适应于城市住宅小区使用的清扫车总体结构方案设计与分析.docx

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1、毕业设计说明书适应于城市住宅小区使用的清扫车总体结构方案设计与分析机械与动力工程学院学生姓名： 学号： 车辆工程学 院： 专 业： 指导教师： 2017年 6月中北大学2017届毕业设计说明书适应于城市住宅小区使用的清扫车总体结构方案设计与分析摘要清扫车是生活中不可或缺的环保设备之一，随着我国经济的发展，城市化进程的不断推进，城市住宅小区环境物业管理急需加强。而小区由于建筑规划、车辆停放等问题更加增大了清理卫生的难度，因此需要一种方便灵活的小型清扫车，以用来清扫小区路面的卫生，维护小区的环境。本文分析了小区清扫车的清扫机构、吸尘机构以及运动机构，并分析了小区道路清扫车的带轮转速、清扫车速以及旋

2、刷刷转速对清扫结果的影响，做出了较为全面的方案。小区道路清扫车使用了带传动式清扫机构，提高了纯扫式清扫车的清扫效率，也降低了能耗。吸尘机构应用了大功率的抽风机系统。在垃圾的收集方面使用了垃圾斗与收集结合的方式，并用SolidWorks软件进行仿真验证。对清扫系统进行了详细设计与分析，提高小区道路清扫车的性能。关键词：小区道路清扫车，行驶速度，清扫装置，吸尘装置AbstractThe sweeper is one of the indispensable environmental protection equipment in life，with the development of Chin

3、as economy and the advancement of urbanization, the environmental property management of urban residential district needs to be strengthened.The district due to building planning, vehicle parking and other issues more to increase the difficulty of cleaning up health, so the need for a flexible and f

4、lexible small sweepers to clean up the district road hygiene, maintenance of the community environment.This paper analyzes the cleaning mechanism, the vacuuming mechanism and the moving mechanism of the district sweeper, and analyzes the influence of the pulley speed, the sweeping speed and the brus

5、h speed on the cleaning result of the district road sweeper, and makes a more comprehensive plan.The district road sweeper uses a belt-driven cleaning mechanism to improve the cleaning efficiency of the clean sweepers and reduce the energy consumption. The vacuuming mechanism uses a high-power exhau

6、st fan system. In the collection of garbage using a combination of garbage bucket and collection, and use SolidWorks software simulation verification.The cleaning system was designed and analyzed in detail to improve the performance of residential road sweeper.Key words：Community Road Sweeper，Drivin

7、g speed，Cleaning device，Vacuuming device目录1 引言1 1.1 小区清扫车研究的目的及意义1 1.2 国外研究现状及发展趋势12 小区道路清扫车的总体结构方案设计4 2.1 小区道路清扫车的总体组成4 2.2 小区道路清扫车的底盘5 2.3 小区道路清扫车的吸扫方式6 2.4 小区道路清扫车行走系83 小区道路清扫车主要零部件的设计11 3.1 小区道路清扫车的技术参数选择与计算11 3.2 小区道路清扫车功率的分配11 3.3 小区道路清扫车行走系统功率的分析11 3.4 风机运转所需功率分析12 3.5 齿轮的主要参数分析124 减速箱输出轴的设计计

8、算14 4.1 材料的选用及最小半径的确定14 4.2 轴的结构参数分析14 4.3 轴向定位15 4.4 轴上的轴向定位15 4.5计算作用在齿轮轴上的力155 小区道路清扫车旋刷的设计176 小区道路清扫车风机的选择197 小区道路清扫车垃圾收集箱的设计208 总结21参考文献22致谢24第 1 页 共 1 页中北大学2017届毕业设计说明书1 引言1.1 小区清扫车研究的目的及意义路面清扫车作为一种环卫设备，可以完成清扫路面、收集并运输路面垃圾等工作，是具有多功能的高效环保设备。道路清扫车广泛应用于干线公路，市区道路清扫，还用于公园、广场等小面积场所的清扫。另外，路面清扫车在进行清扫工作

