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湘潭大学星乡学院毕业论文
湖北工业大学
毕业设计指导
学院：机械工程学院
专业：机电一体化
学生证：
姓名：****指导老师：**陶
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完成日期：
2014年
年
月亮
湖北工业大学
毕业论文（设计）使命宣言
论文（设计）题目：道路护栏清洗机
学号： 姓名： **专业：机电一体化
指导老师：**涛 系主任：李毅
一、主要内容和基本要求
1：了解城市街道护栏清洗机原理及设计：
2：CAD图纸设计需要一张A0图，总共两张A0图。
3：说明书，要求8000字以上，内容完整，计算准确：
4：外文译文必须在3000字以上，句子必须流畅。
2. 重点研究问题
1：道路护栏清洗机结构设计：
2：街道护栏清洗机工作原理的选择
三、进度安排
序号各阶段完成的内容：完成时间
1查看第 1-2 周的信息
2 第3-4周项目建议书报告和设计方案制定
.专业.组织。
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3. 分析各个方案的优缺点并选择最佳方案。第 5 周
4 完成城市街道护栏清洗机结构设计第6-7周
5 绘制机构结构零件及设备图
第 8-12 周
6修改图纸
第 13 周
7. 说明书的编写和编辑
第 14 周
8 防守准备
第 15 周
四、需要收集的信息及主要参考资料
[1] 任博森.我国机械清洗设备发展概况[J].国内外清洁设备及配套产品重点制造商
名录.1999,1:5-7
[2]于乐康，左东晓。机械清洗技术发展[J]工程机械技术与管理． 1999 年 1:30
-32
[3] 张福恩，吴乃友．交流调速电梯原理、设计、安装与维护[M].北京：机械工业展览会
社会.1999
[4]于锡存栏杆清洗车，曹国华。单片机原理与接口技术[M]．西安：西安电子科技大学，2000
[5]刘景成.交流调速系统[N]．上海：上海交通大学出版社，1984
[6][J],美国:.INC.1981^1989
[7]BK博瑟。交流调速系统[Nu]．姚成三等译.北京;煤炭工业出版社. 1986年
[9],[M].:&,1996
[10] 高健.机械优化设计基础[M]．北京：科学出版社，2000。
湖北工业大学
毕业论文（设计）评审表
学生ID：**机电一体化专业
毕业论文（设计）题目：道路护栏清洗机
.专业.组织。
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湖北工业大学
毕业论文（设计）评审意见
学号： 姓名： **专业：机电一体化
毕业论文（设计规范）第27页图表6
打开
.专业.组织。
评估项目评估内容
选题
1.是否符合培养目标，体现学科基本要求、专业特色和教学计划；
达到全面培训的目的；
2、难度、份量是否合适；
3、是否与生产、科研、社会等实际相结合。
能力
1、是否具备查阅文献、综合总结信息的能力；
2、是否具备综合运用知识的能力；
3、是否具备设计研究方案、应用研究方法和手段的能力；
4、是否具备一定的外语和计算机应用能力；
5、工程专业是否具备经济分析能力。
纸
（设计）
质量
1、论证是否正确，讨论是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，
设计、计算、分析、处理是否科学；技术术语是否准确，符号是否统一，
图表、附图是否完整、整齐、正确，引用是否规范；
2、文字是否流畅，观点是否提炼，综合总结能力如何；
3、是否具有理论价值或实际应用价值，是否具有创新性。
综合的
结合
评论
价格
论文选题符合培养目标要求，体现学科专业特色，实现综合培养。
目的。学生具有较强的文献复习能力和综合总结整理资料的能力，能够
能熟练运用项目期间所学知识，设计方案可行，工作量足，论文质量符合要求
本科毕业设计要求。
同意参加答辩。
审稿人：
2012 年 5 月 30 日
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论文（设计）题目：道路护栏清洗机
