家居門窗清洗器設計
26頁 9800字數(shù)+論文說明書+8張CAD圖紙【詳情如下】
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摘要
本畢業(yè)設計的題目是家居門窗清洗器的設計，研究了一種電動水旋式擦家居門窗工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器,一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本家居門窗清洗器在擦家居門窗的過程中能把擦家居門窗時用的水回收后再使用、并使擦后的家居門窗無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。
本次設計一個用來清洗家居門窗的機器。既可以減輕人們的生活負擔，提高生活水平；還能解決那些高空作業(yè)者的安全問題。我國生產(chǎn)的家居門窗清洗器結構簡陋，效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的家居門窗清洗器的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，家居門窗清洗器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的家居門窗清洗器勢在必行！
關鍵詞：家居門窗清洗器；生活水平；結構；新型
Abstract
This text introduce upper and lower material spend design process of manipulator , it include to whole job requirements and analysis of situation of system mainly, confirm the whole structural design systematic in hydraulic pressure through the working course of the system. analyse whole cyclical process confirm systematic operation principle picture , require the hydraulic pressure component of the standard for selection according to systematic parameter, finish the installation diagram systematic in hydraulic pressure.
Hydraulic pressure integrate piece as now main part , hydraulic pressure of system , hydraulic pressure at present integrate pieces of application and development receive domestic and international hydraulic pressure extensive attention of circle, hydraulic pressure integrate research and development of piece already offer effective support for engineering design of the hydraulic pressure, while design the system integration one of hydraulic pressure of the manipulator, can combine with real processing technology.And integrating one to the present hydraulic pressure has very good understanding.
Keywords: manipulator ;Drive;Hydraulic manifold block;Elements
目 錄
摘要 I
Abstract II
1引言 1
1.1 課題的來源 1
1.2 研究的目的和意義 2
1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.4 本課題研究的主要內(nèi)容 5
2家居門窗清洗器的總體設計 6
2.1 家居門窗清洗器的總體方案圖 8
2.2 家居門窗清洗器的工作原理 10
2.3 清洗器相關部分的設計計算 12
2.3.1交流電機的選型計算 13
2.3.2齒輪傳動的設計計算 15
2.3.3噴嘴的設計 16
3各主要零部件強度的校核 17
3.1噴水器強度的校核與計算 20
3.2齒輪強度的校核計算 23
3.3軸承強度的校核計算 24
4 設計總結 24
結論 25
致謝 26
參考文獻 27
1 緒論
1.1 課題的來源
本畢業(yè)設計的題目是家居門框清洗器的設計，研究了一種電動水旋式擦家居門框工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器;一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本家居門框清洗器在擦家居門框的過程中能把擦家居門框時用的水回收后再使用、并使擦后的家居門框無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。
現(xiàn)在隨著生活水平的提高，不管是城市還是農(nóng)村，大家的居住環(huán)境都大大提高。農(nóng) 村大多蓋著兩層的小洋樓，城市大量高層的居住小區(qū)也不斷涌現(xiàn)。人們生活環(huán)境在不斷提高的同時，一些生活上的問題也暴露出來。門窗是房子的眼睛，現(xiàn)在人都喜歡給自己的房子選個漂亮的窗戶。獨特的架構、各種各樣的花式家居、玻璃裝扮著房子，可是這些門窗的清潔卻給人們帶來些不大不小的困擾。現(xiàn)在對于門窗的清洗大多是人工自己動手拿抹布擦洗，往往累人又臟人；而且碰到那些高層的住宅，那些暴露在外的門窗的清洗還伴隨著一些人身安全問題。
1.2 研究的目的和意義
目前市售的擦窗器，大多采用在伸縮桿的前端設置塑料泡沫擦頭而構成。其存在的問題是清潔效率低，操作不方便，特別是用于高層建筑玻璃窗的室外清潔時，不方便操作的問題尤為突出。為解決其擦窗器清潔效率低、不適合高層建筑玻璃窗的室外清潔問題，提供了一種“電動擦窗器”，其采用可展開成一定夾角的上、下支桿并配置裝配盤形清潔刷的電機，而構成一種便于在室內(nèi)操作對玻璃窗外面進行擦拭的電動擦窗器，并且使玻璃清潔的效率大大提高。 本設計產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動機傳動盤刷，利用其旋轉擦拭清洗門窗玻璃的電動玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設置有去污清潔劑壓射軟管、自來水導水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長的電動玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車輛、商場及公共場所不同面積不同高度的門窗玻璃清洗. 現(xiàn)行的門窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗.劉于高處的清洗面，或使用長桿雞毛革掃拂，或使用水管噴射，往往是灰塵飛揚、或濺水濕身，費時費力仍難以洗凈;至于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺、甚至探身窗外，則很不安全。
本設計產(chǎn)品的目的是要提供一種輕巧方便的單手就能操作的電動玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗;在水洗沽油污玻璃時，隨時可向清洗面控制注射去污清潔荊以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗戶外層玻璃.握手柄經(jīng)多節(jié)自由接長后，無須登高就可有效清洗高處玻璃。
結 論
光陰似箭，日月如梭，在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是家居門窗清洗器的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。
四年時光，說長不長說短不短，不知不覺中我們已經(jīng)共同經(jīng)歷了許多，我們手拉著手一同走過了快樂與悲傷，收貨了屬于我們的成長與堅強。也許在今后的日子里還有更多的困難等待著我們，但是我不會害怕，我會勇敢的迎接挑戰(zhàn)，我要用自己的努力搏一個美好的未來。最后我想說：畢業(yè)，是終點，亦是起點。
