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湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 街道護欄清洗機 學號：2008963205姓名：楊小龍專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師：李明富 系主任：周友行 一、主要內容及基本要求 1：了解城市街道護欄清洗機的原理及其設計： 2：CAD繪圖設計，要求A0圖紙一張，總共達到兩張A0。 3：說明書，要求8000字以上，要求內容完整，計算準確： 4：外文翻譯3000字以上，要求語句通順。 二、重點研究的問題 1：城市街道護欄清洗機結構的設計： 2：城市街道護欄清洗機工作原理的選型 三、進度安排 序號 各階段完成的內容 ： 完成時間 1 查閱資料 第1-2周 2 開題報告、制訂設計方案 第3—4周 3 分析各方案優(yōu)劣，選出最佳方案 第5周 4 完成城市街道護欄清洗機的結構設計 第6-7周 5 繪出機構結構的零件圖和裝備圖 第8—12周 6 修改圖紙 第13周 7 說明書的撰寫的編輯 第14周 8 答辯準備 第15周 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1]任伯森.中國機械式清洗設備發(fā)展概況[J].中外清洗設備及配套產品重點廠商名錄.1999,1 :5 -7 [2]喻樂康，左東曉.機械清洗的技術發(fā)展[J]建設機械技術與管理.1999,1: 30 -32 [3]張福恩、吳乃優(yōu).交流調速電梯原理、設計及安裝維修[M].北京:機械工業(yè)出社.1999 [4]余錫存、曹國華.單片機原理及接口技術[M].西安:西安電子科技大學，2000 [5]劉競成.交流調速系統[N].上海:上海交通大學出版社，1984 [6] ELEVATER WORLD[J], U.S.A: ELEVATER WORLD. INC. 1981^1989 [7]B .K.博瑟.交流調速系統[Nu].姚承三等譯.北京;煤炭工業(yè)出版社.1986 [9]PhilipsRS ,ElectricL ifts[M].London:Sir LsaacP itman&SonsLtd,1996 [10]高健.機械優(yōu)化設計基礎[M].北京:科學出版社，2000. 目錄 第一章 研究背景及發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1 一 研究背景‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1 二 發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2 1 成型產品介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2 2 技術差距‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 6 第二章 結構設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8 一 工作原理及主要機構‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8 二 設計要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12 三 方案討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13 第三章 設計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 一 刷子的設計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 二 電動機的選定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 16 三 支撐導槽的設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18 四 液壓泵的選擇‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20 五 