《2022年道路垃圾清扫机设计 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年道路垃圾清扫机设计 .pdf（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计道路垃圾清扫机设计ROAD SWEEPING MACHINE DESIGN 学生姓名 ：汤毓学号： 200841914711 年级专业及班级： 2008 级机械设计制造及其自动化(7) 班指导老师及职称：全腊珍教授学部： 理工学部湖南长沙提交日期： 2012 年 5 月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 35 页 - - - - - - - - - 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重
2、声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名：年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 35 页 - - - - - -
3、 - - - 目录摘要 1 关 键 词 1 1前言 1 1.1垃 圾清扫 现状分 析 1 1.2国 内外垃 圾清扫 机械化 发展现 状 2 1.3国 内清扫 机发展 趋势 2 2 垃 圾 清 扫 总 成 设 计 计 算 2 2.1设计思想 2 2.2总 体结构 设计 3 2.3各 主要机 构参数 的设计 和验算 3 2.3.1 垃 圾清扫 设计 7 2.3.2 垃 圾输送 收集装 置设计 4 2.3.3 推 动清扫 机所需 功率计 算 6 2.3.4 清 扫机扫 辊速度 验算 6 2.3.5 行 走设计 6 2.3.6 垃 圾清扫 机的动 力匹配 7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
4、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 35 页 - - - - - - - - - 3 操作系统的确定及设计算7 3.1传动方案的确定 8 3.2设 定各级 传动比 和主要 参数 9 3.2.1 传 动比确 定 9 3.2.2 各 轴转速 确定 9 3.2.3 各轴转矩计算 9 3.2.4 各 轴功率 计算 9 3.3主 要工作 零部件 的设计 计算 9 3.3.1 第 一级传 动带轮 设计 9 3.3.2 第二级传动带轮设计 11 3.3.3 第三级传动链传动设计 12 3.3.4 齿轮传动（驱动输送
5、带）的设计13 4 主要受力零件的强度或寿命校核计算 16 4.1轴的设计计算及校核16 4.1.1 第一级从动轴设计计算及校核 16 4.1.2 第二级从动轴设计计算及校核 20 4.2轴承的设计计算及其校核24 4.2.1 第一级从动轴轴承设计计算及其校核 24 4.2.2 第二级从动轴轴承设计计算及其校核 24 4.2.3 第三级从动轴轴承的设计计算及其校核 25 4.3键的设计计算及校核26 4.3.1 第一级从动轴上联接键的校核 26 4.3.2 第二级从动轴上联接键的校核 26 4.3.3 第三级从动轴上联接键的校核 27 4.3.4 上滚轮轴联接键的校核 27 5结论名师资料总结
6、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 35 页 - - - - - - - - - 27 5.1主要优点27 5.2主要缺点28 5.3有待改进的地方28 5.4维护和保养28 6设计心得 28 参考文献 29 致谢30 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 35 页 - - - - - - - - - 1 道路垃圾清扫机的设计学生：汤毓指导
7、老师：全腊珍（湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128 ）摘要：本文叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势。该清扫机以电动机为动力源， 通过带传动、 链传动以及齿轮传动带动清扫辊和传送带工作。该清扫机主要用于平坦道路的垃圾清扫， 提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好， 寿命长，非常适合清洁工人使用。关键词：清扫机；传动；设计计算Road Sweeping Machine Desigh Student:Tang Yu Tutor:Quan la-zhen （Oriental Science Technology College of Hunan Agr
8、icultural University, Changsha 410128）Abstract:The essay describes the current situation of road sweeping mechanization, and its development trendency in future. The sweeping machine use the motor as power source, use the belt transmission, chain drive, gear driven roller and conveyor belt to work.
