落叶清扫机论文 PDF

落叶清扫机论文 PDF 目 录 摘 要 .................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................. II 1绪论................................................................................................................................. 1 1.1落叶清扫机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的目的和意义 ............................................................................ 1 1.2本课题应解决的主要问题及技术要求 ................................................................ 1 1.3国内清扫机的发展概况 ....................................................................................... 2 1.4国 外落叶清扫机的研究现状................................................................................ 4 2总体方 案选择 ................................................................................................................. 5 3落叶 清扫机运动机构的设计 ......................................................................................... 10 3.1连杆机构的设计 .................................................................................................. 10 3.2落 叶清扫车挤压机构运动 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与设计计算 ....................................................... 11 3.3齿轮 与轮轴的设计 .............................................................................................. 14 4落叶清扫 机带传动的设计计算 ..................................................................................... 23 4.1平带 传动机构的设计及计算............................................................................... 23 4.2V带传 动机构的设计及计算 ................................................................................ 26 4.3带传动 的张紧装置 .............................................................................................. 29 5总 结................................................................................................................................ 30 参 考文献 ........................................................................................................................... 31 致 谢 ............................................................................................................................... 32 I 落叶清扫机设计 摘要 目前城市街道、公园、道路落叶清扫大多用手工清扫效率 低、劳动强度大且不利于落叶的二次利用。本设计力求在落叶清扫过程中实现机械 化采用气吸方式收集落叶以利于路旁、树丛下落叶收集。收集后的落叶采用加热软 化和机械强力挤压的方法把松散的落叶加工成固体块状以利于运输储存及二次利 用。本设计采用带孔的旋转落叶机构解决了落叶粘附落叶网的问题采用机械及液压 的方式提高了挤压的压力与作业效率。本设计对各个机构进行了精确的运动分析与 计算解决了机构运动的配合与定时问题。本设计基本上实现了落叶收集的自动化在 城市环卫应用上可能将有广阔的应用前景。 关键词落叶清除加热软化强力挤压气吸 方式 The Design Of Shatter Sweeper Abstract Nowadays the cleaning of the shatter in the street and park is usually done by labors. The workload is large .It will cost a lot of time and the leaf collected will not be used at the second time. The design is pursuit to improve the process did by machine. It will use the gas to collect the shatter which hides under the trees and the roadsides .After that the leaves collected will be heated to be soft and be extruded by the machine. At the end the shatter will be machined to solid so that it will be used and transported more conveniently. In fact the machine usually works with many problems because the shatter perhaps adheres to the net .In order to solve this problem we design the rotating institution to improve the pressure and efficiency. During the designing we did a lot of analysis and calculation making the machine work by cooperation and it can be timing. We have reason to believe under our effort the machine we designed will have fantastic performance. Keyword: deciduous cleared heating softeningpowerful extrusion gas suction mode 机电工程学院本科毕业设计论文 1 1 绪论 1.1落叶清扫机设计的目的和意义 本次设计的课题是落叶清扫机。落叶清扫机 作为城市的环卫设备之一是一种集路面清扫落叶、落叶输送为一体的新型高效清扫设备。可广泛应用于学校、公园、街道等地落叶清扫。落叶的清扫工作既可以保证道路的美观维护了环境的卫生又维持了路面的良好工作状况延长了路面的使用寿命。然而一般的落叶清扫机并不能同时对树底下、马路旁边等不易清扫的地方进行清扫因此设计一种新式综合型的清扫机迫在眉睫。 众所周知大量落叶不仅影响了城市环境还给交通带来不便。现在一般都采用手工清扫落叶这样做不但增加了清洁工人的劳动强度而且由于落叶收集后占用空间大给运输也带来不便。落叶收集后通常采用焚烧或者填埋的方法来处理这样做不但污染了环境还浪费了资源。