畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書論文(全套CAD圖紙) QQ 36396305 摘 要水面垃圾自動(dòng)打撈船針對(duì)水面環(huán)境污染的問(wèn)題，主要致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理，如塑料袋、飲料瓶，樹枝樹葉以及其它易清理的水面垃圾。實(shí)現(xiàn)水面垃圾清理的機(jī)械化與自動(dòng)化，整個(gè)打撈過(guò)程無(wú)需人工參與，安全性非常好，效率大約是人工打撈的幾百倍，水面越大、風(fēng)浪越大效果越顯著。本文主要對(duì)水面垃圾自動(dòng)打撈船進(jìn)行了船體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置、打撈及傳輸裝置、垃圾存儲(chǔ)裝置以及其他零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核等。分析了水面垃圾自動(dòng)打撈船需要實(shí)現(xiàn)的功能要求，在實(shí)際環(huán)境背景下，研究了水面垃圾自動(dòng)打撈船的系統(tǒng)構(gòu)成及功能、各零部件的的設(shè)計(jì)方法以及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式。此設(shè)計(jì)除了動(dòng)力裝置與其他船類大體相似，實(shí)現(xiàn)打撈和傳輸?shù)难b置以及垃圾存儲(chǔ)裝置都有一定的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。采用鏈齒輪與鏈條的傳動(dòng)帶動(dòng)傳輸帶的形式，以及船體前方擋板引導(dǎo)裝置和葉輪的設(shè)計(jì)都使得水面垃圾的收集更加有效率。此外，垃圾存儲(chǔ)裝置采用的是三個(gè)可替換式的存儲(chǔ)箱，其底部設(shè)計(jì)為多孔式，使得水面垃圾的收集更加方便，可執(zhí)行性有所加強(qiáng)。本文還附有部分水面垃圾收集船的結(jié)構(gòu)圖，裝配圖，零件圖，以便詳細(xì)的說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程。關(guān)鍵字： 水面垃圾 自動(dòng)打撈船 環(huán)境保護(hù) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)IAbstract An autonomous ship for cleaning the garbage floating on a lake is designed for the water pollution problems,mainly to solid waste on small and medium sized lakes , rivers and other waters,such as plastic bags,bottles,leaves,twigs,and other surface trash which is easy to clean. To achieve clean the water garbage mechanized and automatically , the entire salvage process without human intervention , security is very good , efficiency is about hundreds of times than artificial salvage. The greater the surface and more significant storms, the greater the effect is.This essay focuses on the design,computing and checking of hull structure , power plant, salvage and transport equipment,garbage storage devices and other components of the an autonomous ship . In the case of the understanding of the results of the design required to achieve the functional requirements, as well as the actual environmental background to study the design of the structure and function of the water garbage sweeper system .This power plant design in addition to the other boat classes are generally similar . And garbage storage devices, the device to achieve salvage and transport have some innovative designs.Form of the sprockets and the chain transmission is driven by a transmission belt,and the hull in front of the baffle means and the guide surface of the impeller are designed so that garbage collection more efficient.In addition, garbage storage device uses three replaceable storage tank , the bottom is designed to porous surface garbage collection more convenient, enforceability has been strengthened . This article is also append the structure and assembly drawings , parts diagram of the autonomous ship for cleaning the garbage floating on a lake for a detailed description of the design process.Keywords: The water waste;Automatic cleaning ship;environmental protection; Structural Design II目 錄摘 要IAbstractII一 前言11.