新型马路划线机设计

摘要马路划线机广泛应用于道路、停车场、机场等环境的标记线铺设中，目前市场上常用的有手推式划线机和智能划线机。手推式划线机工人劳动强度大，难以铺设均匀间隔线，而智能划线机成本高昂，且基本依赖进口，难以大面积推广。通过对国内外现有现状及关键技术的分析，本文对手推式马路划线机进行系统的分析、改进，设计出了一种以电动机为动力源，以制动装置作为整个系统的控制核心，以变速器作为驱动核心，加以相应的辅助电路完成了整个系统的设计，包括过滤系统，搅拌系统，保温系统，传动系统等设计。并设计了设计整机外观，通过设计手推式车轮结构以及圆筒形的料筒，使其外观看起来简洁，划线整齐顺畅，方便操作。以上设计保证了自走式划线机的结构设计要求。通过机构改进实现了常规间断标记线的铺设，将自动化和低成本统一起来，实现划线设备的升级。满足功能要求。关键词:划线机；电动机；机构改进；间断标记；

NewDesignofRoadMarkingMachineAbstractRoadmarkingmachineiswidelyusedinroad,parkinglot,airport,etcenvironmenttaglinelaying,hashandpushtypeonthemarketatpresentcommonlyusedmarkerandintelligentmarkingmachine.Handpushtypemarkingmachineworkerslaborintensitybig,hardlinelaidevenlyspacing,andtheintelligenceofthehighcostofmarkerandbasicdependentonimports,difficulttolargeareapromotion.Throughtheanalysisofexistingstatusandkeytechniquesathomeandabroad,thisarticlerivalspushroadmarkersystemsanalysis,improvement,devisedamotoraspowersource,withbrakeasthecontrolcoreofthewholesystem,withtransmissionasacore,takethecorrespondingauxiliarycircuittocompletethedesignoftheentiresystem,includingthefilteringsystem,mixingsystem,insulationsystem,transmissionsystemdesign.Anddesignedthemachineappearancedesign,throughthedesignhandpushtypewheelstructureandcylindricalcylinder,makeitsappearancelooksclean,neatlineissmooth,convenientoperation.Theabovedesignensurestheself-propelledmarkerandstructuraldesignrequirements.Byimprovedtheconventionalintermittenttaglinelaying,tounifytheautomationandlowcost,realizemarkingequipmentupgrade.Meetthefunctionalrequirements.KeyWords：Markingmachine;Motor;Institutionalimprovement;Discontinuitymarker.目录摘要 1Abstract 21绪论 11.1背景及意义 11.2划线机的研究背景 11.2.1国内背景及现状分析 11.2.2国外背景及现状分析 21.3划线机的分类 21.3.1依器械载体分类 31.3.2依施工原料分类 31.3.3划线机附件及其他功能： 31.3.4划线机在使用中存在的关键问题 41.4本文主要研究工作 42新型划线机简介 52.1划线机的性能特点 52.2划线机的工作原理 52.3划线机的结构 72.4划线机的发展方向 73前轮设计 83.1前轮设计 83.1.1前轮轴设计 83.2前轮轴的校核计算 124搅拌桶设计 154.1外筒的设计 164.2内筒的设计 164.3搅拌轴的设计 174.4过滤网斗设计 185机架的设计 195.1机架的结构类型 195.2机架的设计 205.2.1机架设计的准则 205.2.2机架设计的一般要求 215.3机架结构的选择 216后轮设计 246.1工业脚轮的分类（按承载能力） 246.2脚轮的选型要点 246.2.1后轮支架的设计 256.2.2拉杆的设计 257划线机传动系统设计 257.1原动机部分的选定 257.2供能设备选定 257.3传动系统设计 258其他机构的设计 258.1玻璃珠斗设计 258.2划线斗设计 258.3撒播器设计 259总结与展望 25参考文献 25致谢 25毕业设计（论文）知识产权声明 25毕业设计（论文）独创性声明 25附录 251绪论1.1背景及意义划线机，一种广泛应用于道路、停车场、广场和跑道的在平整地面划出不同约束、指引和警示等规则限制标志的路面施工机械。它以其快速、高效、准确等优点在城市规划和公路建设方面发挥了巨大作用，最大程度的节省了路面施工的工期和经济投入。随着我国经济的高速发展,公路增长极为迅速,由此,公路车道的划线工作十分繁重。目前,市场上常用的有手推式划线机和智能划线机。国内普遍采用人工划线,工作速度慢,劳动强度大,难以铺设均匀间隔线，已不能满足当前形势发展的需要。智能划线机解决了手推式划线机带来的诸多不便,提高了工作效率,但是成本高昂，基本依赖进口，难以大面积推广。所以,新型马路划线机是高等级公路养护机械中急需开发的产品之一。针对这些不足，本课题设计一种自走式马路划线机，通过机构改进能够实现常规间断标记线的铺设，将自动化和低成本统一起来，实现划线设备的升级。1.2划线机的研究背景1.2.1国内背景及现状分析普通型道路标线划线机由于原料来源充足，且售价低廉，使用和运输方便，对划线机的功能要求相对简单，因此在国内公路养护特别是城市道路养护中占主要地位。