毕业设计论文小型手推式扫地机设计.doc

1、分类号 xxx 学号 xxxxxxxxxxxxx 学校代码xxxxx 密级 内部 毕业设计说明书手推式扫地机设计学位申请人：xxx学科专业：机械设计制造及其自动化指导教师：xxx答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文作者签名：日期： 年 月 日毕业论文版权使用授权书本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保

2、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山西农业大学信息学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文。本论文属于保密， 在 年解密后适用本授权书。不保密。（请在以上方框内打“”）毕业论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日毕业设计摘 要本设计是手推式扫地机设计，通过调研市场上的各种款式的手推式扫地机，了解其价格，分析其成本判断性价比；并探索手推式扫地机的整体结构及其工作方式。主要是针对宿舍，图书馆，办公室，走廊等平坦的地面方向设计的手推式扫地机，使设计的手推

3、式扫地机轻巧便捷，使用方便，降低了清洁员的劳动力；还能达到造型美观，适应现在潮流适合大众使用。通过对手推式扫地机整体结构分析，尤其对底盘结构寻找出最佳的运动设计结构，能让底盘运行省时省力，顺利的运行。通过对所要设计的手推式扫地机运动状况和所使用的场合情况进行分析，选择出一个合理的运动方案。对手推式扫地机使用场合的分析，对其底盘设计选用最佳的刷头，滚轮，滚动毛刷。对手推式扫地机的推杆进行材料选取，对其握感舒适度和可调节长短进行设计。关键词：扫地机；手推；舒适感；使用方便；全套图纸加V信153893706或扣 3346389411ABSTRACTThe design is hand propell

4、ed sweeping machine design, push type sweeping machine through a variety of styles on the market research, understand the price, the cost price of judgment; and to explore the overall structure and working mode of hand push type sweeping machine. Mainly for the dormitory, library, office floor corri

5、dor, flat design of hand push type sweeping machine, the design of hand push type sweeping machine is light and handy, easy to use, reduces the cleaning staff labor; beautiful appearance can be achieved, to adapt to the trend of the use of suitable for now. Analysis of push type sweeping machine aga

6、inst the whole structure, especially on the chassis structure to find out the best motion design, can make the chassis operation time saving, smooth operation. According to the design of the hand push type sweeping machine movement condition and the use situation analysis, choose a reasonable motion

7、 scheme. Analysis of use cases rivals push sweeping machine, roller on the chassis design and selection of the brush head, the best, the rolling brush. Push rivals push sweeping machine of material selection, the comfort grip and can adjust the length of the design.Keywords:sweeping machine; push; c

8、omfort; easy to use;目 录1 绪论11.1 项目研究背景与意义11.1.1 课题背景11.1.2 课题意义11.2 论文主要研究的内容22 扫地机的整体设计32.1 手推扫地机主要结构32.2 整体设计方案确定33 扫地机运动方案的选择53.1 常见运动方案及分析53.2 运动方案的确定74 扫地机手柄设计84.1 常见手柄结构8 4.2 手柄详细设计85 转向机构设计84.1 常见转向结构8 4.2 转向详细设计86 出灰机构设计105.1 常见出灰机构105.2 出灰机构详细设计107 清扫机构设计137.1 盘刷137.2 滚刷167.3 刮板178 材料的选择198

9、1 手柄、外壳的材料选择198.2 毛刷、清扫机构的材料选择209 总结21致 谢22参考文献23241 绪论1.1 项目研究背景与意义1.1.1 课题背景我国研制扫地机是从20世纪60年代开始的，至今已有55多年的生产历史了，在研制方面取得了迅速的进展。然而对于小型的扫地机研制却起步比较晚，相对研制小型智能扫地机更需要精力和研发成本。目前我国的手推式扫地机设计还不够智能化，相对比较落后，满足不了现代潮流。相对发达国家，我国的扫地机在技术水平，工作效率，能源节省，清扫效果等存在一些差距。扫地机在我国市场上得到了迅猛的发展，但相对与国外，因技术制约和环保意识，我国扫地机市场还是有着一定差距。