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題背景11.2畢業(yè)設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析21.3本課題的研究目的及意義3二 方案構(gòu)思和擬定5三 船體的設(shè)計(jì)63.1船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.2船體材料的選擇8 3.2.1船體材料的介紹83.2.2船體材料的確定及相關(guān)參數(shù)93.3船體重要尺寸93.4.1船體質(zhì)量的計(jì)算10 3.4.2重排水量的計(jì)算103.4.3最大吃水深度的計(jì)算11四 動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)124.1蓄電池的選擇124.2電動(dòng)機(jī)的選擇134.3船舶推進(jìn)器的選擇16五 傳輸裝置的設(shè)計(jì)19III5.1 傳輸裝置的總體設(shè)計(jì)195.2傳輸裝置鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)215.2.1鏈條的選擇和計(jì)算215.2.2鏈輪相關(guān)尺寸的計(jì)算245.3葉輪裝置鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)265.3.1鏈條的選擇和計(jì)算265.3.2鏈輪相關(guān)尺寸的計(jì)算275.4軸的設(shè)計(jì)295.5 葉輪的設(shè)計(jì)31六 垃圾存儲(chǔ)裝置的設(shè)計(jì)32七 其它零部件的設(shè)計(jì)337.1滾動(dòng)軸承的選擇337.2軸承座的選擇347.3標(biāo)準(zhǔn)件的選擇34結(jié)束語(yǔ)36致謝37參考文獻(xiàn)38附錄 水面垃圾自動(dòng)打撈船總裝配圖39III一 前言 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活都有了質(zhì)的飛躍，特別是工業(yè)革命以來(lái)，由于人們過(guò)于重視工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，往往忽視了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，這就使得近幾年來(lái)世界水資源質(zhì)量不斷下降，水環(huán)境持續(xù)惡化，由于污染所導(dǎo)致的缺水和事故不斷發(fā)生，不僅使工廠停產(chǎn)、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收，而且造成了不良的社會(huì)影響和較大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重地威脅了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅了人類的生存。隨著十八大社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)的提出，水環(huán)境的污染問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。海洋、河流、湖泊以及水上游樂(lè)場(chǎng)里的漂浮垃圾的污染已經(jīng)逐步影響到市民的飲水、環(huán)境衛(wèi)生及市容市貌，如圖1-1、圖1-2所示。 圖 1-1 城市河道污染 圖1-2 運(yùn)輸河道污染為解決水面垃圾收集的問(wèn)題，目前很多地區(qū)還是采用利用人工打撈的方式為主，如圖1-3所示。但這種人工打撈水面垃圾的作業(yè)方式勞動(dòng)強(qiáng)度較大、工.(查看更多)作環(huán)境惡劣，效率也十分低下。此外，目前市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些機(jī)械智能化的水面垃圾收集設(shè)備。由于水域不同、垃圾種類不同及回收量的不同，形成了各種類型的水面垃圾收集船，如圖1-4所示。例如ZS-800型水面清漂船、16.5米水面垃圾收集船等等。但現(xiàn)在市場(chǎng)上的水面垃圾收集船大都是大型船舶機(jī)械，主要用于大范圍大面積水域垃圾的收集，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，價(jià)格昂貴，而且需要專業(yè)人士操作，從而不能被廣泛地應(yīng)用于城市河道和風(fēng)景區(qū)水域的垃圾收集作業(yè)。圖1-3 人工打撈水面垃圾圖1-4 大型機(jī)械打撈水面垃圾1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析水面垃圾自動(dòng)打撈船針對(duì)水面環(huán)境污染的問(wèn)題，致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理，如塑料袋、飲料瓶，樹枝樹葉以及其它易清理的水面垃圾。它將水上漂浮的垃圾（主要是樹枝、農(nóng)作物秸稈、白色塑料、生活垃圾和水生植物、少量動(dòng)物尸體等）從水面打撈后，直接裝運(yùn)或者經(jīng)壓縮后裝運(yùn)到垃圾處理廠進(jìn)行處理。關(guān)于水面垃圾自動(dòng)打撈船，目前國(guó)外已有成熟的商品和深厚的研究基礎(chǔ)。韓國(guó)海洋水產(chǎn)部在2000年投資23.5億韓元，委托南韓海洋研究院開發(fā)一種能在淺灘和港口進(jìn)行垃圾清除作業(yè)的垃圾打撈船。目前，這種海上垃圾打撈船已經(jīng)建造完成，并通過(guò)了性能測(cè)試。這艘命名為“海洋清掃號(hào)”的船，長(zhǎng)30m，寬10m,高2.3m，可只在水深只有2米的淺灘和港口清除漂浮垃圾。船上裝有臂長(zhǎng)達(dá)20米的“多關(guān)節(jié)”抓鏟，可打撈水深為15米的灘底沉積垃圾。船上的鉤狀收集機(jī)可用于搜集水中的漁網(wǎng)和漁具。船艙還可以容納40噸垃圾，這些垃圾可被船載的寬體切割機(jī)切割分解。加拿大的PELICAN公司研制的A系列1010型清掃船采用單體船型，具有清掃水面垃圾、油污水處理、曝氣、消防4方面功能。主要的作業(yè)機(jī)具包括翻斗、垃圾箱、油水分離設(shè)備、油箱、噴氣曝氣裝置、消防水槍。美國(guó)聯(lián)合國(guó)際船舶公司（UMI）研制的系列清掃船采用雙體船型，配兩套Z型推進(jìn)裝置，主要功能是清理水面垃圾。主要作業(yè)機(jī)具包括導(dǎo)流門、船首傳送帶、垃圾箱、船尾傳送帶。船尾傳送帶用于將垃圾輸送至岸上。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也漸漸自主研發(fā)了具有較高效率的水面垃圾自動(dòng)打撈船。由天津新港船廠建造的水上清掃船“方通號(hào)”于2001年底在天津海河下水。該船具有高效、節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，以電為動(dòng)力，進(jìn)行電動(dòng)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)，不但對(duì)水體沒(méi)有污染而且行動(dòng)十分靈活。在接近垃圾后，船上的精密液壓噴水自動(dòng)回轉(zhuǎn)臂、垃圾收集筐升降機(jī)動(dòng)裝置等設(shè)備一同作業(yè)，將水面垃圾打掃一盡。該船實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)清掃、收集、儲(chǔ)存水面垃圾，而且液壓噴水自動(dòng)回轉(zhuǎn)臂還可以沖刷堤坡垃圾，澆灌河岸綠地。上海市廢棄物處置公司研制的水面漂浮物打撈船，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流、打撈、壓縮、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)連續(xù)作業(yè)為目的，采用雙體船型, 打撈裝置采用傳送帶形式,克服了以往人工打撈及抓斗間隙打撈的缺點(diǎn)，打撈速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，且可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)作業(yè)，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的損耗。