毕业设计论文小型手推式扫地机设计.doc
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1、分类号 xxx 学号 xxxxxxxxxxxxx 学校代码xxxxx 密级 内部 毕业设计说明书手推式扫地机设计学位申请人:xxx学科专业:机械设计制造及其自动化指导教师:xxx答辩日期:独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文作者签名:日期: 年 月 日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定,即:学校有权保
2、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权山西农业大学信息学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文。本论文属于保密, 在 年解密后适用本授权书。不保密。(请在以上方框内打“”)毕业论文作者签名: 指导教师签名:日期: 年 月 日 日期: 年 月 日毕业设计摘 要本设计是手推式扫地机设计,通过调研市场上的各种款式的手推式扫地机,了解其价格,分析其成本判断性价比;并探索手推式扫地机的整体结构及其工作方式。主要是针对宿舍,图书馆,办公室,走廊等平坦的地面方向设计的手推式扫地机,使设计的手推
3、式扫地机轻巧便捷,使用方便,降低了清洁员的劳动力;还能达到造型美观,适应现在潮流适合大众使用。通过对手推式扫地机整体结构分析,尤其对底盘结构寻找出最佳的运动设计结构,能让底盘运行省时省力,顺利的运行。通过对所要设计的手推式扫地机运动状况和所使用的场合情况进行分析,选择出一个合理的运动方案。对手推式扫地机使用场合的分析,对其底盘设计选用最佳的刷头,滚轮,滚动毛刷。对手推式扫地机的推杆进行材料选取,对其握感舒适度和可调节长短进行设计。关键词:扫地机;手推;舒适感;使用方便;全套图纸加V信153893706或扣 3346389411ABSTRACTThe design is hand propell
4、ed sweeping machine design, push type sweeping machine through a variety of styles on the market research, understand the price, the cost price of judgment; and to explore the overall structure and working mode of hand push type sweeping machine. Mainly for the dormitory, library, office floor corri
5、dor, flat design of hand push type sweeping machine, the design of hand push type sweeping machine is light and handy, easy to use, reduces the cleaning staff labor; beautiful appearance can be achieved, to adapt to the trend of the use of suitable for now. Analysis of push type sweeping machine aga
6、inst the whole structure, especially on the chassis structure to find out the best motion design, can make the chassis operation time saving, smooth operation. According to the design of the hand push type sweeping machine movement condition and the use situation analysis, choose a reasonable motion
7、 scheme. Analysis of use cases rivals push sweeping machine, roller on the chassis design and selection of the brush head, the best, the rolling brush. Push rivals push sweeping machine of material selection, the comfort grip and can adjust the length of the design.Keywords:sweeping machine; push; c