10、虽然现在我国的扫地机生产水平已有了一定的进步，性价比会优于进口，然而这不代表我国研制的扫地机做得非常好。我国历年来手推式扫地机设计遇到了一些瓶颈：一、工作可靠性不够强，现今我国的扫地机工作可靠性比不上国外，主要原因有国产基础条件低，例如工作装置的耐用性及其材料的处理工艺有待提高。二、手推式扫地机不够智能化，现在越来越多的清洁能够用机器清洁更好不过了，例如洗手间，厕所等尴尬的地方。三、手推式扫地机外观造型缺乏艺术感，缺乏美观。 如今我国已经逐步踏入现代社会，面临扫地机的这些发展现状，更需要加大投入研制扫地机，提高工作效率，便捷人们生活。以前手动清洁扫把，地拖等清洁方式已不能满足如今工作效率了。对

11、于智能化的扫地机工具，大型的扫地机只适合于清扫大的公共场所，例如公路，广场，效率比人工快好多倍，然而一些小面积的路面走廊，室内还是需要小型的扫地工具，相对与传统效率低的扫把，手推式扫地机最适合不过了，适合可持续发展。 1.1.2 课题意义我国对扫地机研制已有几十年历史了，正因为国家对扫地机研制重视,使得扫地机在现代有了快速的发展。扫地机又朝着自动化、智能化方向发展，随着国内的生活水平不断提高和手推式扫地机价格越来越便宜，因此手推式扫地机走入平常百姓家，并且被越来越多的人所接受。产品也会由现在的初级智能向着更高程度的智能化程度发展，逐步取代人工清洁。 手推式扫地机从用途上看，主要是用于服务人类。

12、手推式扫地机优于人工扫把清扫的地方主要体现在：省时省力，高效率整个清洁过程只需要人用推杆控制，减轻了操作负担；而且噪音非常小，清扫室内过程免受噪音之苦；对地面上粉尘有着相当高的净化率；加上轻便小巧轻松打扫普通吸尘器清理不到的死角。因此研究手推式扫地机对我们生活具有重大便捷意义。1.2 论文主要研究的内容通过调研市场上的各种款式的手推式扫地机，了解其价格，分析其成本判断性价比；并探索手推式扫地机的整体结构及其工作方式。主要是针对宿舍，图书馆，办公室，走廊等平坦的地面方向设计的手推式扫地机，使设计的手推式扫地机轻巧便捷，使用方便，降低了清洁员的劳动力；还能达到造型美观，适应现在潮流适合大众使用。主

13、要内容： （1）通过对手推式扫地机整体结构分析，尤其对底盘结构寻找出最佳的运动设计结构，能让底盘运行省时省力，顺利的运行。 （2）通过对所要设计的手推式扫地机运动状况和所使用的场合情况进行分析，选择出一个合理的运动方案。 （3）对手推式扫地机使用场合的分析，对其底盘设计选用最佳的刷头，滚轮，滚动毛刷。 （4）对手推式扫地机的推杆进行材料选取，对其握感舒适度和可调节长短进行设计。 （5）对手推式扫地机整体结构进行分析，并运用CAD绘图工具进行绘制机械产品装配图。2 扫地机的整体设计2.1 手推扫地机主要结构本次毕业设计的产品是手推式扫地机，主要结构有：1、 手柄。手柄主要在清扫时用来控制清扫方向

14、传递行走力。2、 转向机构。转向机构主要是为了方便改变扫地机的行走方向和各种角度传递行走力。相关部件有万向轮和万向节等。3、 清扫机构。清扫机构主要是为了扫地机在行走的过程中，清理经过的底面和角落。相关部件有盘刷、滚刷、刮板等。4、 清灰机构。清灰机构主要是为了方便倒出清扫的灰尘或者垃圾。2.2 整体设计方案的确定整体设计方案的内容是确定手推扫地机的主要结构组成，主要包括手柄、转向机构、清扫机构、清灰机构的总体结构确定。1、 手柄 手柄主要有三种形式：固定长度手柄、多段组合手柄、可调伸缩手柄。固定长度手柄，制作方便，加工成本低，但是因为手柄长度不可调节使用不如可调长度的手柄。多段组合手柄虽然