9、的同时，也对清扫环境中的空气进行了湿化降尘处理。路面清扫车的工作不但使路面清扫干净，还能为人们提供一个健康优美的的环境，愉悦人的身心健康。另外，良好的路面情况，在一定程度上降低了各种路面交通事故的发生，为城市安全提供了保障。同时，也保护了道路，节省了开支1。 随着我国经济的发展，城市化进程的不断推进，城市住宅小区环境物业管理急需加强。而小区由于建筑规划、车辆停放等问题更加增大了清理卫生的难度，因此需要一种方便灵活的小型清扫车，用来打扫清理城市住宅小区的路面卫生并维护城市住宅小区的优美环境。小区道路清扫车作为城市小区里的一种环卫工具,它的外观在一定程度上也影响着小区和城市优美形象。因此,小区道路

10、清扫车在提高使用性能的同时，也要有美观的造型，维护住宅小区和城市的形象。小区道路清扫车是道路清扫设备的一个重要组成部分，是一种城市环卫系统设施。小区道路清扫车有相对较低的制造价格，并且研制小区道路清扫车的技术也比较简单，但是小区道路清扫车有较高的使用价值，也有较高的清扫工作效率。所以研究和设计出高效率的小区道路清扫车在提高能源利用率、方便人民生活等方面具有极大的意义。1.2 国外研究现状及发展趋势 近几十年来，国外清扫车发展非常迅速，种类越来越多，各生产厂商在采用新技术、新材料、新工艺的同时，不断提高产品的作业性能和操作性能，以适应清理卫生提出的更高要求，增强产品的竞争力2。 对于小型路面清扫

11、车，国外的一些厂家多采用双盘刷、单吸口（双盘刷在车头处）的布置形式，如Schmidt公司的SK-150型、SK-100型，Rolba公司的K-1500型等。这种布置是将两个盘刷放在车前端两侧，吸口位于盘刷中央，吸口与盘刷之间有一定重叠，发动机、风机、垃圾箱、水箱等都放在驾驶室后方，这种布置有利于人行道以及狭窄地方的清扫，机动灵活性高、操作方便。另外还有日本的“丰和”和德国的KUKA公司某些机器采用另外一种布置，它把两个盘刷和吸口布置在车的中部。 一种先进的技术装备的研制，必然经历一个逐步完善的过程。为了拥有先进的科技装备，满足国内市场的需求，国内不少城市从20世纪60年代就着手组织科技力量研制

12、清扫车。虽然到现在我国研制生产清扫车已有50多年的历史，但是与国外发达国家相比，我国清扫车还存在不少差距。我国的清扫车在清扫效率、清扫能力、除尘效果等清扫作业性能方面与发达国家的水平相当，而在清扫车的噪声、排放、舒适性、可靠性、自动调整等方面仍存在较大的差距。国内清扫车的技术主要来源于三方面，一是借鉴国外同类产品的先进技术，并结合我国现有的技术能力以及我国国情，自行开发的产品。二是直接引进国外技术的产品。三是从国家科研院所转让技术，再在生产中进行改进的产品。 总体而言，我国目前并没有专门的道路清扫车技术研发中心，没有专门的自主研发知识产权。再研发上投入的资金也相对比较少，因此使得我国清扫车产品

13、在整体技术水平比较低。而且由于国内清扫车生产企业的生产规模都较小，清扫车产品批量也较小，所以采用的生产设备和生产手段都较为落后，加工的零部件难以有稳定的质量3。此外，我国通用零部件制造水平较低，也影响了清扫车的质量。国外清扫车的扫刷、吸管、风机、吸嘴和风道等磨损件远比我国清扫车的耐磨。目前主导企业正加快新产品的开发步伐，尽快完成原有产品的统型改造，完善产品型谱，实现产品的制造切换和市场切换，提高市场份额，提升市场形象。同时加大投资，实施技术改造工程，以形成制造的核心能力，实现产品质量的提高和制造能力的加强。随着我国不断加快现代化的进程，综合经济实力的不断发展以及劳动力成本的提高，清扫车的发展日

