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本科生畢業(yè)論文
論文題目：洗地吸干機(jī)設(shè)計(jì)?
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
班 級(jí)：
Xxxxxx學(xué)校 2012.4.5
摘要
本篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一種集噴水，刷洗，吸污于一體的地面清洗設(shè)備洗地吸干機(jī)。該洗地吸干適合需要深度清潔的場(chǎng)所，如商場(chǎng)超市、酒店賓館、工廠地面、市政廣場(chǎng)、辦公大樓等等，為各種清潔要求極高的場(chǎng)所提供全面周到的清潔服務(wù)，它省時(shí)省力，節(jié)約您的清潔經(jīng)費(fèi)。首先通過(guò)分析系統(tǒng)工作原理，確定系統(tǒng)總體方案、繪制系統(tǒng)總體布局圖；其次就是計(jì)算載荷計(jì)算及選擇動(dòng)力；再次，確定對(duì)重要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與較核，確定零部件的參數(shù)，繪制件圖；最后繪制裝配圖，整理資料，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明。
關(guān)鍵詞：吸干機(jī)、吸水扒、洗刷機(jī)
目錄
1 緒論 5
1.1 洗地吸干機(jī)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 5
1.2 洗地吸干機(jī)介紹 5
1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容 5
1.4 洗地吸干機(jī)的工作原理及作用 5
1.5 洗地吸干機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 6
2 方案確定 6
3 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì) 7
3.1 水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8
3.2 機(jī)構(gòu)總體方案 9
3.2.1 機(jī)構(gòu)原理 9
3.2.2 結(jié)構(gòu)架設(shè)計(jì) 9
4 管系及附件設(shè)計(jì) 9
4.1 水箱 9
4.1.1 清水箱 9
4.1.2 污水箱 10
4.2 真空泵的選擇 10
4.2.1 確定真空泵的主要參數(shù) 10
4.2.2 電機(jī)功率的確定 11
4.2.3 電機(jī)的選擇 11
4.3 管系 13
4.4 管道內(nèi)徑計(jì)算 13
4.5 管道壁厚的計(jì)算 13
4.6 軸的設(shè)計(jì)校核 14
4.6.1 軸的尺寸估算 14
4.6.2 花鍵軸的校核 15
4.7 軸承的校核 17
4.8 鍵的選擇和校核 18
4.9螺釘校核 18
5 洗刷機(jī) 21
5.1 洗刷機(jī)原理 22
5.2 閥門(mén)的選擇 22
5.3 傳動(dòng)比 22
5.4 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
6.1 吸水扒起降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
6.2 吸水扒的原理 24
6.3 水扒角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
6.4 水扒的控制 25
7 環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性分析 26
7.1 環(huán)保性分析 26
7.2 經(jīng)濟(jì)性分析 26
7.3 結(jié)束語(yǔ) 26
8 參考文獻(xiàn) 29
1 緒論
1.1 洗地吸干機(jī)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的地位與作用
吸干機(jī)是時(shí)在吸塵機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，經(jīng)研究而發(fā)展起來(lái)的另一類新型地面清洗機(jī)，吸塵器是利用空氣負(fù)壓吸附的方法，將地面上的塵埃和垃圾吸入到吸塵器的集塵室，從而達(dá)到對(duì)地面清潔的目的。洗地吸干機(jī)通過(guò)用洗滌液對(duì)地面進(jìn)行清洗,并將污水吸干,達(dá)到清潔地面的目的?？捎糜谏虉?chǎng)超市、酒店賓館、工廠地面、市政廣場(chǎng)、辦公大樓等等，為各種清潔要求極高的場(chǎng)所提供全面周到的清潔服務(wù)，它省時(shí)省力，節(jié)約您的清潔經(jīng)費(fèi)，在現(xiàn)在節(jié)能減排的時(shí)代里發(fā)揮著巨大的作用。
1.2 洗地吸干機(jī)介紹