内容摘要：
道路护栏清洗机通过电机驱动工作轴旋转，液压泵驱动液压泵连接器。
上下垂直运动，实现清洗机的清洗工作。这种机制不仅达到了最佳的清洁效果，而且
干净的高大、不规则的护栏。通用性强，易于组装和维护，操作简单。
根据实际需要调整初始清洁高度。该机构可与普通街道洒水装置或其他通用装置一起使用
与装载车结合，可悬挂在车辆两侧。
.专业.组织。
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导师点评
在毕业设计过程中，熊飞认真，查阅了大量相关资料，认真理解设计任务。
经过仔细的理解和分析，通过比较各种设计方案，提出了实用的设计方案。
规划计划。在此基础上，顺利完成了车载式道路护栏清洗机构的设计工作：应用
软件完成了机构的三维建模；应用软件按照国家标准绘制装配图。
和大部分零件图；工作量适当，论文正确，讨论清晰，图纸满足设计要求。
同意参加答辩。建议评价分数为“中”。
讲师：
年月日
辩护摘要及评论
防守组组长：
年月日
辩护委员会的意见
辩护委员会主任：
年月日
。专业的。有组织的。
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目录
第一章 研究背景与发展概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
1研究背景‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
2 发展概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
1 成型产品介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
2 技术差距‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 6
第二章 结构设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
1、工作原理及主要机构‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 8
2、设计要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12
三个选项的讨论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 13
第三章设计计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
设计计算一刷‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 14
两台电动机的选择‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 16
三支撑导槽设计‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 18
四路液压泵选择‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20
五皮带轮传动设计计算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 22
结论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
设计经验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 24
致谢‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25
参考文献‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 26
。专业的。有组织的。