14、趋完善。路面、场地保洁采用清扫车作业已经成为一种趋势，小区清扫车需求也日益提高4。 随着社会经济的发展，国民对环境卫生的要求也越来越高，道路清扫车也不断发展以满足人民需求。目前国内清扫车的发展趋势主要体现在以下四个方面：第一，向多功能化方向发展，国内目前生产的清扫车只能适应单一的工作工况，鉴于目前市场对清扫车的需求信息，开发多功能清扫车将是一个重大发展方向。第二，优化产品的各方面性能，国内清扫车由于技术不完善或者制造工艺存在问题，各方面性能普遍不好。因此国家更应加大力度进行清扫车的研制与投资，积极引进国外先进的技术资源，提高国内产品机械性能和人机交互时的舒适性与安全性。第三，产品应节能、环保。

15、随着国家环保政策的提出，以及人们环保意识的增强，急需开发出一种节能环保的道路清扫车。最后，实现智能化控制，随着科技的发展，电子计算机技术已应用于生活的各个方面，国外的一些公司已经开始对道路清扫车实行智能化控制。因此，我国也应加紧跟上国际的步伐，将计算机技术积极应用于道路清扫车的控制过程中，使今后的道路清扫车实现智能控制，减缓操作员的驾驶压力，并逐步实现无人驾驶。2 小区道路清扫车的总体结构方案设计研究小区清扫车，首先要了解它的整体结构，本章对小区清扫车的整体结构进行了基本分析，并对各部分工作装置进行了方案确定，以满足各功能所需。2.1 小区道路清扫车的总体组成为了保证小区清扫车在进行清扫作业时

16、能够全面有效地清扫工作区域，小区清扫车工作时必须灵活、易于操作。这就要求清扫车的灵活性和通过性良好，同时清扫车整体结构要紧凑、底盘的转弯半径要小5。在满足以上要求的情况下，本课题设计了一款适用于城市住宅小区的小型路面清扫车，总体结构如下图2-1所示。小区清扫车主要由三大部分组成：工作装置、气力输送装置和底盘。该车外形的主要特征是：清扫装置安装在底盘的前下方，前支撑轮与电源之间，可在一定范围内自动调整与地面之间的距离，以方便清扫工作。电动机后置，电瓶电源置放在驾驶员座椅的下方。气力输送管道的一端连接于垃圾收集箱，另一端连接在工作装置上。另外，将缓冲减震装置安装在座椅和电动机之间，以用来减轻震动，

17、提高乘坐舒适度。 （a）二维图（b）三维图1导向轴； 2导向轴固定架； 3六角开槽螺母； 4刷盘； 5纵向传动轴；6底座； 7垃圾箱； 8电动机； 9减速箱； 10底座； 11灰尘过滤器；12大功率抽风机； 13管道； 14电源； 15座椅； 16传送带；图2-1 小区清扫车的总体结构示意图2.2 小区道路清扫车的底盘 小区道路清扫车的底盘总体结构如图2-2所示：（a）二维图（b）三维图图2-2 小区道路清扫车底盘示意图 目前国内清扫车的底盘大多是使用汽车的二类底盘改制而成，只有很少一部分采用专用底盘。本文小区道路清扫车选用的是电动机动力通用底盘，没有行进装置的制造设计需求，确保了行进装置的可

18、靠性和独立性。另外，该底盘保证了小区道路清扫车有较高的最高行驶速度，方便清扫车进行清扫远距离的作业区，使小区道路清扫车有转换作业区速度快的优点，提高了工作效率6。小区道路清扫车采用了单电动机驱动，只配备了一个电动机来完成工作装置的驱动。采用单电动机驱动形式的优点：克服了体积大的缺点，确保了小区道路清扫车的使用性能的需要。另外，清扫工作装置和行进系统在动力上各自独立，减少了小区道路清扫车行进速度和行进操作对清扫工作装置作业效果的影响，从而可以使清洁人员选择最合适的清扫速度来进行有效清扫，提高了小区道路清扫车的工作效率。2.3 小区道路清扫车的吸扫方式本文小区道路清扫车清扫工作装置主要为中置的两个