落叶是有机质我们可以收集用于造纸生产有机肥和饲料等。此次设计所研究的落叶清扫机采用风机作为吸附装置可对路旁树底下等目前清扫机无法清扫的地方进行清扫并压缩落叶容积成块状是一部综合型的清扫机具有很高的商业价值与推广价值。 1.2本课题应解决的主要问题及技术要求 落叶由于质量轻而易受风机吸力影响粘附在落叶过滤网上从而使风机吸力作用减弱由于占用空间大需要较大存储装置为节约空间需压缩成块存放由于部件较多分布复杂故需合理布局合理确定各个部件之间的连接关系。 一、设计过程中需要解决的主要问题为 1落叶粘附过滤网问题 2风机的合理选择 3加压装置的设计 4各个部件之间的合理布局 二、设计过程中的技术要求 1确定风机的类型与合理设计风机 风机作为吸附装置的动力需合理选择风机的型号、叶轮直径、叶片数、风机流量、风机全压等。 机电工程学院本科毕业设计论文 2 2解决落叶粘附过滤网问题 合理设计落叶粘附过滤网 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 拨叉结构的设计、带轮的设计、拨叉外箱体的设计等。 3加压机构的确立加压机构方案的确立加压机构加压顺序的方案确立加压机构各个零件如轴、推杆、转杆的设计。 4各个部件在机架上的合理布局。 1.3国内清扫机的发展概况 一、 我国清扫机的发展和不足 我国清扫机的发展历史与发达国家的发展过程基本类似也是从纯扫式清扫机车的研究开始然后逐步向吸扫式清扫机车发展。早在20世纪60年代我国就已经研制出纯扫式清扫机车从此揭开了我国研发清扫机车的序幕。由于受当时我国的体制和当时城市环卫部门的经济状况影响只有上海、北京、南京、深圳等少数大城市使用数量很少的清扫车但是这种型式的清扫车给我国清扫车的发展史增添了浓浓的一笔。 四川沪州机器厂制造出我国第一台吸扫式清扫机填补了我国在吸扫式清扫车市场上的空白清扫效率从我国研制的纯扫式清扫车的80提高到90以上它更以纯扫式清扫车无可比拼的优势迅速进入我国的大中城市如北京、上海、南京、深圳等。20世纪末期市场需求的迅速膨胀促使各种类型和各种规格的清扫车不断涌现。清扫车的使用也从大中城市逐渐扩展到小城市而且不少企事业单位与部分居民小区也开始采用清扫车进行路面清扫。2000年以后国内清扫车市场继续呈现蓬勃发展的局势。 近几年来国内各个清扫车企业己经逐渐开始意识到产品自主研发的重要性正逐步开始加大对科研工作的投资力度其中有不少企业取得较为先进的研究成果。但到目前为止国内针对清扫车工作装置匹配性能的研究至今仍然不多已经取得的一些科技成果。谢立扬在文献1中根据吸扫式和纯扫式清扫车两种车型不同清扫机理结合自己在实践和试验两方面的 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 说明了清扫速度对清扫率的影响关系得出了如下结论:无论是哪种形式的清扫车当清扫速度增加时清扫效率总的来说呈下降趋势对一些容重较小但形状较大的物体在一定清扫速度范围内清扫速度与清扫率无关1。龚佰勋在文献2中阐述通过多年的实践经验提出了提高清扫车使用效能的各种方案主要观点包括在清扫一般的市政道路时 清扫车车速一般应控制在1.5m/s左右保洁行驶速度则可高达5m/s这样最有利于垃圾的吸扫风机风道应采用圆形截面这样可以有效减小风阻等2。 机电工程学院本科毕业设计论文 3 虽然我国在清扫机车研究方面取得部分令世界瞩目的成就但是我国的清扫机车同发达国家相比还存在着不少差距。我国自主研究设计的的清扫车虽然在清扫能力、清扫效率以及除尘效果等清扫作业方面的性能与发达国家的水平相差不太大然而却在噪声控制、可靠性、舒适性等方面仍存在较大差距。 目前我国清扫车设计还停留在理论分析加经验总结的基础层面上缺乏对清扫机车专用元件工作性能的系统分析缺少对部分专用零部件的研究缺乏具有明确目标的设计理论的指导。可以说到目前为止我国对清扫车的研究能力还相对来说比较差对清扫车工作参数的相关的性能匹配研究也存在很多不足之处对清扫车综合工作性能的优化指导作用还很有限与此同时对清扫车的研究还缺乏必要的研究条件。由于国内清扫车生产企业的生产规模都比较小而且扫路机产品批量也较小所以采用的生产设备和生产手段都较为落后加工的零部件难以保证有稳定的质量要求。此外我国通用零部件制造水平较低也影响了扫路机车的质量。 二、我国清扫机的研究方向 要提高我国清扫机车的整体水平必须首先确定它的研究方向从清扫机车的基础研究着手并根据我国清扫机车市场的需求逐步研究开发出性能先进、可靠性高、符合我国基本国情的清扫车。