随着我国经济的高速发展，公路增长极为迅速。划线机广泛应用于道路、停车场，在道路的养护过程中也用于在旧标线上划新标线。因此，公路车道的划线工作十分繁重。图2.4CL-15DM日本菊水划线机优点：结构简单，操作方便灵活，生产成本很低，价格便宜，拥有很大的市场基础；缺点：造型上很简单，布局参差不齐，不能很好地体现产品设计中的秩序感，功能很单一，只能能满足基本的划线需求，没有动力系统，依靠人力，浪费人力资源。1.2.2国外背景及现状分析目前，国外采用普通型和热熔型两种类型的划线机较多。就美国厂家的生产状况来看，无论大、中、小型划线机，均以单一生产为主，即生产热塑划线机的厂家不生产冷漆划线机，生产冷漆划线机的不生产热漆划线机，大型车载式划线机在美国生产较多，使用也在美国是较广的。德国划线机的生产厂家均生产可画冷热涂料的机械，即可根据需要更换冷或热的划线装置。英国，法国则以单一生产为主。纵观发达国家划线机的发展趋势为大型专用化划线机，其传动方式为液压传动、液压制动，电子控制间断线，无气喷涂划线方式，而热塑划线机的热熔灌的加热方式为导热油泵循环与保温。功能比较齐全，能在较大规模作业中完成任务,价格方面比较昂贵。热熔型道路标线划线机用来涂刷热熔型反光涂料，具有涂料与路面粘结力强、定向反光效果好、耐磨、抗老化、干燥迅速、流动性好等优点但由于此种结构材料对所使用的划线机技术要求高，至今我国只有个别地区引进此类机械，尚无理想的国产机型。国外现有产品：图2.1LC880SP上海作佳机械设备有限公司优点：造型优美，很强的设计感，体现了很好的现代特征，主要使用了喷枪作为划线工具，功能强大，在后面的位置添加了座椅的设备，体现了很好的人文关怀。缺点：没有使用划线斗，无法划出有厚度的标线，在功能上是个缺陷，管线较多，整体造型复杂，成本很高，价格昂贵。1.3划线机的分类根据不同的分类方式可以分为不同的类型,根据不同的依器械载体和施工原料的不同分类,较为常见,下面就根据依器械载体和施工原料来分类。1.3.1依器械载体分类车载式划线机：驾驶坐骑形式，驾驶车体前后装置机械，应用于大型工程、长途施工划线，操作人员需懂驾驶技术，驱动行走，省时省力。自助式划线机：手扶驱动形式，机械本身具有驱动装置，自助行走，不需人工助力，应用于大中型工程、车载式操作不便的短途施工，灵巧易操作。手推式划线机：手扶助力形式，人工推扶轮滑装置，需借助人力行走，应用于小型工程、短途施工，活动方便，灵活操作。1.3.2依施工原料分类热熔划线机：是随着热熔型涂料的发展而逐渐发展提高起来的，是一种自动化程度较高的机械。施工需要有一套数台设备分别完成从熔料到划线各个环节的施工功能。该套设备一般由热熔釜、划线机(含斑马线划线机)、预标线机、下涂剂机组成基本配置。当然，用户可根据其自身的经济实力、工程量大小及专业化程度等不同可选择不同型号、不同档次和不同功能的设备配置。配置中热熔划线机依据其划线方式不同又可分为热熔刮敷型、热熔挤压型和热熔喷涂型三个类型。常温划线机：常温划线是一种历史最为悠久的一种常规型划线，该类划线一般由一台常温划线机即可完成施工。常温划线机按照其划线方式不同可分为高压无气型、低压空气辅助型等两个类型；按照其所使适用涂料的种类不同又分为常温熔剂型、常温水性及加热溶剂型三个类型(广义的常温标线机械也包括双组份型，尤其是双组份喷涂型,它是一种兼具常规常温涂料及双组份涂料喷涂功能的广谱型划线机)。双分组划线机：双组份划线是近年来兴起的一种高端划线，与热熔划线和常温划线靠温度下降或溶剂（水性）挥发等物理干燥方式形成涂膜不同，双组分划线是一种靠内在化学交联而成形成涂膜的一种新型划线方式。用于施工双组份划线的双组份划线机按其所适用的涂料的类型及所施工线型的外观不同又分为甩涂结构型、刮敷平线型及高压无气喷涂型三种类型。1.3.3划线机附件及其他功能：划线宽度：国际通用的道路标线宽度为15厘米，考虑到划线机可能在停车场、小区等场地使用，所以应购买具有宽度调节功能的划线机，将有助于合理地使用及节省油漆。1般可调节的范围为5～15厘米。油漆种类：常用的油漆有溶剂型和水溶型两种。如果划线机不“挑3拣4”，两种都可以使用，则可以使您的业务范围扩展到运动场草坪等地方。手执喷枪：使用手执喷枪除了可以使您自由地利用模板喷划各种符号，还可以在地面以外的墙壁、立柱等地方作业。手执喷枪已经慢慢成为各类划线机的标准配置。清洗系统：有些划线机配有自动清洗系统，它可以在每次收工之后快速清洗管道系统，使您的清洗工作节省1半以上的时间。玻璃微珠系统：道路养护公司还要考虑配置玻璃微珠撒布系统作为标准配置。该系统可以喷洒玻璃微珠，使标线施工完全达到国家要求。1.3.4划线机在使用中存在的关键问题虽然已有的划线机种类繁多，但仍有一些尚未解决的问题影响其推广和使用。分析问题产生的原因，以下因素是关键:喷漆压力不够，影响了划线质量。国内已有的划线机喷漆压力一般为6MPa左右，漆膜厚度为0.2mm。实际使用证明，喷划后的道路标线使用期通常为2~4个月左右线迹就开始剥落。这主要是由于喷漆压力较低，导致漆膜较薄，不能很快地渗入地层内，与地面的附着性能差。应从选用新型高压泵人手，提高喷漆压力(国外已达到20MPa)，保证划线质量。喷射部件使用不恰当。各种类型的喷嘴均有最佳喷射距离或喷射角度范围。距离过高，会使喷嘴角度增加，线宽增大，线条不清晰，且漆膜厚度减小;距离过低，喷射角度减小，漆膜厚度增加，干燥时间延长，且易产生“毛刺”、“流漆”现象。所以，选择的喷嘴应与漆料的性能相一致，并布置在适当位置.以符合喷嘴工作范围的要求。划线机控制系统设计不完善。现有的划线机在划直线时尚且很容易出现走偏、不整齐等现象;在弯道半径较小时也无法进行划线作业;尤其是不能实现重复旧线的功能。总是需要人工每划一段线进行一次调整，工作效率和劳动强度可想而知。这些情况的产生主要是因为控制机构功能不完善所至。1.4本文主要研究工作划线机的完整机械系统，所设计的手推式划线机应该载荷平衡，定向稳定，能够自动行走；设计划线机剪断线可拆卸料斗，该料斗能够跟划线机移动距离控制出料口开合，实现常规间断线铺设功能；对影响定向运动的力进行基本的校核计算；设计整机外观，要求外观简洁友好，管线整齐顺畅，方便操作；撰写毕业论文。