洗地吸干機(jī)是集噴液、洗地、清潔、吸水、吸塵為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品,它是在吸塵器的基礎(chǔ)上,經(jīng)研究而發(fā)展起來(lái)的另一類新型地面清洗機(jī)。洗地吸干機(jī)通過(guò)用洗滌液對(duì)地面進(jìn)行清洗,并將污水吸干,達(dá)到清潔地面的目的,本文主要介紹洗地吸干機(jī)的工作原理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
本課題主要研究的內(nèi)容是：洗地吸干機(jī)的噴液、洗地、清潔、吸水、吸塵的原理及構(gòu)造。
1.4 洗地吸干機(jī)的工作原理及作用
負(fù)壓吸附是吸干機(jī)的重要組成部分，其工作原理主要采用真空發(fā)生器對(duì)負(fù)壓罐進(jìn)行空氣抽吸，該洗地吸干機(jī)采用AC220V，50HZ電源提供電源，一路分給真空泵，一路分給電動(dòng)機(jī)。此洗地吸干機(jī)設(shè)有一個(gè)清水缸，一個(gè)污水缸，清洗機(jī)工作的時(shí)候，清水缸的水通過(guò)水管提供給刷子洗地；以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、皮帶聯(lián)接，使洗地刷子轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)合水泵提供的水達(dá)到了洗地的作用；而真空泵(風(fēng)機(jī))的作用是把污水缸里的空氣抽真空，使其工作壓力小于大氣壓力，從而把洗地污水抽到污水缸里。
1.5 洗地吸干機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
洗地吸干機(jī)的功能是噴灑、洗地、搜集污水。對(duì)這種設(shè)備的要求是效率高，省人力，清污效果好，滿足大型商場(chǎng)、地鐵、廣場(chǎng)等地的使用。
洗地吸干機(jī)的形式很大程度上取決于洗地面積的大小及時(shí)間要求，目前市面上采用，本課題研究步進(jìn)式裝鋼機(jī)，端進(jìn)料方式，液壓驅(qū)動(dòng)方式，傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式為機(jī)械式傳動(dòng)即平移是采用齒輪齒條的傳動(dòng)方式。其優(yōu)點(diǎn)是：功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快等。
2 方案確定
本篇論文的具體要求為：
（1）適宜地面：磁磚地面、膠地板、金剛砂地面、環(huán)氧地坪等
（2）清洗能力：>1000m2/h
（3）行進(jìn)方式：手推
（4）電源：220V，50Hz（外接電纜）
（5）操作方便，安全可靠
根據(jù)以上要求，大致確定出如下參數(shù)：
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
刷驅(qū)動(dòng)
工作效率
1000㎡/h
清潔寬度
500mm
吸水寬度（帶吸水扒）
760mm
墊/刷盤(pán)壓力
18.1-31.75㎏
刷馬達(dá)
220V,0.56KW,240rpm
真空馬達(dá)
220V,700W
吸水高度
1016mm
電制
220V/50Hz
噪音
68.5dBA
凈/污水箱
50/50L
尺寸(長(zhǎng)*寬*高)
1270*550*1090㎜
重量
200kg
以上參數(shù)及尺寸的確定，將在后面章節(jié)陸續(xù)闡述。
3 系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)
循環(huán)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是吸干機(jī)設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)，它與主要工作機(jī)理的關(guān)系密切，兩者的設(shè)計(jì)通常需要同時(shí)進(jìn)行。其設(shè)計(jì)要求，一般是必須從實(shí)際出發(fā)，重視調(diào)查研究，注意吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，力求做到設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)重量輕、體積小、效率低、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作和維護(hù)保養(yǎng)方便、經(jīng)濟(jì)性好。其總體方案如下：
3.1 水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
