【導(dǎo)讀】本文所設(shè)計(jì)的是用于走廊清掃的清掃機(jī)。能源裝置通過傳動(dòng)系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)傳給兩側(cè)的盤形刷，使其分別作順時(shí)針和逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將兩側(cè)的垃圾掃到中間，傳給中間的滾刷。將垃圾掃入垃圾箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)清掃功能。此設(shè)備屬中小型清掃工具，可以對(duì)各種大小的垃圾進(jìn)行清。理，兩側(cè)的清掃刷可方便的清掃墻角及靠近障礙物的地方。的結(jié)構(gòu)更加緊湊可靠。確定出各個(gè)機(jī)構(gòu)零部件的尺寸及型號(hào)后，并對(duì)其進(jìn)行了校核以保證其能。夠滿足設(shè)計(jì)要求。由于該設(shè)備的零部件相對(duì)比較普通易于制造，因此該設(shè)備的制造成本較低，是一種較為理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的走廊清掃工具。

　　

【正文】 受的彎矩， N mm T—— 軸所受的扭矩， N mm а —— 取 а = 軸的材料選用 45鋼，其許用應(yīng)力〔 σ 1? 〕 =60 Mpa σca ﹤ 〔 σ 1? 〕 所以該軸安全。 鍵的校核 鍵 的失效形式主要是工作面被壓潰，一般只對(duì)擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核，由公式得： σp = kldT 3102 ? 32 式中： t— 傳遞的轉(zhuǎn)矩，為 M k— 鍵的工作長度，為 14 ㎜ d— 軸的直徑 ，為 35 ㎜ 〔 σp 〕 — 鍵、軸、連軸器輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，需用擠壓應(yīng)力 [σ p ]=70～ 80MPa，取其平均值 75MPa,得： σp =35)614( 3???? ??= Mpa ﹤ [σ p ] 所以，鍵是安全的。 錐齒輪計(jì)算 選用斜齒錐齒輪傳動(dòng)，走廊清掃機(jī)為一般機(jī)械轉(zhuǎn)速不高，故選用 8 級(jí)精度選擇小錐齒輪的材料為 42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度 240∽ 270HBS), 大錐齒輪的材料為 42SiMn(調(diào)質(zhì)硬度 210∽ 240HBS)。 1） 齒形角 α 選用 EN刀盤，則 α =20176。 2） 大端端面模數(shù) 根據(jù)強(qiáng)度與類比法確定 m=4 3） 齒數(shù)比 由傳動(dòng)關(guān)系可知，齒數(shù)比 μ =21nn =12zz =2 4） 確定齒數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 13311和實(shí)際空間得 z1 =17， z2 =μ z1 =2 17= z1 和 z2最好無公因數(shù)，取 z2 =33，則實(shí)際傳動(dòng)比 μ = 5） 分錐角 δ tanδ 1 =3517 = δ 1 = 25176。 54′ 23″ δ 2 =64176。 5′ 37″ 6） 分度圓直徑 33 d1 =m z1 =4 17=68mm d2 =m z2 =4 33=132mm 7） 錐距 R R=11sin2 ?d = 8） 齒寬 b b=(41～31)R=22mm 9） 假想平面齒輪齒數(shù) Zc Zc =22sin z? = 10) 參考點(diǎn)錐距 Rp Rp =R－ =－ 22= 11） 小端錐距 Ri Ri =R－ b=－ 22= 12)齒寬中點(diǎn)螺旋角 m? 取 m? =35176。，小齒輪右旋，大齒輪左旋。 13）初定參考 點(diǎn)螺旋角 /p? /p? =（ β m +6176。） =（ 35176。 +6176。） =176。 14） 選擇銑刀盤 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 13310，根據(jù) /p? =176。， Rp =,查得標(biāo)準(zhǔn)刀盤半徑 rb =44mm，對(duì)應(yīng)的螺旋角 //p? =40176。，由表 13319得 Zw =4 15） 選擇刀片型號(hào) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 13111和表 13319，根據(jù) Zc =, /p? =176。 ,確定選用 EN444刀盤時(shí)用 3號(hào)刀片 r2? =1972mm2 . 34 16)參考點(diǎn)法向模數(shù) mp mp =22222??ZZ rRcp ?? =2 222 ?? = 17)參考點(diǎn)實(shí)際螺旋角 β p β p =pcpRZm2 = ? ? = β p =39176。 55′ 18）齒高 h h= mp += += 19)銑刀軸傾角Δ α 由 hrb = = β p =39176。 55′，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 13312得 δ max2 =79176。 18 所以 Δ α =0 20）高變位系數(shù) x 因?yàn)?Z1 =17﹥ 16，所以 x1 = x2 =0 21）齒頂高 ha h1a =(1+ x1 ) mp =(1+0) = h2a =(1+ x2 ) mp =(1+0) = 22）齒根高 hf h1f =h－ h1a =－ = h2f =h－ h2a =－ = 23)切向變位系數(shù) xt x1t = 501? = 5012? = x2t = x1t = 35 24）齒頂圓直徑 da d1a = d1 +2h1a cosδ 1 =68+2 cos25176。 