自清洁拖地车设计
自清洁拖地车设计[20200106200456]
为了提高环卫效率的同时做到节能减排，从而设计一款集清扫、拖地等功能于一体的自清洁拖地车，论文完成了动力装置、拖地机构等自清洁拖地车部件的设计。动力装置包括3-Q-90铅酸蓄电池和12V500W低速齿轮电动机，拖地机构主要由直齿锥齿轮、带轮、V带、轴、拖地圆盘、滚筒等部件组成，清扫机构参考环卫电动清扫车扫地机构由拖地圆盘改装而成。经过对轴、齿轮等部件计算得出各部件的主要参数，从而完成各部件的设计部分。最终组装完成的自清洁拖地车即可手动推动也可通过车载的方式完成环卫工作，具有高效安全、简易便捷的意义。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:自清洁拖地车动力装置拖地机构
目 录
1引言1
2总体方案的设计2
2.1方案设计的技术要求2
2.2总体方案的确定2
3动力装置设计3
3.1蓄电池的选择3
3.2电动机的选择3
3.3电动机功率计算4
4拖地机构设计5
4.1传动比分配5
4.2带轮的结构设计5
4.3锥齿轮的设计计算13
4.4主轴的设计计算15
4.5轴承的设计计算18
5 车架的设计20
结 论22
致 谢23
参考文献241 引言
自清洁拖地车是一种为了提高环卫工作效率而出现的清洁工具。按照不同功能有着家用清洁器和环卫车等工具的区别。目前，环卫工作主要是依靠大量的人力劳动取得成效，体力消耗巨大，效率较低，人身安全也难以得到保障。近年来，也有不少城市开始引进自清洁拖地车（电动式汽车承载方式）。然而由于引进的拖地车，制造难度大，成本高，费用昂贵，维修、更换部件困难等因素，导致此类型的自清洁拖地车在未来的一段时间内必然有着推广难等问题。为了解决这些问题，本设计以这些难点作为出发点，对现有的拖地车进行分析、改装，设计出了满足现实实际情况的小型拖地车。本毕业设计所设计的自清洁拖地车工作效率高，适用于室内外，走廊等地，在解决人力清洁问题的基础上更有着制造简易、成本低、易推广的优点。
如今，市场上的自清洁拖地车以大型拖地车为主体，除此之外，还应有方便灵活、易生产制造的小型拖地车。在国内，小型自清洁拖地车市场占有匮乏，在国外，小型自清洁拖地车广泛分布。随着我国发展水平的不断提高，除去大型拖地车的引进，我国对小型自清洁拖地车的需求也在逐年递增，传统清洁方式的改变迫在眉睫, 自清洁拖地车的性能特点如下：
（1）不产生额外垃圾，利于环境保护；
（2）操作灵便，适合多数场所；
（3）扫地、拖地集于一体；
（4）高效便捷。
现如今，我国自清洁拖地车的相关技术水平还是比较落后的，尤其是在核心技术上，为尽快追赶上其他技术先进的国家，但又不能因此造成污染浪费，所以拖地车结构设计必须方向正确。随着我国各方面的不断进步，设计者不再只关注一种功能，而是面向多功能集合体这一领域，现存的市场对于此类型的还是比较稀缺的，因此显得前景广阔。随着近几年国内市场与国际市场的接轨，逐渐浮现出一批与国外公司合作的机械产品，结合国外先进的技术，也带领着我国机械产品的不断发展进步。然而我国拖地机研发起步较晚，且研发成果不易推广，导致研发进度一再受阻。自1980年起，我国对于此方面的研究开始向国外汲取经验。而大量核心技术却没有在拖地机上得以运用[1]。
这方面的发展必定会成为我国发展的一个重点，依照我国的特殊国情以及现阶段对环境保护、人身安全的重视越来越大，从而设计出更符合现状的产品。在之前的技术基础之上进行改装设计，使之更人性化，具有更多的优点，将使之拥有更为广阔的前景。
2 总体方案设计
2．1 方案设计的技术要求
动力装置：机械式虽更为直观、简单，但有着效率及人力方面的问题；油耗式虽然动力更强劲，但对环境的影响和资源的大量需求不符合现阶段时代主题。因此，固有的动力装置无法满足当今的时代要求，即环保高效。基于这种现状，本毕业设计选择采取电动式的方案，即满足当今时代要求，又满足本设计的技术和使用要求[2]。
传动装置：对传动装置的要求尽量以简易、低成本为主，即制造简单且容易安装方便，利用所学知识进行简单的设计。
拖地装置：利用所学知识设计传动机构，实现拖地功能[3]。
其他装置：设计的其他零部件要与传动装置与动力装置配合稳定，不能出现干涉等异常情况，并且要有着制造简便、安全可靠的特点。
2.2 总体方案的确定
电动机作为整个拖地机构的动力源，通过皮带带动各部件转动，先由电动机到轴Ⅰ传动，并由轴Ⅰ上的锥齿轮改变方向使轴Ⅲ转动，再传至前转盘传动，转盘上装有毛刷，两盘毛刷交错，清扫圆盘间距应小于滚筒长，通过转动圆盘实现扫地、拖地功能，且轴Ⅰ上的皮带带动车后端的滚轮转动，滚轮上装有干净的毛刷，对前端的圆盘毛刷实现功能补足，使地面擦净[3~5]。