2新型划线机简介划线机，一种广泛应用于道路、停车场、广场和跑道的在平整地面划出不同约束、指引和警示等规则限制标志的路面施工机械。划线机以其快速、高效、准确等优点在城市规划和公路建设方面发挥了巨大作用，最大程度的节省了路面施工的工期和经济投入。划线机种类很多，本章将对新型马路划线机特点，结构，工作原理作一介绍。2.1划线机的性能特点所谓的新型马路划线机，重点就在于创新。它不同于以往的划线机，通过机构改进能够实现常规间断标记线的铺设，将自动化和低成本统一起来，实现划线设备的升级。该新产品具有广阔的市场空间。由于所设计的划线机具有自走功能，因此，也可称作“自走式划线机”。自走式划线机工作时更易于操控,所划线条粗细均匀,清晰美观，更不会产生毛边和浮雾--是现代城市道路划线施工的最佳设备。这款机型维护简便，维护费用低廉。该机型结构紧凑，质量可靠,操作简便，线条宽度调整范围大（5厘米至60厘米），线条清晰，无毛边等突出优点。该机的熔料釜采用耐热不锈钢制造，机身配有温度监控装置。同时尾部采用可定位形式，既可划直线，也可划圆弧线。涂斗则通过调整杠杆的高度来实现无级调节涂膜厚度。涂料斗与地接触的落地刀采用耐磨硬质合金制造，使其具有很好的耐久性；玻璃珠的撒布采用齿条轴随划线车的前进而联动的定量进料装置，当划线机进行划线时，定量辊洒下与所涂面积相当的玻璃珠，且玻璃珠撒布装置备有离合装置，可方便地离合，控制撒布装置的动作状态。2.2划线机的工作原理新型划线机工作时，先将加热熔融的涂料缓缓的倒入熔釜，经料斗过滤，搅拌叶片搅拌均匀，再打开前部的熔料釜出料门与后部的玻璃珠储箱开关（玻璃珠箱事先已加满玻璃珠），由蓄电池供电，电机动作，经传动系统后，划线机自动前移，热涂料缓缓流入料斗后涂敷在路面上，同时玻璃珠通过散珠箱落在涂料层中，含有玻璃珠的涂料层冷却后形成反光型热熔涂料标线。其结构图、原理示意图如图2.1，2.2所示。图2.1工作原理结构图图2.2工作原理示意图2.3划线机的结构自走式划线机主要由前后车轮、机架、搅拌桶、划线斗、玻璃珠斗、撒播器、电动机及传动系统等组成。相关各部分将在后续章节中详细介绍。2.4划线机的发展方向使用基于图像识别技术的计算机自动检测与随动位置跟踪技术，将大大提高划线效率。该系统由CCD黑白摄像头、图像采集卡、微型计算机或单片机、随动位置跟踪系统、控制软件等组成。在划线作业时，一般预先按设计标准打好点，确定标线的位置和划线机行驶的线路。根据打的点，分段拉线，连续作业。所以，对预设拉线的精确跟踪是保证划线作业质量的关键。可以采用基于视觉传感器的拉线跟踪控制系统，由视觉传感器CCD直接拍摄路面与拉线或原旧标线的黑白图像，通过Marr边缘算子图像处理方法准确提取其位置信息。涂料喷枪运动的伺服控制可采用自调整模糊控制器来实现，在不知道控制对象精确数学模型的情况下，通过检测拉线或原旧标线的跟踪偏差进行模糊推理，作出最优控制决策。经过以上技术改进后，可以将摄像头安装在划线机喷头的前方，当划线机沿预设拉线或原旧标线运行时，经过摄像头的视场区，摄像头便会摄取其走向图像送至计算机进行处理。使划线机在作业时能根据外部情况，自动确定喷头的喷划位置，实现自动轨迹跟踪划线作业。