洗地吸干機(jī)的水循環(huán)系統(tǒng)可分為兩個(gè)過(guò)程(如圖1)，一為清洗過(guò)程，二為吸污過(guò)程。其中，箱體分成兩部分，即清水缸和污水缸。清水缸負(fù)責(zé)提供干凈的水源，為洗地所需要水，可以在其內(nèi)部添加洗潔劑，從而達(dá)到更快洗滌的作用，清水缸可在清洗之前通過(guò)漏斗將其注滿，同時(shí)在注的同時(shí)需要將清洗缸下面的閥門(mén)關(guān)閉。而污水缸則是儲(chǔ)存污水的地方，其主要通過(guò)真空泵抽吸使其內(nèi)部變?yōu)樨?fù)壓，在真空泵工作時(shí)，與其聯(lián)動(dòng)的電磁閥及放泄閥門(mén)應(yīng)該關(guān)閉，以達(dá)到抽吸真空的要求，當(dāng)污水缸的負(fù)壓值達(dá)到指定要求時(shí)，真空泵停止工作。
注水過(guò)程：在清水缸頂部設(shè)置了漏斗，可將水從漏斗中注入，直到注滿為止，注入時(shí)可以觀測(cè)到清水柜的液位計(jì)。
清洗過(guò)程：當(dāng)進(jìn)行清洗工作時(shí)，打開(kāi)清水缸出口閥門(mén)，讓清水從清水缸順著水管1流過(guò)截止閥2，并通過(guò)水管３流到刷洗系統(tǒng)４，截止閥可以控制水的流量。清洗缸頂部的透氣閥門(mén)始終開(kāi)啟，保證注水和放水的順暢。
吸污部分：在清洗的過(guò)程中，真空泵5工作，將空氣沿箭頭6方向由污水缸抽出，使污水缸形成負(fù)壓，在吸水扒緊壓地面的情況下，污水缸與外面的大氣壓強(qiáng)差產(chǎn)生的壓力將吸水扒中的污水壓進(jìn)污水缸7，完成吸污工作。在工作結(jié)束后，手動(dòng)將污水由水管8排出。
3.2 機(jī)構(gòu)總體方案
本機(jī)構(gòu)包含了結(jié)構(gòu)架，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)架主要是該洗地機(jī)的力的承載體，將承受各部件重力及工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抗振動(dòng)及各部件運(yùn)行時(shí)帶來(lái)的力矩。吸干機(jī)的傳動(dòng)則主要是為控制各部件的運(yùn)行，要做到省時(shí)省力、方便快捷?？傊?，該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)涉及到結(jié)構(gòu)架的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3.2.1 機(jī)構(gòu)原理
本機(jī)構(gòu)涉及到兩部分、一部分是吸水扒的角度調(diào)整、升降，第二部分是洗地盤(pán)的升降系統(tǒng)。本篇所涉及到的吸水扒的角度的調(diào)降、升降及底盤(pán)的升降都是通過(guò)鋼絲來(lái)傳遞力，做到節(jié)省力。詳細(xì)原理會(huì)在下面各章節(jié)中詳細(xì)闡述。
3.2.2 結(jié)構(gòu)架設(shè)計(jì)
本結(jié)構(gòu)架主要分為兩層，上層承載污水箱和清水箱的重力，下層主要擱置真空泵，清洗機(jī)等。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到整個(gè)設(shè)備的重心，在吸干機(jī)還沒(méi)有洗地的時(shí)候，清水箱裝滿清水，整個(gè)設(shè)備的重心前移，而在洗地完成時(shí)，污水箱裝滿污水，整個(gè)設(shè)備的重心后移。
真空泵、洗刷機(jī)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)架時(shí)也要考慮到振動(dòng)對(duì)整個(gè)機(jī)架產(chǎn)生的影響。具體尺寸見(jiàn)總圖。
4 管系及附件設(shè)計(jì)
4.1 水箱
本篇中清水箱采用鋼板肋板水箱，其材質(zhì)采用普通鋼板，具有超卓的強(qiáng)度；側(cè)壁無(wú)橫向焊縫，便于清洗；材質(zhì)采用Q235鋼，內(nèi)涂油漆保證防腐；全焊接現(xiàn)場(chǎng)組合，密封性好，確保水質(zhì)不受二次污染；
4.1.1 清水箱
清水箱容積為50L。采用方形結(jié)構(gòu)，具體尺寸見(jiàn)總圖；安裝現(xiàn)場(chǎng)無(wú)特殊要求，外壁平整；重量輕，外觀整潔，光亮、美觀、實(shí)用。
4.1.2 污水箱
污水箱容積為50L。采用方形結(jié)構(gòu)，具體尺寸見(jiàn)總圖；安裝現(xiàn)場(chǎng)無(wú)特殊要求，外壁平整；重量輕，外觀整潔，光亮、美觀、實(shí)用。
4.2 真空泵的選擇
泵都是能量轉(zhuǎn)換裝置。泵向系統(tǒng)提供有一定壓力和流量的流體，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能。本篇根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和可靠性選擇真空泵。
4.2.1 確定真空泵的主要參數(shù)