致 謝
直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類家居門窗清洗器的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。
參考文獻
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本科畢業(yè)設計（論文） 題 目 ： 家居門窗清洗器的設計 ________________________ 英文題目： of 學 院： ________________________ 專 業(yè)： ________________________ 姓 名： ________________________ 學 號： ________________________ 指導教師 ： ______________________ 2015年 11月 19日 要 本畢業(yè)設計的題目是家居門窗清洗器的設計，研究了一種電動水旋式擦家居門窗工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ,一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本家居門窗清洗器在擦家居門窗的過程中能把擦家居門窗時用的水回收后再使用 、并使擦后的家居門窗無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。 本次設計一個用來清洗家居門窗的機器。既可以減輕人們的生活負擔，提高生活水平；還能解決那些高空作業(yè)者的安全問題。我國生產(chǎn)的家居門窗清洗器結構簡陋，效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的家居門窗清洗器的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，家居門窗清洗器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的家居門窗清洗器 勢在必行！ 關鍵詞： 家居門窗清洗器 ；生活水平；結構；新型 of it to of of in of of to in as of at of of of of of of to 1 目 錄 摘要 .............................................................. I ........................................................ 引言 ............................................................ 1 題的來源 .................................................. 1 究的目的和意義 ............................................ 2 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................. 4 課題研究的主要內(nèi)容 ........................................ 5 2 家居門窗清洗器的總體設計 ......................................... 6 居門窗清洗器的總體方案圖 ................................... 8 居門窗清洗器的工作原理 ................................... 10 洗器相關部分的設計計算 ................................... 12 流電機的選型計算 ...................................... 13 輪傳動的設計計算 ...................................... 15 嘴的設計 ............................................. 16 3 各主要零部件強度的校核 .......................................... 17 水器強度的校核與計算 ...................................... 20 輪強度的校核計算 .......................................... 23 承強度的校核計算 .......................................... 24 4 設計總結 ....................................................... 24 結論 ............................................................. 25 2 致謝 ............................................................. 26 參考文獻 ......................................................... 27 3 1 緒論 題的來源 本畢業(yè)設計的題目是家居門框清洗器的設計，研究了一種電動水旋式擦家居門框工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本家居門框清洗器在擦家居門框的過程中能把擦家居門框時用的水回收后再使用、并使擦后的家居門框無水跡印，且潔凈明亮， 它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。 現(xiàn)在隨著生活水平的提高，不管是城市還是農(nóng)村，大家的居住環(huán)境都大大提高。農(nóng) 村大多蓋著兩層的小洋樓，城市大量高層的居住小區(qū)也不斷涌現(xiàn)。人們生活環(huán)境在不斷提高的同時，一些生活上的問題也暴露出來。門窗是房子的眼睛，現(xiàn)在人都喜歡給自己的房子選個漂亮的窗戶。獨特的架構、各種各樣的花式家居、玻璃裝扮著房子，可是這些門窗的清潔卻給人們帶來些不大不小的困擾。現(xiàn)在對于門窗的清洗大多是人工自己動手拿抹布擦洗，往往累人又臟人；而且碰到那些高層的住宅，那些暴露在外 的門窗的清洗還伴隨著一些人身安全問題。 究的目的和意義 目前市售的擦窗器，大多采用在伸縮桿的前端設置塑料泡沫擦頭而構成。其存在的問題是清潔效率低，操作不方便，特別是用于高層建筑玻璃窗的室外清潔時，不方便操作的問題尤為突出。為解決其擦窗器清潔效率低、不適合高層建筑玻璃窗的室外清潔問題，提供了一種“電動擦窗器”，其采用可展開成一定夾角的上、下支桿并配置裝配盤形清潔刷的電機，而構成一種便于在室內(nèi)操作對玻璃窗外面進行擦拭的電動擦窗器，并且使玻璃清潔的效率大大提高。 本設計產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動機傳動 盤刷，利用其旋轉擦拭清洗門窗玻璃的電動玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設置有去污清潔劑壓射軟管、自來水導 4 水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長的電動玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車輛、商場及公共場所不同面積不同高度的門窗玻璃清洗 . 現(xiàn)行的門窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗 使用長桿雞毛革掃拂，或使用水管噴射，往往是灰塵飛揚、或濺水濕身，費時費力仍難以洗凈 ;至于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺、甚至探身窗外，則很不安全。 本設計產(chǎn)品的目的是要提供一種輕巧方便的單手就 能操作的電動玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗 ;在水洗沽油污玻璃時，隨時可向清洗面控制注射去污清潔荊以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗戶外層玻璃 須登高就可有效清洗高處玻璃。 本次設計一個用來清洗家庭門窗的機器，既可以減輕人們的生活負擔，提高生活水平，還能解決那些高空作業(yè)者的安全問題。我國生產(chǎn)的家居門框清洗器結構簡陋，效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn) 的家居門框清洗器的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，家居門框清洗器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的家居門框清洗器已經(jīng)成為必然趨勢。 