手扶式落叶清扫粉碎一体机——三维设计毕业设计.doc

i 分类号分类号 密级密级 udc 毕毕 业业 设设 计计 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计 三维设计 ii 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导 下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的 地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为 获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究 提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表 示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规 定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权 保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校 可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的 前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名： 日 期： iii 学位学位论论文原文原创创性声明性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的 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后 果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位学位论论文版文版权权使用授使用授权书权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保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 大学可以将本学位论文的全部或部分 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 和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 iv 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计 三维设计 摘 要 据调查现在市场上的大多数城市的环卫工人还在使用最古老的方式去清扫落叶， 并且处理落叶的方式还是焚烧，这使得不仅大气受到污染，是环境遭到严重破坏，而 且造成了资源的严重浪费。与我们国家的可持续发展严重不符，作为 21 世纪新青年， 我们有义务去改变这一现状，所以我们小组便设想出这个想法，将落叶清扫与粉碎结 合成为一体机，大大增加了环卫工人的工作效率和资源利用率，真正意义上的做到学 以致用。 pro/engineer 是 3d 产品设计的行业标准。作为业界领先的生产效率工具，它促 进用户采用最佳设计做法，同时确保遵守业界和公司的标准。集成的参数化 3d cad/cam/cae 解决方案可让您的设计速度比以前都要快，同时最大限度地增强创新力 度并提高质量，最终创造出不同凡响的产品，此产品通过 proe 三维造型的设计可以直 观的看到整个产品的整体结构。 总之，该设计通过一系列的理论设计和实际测试，再加上一系列的图文，最终得 到此毕业设计的完整论文。 关键词：高效率；环保；可持续发展；省时省力；三维结构 v hand-type leaves clean smash one innovative design - the design of the overall structure of design abstract according to the survey on the market now, most fitness devices do not have transformed the human physical function, in people fitness exercise while causing energy waste. through our daily fitness training and teaching practice a combination of mechanical and electronic and mechanical principle of fitness generating unit conducted a preliminary exploratory study. pro/engineer is the industry standard for 3d product design. as industry-leading productivity tools that promote user adoption of best design practices, and