随着社会的发展进步道路落叶的清扫工作不再满足于单纯意义上的清扫将从功能、环保、经济等多方面提出更多更高的要求市场呼唤能满足各种需求的清扫机车。 已知的清扫车类型有 1全天候清扫车。目前的这种清扫机车需要通过喷水压尘来除尘在我国的一些干旱地区和我国的北方冬季无法使用此类清扫车要解决这一问题必须要开发能在干旱环境和冬季使用的清扫车或称为全天候扫路车如果该车能够成功研发不但解决了上述难题同时可节约用水降低使用成本3。 2中小型全液压清扫机车。未来市场的主要清扫车为适应国内市场发展的需求对中小型全液压扫路车的研究工作已刻不容缓。目前我国中小型全液压扫路车不但存在与汽车底盘改装的扫路车同样的缺陷而且还存在舒适性差、噪声大、空车质量大、外形不够美观等诸多缺点。因此要彻底摆脱我国全液压扫路车的落后状况必须从现在开始就对其进行详细的研究3。 3多功能型清扫机车。目前的国产清扫机车基本上来说都是单纯意义上的清扫即只能扫路不能它用。然而从全国许多环卫局的信息来看对清扫车功能的需求应不仅仅只停留在单方面应同时实现多方面的功能像铲雪、除草等。因此清扫车多功能是一个发展方向机电工程学院本科毕业设计论文 4 3。 4环保型扫路车和单发动机全液压驱动清扫机车。目前的扫路车尾气污染和噪音污染相对来说对环境造成的危害都比较大。随着国家环保部门对环境的要求越来越高人们环保意识的普遍增强 现有扫路车就将很难适应社会发展的需要因此开发环保型清扫机车势在必行单发动机全液压驱动清扫机车发展前景的也必将一片美好3。 1.4国外落叶清扫机的研究现状 国外一些发达国家从20世纪40年代就开始大量生产清扫机车像美国ELGIN、德国FAUN-KUKA、日本KATO、英国JOHNSTON等公司这些公司目前不管在销量的规模、还是在技术应用的档次上都走在了世界的前列。 文献5中曾提出一种新型的路面清扫方式采用洒路车与清扫车联合作业的方式这种方式不但可以有效解决普通路面清扫车的二次扬尘问题而且还可以有效改善对片状、絮状或粉尘状等轻质物体的清扫效率低较低的缺点5。 此外国外针对清扫车进行的学术研究方向主要是面向清扫车性能优化、安全舒适性、集成控制、环保节能等课题。Peel G.M.和Parker G.A. 采用离散元素模型的方法理论分析了清扫车盘刷在作业时与路面间的相互作用关系得出了如下结论:随着盘刷转速的提高盘刷与路面间的摩擦系数会减小并且盘刷的接地压力也会减小这样盘刷的驱动扭矩会相应下降5。 机电工程学院本科毕业设计论文 5 2总体方案选择与确定 一、总体方案的提出 落叶清扫机是能够完成清扫落叶并将落叶挤压成块的作业机械。本课题拟设计一种清扫机主要是总体尺寸的设计各主要工作系统的设计要求能同时收集并将落叶挤压成块且可对街道、公园及路旁落叶进行收集等功能以达到清扫收集挤压功耗分配合理落叶二次利用的目的。 文献6中国内外通常按照清扫作业方式的不同将扫路车分为3大类。 1纯吸式扫路车该种扫路车依靠抽吸系统将内部空气排空形成的一定的负压依靠大气压将路面垃圾从吸口处吸入垃圾箱6。 2纯扫式扫路车该种扫路车一般为“侧扫滚扫”结合方式对路面进行清扫6。 3吸扫式扫路车该种扫路车一般为“盘扫吸盘”结合的方式也有的是“盘扫滚扫吸盘”结合的方式6。 根据设计要求本设计选择纯吸式扫路车则清扫装置的功能分配如下图 图2.1落叶清扫机工作原理图 二、机构的对比选择 查阅参考文献4中相关机构 1.刮叶机构的确定 方案一 机电工程学院本科毕业设计论文 6 图2.2八杆平面机构 刮叶部分采用八杆平面机构通过刮叶滑块的上下浮动将过滤网上的落叶挂下使风机提供正常吸力工作。 机构分析八杆平面机构可以实现刮落叶的目的可实现刮叶滑块的上下移动但是此机构只能是一半的通风机口保持在正常工作水平不能很好的综合利用有限的资源。此机构的另一不足之处在于运动的稳定性较差而且要在箱体内实现这种运动占用箱体内部有限的空间对箱体内部有限空间布局产生影响。 方案二 图2.3旋转拨叉机构 机电工程学院本科毕业设计论文 7 旋转拨叉机构是将带有孔的叶轮不断旋转将落叶控制在拨叉一侧有风机提供动力利用拨叉叶轮的孔的闭合与开放来控制落叶的升降进而将落叶送入旋转定时拨叉机构。 机构分析旋转拨叉机构的旋转轴外接皮带轮有皮带轮带动旋转拨叉的旋转轴运动。旋转轴的运动带动旋转拨叉的转动风机通过旋转拨叉的孔隙来提供动力吸附落叶。随着旋转叶轮的不断转动吸入的落叶不断反复堆积当叶轮运动到下方时孔隙堵塞粘附在叶轮上的落叶降落落叶降落又提供新的吸力如此不断反复运行故选择旋转拨叉机构。 