毕业设计（论文）-沙滩垃圾清理机设计.docx

沙滩垃圾清理机的设计摘要沙滩垃圾让人们十分厌烦，其清扫过程的效率低下。目前国内的垃圾清扫机的种类比较单一，而且技术不达标，国外的收获机械虽然有若比较好的性能，但是其制造成本普遍较高，无法适应国内市场的需求。在这一背景卜.，新里的垃圾清扫机的设计和研发极为必要，可以达到高效率的收获.本次研究的主要内容是沙滩垃圾清扫机结构设计。通过资料查阅对比确定其类型为自走式沙湾垃圾清扫机。该机包含翻沙收集轮、挖掘铲、运输链条等机械装置.先采用高速旋转收集轮对垃圾进行翻沙，然后在挖起垃圾时发挥平面三角挖掘铲的作用，在分离沙滩和垃圾时可以发挥运输链条的作用，最后可以快速收集垃圾。本次设计其动力通过发动机提供，减速装置采用二级减速器，关键词：垃圾：清扫机：自走式：设计；校核AbstractBeachgarbagemakespeop1.everytired,anditsc1.eaningprocessisinefficient.Atpresent,theperformanceofdomesticgarbagesweeperissing1.e,andtheharvestingtechno1.ogyisnotmature.A1.thoughtheperformanceofforeignharvestingmachineryisgood,themanufacturingpriceistoohigh,andtheversati1.ityisnotstrong,soitisnotsuitab1.eforthedomesticmarket.Thereibre,itisverymeaningfu1.todesignanewtypeofgarbagesweepertoachievehighefficiency.Themaincontentofthisstudyisthestructuredesignofthebeachgarbagesweeper.Thetypeofse1.f-prope1.1.edhand-he1.dgarbagesweeperisdeterminedbyconsu1.tingandcomparingthedata.Themachineinc1.udessandturningco1.1.ectingwhee1.,diggingshove1.,transportchainandothermechanica1.devices.First,ahigh-speedrotatingco1.1.ectionwhee1.i$usedtoturnthegarbageintosand,thenap1.anetriang1.eexcavationshove1.isusedtodigupthegarbage,andthenthegarbageisseparatedfromthebeachthroughthetransportationchain,andfina1.1.ythegarbageco1.1.ectioniscomp1.eted.Inthisdesign,thepowerisprovidedbytheengine,andthereduceradoptstwo-stagereducer.Keywords：garbage;sweeper;se1.1.-prope1.1.ed;design;check沙滩垃圾清扫机的设计I摘要IAbstractI第1章绪论I1.1本课题的研究目的及作用11.2国内外沙滩清扫机的研窕现状I1.3研究主要内容3第2章整体结构的设计与确定31 .1翻沙模块的方案确定42 .2拾取筛分模块的方案确定43 .3确定移动模块44 .4平整沙子模块的确定4第3余传动装置的确定与设计51. 