帶輪傳動設計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 22 結論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24 設計體會 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24 致謝 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25 參考文獻 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 26 第一章 城市道路護欄清洗車的研究背景發(fā)展概況 一 研究背景 管理設施作為交通管理工作的重要組成部分，是一個城市的經濟、文化、市容、市貌等方面綜合體現的窗口，它標志著一個城市管理水平的高低。 現在由于城市內車輛的巨增，在如今繁忙的公路交通中，公路護欄無疑發(fā)揮著重要的作用，而它的作用不僅在于維持良好的交通秩序，提高公路交通的安全性，也是城市景觀的重要組成部分。人類對街道環(huán)境的要求越來越高，為了廣大市民出行安全，相關部門用各種護欄把城市的機動車道和非機動車道人行道分隔開來，然而隨著大量護欄的出現清洗護欄的工作成為主管部門傷腦筋的問題。已往一些城市是采用人海戰(zhàn)術，公益性勞動，通過部隊、學校、機關單位來解決的，可現今用這種方法已經行不通了，如今是市場經濟時代，大規(guī)模經常性的公益活動不可能經常進行的，所以只能雇工擦洗，雇工擦洗問題很多，費用也高，并且擦洗效率極低，勞動強度高。更重要是不安全，由此看來護欄的擦洗是一個極待解決的問題。 清掃車的市場前景 隨著道路里程的不斷增加、人流車流的增大，道路垃圾越來越多，用人力清掃很難完成。隨著國內道路的不斷發(fā)展，機械化養(yǎng)護已經成為一種必然，護欄清掃車作業(yè)方便，清掃效率高，除塵效果好，故護欄清掃車的需求呈現一個快速的增長態(tài)勢。 湘潭大學興湘學院畢業(yè)論文 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計說明書 題 目： 街道護欄清洗機 學 院： 興湘學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 2008963205 姓 名： 楊小龍 指導教師： 李明富（講師） 完成日期： 2012年5月 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 街道護欄清洗機 學號：2008963205姓名：楊小龍專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師：李明富 系主任：周友行 一、主要內容及基本要求 1：了解城市街道護欄清洗機的原理及其設計： 2：CAD繪圖設計，要求A0圖紙一張，總共達到兩張A0。 3：說明書，要求8000字以上，要求內容完整，計算準確： 4：外文翻譯3000字以上，要求語句通順。 二、重點研究的問題 1：城市街道護欄清洗機結構的設計： 2：城市街道護欄清洗機工作原理的選型 三、進度安排 序號 各階段完成的內容 ： 完成時間 1 查閱資料 第1-2周 2 開題報告、制訂設計方案 第3—4周 3 分析各方案優(yōu)劣，選出最佳方案 第5周 4 完成城市街道護欄清洗機的結構設計 第6-7周 5 繪出機構結構的零件圖和裝備圖 第8—12周 6 修改圖紙 第13周 7 說明書的撰寫的編輯 第14周 8 答辯準備 第15周 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1]任伯森.中國機械式清洗設備發(fā)展概況[J].中外清洗設備及配套產品重點廠商名錄.1999,1 :5 -7 [2]喻樂康，左東曉.機械清洗的技術發(fā)展[J]建設機械技術與管理.1999,1: 30 -32 [3]張福恩、吳乃優(yōu).交流調速電梯原理、設計及安裝維修[M].北京:機械工業(yè)出社.1999 [4]余錫存、曹國華.單片機原理及接口技術[M].西安:西安電子科技大學，2000 [5]劉競成.交流調速系統[N].上海:上海交通大學出版社，1984 [6] ELEVATER WORLD[J], U.S.A: ELEVATER WORLD. INC. 1981^1989 [7]B .K.博瑟.交流調速系統[Nu].姚承三等譯.