玻璃清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)(全套含CAD圖紙)
下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985XX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)璃清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985I摘要本文在簡(jiǎn)單介紹玻璃清潔機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基軟件 CAD 對(duì)四輪式風(fēng)壓吸附玻璃清潔機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)一些關(guān)鍵部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算,重點(diǎn)是爬壁機(jī)器人的移動(dòng)結(jié)構(gòu)、吸附結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。采用四輪式小車(chē)形狀結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;采用風(fēng)壓吸附方式,利用螺旋槳對(duì)空氣的壓縮所產(chǎn)生的壓力將機(jī)器人壓在物體玻璃,避免了清晰機(jī)器人對(duì)壁面的局限,降低了控制難度;擦洗機(jī)主要由伺服懸吊系統(tǒng)、擦洗主機(jī)和由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成;采用無(wú)人化擦洗,自動(dòng)擦洗,自動(dòng)供水,自動(dòng)供擦洗液,單片機(jī)系統(tǒng)控制,操作人員只需通過(guò)鍵盤(pán)即可操縱擦洗機(jī)工作,而且在擦洗過(guò)程中,擦洗機(jī)能夠自動(dòng)進(jìn)行邊緣識(shí)別,可根據(jù)建筑樓層的具體情況選擇為縱洗或橫洗;采用后輪驅(qū)動(dòng),一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)后輪,后輪帶動(dòng)前輪完成機(jī)器人的行走,使用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)裝置作為減速器;采用樓頂供電;機(jī)器人可以在水平面或者垂直玻璃直線(xiàn)行走。本機(jī)的擦洗效率較高,擦洗效果良好。關(guān)鍵詞:玻璃清潔機(jī)器人;風(fēng)壓吸附;齒輪機(jī)構(gòu);刷洗;下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985IIABSTRACTThis paper introduces the research status of glass cleaning robot, based on the CAD-based software for the four-wheel pressure adsorption glass cleaning robot body mechanism is designed, some of the key parts of the design calculations and checking calculation, the focus It is designed to move the structure, adsorption structure and drive system climbing robot calculations. Four-wheel-type car-shaped structure, the structure is simple; using adsorption pressure, the pressure of a propeller of air compression generated by the robot pressed glass objects, avoiding the limitations of the robot clear the wall, reducing the difficulty of control; scrubber mainly by the servo suspension system, scrub and host computer control system; the use of unmanned scrub, scrub automatic, automatic water supply, automatic solution for scrubbing, single-chip system control, the operator simply by manipulating the keyboard to work scrubbing machine, and in the process of scrubbing, scrubbing machines capable of automatic edge detection can be selected for the vertical or horizontal wash wash according to the specific circumstances of the building floor; rear-wheel drive, a motor driving the rear wheels, rear wheel drive complete robot walking, using a spur gear transmission as the reducer; using powered roof; the robot can walk in a straight line horizontal or vertical glass. High efficiency of the scrubbing machine, scrubbing to good effect.Keywords: Glass cleaning robot; adsorption pressure; gear mechanism; brushing;下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985III目 錄摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 緒論 .11.1 前 言 .11.2 清潔設(shè)備的分類(lèi)及工作原理 .21.2.1 按清潔方式分類(lèi) .21.2.2 按發(fā)動(dòng)機(jī)形式分類(lèi) .31.2.3 按除塵系統(tǒng)分類(lèi) .31.3 清潔機(jī)械的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì) .31.3.1 國(guó)外清潔機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) .41.3.2 我國(guó)清潔機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) .51.4 課題的研究設(shè)想 .61.5 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和解決途徑 .61.6 課題需要完成的任務(wù) .71.6.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 .71.6.2 設(shè)計(jì)工作基本要求 .8第 2 章 玻璃清潔機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì) .92.1 清潔機(jī)器人的總體方案 .92.2 玻璃清潔機(jī)器人擦洗系統(tǒng)方案 .92.3 玻璃清潔機(jī)器人爬行系統(tǒng)方案 .112.4 其它部分方案 .112.4.1 材料選擇 .112.4.2 輪的潤(rùn)滑問(wèn)題 .112.4.3 軸承的潤(rùn)滑問(wèn)題 .112.5 本章小結(jié) .12第 3 章 玻璃清潔機(jī)器人主要零件設(shè)計(jì) .133.1 直齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算 .133.1.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 .153.1.2 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 .16下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985IV3.1.3 齒面靜強(qiáng)度計(jì)算 .173.1.4 齒根(抗彎)靜強(qiáng)度驗(yàn)算 .183.2 錐齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算 .193.2.1 基礎(chǔ)尺寸確定 .193.2.2 確定載荷系數(shù) K.203.2.3 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 .203.2.4 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度計(jì)算 .213.3 本章小結(jié) .22第 4 章 玻璃清潔機(jī)器人擦洗系統(tǒng)設(shè)計(jì) .234.1 擦洗機(jī)器刷洗部分設(shè)計(jì) .234.1.1 盤(pán)刷設(shè)計(jì) .234.1.2 滾刷設(shè)計(jì) .244.1.3 刷洗部分所用彈簧的設(shè)計(jì) .254.2 內(nèi)空心軸設(shè)計(jì) .264.3 擦洗機(jī)主機(jī)滾輪的設(shè)計(jì) .264.4 主機(jī)上傳感器及行程開(kāi)關(guān)的選擇 .274.5 復(fù)合纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .274.6 本章小結(jié) .28第 5 章 玻璃清潔機(jī)器人吸附系統(tǒng)設(shè)計(jì) .295.1 采用風(fēng)壓吸附的意義 .295.2 基本原理 .295.3 氣動(dòng)計(jì)算的原始數(shù)據(jù)與技術(shù)要求 .295.4 風(fēng)壓部分力學(xué)計(jì)算 .305.5 本章小結(jié) .31總結(jié) .32參考文獻(xiàn) .33致 謝 .35下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985V第 1 章 下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985VI下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985VII下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985VIII下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709851第 1 章 緒論1.1 前 言環(huán)保是世界發(fā)展的主題,是每個(gè)城市關(guān)注的焦點(diǎn),也是每個(gè)人的責(zé)任。近年來(lái)環(huán)保設(shè)備更是相繼而出,玻璃清潔機(jī)器人就是其中重要的環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一。玻璃清潔機(jī)器人是一種集清潔、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型清潔設(shè)備。近年來(lái),利用玻璃清潔機(jī)器人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為一種潮流,在未來(lái)它將成為城市中一道亮麗的風(fēng)景線(xiàn)。從20世紀(jì)60年代我國(guó)研制生產(chǎn)清潔機(jī)械并投放市場(chǎng)使用的主要是以大型玻璃清潔機(jī)器人為主,造價(jià)高、費(fèi)用大、維修困難等原因普遍使用有一定難度,且其造型對(duì)城市的美化和宣傳環(huán)保的作用并沒(méi)有完全表現(xiàn)出來(lái),也沒(méi)有突出造型設(shè)計(jì)的人性化。