手扶式落葉收集機設(shè)計【含CAD圖紙、PROE三維】,含CAD圖紙、PROE三維,手扶,落葉,收集,搜集,采集,設(shè)計,cad,圖紙,proe,三維 I 摘 要 現(xiàn)在市場上的大多數(shù)城市的環(huán)衛(wèi)工人還在使用最古老的方式去清掃落葉 并且處 理落葉的方式還是焚燒 這使得不僅大氣受到污染 是環(huán)境遭到嚴重破壞 而且造成 了資源的嚴重浪費 與我們國家的可持續(xù)發(fā)展嚴重不符 作為 21 世紀新青年 我們有 義務(wù)去改變這一現(xiàn)狀 所以我們小組便設(shè)想出這個想法 將落葉清掃與粉碎結(jié)合成為 一體機 大大增加了環(huán)衛(wèi)工人的工作效率和資源利用率 真正意義上的做到學以致用 本論文主要針對的是手扶式落葉清掃粉碎機的機構(gòu)設(shè)計 分別從粉碎機構(gòu)設(shè)計 傳動機構(gòu)設(shè)計 電動機構(gòu)設(shè)計和其他機構(gòu)設(shè)計四方面入手進行分析設(shè)計 研究的目的 是拋磚引玉 使更多的科研工作者參與到環(huán)衛(wèi)工具的創(chuàng)新行列之中 從而設(shè)計出更多 更有價值的環(huán)衛(wèi)工具 這樣可以大大節(jié)約人力物力做到可持續(xù)發(fā)展 以創(chuàng)造更多的經(jīng) 濟效益和社會 總之 該設(shè)計主要研究手扶式落葉清掃粉碎機的機構(gòu)設(shè)計 與另兩篇的三維設(shè)計 和功能設(shè)計組成整體設(shè)計 關(guān)鍵詞 高效率 環(huán)保 可持續(xù)發(fā)展 落葉清掃機 機構(gòu)設(shè)計 II Abstract According to the survey on the market now most fitness devices do not have transformed the human physical function in people fitness exercise while causing energy waste Through our daily fitness training and teaching practice a combination of mechanical and electronic and mechanical principle of fitness generating unit conducted a preliminary exploratory study This thesis is focused on the institutional design of the hand type leaves swept pulverizer respectively starting from the crushing mechanism design transmission design and other design analysis and design The study was designed to initiate more scientists to participate in the innovation among the ranks of sanitation tools to design more and more valuable sanitation tool can greatly save the human and material resources to achieve sustainable development in order to create economic and social In conclusion the design of the institutional design of the hand type leaves swept pulverizer coupled with a series of graphic overall design with the other two of the three dimensional design and functional design Keywords high efficiency environmental protection sustainable development deciduous cleaning machine mechanism Design III 目 錄 第 1 章 緒論 1 1 1 課題背景 1 1 2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3 選題的設(shè)計思想設(shè)計方法及改進 2 第 2 章 CAD 及三維設(shè)計簡述 2 2 1 CAD結(jié)構(gòu)簡述 2 2 2 PROE三維造型設(shè)計簡述 3 第 3 章 主要功能設(shè)計 3 3 1 總功能描述 3 3 2 實現(xiàn)總功能的方法構(gòu)想 3 3 3 分功能描述及其功能樹 4 3 4 方案設(shè)定 8 3 5 方案評價和最佳方案 8 3 6 創(chuàng)新點歸納 9 第 4 章主要機構(gòu)設(shè)計 9 4 1 粉碎機構(gòu)設(shè)計 9 4 1 1 粉碎機刀片的確定 9 4 1 2 粉碎裝置飛刀數(shù)量的確定 