简易家用智能拖地机

摘随着的进展，越来越多的人住在城市里。由于城市居住面积较小。一本文设计一款简易家用智能拖地机。采用手扶的形式进行推动，其拖地装置采机，其传动装置主要通过电机带动带轮然后通过锥齿轮器带动至滚刷结构，使其能够滚刷结构能够逆时针旋转。并且能够将地面的进行收集，保证Withthedevelopmentofurbanization,moreandmorepeopleliveincities.Duetothesmalllivingarea.Generallywillbeaffixedtothefloorcorridortiles.Generallyusethemopmopthefloor,youneedtospendalotofmanpower.Thispaperdesignsasimplehouseholdinligentmopmachine.Bywalkingintheformofpromotion,themopdevicedrivenbyamotorthroughatransmissiondevice.Themopdevicetorotate,andcanfullycontacttomopupthetiles,ceramicThroughaccesstoinformation,tounderstandthecurrentsituationanddevelopmenttrendofmopmachine.Designofthemopmachinedrivingdevice,mainlydrivenbythemotorthroughthebeltwheelandbevelgearreducertodrivetherollingbrushstructure,therollingbrushstructurecanrotatecounterclockwise.Andcanbegroundgarbagecollection,ensurethegarbagewillnotThemopmachinehassimpleandcompactstructure,lowmanufacturingcost,cansatisfythegeneralfamilyareamopfunctioneffectivelyreduced,workintensityofoperators,improveworkefficiency,isacandevelopthemopmachine:mopmachine;transmissiondevice;rollingbrush 第一章绪 拖地机研究的目的和意 国内外发展发展趋 本课题的主要研究内容与目 研究内 研究目 第二章总体方案与零部件的设 方案设计的技术要 总体方案的确 相关零件的计 蓄电池的选 电动机的选 齿轮电动机的选 电动机功率计算 第三章拖地机结构设 传动比分 带轮的结构设 电动机和Ⅰ轴之间带轮的设计计 Ⅰ轴Ⅱ轴之间带轮的设计计 第四章传动部件与支撑件的设 第一对直齿锥齿轮的设计计 第二对直齿锥齿轮的设计计 主轴的设计计 主轴的结构设 主轴的校 轴承的设计计 轴承的选 轴Ⅰ轴承的校 轴Ⅱ轴承校 车架的设 第五章结 致 参考文 少的帮手。发现原型拖把、胶棉拖把和甩干拖把在市场上占主导作用。使用方便，但挤水提拉处的塑料铰链易老化破损，使用不长；甩干拖把可以求快节奏、高效率，为给快节奏生活的人们节约的家庭清洁工作的时间和精外的产品然后对其进绘但是关键技术未能掌握住导致还有一定的差距，在1980年前后，众多厂商看到拖地机的发展趋势，纷纷投入大量研发也不菲，所以推广十分的麻烦。21世纪初，随着国内高校也在不断研制，其制 Rc3000上首台智能拖地机，能独立自行完成房间地面的清扫。它有光电传感器和控制，充电站通过发射红外定位和导航信号来指示清扫机充电和处理等任务，同时也可以通过人对清扫机进行设置，以控制其完成相应的控制。2002“Roomba正学会用知识，。图1- 方案一三维模图1- 方案二三维模图1- 方案三三维模锂电池等多种类型的电池。锂离子电池虽然比容较高，其在使用单块电池不会出现问题，但是在拖地机上面，需要串联多块电池。容易引起。所以为了保证安全不能使用锂离子电池。镍镉电池有一定的污染性，在日益看境卫生相对质量较轻可循环充电使用的较长且噪声小不会对环境带来危害，3-Q-902-14.5V1800图2- 蓄电齿轮电动机的选=60N滚筒毛刷受力约为：=120Nn2=60r/min。拖地圆盘转矩 ==60×0.2=12= =I=/电动机到轴ⅠP=(2+)/ή=(2×87.72+251.31)60r/min12V500Win

500r/minn

/Ⅰ轴到Ⅱi=3in

500r/minn

/电动机到Ⅰ电动机和ⅠP8-7KAPca=KAPmVPca=0.446kw、n8-4aZ确定带轮的基准直径dd并验算带速初选小带轮的基准直径dd1。8-68-8，取dd1=22验算带速按中式（8-13）=60