19、盘刷和后置的一个吸嘴，两者相结合，进行吸扫式清扫工作。小区道路清扫车采用吸扫结合的工作原理，先利用车底装置的左右两个旋转方向相反的盘刷将路边、墙角等工作区域的垃圾输送、集中到车底吸入区的范围，吸入系统的强风力风机工作，会使吸入管道形成近似真空状态，然后由贴近地面的吸嘴经吸管将垃圾吸引输送到车底的垃圾箱中，从而完成对城市住宅小区道路的清洁环保工作。另外，小区道路清扫车的清扫工作范围宽，适应性好，并且对细微垃圾的清扫、输送效果好，工作效率高7。小区道路清扫车的清扫结构如图2-3所示： 图2-3 小区道路清扫车清扫结构示意图小区道路清扫车的两个盘刷安装在底盘前后轮的中间位置，盘刷的刷毛的材质为合成塑

20、料，合成塑料的耐磨性虽然不如细钢丝，但是在进行清扫工作时，合成塑料制成的盘刷比细钢丝制成的盘刷对地面的损害要小的多。而且，合成塑料具有良好的弹性，也具有适合清扫工作的刚度，工作时可以加快微尘垃圾的收集速度，提高小区清扫车的工作效率。当小区道路清扫车处于清扫工作状态时，盘刷应该外伸并且下落，下落至与地面接触，并保持浮动接触状态。当小区道路清扫车在行驶运输状态时，应该减少车辆的宽度，避免刷毛的磨损，就必须将盘刷回收并且提升锁紧，使盘刷与地面有一定高度。所以，盘刷的动作机构必须要灵活，能够实现向外伸张、下放、地面接触和回收提升锁紧的复合动作。 图2-4 小区道路清扫车的吸尘机构二维机构示意图 1-吸

21、管；2-大功率抽风机；3-过滤器；小区道路清扫车的吸尘机构如图2-4，由吸管、大功率抽风机和多滤器三部分组成。该结构的吸管比较短，可以更效率地将垃圾吸入垃圾箱中，并且清扫时工作宽度大、前悬短8。另外，小区道路清扫车的吸尘结构也方便吸嘴的更换和调整，转场运输时有较好的整车通过性，保证小区道路清扫车的清扫工作顺利进行。在进行清扫工作时，吸嘴相对于地面的距离直接影响清扫收集垃圾的效率，因此，吸嘴应能自动保持最佳的离地距离。吸嘴的离地距离通过可调整的拖轮来进行调整，并使吸口可随路面的高低变化而起伏。为了更容易的将垃圾收集吸入吸管，同时也降低风机的排放量，小区道路清扫车采用了吸吹式吸嘴。吸吹式吸嘴的工作

22、原理是：风机排风口分两条道路，利用正风压一路是通向大气，大约占（30-40）%的空气量；另一路通向吸嘴，这样，从小区道路清扫车排风口排除的风一部分排入大气中，另一部分则从反吹风封口吹出，再一次作为载体参与清扫工作。小区道路清扫车采用反吹风可以将路面的垃圾吹动并推至吸风道风口，提高吸嘴收集垃圾的效率，同时也很好的压制了灰尘的四处飞扬，有利于小区优美环境的保持。2.4 小区道路清扫车行走系小区道路清扫车行走系的主要功能是将由发动机传动系传到驱动轮上的驱动扭矩和旋转运动转变为整车行驶和工作所需的牵引力和驱动力；另外行走系还用来支撑整车的重量，承载地面施加给车轮的各种力矩和作用力并将其传递出去，减缓路