3前轮设计3.1前轮设计划线机前轮由工业车轮、轮毂、轴承、轴封、轴、中间套、轴封、齿轮组成，负责支撑机构的水平运动。车轮材料：软质论－－橡胶；金属。车轮外观质量要求：所有金属零件表面均应采取有效方法防止锈蚀，所有零件不应有影响使用的缺陷。其三维模型如图所示：图3.1三维模型3.1.1前轮轴设计前轮轴的选定。轴的分类常见的轴有直轴、曲轴和软轴。本机构选定直轴(心轴)，只承受弯矩，不传递转矩。轴的材料45#钢等优质中碳钢是最常用的材料。Q235-A等普通碳素钢用于不重要的轴或受载较小的轴。合金钢具有较高的机械强度，用于受载较大、结构尺寸受限制、需提高轴颈耐磨性及处于高低温或腐蚀等条件下的轴。球墨铸铁和一些高强度铸铁，易于铸成外形复杂的轴，它们吸振性好，对应力集中敏感性较低。本机构选45#钢。轴的结构设计轴的结构设计一般原则：轴上零件的布置应使轴受力合理；轴上零件定位可靠、装拆方便；采用各种减小应力集中和提高疲劳强度的结构措施；有良好的结构工艺性，便于加工制造和保证精度；对于要求刚性大的轴，还应从结构上考虑减小轴的变形。提高轴疲劳强度的结构措施轴的破坏大多为疲劳破坏。提高轴的疲劳强度要力求降低应力集中、提高轴的表面质量。降低应力集中的主要措施有圆角、横孔、键、过盈配合。提高轴的表面质量可由降低轴的表面粗糙度数值、进行热处理或表面强化处理等来实现。综上所述，轴的结构如图所示。图3.2轴的结构轴承的选定轴承在机械传动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的部件。也可以说，当其它机件在轴上彼此产生相对运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置固定的机件。轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类。轴承类型选择适当与否，直接影响轴承寿命以及机器的工作性能。承受载荷的大小、方向和性质，轴的转速、刚度以及结构状况。以承受径向载荷为主、轴向载荷较小、转速高、运辖平稳且又无其他特殊要求时，应选用深沟球轴承。只承受纯径向载荷、转速低、载荷较大或有冲击时，应选用圆柱滚子轴承。只承受纯轴向载荷时，应选用推力球轴承或推力圆柱滚子轴承。同时承受较大的径向和轴向载荷时，应选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。同时承受较大的径向和轴向载荷，但承蒙的轴向载荷比径向载荷大很多时，应选用推力轴承和深沟球轴承的组合。两轴承座孔存在较大的同轴度误差或轴的刚度小、工作中弯曲变形较大时，应选用调心球轴承或调心滚子轴承。转速条件选择轴承类型时，应注意其允许的极限转速。装调性能圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承的内外圈可分离，便于装拆。调心性能对于跨距较大或难以保证两轴承孔的同轴度的轴及多支点轴，可使用调心轴承。但调心轴承需成对使用，否则将失去调心作用。经济性

在满足使用要求的情况下，优先选用价格低廉的轴承。

一般来说，球轴承的价格低于滚子轴承，径向接触轴承的价格低于角接触轴承，0级精度轴承的价格低于其他公差等级的轴承。综上所述，选用6205轴承，如图所示。图3.3轴承前轮毂的选定车轮本身是软体的，轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心是装在轴上的部件就叫轮毂。轮毂按材质可以分为二大类：钢轮毂，合金轮毂。钢轮毂主要优点是制造工艺简单，成本相对较低，抗金属疲劳能力强。但是缺点也很明显，如重量大，惯性阻力大，散热性较差等等。合金轮毂其优点是重量轻，制造精度高，强度大，惯性阻力小，散热能力强，视觉效果好等等，缺点是制造工艺复杂，成本高。铝合金轮毂的制造方法有三种：重力铸造、锻造、低压精密铸造。综上所述，选用45#钢，铸造改轮毂。如图所示。

