.0×1.0×1.65=1.65
計算當量齒數(shù)：
=24
=24
查參考文獻[1]211表10-5得
=2.65 =2.65
=1.58 =1.58
計算彎曲疲勞許用應(yīng)力：
由參考文獻[1]200圖得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.83, KFN2=0.83
取安全系數(shù) SF=1.4
由參考文獻[1]209圖（10-20c）FN1=440 MPa , FN2=440 MPa
按脈動循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力-
=MPa=260.86MPa
=MPa=260.86MPa
校核彎曲強度：
根據(jù)彎曲強度條件公式進行校核：
=21.65267402.651.581652(1-0.50.3)217=75.2
=21.65267402.651.581652(1-0.50.3)217=75.2
滿足彎曲強度，所選參數(shù)合適。
大小錐齒輪各參數(shù)詳情參見以下列表:
表3-9 錐齒輪參數(shù)
名稱
代號
參數(shù)
小齒輪
大齒輪
分錐角
δ
δ1=45°
δ2=45°
齒頂高
ha
ha=ha*m=m=6.5mm
齒根高
hf
hf=ha*+c*m=1.2m
=7.8mm
分度圓直徑
d
d1=mZ1=110.5mm
d2=mZ2
=110.5mm
齒頂圓直徑
da
da1=d1+2hacosδ1=119.7mm
da2=d2+2hacosδ2=119.7mm
齒根圓直徑
df
df1=d1-2hfcosδ1=99.9mm
df2=d2-2hfcosδ2=99.9mm
錐距
R
R=mZ12+Z222=78.1mm
齒根角
θf
θf=arctanhfR=5.7°
頂錐角
δa
δa1=δ1+θf=50.7°
δa2=δ2+θf=50.7°
根錐角