23、面对小区道路清扫车的冲击，减轻整车震动，配合转向系保证小区道路清扫车的正常平顺行驶。小区道路清扫车的行走系是底盘的重要组成部分之一。根据汽车的用途及工作环境的不同，行走系的结构也不相同，绝大多数的汽车采用轮式行走系，但在一些特殊用途的专用车上，通常采用特殊的行走系结构形式，如履带式、半履带式、车轮履带式9。小区道路清扫车采用了轮式行走系，如图2-5所示，该行走系通过车轮支撑小区道路清扫车的重量，并通过车轮的滚动来驱动小区道路清扫车正常行驶。该行走系主要包括车桥、车轮、车架和悬架等部分。小区道路清扫车的车架由侧梁和横梁构成，用来安装车身以及行驶所需要的发动机、悬挂、车轴、转向机构及制动装置等底盘

24、单元。小区道路清扫车的驾驶座椅安装在车身的外部，车身不但要提供一个安全、舒适的驾驶环境，还要装载电动机、悬挂等装置，同时还应有减震功能，以防干扰清洁人员正常清洁工作。车桥又称车轴，作用是承受小区道路清扫车的载荷，维持小区道路清扫车的正常行驶。所以选用能装上车轮滚动前进的梁，作为车桥的最基本结构形式10。（a）二维图1-V带轮；2-V型带；3-六角开槽螺母；4-驱动轮；5-驱动轴；6-底座；7-轴承端盖；8-滚子轴承；9-大齿轮；10-密封圈1；11-密封圈2；12-螺栓螺母；13-减速箱；14-电动机；（b）三维图图2-5 小区道路清扫车行走系示意图小区道路清扫车的车轮起着承载整车载荷的作用，

25、位于轮胎和车轴之间，主要包括轮毂、轮辋以及这两个元件间的连接部分。轮毂和轮辋连接方式有盘式和辐式，小区道路清扫车选用盘式连接。盘式车轮的轮毂和轮辋间用钢制的圆盘，多为冲压件。国产轮辋一般有两种：平式和深式。小区道路清扫车的车轮为金属车轮，采用三轮驱动，是三轮式自行小车，前后轮的规格大小也不同。汽车轮胎分为充气轮胎和实心轮胎两种，大型道路清扫车一般选用充气轮胎，小型机械一般选用实心轮胎。充气轮胎又根据有无内胎分为两种，小型道路清扫车选用的为无内胎充气轮胎，前轮轮胎的规格为135.6，后轮轮胎的规格为167.5811。3 小区道路清扫车主要零部件的设计3.1 小区道路清扫车的技术参数选择与计算小区

26、道路清扫车的工作环境为城市住宅小区，路面一般都比较平坦，所以对功率和转弯半径的要求比较低，结构也相对比较简单。小区道路清扫车的主要性能参数如表3-1所示。 表3-1 小区道路清扫车的主要性能参数项目规格电源三元锂电池72V30A电动机Y132M4工作速度1400r/min行驶速度9km/h外形尺寸1600mm800mm800mm3.2 小区道路清扫车功率的分配小区道路清扫车适用于城市的住宅小区，其发动机功率在保证小区道路清扫车正常行驶的条件下，也要满足清扫机构和风机收集垃圾到垃圾箱的需求。所以，电动机功率P的分配主要为三个方面：小区道路清扫车行驶所需功率P、扫地机构所需功率P以及风机所需的功率

27、P。当小区道路清扫车正常行驶、清扫装置不工作时，扫地机构所需功率P和风机所需的功率P都为0，此时的小区道路清扫车可分配功率最高，可以较快速行驶。当小区道路清扫车在进行大量的清扫任务时，车速应降低，分配更多给扫地机构所需功率P和风机所需的功率P，从而更好的完成对小区住宅的清扫工作，提高工作效率13。3.3 小区道路清扫车行走系统功率的分析小区道路清扫车的整车重量约为320kg，对于轮式小车，按照行走轮功率经验数据，当小车以9km/h行驶时，整车每吨重耗用功率为3.56.5kw。所以，小区道路清扫车行驶所需功率P为1.12.0kw14。3.4 风机运转所需功率分析气力输送系统的压力损失由多个部分组