獨(dú)立作業(yè)能力強(qiáng)，單船作業(yè)便可完成從打撈到轉(zhuǎn)運(yùn)的全部工作。從打撈到轉(zhuǎn)運(yùn)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，大大提高了工作效率，并減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。適用于各種復(fù)雜水域環(huán)境作業(yè)。特別適合大面積水生植物污染治理,作業(yè)裝置主要由噴水導(dǎo)流、固液分離器、螺桿壓榨機(jī)組成的攔截打撈裝置具有作業(yè)效率高、作業(yè)適應(yīng)性強(qiáng)。采用機(jī)械式固液分離裝置打撈水葫蘆大大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。1.3本課題的研究目的及意義隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活都有了質(zhì)的飛躍，特別是工業(yè)革命以來(lái)，由于人們過(guò)于重視工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，往往忽視了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，這就使得近幾年來(lái)世界環(huán)境日益惡劣，帶來(lái)了各種各樣的環(huán)境問(wèn)題，海洋、湖泊、河流中隨處可見的垃圾污染。各種廢物會(huì)通過(guò)不同的渠道進(jìn)人海洋、江河、湖泊，導(dǎo)致水面的漂浮物越來(lái)越多。由于潮起潮落的原因，江河水面的棄置物或水草也會(huì)流人其它的水面、港灣。它們的集結(jié)造成水面污染，影響市容衛(wèi)生，甚至阻礙航道。如今，水環(huán)境保護(hù)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。水面漂浮垃圾的污染已經(jīng)逐步威脅到市民的飲水、環(huán)境衛(wèi)生及市容，因此，機(jī)械化清理水面垃圾已成為重要的水環(huán)境保護(hù)措施。水面垃圾自動(dòng)打撈船針對(duì)水面環(huán)境污染的問(wèn)題，致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理，如塑料袋、飲料瓶，樹枝樹葉以及其它易清理的水面垃圾。它自動(dòng)將水上漂浮的垃圾（主要是樹枝、農(nóng)作物秸稈、白色塑料、生活垃圾和水生植物、少量動(dòng)物尸體等）從水面打撈后，直接裝運(yùn)或者經(jīng)壓縮后裝運(yùn)到垃圾處理廠進(jìn)行處理。水面垃圾自動(dòng)打撈船一般由單船體或雙船體、收集裝置、存儲(chǔ)裝置等組成。收集裝置主要有傳送帶、翻斗以及造流收集等幾種形式，其作用是把前方的漂浮垃圾引導(dǎo)過(guò)來(lái), 收集后提升在專用的垃圾存儲(chǔ)箱內(nèi)。水面垃圾自動(dòng)打撈船采用成熟的技術(shù)、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和巧妙的方法，可以自動(dòng)地把其快速行進(jìn)所到之處的水面漂浮物和半漂浮物打撈到船上，整個(gè)打撈過(guò)程無(wú)需人工參與，安全性非常好，效率是人工打撈的幾百倍。本次課題最主要的目的和意義還是在于對(duì)相關(guān)水域的環(huán)境的治理與維護(hù)，水面環(huán)境的改善對(duì)于水質(zhì)，為社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)美麗的中國(guó)夢(mèng)做出貢獻(xiàn)。二 方案構(gòu)思和擬定 水面垃圾自動(dòng)打撈船主要針對(duì)的是城市和風(fēng)景區(qū)河道、湖泊水域的水面垃圾收集。根據(jù)調(diào)查和分析，其水面垃圾主要有稻草、爛蔬菜、塑料袋、軟包裝、飲料盒、塑料泡沫、瓜皮等。由于受河道過(guò)往船只形成的浪涌及潮水的沖擊，水面垃圾一般集中在兩側(cè)的江岸、堤壩、湖邊及拐角回流區(qū)，而河道和湖泊的中央幾乎沒(méi)有垃圾，因此要求收集船尺寸小，操作靈活、零航速作業(yè)效能好。根據(jù)以上要求，并參閱國(guó)內(nèi)外水面垃圾收集船資料，對(duì)多種收集水面垃圾裝置方案進(jìn)行比較、綜合分析及論證，同時(shí)考慮到目前管理、維修水平及經(jīng)濟(jì)條件等因素，我們采用了雙體船型方案。針對(duì)這些，本方案引入了“局部到整體”的設(shè)計(jì)方案。也就是根據(jù)各部分要實(shí)現(xiàn)的功能，依次設(shè)計(jì)出各個(gè)機(jī)構(gòu)，再進(jìn)行虛擬裝配，排除干涉，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。 本船主要由船體；動(dòng)力裝置；導(dǎo)水葉輪和鏈傳動(dòng)帶動(dòng)傳輸帶組成的傳輸裝置及垃圾儲(chǔ)存裝置等幾個(gè)部分組成。該方案是通過(guò)一設(shè)于雙船體間的葉輪造流，將船體前方垃圾吸入垃圾收集區(qū)，再通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)的傳輸帶傳輸至垃圾儲(chǔ)存箱中。等垃圾收集任務(wù)完成，船體泊岸后，設(shè)于岸邊的吊車把垃圾倉(cāng)吊至轉(zhuǎn)運(yùn)汽車上，收集作業(yè)完畢。作業(yè)流程如圖2-1所示。葉輪造流水面垃圾垃圾收集區(qū) 岸邊收集垃圾儲(chǔ)存箱傳輸垃圾 圖2-1 收集船收集流程圖 考慮到垃圾收集的水域特點(diǎn)和收集的快速性、實(shí)用性，我們本著以更簡(jiǎn)單、更快捷、更可靠地完成自動(dòng)收集垃圾任務(wù)的原則對(duì)收集船進(jìn)行了設(shè)計(jì)與制作，在機(jī)構(gòu)和船體的設(shè)計(jì)上有不上創(chuàng)新與特色點(diǎn)。 三 船體的設(shè)計(jì)3.1船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 船體是指整個(gè)船的主體部分，不包括任何設(shè)備、裝置、系統(tǒng)等的船身結(jié)構(gòu)物及上甲板以上的圍蔽建筑。船體的結(jié)構(gòu)、形狀以及各部分尺寸的大小在整個(gè)船的設(shè)計(jì)計(jì)算和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都起著至關(guān)重要的作用。首先，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想應(yīng)該明確。 1)船體的設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu)功能、構(gòu)件重量、占有空間和制造工藝等幾個(gè)相互矛盾的需求中尋找一個(gè)平衡的解決方案。2）總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決方案也非唯一的。