水上垃圾打捞机设计毕业设计

毕 业 设 计（论 文）水上垃圾打捞机设计学生姓名：张*学 号：0111011*Y*所在系部：机械工程系专业班级：11gb机制*班指导教师：苏教授日 期：二一五年五月The Water Garbage Collected MachineBy Zhang May 2015毕业设计（论文）学生开题报告课题名称水上垃圾打捞机设计课题类型B-实践应用型指导教师学生姓名学 号专业班级本课题的研究现状、研究目的及意义1、 研究目的在当今的社会，随着经济的飞速发展，人们的生活都有了质的飞跃。由于人们过于重视工业和经济的发展，往往忽视了对环境的保护，这就使得近几年来世界水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。在许多的城市湖泊正在受到污染，如我们身边的东湖，固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。它自动将水上漂浮的垃圾（主要是树枝、农作物秸秆、白色塑料、生活垃圾和水生植物、少量动物尸体等）。我们研究的打捞机就是要把从水面打捞后，直接装运或者经压缩后装运到垃圾处理厂进行处理。水面垃圾自动打捞船一般由单船体或双船体、收集装置、存储装置等组成。二、研究现状关于水面垃圾自动打捞船，目前国外已有成熟的商品和深厚的研究基础。就我了解有中国的青州市拓新机械设备有限公司设计的打捞船，这种打捞船有很多的种类，有着不同的用途。 中国的青州市拓新机械设备有限公司多功能打捞船。如水葫芦打捞船，该船能有效的收集水葫芦、水花生、水草等水生植物，也能收集水面漂浮物.还有水花生打捞船为单体船、横骨架式全焊接钢制整体结构，双明轮驱动。具备水花生的初级减容、暂存、自动卸载等功能，前收集舱装有机械收集滚轮、切割收集剪刀。存储舱能连续稳定的运转，整个收集、打捞、存储、卸载全部实现自动化；前、中舱均采用高强度尼龙连接片，以保证水花生的收集贮运效率。全船的水葫芦最大暂存量为10t，当达到满载量时，在“库区”内即可直接将打捞收集的垃圾和水生植物输送到岸边，且在中、后输送舱设水槽，可避免污水溢出舱面。 上海市废弃物处置公司研制的水面漂浮物打捞船，以实现导流、打捞、压缩、储存、转运连续作业为目的，采用双体船型,打捞装置采用传送带形式,克服了以往人工打捞及抓斗间隙打捞的缺点，打捞速度快，劳动强度低，且可以实现较长时间的连续作业，减少了运转过程的损耗。独立作业能力强，单船作业便可完成从打捞到转运的全部工作。从打捞到转运全部实现机械化作业，大大提高了工作效率，并减轻了工人的劳动强度。课题类型：课题类型： A-理论探究型 B-实践应用型本课题的研究内容研究如何致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。实现水面垃圾清理的机械化与自动化，整个打捞过程无需人工参与，安全性非常好，效率大约是人工打捞的几百倍。设计打捞机构，如何让打捞机构能按照预先设想的那样工作，选择打捞机构方案，让打捞机能更可靠的运行。如研究传送带的选择，还有收集装置，驱动电机的选择，让打捞装置高效合理的运行。本课题研究的实施方案、进度安排一、实施方案 水面垃圾自动打捞船主要针对的是城市和风景区河道、湖泊水域的水面垃圾收集。根据调查和分析，其水面垃圾主要有稻草、烂蔬菜、塑料袋、软包装、饮料盒、塑料泡沫、瓜皮等。由于受河道过往船只形成的浪涌及潮水的冲击，水面垃圾一般集中在两侧的江岸、堤坝、湖边及拐角回流区，而河道和湖泊的中央几乎没有垃圾，因此要求收集船尺寸小，操作灵活、零航速作业效能好。结构特点：选用双船体，垃圾收集机构主要由垃圾输送带和收集波轮组成。垃圾输送带宽大，且上面有透水小孔，收集波轮两个并排放置在船体前方，而且波轮转动方向相对转动，波轮既起到收集垃圾的作用，又可以驱动船体前进。工作方式：两个波轮相向转动可以让垃圾收集到传送带的正上方，传送带上有挡板和小孔，小孔滤掉河水，挡板把废弃物阻挡并收集，通过传送带送到后面的垃圾箱中。主要部件设计：双船体大小，波轮直径，波轮转速，传送带宽度，传送带转速，传动装置，传送带上挡板高度以及分布状况，传送带上的透水孔径，驱动电机的选择。