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XXXX大學
畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目： 街道護欄清洗機
學 院：
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學 號：
姓 名：
指導教師： （講師）
完成日期： 2012年5月
目錄
第一章 研究背景及發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
一 研究背景‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
二 發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
1 成型產(chǎn)品介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
2 技術(shù)差距‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 6
第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
一 工作原理及主要機構(gòu)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
二 設(shè)計要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12
三 方案討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13
第三章 設(shè)計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
一 刷子的設(shè)計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
二 電動機的選定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 16
三 支撐導槽的設(shè)計‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18
四 液壓泵的選擇‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20
五 帶輪傳動設(shè)計計算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 22
結(jié)論 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
設(shè)計體會 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
致謝 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25
參考文獻 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 26
第一章 城市道路護欄清洗車的研究背景發(fā)展概況
一 研究背景
管理設(shè)施作為交通管理工作的重要組成部分，是一個城市的經(jīng)濟、文化、市容、市貌等方面綜合體現(xiàn)的窗口，它標志著一個城市管理水平的高低。
現(xiàn)在由于城市內(nèi)車輛的巨增，在如今繁忙的公路交通中，公路護欄無疑發(fā)揮著重要的作用，而它的作用不僅在于維持良好的交通秩序，提高公路交通的安全性，也是城市景觀的重要組成部分。人類對街道環(huán)境的要求越來越高，為了廣大市民出行安全，相關(guān)部門用各種護欄把城市的機動車道和非機動車道人行道分隔開來，然而隨著大量護欄的出現(xiàn)清洗護欄的工作成為主管部門傷腦筋的問題。已往一些城市是采用人海戰(zhàn)術(shù)，公益性勞動，通過部隊、學校、機關(guān)單位來解決的，可現(xiàn)今用這種方法已經(jīng)行不通了，如今是市場經(jīng)濟時代，大規(guī)模經(jīng)常性的公益活動不可能經(jīng)常進行的，所以只能雇工擦洗，雇工擦洗問題很多，費用也高，并且擦洗效率極低，勞動強度高。更重要是不安全，由此看來護欄的擦洗是一個極待解決的問題。
清掃車的市場前景
隨著道路里程的不斷增加、人流車流的增大，道路垃圾越來越多，用人力清掃很難完成。隨著國內(nèi)道路的不斷發(fā)展，機械化養(yǎng)護已經(jīng)成為一種必然，護欄清掃車作業(yè)方便，清掃效率高，除塵效果好，故護欄清掃車的需求呈現(xiàn)一個快速的增長態(tài)勢。
二 發(fā)展概況
1成型產(chǎn)品介紹
1.1目前國內(nèi)已經(jīng)有成型的產(chǎn)品上市，比如北京澤通科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的公路護欄清洗車，對公路隔離欄進行清洗時，護欄兩側(cè)同時擦洗?？蓪ψ罡?.4米的護欄進行清洗，特別適合圖案復(fù)雜的金屬護欄。可按護欄的污濁程度控制作業(yè)速度。備有清洗劑添加箱，目前采用國產(chǎn)躍進2.5噸底盤。 作業(yè)時可同時兩次刷洗，三次噴水一次清洗劑，潔凈度可達到85%。它的操縱部分采用人性化的設(shè)計使操縱更加方便。作業(yè)時由駕駛員一人同時完成駕駛與操作，方便，簡潔，降低了作業(yè)成本。它的執(zhí)行機構(gòu)是掛接在灑水車上的，在更換執(zhí)行機構(gòu)時，只須旋轉(zhuǎn)齒輪柄，就可以很方便的將執(zhí)行機構(gòu)滑出。它的水系統(tǒng)采用高壓雙聯(lián)泵，使刷洗和高壓水槍能同時工作，從而保證了清洗的質(zhì)量。它的A型毛刷采用復(fù)合聚酯材料，質(zhì)地柔軟，經(jīng)久耐用。作業(yè)完畢，可快速將刷體載于特制的車架上入庫從存放。還有北京科力威清潔機械廠生產(chǎn)的BXH5040TQX型城市護欄高速清洗車。