北京;煤炭工業(yè)出版社.1986 [9]PhilipsRS ,ElectricL ifts[M].London:Sir LsaacP itman&SonsLtd,1996 [10]高健.機械優(yōu)化設計基礎[M].北京:科學出版社，2000. 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 2008963205 姓名 楊小龍 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 街道護欄清洗機 評價項目 評 價 內 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標，體現學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 2.難度、份量是否適當； 3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。 能力 1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機應用能力； 5.工科是否有經濟分析能力。 論文 （設計）質量 1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 論文選題符合培養(yǎng)目標要求，能體現學科專業(yè)特點，達到了綜合訓練的目的。該生具有較強的文獻查閱、資料綜合歸納整理的能力，能在設計中熟練運用所學知識，設計方案可行，工作量飽滿，論文質量符合本科生畢業(yè)設計要求。 同意參加答辯。 評閱人： 2012年 5 月 30 日 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)論文（設計）鑒定意見 學號： 2008963205 姓名： 楊小龍 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計說明書） 27 頁 圖 表 6 張 論文（設計）題目： 街道護欄清洗機 內容提要： 街道護欄清洗機通過電機帶動轉動工作軸旋轉以及液壓泵帶動液壓泵連接件 上下垂直運動來實現清洗機的清洗工作。此機構不僅能達到清洗的最佳效果，而且能夠 清洗高一點的不規(guī)則的護欄。其通用性強，裝配，維修都比較方便，操作簡單，還可以 根據實際需求來調節(jié)清洗的初始高度。該機構可以與普通的街道灑水車或者其他的一般 裝載車相結合，可掛在車的兩側。 指導教師評語 楊小龍同學在畢業(yè)設計過程中，態(tài)度認真，查閱了大量的相關資料，并對設計任務作了認真的理解與分析，通過多種設計方案的比較，從中提出了一個切實可行的設計方案。在此基礎上，很好地完成了車載式道路護欄清洗機構設計工作：應用SolidEdge軟件完成了機構的三維建模；應用AutoCAD軟件按國家標準繪制了裝配圖和大部分零件圖；工作量適當，論文立論正確，論述清楚，圖紙符合設計要求。 同意參加答辯。建議評定成績?yōu)椤爸小薄? 指導教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 目錄 第一章 研究背景及發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1 一 研究背景‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1 二 發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2 1 成型產品介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2 2 技術差距‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 6 第二章 結構設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8 一 工作原理及主要機構‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8 二 設計要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12 三 方案討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13 