擦鞋机毕业设计说明书

　　第一章 绪论 …………………………………………………………………………… 1

　　1.1课题研究内容和目标 …………………………………………………………… 1

　　1.2机械装置总体设计方案原则…………………………………………………… 1

　　1.3擦鞋机方案确定 ………………………………………………………………… 2

　　1.3.1拟定传动方案 ……………………………………………………………… 2

　　1.3.2确定传动方案……………………………………………………………………2

　　第二章 擦鞋机的原理设计…………………………………………………………… 3

　　2.1电动机的选择………………………………………………………………………… 3

　　2.1.1确定电动机的功率转速 ……………………………………………………… 3

　　2.2刷轮轴径尺寸计算…………………………………………………………………… 3

　　2.2.1轴材料选择 ……………………………………………………………………3

　　2.2.2轴径计算 ……………………………………………………………………4

　　2.2.3轴结构设计 ……………………………………………………………………5

　　2.3轴承校核………………………………………………………………………………10

　　2.4擦鞋机的擦鞋底鞋刷的设计…………………………………………………………10

　　2.4.1概述……………………………………………………………………………10

　　2.4.2擦鞋刷叶轮叶片材料的选择…………………………………………………11

　　2.4.3叶片的形状和尺寸……………………………………………………………12

　　2.4.4叶轮形状尺寸设………………………………………………………………12

　　2.4.5毛刷轮整体结构设计…………………………………………………………13

　　2.4.6辅助结构设计…………………………………………………………………14

　　2.4.7轴承盖的选择…………………………………………………………………14

　　2.5擦鞋机的光电感应器的选择…………………………………………………………15

　　2.6刷毛的选择 …………………………………………………………………………15

　　第三章 擦鞋机的结构设计……………………………………………………………15

　　3.1擦鞋机的外观设计 ………………………………………………………………… 16

　　3.1.1箱体结构设计……………………………………………………………………16

　　3.1.2轮滑的设计 …………………………………………………………………… 17

　　3.1.3橱柜的设计 …………………………………………………………………… 17

　　3.1.4踏板的设计 …………………………………………………………………… 17

　　第四章 总结………………………………………………………………………………18 致谢 ………………………………………………………………………………18 参考文献 ……………………………………………………………………………………19

　　第一章 绪论

　　随着生活质量的提高，人们对室内清洁程度的要求也越来越高，自己与客人进出都需要擦鞋或者穿戴鞋套。然而日常生活中擦鞋较为繁琐，且鞋套的主要成分为甲醛，废弃的鞋套埋在泥土中历经10余年也不会降解，对环境造成极其严重的污染。随着当今社会人们对环保的逐渐重视，鞋套的用量必须逐渐减少。

　　擦鞋机能够快速擦鞋，且不会产生有害污染。然而市场上现有的擦鞋机擦鞋过程繁琐且效果不理想。针对以上不足，设计了这款适合所有鞋码使用，仅需伸脚就能实现鞋底的清洁，让用户足不出户就能享受专业的擦鞋服务。

　　1.1课题研究内容和目标

　　本课题的研究内容是在原有擦鞋机的基础上对擦鞋机进行了创新和改进主要包括擦鞋机的原理设计和结构设计。

　　擦鞋机的原理设计包括：

　　﹙1﹚ 电动机的设计；

　　﹙2﹚ 擦鞋底装置的设计。

　　﹙3﹚ 刷轮轴的设计。

　　﹙4﹚ 箱体的设计

　　擦鞋机的结构设计包括：

　　﹙1﹚ 滑轮的设计；

　　﹙2﹚ 橱柜的设计；

　　﹙3﹚ 外形设计。

　　1.2 机械装置总体设计方案原则

　　机械装置总体设计方案通常按照以下设计原则确定。

　　保证机械装置功能实现的质量。要求设计原则正确，实现方法合理满足产品的功能及品质要求：

　　﹙1﹚ 满足相关的安全可靠性指标。这些指标应包括在非正常工作条件下，对产品本

　　身及操作者的安全提供。

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　　﹙2﹚ 所设计的产品在工艺上要求加工和装备易于实现，同时具有良好的经济性。设计

　　者应力求简化设计对象的施工工艺，使生产过程简单，周期短，成本低。

　　﹙3﹚ 在使用维护中，要求设备在较短时间内，能完成指定的维护过程，通常以设备的

　　平均无故障时间和最大检修时间作为基本维修指标。

　　﹙4﹚ 技术经济性是以产品的技术价值与经济价值之比来衡量的，产品技术含量越高，

　　价格成本越低，其技术经济性越好。

　　﹙5﹚ 创新性决定了产品的自主知识产权含量，是评价设计水平的重要依据之一。独创

　　新颖的设计应按照创新思维方式进行，同时也需要借鉴前人的经验，研究优秀的设计产品，发挥主观能动性，勇于创新。

　　1.3擦鞋机方案分析与确定

　　1.3.1拟定传动方案

　　方案一：采用带传动实现鞋底擦拭功能，直接把毛刷装在皮带上，用直流减速电机驱动，然后通过皮带的运动再配合人脚的前后移动这样可以实现擦拭功能。

　　方案二：直接设计一鞋底刷，装在轴上再通过直流减速电机用联轴器连接刷轮轴直接驱动，鞋底刷可以做成叶片形式，然后毛刷直接装在叶片上，而且整体外形是圆锥形，箱体底面可以再设置一活动的贮灰槽方便收集和清理灰尘，再配合一脚踩的踏板就可以达到清洁鞋底的功能。