而中小型玻璃清潔機(jī)器人的研制開(kāi)發(fā)則剛剛起步,相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)玻璃清潔機(jī)器人在銷(xiāo)售規(guī)模、技術(shù)水平、清潔效果等方面都存在一定的差距。 隨著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清潔機(jī)械市場(chǎng)的迅猛發(fā)展,2005年之后,國(guó)內(nèi)清潔機(jī)開(kāi)始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。但與國(guó)外相比,國(guó)內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。目前,許多國(guó)家研制的小型清潔機(jī)器人應(yīng)時(shí)而生。日本、美國(guó)、歐洲各大廠商競(jìng)相開(kāi)發(fā),有些產(chǎn)品甚至很超前很微型。例如,有一種具有高效吸塵除灰功能的清潔機(jī)器人,可遙控也可自主運(yùn)作,能轉(zhuǎn)向,躲避障礙物,有很高的實(shí)用價(jià)值,構(gòu)造上也很靈巧簡(jiǎn)單美觀,可對(duì)家居、廠礦企業(yè)等進(jìn)行清潔,幫助人們從繁雜的勞動(dòng)中解放出來(lái)。在這方面,國(guó)內(nèi)的研發(fā)步伐較慢。我國(guó)已逐步進(jìn)入現(xiàn)代化社會(huì),靠人力掃把、鐵鍬、小車(chē)等陳舊、落后的清潔方式及設(shè)備,已不能滿(mǎn)足社會(huì)進(jìn)步的需要。特別是現(xiàn)代化的工廠不斷建成,機(jī)關(guān)、小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校和公共場(chǎng)的清潔工作也越來(lái)越繁重,靠大型玻璃清潔機(jī)器人不能解決問(wèn)題,嚴(yán)重干擾了人們的生活。因此急需開(kāi)發(fā)一種成本低、節(jié)約人力物力、清潔效果良好的適應(yīng)院落、小區(qū)、小巷、倉(cāng)庫(kù)、走廊等小區(qū)域場(chǎng)所的小型清潔設(shè)備。由于人們對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越重視,燃油車(chē)在很大程度上受到限制。政府大力提倡綠色能源設(shè)備。近日國(guó)家出臺(tái)燃油含稅的政策,給電動(dòng)清潔車(chē)帶來(lái)福音。小型清潔設(shè)備因其實(shí)用性強(qiáng)、 垃圾清潔率高 、污染小、成本底、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn)具有廣泛的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值。為了解決人力清潔耗力大、效率低、危險(xiǎn)性高、維修困難及汽車(chē)清潔費(fèi)用高等問(wèn)題而提出了本實(shí)用玻璃清潔機(jī)器人。該小型玻璃清潔機(jī)器人系統(tǒng)地總結(jié)了玻璃清潔機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合未來(lái)的發(fā)展方向,以人性化、審美性和環(huán)保設(shè)計(jì)為立足點(diǎn),基于人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)理念,從人性化設(shè)計(jì)、功能區(qū)的布局和總體造型3個(gè)方面對(duì)玻璃清潔機(jī)器人進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。其工作效率高,適用于校園、街道廣場(chǎng)、較大的院落、倉(cāng)庫(kù)、狹窄的小巷、走廊等,可供鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上的下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709852城市全能使用,本機(jī)自代垃圾箱,在推行時(shí)就將上的雜物卷進(jìn)垃圾箱,方便快捷。玻璃清潔機(jī)器人的有益效果是,利用錐形盤(pán)狀滾刷與有一定角度將垃圾掃到車(chē)體底部的中間,再利用圓柱形滾筒平行相切產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力,將上的垃圾通過(guò)滾筒的傳送帶送入垃圾箱,完成連續(xù)清潔任務(wù)。本機(jī)制造和使用成本低、投資小、使用廣泛、靈活、方便,適用于城市、城鄉(xiāng)、廣場(chǎng)、場(chǎng)區(qū)等非機(jī)動(dòng);清潔效率高、清潔力度大、操作簡(jiǎn)單;不但能清潔垃圾,而且還可以對(duì)上的空氣介質(zhì)進(jìn)行除塵凈化,既保證了的美觀,維護(hù)了環(huán)境的衛(wèi)生,延長(zhǎng)了的使用壽命,又維持了的良好工作狀況,預(yù)防了交通事故的發(fā)生。本文具體介紹了玻璃清潔機(jī)器人的總體設(shè)計(jì),并根據(jù)現(xiàn)在清潔機(jī)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)國(guó)情詳細(xì)說(shuō)明了設(shè)計(jì)的過(guò)程以及所應(yīng)用的參考文獻(xiàn),并以圖例和數(shù)據(jù)表格來(lái)輔助說(shuō)明設(shè)計(jì)的詳細(xì)內(nèi)容。此玻璃清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程涉及很多方面的知識(shí),由于實(shí)踐等方面的不足可能會(huì)出現(xiàn)很多文字及內(nèi)容的不夠周全,謹(jǐn)請(qǐng)有關(guān)老師給予批評(píng)指正。1.2 清潔設(shè)備的分類(lèi)及工作原理清潔設(shè)備按大小可分為大型清潔設(shè)備和中小型清潔設(shè)備。大型清潔設(shè)備主要是玻璃清潔機(jī)器人,由于本課題主要研究的是小型清潔設(shè)備,大型的清潔設(shè)備在此不再多述。而現(xiàn)有的小型清潔設(shè)備主要按清潔方式、發(fā)動(dòng)機(jī)形式、除塵系統(tǒng)等分類(lèi)。1.2.1 按清潔方式分類(lèi)按清潔方式小型清潔機(jī)器可分為純掃式、純吸式和吸掃式三類(lèi)。1、純掃式小型清潔機(jī)器純掃式小型清潔機(jī)器只是依靠位于清潔機(jī)器兩側(cè)的蝶形刷和位于清潔機(jī)器中部的滾筒刷的相互接力完成對(duì)的清潔。蝶形刷有很好的壓力調(diào)節(jié)裝置,可有效的清除的黏著物,提高清潔質(zhì)量。刷毛具有很好的強(qiáng)度與彈性,它的設(shè)置同時(shí)增加了掃路機(jī)的清潔寬度,加大了清潔面積。滾筒刷除了清清潔面的垃圾外還有將垃圾掃入車(chē)內(nèi)垃圾箱的作用。此掃路機(jī)所需功率小,操作簡(jiǎn)單,其主要缺點(diǎn)是對(duì)塵土特別是細(xì)小顆粒的塵土清潔效果差清潔過(guò)程產(chǎn)生揚(yáng)塵。2、純吸式小型清潔機(jī)器純吸式小型清潔機(jī)器的吸掃系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、吸塵嘴等組成。作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)將落塵箱內(nèi)的空氣通過(guò)出氣管道輸送到吸塵罩內(nèi),在吸塵罩內(nèi)產(chǎn)生漩渦氣流,罩內(nèi)的垃圾在氣流的沖擊下懸浮起來(lái);在吸塵嘴的另一端有吸氣管道,在風(fēng)機(jī)的作用下將懸浮的垃圾隨氣流吸進(jìn)落塵箱內(nèi)。此掃路機(jī)克服了純掃式清潔機(jī)器對(duì)塵土清潔不利的缺點(diǎn),吸塵率較高,但它的缺點(diǎn)是不利于對(duì)馬路邊溝垃圾清除,在濕地上作業(yè)效果不好。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098533、吸掃式小型清潔機(jī)器吸掃式小型清潔機(jī)器汲取前兩類(lèi)掃路機(jī)的特點(diǎn),其清潔系統(tǒng)通過(guò)由蝶形刷和風(fēng)機(jī)、風(fēng)管道、吸塵嘴等組成。蝶形刷的設(shè)置加強(qiáng)了對(duì)馬路邊溝的清潔,將兩側(cè)的垃圾掃到吸塵嘴的工作區(qū)域,再由吸塵系統(tǒng)將垃圾吸入車(chē)內(nèi)的垃圾箱。此清潔機(jī)器工作效率高,適合任何環(huán)境的清潔,但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本較高。1.2.2 按發(fā)動(dòng)機(jī)形式分類(lèi)隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),以電瓶為原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)不存在尾氣排放問(wèn)題的電動(dòng)小型清潔機(jī)器近年來(lái)越來(lái)越受到人們的青睞。此清潔機(jī)器采用無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)根據(jù)路況自動(dòng)調(diào)整清潔速度,工作效率高,工作時(shí)噪音比內(nèi)燃機(jī)要低得多,具有杰出的環(huán)保性能。且其傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,小巧靈活,有利于整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。它的主要缺點(diǎn)是連續(xù)工作時(shí)間受到限制:通常工作一個(gè)班次以后(6-8小時(shí)),要對(duì)電瓶進(jìn)行充電,因而每次作業(yè)后的維護(hù)時(shí)間比較長(zhǎng)。 1.2.3 按除塵系統(tǒng)分類(lèi)本次設(shè)計(jì)的玻璃清潔機(jī)器人是手推式機(jī)械濕刷式的,由機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、垃圾箱、垃圾傳送系統(tǒng)組成。其設(shè)置清潔的垃圾裝置,能連續(xù)清潔垃圾并自動(dòng)將垃圾傳送到垃圾箱。該玻璃清潔機(jī)器人解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)做動(dòng)力,通過(guò)V帶帶動(dòng)錐齒輪、齒輪、機(jī)體前面底部的滾刷轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行清潔;通過(guò)V輪帶動(dòng)滾筒垃圾傳輸裝置,將滾刷清潔的垃圾輸送到垃圾箱里。其結(jié)構(gòu)是在機(jī)架的前車(chē)底安裝兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)的工業(yè)腳輪作支撐,承載電機(jī)的重量,同時(shí)起到更好的轉(zhuǎn)向作用。前下部左右安裝一對(duì)大轉(zhuǎn)輪,轉(zhuǎn)輪上安著椎形盤(pán)狀滾刷。車(chē)體的前底面是一塊板狀底,底板的上半部是鐵板、下半部是橡膠板,底板的上部與垃圾傳送裝置相連,并用一個(gè)擋板結(jié)構(gòu)與垃圾箱相接,擋板與接觸;垃圾傳送裝置傾斜一定角度,由數(shù)根滾動(dòng)條滾動(dòng)帶動(dòng),其傳送帶上有數(shù)條倒鉤,以便更好的傳送垃圾,上端與垃圾箱相通。在機(jī)架的后面安裝一對(duì)可充氣的小車(chē)輪,方便行走,也可用來(lái)調(diào)整主刷與的距離;垃圾箱是安裝在機(jī)架后面,采用抽拉式的結(jié)構(gòu)形式,方便垃圾箱的抽出和垃圾的傾倒,省時(shí)省力。前面的側(cè)刷是圓錐型的,接觸面與有一定的角度,并與距離可調(diào)。清潔時(shí)主刷、側(cè)刷、垃圾傳送裝置同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)行連續(xù)清潔。