BXH5040TQX型清洗車是新一代多功能公路設(shè)施清洗設(shè)備。它可全自動高速的擦洗城市道路各種型式的隔離護欄。適用于城市道路隔離護欄、道路兩側(cè)墻體的刷洗；根據(jù)用戶需要加裝高壓水泵、水槍，還可適用于沖刷城市小廣告和刷洗城市雕塑等。
BXH5040TQX型城市護欄高速清洗車
主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：
底盤型號 BJ1049V9JW6-A 發(fā)動機型號 BJ491EQ2
噴水系統(tǒng) ZMB240 副發(fā)動 492Q
水箱容積 1.76m3 外形尺寸 5910×2045×2380(mm)
刷洗速度 2-8（km/h） 清洗系統(tǒng) 滾刷4個
滾刷高度 300-1500（mm） 噴嘴 狹縫式噴嘴
刷洗寬度 0-200（mm） 滾刷轉(zhuǎn)速 800-1200（r/min）
1.2 還有另外一種護欄清掃車如圖
1.2.1結(jié)構(gòu)特點
護欄清洗車由底盤、水罐、清洗液水箱、橫向水平伸縮機構(gòu)、垂直舉升機構(gòu)、柱刷及驅(qū)動機構(gòu)、液壓傳動及控制系統(tǒng)、水路系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成，其外形見圖
1.2.2底盤
該車采用載重為2.75 t的東風EQ1061G2D2汽車底盤改制而成，取力器的離合采用推拉軟軸控制，伸縮機構(gòu)手柄、舉升機構(gòu)手柄、水泵控制手柄及柱刷控制手柄均集中分布在駕駛室內(nèi)
1.2.3水罐及清洗液水箱
水罐為鋼板焊接件，設(shè)計最大容積為3 ，額定容積為2.3 ，其橫斷面為橢圓形。罐體前左側(cè)呈凹狀缺口，利于安裝垂直舉升機構(gòu)及柱形毛刷。罐內(nèi)焊接有三道防波板，以減少囡行駛時水流對罐壁的沖擊力。在水罐后頂部設(shè)有人孔及爬梯，以方便對罐體內(nèi)部檢修及清洗工作。水罐內(nèi)部還涂有防銹涂層，以減少水對罐體腐蝕。清洗液水箱利用不銹鋼板焊接而成，能有效避免清洗劑本身對金屬的腐蝕。箱內(nèi)設(shè)計有防波層，其設(shè)計容積為0.1 。
1.2.4各種功能機構(gòu)
護欄清洗車功能裝置結(jié)構(gòu)如圖
1）水平伸縮機構(gòu)
該機構(gòu)用于調(diào)整柱刷與被清洗護欄(板)所需的適當距離，其結(jié)構(gòu)包括水平固定臂、活動臂及伸縮油缸，在其活動臂外端上方安裝了舉升機構(gòu)。
2）垂直舉升機構(gòu)
該機構(gòu)用于調(diào)整柱刷與被清洗護欄的洗刷高度，以達到清洗的雖佳效果。其結(jié)構(gòu)包括垂直固定塔臂、話動塔臂及舉升油缸，在恬動塔臂之上固定有支承柱刷機構(gòu)的托架。
3）柱刷及驅(qū)動機構(gòu)
清洗用的柱刷為高強度的絲狀聚合物制成，柱刷直徑在不工作時為4OO mm ，工作狀態(tài)時達到1 000mm，柱刷長度為1 700 mm，設(shè)計柱刷轉(zhuǎn)速為120～250 r／min。柱刷根據(jù)工作需要可以順轉(zhuǎn)，也可以逆轉(zhuǎn)，柱刷上下往復(fù)運動距離為600 mm，橫向伸縮距離為700 mm。柱刷驅(qū)動機構(gòu)安裝于支承柱刷機構(gòu)的托架之上，由液壓馬達驅(qū)動。柱刷及托架的撓性連接是通過浮動彈簧來實現(xiàn)的．當柱刷遇到障礙物(如較突出的欄桿)時，該機構(gòu)具有避讓功能。柱刷的工作轉(zhuǎn)速可通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)柱刷馬達轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)，節(jié)流闊旋扭順時針為減速，逆時針為升速。
1.2.5 工作原理
當?shù)缆纷o欄清洗車駛A設(shè)置有護欄的道路后，即可操縱取力器掛檔使雙聯(lián)油泵工作。這時駕駛?cè)藛T可以邊看(后視)柱刷，邊操作多路分配閥的相應(yīng)操作手柄，使水平伸縮機構(gòu)的活動臂向汽車左側(cè)伸出，使柱刷與被清洗的護欄接觸。同時操作多路分配閥的相應(yīng)手柄，使舉升機構(gòu)的活動塔臂帶動柱刷上下運動，直至清洗高度臺適為止。打開開關(guān)(三個)并操縱多路分配闊，使水泵馬達驅(qū)動水泵工作，帶有壓力的水流即從清洗管和清潔水噴頭噴灑出來。清洗液的噴出量由清洗水流通過空吸閥的流速決定，流速快，清洗液的噴出量就多，反之就少，可以調(diào)節(jié)開關(guān)來控制。當上述參量調(diào)整合適后，即可使清洗車沿著護欄平行行駛，清洗護欄的作業(yè)開始。行駛速度視情況而定，設(shè)計為3—4 km／h，一般為第一檔怠車速度即可。水罐的額定容量為2．3立方米 ，清洗的欄桿長度在13 km以上為了提高清洗護欄的作業(yè)功能，柱刷的旋轉(zhuǎn)方向與清洗車的行駛方向應(yīng)是順洗(即柱刷旋轉(zhuǎn)的切線方向與車駛方向相同)。清洗作業(yè)完成后，先操縱多路分配閥的相應(yīng)手柄，使水泵馬達停止工作，關(guān)閉開關(guān)，再使柱刷退回到原始狀態(tài)，一個作業(yè)周期完成。
1.3 在成都環(huán)衛(wèi)科研所支持下經(jīng)四川省科情所計算機國際聯(lián)網(wǎng)查詢，對從1978—1998年以來的中外24種文獻檢索以及“查新報告” 表明，我們研制設(shè)計的新一代清洗車．具有領(lǐng)先性。參見總體裝配示意圖