10 4 1 3 切削力的計算 11 4 1 4 確定切屑厚度與單位切削力的關(guān)系 11 4 2 電動機構(gòu)設(shè)計 13 4 2 1 電機的分類及發(fā)展狀況 13 4 2 2 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)及分析 14 4 3 傳動機構(gòu)設(shè)計 15 4 3 1 主軸的校核 15 4 4 其他機構(gòu)設(shè)計 16 4 4 1 鍵的選擇 16 4 4 2 螺栓和螺母的選擇 16 4 4 3 墊圈的選擇 16 第 5 章結(jié)論 17 參考文獻 18 致 謝 19 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 1 畢業(yè)設(shè)計論文 畢 業(yè) 設(shè) 計 手扶式落葉收集機設(shè)計 完成日期 指導教師簽字 答辯小組成員簽字 畢業(yè)設(shè)計論文 I 摘 要 現(xiàn)在市場上的大多數(shù)城市的環(huán)衛(wèi)工人還在使用最古老的方式去清掃落葉 并且處 理落葉的方式還是焚燒 這使得不僅大氣受到污染 是環(huán)境遭到嚴重破壞 而且造成 了資源的嚴重浪費 與我們國家的可持續(xù)發(fā)展嚴重不符 作為 21 世紀新青年 我們有 義務(wù)去改變這一現(xiàn)狀 所以我們小組便設(shè)想出這個想法 將落葉清掃與粉碎結(jié)合成為 一體機 大大增加了環(huán)衛(wèi)工人的工作效率和資源利用率 真正意義上的做到學以致用 本論文主要針對的是手扶式落葉清掃粉碎機的機構(gòu)設(shè)計 分別從粉碎機構(gòu)設(shè)計 傳動機構(gòu)設(shè)計 電動機構(gòu)設(shè)計和其他機構(gòu)設(shè)計四方面入手進行分析設(shè)計 研究的目的 是拋磚引玉 使更多的科研工作者參與到環(huán)衛(wèi)工具的創(chuàng)新行列之中 從而設(shè)計出更多 更有價值的環(huán)衛(wèi)工具 這樣可以大大節(jié)約人力物力做到可持續(xù)發(fā)展 以創(chuàng)造更多的經(jīng) 濟效益和社會 總之 該設(shè)計主要研究手扶式落葉清掃粉碎機的機構(gòu)設(shè)計 與另兩篇的三維設(shè)計 和功能設(shè)計組成整體設(shè)計 關(guān)鍵詞 高效率 環(huán)保 可持續(xù)發(fā)展 落葉清掃機 機構(gòu)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計論文 II Abstract According to the survey on the market now most fitness devices do not have transformed the human physical function in people fitness exercise while causing energy waste Through our daily fitness training and teaching practice a combination of mechanical and electronic and mechanical principle of fitness generating unit conducted a preliminary exploratory study This thesis is focused on the institutional design of the hand type leaves swept pulverizer respectively starting from the crushing mechanism design transmission design and other design analysis and design The study was designed to initiate more scientists to participate in the innovation among the ranks of sanitation tools to design more and more valuable sanitation tool can greatly save the human and material resources to achieve sustainable development in order to create economic and social In conclusion the design of the institutional design of the hand type leaves swept pulverizer coupled with a series of graphic overall design with the other two of the three dimensional design and functional design Keywords high efficiency environmental protection sustainable development deciduous cleaning