王超_移動洗車機.doc

20070403169_王超_移動洗車機 1 前言1.1 移動洗車機的簡單介紹一般來說洗車機是一種很常見的對車輛清洗的工具或者說裝備。以前用戶一般都是將車輛開到固定的地點也就是洗車機所在的地點，對車輛進行清洗。這種固定的洗車方式對商家來說固然是最方便最快捷的經營方式，但是這種洗車方式卻浪費了消費者、客戶的時間，客戶將開車到指定的地點，給客戶帶來了不便。本著以消費者為上帝和最大限度的便利消費者的態(tài)度，同樣也是商家提高自己競爭力的手段，移動洗車機應運而生。移動洗車機顧名思義是一種可以動的洗車機，改變以往洗車固定不動的模式，將洗車機設計成一種類似快餐似的外賣服務，可以進行預定式的洗車。目前這種移動洗車機一般結構較簡單類似家用洗車機，尺寸比一般家用洗車機稍大。同樣也節(jié)省鋪面，一般啊用這種移動洗車機洗車的公司并不設鋪面而是類似訂餐式上門服務。這種洗車機洗車時間很短，一般為10分鐘左右，使用方便快捷。同樣它存在一些缺點，比如：清洗潔凈度不夠、洗車基本上為人為操作耗費人力等等。1.2 洗車機的發(fā)展現狀現在人們經常見到的清洗設備從使用類型上劃分無外乎家用、商用兩種類型。一般來說，家用型清洗設備都是小型的、方便攜帶的，移動便利并且可裝進汽車后備箱。這樣的清洗設別通常是分為三部分。第一部分是儲水設別（也可是直接連接設備，但直接連接設備需要周圍有可直接利用、可連接的水源。而戶外一般很難找到帶有壓力的水源，說以這種情況暫且不論），一般出水設備要求不高，只要符合儲水要求，一般形狀很隨意；第二部分為水處理部分，根據使用要求不同和設計要求，最簡單時只設置壓力出水裝置，只要能夠達到出水的壓力要求即可。但現在很多洗車機都要求節(jié)能或超潔凈處理，所以有的洗車機常常設有高溫處理、霧化處理來對儲存水進行加工以便更好的清洗車輛或者說節(jié)能環(huán)保；第三部分是最后的出水設備，最早的時候只安置一條輸水管，一邊連著洗車機出水裝置另一邊連著水槍，通過水槍把高壓水霧化，人握住水槍對車輛進行噴射清洗。也有一些不使用水槍，選擇一種不但可以進行水霧化而且使其之能夠形成一個相對大的噴射面積并還設有清洗布對車表進行進一步處理。第二種為商用洗車機，商用洗車機一般體型都比較大，需要一個較大的鋪面，清洗車輛更加專業(yè)、更加細致，能夠對車輛進行高速清洗并且能夠達到一定整潔度；一般的商用洗車機為隧道式洗車機，這種洗車機通常具有一個較長的金屬材料焊接的矩形體，一般固定在地面上，地面上鋪設一段較長的輸送軌道。很多隧道式洗車機都安裝有電腦PLC控制系統車輛只要一接觸洗車機的軌道，洗車機就進入特定的程序進行類似套餐的服務?；旧险麄€洗車過程基本不需要人員的參與就能夠完成對車輛的和多操作，比如預清洗、除塵、噴入清洗液、清洗、汽車美容、干燥等等。整個的洗車過程需要耗費大量的水能、電能，洗車費用也普遍偏高。另一種商用洗車機也就是和本課題類似的移動洗車機，這是一種類是外賣式的洗車機，對洗車的環(huán)境和洗車地點基本沒有要求。這種移動洗車機一般結構較小類似家用洗車機，尺寸比一般家用洗車機稍大。同樣也節(jié)省鋪面，一般啊用這種移動洗車機洗車的公司并不設鋪面而是類似訂餐式上門服務。這種洗車機洗車時間很短，一般為10分鐘左右，使用方便快捷。同樣它存在一些缺點，比如：清洗潔凈度不夠、洗車基本上為人為操作耗費人力等等。1.3 選題的目的和意義移動洗車機是一種具有專用高效率高度自動化的清洗車輛設備，目前由于私家車的大量普及，越來越多的私家車需要清洗服務，但現在的洗車機明顯滿足不了市場的要求。