家居門窗清洗器的設計【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 家居門窗清洗器的設計 摘要 本課題設計研究了一種電動水旋式擦玻璃工具，它包括一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿。本玻璃清洗器在擦玻璃的過程中能把擦玻璃時用的水回收后再使用、并使擦后的玻璃無水跡印，且潔凈明亮，它結構簡單，擦洗效果好，輕便，操作，使用方便，成本低，使用范圍廣。 關鍵詞： 回水管接口，使用方便，使用范圍廣 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 of of to it a on to be s In s s in to be to to is is to is is to is 居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 1 緒論 言家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 本設計產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動機傳動盤刷，利用其旋轉擦拭清洗門窗玻璃的電動玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設置有去污清潔劑壓射軟管、自來水導水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長的交、直流電兩用的電動玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車輛、商場及公共場所不同面積不同高度的門窗玻璃清洗 . 現(xiàn)行的門窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗 使用長桿雞毛革 掃拂，或使用水管噴射，往往是灰塵飛揚、或濺水濕身，費時費力仍難以洗凈 ;至家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺、甚至探身窗外，則很不安全。 本產(chǎn)品設計的目的是要提供一種輕巧方便的單手就能操作的交，直流電兩用的電動玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗 ;在水洗沾油污的玻璃時，隨時可向清洗面控制注射去污清潔劑以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗戶外層玻璃 須登高就可有效清洗高處玻璃 題背景 目來源 社會需求 究的目的和意義 現(xiàn)在隨著生活水平的提高，不管是城市還是農(nóng)村，大家的居住環(huán)境都大大提高。農(nóng)村大多蓋著兩層的小洋樓，城市大量高層的居住小區(qū)也不斷涌現(xiàn)。人們生活環(huán)境在不斷提高的同時，一些生活上的問題也暴露出來。 門窗是房子的眼睛，現(xiàn)在人都喜歡給自己的房子選個漂亮的窗戶。獨特的架構、各種各樣的花式玻璃裝扮著房子，可是這些門窗的清潔卻給人們帶來些不大不小的困擾?，F(xiàn)在對于門窗的清洗大多是人工自己動手拿抹布擦洗，往往累人又臟人；而且碰到那些高層的住宅，那些暴露在外的門窗的清洗還伴隨著 一些人身安全問題。 設計一個自動（半自動）的用來清洗家庭門窗的機器。既可以減輕人們的生活負擔，提高生活水平；還能解決那些高空作業(yè)者的安全問題 。 目前市售的擦窗器，大多采用在伸縮桿的前端設置塑料泡沫擦頭而構成。其存在的問題是清潔效率低，操作不方便，特別是用于高層建筑玻璃窗的室外清潔時，不方便操作的問題尤為突出。為解決其擦窗器清潔效率低、不適合高層建筑玻璃窗的室外清潔問題，提供了一種“電動擦窗器”，其采用可展開成一定夾角的上、下支桿并配置裝配盤形清潔刷的電機，而構成一種便于在室內(nèi)操作對玻璃窗外面進行擦拭的電動 擦窗器，并且使玻璃清潔的效率大大提高。 本設計產(chǎn)品涉及一種由交流微型電動機傳動盤刷，利用其旋轉擦拭清洗門窗玻璃的電動玻璃窗清洗裝置，尤其是一種設置有去污清潔劑壓射軟管、自來水導水管、噴嘴，握手柄可多節(jié)接長的電動玻璃窗清洗裝置。適用于家庭、車輛、商場及公共場所不同面積不同高度的門窗玻璃清洗 . 現(xiàn)行的門窗玻璃清洗方法，普遍為手工干擦或水洗 使用長桿家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 雞毛革掃拂，或使用水管噴射，往往是灰塵飛揚、或濺水濕身，費時費力仍難以洗凈 ;至于沾了油污的坡璃，則更難洗凈。