8、omfort; easy to use;目 录1 绪论11.1 项目研究背景与意义11.1.1 课题背景11.1.2 课题意义11.2 论文主要研究的内容22 扫地机的整体设计32.1 手推扫地机主要结构32.2 整体设计方案确定33 扫地机运动方案的选择53.1 常见运动方案及分析53.2 运动方案的确定74 扫地机手柄设计84.1 常见手柄结构8 4.2 手柄详细设计85 转向机构设计84.1 常见转向结构8 4.2 转向详细设计86 出灰机构设计105.1 常见出灰机构105.2 出灰机构详细设计107 清扫机构设计137.1 盘刷137.2 滚刷167.3 刮板178 材料的选择198
9、1 手柄、外壳的材料选择198.2 毛刷、清扫机构的材料选择209 总结21致 谢22参考文献23241 绪论1.1 项目研究背景与意义1.1.1 课题背景我国研制扫地机是从20世纪60年代开始的,至今已有55多年的生产历史了,在研制方面取得了迅速的进展。然而对于小型的扫地机研制却起步比较晚,相对研制小型智能扫地机更需要精力和研发成本。目前我国的手推式扫地机设计还不够智能化,相对比较落后,满足不了现代潮流。相对发达国家,我国的扫地机在技术水平,工作效率,能源节省,清扫效果等存在一些差距。扫地机在我国市场上得到了迅猛的发展,但相对与国外,因技术制约和环保意识,我国扫地机市场还是有着一定差距。
10、虽然现在我国的扫地机生产水平已有了一定的进步,性价比会优于进口,然而这不代表我国研制的扫地机做得非常好。我国历年来手推式扫地机设计遇到了一些瓶颈:一、工作可靠性不够强,现今我国的扫地机工作可靠性比不上国外,主要原因有国产基础条件低,例如工作装置的耐用性及其材料的处理工艺有待提高。二、手推式扫地机不够智能化,现在越来越多的清洁能够用机器清洁更好不过了,例如洗手间,厕所等尴尬的地方。三、手推式扫地机外观造型缺乏艺术感,缺乏美观。 如今我国已经逐步踏入现代社会,面临扫地机的这些发展现状,更需要加大投入研制扫地机,提高工作效率,便捷人们生活。以前手动清洁扫把,地拖等清洁方式已不能满足如今工作效率了。对
11、于智能化的扫地机工具,大型的扫地机只适合于清扫大的公共场所,例如公路,广场,效率比人工快好多倍,然而一些小面积的路面走廊,室内还是需要小型的扫地工具,相对与传统效率低的扫把,手推式扫地机最适合不过了,适合可持续发展。 1.1.2 课题意义我国对扫地机研制已有几十年历史了,正因为国家对扫地机研制重视,使得扫地机在现代有了快速的发展。扫地机又朝着自动化、智能化方向发展,随着国内的生活水平不断提高和手推式扫地机价格越来越便宜,因此手推式扫地机走入平常百姓家,并且被越来越多的人所接受。产品也会由现在的初级智能向着更高程度的智能化程度发展,逐步取代人工清洁。 手推式扫地机从用途上看,主要是用于服务人类。
12、手推式扫地机优于人工扫把清扫的地方主要体现在:省时省力,高效率整个清洁过程只需要人用推杆控制,减轻了操作负担;而且噪音非常小,清扫室内过程免受噪音之苦;对地面上粉尘有着相当高的净化率;加上轻便小巧轻松打扫普通吸尘器清理不到的死角。因此研究手推式扫地机对我们生活具有重大便捷意义。1.2 论文主要研究的内容通过调研市场上的各种款式的手推式扫地机,了解其价格,分析其成本判断性价比;并探索手推式扫地机的整体结构及其工作方式。主要是针对宿舍,图书馆,办公室,走廊等平坦的地面方向设计的手推式扫地机,使设计的手推式扫地机轻巧便捷,使用方便,降低了清洁员的劳动力;还能达到造型美观,适应现在潮流适合大众使用。主
13、要内容: (1)通过对手推式扫地机整体结构分析,尤其对底盘结构寻找出最佳的运动设计结构,能让底盘运行省时省力,顺利的运行。 (2)通过对所要设计的手推式扫地机运动状况和所使用的场合情况进行分析,选择出一个合理的运动方案。 (3)对手推式扫地机使用场合的分析,对其底盘设计选用最佳的刷头,滚轮,滚动毛刷。 (4)对手推式扫地机的推杆进行材料选取,对其握感舒适度和可调节长短进行设计。 (5)对手推式扫地机整体结构进行分析,并运用CAD绘图工具进行绘制机械产品装配图。2 扫地机的整体设计2.1 手推扫地机主要结构本次毕业设计的产品是手推式扫地机,主要结构有:1、 手柄。手柄主要在清扫时用来控制清扫方向
