【正文】 3。23 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 軸的校核 24 鍵的校核 27 錐齒輪的計(jì)算 28 錐齒輪的計(jì)算 28 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 錐齒輪的校核計(jì)算 33 車架的設(shè)計(jì)計(jì)算 34 結(jié)論 36 參考文獻(xiàn) 37 致謝 39 湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 1 章 緒論 清掃工具的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 從 20世紀(jì) 60 年代我國(guó)研制生產(chǎn)路面清 掃機(jī)械開始（指大型清掃機(jī)的研制），已有 40 多年的生產(chǎn)歷史，然而中小型清掃機(jī)的研制開發(fā)則剛剛起步。相對(duì)于 發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)地面清掃機(jī)在銷售規(guī)模、技術(shù)水平、清掃效果等方面都存在一定的差距。 隨著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清潔機(jī)械市場(chǎng)的迅猛發(fā)展， 2021 年之后，國(guó)內(nèi)地面清掃機(jī)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。 我國(guó)已逐步進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì)，陳舊、落后的清掃方式及設(shè)備，已不能滿足社會(huì)進(jìn)步的需要。對(duì)于自動(dòng)化掃地器具，人們常見的是馬路上的掃地車，它能進(jìn)行大面積街道清掃、工作效率高，并且節(jié)約人力。 然而，小面積區(qū)域的清掃工具還主要沿用傳統(tǒng)手工掃地工具：掃帚，工作效率低、清掃效果不夠理想、浪費(fèi)人力資源。而工作效率高的省時(shí)省力的龐然大物掃地車在比如廠區(qū)、居住小區(qū)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、小街小巷、走廊等場(chǎng)所，確是英雄無(wú)用武之地。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快及居住面積的增大，家居地面的清掃工作也越來(lái)越繁重，嚴(yán)重干擾了人們的生活。因此急需開發(fā)一種成本低、節(jié)約人力物力、清掃效果良好的適應(yīng)院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型清掃設(shè)備。 目前，許多國(guó)家研制的清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生 。 日本，美國(guó)，歐洲各大廠商競(jìng)相開發(fā)，有些產(chǎn)品甚至 很超前。 例如，有一種 具有高效吸塵除灰功能 的清潔機(jī)器人 ，可遙控也可自主運(yùn)作，能轉(zhuǎn)向，躲避障礙物，有很高的實(shí)用價(jià)值，可對(duì)家居、廠礦企業(yè)等地面進(jìn)行清潔，幫助人們從繁雜的勞動(dòng)中解放出來(lái)。 在國(guó)外清潔設(shè)備的擁有率和洗衣機(jī)幾乎相當(dāng)，甚至要高（有公用洗衣房，專業(yè)洗衣店的緣故）。在這方面，國(guó)內(nèi)的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國(guó)家城市化的進(jìn)程不斷加大和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多新興的中小城市正在崛起，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機(jī)關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和公共場(chǎng)不斷建設(shè)機(jī)械化清掃已經(jīng)成為一種必然，地面的清潔養(yǎng)護(hù)及工廠清潔生產(chǎn)已經(jīng)越來(lái)越 重要。勞動(dòng)力成本的不斷提高，清掃 設(shè)備 的市場(chǎng)前景日漸看好 。 由于人們對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越重視，燃油車在很大程度上受到限制。 政府 大力 提倡綠色能源設(shè)備。近日國(guó)家出臺(tái)燃油含稅的政策，給電動(dòng)掃地車帶來(lái)福音 。 