對于多層樓房的外層窗玻璃清洗，爬窗臺、 甚至探身窗外，則很不安全。 本設計產(chǎn)品的目的是要提供一種輕巧方便的單手就能操作的電動玻璃窗清洗器，它既能干擦，又能水洗 ;在水洗沽油污玻璃時，隨時可向清洗面控制注射去污清潔荊以及噴射沖洗水流，使之一次洗凈。手持其斜向握手柄，只要將手臂伸出窗外，就可安全清洗窗戶外層玻璃 須登高就可有效清洗高處玻璃。 隨著社會的不斷發(fā)展，科技日新月異人們生活水平越來越高，一些曾經(jīng)只是用在特殊場合或服務于高端的科技技術業(yè)逐漸走進平常生活，服務于人們的日常生活，代替人們勞動。 “ 機器人是傳統(tǒng)的機構學與現(xiàn)代電子 自動化技術相結合的產(chǎn)物 ,是計算機科學、控制論、機械學、電子技術等多學科綜合性的高科技產(chǎn)物 , 是典型的機電一體化產(chǎn)品。它是一種仿人操作 ,可使用于各種復雜環(huán)境。機器人技術的出現(xiàn)和發(fā)展 ,不但可以部分取代人完成各種惡劣環(huán)境下的工作 ,而且將對人類社會產(chǎn)生深遠的影響。 壁面清洗機器人是極限作業(yè)機器人的一個分支 ,其目的是代替人類 ,在核工業(yè)、石化企業(yè)、建筑行業(yè)、消防部門、造船等領域中的危險狀態(tài)下作業(yè) ,具有極其廣泛的用途和很高的使用價值。自從二十世紀六十年代出現(xiàn)以來 ,受到人們的廣泛關注。本文所研究的壁面清洗機器人是用于對光滑 的建筑壁面進行清洗的爬行機器人 ,具有一定實用價值和應用前景。 ” 壁面清洗機器人的運動控制系統(tǒng)設計 閆軍濤，重慶大學。 國內(nèi)外關于門窗壁面清洗器的設計成果已經(jīng)有了很多，但很多都還只處于試驗階段，真正成功開發(fā)成產(chǎn)品的很少?，F(xiàn)在列舉一些國內(nèi)有關這類清洗器申請的專利： 電動玻璃窗清洗器 季照根，專利號 1987; 門窗玻璃擦洗機 畢嗣東 ,中國專利 :002手柄式玻璃窗擦洗機 劉蘭天 . 中國專利 :995玻 璃 兩 面 噴 水 擦 洗 器 沈永革 . 中 國 專利 :003像這些不管是全自動的爬墻式清洗機器人還是半自動的窗玻璃清洗器國內(nèi)外的專利已經(jīng)很多 . 現(xiàn)在主要的研究集中在清洗器的清洗頭上 ,也就是直接接觸玻璃的部分 . “ 噴頭是高壓水射流的執(zhí)行元件 ,噴頭的研究開發(fā)一直是水射流研究的一項重點。近年來 ,隨著高壓水射流清洗技術應用的廣度、深度的不斷提高 ,高壓水射流技術出現(xiàn)了快速發(fā)展的勢頭。旋 轉噴頭以其清洗效率高 ,清洗效果好等特點在開發(fā)與應用中也日益受到人們的重視 ,取得了很大的成就。 ” 高壓水射流清洗技術中的旋轉噴頭 王正欽 ; 管華 ; 劉庭成 ; 北京科技大學機械工程學院 ; 清洗世界 , 編輯部郵箱 2007 年 01 期 導思想及技術路線 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 本課題設計研究的指導思想就是為了解決日常生活中人們家居門窗的清洗工作，目前門窗的清洗大多采用人工手動使用抹布或塑料泡沫擦洗，其存在的問題就是清洗工作很不方便，往往灰塵飛揚或濺水濕身，費時費力仍難以洗凈；對于多層樓房的外層玻璃清洗，爬窗臺、甚至探身窗外，則很不安全。 實現(xiàn)本課題設計目的的具體技術方案是 :電動水旋式擦玻璃工具包括 :一個瓶體上設有回水管接口、瓶口設有噴水頭的噴水器 ;一個內(nèi)設交流電動機、外接桿的清洗頭 ;一個其內(nèi)穿有水 管、電線并連接清洗頭、噴水器的桿 ;噴水器瓶體上回水管接口處內(nèi)設一過濾筒，在過濾筒底部設有粗濾網(wǎng)，瓶體內(nèi)吸管底部設有細濾網(wǎng)，瓶口上的噴水頭接噴水管 ;清洗頭由交流電動機、主動齒輪、從動齒輪及外殼組成，交流電動機裝在電機固定殼內(nèi)，主動齒輪設在電動機輸出軸上，主、從動齒輪嚙合，外殼上設有噴水管接口、回水管接口 ;從動齒輪上各均勻分布三個葉片，葉片與從動齒輪平面夾角小于 45 ;桿上設有手柄，與清洗頭端通過球形連接頭連接 ;手柄上表面設有電源開關，內(nèi)部裝有電池。 本玻璃清洗器結構簡單，擦洗效果好、輕便，操作使用方便，成本低 ，適合廣泛使用。 