进度安排 1、15 周，主要进行毕业设计准备工作，熟悉题目，收集资料，进行毕业实习，明确研究目的和任务，构思总体方案；2、610周，对各机械零件进行强度;刚度校核.检验其是否合格结构设计及绘图；3、1114周，编写毕业设计论文，准备毕业设计答辩。已查阅的主要参考文献 1周金枝.材料力学M. 武汉:武汉理工大学出版社,2013.12孙未.机械原理M. 武汉:华中科技大学,2010.3王为.机械设计M. 武汉:华中科技大学,2010.4水面漂浮垃圾清理机D. 百度百科,2010.5彭文生等主编机械设计与机械原理M武汉： 华中理工大学出版19986机械设计手册 （软件版）V3.0EB/OL北京：化学工业出版社，20057徐灏主编 .机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，2004.8孟宪源主编. 现代机构手册下册.北京：机械工业出版社,19949 王为主编 机械设计武汉：华中科技大学出版社 ，2007 10 王三民主编. 机械设计计算手册。北京：化学工业出版社，200911 北京兆迪科技有限公司.AutoCAD机械零部件设计M.机械工业出版社，2013.指导教师意见指导教师签名： 年 月 日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 1、保密 ，在 年解密后适用本授权书。 2、不保密 。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日摘 要 现在城市环境污染十分严重，最开始有雾霾现在水体污染也变的严重起来为了解决一般水上垃圾清理问题，设计了一种水上垃圾打捞机。船体采用双船体结构，水上垃圾打捞机随水位高低自动升沉调整到最佳工作位置；电机驱动明轮运转，为清理机提供动力。明轮收集船前的垃圾，驱使垃圾向打捞口汇集，打捞传送链把垃圾从水面运到垃圾储存箱。如果垃圾储存仓装满了后，可以用人工换备用垃圾箱，一个垃圾箱可以装140多升的垃圾。本毕业设计的主要特点是能用船前面的明轮，将垃圾集中到船体的中间水面，垃圾储存箱下面有孔洞，将垃圾中的水排出，减少了垃圾的体积与重量。漂浮垃圾清理机具有自适应能力强，操作简单可靠，工作效率高，制作成本低，无需人工维护，使用范围广等特点，可广泛用于清理江、河及湖泊的水面漂浮垃圾，有着良好的应用前景和推广价值。装置通过模拟演示，我认为能够顺利的完成水面垃圾的清理工作。关键词：垃圾 水面 收集 船 IAbstractNow the city environment pollution is very serious, the beginning of the haze now water pollution has become serious to solve the general water garbage clean-up problem, design a water garbage removal machine.Hull by double hull structure, refuse salvage water machine with the height of water level automatic or sink is adjusted to the best working place; motor driven paddle wheel running, to clean up the machine power.Paddle collection before the ship garbage, driven by garbage collecting to the fishing port, the salvage conveying chain, the garbage from the surface of the water transported to the garbage storage box.If the garbage storage bin filled, you