【正文】 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 36 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 引言 清掃車概述 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步，人們對生存質(zhì)量的要求愈來愈高，交通便捷也越來越成為社會發(fā)展的迫切要求，高等級公路以空前的速度發(fā)展，道路的清掃和保潔也越來越受到有關(guān)部門的重視，多年來形成的人工清掃的格局顯然已經(jīng)不適應(yīng)我國高等級公路發(fā)展的客觀要求，人工清掃塵土飛揚，嚴重影響清潔人工的身體健康，也不可避免的造成環(huán)境的二次污染，公路車輛的高速行駛還對清潔 工人的生命安全造成潛在威脅。環(huán)保型清掃車采用電機驅(qū)動替代使用柴油的副發(fā)動機驅(qū)動，降低能耗、降低機械故障率、減少了環(huán)境污染 電動清掃車是一種結(jié)構(gòu)簡單，清潔環(huán) 保的清掃工具 ,作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運輸為一體的新型高效清掃設(shè)備 .本文分析了清掃車的主要結(jié)構(gòu)，對主要設(shè)計參數(shù)進行了研究。其作用是將道路或廣場地面上的垃圾，灰塵吸取并存儲于車輛集塵箱內(nèi)，便于集中傾卸到垃圾集中點，已達到清潔地（路）面的目的。傳統(tǒng)的掃路車尾氣污染和噪音污染相對來說較大。其中主要是對電動清掃車相對傳統(tǒng)清掃車的優(yōu)點進行分析。路面清掃車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運輸為一體的新型高效清掃設(shè)備。目前的掃路車尾氣污染和噪音污染相對來說較大。 所以，綜合以上的利弊，我們決定利用電瓶作為驅(qū)動力源，設(shè)計出完整的既對環(huán)境無污染又可以節(jié)省勞動力的電動清掃車。它在行駛過程中沒有污染，熱輻射低，噪聲小，不斷消耗汽油；可應(yīng)用多種能源，結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便?，F(xiàn)代電動車具有清潔無污染、動力源多樣化、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便等特點，被稱為“ 21 世紀的綠色環(huán)保汽車”。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。 清掃車工作原理 該型清掃車屬掃吸結(jié)合式清掃車，是由汽車底 盤，電機驅(qū)動系統(tǒng)，風(fēng)機裝置，吸嘴裝置，清掃裝置，垃圾箱，液壓系統(tǒng)，噴水系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)等總成裝置組成。 (1) 驅(qū)動方式： 按發(fā)動機和各總成相對位置的不同，現(xiàn)代汽車的布置與驅(qū)動方式是不同的。 (3) 電動車用電機的研究： 電動機是電動車區(qū)別于傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵部件。 齒輪軸受彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合應(yīng)力作用，但載荷和轉(zhuǎn)速均不 高，沖擊載荷也不大，所以具有一般綜合機械性能即可滿足要求。該清掃車屬掃地、吸塵功能結(jié)合吸空式清掃車。優(yōu)點是前后輪各司其職，轉(zhuǎn)向與驅(qū)動分開，負荷分布比較均勻；缺點是由于傳動軸從前面的發(fā)動機一直傳到后橋上，使車內(nèi)地板中間凸起，車內(nèi)座椅不好布置。其缺點是：上坡時汽車質(zhì)量后移，使前驅(qū)動輪的附著質(zhì)量減小，驅(qū)動輪易打滑；下坡制動時則由于汽車質(zhì)量前移，前輪負荷過重，高速時易發(fā)生翻車現(xiàn)象。中置后驅(qū)的最大特點就是將車輛中慣性最大和沉重的發(fā)動機置于汽車的中部，使汽車能獲得最佳的運動特性，因為車的車身重量分布能達到最理想的平衡。 考慮到清掃車主要在城市路面行駛，其行駛 速度比較低，一般是 30 km／ h左右，作業(yè)速度更小。這種驅(qū)動型式省去了離合器、變速箱 ,結(jié)構(gòu)簡單。但軸距過短 ,會造成垃圾箱長度不足或前、后懸過長 ,制動或上坡時軸荷轉(zhuǎn)移過大 ,使得車本身的制動性和操縱穩(wěn)定性變壞。由于清掃車要求有一定的清掃寬度 ,相應(yīng)的對清掃車的總寬有一定的要求 ,確定輪距 B =1300mm。 （ 2） 清掃車的作業(yè)速度 根據(jù)路面的干凈程度 ,清掃車的作業(yè)速度設(shè)定為 8km/h左右 。前輪中心線 ,它作為縱向尺寸的基準線 ?？紤]到整車的結(jié)構(gòu) ,采用直連的布置型式。駕駛室內(nèi)部的控制面板因為按鈕比較多 ,應(yīng)方便駕駛員操 作。駕駛室后圍留出一定的空間布置吸口管道。綜合考慮上述影響因素以及整車的尺寸 ,掃刷和吸口布置在駕駛室下端 ,伸起后與地面的距離在 70 mm 左右 ,噴水管向掃刷內(nèi)側(cè)傾斜 45176。箱體內(nèi)部需有過濾網(wǎng) ,防止垃圾通過出風(fēng)口降落到地面 ,造成二次污染 。制動系的管路和轉(zhuǎn)向橫拉桿均布置在駕駛室下面 ,并與清掃結(jié)構(gòu)之間有一定的間隙 ,防止結(jié)構(gòu)之間互相干涉。三是當用電設(shè)備負荷較小時，蓄電池接受發(fā)電機的充電，將電能儲存起來 。電解液呈酸性，會腐蝕金屬 。 鎳鎘電池 :用于特殊場合及特殊設(shè)備上，水為介質(zhì)，充放電不會產(chǎn)生 .有害氣體 。 蓄電池按用途可分為汽車啟動用、工業(yè)用、鐵路及其他用途。對于常用 的額定輸出電壓為12V 的品種有： 6, 8,10,12,15,33,38,50,65,75,90,100,120,140,180,200AH。設(shè)計參數(shù)和制造工藝為生產(chǎn)方因素，本文不討論。使用壽命指電池在正常的維護情況下，電池能使用的最長時間。工作的電池應(yīng)盡可能安裝在清潔、陰涼、通風(fēng)、干燥的地方，這樣可以減少有害灰塵的腐蝕 。在 35℃ —— 45℃，每增加 1℃，增加 25個循環(huán) 。常規(guī)的有 20H 率、 10H 率、 5H率。放電電流一般要求在 3C, UPS 在正常使用中都能滿足此要求，但也要防止意外情況的發(fā)生，如電池短路。 （ 5）放電深度：放電深度對 UPS 電池使用壽命的影響也非常大，電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數(shù)就越少，因此在使用時應(yīng) 避免深度放電。 （ 6）電池初充電：新的蓄電池在投入使用前，必須進行初充電， 這和正常的充電不同，是需要較長時間的特別充電。 除上面要注意的幾點之外，電池在使用一定時間后應(yīng)進行定期檢查，如觀察其外觀是否異常、有沒有比較難聞的氣體的味道 等，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止使用，并送往生產(chǎn)商指定的維修站進行修理，切莫擅自拆開或交給非專業(yè)人員維修，以免發(fā)生意外 。 若設(shè) 總的阻力約為 1200N,設(shè)最高車速 為 16km/h,其功率為 P=F V=1200 16000/3600=5333W 式中 F—— 阻力； V—— 最高車速。 （ 1）高密度小型輕量化。 （ 2）高效率。目前，汽車輔助電機絕大部分是永磁直流電動機。 （ 4）低速時的高轉(zhuǎn)矩。其主要優(yōu)點是控制簡單、技術(shù)成熟，具有優(yōu)良的控制特性。此外，機械換向器的換向能力限制了直流有刷電機的容量、電壓和轉(zhuǎn)速。結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，經(jīng)久耐用。與同樣功率的直流電動機相比較，質(zhì)量減輕 一半左右，價格便宜，維修方便。 （ 3）稀土永磁電機 稀土永磁同步電機采用稀土永磁材料，具有效率高、功率密度大等特點，在中、小功率的系統(tǒng)中有優(yōu)勢。永磁無刷直流電動機是一種高性的電動機。永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷直流電動機的功率范圍較小。因而可靠性好，轉(zhuǎn)速可達 15000r／ min。但是，開 關(guān)磁阻電機的控制系統(tǒng)比其他電動機的控制系統(tǒng)復(fù)雜一些，位置檢測器是開關(guān)磁 阻電動機的關(guān)鍵器件，其性能對開關(guān)磁阻電機的控制操作有重要影響。近年來，在電動汽車上得到了一定的應(yīng)用。其中 Y 系列（ IP44）電動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，具有防止灰塵、鐵銷或其他雜物侵入電機內(nèi)部的特點， B級絕緣，工作環(huán)境溫度不超過＋ 40℃，相對濕度不超過 95％，額定電壓 380V，頻率 50HZ。如一級圓柱齒輪傳功的效率可達 99％。這對車輛及在礦井內(nèi)工作的機器尤為重要。 （ 2）選定齒輪類型、精度等級及齒數(shù) 1）按圖 71 所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 選小齒輪齒數(shù) 181?z ，大齒輪齒數(shù) z2= 18=，取 z2=75。 