图9高速轴
Figure 9 high speed shaft
4.4.2第二轴的设计：
选择材料，并确定许用应力：选用40Cr正火处理，查机械手册【4]得强度极限
?B=800Mpa 许用弯曲应力[??1b]=75Mpa C=110
确定轴输出直径：按照扭曲强度计算输出直径 其n2?n12860??899.23r/min i3.18P1?110?3?11.40mm… （17） n899.23 d=C3考虑到轴上有键槽，将其直径增大5%，则： d=11.40+(1+5%)=11.94mm 取整d=12mm 如图所示：
图10低速轴
Figure 10 Low-speed shaft
此段轴的直径和长度应与联轴器相符，联轴器选用TL2型弹性圈柱销式联轴器，
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其轴孔直径为12mm ，与轴的配合长度为32mm，故轴的输出端直径取12mm .
4.4.3轴的轻度校核
(1）由于轴主要是承受转矩，弯曲变形可以忽略不计，所以，按钮距计算：
T9.55?106P??[?] (18) ??3WT0.2dn查表得[?]=30MPa{14}
式中：?为轴的扭切应力，Mpa；T为转矩，N?mm，Wt为抗扭距界面系数，mm3为对圆截面轴Wt=
?d316?0.2d3;P为传递的功率，KW；n为轴的转速，r/min ；d
为轴的直径，mm; [?]为许用应力，Mpa.
选用45号钢调质 查机械手册得C=110『14』 将公式变为： d?3
所以，所选轴合格。 (2）第二轴的校核
查选用45号钢 调质 查机械手册得 C=110『14』表[?]=40Mpa d?C3所以所选轴合格。
P1.5?110?3?13.05mm?{?}1 （20） n889.379.55?1060.2[?]3PP1.5?C3?110?3?8.85mm?[?] （19） nn28604.5机构的设计及其计算
事件证明，刷毛旋转伸开半径的1/3-1/2时清晰的效果最好，H过大时就会使毛刷脱离栅栏表面，失去作业技能；H过小又会增大消耗功率，甚至出现滚刷卡斯机架或者损坏现象。怎样去保证H的值是关键。
考虑到作业时的作业机构整体布局和安装维修方便，滚刷规避机构设置在前臂或者后臂之间的位置上，规避机构的工作是通过弹簧来实现的是H值得到迅速恢复，从而达到恒定滚刷栅栏表面的正压力的目的。
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在初始状态下不全展开的时候，经试验测定滚刷对栅栏表面的正压力为150—200N 即F=150—200N 。
这里的F ，就是初始状态下用于规避机构与P相平衡的力是设计规避机构的重要的依据。前臂用L1表示，后臂用L2表示滚刷转动。
设定初始状态下前后臂之间的夹角??30?，I=30mm L=50mm F=200N 则由公式1?f?L?F可计算出发f=333.8N
根据f选用的合适的规避装置
图11规避机构 Fig 11 evasion mechanism
4.5.1承受变载荷的圆柱旋转拉伸弹簧设计 具体的设计方法和步骤如下：
(1)根据工作状况具体条件选定的材料，并查取机械性能数据。 (2)选择旋绕比C?5—8并查表『14』算出补偿系数K值。
(3)弹簧螺旋伸角?，对于圆柱螺旋压缩一般取5?--9?范围内选取。一般右旋。
(4)初选弹簧丝的直径d，有公式：
d?1.6PMAXKC （21） [?]因弹簧在一般的载荷工作环境下，可按第Ⅲ类弹簧来考虑。现在选用Ⅲ组碳素弹簧钢丝。并在根据D-D2?22--18?4mm，故取弹簧直径为3.0，暂时选
?B=12757MPa,且可知{?}=0.5?1275,5.2根据强度条件计算弹簧钢丝直径
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现在选取旋绕比C=6， 则有：