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 家居門框清洗器在國外幾乎是每個家庭的必備品。德國的 司將新開發(fā)的家居門框清洗器應用到該公司的子公司 過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術的發(fā)展，能源危機引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護意識的提高，在總結第一代家居門框清洗器的經(jīng)驗基礎上，開發(fā)出了性能更佳，清洗面積更大的家居門框清洗 器。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進行家居門框清洗器的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名家居門框清洗器的品牌中，都有家居門框清洗器的銷售， 5 全世界家居門框清洗器的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，家居門框清洗器的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此家居門框清洗器是當今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設備已經(jīng)成為主要趨勢。國外的家居門框清洗技術始于四十年代，到八十年代已經(jīng)發(fā)展成熟，八十年代中期，象瑞士的邁爾 以實現(xiàn)清洗頭自動 360度旋轉，八十年代中期后 的一、兩年，清洗技術發(fā)展到了鼎盛時期，相當多的家居門框清洗器相繼商品化。從而誕生了世界上一些著名的家居門框清洗器廠家，如瑞士 G 公司的 列機，法國 本 式會社的 列機，美國 展到現(xiàn)在，就家居門框清洗器的功能而言，已經(jīng)相當齊全，而且復合化，清洗的方式也多種多樣。 就我國而言，我國從上世紀九十年代就開始生產(chǎn)家居門框清洗器，于 1969年自行設計制造家居門框清洗器之后，為了適應裝修廠家 的需要， 1959年又制造了不同規(guī)格和功能的家居門框清洗器。 為了滿足建筑裝修行業(yè)的發(fā)展需要，我國于 1970年研制了大型家居門框清洗器。也曾設計制造多頭家居門框清洗器，并裝有自動高度調整裝置與旋轉裝置，經(jīng)過多年實踐摸索，于 80年代研制 家居門框清洗器，經(jīng)運轉實踐證明效果很好。近幾年又研制出 70 家居門框清洗器，其功能更加卓越 目前家居門框清洗器將逐漸被全自動家居門框清洗器所代替。家居門框清洗器是 1953年開始仿蘇家居門框清洗器而設計。 1954年開始自行設計生產(chǎn)了1958年又設計制造了大型 2200家居門框清洗器。 70年代已研制出了更多型號的家居門框清洗器的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復研制與實踐，相繼克服了舊系統(tǒng)不足，零件強度低以及結構上的某些缺點，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列家居門框清洗器有五個規(guī)格十四種類型，然而我國機械人業(yè)所需的家居門框清洗器全部依賴進口，這使得國產(chǎn)機械人配備家居門框清洗器后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)家居門框清洗器，其成本提高不大，說明家居門框清洗器的市場前景令人樂觀。 6 課題研究的主要內(nèi)容 本次設計主要針對家具門框清洗器進行設計，從家具門框清 洗器的整理方案出發(fā)，然后具體細化出具體內(nèi)部結構，其具體內(nèi)部結構主要包括以下幾個方面： （ 1）到圖書館里查閱大量相關知識的資料，搜集各類家具門框清洗器的原理及結構，挑選相關內(nèi)容記錄并學習。 （ 2）分析家具門框清洗器的結構與參數(shù) （ 3）確定設計總體方案 （ 4）確定具體設計方案（包括傳動機構的選擇，切割機構的設計，電機，軸承等的選型設計等等） （ 5）家具門框清洗器的三維圖的繪制、 件圖的繪制。 （ 6）說明書的整理 可行性： 首先本科期間學習過《機械設計》《機械原理》《工程材料》《控制工程基礎》《公差 與技術測量》《工程圖學》《機械制造工藝學》《工業(yè)機器人》等相關課程，對家具門框清洗器的一些基礎知識有一定的了解，其次通過本人對機械設計原理相關知識深入研究學習，并閱讀大量的文獻期刊以及實地的考察研究來完成本論文。 7 2 家居門窗清洗器的總體設計 居門窗清洗器的總體方案圖 此次設計的家居門窗清洗器，包括一個噴水器上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設電動機、外接桿的清洗頭 ;一 個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本玻璃清洗器在擦玻璃的過程中能把擦玻璃時用的水回收后再使用、并使擦后的玻璃無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。其具體方案結構圖如下圖所示： 8 居門窗清洗器的工作原理 該家居門窗清洗器在一個噴水器上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本玻璃清洗器在擦玻璃的過程中能把擦玻璃時用的水回收后再使用、并使擦后的玻璃無水 跡印，且潔凈明亮。操作的時候只需要人把把手拿到，就可以對門窗進行清洗了。 洗器相關部分的設計計算 流電機的選型計算 根據(jù)本清洗器的設計要求，此電動機裝在清洗頭中，主要用來驅動齒輪傳動帶動擦盤旋轉達到擦洗門窗的目的。所以其體積不應過大，質量必須得輕。已知整個清洗器中零件的重量與水的重量，我們?nèi)】傊亓繛?10機額定轉速為 1440r/m。即： 0 01010 ???? ??? 具體的電機設計計算如下 : N= ?＝ W) G－電機的負載 ? －傳動效率，取 以根據(jù) N＝ n＝ 1500r/ 0112查0112 輪傳動的設計計算 1初步計算 （ 1）材料選擇 9 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用 45#(調質），硬度24186均取為 280齒輪用 45鋼（調質），硬度 22986均取為 240選齒輪精度為 7級。 1?i '''1 o tc o t ???? a ''''''''2 54676706222290 ??? ???? 由文獻可知， 6'2222c o i n 12c o ss i 12m i n ???? ? oa 式中， ?1?? 取小齒輪齒數(shù) 301 ?z ， ??? 取大齒輪齒數(shù) 502 ?z 。 （ 3） 根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （ 4）齒輪分度圓的直徑 360301211 ???? 600501222 ???? （ 5）節(jié)距 10 ???????????????????????????? （ 6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻 [3]表 910? 可知， 齒頂高 12121* ???? aa 齒頂圓直徑 382062222co ''111 ??????? ??aa 610546767co ''222 ??????? ??aa 齒根高 ? ? ? ? ?????? af 齒輪基圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm ? ? ? ? 5 2 ????? Rm （ 7）齒寬 查表可知， ??? ? （ 8）節(jié)圓周速度 311 ?? ????? m/s。 11 嘴的設計 噴嘴是利用噴咀出流的高速射流，吸引并帶動另一種介質運動的裝置。高速射流叫做噴射流體，另一種介質叫輸送介質。噴 射流可以是水、空氣或蒸汽，輸送介質可以是氣體、液體或固體。在氣力輸送中，噴射流體一般是空氣，輸送介質為粉狀物料或與空氣的混合物。本專題研究中，空氣是噴射流體，灑料等 (固液兩相混合物 )為輸送介質。 截面止，長度為 進口段內(nèi)，壓力維持不變，噴射流體射流將要輸送的流體吸進來。斷面 – Ⅲ間長為 為混合段。斷面Ⅲ – Ⅲ至斷面Ⅳ – Ⅳ間長為 L 的一段，是擴流段。 擴流段是用來將流體流動的部分動壓轉換為靜壓的部件，擴流段的擴流角流角太小，則 擴流管段很長，摩擦阻力大。擴流角太大，則局部阻力損失增大。 根據(jù)經(jīng)驗，擴流角一般取 5在擴流角超過 14°后，在擴流段內(nèi)的流動已不能將全部斷面均勻充滿，因此，沿擴流段壁面將會形成更強的旋渦，出現(xiàn)回流區(qū)，使壓力恢復系數(shù)急劇降低。 