at the same time ensuring compliance with the industry standards of the company. integrated parametric 3d cad/cam/cae solutions allow you to design speed faster than before, at the same time maximize the enhanced innovation and improve the quality, and ultimately create exceptional products, the product of three-dimensional modeling by proe design to visually see the overall structure of the entire product. in conclusion, the design through a series of theoretical design and practical testing, coupled with a series of graphic, finally get the graduation design integrity of the paper. keywords: physical fitness; mechanical energy; automatic control; rectification voltage regulator；three-dimensional modeling vi 目 录 1 绪论1 1.1 课题背景.1 1.2 国内外发展现状.1 1.3 选题的设计思想设计方法及改进.2 2 proe 三维造型设计及尺寸设计.3 2.1 外形结构的尺寸设计 3 2.1.1 框架外形结构尺寸设计.3 2.1.2 吸尘口外形及集尘箱外形结构尺寸设计.4 2.1.3 软管外形结构尺寸设计.5 2.1.4 粉碎箱外形结构尺寸设计.5 2.1.5 清扫头外形及中轴外形结构尺寸设计.6 2.1.6 cad 装配图外形结构.6 2.2 proe三维造型设计 7 2.2.1 外形的设计7 2.2.2 框架的设计7 2.2.3 v 形毛刷及吸口的设计和选择9 2.2.4 刀片的设计9 2.2.5 粉碎腔的设计10 2.2.6 集尘箱的设计11 2.2.7 控制箱的设计11 2.2.8 手扶式落叶清扫粉碎一体机的安装12 3 主要功能设计简述.14 3.1 总功能描述14 3.2 实现总功能的方法构想14 3.3 分功能描述14 3.4 创新点归纳15 4 主要机构设计简述.16 4.1 粉碎机构设计16 4.2 电动机构设计16 vii 4.2.1 电机的分类及发展状况16 4.2.2 三相异步电动机的结构及分析.17 4.3 传动机构设计17 4.4 其他机构设计18 5 结论.19 参考文献 20 致 谢 .21 viii 1 1 绪论绪论 1.1 课题背景 随着现代工业的飞速发展，露天焚烧落叶严重影响大气环境质量。 1落叶露天焚烧直接导致大气污染，影响大气环境质量。在秋天，落叶漫天飞舞 的季节，为了尽早完成落叶的处理，环卫工人将大量的落叶直接在大街上焚烧，导致 空中总悬浮颗粒数量明显升高，焚烧产生的浓烟中含有大量的一氧化碳二氧化碳二氧 化硫等有毒有害气体，对人体健康产生不良影响。 2对交通安全构成威胁 露天焚烧落叶带来的一个最突出的问题就是焚烧过程中 产生的浓烟，直接影响公路的正常交通运输，对交通安全构成潜在威胁。机场每逢落 叶纷飞季节都深受落叶露天焚烧的危害，有时大马路能见度低于 400 m，严重影响人们 的正常生活，一旦导致事故，将造成极为不良的社会影响。 3形成新的火灾隐患 近年来，落叶露天焚烧导致火灾事故频频发生。据相关资 料报道，河南省每年因燃烧叶落造成直接经济损失达 10 亿元。在落叶清扫期间，由焚 烧落叶引起的火灾占火灾起数的大部分。据浙江宁波环保部门统计，秋季每个月因垃 圾和落叶焚烧的投诉案例占全部投诉案例的 1020，落叶焚烧投诉案例明显上升， 无论从环境角度还是从安全角度考虑，这一现象都存在潜在危害，应该引起政府和有 关部门的高度重视。 另一方面，我国经济高速发展，人民生活水平逐步提高，在这个信息技术高速发 展的当今社会，高效率生活已经成为了人们生活的主导。同时，各种先进机械的开发 应用，传统的落叶清扫方式已经完全跟不上当今的时代的脚步。我们现在已经进入电 气时代，跟换现有的落叶清扫方式，势在必行。 提高落叶清扫效率，全面实行可持续发展。在新能源的探索日新月异，节能产品 层出不穷的今天，落叶收集粉碎装置无疑是有规模开发条件和商业发展前景的发电方 式之一.同时也是普通民众从点滴做起，贯彻实行可持续发展的典范。 1.2 国内外发展现状 我国粉碎机的研制工作始于 20 世纪 60 年代，70 年代中期开始研究伐区木片生产 工艺设备，80 年代国家设立攻关课题，进行了系统研究，取得了一定成果。进入 90 年 代，木片生产得到了快速发展，粉碎机机制造业也随之进一步发展。目前已至少有 30 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 2 多家生产削片机的厂家，生产 20 多种型号的粉碎机机。