真空泵工作壓強(qiáng)范圍為101325~1.33×10-2（Pa）。它可以抽除密封容器中的干燥氣體，若附有氣鎮(zhèn)裝置，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級(jí)泵。還可以抽除一定量的可凝性氣體。但它不適于抽除含氧過(guò)高的，對(duì)金屬有腐蝕性的、對(duì)泵油會(huì)起化學(xué)反應(yīng)以及含有顆粒塵埃的氣體。本篇中的真空泵由于在公共場(chǎng)合下使用，所以不能產(chǎn)生太大的噪音，故而不能選取轉(zhuǎn)速過(guò)高的電機(jī)，但是考慮到成本，也不能選取過(guò)低的電機(jī)帶動(dòng)，因此選取在150r/min，比較適合本篇所描述的洗地吸干機(jī)。
主真空泵的選擇計(jì)算
s=2.303v/tlog(p1/p2)
其中：
s為真空泵抽氣速率(l/s)
v為真空室容積(l)
t為達(dá)到要求真空度所需時(shí)間(s)
p1為初始真空度(torr)
p2為要求真空度(torr)
要求泵的自吸能力不得低于16KPa，即吸油高度不得大于0.5m，故根據(jù)泵的參數(shù)選取泵：（共1臺(tái)）
流量：400L/min
轉(zhuǎn)速：150r/min
4.2.2 電機(jī)功率的確定
電機(jī)功率p按如下進(jìn)行計(jì)算：
P=Q*p/（3600*1000*η0* η1）
Q—流量，m3/h;
p—真空泵出口的全風(fēng)壓，Pa；
η0—真空泵的內(nèi)效率，一般取0.75~0.85，小真空泵取低值、大真空泵取高值
η1—機(jī)械效率，0.98
電機(jī)規(guī)格：
功率：810W；
轉(zhuǎn)速：150r/min
電制：3ФxAC220V，50Hz
4.2.3 電機(jī)的選擇
4.2.3.1電機(jī)的選擇
根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用交流電機(jī)，Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)傳輸機(jī)構(gòu)的布置以及最大回轉(zhuǎn)直徑300mm，主傳動(dòng)采用普通電動(dòng)機(jī)，外加變頻器調(diào)速，調(diào)速范圍：10/1400r?min-1，40/800r?min-1，20/1250r?min-1，并可無(wú)級(jí)調(diào)速，由工件的最大直徑，及摩擦力預(yù)估工作機(jī)的功率。
工作機(jī)有效功率為：P=F×V=63KW
由已知條件得電動(dòng)機(jī)有效功率 ，式中為系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率。
電動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率
式中： p為帶的傳動(dòng)效率， f為閉式齒輪的傳動(dòng)效率， v為圓錐滾子軸承的傳動(dòng)效率， 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率， 為傳動(dòng)效率。
4..2.3.2 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)
根據(jù)已知條件加工的最大轉(zhuǎn)速為：1250r\min
式中為一軸的齒數(shù)，為小齒輪齒數(shù)
方案
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率
（KW）
同步轉(zhuǎn)速
（r/min）
滿載轉(zhuǎn)速
（r/min）
總傳動(dòng)比
1
Y2-90S-8
3.7
1200
1000
50
選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y2-90S-8，同步轉(zhuǎn)速為1200 ,對(duì)應(yīng)額定功率為3.7KW，外伸軸直徑24
4.3 管系
在系統(tǒng)中，管道是必不可少的，要確定其尺寸，首先要確定使用管系的材質(zhì)，如鋼管、銅管、橡膠管以及尼龍管等等。要根據(jù)系統(tǒng)的壓力、尺寸及價(jià)格合適選取。選定材質(zhì)后，可根據(jù)材質(zhì)、流速、壓力及系統(tǒng)流量確定管子內(nèi)徑和壁厚。
4.4 管道內(nèi)徑計(jì)算
各管路根據(jù)所處位置的流量進(jìn)行計(jì)算，具體尺寸參見(jiàn)圖紙。
4.5 管道壁厚的計(jì)算
各管路根據(jù)所處位置的流量進(jìn)行計(jì)算，具體尺寸參見(jiàn)圖紙。
4.6 軸的設(shè)計(jì)校核
4.6.1 軸的尺寸估算
由《機(jī)械零設(shè)計(jì)》表選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，其力學(xué)性能如下：
受轉(zhuǎn)矩T的實(shí)心圓軸，其切應(yīng)力：
寫(xiě)成軸的設(shè)計(jì)公式，軸的最小直徑： mm
式中：——軸的抗截面系數(shù)， ；
P——軸傳遞的功率，kW；
——軸的轉(zhuǎn)速，；
——許用切應(yīng)力， ；
C——與軸材料有關(guān)的系數(shù)，可由下表查得；
對(duì)與受彎矩較大的軸宜取較小的值。當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑；單鍵增大3％，雙鍵增大7％。
