道路垃圾清掃機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含參考三維圖及14張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期檢查表+外文翻譯+33頁加正文1.28萬字】-jxsj05

道路垃圾清掃機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含參考三維圖及14張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期檢查表+外文翻譯+33頁加正文1.28萬字】

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道路垃圾清掃機(jī)設(shè)計(jì)【3D】.doc

目    錄

摘要……………………………………………………………………………………1

關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………1

1  前言……………………………………………………………………………………1

1.1  垃圾清掃現(xiàn)狀分析………………………………………………………………1

1.2  國內(nèi)外垃圾清掃機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………………2

1.3  國內(nèi)清掃機(jī)發(fā)展趨勢……………………………………………………………2

2垃圾清掃總成設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………2

2.1  設(shè)計(jì)思想…………………………………………………………………………2

2.2  總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………3

2.3  各主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算…………………………………………………3

2.3.1  垃圾清掃設(shè)計(jì)……………………………………………………………4

2.3.2  垃圾輸送收集裝置設(shè)計(jì)…………………………………………………4

2.3.3  推動清掃機(jī)所需功率計(jì)算………………………………………………6

2.3.4  清掃機(jī)掃輥速度驗(yàn)算……………………………………………………6

2.3.5  行走設(shè)計(jì)…………………………………………………………………6

2.3.6  垃圾清掃機(jī)的動力匹配…………………………………………………7

3  操作系統(tǒng)的確定及設(shè)計(jì)算………………………………………………………………7

3.1  傳動方案的確定…………………………………………………………………7

3.2  設(shè)定各級傳動比和主要參數(shù)……………………………………………………8

3.2.1  傳動比確定………………………………………………………………8

3.2.2  各軸轉(zhuǎn)速確定……………………………………………………………8

3.2.3  各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算……………………………………………………………9

3.2.4  各軸功率計(jì)算……………………………………………………………9

3.3  主要工作零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………9

3.3.1  第一級傳動帶輪設(shè)計(jì)……………………………………………………9

3.3.2  第二級傳動帶輪設(shè)計(jì)…………………………………………………11

3.3.3  第三級傳動鏈傳動設(shè)計(jì)………………………………………………12

3.3.4  齒輪傳動（驅(qū)動輸送帶）的設(shè)計(jì)………………………………………13

4  主要受力零件的強(qiáng)度或壽命校核計(jì)算………………………………………………16

4.1  軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核……………………………………………………………16

4.1.1  第一級從動軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核………………………………………16

4.1.2  第二級從動軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核………………………………………19

4.2  軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核………………………………………………………23

4.2.1  第一級從動軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核………………………………23

4.2.2  第二級從動軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核………………………………23

4.2.3  第三級從動軸軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核……………………………24

4.3  鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核……………………………………………………………25

4.3.1  第一級從動軸上聯(lián)接鍵的校核………………………………………25

4.3.2  第二級從動軸上聯(lián)接鍵的校核………………………………………25

4.3.3  第三級從動軸上聯(lián)接鍵的校核………………………………………26

4.3.4  上滾輪軸聯(lián)接鍵的校核………………………………………………26

5  結(jié)論……………………………………………………………………………………26

5.1  主要優(yōu)點(diǎn)…………………………………………………………………………26

5.2  主要缺點(diǎn)…………………………………………………………………………26

5.3  有待改進(jìn)的地方…………………………………………………………………27

5.4  維護(hù)和保養(yǎng)………………………………………………………………………27

6  設(shè)計(jì)心得………………………………………………………………………………28

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………29

致謝…………………………………………………………………………………………30

道路垃圾清掃機(jī)的設(shè)計(jì)

 摘  要：本文敘述了道路清掃機(jī)械化的現(xiàn)狀，以及未來的發(fā)展趨勢。該清掃機(jī)以電動機(jī)為動力源，通過帶傳動、鏈傳動以及齒輪傳動帶動清掃輥和傳送帶工作。該清掃機(jī)主要用于平坦道路的垃圾清掃，提高了清掃效率，降低了清潔工人的勞動強(qiáng)度。該清掃機(jī)成本低，使用性能好，壽命長，非常適合清潔工人使用。