第三章 設計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 一 刷子的設計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14 二 電動機的選定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 16 三 支撐導槽的設計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18 四 液壓泵的選擇‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20 五 帶輪傳動設計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 22 結論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24 設計體會 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24 致謝 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25 參考文獻 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 26 第一章 城市道路護欄清洗車的研究背景發(fā)展概況 一 研究背景 管理設施作為交通管理工作的重要組成部分，是一個城市的經濟、文化、市容、市貌等方面綜合體現的窗口，它標志著一個城市管理水平的高低。 現在由于城市內車輛的巨增，在如今繁忙的公路交通中，公路護欄無疑發(fā)揮著重要的作用，而它的作用不僅在于維持良好的交通秩序，提高公路交通的安全性，也是城市景觀的重要組成部分。人類對街道環(huán)境的要求越來越高，為了廣大市民出行安全，相關部門用各種護欄把城市的機動車道和非機動車道人行道分隔開來，然而隨著大量護欄的出現清洗護欄的工作成為主管部門傷腦筋的問題。已往一些城市是采用人海戰(zhàn)術，公益性勞動，通過部隊、學校、機關單位來解決的，可現今用這種方法已經行不通了，如今是市場經濟時代，大規(guī)模經常性的公益活動不可能經常進行的，所以只能雇工擦洗，雇工擦洗問題很多，費用也高，并且擦洗效率極低，勞動強度高。更重要是不安全，由此看來護欄的擦洗是一個極待解決的問題。 清掃車的市場前景 隨著道路里程的不斷增加、人流車流的增大，道路垃圾越來越多，用人力清掃很難完成。隨著國內道路的不斷發(fā)展，機械化養(yǎng)護已經成為一種必然，護欄清掃車作業(yè)方便，清掃效率高，除塵效果好，故護欄清掃車的需求呈現一個快速的增長態(tài)勢。 二 發(fā)展概況 1成型產品介紹 1.1目前國內已經有成型的產品上市，比如北京澤通科技開發(fā)有限公司生產的公路護欄清洗車，對公路隔離欄進行清洗時，護欄兩側同時擦洗?？蓪ψ罡?.4米的護欄進行清洗，特別適合圖案復雜的金屬護欄?？砂醋o欄的污濁程度控制作業(yè)速度。備有清洗劑添加箱，目前采用國產躍進2.5噸底盤。 作業(yè)時可同時兩次刷洗，三次噴水一次清洗劑，潔凈度可達到85%。它的操縱部分采用人性化的設計使操縱更加方便。作業(yè)時由駕駛員一人同時完成駕駛與操作，方便，簡潔，降低了作業(yè)成本。它的執(zhí)行機構是掛接在灑水車上的，在更換執(zhí)行機構時，只須旋轉齒輪柄，就可以很方便的將執(zhí)行機構滑出。它的水系統采用高壓雙聯泵，使刷洗和高壓水槍能同時工作，從而保證了清洗的質量。它的A型毛刷采用復合聚酯材料，質地柔軟，經久耐用。作業(yè)完畢，可快速將刷體載于特制的車架上入庫從存放。還有北京科力威清潔機械廠生產的BXH5040TQX型城市護欄高速清洗車。 BXH5040TQX型清洗車是新一代多功能公路設施清洗設備。它可全自動高速的擦洗城市道路各種型式的隔離護欄。適用于城市道路隔離護欄、道路兩側墻體的刷洗；根據用戶需要加裝高壓水泵、水槍，還可適用于沖刷城市小廣告和刷洗城市雕塑等。 