9、The sweeper is mainly used for the rubbish in the flat road, it also improve the cleaning efficiency and reduce the labor intensity of cleaners. The cleaning machine of low cost, good performance ,long life is remarkably fit for cleaners. Key Words: Cleaning machine; Sweep roll; Design calculations1
10、 前言1.1 垃圾清扫现状分析随着经济社会的迅速发展，城市、工厂生产、公共交通、市政建设、园林绿化、环境卫生等行业的工作任务越来越重，人们对生活环境要求的不断提高。然而环卫行业设备的发展现状与当前经济社会发展形势存在很大差距，道路清扫设备落后的问题较为突出。这就要求养护手段要不断改进，就路面清扫而言，亟需由以往原始笨拙的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 35 页 - - - - - - - - - 2 低效率的人工清扫改为现代灵活高效率的机械清扫 1。因此，
11、很有必要创造条件，实现清扫机械化，以减轻清扫工人的劳动强度，改善劳动条件，不断提高道路清扫质量和环境卫生水平，本课题的研究有着十分重要的现实意义。1.2 国内外垃圾清扫机械化发展现状目前，我国的国产扫路车在品种规格上、使用性能上已能基本满足国内各种需求。产品规格从 2t 到 8t ，有将近 8 个规格 2，清扫车的作业方式主要为湿式吸扫结合, 动力为主、副双发动机形式, 扫刷布置形式为前置和中置两种, 吸嘴形式有中置长吸嘴、后置短吸嘴和侧置小吸嘴三种形式, 风机形式有通用和专用风机两种形式。国产产品存在外形单调、功能单一、操作不方便、清扫效率低等问题。国外清扫车由于有几十年的发展史 , 加之基
12、础零部件可靠性高, 因此都有一个共同的特点, 可靠性相对国内产品要高；而且早已广泛应用了先进的电子技术，有些还应用了有线和无线遥控。1.3 国内清扫机发展趋势随着许多新兴的中小城市正在崛起, 城市化规模不断扩大 , 路面清洁养护已经越来越重要，清扫机发展前景会越来越好。在功能多样性方面，由单一功能向多功能方向发展；在传动系统方面，由机械传动向全液压传动的方向发展；在除尘方面，由干式除尘方式向湿式除尘方式发展3；在清扫方式上， 由纯吸式、纯扫式向吸扫复合式方向发展；在重量和体积方面，由体积大、自重大的清扫机向体积小和轻便式，综合利用价值高的方向发展 4。2. 垃圾清扫机总成设计计算2.1 设计思
13、想本垃圾清扫机由清扫部分，传送部分，行走部分和箱体、箱架等结构组成，其特征在于清扫部分由横置带有清扫刷苗的清扫滚筒构成；清扫机将街道上的垃圾通过清扫滚筒清扫并抛掷到传送部分中的传送带上，传送带通过齿轮变向实现与清扫机行走方向成反向旋转，然后垃圾在传送带的末端由于重力的作用掉入垃圾桶中；走部分由两个定向前轮和两个万向后轮实现，既方便又经济；箱体、箱架主要由角钢焊接而成，部分零件用螺栓连接， 垃圾箱用塑料制成5。本设计的创新特点首先是利用电动机作为动力来源，清洁环保，操作方便；其次是清扫滚筒用链传动，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，能保持准确的平均传动比，能在潮湿和油腻的环境中工作；最后，利用卧式
14、滚刷对路面起清扫及垃圾抛起的双重作用。以上小小的创新能够降低清洁员的劳动强度，提高工作效率的目的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 35 页 - - - - - - - - - 3 2.2 总体结构设计总体结构分为以下几个部分：（1）垃圾清扫总成：有清扫滚筒、清扫刷苗、清扫滚筒链轮。清扫辊通过轴承座固定在机架中间，轴承座主要通过六角螺栓固定在机架底盘上，清扫刷苗是通过定位销来实现轴向固定。（2）垃圾输送收集装置：由上料板、垃圾输送带、上滚轮总成、下滚轮总成、
15、变向轴以及垃圾桶等部件组成。具有结构简单、作业质量好、价格低廉、拆装转移方便、操作轻巧省力等特点。（3）行走机构：有四个万向轮组成, 前两个不可变向，后两个可改变方向。（4）操作系统：手推式扶手，控制电机开关。（5）动力匹配：由电瓶驱动的直流电动机。其结构图如图 1：1. 机架 2.链轮 3.清扫滚筒总成 4.上料板 5.输送带 6.下滚轮总成 7.皮带轮 8.第二级从动轴 9.电瓶 10.万向轮 11.第一级从动轴 12.皮带 13.电动机 14.垃圾箱 15.上滚轮总成 16.扶手 17.齿轮图 1 垃圾清扫机主要结构图Fig.1 Main structure map of road sw