machine mechanism Design 畢業(yè)設(shè)計論文 III 目 錄 第 1章 緒論 1 1 1課題背景 1 1 2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3選題的設(shè)計思想設(shè)計方法及改進 2 第 2 章 CAD 及三維設(shè)計簡述 2 2 1 CAD結(jié)構(gòu)簡述 2 2 2 PROE三維造型設(shè)計簡述 3 第 3章 主要功能設(shè)計 3 3 1總功能描述 3 3 2實現(xiàn)總功能的方法構(gòu)想 3 3 3分功能描述及其功能樹 4 3 4方案設(shè)定 8 3 5方案評價和最佳方案 8 3 6創(chuàng)新點歸納 9 第 4章主要機構(gòu)設(shè)計 9 4 1粉碎機構(gòu)設(shè)計 9 4 1 1 粉碎機刀片的確定 9 4 1 2 粉碎裝置飛刀數(shù)量的確定 10 4 1 3 切削力的計算 11 4 1 4 確定切屑厚度與單位切削力的關(guān)系 11 4 2電動機構(gòu)設(shè)計 13 4 2 1 電機的分類及發(fā)展狀況 13 4 2 2 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)及分析 14 4 3傳動機構(gòu)設(shè)計 15 4 3 1 主軸的校核 15 4 4其他機構(gòu)設(shè)計 16 4 4 1 鍵的選擇 16 4 4 2 螺栓和螺母的選擇 16 4 4 3 墊圈的選擇 16 第 5章結(jié)論 17 參考文獻 18 致 謝 19 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 1 第 1章 緒論 1 1課題背景 隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展 露天焚燒落葉嚴重影響大氣環(huán)境質(zhì)量 1 直接導致大氣污染 影響大氣環(huán)境質(zhì)量 在秋天 落葉漫天飛舞的季節(jié) 為了 盡早完成落葉的處理 環(huán)衛(wèi)工人將大量的落葉直接在大街上焚燒 導致空中總懸浮顆 粒數(shù)量明顯升高 焚燒產(chǎn)生的濃煙中含有大量的一氧化碳二氧化碳二氧化硫等有毒有 害氣體 對人體健康產(chǎn)生不良影響 2 安全構(gòu)成威脅 露天焚燒落葉帶來的一個最突出的問題就是焚燒過程中產(chǎn)生的 濃煙 直接影響公路的正常交通運輸 對交通安全構(gòu)成潛在威脅 機場每逢落葉紛飛 季節(jié)都深受落葉露天焚燒的危害 有時大馬路能見度很低 嚴重影響人們的正常生活 一旦導致事故 將造成極為不良的社會影響 3 火災(zāi)隱患 近年來 落葉露天焚燒導致火災(zāi)事故頻頻發(fā)生 據(jù)相關(guān)資料報道 河南省每年因燃燒葉落造成直接經(jīng)濟損失達 10 億元 在落葉清掃期間 由焚燒落葉引 起的火災(zāi)占火災(zāi)起數(shù)的大部分 據(jù)浙江寧波環(huán)保部門統(tǒng)計 秋季每個月因垃圾和落葉 焚燒的投訴案例占全部投訴案例的 10 20 落葉焚燒投訴案例明顯上升 無論從 環(huán)境角度還是從安全角度考慮 這一現(xiàn)象都存在潛在危害 應(yīng)該引起政府和有關(guān)部門 的高度重視 另一方面 我國經(jīng)濟高速發(fā)展 人民生活水平逐步提高 在這個信息技術(shù)高速發(fā) 展的當今社會 高效率生活已經(jīng)成為了人們生活的主導 同時 各種先進機械的開發(fā) 應(yīng)用 傳統(tǒng)的落葉清掃方式已經(jīng)完全跟不上當今的時代的腳步 我們現(xiàn)在已經(jīng)進入電 氣時代 跟換現(xiàn)有的落葉清掃方式 勢在必行 提高落葉清掃效率 全面實行可持續(xù)發(fā)展 在新能源的探索日新月異 節(jié)能產(chǎn)品 層出不窮的今天 落葉收集粉碎裝置無疑是有規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)發(fā)展前景的發(fā)電方 式之一 同時也是普通民眾從點滴做起 貫徹實行可持續(xù)發(fā)展的典范 1 2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 我國粉碎機的研制工作始于 20 世紀 60 年代 70 年代中期開始研究伐區(qū)木片生產(chǎn) 工藝設(shè)備 80 年代國家設(shè)立攻關(guān)課題 進行了系統(tǒng)研究 取得了一定成果 進入 90 年 代 木片生產(chǎn)得到了快速發(fā)展 粉碎機機制造業(yè)也隨之進一步發(fā)展 目前已至少有 30 多家生產(chǎn)削片機的廠家 生產(chǎn) 20 多種型號的粉碎機機 我國目前所用的粉碎機機主要 有以下幾種型號 1 BX117C 盤式機 2 BX1107 4 盤式機 3 BX116 盤式機 4 BX1108 3 盤式機 此外 還有極少量的 BX1710B 盤式機和 BX1112 盤式機等 至于粉碎 機 我國常州市林機廠及其它生產(chǎn)企業(yè)在 90 年代就曾研制過多種機型 功率一般為 3 5kW 但都未推廣 主要原因都是功率太小 無法滿足使用要求 