33-2-手推式自動洗地機的設(shè)計（全套含CAD圖紙）【含三維SW】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 手推式自動洗地機的設(shè)計 學(xué) 院 小三號黑體居中（下同） 專 業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 提交日期 年 月 日 手推式自動洗地機的設(shè)計 摘 要 目前，各式各樣的手推式自動洗地機越來越多應(yīng)用于人們的生活中，從事著與人們生活息息相關(guān)的服務(wù)工作，極大地提高和改善了人們的生活質(zhì)量。隨著現(xiàn)代化社會加速推進，人們生活水平大幅提高，一個多功能洗地機或許將是你最好不過的貼心朋友！該車可用于家庭、辦公室及一些小型娛樂場所用來清洗小體積垃圾，如煙蒂，瓜子皮，紙屑等。本文主要介紹了目前國內(nèi)外清洗手推式自動洗地機的研究現(xiàn)狀以及手推式自動洗地機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和程序設(shè)計?？傮w來說，手推式自動洗地機的研究已經(jīng)很深入了但還是存在不足。清洗手推式自動洗地機結(jié)構(gòu)主要包括行走結(jié)構(gòu)、清洗結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：手推式自動洗地機；運動原理；結(jié)構(gòu)設(shè)計 IV Abstract Currently, a wide range of push-type automatic washing machines used in more and more people's lives, in the lives of people and services, greatly enhance and improve the quality of life of people. With the modernization of society accelerating, people's living standards greatly improved, a multi-function washing machine will probably be your best, but a close friend! The car can be used for home, office and some small entertainment for cleaning small volume of waste, such as cigarette butts, melon leather, paper and the like. This paper describes the current domestic and international push hand washing automatic washing machine research status and push-type automatic washing machine structure design and programming. Overall, the research push automatic washing machine has been very thorough, but there is still a shortage. Wash hands push automatic washing machine structure includes walking structure, clean structure. Keywords: hand push automatic washing machine; the principle of movement; structural design 目錄 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） I 手推式自動洗地機的設(shè)計 I 第1章 前言 1 1.1 選題的研究現(xiàn)狀 1 1.2 國內(nèi)外研討現(xiàn)狀? 3 1.3 研究的目的和意義 6 1.4 設(shè)計的重點和難點 7 第2章 手推式洗地機總體方案設(shè)計 8 2.1 手推式洗地機的總體方案 8 2.2 手推式洗地機傳動系統(tǒng)方案 8 2.2 手推式洗地機清洗系統(tǒng)方案 9 2.4 其它部分方案 10 2.4.1材料選擇 10 2.4.2 輪的潤滑問題 11 2.4.3 軸承的潤滑問題 11 2.5 本章小結(jié) 11 第3章 手推式洗地機傳動系統(tǒng)設(shè)計 12 3.1 手推式洗地機電動機的選擇 12 3.2 直齒輪副的設(shè)計計算 16 3.2.1 齒面接觸疲勞強度計算 18 3.2.2 齒根抗彎疲勞強度驗算 21 3.2.3 齒面靜強度計算 22 3.2.4 齒根（抗彎）靜強度驗算 23 3.3 錐齒輪副的設(shè)計計算 23 3.3.1 基礎(chǔ)尺寸確定 24 3.3.2 確定載荷系數(shù)K 25 3.3.3 齒面接觸疲勞強度計算 26 3.3.4 齒根抗彎疲勞強度計算 27 3.4 中心軸管的受力分析 28 3.5 中心軸管的強度校核 30 3.6 鍵的校核 31 3.7 軸承的校核 32 3.3 本章小結(jié) 34 第4章 手推式洗地機清洗系統(tǒng)設(shè)計 35 4.1 清洗機器清洗部分設(shè)計 37 4.1.1 盤刷設(shè)計 37 4.1.2 滾刷設(shè)計 39 4.1.3清洗部分所用彈簧的設(shè)計 40 4.2 內(nèi)空心軸設(shè)計 47 4.3 清洗機主機滾輪的設(shè)計 48 4.6 本章小結(jié) 48 結(jié)論 49 感謝 50 參考文獻 51 51 第1章 前言 目前，各式各樣的手推式自動洗地機 越來越多應(yīng)用于人們的生活中，從事著與人們生活息息相關(guān)的服務(wù)工作，極大地提高和改善了人們的生活質(zhì)量。室內(nèi)智能洗地機器人就是在這種背景下誕生的一種家庭服務(wù)機器。 隨著現(xiàn)代化社會加速推進，人們生活水平大幅提高，但工作壓力也越來越大，下班回來不想再干繁重的家務(wù)，此時，一個多功能垃圾洗地機 或許將是你最好不過的貼心朋友！該車可用于家庭、辦公室及一些小型娛樂場所用來清洗小體積垃圾，如煙蒂，瓜子皮，紙屑等。當我們工作一整天之后，拖著疲憊的身體回到家中卻看到地上滿是垃圾，這會讓我們感到更加的疲累，不過只要家里有了清潔手推式自動洗地機，這種情況就不會發(fā)生。當我們外出工作的時候，手推式自動洗地機就可以把家里打掃的干干凈凈，當我們回到家里的時候就會有一種傷心悅目的感覺，全身的疲憊都會一掃而空。本次的論文就是關(guān)于手推式自動洗地機的設(shè)計。 1.1 選題的研究現(xiàn)狀 1. 自從1904年英國人發(fā)明了第一臺洗地機，至今為止洗地機的發(fā)展歷史已有近百年。