15、也可以调节长度，但是不如伸缩手柄方便，且长度规格单一，无法自由调节。所以本设计选择可调伸缩手柄。 A、固定长度手柄 B、多段组合手柄 C、可调伸缩手柄2、 转向机构转向机构主要有两部分组成，一是手柄尾部的万向节，主要是为了传递手柄不同方向的力给扫地机；二是地盘底部的万向轮，主要是为了扫地机行走平衡和自由转向。万向轮又分单轮和双轮。因双万向轮比单轮更稳定，所以此设计选则双万向轮，和万向节。 万向轮 万向节3、 清扫机构清扫机构主要有盘刷、滚刷、刮板等组成。盘刷主要作用是将清扫角落里的灰尘或者垃圾。滚刷主要作用是将灰尘或者垃圾通过旋转推入到收集盒里。刮板的主要作用是挂掉地面上难以清理的灰尘或者垃圾

16、无论是盘刷还是滚刷都有旋转运动，市售的很多扫地机都没有轴承，转动比较费力。为了转动灵活轻松，本设计选用带有轴承的盘刷和滚刷。刮板有固定式的分体式的，并且有的刮板具有弹性设计，可以自动贴合地面，能更大程度的清理地面。本设计选用分体式机构，以便磨损的时候，方便更换，另外选用具有弹性设计的刮板结构，以便更有效的进行清理。盘刷滚刷刮板4、 出灰机构出灰机构分为手动清灰机构，自动清灰机构。手动出灰机构，主要是利用机械结构锁紧出灰口，清灰的时候，打开锁紧结构，让灰尘或者垃圾顺利倒出，清完灰手动锁紧，或者复位出灰口。自动出灰机构，主要是利用机关，或者重力作用在倒灰尘或者垃圾的时候，出灰口，自动打开，清完灰

17、后，出灰口自动复位。为了操作更方便和省力，本设计选择自动出灰机构。 手动清灰机构 自动清灰机构3 扫地机运动方案的选择3.1 常见运动方案及分析手推式扫地机的动力来源是手的推力。所以一个好的运动方案，必须能很好的将手的推力转换成扫地机的清扫运动。主要的清扫运动有两个，一是盘刷的旋转运动，这个运动用于清扫角落以及一些滚刷无法清理到的地方；第二个运动是滚刷的运动，这个运动的作用是将盘刷带过来的灰尘或者垃圾通过滚动的方式扫入收集盒中。盘刷和滚刷的运动虽然都是旋转运动，但是旋转的中心确实彼此垂直的，也就是说手推提供的动力，必须转化成两个彼此垂直的旋转运动，才可以满足设计的使用要求。市场上手推式扫地机常

18、见的运动方案，基本上都是通过行走脚轮带动，滚刷和盘刷。然后通过滚刷和盘刷，将灰尘或者垃圾送进收集盒。其中行走脚轮和滚刷为一体式结构，盘刷靠垂直于它的行走轮直接驱动。具体如下图所示。图3-1市场常见手推扫地机展示图这种方案的优点在于设计紧凑，结构简单，制造成本低。缺点却也是由于它的这种结构造成的，主要问题有以下几点。1、 因为这种紧凑的结构，使其不便于使用轴承支撑，以至于推动扫地机时，需要克服转动副之间的大的摩擦力，以至于使用者的大部分力气都浪费在克服转动摩擦中，让使用变得费力。没有轴承支撑的这种结构，磨损也是非常快的。2、 由于行走轮与盘刷的传动结构盘刷的转速只能由行走的速度快慢决定。这种结构