can use artificial replacement of garbage bins, a garbage can be installed more than 140 liters of garbage.This graduation design is mainly characterized by the front of the boat paddle, the garbage is collected to the hull of the water in the middle of the garbage storage box below the hole, the waste water discharge, reducing the volume and weight of the garbage.Floating garbage cleaning machine has strong adaptive ability, energy saving, high work efficiency, without manual maintenance, using a wide range of characteristics, are widely used to clean up the river, river and lake water floating garbage.I think that device could completed the the salvage operation of surface littler while it .Device through the production of the assembly debuggingKeywords: garbage surface of the water collected ship II目 录摘 要Abstract1 引言1 1.1 研究目的1 1.2 研究现状32 船体的选择4 2.1 船体的结构选择4 2.2 船体的材料选择4 2.3 船体的材料尺寸设计53 收集装置的设计6 3.1 明轮设计6 3.1.1 明轮尺寸设计6 3.1.2 明轮材料设计7 3.2 传送带的设计8 3.3 收集箱的设计114 动力装置的设计12 4.1 电动机选择12 4.2 蓄电池选择14 4.3 减速器选择15 4.4 启停保护电路PLC设计165 传输装置的设计17 5.1 传输装置链条的设计17 5.1.1 链条的设计17 5.1.2 小链轮的设计19 5.1.3 大链轮的设计20 5.2 明轮链条的设计21 5.2.1 链条的设计21 5.2.2 小链轮的设计22 5.2.3 大链轮的设计24 5.3 传输装置带传动设计25 5.4 轴的设计25 5.4.1 传送带轴的设计26 5.4.2 明轮轴的设计266 其它零部件的设计27 6.1 键等相关标准件的选择27 6.2 螺栓的选择27 6.3 螺母螺钉的选择28 6.4 滑动轴承的选择28结 论 29致 谢30参考文献 311 引言1.1 研究目的 在当今的社会，随着经济的飞速发展，人们的生活都有了质的飞跃。追求工业的发展和经济的发展让人们迷失自我，使对环境的保护被记得的忽视，这就使得近几年来武汉市水源质量不断下降，水环境持续恶化，我们学校的巡司河就是一个典型的例子。由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，违背了科学发展观，让人类失去赖以生存的家园。 就为我们提供水资源的母亲河长江来说吧，这条中华民族赖以生存的母亲河受到越来越严重的污染，据统计，近年来长江干流一般年份的漂浮物来量为20万立方米左右，不仅严重污染了长江、影响了三峡的风光，更是对船闸和船安全运行构成了严重的威胁特别是在小三峡地段，那里的垃圾壮观的简直是令人骇然。大片大片的垃圾漂浮在水面上，覆盖了整个河道，连船都无发前进。虽然这些垃圾中有不少是枯树枝，但除去褐色部分人为垃圾的量也是惊人的。据悉 在长江三峡库区，每天要清理的垃圾有100多吨。