1.3.1 設(shè)計及結(jié)構(gòu)要點
總體結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)
本機分主車和清洗作業(yè)裝置兩大部分。主車參數(shù)：
CD1041型汽車，平頭雙軸后輪驅(qū)動，492QAZ汽油機；62．5kW。配有液壓取力器。清洗作業(yè)裝置動力源為取力器驅(qū)動油泵—— 馬達或油缸。總功率≤10kW。其中，噴水系統(tǒng)離心水泵0.67kW。IZDB．35揚程35m；吸程8m。流量0.8。2lXDrtmin；有6個調(diào)節(jié)噴水嘴。清洗速度工檔6km/h．9OOO。
2 國內(nèi)的清掃車存在的技術(shù)差距
2.1水平和質(zhì)量的差距
雖然，我國清掃車技術(shù)的發(fā)展令世界矚目，但是，與發(fā)達國家相比，我國清掃車還存在不少差距。 我國的清掃車在清掃效率、清掃能力、除塵效果等清掃作業(yè)性能方面與發(fā)達國家的水平相當，而在清掃車的噪聲、排放、可靠性、舒適性，自動調(diào)整等方面仍存在較大差距，特別是全液壓清掃車，僅相當于發(fā)達國家20世紀80年代末到90年代初產(chǎn)品的水平。就目前我國清掃車的水平和質(zhì)量可知，我國在清掃車設(shè)計中，還缺少對專用部件的研究，缺少設(shè)計理論的指導，經(jīng)驗多于計算，模仿較多，創(chuàng)新較小。可以說，目前我國對清掃車的研究能力還較差，還未真正達到對清掃車進行研究的目的和要求，同時，缺乏必要的研究條件。目前，我國中小型全液壓清掃車除與汽車底盤改裝的清掃車存在同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車質(zhì)量大、外形不夠美觀等缺點。另外國內(nèi)的清掃車在以 下幾個方面有待改進：如在高可靠性上，設(shè)備的高可靠性就是指某種設(shè)備的可靠程度，即在其正常使 用當中的無故障間隔時間的長短。國產(chǎn)工程機械平均無故障間隔時間為150小時--300小時。而國外工程機械都在600小時-2000小時。我國工程機械的平均使用壽命僅為國外同類產(chǎn)品的1/2，甚至不到1/2。因此目前的首要工作是解決產(chǎn)品經(jīng)久耐用的問題，提高可靠性的各項指標。就工程機械的重要品種清掃車、裝載機、推土機、挖掘機等而言，這個指標和國外同類產(chǎn)品相比，差距還是非常大的。用戶和廠家的想法往往相悖，用戶是買進一臺設(shè)備，首選指標應(yīng)該是可靠性，設(shè)備要能經(jīng)久耐用，不出大故障，小毛病也最好不要有。廠家則認為小毛病無所謂。殊不知，用戶最頭疼的是小毛病不斷的設(shè)備，而對生產(chǎn)影響最大的恰恰也經(jīng)常是出現(xiàn)小毛病的設(shè)備。任何一臺設(shè)備在生產(chǎn)過程中不是單獨作戰(zhàn)，而是既有上線也有下線，一旦因任何一個小毛病而停止作業(yè)，影響工作的還有與其配套的其它生產(chǎn)系統(tǒng)。所以，廠家決不能忽視小毛病的危害程度。小毛病不但是病，而且是影響生產(chǎn)的“大病”， 它直接影響一臺設(shè)備的使用，甚至損害一個廠家的聲譽。國內(nèi)的清掃車產(chǎn)品可靠性不如國外，有三個方面的原因：一是國產(chǎn)基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定；二是制造工藝問題；三是技術(shù)不完善造成先天不足；在多功能上：目前國產(chǎn)路面清掃車基本上是單純意義上的清掃車即只能清掃護欄、不能它用。而從全國許多環(huán) 保部門的需求信息來看，有的需要能清洗道路護欄，有的要求能鏟雪等等；目前的清掃車需要噴水壓塵除塵，在缺水地區(qū)和北方的冬季無法使用；目前的清掃車尾氣污染和噪音污染相對來說都較大。 隨著國家對環(huán)保要求越來越高，人們的環(huán)保意識普遍增強，現(xiàn)有清掃車就將很難適應(yīng)需要。
2.2 生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段落后
由于國內(nèi)清掃車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模都較小，而且掃路機產(chǎn)品批量也較小，所以采用的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段都較為落后，加工的零部件難以有穩(wěn)定的質(zhì)量。此外，我國通用零部件制造水平較低，也影響了掃路機的質(zhì)量。分析其原因主要在材料和設(shè)計上。所以對清掃車易磨損件材料的研究和合理設(shè)計，提高易磨損件的耐磨性也是提高我國清掃車可靠性必不可少的工作。因此提高清掃車外觀質(zhì)量。國產(chǎn)清掃車的老面孔仍未得到徹底改變，尤其是油漆的光澤性、附著力、抗沖擊、硬度、耐候性和彎曲性能等還存在不小差距，特別是耐時性上不過關(guān)，新車放不到3個月就失光、退色。
2.3設(shè)備的舒適性的差距
設(shè)備的舒適性是指駕駛員在操作設(shè)備作業(yè)時所感受的舒適程度，包括環(huán)保方面的排放標準和噪聲大小等。有的廠家在駕駛室里安裝收錄音和CD等 音響系統(tǒng)，其實在沒解決設(shè)備噪聲之前，這些都是徒勞的。同理，在沒解決駕駛室密閉問題之前，一切空調(diào)通風換氣設(shè)置都是沒有任何意義的。以清掃車、裝載機、推土機為例，首先應(yīng)該解決噪聲和排放污染問題。因為它不但對駕駛員身心健康有影響，更重要的是對與其配合工作的其它設(shè)備及人群 有影響。而其駕駛室搞成轎車標準其實并不困難。要知道清掃車、裝載機、推土機等工程機械駕駛員 比轎車司乘人員更需要舒適。因為他在非常惡劣的環(huán)境當中不停的作業(yè)。