三维模型如下：图3.4三维模型二维草图如下：图3.5二维草图润滑与密封润滑是摩擦学研究的重要内容。改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力减缓磨损的技术措施。一般通过润滑剂来达到润滑的目的。另外，润滑剂还有防锈、减振、密封、传递动力等作用。充分利用现代的润滑技术能显著提高机器的使用性能和寿命并减少能源消耗。润滑剂可分为气体、液体、半固体和固体4种基本类型。在液体润滑剂中应用最广泛的是润滑油，包括矿物油、动植物油、合成油和各种乳剂。半固体润滑剂主要是指各种润滑脂。它是润滑油和稠化剂的稳定混合物。固体润滑剂是任何可以形成固体膜以减少摩擦阻力的物质，如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等。任何气体都可作为气体润滑剂，其中用得最多的是空气，它主要用在气体轴承中。密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。综上所述，选用固体润滑剂L-AN46，低压接触式静密封。3.2前轮轴的校核计算已知轴的弯矩和扭矩后,可针对某些危险截面(即弯矩和扭矩大而轴径可能不足的截面)做弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力（3.1）通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数，则计算应力为（3.2）式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时，取0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取0.6；当扭转切应力亦为对称循环变应力时，则取=1。对于直径为d的圆轴，弯曲应力为扭转切应力为将和代入公式3.2，则轴的弯扭合成强度条件为（3.3）式中：－－轴的计算应力，MPa；M－－轴所受的弯矩，N·mm；T－－轴所受的扭矩，N·mm；M－－轴的抗弯截面系数，mm³；[]－－对称循环变应力时轴的许用弯应力。由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用式（3.3）时，应取T=0。转动心轴的弯矩在轴截面上所引起的应力是对称循环变应力。对于固定心轴，考虑启动、停车等的影响，弯矩在截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力所以在应用式（3.3）时，固定心轴的许用应力为[]([]为脉动循环变应力时的许用弯曲应力)，[]≈1.7[]。前轮轴截面如图所示图3.6前轮轴截面截面简化，并受力分析如下图3.7截面简化抗弯截面系数计算公式W：（3.4）抗扭截面系数计算公式WT：（3.5）划线机的重量为Wg=m·g（3.6）=135Kg×10N/Kg=1350N轴所受的弯矩M=f·R（3.7）=×R==56250N·mm代入数据，如下式：因为==70.3 由于前轮轴选材为45#钢，可知[]=55[]≈1.7[]=1.7×55=93.5又因为<[]所以，前轮轴强度符合。

4搅拌桶设计划线机搅拌桶由内筒、外筒、温度表、搅拌手柄、过滤网斗、散热板、出料管、燕尾槽组成，负责物料的过滤、搅拌及流出。主要功能是盛装涂料，从这个意义来说，其容量的大小会影响加注的次数和作业的进度。同时，根据温度表指示，在最适温度下划线，效果更佳。熔釜釜壁选用特殊材料制成，具有高效的保温特性。其三维形状以及零件图所示：三维模型如下：图4.1三维模型二维草图如下：图4.2二维草图4.1外筒的设计外筒选用δ1.5钢板/A3制成,如图所示。三维模型如下：图4.3三维模型4.2内筒的设计内筒是物料的盛装部分，由滤网斗过滤后的物料直接流入内筒，经浆式搅拌轴搅拌后，再从燕尾槽流出。具有保温特性。三维模型如下：图4.4三维模型

4.3搅拌轴的设计桨式搅拌器结构最简单，叶片用扁钢制成，焊接或用螺栓固定在轮毂上，叶片数是2、3或4片，叶片形式可分为平直叶和折叶氏两种，即根据叶片的形状特点不同可分为平桨式搅拌器和斜桨式搅拌器。平桨式搅拌器产生的是径向力，斜桨式搅拌器产生的是轴向力，桨式搅拌器适用于低黏度的液体，悬浮液及溶解液搅拌。液-液系中用于防止分离、使罐的温度均一。固-液系中多用于防止固体沉降。主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶氏比平叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使用较多。也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。三维模型如下：图4.5三维模型二维草图如下：图4.6二维草图4.4过滤网斗设计过滤网斗，简称滤网，是由不同网目的金属丝网加工而成，其作用是过滤熔融料流和增加料流阻力，借以滤去机械杂质和提高混炼或塑化的效果。具有耐酸、耐碱、耐温、耐磨等性能；主要用于矿业、石油、化工、食品、医药、机械制造等行业。过滤网分为纺织纤维滤网和五金等。安装过滤网的机器称为过滤器，用来过滤自然水和食物。功能特点直接过滤，工艺简单，透气性好，精度均匀稳定，不泄漏，再生性能好、再生速度快、安装方便、效率高、使用寿命长。不锈钢过滤网不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。三维模型如下：图4.7三维模型