3) 在所有的考慮因素中，安全性對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是最重要的。其次，對(duì)于船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題加以分析與解決。1) 船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能滿足所要求功能的合理需求。2) 有些船體結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，其可行的解決方案需要遵從其他專業(yè)的設(shè)計(jì)，應(yīng)積極合理配合。鑒于船上各部分零部件的安裝和焊接都是在原始的船體的基礎(chǔ)上完成的，故船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要綜合考慮多方面的因素。比如：1） 船體的總體結(jié)構(gòu)方面，包括單船體結(jié)構(gòu)、雙船體結(jié)構(gòu)，以及多船體結(jié)構(gòu)； 2）船體的形狀方面，由于風(fēng)向與水流會(huì)對(duì)船體的行駛造成阻礙，故適當(dāng)?shù)牧骶€型以及斜角在設(shè)計(jì)都必不可少。3)船體結(jié)構(gòu)各部分的尺寸的設(shè)計(jì)是否合理；4)船體的材料方面（力學(xué)性能），包括制造船體所用的材料的強(qiáng)度、硬度、塑性與韌性是否符合要求，耐疲勞性能、耐腐蝕性能以及材料的焊接性等工藝性能能否滿足需求；5）船的重量以及吃水深度是否符合需求；6）船上各零部件的安裝以及相互配能否滿足要求，比如焊接方式、配合方式等等；7）船的動(dòng)力來(lái)源及其傳輸結(jié)構(gòu)，等等；8) 船的平衡穩(wěn)定性是否保證。 根據(jù)對(duì)所搜集資料的整理和分析，最終設(shè)計(jì)出來(lái)的水面垃圾自動(dòng)打撈船的整體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：圖3-1 船體結(jié)構(gòu)三維圖圖3-1為三維軟件Pro/E畫出來(lái)的船體結(jié)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)該水面垃圾自動(dòng)打撈船的時(shí)候，我最重要的基礎(chǔ)理念就是實(shí)用性強(qiáng)。在不影響該船正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，美化外觀，安全性高，平衡穩(wěn)定性好，易推廣。 1）船體采用左右船體對(duì)稱，中空布置的雙船體結(jié)構(gòu)，再在兩船體之間用桿件焊接起來(lái)，以起到連接加固的作用，該結(jié)構(gòu)既減輕了船體重量，而且降低了船在行駛中的阻力；2） 左右船體的外壁采用的是5mm厚的薄鋼板，且船的兩側(cè)外壁有15的傾角，因此可構(gòu)成上寬下窄的船體結(jié)構(gòu)，有利于減小水流阻力；3）為了便于垃圾的集中和收集，船的左右船體內(nèi)側(cè)的前端做成夾角為30的V形結(jié)構(gòu)，以便于水面垃圾更容易輸送到傳輸帶上。 除了雙船體結(jié)構(gòu)外，考慮到傳輸裝置的安裝與配對(duì)，還應(yīng)有的結(jié)構(gòu)時(shí)： 1）左右船體內(nèi)側(cè)的前沿設(shè)有兩塊支撐板，支撐架上留有螺紋孔，其目的是通過(guò)螺栓連接來(lái)固定軸承座，以起到支撐大鏈輪軸的作用； 2）左右船體內(nèi)側(cè)的中間設(shè)有2個(gè)留有螺紋孔的凸臺(tái)，目的是用來(lái)固定軸承座，以起到支撐小鏈輪軸的作用； 3）右船體內(nèi)部設(shè)有一個(gè)U形支撐塊，用于支撐固定電機(jī)，因?yàn)殡姍C(jī)的輸出軸和小鏈輪軸是通過(guò)聯(lián)軸器連在一起的，采用U型塊結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，考慮到支撐板自身以及承受的重力，為防止其彎曲變形，在支撐板下方和船體內(nèi)側(cè)間焊接一塊肋板，以起到輔助支撐的作用。為了便于收集以及各功能區(qū)互不干擾，在船的左右船體內(nèi)均有隔板。左船體設(shè)有2塊隔板，前面將垃圾儲(chǔ)存箱與雜物分開,最后的區(qū)域?qū)儆谌说淖^(qū)域；右船體設(shè)有1塊隔板，形成2個(gè)獨(dú)立的空間，最后面的區(qū)域?qū)儆谌说淖^(qū)域，前面的區(qū)域?yàn)榉胖眯铍姵貐^(qū)域、放置電動(dòng)機(jī)和減速箱區(qū)域，這樣的設(shè)置有效的把人的區(qū)域和垃圾的區(qū)域分開，同時(shí)利于空間的最大利用，還有利于兩船的平衡?？紤]到動(dòng)力裝置的安裝與固定，在船尾上部設(shè)有支架，主要是用來(lái)安裝船用推進(jìn)器，支架上開出2個(gè)圓形小孔，目的是保證船用推進(jìn)器固定的可靠性。此外，為了使船能在雨天工作，設(shè)計(jì)了頂棚。圖3-2為三維軟件Pro/E畫出來(lái)的頂棚結(jié)構(gòu)。圖 3-2 頂棚3.2船體材料的選擇 3.2.1船體材料的介紹船體的材料采用的是船體用結(jié)構(gòu)鋼，主要用來(lái)制造遠(yuǎn)航、沿海和內(nèi)河航區(qū)船舶的船體結(jié)構(gòu)，按照其最小屈服點(diǎn)劃分強(qiáng)度級(jí)別為一般強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋼。船用結(jié)構(gòu)鋼是用來(lái)制造船體及其附屬結(jié)構(gòu)的最主要金屬材料。為了使船體結(jié)構(gòu)能在現(xiàn)代造船生產(chǎn)條件下順利建造，也為了保證船的使用安全、可靠，船體除了需要合理的設(shè)計(jì)和正確施工工藝外，還要求船體結(jié)構(gòu)鋼材必須具有各項(xiàng)良好的技術(shù)性能，如強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、耐疲勞性能、耐海水腐蝕性能以及某些特殊性能，還必須具有良好的工藝性能，如冷熱彎曲工藝性能和焊接工藝性能等。中國(guó)船級(jí)社規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的一般強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼分為：A、B、D、E四個(gè)質(zhì)量等級(jí)；中國(guó)船級(jí)社規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼為三個(gè)強(qiáng)度級(jí)別、四個(gè)質(zhì)量等級(jí)：A32、A36、A40、D32、D36、D40、E32、E36、E40、F32、F36、F40。 3.2.2船體材料的確定及相關(guān)參數(shù)該水面垃圾自動(dòng)打撈船主要是用在城市和風(fēng)景區(qū)河道、湖泊水域的水面垃圾的打撈。為了使船體不至于太重，故船體的鋼板厚度定為5mm，在滿足各方面的功能需求的情況下，選擇船體材料為A32鋼。該材料的化學(xué)成分與力學(xué)性能為：含碳量%，含錳量為0.9%1.60%，含硅量為0.5%，含磷量，含硫量，不含鈮、釩2元素。且該材料的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率。