3 各主要零部件強度的校核 水器強度的校核與計算 噴水器鋼材的重量在大型儲噴水器噴水器體的總重量中約占 35%到 50%。因此 ,確定噴水器厚度的噴水器強度計算 ,對于減少噴 水器的重量從而降低整個儲噴水器的鋼材消耗量、對于大型儲噴水器的經(jīng)濟合理性具有決定性的作用。國內(nèi)外儲噴水器設計規(guī)范提供的噴水器強度計算方法不盡相同 ,計算所得的噴水器板的厚度也有差別 ,因此有必要對各種規(guī)范提供的計算方法進行比較。外浮頂儲噴水器噴水器承受的儲液靜液壓如圖 1所示工程設計中噴水器厚度按靜液壓在噴水器中產(chǎn)生的最大 環(huán)向應力確定。由于實際的噴水器設計時噴水器板不可能采用厚度連續(xù)變化的鋼板 ,所以制造時均采用不同厚度的鋼組焊成噴水器。因此除儲噴水器直徑較小 ,噴水器厚度按剛性確定并設計成等壁厚外 ,通常情況下各 12 層噴水器板的厚度也是沿噴水器由上到下逐層增厚的。噴水器承受的儲液靜壓力每一層噴水器鋼板的厚度可根據(jù)噴水器板承受的最大應力計算得出。各層噴水器板承受的應力呈梯形分布 ,因此從理論上講其最大應力點應在每一層噴水器板的下端。但由于噴水器板采用的是有一定寬度的鋼板 ,在其寬度范圍內(nèi)厚度是不變的 ,因此各層噴水器板寬度范圍內(nèi)的應力分布是 不均勻的 ,其上段的應力較小。各層噴水器板下端因受到下層噴水器板的影響 ,使噴水器板中最大應力點的位置上移。因此 ,噴水器板厚度不是按每層噴水器板下端的應力決定 ,而是按噴水器板下端向上一定距離的最大應力點處的靜液壓計算得出的。至于最大應力點上移的位置 ,各國儲噴水器規(guī)范中均采用噴水器板下端向上約 300。此種噴水器厚度的計算方法稱為“定點法”。當儲噴水器直徑較小時 ,各層噴水器板的應力分布比較均勻 ,用定點法計算噴水器厚度的精度能夠滿足實際需要。但隨著儲噴水器直徑的增大 ,由計算得到的結果和應力實測數(shù)據(jù)表明 ,用“定點 法”計算出的噴水器厚度 ,往往造成噴水器板的下部應力較大 ,甚至超過了許用應力 ,這顯然是不安全的 ;而噴水器板的上部應力較小 ,又顯得比較保守。圖 2列出了三種不同直徑的儲噴水器噴水器環(huán)向應力分布曲線圖。噴水器中最大的環(huán)向應力點逐漸上移 ,底層噴水器中的最大應力點甚至已經(jīng)落到了第二層壁板上 ,而上部各層噴水器的應力偏低。對此 ,有些國家的規(guī)范對定點計算法做了修正 ,如計算底圈噴水器板時采用不同的焊縫系數(shù)等措施 ,這滿足了一些中型儲噴水器的要。但對于大直徑儲噴水器 ,由于其底層噴水器的最大應力點有可能落到第二層壁板上 ,即使有這些修 正措施仍然會有較大的誤差。因此如果能計出噴水器板中最大應力點的位置 ,再按此位置確定噴水器板的厚度將會得出比較精確合理的結果“變點法”就是基于這種概念進行計算的。美國《鋼制焊接儲噴水器》中給出了“變點法”進行噴水器厚度計算的方法 ,浮頂油噴水器噴水器強度計算設計條件 :公稱容積 :噴水器直徑 :360;噴水器高度 :439儲存液密度 :0185?蝕裕量 :1計儲液高度 :220水器材質 :650《鋼制焊接油噴水 器》變點法計算。 13 按我國規(guī)范定點法計算我國現(xiàn)行規(guī)范為 油化工立式圓筒形鋼制焊接儲噴水器設計規(guī)范》。噴水器設計厚度按下式計算 ,取其中較大值。經(jīng)過比較計算，該噴水器的強度滿足要求。 輪強度的校核計算 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強度 （ 1）接觸應力的計算 由文獻 [4]表 395? 可知，齒面接觸應力計算公式，即 22211 ???? ??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計 算載荷系數(shù) 電動機驅動，載荷平穩(wěn)，由文獻 [4]表 25? 可知，取 1?平均分度圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 ????? m/s 由文獻 [4] 圖 45? （ a）可知，按 7 4 0 0 0 1 ??zv m，得 K； 由文獻 [4] 圖 75? （ b）可知，按 ?輪懸臂布置，K ； 由文獻 [4]表 45? 可知， K； 14 ??????? A② 由文獻 [1]表 610? 可知，彈性系數(shù) Z ； ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) i ss i ???計算得， ? ? ??????????? 1） 接觸疲勞強度的許用應力 由文獻 [4] 表 285? 可知，許用接觸應力計算公式，即 m ? （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強度極限 6001H? 最小安全系數(shù) ③由文獻 [1， 10知，計算應力循環(huán)系數(shù) 811 ???????? 1] 圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù) 15 ④尺 寸系數(shù) 1?⑤工作硬化系數(shù)，按 0 13 ??? H B ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， ????? 3）由于 ? 安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強度 （ 1）齒根應力的計算 由文獻 [4]表 555? 可知，彎曲應力計算公式，即 ???? )??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由文獻 [1]表 510? 可知， ? ② 由文獻 [1]表 510? 可知， ? 計算得， ? ? 51 ????????????F? 2）彎曲強度的齒根許用應力 16 由文獻 [4]表 315? 可知，齒根許用應力計算公式，即 ?（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 彎曲疲勞極限 300F? 齒輪的應力修正系數(shù) 彎曲強度的最小 安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) 彎曲疲勞的尺寸系數(shù) Y 計算得， M P 3001 ??????（ 3） 由于 F? ? ? F? 安全。 17 承強度的校核計算 （ 1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為深溝球軸承 61902，由文獻 [2]表 得 862?N，1490?N， 83.0?e ， Y 。 （ 2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 222 ????? （ 對于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。 0?文獻 [2]表 得， ， 0 0 51 ?????? （ 按軸承 9310366 ????????? ???????????? ? （ 18 ?hL h= 年 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4 設計總結 本設計主要是基于國內(nèi)家居門窗清洗行業(yè)市場的發(fā)展，節(jié)水和環(huán)境保護以及成本控制的要求，設計的一種既滿足清洗速度快，效率高，成本低的要求，又能節(jié)水環(huán)保且設備投資較低的家居門窗清洗器，設計具有一定經(jīng)濟和好實用性。 本設計主要完成的工作包括以下幾個方面： 1、通過對清洗行業(yè)的現(xiàn)狀分析，找到設計出發(fā)點，確定設計的方向。 2、完成了家居門窗清洗器的結構設計、系統(tǒng)設計，同時進行創(chuàng)新設計。 3、充分考慮了清洗器的 可實現(xiàn)性，設計具有相當大的市場情景。 并通過三維軟件對各部分零件建模，在建模期間一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關系，然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用，尤其在二維圖紙上，我 們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選 19 好第一個草繪平面，這很關鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉，雖然他們的結果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應該選擇第二種方法為好了。