我国目前所用的粉碎机机主要 有以下几种型号：（1）bx117c 盘式机;(2)bx1107/4 盘式机;(3)bx116 盘式机;(4) bx1108/3 盘式机;此外，还有极少量的 bx1710b 盘式机和 bx1112 盘式机等。至于粉碎 机，我国常州市林机厂及其它生产企业在 90 年代就曾研制过多种机型，功率一般为 3- 5kw，但都未推广，主要原因都是功率太小，无法满足使用要求。国外生产始于 60 年 代，近年来发展很快，不仅产量迅速增加，而且在一些国家，如日本、前苏联、美国 等国已发展成为木材工业部门中的一个独立体系。在瑞典、芬兰等国则成为木材加工 企业中不可缺少的组成部分。而且国粉碎机的性能也比国内要好一些，这主要表现在 其产品型号齐全，功率强劲，外形美观，操作方便，噪声低，人性化设计等。如美国 的百莱玛设备公司的产品威猛系列粉碎机。其中威猛 bc600xl 型就是一款高产量、大 功率的切枝机，它具有独创的外观设计和驱动系统，具有同类产品中最大的进料口。 1.3 选题的设计思想设计方法及改进 本课题要求设计的落叶清扫粉碎一体机主要用于粉碎树叶等园林绿化废料,粉碎出 的碎料也是用于制造肥料等,对质量要求不高. 故对机器的主要要求是体积小,结构简单, 移动方便和便于操作.针对这些要求,设计飞刀为对称分布的长刀,以满足最大切削直径和 力矩平衡的要求。根据设计要求，进料口和出料口有了改进，刀盘保持一定的厚度加 大其转动惯量，以防止切削过程中刀盘转速波动太大。由发动机的功率要求确定落叶 清扫粉碎一体机的生产能力，计算出合适的飞刀数量和切削功率以及切削力。飞刀的 伸出量能够调整，保证切削质量。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 3 2 2 proeproe 三维造型设计及尺寸设计三维造型设计及尺寸设计 作为手扶式落叶清扫粉碎一体机设计应该把人作为产品和环境设计的出发点，使 其性能、色彩等更好的适应和满足人类的生理和心理的需要，从而使人们在工作中更 安全便捷、舒适的使用。 2.1 外形结构的尺寸设计 因为设计是适用于街道的清扫使用，使清扫落叶更加快捷，环保，避免工作量巨 大而浪费大量人力物力，有做到资源的可持续利用。 出于街道清扫使用的要求，我们整体从体积小巧、尽可能少占空间的角度出发。 2.1.1 框架外形结构尺寸设计 作为底座首先要能够保证整个装置的平衡，使装置不能在使用时因为失衡而造成 使用者的受伤或者其他危险。装置的目的是提高工人效率和环保，因此，装置上会有 一些力的传动装置和发电装置，为了使整体外形的简洁，将传动装置和能量转换的装 置安装在底座上，这样既充分利用了底座的空间又使装置的整体外形显得条理。同时 考虑到使用中可能有小孩或者使用者平时不小心的情况，我们将底座突出的棱或者棱 角都经过倒圆角处理，这样可以使使用者不用担心自己或别人受伤。 因此，将除框架四条棱之外各棱经过倒圆角处理的方型壳体作为框架，这样 技能够满足上面的各个要求又不会使框架看上去过于笨重。 在框架开几个长方形的窄槽，不仅减轻框架的重量还可以便于其他部位的安装。合理 安排各部位的安装，给人的视觉感受更加条理、舒服。如图 2.1.1。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 4 图 2.1.1 框架 图 2.1.2 吸尘口 2.1.2 吸尘口外形及集尘箱外形结构尺寸设计 根据树叶重量的大小确定吸力的大小和吸口流量的大小，然后根据框架整体的大 小确定吸口的大小。如图 2.1.2 集尘箱的大小根据整体来确定，形状可以自由设计使其美观，集尘箱上设计有开 口，材料使用透明的玻璃可以随时观看集尘箱的内部情况，而且要保证开合方便，这 样可以方便集尘箱内的树叶碎片随时倒出，不至于影响落叶粉碎一体机的连续工作。 如图 2.1.3 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 5 图 2.1.3 集尘箱 2.1.3 软管外形结构尺寸设计 软管采用 pvc 塑料制作，强度和韧度都可以达到要求。如图 2.1.4 图 2.1.4 软管 2.1.4 粉碎箱外形结构尺寸设计 根据整体的大小和粉碎叶片大小的选择确定粉碎腔的大小和形状，因为粉碎腔内 有吸力通过，所以要保证粉碎腔与刀片之间的距离不能过大，过大可能使未被搅碎的 树叶进入集尘箱达不到粉碎的效果。如图 2.1.5 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 6 图 2.1.5 粉碎腔 2.1.5 清扫头外形及中轴外形结构尺寸设计 根据树叶重量的大小确定吸力的大小和吸口流量的大小，然后根据框架整体的大 小确定清扫头的大小。清扫头外形如图 2.1.6 中轴外形如图 2.1.7 图 2.1.6 清扫头 图 2.1.7 中轴 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 7 2.1.6 cad 装配图外形结构 如图 2.1.8 图 2.1.8 装配图 2.2 proe 三维造型设计 2.2.1 外形的设计 因为设计是适用于街道的清扫使用，使清扫落叶更加快捷，环保，避免工作量巨 大而浪费大量人力物力，有做到资源的可持续利用。 