而后日本、美國、德國、英國等國家就開始了洗地機的批量生產(chǎn)。目前，國外先進的洗地機都在不斷地提高智能水平。 國外洗地機 現(xiàn)狀： 國外洗地機 由于有幾十年的發(fā)展史，加之基礎(chǔ)零部件可靠性高，因此都有一個共同的特點，可靠性相對國內(nèi)產(chǎn)品要高。而且早已廣泛應(yīng)用了先進的電子技術(shù)，有些還應(yīng)用了有線和無線遙控。目前，國外在洗地機 器人的研究領(lǐng)域完成了許多工作，取得了一定成果，如日立、松下、三星等世界著名公司都已開發(fā)出智能吸塵機器人。 國內(nèi)洗地機 現(xiàn)狀： 在國內(nèi)，各大科研機構(gòu)和高等院校也都開始自動洗地機 的研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)于20世紀90年代開始致力于這方面的研究，與香港中文大學(xué)合作，聯(lián)合研制開發(fā)出一種全方位移動洗地機 器人。浙江大學(xué)于1999年初對智能機器人進行研究，兩年后便成功研制出國內(nèi)第一個具有初步智能的自主吸塵機器人。雖然我國研制出的洗地機 在品種規(guī)格上和使用性能上已基本能滿足國內(nèi)各種需求，但是國產(chǎn)產(chǎn)品存在外形單調(diào)、功能單一、操作不方便、清洗效率低等問題。 德國 Kaercher 公司生產(chǎn)的RC3000是世界上第一臺能夠自主完成家庭地面打掃工作的清潔手推式自動洗地機[1]，如圖1-1 所示，這款手推式自動洗地機的內(nèi)部裝有芯片控制系統(tǒng)以及光電傳感器，一旦手推式自動洗地機在清洗過程中檢測到雜物的存在，它就可以隨機的改變行進的方向，繼續(xù)進行打掃，一直到打掃工作徹底完成。當電源電壓不足時，它會自主地返回充電站進行充電。在這款手推式自動洗地機的內(nèi)部一共設(shè)置了四種清潔程序，手推式自動洗地機會根據(jù)環(huán)境的不同來選擇最合適的程序進行打掃。在手推式自動洗地機的內(nèi)部裝有光敏傳感器，當手推式自動洗地機打掃到距離樓梯或者臺階的邊緣很近的時候，傳感器就可以檢測到樓梯和臺階的存在，然后手推式自動洗地機就會自動遠離，這就避免了手推式自動洗地機可能發(fā)生的跌落以及因跌落造成的損傷。 跟著經(jīng)濟的開展和社會進步，大家對生計質(zhì)量的需要愈來愈高，交通快捷也越來越變成社會開展?的迫切需要，高等級公路以空前的速度開展，路途的打掃和保潔也越來越遭到有關(guān)部分的注重，多年?來構(gòu)成的人工打掃的格式明顯已不習(xí)慣中國高等級公路開展的客觀需要，人工打掃粉塵飛揚，嚴峻影?響清洗工人的身體安康，也不可避免的形成環(huán)境的二次污染?：公路車輛的高速行進對清洗工人的生命安全形成潛在要挾，這就需要我有必要敏捷開展清?掃機械，只要這樣才干滿意敏捷開展的高等級公路的客觀需要，使大家日子在潔凈安康的環(huán)境中，這?也是人類二十一世紀高品質(zhì)日子的必定需要。因而對中國打掃車概略和開發(fā)機型的討論有著十分重要的含義? 從20世紀60?時代中國研制出產(chǎn)路面打掃機械開端（指大型打掃機的研制），已有40?多年的出產(chǎn)前史，可是中小型打掃機的研制開發(fā)則剛剛起步。有關(guān)于發(fā)達國家，中國地上打掃機在出售規(guī)劃、技術(shù)水平、打掃作用等方面都存在必定的距離。跟著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清洗機械商場的迅猛開展，2005?年之后，國內(nèi)地上打掃機開端出現(xiàn)疾速開展的態(tài)勢。但與國外比較，國內(nèi)還停留在商場的初級開展期間。? 中國已逐漸進入現(xiàn)代化社會，陳腐、落后的打掃辦法及設(shè)備，已不能滿意社會進步的需要。關(guān)于自動化洗地用具，大家常見的是馬路上的洗地車，它能進行大面積大街打掃、作業(yè)功率高，并且節(jié)省人力。可是，小面積區(qū)域的打掃東西還首要沿襲傳統(tǒng)手藝洗地東西：掃帚，作業(yè)功率低、打掃作用不行抱負、糟蹋人力資源。而作業(yè)功率高的省時省力的龐然大物洗地車在比方廠區(qū)、居住小區(qū)、機關(guān)、校園、醫(yī)院、小街冷巷、走廊等場所，確是英雄無用武之地。跟著現(xiàn)代日子節(jié)奏的加速及居住面積的增大，家居地上的打掃作業(yè)也越來越深重，嚴峻攪擾了大家的日子。因而急需開發(fā)一種本錢低、節(jié)省人力物力、打掃作用杰出的習(xí)慣院子、小區(qū)、冷巷、走廊等小區(qū)域場所的小型打掃設(shè)備。? 1.2 國內(nèi)外研討現(xiàn)狀? 國內(nèi)打掃車的開展閱歷進程如下；第一期間，20世紀60時代，中國研制出純掃式打掃車，因純?掃式打掃車有功用差、質(zhì)量差、外觀差，打掃作用差等缺點，加之又受限于其時中國的體系和其時城?市環(huán)衛(wèi)部分的經(jīng)濟狀況，故只要少量大城市運用純掃式打掃車。直至20世紀80時代末，建造部長沙?建造機械研討院規(guī)劃出中國第一臺吸掃式打掃車。它以其純掃式打掃車無可比拼的優(yōu)勢，進入中國的?大中城市。如今，在中國打掃車商場中，吸掃式打掃車占有率為95%以上。第二期間，20世紀晚期，?是中國打掃車開展最快的期間，打掃車的運用不但從大中城市擴展到小城市，高速公路，并且不少企?業(yè)、居民小區(qū)也選用打掃車進行路面打掃。商場需要的敏捷脹大，各種類型和各種標準的吸掃式打掃?車不斷涌現(xiàn)。當前，中國打掃車大都為2t～8t汽車底盤改裝，這種打掃車轉(zhuǎn)場速度快，合適于大面積、?遠距離打掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面打掃作業(yè)。這些年，跟著打掃車商場的擴展，對打掃車的用戶需要也在發(fā)生變化，中小全液壓打掃車選用單臺發(fā)動機傳動，油耗低；行進無級變速，打掃作用好，打掃功率高；駕駛室視界?好等長處，備受用戶喜愛，格外對錯城市大街和非公路打掃車用戶。不少打掃車出產(chǎn)公司也開?了專?用底盤的中小型全液壓打掃車，多種標準的中小型全液壓打掃車投放了商場。第三期間，2000年之后，?國內(nèi)路面打掃商場開端出現(xiàn)疾速開展的態(tài)勢。長沙中標公司、天津洗地王公司等專業(yè)出產(chǎn)廠家，均獲?得了較好的開展勢頭。隨之而來三一重工股份有限公司等其它公司也開端進路面打掃車的研制和出產(chǎn)，并取得了較好的開展。當前，國產(chǎn)路面打掃車的種類標準、運用功用已能根本滿意國內(nèi)的需要，商品標準從2t到8t。與國外比較，大型商品所占份額不大，商品種類較少，量也較低。? 當前，許多國家研制的清洗機器人應(yīng)時而生。日本，美國，歐洲各大廠商競相開發(fā)，有些商品乃至很超前。例如，有一種具有高效吸塵除灰功用的清洗機器人，可遙控也可自主運作，能轉(zhuǎn)向，逃避障礙物，有很高的有用價值，可對家居、廠礦公司等地上進行清洗，協(xié)助大家從冗雜的勞作中解放出來。