2.4性能水平的差距
提高性能水平。我國工程機械的整體性能參數(shù)與國外水平差距不是很大，但在舒適性、低污染、施工質(zhì)量以及生產(chǎn)率等指標上都不同程度地落后于國外先進水平15-20年，主要原因是在許多先進的 技術(shù)、結(jié)構(gòu)、材料及工藝上存在著差距。
從上述國內(nèi)清掃車的發(fā)展現(xiàn)狀簡要介紹可以看出，我國清掃車與國外清掃車相比，存在較大差距，主要表現(xiàn)在：從產(chǎn)品構(gòu)成上看，國產(chǎn)機械品種、規(guī)格較少，產(chǎn)品缺乏系列化：我國對清掃車機械的開發(fā)、生產(chǎn)起步較晚，近年來，隨著高速公路通車里程的不斷增加，清掃車的研制開發(fā)工作才逐漸為有關(guān)方面重視。
第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計
一 工作原理及主要機構(gòu)
1 工作原理
圖表 1
如圖所示，1是導桿，2是上槽蓋板，當進行清掃作業(yè)時6電機帶動3工作滾軸轉(zhuǎn)動并且配合5液壓泵使4下槽蓋板以上的機構(gòu)沿著1導桿上下運動。7是支撐板。8是水平支撐導槽，9是懸掛支撐用以掛在清洗車上。
2 主要機構(gòu)
水平推出機構(gòu)8
護欄清洗裝置位于車子上，為便于在公路上行走，清洗裝置要裝在懸掛裝置的支架上，不寬于車寬；其示意圖如下圖所示。在水平支撐導曹上有緩沖裝置用以緩沖與護欄擠壓。如圖
垂直升降機構(gòu)
垂直升降機構(gòu)，如下圖所示。利用液壓泵5以及連接機構(gòu)A帶動整個洗刷裝置的垂直升降。
二 設(shè)計要求
1．由于設(shè)計的裝置要懸掛在現(xiàn)有的灑水車底盤上，由于現(xiàn)有的灑水車形式多樣，因此整套裝置要有很強的通用性，可以和大多數(shù)的灑水車配合。
2．工作是主要有兩個動作，即旋轉(zhuǎn)和垂直動作，豎直位移。
3．護欄高度1m,
4．要求操作系統(tǒng)簡單，效率高
6．整體質(zhì)量不能太大，但結(jié)構(gòu)必須滿足強度要求。
7．設(shè)計成本不能太高，要進行經(jīng)濟可行性論證
三 方案討論
1 清洗裝置的討論
1）清洗裝置是箱子即清洗箱
2）清洗裝置是固定式即長臂清洗機
以上兩種種設(shè)備是目前最具代表性的兩類產(chǎn)品，從其應(yīng)用，技術(shù)方面都有各自的優(yōu)缺點。
第一類，結(jié)構(gòu)簡單，成本低；但是不能很好的清洗到高一點的護欄。工作時工作速度較高。
第二類：克服了第一類的缺陷，而且可清洗多種類型的護欄。但是它不靈活，自由度不夠，不能上下運動在清洗的過程中，清洗不夠清潔。工作時效率很高
綜合以上種布局形式各自的優(yōu)缺點，我們的布局方式采用懸掛式裝置，并且能夠在清洗工作過程中垂直方向上有上下線運動這樣不僅能清洗到高一點的護欄同時能保證清潔度。
2 清洗裝置傳動方案的選用
（1）轉(zhuǎn)動軸方案選用
1）齒輪傳動
齒輪傳動第一結(jié)構(gòu)上會增加總體的設(shè)計重量，第二會增加成本。但是傳動效率高。
2）鏈輪傳動
鏈輪傳動在工作過程中很容易出現(xiàn)卡鏈，斷鏈子，維修不方便。但是設(shè)計簡單經(jīng)濟。
通過上兩個方案比較，我們采用帶輪傳動更合適。經(jīng)濟又簡單而且減少了設(shè)計總體重量
（2）垂直運動方案選用
1）曲柄滑塊機構(gòu)
由于此清洗機構(gòu)比較小巧所以這方案不適用
2）液壓機構(gòu)
液壓機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠輸出較大的力來使整個清洗機構(gòu)上下垂直運動維修也比較方便裝配起來也比較簡單。所以我們選用液壓機構(gòu)來實現(xiàn)垂直方向上的運動 。
第三章 設(shè)計計算
一刷毛的設(shè)計
毛刷的設(shè)計
根據(jù)毛刷的工作要求，毛刷選用國產(chǎn)的尼龍66做成的尼龍絲均布在旋轉(zhuǎn)軸上，分布間隙為0.2，其彈性模量
⑴．尼龍絲個數(shù)N的確定可采用先把整個軸按高度分層，再求每個層的尼龍絲個數(shù)。
具體計算如下：
初定旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)徑，長度,尼龍絲的直徑為4mm,以間隙0.2分布在其上：
a.軸的一圈上尼龍絲的個數(shù)n
b.旋轉(zhuǎn)軸上分布的尼龍絲層數(shù)f
則：尼龍絲的總個數(shù)N為：
⑵.旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)工作時，清洗護欄的尼龍絲發(fā)生變形，其發(fā)生變形的尼龍絲在旋轉(zhuǎn)軸清洗一周時，從OA到OC,其變形如圖3.3示：其中最大變形時，護欄離旋轉(zhuǎn)軸的中心距離為17mm。
圖3.3
即OA=OC=20mm,OB=17mm
那么在這一瞬間發(fā)生變形的尼龍絲個數(shù)為：
⑶從任一根軸上抽取一根尼龍絲作為研究對象如圖3.4示：
圖3.4
可假設(shè)尼龍絲是一個懸臂梁，在自由端受集中力F作用，可用如圖示的撓度公式求解尼龍絲所受的力F。
而此時：
尼龍絲的轉(zhuǎn)動慣量I為：
即
⑷假設(shè)尼龍絲在與護欄相接觸的過程中，都發(fā)生最大變形，則在一根旋轉(zhuǎn)軸上，參與變形的尼龍絲個數(shù)與F之積為刷洗裝置要工作，電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所提供的徑向力。則總的徑向力為：
此時旋轉(zhuǎn)軸的力矩M為：
（其中r為護欄離中心的距離）
二電動機的選定