3.3船體重要尺寸船體頂長(zhǎng)3200mm，船側(cè)傾角15，船體總寬2800 mm，單船體寬1000mm，船高700mm，頂棚長(zhǎng)3060mm，高2130mm，寬2800mm，船體前端內(nèi)側(cè)夾角。 其余尺寸經(jīng)設(shè)計(jì)后如圖3-2所示。圖3-2 船體結(jié)構(gòu)二維圖3.4船的排水量和吃水深度的計(jì)算船的排水量是用來(lái)表示船尺度大小的重要指標(biāo)，船的排水量的計(jì)算也是為計(jì)算船在一定載重條件下的最大吃水深度做準(zhǔn)備的。船的排水量又可分為輕排水量，重排水量和實(shí)際排水量。（1） 輕排水量（Light Displacement），又稱空船排水量，是船舶本身加上船員和必要的給養(yǎng)物品三者重量的總和，是船舶最小限度的重量。 （2） 重排水量（Full Load Displacement），又稱滿載排水量，是船舶載客，載貨后吃水達(dá)到最高載重線時(shí)的重量，即船舶最大限度的重量。（3） 實(shí)際排水量（Actual Displacement），是船舶每個(gè)航次載貨后實(shí)際的排水量。 在設(shè)計(jì)該垃圾打撈船時(shí)，重點(diǎn)考慮的就是該船在滿載的情況下，最大的排水量是多少，從而計(jì)算出此時(shí)的最大吃水深度，從而來(lái)判斷船體的高度設(shè)計(jì)是否合適。故在這里要研究的就是該船的重排水量。3.4.1船體質(zhì)量的計(jì)算利用數(shù)學(xué)公式可估算出船體的體積V。由質(zhì)量的計(jì)算公式（其中）可得：船體的質(zhì)量為 3.4.2重排水量的計(jì)算船在滿載時(shí)的總質(zhì)量m總=m船+m人+m蓄電池+m電極+m電機(jī)+m垃圾其中船體的重量約為1750kg，人的重量約為70kg，蓄電池的重量為20kg，電機(jī)的重量為20kg，所能存儲(chǔ)的垃圾的最大重量約為50kg故總質(zhì)量由公式（其中）可得 V排=/ = 該船的重排水量為 3.4.3最大吃水深度的計(jì)算 該船的面積由數(shù)學(xué)公式可得A6.4由公式可得船的最大吃水深度為 / 該船的最大吃水深度為298mm，而船體的高度為700mm，故船體的高度滿足需求。 四 動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)4.1蓄電池的選擇 蓄電池也稱二次電池,是將所獲得的電能以化學(xué)能的形式貯存并可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種電學(xué)裝置。蓄電池按電解質(zhì)不同,通常分為堿性蓄電池和酸性蓄電池。近年來(lái),由于交通、通訊、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,其產(chǎn)品系列、產(chǎn)品種類、產(chǎn)品性能發(fā)生巨大變化,以滿足不同用途的需要。蓄電池主要應(yīng)用于各種車輛、船舶、飛機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)以及照明、點(diǎn)火、蓄能、應(yīng)急電源、電話交換機(jī)、不間斷電源、移動(dòng)通訊、計(jì)算機(jī)、電子、儀表、便攜式電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具中等。鑒于該作品設(shè)計(jì)的目的是研制一種具有環(huán)保、高效、技術(shù)先進(jìn)的環(huán)保型水面垃圾自動(dòng)打撈船，故選用蓄電池作動(dòng)力源。蓄電池在這次設(shè)計(jì)中有兩方面的作用，一方面是帶動(dòng)便攜式船用推進(jìn)器（馬達(dá)），以實(shí)現(xiàn)船在水中的行駛和轉(zhuǎn)向；另一方面是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)垃圾輸送裝置以實(shí)現(xiàn)垃圾的輸送。船用電池一般用200AH(或150AH)扁頭電池,目前有統(tǒng)一、風(fēng)帆、白云、海歐、建行等等。其中統(tǒng)一電池是具有國(guó)家級(jí)的船檢證的，使用較放心。整理資料后選取蓄電池型號(hào)為統(tǒng)一蓄電池N200/24V200AH，該蓄電池綠色環(huán)保，電池容量大，比容量高，集電效率和強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，電池的使用壽命長(zhǎng)。如圖4-1所示：圖4-1 蓄電池 該蓄電池的相關(guān)參數(shù)如下：電壓：24V容量：200AH重量：20kg外形尺寸為：4.2電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過(guò)蓄電池供電，帶動(dòng)傳輸裝置完成垃圾打撈動(dòng)作和帶動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)完成壓縮垃圾功能。輸送裝置的受力情況如圖4-2所示圖4-2 傳輸裝置的受力分析圖其中：選取鏈條型號(hào)為10A，每米鏈的重量為1kg, 設(shè)垃圾的重量為10kg，則 由式可算得 故由圖4-2可以算出 設(shè)輸送裝置的速度為0.6m/s，則 功率查微特電機(jī)應(yīng)用手冊(cè)選擇電機(jī)型號(hào)為85ZY24-500。如下圖4-3所示： 圖4-3 電動(dòng)機(jī)其額定功率0.5KW，額定電壓為24V，轉(zhuǎn)速為3000r/min。由于船體空間的限制，電動(dòng)機(jī)是橫向放置在右船體中，所以為了配合傳輸裝置的軸心方向，電動(dòng)機(jī)還需與渦輪蝸桿減速箱配合使用，如圖示4-4、圖4-5所示。蝸輪蝸桿減速器選用WCJ120型，傳動(dòng)比為31，蝸輪齒數(shù)為31，蝸桿頭數(shù)為1頭。圖 4-4 WCJ120型蝸輪蝸桿減速箱圖4-5 動(dòng)力裝置其中蝸輪蝸桿減速箱的傳動(dòng)效率為0.7，傳動(dòng)比為31。具體參數(shù)見零件圖以及裝配圖。故由電動(dòng)機(jī)以及蝸輪蝸桿減速箱配合使用后的輸出參數(shù)為：輸出轉(zhuǎn)速V=3000/31=96.8r/min此外，為了能夠控制電機(jī)的啟動(dòng)以及停止，在左船體的人坐立空間的前面裝置一個(gè)電機(jī)控制臺(tái)，具體位置可參照三維圖以及裝配圖。如圖4-6所示即為其啟保停控制電路圖，控制電機(jī)以及傳輸裝置的動(dòng)作。圖 4-6 啟保停控制電路圖4.3船舶推進(jìn)器的選擇船舶推進(jìn)器是船舶上提供推力的工具，它的作用是將船舶動(dòng)力裝置提供的動(dòng)力轉(zhuǎn)換成推力，推進(jìn)船舶。船舶推進(jìn)器即推動(dòng)船舶前進(jìn)的機(jī)構(gòu)。它是把自然力、人力或機(jī)械能轉(zhuǎn)換成船舶推力的能量轉(zhuǎn)換器。推進(jìn)器按作用方式可分為主動(dòng)式和反應(yīng)式兩類?？咳肆蝻L(fēng)力驅(qū)船前進(jìn)的纖、帆（見帆船）等為主動(dòng)式，槳、櫓、明輪、噴水推進(jìn)器、螺旋槳等為反應(yīng)式。現(xiàn)代運(yùn)輸船舶大多采用反應(yīng)式推進(jìn)器，應(yīng)用最廣的是螺旋槳。根據(jù)蓄電池的直流供電特點(diǎn)以及船體的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，選用懸扣式電動(dòng)船舶推進(jìn)器，該類推進(jìn)器功能性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便安全，應(yīng)用范圍廣。