16、eeping machine名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 35 页 - - - - - - - - - 4 2.3 各主要机构参数的设计和验算已知条件：清扫机生产率为h/km202.3.1 垃圾清扫设计清扫轮消耗功率N主要包括：克服刷苗和地面间摩擦力所需的功率1N ，刷苗变形所消耗的功率2N ，克服空气阻力所需的功率3N , 克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率4N ，提升垃圾所消耗的功率5N 得。54321NNNNNN6（1）主要参数清扫辊半径： 85
17、mm 清扫轮宽幅： 600mm 尼龙刷苗与地面间摩擦系数：0.4 刷苗自由长度： 120mm 尼龙刷苗直径： 3mm 刷苗变形量： 25mm 工作刷苗数量： 200 清扫轴链轮半径： 81mm 清扫轮转速： 62.5r/min （2）由相关公式计算清扫部分所需功率6克服刷苗和面间摩擦力所需功率,1000/ )(1mVVPN（1）P-变形刷苗对路面上的压力（N） ；- 尼龙刷苗与地面间摩擦系数为0.4 ；mV -刷苗圆周线速度取m/s；V-扫路车行走速度为大于0.09m/s，取 0.09m/s ；- 传动效率为 0.9 ；P值可根据以下公式计算；)1arccos()2(18.01 )/(103.
18、53122RhVZhLEJdPm（2）d-尼龙刷苗半径为m3103；R-滚刷半径为 0.205m；L-刷苗自由长度为0.12m；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 35 页 - - - - - - - - - 5 E-刷苗弹性模量取Pa11109.0；J- 刷苗断面惯性矩为4121097.3m；h-刷苗变形量为 0.025m；Z-工作刷苗数量可由公式计算：mVdBVZ1/5. 57（3）其中1为刷苗和路面接触点到它的垂直位置的转角；488.1180205.00
19、25.0205.0arccos180)(arccos1RhR（4）VVm/-速度比值为 3.5 ；B-滚刷清扫宽度为0.6m；计算得出2 .2115.3448.11036.05.5/5 .531mVdBVZ根据清扫机实际，以及刷苗数合理分布和安排，取Z=200; 可计算变形刷苗对路面上的压力为NRhVZhLEJdPm6.854)205.0025.01arccos()2315.0(18.01200025.0)12.01097.3109 .0(103103 .5)1arccos()2(18.01)/(103.5311211323122所以可得KwVVPNm154.09 .01000)09.0315
20、.0(4 .06.8541000/)(1已知滚刷转速为n=62.5r/min ，可计算083.0180/)2(/)2(3)arcsin(2RRhRhhR（5）因此，刷苗变形所消耗的功率为KwLEJhdnZN033466.01026.02372（6）计算克服空气阻力所消耗的功率为KwNN00154.001.013克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率为KwVPNm04487.09. 01000315.015. 06.85410004（7）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1
21、0 页，共 35 页 - - - - - - - - - 6 提升垃圾所消耗的功率5N 太小可忽略不计。所以清扫部分所消耗的总功率为：KwNNNNNN24.0004487.000154.0033466. 0154. 0543212.3.2 垃圾输送收集装置设计滚轮外经： 150mm 滚轮转速： 100r/min 传送带宽幅： 600mm 小齿轮分度圆直径1d ：50mm 大齿轮分度圆直径2d ：250mm 小齿轮齿数1z ：20 大齿轮齿数2z ：100 齿轮模数 m：2.5mm 齿轮计算过程在写在后面3.3.4 节。输送带所需功率计算；假定每一时刻输送带载有的垃圾量和皮带重量为m=5kg ，
22、忽略倾斜的角度不计； 传送带的线速度为smnrv/79.06010751002602310（8）输送带所需功率为kwmgvvFpwwe041.096.0100079.08.9510001000输送带（9）2.3.3 推动清扫机所需功率计算假设最恶劣的工作环境，当整机重kgM80，阻力系数7 .0f，清扫机以前进速度smV/09.0工作计算。则有：kwMgfvFvP05.01000100011（10）2.3.4 清扫机扫辊速度验算设定清扫轮刷苗与上料板最后接触的位置与上料板最高点的距离为mmH50.设刷苗最远端的线速度为v，要使质量为 m的垃圾上抛到最高点， 由参考文献 19 得知必须满足下面条
23、件：mgHmv22112（11）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 35 页 - - - - - - - - - 7 计算smgHv/98.005. 08. 922又有smsmnrv/98.0/34.160102055.6226023所以清扫车的电机能够保证垃圾顺利地抛送到传送带上。2.3.5 行走设计清扫机行走速度：由公式Bvf1000，取mB6. 0，hmf/k20得smhKmBfv/09.0/33.0100013（12）只要清扫机在不低于0.09m/s
