【正文】 使清洗機(jī)的外壁在靠近墻邊時刷子能夠清洗到墻壁的邊沿，同時使它在清洗過程中沒有工作盲區(qū)，開始設(shè)計時用兩個直徑都為 200mm 的刷子，這樣的話，渦輪和蝸桿的中心距就必須為 100mm，而在這種中心距的情況下，蝸輪蝸桿的尺寸都比較大 ，使得蝸輪蝸桿這個裝置 就顯得比較笨重，所占的重量很大，這就加重了清洗機(jī)的 總重量，因而這種方案也不是很合理 ；在方案三的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了方案四，方案四中通過兩邊加皮帶輪這個結(jié)構(gòu)縮小了蝸輪蝸桿的中心距，從而減小了清洗機(jī)的總重量，同時還有利于其它機(jī)構(gòu)的安裝，但由于蝸輪蝸桿的制造比較難，成本比較高，為考慮性價比原因故也放棄方案四的這種傳動機(jī)構(gòu) 。經(jīng)過一一排除最終我們還是選擇了比較簡單，造價也比較低的方案五，這種傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計比較簡單，成本又比較低，而且就地面清洗機(jī)來說傳動精度不需要很高， 并且作為機(jī)器來說這種結(jié)構(gòu)要易于拆卸和更換，皮帶傳動更換比較簡 單，所以經(jīng)過多方面考慮選擇方案五這種傳動機(jī)構(gòu)作為最終的地面自動清洗機(jī)刷盤傳動機(jī)構(gòu)。 吸水機(jī)構(gòu)設(shè)計 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 412 吸水扒結(jié)構(gòu)設(shè)計 在地面自動清洗機(jī)的后面設(shè)計一吸水裝置 —— 吸水扒，刷洗盤刷洗地面后留下的水跡通過該結(jié)構(gòu)吸干而后收集到污水箱。其結(jié)構(gòu)如圖 412所示。吸水扒寬度一般都大于清洗機(jī)的整體寬度，吸水扒整體設(shè)計成弧形 。緊貼地面的部分安裝易拆卸的膠條，每一吸水扒膠條有四個刮刀邊緣，當(dāng)膠條磨損時，只需調(diào)換膠條的兩頭使用另一面完好的刮刀邊緣，若四個邊緣都已磨損，就應(yīng)該更換膠條。 膠條制作成吸水扒 后沿狐狀，通過螺釘固定到吸水扒后沿上，如圖 413所示。 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 圖 413 吸水扒后沿安裝 膠條處 膠條的材料可選用類似泡沫狀的 PAC材料。 吸水扒升降機(jī)構(gòu)設(shè)計 吸水扒升降機(jī)構(gòu)是運用杠桿原理讓平時一直處于工作狀態(tài)（即緊貼地面）的刮水膠條脫離地面，上升至一定的高度， 以使清洗機(jī)可輕易移動的裝置。 吸水扒升降系統(tǒng)可分為兩部分：一部分是吸水扒的杠桿機(jī)構(gòu)，另一部分是吸水扒的搖桿控制機(jī)構(gòu)（如圖 414所示）。 拉下手把，使其繞支點架旋轉(zhuǎn)，從而張緊牽引條，帶動吸水扒繞旋轉(zhuǎn)螺栓轉(zhuǎn)動，使其脫離地面，旋轉(zhuǎn)螺栓具有定位和供旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的運動副的作用。 拉下手把后，以機(jī)架上的螺栓為支點，使其卡住清洗機(jī)外殼，即可使吸水扒在升起后固定 。為了在工作的情況下方便移動清洗機(jī)，防止吸水扒震動，甚至突然掉下來，因此設(shè)計了防震彈簧（箭頭 3 所指）吸水扒上升后，彈簧的彈力通過牽引條傳遞，使得手把卡進(jìn)到清洗機(jī)的外殼，防止震動。彈簧的彈力大小可以通過利用與其相連的螺母調(diào)節(jié)，同時調(diào)節(jié)螺母還可以補(bǔ)償刮水膠條的磨損使其緊貼地面，保證刮水的效率。 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 圖 414 吸水扒升降機(jī)構(gòu) 5轉(zhuǎn)向螺栓 吸水扒角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計 在清洗機(jī)工作的時候，為了方便清洗機(jī)轉(zhuǎn)向，吸水扒設(shè)計轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)，這主要是通過轉(zhuǎn)向螺母 5 實現(xiàn)。要求轉(zhuǎn)向螺栓具有定位和供吸水扒旋轉(zhuǎn)運動的作用 。而吸水扒的寬度要大于清洗機(jī)箱體的寬度，在吸水扒兩端設(shè)有保護(hù)輪。當(dāng)清洗機(jī) 在運動的過程中，出現(xiàn)吸水扒與障礙物相撞 時，保護(hù)輪轉(zhuǎn)動，同時吸水扒繞轉(zhuǎn)向螺母轉(zhuǎn)動，使吸水扒不致?lián)p壞。 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計 水循環(huán)系統(tǒng)可分為兩個 過程 :一為清洗過程 ,二為吸污過程。其中箱體分為兩個部分，即清水箱和污水箱。（結(jié)構(gòu)見附圖） 清洗過程：清洗機(jī)工作時，清水從 清水箱順著水管流過電磁控制閥控制水流的時間及流量，通過水管流到刷洗系統(tǒng)。 