通過本次設計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考 慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為 圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候對零件進行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射 一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設置該復合物的活動范圍，如先進的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設置。因為一旦設定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結構，并認為通過線圖 ，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結構的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程 中 20 零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉，雖然他們的結果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應該選擇第二個方法以及。 由于該零件的設計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應該包含以下 4個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結構和形狀表達清 楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標。 標題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊 [新建 ]圖標以顯示新的文件系統(tǒng)， 件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進入裝配工作模式，進行以后的設計工作。 21 結 論 光陰似箭，日月如梭，在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使 用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是家居門窗清洗器的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 四年時光，說長不長說短不短，不知不覺中我們已經(jīng)共同經(jīng)歷了許多，我們手拉著手一同走過了快樂與悲傷，收貨了屬于我們的成長與堅 強。也許在今后的日子里還有更多的困難等待著我們，但是我不會害怕，我會勇敢的迎接挑戰(zhàn)，我要用自己的努力搏一個美好的未來。最后我想說：畢業(yè)，是終點，亦是起點。 22 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也 給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類家居門窗清洗器的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的 知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。 23 參考 文獻 [1] 張煉 . 家居門窗清洗器的設計與研究 . 高等教育： 2000（ 21） . [2] 孫毅穎 . 家居行業(yè)前景分析與調查 .《職教論壇》 2002 年第 12 期 . [3] 趙新華 高等教育出版社： [4] 楊國來，李秀華，周文會，陳亮 . 圓錐形噴嘴內(nèi)部結構參數(shù)對射流流場的影 響 [J] 液壓與動 ,2009（ 5） :62[5] 徐欽民，劉淑芬，朱建明，李曉飛，周華 . 一種環(huán)保型電動噴霧器的設計[J] 天津理工學院學報， 2002、 [6] 劉耀林，張舜德，李華 J]輕工機械， 2008、 2. [7] 彭志標 . 一種家居門窗清洗器的設計及其噴嘴內(nèi)流場的數(shù)值模擬研究 [M] 武漢理工大學 ,2007. [8] 濮良貴 機械設計〔 M〕北京 :高等教育出版社， 2006： 22[9] 濮良貴 北京 :高 等教育出版社， 2001年 [10] 孫 恒，陳作模，葛文杰 M〕北京：高等教育出版社， 2006：30[11] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會 M〕北京：中國標準出版社， 2006： 221 本科畢業(yè)設計（論文） 題 目 ： 家居門窗清洗器的設計 ________________________ 英文題目： of 學 院： ________________________ 專 業(yè)： ________________________ 姓 名： ________________________ 學 號： ________________________ 指導教師 ： ______________________ 2015年 11月 19日 要 本畢業(yè)設計的題目是家居門窗清洗器的設計，研究了一種電動水旋式擦家居門窗工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ,一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本家居門窗清洗器在擦家居門窗的過程中能把擦家居門窗時用的水回收后再使用 、并使擦后的家居門窗無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。 本次設計一個用來清洗家居門窗的機器。既可以減輕人們的生活負擔，提高生活水平；還能解決那些高空作業(yè)者的安全問題。我國生產(chǎn)的家居門窗清洗器結構簡陋，效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的家居門窗清洗器的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，家居門窗清洗器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的家居門窗清洗器 勢在必行！ 關鍵詞： 家居門窗清洗器 ；生活水平；結構；新型 of it to of of in of of to in as of at of of of of of of to 1 目 錄 摘要 .............................................................. I ........................................................ 引言 ............................................................ 1 題的來源 .................................................. 1 究的目的和意義 ............................................ 2 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................. 4 課題研究的主要內(nèi)容 ........................................ 5 2 家居門窗清洗器的總體設計 ......................................... 6 居門窗清洗器的總體方案圖 ................................... 8 居門窗清洗器的工作原理 ................................... 10 洗器相關部分的設計計算 ................................... 12 流電機的選型計算 ...................................... 13 輪傳動的設計計算 ...................................... 15 嘴的設計 ............................................. 16 3 各主要零部件強度的校核 .......................................... 17 水器強度的校核與計算 ...................................... 20 輪強度的校核計算 .......................................... 23 承強度的校核計算 .......................................... 24 4 設計總結 ....................................................... 