2 整體方案確定 圖 1 為本清洗器結構示意圖 圖 2 為本清洗器中清洗頭的正視圖 圖 3 為圖 2 的俯視剖面圖 圖 4 為圖 2 的后視圖 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 圖中 :1 一噴水器 2 一回水管 3, 8 一噴水管 4 一噴水頭 5 一清洗頭 7 一球形連接 9一水囊 10 一電源開關 11 一手柄 12 一過濾筒 13 一粗濾網(wǎng) 14細濾網(wǎng) 15 一清洗頭外殼167 一從動齒輪 18 一葉片 19 一主動齒輪 1 一電動機 22一電動機固定殼 23 一橡膠墊圈 24 一球形連接座 25 一從動齒輪軸孔。 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 參閱圖 2, 3, 4，本實用新型中的清洗頭 6 由交流電動機 21、主動齒輪 19、從動齒輪17 及外殼 15 組成，交流電動機 21 裝在電機固定殼 22 內(nèi)，主動齒輪 19 設在電動機輸出軸上，主動齒輪 19 與從動齒輪 17 嚙合，外殼 15 上設有噴水管接口 20、回水管接口 16，從動齒輪 17 上各均勻分布三個葉片 18，葉片 18 與從動齒輪 17 平面夾角小于 45。 參閱圖 1，噴水器 1 的瓶體上設有回水管接口，在接口內(nèi)有一過濾筒 12,過濾筒 12 底部設有粗濾網(wǎng) 13，瓶中吸管底部設有細濾網(wǎng) 14，瓶口上的噴水頭 4 的噴嘴上接有噴水管3，桿 5 上設有手柄 11，與清洗頭 6 端通過球形連接 7 連接，此處只要保證清洗頭 6 有三個自由度的連接都可以 ;手柄 11 上表面設有電源開關 10，內(nèi)部裝有電池，噴水管 8 與噴水管接口 20 相接，帶有水囊 9 的回水管與回水管接口 16 相接。擦玻璃時，噴水器 1 的瓶中裝入干凈水，右手握住手柄 11，左手拿著噴水器 1，打開電源開關 10，交流電動機21 轉動，主動齒輪 19 與從動齒輪 17 嚙合驅動葉片 18 旋轉，球形連接 7 可使從動齒輪17 與玻璃保持平行，因葉片 18 作高速旋轉，葉片 18 下空氣為負壓，吸引從動齒輪 17家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 向玻璃靠近，葉片 18 緊貼玻璃，并能自動調(diào)節(jié)葉片 18 與玻璃的摩擦力，使葉片 18 始終保持高速旋轉，刮走玻璃上的浮塵和污物，在葉片 18 旋轉的同時，左手捏噴水頭 4，干凈水經(jīng)噴水管 3, 8、噴水管接口 20 從外殼巧上的三個從動齒輪軸孔 25 以霧狀噴向玻璃，以軟化和溶解不易刮走的污物，污水隨葉片 18 轉動，在離心力作用下，甩向外殼 15，沿外殼 15 流下，匯集在水囊 9 中，由于噴水器 1 的水瓶中空氣為負壓，吸引污水經(jīng)回水管2、過濾筒 12 回到瓶體中，經(jīng)過濾筒 12 底部的粗濾網(wǎng) 13 及吸管底部的細濾網(wǎng) 14 過濾后的水又可從噴水頭 4 噴出循環(huán)使用，清洗頭 6 走過的 地方無水跡印，且污水回收徹底，玻璃潔凈明亮。 3 清洗頭的設計 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 頭噴嘴的設計 嘴的理論研究 噴嘴是利用噴咀出流的高速射流，吸引并帶動另一種介質(zhì)運動的裝置。高速射流叫做噴射流體，另一種介質(zhì)叫輸送介質(zhì)。噴射流可以是水、空氣或蒸汽，輸送介質(zhì)可以是氣體、液體或固體。在氣力輸送中，噴射流體一般是空氣，輸送介質(zhì)為粉狀物料或與空氣的混合物。本專題研究中，空氣是噴射流體，灑料等 (固液兩相混合物 )為輸送介質(zhì)。 圖 4噴嘴出口 斷面起，至噴射流體（圖中 虛線所示）與噴嘴壁相交的 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 截面止，長度為 一段為進口段，在進口段內(nèi)，壓力維持不變，噴射流體射流將要輸送的流體吸進來。斷面 斷面 間長為 一段，稱為混合段。斷面 至斷面 間長為 L 的一段，是擴流段。 嘴的擴流段 擴流段是用來將流體流動的部分動壓轉換為靜壓的部件，擴流段的擴流角 、斷面比 S 對壓力恢復系數(shù)有決定性的影響。擴流角太小，則擴流管段很長，摩擦阻力大。擴流角太大，則局部阻力損失增大。 根據(jù)經(jīng)驗，擴流角一般取 5在擴流角超過 14后，在擴流段內(nèi)的流動已不能將全部斷面均勻充滿，因此，沿擴流段壁面將會形成更強的旋渦，出現(xiàn)回流區(qū)，使壓力恢復系數(shù)急劇降低。 在計算噴嘴時，可取 =流段長度 L 按右式計算：432 2 嘴的噴咀 噴嘴的噴咀的出口直徑根據(jù)流量 Q 和出口速度 1U 確定，即 111 4 1 . 