國外生產(chǎn)始于 60 年 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 2 代 近年來發(fā)展很快 不僅產(chǎn)量迅速增加 而且在一些國家 如日本 前蘇聯(lián) 美國 等國已發(fā)展成為木材工業(yè)部門中的一個獨立體系 在瑞典 芬蘭等國則成為木材加工 企業(yè)中不可缺少的組成部分 而且國粉碎機的性能也比國內(nèi)要好一些 這主要表現(xiàn)在 其產(chǎn)品型號齊全 功率強勁 外形美觀 操作方便 噪聲低 人性化設(shè)計等 如美國 的百萊瑪設(shè)備公司的產(chǎn)品威猛系列粉碎機 其中威猛 BC600XL 型就是一款高產(chǎn)量 大 功率的切枝機 它具有獨創(chuàng)的外觀設(shè)計和驅(qū)動系統(tǒng) 具有同類產(chǎn)品中最大的進料口 1 3選題的設(shè)計思想設(shè)計方法及改進 本課題要求設(shè)計的落葉清掃粉碎一體機主要用于粉碎樹葉等園林綠化廢料 粉碎出 的碎料也是用于制造肥料等 對質(zhì)量要求不高 故對機器的主要要求是體積小 結(jié)構(gòu)簡單 移動方便和便于操作 針對這些要求 設(shè)計飛刀為對稱分布的長刀 以滿足最大切削直徑和 力矩平衡的要求 根據(jù)設(shè)計要求 進料口和出料口有了改進 刀盤保持一定的厚度加 大其轉(zhuǎn)動慣量 以防止切削過程中刀盤轉(zhuǎn)速波動太大 由發(fā)動機的功率要求確定落葉 清掃粉碎一體機的生產(chǎn)能力 計算出合適的飛刀數(shù)量和切削功率以及切削力 飛刀的 伸出量能夠調(diào)整 保證切削質(zhì)量 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 3 第 2 章 cad 及三維設(shè)計簡述 作為手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計應(yīng)該把人作為產(chǎn)品和環(huán)境設(shè)計的出發(fā)點 使 其性能 色彩等更好的適應(yīng)和滿足人類的生理和心理的需要 從而使人們在工作中更 安全便捷 舒適的使用 2 1 cad結(jié)構(gòu)簡述 圖 2 1 8 裝配圖 2 2 Proe三維造型設(shè)計簡述 因為設(shè)計是適用于街道的清掃使用 使清掃落葉更加快捷 環(huán)保 避免工作量巨 大而浪費大量人力物力 有做到資源的可持續(xù)利用 出于街道清掃使用的要求 我們整體從體積小巧 盡可能少占空間的角度出發(fā) 選擇如圖 2 2 1 的整體造型 圖 2 2 1 裝配圖 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 4 第 3章 主要功能設(shè)計 3 1總功能描述 對道路上的落葉進行清掃 并對落葉進行篩選處理 然后粉碎 最后壓縮收集 機器具有升降功能 可以適應(yīng)不同地面 電動 粉碎 成片 有落葉 的路面 總共能 路面干凈 粉碎成片 表 3 1 總功能描述 3 2實現(xiàn)總功能的方法構(gòu)想 通過查閱大量資料和對生活中所用的落葉收集工具 落葉處理工具的觀察 設(shè)計 的手扶式落葉清掃粉碎一體機 由粉碎機將收集到的落葉粉碎并送至收集箱 粉碎機 系統(tǒng)由電機提供動力 此種落葉收集處理機在對落葉進行收集的同時能及時對收集的落葉進行粉碎處理 兩側(cè)的清掃刷可方便地清掃墻角及靠近障礙的地方 并且由于兩側(cè)的清掃刷的存在 大大增加了清掃寬度 并且轉(zhuǎn)彎半徑并不大 驅(qū)動方式為電力驅(qū)動 由于所設(shè)計的落葉收集處理機以環(huán)保為出發(fā)點 故動力裝 置 選擇噪音低 對空氣無污染的電力驅(qū)動 配置大容量收集箱 可大大提高工作效率 和收集 處理效果 進行長時間的工作 電動機的類型和結(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 性質(zhì) 大小 啟動性能和過載情況 來選擇 在移動設(shè)備中常使用 的有直流電動機和步進電動機 由于所設(shè)計的落葉收集處理機要求控制簡單 運動平 穩(wěn) 因此選擇交流電動機 3 3分功能描述及其功能樹 1 落葉清掃系統(tǒng) 落葉清掃系統(tǒng)是根據(jù)清掃車的清掃地面的原理而設(shè)計得來的 機器前端兩側(cè)分別 安 裝兩個毛刷 將兩側(cè)落葉掃至中間 大大的加寬了清掃面積 清掃頭采用 pvc 材料制 作 柔軟耐用 根據(jù)樹葉重量的大小確定吸力的大小和吸口流量的大小 然后根據(jù)框 架整體的大小確定清掃頭和吸塵口的大小 Cad 圖見圖 3 1 proe 圖見圖 3 3 黑箱 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 5 圖 3 1 cad 吸塵口 圖 3 2 proe 吸塵口 2 落葉粉碎系統(tǒng) 主要功能是將清掃收集的落葉進行粉碎處理 落葉粉碎由電機提供動力 粉碎機 所用為十字刀架 對落葉進行粉碎 根據(jù)整體的大小和粉碎葉片大小的選擇確定粉碎 腔的大小和形狀 因為粉碎腔內(nèi)有吸力通過 所以要保證粉碎腔與刀片之間的距離不 能過大 過大可能使未被攪碎的樹葉進入集塵箱達不到粉碎的效果 見圖 