知道了旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩M，而旋轉(zhuǎn)軸由電動機驅(qū)動。其中電動機帶動三個旋轉(zhuǎn)軸。
由
Q=192.06N.m
我們選用大力矩電機來驅(qū)動電機型號Y80M1-4Z重量為17Kg其輸出力矩完全符合要求。
大力矩電機的主要參數(shù)如下
型號 Y80M1-4Z
功率 0.55kw
馬力 0.75hp
電流 1.5A
轉(zhuǎn)速 1390r/min
效率 73%
功率因素0.76cosф
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 2.4
堵轉(zhuǎn)電流額定電流 6.0
重量 17kg
三 支撐導槽設(shè)計計算
對支撐導槽的要求
⑴能夠支撐清洗機構(gòu)的重量
⑵有一定的緩沖能力
⑶可方便安裝
支撐導槽的設(shè)計參數(shù)
長度為800mm
支撐導槽內(nèi)置緩沖彈簧用以緩沖與護欄的沖擊
假設(shè)彈簧的k=20,彈簧的長度x為150mm
那么彈簧的緩沖力F=kx=20x15=30N
假設(shè)直徑為D=30mm當工作壓力達到100Pa時彈簧壓縮變形λ=30mm,設(shè)計彈簧絲的直徑d和彈簧圈數(shù)n。設(shè)彈簧的許應(yīng)剪應(yīng)力[τ]=150Pa,剪切彈性模量G=80MPa.
P=Ap=
彈簧絲直徑可按下式初選為
則
，取n=15
假設(shè)清洗機的總體重量為100kg,支撐導槽的橫截面積是2700mm，[t]=40MPa
校核尺寸
所以符合要求。
四 液壓泵的選擇
確定液壓泵的最大工作壓力
式中 ——垂直升降清洗機最大工作壓力
在本系統(tǒng)中，最高壓力是液壓缸垂直運動時：
則液壓泵的工作壓力為：P=15600Pa
所以選用液壓泵YTT32-800
液壓泵的主要參數(shù)
公稱力 8000KN
頂出力 1600KN
液壓體最大壓力 25MPa
頂出活塞最大行程 450mm
五 帶輪傳動的設(shè)計計算
電機輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸輸入軸采用帶輪傳動。以下為帶輪傳動機構(gòu)的設(shè)計過程。
帶條設(shè)計
1）帶輪尺寸
小帶輪尺寸
設(shè)計為d=80mm
大帶輪尺寸
設(shè)計為D=160mm
2） 實際傳動比
這樣子工作軸的轉(zhuǎn)速就不會太高從而毛刷與護欄的撞擊力不會太大（以防毛刷損壞過快）
總結(jié)
通過上面的介紹，我想大家對我的設(shè)計有了比較系統(tǒng)的了解，該設(shè)計結(jié)合目前國內(nèi)同類產(chǎn)品的設(shè)計要點，我個人主要從結(jié)構(gòu)上入手，結(jié)構(gòu)上采用立式清洗機構(gòu)，液壓泵帶動清洗機構(gòu)上下運動以保證清洗的潔凈度，電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動毛刷旋轉(zhuǎn)達到清掃的目的。并采用了緩沖裝置在水平支撐導槽上用以緩沖減少與護欄的沖擊，使得操作性更好。由于經(jīng)驗不足，難免存在有些參數(shù)選擇不合理，計算不準確的情況，但是主要是通過這次設(shè)計，我經(jīng)歷了一個完整的設(shè)計過程，在設(shè)計過程中我遇到各種困難，但是在老師和同學們的大力幫助指導下還是克服了種種難關(guān)，最終完成了畢業(yè)設(shè)計，這是本次設(shè)計我最大的收獲。
設(shè)計體會
通過三個多月的努力，畢業(yè)設(shè)計總算如期完成，圓滿完成了大學的最后一次大作業(yè)，這次設(shè)計，是對大學四年所學知識的一次綜合應(yīng)用，也是為以后走上工作崗位，適應(yīng)未來工作的一次大練兵。通過這次設(shè)計，明確了一個完整的設(shè)計過程所必需的幾個階段和每個階段必須完成什么樣的工作，一個設(shè)計從開始到論文發(fā)表，大致要經(jīng)歷以下幾個階段：
1）資料收集階段，收集資料可以通過各種方式，各種渠道。首先要進行市場調(diào)查，了解產(chǎn)品的研究背景及發(fā)展概況，從而明確設(shè)計的意義和目的明確本次設(shè)計要在原有的基礎(chǔ)上作何改進，客觀分析產(chǎn)品的市場前景，從而定位產(chǎn)品的最大設(shè)計成本，這樣設(shè)計出來的東西才有意義，將來才會有很高的市場占有率。
2）設(shè)計計算階段，這是設(shè)計的重點，這個過程的完成要進行大量的計算，包括對每一個零件尺寸的計算及強度剛度的校核，每一個標準件的選取及各種參數(shù)的確定都離不開大量的計算，各種參數(shù)的確定都離不開計算說明，這個過程完成的好壞直接說明了大學四年所學課程的掌握情況，可以說沒有扎實的知識就搞不好這次設(shè)計。通過這個過程的訓練，培養(yǎng)了我嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，因為設(shè)計中的每一個數(shù)值的得來都必須有根有據(jù)，不能隨意捏造。
3）試驗階段，每一個設(shè)計出來的產(chǎn)品都不可能一次到位，還要進行大量的試驗，通過試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在實際使用過程中所存在的各種問題，然后再進行修改，如此反復(fù)，才能使產(chǎn)品性能更加良好，才能有更好的經(jīng)濟效益。
致謝
本設(shè)計能夠順利的完成得到了院系領(lǐng)導老師的大力支持和幫助，在導師教授的悉心指導和殷切關(guān)懷下完成的。導師淵博的學識、嚴謹求實的作風、海納百川的胸懷使我終生受益，值此論文完成之際，謹向?qū)煴硎局孕牡母兄x!