4C-10.6154?6-1 K= ???1.26 （22）
4C-4C4?6-4
由上式可得 d?1.6P,MAXKC[?]?1.6333.4?1.25?6?3.15 (23)
637.5 改取d=3.2mm 查{14}得?B=1176Mpa, [?]=0.5?B=588.4Mpa ，取D2=18 C=18/3.2=5.625 计算得K=1.253 ，于是有 D?1.6PMAXKC333.4?1.253?5.625?1.6?3.17mm （24） [?]558.5 上值与估计取值相近，弹簧钢丝标准直径d=3.2mm（与计算值3.19仅差0.6%可用）所得尺寸与问题中的限制条件相符，合适 弹簧的圈数可根据空间的大小选取n=10
4.6 清洗系统的设计
水泵的选择与本机所配备的副发动机相匹配输出的高压水输送到清洗工作头，压力控制通过阀门。 4.6.1高压喷管选用 (1）喷水系统的工作要求
水流冲击对物体时产生的一定的打击力，水流速度越高水流量越大，打击力越大，对栏杆的清洁效果也就会愈好，当水压小于1Mpa时，只能冲掉栅栏上的浮尘，粘着力小较强的痰迹或者其他的硬物垃圾不能被冲洗掉，当水压大于2Mpa时，不仅可以冲洗掉栅栏上的粘着力比较小的赃物，还能冲洗掉粘着力比较强的痰迹等垃圾，当水压进一步伸高时，超过3Mpa时，清洁效果较好，但能够剥离粘着力比较小的油漆，同时水流较大，对操作人员和路上行人有一定的危险性，不宜采用，本实验采用两种工作水压：08Mpa 2.0Mpa 有车载系统水泵提供。 (2）喷管的分布设计
喷管是喷水系统中的执行部件，喷水管平装在框架上部，超过栏杆上端约0.3m .喷管上布置一定数量的喷嘴，自上而下喷水，冲掉栅栏上的赃物或者浮尘。 喷管上的喷嘴布置原则是，喷管前端（以汽车前进方向为前，集中布置一组喷嘴，对栏杆上进行预湿和对栏杆上的赃物进行冲洗，耗水量占总水量的60%左右；喷管中部分均布赃物布置几只喷嘴，配合毛刷的刷洗工作；喷嘴后部的几只喷嘴冲洗掉旋转毛刷刷掉的赃物。
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(3）废水的回收是通过装载在车上的真空吸力泵安装在清洗头的头部，动力仍然有副发动机提供动力， (4）高压喷管的选用
管仲水流的压强P=2MP它作用在半径为D为L的管内圆珠臂上的圆柱面上，设管的断裂指出张力为FX,按照公式可得：
FXL?FY?PDL (25) 在壁厚为??FXPD (26) ?2L?2?只要?小于棺材的许用应力，则在正常的情况下，管子就不会破裂。
喷头喷射角30?成扇形，喷头的链接可以相爱用螺纹，或者焊接，本设计所用喷头均采用铜焊接与高压水管连接。喷头按要求选用。
5．吊臂的校核计算
本机设计的整机重量约140㎏，即G=130×10=1300N=1.3KN
N???[?]普通钢材的许应力为[?]=150Mpa
A则要求A?N[?]故挂壁的直径要大于算得值，因考虑一些其他的地方的要求挂壁
轴直径D=30mm
估算变速箱的重量为10㎏，则F=G=100N
4?1.3?100根据公式 ??（27） ?16.54?[?](MPa) 2??10由上式分析计算可知螺钉来连接即可。
具体的设计见《道路栅栏清洗机机臂的设计计算》—陈胜利
6. 结束语
通过这次的设计，是我对多学的知识有了更深刻，更新的认识，个人能力得到了很大的提升，同时也认识到自身的不足。
本次设计主要是针对城市道路栅栏清洗机工作头的研究，而对于它的底盘，传动系统部分制作了很简单的介绍，在设计过程中充分考虑到城市道路栅栏的特点及其该设备在清洗过程中所需要的运动方式，做到设计结构紧凑，比较美观，适用的特点。同时还保证了它的结构安全可靠性能，设计中大量采用了标准元件，是该设备的生产有很高的经济效益性，实现了一定程度上的自动化，使它
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