24、 的行走速度下运行，就能够保证生产率的额定值。2.3.6 垃圾清扫机的动力匹配（1）电动机的选择由以上计算可知清扫机所需要的功率为kwPNP284.0041.024.0输送带14电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式可以根据电源的种类、工作条件（温度、环境、空间尺寸）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。在移动的设备中和蓄电池配套的较常使用的电机有直流电动机和步进电动机。直流电动机的优点：容易购得，型号多，功率大，接口简单，适合大型机器。直流电动机的缺点：太快需要齿轮减速器，电流通常较大，较难与车轮装配，控制复杂步进电动机的优点：精确的速度控制，型号多，适合室内机器人的速度，接
25、口简单，便宜。步进电动机的缺点 : 功率与自重比小，电流通常较大，体积大，较难与车轮装配，负载能力低，功率小，控制复杂，运动时产生震动。清扫机多在室内环境下工作， 要求控制较简单，运行平稳，因此选择直流电动机15。选定 ZYT系列直流永磁电机为动力源（博山电机）17。电机型号： 110ZYT105 额定功率：400W0P电压：24VU扭矩：m1274mN0T转速：3000r/min0n（2）电池的选择名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 35 页 - - -
26、- - - - - - 8 选定两个 12V铅酸蓄电池为电源，重量大约15 斤/ 个同时布线时应该注意：根据电机的位置选择符合规格的电线，剪取所要的电线长度，将电机联起来，一端通过开关以后，一端接到24V 电源正负极上，开关装在扶手旁边容易摸到的地方。3. 操作系统的确定及主要工作部件的设计计算3.1 传动方案的确定方案一图 2 垃圾清扫机传动方案一Fig.2 The first transmission scheme 方案二图 3 垃圾清扫机传动方案二Fig.3 The second transmission scheme 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
27、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 35 页 - - - - - - - - - 9 由以上两个方案可知，根据清扫机清扫时的实际情况，选用方案二更加合理恰当。因为摩擦式带传动有弹性滑动，不能用于分度系统；摩擦易起电，不宜用于易燃易爆场合。轴与轴承受力较大，带传动寿命较短 16。而链传动平均传动比为常数，链条元件间形成的油膜有吸振能力，对恶劣环境有较强的适应能力，工作可靠，轴上载荷较小。所以选择方案二更合理19。3.2 设定各级传动比和主要参数3.2.1 传动比确定第一级传动比61i第二级传动比42i第三级传动比23i上滚轮轴
28、齿轮传动比54i3.2.2 各轴转速确定第一级从动轴min/5001rn第二级从动轴min/1252rn第三级从动轴min/5 .623rn上滚轮轴min/1004rn3.2.3 各轴转矩计算第一级从动轴mmNiTT24.73381101第二级从动轴mmNiTT8 .281782212第三级从动轴mmNiTT8 .546663323上滚轮轴mmNiTT8.3412244143.2.4 各轴功率计算第一级从动轴wPP384101第二级从动轴wPPP38.329212）（输送带第三级从动轴wPP2048.316323上滚轮轴wPP12.3574143.3 主要工作零部件的设计计算3.3.1 第一级
29、传动带轮设计已知电机额定功率400W0P，转速3000r/min0n，第一级传动比61i，设定连续工作 8 小时。（1）确定计算功率caP名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 35 页 - - - - - - - - - 10 根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 8-7 查得工作情况系数1 .1AK，故计算wwPKPAca4404001. 1（13）（2）选取 V带带型根据caP0,n ，由
30、图 8-11 选用 Z型（3）确定带轮的基准直径dd 并验算带速由查表 8-6，表 8-8, 取小带轮基准直径mmdd500从动轮基准直径mmdiddd300506011根据表 8-8，圆整为 315mm 验算带的速度smsmndvd/25/85.710006030005010006000（14）故带速合适(4) 确定 V带的基准长度和传动中心距根据公式 (8-20 ） ，初定中心距mma5000。计算带所需基准长度mmaddddaLddddd5.16085004)50315()31550(250024)()(22202011000（15）由表 8-2 选取带的基准长度mmLd1600计算实际
