落叶清扫机论文

目 录摘要IAbstractII1绪论11.1落叶清扫机设计的目的和意义11.2本课题应解决的主要问题及技术要求11.3国内清扫机的发展概况21.4国外落叶清扫机的研究现状42总体方案选择53落叶清扫机运动机构的设计103.1连杆机构的设计103.2落叶清扫车挤压机构运动分析与设计计算113.3齿轮与轮轴的设计144落叶清扫机带传动的设计计算254.1平带传动机构的设计及计算254.2V带传动机构的设计及计算284.3带传动的张紧装置315总结32参考文献33致 谢34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 SweeperAbstractNowadays, 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 softening;powerful extrusion ; gas suction mode;机电工程学院本科毕业设计（论文）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。（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，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。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。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：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，等落叶挤压装置作用完成以后方便在挤压过程中收集足够的落叶进行下一次的挤压成块，故需设计一个定时开放的门，等到一定时间就开放。在此有二种方案，上图不带孔拨叉为方案一。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。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 （3-1）式中： P-液压缸进油腔压力，单位Pa； q- 流量，单位L/min；-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 ； -液压缸回油腔压力， 单位Pa；-液压缸容积效率 -液压缸的机械效率 由已知数据=14400N D=100mm d=40mm q=60L/min =0得：=0.2m/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页知当时 按薄壁缸筒实用计算公式计算即 （3-2）当时 （3-3）当时 （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；-最高允许压力，单位MPa；将数据代入上面公式得：2.缸筒端部螺纹连接强度计算螺纹处的拉应力： （3-5）螺纹处的剪应力： （3-6）合成应力： （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； -螺纹外径，单位m； -螺纹底径，单位m；K-拧紧螺纹系数 K=1.25-1.5；-螺纹连接摩擦系数 ；将各数值代入得：=805.63.活塞杆的强度计算由参考文献第六章115页 （3-8）式中： -活塞杆断面积，单位； W-活塞杆断面模数，单位； T-活塞杆承受的弯曲力矩，单位； -材料的屈服强度，单位MPa； -安全系数，一般为2-4；将数值代入得：=531MPa=650MPa 上挤压杆与侧挤压杆和门系统时间分配采用不完整齿轮作为棘轮机构来实现各个部件顺序运动。如图3.5： 图3.5棘轮机构1-上挤压杆齿轮箱盖 2-上挤压杆的传动齿轮 3-不完全齿轮箱盖 4-不完全齿轮 5-侧挤压杆的箱盖 6-侧挤压杆齿轮 7-定时门机构齿轮 8-定时门机构齿轮箱盖3.3齿轮与轮轴的设计一、锥齿轮的设计由于不同的工作要求，在各个方向需要传动不同的动力所以选用锥齿轮进行相互垂直的方向动力传动。图形参照参考文献8图10-33设计几何参数。