關(guān)鍵詞：清掃機(jī)；傳動；設(shè)計(jì)計(jì)算

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 道路垃圾清掃機(jī)設(shè)計(jì) 生姓名 ： 學(xué) 號： 年級專業(yè)及班級： 指導(dǎo)老師及職稱： 學(xué) 部： 理工學(xué)部 湖南·長沙 提交日期： 2012 年 5 月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已 經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘要 ………… …… ………………… … ………… ………………………………… …1 關(guān)鍵詞…………………………………………… …………………………………… 1 1 前言……………………………………………… …………………………………… 2 垃圾清掃 現(xiàn)狀分析……………………………………………………………… 2 國內(nèi)外垃圾清掃機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀……………………………………………… 2 國內(nèi)清掃機(jī)發(fā)展趨勢…………………………………………………………… 2 2 垃圾清掃總成設(shè)計(jì)計(jì)算………………………… ………………………………… 2 設(shè)計(jì)思想 ………………………………………………………………………… 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………… ……………………………………………… 3 各主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算………………………………………………… 4 垃圾清掃設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 7 垃圾輸送收集裝置設(shè)計(jì)………………………………………………… 4 推動清掃機(jī)所需功率計(jì)算……………………………………………… 6 清掃機(jī)掃輥速度驗(yàn)算………………………………… ………………… 6 行走設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 7 垃圾清掃機(jī)的動力匹配………………………………………………… 7 3 操作系統(tǒng)的確定及設(shè)計(jì)算 ……… …………… ………………………………………… 7 傳動方案的確定 ………………………………………………………………… 8 設(shè)定各級傳動比和主要參數(shù)…………………………………………………… 9 傳動比確定……………………………………………………………… 9 各軸轉(zhuǎn)速確定…………………………………………………………… 9 各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算 …………………………………………………………… 9 各軸功率計(jì)算…………………………………………………………… 10 主要工作零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………10 第一級 傳動帶輪設(shè)計(jì)…………………………………………………… 10 第二級傳動帶輪設(shè)計(jì) ………………………………………………… 11 第三級傳動鏈傳動設(shè)計(jì) ……………………………………………… 13 齒輪傳動（驅(qū)動輸送帶）的設(shè)計(jì)……………………………………… 14 4 主要受力零件的強(qiáng)度或壽命校核計(jì)算 ……………………………………………… 17 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核…………… ……………………………………………… 17 第一級從動軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 ……………………………………… 17 第二級從動軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 ……………………………………… 20 軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核……………………………………………………… 24 第一級從動軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核 ……………………………… 24 第二級從動軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核 ………… …………………… 25 第三級從動軸軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核 …………………………… 26 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核…………………………………………………………… 27 第一級從動軸上聯(lián)接鍵的校核 ……………………………………… 27 第二級從動軸上聯(lián)接鍵的校核 ……………………………………… 