31、中心距为mmLLaadd49625.16081600500200（16）（5）验算小带轮上的包角19039.1494963.57)50315(1803 .57)(180121adddd（17）小带轮上的包角合适（6）计算 V带的根数 z 查表 8-4a，表 8-4b 分别得到kwP28. 00，kwP04.00查表 8-5，表 8-2 分别得到815. 0K，16.1lK。计算单根 V带的功率为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 35 页 - - - - -
32、 - - - - 11 kwKKPPPlr34.016.1915.0)04.028. 0()(00（18）计算 V带根数29.134.044.0rcaPPz，取 z=2 （7）计算单根 V带的初始拉力的最小值min0)(F由表 8-3 得 Z 型 V带单位长度质量mkgq/06.0，所以计算得NqvzvKPKFca97.2985.706.085.72915.044.0)915.05 .2(500)5.2(500)(22min0（19）应使带的实际初拉力min00)(FF（8）计算轴上的压轴力pF压轴力最小值为NFmiinp5.10574sin97.29222sinFz2)(10min）（20）
33、3.3.2 第二级传动带轮设计已知功率W38.3291输送带PP，转速r/min0050n，第二级传动比4，设定连续工作 8 小时。（1）确定计算功率caP根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 8-7 查得工作情况系数0.1AK，故计算wwPKPAca38.32938.3290 .1（2）选取 V带带型根据caP0,n ，由图 8-11 选用 Z型（3）确定带轮的基准直径dd 并验算带速查表 8-6，表 8-8, 取小带轮基准直径mmdd800从动轮基准直径mmdiddd320804011根据表 8-8，圆整为 315mm 验
34、算带的速度smsmndvd/25/09.21000605008010006011故带速合适(4) 确定 V带的基准长度和传动中心距名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 35 页 - - - - - - - - - 12 根据式（ 8-20） ，初定中心距mma5000。计算带所需基准长度mmaddddaLddddd08.16485004)80315()31580(250024)()(22202122100有表 8-2 选取带的基准长度mmLd1600计算实际中
35、心距a mmLLaadd476208.16481600500200（5）验算小带轮上的包角1907 .1514763.57)80315(1803.57)(180121adddd小带轮上的包角合适（6）计算 V带的根数 z 查表 8-4a，表 8-4b 分别得到kwP15. 00，kwP013.00查表 8-5，表 8-2 分别得到93. 0K，18. 1lK。计算单根 V带的功率为kwKKPPPlr179. 018.193.0)013.015.0()(00计算 V带根数84.1179.033.0rcaPPz，取 z=2 （7）计算单根 V带的初始拉力的最小值min0)(F由表 8-3 得 Z
36、型 V带单位长度质量mkgq/06.0，所以计算得NqvzvKPKFca9 .6609. 206.009. 2293. 033. 0)93. 05 .2(500)5. 2(500)(22min0应是带的实际初拉力min00)(FF（8）计算轴上的压轴力pF压轴力最小值为NFmiinp5.2617.77sin9 .66222sinFz2)(10min）（3.3.3 第三级传动链传动设计（1）选择链轮齿数名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 35 页 - - -
37、- - - - - - 13 取小链轮齿数201z，大链轮的齿数4022012izz（2）确定计算功率根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 9-6 查得0. 1AK，由图 9-13 查得35. 1ZK，单排链，则计算功率为wPKKPZAca88.4263（21）（3）链条型号与节距的选择查图 9-11，可选 08A链条，查表 9-1 得链条节距为mmp7 .12（4）计算链节数和中心距初选中心距mmmmpa6353817.12)5030()5030(0取mma4000，相应的链长节数为02122100)2(22apzzzzpa