出于街道清扫使用的要求，我们整体从体积小巧、尽可能少占空间的角度出发， 选择如图 2.2.1 的整体造型： 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 8 图 2.2.1 整体 2.2.2 框架的设计 作为底座首先要能够保证整个装置的平衡，使装置不能在使用时因为失衡而造成 使用者的受伤或者其他危险。装置的目的是提高工人效率和环保，因此，装置上会有 一些力的传动装置和发电装置，为了使整体外形的简洁，将传动装置和能量转换的装 置安装在底座上，这样既充分利用了底座的空间又使装置的整体外形显得条理。同时 考虑到使用中可能有小孩或者使用者平时不小心的情况，我们将底座突出的棱或者棱 角都经过倒圆角处理，这样可以使使用者不用担心自己或别人受伤。 因此，将除框架四条棱之外各棱经过倒圆角处理的方型壳体作为框架，这样即能 够满足上面的各个要求又不会使框架看上去过于笨重。 在框架开几个长方形的窄槽，不仅减轻框架的重量还可以便于其他部位的安装。 合理安排各部位的安装，给人的视觉感受更加条理、舒服。如图 2.2.2。 利用 proe 软件，选择 top 面，进入草绘界面，画一个矩形，然后退出草绘界面， 选择拉伸选项，输入要拉伸的数据，用鼠标点击确定，完成底面矩形的绘制。选择矩 形的一个面进入草绘界面，绘制几个合适矩形，退出草绘界面，进行去除拉伸，以减 轻框架的重量。 然后选择 front 面进入草绘界面，选择合适的角度画一个矩形，退出草绘界面， 选择拉伸选项，选择对称拉伸输入要拉伸的数值，点击确定键完成矩形拉伸。然后选 择一个面进入草绘界面，绘制几个矩形，退出草绘，进行去除拉伸，完成侧面矩形的 拉伸。 在侧面矩形上选择一个合适的面合适的角度进行一个草绘矩形和拉伸，完成框架 的绘制。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 9 图 2.2.2 框架 2.2.3 v 形毛刷及吸口的设计和选择 根据树叶重量的大小确定吸力的大小和吸口流量的大小，然后根据框架整体的大 小确定吸口的大小和 v 形毛刷。吸口如图 2.1.3 打开 proe 软件点击新建，选择零件和实体点击确定，进入绘制界面，选择 top 面进入草绘界面，画两个同心圆，点击确定退出草绘界面，进行拉伸。 点击插入选择扫描曲面，选择草绘轨迹点击 right 面，选择正向缺省进入草绘界 面，绘制出吸口管道的轨迹，点击确定。在菜单管理栏中选开放终端，点击完成进入 草绘界面，绘制管道的外形，可以用拾取功能，拾取吸口处的小圆作为轨道的外形， 然后点击确定退出草绘界面，在界面右上角点击确定完成管道的绘制。 绘制完成后，给零件上一个合适的颜色，完成吸口的最终绘制。 图 2.2.3 吸口 2.2.4 刀片的设计 根据粉碎腔的大小选择粉碎树叶刀片的大小，并用键安装在轴上。如图 2.2.4 在 proe 软件中点击新建，选择零件和实体点击确定进入绘制界面，选择 top 面 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 10 进入草绘界面，画两个同心圆，点击完成退出草绘界面，选择拉伸选项进行拉伸。以 top 面为参考做一个新的平面，然后在这个新的平面上进行草绘，用多段线绘画出刀 片的形状，退出草绘界面对刀片进行拉伸，选择对称拉伸。然后选择刀片进行阵列， 阵列出另一个刀片，完成刀片的绘制，在圆同上绘制出键的形状便于键的安装。 对所绘制的零件上颜色完成零件的绘制。 图 2.2.4 刀片 2.2.5 粉碎腔的设计 根据整体的大小和粉碎叶片大小的选择确定粉碎腔的大小和形状，因为粉碎腔内 有吸力通过，所以要保证粉碎腔与刀片之间的距离不能过大，过大可能使未被搅碎的 树叶进入集尘箱达不到粉碎的效果。proe 造型如图 2.2.5 在 proe 软件中点击新建，选择零件和实体点击确定进入绘制界面，选择 top 面 进入草绘界面，画两个同心圆，点击完成退出草绘界面，选择拉伸选项进行拉伸。选 择同心圆的底面作为草绘面进入草绘界面，绘制出一个矩形，退出草绘界面，进行拉 伸。对圆的另一个底面，用同样的方法绘制出一个矩形，然后分别在这两个矩形侧面 上绘制两个小圆，进行去除拉伸，便于吸口轨道和轴的安装。 对所绘制的零件进行上色，完成零件的绘制。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 11 图 2.2.5 粉碎腔 2.2.6 集尘箱的设计 集尘箱的大小根据整体来确定，形状可以自由设计使其美观，集尘箱上设计有开 口，材料使用透明的玻璃可以随时观看集尘箱的内部情况，而且要保证开合方便，这 样可以方便集尘箱内的树叶碎片随时倒出，不至于影响落叶粉碎一体机的连续工作。 如图 2.2.6 在 proe 软件中点击新建，选择零件和实体点击确定进入绘制界面，选择 top 面 进入草绘界面，用直线绘制出集尘箱拉伸面的形状，退出草绘界面，进行对称拉伸。 然后选择抽壳指令，对集尘箱进行抽壳。在一侧的面上进行草绘一个小圆，进行去除 拉伸，以便于软管的安装。在另一面拉伸一个小的矩形，在上面用多段线草绘一个提 手，便于集尘箱的开合。 对集尘箱的棱角进行倒圆角的处理，进行上色，完成集尘箱的绘制。 图 2.2.6 集尘箱 2.2.7 控制箱的设计 控制箱内设有控制电路所以要特别注意其安全的设计，尽可能的采用绝缘材料来 加工。