側(cè)刷用來(lái)清潔路牙,將垃圾掃到主刷的清潔范圍內(nèi),并可擴(kuò)大清潔面積;主刷將垃圾掃到擋板架上,再掃到傳送裝置上,通過(guò)傳送裝置將垃圾送進(jìn)垃圾箱。垃圾箱前端開(kāi)口,以便傾倒垃圾。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098541.3 清潔機(jī)械的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái),國(guó)內(nèi)外清潔機(jī)械的發(fā)展較快。國(guó)內(nèi)有廠家引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)吸掃式清潔機(jī)工作裝置的生產(chǎn)技術(shù),與國(guó)產(chǎn)汽車(chē)底盤(pán)配套生產(chǎn)清潔機(jī),大大提高了國(guó)產(chǎn)清潔機(jī)的技術(shù)性能。1.3.1 國(guó)外清潔機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外清潔機(jī)起步較早,技術(shù)較先進(jìn)。早在 20 世紀(jì) 80 年代中期隨著國(guó)外公路的修建速度趨于平緩,公路養(yǎng)護(hù)工作在國(guó)外已提到格外重要的位置。為適應(yīng)養(yǎng)護(hù)工作需要,國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家開(kāi)始將大量的資本和開(kāi)發(fā)能力投向養(yǎng)護(hù)機(jī)械的研制生產(chǎn),從而使國(guó)外養(yǎng)護(hù)機(jī)械得到了迅速發(fā)展。清潔軍的造型設(shè)計(jì)也是千奇百態(tài),各具特色,大型、中型、小型玻璃清潔機(jī)器人的造型設(shè)計(jì)都得到了快速穩(wěn)定的發(fā)展。國(guó)內(nèi)爬壁機(jī)器人的研究雖然起步晚,但發(fā)展比較迅速。我國(guó)研究和發(fā)展機(jī)器人始于七十年代初。1975 年在北京舉辦的日本科技展覽會(huì)上,川崎重工公司首先在中國(guó)展出了工業(yè)機(jī)器人,以此為起點(diǎn),我國(guó)掀起了第一個(gè)研制機(jī)器人的浪潮。上海大學(xué)從1987 年開(kāi)始在上海市科委和國(guó)家“863”的支持下,率先從事爬壁機(jī)器人的研究,此后,哈爾濱工業(yè)大學(xué),北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)等單位也相繼在幕玻璃擦洗、高空檢查、鍋爐水冷壁檢測(cè)、大橋拉索涂裝和維護(hù)等領(lǐng)域開(kāi)展研究。自 1988 年以來(lái),上海大學(xué)先后研制了玻璃窗玻璃清潔機(jī)器人和球形爬壁機(jī)器人。前者采用多層框架式機(jī)構(gòu),真空吸盤(pán)吸附,伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),但重量大,且沒(méi)有裝備擦洗系統(tǒng)。后者采用腿足式移動(dòng)機(jī)構(gòu),足端為帶有裙邊的鉸接式真空吸盤(pán),設(shè)計(jì)者從滿(mǎn)足穩(wěn)定性和控制復(fù)雜程度的綜合,考慮到吸盤(pán)穩(wěn)定性較差,安全性不是很好。此外,他們還在擦洗裝備和工藝做了較為深入的研究,并根據(jù)玻璃幕玻璃障礙的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)了一種全方位越障機(jī)構(gòu),大幅度提高了機(jī)器人的越障能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)也是國(guó)內(nèi)壁面移動(dòng)機(jī)器人研究較早的單位,在國(guó)家“863”智能機(jī)器人的支持下,已經(jīng)先后開(kāi)發(fā)出兩個(gè)系列共 5 個(gè)品種的爬壁機(jī)器人。較早完成的是輪式負(fù)壓吸附壁面爬行遙控檢查機(jī)器人,如圖 1.3 所示。該機(jī)器人采用雙輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。主體下部是一個(gè)帶有驅(qū)動(dòng)輪的滑動(dòng)密封式負(fù)壓吸盤(pán)。擦洗機(jī)構(gòu)置于尾部,同時(shí)還設(shè)有卷?yè)P(yáng)機(jī),支援小車(chē)等附屬設(shè)施。由于密封裝置采用柔性設(shè)計(jì),對(duì)壁面的適應(yīng)能力較強(qiáng),可以在瓷磚壁面或大直徑圓柱面上運(yùn)動(dòng),但越障和面面轉(zhuǎn)換能力較差。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709855圖 1.3 輪式負(fù)壓遙控機(jī)器人 圖 1.4 CLEANBOT-北京航空航天大學(xué)自 1996 年以來(lái),在國(guó)家“863”計(jì)劃的大力資助下,先后研制成功了 WASHMAN、CLEANBOT、SKYCLEAN、“靈巧型擦窗機(jī)器人”、“吊籃式擦窗機(jī)器人”、 “藍(lán)天潔寶”等系列幕玻璃玻璃清潔機(jī)器人樣機(jī)。前三種均為全自動(dòng)玻璃清潔機(jī)器人,采用十字構(gòu)型,為自主步行移動(dòng)機(jī)器人,機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和功能統(tǒng)一。其中 CLEANBOT-的縱橫氣缸之間有一能做微小角度轉(zhuǎn)動(dòng)的腰關(guān)節(jié),以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向的調(diào)整,如圖 1.4 所示。之后北航又推出藍(lán)天潔士、型擦窗機(jī)器人。2000 年發(fā)展研制的“靈巧型擦窗機(jī)器人”類(lèi)似于佐藤多秀研制的雙車(chē)體機(jī)器人,但重量小的多,僅有 20kg。該機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)采用具有滑動(dòng)密封負(fù)壓吸附裝置的履帶式驅(qū)動(dòng)的雙車(chē)體結(jié)構(gòu),能實(shí)現(xiàn)越障和曲面轉(zhuǎn)換功能。2001 年研制開(kāi)發(fā)的“吊籃式擦窗機(jī)器人”則模擬人手擦窗的作業(yè)方式進(jìn)行作業(yè)。“藍(lán)天潔寶”屬于被動(dòng)玻璃清潔機(jī)器人,使用大面積負(fù)壓吸盤(pán)吸附,利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生真空,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作效率高,具有很高的實(shí)用價(jià)值。香港大學(xué)和內(nèi)地大學(xué)合作,研制了一系列高樓擦洗爬壁機(jī)器人。Cleanbot-采用北航機(jī)器人原型,Cleanbot- 采用了一種仿坦克的爬壁機(jī)器人原型設(shè)計(jì)。該機(jī)器人采用多個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)組成的吸附機(jī)構(gòu)和單鏈條爬行及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),可以在玻璃幕玻璃和船殼等玻璃上連續(xù)爬行,并有一定的越障能力。1.3.2 我國(guó)清潔機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)環(huán)衛(wèi)機(jī)械起步較晚,已有的玻璃清潔機(jī)器人還是以大型玻璃清潔機(jī)器人為主,小型玻璃清潔機(jī)器人相對(duì)較少,并且有一些還是經(jīng)過(guò)改裝的小型玻璃清潔機(jī)器人,如將三輪摩托車(chē)的后部改裝為玻璃清潔機(jī)器人的箱體等等 ,其造型沒(méi)表現(xiàn)出對(duì)城市的美化和宣傳環(huán)保的作用,也沒(méi)有突出造型設(shè)計(jì)的人性化??傮w而言,目前國(guó)內(nèi)玻璃清潔機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的小型玻璃清潔機(jī)器人技術(shù)研發(fā)中心,研發(fā)資金投入也下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709856較少,使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平整體不高。目前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的勢(shì)頭,經(jīng)濟(jì)實(shí)力和消費(fèi)能力越來(lái)越強(qiáng),同時(shí)對(duì)節(jié)約成本的要求越來(lái)越高,政府把城市的規(guī)劃、建設(shè)、管理和加強(qiáng)環(huán)境綜合治理納入城市政府的主要職責(zé),積極推進(jìn)了環(huán)境衛(wèi)生事業(yè)得到了快速發(fā)展??梢悦鞔_,借這些機(jī)會(huì),全國(guó)范圍內(nèi)將掀起環(huán)衛(wèi)機(jī)械化市場(chǎng)快速發(fā)展的高潮。我們將在之前的技術(shù)基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn),把玻璃清潔機(jī)器人車(chē)型變得簡(jiǎn)單輕便美觀,在增大承載容積和載荷能力的同時(shí),降低清潔機(jī)的重量,提高使用壽命,減少噪聲,降低成本,使玻璃清潔機(jī)器人更加的人性化智能化,更加方便人們的使用,使其更加適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和人們的需求。因此,玻璃清潔機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的發(fā)展前景是遠(yuǎn)大的。由于擦洗工作環(huán)境及任務(wù)的特殊性,擦洗爬壁機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)要求相當(dāng)苛刻。其總的設(shè)計(jì)原則是:減輕重量,降低造價(jià),安全可靠,能適應(yīng)多種建筑物玻璃,且要有足夠高的擦洗效率。從擦洗機(jī)的工作環(huán)境來(lái)看,其主機(jī)可能有兩個(gè)發(fā)展方向:其一:適用于平整瓷磚和玻璃幕玻璃擦洗,它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于控制,屬小型輕量化。其二:適用于復(fù)雜玻璃,如階梯玻璃,壁面多窗戶(hù)的壁面擦洗,它的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作、控制都很復(fù)雜。其三:以壁面機(jī)器人為載體,配以專(zhuān)用的擦洗機(jī)構(gòu),可以適應(yīng)不同壁面機(jī)構(gòu)。1.4 課題的研究設(shè)想?yún)㈤喯嚓P(guān)產(chǎn)品的技術(shù)資料,高層建筑外玻璃擦洗機(jī)主要由伺服懸吊系統(tǒng)、擦洗主機(jī)和由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成,設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮為擦洗提供足夠的壓玻璃力、刷洗部件設(shè)計(jì)、擦洗液的噴灑和臟液體的收集、對(duì)左右邊緣和上下行程的識(shí)別、行走機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.5 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和解決途徑本課題要求是設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用的玻璃清潔機(jī)器人,其關(guān)鍵問(wèn)題就在于如何很好的實(shí)現(xiàn)清潔功能。