1 3噴嘴進口段及混合段進 口段長度 L。根據(jù)排氣要求確定。 混合段一般作成圓筒形，前部還有一收縮段。混合段及進口段的內(nèi)徑，是按最小阻力，在取定流速 后，再根據(jù)流量來計算。一般地說， 大使之與 速度差減小，混合損失可以減小。但 小會使局部阻力增大。根據(jù)分析 , 最佳值與 關系為 : 1231 2121 . 4 ( 1 ) ( )1 . 2 由此可求出 3333334 混合段的長度要保證到 面時混合完成，一般取35據(jù)分析，進口段所輸送氣流速度2 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 12231 . 2 ( )由此可求得進口段所輸送氣體的通流面積為： 2222GA u 灑配氣參數(shù)的分析 選定噴嘴后，要想獲得理想的噴灑效果，選擇合適的配氣參數(shù)是（即空氣流量，空氣壓力）是至關 重要的。在噴灑中，空壓機空氣流量 Q、空氣壓力 P 必須匹配選取，他們決定了噴嘴最后出口速度的大小。實驗指出，在噴灑過程中，要保證噴嘴速度00m/s 的高速，才能達到良好的噴灑效果。 圖 4照圖 4混合室面積為嘴出口面積為質(zhì)流量1Q，混合室壓力為合室氣體流量為0Q，大氣壓力為0P，氣體沿管道壓力損失為 P 。忽略泄漏、及至壓縮、介質(zhì)密實度、溫度變化等微小因素，建立基本數(shù)學模型如下。 以氣體為對象，在混合室及噴嘴處，根據(jù)氣體運動方程，有： 00 P Q即0 0 根據(jù)連續(xù)性方程，噴嘴出口速度為： 01 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 故0 1()h p S 故空壓機壓力為 0 1()h p P U S Q 所需空氣流量為： h h h P P P 在噴灑設備中，一般需要安裝減壓閥等裝置，以便凋整使之滿足上訴關系式 對于空氣壓力的調(diào)定，需要綜含考慮以下幾點問題： 空氣壓力不能太大，否則將使工作主泵（螺桿泵）的負載過大 空氣 壓力不能太小，否則需耍選擇過大排量的空壓機 對空氣流量的確定，還需考慮懸浮速度。無論是何種形式的噴嘴，只有當介質(zhì)被壓縮空氣吹動處于懸浮狀態(tài)形成濃密氣流時，介質(zhì)才能在噴嘴中霧化噴射而出。霧化效果直接影響噴灑的均勻程度和附著效果。要使噴嘴正常工作，在混合室內(nèi)，必須有足夠的氣流速度，該速度即懸浮速度，也稱為沉降速度。 參照圖 4徑為當物料顆粒不是圓形時，可用當量直徑表示，其值為 ，其中 V 表物料顆粒體積 )在氣流中受到重力 氣 浮力 w、運動阻力達到力平衡狀態(tài)時，粒子處于懸浮狀態(tài)。即： 3 ()w r 21221242s s A d 式中：s，粒子及空氣重度 圖 4-3 g重力加速度 子以速度在流體中運動時的阻力系數(shù)。 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 子在沉降方向的投影面積。 嘴的噴咀直徑 噴嘴的噴咀出口直徑根據(jù)流量 Q、和出口度速 4U 確定 : 1144 式中，噴射流體 1Q = /m 出口速度 4u =80m/s 1D 噴嘴直徑 1D 5嘴的混合段 混合段為圓筒形，前部還有一收縮段根據(jù)上述分析，混 合段流速 3u 與 1u 的關系為 : 1231 2121 . 4 ( 1 ) ( )1 . 2 1 2 22 1 1G Y Y Q式中 1Y 空氣密度 3m 2Y 清洗液密度 17003m 1Q 空氣流量 m /Q 清洗液流量 m /射系數(shù) Q=870 代入上式： 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 21 1清洗液入口直徑取 12 24 0 . 0 4 3 0 6 . 33 . 1 4 0 . 0 1 2u m m 3 u m s 33 32 2 334433 . 1 4 0 . 0 0 5 8 0 1 . 5 7 1 0 /m s 3 3331 . 5 7 1 0 0 . 3 4 1 04 . 5 6 混合段直徑 33 4 2 0 . 8 取 3D =21合段長度應保證混合完成，一般取 35 105嘴進氣 根據(jù)分析，噴嘴進口所輸送氣流速度 2u 的最佳值與 3u 的關系為 : 23211 . 4 4 /1 . 2 ( )Qu u m 進口段所輸送氣體 的通流面積為 : 4322224 . 