3 3 和 圖 3 4 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 6 圖 3 3 cad 粉碎箱 圖 3 4 proe 粉碎箱 3 落葉收集系統(tǒng) 集塵箱的大小根據(jù)整體來確定 形狀可以自由設(shè)計使其美觀 集塵箱上設(shè)計有開 口 材料使用透明的玻璃可以隨時觀看集塵箱的內(nèi)部情況 而且要保證開合方便 這 樣可以方便集塵箱內(nèi)的樹葉碎片隨時倒出 不至于影響落葉粉碎一體機的連續(xù)工作 如圖 3 5 圖 3 6 圖 3 7 圖 3 5 cad 收集箱 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 7 圖 3 6 cad 軟管 圖 3 7 proe 收集箱 4 功能樹 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 8 手扶式落葉清掃粉碎一體機 落 葉 清 掃 功 能 落 葉 收 集 功 能 落 葉 傳 送 功 能 落 葉 粉 碎 功 能 實 現(xiàn) 道 路 清 潔 實 現(xiàn) 落 葉 收 集 實 現(xiàn) 落 葉 粉 碎 使 落 葉 便 于 存 放 運 輸 表 3 2 落葉收集處理機功能樹 3 4方案設(shè)定 功能元解功能元 1 2 3 4 A 動力源 電動機 汽油機 柴油機 人力 B 移動傳動 齒輪傳動 蝸桿傳動 帶傳動 C 移動 軌道及車輪 輪胎 履帶 D 收集 滾刷 氣流吸收 表 3 3 方案設(shè)定 方案一 A1 B1 C2 D2 電動式氣流落葉清掃處理機 它根據(jù)吸塵器原理 電動機 帶動葉輪告訴旋轉(zhuǎn) 使收集箱產(chǎn)生真空 從而產(chǎn)生吸引力達到對落葉的收集 方案二 A2 B3 C2 D1 是一種由汽油機為動力源的落葉清掃處理機 以電機作為 動 力源 并且以齒輪為主要傳動元件 又由上下傳送帶擠壓傳送落葉至粉碎機 粉碎后 收集在收集箱 3 5方案評價和最佳方案 方案一評價 電動式氣流落葉清掃處理機 以電機作為動力源 噪音小并且可以 安 裝節(jié)能系統(tǒng) 損耗小 清掃面積大 工作效率高 但是滾動時可能會激起地面灰塵 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 9 方案二評價 汽油機式落葉清掃處理機 以汽油機作為動力源 機器功率大 機 器 采用滾刷方式收集落葉 優(yōu)點是不會激起灰塵 直接將其吸收掉 缺點是清掃面積小 工作效率不高 汽油機工作會產(chǎn)生廢氣 對環(huán)境有損害 不符合環(huán)保理念 綜上分析評價 選取方案一為最佳方案 電動式氣流落葉清掃處理機噪音小 無 污 染 損耗小 符合當前環(huán)保節(jié)能的理念 3 6創(chuàng)新點歸納 1 落葉收集處理機同時具有收集落葉和處理落葉的功能 而目前市場投入使用的 落 葉清掃機只具有收集落葉的功能 2 設(shè)置了粉碎系統(tǒng) 將收集到的落葉直接粉碎 3 葉塊可以變廢為寶 加工成優(yōu)質(zhì)的有機肥 飼料和燃料 甚至可以作為培育真 菌的基材等 可利用的空間廣 由于廢葉的合理利用 避免其直接被堆放焚燒 造成 環(huán)境污染 具有環(huán)保意義 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 10 第 4章主要機構(gòu)設(shè)計 4 1粉碎機構(gòu)設(shè)計 粉碎機構(gòu)的主要功能是將清掃收集的落葉進行粉碎處理 落葉粉碎由電機提供動 力 粉碎機所用為十字刀架 對落葉進行粉碎 根據(jù)整體的大小和粉碎葉片大小的選 擇確定粉碎腔的大小和形狀 因為粉碎腔內(nèi)有吸力通過 所以要保證粉碎腔與刀片之 間的距離不能過大 過大可能使未被攪碎的樹葉進入集塵箱達不到粉碎的效果 4 1 1 粉碎機刀片的確定 粉碎機刀片又稱為塑料刀片 塑膠粉碎刀片 粉碎機刀片有全鋼刀片和鑲鋼刀片 兩種 熱處理硬度 HRC52 55 度 技術(shù)要求 抗沖擊 耐磨 耐高溫 我們選用全鋼 刀片制作粉碎機 我們選用 D13B D18D 型號粉碎機刀片 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 11 圖 4 1 刀片 4 1 2 粉碎裝置飛刀數(shù)量的確定 由文獻知 粉碎機的生產(chǎn)能力 實積 m h 為QnZlFK321806 式中 設(shè)備時間利用系數(shù) 取 1K5 31K 工作時間利用系數(shù) 取 2 872 原料形態(tài)影響系數(shù) 取 其他原料取 1 3 03 刀盤轉(zhuǎn)速 r min n 飛刀數(shù)量 Z 樹葉平均長度 mm l 原料的斷面積 mm F 取 0 4 0 7 0 7 l 10mm F d 150mm 則 1K23K4 2d 圓整為 Z 2 9 1063218 nlQZ 故由生產(chǎn)率可選飛刀的數(shù)量為 2 把 4 1 3 切削力的計算 由切削力可按下經(jīng)驗公式式計算 bapAFx 式中 b 切削寬度 mm a 切削厚度 mm 切削力與切削面積的關(guān)系 可以用單位切削寬度上作用的切削力 與切削厚度 a xF 的關(guān)系來代替 即 apFx 可以把單位切削力 P 當作一個系數(shù) 