【文章內容簡介】 承受兩公斤力 刷毛與墻面的摩擦系數為 ～ ，取μ = 對盤刷求積分轉矩為 : F=20N = ?．洗力矩： 盤刷 M1=P S U R= 兩個刷子的轉矩 :T=2 M1= 滾刷： M2= 78 5=． M 所需總的刷洗力矩： M=2 M1+M2=+=． M (2)．初定盤刷轉速： 360r/min 根據刷洗力矩，型號為 Y28026，額定功率 ,轉速 900r/min,平鍵 4 20，保持轉矩為 (查 GBM) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 64 頁 刷洗部分所用彈簧的設計計算 1）彈簧的種類：采用圓柱螺旋壓縮彈簧 。 2) 彈簧的材料：根據《機械設計手冊》選用碳素彈簧鋼； 3）彈簧的設計計算 ?根據《機械設計手冊》取彈簧的工作圈數 1 ??? NN ?根據《機械設計手冊》取彈簧絲直徑： D=， 允許極限負荷下的單圈變形： ?F 單圈剛度： mmkgP / ? 彈簧節(jié)距： T= 最大工作載荷： kgP 462 ? 極限工作載荷： kgP ? 彈簧每圈展開長度： L=52mm ?計算數據 彈簧中徑： mmdDD ????? 彈簧內徑： dDD ??? 21 ＝２０－２３ .５＝１３ mm 彈簧間隙： mmdt ?????? 彈簧總展開長度： L=1 n=52 5=260mm 螺旋角： ?7?? 彈簧自由高度： H= mmdnn *)1(* 1 ???? 允許極限負載時彈簧高度： mmFHH ????? 彈簧旋向：左旋右旋均可 內空心軸的設計 為了在盤刷中心噴清洗液，并使噴嘴不隨盤刷轉動，需在盤刷內用滾動軸承固定。空心軸的一端連接盤刷體，另一端與水管相連，在盤刷體轉動時，空心軸固定 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 64 頁 不動，其結構如 圖 53： 圖 53 空心軸 結構圖 工作時清洗液從中間的孔流出，噴到墻面上，幾乎不受外力彎矩、扭矩，所以略去剛度、強度的計算。 清洗機主機滾輪的設計計算 當清洗機工作時，風機向后吹出強大的高速氣流，把清洗機壓向墻面，與墻面接觸的盤刷和滾刷都為柔性件， 太 大的壓力 會 使刷毛彎曲過多，損壞加劇，所以大部分壓力應由滾輪來承擔，同時也增大 了 滾輪與墻面之間的摩擦力。當電機驅動時，清洗機橫向行走。所以滾輪與墻面之間應有良好的接觸 ，不可打滑。結構設計如下圖 54： 圖 54 清洗機主機滾輪 結構圖 主機上傳感器及行程開關的選擇 為了 增強清洗機的自動化程度，實現遠程控制，在清洗機主機上安裝傳感器， 以 識別墻面的材料，來確定清洗機的進退預停止。通過查手冊《傳感器技術 , 選用德國 TURCK 公司生產的超聲波傳器，其特點：有效作用距離大，與被測物的顏色、周圍環(huán)境無關，具有開關量和模擬量兩種輸出，有利于控制。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 64 頁 在清洗機主體的 上 下部安放超聲波傳感器，為了安全，在下邊緣安裝行程開關，結構 可見總裝配圖 ,該行程開關型號為： LX32SS , 它具有彈性環(huán)節(jié)，可以緩沖猛烈的沖擊，并給單片機控制系統(tǒng)一個輸入信號，單片機經過識別后，處理中斷，加強自動化，保護主機。 復合纜的結構設計 由于本機的復雜性，管線較多（包括 清 水管，清洗 液 管，電纜，數據線，控制線等），且為了安全性，設計復合纜。由于各個管路的功能不同，且方便控制，決定采用分開復合的方法，結構如圖 55： 鋼絲繩清洗液管電纜清水管 圖 55 復合攬 結構圖 鋼絲繩是起重機上應用最廣的撓性構件，其優(yōu)點是：卷繞性好，承載能力大，對于沖擊載荷的承受能力也強，卷繞過程中平穩(wěn)， 即使在卷繞速度高的情況下也無噪聲，由于繩股各鋼絲斷裂是逐漸發(fā)生的，一般不會發(fā)生整股鋼絲繩突然斷裂，工作時比較安全可靠。 