尤其使傳動(dòng)系統(tǒng)、整體結(jié)構(gòu)、工作裝置的設(shè)計(jì)。由于清潔器是一種出現(xiàn)比較晚的機(jī)械產(chǎn)品,因此在其設(shè)計(jì)過(guò)程中,不可避免的出現(xiàn)了很多未解決得難點(diǎn)疑點(diǎn),總結(jié)其難點(diǎn)如下:由于玻璃清潔機(jī)器人是一新興產(chǎn)品,清潔功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)還不成熟,很難查到相關(guān)的資料。因此清潔功能的實(shí)現(xiàn)是設(shè)計(jì)工作的一個(gè)很大的難點(diǎn)。對(duì)掃盤(pán)高度固定不能很好地適應(yīng)不同的作業(yè),垃圾體積的大小也受限;而且盤(pán)上安裝的小掃把的毛太硬,下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709857與直接接觸,這樣會(huì)增大車(chē)與之間的摩擦力,如果是人力驅(qū)動(dòng),會(huì)使人覺(jué)得很費(fèi)力,如果是電力驅(qū)動(dòng), 會(huì)增大能源的浪費(fèi), 都會(huì)使掃把和蓄電池的壽命減少。玻璃清潔機(jī)器人工作時(shí)所產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵污染、漏垃圾、噪音大和產(chǎn)品可靠性等方面也較難解決的問(wèn)題。清潔范圍的大小不僅與玻璃清潔機(jī)器人的各部分的尺寸有關(guān),并與它的總體設(shè)計(jì)構(gòu)形式有關(guān)。機(jī)構(gòu)太小工作效率就會(huì)降低,清潔范圍也就變小滿(mǎn)足不了要求,機(jī)構(gòu)太大則設(shè)備就會(huì)太大,從而增加轉(zhuǎn)彎半徑,使玻璃清潔機(jī)器人在城市中轉(zhuǎn)彎困難。還有防滑問(wèn)題,因?yàn)樵撉鍧嵻?chē)是通過(guò)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)整個(gè)輪系的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生作用。但是一旦光滑,輪子產(chǎn)生打滑的現(xiàn)象,那么車(chē)內(nèi)的輪系就根本不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),這樣清潔車(chē)就完全失去了作用。因此合理的選擇機(jī)構(gòu)的大小及機(jī)構(gòu)布置極為重要且比較困難。為了更好的了解所作題目,查閱已有文獻(xiàn)資料是十分重要的,由于玻璃清潔機(jī)器人的資料很少的。因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,廣泛的搜集資料,并借鑒了清潔機(jī)器人的一些數(shù)據(jù)資料對(duì)我的設(shè)計(jì)工作起了很大的幫助。在這些文獻(xiàn)綜述中,詳細(xì)的介紹了清潔機(jī)器人的一般設(shè)計(jì)思路,如外形的設(shè)計(jì),機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式如何,具體結(jié)構(gòu)等等,都對(duì)我即將所作的設(shè)計(jì)提供了很大的幫助,此外,為了更好的設(shè)計(jì)玻璃清潔機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu),在軸、帶、齒輪等重要元件的設(shè)計(jì)過(guò)程中保證其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性,又對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)課本進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí),但還是有很多關(guān)鍵技術(shù)是專(zhuān)利項(xiàng)目,不會(huì)公布在資料之中的。所以,我參考用的資料并不能解決我在設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的所有難點(diǎn),有許多的問(wèn)題是根據(jù)我自己的想法來(lái)做的。因?yàn)槲业倪@些想法并不成熟,沒(méi)有太多的實(shí)踐性,所以,在解決一些棘手問(wèn)題時(shí)并不能夠很好的解決。在今后的設(shè)計(jì)中,還需要通過(guò)實(shí)踐,對(duì)其一步一步的進(jìn)行改進(jìn)。1.6 課題需要完成的任務(wù)1.6.1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容本課題要求設(shè)計(jì)出的玻璃清潔機(jī)器人能完成普通清潔的功能。完成玻璃清潔機(jī)器人的方案設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)組成,并對(duì)玻璃清潔機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力計(jì)算,使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理。其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為:1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(電機(jī)電池的選擇與安裝) ;2、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì);3、帶傳動(dòng)的選擇與設(shè)計(jì);4、齒輪的選擇與設(shè)計(jì);5、軸和軸承的設(shè)計(jì);6、機(jī)架的設(shè)計(jì);7、繪制玻璃清潔機(jī)器人的零件圖及裝配圖;下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098588、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。1.6.2 設(shè)計(jì)工作基本要求1、結(jié)合設(shè)計(jì)題目,在老師的指導(dǎo)下廣泛查閱文獻(xiàn),并擬定一份合理的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū);2、根據(jù)參考文獻(xiàn)和課題要求,提出自己擬定的可行性方案,并寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告;3、按要求對(duì)玻璃清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與零件進(jìn)行受力計(jì)算,使其結(jié)構(gòu)布局和受力更加合理;4、和老師充分研討,列出論文編寫(xiě)大綱;5、翻譯英文文獻(xiàn);6、認(rèn)真撰寫(xiě)論文,按時(shí)完成任務(wù),準(zhǔn)備答辯;總的要求就是畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束后,能夠達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 119709859第 2 章 玻璃清潔機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)2.1 清潔機(jī)器人的總體方案根據(jù)玻璃清潔機(jī)器人擦洗作業(yè)的要求,機(jī)器人首先必須具備擦洗作業(yè)功能和控制功能,此外玻璃清潔機(jī)器人還必須在高層建筑物玻璃進(jìn)行吸附和移動(dòng),因此玻璃清潔機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)該包括機(jī)器人擦洗系統(tǒng)、爬壁系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。主機(jī)主要由箱體,支撐架,防護(hù)罩,刷子,電機(jī),螺旋槳吸附系統(tǒng),齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。通過(guò)螺旋槳吸附系統(tǒng)使主機(jī)吸附在玻璃上,并使刷子壓緊,產(chǎn)生一定的刷洗壓力,通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)刷子轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到刷洗的目的。主機(jī)有一懸吊支撐架,其外側(cè)與懸吊系統(tǒng)相連,可調(diào)吸附系統(tǒng)安裝在懸吊支撐架背后,吸附系統(tǒng)可通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋漿轉(zhuǎn)速控制擦洗力,懸吊支撐架通過(guò)一圓導(dǎo)軌和箱體(其上安裝兩盤(pán)兩滾)相連,所有的擦洗裝置均安裝在該箱體上,擦洗系統(tǒng)由固定在懸吊支撐架上的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行以 90為單位的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)橫洗和縱洗的轉(zhuǎn)換。箱體上有兩個(gè)圓盤(pán)形擦洗刷,盤(pán)刷底部都有十二個(gè)擦洗液噴射孔,另有兩圓柱形滾刷,在其行走前方有清水噴射孔,并安裝一軟質(zhì)刮水板,以使擦洗過(guò)的部位快速風(fēng)干并避免留下來(lái)的擦洗液腐蝕玻璃。箱體上還有一電機(jī)通過(guò)錐形齒輪將轉(zhuǎn)動(dòng)傳到其中一個(gè)盤(pán)型擦洗刷上,再通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給另一盤(pán)刷,所以?xún)杀P(pán)刷轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,可以達(dá)到更好的擦洗效果,圓柱形滾刷是由電機(jī)尾部的軸通過(guò)V 帶驅(qū)動(dòng)的。在懸吊支撐架上有防護(hù)罩,防止擦洗液四濺。清水,擦洗液,電機(jī)的供電和控制電纜都是是由復(fù)合纜供給的,復(fù)合纜連接懸吊系統(tǒng)。在風(fēng)壓支架上有配重塊,配重塊可以沿光杠絲杠移動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)配重塊可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)平衡,以達(dá)到減小震動(dòng)的效果。在擦洗機(jī)主體的上下部安放超聲波傳感器,以進(jìn)行邊緣識(shí)別。箱體上裝有兩對(duì)滾輪,滾輪通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng),而轉(zhuǎn)向通過(guò)箱體的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。2.2 玻璃清潔機(jī)器人擦洗系統(tǒng)方案根據(jù)以上提出的技術(shù)性能及要求,初步確定擦洗方案如下:第一種:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.1:此種方案采用負(fù)壓履帶吸盤(pán)式盤(pán)滾組合式擦洗,由于受到玻璃玻璃材料的影響較大,一般情況下,每?jī)蓧K瓷磚之間都有 45 毫米的縫隙,密封不可靠。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098510圖 2.1 結(jié)構(gòu)一 圖 2.2 結(jié)構(gòu)二第二種:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.2:這種方案采用了風(fēng)壓式壓緊,盤(pán)滾組合式擦洗,擦洗效率高,可靠性高,可以采用。