扫地机

宝鸡文理学院机械原理课程设计宝鸡文理学院机械原理课程设计鼓扫学校班姓名部门: 机电工程系: 08机械一级名: XX号: 2008940140XX魏宗平讲师: 讲师1扫地机设计手册工作内容简介鉴于当前的劳动强度，效率低下以及环卫和清洁人员的工作时间长，并且市场上没有更多适合环卫工人的成熟实用的产品，我们设计了一款实用，简单的扫地机. 扫地机可以快速有效地清洁平坦的表面，例如道路和广场. 它不需要其他电源，适应性强. 我们设计了一种在车上装有多排刷子的滚筒和一个大的半圆形弧形铲，以快速清除垃圾. 清扫车只有一个动作就可以实现对地面垃圾的收集和清理. 垃圾车还设计有连杆机构，可调节前万向轮的高度并同时控制离合器离合器滚轮的两个动作，这可以使清扫器在不清洁时将滚轮和链轮分离，不使用时，方便用户移动扫地机. 车轮上还有一个棘轮，可以匹配万向轮的高度调节，可以将其向后移动而不会带来垃圾，从而可以进行多次清洁. 当有大量垃圾时，车辆上的压缩装置可以增加扫地机的装载能力并进行更长时间的清洁. 1发展背景和意义在对城市环卫工人的调查中，我们了解到他们的工作效率低，时间长，劳动强度高. 他们通常负责每条约5000米的街道，从5点开始清洁，直到8点. 在完成第一次清洁后，早上和下午的一半时间负责日常维护. 这座城市的美丽与清洁取决于他们每天的辛勤工作.

现在，工人仍在使用最基本的工具-扫帚和簸dust，这使工作效率低下，因此他们每天必须长时间工作. 长期的高强度工作容易使环卫工人腰椎间盘突出. 关节炎和其他职业病. 当然，该国也已开始引进一些外国清洁设备以提高环卫工人的效率. 市场上大多数现有的设备都使用由内燃机驱动的真空泵来“吸收”垃圾. 尽管此方法非常有效，但设备较大，需要额外的牵引力，使用化石燃料不仅增加成本，而且污染环境，这与当前的社会发展趋势不符. 因此，有必要开发一种高效，简单且廉价的清洁机，以减少“城市美容师”的劳动强度. 由于相关产品的市场不完善，以及城市清洁中确实需要此类产品的事实，可以预见其市场前景广阔. 2设计简介和设计原理任务书2.1设计简介和原理这项工作是为环卫工人和清洁人员设计的高效实用的垃圾清洁工具. 用户可以通过推动手推车将地面上的垃圾收集到车辆中. 具体功能模块如下. 动力模块: 在扫地机的中部附近有2个主轮，其中带链轮的右轮用作动力模块来驱动滚筒以输出动力. 清洁模块模块: 与一段弧形挡板配合，将垃圾滚入垃圾箱. 清洁模块车辆下方有一个带有刷毛的滚筒. 内部，在挡板接触地面的地方安装了硬毛刷，以确保清洁效果.

提升模块模块: 扫地机的旋转轮安装在平行四边形杆组上，以确保在调整旋转轮的旋转高度时旋转轮始终保持水平. 脱离. 2离合器模块模块: 使用带齿的离合器，并取更多的齿，并且齿的端面变成锐角，因此很容易组合离合器模块. 压缩模块: 曲柄摇杆机制用于压缩垃圾. 压缩模块2.2设计要求1.行驶速度: 一个人的平均步行速度为ν= 0.8m / s，主轴直径为d = 0.2m，主轴速度与行驶速度为n = ν/（πd）= 1.27 rpm / s是每分钟76.4转，并且滚筒可以每分钟200转获得更好的效果. 传动比为i = 76.4: 200 = 1: 2. 机身尺寸: 0.8×0.75×0.5米. 容积为90L，不仅可以满足车身的实际需求和尺寸，而且可以使车辆更加紧凑. 3.废物处理: 树叶: 厚纸: 平均厚度0.2mm；包装袋: 厚度0.2-2mm；垃圾处理: 烟头: 直径8mm，长度30mm；果皮: 厚度1-20mm；一些小杂物: 体积约1cm？一般路边垃圾重量不得超过100克； 2.3设计内容（1）根据任务要求，确定扫地机的总体机构设计，确定各功能的执行机构.