電動(dòng)船舶推進(jìn)器是種新穎的水中動(dòng)力器具，有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、效能轉(zhuǎn)換率高、工作時(shí)無(wú)噪音等特點(diǎn)，且還具有綠色環(huán)保，按裝便捷、維護(hù)簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，是一些小型的船艇作為動(dòng)力的首選產(chǎn)品，比較符合本設(shè)計(jì)的功能需要。該類船舶推進(jìn)器的主桿選用不銹鋼、鋁合金或高強(qiáng)度合成纖維，保證推進(jìn)器具有足夠的剛性并經(jīng)久耐用；采用機(jī)械多級(jí)調(diào)速時(shí)，正轉(zhuǎn)五檔調(diào)速，反轉(zhuǎn)二檔調(diào)速；也可采用電子調(diào)速，以滿足不同速度的需要；有固定把和可伸縮把2種選擇，使操控更加方便；弦外懸掛式安裝快速方便，并帶有防撞脫扣機(jī)構(gòu)，保護(hù)馬達(dá)安全；防纏型螺旋漿，防止推進(jìn)器因被水草纏繞而堵轉(zhuǎn)。 鑒于船在行駛的過(guò)程中會(huì)因?yàn)樗饕约白陨斫Y(jié)構(gòu)所造成的阻力而受到影響，故在選擇船用推進(jìn)器的時(shí)候就要考慮該船舶推進(jìn)器的最大推力是否大于船在行駛過(guò)程中所受到的最大阻力，并以此為依據(jù)來(lái)選擇合適的船舶推進(jìn)器。水流對(duì)船體的阻力可由下式來(lái)確定 式中：流體阻力系數(shù)，一般取侵濕面積（）流體的密度（）侵濕面積取船在最大吃水深度時(shí)的值，而最大吃水深度在前面計(jì)算得為mm，根據(jù)數(shù)學(xué)方法計(jì)算可以可得，設(shè)船在水中行駛時(shí)的最大速度為3m/s,則船在行駛過(guò)程中，水流對(duì)船體的阻力為： 則故根據(jù)算出來(lái)的值可選擇如圖4-7所示的推進(jìn)器，查得該推進(jìn)器的基本參數(shù)如下所示：圖4-7 船舶推進(jìn)器型號(hào)：海伯船用推進(jìn)器T80 最大推力：36.2 kg控制方式：手控動(dòng)力方式：電機(jī)推動(dòng)（蓄電池供電）變速擋：5檔前進(jìn)擋 / 2檔倒檔電機(jī)電壓：24V電機(jī)最大電流：48A推薦使用蓄電池：12v120Ah高度：120cm可以伸縮式控制手柄范圍：13cm -29cm重量：14kg五 傳輸裝置的設(shè)計(jì)5.1 傳輸裝置的總體設(shè)計(jì) 傳輸裝置是經(jīng)由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)，將水面垃圾傳輸至垃圾存儲(chǔ)裝置。根據(jù)船體的構(gòu)造原理，將傳輸裝置放在左右船體之間。鑒于該傳輸裝置的前端有一部分需要浸沒(méi)在水中，考慮到要適應(yīng)較惡劣的環(huán)境，避免彈性滑動(dòng)和打滑，故選用鏈傳動(dòng)。整個(gè)傳輸裝置設(shè)計(jì)為齒輪與鏈條之間的傳動(dòng)，再帶動(dòng)傳輸帶的傳動(dòng)方式。如圖示5-1所示。圖 5-1 傳輸帶鏈條結(jié)構(gòu)的形式如圖5-2所示，鏈節(jié)的形式鏈與輸送帶之間用螺栓進(jìn)行固定，以帶動(dòng)傳輸帶的運(yùn)轉(zhuǎn)。且在輸送帶上隔一定的距離就焊接一些倒鉤，以保證水面垃圾能夠輸送到垃圾存儲(chǔ)裝置內(nèi)，如圖5-3所示。此外，有些垃圾可能會(huì)被倒鉤鉤住，導(dǎo)致垃圾無(wú)法順利進(jìn)入垃圾存儲(chǔ)裝置內(nèi)，故可儲(chǔ)備一根帶有鉤子的長(zhǎng)桿，以備不時(shí)之需。圖 5-2 鏈條圖 5-3 傳送帶結(jié)構(gòu)5.2傳輸裝置鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.2.1鏈條的選擇和計(jì)算鏈傳動(dòng)的鏈速定為v=0.5m/s，根據(jù)鏈與鏈輪齒數(shù)的關(guān)系當(dāng)鏈速時(shí)，傳動(dòng)比的推薦值為,故取1. 初定中心距 取2. 主、從動(dòng)鏈輪齒數(shù) 取3.計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 鏈節(jié)數(shù)的選取可適當(dāng)變化，故取鏈節(jié)數(shù)為152節(jié)。 4. 確定計(jì)算功率因小鏈輪軸是直接與電機(jī)的輸出軸連接在一起的，故由功率350W,和轉(zhuǎn)速96.8r/min。 圖5-4 滾子鏈的額定功率曲線 表5-1 滾子鏈的規(guī)格及主要參數(shù)從圖5-4查出鏈號(hào)為12A，查表5-1知鏈節(jié)距為p=19.05mm5.確定中心距 由中心距（中心距可調(diào)）得 6.驗(yàn)算帶速 由 故取合適。7. 選擇潤(rùn)滑方式 根據(jù)節(jié)距，鏈速由圖5-5查鏈條潤(rùn)滑方式為人工定期潤(rùn)滑。 圖5-5 推薦的潤(rùn)滑方式8.確定工作拉力 9. 作用在軸上的拉力 10. 鏈條標(biāo)記 計(jì)算結(jié)果采用節(jié)距為19.05mm，A系列、單排152節(jié)滾子鏈，標(biāo)記為5.2.2鏈輪相關(guān)尺寸的計(jì)算已知小鏈輪的齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)，鏈條節(jié)距mm，滾子外徑5.2.2.1小鏈輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算因?yàn)樾℃溳喌闹睆叫?，在考慮了制造成本和制造方便的基礎(chǔ)上，將小鏈輪做成整體式，并為了小鏈輪與軸的固定，故加工為齒輪軸。其相關(guān)尺寸計(jì)算入下： 分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒寬： 倒角寬： 齒側(cè)凸緣圓角半徑： 齒側(cè)半徑：5.2.2.2大鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算大鏈輪直徑較小，在考慮了相關(guān)情況后，將大鏈輪與軸做成一體，其相關(guān)尺寸的計(jì)算如下：分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 大小鏈輪的齒寬，倒角寬，齒側(cè)凸緣圓角半徑，倒角半徑相等。即：5.3葉輪裝置鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.3.1鏈條的選擇和計(jì)算1. 求傳動(dòng)比 根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，葉輪的轉(zhuǎn)速為80r/min左右為最佳效果。 2. 初定中心距 取3. 主、從動(dòng)鏈輪齒數(shù) 3.計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 鏈節(jié)數(shù)的選取可適當(dāng)變化，故取鏈節(jié)數(shù)為110節(jié)。 5. 確定計(jì)算功率因小鏈輪軸是直接與電機(jī)的輸出軸連接在一起的，故由功率350W,和轉(zhuǎn)速96.8r/min。 從圖5-4查出鏈號(hào)為10A，查表5-1知鏈節(jié)距為p=15.875mm5.