38、Lp（22）31.934007.12)22040(240207.1240022取链节数94pL节查表 9-7 得到中心距计算系数24884.01f，则链传动最大中心距为mmzzLpfap405)4020(9427.1224884.0)(2211（23）（5）计算链速 V，确定润滑方式smpznv/529.01000607.122012510006012（24）由smv/529.0和链号 08A，查图 9-14 可知应采用定期人工润滑（6）计算压轴力pF有效圆周力为NvPFe5276.0102048.3161000100033（25）链轮水平布置时压轴力系数15.1FpK，则压轴力为NFKFeF
39、pp60652715.13.3.4 齿轮传动（驱动输送带）的设计（1）选定齿轮类型、精度等级、材料由于输送带为一般工作构件，速度不高，轴向载荷不大，故选用7 级精度（GB10095-88 ）直齿圆柱齿轮传动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 35 页 - - - - - - - - - 14 根据机械设计（第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 19表 10-1 选择大小齿轮材料为45 钢（调质） ，硬度为 217
40、255HBS, 取硬度为 240HBS 选择小齿轮齿数201z, 大齿轮齿数1002z（2）按齿面接触强度设计选定载荷系数3.1tK计算小齿轮传递的转矩mmNnPT7334500384. 0105.95105.955151（26）由表 10-7 选取齿宽系数4.0d由表 10-6 查得材料的弹性影响系数218 .189 MPaZE由图 10-21d 按齿面硬度查得大小齿轮的接触疲劳强度极限为MPaH600lim由式 10-13 计算应力循环次数为811104. 8)1035081 (15006060hjLnN（27）9121068. 1iNN（28）由图 10-19 取接触疲劳寿命系数88.0
41、,92.021HNHNKK计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1% ，安全系数为 S=1，由式 10-12 得MPaSKHNH552160092.0lim11（29）MPaSKHNH528160088.0lim22计算小齿轮分度圆直径td1，代入H中较小的值mmZTKdHEdtt38)5288 .189(234 .07103.132.2)(132.23233211（30）计算圆周速度 v smndvt/733.01000605003810006011（31）计算齿宽mmdbtd15384.01（32）计算模数mmzdmtt9. 1203811（33）计算齿高mmmht275.49 .125.22
42、5.2（34）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 35 页 - - - - - - - - - 15 计算齿宽与齿高之比为89.81hdhbt计算载荷系数由图 10-8 查得动载系数05.1vK，直齿轮，1FaHaKK由表 10-2 查得使用系数1AK由表 10-4 用插值法查得 7 级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，15.1HK,查图 10-13 得125.1FK故载荷系数为2075.115.1105. 11HHvAKKKKK（35）按实际的载荷系数校正
43、所得分度圆直径，由式10-10a 得mmKKddtt076.373.12075.1383311（36）计算模数mmzdm85.120076.3711（3）按齿根弯曲强度设计由图 10-20c 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为MPaFEFE38021由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数84.0,91.021FNFNKK计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数3.1S，由式 10-12 得MPaSKFEFNF2663 .138091.0111（37）MPaSKFEFNF5 .2453.138084.0222计算载荷系数18125. 1125.1105. 11FFVAKKKKK（38）由表 10-5
44、 查得齿形系数18.2, 8 .221FaFaYY由表 10-5 查取应力校正系数79.1,55.121SaSaYY计算大小齿轮的FSaFaYY，并加以比较名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 35 页 - - - - - - - - - 16 0163. 026655.18.2111FSaFaYY01589. 05 .24579.118. 2222FSaFaYY小齿轮的数值大计算模数mmYYzKTmFSaFad19.10163.0204.010718125.