用以反映切削力與切削厚度之間的函數(shù)關(guān)系 若表示 與 a 之間變化規(guī)律的曲線為通過坐標原點的斜直線 單位切削力便是該斜線 xF 的斜率 實際上 從實驗結(jié)果中可知 隨 a 而變化的直線具有縱截距 而且在不同 x 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 12 的切削厚度范圍內(nèi) 直線的斜率不同 即單位切削力不同 所以需要根據(jù)不同的切削 厚度范圍 分別建立不同的單位切削力的計算公式 切削力經(jīng)驗公式的建立 是從確立切削厚度與單位切削力的關(guān)系著手的 然后將 影響切削力的一系列因素 如刀具變鈍 刀具切削方向相對于纖維的方向 切削角 切削速度 材種等 通過系數(shù)修正 經(jīng)驗公式換算 加以綜合考慮 最后建立隨不同 因素變化的切削力經(jīng)驗公式 4 1 4 確定切屑厚度與單位切削力的關(guān)系 近半個世紀以來 對木材切削過程的試驗研究表明 在切屑厚度 時 單ma1 0 位切削寬度上作用的切削力 與切屑厚度之間的關(guān)系可用 AB 直線表示 如下圖 F 圖 4 2 單位切削寬度上作用的切削力 與切屑厚度之間的關(guān)系曲線 F 直線 AB 的方程為 81 9 mNapf 式中 AB 直線的縱截距 f 時 直線 AB 的斜率 pma1 0 1 tan 實際上 當切屑厚度變小 在 時 與 a 之間的函數(shù)關(guān)系改用曲線 BDma1 0 F 表示 若以直線 BD 近似地代替曲線 BD 則直線 BD 的方程為 81 9 2 mNpfF 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 13 式中 BD 直線的縱截距 2 0f 時 BD 直線的斜率 pma1 281 08tanpffp 下面在兩種切屑厚度范圍內(nèi) 根據(jù)前 后刀面作用力的不同 分別建立作用在前 后刀面上的單位切削力計算公式 1 當 時 a 0 8 0 2 FapfapfF 式中 作用在后刀面上的單位切屑寬度上的切削力 從真實切刀切削木料的過 F 程中可以觀察到 雖然 a 0 但后刀面仍然對切削平面以下的木材起 作用 這時 2 0 fF F 作用在前刀面上的單位切屑寬度上的切削力 apfF 8 0 2 當 時 ma1 0 8 2 0 apfF 式中 作用在后刀面上的單位切屑寬度上的切削力 該力不因切屑厚度變化而 F 異 作用在前刀面上的單位切屑寬度上的切削力 apfF 8 相應(yīng)單位切削力 p 隨切屑厚度 a 的變化而變化的關(guān)系式為 3 當 時 ma1 0 paffpf 8 0 2 式中 作用在后刀面上的單位切削力 p 作用在前刀面上的單位切削力 4 當 時 ma1 0 pfap 8 2 0 式中 作用在后刀面上的單位切削力 p 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 14 p 作用在前刀面上的單位切削力 4 2電動機構(gòu)設(shè)計 電動機主軸與粉碎機葉片直接相連 4 2 1 電機的分類及發(fā)展狀況 電動機應(yīng)用廣泛 種類繁多 性能各異 分類方法也很多 根據(jù)電動機工作電源的不同 可分為直流電動機和交流電動機 其中交流電動機 還分為單相電動機和三相電動機 電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動機和同步電動機 同步電動機還可分為 永磁同步電動機 磁阻同步電動機和磁滯同步電動機 異步電動機可分為感應(yīng)電動機 和交流換向器電動機 感應(yīng)電動機又分為三相異步電動機 單相異步電動機和罩極異 步電動機 交流換向器電動機又分為單相串勵電動機 交直流兩用電動機和推斥電動 機 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機 電容運轉(zhuǎn)式電動機 電容起 動運轉(zhuǎn)式電動機和分相式電動機 按用途分類 電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機 驅(qū)動用電動機 又分為電動工具用電動機 家電用電動機及其它通用小型機械設(shè)備用電動機 控制用 電動機又分為步進電動機和伺服電動機等 電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機 電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機 低速電動機 恒速電動機 調(diào)速電動機 電動機是一種實現(xiàn)機 電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置 它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的 反過來 電動機的發(fā)展也促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高 從 19 世紀末期起 電動機就 逐漸代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機 一個多世紀以來 雖然電動機的基本結(jié) 構(gòu)變化不大 