但由于中間傳動(dòng)的需要,結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),風(fēng)扇的中心與刷子的中心不重合,刷洗壓力不均勻,中心不穩(wěn)定,容易引起震動(dòng)問(wèn)題。但可以考慮配重問(wèn)題。第三種:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.3:圖 2.3 結(jié)構(gòu)三這種方案吸取了第二種方案的優(yōu)點(diǎn),傳動(dòng)的改變,使振動(dòng)的問(wèn)題減小,機(jī)體尺寸減小。這種方案為螺旋槳風(fēng)壓式高層建筑外玻璃擦洗機(jī),其優(yōu)點(diǎn)是: 在擦洗機(jī)外機(jī)架背后安裝可調(diào)吸附系統(tǒng)來(lái)提供連續(xù)均勻的擦洗力,螺旋槳可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)控制擦洗壓力; 機(jī)架內(nèi)采用一擦洗系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)裝置,方便的實(shí)現(xiàn)了縱橫兩不同擦洗方向的調(diào)整,減少非作業(yè)時(shí)間,增加了工作柔性,大大提高了工作效率; 應(yīng)用兩盤(pán)兩滾相結(jié)合的擦洗方式,擦洗液和清水分別由盤(pán)刷和滾刷提供以達(dá)到最佳擦洗效果。綜合比較以上三種方案,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,由于對(duì)于玻璃的壓力要求大,工作穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn),最后我決定用第三種方案。通過(guò)螺旋槳吸附系統(tǒng)使主機(jī)吸附在玻璃上,并使盤(pán)刷和滾刷壓緊,產(chǎn)生一定的刷洗壓力,通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)刷子轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到刷洗的目的。旋轉(zhuǎn)的刷子的軌跡為包絡(luò)線(xiàn),從而擦洗干凈玻璃。滾刷噴的是清水,將玻璃沖洗干凈,以避免留下來(lái)的擦洗機(jī)腐蝕玻下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098511璃,同時(shí)盤(pán)刷和滾刷采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng),減小了擦洗主機(jī)的重量,清潔度提高,擦洗效率也提高了一倍;由于采用兩盤(pán)兩滾結(jié)構(gòu)可減少不必要的回程時(shí)間,以達(dá)到提高效率的目的。2.3 玻璃清潔機(jī)器人爬行系統(tǒng)方案本方案通過(guò)螺旋槳吸附系統(tǒng)使主機(jī)吸附在玻璃上,并使盤(pán)刷和滾刷壓緊,產(chǎn)生一定的刷洗壓力,通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)刷子轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到刷洗的目的。旋轉(zhuǎn)的刷子的軌跡為包絡(luò)線(xiàn),從而擦洗干凈玻璃。滾刷噴的是清水,將玻璃沖洗干凈,以避免留下來(lái)的擦洗機(jī)腐蝕玻璃,同時(shí)盤(pán)刷和滾刷采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng),減小了擦洗主機(jī)的重量,清潔度提高,擦洗效率也提高了一倍;由于采用兩盤(pán)兩滾結(jié)構(gòu)可減少不必要的回程時(shí)間,以達(dá)到提高效率的目的。2.4 其它部分方案2.4.1 材料選擇根據(jù)課題要求,總體重量越輕越好,由于使用擦洗液,耐腐蝕性能也要好而且此產(chǎn)品是輕載荷,故材料首先選用鋁合金材料及非金屬材料。整個(gè)及其涉及到齒輪減速器的地方,齒輪的材料經(jīng)過(guò)篩選與比較采用聚甲醛(均聚) ,見(jiàn)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)P.244。本機(jī)的各個(gè)傳動(dòng)軸均采用硬質(zhì)合金 LY11。螺旋槳材料選用尼龍 66 (聚己二酰己二胺)。機(jī)架的材料采用鋁合金。其他機(jī)件的選擇根據(jù)通常材料在重量最輕原則下進(jìn)行確定。2.4.2 輪的潤(rùn)滑問(wèn)題由于齒輪的材料已確定為聚甲醛,據(jù)機(jī)械工程手冊(cè) (第二版)2-369,其工作要求少潤(rùn)滑或無(wú)潤(rùn)滑, 。故不考慮齒輪的潤(rùn)滑問(wèn)題。2.4.3 軸承的潤(rùn)滑問(wèn)題大空心軸的轉(zhuǎn)速較低為 400r/min,鼓起潤(rùn)滑方式應(yīng)為脂潤(rùn)滑,潤(rùn)滑脂為鈣機(jī)潤(rùn)滑脂。注:以上潤(rùn)滑脂的選擇見(jiàn)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)P.582。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985122.5 本章小結(jié)本章確定了設(shè)計(jì)玻璃清潔機(jī)器人的總體方案。根據(jù)作業(yè)環(huán)境,對(duì)機(jī)器人從擦洗系統(tǒng)、爬壁系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大方面進(jìn)行設(shè)計(jì),選型和參數(shù)的確定。最后請(qǐng)教導(dǎo)師對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行校正,以確定設(shè)計(jì)的可行性和穩(wěn)定性。下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098513第 3 章 玻璃清潔機(jī)器人主要零件設(shè)計(jì)3.1 直齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng),標(biāo)稱(chēng)功率 P=1.5kW,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,傳動(dòng)比 i=4.1 許有 4%的誤差,長(zhǎng)時(shí)工作,預(yù)期壽命五年,每年按 200天計(jì)。工作有輕微沖擊,齒輪對(duì)稱(chēng)布置。(1) 選材料確定初步參數(shù) 依據(jù)參考文獻(xiàn)5表 5-5 選材料小齒輪:40Cr 調(diào)質(zhì),平均取齒面硬度為 260HBS大齒輪:45 鋼調(diào)質(zhì),平均取齒面硬度為 230HBS(2) 初選齒數(shù) 取小齒輪齒數(shù)為 =32,則大齒輪齒數(shù)為:1z23142.=. i園整,為使 u 為除不盡的數(shù)取 =129z(3) 齒數(shù)比 03.4219z驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差, 100%=1.7%允許1.403(4) 選擇齒寬系數(shù) d 和傳動(dòng)精度等級(jí) 查參考文獻(xiàn)5表 5-8 得齒寬系數(shù) d=0.275 初估小齒輪直徑 m8估1則齒寬 m280751.db齒輪圓周速度: ,/s.6/s601n估查參考文獻(xiàn)5表 5-4 可選擇精度等級(jí)為 7 級(jí),(5) 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 1T(5.1)16105.9nP下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098514mN1059150936 .定重合度系數(shù) 、ZY(5.2)21.38z由公式(5.2)定重合度 =1.88-3.2(1/32+1/129)=1.755分別由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)中公式得= = =0.865Z3475.1=0.25+Y6.0.20.(6) 確定載荷系數(shù) 、HKF(5.3)HVAK =1) 使用系數(shù) 由參考文獻(xiàn)6表 10-2 查表,取 =1.35A A2) 動(dòng)載系數(shù) 由參考文獻(xiàn)6圖 10-8 可查得, =1.14v v3) 齒向載荷分布系數(shù) ,由參考文獻(xiàn)6 圖 10-4 可取 =1.29KK4) 齒間載荷分配系數(shù) 、 根據(jù)條件HF N/m10/6514N/m8025931231 .bdT FAtA查參考文獻(xiàn)6表 10-3 得 3.8.022zKH=1/ Y =1/0.677=1.48F5) 載荷系數(shù) 、 由公式(5.3)可算得HK623419351.=.=K=HVA24./86./HF下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 11970985153.1.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1) 確定許用應(yīng)力 H1) 總工作時(shí)間: h8052ht2) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 、N 由參考文獻(xiàn)6 公式(10-13)及參考文獻(xiàn)6表 10-18 可計(jì)1算查得: 81 1027815060.nt=h 829.3.47uN3) 壽命系數(shù) 、 1NZ2由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)圖 8.2-17 取 =1 =11NZ24) 接觸疲勞極限 : 2lim1liH,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)圖 8.2-13 取 =630MPa, =490MPa1limH2limH5) 安全系數(shù) : HS參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)照表 8.2-13,取 =1HS6) 許用應(yīng)力 、 :1H2由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)式(8.2-15) =1HMPaSZN6301lim =2H49li(2) 彈性系數(shù) :EZ由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)表 8.2-11, 取 =190EZMPa(3) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) :H由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)圖 8.2-12,取 =2.5H下載后包含有 CAD 圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún) Q 197216396 或 1197098516(4) 求所需小齒輪直徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第 5 版)式(8.2-11)1d=外文翻譯1機(jī)械設(shè)計(jì)摘要: 機(jī)器是由機(jī)械裝置和其它組件組成的。它是一種用來(lái)轉(zhuǎn)換或傳遞能量的裝置,例如:發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)、車(chē)輛、起重機(jī)、印刷機(jī)、洗衣機(jī)、照相機(jī)和攝影機(jī)等。許多原則和設(shè)計(jì)方法不但適用于機(jī)器的設(shè)計(jì),也適用于非機(jī)器的設(shè)計(jì)。術(shù)語(yǔ)中的“機(jī)械裝置設(shè)計(jì)” 的含義要比“機(jī)械設(shè)計(jì)”的含義更為廣泛一些,機(jī)械裝置設(shè)計(jì)包括機(jī)械設(shè)計(jì)。在分析運(yùn)動(dòng)及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí),要把產(chǎn)品外型以及以后的保養(yǎng)也要考慮在機(jī)械設(shè)計(jì)中。