扫拖一体机说明.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除2012年全国机械创新设计参赛作品扫拖一体机设计说明书 参赛成员：欧阳崇伟 杨胜世 姜敏 吴应福 汪明钟 指导老师：蒙秉嵩 兰道强贵阳学院2012年5月2号扫拖一体机设计者:欧阳崇伟，姜敏，杨胜世，吴应福，汪明钟指导教师：蒙秉嵩 兰道强（贵阳学院 机电系） 摘要：生活节奏加快，工作繁忙，在家时间很少，家是人们的心灵港湾，忙碌了一天能回到家好好休息是一种享受。特别是家的干净、整齐更能使我们工作之余带来安逸和舒适的感觉。相反家里灰尘满地，心情一定很糟，还要花费大量时间带着疲惫的身体去打扫各个房间的卫生，估计这不是每个人都愿意做的。如何在最短的时间里打

2、扫好家里卫生？带着这个问题，我们设计了扫拖一体机。实验结果表明，该设备工作稳定，性能可靠，功能效果好。关键词：扫拖一体机、湿拖、干拖、甩干、节能、环保。目 录 作品简介一 研制背景及意义4二 设计方案 .5三 理论设计计算 .7四 工作原理及性能分析 .10五 创新点及运用.11六 参考文献 .13 作品简介 手推扫拖一体机是用于清扫平地上的垃圾。它通过人来推动机器前进，不需要电力驱动。只是利用驱动轮与地面的摩擦力获得动力，节约电能，低碳、环保符合当今社会主题，同时也符合了我们本届机械设计的主题：美好生活，幸福今天和明天。另外在推动扫拖一体机打扫地面时还可以锻炼身体。驱动轮在地面产生的转矩通过

3、齿轮和带轮的传递给扫筒，扫筒的旋转把地上的垃圾打到垃圾斗里，并且在扫地的同时实现拖地功能。 用于家庭室内地面清洁，在家庭和一些公共场合可以用来清扫较平而宽的地面，他能够对地面的垃圾、灰尘等赃物进行一次性扫、拖工作。从而大大减少了人们打扫卫生的时间，提高工作效率。 扫拖一体机设计尺寸较小、外观精致美观、体积小巧、结构简单紧凑、易于收放等特点。本机构设置了湿拖和干拖，能够实现一次性的扫拖功能，从而减小了人们的拖地时间，还在干拖上安装了甩干机构，便于干拖的甩干。一背景及意义 随着现代生活节奏加快，时间意识的加强。人们大部分时间用在工作上，在家时间很少，但是家的存在是人们的心灵港湾，忙碌了一天能回到家

4、好好休息。家的干净能使我们工作之余带来安逸和舒适。相反家灰尘满地，心情一定很糟。还要花费大量时间带着疲惫的身体去打扫各个房间的卫生。这应该不是每个人都愿意做的。如何在最少的时间里打扫好家庭卫生？带着这个问题，我们设计了扫拖一体机。 这款扫地机最大的特点就是实现了传统扫地与拖地相结合，成为我们打扫家庭卫生时有力助手，我们省时省力打扫家庭卫生，不会为打扫家里卫生而烦恼了，我们拥有更多时间享受全家在一起的幸福、快乐。二 设计方案 本小组经过调研发现，在市场上卖的扫地机基本上都是电动 的，而与当今所提倡的低碳、节能、环保主题不符，且市场上卖的扫地机都没有带拖把，都得先扫干净再用拖把去拖，这样就大大的耽

5、误时间，一是我们就构想出来了扫拖一体机，它不需要消耗电能，手只要轻轻的一推就能把地上的垃圾扫干净且拖干净，一次性的解决了传统的先扫再拖的过程。1.总体结构 总体由扫筒机构、垃圾斗机构、湿拖机构、干拖机构、驱动轮机构、齿轮机构、带轮机构、伸缩杆机构组成、装水机构。2. 扫筒机构的设计 实现该功能的主要零件有：塑料毛刺、塑料管、扫筒轴，其中动力源是驱动轮与地面的摩擦而产生，然后通过齿轮增速和带轮传递转矩给扫筒，提高齿轮的传动比从而达到扫筒所需的转速。3. 垃圾斗的设计 为使垃圾斗的底面靠近地面而不接触，一是就利用了三点确定一个平面的原理，在垃圾斗的底面确定两个点再在其顶部调整另一点，从而确保其与地

6、面保持23mm的距离。4. 湿拖的设计 湿拖的旋转方向与驱动轮的旋转方向相反，利用这个原理，从而使湿拖与地面的相对运动加大，能更好地对地面的污质实现了拖干净，这样我们就在湿拖安装了一个齿轮与驱动轮轴上的齿轮啮合就能实现此功能。5. 干拖的设计 干拖不仅要实现把地拖干，更得把它沾的水给甩干，这时我们就增加了甩干机构，在干拖的轴上加带轮，把线绳绑扎在带轮上，利用惯性原理，拉绳的另一端就能使其快速旋转而把水甩干。6. 推杆的设计 为了使外观更美观、易于携带、便于收放，在与扫地机接触的一端安装了类似于万向轴的机构，可以前后旋转150度，且干分成两节可以收缩。三 理论设计计算1. 总体尺寸设计 此作品最