9 7 1 0 嘴的口徑 噴頭的噴嘴的出口直徑根據(jù)流量和出口速度1家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 1110 . 21 . 1 3 1 . 1 3 7 . 2 96 0 8 0QD m 所以，取1D=7采用外部混合，此時涂料自料口噴出后的速度必將大于 80m/s 所以此時 自 氣出的氣體只需要將涂料打散即將涂料霧化即可。 洗頭擦盤的設計 本清洗器清洗頭主要結構有 3 塊擦盤以品字 行結構排列。每塊擦盤上有 3 只 擦片，擦片與擦盤見夾角不大于 45，擦片材料可以根據(jù)所需清洗環(huán)境隨時更換 洗頭正中的主動齒輪裝于電動機的輸出軸上 動給周邊的 3 個從動齒輪從而實現(xiàn)擦盤的清洗工作 . 輪傳動 輪傳動機構的特點： （ 1） 齒輪機構是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的傳動機構，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運動和動力。 （ 2） 齒輪傳動主要優(yōu)點：傳動效率高，結構緊湊，工作可靠、壽命長，傳動比準確。 （ 3） 齒輪機構主要缺點：制造及安裝精 度要求高，價格較貴，不宜用于兩軸間距離較大的場合。 輪傳動機構的分類 按軸的相對位置 平行軸齒輪傳動機構 相交軸齒輪傳動機構、交錯軸齒輪傳動機構 按齒線相對齒輪體母線相對位置 直齒、斜齒、人字齒、曲線齒 按齒廓曲線 漸開線齒、擺線齒、圓弧齒 按齒輪傳動機構的工作條件 閉式傳動、開式傳動、半開式傳動 按齒面硬度 軟齒面（ 350硬齒面（ 350 說明： 平行軸齒輪傳動機構又稱為平面齒輪傳動機構 . 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 相交軸齒輪傳動機構和交錯軸齒輪傳動機構統(tǒng)稱為空間齒輪傳動機 構 . 閉式傳動的齒輪封閉在箱體內(nèi)，潤滑良好；開式傳動的齒輪是完全外露的，不能保證良好潤滑；半開式傳動的齒輪浸在油池內(nèi)，裝有防護罩，不封閉。 動的基本要求： 在齒輪傳動機構的研究、設計和生產(chǎn)中，一般要滿足以下兩個基本要求： （ 1） 傳動平穩(wěn) 擊、振動及噪音盡量小。 （ 2） 承載能力大 量輕的前提下，要求輪齒的強度高、耐磨性好及壽命長 根據(jù)本設計要求，選用直齒圓柱齒輪進行傳動，下面對齒輪傳動進行設計及校核。 按齒面接觸強度設計 試算 : 213112 . 3 2 t 1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù) （ 2）計算小齒輪傳遞轉矩 : 5 5 51 1 19 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 4 0 9 6 0 3 . 9 8 1 0T P n N m m N m m （ 3）由表 7 選取齒寬系數(shù)d= （ 4）由表 6 查材料彈性影響系數(shù) （ 5）由圖 4e 按齒面硬度中間值 52大、小齒輪接觸疲勞強度極限l i m 1 l i m 2 170 P a； （ 6）計算應力循環(huán)次數(shù) 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 9116 0 6 0 9 6 0 1 2 8 3 0 0 1 5 4 . 1 4 7 1 0hN n j L 992 4 . 1 4 7 1 0 3 . 2 1 . 2 9 6 1 0N （ 7）由圖 2 查接觸疲勞壽命系數(shù)120 . 8 8 ; 0 . 9 0 ;H N H （ 8）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1，安全系數(shù) S 1， 1 l i m 11 H N S 2 l i m 22 H N S 2）計算 （ 1）試算小齒輪分度圓直徑1入 H中較小值 2 251 3311 1 . 3 3 . 9 8 1 0 4 . 2 1 8 9 . 82 . 3 2 2 . 3 2 6 8 . 3 90 . 9 3 . 2 1 0 3 0t ud m （ 2）計算圓周速度 v 11 6 8 . 3 9 9 6 0 3 . 4 46 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s （ 3）計算齒寬 b 1 0 . 9 6 8 . 3 9 6 1 . 5 5d m m （ 4）計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù)11 6 8 . 