在機(jī)械工程領(lǐng)域中,以及其它工程領(lǐng)域中,所有這些都需要機(jī)械設(shè)備,比如:開(kāi)關(guān)、凸輪、閥門(mén)、船舶以及攪拌機(jī)等。關(guān)鍵詞: 設(shè)計(jì)流程 設(shè)計(jì)規(guī)則 機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)開(kāi)始之前就要想到機(jī)器的實(shí)際性,現(xiàn)存的機(jī)器需要在耐用性、效率、重量、速度,或者成本上得到改善。新的機(jī)器必需具有以前機(jī)器所能執(zhí)行的功能。在設(shè)計(jì)的初始階段,應(yīng)該允許設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性,不要受到任何約束。即使產(chǎn)生了許多不切實(shí)際的想法,也會(huì)在設(shè)計(jì)的早期,即在繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣,才不致于阻斷創(chuàng)新的思路。通常,還要提出幾套設(shè)計(jì)方案,然后加以比較。很有可能在這個(gè)計(jì)劃最后決定中,使用了某些不在計(jì)劃之內(nèi)的一些設(shè)想。一般的當(dāng)外型特點(diǎn)和組件部分的尺寸特點(diǎn)分析得透徹時(shí),就可以全面的設(shè)計(jì)和分析。接著還要客觀的分析機(jī)器性能的優(yōu)越性,以及它的安全、重量、耐用性,并且競(jìng)爭(zhēng)力的成本也要考慮在分析結(jié)果之內(nèi)。每一個(gè)至關(guān)重要的部分要優(yōu)化它的比例和尺寸,同時(shí)也要保持與其它組成部分相協(xié)調(diào)。也要選擇原材料和處理原材料的方法。通過(guò)力學(xué)原理來(lái)分析和實(shí)現(xiàn)這些重要的特性,如那些靜態(tài)反應(yīng)的能量和摩擦力的最佳利用,像動(dòng)力慣性、加速動(dòng)力和能量;包括彈性材料的強(qiáng)度、應(yīng)力和剛度等材料的物理特性,以及流體潤(rùn)滑和驅(qū)動(dòng)器的流體力學(xué)。設(shè)計(jì)的過(guò)程是重復(fù)和合作的過(guò)程,無(wú)論是正式或非正式的進(jìn)行,對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)每個(gè)階段都很重要。最后,以圖樣為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),并建立將來(lái)的模型。如果它的測(cè)試是符合事先要求的,則再將對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行某些修改,使它能夠在制造成本上有所降低。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要不斷探索和發(fā)展。許多方案必須被研究、試驗(yàn)、完善,然后決定使用還是放棄。雖然每個(gè)工程學(xué)問(wèn)題的內(nèi)容是獨(dú)特的,但是設(shè)計(jì)師可以按照類(lèi)似的步驟來(lái)解決問(wèn)題。產(chǎn)品的責(zé)任訴訟迫使設(shè)計(jì)人員和公司在選擇材料時(shí),采用最好的程序。在材料過(guò)程中,五個(gè)最常見(jiàn)的問(wèn)題為:(a)不了解或者不會(huì)使用關(guān)于材料應(yīng)用方面的最新最好的信息資料;(b)未能預(yù)見(jiàn)和考慮材料的合理用途(如有可能,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)進(jìn)一步預(yù)測(cè)和考慮由于產(chǎn)品使用方法不當(dāng)造成的后果。在近年來(lái)的許多產(chǎn)品責(zé)任訴訟案件中,由于錯(cuò)誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家,并且贏得判決) ;(c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定,尤其是當(dāng)其性能數(shù)據(jù)長(zhǎng)期不更新;(d)質(zhì)量控制方法不適當(dāng)和未經(jīng)驗(yàn)證;(e)由一些完全不稱(chēng)職的人員選擇材料。通過(guò)對(duì)上述五個(gè)問(wèn)題的分析,可以得出這些問(wèn)題是沒(méi)有充分理由而存在的結(jié)論。對(duì)這些問(wèn)題的研究分析可以為避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)而指明方向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產(chǎn)品責(zé)任訴訟,設(shè)計(jì)人員和工業(yè)界按照適當(dāng)?shù)某绦蜻M(jìn)行材料選擇,可以大大減少訴訟的數(shù)量。外文翻譯2從以上的討論可以看出,選擇材料的人們應(yīng)該對(duì)材料的性質(zhì),特點(diǎn)和加工方法有一個(gè)全面而基本的了解。在隨后生產(chǎn)和售后服務(wù)的幾年中,要接受新觀念的變化,或者由試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),進(jìn)一步分析并改進(jìn)。一些設(shè)計(jì)規(guī)則在本節(jié)中,建議要運(yùn)用創(chuàng)造性的態(tài)度來(lái)替代和改進(jìn)。也許會(huì)創(chuàng)造出更實(shí)用、更經(jīng)濟(jì)、更耐用的產(chǎn)品。為了激發(fā)創(chuàng)造性思維,下列是設(shè)計(jì)和分析的建議規(guī)則。前六個(gè)規(guī)則對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)特別適用。1.要有創(chuàng)造性的利用所需要的物理性質(zhì)和控制過(guò)程。2.認(rèn)識(shí)負(fù)載產(chǎn)生的影響及其意義。3.預(yù)測(cè)沒(méi)有想到的負(fù)載。4.創(chuàng)造出對(duì)載荷更為有利的條件。5.提供良好的應(yīng)力分布和最小的剛度條件。6.運(yùn)用最簡(jiǎn)單的方程來(lái)優(yōu)化體積和面積。7.選擇組合材料。8.仔細(xì)選擇所備的原料和不可缺少的組件。9.調(diào)整有效的設(shè)計(jì)方案,以適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程和降低成本。10. 規(guī)定好準(zhǔn)確的位置條件為了使組件安裝時(shí)不干涉。機(jī)械設(shè)計(jì)包括一下內(nèi)容:1.對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)所需要公式以及安全系數(shù)進(jìn)行介紹。2.回顧材料特性、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷分析,包括梁、振動(dòng)和沖擊載荷。3.回顧應(yīng)力的基本規(guī)律和失效分析。4.介紹靜態(tài)失效理論和靜態(tài)載荷下機(jī)械斷裂分析。5.介紹疲勞失效理論并強(qiáng)調(diào)在壓力條件下接近高循環(huán)的疲勞設(shè)計(jì),這通常用在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)中。6.深入探討機(jī)械磨損機(jī)理、表面接觸應(yīng)力和表面疲勞現(xiàn)象。7.使用疲勞分析技術(shù)校核軸的設(shè)計(jì)。8.討論潤(rùn)滑油膜與滾動(dòng)軸承的理論和應(yīng)用。9.深入介紹直齒圓柱齒輪的動(dòng)力學(xué)、設(shè)計(jì)和應(yīng)力分析,并簡(jiǎn)單介紹斜齒輪、錐齒輪和渦輪有關(guān)方面的問(wèn)題。10. 討論彈簧設(shè)計(jì)、螺桿等緊固件的設(shè)計(jì),包括傳動(dòng)螺桿和預(yù)緊固件。11. 介紹盤(pán)式和鼓式離合器以及制動(dòng)器的設(shè)計(jì)和技術(shù)說(shuō)明。機(jī)械設(shè)計(jì)一臺(tái)完整機(jī)器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性,還必須在機(jī)械制圖、運(yùn)動(dòng)學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機(jī)械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)。任何產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)第一步就是選擇產(chǎn)品每個(gè)部分的構(gòu)成材料。許多的材料被今天的設(shè)計(jì)師所使用。對(duì)產(chǎn)品的功能,它的外觀、材料的成本、制造的成本作出必要的選擇是十分重要的。外文翻譯3對(duì)材料的特性必須事先作出仔細(xì)的評(píng)估。仔細(xì)精確的計(jì)算是必要的,以確保設(shè)計(jì)的有效性。在任何失敗的情況下,最好知道在最初設(shè)計(jì)中有有缺陷的部件。計(jì)算(圖紙尺寸)檢查是非常重要的。一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位置放錯(cuò),就可以導(dǎo)致一個(gè)本可以完成的項(xiàng)目失敗。設(shè)計(jì)工作的各個(gè)方面都應(yīng)該檢查和復(fù)查。計(jì)算機(jī)是一種工具,它能夠幫助機(jī)械設(shè)計(jì)師減輕繁瑣的計(jì)算,并對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供進(jìn)一步的分析。互動(dòng)系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)的能力,已經(jīng)使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)成為了可能。心理學(xué)家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機(jī)器。設(shè)計(jì)人員的基本職責(zé)是努力使機(jī)器來(lái)適應(yīng)人們。這并不是一項(xiàng)容易的工作,因?yàn)閷?shí)際上并不存在著一個(gè)對(duì)所有人來(lái)說(shuō)都是最優(yōu)的操作范圍和操作過(guò)程。另一個(gè)重要問(wèn)題,設(shè)計(jì)工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和磋商。在開(kāi)始階段,設(shè)計(jì)人員必須就初步設(shè)計(jì)同管理人員進(jìn)行交流和磋商,并得到批準(zhǔn)。這一般是通過(guò)口頭討論,草圖和文字材料進(jìn)行的。如前所訴,機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)能夠滿(mǎn)足人類(lèi)需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識(shí)本身并不一定能給人類(lèi)帶來(lái)好處,只有當(dāng)它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)特定的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)把機(jī)械設(shè)計(jì)看成是機(jī)械設(shè)計(jì)人員運(yùn)用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學(xué)的一個(gè)良機(jī)。掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個(gè)好的設(shè)計(jì)中做出所需的全部決定的。