表4-10 軸強(qiáng)度計(jì)算公式中的系數(shù)C
軸的材料
Q235,20
Q235,Q275,35
45
,
12
15
20
25
30
35
40
45
52
C
160
148
135
125
118
112
106
102
98
根據(jù)所選的材料45鋼，查表可得，。花鍵軸的最高轉(zhuǎn)速
軸所傳遞的功率由公式： =0.44
軸的初步估算：
為了滿足輸出軸與花鍵軸的配合，因此該軸的軸徑不能太小。。
4.6.2 花鍵軸的校核
由于花鍵軸的配合，在旋轉(zhuǎn)時(shí)花鍵軸上受到扭矩作用。
則輸出的轉(zhuǎn)矩為：
式中 b——?jiǎng)悠瑢挾龋?
R——回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑；
p1——進(jìn)油口壓力；
——機(jī)械效率，取=0.96；
p2——出油口壓力，取p2=0.3MPa。
故：
由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力應(yīng)不超過(guò)許用彎曲應(yīng)力，彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式：
≤
——回轉(zhuǎn)缸扭轉(zhuǎn)時(shí)的當(dāng)量彎矩；
——軸截面的抗彎截面系數(shù)。
式中軸規(guī)格： （mm）
又
——回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩；
——根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。
對(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩，?。粚?duì)于脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，??；對(duì)于對(duì)稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩，取。假定回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)矩不變，選擇軸的材料為45鋼。通過(guò)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得材料的相關(guān)力學(xué)性能，，，
所以
又，
＜
因此軸的強(qiáng)度滿足要求。但是軸也受到扭矩作用且在花鍵最小截面上產(chǎn)生最大剪應(yīng)力：
≤
其中 ——抗扭系數(shù)
=
那么 ＜=
從計(jì)算結(jié)果看來(lái)軸的剪切應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。
4.7 軸承的校核
每天8小時(shí)以上經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)或連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)于機(jī)床、振動(dòng)篩、破碎機(jī)等軸承的預(yù)期壽命為20000-30000h,根據(jù)文獻(xiàn)[12]表13-3取軸承的預(yù)期計(jì)算壽
軸上軸承的校核
（1）求兩個(gè)軸承受到的徑向載荷
由軸的校核過(guò)程可知
（2）計(jì)算軸承的軸向力
由于軸向力相當(dāng)小，可知，查文獻(xiàn)[11]表（GB/T281-1994）6-1-50有圓柱孔調(diào)心球軸承，
查文獻(xiàn)[12]表13-6取沖擊載荷因數(shù)
（3）計(jì)算軸承的壽命
根據(jù)文獻(xiàn)[12]式13-6
所以
所以軸承滿足壽命要求，可知，其他軸承也滿足壽命要求。
4.8 鍵的選擇和校核
（1）確定鍵的類型和尺寸
由于是靜連接，選用A型普通平鍵。由表9-14（GB/T1095-1979）查得當(dāng)軸徑時(shí)鍵取為。參照半聯(lián)軸器與軸的配合長(zhǎng)度為和普通平鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)。
（2）強(qiáng)度驗(yàn)算
由文獻(xiàn)[12]式（6-1）
式中
由文獻(xiàn)[12]表6-2查取許用擠壓應(yīng)力為
，滿足強(qiáng)度要求。
4.9螺釘校核
螺釘?shù)氖芰楸ＷC聯(lián)接的緊密性,必須規(guī)定螺釘?shù)拈g距t，然后決定螺釘?shù)臄?shù)目.每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)剖面上承受的拉力為工作載荷和預(yù)緊力之和
=+
式中
F ——驅(qū)動(dòng)力（N）
Z——螺釘數(shù)目
P——工作壓力（pa）
——預(yù)緊力 =K K=1.5~1.8
D——危險(xiǎn)剖面直徑(m)
螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為
(3-13)