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第一章
城市道路护栏清洗车的研究背景及发展概况
1研究背景
管理设施作为交通管理工作的重要组成部分，是城市经济、文化、市容的重要组成部分。
它是综合反映城市面貌等各方面的窗口，标志着一个城市的管理水平。
如今，由于城市车辆的大量增加，在高速公路交通繁忙的今天，高速公路护栏无疑变得越来越重要。
它发挥着重要的作用，其作用不仅是维持良好的交通秩序，而且提高了公路交通的安全性。
也是城市景观的重要组成部分。人类对街道环境的要求越来越高。为了
市民出行是安全的。有关部门利用各种护栏分隔城市机动车道和非机动车道、人行道。
然而，随着大量护栏的出现，护栏的清洁工作成为了令当局头疼的问题。
过去，一些城市利用人海战术和公益工作，通过军队、学校、政府机构来解决问题。
但这种方法如今已不再可行。当今是市场经济时代，公益活动规模化、经常化
不可能经常进行清洁，只能雇工人擦洗。雇工人擦洗问题多，成本高。
擦洗效率极低，劳动强度大。更重要的是，它不安全。从这一点来看，擦洗护栏已刻不容缓。
问题解决了。
扫路车的市场前景
随着道路里程不断增加，人车流量增加，道路垃圾越来越多，需要人力清理。
扫描很难完成。随着国内道路的不断发展，机械化养护已成为必然，护栏清洗
清扫机操作方便、清扫效率高、除尘效果好，因此护栏清扫机的需求呈现快速增长的态势。
增长趋势。
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2、发展概况
1 成型制品简介
1.1 目前，我国市场上已经形成了产品，如长城石雕的生产。
高速公路护栏清洗车通过同时擦洗护栏两侧来清洗高速公路护栏。最高可用
1.4米护栏清洗，特别适合图案复杂的金属护栏。可根据护栏脏污程度进行控制
生产速度。配备清洗剂添加箱，目前采用国产跃进2.5吨底盘。运行时可同时使用
刷洗两遍、喷水三遍、清洗剂一次后，清洁度可达85%。其控制部分采用人性化
该设计使操作更加方便。作业时，驾驶员可同时完成驾驶和操作，方便、简单、
降低运营成本。其执行器安装在洒水车上。更换执行器时，只需
通过旋转齿轮手柄，执行器可以轻松滑出。其水系统采用高压双泵使
刷洗和高压水枪可以同时工作，从而保证清洁质量。其A形刷由复合聚乙烯制成
酯类材质，质地柔软，耐用。作业完成后，可将刷体快速放置在专用架上，存放在仓库中。
从存储中。还有长城石雕生产的大型城市护栏高速清洗车。
该型清扫车是新一代多功能公路设施清扫设备。可全自动、高速
擦洗城市道路各类隔离护栏。适用于刷洗城市道路隔离护栏及道路两侧围墙
洗涤;可根据用户需要安装高压水泵、水枪，也可用于冲洗城市小广告，擦洗城市。
雕塑等
类型城市护栏高速清洗车
主要结构参数：
底盘模型-A发动机模型
喷水系统辅机492Q
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水箱容积 1.76m3 外形尺寸 5910×2045×2380(mm)
刷速 2-8 (km/h) 清洁系统 4 个滚刷
滚刷高度300-1500（mm） 喷嘴 狭缝喷嘴
涂刷宽度 0-200（mm） 滚刷转速 800-1200（r/min）
1.2 还有一种护栏清扫机如图
1.2.1 结构特点
护栏清洗车由底盘、水箱、清洗液箱、水平伸缩机构、垂直升降机构、立柱组成。
它由刷子及驱动机构、液压传动及控制系统、水路系统等结构组成。其外观如图所示。
1.2.2 机箱
该车由东风汽车底盘改装而成，载重量为2.75吨。取力器距离
采用推拉式软轴控制、伸缩机构手柄、升降机构手柄、水泵控制手柄、柱刷控制手柄。
把手集中在驾驶室
1.2.3 水箱和清洗液箱
水箱为钢板焊接件，最大设计容积为3
m，额定容积为2.3
m , 其横向
表面呈椭圆形。罐体左前侧有凹形缺口，便于安装垂直升降机构和圆筒刷。罐内焊接
有三块防浪板相连，减少行驶时水流对罐壁的冲击。水箱后顶部有一个人孔
和梯子，以方便维护和清洁罐内部。罐体内部还涂有防锈涂层，以减少
水会腐蚀水箱。清洗液槽采用不锈钢板焊接而成，可有效防止清洗剂本身对金属的损伤。
属腐蚀。箱体设计有防波层，设计体积为0.1
米。
1.2.4 各种功能机制