確定中心距 由中心距（中心距可調(diào)）得 6.驗(yàn)算帶速 由 故取合適。8. 選擇潤(rùn)滑方式 根據(jù)節(jié)距，鏈速由圖5-5查鏈條潤(rùn)滑方式為人工定期潤(rùn)滑。9.確定工作拉力 10. 作用在軸上的拉力 11. 鏈條標(biāo)記 計(jì)算結(jié)果采用節(jié)距為15.875mm，A系列、單排110節(jié)滾子鏈，標(biāo)記為5.3.2鏈輪相關(guān)尺寸的計(jì)算已知小鏈輪的齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)，鏈條節(jié)距mm，滾子外徑5.3.2.1小鏈輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算因?yàn)樾℃溳喌闹睆叫?，在考慮了制造成本和制造方便的基礎(chǔ)上，將小鏈輪做成整體式，并為了小鏈輪與軸的固定，故加工為齒輪軸。其相關(guān)尺寸計(jì)算入下： 分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒寬： 倒角寬： 齒側(cè)凸緣圓角半徑： 齒側(cè)半徑：5.3.2.2大鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算大鏈輪直徑較小，在考慮了相關(guān)情況后，將大鏈輪做成整體式并與軸焊接在一起，其相關(guān)尺寸的計(jì)算如下：分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 大小鏈輪的齒寬，倒角寬，齒側(cè)凸緣圓角半徑，倒角半徑相等。即：5.4軸的設(shè)計(jì)軸是機(jī)器中的重要零件，用來(lái)支撐做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，并起著傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的作用。考慮到軸有斷裂、磨損、振動(dòng)和變形等失效形式，所以軸在設(shè)計(jì)是應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，良好的振動(dòng)穩(wěn)定性和合理的結(jié)構(gòu)。其作用是和鏈輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鏈條和帶一起運(yùn)動(dòng)，將垃圾輸送到垃圾收集箱內(nèi)。由于鏈輪的直徑較小為了便于鏈輪與軸的固定，故做成齒輪軸。1.軸的材料的選擇考慮到軸的失效形式，軸的材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，該鏈輪軸無(wú)特殊要求，故選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼。2.求鏈輪軸的功率P，轉(zhuǎn)速n，和扭矩T因在設(shè)計(jì)該船的時(shí)候，將電機(jī)和渦輪蝸桿減速箱配合使用后的輸出軸通過(guò)連軸套直接與小鏈輪軸連接起來(lái)，所以小鏈輪軸的輸入功率P=0.5KW 小鏈輪軸的轉(zhuǎn)速n= 96.8r/min 扭矩T=9550P/n =95500.5/96.8 =48.3Nm3 估算最小軸軸徑 表5-2 軸的幾種材料的C值因軸的材料是45調(diào)質(zhì)鋼，故查表4-2，取C=110(C由軸的材料和承載情況所確定的常數(shù)) 由軸的最小直徑估算公式 = = 考慮到軸上開有一個(gè)鍵槽，軸徑需增大5%，又因?yàn)殒溳嗇S是直接與電機(jī)和蝸輪蝸桿減速箱配合使用后的輸出軸連接在一起的，故在此基礎(chǔ)上選取軸的直徑為50mm。因選取的軸徑遠(yuǎn)大于估算的最小軸徑，所以該軸的強(qiáng)度不需要校核。5.5 葉輪的設(shè)計(jì) 圖5-6 葉輪 收集船的兩側(cè)船體前端之間安裝有導(dǎo)水葉輪，它通過(guò)劃動(dòng)水面引起局部水流將垃圾引入收集區(qū)，通過(guò)葉片將垃圾撥入收集工作區(qū)，同時(shí)還可以防止垃圾漂出垃圾收集區(qū)。在船體停止前進(jìn)的時(shí)候，可以利用葉輪制造的局部水流繼續(xù)收集垃圾。如圖5-6所示，導(dǎo)水葉輪主要由3片相同的葉片互相分布120度通過(guò)盤形支架固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，葉片的尺寸為 1120mm 1250mm。葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng),由鏈帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，從而實(shí)現(xiàn)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，葉輪的轉(zhuǎn)速為80r/min左右為最佳效果。 六 垃圾存儲(chǔ)裝置的設(shè)計(jì) 鑒于傳輸裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在船體中間的后方位置設(shè)計(jì)出一個(gè)垃圾存儲(chǔ)箱。垃圾存儲(chǔ)裝置是用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)從傳送帶上傳輸下來(lái)的垃圾的，整個(gè)過(guò)程是自動(dòng)、無(wú)需人操作的，垃圾從傳送帶上傳輸下來(lái)正好落在垃圾存儲(chǔ)箱內(nèi)。同時(shí)左右船體的空余空間也為存儲(chǔ)垃圾的作用，但考慮到在船上和上岸后垃圾轉(zhuǎn)移的方便性，充分利用有效空間，增添兩個(gè)可替換的垃圾存儲(chǔ)箱，并用隔板與其他空間隔開。設(shè)計(jì)出的單個(gè)的垃圾存儲(chǔ)箱如圖6-1所示。圖6-1 垃圾存儲(chǔ)箱單個(gè)的垃圾存儲(chǔ)箱總長(zhǎng)600mm，箱體寬800mm，壁厚2mm，該垃圾收集裝置與船體是分開的，整個(gè)垃圾存儲(chǔ)箱是利用箱子兩邊的搭扣扣在船體中間的長(zhǎng)方體外框（無(wú)底板）上，兩者之間留有20mm的空間。另外，由于垃圾在從水中輸送上來(lái)的過(guò)程中會(huì)連同水一起運(yùn)上來(lái)，傳輸進(jìn)去的垃圾多少帶點(diǎn)水，所以，箱底采用網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以便將隨垃圾一起上來(lái)的水從垃圾存儲(chǔ)箱底的孔中漏出，以減少船在行駛過(guò)程中所受的阻力，垃圾存儲(chǔ)更有效。七 其它零部件的設(shè)計(jì)7.1滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。其作用是支承轉(zhuǎn)動(dòng)的軸及軸上零件(鏈傳動(dòng)中的軸以及鏈齒輪)，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度，滾動(dòng)軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動(dòng)性能好，在中等速度下承載能力較高。如圖6-1所示：圖7-1 滾動(dòng)軸承根據(jù)鏈傳動(dòng)的軸徑d=50mm，以及主要承受徑向載荷等特點(diǎn)，滾動(dòng)軸承選用的是深溝球軸承，其適用于轉(zhuǎn)速高、剛度大的軸，常用于中、小功率的軸。