28、成，主要包括：吸嘴的压力损失、垂直管路的压力损失、垃圾吸取的压力损失、垃圾箱的压力损失以及除尘过滤装置的压力损失15。气力输送系统的设计是否合理与气力输送系统的压力损失有重大关系，小区道路清扫车的各个结构组成，对压力损失有很大的影响，压力损失的分析也是设计小区道路清扫车的重要一部分16。小区道路清扫车依靠风机给气力输送系统提供工作压力。如果压损损失过大，就要选用大的风机，所需要的空间也就更大，造成的能源消耗也随之增大。所以，必须合理分析计算小区道路清扫车的压力损失。小区道路清扫车的吸嘴内部机构复杂，是气力输送系统中压力损失最大的装置，因为在小区道路清扫车进行清扫工作时，吸嘴要对气流进行多次改变

29、方向17。携带垃圾的气流会从竖直管道进入垃圾箱，此时管道断面变大，管道内的气流速度随之变缓，而垃圾颗粒因为自身的重量惯性，运动的速度基本不会变化，就会造成两相流的局部压力损失18。小区道路清扫车的风机是小车的重要组成部分，它为整个气力输送系统提供动力，它的工作质量直接影响小车气力输送系统的工作质量，影响小车的工作效率。所以，小区道路清扫车的风机在工作时，提供的风量要多于气力输送系统所需，提供的全压也要足够于压力损失，通常是对风量需求和压力损失乘以相关的设计裕量19。3.5 齿轮的主要参数分析小区道路清扫车的接口传动，选用了直齿圆柱齿轮传动，小型道路清扫车的速度不快，是一般工作机器，所以选用7级

30、精度（GB1009588）。经查机械设计表10-1，选择小齿轮材料为45Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，大小齿轮的硬度相差40HBS。根据小区道路清扫车的发动机转速选取减速箱输出轴转速。发动机转速n为3600r/min，选用减速箱输出轴转速n为1800r/min。设带轮转速为n，计算传动比 i=（n：n）（n：n）=n：n=2 （3-1）减速传动时 z：z=n：n=2 （3-2）该传动为硬齿面传动，无论开式还是闭式，齿根弯曲强度都是决定承载能力的因素，所以齿轮的齿数应少一些，选用小齿轮的齿数为18，即z=18，则大齿轮的齿数 z=zn：n=36

31、 （3-3）经查阅机械设计得知，由承载能力计算，得出中心距a后，应尽可能圆整为整数，个位上尽可能为“0”或“5”。估算两轴中心距离为100，则中心距与模数和齿数的关系式为： （3-4）经计算得出m=3.7，选用m=4；由m=4可以计算出实际的中心距，得a为108mm。分别计算大齿轮和小齿轮的厚度： （3-5） （3-6）4 减速箱输出轴的设计计算4.1 材料的选用及最小半径的确定由于小区道路清扫车并没有特殊要求，所以选用轴的材料为45钢，调质处理HBS为217225MPa，选取HBS为220MPa。为103126，选取为110。 得： （4-1）由轴上有两个键槽，计算轴最小半径 （4-2）经查

32、阅课程设计手册，选取最小半径标准值 （4-3）4.2 轴的结构参数分析各段轴的轴径和长度，可根据轴向定位要求进行确定。其中用来安装轴承的轴的轴径最小，轴径为35mm，选用的轴承为7207C轴承。即 （4-4）经查阅课程设计手册可得，轴承内径、外径和厚度分别为： （4-5） （4-6） （4-7）选取轴承端面到壳体内壁的距离为5mm，齿轮端面到壳体内壁的距离为15mm，大小两个齿轮的端面距离为20mm。小区道路清扫车输出轴的结构尺寸如表4-1： 小区道路清扫车输出轴的总长为： （4-8）选取输出轴的总长为330mm。表4-1：输出轴的结构尺寸内径长度d1=35mml1=64mmd2=40mml2