24 結論 ............................................................. 25 2 致謝 ............................................................. 26 參考文獻 ......................................................... 27 3 1 緒論 題的來源 本畢業(yè)設計的題目是家居門框清洗器的設計，研究了一種電動水旋式擦家居門框工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本家居門框清洗器在擦家居門框的過程中能把擦家居門框時用的水回收后再使用、并使擦后的家居門框無水跡印，且潔凈明亮， 它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。 現(xiàn)在隨著生活水平的提高，不管是城市還是農(nóng)村，大家的居住環(huán)境都大大提高。農(nóng) 村大多蓋著兩層的小洋樓，城市大量高層的居住小區(qū)也不斷涌現(xiàn)。人們生活環(huán)境在不斷提高的同時，一些生活上的問題也暴露出來。門窗是房子的眼睛，現(xiàn)在人都喜歡給自己的房子選個漂亮的窗戶。獨特的架構、各種各樣的花式家居、玻璃裝扮著房子，可是這些門窗的清潔卻給人們帶來些不大不小的困擾?，F(xiàn)在對于門窗的清洗大多是人工自己動手拿抹布擦洗，往往累人又臟人；而且碰到那些高層的住宅，那些暴露在外 的門窗的清洗還伴隨著一些人身安全問題。 究的目的和意義 目前市售的擦窗器，大多采用在伸縮桿的前端設置塑料泡沫擦頭而構成。其存在的問題是清潔效率低，操作不方便，特別是用于高層建筑玻璃窗的室外清潔時，不方便操作的問題尤為突出。為解決其擦窗器清潔效率低、不適合高層建筑玻璃窗的室外清潔問題，提供了一種“電動擦窗器”，其采用可展開成一定夾角的上、下支桿并配置裝配盤形清潔刷的電機，而構成一種便于在室內(nèi)操作對玻璃窗外面進行擦拭的電動擦窗器，并且使玻璃清潔的效率大大提高。 本設計產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動機傳動 盤刷，利用其旋轉擦拭清洗門窗玻璃的電動玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設置有去污清潔劑壓射軟管、自來水導 4 水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長的電動玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車輛、商場及公共場所不同面積不同高度的門窗玻璃清洗 . 現(xiàn)行的門窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗 使用長桿雞毛革掃拂，或使用水管噴射，往往是灰塵飛揚、或濺水濕身，費時費力仍難以洗凈 ;至于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺、甚至探身窗外，則很不安全。 本設計產(chǎn)品的目的是要提供一種輕巧方便的單手就 能操作的電動玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗 ;在水洗沽油污玻璃時，隨時可向清洗面控制注射去污清潔荊以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗戶外層玻璃 須登高就可有效清洗高處玻璃。 本次設計一個用來清洗家庭門窗的機器，既可以減輕人們的生活負擔，提高生活水平，還能解決那些高空作業(yè)者的安全問題。我國生產(chǎn)的家居門框清洗器結構簡陋，效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn) 的家居門框清洗器的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，家居門框清洗器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的家居門框清洗器已經(jīng)成為必然趨勢。 內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 家居門框清洗器在國外幾乎是每個家庭的必備品。德國的 司將新開發(fā)的家居門框清洗器應用到該公司的子公司 過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術的發(fā)展，能源危機引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護意識的提高，在總結第一代家居門框清洗器的經(jīng)驗基礎上，開發(fā)出了性能更佳，清洗面積更大的家居門框清洗 器。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進行家居門框清洗器的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名家居門框清洗器的品牌中，都有家居門框清洗器的銷售， 5 全世界家居門框清洗器的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，家居門框清洗器的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此家居門框清洗器是當今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設備已經(jīng)成為主要趨勢。國外的家居門框清洗技術始于四十年代，到八十年代已經(jīng)發(fā)展成熟，八十年代中期，象瑞士的邁爾 以實現(xiàn)清洗頭自動 360度旋轉，八十年代中期后 的一、兩年，清洗技術發(fā)展到了鼎盛時期，相當多的家居門框清洗器相繼商品化。從而誕生了世界上一些著名的家居門框清洗器廠家，如瑞士 G 公司的 列機，法國 本 式會社的 列機，美國 展到現(xiàn)在，就家居門框清洗器的功能而言，已經(jīng)相當齊全，而且復合化，清洗的方式也多種多樣。 就我國而言，我國從上世紀九十年代就開始生產(chǎn)家居門框清洗器，于 1969年自行設計制造家居門框清洗器之后，為了適應裝修廠家 的需要， 1959年又制造了不同規(guī)格和功能的家居門框清洗器。 為了滿足建筑裝修行業(yè)的發(fā)展需要，我國于 1970年研制了大型家居門框清洗器。也曾設計制造多頭家居門框清洗器，并裝有自動高度調整裝置與旋轉裝置，經(jīng)過多年實踐摸索，于 80年代研制 家居門框清洗器，經(jīng)運轉實踐證明效果很好。近幾年又研制出 70 家居門框清洗器，其功能更加卓越 目前家居門框清洗器將逐漸被全自動家居門框清洗器所代替。家居門框清洗器是 1953年開始仿蘇家居門框清洗器而設計。 1954年開始自行設計生產(chǎn)了1958年又設計制造了大型 2200家居門框清洗器。 70年代已研制出了更多型號的家居門框清洗器的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復研制與實踐，相繼克服了舊系統(tǒng)不足，零件強度低以及結構上的某些缺點，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列家居門框清洗器有五個規(guī)格十四種類型，然而我國機械人業(yè)所需的家居門框清洗器全部依賴進口，這使得國產(chǎn)機械人配備家居門框清洗器后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)家居門框清洗器，其成本提高不大，說明家居門框清洗器的市場前景令人樂觀。 6 課題研究的主要內(nèi)容 本次設計主要針對家具門框清洗器進行設計，從家具門框清 洗器的整理方案出發(fā)，然后具體細化出具體內(nèi)部結構，其具體內(nèi)部結構主要包括以下幾個方面： （ 1）到圖書館里查閱大量相關知識的資料，搜集各類家具門框清洗器的原理及結構，挑選相關內(nèi)容記錄并學習。 （ 2）分析家具門框清洗器的結構與參數(shù) （ 3）確定設計總體方案 （ 4）確定具體設計方案（包括傳動機構的選擇，切割機構的設計，電機，軸承等的選型設計等等） （ 5）家具門框清洗器的三維圖的繪制、 件圖的繪制。 （ 6）說明書的整理 可行性： 首先本科期間學習過《機械設計》《機械原理》《工程材料》《控制工程基礎》《公差 與技術測量》《工程圖學》《機械制造工藝學》《工業(yè)機器人》等相關課程，對家具門框清洗器的一些基礎知識有一定的了解，其次通過本人對機械設計原理相關知識深入研究學習，并閱讀大量的文獻期刊以及實地的考察研究來完成本論文。 