54′ 23″ = d2a = d2 +2h2a cosδ 2 =132+2 cos64176。 5′ 37″ = 25)外錐高 Ak A1k =Rcosδ 1 h1a sinδ 1 = cos25176。 54′ 23″－ sin25176。 54′ 23″ = A2k =Rcosδ 2 h1a sinδ 2 = cos64176。 5′ 37″－ sin64176。 5′ 37″ = 26)安裝距 按結(jié)構(gòu)確定 A1 =88mm, A2 =72mm 27)支承端距 H H1 = A1 － A1k =88－ = H2 = A2 － A2k =72－ = 28)大端螺旋 角 β 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 13316，由 β p =39176。 55′，PRR = =,查得 β =48176。 54 29）弧齒厚 s s1 =m(2? +??costan2 1x+x1t )=4 ( +? ?costan02 ??+)= s2 =π m－ s1 = 4－ = 將以上數(shù)據(jù)列表如下： 表 中央螺旋傳動(dòng)錐齒輪主要參數(shù)表 項(xiàng)目 主動(dòng)齒輪 從動(dòng)齒輪 36 齒數(shù) z1 =17 z2 =33 大端模數(shù)（ mm） Me=4 Me=4 齒形角 α=20176。 α=20176。 螺旋角及旋向 m? =35176。 （右） m? =35176。 （左） 分錐角 δ1 = 25176。 54′ 23″ δ 2 =64176。 5′ 37″ 高度變位系數(shù) x1 =0 x2 =0 切向變位系數(shù) x1t x2t = 大端分度圓直徑 d1 =68mm d2 =132mm 全齒高 h1 = h2 = 齒頂高 h1a = h2a = 齒根高 h1f = h2f = 參考點(diǎn)法向模數(shù) m1p = m2p = 齒寬 b1 =22mm b2 =22mm 大端錐距 R1 = R2 = 小端錐距 R1i = R2i = 齒頂圓直徑 d1a = d2a = 外錐高 A1k = A2k = 安裝距 A1 =88mm A2 =72mm A2 =72mm 支承端距 H1 = H2 = 大端螺旋角 β1 =48176。 54′ β2 =48176。 54′ 弧齒厚 s1 = s2 = 37 錐齒輪校核計(jì)算 T1 =9550n P=9550= m Ft =11d2T = ? =135N 1） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 直齒錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度課近似地按照平均分度 圓處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。 σF =)( RSaFatbm YYKF ?? 式中 ： K—— 載荷系數(shù) K=KA KV K? K? 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 102 得使用系數(shù) KA =1； 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖 108 得動(dòng)載系 數(shù) KV =； 查 機(jī)械設(shè)計(jì)教材 表 103 得齒間載荷分布系數(shù) K? =； 查 機(jī)械設(shè)計(jì)教材 表 104 得齒向載荷分布系數(shù) K? =。 FaY —— 齒形系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì) 教材 表 105 得 FaY = SaY —— 應(yīng)力校正系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 105 得SaY = ФR —— 錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 取 ФR = σF =)(422 ???? ???= 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材 圖 10—— 20（ C）得〔 σF 〕 =400 Mpa σF ﹤〔 σF 〕 ∴齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 38 σH =5ZEudKT RR 3121 )( ?? ? 式中： ZE —— 彈性影響系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 106， ZE =188 Mp 21a ФR —— 錐齒輪傳動(dòng)的齒寬系數(shù) 取 ФR = u—— 傳動(dòng)比 u=2 σH =5 188268)( 32 ????? ?= Mpa 查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖 1021（ d），〔 σH 〕 =525 Mpa σH ﹤ 〔 σH 〕 ∴齒接觸疲勞強(qiáng)度足夠 車架的設(shè)計(jì)計(jì)算 車架是整個(gè)清掃機(jī)的重要部件，車架直接或間接的影響著清掃機(jī)的各個(gè)方面的性能，影響著清掃機(jī)的操縱性、穩(wěn)定性。車架的尺寸、材料、結(jié)構(gòu)決定了清掃機(jī)的整體性能。 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示： 車架的前后支撐選用 Q235 冷拔無縫矩形鋼管 25 20 無縫矩形鋼管 。 