27 第三級從動軸上聯(lián)接鍵的校核 ……………………………………… 28 上滾輪軸聯(lián)接鍵的校核 ……………………………………………… 28 5 結(jié)論 …………………………………………………… ……………………………… 28 主要優(yōu)點(diǎn)………………………………………………………………………… 28 主要缺點(diǎn)………………………………………………………………………… 28 有待改進(jìn)的地方………………………………………………………………… 29 維護(hù)和保養(yǎng)……………………………………………………………………… 29 6 設(shè)計(jì)心得 …………………………………………………… ………………………… 29 參考文獻(xiàn) …………………………………………………… ……………………………… 30 致謝 …………………………………………………… …………………………………… 30 1 道路 垃圾清掃機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 ： 本文敘述了道路清掃機(jī)械化的現(xiàn)狀，以及未來的發(fā)展趨勢。該清掃機(jī)以電動機(jī)為動力源，通過帶傳動、鏈傳動以及齒輪傳動帶動清掃輥和 傳送帶工作。該清掃機(jī)主要用于平坦道路的垃圾清掃，提高了清掃效率，降低了清潔工人的勞動強(qiáng)度。該清掃機(jī)成本低，使用性能好，壽命長，非常適合清潔工人使用。 關(guān)鍵詞： 清掃機(jī)；傳動；設(shè)計(jì)計(jì)算 of in as to is in it of of is 2 1 前言 垃圾清掃現(xiàn)狀分析 隨著經(jīng)濟(jì)社會的迅速發(fā)展，城市、工廠生產(chǎn)、公共交通、市政建設(shè)、園林綠化、環(huán)境衛(wèi)生等行業(yè)的工作任務(wù)越來越重，人們對生活環(huán)境要求的不斷提高。然而環(huán)衛(wèi)行業(yè)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展形勢存在很大差距，道路清掃設(shè)備落后的問題較為突出。這就要求養(yǎng)護(hù)手段要不斷改進(jìn)，就路面清掃而言，亟需由以往原始笨拙的低效率的人工清掃改為現(xiàn)代靈活高效率的機(jī)械清掃 [1]。 因此，很有必要?jiǎng)?chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)清掃機(jī)械化，以減輕清掃工人的勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，不斷提高道 路清掃質(zhì)量和環(huán)境衛(wèi)生水平，本課題的研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 國內(nèi)外垃圾清掃機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀 目前，我國的國產(chǎn)掃路車在品種規(guī)格上、使用性能上已能基本滿足國內(nèi)各種需求。產(chǎn)品規(guī)格從 2t 到 8t，有將近 8 個(gè)規(guī)格 [2]， 清掃車的作業(yè)方式主要為濕式吸掃結(jié)合 ,動力為主、副雙發(fā)動機(jī)形式 ,掃刷布置形式為前置和中置兩種 ,吸嘴形式有中置長吸嘴、后置短吸嘴和側(cè)置小吸嘴三種形式 ,風(fēng)機(jī)形式有通用和專用風(fēng)機(jī)兩種形式。國產(chǎn)產(chǎn)品存在外形單調(diào)、功能單一、操作不方便、清掃效率低等問題。國外清掃車由于有幾十年的發(fā)展史 ,加之基礎(chǔ)零部件可 靠性高 ,因此都有一個(gè)共同的特點(diǎn) ,可靠性相對國內(nèi)產(chǎn)品要高；而且早已廣泛應(yīng)用了先進(jìn)的電子技術(shù)，有些還應(yīng)用了有線和無線遙控。 國內(nèi)清掃機(jī)發(fā)展趨勢 隨著許多新興的中小城市正在崛起 , 城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大 , 路面清潔養(yǎng)護(hù)已經(jīng)越來越重要，清掃機(jī)發(fā)展前景會越來越好。在功能多樣性方面，由單一功能向多功能方向發(fā)展；在傳動系統(tǒng)方面，由機(jī)械傳動向全液壓傳動的方向發(fā)展；在除塵方面，由干式除塵方式向濕式除塵方式發(fā)展 [3]；在清掃方式上，由純吸式、純掃式向吸掃復(fù)合式方向發(fā)展；在重量和體積方面，由體積大、自重大的清掃機(jī)向體積小和 輕便式，綜合利用價(jià)值高的方向發(fā)展 [4]。 2. 垃圾清掃機(jī)總成設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)思想 本垃圾清掃機(jī)由清掃部分，傳送部分，行走部分和箱體、箱架等結(jié)構(gòu)組成，其特征在于清掃部分由橫置帶有清掃刷苗的清掃滾筒構(gòu)成；清掃機(jī)將街道上的垃圾通過清掃滾筒清掃并拋擲到傳送部分中的傳送帶上，傳送帶通過齒輪變向?qū)崿F(xiàn)與清掃機(jī)行走方向成反向旋轉(zhuǎn)，然后垃圾在傳送帶的末端由于重力的作用掉入垃圾桶中；走部分由兩個(gè)定向前輪和兩個(gè)萬向后輪實(shí)現(xiàn)，既方便又經(jīng)濟(jì)；箱體、箱架主要由角鋼焊接而成， 3 部分零件用螺栓連接，垃圾箱用塑料制成 [5]。