控制箱如图 2.2.6，整体外形如图 2.2.7。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 12 在 proe 软件中点击新建，选择零件和实体点击确定进入绘制界面，选择插入选 项中的扫描曲面进行绘制，选择草绘轨迹点击 right 面，选择正向缺省进入草绘界面， 绘制出控制箱的轨迹，点击确定。在菜单管理栏中选开放终端，点击完成进入草绘界 面，绘制控制箱的外形，然后点击确定退出草绘界面，在界面右上角点击确定完成管 道的绘制。 对绘制好的控制箱进行上色，完成零件的绘制。 图 2.2.7 控制箱 2.2.8 手扶式落叶清扫粉碎一体机的安装 对各个零件进行安装，装配零件形成组建的工程其实是一个通过 proe 指定零件间 约束的过程。通过指定零件间的约束，确定零件的装配位置关系来完成装配图。 在菜单栏中选择“文件”|“新建”命令，或者单击系统工具栏中的“新建”按键， 系统将弹出“新建”对话框，在新建对话框的“类型”框中选中“组件”单选按钮， 在“子类型”框中选中“设计”单选按钮，在“名称”文本框中输入装配间的名称， 系统的默认名是“asm0001”如图 2.2.8 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 13 图 2.2.8 进入装配模式后，选择“插入”菜单中的“元件”选项，在装配模式中选择相应 的约束类型，如“匹配” 、 “对齐” 、 “插入” 、 “相切” 、 “线上点”等，对各个零件进行 装配，形成一个整体。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 14 图 2.2.7 手扶式落叶清扫粉碎一体机 3 3 主要功能设计主要功能设计简述简述 3.1 总功能描述 对道路上的落叶进行清扫，并对落叶进行筛选处理，然后粉碎，最后压缩收集， 机器具有升降功能，可以适应不同地面。功能图如表 3.1 电动 粉碎 成片 有落叶 的路面 总功能：路面干净，粉碎成片 图表 3.1 总功能描述 3.2 实现总功能的方法构想 通过查阅大量资料和对生活中所用的落叶收集工具，落叶处理工具的观察，设计 的手扶式落叶清扫粉碎一体机。由粉碎机将收集到的落叶粉碎并送至收集箱，粉碎机 系统由电机提供动力。 此种落叶收集处理机在对落叶进行收集的同时能及时对收集的落叶进行粉碎处理， 两侧的清扫刷可方便地清扫墙角及靠近障碍的地方。并且由于两侧的清扫刷的存在， 大大增加了清扫宽度，并且转弯半径并不大。 驱动方式为电力驱动。由于所设计的落叶收集处理机以环保为出发点，故动力装置 选择噪音低，对空气无污染的电力驱动。配置大容量收集箱，可大大提高工作效率和 收集，处理效果，进行长时间的工作。 电动机的类型和结构型式可以根据电源的种类，工作条件（温度，环境，空间尺寸） 和载荷特点（性质，大小，启动性能和过载情况）来选择。在移动设备中常使用的有 直流电动机和步进电动机。由于所设计的落叶收集处理机要求控制简单，运动平稳， 因此选择交流电动机。 3.3 分功能描述 落叶清扫系统是根据清扫车的清扫地面的原理而设计得来的，机器前端两侧分别 安 黑箱黑箱 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 15 装两个毛刷，将两侧落叶扫至中间，大大的加宽了清扫面积。清扫头采用 pvc 材料制 作，柔软耐用。根据树叶重量的大小确定吸力的大小和吸口流量的大小，然后根据框 架整体的大小确定清扫头和吸尘口的大小。 落叶粉碎系统主要功能是将清扫收集的落叶进行粉碎处理。落叶粉碎由电机提供 动力，粉碎机所用为十字刀架，对落叶进行粉碎。根据整体的大小和粉碎叶片大小的 选择确定粉碎腔的大小和形状，因为粉碎腔内有吸力通过，所以要保证粉碎腔与刀片 之间的距离不能过大，过大可能使未被搅碎的树叶进入集尘箱达不到粉碎的效果。 集尘箱的大小根据整体来确定，形状可以自由设计使其美观，集尘箱上设计有开 口，材料使用透明的玻璃可以随时观看集尘箱的内部情况，而且要保证开合方便，这 样可以方便集尘箱内的树叶碎片随时倒出，不至于影响落叶粉碎一体机的连续工作。 3.4 创新点归纳 1.落叶收集处理机同时具有收集落叶和处理落叶的功能，而目前市场投入使用的 落 叶清扫机只具有收集落叶的功能。 2.设置了粉碎系统，将收集到的落叶直接粉碎。 3.叶块可以变废为宝，加工成优质的有机肥、饲料和燃料，甚至可以作为培育真 菌的基材等，可利用的空间广。由于废叶的合理利用，避免其直接被堆放焚烧，造成 环境污染，具有环保意义. 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 16 4 4 主要机构设计主要机构设计简述简述 4.1 粉碎机构设计 粉碎机构的主要功能是将清扫收集的落叶进行粉碎处理。落叶粉碎由电机提供动 力，粉碎机所用为十字刀架，对落叶进行粉碎。根据整体的大小和粉碎叶片大小的选 择确定粉碎腔的大小和形状，因为粉碎腔内有吸力通过，所以要保证粉碎腔与刀片之 间的距离不能过大，过大可能使未被搅碎的树叶进入集尘箱达不到粉碎的效果。 4.2 电动机构设计 电动机主轴与粉碎机叶片直接相连。 