根据参考文献8第十章锥齿轮传动相关公式现计算如下：设定锥齿轮传动比1:1几何尺寸确定：1分度圆直径：由公式 （3-9）式中： m为模数； Z为齿数计算得： 2分度圆锥角：由公式式中： 、为锥齿轮圆锥角； 、为锥齿轮齿数；得： 3齿顶圆直径：由公式 （3-10） 式中： d为分度圆直径，单位mm； m为模数； 为圆锥角；得： 4齿根圆直径：由公式 （3-11）得： 5外锥距：由公式 （3-12）得： 6齿顶角：由公式 （3-13）式中： 为齿顶角； 得: 7齿根角：由公式 （3-14）得： 8顶锥角：由公式 （3-15）得： =9根锥角：由公式 （3-16）式中： 为根锥角得： = 10高度变位因数X：当时，选用公式： （3-17）得: 11齿顶高：由公式 （3-18）得： 12齿根高：由公式 （3-19）得： 13齿宽：b一般取0.3R，b=0.3R=0.3160=48mm14冠顶距：由公式 （3-20）得： 15大端分度圆弧齿厚：由公式 （3-21）式中：按标准选取为,经查手册17可取，得： 式中： 按标准选取为,经查手册17可取，得：二、风机的设计由要求知气流量为3000 ，全压为4000pa左右。查参考文献9通风机实用技术手册（457页）知：9-19至9-26为高压离心通风机。高压离心通风机主要用于锻冶炉及高压强制通风，并广泛用于输送物料、输送空气及无腐蚀性不自然、不含粘性物质的气体。介质的温度一般不会超过10。选择机号型号为9-26型离心通风机。4.5-A-2900-2-3407-4863内效率为77.1%、内功率5.87、所需功率6.8、每小时流量、全压、温度t=左右。1.流量系数： （3-22）参照参考文献10离心通风机设计（24页）通风机的主要形式和各种系数选择流量系数取=0.032.全压系数 （3-23）式中： -静压，单位Pa； -通风机进口空气密度，单位； -叶轮外缘圆周速度，单位；3.比转速为 （3-24）式中： -流量系数 -全压系数得：=22.34.转速系数为 （3-25）5.比直径为 （3-26）式中： D-叶轮外缘直径，单位m；-可压缩性系数；-全压，单位Pa；-流量，单位；得：=5.876.叶轮径向直径 （3-27）式中： -全压，单位Pa； -全压系数； -转数；得： 7.叶轮流量为 （3-28）式中： 为每小时流量得： （1.02-1.05）3407=3500当v=0时 （3-29）式中： -叶轮入口直径，单位m； -叶轮入口气流充满系数，一般取0.9-0.95； -气流流过叶轮的流量，单位；得： =74.386 三、 各轴转速的确定拖拉机动力输出轴的转速，齿数=20减速器1各箱体的齿轮轴的转速：即图3.10中的轴2转速为由于传动比8，我们取传动比则=60轴1转速为；取则所以轴3转速为；取轴3齿轮2齿数为取轴4齿数为20各传动比为，所以轴4的转速为720。 图3.10棘轮机构1-上挤压杆传动齿轮；2-不完全齿轮；3-侧挤压杆的传动齿轮；4-上定时门机构传动齿轮；5-上挤压杆传动轴；6-不完全齿轮；7-上定时门机构所在轴；棘轮机构各轴的转速：图3.10中轴6转速为540，设 传动比则轴5转速为180；设 ，则轴7转速为180。四、各轴输出功率的确定图3.11减速器1-无孔拨叉动力轴 ；2-动力输入轴 ； 3-带孔拨叉动力轴；4-风机动力轴有上述计算知输出功率由功率计算公式知=v/2=我们取平均值=1.0g/c，V为落叶的体积g为常数，v为旋转地周边速度，h为旋转落叶上升的高度。由其中，则v=1.26=3.958m/sFmgh/2g/2=0.1455kN （3-30）所以=3.9580.1455=0.5759kw取=1kw同上述原理取所以图示机构功率的大小：=+=7.696+1.7871+1.131811.27 （3-31）图3.10示为棘轮机构轴6为动力输入轴1、3、4所在的轴分别为动力输出轴，轴1为给上挤压杆提供动力的动力源，轴4为定时门机构提供动力，轴3为侧挤压机构提供动力。轴6外接联轴器，与锥齿轮相接，为棘轮机构的总动力源。设上挤压杆的压力为10，侧挤压杆的压力为20，上定时门机构的力大小为1kN，由F=PA得：上挤压力 =109595N=90.25kN侧挤压杆挤压力=129520=22.8kN上挤压杆的运动路程为83cm，侧挤压杆的运动路程为83cm，上定时门机构的运动路程为72.25cm。所以上挤压杆的功为90.250.83=74.9074 上挤压杆的功率为=74.9071/10=7.49kw. 侧挤压杆的功率为=22.80.83/10=1.89241.9kw.上定时门机构的功率为=10.83/10=0.083kw所以棘轮机构总功率的大小为：=+=0.0939+2.151+8.4776=10.7225所以需要提供的总功率为：P=/+/=11.91394+11.863=23.78kw所以选用25kw的柴油机作为动力源。五、各轴传输扭矩的确定输入轴的转矩 (3-32)式中： P-轴传递的功率，单位kW； n-轴的转速，单位；得： T如上图3.2对轴3的齿轮进行分析：轴3为动力输出轴其轴上的功率=1.5kw，转速=180于是初步确定轴的最小直径 (3-33)式中：查表取=110得：=4落叶清扫机带传动的设计计算根据传动原理可将带传动分为摩擦传动和齿合传动，现主要说明摩擦传动中的平带传动与V带传动。