机械创新设计清洁小车.docx

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机械创新设计清洁小车

成绩:

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机械创新设计课程论文

论文题目：

多用清扫小车的创新设计

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班级：

学号：

多用清扫小车的设计

摘要

随着社会进步发展，人民生活水平提高，同时伴随着人力成本的提高，各种机械结构应运而生，用以来代替人力劳动，而又因为环卫工作性质的需要，环卫工通常需要早出晚归从而也使得环卫工常常供不应求，从而人们便生产出了道路清扫车，但是由于美观的需要常常草地中落叶也需要清扫，而这种机器却不是太多，而本文中过查阅参考已有产品粗略设计了一款多用的清扫小车。

该小车主要用于对道路旁的落叶和草地中以及公园的草坪进行清扫，操作简便，便于环卫工的使用。

同时它的清扫结构可调节更换，成本较同类其他产品低，同时功能实用。

它首先整体上是四轮传动系统，它的清扫部分分为两部分，一部分是呈星行布置的软扫把和两个侧刷，用于清扫已硬化的公路或者人行道，扫把环绕工作轴上，同时环轴一圈扫把逐渐变长，随着轴的旋转，落叶通过扫把逐渐被送入垃圾箱；一部分是呈星行分布的钢针扫把，用于清扫草坪中的残落的树叶，通过扫把上的钢针与地面的相对运动，同时再通过带有针缝的斜板可将落叶捋入垃圾箱。

这两部分由同一个电动机带动。

通过旋转机构对这两部分进行升高和降落的控制，当进行对道路清扫时，电动机工作只带动前者工作，后者升起不工作，当进行对草地进行清扫时，工作原理与前边相反。

传动方式由带传动驱动。

该机器大大增加了清扫小车的使用围以及可用性，应用前景较为广阔。

较好的解决了草地中只能靠人工清扫的难题。

关键词：

平行四边形四杆机构星行布置清扫结构

一、传动方案的设计

机械通常是由原动机，传动系统，工作原理和控制装置组成。

传动系统介于机械中原动机之间，主要用来将原动机的运动原动力传给工作机，并协调的转速和转矩，由于这里是粗略设计，具体的尺寸和数据就不在进行计算。

1）链传动

优点：

安装精度低，没有滑动；传动尺寸较紧凑；不需很大紧力；效率较高，能在温度较高湿度较大的环境中使用。

缺点：

只能用于平行轴间滑动；瞬时速度不均匀；运转时不如带传动平稳；多边形效应使得其工作时有较大的噪声，且其费用较高。

2）齿轮传动

优点：

效率较高；传动比稳定；寿命长；工作可靠性高；可实现不同平面的传动；工作平稳。

缺点：

要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜远距离两轴之间传动，两工作齿轮所要求工作距离较小。

3）带传动

优点：

传动平稳，可以缓和载荷冲击；运行平稳无噪声；制造和安装精度要求较低；当机器运行突然过载时可以引起打滑，防止其他零件损坏；可通过增加带长以适应中心距较大的工作条件。

缺点：

有弹性滑动和打滑会使效率降低同时不能保持准确的传动比；传递同样大的圆周力时轮廓尺寸和轴上压力所需更大；带的寿命较短

综合上述的三种方案，鉴于其经济，实用的原则，选用第三种方案。

清扫装置使用带传动进行驱动。

二、清扫装置的设计

1、当其工作道路为公路时，采用两个侧刷和一个主刷，主刷为一环状分布在滚筒上的长短不同的扫把。

侧刷用来清扫路牙，将垃圾扫到主刷的清扫围，并可扩大清扫面积，同时侧刷在清扫时是倾斜的状态，刷子的工作部分（前端）着地，非工作部分（后端）离地，这样设计可以减少路面对扫刷丝的磨损，更重要的是可以避免非工作部分的反向清扫动作，扫刷与地面的倾斜角一般取5度。

同时侧刷的交错轴换向是通过直齿圆锥齿轮实现的。

2、当其工作道路为草地时，我只采用一个环状分布在一个轴上的呈星形分布的钢针扫把，通过扫把上的钢针与地面的相对运动，同时再通过带有针缝的斜板可将落叶捋入垃圾箱。

三、收集装置的设计

收集容器为一放在车后的垃圾箱。

现在首先确定怎样将落叶由地面送入垃圾箱。

下面有三种方案：

（1）通过一传送机构。

将落叶扫到传送机构上，再有传送机构将落叶送入垃圾箱。

（2）将扫把呈环状布置在滚筒上，滚筒转动，扫把一点点地将落叶送上斜坡，最终使落叶扫入垃圾箱。

如下二维图：

如下三维图：

（3）扫把呈环状布置在一根轴上，通过轴旋转，扫把通过垃圾箱的挡板使落叶落入垃圾箱。

为了说明问题，下图略有夸大，针缝很小。

如下二维图：

三维图：

通过对上面三种方案进行分析比较：

第一种方案需另设一条传送链，结构较为复杂，成本高。

第二种方案适用于公路或者人行道，其可通过不同长短的扫把实现落叶的清扫，最后通过最长的扫把使落叶落进垃圾箱。

第三种方案适用于在草地上工作，其通过扫把上的与钢针地面的相对运动，同时再通过带有针缝的斜板可将落叶捋入垃圾箱。

综合考虑：

我结合所设计的小车的功能，最终采用第二和第三种方案作为两种不同环境的最佳方案。

下图为整体效果图：

下图为其分解视图

三、小车其它的设计

1、升降设计

由于小车不工作时出于环保节省同时不使扫把磨损，需要将扫把升起，使其不与地面接触，为了方便我通过抬升轮子的高度，使车身抬高来调节其高度。

这里采用平行四边形四杆机构，其简图如下图：

2、调节机构

根据给小车的不同功能，我们在不同的工作环境需要切换不同的扫把，此时则需要调节机构以满足我们不同的需要。

这里我通过采用翻转机构，由于采用的是带传动，所以当转换扫把时，我们需先卸下紧轮取下传动带，再进行翻转。

3、小车车体设计

车体是车辆上供装载货物或乘客的部分，又是安装与连接车辆其他组成部分的基础。

早期车辆的车体多以木结构为主，辅以钢板、弓形杆等来加强。

近代的车体以钢结构或轻金属结构为主

车体是整个草地清扫机的基础，所有的组件都是建立在车体上，是承载重力的关键。

车体的底盘中间开有给扫把工作的孔洞，还有提供给工人们使用的扶手。

下图为效果图：