5机架的设计5.1机架的结构类型按机架外形分类表5.1机架外形分类外形类别网架式框架式梁柱式板块式箱壳式举例按机架的材料和制造方法分类按材料可分为金属机架和非金属机架。作机架的金属材料有钢、铸铁及铁合金(各种不锈钢、铁合金等)、铝合金、铜合金和其他(如钢丝绳等)。非金属机架有钢筋混凝土机架或机座、素混凝土机座平台、花岗岩机架或机座、塑料机架、玻璃纤维机架、碳素纤维机架或其他材料机架。按机架的制造方法分类如下。铸造机架，常用的材料是铸铁，有时也用铸钢、铸铝合金和铸铜等。铸铁机架的特点是结构形状可以较复杂，有较好的吸振性和机加工性能，常用于成批生产的中小型箱体。注塑机架的制造方法类似，它适用于大批量生产的小型、载荷很轻的机架。焊接机架，由钢板、型钢或铸钢件焊接而成，结构要求较简单，生产周期较短。焊接机架适用于单件小批量生产，尤其是大件箱体，采用焊接件可大大降低成本。螺栓连接机架或铆接机架，适用于大型结构的机架。这两种机架大部分被焊接机架代替，但螺栓连接机架仍被广泛应用于需要拆卸移动的场合。冲压机架，适用于大批量生产的小型、轻载和结构形状简单的机架。专业的轧制、锻造机架。其他，用独自制造方法制造的各种金属机架或非金属机架。例如，钢丝绳机架等。按力学模型分类表5.2机架按力学模型分类结构类型杆系机构板壳结构实体结构几何特征结构有杆件组成，而杆件长度远大于其他两个方向的尺寸结构有薄壁构件组成，而薄壁构件厚度远小于其他两个方向的尺寸结构三个方向的尺寸是同一数量级的机架举例网架式机架，多数框架式和梁柱式机架多数板块式和箱壳式机架少数板块式、框架式和箱壳式机架5.2机架的设计5.2.1机架设计的准则工况要求任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形及内部结构不致有阻碍运动件通过的突起；设置执行某一工况所必需的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。刚度要求在必须保证特定外形条件下，对机架的主要要求是刚度。例如机床的零部件中，床身的刚度则决定了机床的生产率和加工产品的精度;在齿轮减速器中，箱壳的刚度决定了齿轮的啮合性及运转性能。强度要求对于一般设备的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求。但对于重载设备的强度要求必须引起足够的重视。其准则是在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的应力都不得大于允许权力。此外，还要满足疲劳强度的要求。对于某些机器的机架尚需满足振动或坑振的要求。例如振动机械的机架；受冲击的机架；考虑地震影响的高架等。稳定性要求对于细长的或薄璧的受压结构及受弯—压结构存在失稳问题，某些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须校核。美观目前对机器的要求不仅要能完成特定的工作，还要使外形美观。其他如散热的要求;防腐蚀及特定环境的要求；对于精密机械、仪表等热变形小的要求等。5.2.2机架设计的一般要求在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。机架的重量轻，材料选择合适，成本低。结构合理，便于制造。结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由温度变化引起的变形应力小。抗振性能好。耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好。5.3机架结构的选择机架结构形式的选择是一个较复杂的过程。根据设计的准则和要求，参考类似设备的机架结构形式，首先进行机架形式的选择。对结构形式、构件截面和结点构造等均需要结合具体的情况进行仔细的分析。可以选用几种方案初步比较来确定。对于大批量的设备机架或特大型的机架，还应该对结构方案进行技术经济比较。由于各种设备各有不同的规范和要求，制定统一的机架结构选择方法较困难。但是，总的原则无非是实用、可靠、经济和美观。对于整体机架的各支架横截面，空心的长方形截面在相同材料情况下能承受更大的弯矩；而空心的圆截面能承受更大的扭矩。所以这两种截面（或其变形）在支架截面中运用较多。静定结构与超静定结构的比较表5.3静定结构与超静定结构的比较比较项目静定结构超静定结构防护能力静定结构没有多余约束。当任一约束突然破坏，即变成几何可变杆系，不能承受任何载荷，所以防护能力差超静定结构有多余约束。多余约束突然破坏后，仍能维持几何不变性，还能承受一定的载荷，所以防护能力强内力分布由于没有多余约束，局部载荷对结构的影响范围小，内力分布很不均匀，内力峰值大由于有多余约束，局部载荷对结构的影响范围大，内力分布比较均匀，内力峰值较小结构刚度与稳定性由于没有多余约束，载荷作用下的结构变形，受不到多余约束的进一步限制，结构的刚度和稳定性差由于有多余约束，载荷作用下的结构变形要受到多余约束的进一步限制，结构的刚度和稳定性较好结构材料与杆件截面的影响静定结构的内力只需用静力平衡方程即可确定，所以内力与结构材料性质和杆件截面尺寸无关超静定结构的内力不能单用静力平衡方程来确定，还需同时考虑变形条件，所以内力与结构的材料性质和杆件截面尺寸有关非载荷因素（支座移动、温度改变、材料收缩和制造误差）的影响非载荷因素只引起静定结构的位移和变形，不在静定结构中产生内力（因为位移和变形受不到多余约束的限制）非载荷因素不仅引起超静定结构的变形，而且还在超静定结构中产生内力（因为变形要受到多余约束的限制）杆件截面设计的简单程度和调查结构内力分布的能力静定结构杆件截面尺寸设计简单，只要结构外形及其尺寸（指用杆轴表示的力学模型）一定，即可由平衡方程求出内力，再按强度条件设计杆件的截面。但静定结构的内力分布与杆件刚度比值无关，故不能通过改变杆件刚度来调整内力分布超静定结构杆件截面尺寸设计复杂，只有事先假定截面尺寸才能求出内力，然后再根据内力重新设计杆件截面，若设计截面与假定截面相差过大，需重新计算。但超静定结构的内力分布与杆件刚度比值有关，故可通过改变杆件刚度来调整内力分布静定架与刚架的比较表5.4静定桁架与刚架的比较比较项目静定桁架刚架是否便于使用由于桁架结点都是铰结点，所以为了保证杆系的几何不变性，所用的杆件数目较多，而且占据了内部空间，不便使用由于刚架节点主要是刚结点，所以刚架的几何不变性，除了支座的约束作用外，主要依靠刚结点的连接作用，所用的杆件数目减少，内部空间大，便于使用是否节省材料由于桁架杆件都是二力杆件，只有轴力，所以内力沿杆轴和应力沿杆件截面都是均匀分布的，充分利用了材料由于刚架杆件大都是梁式杆件，内力主要是弯矩，所以内力沿杆轴和应力沿杆件截面都是非均匀分布的，没有充分利用材料综合考虑，选用螺栓连接机架。该机架由左右支架、上支架、护板、划线指示杆、护板、前轮固定架、后轮固定板组成。其三维形状以及零件图如下：三维模型如图所示：图5.1三维模型二维草图如下：图5.2二维草图