BXH5040TQX型城市護欄高速清洗車 主要結構參數： 底盤型號 BJ1049V9JW6-A 發(fā)動機型號 BJ491EQ2 噴水系統 ZMB240 副發(fā)動 492Q 水箱容積 1.76m3 外形尺寸 5910×2045×2380(mm) 刷洗速度 2-8（km/h） 清洗系統 滾刷4個 滾刷高度 300-1500（mm） 噴嘴 狹縫式噴嘴 刷洗寬度 0-200（mm） 滾刷轉速 800-1200（r/min） 1.2 還有另外一種護欄清掃車如圖 1.2.1結構特點 護欄清洗車由底盤、水罐、清洗液水箱、橫向水平伸縮機構、垂直舉升機構、柱刷及驅動機構、液壓傳動及控制系統、水路系統等結構組成，其外形見圖 1.2.2底盤 該車采用載重為2.75 t的東風EQ1061G2D2汽車底盤改制而成，取力器的離合采用推拉軟軸控制，伸縮機構手柄、舉升機構手柄、水泵控制手柄及柱刷控制手柄均集中分布在駕駛室內 1.2.3水罐及清洗液水箱 水罐為鋼板焊接件，設計最大容積為3 ，額定容積為2.3 ，其橫斷面為橢圓形。罐體前左側呈凹狀缺口，利于安裝垂直舉升機構及柱形毛刷。罐內焊接有三道防波板，以減少囡行駛時水流對罐壁的沖擊力。在水罐后頂部設有人孔及爬梯，以方便對罐體內部檢修及清洗工作。水罐內部還涂有防銹涂層，以減少水對罐體腐蝕。清洗液水箱利用不銹鋼板焊接而成，能有效避免清洗劑本身對金屬的腐蝕。箱內設計有防波層，其設計容積為0.1 。 1.2.4各種功能機構 護欄清洗車功能裝置結構如圖 1）水平伸縮機構 該機構用于調整柱刷與被清洗護欄(板)所需的適當距離，其結構包括水平固定臂、活動臂及伸縮油缸，在其活動臂外端上方安裝了舉升機構。 2）垂直舉升機構 該機構用于調整柱刷與被清洗護欄的洗刷高度，以達到清洗的雖佳效果。其結構包括垂直固定塔臂、話動塔臂及舉升油缸，在恬動塔臂之上固定有支承柱刷機構的托架。 3）柱刷及驅動機構 清洗用的柱刷為高強度的絲狀聚合物制成，柱刷直徑在不工作時為4OO mm ，工作狀態(tài)時達到1 000mm，柱刷長度為1 700 mm，設計柱刷轉速為120～250 r／min。柱刷根據工作需要可以順轉，也可以逆轉，柱刷上下往復運動距離為600 mm，橫向伸縮距離為700 mm。柱刷驅動機構安裝于支承柱刷機構的托架之上，由液壓馬達驅動。柱刷及托架的撓性連接是通過浮動彈簧來實現的．當柱刷遇到障礙物(如較突出的欄桿)時，該機構具有避讓功能。柱刷的工作轉速可通過節(jié)流閥調節(jié)柱刷馬達轉速來實現，節(jié)流闊旋扭順時針為減速，逆時針為升速。 1.2.5 工作原理 當道路護欄清洗車駛A設置有護欄的道路后，即可操縱取力器掛檔使雙聯油泵工作。這時駕駛人員可以邊看(后視)柱刷，邊操作多路分配閥的相應操作手柄，使水平伸縮機構的活動臂向汽車左側伸出，使柱刷與被清洗的護欄接觸。同時操作多路分配閥的相應手柄，使舉升機構的活動塔臂帶動柱刷上下運動，直至清洗高度臺適為止。打開開關(三個)并操縱多路分配闊，使水泵馬達驅動水泵工作，帶有壓力的水流即從清洗管和清潔水噴頭噴灑出來。清洗液的噴出量由清洗水流通過空吸閥的流速決定，流速快，清洗液的噴出量就多，反之就少，可以調節(jié)開關來控制。當上述參量調整合適后，即可使清洗車沿著護欄平行行駛，清洗護欄的作業(yè)開始。行駛速度視情況而定，設計為3—4 km／h，一般為第一檔怠車速度即可。水罐的額定容量為2．3立方米 ，清洗的欄桿長度在13 km以上為了提高清洗護欄的作業(yè)功能，柱刷的旋轉方向與清洗車的行駛方向應是順洗(即柱刷旋轉的切線方向與車駛方向相同)。清洗作業(yè)完成后，先操縱多路分配閥的相應手柄，使水泵馬達停止工作，關閉開關，再使柱刷退回到原始狀態(tài)，一個作業(yè)周期完成。 1.3 在成都環(huán)衛(wèi)科研所支持下經四川省科情所計算機國際聯網查詢，對從1978—1998年以來的中外24種文獻檢索以及“查新報告” 表明，我們研制設計的新一代清洗車．具有領先性。參見總體裝配示意圖 1.3.1 設計及結構要點 總體結構與主要技術參數 本機分主車和清洗作業(yè)裝置兩大部分。主車參數： CD1041型汽車，平頭雙軸后輪驅動，492QAZ汽油機；62．5kW。配有液壓取力器。清洗作業(yè)裝置動力源為取力器驅動油泵—— 馬達或油缸?？偣β省?0kW。其中，噴水系統離心水泵0.67kW。IZDB．35揚程35m；吸程8m。流量0.8。2lXDrtmin；有6個調節(jié)噴水嘴。清洗速度工檔6km/h．9OOO。 2 國內的清掃車存在的技術差距 2.1水平和質量的差距 雖然，我國清掃車技術的發(fā)展令世界矚目，但是，與發(fā)達國家相比，我國清掃車還存在不少差距。 我國的清掃車在清掃效率、清掃能力、除塵效果等清掃作業(yè)性能方面與發(fā)達國家的水平相當，而在清掃車的噪聲、排放、可靠性、舒適性，自動調整等方面仍存在較大差距，特別是全液壓清掃車，僅相當于發(fā)達國家20世紀80年代末到90年代初產品的水平。