過去的那種固定地點的洗車模式終將跟不上潮流而被市場淘汰。移動洗車技術必將是未來的主流方向，所以移動洗車機的研制與改進是十分必要的，也是十分必須的。而本課題的目的旨在對小型移動洗車機的改進與升級，使其變成大型的而又移動方便的類似于可以動的隧道洗車機，他不但能夠保證對車表的潔凈清洗和安全，同樣簡單方便、高度智能、節(jié)省大量勞動力，并且可隨時移動，使洗車具有家用洗車機的便利，同時具有專業(yè)洗車的效果！使用這種移動洗車機必將會取得很好的經濟效益，它不僅具有很高的自動化程度和工作效率以及較高的安全性，而且節(jié)省勞動力，能夠使車表達到一定的潔凈度。 所以說移動洗車機必將受到客戶的歡迎。移動洗車機的該進具有很高的研究意義： 1 移動洗車機是一項發(fā)展投資少、見效快的低成本技術設備，它將會為市場經濟帶來明顯的經濟效益。 2 移動洗車機的發(fā)展促進了我國服務行業(yè)自動化程度的日益完善，同時帶來了技術和裝備上的革新。 3 移動洗車機的使用能夠全面提高洗車效率和洗車質量，大幅度節(jié)省了勞動力。 4 移動洗車機的出現迎合了市場產品的多樣化。2.方案的確定2.1 設計說明當今市場上已經存在了大量種類、式樣的洗車機。但是很多洗車機存在著許多弊端，比如家用的小型洗車機，需要耗費大量的體力，并且對車表進行潔凈處理，往往洗完車，車表任然有很多污漬，不能夠達到目的；隧道洗車機往往又是占用很大的面積，增加大量的成本，同時右不能夠自由移動；所以本課題對移動洗車機進行改進設計。2.2 設計方案的確定 總體設計方案：本課題主要是將洗車機設計的更加人性化，更加實用化。不但要滿足顧客的各種洗車要求而且便利經營者的使用。它的構思來自平板車運載集裝箱，將集裝箱設計成一個微型的隧道洗車機，這樣就完成了一個大型移動洗車機的基本構思。其結構簡圖如下所示：圖2-1結構簡圖2.3 電機的選擇計算 驅動滾刷輪的電機：選擇型號為JO2-22-2，電機的額定功率為2.2 kW , 轉數為299 rad/s ，效率為82.5%，功率因數0.87，起轉滿載轉矩為1.8，最大轉矩為2.2。2.傳輸鏈輪電動機選擇：預選電機型號為 JO2-32-6，電機的額定功率為2.2 KW ，轉數為98 rad/s ，效率為80.5%，功率因數0.76，起轉滿載轉矩為1.8，最大轉矩為1.8。電機校核, 2.1 式中：f汽車的摩擦系數m質量 Kg g重力加速度n轉速 rad/s D鏈輪直徑 m 根據資料查取f為0.01， 2.2 kW P小于2.2 kW ，所選的電機合適。3.鏈條、鏈輪的選擇3.1 水平傳動鏈條、鏈輪的選擇和校核 鏈條的選擇 1 .選擇鏈輪的齒數:由于本處要求高速傳動所以選擇齒數為： 2 .傳動比的選擇由于設計處為傳遞動力，對傳動比要求不高所以選擇的傳動比為： 3 .中心距的選擇在傳動設計中，若中心距不受其他條件限制時，一般可取3050倍的節(jié)距，最大可取，有張緊裝置或者托板時中心距可大于80倍的節(jié)距，若中心不能調整，則中心距約等于30倍的節(jié)距。 4 .鏈的節(jié)距和排數由于本傳動要求的傳動力不高，所以選擇單鏈條。 滾子鏈傳動的設計計算: 1 .已知條件和設計內容傳動鏈設計的已知條件包括：鏈條傳動的工作條件，傳動位置和總體尺寸限制，說選的傳動功率，主動鏈輪轉速，從動鏈輪轉速和傳動比。設計的內容包括：確確定鏈條型號、鏈結數和排數，鏈輪齒數以及鏈輪的結構、材料和幾何尺寸，鏈輪傳動的中心距a、壓軸力、潤滑裝置和張緊裝置等。 2 .設計步驟和方法選擇鏈輪齒數和確定的傳動比一般鏈輪齒數在17和114之間。