护栏清洗车功能装置结构如图所示
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1）水平伸缩机构
该机构用于调整柱刷与待清洁护栏（板）之间的适当距离。其结构包括水平固定
固定臂、活动臂和伸缩油缸在活动臂外端上方安装有升降机构。
2）垂直升降机构
该机构用于调节柱刷和被清洗护栏的清洗高度，以达到最佳的清洗效果。那
该结构包括垂直固定塔臂、动态塔臂和升降油缸。动力塔臂上固定有支撑柱刷。
机构支架。
3）柱刷及驱动机构
用于清洁的柱刷由高强度丝状聚合物制成。不工作时柱刷直径为4OO毫米。
，工况下达到，柱刷长度，设计柱刷转速120~250r
/分钟柱刷可根据工作需要顺时针或反向旋转。柱刷上下往复距离600
mm，横向伸缩距离为700mm。柱刷驱动机构安装在支撑柱刷机构的支架上。
液压马达驱动。柱刷与支架之间通过浮动弹簧实现柔性连接。当柱刷遇到障碍物时
该机构在有障碍物（如突出的栏杆）时具有避让功能。柱刷的工作速度可由节流阀控制
调节柱刷电机的速度即可达到此目的。顺时针转动油门旋钮可减速，逆时针转动可加速。
1.2.5 工作原理
当道路护栏清洗车在有护栏的道路上行驶时，可操作取力器进行双油换档
泵工作了。此时，驾驶员可一边看着柱刷（后视图），一边操作多路分配阀相应的操作手柄。
将水平伸缩机构的活动臂伸至轿厢左侧，使柱刷接触被清洁的护栏。他妈的同时
利用多路分配阀相应手柄，使升降机构的活动塔臂带动柱刷上下移动，直至清洗干净。
直到高度合适。打开开关（三），操作多路分配开关，使水泵电机带动水泵工作。
加压水流从清洗管和清洗水喷嘴喷出。清洗液喷洒量由清洗水流量决定
由吸气阀的流量决定。如果流速快，则喷出的清洗液量较多，反之亦然。可以调节打开。
接近控制。当上述参数调节适当时，即可使清洁车与护栏平行行驶，对护栏进行清洁。
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工作开始了。行驶速度视情况而定，设计为3-4公里/小时，通常为一档怠速。
就是这样。水箱额定容量2.3立方米，清洗栏杆长度超过13公里。为了改善
对于清洗护栏的作业功能，立柱刷的旋转方向与清洗车的行驶方向应为顺序清洗（即立柱刷的旋转方向
旋转的切线方向与行进方向相同）。清洗操作完成后，首先操作多路分配阀相应的手柄
停止水泵电机，关闭开关，然后将柱刷恢复到原始状态。一个操作周期完成。
1.3 在成都市环卫研究所的支持下，通过四川省科学技术研究院计算机国际网查询，
检索1978年至1998年国内外24篇文献及“查新报告”表明，我们开发设计了
新一代清洁车。发挥领导作用。参见整体装配图
1.3.1 设计与结构要点
总体结构及主要技术参数
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本机分为主车和清洗作业装置两部分。主要车辆参数：
车型，平头双轴后轮驱动，汽油机； 62.5千瓦。配备液压取力器。
清洗作业装置的动力源是取力器驱动油泵-电机或油缸。总功率≤10kW。在，
喷水系统离心水泵0.67kW。 IZDB． 35 升程35m；吸程8m。流量0.8hm/
。 ;有6个可调节水喷嘴。清扫速度为6公里/小时。 9OOO 小时/
。
2、国内扫地机技术差距
2.1 水平与质量的差距
虽然我国扫地机技术的发展令世界瞩目，但与发达国家相比，我国扫地机技术
扫车方面还有很多差距。我国扫地机在清洁效率、清洁能力、除尘效果等清洁作业中非常重要。
从性能上看，与发达国家相当。然而，从扫路车的噪音、排放、可靠性和舒适性来看，
在动力调节等方面还存在较大差距，尤其是全液压清扫车，仅相当于20世纪发达国家的水平。
产品水平从20世纪80年代末到90年代初。从目前我国扫地机的水平和素质来看，我们
我国扫地车的设计中，还缺乏对专用部件的研究，缺乏设计理论的指导，经验也比较多。
计算，模仿多，创新少。可以说，我国目前对扫地机的研究能力还很差；
清扫机研究的目的和要求还没有真正达到，同时也缺乏必要的研究条件。现在，
除了与汽车底盘改装的扫地机相同的缺陷外，我国的中小型全液压扫地机还存在