但是電動機的類型增加了許多 在運行性能 經(jīng)濟指標等方面也都有了 很大的改進和提高 而且隨著自動控制系統(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展 在一般旋轉(zhuǎn)電動機 的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電動機 控制電動機具有高可靠性 好精確度 快速響應(yīng)的特點 已成為電動機學科的一個獨立分支 電動機的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機械能 它可以作為拖動各種生產(chǎn)機械的動力 是 國民經(jīng)濟各部門應(yīng)用最多的動力機械 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中 為了實現(xiàn)各種生產(chǎn) 工藝過程 需要各種各樣的生產(chǎn)機械 拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn) 可以采用氣動 液壓 傳動和電力拖動 由于電力拖動具有控制簡單 調(diào)節(jié)性能好 耗損小 經(jīng)濟 能實現(xiàn) 遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點 因此大多數(shù)生產(chǎn)機械都采用電力拖動 因此 我們選用三相異步交流電動機作為粉碎裝置的電動機 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 15 4 2 2 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)及分析 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)主要由兩個部分組成 一是固定不動的部分 簡稱定子 二是可以自由旋轉(zhuǎn)的部分 簡稱轉(zhuǎn)子 定子與轉(zhuǎn)子之間有一個很小的氣隙 此外 還 有機座 端蓋軸承 接線盒 風扇等其他部分 三相異步電動機轉(zhuǎn)動的基本工作原則是 1 三相對稱繞組中通入三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場 其轉(zhuǎn)速為異步轉(zhuǎn)速 2 轉(zhuǎn)子導體切割旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流 3 轉(zhuǎn)子載流導體在磁場中受到電磁力的作用 從而形成電磁轉(zhuǎn)矩 驅(qū)使電動機轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)動 其轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速 異步電動機的轉(zhuǎn)速不可能達到定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 即同步轉(zhuǎn)速 因為如果到達同步轉(zhuǎn)速 則轉(zhuǎn)子導體與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運動 隨 之在轉(zhuǎn)子導體中不能感應(yīng)出電勢和電流 也就不能產(chǎn)生推動轉(zhuǎn)子的電磁力 因此 異 步電動機的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速 即兩種轉(zhuǎn)速之間總是存在差異 異步電動機因此 而得名 又因為異步電動機轉(zhuǎn)子電流是通過電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的 所以又稱為感應(yīng)電 動機 4 電動機的旋轉(zhuǎn)方向始終與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致 而旋轉(zhuǎn)磁場的方向又取決 于異步電動機的三相電流相序 因此 三相異步電動機的轉(zhuǎn)向與電流的相序一致 要 改變轉(zhuǎn)向 只要改變電流的相序即可 即任意對調(diào)電動機的兩根電源線 便可使電動 機反轉(zhuǎn) 4 3傳動機構(gòu)設(shè)計 4 3 1 主軸的校核 根據(jù)實心圓軸公式 其切應(yīng)力 MPa TTdnPW 362 0 159 寫成設(shè)計公式 軸的最小直徑 mm 33 62 0159ncdT 上兩式中 軸的抗扭截面系數(shù) mm TW 軸傳遞的功率 kW P 軸的轉(zhuǎn)速 r min n 許用切應(yīng)力 MP a T 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 16 與軸材料有關(guān)的系數(shù) 可由表 4 1 查得 13 C 對于受彎矩較大的軸宜取較小的 值 當軸上有鍵槽時 應(yīng)適當增大軸徑 單鍵 T 增大 雙鍵增大 36 表 4 2 軸強度計算公式中的系數(shù) C 軸的材料 Q235 20 Q255 Q275 35 45 40Cr 38SiMnMo MPa 12 