4.2.1 电机的分类及发展状况 电动机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机 还分为单相电动机和三相电动机。 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为 永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机 和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异 步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动 机。 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容运转式电动机、电容起 动运转式电动机和分相式电动机。 按用途分类。电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机 又分为电动工具用电动机、家电用电动机及其它通用小型机械设备用电动机。控制用 电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 17 电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的， 反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从 19 世纪末期起，电动机就 逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电动机的基本结 构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了 很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机 的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性好精确度 快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。 电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是 国民经济各部门应用最多的动力机械。在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产 工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压 传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单调节性能好耗损小经济，能实现 远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 因此，我们选用三相异步交流电动机作为粉碎装置的电动机。 4.2.2 三相异步电动机的结构及分析 三相异步电动机的结构主要由两个部分组成，一是固定不动的部分（简称定子） ， 二是可以自由旋转的部分（简称转子） 。定子与转子之间有一个很小的气隙。此外，还 有机座、端盖轴承、接线盒、风扇等其他部分。 三相异步电动机转动的基本工作原则是： (1)三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场，其转速为异步转速。 (2)转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流。 (3)转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转矩，驱使电动机转 子转动，其转速小于同步转速。异步电动机的转速不可能达到定子旋转磁场的转速， 即同步转速，因为如果到达同步转速，则转子导体与旋转磁场之间没有相对运动，随 之在转子导体中不能感应出电势和电流，也就不能产生推动转子的电磁力。因此，异 步电动机的转速总是低于同步转速，即两种转速之间总是存在差异，异步电动机因此 而得名。又因为异步电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的，所以又称为感应电 动机。 （4）电动机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的方向又取决 于异步电动机的三相电流相序，因此，三相异步电动机的转向与电流的相序一致。要 改变转向，只要改变电流的相序即可，即任意对调电动机的两根电源线，便可使电动 机反转。 4.3 传动机构设计 主轴的设计和校核,主轴如图 4.3 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 18 图 4.3 主轴 经校核后安全,适合使用。 4.4 其他机构设计 根据设计计算键选用普通平键 gb1096-79。 螺栓主要受到拉应力，采用手拉螺栓连接，选用 gb5783-86。 螺母主要根据所用螺栓的规格进行选择，选用 gb6170-86。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 19 5 5 结论结论 我设计的手扶式落叶清扫粉碎一体机在结构上参考了美国的百莱玛设备公司生产 的威猛 bc600xl 型切枝机，飞刀采用少刀形式（2 把） 。