目 录
摘要········································································· 关键词······································································· 前言 ·····································?································ 一、垃圾清扫现状分析·························································· 二、国内外研究现状···························································· 三、垃圾清扫机总成设计························································ 3.1 设计理念······························································ 3.2 各主要机构的设计和验算················································ 3.2.1 垃圾清扫机的初步设计············································· 3.2.2 垃圾输送收集装置的设计··········································· 3.2.3 清扫机运动所需功率的计算········································· 3.2.4 清扫机扫辊速度验算··············································· 3.2.5 清扫机的行走机构的设计··········································· 3.2.6 垃圾清扫机的动力匹配············································· 四、操作系统的确定及主要工作部分的设计计算····································
4.1 传动方案的确定························································ 4.2 确定各级传动比和主要参数·············································· 4.2.1 传动比的确定····················································· 4.3 主要工作零件的设计计算················································ 4.3.1 第一级传动轮的设计··············································· 4.3.2 第二级传动轮的设计··············································· 4.3.3 第三级传动链传动的设计··········································· 4.3.4 齿轮传动的设计··················································· 4.3.5 锥齿轮传动的设计················································· 五、主要受力零件的强度或寿命的计算············································
5.1 轴的设计计算及校核···················································· 5.1.1 第一从动轴的设计计算及校核······································· 5.1.2 第二从动轴的设计计算及校核······································· 5.2 轴承的设计计算及校核·················································· 5.2.1 第一级从动轴轴承设计计算及校核··································· 5.2.2第二级从动轴轴承设计计算及校核··································· 5.2.3第三级从动轴轴承设计计算及校核···································
5.3 键的设计计算及校核····················································
5.3.1 第一级从动轴上连接键的校核······································· 5.3.2 第二级从动轴上连接键的校核·······································
5.3.3 第三级从动轴上连接键的校核······································· 5.3.4 上滚轮轴连接键的校核·············································
六、归纳总结·································································· 6.1 清扫机的主要优缺点··················································· 6.2 清扫机有待改进的方面················································· 6.3 设计心得 ···························································· 参考文献······································································ 致谢··········································································
道路垃圾清扫机工作头设计
学 生：周 庆 指导老师：全腊珍
（湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128）
摘 要：本文叙述了道路清扫机械化的现状，以及未来的发展趋势。该清扫机以电动
机为动力源，通过带传动、链传动以及齿轮传动带动清扫辊和传送带工作。该清扫机主要用于平坦道路的垃圾清扫，提高了清扫效率，降低了清洁工人的劳动强度。该清扫机成本低，使用性能好，寿命长，非常适合清洁工人使用。