标识模块的接口. （2）根据相关参数和设计要求，进行各部分的设计，使扫地机的扫地效果可以达到要求，整体操作人性化. （3）设计并计算传动机构的工作能力，检查工作部件的强度，并确定传动部件和每个部件的尺寸和材料. （4）清扫车整体结构设计图，总装图和关键部位工作图. （5）画出清洁车的立体三维模型来实现效果33.方案设计3.方案设计3.1清洁方案设计我们使用滚筒来实现我们的主要功能，主要原因是滚筒的清洁效果是好，效率高，结构比较简单，安装也很方便. 结合链轮的动力传递，操作稳定可靠. 如图所示，当滚筒旋转时，垃圾会被吸入垃圾箱. 在选择刷子的长度时，应考虑垃圾的相关参数. 参照一些滚筒刷的长度，我们选择刷子的有效长度为5cm，与地面的干扰为2.5cm. 这会造成更大的压力，产生更大的摩擦力，以确保可以将垃圾清扫干净. 十排刷毛均匀分布在滚筒的圆周上，当滚筒旋转时，将交替清洁这些刷毛，以确保清洁质量. 10排硬毛分别安装. 硬毛的基部是梯形带，该梯形带安装在圆柱体的梯形凹槽中，以确保工作期间不会出现松动. 这样的安装也为刷毛的更换带来了极大的便利. 3.2动力方案的设计考虑到节能，环保和简便性，并选择随着车辆前进而旋转的车轮作为动力源；考虑到变速箱的可靠性和安装的简便性，我们使用链轮变速箱.

由于扫地机向后移动时滚筒不工作，因此棘轮安装在轮的中心，因此只能沿一个方向驱动，这更符合实际需要. 向前推动小车，旋转轮带动鼓轮使链轮和链轮通过发条盒. 当汽车向后移动时，由于棘轮的单向传递特性扫地车原理，链轮不会旋转，因此滚筒也不会旋转. 43.3压缩方案设计由于垃圾车的容量有限，考虑到在某些情况下会有更多的垃圾，并且垃圾非常松散，这需要压缩，以便清扫车可以连续扫除更大的区域. 并且该装置可以防止垃圾在入口处积累. 我们设计了一个曲柄摇杆机构来实现压缩功能. 将防尘塞连接到连杆. 这样，挡板在压缩过程中可以按照以下轨迹运动，将下部的垃圾推开. 当需要压缩时，只需要旋转一次手柄即可完成垃圾压缩的过程. 3.4 3.4提升方案设计当清扫器不清洁且需要移动清扫器时，需要将滚筒与地面分开. 自然，我们的第一个想法是使滚子相对于车身向上移动，但这将大大增加链条传动的复杂性和5滚子本身的机构，并且整体稳定性会大大降低. 您也可以选择更改轮子的位置以升高滚筒. 由于滚筒与万向轮之间的距离很近，并且移动主轮会降低动力的稳定性，因此我们选择万向轮的高度来调整滚筒的高度. 举升方法可以选择将万向轮与带有固定轴的杆连接. 转动杆以抬起万向轮，但在这种情况下，万向轮始终是水平的. 转动一定角度后，万向轮车轮与水平面成一定角度，影响其工作.

因此，我们使用平行四边形四连杆机构，该机构可以在调整万向轮的高度时保持万向轮的水平. 3.5 3.5离合器方案设计当不清洁扫地机时，为了让用户轻松推动它，除了让滚筒脱离地面外，6还应使其停止旋转，因此请考虑使用离合器装置. （1）爪式离合器爪式离合器结构简单，易于安装，承载能力强. 从功能的角度来看，它基本上可以满足使用要求. 离合器的可动端和固定端之间自然对准的机会很小，并且在操作过程中需要反复调节，这非常不方便. 此外，爪式离合器的长工作行程使链轮与轴承之间的距离变远，因此会产生较大的弯矩. （2）由于电磁离合器的实用性，电磁类型也需要电源. 经常给电池充电不方便. 电磁离合器的安装精度很高，特别是可动端和固定端的同轴度很高. 对加工和组装提出了很高的要求. （3）齿式离合器齿式离合器类似于牙签离合器. 区别在于，可以根据情况设计齿式离合器的齿数. 您可以多吃点东西. 齿式离合器具有较大的承载能力. 根据我们的要求，可以使用较小的模块和较大数量的齿. 齿的端面变成锐角，这使得它很容易组合，并且在操作过程中不需要太多调整. 经过综合分析比较，最终选择了结构紧凑，体积小，重量轻，操作方便，安全可靠的齿形离合器.