其存在舒适性差、噪音大、空质量大、外观不美观等缺点。另外，国产扫地机如下：
有几个方面需要改进：比如高可靠性方面，设备的高可靠性是指某个设备的可靠性水平。
度，即其正常使用中无故障间隔的长短。国产工程机械平均无故障时间
间隔时间为150小时--300小时。而国外工程机械的使用寿命在600小时至2000小时之间。我国的工人
程机械的平均使用寿命仅为国外同类产品的1/2，甚至不到1/2。因此，当前的首要任务是
工作是解决产品的耐久性问题，提高可靠性的各项指标。工程机械重要产品
对于扫地机、装载机、推土机、挖掘机等来说，这一指标与国外同类产品相比还有很大差距。
还是很大。用户和制造商的想法常常存在冲突。用户在购买一台设备时，首选的指标应该是
应该是关于可靠性。设备应耐用，无重大故障。最好不要有小问题。厂家认为
即使是小问题也没关系。众所周知，用户最头疼的就是设备小问题不断，对生产影响最大。
大的往往是有小问题的。生产过程中没有任何设备单独运行。
相反，线上和线下都有。一旦因为任何小问题而停止工作，工作就会受到影响。
其配套其他生产系统。因此，厂家千万不能忽视小问题的危害性。小问题不仅
病，而且是影响生产的“大病”。它直接影响一台设备的使用，甚至损坏一台设备。
制造商的声誉。国产扫地机产品的可靠性不如国外产品。原因有三：一是国产
基础件质量不稳定；二是制造工艺问题；三是技术不完善造成的先天缺陷；
能力：目前国内的道路清扫机基本上都是简单意义上的清扫机，即只能清扫护栏，不能清扫
它使用。从全国多个环保部门的需求信息来看，有的需要能够清洗道路护栏；有的需要能够清洗道路护栏；
要求能铲雪等；现在的扫地机需要喷水压除灰尘，这在缺水地区和北方冬季是不具备的。
使用是违法的；目前扫地机的尾气污染和噪音污染都比较大。符合国家环保要求
要求越来越高，人们的环保意识普遍增强，现有的扫地机将很难满足需求。
2.2生产设备和生产手段落后
由于国内扫路车厂家生产规模较小，扫路车产品批量也较小，
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因此，所采用的生产设备和生产方法都比较落后，加工出来的零件很难有稳定的质量。
此外，我国通用零部件制造水平较低，也影响了扫路车的质量。分析主要原因
在材料和设计方面。因此，应对清扫机磨损件材料进行研究和合理设计，提高磨损件的性能。
耐磨性也是提高我国清扫机可靠性不可缺少的任务。因此，提高了扫地机的外观质量。
国产扫地机的老面孔还没有彻底改变，特别是油漆光泽、附着力、抗冲击性，
硬度、耐候性、弯曲性能还有很大差距，特别是耐时间不达标，新车根本放不进去。
3个月内就会失去光泽、褪色。
2.3 设备舒适度差异
设备舒适度是指驾驶员在操作设备时感受到的舒适程度，包括环保方面。
具体的排放标准和噪音水平等。有些厂家在驾驶室内安装录音、CD收藏等音响系统。
其实，在设备噪音解决之前，这一切都是徒劳的。同理，如果驾驶室密封问题不解决，
此前，所有的空调、通风、换气设置都没有任何意义。以扫地机、装载机、推土机为
例如，应首先解决噪音和排放污染问题。因为它不仅影响驾驶员的身心健康，
更重要的是栏杆清洗车，它会对其他设备和使用它的人员产生影响。其驾驶室是按照汽车标准制造的
这并不难。要知道扫地机、装载机、推土机等工程机械的司机比汽车的司机和乘客要好。
更需要安慰。因为他在非常恶劣的环境下不停地工作。
2.4 绩效水平的差距
提高绩效水平。我国工程机械整体性能参数与国外相差不大，但
在舒适度、低污染、施工质量、生产率等指标上，均不同程度落后于国外先进标准。
主要原因是许多先进技术、结构、材料和工艺存在差距。
从上面对国产扫地机发展现状的简单介绍可以看出，国产扫地机与国外扫地机的区别在于
与国内相比存在较大差距，主要体现在：从产品构成来看，国产机械品种规格较少。
产品缺乏系列化：我国扫地机机械的研发生产起步较晚。近年来，随着高速发展
随着道路通车里程不断增加，扫路车的研发逐渐引起有关方面的重视。
第二章结构设计
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一、工作原理及主要机制
1 工作原理
图1