在本復合纜中選用的型號： GB110274 所選鋼絲繩的破斷拉力應滿足下面的條件： S 繩 /SMAXN 繩 S 繩 — 鋼絲繩破斷拉力 ]（公斤） SMAX— 鋼絲繩工作時承受的最大靜拉力（公斤） N 繩 — 根據機構重要性，工作類型及載荷情況而定的鋼絲繩安全系數。 所選鋼絲繩為 8，由資料查得此型號鋼絲繩破壞拉力為 3130 公斤。因此機構為輕級起重機構，所以選 繩 N=5。考慮整個清洗機，由于體積較小，重量較輕，最大的靜拉力為 400 公斤。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 64 頁 S 繩 /SMAX=3130/400=5 所以選用的鋼絲繩強度足夠。 風 壓系統(tǒng) 的 設計 計算 采用風壓的意義 采用風壓作為洗刷壓力，可以避免因外墻材料和形狀的變化對穩(wěn)定性和可靠性的影響，即有障礙物，或者有突起，對壓力影響不大，提高了可靠性，對建筑物外形形狀的適應性也更強。 基本原理 采用正壓與負壓相結合，利用偏心壓 緊，使清洗機的輪的一端先接觸墻面，形成一個相對小的腔體，再利用懸吊系統(tǒng)，使清洗機逐漸靠 近墻面同時，風機電扇的旋轉，會使空氣流動，與外界大氣產生一定的壓力差，從而產生一定的負壓，使清洗機壓緊墻面?？諝饬鹘浻蛇M口導流器、收斂器、進入風扇，在離心力的作用下，流出蝸殼，與機體相碰撞，會產生一定的壓力，以減小空氣流的速度。隨著腔體的越來越小，和清洗液的涂抹，機體內的壓強會越來越小，產生負壓，使清洗機壓緊墻面。當腔體很大時，空氣會流通暢快，產生正壓，使機體壓緊墻面。隨著腔體變小，空氣流速度減小，正壓減小，負壓增強，調整電機轉速，可得到所需的壓力 ，使清洗機具有一定壓力的貼在墻體表面，提供連續(xù)均勻的清洗力， 通過調節(jié)螺旋槳的轉速可以調節(jié)清洗力的大小 ，以達到最佳清洗效果。如對于玻璃墻面，采用低轉速，對于磚墻，采用高轉速，調速由電機的星 — 三角轉換完成。 氣動計算的原始數據與技術要求 原始數據給定為： 箱體的長 *寬 *高 =945*1080*540 其中的充氣體積為 V240*80*335*27 =945*1080*540240*80*335*27 =377460000MM = 螺旋槳初定選用參數： 1. 螺旋槳直徑 D 的選擇： D 約為 1000mm.. 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 共 64 頁 2. 所選電機：選用普通的三相電機，由于螺旋槳的要求轉速較高，故選用風扇電機的功率為 千瓦，額定電壓為 380 伏，轉速為 3000R/M 3. 電機軸與螺旋槳直接用鍵和軸連接，輪轂和電機軸過盈配合由定位銷定位。因螺旋槳的洗刷壓力始終使螺旋槳壓向電機，不會甩脫。 4. 被壓縮氣體進口條件下的容積效率為 10% 容積效率為 GV=*420*420*120*3000**10E9 =^3/MIN 進口氣體參數為 PI=*105PA； TI=293K。CI=技術要求為： ； ，重量輕； ； 8000 小時以上； ，運行安全可靠。 結構設計及相關數據計算 風扇部分的結構如圖所示，其中進口導流器的作用是使氣流以軸線方向或以所需方向進入下一級或固定容器，起著整流作用。收斂器的作用是使利用氣體自中心向外緣流動過程中有效流動面積的增加和減小；來達到增 壓的目的，減小空氣流的速度。風扇的作用是產生離心力，使空氣向四周流動，增大空氣流的動能，使其對機體產生較大的沖擊力。 假設有 1/10V的氣體被抽出腔體，由氣體連續(xù)性方程： P1*V1=P2*V2 P1*V1=P2*11/10V1 P2=10/11P1 F1=(P0P10)*S=1/11P0*S=1/11**105*945*1080 =9371N 氣體進口即進入導流器時的速度為： V1=QV/S=*4/(*330*330*106) =忽略中間的損失，由氣體連續(xù)方程可得： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23 頁 共 64 頁 V1*R1*R1=V2*R2*R2 V2= V1*R1*R1/(R2*R2)=*330*330/(180*180) = M/S V2 即為氣體進入風扇的進口速度。 