式中 ——計(jì)算載荷（N）;
=1.3
抗拉許用應(yīng)力(MPa)
n=1.2~2.5
——螺紋內(nèi)徑
——螺釘材料屈服極限（見(jiàn)表3-1）
表3-1 常用螺釘材料的屈服極限
鋼 號(hào)
10
Q215
Q235
35
45
40Cr
（MPa)
210
220
240
320
360
650~900
9000
根據(jù)以上分析 取 k=1.5 n=1.5
螺釘數(shù)目Z=6
選擇剛的材料為Q235 =240 MPa
所以 = MPa
=2512 N
=K=1.52512=3768 N
所以根據(jù)式（3-13）
m
連接螺栓強(qiáng)度校核：
材料：45按《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件》。
（1） 熱處理：HRC35～40。
（2） 細(xì)牙螺母的支承面對(duì)螺紋軸心線的垂直度按GB1184-80《形狀和位置公差》附錄一表3規(guī)定的9級(jí)公差。
（3） 其他技術(shù)條件按GB2259-80《零件及技術(shù)條件》。
螺母規(guī)格：56-76-M10×1.5。
螺栓為普通連接螺栓，規(guī)格為：M8×24或M10×220（GB798-76）。
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》上對(duì)緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，有
根據(jù)上述計(jì)算，此夾緊方案符合要求。
5 洗刷機(jī)
洗刷機(jī)和吸水扒是吸干機(jī)最重要的核心部件，他的工作的穩(wěn)定性及高效率直接影響到洗地的效率，要做到其節(jié)能、可靠十分重要。
常用的洗刷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)通常是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，也有小型的通過(guò)柴油機(jī)帶動(dòng)，本篇主要講通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的。同時(shí)選用皮帶作為轉(zhuǎn)速傳動(dòng)。
5.1 洗刷機(jī)原理
電機(jī)傳動(dòng)主要由五部分組成(如圖2)，分別是：電機(jī)、換向體、刷子底座、皮帶、皮帶張緊機(jī)構(gòu)。
電機(jī)1通電，旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)與之相接的過(guò)渡輪3．繼而使緊貼著過(guò)渡輪的皮帶因摩擦力運(yùn)動(dòng)起來(lái)，通過(guò)皮帶4的摩擦帶動(dòng)2個(gè)刷子底座2，使刷子旋轉(zhuǎn)工作。兩個(gè)過(guò)渡輪除了起著換向、傳動(dòng)的作用外，還有增大皮帶與刷子底座接觸面積的作用。刷子主要是尼龍制的條狀物，其與刷子底座是螺旋擰合，易于拆裝。相對(duì)于清洗機(jī)正面，兩刷子斜著安裝，以有利于空間分配和清洗徹底。假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸是右旋的，由圖2可看出因皮帶的纏繞路線，使得刷子底座與皮帶接觸皆在右邊，其所受的摩擦力也相反，使刷子在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候不會(huì)滑動(dòng)，洗得更干凈。
5.2 閥門(mén)的選擇
流體控制閥的種類很多，如溢流閥、截止閥，行程控制閥等等，根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行選取。本篇閥門(mén)的具體選取參見(jiàn)圖紙。
5.3 傳動(dòng)比
洗地吸干機(jī)中的洗刷機(jī)采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，但是考慮到洗刷機(jī)的刷子和地面產(chǎn)生較大的摩擦，為此為了避免電動(dòng)機(jī)因?yàn)榈孛婺Σ吝^(guò)大，造成電動(dòng)機(jī)過(guò)載，也要考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)過(guò)高，需要降低刷子的轉(zhuǎn)速，所以不能采用電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)，需要采用電動(dòng)機(jī)和洗刷機(jī)刷子之間的間接傳動(dòng)，同時(shí)也不能選擇齒輪傳動(dòng)，只能選擇皮帶傳動(dòng)。
在確定傳動(dòng)比時(shí)，首先要知道刷子設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，那么在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和地面摩擦有效轉(zhuǎn)速大致為75r/min，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速則為150 r/min，所以確定傳動(dòng)比為2：1，而主動(dòng)軸和從動(dòng)軸直徑之比為1：2。