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新特點(diǎn)首先是利用電動機(jī)作為動力來源，清潔環(huán)保，操作方便；其次是清掃滾筒用鏈傳動，鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，能在潮濕和油膩的環(huán)境中工作；最后，利用臥式滾刷對路面起清掃及垃圾拋起的雙重作用。以上小小的創(chuàng)新能夠降低清潔員的勞動強(qiáng)度，提高工作效率的目的。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)分為以下幾個(gè)部分： （ 1）垃圾清掃總成：有清掃滾筒、清掃刷苗、清掃滾筒鏈輪。 清掃輥通過軸承座固定在機(jī)架中間，軸承座主要通過六角螺栓固定在機(jī)架底盤上，清掃刷苗是通過 定位銷來實(shí)現(xiàn)軸向固定。 （ 2）垃圾輸送收集裝置：由上料板、垃圾輸送帶、上滾輪總成、下滾輪總成、變向軸以及垃圾桶等部件組成。具有結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)質(zhì)量好、價(jià)格低廉、拆裝轉(zhuǎn)移方便、操作輕巧省力等特點(diǎn)。 （ 3）行走機(jī)構(gòu)：有四個(gè)萬向輪組成 ,前兩個(gè)不可變向，后兩個(gè)可改變方向。 （ 4）操作系統(tǒng)：手推式扶手，控制電機(jī)開關(guān)。 （ 5）動力匹配：由電瓶驅(qū)動的直流電動機(jī)。 其結(jié)構(gòu)圖如圖 1： 總成 圖 1 垃圾清掃機(jī)主要結(jié)構(gòu)圖 of 各主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 已知條件：清掃機(jī)生產(chǎn)率為 h/垃圾清掃設(shè)計(jì) 清掃輪消耗功率 N 主要包括：克服刷苗和地面間摩擦力所需的功率 1N ，刷苗變形所消耗的功率 2N ，克服空氣阻力所需的功率3N,克服垃圾與上料板的摩擦阻力所需的功率 4N ，提升垃圾所消耗的功率5 54321 ????[6]（ 1）主要參數(shù) 清掃輥半徑： 85掃輪寬幅： 600龍刷苗與地面間摩擦系數(shù)： 苗自由長度： 120龍刷苗直徑： 3苗變形量： 25作刷 苗數(shù)量： 200 清掃軸鏈輪半徑： 81掃輪轉(zhuǎn)速： 2）由相關(guān)公式計(jì)算清掃部分所需功率 [6] 克服刷苗和面間摩擦力所需功率 , ?? 1 0 0 0/)(1 ? （ 1） N）； ? m/s； s，取 s； ? 5 )1ar cc o s ()]2((122 m ?????? （ 2） ? ； ； 121097.3 m?? ； 量可由公式計(jì)算： ??[7] （ 3） 其中 1? 為刷苗和路面接觸點(diǎn)到它的垂直位置的轉(zhuǎn)角； r c c a r c c ?????? ??? R （ 4） 計(jì)算得出 ???? ??? ?根據(jù)清掃機(jī)實(shí)際，以及刷苗數(shù)合理分布和安排，取 Z=200; 可計(jì)算變形刷苗對路面 上的壓力為 c c o s ()]ar c c o s ()]2((???????????????????????所以可得 m )54100 0/)(1 ?? ?????? ?? 已知滾刷轉(zhuǎn)速為 n=計(jì)算 2(/)2(3)a r c s i n ( 2 ??????? ?? （ 5） 因此，刷苗變形所消耗的功率為 3 3 4 6 372 ??????? ? （ 6） 6 計(jì)算克服空氣阻力所消耗的功率為 0 1 5 3 ?? 克服垃圾與上料板的摩擦阻力所需的功率為 m 0 4 4 8 0 0 3 1 41 0 0 04 ?? ???? ?? （ 7） 提升垃圾所消耗的功率5 所以清掃部分所消耗的總功率為： 4 8 1 5 3 4 6 ?????????? 圾輸送收集裝置設(shè)計(jì) 滾輪外經(jīng)： 150輪轉(zhuǎn)速： 100r/送帶寬幅： 600齒輪分度圓直徑 1d ： 50齒輪分度圓直徑 2d ： 250齒輪齒數(shù) 1z ： 20 大齒輪齒數(shù) 2z ： 100 齒輪模數(shù) m ： 輪計(jì)算過程在寫在后面 輸送帶所需功率計(jì)算； 假定每一時(shí)刻輸送帶載有的垃圾量和皮帶重量為 m=5略傾斜的角度不計(jì)；傳送帶的線速度為 0751002602 3 ?????? ???[10] （ 8） 輸送帶所需功率為 g ?????? ??輸送帶（ 9） 推動清掃機(jī)所需功率計(jì)算 假設(shè)最惡劣 的工作環(huán)境，當(dāng)整機(jī)重 0? ，阻力系數(shù) 7.0?f ，清掃機(jī)以前進(jìn)速度 工作計(jì)算。則有： gf 010 00 ??? [11] （ 10） 7 清掃機(jī)掃輥速度驗(yàn)算 設(shè)定清掃輪刷苗與上料板最后接觸的位置與上料板最高點(diǎn)的距離為 0? v，要使質(zhì)量為 參考文 獻(xiàn) [19]得知必須滿足下面條件： 221 [12] （ 11） 計(jì)算 ???? 又有 ?????? ??? 所以清掃車的電機(jī)能夠保證垃圾順利地拋送到傳送帶上。 走設(shè)計(jì) 清掃機(jī)行走速度：由 公式 ? 