1放置和选择动力源53. 2诚速装置的设计与计算64. 3减速擀设计65. 3.1计算相关参数66. 3.2设计和计算齿轮7（1）计篮高速级齿轮7（2）低速级齿轮的计算123.3.3设计齿轮的结构173.4轴的设计过程173.4.1 计算谷轴的设计强度183.4.2 设计各轴的结构18343轴的校核过程203.5轴承的校核223.6混的校核过程24第4章翎沙装置的设计254.1Iifi沙装置设计要求的确定254.2收集轮的形状以及参数254.3传动装置的设计26第5章行走和筛分输送装置的设计275.1 分离装置的设计275.2 行走装置的设计275.2.1 行走轮的设计275.2.2设计行走轮轴27结论31致谢32参考文献33第1章绪论1.1 本课题的研究目的及作用近年来，社会般济的飞速发展导致沙滩游人越来越多,开发了大面枳的沙滩,造成了严重的海港垃圾污染Uj游客们遗剧的垃圾是沙海垃圾的主要来源，具体如卜图1.1.所示,还有部分沙河垃圾来自海上漂浮垃圾和由潮汐带来的水草等,具体如下图1-2所示.根据对国家海洋局相关数据的分析，可以了解我国的7处海域上所漂浮的垃圾碎片的情况,I1.km2是我国海域上的块垃圾的平均密收，（125km2是对应的诙度莅闻内）,由此表明在海潍上必然存在大型垃圾，图1“图1-21.2 国内外沙滩清扫机的研究现状据研究可知，目前我国在对沙漱垃圾进行清理时,依旧采取原始的人工清理的方式，所以政府每年在清理沙滩垸圾方面就需要耗费大量财力和人力资源.早在上世纪初.国外为了快速清理垃圾.就已经有专家学者开始研究和开发沙滩清洁车I叫而近年来我国的几个沿海城市才开始史视国外沙海清清车的引进和利用，在2011年和2014年，我国的厦门理工学院的研究团队分别对牵引式和我带式的沙洲清洁车进行研究和开发，具体如下图1-3所示.但是,目前国内外所出现的沙懑清洁车主要可以对小中型沙读垃圾进行清理,无法自动化处理大型的沙滩垃圾,很少有专家学者在这方面有所涉猎阳，目前，我国的大型沙滩垃圾的清理依旧采取原来的人J1.半投运的方式，此外还会采取时应的工程机械,但是这些方式都难以提高清洁效率，甚至会耗由大价的成本。据研究可知,蹄分输送工作装置是SWQI8里沙诩清洁车的主要工作收到，花具体的输送过程中，分离沙粒时以小幅振动模式为主，对中小型垃圾的分离起到关键作用.然而,这设备却无法较好地消埋超大型和细长条垃圾，SWNZ1.4型履带式的沙港济沽车也网样无法涌足这需求，虽然履带式沙沸清沽车的抵a）第一代沙濯清洁车b）第二代沙海清洁车图13国产沙海济治车取辅具装置可以对超长的垃圾起到清理作用,但是这一装置所抓取的垃圾的质附和体枳都是有上限的.无法满足实际需求.以下是目前我国的沙滩清洁乍/，在的不足之处：（1）沙滩清洁车的主体是振动筛分和拨沙滚轮,这类清洁车在对大型和细长条型垃圾处埋时，势常会出现卡齿问题，展至会出现断齿树SS,不具备可靠性，（2）在舔近海水的地方，当清沽车时湿沙里的垃圾进行处理时，无法保证清理效果。（3）,履带式的沙谶清洁车为工作人员的操作带来较大难度，增加了操作人员的压力.早在上世纪初，国外的专家学者就开始研究和开发沙傩湎洁机械,设备在上世纪90年代开始投入生产.目前，公国、法国、美国和意大利等国都已经开始生产清洁机械，国内在研发沙游清治车方面历史比较短而且很多研咒只集中在理论知识层面.没有和实际情况相结合.目前我国市场上存在的沙滩清洁车都是国外怆入的产品,而且国内的企业果取代埋的模式进行俏售，扶取的利润比较少。近年来，我国的厦门威迪思汽车企业已经褶手对牵引式和履带式沙部清洁车进行设计和开发,目前已经完成实验，以清洁宽度为分类标准，大中小盘是沙漉清洁车的三大类以行走方式为分类标准,下图1-4是对应的沙滩清洁车的几大种类.