在國外清洗設(shè)備的擁有率和洗衣機簡直適當，乃至要高（有共用洗衣房，專業(yè)洗衣店的原因）。在這方面，國內(nèi)的研制腳步較慢，可是跟著國家城市化的進程不斷加大和經(jīng)濟的開展，許多新式的中小城市正在興起，城市化規(guī)劃不斷擴展，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、校園和公共場不斷建造機械化打掃現(xiàn)已變成一種必定，地上的清洗維護及工廠清洗出產(chǎn)現(xiàn)已越來越重要。勞作力本錢的不斷提高，打掃設(shè)備的商場前景日漸看好。 手推式自動洗地機本身的扁平結(jié)構(gòu)，極大地方便了手推式自動洗地機的清洗，一些我們平常不容易打掃的地方，對手推式自動洗地機而言，卻可以很輕松地完成，如圖1-2. 圖 1-1 RC3000 和充電站 圖 1-2 RC3000 清洗工作圖 “三葉蟲”誕生于英國，這是一款問世較早但功能強大的吸塵器，如圖1-3所示。它內(nèi)部裝有超聲波探測器，可以迅捷地探測到障礙物的存在并繞開能夠自由穿梭清洗，同時可以自主的設(shè)計出最優(yōu)行走路線；這款手推式自動洗地機能夠分三個檔位來工作：正常、快速和點清理；當手推式自動洗地機的垃圾盒被垃圾充滿之后，手推式自動洗地機就會發(fā)出警報；如果用戶有些地方不需 “三葉蟲”打掃，只要貼上特制的磁帶就能夠限制手推式自動洗地機的打掃范圍?！叭~蟲”的電源是可充電的，電量充滿之后手推式自動洗地機大概可以持續(xù)工作1個小時。 圖1-3 伊萊克斯的“三葉蟲” 2002年9月清潔手推式自動洗地機“Roomba”在美國面世，它的重量大約是2千克，直徑30英寸[2]。這款手推式自動洗地機擁有高度的自主工作能力，它體積較小，因此能夠輕松地把房間內(nèi)各個角落的垃圾打掃干凈。當 “Roomba”進行打掃的時候，動作不會太快但是打掃的效果卻很好，在主人外出之前，可以設(shè)定手推式自動洗地機進行自主工作，當打掃完成之后，手推式自動洗地機就會自主切斷電源，進入待機狀態(tài)，如圖1-4所示： 圖1-4 美國“Roomba”清洗手推式自動洗地機 國內(nèi)現(xiàn)狀： 1999 年初，浙江大學(xué)機械電子研究所開始進行智能吸塵手推式自動洗地機的研究，兩年后設(shè)計成功國內(nèi)第一個具有初步智能的自主吸塵手推式自動洗地機，與蘇州TEK 公司合作研發(fā)，到2003 年系統(tǒng)在自主能力和工作效率上都有了顯著提高[1]。手推式自動洗地機工作之前，需要先進行環(huán)境探測，從而決定清洗時間；然后，計算出效率高的清潔路徑；在打掃完成之后，手推式自動洗地機就會自動返回充電站充電。不過因為系統(tǒng)在進行升級，所以并沒有產(chǎn)品進入市場。之后國內(nèi)推出了手推式自動洗地機KV8，這款手推式自動洗地機防跌落，可以自主清洗，同時價格便宜。但是這款手推式自動洗地機沒有充電站，只能靠人工進行充電。 國內(nèi)眾多品牌清潔手推式自動洗地機中，科沃斯手推式自動洗地機是比較出名的。市場上平均賣出3臺清洗手推式自動洗地機，當中有2臺就是科沃斯的?？莆炙骨鍧嵤滞剖阶詣酉吹貦C利用渦輪增壓系統(tǒng)提高手推式自動洗地機的清洗動力，從而使得手推式自動洗地機打掃房間的質(zhì)量得到保障。這款手推式自動洗地機能夠自主選擇最佳清潔模式；具有防碰撞，防跌落的設(shè)計；預(yù)約定時，自動充電，讓智慧清潔有始有終。 圖1-5 科沃斯洗地手推式自動洗地機 1.3 研究的目的和意義 如今社會的發(fā)展越來越迅速，生活節(jié)奏也越來越快，人們身上的壓力也越來越大，所以很少有人會在工作一天后還愿意打掃自己的房間。這就使得清潔手推式自動洗地機有了廣大的市場。但是現(xiàn)在市場上存在的手推式自動洗地機質(zhì)量好的一般價格也比較昂貴，希望通過這次設(shè)計，可以降低手推式自動洗地機的生產(chǎn)成本，使得手推式自動洗地機能夠進入更多人的生活當中。 1.4 設(shè)計的重點和難點 本文主要是對 的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和材料的計算。關(guān)于清潔手推式自動洗地機清洗機構(gòu)的設(shè)計是本次設(shè)計當中的重點，本文需要介紹手推式自動洗地機的各種功能以及實現(xiàn)該功能的原理。 第2章 手推式洗地機總體方案設(shè)計 2.1 手推式洗地機的總體方案 根據(jù)手推式洗地機清洗作業(yè)的要求，機器人首先必須具備清洗作業(yè)功能和控制功能，此外手推式洗地機還必須在地面進行吸附和移動。 主機主要由箱體，支撐架，防護罩，刷子，電機，齒輪傳動系統(tǒng)等組成。使刷子壓緊，產(chǎn)生一定的清洗壓力，通過電機帶動刷子轉(zhuǎn)動，達到清洗的目的。 主機有一懸吊支撐架，其外側(cè)與懸吊系統(tǒng)相連，可調(diào)吸附系統(tǒng)安裝在懸吊支撐架背后，吸附系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)螺旋漿轉(zhuǎn)速控制清洗力，懸吊支撐架通過一圓導(dǎo)軌和箱體（其上安裝兩盤兩滾）相連，所有的清洗裝置均安裝在該箱體上，清洗系統(tǒng)由固定在懸吊支撐架上的步進電機通過齒輪傳動系統(tǒng)執(zhí)行以90°為單位的轉(zhuǎn)動動作以實現(xiàn)橫洗和縱洗的轉(zhuǎn)換。箱體上有兩個圓盤形清洗刷，盤刷底部都有十二個清洗液噴射孔，另有兩圓柱形滾刷，在其行走前方有清水噴射孔，并安裝一軟質(zhì)刮水板，以使清洗過的部位快速風(fēng)干并避免留下來的清洗液腐蝕地面。箱體上還有一電機通過錐形齒輪將轉(zhuǎn)動傳到其中一個盤型清洗刷上，再通過齒輪傳動系統(tǒng)將轉(zhuǎn)動傳遞給另一盤刷，所以兩盤刷轉(zhuǎn)動方向相反，可以達到更好的清洗效果，圓柱形滾刷是由電機尾部的軸通過V帶驅(qū)動的。在懸吊支撐架上有防護罩，防止清洗液四濺。 2.2 手推式洗地機傳動系統(tǒng)方案 通過電動機帶動一對錐齒輪實現(xiàn)換向，然后通過齒輪嚙合傳遞給另外一組毛刷機構(gòu)。 2.2 手推式洗地機清洗系統(tǒng)方案 根據(jù)以上提出的技術(shù)性能及要求，初步確定清洗方案如下： 第一種：結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.1： 由于受到地面地面材料的影響較大，一般情況下，每兩塊瓷磚之間都有4～5毫米的縫隙，密封不可靠。 圖2.1 結(jié)構(gòu)一 圖2.2 結(jié)構(gòu)二 第二種：結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.2： 這種方案采用了風(fēng)壓式壓緊，盤滾組合式清洗，清洗效率高，可靠性高，可以采用。但由于中間傳動的需要，結(jié)構(gòu)不對稱,風(fēng)扇的中心與刷子的中心不重合，清洗壓力不均勻，中心不穩(wěn)定，容易引起震動問題。但可以考慮配重問題。 