一、平带传动特点：特点：最简单的带传动形式，带轮的结构非常简单，可实现远距离的传递，稳定性高，应用广泛。可应用于压力机、机床、纺织机械、鼓风机、磁带录音机等，但需一定的预紧力。二、V带传动特点：特点：V带通常通过楔形槽与V带之间的楔式作用来提高压紧力，所以V带传动过程中可产生更大的摩擦力，主要应用于一般机械来传递中等功率与中等速度。4.1平带传动计算如图3.11中轴4皮带查阅参考文献10第一章9-20页其相关设计计算如下：由于传动距离较远，所以我们选用平带传动。已知初始条件为，大带轮转速，小带轮转速，中心距，每天工作大约八小时。1.主、从动轮直径的确定 （4-1）式中： p-轴3的传递功率； -轴3的转速；得： 查10表2-12取接近的主动轮基准直径。根据传动比则从动轮基准直径为 查参考文献16表2-12、表2-13取标准值。此时传动比验算带速 （4-2）式中： -主动轮的直径，单位m； -主动轮的转速，单位；得： v2.确定传动中心距初步选定中心距mm按照选定中心距计算带的长度由公式 （4-3）式中： -中心距，单位mm； -主动轮直径，单位mm； -从动轮直径，单位mm； -有端带长度，单位mm；得： 取4400mm实际中心距为 （4-4）式中：-修整后的带长，单位mm； -初选带长，单位mm；得： 3.验算从动轮包角 （4-5）式中： -实际中心距，单位mm；得： 所以包角在允许范围内。4.验算曲饶次数u （4-6）式中： 带轮数 -修整后的带长，单位mm；得： u（次/s）5.确定设计功率由功率计算公式 （4-7）查10表3-8查的工况系数所以 6.带的截面积A由10表2-9确定帆布平带单位截面积传递的额定功率=1.886 （4-8）式中： 包角修正系数 传动布置系数得： 7.带宽b由10表的 式中： A-带的截面积，单位； -带的张紧应力，单位；得： b取b=63mm8.轴压力（取）式中： -小带轮包角，单位；得： N图3.3带的相关参数如下表：带号 带型 带速 包角 带长m 曲饶次数 截面积 带宽mm 轴压力N轴1带 普通平带 6.232 182.56 3600 4.276 0.642 40 632.1轴3带 普通平带 6.232 183.24 2800 5.38 0.526 36 512.5轴4带 普通平带 8.4446 184.72 4400 3.83845 3.927 63 1412.54.2V带传动设计计算图3.10中轴4的皮带传动的设计计算查阅参考文献11第三章17-25页知1. 确定计算功率有上述条件知=0.083kw，转速，设传动比i=3.0，假设每天工作八小时由于载荷变动微小，因此取工作情况系数则由公式 （4-9）式中： -工况系数； P-额定功率，单位kW；得： 2选择带型由,小带轮转速，由参考文献8查看图8-11选择Z型带。3确定带轮的基准直径和1 ) 初选小带轮的基准直径则大带轮的基准直径。2 ) 验算带速故带速合适。4确定中心距a和带的基准长度根据(初步确定 （4-10）式中：-初选中心距，单位mm； -小带轮基准直径，单位mm； -大带轮基准直径，单位mm；得： 取实际中心距： 5验算主动轮上的包角： 包角合适。6确定带的数: （4-11）式中: -考虑包角不同时的影响系数；-考虑带的长度不同时的影响系数；-单根A带的基本额定功率，单位kW；计入传动比的影响时，单根A型带额定功率的增量。取;；, 则取z=27确定带的预紧力 （4-12） 式中： -设计功率，单位kW； z-带根数 -包角修正系数，单位； m-带的单位长度质量，单位；带入数据计算得:8.计算带传动作用在轴上的力式中： -带的初张紧力，单位N； -小带轮包角，单位； z-带的根数；得： = 同理可得图3.2中其他带的相关参数V带参数表带号 带型 带速m/s 中心距 mm 包角带 根数 预紧力N轴1带 Z 2.6956 653.2 172.2 2 1021轴3带 Z 2.6956 732.5 154.8 2 1321.2轴4带 Z 2.6956 748.2 162.4 2 8864.3带传动的张紧装置各种材质的皮带都不是完全的弹性体，在预紧力的作用下，经过一定时间的运转后，就会由于塑性变形和磨损而松弛。于是我们为了保证带传动具有正常工作的能力，应定期检查带的松弛程度进而确定初拉力的数值，维持带的正常工作11。常见的张紧装置有以下几种：1、定期张紧装置采用定期改变中心距的方法来调节带的预紧力，使带重新张紧3。2、自动张紧装置 将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用带轮的自重，使带轮随同电动机绕固定轴摆动，以自动保持张紧力3。