就目前我國清掃車的水平和質量可知，我國在清掃車設計中，還缺少對專用部件的研究，缺少設計理論的指導，經驗多于計算，模仿較多，創(chuàng)新較小?？梢哉f，目前我國對清掃車的研究能力還較差，還未真正達到對清掃車進行研究的目的和要求，同時，缺乏必要的研究條件。目前，我國中小型全液壓清掃車除與汽車底盤改裝的清掃車存在同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車質量大、外形不夠美觀等缺點。另外國內的清掃車在以 下幾個方面有待改進：如在高可靠性上，設備的高可靠性就是指某種設備的可靠程度，即在其正常使 用當中的無故障間隔時間的長短。國產工程機械平均無故障間隔時間為150小時--300小時。而國外工程機械都在600小時-2000小時。我國工程機械的平均使用壽命僅為國外同類產品的1/2，甚至不到1/2。因此目前的首要工作是解決產品經久耐用的問題，提高可靠性的各項指標。就工程機械的重要品種清掃車、裝載機、推土機、挖掘機等而言，這個指標和國外同類產品相比，差距還是非常大的。用戶和廠家的想法往往相悖，用戶是買進一臺設備，首選指標應該是可靠性，設備要能經久耐用，不出大故障，小毛病也最好不要有。廠家則認為小毛病無所謂。殊不知，用戶最頭疼的是小毛病不斷的設備，而對生產影響最大的恰恰也經常是出現小毛病的設備。任何一臺設備在生產過程中不是單獨作戰(zhàn)，而是既有上線也有下線，一旦因任何一個小毛病而停止作業(yè)，影響工作的還有與其配套的其它生產系統。所以，廠家決不能忽視小毛病的危害程度。小毛病不但是病，而且是影響生產的“大病”， 它直接影響一臺設備的使用，甚至損害一個廠家的聲譽。國內的清掃車產品可靠性不如國外，有三個方面的原因：一是國產基礎件質量不穩(wěn)定；二是制造工藝問題；三是技術不完善造成先天不足；在多功能上：目前國產路面清掃車基本上是單純意義上的清掃車即只能清掃護欄、不能它用。而從全國許多環(huán) 保部門的需求信息來看，有的需要能清洗道路護欄，有的要求能鏟雪等等；目前的清掃車需要噴水壓塵除塵，在缺水地區(qū)和北方的冬季無法使用；目前的清掃車尾氣污染和噪音污染相對來說都較大。 隨著國家對環(huán)保要求越來越高，人們的環(huán)保意識普遍增強，現有清掃車就將很難適應需要。 2.2 生產設備和生產手段落后 由于國內清掃車生產企業(yè)的生產規(guī)模都較小，而且掃路機產品批量也較小，所以采用的生產設備和生產手段都較為落后，加工的零部件難以有穩(wěn)定的質量。此外，我國通用零部件制造水平較低，也影響了掃路機的質量。分析其原因主要在材料和設計上。所以對清掃車易磨損件材料的研究和合理設計，提高易磨損件的耐磨性也是提高我國清掃車可靠性必不可少的工作。因此提高清掃車外觀質量。國產清掃車的老面孔仍未得到徹底改變，尤其是油漆的光澤性、附著力、抗沖擊、硬度、耐候性和彎曲性能等還存在不小差距，特別是耐時性上不過關，新車放不到3個月就失光、退色。 2.3設備的舒適性的差距 設備的舒適性是指駕駛員在操作設備作業(yè)時所感受的舒適程度，包括環(huán)保方面的排放標準和噪聲大小等。有的廠家在駕駛室里安裝收錄音和CD等 音響系統，其實在沒解決設備噪聲之前，這些都是徒勞的。同理，在沒解決駕駛室密閉問題之前，一切空調通風換氣設置都是沒有任何意義的。以清掃車、裝載機、推土機為例，首先應該解決噪聲和排放污染問題。因為它不但對駕駛員身心健康有影響，更重要的是對與其配合工作的其它設備及人群 有影響。而其駕駛室搞成轎車標準其實并不困難。要知道清掃車、裝載機、推土機等工程機械駕駛員 比轎車司乘人員更需要舒適。因為他在非常惡劣的環(huán)境當中不停的作業(yè)。 2.4性能水平的差距 提高性能水平。我國工程機械的整體性能參數與國外水平差距不是很大，但在舒適性、低污染、施工質量以及生產率等指標上都不同程度地落后于國外先進水平15-20年，主要原因是在許多先進的 技術、結構、材料及工藝上存在著差距。 從上述國內清掃車的發(fā)展現狀簡要介紹可以看出，我國清掃車與國外清掃車相比，存在較大差距，主要表現在：從產品構成上看，國產機械品種、規(guī)格較少，產品缺乏系列化：我國對清掃車機械的開發(fā)、生產起步較晚，近年來，隨著高速公路通車里程的不斷增加，清掃車的研制開發(fā)工作才逐漸為有關方面重視。 第二章 結構設計 一 工作原理及主要機構 1 工作原理 圖表 1 如圖所示，1是導桿，2是上槽蓋板，當進行清掃作業(yè)時6電機帶動3工作滾軸轉動并且配合5液壓泵使4下槽蓋板以上的機構沿著1導桿上下運動。