第三種：結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.3： 圖2.3 結(jié)構(gòu)三 這種方案吸取了第二種方案的優(yōu)點，傳動的改變，使振動的問題減小，機體尺寸減小。 2.4 其它部分方案 2.4.1材料選擇 根據(jù)課題要求，總體重量越輕越好，由于使用清洗液，耐腐蝕性能也要好而且此產(chǎn)品是輕載荷，故材料首先選用鋁合金材料及非金屬材料。 整個及其涉及到齒輪減速器的地方，齒輪的材料經(jīng)過篩選與比較采用聚甲醛（均聚），見《金屬機械加工工藝人員手冊》P.244。 本機的各個傳動軸均采用硬質(zhì)合金LY11。 螺旋槳材料選用尼龍66 (聚己二酰己二胺)。 機架的材料采用鋁合金。 其他機件的選擇根據(jù)通常材料在重量最輕原則下進行確定。 2.4.2 輪的潤滑問題 由于齒輪的材料已確定為聚甲醛，據(jù)《機械工程手冊》（第二版）2-369，其工作要求少潤滑或無潤滑，。故不考慮齒輪的潤滑問題。 2.4.3 軸承的潤滑問題 大空心軸的轉(zhuǎn)速較低為400r/min,鼓起潤滑方式應(yīng)為脂潤滑，潤滑脂為鈣機潤滑脂。 注：以上潤滑脂的選擇見《非標準設(shè)備設(shè)計手冊》P.582。 2.5 本章小結(jié) 本章確定了設(shè)計手推式洗地機的總體方案。根據(jù)作業(yè)環(huán)境，對機器人從清洗系統(tǒng)、爬壁系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大方面進行設(shè)計，選型和參數(shù)的確定。最后請教導(dǎo)師對設(shè)計的方案進行校正，以確定設(shè)計的可行性和穩(wěn)定性。 第3章 手推式洗地機傳動系統(tǒng)設(shè)計 3.1 手推式洗地機電動機的選擇 為電力拖動系統(tǒng)進行合適的電機選擇。才能保證系統(tǒng)可靠工作和經(jīng)濟地運行。下文簡要介紹電機選擇的一般內(nèi)容。電機選擇的主要包括如下內(nèi)容。??? 1.類型的選擇選擇哪種電機類型,一方面要根據(jù)生產(chǎn)機械對電機的機械特性、起動性能、調(diào)速性能、制動方法、過載能力等方面的要求;另一方面，還要從節(jié)省初期投資、減少運行費用等經(jīng)濟方面綜合分析。在對起動、閱速等性能沒有特殊要求的前提下，優(yōu)先選用三相異步籠型電機。 2. 功率的選擇?選擇電機的翻定功率時，應(yīng)使所選的電機額定功率等于或梢大于生產(chǎn)機械所需要的功率.既不能過載.也不能長期輕載?？刹捎妙惐确ā⒔y(tǒng)計法、實驗法、計算法等確定。 3.電壓的選擇 交流電機額定電壓應(yīng)選擇和供電電網(wǎng)的電壓一致.井結(jié)合電機順定功率考慮。直流電機的額定電壓也要與電源電壓相配合，常用110 V或220 V。大功率直流電機可提高到600 - 800 V共至1000V。 當采用晶閘管整流裝置供電時，可選用專門為其配套設(shè)計的直流電機.其電壓有功率等級160 V (Z3型),180 V,340 V?(Z2型)及440 V (Z2 ,Z3型)。??? 4.轉(zhuǎn)速的選擇???? 根據(jù)生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速和傳動方式.通過經(jīng)濟技術(shù)比較后確定電機的額定轉(zhuǎn)速。額定功率相同的電動機額定轉(zhuǎn)速越高，則電動機體積、重夏和造價越低，一般飛輪矩 GD也越小，因此選用高速電動機較為經(jīng)濟。但生產(chǎn)機械速度一定.電動機轉(zhuǎn)速越高.則傳動機構(gòu)傳動比越大，機構(gòu)越復(fù)雜.傳動損耗越大。因此.要綜合考慮上面 諸因術(shù)后才能確定電機的額定轉(zhuǎn)速。?? 5.外形結(jié)構(gòu)的選擇? 電機常用的外形結(jié)構(gòu)有開啟式、防護式、封閉式、密封式、防爆式。①開啟式電機定子兩側(cè)和端蓋上開有很大的通風(fēng)孔。它散熱好、價格便宜，但容易進灰塵、水滴和鐵渭等雜物.只能在清潔干燥的環(huán)境中使用;②防護式電機的機座下面有通風(fēng)口。它散熱好、能防止水滴、沙粒和鐵屑等雜物濺人或落人電動機內(nèi)，但不能防止潮氣和灰塵浸人.適用于比較干燥、沒有腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境;③封閉式電機的機座和端蓋完全封閉.它又分自冷式、自扇冷式、他扇冷式、竹道通風(fēng)式及密封式等。前四可用在潮濕、多腐蝕性灰塵、易受風(fēng)雨浸蝕等環(huán)境中，第五種可浸在液體中使用.如潛水泵等;④防爆式電機在封閉式基礎(chǔ)上制成隔爆形式，機殼有足夠強度.適用于易燃易爆氣體的場所.如礦并、油庫、煤氣站等。選擇電機的外形結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選擇合適的防護形式.??? 6.安裝形式的電機選擇? 目前生產(chǎn)的電機的安裝形式主要有:①B3(臥式安裝，機座帶底腳.端蓋上無凸緣)②B5(臥式安裝，機座不帶底腳.端蓋上有凸緣)③B35(臥式安裝.機座帶底腳.端蓋上有凸緣)④V1(立式安裝.機座不帶底腳，端蓋上有凸緣)。? 每種又分單軸伸出和雙軸伸出兩種。應(yīng)根據(jù)電動機在生產(chǎn)機械中的安裝方式選擇電動機的安裝形式。一般情況選用臥式，立式價格較高，只用于簡化傳動裝置又必須垂直運轉(zhuǎn)時，如立式深井泵等。??? 7.工作制的電機選擇??? 根據(jù)生產(chǎn)機械要求.選樣工作制與實際工作方式相當?shù)碾姍C比較經(jīng)濟。?? ? 8.型號的電機選擇?? 根據(jù)上述各項的結(jié)果，選擇電機的型號和生產(chǎn)廠家。 考慮到該機構(gòu)工作所需功率不大，初步采用估算的方法，擬采用Y90L-4電動機。 查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》得： 選擇，其銘牌如下表2-1： 表2-1 Y系列三相異步電動機 電動機型號 額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Kg 　Y90L-4 　1.5 同步轉(zhuǎn)速1500 r/min, 4級1440 2.2 2.2 　27 （a） （b） 圖2-3 電動機的安裝及外形尺寸示意圖 表2-2 電動機的安裝技術(shù)參數(shù) 中心高/mm 外型尺寸/mm L×（AC/2+AD）×HD 底腳安裝 尺寸A×B 地腳螺栓 孔直徑K 軸伸尺寸D×E 裝鍵部位 尺寸F×GD 90 515× 345× 315 216 ×178 12 38× 80 10 ×43 3.2 直齒輪副的設(shè)計計算 電動機驅(qū)動的閉式直齒圓柱齒輪傳動，標稱功率P=1.5kW,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，傳動比i=4.1許有4%的誤差,長時工作，預(yù)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(shù) 