在論文的完成過程中，許多老師、同學和朋友都給與了無私的關(guān)懷和幫助。設(shè)計過程中，李老師一并幫我分析遇到的種種困難。一直支持，鼓勵我要有解決問題的信心，不僅在理論上更深了解相關(guān)知識，并使之在實際應(yīng)用的知識有了更進一步的認知。使設(shè)計得以順利的完成。同時，和同學們之間的相互探討也使我獲益匪淺。在此，對他們表示由衷的感謝！
最后，要感謝母校所有老師，四年來他們給了我無盡的關(guān)懷，他們精心的栽培為我以后的學習工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻
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XXXX大學
畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表
學號 姓名 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 街道護欄清洗機
評價項目
評 價 內(nèi) 容
選題
1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的；
2.難度、份量是否適當；
3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。
能力
1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；
2.是否有綜合運用知識的能力；
3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力；
4.是否具備一定的外文與計算機應(yīng)用能力；
5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。
論文
（設(shè)計）質(zhì)量
1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴謹合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學；技術(shù)用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；
2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；
3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。
綜
合
評
價
論文選題符合培養(yǎng)目標要求，能體現(xiàn)學科專業(yè)特點，達到了綜合訓練的目的。該生具有較強的文獻查閱、資料綜合歸納整理的能力，能在設(shè)計中熟練運用所學知識，設(shè)計方案可行，工作量飽滿，論文質(zhì)量符合本科生畢業(yè)設(shè)計要求。
同意參加答辯。
評閱人：
2012年 5 月 30 日
XXXX大學
畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見
學號： 姓名： 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 27 頁 圖 表 6 張
論文（設(shè)計）題目： 街道護欄清洗機
內(nèi)容提要：
街道護欄清洗機通過電機帶動轉(zhuǎn)動工作軸旋轉(zhuǎn)以及液壓泵帶動液壓泵連接件
上下垂直運動來實現(xiàn)清洗機的清洗工作。此機構(gòu)不僅能達到清洗的最佳效果，而且能夠
清洗高一點的不規(guī)則的護欄。其通用性強，裝配，維修都比較方便，操作簡單，還可以
根據(jù)實際需求來調(diào)節(jié)清洗的初始高度。該機構(gòu)可以與普通的街道灑水車或者其他的一般
裝載車相結(jié)合，可掛在車的兩側(cè)。
指導教師評語
同學在畢業(yè)設(shè)計過程中，態(tài)度認真，查閱了大量的相關(guān)資料，并對設(shè)計任務(wù)作了認真的理解與分析，通過多種設(shè)計方案的比較，從中提出了一個切實可行的設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上，很好地完成了車載式道路護欄清洗機構(gòu)設(shè)計工作：應(yīng)用SolidEdge軟件完成了機構(gòu)的三維建模；應(yīng)用AutoCAD軟件按國家標準繪制了裝配圖和大部分零件圖；工作量適當，論文立論正確，論述清楚，圖紙符合設(shè)計要求。
同意參加答辯。建議評定成績?yōu)椤爸小薄?