据2012年报道，一艘重庆市奉节县的清漂船在长江三峡瞿塘峡白帝城水域进行清漂作业。日前，重庆市市政委披露消息称，自7月份汛期以来重庆及周边地区普降暴雨导致长江、嘉陵江水域树枝等漂浮垃圾大量增加，为确保长江及其支流船舶的航行安全，三峡重庆库区有关区县积极采取有效措施，共出动清漂船只2800余船次，清理漂浮垃圾8820吨。在许多的城市湖泊正在受到污染，如我们身边的东湖，固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。清理船靠人控制将水上漂浮的垃圾，如塑料水瓶、动物尸体、一些水面的浮游植物等等。我们研究的打捞机就是要把从水面打捞后，直接装运或者经压缩后装运到垃圾处理厂进行处理。水面垃圾打捞船一般由双船体或者漂浮快、收集装置、存储装置等组成。图 1-1 河面垃圾污染目前很多地区还是采用利用人工打捞的方式为主。但这种人工打捞水面垃圾的作业方式劳动强度较大、工.(查看更多)作环境恶劣、效率十分低下。所以，机械化的打捞方式已经迫在眉睫。图1-2 人工打捞水面垃圾1.2 研究现状关于水面垃圾自动打捞船，目前国外已有成熟的商品和深厚的研究基础。就我了解有中国的青州市拓新机械设备有限公司设计的多功能打捞船，这种打捞船有很多的种类，可以清理垃圾或者清理富有植物，有着不同的用途。 中国的青州市拓新机械设备有限公司多功能打捞船。如水葫芦打捞船，该船能有效的收集水葫芦、水花生、水草等水生植物，也能收集水面漂浮物.还有水花生打捞船为单体船、横骨架式全焊接钢制整体结构，双明轮驱动。具备水花生的初级减容、暂存、自动卸载等功能，前收集舱装有机械收集滚轮、切割收集剪刀。存储舱能连续稳定的运转，整个收集、打捞、存储、卸载全部实现自动化；前、中舱均采用高强度尼龙连接片，以保证水花生的收集贮运效率。全船的水葫芦最大暂存量为10t，当达到满载量时，在“库区”内即可直接将打捞收集的垃圾和水生植物输送到岸边，且在中、后输送舱设水槽，可避免污水溢出垃圾收集舱面。美国联合国际船舶公司（UMI）研制的系列清扫船采用双体船型，配两套Z型推进装置，主要功能是清理水面垃圾。主要作业机具包括导流门、船首传送带、垃圾箱、船尾传送带。船尾传送带用于将垃圾输送至岸上。上海市废弃物处置公司研制的水面漂浮物打捞船，以实现导流、打捞、压缩、储存、转运连续作业为目的，采用双体船型,打捞装置采用传送带形式,克服了以往人工打捞及抓斗间隙打捞的缺点，打捞速度快，劳动强度低，且可以实现较长时间的连续作业，减少了运转过程的损耗。独立作业能力强，单船作业便可完成从打捞到转运的全部工作。从打捞到转运全部实现机械化作业，大大提高了工作效率，并减轻了工人的劳动强度。适用于各种复杂水域环境作业。特别适合大面积水生植物污染治理,作业装置主要由喷水导流、固液分离器、螺杆压榨机组成的拦截打捞装置具有作业效率高、作业适应性强。采用机械式固液分离装置打捞水葫芦大大地减轻了工人的劳动强度。2 船体的选择2.1 船体的结构选择船体在结构选择时应该明确几点。1、船体结构符合收集装置的安装。2、船体的大小合适，适应于中国大部分城市的河道水域。3、船体制造方便工艺简单。4、在所有的考虑因素中，安全性对结构设计是最重要的。对于船体结构设计中的一些问题加以分析与解决。我们选择双船体结构，因为双船体结构可以安装所需的传送带和收集明轮。我选择的船体的是采用双船体结构，中间是空的用杆件链接起来，这种结构可以有利于我安放垃圾运输的传送带；左右船体的船体采用的是5mm厚的薄钢板，且船的两侧外壁有做成流线型，有利于减小水流阻力，此外，船的左右船体前端也要做成流线型用来减小水流阻力；为了方便垃圾的回收，船的船体内侧做成夹角为60的V形结构，以方便水上垃圾更容易输送到传输带上。2.2 船体的材料选择2.2.1 船舶用钢概述造船用钢一般是指船体结构用钢，它指按船级社建造规范要求生产的用于制造船体结构的钢材。常作为专用钢订货、排产、销售，一船包括船板、型钢等。一般强度船体结构用钢分为A、B、C、D4个等级，这4个等级的钢材的屈服强度（不小于235N/mm2）和抗拉强度（400520N/mm2）一样，只是不同温度下的冲击功不一样而已；高强度船体结构用钢按其最小屈服强度划分强度等级，每一强度等级又按其冲击韧性的不同分为A、D、E、F4级。