mm ③ 由表 107 ]2[ 選取齒寬系數(shù) 1?d? ④ 由表 106 ]2[ 查得材料的彈性影響系數(shù) MPaZ E ? ⑤ 由圖 1021d ]2[ 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? ；大齒 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 36 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5502lim ?? ； ⑥ 由圖 1019 ]2[ 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ； ?HNK ⑦ 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率 1%，安全系數(shù) S=1，由式（ 1012） ]2[ 得 ? ? MP aMP aSK HHNH i m11 ???? ?? ? ? MP aMP aSK HHNH ???? ?? 2）計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ? ?H? 中較小的值，由式（ ）可見 = ?????3 24 ) ( mm. ② 計算圓周速度 ? smsmnd t 11 ?? ????? ??? ③ 計算齒寬 b b=d1t ⑦ 計算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 01 46 ?? 016 ?? 2）設(shè)計計算，由式（ ）可見， m≥ 181 24 ??? ??? mm 對比 計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù) m 大于由翅根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值 mmm ? ，按接觸強度算得的分度圓直徑mmd 361 ? ，算出小齒輪數(shù) ??? mdz 大齒輪齒數(shù) ???? uzz ，取 1002 ?z 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 40Cr 淬透性較高，一般都用油淬，回火溫度一般在 500℃～ 650℃，回火后快冷 (水冷或油冷 )，有利于韌性的提高。 (3) 求軸承的支反力 由圖 73 軸的載荷分析圖可知， NFFF tNHNH ???? 121 FFFF rNVNV ??? 21 9418647 NVr FFF ?? 推出： NFNF NVNV 3 4 4 5 7,1 6 7 0 7 21 ??? (4) 求彎矩 mNFM NHH ?????? 9 0 2 mNFM NVv ???????? 511 6 7 0 747 mNFM v ??????? 612 4 0 092 (5) 求總彎矩 mNM ?????? 52521 )( mNM ?????? 6262 )(0 (6) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 由圖 73 和以上的計算可知該軸的危險截面是軸的螺紋的截面，根據(jù)式 155[2]和表154[2]可得： 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 36 頁 第 29 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 44237])6640(1[])(1[)1(4341343?????????DDddW ? （ ） 式中 W —— 抗彎截面系數(shù)； D—— 安裝齒輪部分軸的直徑； 1D —— 軸的空心內(nèi)徑。因此合理設(shè)計清掃裝置并提高其性能是清掃車設(shè)計的關(guān)鍵。為此 ,在清掃車作業(yè)時 ,盤。 (1)盤掃裝置由盤刷及其支架 , 擺動軸 , 油缸及支架 ,鋼絲及滾輪機構(gòu)等組成通常在清掃車的兩側(cè)各布置一個。因此][ 1?? ??ca ，故安全。齒輪軸如圖 62所示 圖 72 齒輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于該齒輪 軸既承受扭矩又承受彎矩，所以齒輪軸的強度校核按彎扭合成強度計算，軸的載荷分析圖如圖 73 所示。但鑒于齒輪軸的重要性，齒輪軸材料選用合金鋼 40Cr，40Cr 油淬臨界直徑為 30mm～ 40mm，與普通鋼材具有更好的力學(xué)性能和熱處理性能，價格也普通鋼材相差無幾，廣泛應(yīng)用于制造一般尺寸的重要零件。 1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由圖 10— 20c ]2[ 查得小齒輪的彎