依據(jù)參考文獻[5]表5-5選材料 小齒輪：40Cr調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為230HBS （2） 初選齒數(shù) 取小齒輪齒數(shù)為=32，則大齒輪齒數(shù)為： 園整，為使u為除不盡的數(shù)取 =129 （3） 齒數(shù)比 驗算傳動比誤差，×100%=1.7%允許 （4） 選擇齒寬系數(shù)d和傳動精度等級 查參考文獻[5]表5-8得齒寬系數(shù)d=0.275 初估小齒輪直徑 則齒寬 齒輪圓周速度： , 查參考文獻[5]表5-4可選擇精度等級為7級, （5） 計算小齒輪轉(zhuǎn)矩 (5.1) 定重合度系數(shù)、 (5.2) 由公式(5.2)定重合度 =1.88-3.2×（1/32+1/129）=1.755 分別由《機械設(shè)計手冊(第5版)》中公式得 ===0.865 =0.25+ （6） 確定載荷系數(shù)、 (5.3) 1) 使用系數(shù) 由參考文獻[6]表10-2查表，取=1.35 2) 動載系數(shù) 由參考文獻[6]圖10-8可查得，=1.14 3) 齒向載荷分布系數(shù),由參考文獻[6]圖10-4可取=1.29 4) 齒間載荷分配系數(shù)、根據(jù)條件 查參考文獻[6]表10-3得 =1/ Y=1/0.677=1.48 5) 載荷系數(shù) 、 由公式(5.3)可算得 3.2.1 齒面接觸疲勞強度計算 （1） 確定許用應(yīng)力[] 1) 總工作時間： 2) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N、N由參考文獻[6]公式(10-13)及參考文獻[6]表10-18可計算查得： 3) 壽命系數(shù)、 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-17 取=1 =1 4) 接觸疲勞極限 ： 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-13 取=630MPa，=490MPa 5) 安全系數(shù) ： 參照《機械設(shè)計手冊(第5版)》照表8.2-13，取=1 6) 許用應(yīng)力[]、[]： 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-15) []= []= （2） 彈性系數(shù)： 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》表8.2-11， 取=190 （3） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ： 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-12，取=2.5 （4） 求所需小齒輪直徑 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式（8.2-11） = 符合初估數(shù)值 （5） 確定中心距、模數(shù)等主要幾何參數(shù) 1) 中心距a 初算中心距 園整取中心距a =200mm 2) 模數(shù)m 由中心距a及初選齒數(shù)、得 按標準取m=2.5mm 3) 分度圓直徑、 =m z=2.5×32=80mm =m =2.5×129=322.5mm 取為=320mm 4) 確定齒寬 取大齒輪齒寬=b=22mm,小齒輪齒寬=32mm 3.2.2 齒根抗彎疲勞強度驗算 （1） 求許用彎曲應(yīng)力 1) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由以上計算可得 2) 壽命系數(shù)、 取= =1 3) 極限應(yīng)力 、 由圖9-21?。?220MPa =170MPa 4) 尺寸系數(shù) 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-26，取=1 5) 安全系數(shù) 參照《機械設(shè)計手冊(第5版)》表8.2-13，取=1.5 6) 許用應(yīng)力、 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-20)，許用彎曲應(yīng)力： = = （2） 齒形系數(shù)、 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖9-19，取： =2.5 =2.15 （3） 應(yīng)力修正系數(shù)、 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖9-20，取：=1.63 =1.82 （4）校核齒根抗彎曲疲勞強度 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式（8.2-17），齒根彎曲應(yīng)力 抗彎疲勞強度足夠。 3.2.3 齒面靜強度計算 (1) 確定許用接觸應(yīng)力： 參照《機械設(shè)計手冊(第5版)》表8.2-13，取靜強度安全系數(shù) 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-17，取壽命系數(shù) 于是由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-21)，許用接觸應(yīng)力（大輪較低） (2) 校核齒面靜強度 根據(jù)過載條件，由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-21)，齒面最大接觸應(yīng)力 齒面靜強度足夠。 3.2.4 齒根（抗彎）靜強度驗算 （1）確定許用彎曲應(yīng)力 參照《機械設(shè)計手冊(第5版)》表8.2-13，取靜強度安全系數(shù) 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-25，取壽命系數(shù) 于是由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-22)，許用彎曲應(yīng)力 （2）求最大彎曲應(yīng)力并校核強度 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-22)，最大彎曲應(yīng)力 靜強度滿足要求。 帶動兩個盤刷的齒輪對稱布置 3.3 錐齒輪副的設(shè)計計算 根據(jù)《機械工程設(shè)計手冊》第二版2-369，材料選擇聚甲醛（均聚），參照《機械工程手冊》第6卷 3.3.1 基礎(chǔ)尺寸確定 由小錐齒輪所傳遞轉(zhuǎn)距為,根據(jù)圖2.4-14和圖2.4-15選擇小齒輪大端分度圓直徑為，取大端模數(shù)。 