机械结构用钢：一般可选用上述钢材；低温韧性钢：0.5NiA、0.5NiB、1.5Ni、3.5Ni、5Ni、9Ni；奥氏体不锈钢：00Cr18Ni10、00Cr18Ni10N、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni13Mo2N、00Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3N、0Cr18Ni11Nb；双相不锈钢：00Cr22Ni5Mo3N、00Cr25Ni6Mo3Cu、00Cr25Ni7Mo4N3。复合钢板：适用于化学制品运输船的容器和液货舱；2.2.2 船体材料的确定我设计的水面垃圾打捞机，是用在城市的污染较为严重的湖泊，或者靠近道路的河道中。在这种小型的地方打捞作业不需要大高强度的船体。所以使船体选用轻型的钢材，船体的钢板厚度定为，在满足各方面的功能和强度的需求的情况下，选择船体材料为A36钢。A36刚的化学成分含碳量%，含锰量为0.9%1.60%，含硅量为0.4%，含磷量，含硫量。不含有Mn和Cr这两种元素。2.3 船体的尺寸选择如图2-1船体3100mm，船侧倾角20，船体总宽2200 mm，单船体宽800mm，中间存放输送带宽600mm，船高600mm，船体前端内侧夹角60，其他相关尺寸见船体装配图以及零件图。图2-13 收集装置的设计3.1 明轮的设计垃圾打捞收集船的两侧船体前端突出的杆件之间安装有收集垃圾的明轮，它通过划动造成水流将垃圾引入传送带前，通过叶片将垃圾拨入传送带收集区，同时不断的工作让垃圾留在垃圾传送带前。在船体停止前进的时候，可以利用明轮制造的水流继续收集垃圾。3.1.1 明轮尺寸设计导水明轮主要由4片叶片互相成90度角分布，通过支架焊接固定在转动轴上，先假设叶片的尺寸为 400mm 1250mm。明轮的转动,由链条带动转动轴，从而实现叶轮转动。此机械主要是收集河道垃圾，那么河道的垃圾主要为水草、浮萍、塑料水瓶和塑料袋。这些东西质量都十分轻，而且水草、浮萍都是十分容易缠绕沾粘的物体所以用较宽大的板体作为波轮的板面。波轮的版面不能做成网面的，在波轮运转的同时他还兼用船体收集时的动力装置，网面的无法波动水流所以无法作为动力装置。我们设计要求的传送带的带速为，叶轮的转速为，所以依据这些关系可以算出波轮的尺寸：1、 明轮的进速： 取 2、 明轮的输入功率:3、推进力系数：查资料得4、水的密度：查资料得5、明轮的工作转速n：我们设计为6、 明轮的推进力: 明轮直径 明轮的水力作用面积 7、明轮的水力作用面积： 明轮的蹼板宽度 明轮蹼板底部到水面的最大距离 8、明轮的理论效率： 经过查询船舶设计手册明轮的效率一般为 选用效率为，经过以上计算可得出 叶片长 所以修正先假设叶片的尺寸为 400mm1250mm，为560mm800mm明轮的转动。明轮的叶片仍为4个。 3.1.2 明轮的强度校核 1、计算明轮的受力： 2、校核其的强度： 图3-1此图是明轮的受力示意图，明轮用的材料为薄钢板，所以许用压应力 所以，校核强度只要所用板件的厚度大于即可。我选用的厚度为3.2 收集传送带的设计传送带是垃圾运输装置，它由动力机构传递动力将水面垃圾传输至垃圾存储装置。根据船体的双船体构造，将垃圾收集传送带传输装置放在左右船体之间。垃圾收集传输装置的前端有一部分需要浸没在水中，考虑到要适应较恶劣的工作环境，避免皮带传送动力造成滑动和打滑，故选用链传动。整个传输装置设计为链轮和链条之间的传动，再带动垃圾收集传输带的传动方式。图3-2所示为垃圾输送带样本。图3-2 所设计的垃圾收集输送带上每一排上都安装3块挡板，以保证水面垃圾能够输送到垃圾存储装置内。因为是有挡板的，有些垃圾可能会被挡板挂住，导致垃圾无法顺利进入垃圾存储装置内，所以，在垃圾传输带的末端安装一排固定毛毡刷，好让垃圾进入收集装置。传送带是设计运输垃圾的和水草，考虑到船的工作效率一小时收集的垃圾，所以传送带要足够宽。