19、在清理有些边角难于清扫的灰尘或者垃圾的时候，只有反复使劲推动扫地机使盘刷高速经过，才能利用盘刷的旋转力将灰尘或者垃圾撼动。3、 为了把转动传递给盘刷，行走轮不得不做成齿形结构。这种结构由于和地面的接触面积过小，在光滑的底面上会出现打滑的现象。另外显然这种打滑现象，在扫地的时候是不能出现的，不然滚刷和盘刷都无法工作。4、 在宿舍，图书馆，办公室，走廊等地方清扫时难免会遇到纸团包装等异物，如果用这种结构扫地机，当异物通过滚刷时，会出现卡死现象。从而导致行走轮在地面滑动，整个扫地机失去清扫功能。还有一种扫地机，利用带传动或者齿轮传动将脚轮的转动转化成滚刷的转动和盘刷的转动。下图是扫地机的一张原理图。

20、图3-2 扫地机工作原理图行走轮通过与其相连的齿轮将转动传递给滚刷，又通过与其相连的带轮通过皮带将转动传递给盘刷。这种结构布局分散便于加装金属轴承等支撑，可以加装防滑轮避免地面打滑或者卡死，且盘刷经过带传动实现高速转动，清扫能力大幅度增强。本方案结构复杂，制造加工难度和生产成本较上一方案明显偏高。且由于盘刷和滚刷之间的距离过大，中间部分容易出现清扫死角。特别在墙角的地方容易出现！如下图所示：阴影区为清扫死角，清理十分费力。图3-3 扫地机角落清理示意图3.2 运动方案的确定综合上面两种常见运动方案，取其各自优点，得出本设计的运动方案。1、 滚刷的运动。滚刷和行走轮采用刚性连接，采用同轴转动结构

21、滚刷不经过齿轮等机构，直接和行走轮同步转动，省去齿轮等高成本附件，节约加工成本。自身转动将配置轴承支撑转动，使扫地机运行省力，轻松。图3-4 滚刷结构示意图2、 盘刷的运动。盘刷通过其同轴的带轮和和行走轮轴上的带轮通过圆形皮带相连，形成正交轴皮带驱动结构。可通过调节带轮的直径比，提高盘刷的转速。另外由于盘刷没有采用和行走轮直接配合的驱动的结构，使得行走轮可以自由选择外形结构，让行走变得更加轻松，可靠。如下图：图3-5 盘刷运动原理图4 扫地机手柄设计4.1 常见手柄结构按照手柄的可伸缩性常见的手柄结构有：固定长度手柄、多段组合手柄、可调伸缩手柄。固定长度手柄，一般由一根杆和接头组成，长度固定

22、多段组合手柄，可以通过不同长度的手柄段搭配调节手柄的长度。可调节伸缩手柄，通过不同粗细的手柄段，彼此嵌套，自由伸缩调节长短。4.2 手柄的详细设计由于不同的人在使用的过程中，对手柄的长度是无法达到统一的。不论是将手柄做成固定长度，或者多段组合都无法满足人们在使用过程中的不同要求。所以本设计针对不同身高人群对手柄的长度要求范围设计手柄的可调范围。根据人机工程学（第4版），图2-14以身高为基准的设备和用具尺寸推算图，及表2-13设备及用具的高度与身高的关系。可以得出扫地机手柄的高度应在人体高度的10/19.则再确定扫地机使用人群的平均身高，即可确定扫地机手柄的高度。前文提到，本设计的扫地机主要

23、是针对宿舍，图书馆，办公室，走廊等平坦的地面方向而设计。那么使用人群应该是在这个区域活动的。主要是学生，教职工，清洁工，年龄段为18-60（主要是成年人，和没有退休的人员），参照人机工程学（第4版）中，表2-2中的人体身高数值，可知，使用人群的身高范围为：1503mm-1775mm之间，为便于计算取值为1500mm1800mm。这样手柄的长度范围为（1500mm1800mm）10/19约等于789mm947mm.为方便制造加工，取可调范围700mm1000mm。兼顾其他身高和年龄段的人群，可以放大可调范围到，500mm1200mm.手柄的可调范围确定后，再来确定手柄的段数。先忽略手柄段与段之间