5.4 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
底盤(pán)升降結(jié)構(gòu)(如圖3和提升吸水扒及洗刷機(jī)提升機(jī)構(gòu)原理圖)主要是利用連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)洗刷機(jī)和吸水扒在進(jìn)行工作時(shí)，控制桿處于位置A，吸水扒限位擋板處于框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的位置B，洗刷機(jī)出于框架結(jié)構(gòu)的位置C，當(dāng)用力壓控制桿時(shí)，控制桿處于位置A’，吸水扒限位擋板處于框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的位置B’，洗刷機(jī)出于框架結(jié)構(gòu)的位置C’，而吸水扒則由位置D，提升到了位置D’，洗刷機(jī)由位置E提升到了位置E’，連桿以腳踏板和底架的接觸點(diǎn)為支點(diǎn)，帶動(dòng)底盤(pán)上升。根據(jù)杠桿原理，在整個(gè)工作過(guò)程中，可以比較省力地將底盤(pán)抬高。
6 吸水扒
吸水機(jī)是吸干機(jī)的最主要的部件之一，負(fù)責(zé)將污水從地面吸到污水箱，其吸收能力直接關(guān)系到地面的干凈程度，設(shè)計(jì)出可靠高效的吸水機(jī)十分重要。
6.1 吸水扒起降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
吸水扒起降系統(tǒng)是運(yùn)用杠桿原理讓平時(shí)一直處于工作狀態(tài)(即緊壓地面)的吸水橡皮脫離地面，上升至一定高度，以使清洗機(jī)可輕易移動(dòng)的裝置。水扒起降系統(tǒng)可分為兩部分，一部分是水扒的杠桿機(jī)構(gòu)，另一部分是水扒的搖桿機(jī)構(gòu)(如圖4)。
6.2 吸水扒的原理
在洗地吸收污水時(shí)，將已經(jīng)抽成負(fù)壓的污水箱的進(jìn)水閥門(mén)打開(kāi)，這樣，大氣就會(huì)將將污水從吸水扒孔壓入到污水管道中來(lái)，通過(guò)污水管道再進(jìn)入到污水箱。所以吸水扒上的吸水孔的設(shè)計(jì)就至關(guān)重要，既不能涉及太大，也不能設(shè)計(jì)太小。如果設(shè)計(jì)太大，空氣會(huì)直接進(jìn)入污水箱，不利于污水的吸收，也不能設(shè)計(jì)太小，太小會(huì)容易形成堵塞，同時(shí)阻力會(huì)很大，影響到吸水的效率。所以可以通過(guò)設(shè)計(jì)成中型水孔，增加吸水扒的長(zhǎng)度。為了能增加吸水扒的長(zhǎng)度，本篇將吸水扒設(shè)計(jì)成弧狀，這樣能增加吸水孔，提高吸水的效率，節(jié)約洗地的時(shí)間。
拉動(dòng)手把，使其繞支點(diǎn)架旋轉(zhuǎn)，從而張緊鐵線，帶動(dòng)水扒繞旋轉(zhuǎn)螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，使其脫離地面，旋轉(zhuǎn)螺栓具有定位和供旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)副的作用。拉下手把后，以機(jī)架上的螺栓為支點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)手把，使其卡住清洗機(jī)外殼，即可使水扒在升起后固定。為了在不工作的情況下方便移動(dòng)清洗機(jī)，防止水扒震動(dòng)，甚至突然掉下，因此設(shè)計(jì)了防震彈簧
(箭頭5所指)。水扒上升后，彈簧的彈力通過(guò)鐵線傳遞，使得手把卡緊動(dòng)清洗機(jī)的外殼，防止震動(dòng)。彈簧的彈力的大小可以利用與其相連的螺母調(diào)節(jié)。
6.3 水扒角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
在工作的過(guò)程中，要求水扒緊密貼地，如果僅靠水扒的重力實(shí)現(xiàn)這一目的，有時(shí)會(huì)帖合不緊，因此設(shè)計(jì)了水扒角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺母1，從而帶動(dòng)與它相連接的螺桿，使得水扒底架以支桿2頂部為支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，改變水扒角度，將吸水橡皮緊壓地面。松開(kāi)螺栓3，可以調(diào)節(jié)水扒與地面的高度，協(xié)助水扒角’度的調(diào)整(如圖5)。
6.4 水扒的控制