則齒數(shù)： 軸交角 分錐角 外錐距： 齒寬系數(shù)取0.3，則齒寬： 取b=24mm 齒頂高： 齒根高： 齒高： 大端齒頂圓直徑： (5.4) 齒根角： 齒頂角： 頂錐角： 根錐角： 冠頂距： 確定傳動的精度等級 初選平均切線速度 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》Pg159 表8.2-5，選擇傳動等級為8級 3.3.2 確定載荷系數(shù)K 使用系數(shù),由已知條件查表8.2-9，取 動載荷系數(shù),由圖8.2-6，取 齒向載荷分布系數(shù),按小錐齒輪懸臂考慮取 載荷系數(shù) 3.3.3 齒面接觸疲勞強度計算 [1] 確定許用應(yīng)力 壽命系數(shù),由已知條件取 安全系數(shù),參照表8.2-13，取 接觸疲勞極限 [2] 彈性系數(shù) [3] 節(jié)點區(qū)域系數(shù) [4] 小齒輪所需大端分度圓直徑,由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式(8.2-44) [5] 驗算速度 平均直徑： 平均線速度： [6] 確定模數(shù)m: 3.3.4 齒根抗彎疲勞強度計算 （1） 確定許用彎曲應(yīng)力 1) 壽命系數(shù) 2) 安全系數(shù) 3) 尺寸系數(shù) 4) 極限應(yīng)力,取 5) 許用彎曲應(yīng)力 （2） 齒形系數(shù), 1) 分錐角 2) 當量齒數(shù): 3) 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-19，取, 4) 應(yīng)力修正系數(shù) 由《機械設(shè)計手冊(第5版)》圖8.2-20 取， 5) 校核齒根抗彎疲勞強度由《機械設(shè)計手冊(第5版)》式8.2-46 (5.5) (5.6) (5.7) 三式聯(lián)立求得 滿足要求 3.4 中心軸管的受力分析 1 在水平平面的支反力，由,得 為負值說明方向與假設(shè)方向相反。 由,得 2 在垂直平面內(nèi)的支反力，由圖可得 3 做彎矩和轉(zhuǎn)矩圖 1）齒輪的作用力在水平平面的彎矩圖 齒輪的作用力在垂直平面的彎矩圖 由于齒輪作用力在D截面做出的最大合成彎矩 2) 做轉(zhuǎn)矩圖 3.5 中心軸管的強度校核 1）確定危險截面 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，截面B處彎矩較大，且有軸承配合引起的引力集中；截面D處彎矩最大，且有齒輪配合引起的應(yīng)力集中，故屬于危險截面?，F(xiàn)對D截面進行強度校核。 2）安全系數(shù)校核計算 由于該減速器機軸轉(zhuǎn)動，彎矩引起對稱循環(huán)的應(yīng)力，彎矩引起的為脈動循環(huán)的切應(yīng)力。 彎曲應(yīng)力幅為： 式中 W——抗斷面系數(shù)，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-15查得 由于式對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力 根據(jù)機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的式（19.3-2） 式中——45鋼彎曲對稱循環(huán)應(yīng)力時的疲勞極限，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.1-1查得=270MPa; ——正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-6，并根據(jù)配合查得 =2.62； ——表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車削加工，按機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19-3-8查得=0.92； ——尺寸系數(shù)，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-11查得=0.81. 切應(yīng)力幅為： 式中 W——抗斷面系數(shù)，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-15查得 由于式對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力 式中 ——45鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.1-1查得=155MPa; ——切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-6，并根據(jù)配合查得 =1.89； ，——同正應(yīng)力情況； ——平均應(yīng)力折算系數(shù)，由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-13查得=0.21. 軸D截面的安全系數(shù)由式（19.3-1）確定 由機械工業(yè)出版社出版的新版《機械設(shè)計手冊第三卷》中的表19.3-5可知，[S]=1.3～1.4，故S＞[S]，該軸D截面是安全的。 同理可驗證輸出軸也符合強度要求。 3.6 鍵的校核 鍵和軸的材料都是鋼，由【4】表6-2查的許用擠壓應(yīng)力,取其中間值，。鍵的工作長度，鍵與輪榖鍵槽的接觸高度。由【4】式（6-1）可得 可見連接的擠壓強度足夠了，鍵的標記為： 3.7 軸承的校核 ⑴、軸軸承的校核 Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6205，其基本額定負荷為19.5KN,所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計要求，應(yīng)該對Ⅰ軸未端的滾子軸承進行校核。 ②軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 受力 ∴ 受力 根據(jù)圖3.12受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為: 圖3.12受力分析和受力圖 在水平面： 在水平面： ∴ ④因軸承在運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，【4】表13-6查得載荷系數(shù)，取，則有： ⑤軸承的壽命計算:所以按軸承的受力大小計算壽命 故該軸承6205能滿足要求。 ⑵、其他軸的軸承校核同上，均符合 3.3 本章小結(jié) 本章對傳動部件的直齒圓柱齒輪和錐齒輪進行強度校核，使之滿足傳動要求。由于材料有限，設(shè)計時采用的是45號鋼以取代聚乙醛，方便材料的強度計算。 