1000 ，取 ， 得 00 ??? [13] （ 12） 只要清掃機(jī)在不低于 能夠保證生產(chǎn)率的額定值。 垃圾清掃機(jī)的動力匹配 （ 1）電動機(jī)的選擇 由以上計(jì)算可知清掃機(jī)所需要的功率為 ???? 輸送帶 [14] 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 電動機(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、啟動性能和過載情況）來選擇。在移動的設(shè)備中和蓄電池配套的較常使用的電機(jī)有直流電動機(jī) 和步進(jìn)電動機(jī)。 直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：容易購得，型號多，功率大，接口簡單，適合大型機(jī)器。 直流電動機(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)電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：精確的速度控制，型號多，適合室內(nèi)機(jī)器人的速度，接口簡單，便宜。 步進(jìn)電動機(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)動時(shí)產(chǎn)生震動。 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)，因此選擇直流電動機(jī) [15]。 選定 山電機(jī)） [17]。 8 電機(jī) 型號： 110定功率： 40024 扭矩： ?3000r/n（ 2）電池的選擇 選定兩個(gè) 12量大約 15斤 /個(gè) 同時(shí)布線時(shí)應(yīng)該注意：根據(jù)電機(jī)的位置選擇符合規(guī)格的電線，剪取所要的電線長度，將電機(jī)聯(lián)起來，一端通過開關(guān)以后，一端接到 24V 電源正負(fù)極上，開關(guān)裝在扶手旁邊容易摸到的地方。 3. 操作系統(tǒng)的確定及主要 工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動方案的確定 方案一 圖 2 垃圾清掃機(jī) 傳動方案一 案二 9 圖 3 垃圾清掃機(jī)傳動方案二 以上兩個(gè)方案可知，根據(jù)清掃機(jī)清掃時(shí)的實(shí)際情況，選用方案二更加合理恰當(dāng)。因?yàn)槟Σ潦綆鲃佑袕椥曰瑒?，不能用于分度系統(tǒng)；摩擦易起電，不宜用于易燃易爆場合。軸與軸承受力較大，帶傳動壽命較短 [16]。而鏈傳動平均傳動比為常數(shù)，鏈條元件間形成的油膜有吸振能力，對惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，工作可靠，軸上載荷較小。所以選擇方案二更合理 [19]。 設(shè)定各級傳動比和主要參數(shù) 傳動比確定 第一級傳動比 61?i 第二級傳動比 42 ?i 第三級傳動比 23 ?4 ?i 各軸轉(zhuǎn)速確定 第一級從動軸 001 第二級從動軸 252 第三級從動軸 上滾輪軸 004 各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算 第一級從動軸 ???? 3 81101 ?第二級從動軸 ???? 1 7 82212 ? 第三級從動軸 ???? 6 6 63323 ? 10 上滾輪軸 ???? 各軸功率計(jì)算 第一級從動軸 84101 ??? ?第二級從動軸 ??? ?）（ 輸送帶第三級從動軸 0 4 6323 ??? ?上滾輪軸 ?? ? 主要工作零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 第一級傳動帶輪設(shè)計(jì) 已知電機(jī)額定功率 400P，轉(zhuǎn)速 3000r/n，第一級傳動比 61?i ，設(shè)定連續(xù)工作 8小時(shí)。 （ 1）確定計(jì)算功率械設(shè)計(jì)》（第七版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） [19]表 8K ，故計(jì)算 4 04 0 ??? （ 13） （ 2）選取 根據(jù),n，由圖 8型 （ 3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由查表 8 8小帶輪基準(zhǔn)直徑 00 ?從動輪基準(zhǔn)直徑 0 0506011 ????根據(jù)表 8整為 315算帶的速度 d /25/00050100060 00 ??? ????? ?? （ 14） 故帶速合適 (4)確定 根據(jù) 公式 (8初定中心距 000 ?。 計(jì)算帶所需基準(zhǔn)長度 0315()31550(250024)()(22202011000????????????????（ 15） 11 由表 8600?計(jì)算實(shí)際中心距為 962 0 ??????? （ 16） （ 5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? ?????? 0315(180 121 ????????? （ 17） 小帶輪上的包角合適 （ 6）計(jì)算 z 查表 8 8， ?查表 8 8K， 16.1?算單根 V 帶的功率為 ( 00 ???????? ? （ 18） 計(jì)算 ?? 