24、的连接方法和接头形式，来分析一下如果选取手柄的段数。假设分成两段L1和L2，L1=L2,那么其中一段完全收缩在另一段内的长度应该是最小长度，此时这个长度值是长段L2的值，则L2=500mm.根据前面的假设L1=L2，那么L1+L2L3.那么L1+L2+L3=1200mm.所以L1+L2=700.又因为L2L3，取L2的值为400，L3的值为300.当手柄长度需要调节到最小值500mm的时候，将L2、L3完全收缩进入杆L1即可；当手柄长度需要调节刀最大值1200mm的时候，将L1、L2、L3全部拉伸出来即可。所以三段的调节能满足设计要求。下面再来选择一下手柄的粗细。选择手柄的粗细，要根据手的大小

25、也就是手的长度。在将扫地机手柄握在手里的时候，其实整个手掌部分最多2/3和手柄接触。根据人机工程学（第4版）中国成年男女的手掌长度范围在150mm195mm之间。再去除1/3的无效长度，有效的长度应该在100mm130mm.因为手柄一般都是圆形的，所以手柄的周长C为D，其中D为手柄的直径。那么手柄的周长C=100130mm,D=31.541.4.考虑到常用手柄型材的规格，选手柄的直径为30mm。手柄的伸缩靠什么来控制呢？这个问题也是一个一直在不停研究中的课题。市场上常见的有螺纹张紧、螺栓顶紧等多种结构。这里采用一种简单的偏心套筒结构，结构如下图：图4-1 手柄伸缩结构原理图偏心套和外管紧配合

26、内管和偏心套间隙配合，以便可以自由转动和伸缩运动。当旋转內管（或者外管）使内外管产生相对转动，內管上的突起和孔壁间的间隙，会随着旋转变小，直到无法旋转为止。此时，手柄无法伸缩，实现锁死。如果需要调整手柄的长度，则反方向旋转手柄，解除接触摩擦，即可再次自由伸缩手柄，等调整好长度后，再转动手柄锁死，正常工作。手柄的的把手，是使用扫地机时握手的地方，需要增加手握手柄的舒适度和摩擦力，通过添加纹理的方式进行改善。为了方便放置悬挂，还可以在尾部添加悬挂孔。具体样式如下图：图4-2 把手结构示意图5转向机构设计5.1 常见转向结构手推式扫地机上常见的转向结构，主要有万向轮，和万向节。万向轮就是所谓的活动

27、脚轮，它的结构允许水平360度旋转。脚轮是个统称，包括活动脚轮和固定脚轮。固定脚轮没有旋转结构，不能水平转动只能垂直转动。这两种脚轮一般都是搭配用的，比如手推车的结构是前边两个固定轮，后边靠近推动扶手的是两个活动万向轮。万向轮是指安装在脚轮轮子的支架能在动载或者静载中水平360度旋转。制造万向轮的材料有多种，最普遍的材料是:尼龙，聚氨酯，橡胶，铸铁等材料。广泛应用于矿山、机械设备、电子设备、医疗设备、工程装修、纺织、印染、家俱、物流设备、仓储、周转车、机箱、机柜、设备、机电、无尘车间、生产流水线、大型超市等众多行业和各种领域。根据其不同的用处，轴承分铁芯、铝芯、塑芯，尺寸1寸至8寸不等。其中铁

28、芯、铝芯一般为重型承重轮，使用时常配备刹车器具。目前市场上真正使用万向脚轮的非常少，基本上都是定向轮，如下图：双轮单轮图5-1 市场常见脚轮展示图万向节，其实在手推扫地机上只是一个万向连接器，起到不同方向传递推力的作用。5.2 转向详细设计万向轮的常用组合方式有：两个定向轮+一个万向轮、两个定向轮+两个万向轮，或者四个万象轮。为了让扫地机在更多的地面环境下使用，本设计选用两个定向轮+两个万向轮的方案。具体结构如下图：图5-2 扫地机底部万向轮分布由于底面离地面的距离不能太高，否则滚刷将做的很大，且不利于将灰尘或者垃圾送入。所以对底部进行了折弯，提升了万向轮的安装高度，控制扫地机离底面的高度。图