吸污部分 :在清洗的過程中 ,真空泵工作 ,將空氣沿箱體上方方向由污水箱抽出 ,使污水缸形成負(fù)壓 ,在吸水扒緊壓地面的情況下 ,污水箱與外面的大氣壓強(qiáng)差產(chǎn)生的壓力將吸水扒中的污水壓進(jìn)污水箱 ,完成吸污工作。在工作結(jié)束后 ,手動將污水由水管排出。以上完成水循環(huán)過程。 清洗機(jī)刷洗機(jī)構(gòu)設(shè)計 刷洗機(jī)構(gòu)是清洗機(jī) 的最重要的 部分，設(shè)計結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵。 刷洗機(jī)構(gòu)主要由以下八個部分組成（如圖 415）。分別是：電機(jī) 小帶輪 皮帶 大帶輪 轉(zhuǎn)軸 軸承 刷洗盤 刷洗底座 8。 圖 415 刷洗機(jī)構(gòu) 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 電機(jī) 1 通電，旋轉(zhuǎn)帶動與之相連接的小帶輪 2，通過皮帶 3 過渡到大帶輪上，使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動刷洗盤和刷子旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)刷洗運動。 刷子主要是尼龍制的條狀物，其與 塑料 底座粘接在一體形成一可更換的 刷洗底座，刷洗盤與刷洗底座通過消防水槍接頭的形式連接到一塊，這樣有利于刷洗底座的拆裝。缺點之處是刷盤只能 朝一個方向轉(zhuǎn)動，假設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸是右旋的，則相應(yīng)的套緊方向為右旋，這樣才使刷子在轉(zhuǎn)動的時候不會滑落，洗得更干凈。 5. 具體計算 及選型 電機(jī)的選擇 電動機(jī)類型的選擇 根據(jù)已知條件：刷盤轉(zhuǎn)速 120r/min，對地面壓力大約為 100N，刷盤直徑 d=300mm。故選用韓國 SPG系列電機(jī)。 電動機(jī)功率選擇 ： η 總 =ηη W = = ： V= 60?nd = ..60??120 3 14 0 3 =工作機(jī)所需的功率 Pw= ?FwVw =100 .?188 = 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 其中 w? = 電動機(jī)的功率 Pd =Pw/η ==200w 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速： 刷盤的工作轉(zhuǎn)速為 : n=120r/min 按推薦的合理傳動比范圍，取帶輪傳動比 i1=1～ 3，又 i1=(～ )i2, 故合理總傳動比的范圍為 i 總 =i1i 2=～ ,則： 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 : n 電動機(jī) =i 總 n w=（ ～ ） 120 r/min =156～ 540 r/min 選用 n=200 r/min 由于 SPG系列電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，故需與減速器相配置達(dá)到所需轉(zhuǎn)速 SPG系列電機(jī)都有相配的減速器，所以選用該電機(jī)較符合要求。 符合這一范圍的電機(jī)及其技術(shù)參數(shù)及傳動比比較情況見下表： 電機(jī)型號 電壓 （ v） 輸出功率 （ w） 轉(zhuǎn) 速 (r/min) 重量 (kg) S9D15012 12 150 3200 S9D15024 24 150 3000 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 S9D15090 90 150 3000 S9D20024 24 200 3000 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量以及減速器的傳動比，故選擇 S9D15024電動機(jī)。 因此選定電動機(jī)型號為 S9D20024,所選電動機(jī)額定功率為 Ped=200w, 滿載轉(zhuǎn)速 N=3000r/min,總傳動比適中 ，傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動機(jī)及與其配套使用的減速器的減速比及其他尺寸如下表 : 型號 減速比 3 5 10 15 18 S9D20090CH 輸出轉(zhuǎn)速 (r/min) 1000 600 300 200 167 扭矩 () 電機(jī)與減速器作為整體的外形尺寸圖如下表： 總長 （ mm） 總重量 （ kg） 輸出軸徑 （ mm） D0 (mm) D1 (mm) 266 ?15 ?104 ?80 V 帶的傳動設(shè)計計算說明 設(shè)計功率 由《新編機(jī)械設(shè)計手冊》中表 KA=。 Pd =KAP== 選定帶型 根據(jù) Pd=， n1=200r/min 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 由《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 A型帶。 