在这里以一瓶矿泉水为例，我们找了许多矿泉水瓶做测量，康师傅的矿泉水瓶长230mm，农夫山泉的矿泉水瓶长227mm，因此选择最大值230mm。传送带宽至少为2个矿泉水的宽度，传送带宽度： 传送带宽度取整数为因为要把传送带的垃圾送到后面的垃圾箱中所以传送带为倾斜放置传送带的。后面的箱体高度为410mm，所以传送带的高低差至少为410mm，我们选择450mm。因为运送垃圾的传送带的角度不能太大应小于等于30度，所以选择20度为最好。计算传送带长： 所以，取整传送带长1900mm。下面讨论挡板高度的讨论： 传送带上有垃圾挡板，防止水瓶垃圾滑落，所以也要计算挡板的高度和宽度。一般一个矿泉水瓶的的直径为60mm左右。图3-3 挡板高取35mm，宽度为6mm3.3 垃圾存储存置的设计垃圾储存装置用来存储从传送带上收集的垃圾的，整个过程是自动化的，垃圾从传送带上传输下来落在垃圾存储箱内。同时船体的空余空间也将会被用作存储垃圾的作用，因此左右船体个设计一个垃圾替换的垃圾收集箱。两个垃圾收集箱既可以起到替换作用又可以合理利用空间，而且起到船体配重的功能防止船体倾覆。垃圾的储存装置设计的应比传送带大，而且底部设计为镂空设计这样可以让谁漏出让打捞装置的效率变得更高。图3-4垃圾存储箱长600mm，箱体宽600mm，箱体深410mm壁厚3mm，深度该垃圾收集装置与船体是分开的，整个垃圾存储箱是利用箱子两边的搭扣扣在船体中间的长方体外框上，两者之间留有20mm的空间。箱子长宽都是600mm的箱子加上深410mm可以算出体积为： 这个收集箱可以容纳147.6L的垃圾与废物更具作业效率一般准备2个垃圾收集箱。4 动力装置的设计4.1 电动机的选择电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。本次设计电动机主要是驱动波轮完成垃圾收集的工作，和驱动链轮带动传送带完成垃圾传输的作用。计算电动机的功率：1. 根据选用链条的型号可以估算出质量 = N/m 垃圾的质量一般为510kg，所以我们选择最大的的10kg做计算 传送带选择有孔隙的传送带约为15kg 2.我们设计的垃圾运送速率为0.5m/s 所以依据公式可以算出 3. 由传输效率的公式可以估算出我们选择的电动机功率至少为 4.因为垃圾收集器是电力蓄电池驱动所以选择24v的直流电机ZYT直流永磁电机型号说明：90ZYT08/H190位置表示机座号：用55、70、90、110和130表示，其相应机座号外径为55mm、70mm、90mm、110mm和130mm 其额定功率0.4KW，额定电压为24V，转速为3000r/min。微型电动机-供应低电压大功率直流电机4.2 蓄电池的选择蓄电池是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，蓄电池主要应用于各种车辆、船舶、飞机等内燃机的起动以及照明、点火、蓄能、应急电源、电话交换机、不间断电源、移动通讯、计算机、电子、仪表、便携式电动工具、电动玩具中等。鉴于水上打捞机设计的目的是研制一种具有环保、高效、技术先进的环保型水面垃圾自动打捞船，故选用蓄电池作动力源。磷酸铁锂蓄电池在这次设计中有两方面的作用，一方面是带动船的马达运转，以实现船在水中的行驶和转向；另一方面是驱动工作电机，进而带动垃圾输送装置以实现垃圾的输送。水上打捞机是环保型的机械所以选择磷酸铁锂电池，它是锂离子电池家族中最安全的高比能量电池。磷酸铁锂电池的放电电压非常平稳，一般为3.2 V，放电后期（主要指剩余的10%容量）电压变化较快，截止电压一般为2.5 V。环境温度特别是低温会对磷酸铁锂电池的放电容量产生影响：-20的放电容量是常温容量的45%，-10是常温的65%，-5是常温的80%，0是常温的90%，020的放电容量变化非常小。磷酸铁锂电池的低温性能优于铅酸蓄电池。所以选择TB-12V100AH的磷酸铁锂电池，该蓄电池绿色环保，电池容量大，比容量高，集电效率和强度高，性能稳定，电池的使用寿命长。选用两组可以提供足够的电力。4.3 减速器选择由于船体内的空间很小，电动机只能横向放置在船体的左后方，所以为了配合传输装置的轴心方向，电动机需要加上一个涡轮蜗杆减速器来调整传动方向，蜗轮蜗杆减速器选用WCJ120型，传动比为31，蜗轮齿数为31，蜗杆头数为1头。