29、5-3 扫地机侧面局部剖视图前面已经描述了，本设计中万向节的作用，即起到不同方向传递推力的作用。手柄的尾部和万向节通过一个销轴连接，以便进行水平360度方向的回转。那么这个万向节其实只用实现垂直方向的360度回转即可。具体结构如下图所示：图5-4 万向节结构示意图万向结构通过固定座上面的四个螺丝孔，与扫地机上盖连接。支座装入固定座底部卡槽，和固定座构成一个圆柱形回转面。转轴的卡槽正好卡在这个回转面上，以便支撑转动。6 出灰机构设计6.1 常见出出灰机构前文提到本设计选用自动清灰机构，从原理分，常见的自动清灰机构有以下几种：一、 重力型结构。利用扫地机自身构件的重力，当清扫时，积灰盒后盖闭合，当

30、拿起清灰时，后盖会在重力的作用下，自动打开。二、 弹力型结构。利用弹簧等弹性体锁紧或复位积灰盒后盖，当清扫时，弹簧提供压紧力，使后盖禁闭，当拿起清灰时，重力克服弹力，后盖自动打开。三、 磁力型结构。利用磁铁等磁体锁紧或复位积灰盒后盖，当清扫时，磁体提供压紧力，使后盖禁闭，当拿起清灰时，重力克服磁力，后盖自动打开。重力型结构的出灰机构，由于没有锁紧力，灰尘在清扫的时候容易溢出。弹力型结构的出灰机构，虽然可以提供锁紧力，但是机构复杂，而且弹簧容易实效。本设计使用以永磁体提供磁力的磁力型出灰结构，不仅可以提供锁紧力，而且不容易失效。6.2 清灰机构设计磁力型出灰机构的设计要符合如下几个使用要求。1、

31、 在扫地时提供的磁力足够锁紧。2、 在出灰的时候，重力足够克服磁力，便于打开。3、 磁力不能传递给其他不相关部件，造成带有磁性的粉尘吸附在扫地机上，难以清理干净。4、 出灰口要密封可靠，保证在锁紧的状态下，不会有灰溢出来。 清扫机的上盖采用无磁性的不锈钢，下部镶有容易导磁的铁片。这样即使和磁体接触也不会将磁力传递给其他构件。后盖使用塑料或者无磁力不锈钢，避免磁力传递，造成粉尘吸附。后盖的下端，加有橡胶或者海绵密封条，使粉尘或者液体不能轻易从出灰口溢出。在清扫的时候，永磁体吸住铁片，使密封条紧贴下部，达到清扫密封的设计要求；当需要出灰时，竖起清扫机，后盖会在重力的作用下，克服磁体和铁片见的磁力，

32、使后盖打开，灰尘或者垃圾从出灰口倒出。具体结构如下图所示，图6-1 出灰机构工作示意图7 清扫机构设计7.1 盘刷 盘刷主要作用是将清扫角落里的灰尘或者垃圾，通过旋转将灰尘或者垃圾从角落里或者地面上集中到滚刷前端，再通过滚刷送入集灰盒中。因为运动结构为带传动，无需通过齿轮啮合对提高盘刷的转速，与刷毛的磨损方面都有好处。 滚刷转动部分使用金属轴承支撑，和传统的塑料轴套等滑动支撑相比，不仅减少摩擦力，而且提高了使用寿命。另外盘刷采用辐射状中空轮结构，既能够满足清扫力的传递，又能减轻盘刷的自重，改善轴承、支撑等承重部件的受力情况。其结构图如下：图 7-1 盘刷结构示意图7.2 滚刷和滚轮 滚刷的主要