33、105mmd3=55mml3=20mmd4=40mml4=70mmd5=35mml5=66.5mm4.3 轴向定位中间轴环： 套筒： d=35mm，大端的直径为50mm，小端的直径为44mm。轴承端盖：轴承外圈用相应的轴承闷盖定位（采用凸缘式）。4.4 轴上的轴向定位大齿轮：键149轴承的内圈和轴采用过盈配合；轴承的外圈和壳体孔采用间隙配合。4.5计算作用在齿轮轴上的力 （4-9） （4-10） （4-11） （4-12） （4-13）由上文已知, 计算可求得 （4-14）求比值 （4-15）经查阅机械设计表13-5可知，预选的7308AC型号的轴承e=0.38 （4-16）所以 （y=1.

34、9） （4-17） （=1.1） （4-18）经查阅机械设计表13-6，选取 基本额定动载荷值 （4-19）验算轴承寿命： （4-20）经验算，符合强度要求。5 小区道路清扫车旋刷的设计道路清扫车旋刷的材料有很多，比如不锈钢丝、尼龙丝、合成纤维，还有重合酰胺纤维等。经过一番比较后，发现尼龙丝的弹性好并且寿命长，最重要的是清扫效果最佳，最适合城市住宅小区的清扫工作环境。另外，尼龙丝的制作成本也比较低，而且对地面的损伤比较小。所以，小区道路清扫车选用尼龙丝作为旋刷刷体的主材料，刷体材料为合成纤维、尼龙丝和重合酰胺纤维20。小区道路清扫车旋刷的底座连接着旋刷的工作轴，本设计要求小区道路清扫车的清扫宽

35、度为500mm1200mm，而小区道路清扫车的车宽为600mm，所以清扫的宽度应为600mm1200mm，这样既保证了满足设计小区道路清扫车的要求，也能够保证小区道路清扫车的清扫效率21。小区道路清扫车要求最高除尘厚度不低于20mm，而旋刷的工作轴距离地面的距离是固定的，所以旋刷在固定高度上受到了限制。小区道路清扫车刷体的高度为160mm，可以让小区道路清扫车完美的完成清扫任务。小区道路清扫车的旋刷刷体有固定的倾斜角度，本车设计刷体在旋刷底座的倾斜的角度为45度，而旋刷的底座半径为150mm，因此可以计算得出小区道路清扫车的清扫宽度: （5-1）所以小区道路清扫车的清扫宽度为820mm，满足清

36、扫宽度要求，清扫宽度大于车身，能够清扫到小区道路清扫车行驶的角落，有高效率的清扫能力。小区道路清扫车的旋刷如图5-1所示。 图5-1 小区道路清扫车旋刷小区道路清扫车在进行清扫工作时，旋刷配合风机一起工作。小车的旋刷负责收集垃圾，安装在吸嘴的前下方。当旋刷工作时，会将地面上的垃圾收集并扫向吸嘴；而离心式风机工作时会在管道中产生负压，吸嘴利用管道中的负压将小车旋刷清扫来的垃圾吸进管道当中，经过管道将垃圾收集到垃圾袋中，完成清扫工作22。当清扫尘土比较多的路面时，为了城市住宅小区优美环境的保持，可以使用水喷头对工作区域进行喷雾湿化，这样在清扫时就不会有灰尘四处飞扬的现象，造成环境的二次污染。同时也

37、提高了小区道路清扫车清扫的效率，并且减少了对旋刷刷体的磨损。6 小区道路清扫车风机的选择小区道路清扫车的气力传输装置选用的是叶轮离心式风机，这种风机的叶片数量较少，还有较大的风量以及较低的风压。叶轮离心式风机在工作时，依靠叶轮来传递风机的能量，传递到管道，形成气压，叶轮也是唯一的传递装置，所以叶轮的选择在一定程度上影响了小车道路清扫车风机的工作性能和效率。叶轮的选择主要体现在它的形状、数量以及尺寸。 叶轮内部压力最小的部位为吸气口的吸入面，而压力面最大的则是排气口23。选择一个合适的风机型号小区道路清扫车很重要，合适的风机型号选择需要计算风机的全压、风量和风机的功率，然后查阅风机性能与选用件表