第4章 手推式洗地機清洗系統(tǒng)設(shè)計 在清洗機構(gòu)的設(shè)計中想到了四種方案： (1) 電機帶動斜齒輪1，斜齒輪1帶動斜齒輪2，斜齒輪2帶動斜齒輪3，斜齒輪上的軸連接滾刷，進而實現(xiàn)清洗； 圖3-6 清洗機構(gòu)一 Fig3-6 cleaning agencies 1 (2) 電機帶動錐齒輪1，錐齒輪1帶動錐齒輪2，由錐齒輪2上的軸連接滾刷，進而實現(xiàn)清洗； 圖3-7 清洗機構(gòu)二 Fig3-7 cleaning agencies 2 (3) 電機帶動蝸桿，蝸桿兩端接蝸輪，兩個蝸輪的軸上分別接刷子，從而實現(xiàn)清洗； 圖3-8 清洗機構(gòu)三 Fig3-8 cleaning agencies 3 (4) 電機帶動蝸桿，蝸桿兩端接蝸輪，兩個蝸輪分別接皮帶輪，皮帶輪上的軸接刷子，從而實現(xiàn)清洗。 圖3-9 清洗機構(gòu)四 Fig3-9 cleaning agencies 4 以上5種方案通過對比以及由設(shè)計的要求所限制，最終選擇方案5為清洗機構(gòu)。 4.1 清洗機器清洗部分設(shè)計 假設(shè)清洗速度0.2m2/s。 4.1.1 盤刷設(shè)計 1）盤刷 采用在塑料體上在塑料毛的盤刷，其具有一定的彈性和剛度，可保證一定的壓緊力來清洗地面，同時若地面有一定高度的凸出物，塑料毛有一定的彈性可以退讓，順利通過。刷子半徑214，有毛半徑208，刷毛長度為50，盤刷與聯(lián)刷體可通過螺栓來裝配連接。 2）聯(lián)刷體 采用聯(lián)刷體的目的： [1] 使電機與盤刷連接起來; [2] 使盤刷具有可換性； [3] 可調(diào)節(jié)盤刷與地面的距離； 聯(lián)刷體保證與電機連接處的強度、材料應(yīng)盡量輕，其結(jié)構(gòu)如圖4.1： 圖4.1 聯(lián)刷體 3）盤刷的工藝性 根據(jù)資料可知：刷類的刷毛是用制毛器植上的，其基本原理如下： 在殼體剛注塑完時，趁著殼體還為硬化，用機械方法把刷毛植進去。把一撮毛（約四至五根）折彎，在根部裝上一韌性卡子，用專門植毛機把毛插入未硬化的殼體內(nèi)，卡子插入后，待殼體凝固，便把刷毛固定下來，這樣整個植毛工藝就完成了。 根據(jù)上述原理，盤刷也可以采用這種方法制作，其技術(shù)要求： 毛孔直徑：2.5mm 間距：5mm 孔深：10 mm 每孔刷毛密度：五根 滾刷原理與上面相同 4.1.2 滾刷設(shè)計 采用在鋼軸外面加套橡膠軸套，在橡膠軸上栽刷毛的方法做成，可通過調(diào)換橡膠套的方法調(diào)換滾刷，滾刷半徑為106，有刷毛部分長度為940。滾刷結(jié)構(gòu)如圖4.2： 圖4.2 滾刷 為了控制的方便，減輕主機的重量，應(yīng)盡量減輕電機的數(shù)量，所以盤刷、滾刷共用一雙輸出軸電機，中間用齒輪和V帶傳動；從經(jīng)濟的角度考慮，采用普通的三相電機，帶動兩盤兩滾共四個清洗刷。 依據(jù)實際實驗，取洗刷的壓強為螺旋槳工作壓力為20公斤力。四個角輪 分別承受3公斤力。盤滾刷均承受兩公斤力 刷毛與地面的摩擦系數(shù)為0.1～0.2，取μ=0.15 對盤刷求積分轉(zhuǎn)矩為 : 1) 洗力矩： 盤刷： 兩個刷子的轉(zhuǎn)矩： 滾刷： 所需總的清洗力矩： 2) 初定盤刷轉(zhuǎn)速：360r/min 根據(jù)清洗力矩，型號為Y2-802-6，額定功率550W,轉(zhuǎn)速900r/min,平鍵4×20，保持轉(zhuǎn)矩為9.8N.m(查GBM) 4.1.3清洗部分所用彈簧的設(shè)計 圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧受載時的應(yīng)力及變形 圓柱螺旋彈簧受壓或受拉時，彈簧絲的受力情況是完全一樣的?，F(xiàn)就下圖<圓柱螺旋壓縮彈簧的受力及應(yīng)力分析>所示的圓形截面彈簧絲的壓縮彈簧承受軸向載荷P的情況進行分析。 由圖<圓柱螺旋壓縮彈簧的受力及應(yīng)力分析a>(圖中彈簧下部斷去，末示出)可知，由于彈簧絲具有升角α，故在通過彈簧軸線 的截面上，彈簧絲的截面A-A呈橢圓形，該截面上作用著力F及扭矩。因而在彈簧 絲的法向截面B-B上則作用有橫向力Fcosα、軸向力Fsinα、彎矩M=Tsinα及扭矩Tˊ= Tcosα。 由于彈簧的螺旋升角一般取為α=5°～9°，故sinα≈0；cosα≈1(下圖<圓柱螺旋壓縮彈簧的受力及應(yīng)力分析b>)，則截面B-B上的應(yīng)力(下圖<圓柱螺旋壓縮彈簧的受力及應(yīng)力分析c>)可近似地取為  式中C=D2/d 稱為旋繞比(或彈簧指數(shù))。為了使彈簧本身較為穩(wěn)定，不致顫動和過軟，C值不能太大；但為避免卷繞時彈簧絲受到強烈彎曲，C值又不應(yīng)太小。C值的范圍為4～16(表<常用旋繞比C值>), 常用值為5～8。 圓柱螺旋壓縮彈簧的受力及應(yīng)力分析 常用旋繞比C值 d(mm) 0.2～0.4 0.45～1 1.1～2.2 2.5～6 7～16 18～42 C=D2/d 7～14 5～12 5～10 4～9 4～8 4～6 為了簡化計算，通常在上式中取1+2C≈2C(因為當C=4～16時，2C>>l，實質(zhì)上即為略去了 τp)，由于彈簧絲升角和曲率的影響，彈簧絲截面中的應(yīng)力分布將如圖<圓柱螺旋壓縮彈簧的受力及應(yīng)力分析>c中的粗實線所示。由圖可知，最大應(yīng)力產(chǎn)生在彈簧絲截面內(nèi)側(cè)的m點。實踐證明，彈簧的破壞也大多由這點開始。為了考慮彈簧絲的升角和曲率對彈簧絲中應(yīng)力的影響，現(xiàn)引進一個補償系數(shù)K(或稱曲度系數(shù))，則彈簧絲內(nèi)側(cè)的最大應(yīng)力及強度條件可表示為   式中補償系數(shù)K，對于圓截面彈簧絲可按下式計算：  圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧受載后的軸向變形量λ可根據(jù)材料力學(xué)關(guān)于圓柱螺旋彈簧變形量的公式求得: 式中：n—彈簧的有效圈數(shù)； G—彈簧材料的切變模量，見前一節(jié)表<彈簧常用材料及其許用應(yīng)力>。如以Pmax代替P則 最大軸向變形量為： 1) 對于壓縮彈簧和無預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧：  2）對于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧：  拉伸彈簧的初拉力(或初應(yīng)力)取決于材料、彈簧絲直徑、彈簧旋繞比和加工方法。 用不需淬火的彈簧鋼絲制成的拉伸彈簧，均有一定的初拉力。如不需要初拉力時，各圈間應(yīng) 有間隙。經(jīng)淬火的彈簧，沒有初拉力。當選取初拉力時，推薦初應(yīng)力τ0'值在下圖的陰影區(qū)內(nèi)選取。 初拉力按下式計算：  使彈簧產(chǎn)生單位變形所需的載荷kp稱為彈簧剛度，即  彈簧初應(yīng)力的選擇范圍 彈簧剛度是表征彈簧性能的主要參數(shù)之一。它表示使彈簧產(chǎn)生單位變形時所需的力，剛度愈大，需要的力愈大，則彈簧的彈力就愈大。但影響彈簧剛度的因素很多，由于kp與C的三次方成反比，即C值對kp的影響很大。