6后轮设计后轮，即工业脚轮，工业脚轮是个统称，包括活动脚轮和固定脚轮。活动脚轮就是所谓的万向轮，它的结构允许360度旋转；固定脚轮没有旋转结构，不能转动。这两种脚轮一般都是搭配用的，比如手推车的结构是前边两个固定轮，后边靠近推动扶手的是两个活动万向轮。车轮材料：金属；橡胶；塑料。外观质量：所有金属零件的表面均应采用有效方法防止锈蚀，所有零件不应有影响使用的缺陷。6.1工业脚轮的分类（按承载能力）轻载（10~100Kg），中轻载（30~160Kg），中重载（80~340Kg），重载（75~505Kg），低重心（150~250Kg），超低重心（550~600Kg）。6.2脚轮的选型要点工作原理划线机后轮是由万向脚轮改进而来的，它随前轮一起运动，是从动轮。能够实现机构的定向与旋转运动。当拉杆位于调节板下端时，拉杆套内的弹簧不受力，车轮被支架与旋转轴卡死，实现定向行走功能；当拉杆位于调节板上端时，拉杆套内的弹簧被压缩，车轮被支架与旋转轴分离，实现转向功能。承载量计算根据设计载重量确定单个脚轮需要达到的承载能力。脚轮的承载能力是对脚轮最基本和最关键的要求，而实际使用的情形又千差万别，因此，在实际选择脚轮的承载能力时，应当留有一定的安全余量。即使是使用4个脚轮时，也可能出现3点承载的状况。因此，总负载限度通常根据下述公式进行计算。负载限度=每个脚轮的容许负载×4个×0.8需要特别指出，对于那些脚轮会受到很大冲击情况，不仅要选择承载能力大的脚轮，而且应该选用殊设计的抗冲击结构。使用要求在平坦的路面上以步行的速度以下进行间歇式使用，请不要通过动力牵引（特殊脚轮除外）或在发热的状态下连续使用。脚轮使用注意事项避免超重；切勿偏置；定期检修保养，如定期上油，适时检查螺丝松紧。综上所述，后轮由后轮轴、后轮支架、旋转轴、压簧、轴承组成，其三维形状以及零件图如下：三维模型如下：图6.1三维模型二维草图如下：图6.2二维草图6.2.1后轮支架的设计后轮支架，用来连接车轮，支撑机架的主要部件。三维模型如图所示：图6.3三维模型二维草图如下：图6.4二维草图6.2.2拉杆的设计拉杆，与拉杆轴，拉杆套，压簧，旋转轴，调节板配合使用，控制后轮的定向与转向运动。其三维模型与二维草图如图所示。图6.5三维模型图6.6二维草图

7传动系统设计7.1电机的选定为了保证划线机具有自走功能，应选用合适的动力源。常见的驱动装置有汽油机、柴油机和电动机。分析如下：发动机按所使用的燃料进行分类，可以分为汽油机和柴油机。汽油与柴油相比较，汽油的沸点低、容易气化，而柴油的自燃温度低。柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃测试，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。德国人狄塞尔想出了这个办法并取得了专利权，所以柴油机又叫狄塞尔发动机。与汽油机相比，柴油机的优点是柴油价格便宜，经济性好，并且它没有点火系统，所以故障较少。但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。