傳動比按照如下公式計算 3.1 計算當量的單排鏈的計算功率根據鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒數和鏈條排數。將鏈傳動的功率修正為當量的單排鏈的計算 3.2 式中：工況系數;主動鏈輪齒數系數；多排鏈系數傳遞的功率 kW 根據圖表選擇得出： kW 確定鏈條型號和節(jié)距p鏈條的型號根據當量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉速，由資料中查到，然后確定鏈條節(jié)距p kW , rad/s 由上確定選取鏈條為：08A節(jié)距：p 12.7 mm 滾子直徑： mm 內連接內寬： mm 銷軸直徑： mm 內鏈板高度： mm 排距： mm 計算鏈節(jié)數和中心距由于本設計處含有輔助輪，設 mm 按如下公式計算鏈節(jié)數 3.3 為了避免使用過度鏈節(jié)將圓整為偶數鏈輪傳動的最大中心距為： 3.4 為中心距計算系數查表 mm 所算出結果大于預定中心距，所以合理計算鏈速v平均鏈速公式為： 3.5 m/s 計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力 3.6 式中：有效圓周力 N 壓軸力系數，對于水平傳動，對于垂直傳 鏈輪的設計計算:查詢機械設計手冊可知：鏈輪的節(jié)距：與鏈輪的相同，p 12.7 mm 鏈輪齒數：齒鍥角：分度圓直徑： mm 3.7 齒頂園直徑： mm 3.8 齒槽定位圓半徑： mm 3.9 分度角： 3.10 齒槽角： 3.11 齒形角： 3.12 齒面工作最低點至節(jié)距線距離 mm h 0.55,p 6.99 mm 3.13 齒根間隙： mm 3.14 齒根圓半徑： mm 3.15 鏈輪寬度B：外導: 3.16 內導: 倒槽寬度： mm 倒角寬度： mm 大圓角半徑： mm 小圓角半徑： mm 倒槽深度為9 mm 3.2 底盤處傳動鏈條、鏈輪的選擇和校核 鏈條的選擇: 1 .選擇鏈輪的齒數：由于本處要求高速傳動所以選擇齒數為： 2 .傳動比的選擇由于設計處為傳遞動力，對傳動比要求不高所以選擇的傳動比為： 3 .中心距的選擇在傳動設計中，若中心距不受其他條件限制時，一般可取3050倍的節(jié)距，最大可取，有張緊裝置或者托板時中心距可大于80倍的節(jié)距，若中心不能調整，則中心距約等于30倍的節(jié)距。 4 .鏈的節(jié)距和排數由于本傳動要求的傳動力不高，所以選擇單鏈條。 滾子鏈傳動的設計計算: 1 .已知條件和設計內容傳動鏈設計的已知條件包括：鏈條傳動的工作條件，傳動位置和總體尺寸限制，說選的傳動功率，主動鏈輪轉速，從動鏈輪轉速和傳動比。設計的內容包括：確確定鏈條型號、鏈結數L和排數，鏈輪齒數、以及鏈輪的結構、材料和幾何尺寸，鏈輪傳動的中心距a、壓軸力、潤滑裝置和張緊裝置等。 2 .設計步驟和方法選擇鏈輪齒數、和確定的傳動比一般鏈輪齒數在17和114之間。傳動比按照如下公式計算 3.17 計算當量的單排鏈的計算功率根據鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒數和鏈條排數。