关键词：清扫机；传动；设计计算
Road Sweeping Machine Desigh
Student: Zhou Qing Tutor: Quan la-zhen
（Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128）
Abstract: The essay describes the current situation of road sweeping mechanization, and
its development trendency in future. The sweeping machine use the motor as power source, use the belt transmission, chain drive, gear driven roller and conveyor belt to work. The sweeper is mainly used for the rubbish in the flat road, it also improve the cleaning efficiency and reduce the labor intensity of cleaners. The cleaning machine of low cost, good performance ,long life is remarkably fit for cleaners.
Key Words: Cleaning machine; Sweep roll; Design calculations.
前言
一、垃圾清扫现状分析
我国社会经济不断发展，城市化的进程也日益加快，从而也使得城市人口不断增长，因而导致城市生活垃圾的不断增长，这就使得城市环卫工作的强度不断加大，特别是一些死角地带更是难以清理。此时小型清扫机就显示出它的优越性。尽管政府部门在这方面很重视，但是环卫行业设备的发展现状与当前经济社会发展形势存在很大差距，其中道路清扫设备落后的问题较为突出。这就要求我们的养护手段要不断改进，就路面清扫而言，需要由以往原始笨拙的低效率的人工清扫改为现代灵活高效率的机械清扫。人工扫地劳动强
度高，效率低，而且污染环境，又面临着将来人员缺乏的的困境，用机械代替人工清扫成为必然趋势。因此，很有必要创造条件，实现清扫机械化，以减轻清扫工人的劳动强度，改善劳动条件，不断提高道路清扫质量和环境卫生水平。小型清扫机清扫装置集清扫、收集转运为一体。由传动机构、垃圾收集转运机构、垃圾清扫滚筒等组成。可应用于拾捡城市街道常见的生活垃圾，如：烟头、纸屑、果皮、树叶、纸质饮料杯等杂。
二、国内外研究现状
国外清扫机起步较早，技术较先进。英国的JoHSTiN公司于1904年，设计出了马拉的扫路机，美国的ELGIN公司于1914年研制出了该公司第一部人力蹬踏的三轮扫路机，用机械取代了人工清扫。清扫机械的发展与汽车工业的发展是息息相关，1929年汽车发动机被应用在道路清扫机上，发动机功率已达百马力。实心轮胎被充气轮胎代替，使道路清扫机的清扫速度大大加快，达7~8英里/小时。随着工业蓬勃的发展产品工艺的不断提高及工业美学的推动，道路清扫机的外观质量也在相应的提高。大约在1949年扫路机上都安装了驾驶室，改善驾驶员的工作环境。五十年代中，液压传功系统被应用到道路清扫机上，使清扫机的传动结构紧凑、可靠，操作灵便，垃圾箱可以通过油缸被举动到任意位置卸出垃圾，垃圾箱的容量也在增大。蝶形刷采用液压马达驱动，液压传动也可以吸收和振动。大大降低壳传动系统的蝶形刷的损坏率，使道路清扫机在性能上出现了飞跃。美国、英国、德国、的汽车工业发展历史悠久。汽车、转载机、拖拉机技术日趋成熟吗，英国、西德的几家公司先后推出了汽车、托垃圾机牵引的清扫机械。有许多家公司都形成了系列产品。美国的AARPOWERBOSS公司的小型道路清扫机的品种多达二十二种：包括纯扭式、吸扫复合式小型机械和地面洗刷机。
20世纪60年代，我国研制出第一代扫路机，由于清扫效果差、劳动强度大，操作不方便、面世不久即淘汰。70年代，国内相关科研机构、生产厂家加大了扫路机的研究开发力度，我国第二代扫路机诞生了。北京和上海研制了大、中、小三种规格的纯扫式扫路机，S31大型扫路机和S32中型扫路机、S15小型扫路机的技术水平比第一代有了较大的提高。但由于纯扫式的清扫力度不够、干式纯吸式的除尘系统可靠性问题等原因，使该类道路清扫机的使用受到了极大的限制。国内清扫机基本采用国外80年代的先进技术，如真空技术，液压技术，电液操作等技术。而作为机电一体化技术的核心技术，计算机以及直接制约和影响技术发展的传感检测在国产清扫机上几乎没有应用，大大制约了国内的清扫机的发展水平。国内清扫机的发展将是一个课。我们针对国内清扫机的现状进行技术改造。使其更加适应时代的发展和人们的需求。在之前的技术基础之上进行改进，将清扫机机型变得简单请便，外观更加美观，在增大承载容积和载荷能力的同时，降低清扫的重量。提高清扫机的使用寿命，减少噪音，降低成本，是清扫机更加的人性化智能化，更加方便人们的使用，清扫机在国内的发展前景是远大的。
三、垃圾清扫机总成设计 3.1设计理念
本垃圾清扫机由清扫部分，传送部分，行走部分和箱体、箱架等结构组成，其特征在
于清扫部分由横置带有清扫刷苗的清扫滚筒构成；机头两端会有俩个扫刷，目的是为了方面某些道路角落垃圾能方面清扫出来，俩个扫刷是单独通过两个小型电机的带动来工作的。清扫机将街道上的垃圾通过清扫滚筒清扫并抛掷到传送部分中的传送带上，传送带通过齿轮变向实现与清扫机行走方向成反向旋转，然后垃圾在传送带的末端由于重力的作用掉入垃圾桶中；走部分由两个定向前轮和两个万向后轮实现，既方便又经济；箱体、箱架主要由角钢焊接而成，部分零件用螺栓连接，垃圾箱用塑料制成。本设计的创新特点首先是利用电动机作为动力来源，清洁环保，操作方便；其次是清扫滚筒用链传动，链传动无弹性滑动和整体打滑现象，能保持准确的平均传动比，能在潮湿和油腻的环境中工作；最后，利用卧式滚刷对路面起清扫及垃圾抛起的双重作用。以上小小的创新能够降低清洁员的劳动强度，提高工作效率的目的。
3.2 各主要机构参数的设计和验算 根据已知的条件：清扫机的生产效率为 20km/h
3.2.1 垃圾清扫的初步设计
清扫滚轮消耗功率N主要包括：克服刷苗和地面的摩擦力所需要的功率N1，刷
苗变形所消耗的功率N2，克服空气阻力所需要的功率N3，克服垃圾与上料板的摩擦阻力所需的功率N4，提升垃圾所消耗的功率N5得。
N?N1?N2?N3?N4?N5
（1） 主要参数 清扫辊半径：80mm 清扫轮宽幅：650mm
尼龙刷苗与地面间摩擦系数：0.4 刷苗自由长度：100mm 尼龙刷苗直径：6mm 刷苗变形量：25mm 工作刷苗数量：200 清扫轴链轮半径：81mm 清扫轮转速：62.5r/min
（2）由相关公式计算清扫部分所需要功率 克服刷苗和地面间摩擦力所需要功率，
N1?P?(V?Vm)/1000? P-变形刷苗对路面上的压力（N）；