1- 拖地圆盘 2-电动机 3-蓄电池 4-V带 5-直齿锥齿轮 6-轴
7-轴承 8-滚筒 9-带轮 10-支撑板
图1 自清洁拖地车
3 动力装置设计
3.1电池的选择
3.1.1电池的分类
1）铅酸蓄电池
铅酸蓄电池起步较早，在早期便有着极为稳定的优点，且制作简单，价格便宜，但是作为先头产品却也伴随着使用时长短且极需较好的保养等问题。时至今日，科学技术的不断进步也使得铅酸蓄电池得到了极好的发展，其各方面问题得以解决和改善。
2）镍镉电池
其作为理想的直流电源，但相较于铅酸蓄电池还是有些不足之处。
3）镍氢电池
镍氢电池有着比镍镉电池更轻、电量存储更足的优点，但是有着比锂电池性能更低且价格更贵的缺点。
4）聚合物锂电池
聚合物锂电池十分好用，但是价格昂贵且有一定使用危险。
5）锂离子电池
锂离子电池更加好用，体积更小且具有较高的安全性，多用于电脑等，但是价格较贵。
6）锌空气电池
锌空电池放电缓慢、易渗漏[2]。
3.1.2电池的选用
由于自清洁拖地车的设计要求简易、环保、控制成本等因素，使得铅酸蓄电池更为适合在本产品中的应用。根据实际情况，选用型号为3-Q-90的铅酸蓄电池，其具体性能为：端电压：4.5V，启动容量：22.5，使用寿命：1500次，放电深度：90%。[5]
3.2电动机的选择
3.2.1电动机的选择方法
根据蓄电池参数，配合电动机参数，再根据环境条件、用途、控制及启动方式选择合适的电动机，如：电动机的具体参数及操作方式等。
3.2.2电动机的种类和特点
（1）按工作电源分类：直流电动机，交流电动机；
（2）按结构及工作原理分类：直流电动机，异步电动机，同步电动机；
（3）按用途分类：驱动用电动机，控制用电动机[7]；
经比较，直流电动机和步进电动机（控制用电动机）较为适合。
直流电动机：直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
步进电动机：步进电动机是一类波段式的电动机，多用于机床上。
本次毕业设计的自清洁拖地车的要求是简易安全、稳定高效、环保的同时具有着制作成本低的特点，因此直流电动机及蓄电池的搭配最为合适。
为了提高环卫效率的同时做到节能减排，从而设计一款集清扫、拖地等功能于一体的自清洁拖地车，论文完成了动力装置、拖地机构等自清洁拖地车部件的设计。动力装置包括3-Q-90铅酸蓄电池和12V500W低速齿轮电动机，拖地机构主要由直齿锥齿轮、带轮、V带、轴、拖地圆盘、滚筒等部件组成，清扫机构参考环卫电动清扫车扫地机构由拖地圆盘改装而成。经过对轴、齿轮等部件计算得出各部件的主要参数，从而完成各部件的设计部分。最终组装完成的自清洁拖地车即可手动推动也可通过车载的方式完成环卫工作，具有高效安全、简易便捷的意义。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:自清洁拖地车动力装置拖地机构
目 录
1引言1
2总体方案的设计2
2.1方案设计的技术要求2
2.2总体方案的确定2
3动力装置设计3
3.1蓄电池的选择3
3.2电动机的选择3
3.3电动机功率计算4
4拖地机构设计5
4.1传动比分配5
4.2带轮的结构设计5
4.3锥齿轮的设计计算13
4.4主轴的设计计算15
4.5轴承的设计计算18
5 车架的设计20
结 论22
致 谢23
参考文献241 引言
自清洁拖地车是一种为了提高环卫工作效率而出现的清洁工具。按照不同功能有着家用清洁器和环卫车等工具的区别。目前，环卫工作主要是依靠大量的人力劳动取得成效，体力消耗巨大，效率较低，人身安全也难以得到保障。近年来，也有不少城市开始引进自清洁拖地车（电动式汽车承载方式）。然而由于引进的拖地车，制造难度大，成本高，费用昂贵，维修、更换部件困难等因素，导致此类型的自清洁拖地车在未来的一段时间内必然有着推广难等问题。为了解决这些问题，本设计以这些难点作为出发点，对现有的拖地车进行分析、改装，设计出了满足现实实际情况的小型拖地车。本毕业设计所设计的自清洁拖地车工作效率高，适用于室内外，走廊等地，在解决人力清洁问题的基础上更有着制造简易、成本低、易推广的优点。
如今，市场上的自清洁拖地车以大型拖地车为主体，除此之外，还应有方便灵活、易生产制造的小型拖地车。在国内，小型自清洁拖地车市场占有匮乏，在国外，小型自清洁拖地车广泛分布。随着我国发展水平的不断提高，除去大型拖地车的引进，我国对小型自清洁拖地车的需求也在逐年递增，传统清洁方式的改变迫在眉睫, 自清洁拖地车的性能特点如下：