車架立柱是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。無縫矩形鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材， 廣泛用于制造結(jié)構(gòu) 39 件和機(jī)械零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)。 同時(shí)，矩形管相比于圓管抗彎強(qiáng)度大，一些鋼木家具等就常。 車架上底板設(shè)計(jì) 底板用來安放置蓄電池、電機(jī)減速器等。車架上底板選用 Q235 熱軋鋼板，其尺寸范圍為 1070 800 5mm。 結(jié)論 近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程 中遇到了很多的困難，但在 益 老師、 40 以及同組同學(xué)幫助下都一一克服了，順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要做了以下工作： 1)到圖書館和電子閱覽 室查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，搜集第一手資料，對(duì)現(xiàn)有的清掃設(shè)備進(jìn)行了分析對(duì)比，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。 2)查找有關(guān)方面的英語論文，并對(duì)其中的一些重要的部分進(jìn)行翻譯，寫出了一篇 3000 字左右的外文翻譯，通過查閱與翻譯外文資料，對(duì)專業(yè)英語有了更好的鞏固。 3)根據(jù)題目的要求，參考實(shí)際情況設(shè)計(jì)出了幾種方案，對(duì)比確定出了一種較為理想的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的總體結(jié)構(gòu)方案。 4)詳細(xì)細(xì)致的分析和設(shè)計(jì)了清掃機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、清掃機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)，對(duì)所需零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。 5)用 CAD 軟件完成了總裝圖和零部件圖的繪 制，折合三張 A0 的圖紙。 6)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，將從方案的提出分析對(duì)比到零件的設(shè)計(jì)校核編寫進(jìn)了設(shè)計(jì)說明書，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的編寫。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我鞏固了以前的知識(shí)，而且使我學(xué)到了許多新知識(shí)。我深深的體會(huì)到計(jì)算機(jī)繪圖與手工繪圖的差異，計(jì)算機(jī)繪圖的優(yōu)越性在這次設(shè)計(jì)中充分的體現(xiàn)了出來。通過這次設(shè)計(jì)使我知道了自己許多的不足之處，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將會(huì)努力去改正和彌補(bǔ)，并繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)和鍛煉實(shí)踐能力，虛心向每個(gè)人學(xué)習(xí)。由于本人水平有限以及時(shí)間倉促，本次設(shè)計(jì)還有許多不足，敬請(qǐng)讀者給予好的建議 和意見，并希望讀者給予批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn) [1] 譚定忠 ,王啟明 ,孔凡凱 .自主移動(dòng)清潔機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)性能研究 [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大 41 學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 ,2020:1025 [2] 李金山 ,李琳 ,譚定忠 .清潔機(jī)器人概述 [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院 ,2020:1545 [3] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京 :高等教育出版社 ,2020:90370 [4] 吳宗澤 .機(jī)械設(shè)計(jì)師（上下冊(cè)） [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020:6601250 [5] 王旭 ,王積森 .機(jī)械 設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020:1350 [6] 李家寶 .結(jié)構(gòu)力學(xué) [M].北京 :高等教育出版社 ,1999:120365 [7] 鄧星鐘 .機(jī)電傳動(dòng)控制 [M].武漢 :華中科技大學(xué)出版社， 2020:90150 [8] 毛謙德 ,李振清 .袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020:3001020 [9] 山東建筑工程學(xué)院 .