7、大的特点在于实现扫，装，拖，甩的协调，因此只有设计好个状态的结构尺寸才能协调、合理的实现此功能。a. 扫拖一体机的外形尺寸 图1 为了使其占用的空间更小些，且能实现其功能，故我们设计其长为350mm,宽为250mm,高为120mm。b.推杆的尺寸 根据一般人的正常习惯，为了使推时不用弯腰，我们把他的尺寸定在1300mm,手握时有手感其宽定在30mm.2.扫筒转速的计算A.拖地时的平均速度v=0.8m/s,由公式2nr得驱动轮的转速为 第 I 条 n1=v/2r=3.18r/s,(其中r=40mm为驱动轮的半径)b.齿轮的传动比i14=n1/n4=z2z4/z1z3=0.1438,可得扫筒的转速

8、 n4=n1/i14=22.15r/s,(其中z为齿轮齿数z1=z3=58,z2=z4=22) 大齿轮图 d=mz,(d为分度圆直径，m为模数，z为齿轮齿数) Ha=(hax+x)m,(ha为齿顶高，hax=1为齿根高系数，x=0为变 位系数) Hf=(hax+cx-x)m,(hf为齿根高，hax=1为齿根高系数，cx=0.25 为齿底隙系数)3. 强度与刚度校核 此作品对扫、拖的设计强度没有特殊的要求，已满足使用条件，其总重是5kg,在推扫拖一体机时无需很大的力矩，我们选的钢材足以满足其要求，所以无需其强度与刚度的校核。4.中心距的计算a.第一对齿轮的中心距d1=m(z1+z2)/2=40m

9、m(m=1为齿轮的模数)。b.第二对齿轮的中心距等于第一对的中心距d2=d1=40mm。c.第三对齿轮的中心距d3=m(z1+z中)/2=50mm(z中为中齿轮的齿数)。d.带轮的中心距，因为两个带轮是一样大的，且满足垃圾斗的安放， 我们取其中心距为d带=82mm。 侧版的中心矩定位孔图四. 工作原理及性能分析a.工作原理工作原理，驱动轮的旋转产生转矩，通过齿轮和带轮的旋转把转矩传给扫筒，扫筒的旋转把地面的垃圾甩到垃圾斗里，通过一级齿轮使湿拖与前进方向反转产生较大的摩擦力，从而将地面难以扫清的污渍拖干净，紧随其后的干拖将遗留下来的水分拖干，通过拉线增速甩干已湿的干拖筒，以便继续扫拖功能。 b.

10、性能 本作品主要用于扫地、拖地用，当地上有许多垃圾时，只要我们用手轻轻的推一下就能把地上的垃圾扫干净，还能拖干净，其他地面不需要拖时我们可以去掉拖筒，这样就实现了扫地效果了，其效果很好，通过多次试验都能把地上的垃圾扫干净，其结构紧凑，推杆可以伸缩，使用寿命很长，只要其皮带不断就能一直使用下去，即使断了也可以安装上去，从而其寿命可以延续很长，干拖湿了可以甩干，这也充分符合人们的要求。四 创新点及运用a创新点1. 扫与拖的结合 扫托一体机最大的特点就是打破了传统的单扫、单拖的打扫方式，实现一次性扫和拖功能，在拖的时候不仅是可以湿拖同时还可以干拖，当干拖湿了还能通过拉线甩干，还可以按要求只扫不拖，把

11、拖筒拆卸即可实现此功能。2. 低碳环保 驱动轮与地面产生的摩擦力通过齿轮和带轮的传动为扫筒提供动力源。消耗的是人的体力，这也相当于锻炼身体，利于健康，而且又不产生什么污染，符合当今社会提倡的低碳环保主题。3. 结构简单，方便维修 扫拖一体机结构简单，以最少的零件，实现扫拖一体的功能。主要部件可以拆卸，零部件市场上能买到，零件更换方便，自己就可以维修，从而延长扫地机使用寿命，在干拖上加了甩干机构，利用惯性原理，将线的一端与干拖，另一端手拉使其快速旋转就能把干拖的水甩干。4. 占用空间小，操作简单方便 扫拖一体机，设计尺寸紧凑，考虑到占地面积等因素，在设计时就充分考虑其体积尽量小，只要很小的占地面

12、积，推杆的伸缩更能方便收放，扫地机操作简单，只要人推动它前进，就可以扫地和拖地，且不需要很大的推力，小孩都很容易使用。b.运用 此产品可以用于家里、宿舍、教室、超市、广场等，体积小、重量轻、易于携带、效果好等特点。 制作简单、成本低、单件成本600元，批量生产成本还可以更低些，具有良好的市场前景。六 参考文献1 单辉祖，材料力学教程，北京，高等教育出版社，20042 邱宣怀，机械设计，北京，高等教育出版社，19973 机械设计手册编委会，机械设计手册，北京，机械工程出版社，20054 张展，齿轮设计与实用数据速查，北京，机械工业出版社，2009.5 5 东南大学机械学学科组，机械原理 ，北京，高等教育出版社，1997.76 殷玉枫，机械设计课程设计，北京，机械工业出版社，2006.67 胡家秀，简明机械零件设计实用手册，北京，机械工业出版社1999【精品文档】第 8 页