14、传递行走力。2、 转向机构。转向机构主要是为了方便改变扫地机的行走方向和各种角度传递行走力。相关部件有万向轮和万向节等。3、 清扫机构。清扫机构主要是为了扫地机在行走的过程中,清理经过的底面和角落。相关部件有盘刷、滚刷、刮板等。4、 清灰机构。清灰机构主要是为了方便倒出清扫的灰尘或者垃圾。2.2 整体设计方案的确定整体设计方案的内容是确定手推扫地机的主要结构组成,主要包括手柄、转向机构、清扫机构、清灰机构的总体结构确定。1、 手柄 手柄主要有三种形式:固定长度手柄、多段组合手柄、可调伸缩手柄。固定长度手柄,制作方便,加工成本低,但是因为手柄长度不可调节使用不如可调长度的手柄。多段组合手柄虽然
15、也可以调节长度,但是不如伸缩手柄方便,且长度规格单一,无法自由调节。所以本设计选择可调伸缩手柄。 A、固定长度手柄 B、多段组合手柄 C、可调伸缩手柄2、 转向机构转向机构主要有两部分组成,一是手柄尾部的万向节,主要是为了传递手柄不同方向的力给扫地机;二是地盘底部的万向轮,主要是为了扫地机行走平衡和自由转向。万向轮又分单轮和双轮。因双万向轮比单轮更稳定,所以此设计选则双万向轮,和万向节。 万向轮 万向节3、 清扫机构清扫机构主要有盘刷、滚刷、刮板等组成。盘刷主要作用是将清扫角落里的灰尘或者垃圾。滚刷主要作用是将灰尘或者垃圾通过旋转推入到收集盒里。刮板的主要作用是挂掉地面上难以清理的灰尘或者垃圾
16、无论是盘刷还是滚刷都有旋转运动,市售的很多扫地机都没有轴承,转动比较费力。为了转动灵活轻松,本设计选用带有轴承的盘刷和滚刷。刮板有固定式的分体式的,并且有的刮板具有弹性设计,可以自动贴合地面,能更大程度的清理地面。本设计选用分体式机构,以便磨损的时候,方便更换,另外选用具有弹性设计的刮板结构,以便更有效的进行清理。盘刷滚刷刮板4、 出灰机构出灰机构分为手动清灰机构,自动清灰机构。手动出灰机构,主要是利用机械结构锁紧出灰口,清灰的时候,打开锁紧结构,让灰尘或者垃圾顺利倒出,清完灰手动锁紧,或者复位出灰口。自动出灰机构,主要是利用机关,或者重力作用在倒灰尘或者垃圾的时候,出灰口,自动打开,清完灰
17、后,出灰口自动复位。为了操作更方便和省力,本设计选择自动出灰机构。 手动清灰机构 自动清灰机构3 扫地机运动方案的选择3.1 常见运动方案及分析手推式扫地机的动力来源是手的推力。所以一个好的运动方案,必须能很好的将手的推力转换成扫地机的清扫运动。主要的清扫运动有两个,一是盘刷的旋转运动,这个运动用于清扫角落以及一些滚刷无法清理到的地方;第二个运动是滚刷的运动,这个运动的作用是将盘刷带过来的灰尘或者垃圾通过滚动的方式扫入收集盒中。盘刷和滚刷的运动虽然都是旋转运动,但是旋转的中心确实彼此垂直的,也就是说手推提供的动力,必须转化成两个彼此垂直的旋转运动,才可以满足设计的使用要求。市场上手推式扫地机常
18、见的运动方案,基本上都是通过行走脚轮带动,滚刷和盘刷。然后通过滚刷和盘刷,将灰尘或者垃圾送进收集盒。其中行走脚轮和滚刷为一体式结构,盘刷靠垂直于它的行走轮直接驱动。具体如下图所示。图3-1市场常见手推扫地机展示图这种方案的优点在于设计紧凑,结构简单,制造成本低。缺点却也是由于它的这种结构造成的,主要问题有以下几点。1、 因为这种紧凑的结构,使其不便于使用轴承支撑,以至于推动扫地机时,需要克服转动副之间的大的摩擦力,以至于使用者的大部分力气都浪费在克服转动摩擦中,让使用变得费力。没有轴承支撑的这种结构,磨损也是非常快的。2、 由于行走轮与盘刷的传动结构盘刷的转速只能由行走的速度快慢决定。这种结构
19、在清理有些边角难于清扫的灰尘或者垃圾的时候,只有反复使劲推动扫地机使盘刷高速经过,才能利用盘刷的旋转力将灰尘或者垃圾撼动。3、 为了把转动传递给盘刷,行走轮不得不做成齿形结构。这种结构由于和地面的接触面积过小,在光滑的底面上会出现打滑的现象。另外显然这种打滑现象,在扫地的时候是不能出现的,不然滚刷和盘刷都无法工作。4、 在宿舍,图书馆,办公室,走廊等地方清扫时难免会遇到纸团包装等异物,如果用这种结构扫地机,当异物通过滚刷时,会出现卡死现象。从而导致行走轮在地面滑动,整个扫地机失去清扫功能。还有一种扫地机,利用带传动或者齿轮传动将脚轮的转动转化成滚刷的转动和盘刷的转动。下图是扫地机的一张原理图。
20、图3-2 扫地机工作原理图行走轮通过与其相连的齿轮将转动传递给滚刷,又通过与其相连的带轮通过皮带将转动传递给盘刷。这种结构布局分散便于加装金属轴承等支撑,可以加装防滑轮避免地面打滑或者卡死,且盘刷经过带传动实现高速转动,清扫能力大幅度增强。本方案结构复杂,制造加工难度和生产成本较上一方案明显偏高。且由于盘刷和滚刷之间的距离过大,中间部分容易出现清扫死角。特别在墙角的地方容易出现!如下图所示:阴影区为清扫死角,清理十分费力。图3-3 扫地机角落清理示意图3.2 运动方案的确定综合上面两种常见运动方案,取其各自优点,得出本设计的运动方案。1、 滚刷的运动。滚刷和行走轮采用刚性连接,采用同轴转动结构
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