金屬結(jié)構(gòu) [M].機(jī)械電子工程系機(jī)械設(shè)計(jì)教研室 ,2020:100260 [10]甄宗雷 , 趙臣 , 黃晶 . 清洗機(jī)器人及其應(yīng)用 [M]. 哈爾濱 : 哈爾濱工程大 學(xué)機(jī)電學(xué) 院 ,2020:130 [11]成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（ 15 卷） [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020:141200 [12]黃珊秋 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1998:5430 [13]鄭玉華 .典型機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)造 [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2020:230370 [14]廖念釗 .互換性與測量技術(shù) [M].北京 :中國計(jì)量出版社 ,2020:180275 [15]王世剛 .機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐 [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大學(xué)出版社 , 2020:200380 [16]于光瑜 ,秦惠民 .材料力 學(xué) [M].北京 :高等教育出版社 ,1999:170380 [17]曾志新 ,呂明 . 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 武漢 :武漢理工大學(xué)出版社， 2020:240370 [18]王新喜 .吸塵器的演進(jìn) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)， 1999:20160 [19] 鄭家驤 ,劉永田 .畫法幾何及機(jī)械制圖 [M]. 內(nèi)蒙古 :內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)出版社， 2020:10360 [20] You BumJae． Hwangbo Myung． etc． Development of a Home Service Robot IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems． 2020， 3： 2630~2635 [21]Toshininchi Illinova, Horsham Kinwra,Junichi shim and others A Transmission Control System for Construction Machinery[J], SAE 901157 19. 謝 辭 本文是在指導(dǎo)教師 益文娟 的細(xì)致耐心的指導(dǎo)下完成的。從論文選題、題調(diào)研、 試 驗(yàn)指導(dǎo)、理論分析到論文撰寫，無不傾注了老師的心血和汗水。王老師 自始至終都以淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn) 42 的治學(xué)態(tài)度和對(duì)學(xué)生的高度責(zé)任心貫穿其中，對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的 順利完成付出了大量艱辛的勞動(dòng)。“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”， 益 老師真正的做到了這一點(diǎn)。在此，謹(jǐn)向王 老師致以衷心的感謝！ 在近三個(gè)月的時(shí)間里，我學(xué)到了很多有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，并在設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中得到了大的鍛煉。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)過去所學(xué)知識(shí)的總結(jié)復(fù)習(xí)和系統(tǒng)串聯(lián)，也是對(duì)我們未來工作和研究的一次準(zhǔn)備和練習(xí)。而且使我認(rèn)識(shí)到，學(xué)習(xí)知識(shí)一定要認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，在設(shè)計(jì)和研究過程中，一 定要持之以恒，不怕失敗，知難而進(jìn)，只有具有了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，真正掌握了科學(xué)知識(shí)，才能謀求發(fā)展、取得創(chuàng)新、做出一定的成績。 另外，在本課題的設(shè)計(jì)過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)教研室的各位老師給予了本人精心指導(dǎo)，并提出了一些寶貴的意見和建議。有了他們的幫助，使我少走了很多的彎路，也使我受益匪淺。在此，對(duì)各位老師的無私奉獻(xiàn)和親切教誨表示衷心的感謝和誠摯的敬意！同時(shí)還要特別感謝同專業(yè)同學(xué)的熱心幫助和支持。由衷地向他們表示誠摯的謝意！ 最后，再一次由衷地感謝院系各位老師和同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的關(guān)心、支持和幫助，并向他們致以最誠摯的謝 意！