7 2 家居門窗清洗器的總體設計 居門窗清洗器的總體方案圖 此次設計的家居門窗清洗器，包括一個噴水器上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設電動機、外接桿的清洗頭 ;一 個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本玻璃清洗器在擦玻璃的過程中能把擦玻璃時用的水回收后再使用、并使擦后的玻璃無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。其具體方案結構圖如下圖所示： 8 居門窗清洗器的工作原理 該家居門窗清洗器在一個噴水器上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本玻璃清洗器在擦玻璃的過程中能把擦玻璃時用的水回收后再使用、并使擦后的玻璃無水 跡印，且潔凈明亮。操作的時候只需要人把把手拿到，就可以對門窗進行清洗了。 洗器相關部分的設計計算 流電機的選型計算 根據(jù)本清洗器的設計要求，此電動機裝在清洗頭中，主要用來驅動齒輪傳動帶動擦盤旋轉達到擦洗門窗的目的。所以其體積不應過大，質量必須得輕。已知整個清洗器中零件的重量與水的重量，我們?nèi)】傊亓繛?10機額定轉速為 1440r/m。即： 0 01010 ???? ??? 具體的電機設計計算如下 : N= ?＝ W) G－電機的負載 ? －傳動效率，取 以根據(jù) N＝ n＝ 1500r/ 0112查0112 輪傳動的設計計算 1初步計算 （ 1）材料選擇 9 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用 45#(調質），硬度24186均取為 280齒輪用 45鋼（調質），硬度 22986均取為 240選齒輪精度為 7級。 1?i '''1 o tc o t ???? a ''''''''2 54676706222290 ??? ???? 由文獻可知， 6'2222c o i n 12c o ss i 12m i n ???? ? oa 式中， ?1?? 取小齒輪齒數(shù) 301 ?z ， ??? 取大齒輪齒數(shù) 502 ?z 。 （ 3） 根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （ 4）齒輪分度圓的直徑 360301211 ???? 600501222 ???? （ 5）節(jié)距 10 ???????????????????????????? （ 6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻 [3]表 910? 可知， 齒頂高 12121* ???? aa 齒頂圓直徑 382062222co ''111 ??????? ??aa 610546767co ''222 ??????? ??aa 齒根高 ? ? ? ? ?????? af 齒輪基圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm ? ? ? ? 5 2 ????? Rm （ 7）齒寬 查表可知， ??? ? （ 8）節(jié)圓周速度 311 ?? ????? m/s。 11 嘴的設計 噴嘴是利用噴咀出流的高速射流，吸引并帶動另一種介質運動的裝置。高速射流叫做噴射流體，另一種介質叫輸送介質。噴 射流可以是水、空氣或蒸汽，輸送介質可以是氣體、液體或固體。在氣力輸送中，噴射流體一般是空氣，輸送介質為粉狀物料或與空氣的混合物。本專題研究中，空氣是噴射流體，灑料等 (固液兩相混合物 )為輸送介質。 截面止，長度為 進口段內(nèi)，壓力維持不變，噴射流體射流將要輸送的流體吸進來。斷面 – Ⅲ間長為 為混合段。斷面Ⅲ – Ⅲ至斷面Ⅳ – Ⅳ間長為 L 的一段，是擴流段。 擴流段是用來將流體流動的部分動壓轉換為靜壓的部件，擴流段的擴流角流角太小，則 擴流管段很長，摩擦阻力大。擴流角太大，則局部阻力損失增大。 根據(jù)經(jīng)驗，擴流角一般取 5在擴流角超過 14°后，在擴流段內(nèi)的流動已不能將全部斷面均勻充滿，因此，沿擴流段壁面將會形成更強的旋渦，出現(xiàn)回流區(qū)，使壓力恢復系數(shù)急劇降低。 3 各主要零部件強度的校核 水器強度的校核與計算 噴水器鋼材的重量在大型儲噴水器噴水器體的總重量中約占 35%到 50%。因此 ,確定噴水器厚度的噴水器強度計算 ,對于減少噴 水器的重量從而降低整個儲噴水器的鋼材消耗量、對于大型儲噴水器的經(jīng)濟合理性具有決定性的作用。國內(nèi)外儲噴水器設計規(guī)范提供的噴水器強度計算方法不盡相同 ,計算所得的噴水器板的厚度也有差別 ,因此有必要對各種規(guī)范提供的計算方法進行比較。外浮頂儲噴水器噴水器承受的儲液靜液壓如圖 1所示工程設計中噴水器厚度按靜液壓在噴水器中產(chǎn)生的最大 環(huán)向應力確定。由于實際的噴水器設計時噴水器板不可能采用厚度連續(xù)變化的鋼板 ,所以制造時均采用不同厚度的鋼組焊成噴水器。因此除儲噴水器直徑較小 ,噴水器厚度按剛性確定并設計成等壁厚外 ,通常情況下各 12 層噴水器板的厚度也是沿噴水器由上到下逐層增厚的。噴水器承受的儲液靜壓力每一層噴水器鋼板的厚度可根據(jù)噴水器板承受的最大應力計算得出。各層噴水器板承受的應力呈梯形分布 ,因此從理論上講其最大應力點應在每一層噴水器板的下端。但由于噴水器板采用的是有一定寬度的鋼板 ,在其寬度范圍內(nèi)厚度是不變的 ,因此各層噴水器板寬度范圍內(nèi)的應力分布是 不均勻的 ,其上段的應力較小。各層噴水器板下端因受到下層噴水器板的影響 ,使噴水器板中最大應力點的位置上移。因此 ,噴水器板厚度不是按每層噴水器板下端的應力決定 ,而是按噴水器板下端向上一定距離的最大應力點處的靜液壓計算得出的。至于最大應力點上移的位置 ,各國儲噴水器規(guī)范中均采用噴水器板下端向上約 300。此種噴水器厚度的計算方法稱為“定點法”。當儲噴水器直徑較小時 ,各層噴水器板的應力分布比較均勻 ,用定點法計算噴水器厚度的精度能夠滿足實際需要。但隨著儲噴水器直徑的增大 ,由計算得到的結果和應力實測數(shù)據(jù)表明 ,用“定點 法”計算出的噴水器厚度 ,往往造成噴水器板的下部應力較大 ,甚至超過了許用應力 ,這顯然是不安全的 ;而噴水器板的上部應力較小 ,又顯得比較保守。圖 2列出了三種不同直徑的儲噴水器噴水器環(huán)向應力分布曲線圖。噴水器中最大的環(huán)向應力點逐漸上移 ,底層噴水器中的最大應力點甚至已經(jīng)落到了第二層壁板上 ,而上部各層噴水器的應力偏低。對此 ,有些國家的規(guī)范對定點計算法做了修正 ,如計算底圈噴水器板時采用不同的焊縫系數(shù)等措施 ,這滿足了一些中型儲噴水器的要。但對于大直徑儲噴水器 ,由于其底層噴水器的最大應力點有可能落到第二層壁板上 ,即使有這些修 正措施仍然會有較大的誤差。因此如果能計出噴水器板中最大應力點的位置 ,再按此位置確定噴水器板的厚度將會得出比較精確合理的結果“變點法”就是基于這種概念進行計算的。美國《鋼制焊接儲噴水器》中給出了“變點法”進行噴水器厚度計算的方法 ,浮頂油噴水器噴水器強度計算設計條件 :公稱容積 :噴水器直徑 :360;噴水器高度 :439儲存液密度 :0185?蝕裕量 :1計儲液高度 :220水器材質 :650《鋼制焊接油噴水 器》變點法計算。 13 按我國規(guī)范定點法計算我國現(xiàn)行規(guī)范為 油化工立式圓筒形鋼制焊接儲噴水器設計規(guī)范》。噴水器設計厚度按下式計算 ,取其中較大值。經(jīng)過比較計算，該噴水器的強度滿足要求。 輪強度的校核計算 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強度 （ 1）接觸應力的計算 由文獻 [4]表 395? 可知，齒面接觸應力計算公式，即 22211 ???? ??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計 算載荷系數(shù) 電動機驅動，載荷平穩(wěn)，由文獻 [4]表 25? 可知，取 1?平均分度圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 ????? m/s 由文獻 [4] 圖 45? （ a）可知，按 7 4 0 0 0 1 ??zv m，得 K； 由文獻 [4] 圖 75? （ b）可知，按 ?輪懸臂布置，K ； 由文獻 [4]表 45? 可知， K； 14 ??????? A② 由文獻 [1]表 610? 可知，彈性系數(shù) Z ； ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) i ss i ???計算得， ? ? ??????????? 1） 接觸疲勞強度的許用應力 由文獻 [4] 表 285? 可知，許用接觸應力計算公式，即 m ? （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強度極限 6001H? 