在清洗機(jī)工作的時(shí)侯，為了方便清洗機(jī)轉(zhuǎn)向，水扒也設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)，這主要是通過(guò)轉(zhuǎn)向螺栓4實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)螺栓具有定位和供水扒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用。而水扒的寬度要大于清洗機(jī)箱體的寬度，在水扒兩端設(shè)有保護(hù)輪。當(dāng)清洗機(jī)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，出現(xiàn)水扒與障礙物相撞時(shí)，保護(hù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)水扒繞轉(zhuǎn)向螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)，使水扒不至損壞。
7 環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性分析
現(xiàn)代社會(huì)里，節(jié)能環(huán)保成為時(shí)代主題，對(duì)人們的日常生活影響越來(lái)越大，受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，因?yàn)橐粋€(gè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)都必須要以此作為前提，而經(jīng)濟(jì)性則是每個(gè)用戶都關(guān)心的話題，下面就簡(jiǎn)單地分析洗地吸干機(jī)的環(huán)保性。
7.1 環(huán)保性分析
對(duì)于洗地吸干機(jī)而言，本篇采用了環(huán)保污水罐，無(wú)泄漏，無(wú)產(chǎn)生對(duì)大氣污染的廢氣廢渣，絕對(duì)做到了環(huán)保；而對(duì)于系統(tǒng)的效率相對(duì)其他驅(qū)動(dòng)方式，做到了平穩(wěn)，效率高，以此做到了節(jié)能。
7.2 經(jīng)濟(jì)性分析
洗地吸干機(jī)，就其特點(diǎn)本身就是節(jié)約時(shí)間，省人工、材料，節(jié)約能源的效果，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用性。
7.3 結(jié)束語(yǔ)
以上論文所述，洗地吸干機(jī)不論在技術(shù)上具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，在節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性上都堪稱完美，所以可以大力推廣，為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并對(duì)本機(jī)的總體方案進(jìn)行論證與擬定，從而對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先通過(guò)計(jì)算，確定本機(jī)所需負(fù)壓的大小，然后確定真空泵大小及電機(jī)功率，繪制出本機(jī)的原理圖。
洗地吸干機(jī)具有如下特點(diǎn)：
(1)集噴液、洗地、清潔、吸水、吸塵為一體；
(2)洗地盤(pán)升降機(jī)構(gòu)和水扒升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使本機(jī)在非工作狀態(tài)下更加容易移動(dòng)；
(3)出水調(diào)節(jié)，達(dá)到控制清水缸向洗地盤(pán)提供水量的大??；
(4)配備防浪擋板，避免污水外濺，刷盤(pán)無(wú)需任何工具，可以輕松拆裝；
(5)吸水扒的獨(dú)到設(shè)計(jì)，確保水扒緊扣地面，確保地面一次吸干，厚重的膠條可反復(fù)使用，有效降低機(jī)器使用成本。洗地吸干機(jī)的研制成功，為我國(guó)清洗機(jī)生產(chǎn)行業(yè)提供了高效優(yōu)質(zhì)的技術(shù)裝備，同時(shí)也取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
致 謝：
緊張充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)伴隨著我走過(guò)了大學(xué)的畢業(yè)生活，在這里非常感謝老師在我即將面向新環(huán)境的時(shí)候給我敲響了警鐘，指明了我前進(jìn)的方向，改變了我一生的生活態(tài)度。從張老師這里，我既學(xué)會(huì)了對(duì)待科學(xué)一絲不茍的作風(fēng)，又鍛煉了自己的意志，明白了什么才是走上社會(huì)所需要的真才實(shí)干。
我還要感謝和我一起走過(guò)這畢業(yè)生活的同組同學(xué)，正是我們彼此幫助，互相友愛(ài)，才使我們共同前進(jìn)。
還有就是要感謝大學(xué)四年中辛苦育人的老師們，祝你們身體健康，萬(wàn)事如意！
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