3、采用张紧轮的装置当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧3。本次设计中就采用张紧轮张紧装置对皮带进行张紧。本次设计中将张紧轮有的放在松边内侧，使带只受单向弯曲，同时张紧轮尽量靠近大轮，以免影响小带轮的包角。有的张紧轮置于松边外侧，靠近小带轮。张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。5总结 本论文详细介绍了落叶清扫机的设计，根据市场需求分析本设计采用气吸方式，可灵活吸附路旁、公园、树底下等一些不易清扫的地方。采用机械液压复合传动方式来为挤压箱提供挤压动力，将收集落叶挤压成块。旋转拨叉机构的巧妙设计，巧妙的解决了各运动机构之间的配合与定时问题。棘轮机构的设计同样解决了挤压箱各个方向推杆的先后作用顺序。本设计由锥齿轮外接联轴器与总动力轴相连接提供总动力，总动力由锥齿轮轴分别向二个垂直的方向传输一个接棘轮机构，一个接减速器机构，棘轮机构和减速器机构又分别接挤压箱推杆机构与拨叉机构及风机，这样一套完整的传动机构就这样确定了。落叶在通风机吸力作用下经收集舱口进入，经带孔拨叉机构进入拨叉定时机构，收集后进入挤压箱，挤压箱推杆作用对落叶进行加压处理，将落叶挤压成块。该设计方案虽然能灵活收集路旁、公园、树底下等处落叶，合理解决了树叶粘附落叶网的问题。但也存在一些不足之处，例如挤压箱推杆过长，可完全采用液压方式对落叶进行挤压，由液压油泵提供动力但需完整的液压系统；皮带过长，是否可采用电机进行短距离提供动力等等。参考文献1许礼鸿.吸扫式路面清扫车使用效能影响因素分析公路与汽运，2005, 19 116-117）2龚佰勋.环保设备设计手册.北京：化学工业出版社，20043顾崇衔.机械制造工艺学(第3版).陕西科学技术出版社,1989 37-65 4成大先. 机械设计课程设计.化学工业出版社，199315-505 Chang Y. M.，Chou C. M.，Su K. H.，et al.and washing for controlling ambient TSPJ.V39 (10):1891一1902 Effectiveness of street sweeping Atmospheric Environment, 2005 6 冯辛安. 机械制造装备设计 . 机械工业出版社,2004，7高连兴,姬长英,史岩.液压与气压传动.中国农业出版社，2007,40-1008濮良贵,纪名刚.机械设计(第8版),高等教育出版社,2006 62-3839商景泰. 通风机实用技术手册. 机械工业出版社，2009 30-10010罗善明,余以道,郭迎福,诸世敏.带传动理论与新型带传动.国防工业出版社，2006,2 10-5011常德功,樊智敏,孟兆明.带传动与链传动设计手册. 化学工业出版社,2009,10 12-2012甘永利.几何量公差与检测（第八版）. 上海科学技术出版社，200730-273 13大连理工大学工程画教研室.机械制图(第五版),高等教育出版社,2003, 72-307致 谢经过这3个多月的忙碌，本次毕业设计已经悄悄接近尾声，然而作为一项本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，所学知识能力有限等诸多原因，在设计过程中难免有许多考虑不周到与欠缺的地方，如果没有各位老师的督促指导以及工作在一起的同学们的支持，单凭我个人的能力想要顺利完成这个设计是相当困难的。在这里我首先要感谢我的导师徐老师。在整个设计过程中，徐老师为此付出了很多的心血，牺牲了很多个人休息时间。由于我的知识面较窄，常常遇到一些不知所措的问题，老师都耐心的给我讲解一遍又一遍。记得在设计过程中，我的设计方案有过较大的改动，但是每次改动，老师都不厌其烦的为我讲解，直到我完全弄明白错在哪里，怎样改进才能更合适。他诲人不倦的高尚师德，严谨细致的作风，渊博的理论知识与严谨的科研精神令我深深地折服，同时也使我受益匪浅。在此谨向徐老师致以诚挚的谢意和最崇高的敬意。同时，我也要对在我的整个毕业设计过程中付出心血的其余的各位导师表示深深的感谢。其次要感谢和我一起做毕业设计的同学们，遇到问题，我们总是呆在一起研究，一起讨论，共同解决，食堂、宿舍、路旁总能看到我们的身影。为了完善我们的毕业设计我们大家往往共同通宵达旦的工作，彼此都建立了深厚的友谊。如果没有他们的支持和鼓励，此次的设计也不会如此快速的完成。然后还要感谢大学四年以来所有的老师，他们不辞劳累为我们打下机械专业知识方面的基础，引导我们一步步的走进机械这一行业，更是我们坚定了学习机械的恒心，为我们的人生铺平了道路。32