机电一体化系统设计课程设计——城市护栏自动清洗机

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1、 X X 大学 机电一体化系统设计综合课程设计 计算说明书 设计题目： 城市护栏自动清洗机 设计组长： 设计成员： 专 业： 班 级： 指导教师： 设计时间： 2012 年 2 月 21 日 至 2012 年 6 月 8 日 自动控制与机械工程学院 2012 年 2 月 机电一体化系统设计综合课程设计计算说明书 1 任务分配任务分配 小车 行走 装置 部分 X1 1. 齿轮、直流电动机的绘制； 2. 电动机的计算、选型和相关参数； 3. 传动齿轮的计算、选型、材料等参数； X2 1. 驱动轮、轴、轴承座、万向轮的绘制； 2. 传动系统设计； 3. 轴强度的校核； 4. 蓄电池的选型和相关参数；

2、 5. 蓄电池选定后计算出驱动轮电动机能持续工作的时间和 整体装置能行走的距离； 清洗 装置 部分 X3 1. 毛刷、轴、水泵的绘制； 2. 电动机的选型和相关参数； 3. 蓄电池的选型和相关参数； 4. 水泵的选型和工作电压、电流、功率、水流速度等相关参 数； 5. 蓄电池选定后分别计算出水泵和毛刷能持续工作的时间； X4 1.电动机、联轴器、轴承座的绘制； 2.洗涮装置各部件和材料的选择； 3.毛刷轴的强度校核； 导向 装置 和 制动 部分 X5 1. 导向装置的工作原理、与履带导向相比的优缺点，材料的 选择等； 2. 制动装置的设计方案和工作原理； 整体 设计 和 控制 部分 X6 1.

3、 导向装置和机箱外体的绘制及最后的整体装配； 2. 整体设计方案的拟定； 3. 控制系统的设计； 4. 电动机调速系统的选择 5. 直流电动机启动方式、原理（降压启动） ； 6. PWM 直流脉宽调制调速的实现； 7. 整体的控制的实现； 机电一体化系统设计综合课程设计计算说明书 2 目目 录录 第 1 章 系统总体方案设计. 5 1.1 目前国内外同类技术的发展水平、存在的问题及趋势 5 1.1.1 目前国内外同类技术的发展水平及应用 5 1.1.2 目前存在的问题： 7 1.1.3 发展趋势： 7 1.2 护栏自动清洗机的经济性及市场前景. 7 1.2.1 经济性 . 7 1.2.2 市场

4、前景 . 7 第 2 章 系统总体方案设计. 9 2.1 动力源的选择 . 9 2.2 驱动电机的选择 . 9 2.3 直流电动机的启动方式 .10 2.4 调速器的选择 10 2.5 导向装置的设计 11 第 3 章 机械传动系统的设计 12 3.1 小车行走系统的总体设计 .12 3.2 小车行走系统的运动和动力参数计算 .13 3.2.1 电动机的选择.13 3.2.2 确定行走装置的总传动比 .15 3.3 传动零件的设计计算 .16 3.3.1 齿轮设计 .16 3.3.2 轴的设计 .19 3.4 清洗装置的设计 21 3.4.1 毛刷的选择与安装方式 .21 3.4.2 清洗装置

5、的基本设计计算 .22 3.4.3 水泵的选择和计算 22 3.4.4 洗涮装置各部件和材料的选择24 3.4.5 制动装置的选择 24 第 4 章 控制系统的设计 .26 4.1 毛刷的安装及转动方向的确定 26 4.2 控制系统的设计 26 4.3 电动机调速系统的选择 .27 4.4 报警系统的设计 31 第 5 章 结束语 32 参考文献 .33 致 谢 .34 机电一体化系统设计综合课程设计计算说明书 3 摘摘 要要 针对城市道路护栏难以清洗的现状，提出了一种龙门框架分离式护栏清洗机 本体结构，作业时清洗机跨立在护栏上，实现对护栏和支墩的全面清洗。根据 该清洗原理，建立了栏杆和支墩的

6、清洗模型，并对其清洗过程进行了运动分析， 同时对清洗机的机械结构和电器控制进行了阐述。该清洗机具有结构简单，操 作方便，自动化程度高等优点。 关键词：关键词：护栏清洗，龙门框架分离式结构，跨立式结构，控制系统 机电一体化系统设计综合课程设计计算说明书 4 Abstract Based on the difficulties of how to clean the urban road guardrails, a design of road guardrails cleaning machine body is proposed, which adopts the gantry separate fame