（八）Ei行走（b）牵引式(C)手扶式(d)履带式图1.4沙滩清洁车分类沙沸清洁车主要在海滩工作.根据海滩上不同尺寸和种类的垃圾.沙沸清洁车可以运用对应的岫具进行垃圾的消埋.比如前叉辅具、后杷轴具可以用来清理水草、动物尸体等大型垃圾，而拾取筛分装置则可以用来处理小石头、易拉罐等中小型垃圾。不同的辅具装置可见上图1，.由于在之前相关技术还不终完善,电脑计算机等功能也不够齐全，使得当时的国内外研究专家在对沙滩清洁车进行研究时受到了一定程度的限制.随卷科学技术的不断发展,相关建模、分析软件的不断成熟并广泛应用，为沙滩清洁车的进一步研发更定了技术基础.其中1950年时，JW典的一位科学家EMogensceii川首次提出概率筛分理论,而F1.这种理论的关键在研究是筛面的透筛概率.且以单一小颗粒为对望进行试验.后关,在I960年还有两位外国学者Bremon和DymoU,在之前的研究基础上进行创新改进，珞之前的单个筛面分成多个阶段，且不同的阶段笳面厚度不同，共线性比较良好。尽管如此，还是会受到一些条件的限制使得不能进行模型的建立以及获取精确结果。再后来,国外学者SUbaSinghC等闻想到了新的办法，即：概率统计法可以弥补之前的缺陷进行理论的修正.尽管理论研究有误差，但是通过合理的科学方法进行修正之后就比较精确.美国学者Rgto1.切网以单一颗粒为主要的研究对象,若柬分析单个颗粒群的振动现象.MOSbyuw在对物料分层进行研究时,看用针对物料堆枳现象进行分析，目提出来物料群的密度与形状与颗粒的尺寸之间存在一定的联系.且会互相影响.1.3 研究主要内容D了解沙谶垃圾清理机人的工作原理2)进行总体方案设计，根据仿真结果确定结构特点3)研究最为科学的结构设计，利用仿真对该结构的科学性进行判断4)进行对应的程序设计第2章整体结构的设计与确定机械部分总体方窠设计.本机器采用模块化设计理念，分为万.大模块：翻沙模块，拾取筛分模块,驱动模块.烘干消毒沙子模块,移动模块,平整沙滩模块.2.1 翻沙模块的方案确定通过对脑沙这一动作进行的模拟与研究,发现解沙和翻上行在很多相似之处，所以决定采用农业上的一种朋土工具“帮”.以实现福沙效果.以下表格是对犁进行初步的选择：犁的分类锌式军圆盘参翎转犁优点深耕、翻沙效果较好滚动前进不易枯沙.阻力小具有双向翻转功能，具有三档调幅功能缺点易枯湿沙，破到石块易损坏琲到石块时，刃口可能会损坏碰到石块时不易损坏根据；.种犁的优缺点进行比较，并结合实际生产生活应用情况，最终选择出转犁来实现翻沙这一模块。这种结构的犁形中间为尖锐突起形状，方便深入沙子内部，在设备前进的过程中，沙子由中间往犁的两侧而移动过渡，起到潮砂的目的。2.2 拾取筛分模块的方案确定该模块可分为两个小模块：拾取垃圾模块和筛分垃圾模块.拾取垃圾装苴仃三种方案：（I）机械手抓取结构，该结构针对性强，不会产生抓取错误，但结构较其或杂，维脩困难以及耐用度低，需要高我破的感应系统以及良好的控制系统，（2）负压吸取结构，该法构捌益面积大，效率高，但成本较大，性价比不离，难以达到效果，（3滚筒，驱动鞋及刮片结构，该结构设计简单,成本不高，覆盖面枳也可以，但用量较大。粽上所述，最终选取方案3作为拾取装置.筛分装置则是采用灌筛式结构,用斗筛网对垃圾沙粒混合物.进行多层次斗能.从而实现垃圾.沙粒分离.2.3 确定移动模块据研究可知，仍足式、轮式、照带式是机器人的移动方式，本文通过对机器人的工作环境的具体分析,选择的机器人的移动方式为轮式结构。2.4 平整沙子模块的确定平整沙子模块采用后牝式装置.一般而言,在沙滩清洁车的后部安装这一装置.可以平整沙滩.沙子烘干，消毒模块采用市场上的烘干机再外加紫外线灯来实现-装动模块采用电机以及发动机驱动,分类收集平整沙/模块