另一方面,應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。例如,即使將一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位置放錯(cuò),也會(huì)使正確的設(shè)計(jì)變成錯(cuò)誤的。一個(gè)好的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該勇于提出新的想法,而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)新的方法不適用時(shí),就使用原來(lái)的方法。因此,設(shè)計(jì)人員必須要有耐心,因?yàn)?所花費(fèi)的時(shí)間和努力并不能保證帶來(lái)成功。一個(gè)全新的設(shè)計(jì),要求屏棄許多陳舊的,為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī),這樣做并不是一件容易的事。一位機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法,在此過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理,將其與未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來(lái)。新設(shè)計(jì)本身會(huì)有許多缺陷和未能預(yù)料的問(wèn)題發(fā)生,只有當(dāng)這些缺陷和問(wèn)題被解決之后,才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此,一個(gè)性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時(shí),也伴隨著較高的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,如果設(shè)計(jì)本身不要求采用全新的方法,就沒(méi)有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。外文翻譯4Mechanical DesignAbstract:A machine is a combination of mechanisms and other components which transforms, transmits. Examples are engines, turbines, vehicles, hoists, printing presses, washing machines, and movie cameras. Many of the principles and methods of design that apply to machines also apply to manufactured articles that are not true machines. The term mechanical design is used in a broader sense than machine design to include their design. the motion and structural aspects and the provisions for retention and enclosure are considerations in mechanical design. Applications occur in the field of mechanical engineering, and in other engineering fields as well, all of which require mechanical devices, such as switches, cams, valves, vessels, and mixers.Keywords: Mechanical Design mechanisms Design ProcessThe Design ProcessDesigning starts with a need real.Existing apparatus may need improvements in durability, efficiency, weight, speed, or cost. New apparatus may be needed to perform a function previouslydone by men, such as computation, assembly, or servicing. With the objective wholly or partlyIn the design preliminary stage, should allow to design the personnel fully to display the creativity, not each kind of restraint. Even if has had many impractical ideas, also can in the design early time, namely in front of the plan blueprint is corrected. Only then, only then does not send to stops up the innovation the mentality. Usually, must propose several sets of design proposals, then perform the comparison. Has the possibility very much in the plan which finally designated, has used certain not in plan some ideas which accepts.When the general shape and a few dimensions of the several components become apparent, analysis can begin in earnest. The analysis will have as its objective satisfactory or superior performance, plus safety and durability with minimum weight, and a competitive cost. Optimum proportions and dimensions will be sought for each critically loaded section, together with a balance between the strengths of the several components. Materials and their treatment will be chosen. These important objectives can be attained only by analysis based upon the principles of mechanics, such as those of static for reaction forces and for the optimum utilization of friction; of dynamics for inertia, acceleration, and energy; of elasticity and strength of materials for stress and deflection; of physical behavior of materials; and of fluid mechanics for lubrication and hydrodynamic drives. The analyses may be made by the same engineer who conceived the arrangement of mechanisms, or, in a large company, they may be made by a separate analysis division or research group. Design is a reiterative and cooperative process, whether done formally or informally, and the analyst can contribute to phases other than his own. Product design requires much research and development. Many Concepts of an idea must be studied, tried, and then either used or discarded. Although the content of each engineering problem is unique, the designers follow the similar process to solve the problems. Product liability suits designers and forced in material selection, using the best program. In the process of material, the most common problems for five (a) dont understand or not use about the latest application materials to the best information, (b) failed to foresee and consider the reasonable use material may (such as possible, designers should further forecast and consider due to improper use 外文翻譯5products. In recent years, many products liability in litigation, the use of products and hurt the plaintiff accused manufacturer, and won the decision), (c) of the materials used all or some of the data, data, especially when the uncertainty long-term performance data is so, (d) quality control method is not suitable and unproven, (e) by some completely incompetent persons choose materials.Through to the above five questions analysis, may obtain these questions is does not have the sufficient reason existence the conclusion. May for avoid these questions to these questions research analyses the appearance indicating the direction. Although uses the best choice of material method not to be able to avoid having the product responsibility lawsuit, designs the personnel and the industry carries on the choice of material according to the suitable procedure, may greatly reduce the lawsuit the quantity. May see from the above discussion, the choice material people should to the material nature, the characteristic and the processing method have comprehensive and the basic understanding.Finally, a design based upon function, and