38、或者参考风机样本特性曲线，选择合适的风机型号。过大的风机噪音较大，并且会造成能量浪费，为避免发生这种情况，应该在保证足够的风机风压和风量的情况下，选择比较小的风机24。本次设计中的小区道路清扫车风机各参数值分别是风压值：1050Pa；风量值：1150m/ h；功率：0.78kw。通过查阅风机性能与选用件表和风机样本特性曲线，型号为C6-48型的排尘离心风机， 符合本次小区道路清扫车的设计要求，选用排尘离心风机机号为3.15C，该排尘离心风机的性能参数如下表6-1；另外，本次设计的道路清扫车工作环境为城市住宅小区，工作中垃圾对象主要为落叶、灰尘以及生活垃圾，而C6-48型的排尘离心风机适合应用于

39、排放输送灰尘、纸屑以及较小纤维等混合物的环境25，所以C6-48型的排尘离心风机符合小区道路清扫车的设计要求。 表6-1 C6-48型排尘离心风机性能参数表项目规格转速2500m/min风量1180m/h风压1181Pa内效率1.1kw重量85kg7 小区道路清扫车垃圾收集箱的设计清扫车的垃圾收集箱主要有两种，一种是布袋式，即垃圾布袋。这种垃圾收集箱比较容易脏，并且不容易清洗，需要经常更换，无论人力还是物力都要有较大消耗。另一种是抽屉式，这种垃圾箱空间相对较大，并且方便清扫人员进行垃圾处理。这两种垃圾收集箱都广泛应用于收集灰尘、落叶等垃圾，但经过综合考虑，抽屉式的垃圾收集箱有更高的垃圾处理性能

40、更适合应用于小区道路清扫车，所以选用抽屉式的垃圾收集箱。在小区道路清扫车垃圾收集箱的底部可以设置一个用来承载垃圾的挡板，当抽取出挡板时，垃圾收集箱中的垃圾便会失去承载力，自动排除垃圾收集箱，节省了清扫工作结束后集中处理垃圾的时间，也相应地减轻了清扫人员的工作量26。小区道路清扫车在进行清扫工作时，平均每小时的工作长度为6km，而平均每小时收集的生活垃圾200L左右。为了是工作效率最大化，应该设计大小合适的垃圾收集箱，既要避免垃圾收集箱体积太大造成设计空间浪费，又要避免体积太小造成清扫人员频繁去排出处理垃圾，经过综合考虑，本设计小区道路清扫车垃圾收集箱的长度为400mm，宽度为500mm，高度

41、为600mm，如图7-1所示。正常清扫工作时，小区道路清扫车大约每工作一个小时去集中处理垃圾一次，很好的提高了小区道路清扫车的工作效率27。图7-1 小区道路清扫车垃圾收集箱 8 总结传统的道路清理机械种类繁多，但一般体积较大，并且一年四季不通用，导致年利用率不高，平时的维护保养也带来诸多不便。本文针对城市住宅小区的特殊环境，专门设计一款适用于住宅小区小面积场所的一种道路垃圾清扫车，来爱护住宅小区的环境。本此设计研究取得了以下结果和结论：（1） 结合已学的知识和现有理论，综合分析了小区道路清扫车适用的环境，了解了小区道路清扫车的结构特点；然后对小区道路清扫车进行方案确定，使各个工作装置能够实现功能需求，同时合理的确定小区道路清扫车清扫装置所需的技术参数，对各个工作装置进行设计，使其能够实现各功能所需。（2） 适用SolidWorks软件建立了小区道路清扫车各零部件的三维模型，并且按照实际情况，进行了装配，为保证各零部件的准确安装，也对各零部件进行了干涉检查。同时对工作输出轴进行静力学分析，确定各个工作轴满足工作强度需求。（3） 本次设计通过对小区道路清扫车的传动系统和关键零部件的设计，以及对各装置参数的计算和选定，可以保证