最小安全系數(shù) ③由文獻 [1， 10知，計算應力循環(huán)系數(shù) 811 ???????? 1] 圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù) 15 ④尺 寸系數(shù) 1?⑤工作硬化系數(shù)，按 0 13 ??? H B ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， ????? 3）由于 ? 安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強度 （ 1）齒根應力的計算 由文獻 [4]表 555? 可知，彎曲應力計算公式，即 ???? )??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由文獻 [1]表 510? 可知， ? ② 由文獻 [1]表 510? 可知， ? 計算得， ? ? 51 ????????????F? 2）彎曲強度的齒根許用應力 16 由文獻 [4]表 315? 可知，齒根許用應力計算公式，即 ?（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 彎曲疲勞極限 300F? 齒輪的應力修正系數(shù) 彎曲強度的最小 安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) 彎曲疲勞的尺寸系數(shù) Y 計算得， M P 3001 ??????（ 3） 由于 F? ? ? F? 安全。 17 承強度的校核計算 （ 1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為深溝球軸承 61902，由文獻 [2]表 得 862?N，1490?N， 83.0?e ， Y 。 （ 2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 222 ????? （ 對于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。 0?文獻 [2]表 得， ， 0 0 51 ?????? （ 按軸承 9310366 ????????? ???????????? ? （ 18 ?hL h= 年 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4 設計總結 本設計主要是基于國內(nèi)家居門窗清洗行業(yè)市場的發(fā)展，節(jié)水和環(huán)境保護以及成本控制的要求，設計的一種既滿足清洗速度快，效率高，成本低的要求，又能節(jié)水環(huán)保且設備投資較低的家居門窗清洗器，設計具有一定經(jīng)濟和好實用性。 本設計主要完成的工作包括以下幾個方面： 1、通過對清洗行業(yè)的現(xiàn)狀分析，找到設計出發(fā)點，確定設計的方向。 2、完成了家居門窗清洗器的結構設計、系統(tǒng)設計，同時進行創(chuàng)新設計。 3、充分考慮了清洗器的 可實現(xiàn)性，設計具有相當大的市場情景。 并通過三維軟件對各部分零件建模，在建模期間一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關系，然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用，尤其在二維圖紙上，我 們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選 19 好第一個草繪平面，這很關鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉，雖然他們的結果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應該選擇第二種方法為好了。通過本次設計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考 慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為 圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候對零件進行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射 一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設置該復合物的活動范圍，如先進的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個范圍內(nèi)不影響母配體，不能設置。因為一旦設定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結構，并認為通過線圖 ，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結構的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應用程序，可理解性和實體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現(xiàn)。在選秀過程 中 20 零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉，雖然他們的結果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應該選擇第二個方法以及。 由于該零件的設計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應該包含以下 4個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結構和形狀表達清 楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標。 標題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊 [新建 ]圖標以顯示新的文件系統(tǒng)， 件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進入裝配工作模式，進行以后的設計工作。 21 結 論 光陰似箭，日月如梭，在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使 用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是家居門窗清洗器的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 四年時光，說長不長說短不短，不知不覺中我們已經(jīng)共同經(jīng)歷了許多，我們手拉著手一同走過了快樂與悲傷，收貨了屬于我們的成長與堅 強。也許在今后的日子里還有更多的困難等待著我們，但是我不會害怕，我會勇敢的迎接挑戰(zhàn)，我要用自己的努力搏一個美好的未來。最后我想說：畢業(yè)，是終點，亦是起點。 22 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也 給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類家居門窗清洗器的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的 知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。 23 參考 文獻 [1] 張煉 . 家居門窗清洗器的設計與研究 . 高等教育： 2000（ 21） . [2] 孫毅穎 . 家居行業(yè)前景分析與調查 .《職教論壇》 2002 年第 12 期 . [3] 趙新華 高等教育出版社： [4] 楊國來，李秀華，周文會，陳亮 . 圓錐形噴嘴內(nèi)部結構參數(shù)對射流流場的影 響 [J] 液壓與動 ,2009（ 5） :62[5] 徐欽民，劉淑芬，朱建明，李曉飛，周華 . 一種環(huán)保型電動噴霧器的設計[J] 天津理工學院學報， 2002、 [6] 劉耀林，張舜德，李華 J]輕工機械， 2008、 2. [7] 彭志標 . 一種家居門窗清洗器的設計及其噴嘴內(nèi)流場的數(shù)值模擬研究 [M] 武漢理工大學 ,2007. [8] 濮良貴 機械設計〔 M〕北京 :高等教育出版社， 2006： 22[9] 濮良貴 北京 :高 等教育出版社， 2001年 [10] 孫 恒，陳作模，葛文杰 M〕北京：高等教育出版社， 2006：30[11] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會 M〕北京：中國標準出版社， 2006： 221