机械原理大作业湖面清理机.docx
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机械原理大作业湖面清理机
机械原理课程设计
题目：
湖面清理机
学院：
机电工程学院
专业：
姓名：
学号：
指导教师：
时间：
2013年6月
1.设计题目
1.1设计目的
随着科学技术和工业水平的飞速快速发展，国民经济的各个行业需要各种质量优秀，性能高的机械产品。
湖面清理机主要是对小区里的水面上漂浮的垃圾进行处理，实现对于垃圾的清理作用，实现机械设计对于的作用。
1.2工作原理
收集方案采用的是卷扬式结构，依靠清扫叶片的旋转把垃圾“扫”入垃圾箱内，垃圾箱可装卸，方便垃圾的处理。
本装置力求节能环保，采取船机共用电机，从船的发动机（电动机）上分出部分能量，通过一套减速装置，利用带传动、齿轮啮合、链传动实现减速及传动的功能。
张紧轮系于皮带中间，一般状态下皮带松弛收集装置不起作用，当张紧轮启用，皮带绷紧收集装置启动，这是实现清洁的“钥匙”。
此模型装置配有轮胎做漂浮装置，来实现其“水上漂”。
1.2.1动力输出机构及其减速机构的设计
由于本装置要求环保的目的，因此在设计时需要有将电动机的动力减速到低速的机构，减少能耗的设计。
1.2.2实现清洁装置的钥匙的装置，即利用张紧轮系来实现。
1.2.3张紧轮系输出的动力与链装置连接，链装置与卷扬式叶片连接，从而实现了叶片的低速稳定旋转
1.3设计的要求
（1）叶片每分钟旋转次数30次；
（2）要求灵活、灵巧廉价，体积小作用大，造价低廉。
2.运动方案设计
2.1机构选择及原理
根据船本身的发动机输出的大功率，要将大的速度降低。
同时根据要实现清洁“钥匙”的特点可以选择以下机构：
齿轮结构皮带传动机构链传动机构
（1）由设计要求可知是利用船本身的动力带动清理机，即做到能耗小，方便快捷的要求。
因此要实现一个减速的运动，利用齿啮合的特点可以将高速运动变化为低速运动。
由于斜齿轮传动，具有以下优点：
啮合性能好：
斜齿圆柱齿轮轮齿之间是一种逐渐啮合过程，轮齿上的受力也是逐渐由小到大，再由大到小；因此斜齿轮啮合较为平稳，冲击和噪声小，适用于高速、大功率传动。
重合度大：
在同等条件下，斜齿轮的啮合过程比直齿轮长，即重合度较大，这就降低了每对齿轮的载荷，从而提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，并使传动平稳。
结构紧凑：
用齿条形刀具切制斜齿圆柱齿轮时，其无根切标准齿轮的最小齿数比直齿圆柱齿轮的少，因而可以得到更加紧凑的结构
因此此装置的减速机构中采用，斜齿传动，来实现装置的减速。
（2）在电动机与减速装置连接过程中要用到连接装置。
为了方便快捷我们选用联轴器。
通过它实现不同装置之间的连接。
将动力输出。
（3）要实现清洁“钥匙”就必需要求一个类似于开关的装置，当需要清理时可以打开，当不需清理时可以关掉。
故可以选用一个张紧轮系，利用张紧轮系可以实现清洁“钥匙”的功能。
（4）带转动输出的动力即为叶片所需的动力，我们选择一个链传动。
利用它可以比较稳定的传递动力，使得叶片能够周期匀速的转动。
2.2其总体机构设计简图
3.机构设计及其运动分析计算
3.1初步设计要求
（1）设计初步参数：
叶片每分钟旋转30次
（2）船本身的发动机作为动力来源
3.2传动装置的总传动比及其分配
3.2.1电动机的参数
选用常用的Y160L-8系列电动机。
额定功率为7.5kw.
额定功率（kw）
同步转速（r/min）
满载转速（r/min）
7.5
750
720
2.0
2.0
3.2.2计算总传动比
要求各级传动比在合理的范围内
由电动机的满载转速
和叶片旋转的转速
可确定传动装置应有的总传动比：
各级平均传动比：
各级传动比
由于此传动系统为两个单级传动的传动装置通过联轴器连接而成，计算可分别取减速装置的传动比为
，链传动的传动比为
，带传动比
=1此时有
3.3传动系统的运动和动力参数计算
3.3.1对于减速齿轮组
对于齿轮减速组部分，由三级齿轮对组成，
可以分别选取三组减速机构的传动系数为2,3,2即可实现
。
减速机构为三级减速，对于第一级与第三级齿轮的减速为斜齿减速，故可以相同的传动系数i=2、齿轮机构，对于第二级齿轮传动可以采用i=3的传动系数来进行设计处理。
第一、三级齿轮对：
第二级齿轮对：
理论传动比
理论传动比
第一，三级齿轮对
第二级齿轮对
斜齿轮1
斜齿轮2
小齿轮
大齿轮
齿数
20
40
20
60
分度圆直径
40
80
60
180
齿顶圆直径
44
82
90
186
齿根圆直径
35
155
76.5
172.5
基圆直径
37.587
75.175
56.38
169
中心距
100
120
模数
2
3
齿轮精度等级
8级
单位：
mm
其中：
齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25
3.3.2对于皮带传动部分
a.设计要求：
带传动的承载能力包括工作能力和工作寿命两方面。
b.确定带的型号：
根据参数的要求计算，每分钟的转速为n=60
2
c.确定带轮基准直径
取主动带轮永续的最小基准直径是；
=80mm，.从动轮基准直径
=
。
3.3.3对于链条传动部分
选择链轮齿数：
链传动比：
=2所以两个联储轮的大小一致，选用
4.总体评价：
此套装置利用船本身的动力来源，大大降低了能耗，将船上多余的动力输送给了湖面清理机。
由于船本身的动力很大，所以有一套减速装置将高速旋转的动力变化为低速稳定外界输出。
利用齿轮啮合将高速旋转运动降低为低速运动。
另外采用张紧轮的设计实现了清洁钥匙的功能。
使得使用的时候便捷最后才用了一个链传动的设计。
将带动叶片旋转，将垃圾扫入垃圾箱内。
此套设备相对结构简单，能够便捷快速的在湖面进行清理。
当然此套设备当中也有很多不足之处，总之，在设计要求下此套方案是具有可行性的。
5.课程设计体会感想。
从这次机械的课程设计，我从中学到了很多知识，特别是对最以前比较生疏或者一些比较模糊的知识有了一个较为全面的掌握，对现有以及以前的知识进行了回顾。
这次的课程设计在最开始的设计阶段用到了很多《机械原理》上学到的知识，让我对现学的很多知识有了一个比较深刻的巩固。
而且在不断地学习过程中，让我挖掘到了很多以前都没有留意到的新知识。
让我从刚开始从无从下手到后来开始慢慢懂得怎样选择机构，走出机构运动简图。
虽然设计过程很曲折，但在这过程中你会有很多收获，不管是知识方面还是其他方面。
在通过这次设计之后，我想会对以后自己独立设计打下一个良好的基础，由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如齿轮的计算、皮带传动、链传动的计算等不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设计。
6.附录
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