所以，合理地選擇C值就能控制彈簧的彈力。 另外，kp還和G、d、n有關(guān)。在調(diào)整彈簧剛度時，應(yīng)綜合考慮這些因素的影響。 （四) 承受靜載荷的圓柱螺旋壓縮(拉伸)彈簧的設(shè)計 彈簧的靜載荷是指載荷不隨時間變化，或雖有變化但變化平穩(wěn)，且總的重復(fù)次數(shù)不超過次的交變載荷或脈動載荷而言。在這些情況下，彈簧是按靜載強度來設(shè)計的。 在設(shè)計時，通常是根據(jù)彈簧的最大載荷、最大變形、以及結(jié)構(gòu)要求(例如安裝空間對彈簧尺寸的限制)等來決定彈簧絲直徑、彈簧中徑、工作圈數(shù)、彈簧的螺旋升角和長度等。 具體設(shè)計方法和步驟如下: 1) 根據(jù)工作情況及具體條件選定材料，并查取其機械性能數(shù)據(jù)。 2) 選擇旋繞比C，通?？扇≈5～8(極限狀態(tài)時不小于4或超過16)，并算出補償系數(shù) K值。 3) 根據(jù)安裝空間初設(shè)彈簧中徑D2，乃根據(jù)C值估取彈簧絲直徑d，并查取彈簧絲的許用應(yīng)力。 4) 試算彈簧絲直徑d '  必須注意，鋼絲的許用應(yīng)力決定于其σB，而σB是隨著鋼絲的直徑變化的,又因[τ]是按估取的d值查得σB的H計算得來的，所以此時試算所得的d '值，必須與原來估取的d值相比較，如果兩者相等或很接近，即可按標準圓整為鄰近的標準彈簧鋼絲直徑d，并按D2=Cd 以求出 ；如果兩者相差較大，則應(yīng)參考計算結(jié)果重估d值，再查其而計算[τ]，代入上式進行試算，直至滿意后才能計算D2.計算出的D2，值也要按表<普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列>進行圓整。 5) 根據(jù)變形條件求出彈簧工作圈數(shù)： 對于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧 對于壓縮彈簧或無預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧 6) 求出彈簧的尺寸D、D1、H0,并檢查其是否符合安裝要求等。如不符合，則應(yīng)改選有關(guān)參數(shù)(例如C值)重新設(shè)計。 7) 驗算穩(wěn)定性。對于壓縮彈簧，如其長度較大時，則受力后容易失去穩(wěn)定性(如下圖a)，這在工作中是不允許的。為了便于制造及避免失穩(wěn)現(xiàn)象，建議一般壓縮彈簧的長細比b=H0/D2按下列情況選?。? 當兩端固定時，取b<5.3； 當一端固定，另一端自由轉(zhuǎn)動時，取b<3.7； 當兩端自由轉(zhuǎn)動時，取b<2.6。 壓縮彈簧失穩(wěn)及對策 當b大于上述數(shù)值時，要進行穩(wěn)定性驗算，并應(yīng)滿足 Fc=CukpH0>Fmax 式中：Fc——穩(wěn)定時的臨界載荷； Cu——不穩(wěn)定系數(shù)，從下圖<不穩(wěn)定系數(shù)線圖>中查得； Fmax——彈簧的最大工作載荷。 如 Fmax>Fc時，要重新選取參數(shù)，改變b值，提高Fc值，使其大于Fmax值，以保證彈簧的穩(wěn)定性。如條件受到限制而不能改變參數(shù)時，則應(yīng)加裝導(dǎo)桿(如上圖b)或?qū)?如上圖c)。導(dǎo)桿(導(dǎo)套)與彈簧間的間隙c值(直徑差)按下表(導(dǎo)桿（導(dǎo)套）與彈簧間的間隙表)的規(guī)定選取。 不穩(wěn)定系數(shù)線圖 導(dǎo)桿（導(dǎo)套）與彈簧間的間隙 中徑D2/(mm) ≤5 >5～10 >10～18 >18～30 >30～50 >50～80 >80～120 >120～150 間隙c/(mm) 0.6 1 2 3 4 5 6 7 8) 進行彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計。如對拉伸彈簧確定其鉤環(huán)類型等，并按表<普通圓柱螺旋壓縮及拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸（mm）計算公式>計算出全部有關(guān)尺寸。 1）彈簧的種類：采用圓柱螺旋壓縮彈簧; 2) 彈簧的材料：根據(jù)《機械設(shè)計手冊》選用碳素彈簧鋼； 3）彈簧的設(shè)計計算 [1] 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》取彈簧的工作圈數(shù) [2] 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》取彈簧絲直徑：， 允許極限負荷下的單圈變形： 單圈剛度： 彈簧節(jié)距： 最大工作載荷： 極限工作載荷： 彈簧每圈展開長度： [3] 計算數(shù)據(jù) 彈簧中徑： 彈簧內(nèi)徑： 彈簧間隙： 彈簧總展開長度： 螺旋角： 彈簧自由高度： 允許極限負載時彈簧高度： 彈簧旋向：左旋右旋均可 4.2 內(nèi)空心軸設(shè)計 為了在盤刷中心噴清洗液，并使噴嘴不隨盤刷轉(zhuǎn)動，需在盤刷內(nèi)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(zhuǎn)動時，空心軸固定不動，其結(jié)構(gòu)如圖4.3： 圖4.3 空心軸 工作時清洗液從中間的孔流出，噴到地面上，幾乎不受外力彎矩、扭矩，所以略去剛度、強度的計算。 4.3 清洗機主機滾輪的設(shè)計 當清洗機工作時，風(fēng)機向后吹出強大的高速氣流，把清洗機壓向地面，與地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(yīng)由滾輪來承擔(dān)，同時也增大了滾輪與地面之間的摩擦力。當電機驅(qū)動時，清洗機橫向行走。所以滾輪與地面之間應(yīng)有良好的接觸 ，不可打滑。結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖4.4： 圖4.4 清洗機主機滾輪結(jié)構(gòu)圖 4.6 本章小結(jié) 本章確定了清洗部件(盤刷、洗刷)的尺寸及其他部件的設(shè)計，應(yīng)用雙刷系統(tǒng)，有利于對水的利用效率。 結(jié)論 雖然現(xiàn)在我國對手推式自動洗地機的研究已經(jīng)有了很大的進步，但是手推式自動洗地機的自主化、智能化依然不夠完善。目前市場上的智能清潔手推式自動洗地機種類繁多，但是一些質(zhì)量好，工作效率高的價格也比較昂貴，一般的家庭都不會選擇。而那些價格低的又存在很多的問題。這就需要降低手推式自動洗地機的生產(chǎn)成本，使得清洗手推式自動洗地機能夠進入更多的人的生活中。根據(jù)市場調(diào)查，清洗手推式自動洗地機市場具有很廣闊的前景，這就需要改進手推式自動洗地機的生產(chǎn)技術(shù)，降低生產(chǎn)成本。另外，手推式自動洗地機還有一些其他問題需要解決，同時，關(guān)于手推式自動洗地機的技術(shù)也