3 9 2 4 2 . 8 5d z m m 齒高 2 . 2 5 2 . 2 5 2 . 8 5 6 . 4 1 3th m m m 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 b/h= 5）計算載荷系數(shù) v s， 7 級精度，由圖 5 查動載系數(shù) b100N/表 3 查齒間載荷分配系數(shù)= 由表 1 查使用系數(shù)1； 由表 4 查接觸強度計算用齒向載荷分布系數(shù) 由表中 6 級精度硬齒面齒輪查，適當加大） 由圖查彎曲疲勞強度計算用齒向載荷分布系數(shù) 由 b/h K 故載荷系數(shù) KA v K K=1 6）按實際載荷系數(shù)校正所分度圓直徑， 3311 6 8 . 3 9 1 . 7 2 1 . 3 7 5 . 0 8d K K m m （ 7）計算模數(shù) m 11m d / z 7 5 . 0 8 / 2 4 3 . 1 2 8 m m 按齒根彎曲強度設計 彎曲強度設計公式為 13 212 F a S m 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 （ 1）由圖 3d 查大、小齒輪彎曲疲勞強度極限F E 1 F E 2 6 8 0 M P a ； （ 2）由圖 2 查彎曲疲勞壽命系數(shù)1 0 . 8 8 ; 0 . 9 ;F N F （ 3）計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1112224 2 7 . 44 3 7 . 1 4F N F F P P （ 4）計算載荷系數(shù) K KA v K K=1 5）查取齒形系數(shù) 由表 5 查齒形系數(shù)F a 1 F . 6 5 Y 2 2 . 2 2 6； （ 6）查取應力校正系數(shù) 由表 5 查應力校正系數(shù)S a S 1 . 5 8 Y 2 1 . 7 6 4；。 （ 7）計算大小齒輪 加以比較 1112222 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 0 9 84 2 7 . 42 . 2 2 6 1 . 7 6 4 0 . 0 0 8 9 84 3 7 . 1 4F a S a S 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 小齒輪數(shù)值大。 2）設計計算 53 22 1 . 6 9 3 . 9 8 1 0 0 . 0 0 9 8 2 . 9 40 . 9 2 4m m m 對比計算結 果，由齒面接觸疲勞強度計算模數(shù) m 略大于由齒根疲勞強度計算模數(shù)，齒輪模數(shù) m 大小主要取決于彎曲強度所決定承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)乘積）有關，可取由彎曲強度算模數(shù) 按表12，就近圓整為標準值 m 3，按接觸強度算分度圓直徑1d 7 m m， 由11z d / m 7 5 . 0 8 / 3 2 5 . 0 3 ，取 25 21z 0 幾何尺 寸計算 1）計算分度圓直徑 11d z m 2 5 3 7 5 m m 22d z m 8 0 3 2 4 0 m m 2）計算中心距 12a d d / 2 7 5 2 4 0 / 2 1 5 7 . 5 m m （ ） （ ） 3）計算齒輪寬度 d 0 . 9 7 5 6 7 . 5 m m 圓整，取21B 6 8 m m B 7 3 m m ， 。 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 驗算 5112 2 3 . 9 8 1 0 1 0 6 1 3 . 3 375dF = 1 0 6 1 3 . 3 3 1 5 6 . 0 8 1 0 068 m m N m 合適 動機的選用 根據(jù)本清洗器的設計要求，此電動機裝在清洗頭中，主要用來驅動齒輪傳動帶動擦盤旋轉達到擦洗門窗的目的。所以其體積不應過大，質(zhì)量必須得輕。 擬采用 型電動機，該電機通過改進應該能符合本清洗器的所需工作要求。 查機械設計實用手冊表 10的主要性能參數(shù)如下表： 電動機型號 額定功率載 轉速 r/流 A 效率 功率因數(shù) 390 3 動電流 /額定電流 起動轉矩 /額定轉矩 最大轉矩 /額定轉矩 重量 7 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 4 電動機主軸的設計 作回轉運動的零件都要裝在軸上來實現(xiàn)其回轉運動，大多數(shù)軸還起著傳遞轉矩的作用。