计算大带轮的基准直径dd2

圆整化为dd2=88mm

dd2=idd1=3Va初定中心距a0 dLd02a0

2

dd

) d 0 2245

4245Lda

Ld

245

663

验算小带轮上的包角1

(dd

a

由dd1=22mm和nI=500r/minP0根据n1=500r/mini=3ZP0=0.01kw。8-5K=0.928-2KL=()

KL=(0.09+0.01)0.92Vz1V带的初拉力的最小值(F0Z带的单位长度质量q=0.06kg/m(F0)minF0(F0)minFp压轴力的最小值为(Fpmin=2zF0=2231 V带相关参基准直径Ld/Vz(Fp)mindd1Y1HT150V带的相VZ=1=224538°。 hahfeY12738B

e/

13所以，查参考文献[7]5—3C/1~1 4

3.7

d

3315—3000d2=1.8×20mm=34.2mmd2=35mmb=8(0078mm。0B

e/

5—3Ⅰ轴ⅡP8-7KAVPca=0.226kw、n8-4aZ确定带轮的基准直径dd并验算带速初选小带轮的基准直径dd18-68-8，取dd1按页式（8-13）=

计算大带轮的基准直径dd2dd2=idd1=3圆整为dd2=100mmVa初定中心距a0 dLd02a0

2

dd

) d 0

2150

35100

4150LdLdLd

500aa02

150

验算小带轮上的包角1

a

VPr由dd1=35mm和nI=167r/minP0根据n1=167r/mini=3ZP08-5K8-2KL

KL=(0.36+0.03)0.92Vzz==1V带的初拉力的最小值(F0由参考文献[1]8-3得：Z带的单位长度质量q=0.06kg/m500(2.5K)Pcaqv2

(F0)min(2.50.92) K

0.921

0.06

F0(F0)minFp压轴力的最小值为(Fp)min=2zF0=233 V带相关参基准直径Ld/Vz(Fp)mindd1ddZ1HT150V带的相4538°。 hahfefZ12738B

e/

C/1~1B3.7~74 74 d3315—340Crd=19mmD10(0.117008—10δmin=5.5mm,B

e/

135—3P8-7KAVPca=0.083kw、n8-4aZ确定带轮的基准直径dd并验算带速初选小带轮的基准直径dd18-68-8，取dd1验算带速。按式（8-13）=

=m/s=0.31计算大带轮的基准直径dd2

圆整为dd2=100mm

dd2=idd1=3Va初定中心距a0 dLd02a0

2

dd

) d 0 1003622300

36100

4300Lda

Ld

300

800

验算小带轮上的包角1

a

V由dd1=36mm和nI=167r/minP0根据n1=167r/mini=3ZP0=0.03kw。8-5K=0.928-2KL=()

KL=(0.36+0.03)0.92Vz1V带的初拉力的最小值(F0Z带的单位长度质量q=0.06kg/m500(2.5K)Pcaqv2

(F0)min

2 K

0.921

F0(F0)minFp压轴力的最小值为(Fp)min=2zF0=233 V带相关参基准直径Ld/Vz(Fp)mindd1ddZ1 轮槽的截面尺hahffZ738B

e/

13C/1~1B3.7~74 74 d3315—300008—10δmin=5.5mm,B

e/

所以，查参考文献[7]5—3P8-7KAVPca=0.083kw、n8-4aZ确定带轮的基准直径dd并验算带速初选小带轮的基准直径dd18-68-8，取dd1验算带速。按由式（8-13）=

=m/s=0.31计算大带轮的基准直径dd2

dd2=idd1=3圆整为dd2=100mmVa初定中心距a0 dLd02a0

2

dd

) d 0 1003622300

36100

4300Lda

Ld

300

800

验算小带轮上的包角1

a

VPr由dd1=36mm和nI=167r/minP0根据n1=167r/mini=3ZP08-5K8-2KL

=()