　　方案三：采用曲柄滑块机构，实现直线往复运动，毛刷直接装在滑块上，再通过带轮传动，曲柄与大带轮做成固定铰接形式，从而滑块的直线运动形式可以达到清洁鞋底的功能。

　　1.3.2确定传动方案

　　﹙1﹚带传动具有传动平稳，吸震等特点，且能起到过载保护的作用，但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。

　　﹙2﹚平面连杆机构要求连架杆为曲柄，机构运动具有连续性，并且最小传动角在许用传动范围内，以保证机构有良好的传力条件。

　　该擦鞋机的使用场合是家里，要求无噪音，并且转速不高，外力不大，并且结合实际条件，考虑经济性，成本，结构易于加工与维护等相关问题，现初步选定擦鞋机的设计为方案二。并且使用对象只是针对成年人，鞋的要求是平底，其机构运动简图如下1-1所示：

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　　图1-1

　　第二章 擦鞋机的原理设计

　　2.1 电动机的选择

　　考虑到擦鞋机擦鞋的一般速度，和结合一般家用电器的功率所以刷轮轴的输出功率设定为PW?60W，转速设定为nw?400r/min。

　　2.1.1 确定电动机的功率转速

　　?联=0.99，?轴承=0.99。

　　所需电动机功率：

　　P0.06WPd?==0.061kw ??联??轴承?0.99?0.99

　　因刷轮载荷变化小，轻载轻启，所以电动机额定功率略大于Pd即可，即选用功率65w，转速400r/min直流减速电机驱动，现在市场上有专门定制电机的商铺，价格不高，外形也不大所以可以直接购买。

　　2.2 刷轮轴径尺寸计算

　　2.2.1轴材料选择

　　轴类零件的常用材料是45号钢，为优质碳素结构钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，销子，导柱等，但须热处理，它广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好，但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好。所以如果需要表面硬度，常将45号钢表面渗碳淬火，这样才能得到需要的表面硬度。

　　钢化玻璃是大家都很熟悉的装饰材料，普通无机盐玻璃通过淬火工艺改变玻璃内部压应力得到钢化玻璃。以前只是装饰用途上的辅助材料，如今，几乎所有的室内家具都可用玻璃来制作，最吸引人的地方是它放在房间里能为室内空间带来清新明朗的气

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　　息。玻璃更是走进了厨房和卫生间，特别在盛夏，玻璃更产品能如同冰块般给人们带来清爽体验。

　　钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消自身抗风压性，寒属性，冲击性等。

　　钢化玻璃的主要优点

　　第一：是强度较之普通玻璃提高数倍，抗弯强度是普通玻璃的3-5倍，提高强度的同时亦提高了安全性。

　　第二：使用安全，其承载能力增大改善了易碎性质，即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，对人体的伤害较大的降低了。钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2-3倍的提高，一般可承受150lc以上的温差变化，对防止热扎裂有明显的效果。

　　钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力，板芯层处于张应力，在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚度的中央是抛物线的顶点，即张应力最大处；两侧接近玻璃两表面处是压应力；零应力面大约位于厚度的1/3处。通过分析钢化急冷的物理过程，可知钢化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系，即张应力是压应力的1/2～1/3.国内厂家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右，实际情况可能更高一些。钢化玻璃自身的张应力约为32MPa～46MPa，玻璃的拉伸强度是40MPa～120MPa。

　　基于该擦鞋机的整体重量，经济成本考虑，如果轴的材料选用45号钢，就需要经过热处理，这样会增加成本，而且如果处理效果不好的话时间长了就会生锈，影响质量。而钢化玻璃相之比较质量轻，表面质量好，能承受较高的温差变化且市场价格也不高，所以轴的材料选用钢化玻璃。

　　2.2.2 轴径计算

　　安装联轴器处最小轴直径，轴选用钢化玻璃，，由文献【5】中查的?b

　　查表14-3，取A=100，由式(14-2),得

　　?830Pa，

　　d???5.46mm 对于直径d?100mm的轴，因该处有一键槽，故轴径应增大5﹪-7％，即d=1.07*5.46=5.84mm,由文献【3】表14-4取标准值d=12mm.

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