軸要用滑動軸承或滾動軸承來支撐。常見的軸有直軸和曲軸，曲軸主要用于往復運動的機械中。本清洗器的設計用的是直軸。 的分類 根據(jù)軸的承載情況可分為轉軸、心軸和傳動軸三類。只承受彎矩，不承受轉矩的軸稱為“心軸”；只承受轉矩，不承受 彎矩的軸稱為“傳動軸”；同時承受彎矩和轉矩的軸稱為“轉軸”。 的材料 軸的常用材料主要有碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價廉、對應力集中敏感性比合金鋼低，應用較為廣泛。對重要或承載較大的軸，宜選用 35、 40、 45 和 50 等優(yōu)質(zhì)碳素鋼，其中以 45 鋼最為常用，為了提高其機械性能，應進行正火或調(diào)質(zhì)處理。對不重要或受力較小的軸，可采用 普通碳素鋼制造。 合金鋼具有較高的機械性能和良好的熱處理性能，但價格較貴且對應力集中比較敏感，多用于有特殊要求的軸。常用的合金鋼有 202038400于要求局部表面有較高耐磨性的軸，如與滑動軸承配合的高速軸，可采用低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火來提高軸頸的硬度。進行表面熱處理和表面強化處理，對提高軸的疲勞強度有顯著的效果。 必須指出的是：合金元素和熱處理對鋼的彈性模量影響甚微，因此用合金鋼代替碳素鋼或通過熱處理來提高軸的剛度，并無實效。此外，合金鋼對應力集中敏感性較高，因此，設計合金鋼軸時，更應注意從結構上設法減少應力集中源和降低應力集中的程度，并合理地提高其表面質(zhì)量。 軸的毛坯一般采用圓鋼或鍛件。直徑相差不大 的階梯軸或光軸，可選用熱軋圓鋼車削而成。對尺寸較大或直徑相差較大的階梯軸，為節(jié)省材料和改善機械性能，以采用鍛件毛坯為宜。 對形狀復雜的軸，如曲軸、凸輪軸等可采用球墨鑄鐵。球墨鑄鐵具有價廉、吸振性家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 好、耐磨性高、應力集中敏感性低等優(yōu)點，但強度低，鑄件質(zhì)量不易控制。 軸設計的主要問題和一般步驟 設計的主要問題 具有合理的結構和足夠的承載能力是軸設計時必須解決的兩個主要問題。 設計的一般步驟 確定許用應力；估算最小直徑、軸的結構設計；軸的強度校核計算。 的結構設計 軸 結構設計應遵循的一般原則：（ 1）軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置；（ 2）軸上零件應便于拆卸和調(diào)整；（ 3）軸應具有良好的加工工藝性；（ 4）盡量減小應力集中；（ 5）受力合理，有利于節(jié)約材料，減輕軸的重量。 軸上零件的定位和固定 上零件的軸向定位和固定 軸上零件的軸向定位和固定以軸肩、軸環(huán)、套筒、鎖緊擋圈、圓螺母、彈性擋圈、軸端擋圈、軸承端蓋及圓錐面等來實現(xiàn)。 上零件的周向定位和固定 為使零件和軸一起轉動并可靠地傳遞運動和動力，周向固定可以用普通平鍵或花鍵聯(lián)接。當要求對中性 好，在振動條件下工作時，可用軸孔間的過盈配合；也可兩者同時采用。在載荷很小時，也可以采用緊定螺釘或銷釘。 段軸徑和長度的確定 軸徑的確定原則 確定各段直徑時應遵循如下原則： 1）有配合要求的軸段應取標準直徑。 2）安裝標準零、部件處的軸段，其直徑必須符合相應的標準尺寸系列。 3）用作定位和固定的軸肩或軸環(huán)，其高度應滿足要求；非定位軸肩的高度一樣取 a1 2 4）應當有利于軸上零件的裝拆。 長度的確定 軸的各段長度主要根據(jù)軸 上零件的軸向尺寸及軸系結構的總體布置來確定。 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 軸的強度計算 按扭轉強度計算 33 5式中 d 軸的直徑， T 軸傳遞的轉矩， N ， 69 1 0 ； P 軸傳遞的額定功率， 軸材料的許用切應力， 見機械設計實用手冊表 4n軸的轉速， A 系數(shù)，見表 4 按彎扭合成強度計算 12 23 2 24 40 . 1 0 . 2d d d 式中 d 軸的直徑， 軸在計算截面上的工作應力， M 軸在計算截面上的合成彎矩， N ； T 軸在計算截面上的合成彎矩， N ； 在計算截面上的軸向載荷， N ； 1許用彎曲應力， 見表 4于固定心軸：當載荷平穩(wěn)時，將1改寫為1；當載荷變化時改寫成 0； 0、1見表 4 、 根據(jù)切應力或軸向應力變化性質(zhì)而定的校正系數(shù)， 切應力或軸向應力按對稱變化時 =1， =1 切應力或軸向應力按脈動循環(huán)變化時， 1 0 0 . 