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1、毕业设计地面清洁机的虚拟设计及运动仿真机械工程系学生姓名： 学号： 机械电子工程系 部： 专 业： 指导教师： 二零一五年五月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 地面清洁机的虚拟设计及运动仿真 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 专业负责人： 1课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解机械产品的设计方案比选，材料选择及受力分析计算，零件工作图及装配图等方面的设计规范、计算方法及
2、设计思想等内容，提高学生的自主设计能力和对专业知识的运用。为学生在毕业后从事机械电子工程的工作打好基础。2主要任务 （1）查阅资料（包括教材，专著及论文），制定设计方案。要求结构合理，可操作性强。 （2）利用三维软件建立三维模型，完成运动仿真 （3）选择主要部件材料 ，并进行分析校核。 （4）绘制所属部件的零件图及装配图。 （5) 撰写毕业设计说明书一份。3主要参考资料 1 杨可桢，程光蕴机械设计基础M高等教育出版社；2013.06 2 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 机械原理M高等教育出版社； 2013.08 3 机械设计手册M机械工业出版社 201054进度安排设计各阶段名称起 止
3、日 期1查阅资料，制定设计方案3月3日3月23日2利用三维软件建立三维模型，完成运动仿真3月24日4月13日3选择主要部件材料，并进行受力分析计算。4月14日5月4日4绘制所属部件的零件图及装配图。5月5日6月1日5撰写毕业设计说明书一份6月2日6月22日审核人： 年 月 日地面清洁机的虚拟设计及运动仿真 摘 要：本文所设计的是用于清理房屋装修后带胶粘杂质的地面清洁机。动力源通过传动装置将运动传达到两侧的圆盘铣刀，使其分别作逆时针和顺时针运动，从而清洁地面。本文所设计的地面清洁机属于小型清洁工具，可以清理房屋装修后地面遗留的带胶粘杂质的各种不同的垃圾。该产品的设计基于查阅搜集大量资料及目前市场
4、上已有的产品，通过分析比对，最终确定出一种较为满意的地面清洁机的设计方案。根据该方案确定出动力装置,并对该方案中的结构进行受力分析,从而确定出各个零部件的具体型号和尺寸,使其符合要求。由于该方案中所需的零部件较为普遍且制造成本低，因此该设备是一种经济实用的地面清洁工具。关键词：清洁机，载荷分析，运动仿真Virtual Design and Motion Simulation of Floor Cleaning MachineAbstract：This article is to design floor-cleaning machine used to clean up the adhesiv
5、e impurities,after the building is decorated. Power source conveys the movement to two sides of the disc cutter through the transmission device, which make it counterclockwise and clockwise rotate respectively, so as to clean the ground. The products design is based on collecting a large number of d
6、ata and existing products on the market at present. Access to collect large amounts of data and currently available on the market products, ultimately determine the design scheme of a satisfactory floor cleaning machine,then the power plant is determined according to the scheme and structure of the
7、scheme for stress analysis, so as to identify the various components of the specific type and size, to meet the requirement. As the part of the scheme is common and manufacturing cost is low, so the equipment is a kind of economical and practical surface cleaning tool.Keywords: Cleaning machine,Load