电动机，结构简单，输出功率稳定，维护费用低，电能机械能转换效率高，受电源的限制，移动性能局限。综合考虑，电源齐备，固定安装时使用直流电动机作为动力源比较安全经济。电机功率：800瓦（w）电机类型：无刷电机电池容量：60安水电瓶（胶体电瓶和水电瓶都可以用）7.2传动系统设计链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。三维模型如图所示。大链轮采用优质45#钢材，小链轮采用20CrMnTi，全部为锻打工艺，网带炉热处理，硬度更均匀，更稳定。链条采用宽腰设计，加厚2.0链片，套筒精选20CrMnMo，延长链条整体寿命。设计选用齿轮齿条传动，其中小轮齿数Z1=17，大轮齿数Z2=39。链条代号为：08A-1-70GB/T1243-1997.图7.1三维模型

8其他机构的设计8.1玻璃珠斗设计道路养护公司还要考虑配置玻璃微珠撒布系统作为标准配置。该系统可以喷洒玻璃微珠，使标线施工完全达到国家要求。三维模型如下：图8.1三维模型二维草图如下：图8.2二维草图

8.2划线斗设计划线斗由左右落地刀、上都、下斗、连杆轴、开合挡板、手柄、后挡板、柱销、手柄支座组成。其三维模型如图所示：三维模型如下：图8.3三维模型(a)图8.4三维模型(b)8.3撒播器设计播撒器由上盖、密封挡板、开合手柄、固定板、钢丝软管固定板、拉伸弹簧、流量调节板、压缩弹簧、流量调节手轮组成。其三维形状以及零件图如下：三维模型如下：图8.5三维模型二维草图如下：图8.6二维草图播撒器斗设计三维模型如下：图8.7三维模型二维草图如下：图8.8二维草图开合手柄销轴设计三维模型如下：图8.9三维模型二维草图如下：图8.10二维草图拉伸弹簧的设计拉伸弹簧（也叫拉力弹簧，简称拉簧）是承受轴向拉力的螺旋弹簧，拉伸弹簧一般都用圆截面材料制造。在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。拉伸弹簧的特点许多不同的终端装置或者“钩”是用来保证拉伸弹簧的拉力来源。拉伸弹簧与压缩弹簧的工作原理相反。压缩弹簧在压紧的时候反向作用，拉伸弹簧则在伸展或拉开的时候反向作用。当拉伸弹簧两端拉开时，弹簧则会试图将他们拉回在一起。像压缩弹簧，拉伸弹簧也是吸收与储存能量。但不像压缩弹簧的是，大多数的拉伸弹簧通常在一定程度的张力下，即使是在没有任何的负载的情况下。这种初始的张力决定了在没有任何负载的情况下，拉伸弹簧盘绕的紧密程度。三维模型如下：图8.11三维模型二维草图如下：图8.12二维草图压缩弹簧压缩弹簧（压簧）是承受向压力的螺旋弹簧，它所用的材料截面多为圆形，也有用矩形和多股钢萦卷制的，弹簧一般为等节距的，压缩弹簧的形状有：圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等，压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙，当受到外载荷时弹簧收缩变形，储存变形能。压缩弹簧,对外载压力提供反抗力量。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。压缩弹簧利用多个开放线圈对外载压力（如重力压下车轮，或者身体压在床褥上）供给抵抗力量。也就是，他们回推以反抗外部压力。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。此外，也有圆锥形的压缩弹簧，或者圆锥和直线型组合的弹簧。根据不同的应用领域，压缩弹簧可用于抵抗压力和（或）存储能量。圆形金属丝是压缩弹簧最常用的，但也有正方形、长方形和特殊形状的金属丝制造出的压缩弹簧。三维模型如下：图8.13三维模型二维草图如下：图8.14二维草图

9总结与展望本文主要设计了一款新型自走式马路划线机。通过了解国内外划线机现状，根据工作环境和性能要求选定电动机为机械前进的动力源，实现了划线机的自走要求。设计过程效仿了电动三轮车的工作原理，初定了传动方案。在这之后进一步了解划线工艺，为设计做准备。随后研究并分析了手推式划线机的工作原理及优缺点。将电动三轮车与手推式划线机相结合，实现了自走式马路划线机的设计需求。考虑到设计成本与设备轻便可移动性，选用螺栓连接机架。为了保证划线质量，在搅拌机构中引进了温度表与过滤网斗，使其能在最适温度下，画出高质量的标线。在后轮设计中，通过机构改进实现了定向与旋转。最终利用SolidWorks软件，实现了新型划线机的外观模型设计。由于毕业设计时间短，任务重；本人专业知识的局限以及实践经验的不足，在设计中也存在一些问题。例如工作时，对于划线机移动距离不能精确控制；机械部分，现阶段有些部件实际中无法加工生产；新能源、新技术方面引用不多。在以后的工作学习中，在划线机这方面多了解前沿知识，在以后的设计中采用更合适的工艺方法，使其设计的更加合理。

参考文献[1]高泽远，王金主编.机械设计基