7是支撐板。8是水平支撐導槽，9是懸掛支撐用以掛在清洗車上。 2 主要機構 水平推出機構8 護欄清洗裝置位于車子上，為便于在公路上行走，清洗裝置要裝在懸掛裝置的支架上，不寬于車寬；其示意圖如下圖所示。在水平支撐導曹上有緩沖裝置用以緩沖與護欄擠壓。如圖 垂直升降機構 垂直升降機構，如下圖所示。利用液壓泵5以及連接機構A帶動整個洗刷裝置的垂直升降。 二 設計要求 1．由于設計的裝置要懸掛在現有的灑水車底盤上，由于現有的灑水車形式多樣，因此整套裝置要有很強的通用性，可以和大多數的灑水車配合。 2．工作是主要有兩個動作，即旋轉和垂直動作，豎直位移。 3．護欄高度1m, 4．要求操作系統簡單，效率高 6．整體質量不能太大，但結構必須滿足強度要求。 7．設計成本不能太高，要進行經濟可行性論證 三 方案討論 1 清洗裝置的討論 1）清洗裝置是箱子即清洗箱 2）清洗裝置是固定式即長臂清洗機 以上兩種種設備是目前最具代表性的兩類產品，從其應用，技術方面都有各自的優(yōu)缺點。 第一類，結構簡單，成本低；但是不能很好的清洗到高一點的護欄。工作時工作速度較高。 第二類：克服了第一類的缺陷，而且可清洗多種類型的護欄。但是它不靈活，自由度不夠，不能上下運動在清洗的過程中，清洗不夠清潔。工作時效率很高 綜合以上種布局形式各自的優(yōu)缺點，我們的布局方式采用懸掛式裝置，并且能夠在清洗工作過程中垂直方向上有上下線運動這樣不僅能清洗到高一點的護欄同時能保證清潔度。 2 清洗裝置傳動方案的選用 （1）轉動軸方案選用 1）齒輪傳動 齒輪傳動第一結構上會增加總體的設計重量，第二會增加成本。但是傳動效率高。 2）鏈輪傳動 鏈輪傳動在工作過程中很容易出現卡鏈，斷鏈子，維修不方便。但是設計簡單經濟。 通過上兩個方案比較，我們采用帶輪傳動更合適。經濟又簡單而且減少了設計總體重量 （2）垂直運動方案選用 1）曲柄滑塊機構 由于此清洗機構比較小巧所以這方案不適用 2）液壓機構 液壓機構結構簡單，而且能夠輸出較大的力來使整個清洗機構上下垂直運動維修也比較方便裝配起來也比較簡單。所以我們選用液壓機構來實現垂直方向上的運動 。 第三章 設計計算 一刷毛的設計 毛刷的設計 根據毛刷的工作要求，毛刷選用國產的尼龍66做成的尼龍絲均布在旋轉軸上，分布間隙為0.2，其彈性模量 ⑴．尼龍絲個數N的確定可采用先把整個軸按高度分層，再求每個層的尼龍絲個數。 具體計算如下： 初定旋轉軸的內徑，長度,尼龍絲的直徑為4mm,以間隙0.2分布在其上： a.軸的一圈上尼龍絲的個數n b.旋轉軸上分布的尼龍絲層數f 則：尼龍絲的總個數N為： ⑵.旋轉軸旋轉工作時，清洗護欄的尼龍絲發(fā)生變形，其發(fā)生變形的尼龍絲在旋轉軸清洗一周時，從OA到OC,其變形如圖3.3示：其中最大變形時，護欄離旋轉軸的中心距離為17mm。 圖3.3 即OA=OC=20mm,OB=17mm 那么在這一瞬間發(fā)生變形的尼龍絲個數為： ⑶從任一根軸上抽取一根尼龍絲作為研究對象如圖3.4示： 圖3.4 可假設尼龍絲是一個懸臂梁，在自由端受集中力F作用，可用如圖示的撓度公式求解尼龍絲所受的力F。 而此時： 尼龍絲的轉動慣量I為： 即 ⑷假設尼龍絲在與護欄相接觸的過程中，都發(fā)生最大變形，則在一根旋轉軸上，參與變形的尼龍絲個數與F之積為刷洗裝置要工作，電動機驅動旋轉軸旋轉，所提供的徑向力。則總的徑向力為： 此時旋轉軸的力矩M為： （其中r為護欄離中心的距離） 二電動機的選定 知道了旋轉軸的旋轉扭矩M，而旋轉軸由電動機驅動。其中電動機帶動三個旋轉軸。 由 Q=192.06N.m 我們選用大力矩電機來驅動電機型號Y80M1-4Z重量為17Kg其輸出力矩完全符合要求。 大力矩電機的主要參數如下 型號 Y80M1-4Z 功率 0.55kw 馬力 0.75hp 電流 1.5A 轉速 1390r/min 效率 73% 功率因素0.76cosф 堵轉轉矩額定轉矩 2.4 堵轉電流額定電流 6.0 重量 17kg 三 支撐導槽設計計算 對支撐導槽的要求 ⑴能夠支撐清洗機構的重量 ⑵有一定的緩沖能力 ⑶可方便安裝 支撐導槽的設計參數 長度為800mm 支撐導槽內置緩沖彈簧用以緩沖與護欄的沖擊 假設彈簧的k=20,彈簧的長度x為150mm 那么彈簧的緩沖力F=kx=20x15=30N 假設直徑為D=30mm當工作壓力達到100Pa時彈簧壓縮變形λ=30mm,設計彈簧絲的直徑d和彈簧圈數n。