由于我们将离合器的距离控制得很远，我们需要用钢丝绳来控制，而钢丝绳只能提供拉力，所以我们用弹簧来提供离合器的恢复力. 离合器. 如图所示，当滚筒需要工作时，离合器通过弹簧的压力接合，车轮的旋转传递到链轮，这继而使滚筒旋转. 当滚轮不需要工作时，手柄将被移动，钢丝绳将脱离离合器. 只需将手柄保持在此位置，滚筒就可以在汽车行驶时防止滚筒旋转. 下图是举升和离合的综合: 7如图所示，手柄已移动，并且万向轮相对于车身向下移动，即，提升了车身且滚轮已关闭地面. 同时，钢丝绳松开离合器，鼓停止旋转. 3.6操作计划设计3.6操作计划设计3.6 3.6.1清洁车的主要功能是清除垃圾. 如图所示，推车在工作时将控制手柄放入工作装置. 此时，滚筒与地面接触，人员将推车向前推. 轮子带动滚筒快速旋转，将垃圾扫入汽车内，达到清洁的目的. 考虑到一些特殊情况，很难彻底清理一些地方. 我们在汽车后部有一个工具箱，可以处理一些特殊情况. 这使汽车对操作员而言更加适应和方便. 83.6 3.6.2移动当需要移动小车时，此时无需清洁，则需要将滚筒从地面上取下并且停止旋转，以便如图中所示，可以很容易地移动小车. 操作员将控制手柄置于离合器齿轮上此时，离合器接合时，滚筒不再旋转，万向轮也站起来使滚筒脱离地面，因此操作员可以非常轻松地移动手推车

4各部分的参数设计4.1整车尺寸整车尺寸是指相关的垃圾车，结合实际的清洁需求，我们将车身9设置为长×宽×高: 0.8×0.75×0.5米，因此车辆体积为90L，不仅可以满足实际需求，而且可以使车辆更加紧凑. 汽车的前部设计有倾斜角度，以方便垃圾倾倒，也使汽车更美观. 因为汽车的重心在汽车的中间扫地车原理，所以我们将主轮置于此位置，以便汽车的主重心落在主轮上. 一方面，它可以增加车轮的摩擦并防止车轮打滑. 另一方面，可以使万向轮上的力很小，从而使万向轮的升降变得容易得多. 抬起万向轮可使滚筒离开地面5cm，以确保汽车不会在一般路面上接触地面. 4.2动力部分动力部分的参数人的平均行走速度为ν= 0.8m / s车轮直径为d = 0.2m，因此车轮速度为n =ν/（ πd）= 1.27转/秒为76.4转. 滚筒以每分钟200转的速度可以获得更好的效果. 传动比为i = 76.4: 200 = 1: 2.6: 主要部件（主轴）的强度检查: 4.3主要部件（主轴）的强度检查: 10由于车轮与轴承之间的距离较小，因此实际受力情况可以简化如下: 11最大弯矩M和最大扭矩T出现在链轮所在的区域. 此部分是危险的部分. 取该截面直径d = 20mm. 链轮半径R = 100mm，接收到的张力F2不大于100N，现在F2 = 100，根据该值，M <100x0.3 = 30Nm，T = F2xR = 10Nm，σ= 39.528Mpa，小于45允许钢的应力[σ] = 60Mpa. 创新点及其应用前景5创新点及其应用前景通过我们的调查，国内没有生产同类产品的制造商，与国外同类产品相比，我们的作品具有以下独特之处: （1）独特的滚筒设计清扫器可以快速有效地清扫地面上的垃圾.

（2）使用轮子驱动滚筒以实现清洁功能，从而摆脱了电池，发动机等设备的限制，更好地适应了国内市场的需求. （3）采用平行四边形四连杆机构来调节万向轮的位置，从而达到使滚筒脱离地面的目的，简单，实用，巧妙. 12（4）一种动作，用以实现滚筒离开地面并停止的目的，从而容易地实现扫地机正常扫地和小阻尼运动的两种状态. （5）四连杆曲柄摇杆机构实现的压缩功能可以解决垃圾的压缩问题，使垃圾车可以更有效地利用有限的体积. 目前，我国的卫生和清洁人员普遍没有任何有效的工具来进行卫生工作，这在很大程度上与我国对卫生的投资不足以及相关设备的价格高有关. 但是，随着我国经济水平的提高，环境卫生问题将成为公众关注的问题，我们的工作是提高环卫工人的效率并改善其工作环境，这也有助于改善我们城市的形象. 此外，我们的作品还适合广场，游乐场和展览馆等场所. 与从国外的设备相比，一般的集尘器要几千元，清扫器的价格要几万元，批量生产时我们的清扫器的价格可以降低到300元左右. 这是政府和有关部门，企事业单位可以接受的价格，因此我们的作品具有良好的市场前景. 6参考文献[1]杨家俊. 机械原理（基础知识）. 华中科技大学出版社，2005 [2]杨家俊，程元雄. 机械原理（特殊主题）. 华中科技大学出版社，2005 [3]杨家俊. 机械系统创新设计. 华中科技大学出版社，2000 [4]张维国，饶芳. 机械设计（基本）. 华中科技大学出版社，2005 [5]吴长林，姜柳林. 机械设计（特殊章节）. 华中科技大学出版社，2006 [5]中国机械工程学会，中国机械设计规范编辑委员会. 中国机械设计规范. 江西科学技术出版社，200113

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