15 20 25 30 35 40 45 52 C 160 148 135 125 118 112 106 102 98 由帶傳動傳動 取帶傳動效率 12121 0min 180in 360 PkWrrn 則96 0 kWP 92 軸的最小直徑為 mm75 26180 903 13 d 為了保證軸的強度 選 mm 48min 4 4其他機構(gòu)設(shè)計 4 4 1 鍵的選擇 選用普通平鍵 GB1096 79 鍵的規(guī)格為 bXh 14X9 4 4 2 螺栓和螺母的選擇 螺栓主要受到拉應(yīng)力 采用手拉螺栓連接 選用 GB5783 86 螺母主要根據(jù)所用螺栓的規(guī)格進行選擇 選用 GB6170 86 4 4 3 墊圈的選擇 根據(jù)需要選用普通平墊圈 GB848 85 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 17 第 5章結(jié)論 我設(shè)計的手扶式落葉清掃粉碎一體機在結(jié)構(gòu)上參考了美國的百萊瑪設(shè)備公司生產(chǎn) 的威猛 BC600XL 型切枝機 飛刀采用少刀形式 4 把 刀盤的安裝采用鍵連接 主軸 安裝采用完全對稱的圓錐滾子軸承 防止主軸有較大的軸向跳動 生產(chǎn)容易 安裝方 便 機身固定在機架上 并裝有車輪 可以再牽引機車的帶動移動 方便運輸 該機 適合于環(huán)境清掃 也可以用于廢棄樹葉的后續(xù)處理等 應(yīng)用非常廣泛 此次設(shè)計也有許多不完善的地方 比如 機身笨重 精度不高 和生產(chǎn)線聯(lián)系不 緊密等 設(shè)計的手扶式落葉清掃粉碎一體機需要改進的地方 減輕重量 提高精度 設(shè)計出更加簡單 實用 節(jié)能手扶式落葉清掃粉碎一體機 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 18 參考文獻 1 于永泗 齊民 徐善國 機械工程材料 M 大連 大連理工大學出版社 2007 2 劉會英 楊志強 機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 3 寇尊權(quán) 王多 機械設(shè)計課程設(shè)計 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 4 丁繼斌 封士彩 機械系統(tǒng)設(shè)計及其控制技術(shù) M 北京 化學工業(yè)出版社 2007 5 徐文華 李文峰 電動跑步機的人機工程設(shè)計 J 機械 200431 增刊 6 劉華 工業(yè)設(shè)計造型基礎(chǔ) M 北京 清華大學出版社 2005 7 梁玲 趙春章 中文版 Pro ENGINEER Wildfire 4 0 實用教程 M 北京 清華大學出版社 2008 8 王先逵 機械制造工藝學 M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 9 劉鴻文 材料力學 第四版 M 北京 高等教育出版社 2004 10 劉朝儒 機械制圖 M 北京 高等教育出版社 2006 11 Zhu Y Zhang S Rong Y Experimental Study on Stiffness of T Slot Based Modular Fixure Transaction of NAMRI SME Volumn X XI 1993 12 Orlov P Fundamentals of Machine Design Moscow Mir Pub 1987 手扶式落葉清掃粉碎一體機設(shè)計 機構(gòu)設(shè)計 19 致 謝 畢業(yè)設(shè)計暫告收尾 這也意味著我的四年的大學生活即將結(jié)束 四年的大學生活 使我受益匪淺 回首做畢業(yè)設(shè)計以來的收集 整理 思索 停滯 修改直至最終完成 的過程 我得到了許多的關(guān)懷和幫助 現(xiàn)特向他們表示我最誠摯的謝意 首先 我要特別感謝我的指導老師 本畢業(yè)設(shè)計是在指導老師的悉心指導嚴格要 求下完成的 老師具有嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 豐富的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗 在治學和做人 方面使我受益匪淺 衷心感謝老師對我的關(guān)心指導和幫助 通過這次畢業(yè)設(shè)計 不但 使我回顧了大學期間所學的專業(yè)知識 而且也使我領(lǐng)略了機械專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的 知識 其次 我也要感謝和我在一組做畢業(yè)設(shè)計的同學 是他們一起陪我做完畢業(yè)設(shè)計 的整個過程 在我們遇到問題時經(jīng)常圍在一起討論最終把問題給解決掉 向他們表示 感謝 再次 我也非常感謝幫助過我的其他同學 正是由于他們的幫助和鼓勵才使我能 夠在畢業(yè)設(shè)計過程中克服種種困難 最終順利完成畢業(yè)設(shè)計 他們的學識和為人也深 深地影響著我 他們在我需要幫助時主動向我伸出援助之手 最后 請允許我再次向曾直接給予我多次指導的老師和給我?guī)椭耐瑢W們表示最 忠誠的敬意