a prototype may be built. If its tests are satisfactory, the initial design will undergo certain modifications that enable it to be manufactured in quantity at a lower cost. During subsequent years of manufacture and service, the design is likely to undergo changes as new ideas are conceived or as further analyses based upon tests and experience indicate alterations. Sales appeal.Some Rules for DesignIn this section it is suggested that, applied with a creative attitude, analyses can lead to important improvements and to the conception and perfection of alternate, perhaps more functional, economical,and durable products. To stimulate creative thought, the following rules are suggested for the designer and analyst. The first six rules are particularly applicable for the analyst.1. A creative use of need of physical properties and control process.2. Recognize functional loads and their significance.3. Anticipate unintentional loads.4. Devise more favorable loading conditions.5. Provide for favorable stress distribution and stiffness with minimum weight.6. Use basic equations to proportion and optimize dimensions.7. Choose materials for a combination of properties.8. Select carefully, stock and integral components.9. Modify a functional design to fit the manufacturing process and reduce cost.10. Provide for accurate location and noninterference of parts in assembly.Machinery design covers the following contents.1. Provides an introduction to the design process , problem formulation ,safety factors.2. Reviews the material properties and static and dynamic loading analysis ,Including beam , vibration and impact loading.3. Reviews the fundamentals of stress and defection analysis.4. Introduces fatigue-failure theory with the emphasis on stress-life approaches to high-cycle fatigue design, which is commonly used in the design of rotation machinery.5. Discusses thoroughly the phenomena of wear mechanisms, surface contact stresses ,and surface fatigue.6. Investigates shaft design using the fatigue-analysis techniques.外文翻譯67. Discusses fluid-film and rolling-element bearing theory and application8. Gives a thorough introduction to the kinematics, design and stress analysis of spur gears , and a simple introduction to helical ,bevel ,and worm gearing.9. Discusses spring design including compression ,extension and torsion springs.10. Deals with screws and fasteners including power screw and preload fasteners.11. Introduces the design and specification of disk and drum clutches and brakes.Machine DesignThe complete design of a machine is a complex process. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechanical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge.One of the first steps in the design of any product is to select the material from which each part is to be made. Numerous materials are available to todays designers. The function of the product, its appearance, the cost of the material, and the cost of fabrication are important in making a selection. A careful evaluation of the properties of a. material must be made prior to any calculations.Careful calculations are necessary to ensure the validity of a design. In case of any part failures, it is desirable to know what was done in originally designing the defective components. The checking of calculations (and drawing dimensions) is of utmost importance. The misplacement of one decimal point can ruin an otherwise acceptable project. All aspects of design work should be checked and rechecked. The computer is a tool helpful to mechanical designers to lighten tedious calculations, and provide extended analysis of available data. Interactive systems, based on computer capabilities, have made possible the concepts of computer aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). How does the psychologist frequently discuss causes the machine which the people adapts them to operate. Designs personnels basic responsibility is diligently causes the machine to adapt the people. This certainly is not an easy work, because certainly does not have to all people to say in fact all is the most superior operating area and the operating process. Another important question, project engineer must be able to carry on the exchange and the consultation with other concerned personnel. In the initial stage, designs the personnel to have to carry on the exchange and the consultation on the preliminary design with the administrative personnel, and is approved. This generally is through the oral discussion, the schematic diagram and the writing material carries on. If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of productMust regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest precisely carries on all operations. For example, even if places wrong a decimal point position, also can cause the correct design to turn wrongly.A good design personnel should dare to propose the new idea, moreover is willing to undertake the 外文翻譯7certain risk, when the new method is not suitable, use original method. Therefore, designs the personnel to have to have to have the patience, because spends the time and the endeavor certainly cannot guarantee brings successfully. A brand-new design, the request screen abandons obsoletely many, knows very well the method for the people. Because many person of conservativeness, does this certainly is not an easy matter. A mechanical designer should unceasingly explore the improvement existing product the method, should earnestly choose originally, the process confirmation principle of design in this process, with has not unified it after the confirmation new idea.
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