其中蜗轮蜗杆减速箱的传动效率为0.7，传动比为31。具体参数见零件图以及装配图。故由电动机以及蜗轮蜗杆减速箱配合使用后的输出参数为：输出转速V=3000/31=96.8r/min联轴器选用GYS5类型的公称转矩为400,转速为8000，孔径d为38mm。4.4收集装置启停保护电路PLC设计为了能够控制电机的启动以及停止，在船体的前面装置一个电机控制台，控制电动机的启停，以至于控制整个收集装置的启动停止。水面垃圾打捞机的电气控制很简单只用控制打捞机的前进和停止，所以只需要设计如下的PLC启停保护电路。图4-1上图是PLC的启停电路控制图，有保护开关和保险装置。5 传输装置的设计5.1 传输装置的链条设计垃圾收集传输装置的前端有一部分需要浸没在水中，考虑到要适应较恶劣的工作环境，避免皮带传送动力造成滑动和打滑，故选用链传动。5.1.1 链条设计 我们的垃圾传送带的速度为，链轮的传动比，一般为。1、 小链轮齿数选择，因为传送带速度为，所以属于链速，齿数，我就选择小链轮齿数为20。2、 传动比的推荐值为,故取。3、 根据传动比来确定大链轮齿数为40。4、 初定中心距。5、 计算链节数：由 应取相近的整数，且最好是偶数，避免出现过渡链节，所以取150节。6、 单排链额定功率：由由于小链轮是和电机输出轴连接在一起的所以功率应和电机输出功率一样。，转速为96.8r/min。查询工况系数属于平稳载荷，一般机械，均匀负载疏输送机，发电机，我们采用的是电动机作为输送功率，所以是1.0。位于曲线顶点的左侧，=查表5-19=选用单排链，查表5-20取=1所以，即可得出根据以上计算选用10A链条查表5-14链接P=15.8757、 中心距：（中心距可调）得 8、验算带速：由 查表5-17当v在38m/s时 故取合适。9、选着润滑方式：人工定期润滑或者滴油润滑。10、 工作拉力：由式5-36有 11、作用在轴上的拉力： 12、 链条标记：计算结果采用节距为15.875mm，A系列、单排150节滚子链，标记为。5.1.2 小链轮相关设计已知小链轮的齿数Z1=20，大链轮的齿数Z2=40，链号为10A链条节距P=15.875mm。链轮有很多形式如孔板式、整体式、焊接式。因为小链轮的直径小，在考虑了制造成本的基础上，将小链轮做成整体式，并为了小链轮与轴的固定和强度考虑，将小链轮与轴焊接在一起。其相关尺寸计算：滚子直径为分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 齿宽:。 倒角宽：。齿侧凸缘圆角半径：。齿侧半径：。5.1.3 大链轮相关设计大链轮直径也相对较小，根据设计实施方案，将大链轮与轴做成一体，其相关尺寸的计算如下：分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 齿宽: 倒角宽：齿侧凸缘圆角半径：齿侧半径：5.2 明轮的链条设计垃圾收集装置波轮不是全部浸没于水中，可以使用带传动或者链传动，考虑到要适应较恶劣的工作环境，避免皮带使用时难免弄上水造成造成滑动和打滑，所以选用链传动为佳。5.2.1 链条设计按照机械设计书表5-22滚子链传动设计计算步骤1、 求传动比：根据工况，经过设计，叶轮的转速为4080r/min区间都可以，所以选用中间值60r/min为最佳。 2、 主、从动链轮齿数：叶轮的转数为60r/min，可以估算出链速小于3m/s齿数就可以，所以选择20。 3、 初定中心距：4、 计算链节数：由 应取相近的整数，且最好是偶数，避免出现过渡链节，所以取120节。5、单排链额定功率：由由于小链轮是和电机输出轴连接在一起的所以功率应和电机输出功率一样。，转速为96.8r/min。查询工况系数属于平稳载荷，一般机械，均匀负载疏输送机，发电机，我们采用的是电动机作为输送功率，所以是1.0。位于曲线顶点的左侧，=查表5-19=选用单排链，查表5-20取=1所以，即可得出根据以上计算选用10A链条查表5-14链接P=15.8756、中心距：（中心距可调）得 7、验算带速：由 查表5-17当v在时 故取合适。