指導教師：
年 月 日
答辯簡要情況及評語
答辯小組組長：
年 月 日
答辯委員會意見
答辯委員會主任：
年 月 日
洗衣機
來看一下渦流式全自動洗衣機的構(gòu)造。這種洗衣機有各種各樣的型號，其基本構(gòu)造如圖4.4所示。
洗衣機之所以能兼具洗條和脫水的功能，是因為它有一個雙層水槽。在積滿水進行“洗條”和“漂洗”時，振動機旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生水流。脫水時，只有內(nèi)槽快速旋轉(zhuǎn)，將衣服中的水甩出。
最近漸漸流行的“離心式洗衣機”不是振動機旋轉(zhuǎn)，而是內(nèi)槽旋轉(zhuǎn)。當內(nèi)槽旋轉(zhuǎn)時，該作用力使衣服貼近內(nèi)層。由于水和洗條劑會從內(nèi)槽的空洞向外甩出，因此能快速從衣服中穿透，用這種沖擊力去除污后。這種機器的另一個好處是由于在水中衣物不會纏繞，因此不必擔心衣物扭曲,變形或壞掉。
下面看一看不同類型的洗衣機！
也許很多人認為洗衣機中的水是在以同樣方式旋轉(zhuǎn)。事實上洗衣機的水流方式也有多種類型。
渦流式
這種類型洗衣機利用振動機的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦流，從而祛除污后。有的新型洗衣機能使渦流上下反復(fù)旋轉(zhuǎn)，從而使污后更容易祛除！
攪拌式
這種洗衣機在底部有一個看起來像螺旋槳的帶有葉片的軸，它會反復(fù)地反方向轉(zhuǎn)動，將水攪動起來，然后水的作用力將衣物中的污后祛除。它具有使衣服不易纏繞，并能均勻清洗的優(yōu)點。
滾筒式
在開有許多小孔的圓筒中，有突出的板子。外圍的滾筒旋轉(zhuǎn)時，板子將衣物抬起，下落是時的沖力將污后祛除。
離心力式
就像我們前邊所說的那樣，旋轉(zhuǎn)的內(nèi)槽將水和洗條劑從內(nèi)槽壁推出。從內(nèi)槽向外甩出的力叫做“離心力”，這也是“離心力”這個名字的來源。這種洗衣機由于是內(nèi)槽旋轉(zhuǎn)，因此水會從內(nèi)槽猛地向外部噴射，然后又會回到內(nèi)槽中，不斷地循環(huán)往復(fù)。正是這種循環(huán)清潔了衣物！
1930年，在日本，人們第一次開始使用洗衣機。不過，當時的售價還很高，并沒有普及到一般家庭。
在以前的洗衣機中，安裝了現(xiàn)在看起來有些可笑的部件。機器有兩根滾軸，夾住洗條衣物，把水擠出來。由于采用的是手動旋轉(zhuǎn)把手后滾軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)造，所以需要相當大的力氣，不過在當時它還是非常便利，此后，這種滾軸式脫水機大約被使用了長達30年之久，一直到離心式脫水機出現(xiàn)為止。
1953年,渦流式洗衣機的原形分流式洗衣機在日本上市銷售。這種洗衣機就像現(xiàn)在所見的渦流式洗衣機的哥哥。由于這些洗衣機的價格低廉，使用洗衣機的家庭漸漸多起來。1968年，全自動式洗衣機登場，此后洗衣機變得愈加方便了。
洗衣機有許多種類。你們家里用的洗衣機屬于哪一種類型呢？
全自動式
全自動式洗衣機通過雙層的水槽接連進行洗條，漂洗，脫水。你需要做的就是將洗條劑和衣物放入洗衣機，之后洗衣機會自動進行清洗。還有一種可以烘干衣物的新型的全自動洗衣機。
雙缸式
這種洗衣機進行洗條的部分與脫水的部分分離。雖然脫水時需要將衣物取出更換地方，但卻具有洗條與脫水能同時進行的好處。
滾筒式
滾筒式洗衣機的特點是用水量較少，洗衣店使用的多是滾筒式的。許多歐洲家庭中也使用這種類型的洗衣機。
讓我們制造出世界上最好的洗衣機！
我們應(yīng)該很感激科學家發(fā)明出全自動洗衣機，因為它使洗衣服變成一件容易的事。
科學家仍在努力尋找方法使洗衣機的使用更加便利。另外，科學家們還正在努力，尋找更好的洗條衣物的方法和制造更耐用的洗衣機?，F(xiàn)在洗衣機具有烘干功能，所以你甚至洗后不用進行掛曬，因為它可以自動烘干衣物！太神奇了！
目前科學家正在想方設(shè)法減少洗衣時的用水量。其原因是我們必須珍惜水資源，保護我們的環(huán)境。
你認為未來的洗衣機將會變成什么樣子呢？如果能有可以洗條，烘干，折疊衣物或是能在人穿著衣服時進行洗條的洗衣機的話，該有多方便??！記住。，如果第一臺洗衣機對舊時代的人們是一個夢想的話，那么對未來洗衣機的種種設(shè)想就很可能會變?yōu)楝F(xiàn)實。
讓我們想一想。為什么冰箱會制冷呢？如果先了解一下“汽化熱”這個詞的意思，就會明白它的秘密了。
打針的時候，護士會在注射前用含有酒精的棉球檫拭你的手腕處，這會使你的手腕處有冰涼的感覺。那是因為液態(tài)的酒精在轉(zhuǎn)變成氣體時（汽化過程）將手腕皮膚的熱量帶走的緣故。這種熱就叫做“汽化熱”。
在炎熱的夏天，往院子里灑上水就能變得涼快，也是因為汽化熱作用。水帶走了地面和空氣中的熱量，變成了水蒸氣。
冰箱制冷利用的就是這種汽化熱的交換作用。通過汽熱化將食品的熱量帶走，從而使它變冷，并將熱量排出。這就是冰箱的基本原理。汽化熱是怎樣產(chǎn)生的呢？
冰箱的內(nèi)部構(gòu)造如圖4.5所示。
如果沿著單向的箭頭，就可以了解氣體是以怎樣的流向發(fā)生變化的。靠近壓縮機的箭頭和其它的箭頭描述了氣體循環(huán)的情況。其各自的作用如下：
壓縮機：對氣體加壓，使它變?yōu)橐后w。
冷卻器：將熱量排到冰箱外部。
蒸發(fā)器：減壓，將液體還原為氣態(tài)。這時被帶走的汽化熱上冰箱冷卻。