設彈簧的許應剪應力[τ]=150Pa,剪切彈性模量G=80MPa. P=Ap= 彈簧絲直徑可按下式初選為 則 ，取n=15 假設清洗機的總體重量為100kg,支撐導槽的橫截面積是2700mm，[t]=40MPa 校核尺寸 所以符合要求。 四 液壓泵的選擇 確定液壓泵的最大工作壓力 式中 ——垂直升降清洗機最大工作壓力 在本系統中，最高壓力是液壓缸垂直運動時： 則液壓泵的工作壓力為：P=15600Pa 所以選用液壓泵YTT32-800 液壓泵的主要參數 公稱力 8000KN 頂出力 1600KN 液壓體最大壓力 25MPa 頂出活塞最大行程 450mm 五 帶輪傳動的設計計算 電機輸出軸與旋轉軸輸入軸采用帶輪傳動。以下為帶輪傳動機構的設計過程。 帶條設計 1）帶輪尺寸 小帶輪尺寸 設計為d=80mm 大帶輪尺寸 設計為D=160mm 2） 實際傳動比 這樣子工作軸的轉速就不會太高從而毛刷與護欄的撞擊力不會太大（以防毛刷損壞過快） 總結 通過上面的介紹，我想大家對我的設計有了比較系統的了解，該設計結合目前國內同類產品的設計要點，我個人主要從結構上入手，結構上采用立式清洗機構，液壓泵帶動清洗機構上下運動以保證清洗的潔凈度，電機旋轉驅動毛刷旋轉達到清掃的目的。并采用了緩沖裝置在水平支撐導槽上用以緩沖減少與護欄的沖擊，使得操作性更好。由于經驗不足，難免存在有些參數選擇不合理，計算不準確的情況，但是主要是通過這次設計，我經歷了一個完整的設計過程，在設計過程中我遇到各種困難，但是在老師和同學們的大力幫助指導下還是克服了種種難關，最終完成了畢業(yè)設計，這是本次設計我最大的收獲。 設計體會 通過三個多月的努力，畢業(yè)設計總算如期完成，圓滿完成了大學的最后一次大作業(yè)，這次設計，是對大學四年所學知識的一次綜合應用，也是為以后走上工作崗位，適應未來工作的一次大練兵。通過這次設計，明確了一個完整的設計過程所必需的幾個階段和每個階段必須完成什么樣的工作，一個設計從開始到論文發(fā)表，大致要經歷以下幾個階段： 1）資料收集階段，收集資料可以通過各種方式，各種渠道。首先要進行市場調查，了解產品的研究背景及發(fā)展概況，從而明確設計的意義和目的明確本次設計要在原有的基礎上作何改進，客觀分析產品的市場前景，從而定位產品的最大設計成本，這樣設計出來的東西才有意義，將來才會有很高的市場占有率。 2）設計計算階段，這是設計的重點，這個過程的完成要進行大量的計算，包括對每一個零件尺寸的計算及強度剛度的校核，每一個標準件的選取及各種參數的確定都離不開大量的計算，各種參數的確定都離不開計算說明，這個過程完成的好壞直接說明了大學四年所學課程的掌握情況，可以說沒有扎實的知識就搞不好這次設計。通過這個過程的訓練，培養(yǎng)了我嚴謹的工作態(tài)度，因為設計中的每一個數值的得來都必須有根有據，不能隨意捏造。 3）試驗階段，每一個設計出來的產品都不可能一次到位，還要進行大量的試驗，通過試發(fā)現產品在實際使用過程中所存在的各種問題，然后再進行修改，如此反復，才能使產品性能更加良好，才能有更好的經濟效益。 致謝 本設計能夠順利的完成得到了院系領導老師的大力支持和幫助，在導師李明富教授的悉心指導和殷切關懷下完成的。導師淵博的學識、嚴謹求實的作風、海納百川的胸懷使我終生受益，值此論文完成之際，謹向導師表示衷心的感謝! 在論文的完成過程中，許多老師、同學和朋友都給與了無私的關懷和幫助。設計過程中，李老師一并幫我分析遇到的種種困難。一直支持，鼓勵我要有解決問題的信心，不僅在理論上更深了解相關知識，并使之在實際應用的知識有了更進一步的認知。使設計得以順利的完成。同時，和同學們之間的相互探討也使我獲益匪淺。在此，對他們表示由衷的感謝！ 最后，要感謝母校所有老師，四年來他們給了我無盡的關懷，他們精心的栽培為我以后的學習工作打下了堅實的基礎。 參考文獻 [1]宋建安，趙鐵栓 . 液壓傳動[M] .世界圖書出版社 [2]楊利平 .液壓傳動系統及設計 .化學工業(yè)出版社 [3]上海煤礦機械研究院所編 .液壓傳動設計手冊 .上海人民出版社 [4]吳永平，姚懷新. 工程機械設計.人民交通出版社 [5]第二版，機械設計手冊5 機械工業(yè)出版社 [6]羅迎社，李桌球.材料力學.武漢理工大學出版社 [7]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室.第七版.高等教育出版社 [8]周良德，朱泗芳，楊世平.現代工程圖學.第二版.湖南科學技術出版社 [9]成大先，王德夫，姬奎生，姜勇，李長順.機械設計手冊.第四版.第四卷.化學工業(yè)出版社 35