故選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)為：滾動(dòng)軸承6210GB/T276-1994，其相關(guān)尺寸如表7-1。 表7-1 深溝球軸承參數(shù)7.2軸承座的選擇軸承座是用來(lái)支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，使其始終與傳動(dòng)的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向），并且保持平衡。根據(jù)使用要求的不同，軸承座分為整體式軸承座、剖分式軸承座和滑動(dòng)軸座。因?yàn)檩S徑d=50mm,滾動(dòng)軸承選用的是深溝球軸承，軸承型號(hào)為：滾動(dòng)軸承6210GB/T276-1994，又因?yàn)槠史质捷S承座具有結(jié)構(gòu)緊湊、裝卸方便、自動(dòng)調(diào)心范圍大等優(yōu)點(diǎn)。使主機(jī)的機(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不但改善了機(jī)器性能，且降低了成本故在此基礎(chǔ)上選擇軸承座的型號(hào)為：SN208，如圖7-2所示。 圖7-2 軸承座7.3標(biāo)準(zhǔn)件的選擇本部分包含了鍵，螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇，具體內(nèi)容如下：鍵：電機(jī)輸出軸 鍵 小鏈輪軸 鍵螺栓：螺栓 螺栓 螺栓 螺栓 螺栓 螺釘:緊定螺釘 螺釘 開槽盤頭螺釘 螺釘 彈簧墊圈：墊圈 墊圈 墊圈 墊圈 螺母：螺母 螺母 螺母 螺母 結(jié)束語(yǔ) 針對(duì)水面垃圾的清理問(wèn)題，本文進(jìn)行了水面垃圾自動(dòng)打撈船的設(shè)計(jì)，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下： 1） 根據(jù)功能要求對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，船體材料選擇和船體尺寸的驗(yàn)證，并用PRO/E建立了三維模型； 2）對(duì)動(dòng)力裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要涉及蓄電池的選擇、電動(dòng)機(jī)的選擇和船舶推進(jìn)器的選擇； 3）對(duì)打撈和傳輸裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要涉及鏈傳動(dòng)、軸和葉輪的設(shè)計(jì)； 4）對(duì)垃圾儲(chǔ)存裝置和其他零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要涉及滾動(dòng)軸承的選擇、軸承座的選擇和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。 這次水面垃圾收集船設(shè)計(jì)使我受益匪淺，是對(duì)四年來(lái)大學(xué)學(xué)習(xí)的進(jìn)一步深化和升華，是對(duì)我學(xué)習(xí)能力及實(shí)踐能力的檢驗(yàn)。在方案的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我參閱了大量的資料，鞏固了本學(xué)科的多數(shù)專業(yè)課理論知識(shí)特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、互換性、工程圖學(xué)和機(jī)電傳動(dòng)的結(jié)合。 設(shè)計(jì)期間，我加深了對(duì)PRO/E，AutoCAD等繪圖軟件的學(xué)習(xí)，同時(shí)也自學(xué)了CAXA軟件的基本操作。 更為重要的是，這次的設(shè)計(jì)使我走出書本，大膽創(chuàng)新。我深刻地體會(huì)到將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中的重要性和必要性。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，使我在基本理論知識(shí)的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練，為以后的研究生學(xué)習(xí)和今后參加工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于時(shí)間倉(cāng)促及能力有限，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有缺點(diǎn) 和錯(cuò)誤，在此懇請(qǐng)各位教授，老師批評(píng)指正，多提寶貴意見。致謝 本文從選題、方案論證、課題研究及論文的撰寫都是在導(dǎo)師副教授的細(xì)心指導(dǎo)下完成的，首先我要對(duì)恩師副教授致以崇高的敬意和衷心的感謝。在大半年年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在生活等方面，老師都悉心指導(dǎo)、溫言鼓勵(lì)，老師博學(xué)多才，做事嚴(yán)謹(jǐn)，和藹和親，老師對(duì)我的影響必將鼓勵(lì)我努力克服在今后學(xué)習(xí)工作生活中遇到的各種困難。衷心感謝老師在大半年的學(xué)習(xí)、生活等方面對(duì)我的關(guān)心、教導(dǎo)和幫助。 在本科階段的學(xué)習(xí)中，我得到了許老師的熱心幫助和指導(dǎo)，他們不僅是傳授我科學(xué)知識(shí)的老師，還是教授我人生觀、價(jià)值觀的良師益友，教會(huì)了我很多做人做事的道理。在此表示衷心的感謝。 在撰寫論文期間，同學(xué)對(duì)我論文中的船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予了熱情的幫助，使本人受益匪淺在此向他們表達(dá)我的感激之情。 最后衷心的感謝我的父母，感謝他們的養(yǎng)育之情、感謝他們的無(wú)私奉獻(xiàn)，他們的愛(ài)讓我時(shí)時(shí)刻刻體會(huì)到世界最偉大的親情，他們的鼓勵(lì)永遠(yuǎn)激勵(lì)著我闊步向前，我要用我的一生來(lái)報(bào)答他們。 參考文獻(xiàn)1 魏兵，喻全余.機(jī)械原理M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2011.2 北京兆迪科技有限公司.AutoCAD機(jī)械零部件設(shè)計(jì)經(jīng)典范例M.機(jī)械工業(yè)出版社，2013.3 曾平主編.船舶材料與焊接M.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006.4 中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)微電機(jī)分會(huì)，西安微電機(jī)研究所.微特電機(jī)應(yīng)用手冊(cè)M.福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2007.5 常德功，樊智敏，孟兆明.帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.6 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