机械创新设计课程设计-护栏清洗机设计

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1、设计计算说明书护栏清洗机设计说明书作品内容简介护栏清洗机是一种用来清洗城市道路中央护栏的小型化专用工程设备，与传统的人工清洗相比，具有清洗效率高、劳动强度小，并且能大大降低长期蹲着作业对清洗人员带来的的隐患。与大型清洗车相比，具有对交通影响小、节能省水、运营成本低等特点。1研制背景及意义管理设施作为交通管理工作的重要组成部分，是一个城市的经济、文化、市容市貌等方面综合体现的窗口，它标志着一个城市管理水平的高低。工业化的建设使城市人口和车辆逐年增多，人、车道路交通产生很大的矛盾，几乎所有道路拥挤的地方都安上了护栏

2、隔离，城市公路中央护栏可以引导驾驶员的视线，以防车辆驶岀路外造成交通事故。隔离护栏经过日晒雨淋，经常是脏兮兮的，不仅影响路容的整洁美观，而且护栏木身容易损耗。城市公路中央护栏的清洗，不仅是为了整洁的市容，而且能够延长护栏的使用寿命。为了保持城市公路中央护栏良好的引导视线功能和清洁美观，需要对护栏进行定期清洗。人工清洗护栏的劳动强度大，清洗效率低，每人每天大约只能清洗600米左右。口天车流量很大，人工清洗护栏不安全且影响交通,一般在晚上车流量相对较小吋清洗，而晚上清洗时经常有发生车撞环卫工人的事故。于是城市公路中

3、央护栏清洗机的出现具有实际的意义。护栏清洗机只需工人站着推动机器前进就可以将护栏擦拭干净，着不仅解决了马路护栏难以清洗的问题也降低了环卫工人的工作量，保证了环卫工人的身心健康，这样的效率甚至比扫马路都快了不少。护栏清洗机的应用非常广泛，不同的城市不同的护栏只需对护栏清洗机的尺寸进行简单的改动就可适应各种不同的护栏，且工作效率高，洗刷干净对交通的影响也不大。2主要功能和性能指标护栏清洗机的主要功能是洗刷马路中间的护栏。能刷掉护栏上面泥等会影响城市容貌的污渍。护栏清洗机的性能指标是护栏清洗机使用的是微型电机，在固定

4、的转速下护栏清洗机以60m/min的速度前进能刷干净护栏。3设计方案3.1方向控制弹簧导针该导向装置通过两个轮子的夹紧来定位，使护栏处于护栏清洗机的中间。每当通过粗的护栏时，粗护栏碰在十字架上，推动十字架转动。当针滑出凹槽时，弹簧被压缩,推动十字架转动，直到十字架到达下一个凹槽。这样设计主要是为了使机器在运行过程中能保持一定的轨迹运行且不会被护栏的粗柱所阻挡。尤其是十字架上的小坡度使得针的运动更流畅不会出现卡在半路的情况,保证了十字架始终处于恰当的位置。3.2传动原理轴1为输入轴，连接微型电动机。微型电动机的转

5、速为150r/min,通过键连接将运动传递到齿轮上，再通过齿数比为1:1的齿轮将运动传递到轴2上。轴与毛刷之间通过胶水连接，带动两个毛刷同时转动洗刷护栏。3.3洗刷原理毛刷1护栏清洗机以护栏为导轨，采用履带侧边驱动前进，结合平行四边形机构实现越障;两对清洗刷刷和水循环系统有效地保证良好的清洗效果。通过提前给电源供电，保证电动机在一天中的工作不会中断。电动机通过传动结构带动两个毛刷工作。毛刷与毛刷之间的间隔为0,确保护栏能完全的洗刷到。因为洗刷的是干燥的污渍，所以毛刷的毛应设计的比较硬，因为洗刷时不需要水，污渍掉

6、下來后不会粘在已洗刷过的护栏上，故不用考虑毛刷的转动方向问题。传动方案设计时考虑的主要问题：稳定性问题：考虑到使用的对象文化水平普遍比较低的情况，应将传动结构设计的尽量简单且稳定。传动效率问题：因为运动是由微型电动机提供的，所以要保证传动的高效率。效率过低可能会导致洗刷不彻底甚至电机带不动等情况。4理论设计计算毛刷输入轴校核计算:1•根据分析，轴的材料选45钢，调质处理，毛刷所承受的力最大为5N左右，已知计算轴的公式为：Ht］为轴的扭切应力，C为轴的材料系数，0110。2•已知轴所传递的功率，转速以及转矩之间的

7、关系式为:9550Pn结合以上两个公式，轴所受扭矩的计算公式为:3•刀具切削点到其屮心的距离为L=40mm,所以根据公式T=FL=0.04X5=0.2N*mo则所以毛刷输入轴满足要求。4•求出轴上垂直面的载荷，球的垂直面支反力毛刷的切向力为2TFtl=T=2x5—/V=0.33/V305齿轮的切向力为2T~d2X3030N=2N由=0,得Fbvx214一Ftlx3.5一Ft2x111.5=0FBV=10.7N由ZFy=0,得Fav=Ftl+Ft2一Fbv=40-10.7=29.3/V毛刷输入轴满足要求。其他同理

8、。5工作原理及性能分析护栏清洗机以护栏为导轨，手推式前进，通过导向装置导向并结合十字结构实现越过障碍，对两侧护栏进行有效干刷。这种干刷大大节约了对水的污染。6创新点及应用1）导向的十字结构能有效地帮助跨越障碍，实现无间断洗刷。2）方向控制的装置内装有弹簧，可以帮助十字架转动到固定位置。3）干毛刷洗刷节约了水，不会造成水污染，实时参与五水共治。4）内部结构简单，便于制造和装配。5）只需调