33、作用是将地面上的灰尘或者垃圾通过旋转送入集灰盒中。本设计使用滚刷也滚轮一体式的设计方法。这样既可以减少滚刷和滚轮之间的运动连接组件，又可以使连接变的紧凑。滚刷和滚轮为分体结构通过卡槽连接，然后通过螺栓和壳体之间夹紧，使滚刷在磨损时便于更换。并使用滚动轴承代替传统塑料干摩擦或者滚动摩擦，使扫地机推动的过程变得省力。另外由于使用带传动，滚轮外侧集成了带轮。具体结构如下图：图 7-2 滚刷结构示意图 为了适应光滑的地面环境，不至于在行走的时候打滑。滚轮的外圈可做出规则的网纹或者沟槽。比市场上常见的齿形结构摩擦力大大增加，清扫效果也有所改善。结构如下图：图 7-3 行走轮结构示意图7.2 刮板 刮板主

34、要用来刮起粘连在地面上的灰尘或者垃圾，是扩展滚刷和盘刷清扫能力的不可或缺的组件。因为无论滚刷还是盘刷，都是柔性刷毛，对于那些贴合粘连在地面上的灰尘或者垃圾清扫效率都不是很高。而刮板是刚性的，所以能够对地面的垃圾施力，使垃圾脱离地面，再通过滚刷送入积灰盒。但是有时候，由于地面上偶尔凸起，会造成刮板损伤，或者损伤地面。势必给刮板一个弹性，一旦超过规定的限度，刮板就会失效，跳过地面凸起，避免刮板或者地面的损伤。当刮板遇到凸起时，受力如下图，可以分解成两个垂直的力，F1和F2，当F2大于一定限度时，会迫使刮片上半部分往上变形，滑过凸起。正常工作在光滑地面时，刮片的上部的弹力，会使刮片紧贴地面，有效的刮

35、起灰尘或者垃圾。另外刮板的材料需要耐磨，防锈。图 7-4 刮板受力分析图 刮片通过螺钉与垫板固定在扫地机底面上，刮板的具体结构如下图所示：图 7-5 刮板结构示意图7 材料的选择7.1 手柄、外壳的材料选择材料的选择主要有三个方面需要考虑，一是使用性能、使用寿命，二是价格成本，三是可加工性。手柄因为是受力的构件，所以要有足够的强度，而且又不能生锈，且便于加工。这里选择常用规格的铝合金管，作为加工手柄杆的材料。而把手和连接部分的偏心套，选用环保的ABS塑料。外壳部分主要有三大部分构成：上盖、本体、后盖。上盖因为要传递手柄的力给扫地机，所以材料的强度要好。又因为本设计中选用了磁体，所以上盖的材料又

36、必须无法导磁。本设计选择无磁的304不锈钢作为上盖的材料。对于本体，既需要有足够的强度也要尽可能的比重较轻，还有结构的可靠性和工艺性。这里依然选择304不锈钢。后盖因为基本不承受和传递外力，所以选用环保的ABS塑料。7.2 毛刷、清扫机构的材料选择毛刷的材料选择至关重要，关乎使用体验的好坏。如果偏硬就会划伤地面，如果偏软就无法清扫干净。如果材料无法抗老化或者磨损，就会出现掉毛掉渣的现象。先来看一下，常用毛刷材料的特性。1. PBT丝的弹性较尼龙刷丝要好，但耐磨性不及610，PBT的性能较软，最适用于精细部件的清洗去污，比如汽车表面清洗；2. 尼龙610（PA66、PA6）刷丝抗磨损性能较好，具

37、有耐高温耐酸碱等特性，弹性较好，适用于家庭除尘和清洗中毛刷部件，比如吸尘器滚刷、毛刷辊、毛刷平台等等；3. 尼龙612或尼龙1010的弹性最好，成本也最高，但耐磨性不及610，外观有比较出色的表现，抗冲击、抗老化等性能也非常好，最适合用于工业设备及门窗等防尘部；一般还需要有阻燃抗静电功能。4. 聚丙烯（PP）刷丝，具有耐酸碱等特性，但弹性不是很好，长时间工作容易变形难于恢复，所以适用于工业除尘和清洗中针对较粗犷的部件，比如矿山码头的除尘，环卫车的扫地刷等等；5. PE丝是几类刷丝中较柔软的刷丝，常应用于汽车清洁刷上，加上起绒工艺，便于对汽车漆面的保护；6. 猪鬃常用于洗浴刷或贵重物件的抛光，如