2拨叉定时机构的确定 图2.4拨叉定时机构 由于在落叶挤压之前落叶需要统一存放于落叶收集箱等落叶挤压装置饔猛瓿梢院蠓奖阍诩费构讨惺占愎坏穆湟督邢乱淮蔚募费钩煽楣市枭杓埔桓龆ㄊ笨诺拿诺鹊揭欢ㄊ奔渚涂拧,诖擞卸址桨干贤疾淮撞Σ嫖桨敢弧?方案一 机构分析 拨叉定时机构旋转轴外接皮带轮传动由皮带轮带动旋转轴旋转轴带动旋转叶片运动。一个旋转叶片每旋转一周挤压箱运动挤压二次旋转叶轮在此期间充当了定时开关门的作用。且运动协调稳定性好。 机电工程学院本科毕业设计论文 8 图2.5齿轮齿条机构 方案二 机构分析 由曲柄带动齿轮齿条机构运动再有齿轮齿条机构带动定时门机构。从原理上看好像完美无缺但我们却忽视了这套机构是在箱体内部运动而且齿轮齿条的摆动也不适合在箱体内部运动。故选择第一套拨叉机构。 二、动力传动方案的选择 常见的传动方式 1、机械传动形式 这种形式的道路清扫车其行走系统与垃圾清扫系统的动力都是通过机械形式传动。 2、液压传动形式 液压传动这种形式的道路清扫车大多采用底盘其动力仅需一台发动机。 3、机械一液压复合传动 此种传动是将发动机产生的机械能分为两部分一部分传输到清扫系统来驱动清扫装置进行工作另一部分传输到后桥传动系统。 传动方式的确定 根据设计的要求动力由柴油机提供则可选择机械-液压复合传 动的方式传动方案如下图所示 机电工程学院本科毕业设计论文 9 图2.6传动方案 三、总体方案的确定 工作原理如下图所示本设计是一种靠风机吸力来清扫落叶的清扫装置其基本结构 图2.7总体方案 1-落叶收集口 2-吸管 3-带孔拨叉 4-通风机 5-加热箱 6-挤压箱 7-液压缸 8-拨叉定时机构 机电工程学院本科毕业设计论文 10 3落叶清扫机运动机构的设计 3.1连杆机构的设计 一、手动遥控开关门板装置的确定 图3.1手动遥控开关门板装置 1-手动遥控杆 2-传动杆 3-舱门门板连接杆 采用直径为20的圆柱设计而成各参数的确定依据各类农用车的手动遥控杆。手动遥控杆主要负责舱门的开关。当打开舱门时杆1作用推动杆3打开舱门。 二、上挤压杆的确定 图3.2上挤压杆机构 1-曲柄摇杆 2-连接杆 3-上挤压杆 曲柄摇杆1在转动轴的带动下进行旋转带动连接杆2运动使上挤压杆3做上下挤机电工程学院本科毕业设计论文 11 压运动从而实现对落叶的上挤压运动。 3.2落叶清扫车挤压机构运动分析与设计计算 一、挤压机构工作原理 挤压机构是顺序机构各个运动件之间有严格运动先后顺序首先是上挤压杆的运动然后是侧挤压感运动再往后是液压缸的运动最后定时门机构运动将箱门打开推出挤压的落叶。 二、 挤压机构运动分析 由设计任务书已知条件液压缸最后压力为100N /cm2 。由文献7第六章公式6-20查得知 图3.4液压缸通油推力与速度示意图 26261100023312110/4101010/6015mmvvFpAPADpppdXNqqVmsAD 3-1 式中 P-液压缸进油腔压力单位Pa q- 流量单位L/min 1F-为输出推力单位 N D-液压缸的活塞直径单位mm d-液压缸活塞杆直径单位 mm 0p-液压缸回油腔压力 单位Pa v-液压缸容积效率 m-液压缸的机械效率 由已知数据1F14400N D100mm d40mm q60L/min 0p0 机电工程学院本科毕业设计论文 12 得1V0.2m/s 1.液压缸的强度计算 对于液压缸的缸筒壁厚、端盖处的螺纹强度和活塞杆直径需进行强度计算。 由参考文献 7 第六章第114页知 当0.08D时 按薄壁缸筒实用 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 计算即 max2pD 3-2 当0.080.3D时 maxmax2.33pDp 3-3 当0.3D时 maxmax0.4121.3pDp 3-4 式中 -壁厚单位m D-缸筒内径单位m -缸筒材料的许用应力单位MPa maxp-最高允许压力单位MPa 将数据代入上面公式得 3.5 2.缸筒端部螺纹连接强度计算 螺纹处的拉应力 机电工程学院本科毕业设计论文 13 6221104KFdD 3-5 螺纹处的剪应力 610331100.2KKFddD 3-6 合成应力 223n 3-7 式中 F-缸筒端部承受的最大推力单位N D-缸筒内径单位m 0d-螺纹外径单位m 1d-螺纹底径单位m K-拧紧螺纹系数 K1.25-1.5 1K-螺纹连接摩擦系数 10.12K 将各数值代入得 223n223353423805.6 3. 活塞杆的强度计算 由参考文献7第六章115页610dFTAWssn 3-8 式中 dA-活塞杆断面积单位2m W.