（1）不产生额外垃圾，利于环境保护；
（2）操作灵便，适合多数场所；
（3）扫地、拖地集于一体；
（4）高效便捷。
现如今，我国自清洁拖地车的相关技术水平还是比较落后的，尤其是在核心技术上，为尽快追赶上其他技术先进的国家，但又不能因此造成污染浪费，所以拖地车结构设计必须方向正确。随着我国各方面的不断进步，设计者不再只关注一种功能，而是面向多功能集合体这一领域，现存的市场对于此类型的还是比较稀缺的，因此显得前景广阔。随着近几年国内市场与国际市场的接轨，逐渐浮现出一批与国外公司合作的机械产品，结合国外先进的技术，也带领着我国机械产品的不断发展进步。然而我国拖地机研发起步较晚，且研发成果不易推广，导致研发进度一再受阻。自1980年起，我国对于此方面的研究开始向国外汲取经验。而大量核心技术却没有在拖地机上得以运用[1]。
这方面的发展必定会成为我国发展的一个重点，依照我国的特殊国情以及现阶段对环境保护、人身安全的重视越来越大，从而设计出更符合现状的产品。在之前的技术基础之上进行改装设计，使之更人性化，具有更多的优点，将使之拥有更为广阔的前景。
2 总体方案设计
2．1 方案设计的技术要求
动力装置：机械式虽更为直观、简单，但有着效率及人力方面的问题；油耗式虽然动力更强劲，但对环境的影响和资源的大量需求不符合现阶段时代主题。因此，固有的动力装置无法满足当今的时代要求，即环保高效。基于这种现状，本毕业设计选择采取电动式的方案，即满足当今时代要求，又满足本设计的技术和使用要求[2]。
传动装置：对传动装置的要求尽量以简易、低成本为主，即制造简单且容易安装方便，利用所学知识进行简单的设计。
拖地装置：利用所学知识设计传动机构，实现拖地功能[3]。
其他装置：设计的其他零部件要与传动装置与动力装置配合稳定，不能出现干涉等异常情况，并且要有着制造简便、安全可靠的特点。
2.2 总体方案的确定
电动机作为整个拖地机构的动力源，通过皮带带动各部件转动，先由电动机到轴Ⅰ传动，并由轴Ⅰ上的锥齿轮改变方向使轴Ⅲ转动，再传至前转盘传动，转盘上装有毛刷，两盘毛刷交错，清扫圆盘间距应小于滚筒长，通过转动圆盘实现扫地、拖地功能，且轴Ⅰ上的皮带带动车后端的滚轮转动，滚轮上装有干净的毛刷，对前端的圆盘毛刷实现功能补足，使地面擦净[3~5]。
1- 拖地圆盘 2-电动机 3-蓄电池 4-V带 5-直齿锥齿轮 6-轴
7-轴承 8-滚筒 9-带轮 10-支撑板
图1 自清洁拖地车
3 动力装置设计
3.1电池的选择
3.1.1电池的分类
1）铅酸蓄电池
铅酸蓄电池起步较早，在早期便有着极为稳定的优点，且制作简单，价格便宜，但是作为先头产品却也伴随着使用时长短且极需较好的保养等问题。时至今日，科学技术的不断进步也使得铅酸蓄电池得到了极好的发展，其各方面问题得以解决和改善。
2）镍镉电池
其作为理想的直流电源，但相较于铅酸蓄电池还是有些不足之处。
3）镍氢电池
镍氢电池有着比镍镉电池更轻、电量存储更足的优点，但是有着比锂电池性能更低且价格更贵的缺点。
4）聚合物锂电池
聚合物锂电池十分好用，但是价格昂贵且有一定使用危险。
5）锂离子电池
锂离子电池更加好用，体积更小且具有较高的安全性，多用于电脑等，但是价格较贵。
6）锌空气电池
锌空电池放电缓慢、易渗漏[2]。
3.1.2电池的选用
由于自清洁拖地车的设计要求简易、环保、控制成本等因素，使得铅酸蓄电池更为适合在本产品中的应用。根据实际情况，选用型号为3-Q-90的铅酸蓄电池，其具体性能为：端电压：4.5V，启动容量：22.5，使用寿命：1500次，放电深度：90%。[5]
3.2电动机的选择
3.2.1电动机的选择方法
根据蓄电池参数，配合电动机参数，再根据环境条件、用途、控制及启动方式选择合适的电动机，如：电动机的具体参数及操作方式等。
3.2.2电动机的种类和特点
（1）按工作电源分类：直流电动机，交流电动机；
（2）按结构及工作原理分类：直流电动机，异步电动机，同步电动机；
（3）按用途分类：驱动用电动机，控制用电动机[7]；
经比较，直流电动机和步进电动机（控制用电动机）较为适合。
直流电动机：直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
步进电动机：步进电动机是一类波段式的电动机，多用于机床上。
本次毕业设计的自清洁拖地车的要求是简易安全、稳定高效、环保的同时具有着制作成本低的特点，因此直流电动机及蓄电池的搭配最为合适。
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