8、 analysis, Motion simulationII目 录1前言11.1地面清洁机研究目的及意义11.2国内外研究进展11.3论文主要研究内容22总体方案的设计42.1设计主要技术要求42.2总体方案的确定43动力装置的确定63.1蓄电池的选择63. 2电动机的选择64清洁机的结构设计94.1传动比的分配94.2带轮的选择设计94.2.1 I轴带轮的设计计算94.2.2-轴的带轮设计134.3主轴的设计计算144.3.1主轴的结构设计144.3.2轴的校核154.3.3键的校核184.4锥齿轮计算184.4.1 锥齿轮校核计算224.5车架的设计计算235地面清洁机的虚拟设计及运动仿真
9、255.1PROE的软件介绍255.2地面清洁机的各零件的建模255.3地面清洁机整体模型的建立296结论30参考文献31谢 辞32太原工业学院毕业设计1前言1.1地面清洁机研究目的及意义从我国研制生产地面清洁机械开始，已经有很长的一段时间，可是适合清理房屋后带胶粘杂质小型地面清洁机才刚刚开始。相对比欧美发达国家，我国的地面清洁机在清洁效果、技术水平、销售规模等方面都有不小的差距。 随着人们生活水平的提高，人们对环境卫生也更加关注，对清洁机械市场有很大的需求，我国的清洁设备市场也呈现出迅猛发展的趋势。但相对于国外，我国还停留在市场的初级阶段。随着经济的发展和人们生活水平的提高，我国已进入现代化
10、社会，以前费时费力的清洁方式和落后的清洁工具，已经不能满足人们生活的需求。对于自动化清洁工具，人们常见的是火车候车厅的扫地机，或者是马路上的扫地车，它们能对大面积地面进行清洁，清洁效率高，清洁效果好，省时省力。然而，对于小面积的清洁人们还在使用传统工具：扫把、拖把，工作效率不高，清洁效果不好，费时费力。而像扫地车、扫地机这种工作效率高、清洁效果好的清洁工具，对办公室、教室、家庭的清洁无用武之地。随着现代及居住面积的增大及生活节奏的加快，家居地面的清洁工作也越来越繁重，严重干扰了人们的生活。因此急需研制生产一种价格成本低、操作简单、实用性强的适合小面积的地面清洁机。虽然在这方面，我国的研制生产步
11、伐较为缓慢，但是随着国家经济的发展和人们生活水平的提高，家庭居住面积不断扩大，现代化的工厂不断建成，城市化规模不断扩，机关、小区、医院、学校和公共场不断建设，并且随着劳动力成本的不断提高，研制生产机械化清洁工具已是必然的趋势，清洁设备的市场前景日渐看好。随着人们对环境污染越来越关注，减少空气污染，政府大力倡导绿色能源，因此本文所选的动力源为蓄电池，安全环保。小型的地面清洁机具有清洁效率高、清洁效率好、使用简单、经济实用性强等特点，因此具有广阔的市场需求，它的出现和使用，大大减轻了人们繁杂清洁工作，节省了大量的宝贵时间。小型的地面清洁设备现在正是一个高速发展的时期，有着极其广阔的前景。1.2国内
12、外研究进展（1）国外研究进展：上世纪90年代，美国就已经研制出了一款地面清洁机Rohososcrub,该清洁机使用激光导航系统，用光码条实现定位，采用超声波测距和避障。2002年9月清洁机器人“Roomb”在美国已经开始销售，重约2Kg,直径为30英寸，具有很高的自主能力。该清洁机器人可以对家庭地面灵巧的清洁，甚至连一些家庭死脚也能清理到。虽然该清洁机器人在移动中比较迟缓，但是它能保证完成清理任务，即使在外出期间让它清理地面，它也可以顺利完成后自动切断电源。1“特里洛巴伊特”清洁机器人在2002年9月由日本公司和瑞典公司共同研制生产成功，由于具有良好的清洁效果，价格便宜，刚开始销售就得到了人们
13、的认可，取得不错的销量。它内部装有超声波传感器，可以识别工作环境，做出准确的判断，自动避开障碍物进行清理，并且它为可充电式的，充满电后工作时间长达1h小时。2 “三叶虫”外形为身高13cm，直径35cm，是一家国外的家电生产制造商自主研制生产的小型清洁机器人。它的表面光滑，可以防止粘质物的粘附，呈圆开，可以滑动，有着迅速探测物体和躲开障碍物的能力。这都依靠它内置的雷达装置，由于体积较小，所以也可以清扫房间里的各个角落，真正的做到无死角清理。由于内置雷达氢可以对清理地点进行计算，可以判断哪些地方要清理，哪些地方不需清理。他的工作流程是先判断所清理地方的干净程度，从而设计出工作路线，计算出工作所需
14、的时间。在工作的过程中，如果突然出现障碍物，它可以依靠雷达装置识别到，重新计算行驶路线。如果工作过程中电源不足时，会自动充电返回充电的地方，充电完成后，它可以依靠独有的记忆能力，继续完成之前没有完成的清理任务，可以说“三叶虫”的出现是清洁机器人的一场革命与创新，为以后的发展奠定了基础。3（2）国内研究进展： 在国内，许多大学也对地面清洁机器人进行了大量的研究并取得了显著的成果，在机器感知，机器人控制，动力驱动等相关技术方面取得了巨大的成果，这些都为清洁机器人的研制和生产奠定了理论知识和技术指导。21.3论文主要研究内容学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解机械产品的设计方案比选，材料选择及受力分析计算，零件工作图及装配图等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容，提高学生的自主设计能力和对专业知识的运用。为学生在毕业后从事机械电子工程的工作打好基础。其主要设计内容如图1.1所示：