38、金器、宝石、钢琴等表面的处理，也适用硬质合金的抛光研磨；7. 马毛较猪鬃柔软，更易清除浮灰，常使用于高档家庭清洁产品，或适用于工业清除浮灰等用途；8. 金属丝如钢丝、铜丝、一般用于金属表面去毛刺等处理，其耐磨性能好；9. 磨料尼龙丝（分碳化硅磨料丝、氧化铝磨料丝、金刚石磨料丝），具有很好的耐磨和耐酸碱性能，常用于PCB的表面处理、镀锌板酸洗线，以及金属加工、抛光去毛刺等方面使用；10. 剑麻刷丝，具有很好的韧性，耐高温、吸油脂，常用于锅刷或高温、去油用等方面的用途。参考以上性能，本设计选用PA66作为滚刷和盘刷的刷毛材料。滚轮和带轮以及盘刷本体部分选用环保的ABS塑料。8 总结本设计主要是针对

39、宿舍，图书馆，办公室，走廊等平坦的地面方向设计的手推式扫地机，通过对市场上常见的手推扫地机的研究分析，以便使设计的手推式扫地机轻巧便捷，使用方便，降低了清洁员的劳动力；还能达到造型美观，适应现在潮流适合大众使用。通过对比市场上手柄的常见结构，重新对扫地机的手柄进行了理论结构设计和生产制造的材料选择。在自由伸缩的总体设计结构的基础上，采用偏心套的巧妙结构，使手柄的机构更简单，降低生产和使用成本。通过研究市场上常见的手推扫地机的转向结构，因为制造厂家为了节省成本都采用了小塑料定向轮，代替转向的万向脚轮。所以转向的时候必须将扫地机提起，浪费劳动力。本设计对其进行改善，选用两个对称布置的小万向轮进行行

40、走转向。使手推扫地机在清扫的时候转向，更省力，不费力！通过运动结构分析，改变了市场上常见的盘刷滚轮齿形传动的运动结构。最后采用滚刷滚轮一体，带驱动盘刷的运动结构，又加大的盘刷的直径，提高了盘刷的转速和刷毛的旋转线速度，大幅度提升清扫能力。又在转动副支撑间采用金属轴承支撑，变传统的滑动摩擦为滚动摩擦，大大降低了，手推扫地机清扫时的前进阻力。并且使用带有防滑纹的滚轮，又提升了在光滑底面，或者湿滑地面的清扫能力。通过对刮板的机构改善，使刮板的结构更加简单，便于使用更换。出灰机构方便，告别市场售卖的手拉，或者杆压的机械机构，让清理变得更省力。最后又对扫地机的多种构件的材料做了优化选择，使本设计的手推扫

41、地机，既能保证结实耐用，有要保证加工成本合理。至此，本设计全部完成！致 谢首先，我要深深的感谢我的导师xx，在本文的写作过程中，刘洁老师给予我悉心的指导。老师总是在百忙之中抽出时间来为我解答设计过程中的疑问，不厌其烦地给我细心讲解，以消除我知识上的盲点。其次，我要感谢我们这组的同学，是你们的无私的帮助让我能够顺利完成设计，从你们那里我学到了很多知识，谢谢你们的帮助。 此次的毕业设计，给了我一个相对独立完成课题的机会。在完成整个设计的过程中，我学到了很多书本上没有的知识，并将这些与自身的实际能力很好的结合了起来，真正了解了自己所要从事的事业，使自己有了很大的提高。最后，再次感谢老师和同学们在毕业设计过程中所给予的指导与帮助。 参考文献参考文献目录：（作者、书名或论文题目、出版社或刊号、出版年月日或出版期号）1 濮良贵，纪名刚，陈国定登. 机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社.2012.06. 2 陆玉，冯力燕.机械设计课程设计（第四版）M.北京：机械工业出版社.2012.6. 3 鞠鲁粤.工程材料与成形技术基础M.北京：高等教育出版社.2011.12.4丁玉兰.人机工程学（第4版）M.北京：北京理工大学出版社.2011.04