那么，冰箱是如何進行汽化熱交換的呢？
如仔細觀察冰箱后部，會發(fā)現(xiàn)許多上下環(huán)繞的管子。實際上，冰箱除了門以外的部分，都遍部有充入氣體的管子。這些管子里充滿氣體，當加壓時會變成液體，減壓時又會變成氣體。在從液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的同時，發(fā)生帶走汽化熱的交換作用。冰箱反復(fù)地進行著這種交換流程。
直到20世紀90年代末，冷卻管內(nèi)才開始使用替代氟利昂。但是由于發(fā)現(xiàn)以前使用的“替代氟利昂”對地球環(huán)境不利，所以轉(zhuǎn)而使用其他氣體來代替。目前許多公司正在進一步開展“無氟冰箱”的制造，以更利于環(huán)境保護。
微波爐誕生于20世紀40年代末的美國。第二次世界大戰(zhàn)期間，微波技術(shù)廣泛應(yīng)用在雷達設(shè)備上，因此這一技術(shù)也得到了提高。戰(zhàn)后科學家們用這些知識發(fā)明了第一臺微波爐。事實上正式由于這一歷史原因，微波爐起初被叫做“雷達烤箱”。在那段時間，由于微波爐體積龐大，只有餐館和一些其他的行業(yè)使用。
20世紀60年代，日本制造出第一臺家用微波爐，但在當時只有富裕家庭才能買的起。而如今在許多國家人們都能買的起微波爐了。
有了微波爐，加熱剩飯菜會變的十分簡單。隨著人們越來越多的了解使用微波爐所帶來的便利，微波爐逐漸得到了推廣。接下來讓我們了解一下微波爐是如何發(fā)展的。
微波爐是使用一種被叫做微波的電磁波（所以稱微波爐）加熱食物的。這種微波類似海洋中的水波?？梢栽?秒鐘內(nèi)振動高達24億5千次。
大多數(shù)食物中都含有水分。當水分子在經(jīng)微波照射后會以非?？斓乃俣日駝印Ｒ虼藢⑽⒉ㄕ丈涞绞澄锷虾?，食物中的水分子會通過振動相互碰撞，相互摩擦。摩擦產(chǎn)生的熱叫摩擦熱，而它使食物變熱了。如果用火加熱食物，會從外避開始逐漸變熱，要加熱至內(nèi)部是需要一段時間的。而微波爐通過微波可以很快從食物內(nèi)部開始加熱。
讓我們來研究一下微波爐的內(nèi)部構(gòu)造，看到圖4.8中右上部的東西了嗎？它就是微波爐內(nèi)部被稱作“磁控管”的裝置。加熱食物所用的微波，就是在這里產(chǎn)生的。發(fā)出的微波，通過波導管送入內(nèi)部。
微波爐內(nèi)壁由金屬制成。這是因為如果微波第一次沒有照到食物上，與內(nèi)壁碰撞之后也會被彈回照到食物上。在門上覆蓋有隔板，這樣微波就不會泄漏到外部。
位于微波爐正中央的是轉(zhuǎn)盤。是否注意到在用微波爐加熱時，轉(zhuǎn)盤總是會不停的旋轉(zhuǎn)？
微波通過波導管送入微波爐內(nèi)部時，不管怎樣總會有一些地方照到微波，而有些地方很難照到，產(chǎn)生出差異來。這樣一來，即使對食物進行加熱，也會使得有些地方熱，有些地方?jīng)?。這樣食物就不好吃了。
怎樣才能將微波均勻地照射到食物上呢？科學家反復(fù)研究后發(fā)現(xiàn)，通過轉(zhuǎn)動食物要比試圖改變微波以使其均勻照射更容易解決這一問題。于是就制作了轉(zhuǎn)盤，將食物擺在上面旋轉(zhuǎn)。
看到過雪的結(jié)晶嗎？將雪抓到受中時，有時可瞬間地看到它的形狀，雪晶體呈現(xiàn)以六角形為基礎(chǔ)。比如雪融化成水時就不在是結(jié)晶狀態(tài)了。
大家知道物體有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)吧？大多數(shù)物體都只有這三種狀態(tài)。但是某些物體在轉(zhuǎn)化過程中還保持一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種狀態(tài)。在這種情況下，這種物體雖然以液體的形式存在，但仍然保留著規(guī)則有序的結(jié)晶狀排列。
從很久以前，人們就了解了這一現(xiàn)象。這一現(xiàn)象得到廣泛確認后，從1889年在德國發(fā)表了叫做“流動晶體”的研究報告，距今已經(jīng)100多年了。經(jīng)過長時間的研究和發(fā)表，液晶電視達到了目前的水平。
將釘子放在兩塊磁鐵之間，釘子的兩端會向兩塊磁鐵的方向靠近。與此相同，液晶并非成圓形，而是成細長形狀，通電時具有與電流方向平行排列的性質(zhì)。
在液晶電視機的屏幕中，兩片玻璃之間有許多很小的間隔，分別在里面注入液晶，有紅、藍、綠三種顏色。由于平時液晶都在非活躍狀態(tài)，所以即使有光線從屏幕后面照射過來也不會透光。
然而，當電流在藍色間隔通過時，這個間隔中的液晶活躍起來，并透過光線。這就是畫面怎樣變成藍色的緣故?；旌霞t、藍、綠（光的三原色）光后產(chǎn)生出各種顏色，這一點與顯像管電視機相同，不過是液晶的光通過關(guān)閉或者特過光線而產(chǎn)生不同的顏色。
兩片玻璃的間距僅為千分之五毫米。其空間只是頭發(fā)的千分之一左右。在那里面裝入液晶并讓它按我們的要求運動是很了不起的，而要把兩片玻璃在如此小的空間中毫不彎曲地支撐起來就更了不起了。所以把液晶電視做成30英寸那么小是很難的。
由于這種技術(shù)基于開閉或打開光閥決定是否透光，因此生產(chǎn)液晶電視還存在一個難點，也就是從莫一角度看，屏幕會很暗，但人們找到了解決這些問題的方法，曾被認為不可能的液晶電視機也制造出來了。不知道當你成為大人的時候，什么樣的液晶電視會存在你周圍。