取 z=2 （ 7）計(jì)算單根 型 ，所以計(jì)算得 1 0 0) 0 0)(22m i ????????????（ 19） 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力(（ 8）計(jì)算軸上的壓軸力NF m i i 10m i n ?????? ??）（ （ 20） 第二級傳動帶輪設(shè)計(jì) 已知功率 ? 輸送帶速 r/n，第二級傳動比 4，設(shè)定連續(xù)工作 8小時(shí)。 （ 1）確定計(jì)算功率械 設(shè)計(jì)》（第七版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） [19]表 8K ，故計(jì)算 12 ??? （ 2）選取 根據(jù),n，由圖 8型 （ 3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑查表 8 8小帶輪基準(zhǔn)直徑 00 ?從動輪基準(zhǔn)直徑 2 0804011 ????根據(jù)表 8整為 315算帶的速度 d /25/0080100060 11 ??? ????? ?? 故帶速合適 (4)確定 根據(jù)式（ 8初定中心距 000 ?。 計(jì)算帶所需基準(zhǔn)長度 4 85004)80315()31580(250024)()(22202122100????????????????有表 8600?計(jì)算實(shí)際中心距 a 762 0 ??????? （ 5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? ?????? 0315(180 121 ????????? 小帶輪上的包角合適 （ 6）計(jì)算 z 查表 8 8， ?查表 8 8K， 18.1?算單根 ( 00 ???????? ? 計(jì)算 13 ?? 取 z=2 （ 7）計(jì)算單根 型 ，所以計(jì)算得 KF 00)00)( 22m i ???? ?????????應(yīng)是帶的實(shí)際初拉力(（ 8）計(jì)算軸上的壓軸力Fm 7s i i 10m i n ?????? ??）（第三級傳動鏈傳動設(shè)計(jì) （ 1）選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù) 201 ?z ，大鏈輪的齒數(shù) 4022012 ???? （ 2）確定計(jì)算功率 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） [19]表 9得 K ，由圖 9得 K ，單排鏈，則計(jì)算功率為 63 ?? （ 21） （ 3）鏈條型號與節(jié)距的選擇 查圖 9選 08表 9 （ 4）計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距 35~0~30()50~30(0 ????取 000 ?，相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為 02122100 )2(22 p ??????（ 22） 2040(2 ???????? ?取鏈節(jié)數(shù) 94?查表 9f ，則鏈傳動最大中心距為 p 4 0 5)]4020(942[ 8 8 (2[ 211 ?????????? （ 23） （ 5）計(jì)算鏈速 V，確定潤滑方式 14 0 060 0 060 12 ?? ????? （ 24） 由 和鏈號 08A，查圖 9（ 6）計(jì)算壓軸力e 5 2 02 0 4 61 0 0 01 0 0 0 33 ????? ? （ 25） 鏈輪水平布置時(shí)壓軸力系數(shù) 壓軸力為 0 65 2 ??? 齒輪傳動（驅(qū)動輸送帶）的設(shè)計(jì) （ 1）選定齒輪類型、精度等級、材料 由于輸送帶為一般工作構(gòu)件，速度不高，軸向載荷不大，故選用 7 級精度（ 齒圓柱齒輪傳動 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） [19]表 105鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 217～ 255硬度為 240擇小齒輪齒數(shù) 201 ?z ,大齒輪齒數(shù) 1002 ?z （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 選定載荷系數(shù) 3.1?T ??????? 7334500 151（ 26） 由表 10.0?d?由表 10 ? 由圖 1000? 由式 10811 03 5 081(15 0 06060 ?????????? （ 27） 912 ?? （ 28） 由圖 10? 失效概率為 1%， 安全系數(shù)為 S=1，由式 10 15 521 l i ??? ?? （ 29） M P 2 81 6 0 l i ??? ?? 計(jì)算小齒輪分度圓直徑入 ][ H? 中較小的值 8)528 [( 233 211 ????????? ???? （ 30） 計(jì)算圓周速度 v t /0038100060 11 ?? ????? ?? （ 31） 計(jì)算齒寬 ??? ?（ 32） 計(jì)算模數(shù) ??（ 33） 計(jì)算齒高 ???（ 34） 計(jì)算齒寬與齒高之比為 ?由圖 105.1?齒輪， 1??0?