氣體質量流率為： *10295*10E3=*10E4 KG/S 1 小時內的氣體質量為 *10E4*3600= 電機功率為 550W/H 由動能定理可得： 1/2MV*V=P 500=1/2**V*V V=氣體出口處與大氣相通，速度一般為 1015M/S,取 C2=15M/S 由流體力學動量定理知，單位時間內流出控制面的動量與流入控制面的動量的差值，等于作用于控制面內流體的全部外力之和，即： ∑ F=M*(C2C1) C32=C12+C222*C1*C2*COS140 =+152+2**15*COS140 = C3=∑ F=*= 所產生的總的壓力為： F 總 =9371+= 沿半徑方向各翼型的確定和疊加成葉身，在平均半徑處： B=90 T=2**R/Z =2**90/4 = 一般沿半徑高度取 59 個截面計算，并且必須包括葉片頂部，平均半徑及葉片根部三個截面。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 共 64 頁 葉柵的幾何參數為： T_柵距，沿葉柵額線向相鄰兩葉型對應點之間的距離。 BS_安裝角，它是葉型弦線（通常是外弦）與葉柵額線之間的夾角（指銳角） . B1P_進口幾何角，它是指葉型中線在前緣的切線與葉柵前額之間的夾角。 B2P_出口幾何角，指葉型中線在后緣的切線與葉柵額線之間的夾角。 葉柵的氣動參數有： B1_進氣角，指葉柵額線于進口氣流相對速度 W1 之間的夾角。 B2出氣角，指葉柵額線于出口氣流相對速度 W2 之間的夾角。 △ B_氣流折轉角，指氣流流經葉柵轉過的角度。 I_沖角，指來流速度與葉型中線在前緣點的切線之間的角。 δ _落后角，指氣流進口速度方向與葉型中線自后緣點的切線之間的夾角。定義δ =B2PB1 在平均半徑處， BM=I=1 B1P=B1+I== BS=B1P+X1=+24= B2P=δ +B1P=40+= 拋物線中線 目前采用的中線有兩種彎曲形式，即圓弧和拋物線中線，其中圓弧中線適用于馬赫數較高的氣體，此處采用拋物線中線。 當中線為拋物線時，經過坐標原點的中線方程為： （ X+AY） /2+BX+CY+D=0 拋物線中線見圖所示： 式中的系數 A,B,C,D 可由邊界條件決定。 X=0,Y=0,DY/DX=TGX1。 X=B,Y=0,DY/DX=TGX2。 所得 A=(CTGX2CTGX1)/2 B=b 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁 共 64 頁 C=bctgx1 D=0 葉型彎曲較小時，中線坐標 Y 比橫坐標 X 要小的多。故拋物線方程中 AY 可以忽略，這樣方程可簡化為 Y=(X^2+BX+D)/(2*AX+C) 代入系數后，得 1/Y=ctgx1/x+ctgx2/(bx) 設計中取 X1= ,X2= ,a/b= 所以 X1=*40=24 X2=*40=16 B=90 a= 中線長度為 : L=Bδ /(2*SINδ /2)=90*40/9180*2*SIN20)= 翼型結構尺寸請見零件圖。 直齒輪的計算 1．齒輪的設計計算及強度校核 電動機驅動的閉式直齒圓柱齒輪傳動，標稱功率 P=, 小齒輪轉速n1=1500r/min，傳動比 i= 許有 4%的誤差 ,長時工作，預期壽命五年，每年按200 天計。工作有輕微沖擊，齒輪對稱布置。 （ 1） 選材料確定初步參數 a) 選材料 小齒輪： 40Cr 調質，平均取齒面硬度為 260HBS 大齒輪： 45 鋼調質，平均取齒面硬度為 230HBS （ 2）初選齒數 取小