KL=(0.36+0.03)0.92Vz1V带的初拉力的最小值(F0Z带的单位长度质量q=0.06kg/m500(2.5K)Pcaqv2

(F0)min(2.50.92) K

0.921

0.06

F0(F0)minFp压轴力的最小值为(Fp)min=2zF0=233 V带相关参基准直径Ld/Vz(Fp)mindd1ddZ1 hahfefZ12738B

e/

C/1~1B3.7~74 74 d3315—300008—10δmin=5.5mm,B

e/

图3- 带轮三维结5年（300天计算齿传动功率：P锥=P3齿锥齿轮用于转换方向

10-145250HBS8Z1=Z2=17U=1，转速：n锥=167

由齿面接触疲劳强度设计d1t2.933E

R1-

R10-6

MPa由10-13计算应力循环次数查图10-19曲线得接触疲劳强度系 ，10-21dHlim1= ，1% KHN1lim10.93600558SHSH

KHN2

0.93600558H d1t2.933E

R1-

=83.2vd1t60

83.260

10-9KA=1.0dm1=d1(1-0.5R)=83.2×(1-0.5×0.3)=70.72mm10-8KHbe

KHKF1.5KHbe

KKAKVKHKHd1

K3K83.23 K3K模数：m= uu21uu2

1290-1dd d122 2

u2u22

bR

0.3

b2=25mmKKAKVKFKF

zv1

zv

10-5 YFA2 YSa2由图得弯曲疲劳系数KFN1=0.83,取安全系 由图（10-20c）FN1=440MPa,FN2=440按脉动循环变应力确定许用弯曲应力KFN1FN1=0.83440SFSF

KFN2FN22

=0.83440根据弯曲强度条件

R R

1 1

==75.2R R

F

R2F R2

F5年（300天计算齿传动功率：P锥=P3齿锥齿轮用于转换方向

10-145250HBS8Z1=Z2=17i=1，转速：n锥=167

由齿面接触疲劳强度设计d1t2.933E

R1-

R1ZE=189.8MPa由10-13计算应力循环次数查参图10-19曲线得接触疲劳强度系 ，10-21dHlim1=600MPa，1% KHN1lim10.93600558SHSH

KHN2

0.93600558H d1t2.933E

R1-

=83.2————u——齿数比。vd1t60

83.260

KA=1.0KHbe所以

KHKF1.5KHbe

KKAKVKHKHd1

K3K83.23 K3K模数：m=1 1uu21uu2

290-1dd d122 2

u2u22

bR

0.3

b2=25mmKKAKVKFKF

zv1

zv

查参考文献[1]10-5

YFA2YSa2由图得弯曲疲劳系数KFN1=0.83,取安全系 由图（10-20c）FN1=440MPa,FN2=440按脉动循环变应力确定许用弯曲应力KFN1FN1=0.83440SFSF

KFN2FN22

=0.83440根据弯曲强度条件

R R

==75.21R 1R

F

R2F R2

F图3- 锥齿轮三维结（1）4515-3A0（（2） P103n11013 19mm（3）图3- 主轴装配23mm35mm，I-II轴的左端用轴端挡圈进行定位，取挡I-II19mm20mm。②选择滚动轴承。因为轴承同时受到轴向和径向的力的作用，所以所选轴30mmdDB=23III–IV23mm17mm。右端轴–I30mmL=16mm，I–I轴段15mm34mmI–20mm38mm和之间的轴承右端用轴承端盖进行定位。图3- 主轴三维结构装配，核。如果主轴的过载太大循环不对称的情况下，需要按照峰尖载荷校核其，表3- FNH185N,FNH2FNV1217N,FNV2MH35370NMV130380NM 35370230380246420NT20800N中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取0.6w=式中 ca

M2(TW

(0.6前已选定轴的材料为4515-1得160MPaca1图3- 轴的载荷分析图3- 轴的载荷分析轴Ⅰ6206轴Ⅰ 22 22F2NH2NVF2NH2NV1252

852852Fa1Fa

FaeY

Fr

2

68.5N,Fd

Fr

2

Fa1=1.7Fd1=116.45NFa2

Fr

0.49Fa2Fr

0.49因此，对轴承 对轴承 P1

fp(XFr

YFa1)1.0(0.42331.7116.45)

P2

fp(XFr

Fa2)1.0(0.4

1.7125.1)

因为P1P22

C

19900Lh

60

1.02108式中 轴承转 预期使用L'53002436000h，所以：LL 故所选轴承满足要求dn均小于（2~3）×105mm·r·min-1（＜120o轴ⅡFFFNV169.36N,FNV2NMMV13311.9NM096.42T中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取0.6，轴的计ca

M2(T)2W6204 22 22 22 22Fa1Fa

FaeY

Fr1

202.720Fd1Fd2Fa1Fa2Fd1=53.9NFa1

0.27

0.36因此，对轴承 对轴承

fp(XFr1YFa1)1.0(1202.7053.9)202.7