6 , 0 . 6 切應力或軸向應力不變時， 1 1 0 . 3 , 0 . 3 ; 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 軸的強度校核 疲勞強度安全系數(shù)校核 1 22 34 式中 1材料的彎曲疲勞極限， 見表 4 M 、 T 軸危險截面上的彎矩和轉矩， N ； W 、危險截面上的抗彎和看扭截面模數(shù)， 3見表 4 、彎曲和扭轉時的平均應力折合為應力幅的等效參數(shù)。 強度安全系數(shù)校核 危險截面安全系數(shù)校核公式： 22m a x m a x m a W 式中 S靜強度的許用安全系數(shù)，見表 4 S材料的屈服極限， 見表 4 危險截面上的最大彎矩和最大扭矩， N ； 用在軸上的最大軸向載荷， N ； W 、危險截面的抗彎和抗扭截面模數(shù)， 3見表 4 A 軸危險截面的面積， 2 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 軸的剛度校核 軸的扭轉剛度校核 軸的扭轉剛度用每迷軸長的扭轉角 來度量。計算公式見表 每米軸長的扭轉角計算公式 實心軸 空心軸 光軸 47350 4407350 階梯軸 47350 4407350 式中 T 軸所傳遞的轉矩， ； l軸受轉矩作用的長度， d 軸的外經(jīng)， 0d空心軸的內(nèi)徑， i 段軸所受的轉矩， ； il、 i 段軸長度、直徑、和空心軸內(nèi)徑， 許用扭轉角。 軸的彎曲剛度校核 軸的彎曲剛度用撓度 y 及偏轉角 來度量。對于一般機械，軸的許用撓度 y 和許用偏轉角 見表機械設計實用手冊表 4 光軸的撓度和偏角的計算公式見表 4于階梯軸，如果對計算精度 要求不高時，可用當量直徑為 l 式中 il、梯軸第 i 段的長度和直徑， 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 5 清洗器手柄的設計 手柄與清洗頭的連接 本清洗器清洗頭與手柄采用 球形連接。采用這種球形連接可以讓清洗頭獲得 3 個自由度，在清洗工作過程中清洗頭可以隨時保持與清洗面平行，緊貼要清洗的門窗。大大提高工作效率，同時也可以讓操作者工作更加輕松，不必呆板的站著保持一個姿勢。因為球形連接的緣故，即使操作手握清洗器手柄隨便走動改變手握姿勢和角度都不會影響到清洗頭擦盤的工作。得益于球形連接的特性，使本清洗器得以最大限度的達到方便于人的宗旨。 手柄支撐桿 根據(jù)實際觀察及設計任務書給的原始數(shù)據(jù)，室內(nèi)門窗高度一般在 用直徑為 50度為 800支撐桿 。桿與清洗頭采用球形連接，內(nèi)部設計成中空的。中空部分有壓射水管及電動機導線穿過，在輕便的前提下還必須滿足足夠的強度，所以建議采用合金鋼制造。支撐桿下端手柄設有電氣開關，控制清洗頭工作的運轉。 清洗液軟管 軟管上端與清洗頭噴嘴連接，噴水管 8 與噴水管接口 20 相接，帶有水囊 9 的回水管與回水管接口 16 相接。擦玻璃時，噴水器 1 的瓶中裝入干凈水，右手握住手柄 11，左手拿著噴水器 1，打開電源開關 10，直流電動機 21 轉動，主動齒輪 19 與從動齒輪 17 嚙合驅動葉片 18 旋轉，球形連接 7 可使從動齒輪 17 與玻璃保 持平行，因葉片 18 作高速旋轉，葉片 18 下空氣為負壓，吸引從動齒輪 17 向玻璃靠近，葉片 18 緊貼玻璃，并能自動調(diào)節(jié)葉片 18 與玻璃的摩擦力，使葉片 18 始終保持高速旋轉，刮走玻璃上的浮塵和污物，在葉片 18 旋轉的同時，左手捏噴水頭 4，干凈水經(jīng)噴水管 3, 8、噴水管接口 20 從外殼巧上的三個從動齒輪軸孔 25 以霧狀噴向玻璃，以軟化和溶解不易刮走的污物，污水隨葉片 18轉動，在離心力作用下，甩向外殼 15，沿外殼 15 流下，匯集在水囊 9 中，由于噴水器 1的水瓶中空氣為負壓，吸引污水經(jīng)回水管 2、過濾筒 12 回到瓶體中，經(jīng)過濾筒 12 底部的粗濾網(wǎng) 13 及吸管底部的細濾網(wǎng) 14 過濾后的水又可從噴水頭 4 噴出循環(huán)使用，清洗頭 6走過的地方無水跡印，且污水回收徹底。 家居門窗清洗器的設計 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 6 噴水器的選用 本設計清洗器主要是方便家居門窗的清洗，綜合