45、12)(23233211（39）综合齿面接触疲劳强度计算的模数与齿根弯曲疲劳强度计算的模数，根据模数系列值以及清扫机实际取mmm5.2（4）几何尺寸计算分度圆直径计算mmmzd505.22011（40）mmmzd2505 .210022中心距计算mmdda150225050221计算齿轮宽度mmdbd20504 .01, 根据清扫机实际取mmb251，mmb2024. 主要受力零件的强度或寿命校核计算；4.1 轴的设计计算及校核4.1.1 第一级从动轴设计计算及校核（1）初步确定轴的最小直径先根据机械设计 （第七版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书） 1
46、9式 15-2 初步估算轴的最小直径。 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表15-3，取1250A，于是得mmnPAd44.11500384.012533110min（41）为了保证系统的强度与运动平稳，取轴的最小直径为28mm （2）轴的结构设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 35 页 - - - - - - - - - 17 图 4 第一级从动轴的结构图Fig.4 The sketch map of the first level driven
47、 shaft 由图可知 A、D 处安装轴承， C 处安装齿轮， E 处安装大小带轮。轴承安装A、D处的直径为 30mm ，B 处直径为 36mm ，C处直径为 30mm ，E处直径为 28mm 。A处长度为35mm ，B处长度为 596mm ，C处长度为 31mm ，D处长度为 39mm ，E处长度为 60mm 。C处轴与齿轮的周向定位采用平键联接。由机械设计课程设计手册( 参考文献 )查得平键截面mmmmhb78（GB/T1096 ）, 平键长度为 25mm ，周向定位采用挡圈进行定位。E 处周向定位采用平键联接，由手册查的平键截面mmmmhb78（GB/T1096 ） ，平键长度为 50m
48、m ；轴向定位采用挡圈进行定位。轴上倒角圆角均为1mm 。（3）求轴上的载荷图 5 第一级从动轴的载荷分析图Fig.5 The load analysis chart of the first level driven shaft 首 先 由 轴 的 结 构 图 做 出 轴 的 计 算 简 图 。 作 为 简 支 梁 的 轴 的 支 承 跨 距名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 35 页 - - - - - - - - - 18 mmLL5.674365.6
49、3821，mmL5 .363，mmL304，根据轴的简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出L3 与 L4 交界面是轴的危险截面。现将计算出截面处的MMMVH及,得值列入表表 1 第一级从动轴的载荷分析Table1 The load analysis of the first level driven shaft 载荷水平面垂直面支反力NFNNH3.351,4 .56F21NHNFNNVV1.119,31.29F21N弯矩mmNMH4 .36011mmNMV28.30041mmNM4 .76045V2总弯矩mmNMmmNM1 .84141,5.3613621扭矩mmN
50、T24.7338（4）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面（及危险截面）的强度。根据式（ 15-5）及上表中的数值，并取=0.3，轴的计算应力MPadTMWTM49.16281.0)24.73383.0(5 .361361 .0)()(322322122目前已选择轴的材料为45 钢，调制处理，由表15-1 查得MPa601。因此1，故安全。（5）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，L3 与 L4 段的截面处引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，L1 段得右截面不受扭矩作用，截面L3、L4 的应力最大。校核 L3 段得右截面