由表 10插值法查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)， 圖 102 0 7 ????? ?? （ 35） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑，由式 10311 ????（ 36） 計(jì)算模數(shù) ??（ 3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由圖 10M 8021 ?? ?? 16 由圖 10? 彎曲疲勞安全系數(shù) ，由式 10 111 ???? ?? （ 37） M P 222 ???? ?? 計(jì)算載荷系數(shù) 1 8 1 2 ????? ?? （ 38） 由表 10? 0? 并加以比較 111 ???Y ? 01 222 ???Y ? 小齒輪的數(shù)值大 計(jì)算模數(shù) [(2 3 2 33 211 ??? ????? ?? （ 39） 綜合齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，根據(jù)模數(shù)系列值以及清掃機(jī)實(shí)際取 （ 4）幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑計(jì)算 ??? （ 40） 5 022 ???? 中心距計(jì)算 5 02 2 5 0502 21 ?????計(jì)算齒輪寬度 ???? ?,根據(jù)清掃機(jī)實(shí)際取 51 ? ， 02 ? 17 4. 主要受力零件的強(qiáng)度或壽命校核計(jì)算； 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 第一級從動軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 （ 1）初步確定軸的最小直徑 先根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） [19]式 15取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15 1250 ?A，于是得 3110m i n ???? （ 41） 為了保證系統(tǒng)的強(qiáng)度與運(yùn)動平穩(wěn)，取軸的最小直徑為 28 2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 4 第一級從動軸的結(jié)構(gòu)圖 of 圖可知 A、 D 處安裝軸承， C 處安裝齒輪， E 處安裝大小帶輪。軸承安裝 A、 0B 處直徑為 36C 處直徑為 30E 處直徑為 28A 處長度為35B 處長度為 596C 處長度為 31D 處長度為 39E 處長度為 60位采用平鍵聯(lián)接。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 (參考文獻(xiàn) )查得平鍵截面 8 ??? （ 1096） ,平鍵長度為 25向定位采用擋圈進(jìn)行定位。E 處周向定位采用平鍵聯(lián)接，由手冊查的平鍵截面 8 ??? （ 1096），平鍵長度為 50向定位采用擋圈進(jìn)行定位。軸上倒角圓角均為 1 （ 3）求軸上的載荷 18 圖 5 第一級從動軸的載荷分析圖 of 先由軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。作為簡支梁的軸的支承跨距 821 ???? ， ， 04 ? ，根據(jù)軸的簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出 4交界面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出截面處的 ,得值列入表 表 1 第一級從動軸的載荷分析 of 荷 水平面 垂直面 支反力 1,1? 9,1N ??彎矩 ?? ? ? ??? 1 4 1, 1 3 6 21 扭矩 ? （ 4）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截面（及危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。 19 根據(jù)式（ 15上表中的數(shù)值，并取 ?=的計(jì)算應(yīng)力 M P M )()( 3 223 22122 ?? ??????? ??? 目前已選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，由表 15得 1 ??? 。因此][ 1?? ?? ，故安全。 （ 5）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看， 的截面處引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看， 面 應(yīng)力最大。 校核 抗彎截面系數(shù) 333 9 ??? （ 43） 抗扭截面系數(shù) 333 9 ???? （ 44） 為 ???? 截面的扭矩為 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 195 ??? （ 45） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P 9 0 3 8 ???? （ 46） 軸的材料為 45鋼，調(diào)制處理。