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如图，1为导杆，2为上槽盖，清扫时，6个电机驱动3个工作辊
旋转配合5液压泵，使4下罐盖上方的机构沿1导杆上下运动。 7为支撑板
8为水平支撑导向槽，9为悬挂在清洁车上的悬挂支撑。
2 主要机构
水平发射机构8
护栏清洁装置位于轿厢上。为了便于在路上行走，清扫装置必须安装在悬挂装置上。
支架宽度不应大于车辆宽度；其原理图如下图所示。水平支撑导轨上有缓冲装置
挤压而成，带有缓冲器和护栏。如图所示
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垂直升降机构
垂直升降机构，如下图所示。利用液压泵5和连接机构A驱动整个清洗装置
设备的垂直提升。
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2、设计要求
1．由于设计的装置是悬挂在现有洒水车底盘上，现有洒水车形式
多样化，因此整个设备必须具有高度的通用性，可以与大多数喷头相匹配。
2、工作主要由两个运动组成，即旋转和垂直运动、垂直位移。
3.护栏高度1m，
4、操作系统要求简单、高效
6、整体质量不能太大，但结构必须满足强度要求。
7、设计造价不能太高，并进行经济可行性论证。
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三个选项的讨论
1 清洗装置探讨
1）清洁装置是一个盒子，即清洁盒
2）清洁装置为固定式，即长臂清洁机
以上两类设备是目前最具代表性的两类产品。它们在应用和技术方面具有各种优势。
自己的优点和缺点。
第一种结构简单，成本低；但它不能很好地清洁较高的护栏。工作时
工作速度较高。
第二种：克服了第一种的缺陷，可以清洗多种类型的护栏。但不灵活，
清洁过程中上下移动自由度不够，清洁不够干净。工作效率很高
考虑到上述布局形式各自的优缺点，我们的布局采用悬挂装置，并且
它在清洁过程中可以垂直方向上下移动，这样它不仅可以清洁较高的护栏
它还保证了清洁度。
2 清洗装置传动方案的选择
(1) 旋转轴方案选择
1）齿轮传动
齿轮传动首先会在结构上增加整体设计重量，其次会增加成本。但传输效率高
2) 链轮传动
链轮传动在工作时容易出现链条卡死、链条断裂等现象，维修不方便。但设计很简单
经济的。
对比前面两种方案，我们采用滑轮传动更为合适。经济、简单并减少设计开销
体重
(2)垂直运动方案的选择
1）曲柄滑块机构
由于清洁机构相对较小，因此该方案不适合。
2）液压机构
液压机构结构简单，可输出较大的力，使整个清洗机构垂直上下运动，以进行维护。
它也更容易维修和组装。因此，我们选择液压机构来实现垂直运动
运动的。
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第三章设计计算
一刷毛设计
刷子设计
根据毛刷的工作要求，毛刷采用国产尼龙66制成的尼龙丝均匀分布在转轴上。
上式中，分布间隙为0.2，其弹性模量 MPa E
10 6× =
⑴.尼龙丝的根数N可以通过先将整个轴按高度分层，然后求出每层的尼龙根数来确定。
线程数。
具体计算如下：
初步确定旋转轴内径mm 60=Φ、长度
毫米长 1000 =
内部尼龙丝直径为4mm，介于
其上分布间隙0.2：
一个。轴一圈尼龙丝根数n
25 8 . 0 = ×
Φ
π
b.转轴上分布的尼龙纤维层数f
200 8． 0
1000
8. 0 = × = × =
则：尼龙丝总数N为：
5000 25 200 = × = = fn N
⑵.当转轴转动时，用于清洁护栏的尼龙丝变形，变形的尼龙丝
当转轴清洗一个周期时，从OA到OC，其变形如图3.3所示： 在变形最大时，护栏为
旋转轴中心距为17mm。
图3.3
即OA=OC=20mm,OB=17mm
那么此时有多少尼龙线变形了呢？
为了：
885 8. 0
360
20
17 号
(2
= × × ÷ × Φ = fd N π
工作
⑶从任意轴上抽取一根尼龙丝作为研究对象，如图3.4所示：
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