將鏈傳動的功率修正為當量的單排鏈的計算 3.18 式中：工況系數主動鏈輪齒數系數；多排鏈系數傳遞的功率 kW 根據圖表選擇得出： kW 確定鏈條型號和節(jié)距p鏈條的型號根據當量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉速，由資料中查到，然后確定鏈條節(jié)距p kW , rad/s 由上確定選取鏈條為：10A節(jié)距： mm 滾子直徑： mm 內連接內寬： mm 銷軸直徑： mm 內鏈板高度： mm 排距： mm 計算鏈節(jié)數和中心距： np由于本設計處含有輔助輪，設 mm 按如下公式計算鏈節(jié)數 3.19 為了避免使用過度鏈節(jié)將圓整為偶數鏈輪傳動的最大中心距為： 3.20 為中心距計算系數查表 mm 所算出結果大于預定中心距，所以合理。計算鏈速v平均鏈速公式為： m/s 3.21 計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力 3.22 式中有效圓周力 N 壓軸力系數，對于水平傳動，對于垂直傳動 鏈輪的設計計算:查詢機械設計手冊可知：鏈輪的節(jié)距：與鏈輪的相同，p 15.875 mm 鏈輪齒數：齒鍥角： 分度圓直徑： 3.23 mm 齒頂園直徑： mm 3.24 齒槽定位圓半徑： mm 3.25 分度角： 3.26 齒槽角： 3.27 齒形角： 3.28 齒面工作最低點至節(jié)距線距離 mm h 0.55,p 8.73 mm 齒根間隙：e 0.08,p 1.27 mm 齒根圓半徑： mm 3.29 鏈輪寬度B：外導： 3.30 內導：倒槽寬度： mm 倒角寬度： mm 大圓角半徑： mm 小圓角半徑： mm 倒槽深度為11 mm 4聯軸器，減速器的選擇4.1 聯軸器的選擇本課題需要選擇兩處連軸器：一處為洗車機側洗毛刷和電機之間的連接，此處起動頻繁但不要求扭矩，選擇柱塞聯軸器，根據軸的直徑選擇HL2聯軸器。另一處為洗車機傳動鏈輪處，電機和減速器之間。此處轉矩很大，起動不頻繁，同樣可選柱塞聯軸器，根據直徑選擇HL4聯軸器。4.2 減速器的選擇本課題主要在洗車機鏈傳動處需要減速器并且要求的減數比要求比較大在60左右，說以選擇蝸輪蝸桿減速器。具體減速器通過廠家選定型號，廠家的型號和尺寸如下：圖4-1圖4-25結 論綜合以上的分析和說明，可以對畢業(yè)設計作如下總結： 1 通過查閱各種相關資料，以及各種方案的對比，最后確定了該設計的最佳方案。該方案的設計完全滿足課題和使用要求。 2 通過對各種洗車機結構、細節(jié)的研究，確定了該設計的細節(jié)結構。 3 根據設計要求，完成了對電機、聯軸器等的選擇。 4 完成了鏈條鏈輪的設計。 5 通過使用電腦繪制CAD圖，使得該設計變得更加直觀、明了。參 考 文 獻1 杜君文等.機械制造技術裝備及設計M.2 濮良貴.機械設計.M.出版社.20063 孫桓.機械原理.M.出版社.20064 蔡興旺.汽車構造與原理.M.機械工業(yè)出版社.20045 成大先.機械設計手冊1-5卷（四版）M.6 徐景.新編機械設計手冊M.7 廖念釗.互換性與測量技術基礎.M.8 東北工學院.機械零件設計手冊.M.冶金工業(yè)出版社9 課程設計手冊.M.10 手冊M.機械工業(yè)出版社.200211 王義行.輸送鏈與特種鏈工程應用手冊M.中國工程業(yè)委員會.全國鏈傳動標準化技術委員會.200012 劉紹葉.泵與原動機選用手冊M.中國石化出版社.199113 出版社.M.198914手冊（四版）M.機械工業(yè)出版社.200815 Myers K J, Russell M I, et al. 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