8、 选着润滑方式：根据查表得，应选择人工定期润滑或者滴油润滑。9、 工作拉力：由式5-36有 10、作用在轴上的拉力： 11、链条标记：计算结果采用节距为15.875mm，A系列、单排120节滚子链，标记为。结 论经过三个多月的毕业设计随着毕业设计说明书的写完结束了，这意味着四年的大学生活也将结束，结束之后我会继续都研究生。这次设计是我们在大学里的我们几年学习的检验与考核，也是对以后研究生的学习打下基础，在制作毕业设计中我又发现了很多不足，在不断发现问题解决问题的过程中，我觉得我对以后的生活和工作充满了信心体。刚开始做设计的时候，没有什么头绪，心中完全没有毕业设计的概念，只是泡泡图书馆查书籍或者网上查资料。随后，我自己觉得这也不是这个事儿，所以我去找了苏老师，给了我也写挑战杯的资料，让我有了信心才。俗话说得好万事开头难，。虽然中途由于研究生的复试原因中断了设计，但我还是努力的完成了。下面来说说水上垃圾打捞机的具体情况：1、根据功能要求对船体结构进行了完整的选择，包括船体材料选择和船体尺寸选择；2、对动力装置进行了选择，主要涉及蓄电池的选择、电动机的选择和涡轮蜗杆减速器的选择；3、本次设计主要就是对打捞和传输装置的设计，主要涉及收集装置明轮的设计、传送带的设计、对垃圾储存装置和其他零部件进行设计；4、最后，设计了传动部分，主要涉及链轮的大小，链条的选择，带轮的设计，皮带的选择，以及滚动轴承的选择、轴承座的选择和标准件的选择。本次毕业设计进一步培养了我的动手能力，使我受益匪浅。整个过程对我来说，不仅是专业知识的再一次巩固和加深，同时也让我加深了对PRO/E，AutoCAD等绘图软件的学习，我会在今后的工作与学习中，继续努力，不断丰富自己的知识。由于只有3个半月的时间，再加上我自己的能力有限，在设计过程中难免缺乏经验，设计中一定存在着错误，在此恳请各位教授指正，我定会加以改正。参考文献1魏兵，喻全余.机械原理M.武汉：华中科技大学出版社，2011.2常德功，樊智敏，孟兆明.带传动和链传动设计手册M.北京：化学工业出版社，2010.3陈秀宁，施高义主编 机械设计课程设计M杭州：浙江大学出版社，19954吴宗泽，罗圣国主编机械设计课程设计手册M北京：高等教育出版社，19925濮良贵，纪名刚主编 机械设计学习指南M北京：高等教育出版, 20026彭文生等主编机械设计与机械原理M武汉： 华中理工大学出版19987机械设计手册 （软件版）V3.0EB/OL北京：化学工业出版社，20058徐灏主编 .机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，2004.9孟宪源主编. 现代机构手册下册M北京：机械工业出版社,199410王为主编机械设计M武汉：华中科技大学出版社 ，2007 11王三民主编. 机械设计计算手册M.北京：化学工业出版社，200912北京兆迪科技有限公司.AutoCAD机械零部件设计经典范例M.机械工业出版社，2013.13 中国电器工业协会微电机分会，西安微电机研究所.微特电机应用手册M.福建：福建科学技术出版社，2007.致 谢写到这个里的时候，毕业设计可以说是正式结束了，本文从选题、方案论证、课题研究及论文的撰写都是在导师苏的细心指导下完成的，首先我要对导师致以衷心的感谢。在三个半月的毕业设计中，无论是在学习还是在生活等方面，老师都悉心指导提出了很多极富有建设性的建议，对诸多问题作了精心的讲解。老师对我的影响一定鼓励我努力克服在今后的研究生的学习中遇到的各种困难。再次衷心感谢工兵导师在三个半月的毕业设计中对学习、生活等方面对我的关心、教导和帮助。此外，在本科的读书期间也收到了很多老师的帮助，没有他们为我打下基础这次的毕业设计也不可能这么顺利的完成。老师们不仅是传授我科学知识，还教授我人生观、价值观，再次我衷心的感谢。还有，在大学的4年间，我的同学室友也给予了很多的支持。在此一并致谢！最后，当然要感谢我生我养我的父母，没有他们我可能连大学都不可能读。再次，对帮助过我的人表示衷心的感谢！ 签名： 2015年5月25日完整毕业论文和图纸请联系41698353426