小型清掃設(shè)備因其 實(shí)用性強(qiáng)、 垃圾清掃率高 、污染小、成本底、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單 、 維修方便等特點(diǎn) 具有廣泛的市 場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值，它的出現(xiàn)和使用，將極大減輕人們繁瑣的家務(wù)勞動(dòng)，節(jié)省寶貴的時(shí)間，提 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 高了人們的生活質(zhì)量。小型清掃設(shè)備現(xiàn)在正是一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期，有著極其廣闊的發(fā)展空 。 清掃設(shè)備的概述 清 掃設(shè)備的分類 清掃設(shè)備按大小可分為大型清掃設(shè)備和中小型清掃設(shè)備。大型清掃設(shè)備主要是清掃車，由于本課題主要研究的是小型清掃設(shè)備大型的清掃設(shè)備在此不再多述。而現(xiàn)有的小型清掃設(shè)備主要有兩大類分別為掃地機(jī)和清潔機(jī)器人。 （ 1）清潔機(jī)器人：清潔機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)該說(shuō)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)綜合性的結(jié)果，它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。 清潔機(jī)器人是能夠在房間中自動(dòng)清潔地面，保持家庭衛(wèi)生的一種機(jī)器人。它集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器 人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。包括有地面真空吸塵機(jī)器人、地面清掃機(jī)器人、壁面清洗機(jī)器人、泳池清洗機(jī)器人和一些特種清洗機(jī)器人，可用于各種場(chǎng)合的清潔工作。這方面的研究從上世紀(jì) 80 年代起，開始受到人們的注意，不過(guò)由于清潔的環(huán)境基本上是結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)性的，但要清除的垃圾則完全是非結(jié)構(gòu)性的，造成一定困難。清潔機(jī)器人具有如下的特點(diǎn)：①清潔機(jī)器人自帶電源，小巧輕便、操作簡(jiǎn)單、自主性強(qiáng)、具有很強(qiáng)的實(shí)用性。②清潔機(jī)器人的工作環(huán)境主要為普通家庭環(huán)境，但要求有較好的環(huán)境適應(yīng)性 。 ③清潔機(jī) 器人的任務(wù)是清掃地面，工作的對(duì)象是地面的 灰塵、紙屑以及其他一些小尺寸物體，而大尺寸物體不作為清潔機(jī)器人的處理對(duì)象?？紤]到安全因素，清潔機(jī)器人必須對(duì)人及家庭物品等不構(gòu)成任何危害，同時(shí)清潔機(jī)器人還必須具備自我保護(hù)的能力。就現(xiàn)有的技術(shù)而言清潔機(jī)器人的發(fā)展受到了很大的局限，它的推廣也得到了一定的限制。 （ 2）掃地機(jī)：掃地機(jī)是現(xiàn)有技術(shù)下的最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型清掃設(shè)備。掃地機(jī)涉及地板上小面積地面覆蓋物的清掃機(jī)械領(lǐng)域，是一種小型家庭、工廠、小區(qū)、機(jī)關(guān)用的掃地機(jī)械。它的一般是由車架、車輪、罩殼和手把組成的手推小車。在車前側(cè)裝設(shè)立掃帚；車架、罩殼下方裝設(shè)橫掃帚，通過(guò) 半交叉皮帶和齒輪等傳動(dòng)件由車輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)掃帚將垃圾掃入車架前端設(shè)置的撮箕內(nèi)。從而避免了灰塵和廢氣污染與機(jī)動(dòng)噪聲。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。不清掃時(shí)能將掃帚抬起脫離地面。掃地速度在 3— 6 公里／時(shí)左右，掃地寬度在 1～ 2 米。以圓盤刷為工具的新型掃 地機(jī)，主要用于家庭以及公共場(chǎng)所地板或室內(nèi)地面上覆蓋物的清掃。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 我國(guó)清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 雖然國(guó)產(chǎn)清掃機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平已有了一定的進(jìn)步，價(jià)格性能比優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品，但在以下幾個(gè)方面尚待進(jìn)一步提高，這也是今后我國(guó)清掃機(jī)械技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 （ 1）提高工作可靠性 目前 國(guó)產(chǎn)清掃機(jī)工作可靠性不及進(jìn)口機(jī)，其原因主要有三，一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件不過(guò)關(guān)，如動(dòng)力裝置及其傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置的耐用性及材料的熱處理工藝等有待提高；二是制造工藝及加工精度較低；三是某些技術(shù)和整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚待完善等。 （ 2）研發(fā)多功能清掃機(jī) 目前的清掃機(jī)基本是單一清掃功能，不能進(jìn)行拖地、灑水和清洗護(hù)欄等。若能開發(fā)一專多能的清掃機(jī)，則其功能會(huì)進(jìn)一步拓展，也更為實(shí)用。 （ 3）注重環(huán)保的多功能清掃機(jī) 目前大多數(shù)機(jī)型，揚(yáng)塵比較嚴(yán)重。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高，開發(fā)環(huán)保型清掃機(jī)非常必要。 （ 4） 根據(jù)需要生產(chǎn)不同種類和配 置的清掃機(jī)械 清掃涉及各種不同等級(jí)的地面，它所需要的清掃機(jī)械也是不同的。如高檔場(chǎng)所和對(duì)地面要求較高的地方要求清掃機(jī)械必須具備很低的噪音和良好的清潔效果，當(dāng)然其相應(yīng)采購(gòu)和使用成本較高。等級(jí)較低的其它普通走廊地面的清掃要求較低，相應(yīng)生產(chǎn)和使用成本較低。根據(jù)不同等級(jí)地面需要配置不同種類的清掃機(jī)械，以便降低地面總成本的投入，因此開發(fā)和生產(chǎn)不同種類和配置的清掃機(jī)械是必要的。 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和解決途徑 本課題要求是設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的走廊清掃機(jī)，其關(guān)鍵問(wèn)題就在于如何很好的實(shí)現(xiàn)清掃功能。尤其使傳動(dòng)系統(tǒng)、整體結(jié) 構(gòu)、工作裝置的設(shè)計(jì)。由于清潔器是一種出現(xiàn)比較晚的機(jī)械產(chǎn)品，因此在其設(shè)計(jì)過(guò)程中，不可避免的出現(xiàn)了很多未解決得難點(diǎn)疑點(diǎn)，總結(jié)其難點(diǎn)如下： 由于清掃機(jī)是一新興產(chǎn)品，掃地功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)還不成熟，很難查到相關(guān)的資料。因此掃地功能的實(shí)現(xiàn)是設(shè)計(jì)工作的一個(gè)很大的難點(diǎn)。清掃機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵污染、漏垃圾、 噪音大和產(chǎn)品可靠性等方面也較難解決的問(wèn)題。清掃范圍的大小不僅與清掃機(jī)的各部分的尺寸湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 有關(guān)，并與它的總體設(shè)計(jì)構(gòu)形式有關(guān)。機(jī)構(gòu)太小工作效率就會(huì)降低，清掃范圍也就變小滿足不了走廊的清掃要求，機(jī)構(gòu)太大則設(shè)備就會(huì)太大從而增加轉(zhuǎn) 彎半徑。使清掃機(jī)在走廊中轉(zhuǎn)彎困難。因此合理的選擇機(jī)構(gòu)的大小及機(jī)構(gòu)布置極為重要且比較困難。 為了更好的了解所作題目，查閱已有文獻(xiàn)資料是十分重要的，由于走廊清掃機(jī)的資料很少的。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，廣泛的搜集資料，并借鑒了清潔機(jī)器人的一些數(shù)據(jù)資料對(duì)我的設(shè)計(jì)工作起了很大的幫助。通過(guò)閱讀“清潔機(jī)器人概述”（哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院李金山等著），“清潔機(jī)器人研究發(fā)展現(xiàn)狀”（哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院 李金山等著），“清潔機(jī)器人及其應(yīng)用” （趙臣等著）等許多相關(guān)論文，觸類旁通對(duì)清潔機(jī)器的設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識(shí)，在這些文獻(xiàn)綜述中，詳 細(xì)的介紹了清潔機(jī)器人的一般設(shè)計(jì)思路，如外形的設(shè)計(jì)，機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式如何，具體結(jié)構(gòu)等等，都對(duì)我即將所作的設(shè)計(jì)提供了很大