刀盘的安装采用键连接，主轴 安装采用完全对称的圆锥滚子轴承，防止主轴有较大的轴向跳动。生产容易、安装方 便。机身固定在机架上，并装有车轮，可以再牵引机车的带动移动，方便运输。该机 适合于环境清扫，也可以用于废弃树叶的后续处理等，应用非常广泛。 此次设计也有许多不完善的地方，比如，机身笨重，精度不高，和生产线联系不 紧密等。设计的手扶式落叶清扫粉碎一体机需要改进的地方：减轻重量，提高精度， 设计出更加简单、实用、节能手扶式落叶清扫粉碎一体机。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 20 参考文献 1 于永泗，齐民，徐善国.机械工程材料m.大连:大连理工大学出版社，2007. 2 刘会英，杨志强.机械基础综合课程设计m.北京:机械工业出版社，2007. 3 寇尊权，王多.机械设计课程设计m.北京:机械工业出版社，2007. 4 丁继斌，封士彩.机械系统设计及其控制技术m.北京:化学工业出版社，2007. 5 徐文华，李文峰.电动跑步机的人机工程设计j.机械，200431（增刊）. 6 刘华.工业设计造型基础m.北京:清华大学出版社，2005. 7 梁玲.赵春章，中文版 pro/engineer wildfire 4.0 实用教程m.北京:清华大学出版社，2008. 8 王先逵.机械制造工艺学m.北京:机械工业出版社，2006. 9 刘鸿文材料力学（第四版）m北京：高等教育出版社，2004 10 刘朝儒.机械制图m.北京：高等教育出版社，2006. 11 zhu y,zhang s,rong y.experimental study on stiffness of t-slot based modular fixure:transaction of namri/sme,volumn x xi,1993. 12 orlov p. fundamentals of machine design.moscow:mir pub.,1987. 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 21 致致 谢谢 毕业设计暂告收尾，这也意味着我在中国海洋大学青岛学院的四年的大学生活即 将结束，四年的大学生活使我受益匪浅。回首做毕业设计以来的收集、整理、思索、 停滞、修改直至最终完成的过程，我得到了许多的关怀和帮助，现特向他们表示我最 诚挚的谢意。 首先，我要特别感谢我的指导老师赵佳峰老师，本毕业设计是在指导老师赵老师 的悉心指导严格要求下完成的。赵老师具有严谨的治学态度，丰富的专业知识和实践 经验，在治学和做人方面使我受益匪浅。衷心感谢老赵师对我的关心指导和帮助。通 过这次毕业设计，不但使我回顾了大学期间所学的专业知识，而且也使我领略了机械 专业领域中一些前沿的知识。 其次，我也要感谢和我在一组做毕业设计的李彩蒙和刘凯同学，是他们一起陪我 做完毕业设计的整个过程，在我们遇到问题时经常围在一起讨论最终把问题给解决掉， 向他们表示感谢。 再次，我也非常感谢帮助过我的其他同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使我能 够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成毕业设计，他们的学识和为人也深 深地影响着我。他们在我需要帮助时主动向我伸出援助之手。 最后，请允许我再次向曾直接给予我多次指导的赵佳峰老师和给我帮助的同学们 表示最忠诚的敬意。 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 22 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的 成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，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。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意中国博士学位论文全文数据库出版章程、 中国优秀硕士学位论 文全文数据库出版章程(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘 版）电子杂志社”在中国博士学位论文全文数据库、 中国优秀硕士学位论文全文数据库中 全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入cnki中国知识资源总库，在中国博 硕士学位论文评价数据库中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级：论文密级： 公开 保密（_年_月至_年_月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_ 导师签名：_ _年_月_日 _年_月_日 手扶式落叶清扫粉碎一体机设计三维设计 23 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)