傳動比 i= 12nn = 200120 = 取小帶 輪的基準(zhǔn)直徑 參考《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 、表 ，取 dd1=75mm。 dd2= i dd1（ 1－ ? ） =75 （ ） = 據(jù)《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 dd2=125mm。 則實際傳動比 i= d2d?d1（ － ） = 12575 1 （ － ） = 則 刷盤的實際轉(zhuǎn)速 n2=轉(zhuǎn)速誤差 ? n2=120 － =? 對于帶式輸送裝置，轉(zhuǎn)速誤差在 5? ?范圍內(nèi)都是允許的。 帶速 v V= d2d60 1000?1nP = 200 7560 1000??? = m/s 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 初定軸心距間距 （ dd1﹢ dd2） ≤ a 0≤2 （ dd1﹢ dd2） (75 ﹢ 125) ≤a 0≤2(75 ﹢ 125) 140≤a 0≤400 取 a0=200 mm 所需 V 帶基準(zhǔn)長度 Ld0 Ld0 =2 a0＋ 2? （ dd1﹢ dd2）＋ d2d42d10da（ － ） =2200 ＋ 2? (75﹢ 125) ＋ 4 200? 2125 75（ ﹣ ） =717 mm 根據(jù)《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 Ld=710 mm 實際軸間距 a = a0＋ 2d d0LL－ =200＋ 2710 717－ = amin = a－ (2bd＋ Ld) 根據(jù) A型帶查《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 取 bd = amin =－（ 2 ＋ 710 ） = mm amin=a＋ Ld 7 =＋ 710 = mm 小帶輪 包角 1? 1? =180?－ d2d a d1d－ ? =180?－ ﹣ ? 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 =165? 根據(jù) dd1=75 和 n1=200r/min 根據(jù)《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 A型 V帶的功率 P1= 額定功率的增量 ? P1 根據(jù) n1=200r/min和 i=，根據(jù)《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 ? P1= kw V 帶的根數(shù) Z Z=? ? ALKK?? d11PPP 根據(jù) 1? =165?，由《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 查得 ? 根據(jù)《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 ? ? ?0 .1 90 .1 6 0 .1 2 0 .9 6 0 .8 2z ? ? ? ? = 取 Z=2根 單根 V帶的預(yù)緊力 0 2 .55 0 0 1 dA PF K Zv??? ? ?????mv2 根據(jù)《新編機(jī)械設(shè)計手冊》表 m= kg/m 0 2 .5 0 .1 95 0 0 1 2 0 .7 8 5AF K?????? ???+2 = N 壓軸力 FQ 102 sin 2QF F Z ?? =22sin 1sin2? = 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 軸的設(shè)計計算 傳動布局 根據(jù)機(jī)械傳動方案的布局， Ⅰ Ⅰ 段連裝帶輪，軸端通過螺紋連接與刷盤組合。帶輪上端由軸環(huán)固定，下端套筒固定。軸與底板由凸臺固定，上部裝有軸承，上端由套筒固定，下端采用軸承端蓋。 軸的材料的選擇 考慮到拖地自動清洗機(jī)的綜合性能及其經(jīng)濟(jì)效益，該軸的質(zhì)量及其體積不能過大，軸的材料應(yīng)具有防銹功能。綜合考慮軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等要求，故選用 45 鋼，鍍鉻處理。 求輸出軸的功率 P 、轉(zhuǎn)速 n3和轉(zhuǎn)矩 T 取帶的傳動效率 ?? 帶輪的傳動效率 ?? 則 P = = 又 n3=n2= 202120 = r/min 則 T= 955000033Pn = ? = N 初步確定軸的最小直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》式（ 152）初步估算軸的最小直徑。軸的材料為 45鋼 ，調(diào)質(zhì)、鍍鉻處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》式（ 153），取 A0=112 則 dmin= A0 3 33Pn =112 3 華中科技大學(xué)機(jī)械專業(yè) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 = mm 輸出軸的最小直徑為安裝刷盤處的直徑。 軸的