由表 15得 40?? , ?? ?? 截面上由于 軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??及??按照附表 3取。因1,03 ?? 經(jīng)插值法可查得 ? , ? 又由附圖 3q , q 故有效集中系數(shù)按式（附表 3 20 8 3 6 (1 ???????? ??? ? （ 47） 6 8 4 (1 ???????? ??? ? （ 48） 由附圖 3?；由附圖 3?。 軸按照車加工，由附表 3?? ??軸未經(jīng)過強(qiáng)化處理，即 1?q?則按式（ 3式（ 3綜合系數(shù)為 2 3 3 6 ?????????? ??48） 4 ?????????? ??49） 又由 § 3 3? ?? ?? 取 ? ?? ?? 取 于是，計(jì)算安全系數(shù)式（ 15?（ 15得 7 51 ??????? ??? ????（ 50） 818 3 5 51 ??????? ??? ????（ 51） 222 ???????? SS ? ?（ 52） 故可知其安全。 第二級從動軸設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 （ 1）初步確定軸的最小直徑 先根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第七版，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社，以下所用到的相關(guān)公式及表格均出自本書） [19]式 15取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15 1250 ?A，于是得 33220m i n ????? ? 為了保證系統(tǒng)的強(qiáng)度與運(yùn)動平穩(wěn)，取軸的最小直徑為 28 2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 圖 6 第二級從動軸的結(jié)構(gòu)示意圖 of 圖可知 A、 D 處安裝軸承， C 處安裝鏈輪， F 處安裝帶輪。軸承安裝 A、 D 處的直徑為 3064E， 8A 處長度為 35 處長度為 596C 處長度為 33D 處長度為 39E 處長度為 25F 處長度為32深 2《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 [18]查得 平鍵截面 10 ??? （ 1096） ,平鍵長度為 25向定位采用擋圈進(jìn)行定位。 F 處周向定位采用平鍵聯(lián)接，由手冊 [18]查的平鍵截面 8 ???（ 1096），平鍵長度為 25向定位采用擋圈進(jìn)行定位。軸上倒角圓角均為 1 （ 3）求軸上的載荷 22 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。作為簡支梁的軸的支承跨距 921 ???? ， ， 04 ? ，根據(jù)軸的簡圖做出軸的水平面上的彎矩圖，和垂直面上的彎矩圖和水平面上的扭矩圖，垂直面上的扭矩圖 ,具體情況見圖 7。 圖 7 第二級從動軸的載荷分析圖 of 軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出 4交界面是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出截面處的 ,得值列入表 2(參看圖 6)。 表 2 第二級從動軸的載荷分析 of 荷 水平面 垂直面 23 支反力 3 5, 8F 21? 2,1 4 7F 21N ??彎矩 ?? ? ? 0 3 8 0 ??? 301583,134374 21 扭矩 ? （ 4）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截面（及危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式（ 15上表中的數(shù)值，并取 ?=的計(jì)算應(yīng)力 M P ()(322322122 ????????? ??? 目前已選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，由表 15得 1 ??? 。因此][ 1?? ?? ，故安全。 （ 5）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看， 的截面處引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看， 面 應(yīng)力最大。 校核 抗彎截面系數(shù) 333 9 ??? 抗扭截面系數(shù) 333 9 ???? 為 ???? 13 436 15361 3 43 7 4 截面的扭矩為 ? 截面上的彎曲應(yīng) 力 M P 19 5 1 3 4 ???? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P 9 0 1 7 8 ???? 軸的材料為 45鋼，調(diào)制處理。由表 15得 40?? , ?? ?? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)??及??按照附表 3取。因 24 1,03 ?? 經(jīng) 插值法可查得 ? , ? 又由附圖 3q , q 故有效集中系數(shù)按式（附表 3 7 9 7 (1 ?