关于新型电动毛刷的研究与设计
大学毕业设计论文 电动汽车无刷直流电机驱动的研究
电动汽车无刷直流电机驱动的研究1 电动汽车无刷直流电机驱动介绍交通车辆的废气排放与污染已成为一个世界性的环境问题，近二十年来，世界各国纷纷投入力量，寻找降低或杜绝车辆废气排放与污染的途径， 其中用于轿车和公交客车的电动车/混合动力车技术最为引人注目。
在我国，电动汽车已被列为科技部全面启动实施 12 个重大关键技术攻关与产业化示范科技专项之一。
电动汽车的核心技术是电源系统及驱动系统，电动汽车的驱动将成为现代交流传动技术的一个主要应用领域，具有广阔的市场前景。
无刷直流电机具有小体积、轻重量、高效能、易控制等诸多优点， 既具有直流电机优良的转矩控制特性， 又免除直流电机碳刷需经常维护的弊端，非常适用于电动汽车驱动。
2 直流无刷电机的数学模型为简化电机的数学模型，做如下假设：1) 三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流与转子磁场皆对称分布；2) 忽略齿槽、 换相过程和电枢反应等影响；3) 电枢绕组在定子内表面均匀连续分布；4) 磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。
于是可以得到三相绕组的电压平衡方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p L MM M L M M M Li i i r r r u u u 000000 (1) 式(1)中，a u 、b u 、c u 为三相相电压；a i 、b i 、c i 为三相相电流；a e 、b e 、c e 为三相反电动势；L 为三相绕组的自感；M 为每两相绕组间的互感；p 为微分算子p = dt d /；由于电机三相采用 Y 型连接，故：0=++c b a i i i (2)0=++c b a Mi Mi Mi (3)将式(2)和式(3)代入式(1)中，得到电压方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p M L M L ML i i i r r r u u u 00000000000 (4)根据式(4)得到电机的等效电路图，如图2-1 所示，电机的反电动势和相电流波形如图2-2 所示。
ZJ118型卷接机组刀辊毛刷润滑装置的研制
ZJ118型卷接机组刀辊毛刷润滑装置的研制作者：唐鹏飞潘恒乐王俊来源：《电脑知识与技术》2020年第12期摘要：为避免毛辊因沾胶而结成胶垢，影响ZJ118型卷接机组刀辊毛刷的清洁效果，设计了一套毛刷润滑装置。
该装置利用油雾转换器将油脂转换成油雾，再通过压缩空气将油雾喷到毛刷表面，实现对毛刷的润滑。
以ZJ118型卷接机组生产的“白沙（硬）”牌卷烟为对象，对改进前后的机组进行对比测试。
结果表明：改进后的ZJ118型卷接机组的刀辊清洁次数由157次降低到64次，平均每日清洁次数由1.7次/日降低到0.7次/日，每日清洁次数减少了58.8%，该方法可为提高卷接机组运行效率提供技术支持。
关键词：ZJ118型卷接机组;刀辊;清洁;毛刷中图分类号：TP391 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2020）12-0242-03ZJ118型卷接机组是常德烟机公司以ZJ112型卷接机组为技术平台，并借鉴ZJ17、ZJ116等卷接机组的技术优点研制而成的新一代国产中速卷接机组，是国内首次对卷接机组整机进行自主研发的成果，该机型的额定生产速度为8000支/分钟，已成为国内卷烟设备市场上的明星产品，近年来针对ZJ118型卷接机组已有较多的研究和报道，何海鹏等解决了ZJ118型卷接机组无法对超细支空管二元复合滤嘴烟支进行检测的问题;林河等研制了一种残烟条烟丝在线分选装置，能有效地将烟丝分选出来并在线利用;黄礼刚改进了SE供胶系统，解决了供胶不足导致烟条跑条和爆口的问题;程群等基于PID的温度控制方式对ZJ118A型卷接机组的搓板加热进行优化，提高搓板加热效率;周钦等利用PDCA循环理论找到问题点，通过产品的质量控制和管理，解决了ZJ118型卷接机组分离轮运行不稳定的问题;徐亚军，陈浩、李莲喜等根据装配经验设计了适用于ZJ118型机组的装配工装和方法。
水松纸切割装置是ZJ118型卷接机组上最核心也是精度最高的装置，在卷烟生产过程中，水松纸的切割是卷接机组的核心工序之一，目前对刀辊清洁的研究还比较少，为此通过分析ZJ118型卷接机组的水松纸切割原理，研制一种刀辊毛刷润滑装置，提高其清洁效果。
用电机制作小发明大全
用电机制作小发明大全1.电动调料研磨机：利用电机的转动力量，将调料研磨成细粉，方便烹饪使用。
2.电动刷子清洁器：通过电机带动刷头的旋转，将刷子上的污渍迅速清洁，省时省力。
3.电动旋转花盆：通过电机的转动力量，使花盆可以自动旋转，方便植物吸收阳光和水分。
4.电动葡萄剥皮器：利用电机的力量，将葡萄的皮剥离，方便食用。
5.电动太阳能充电器：将太阳能转化为电能，通过电机将电能存储起来，可以给手机等设备充电。
6.电动自动拖把：通过电机的力量，自动推动拖把前进，方便地清洁地板。
7.电动转笔器：利用电机的转动力量，帮助练习者自动转动笔杆，提高转笔技巧。
8.电动自动擀面皮机：通过电机带动擀面杆的转动，可以将面团自动擀成薄片，省时省力。
9.电动自动裁纸机：通过电机的力量，将纸张按照设定的尺寸自动裁切，提高裁纸效率。
10.电动自动涂抹机：利用电机的力量，将涂料均匀地涂抹在物体的表面，提高涂抹效果。
11.电动蚊香熏蒸器：通过电机的力量，将蚊香熏蒸剂均匀地释放出来，驱赶蚊虫。
12.电动自动搅拌机：利用电机的力量，将食物自动搅拌均匀，省时省力。
13.电动窗帘控制器：通过电机的力量，自动控制窗帘的开合，方便调节光线。
14.电动自动理发器：通过电机的力量，自动修剪发型，省时省力，避免剪刀不当操作带来的伤害。
15.电动自动鞋底擦拭器：通过电机的力量，将鞋底的污渍自动擦拭干净，保持鞋底的干净。
16.电动自动摇篮：利用电机的力量，自动摇动婴儿的摇篮，帮助婴儿入睡。
17.电动自动唱片机：通过电机的力量，自动旋转黑胶唱片，播放音乐。
18.电动自动吸尘器：利用电机的力量，自动吸尘，清理地面上的尘土和碎屑。
19.电动自动洗衣机：通过电机的力量，自动洗刷衣物，省时省力。
20.电动自动按摩椅：利用电机的力量，自动按摩人体各部位，缓解疲劳。
有刷换向DC电动机EMC设计
有刷换向DC电动机EMC设计随着现代工业技术的迅速发展，电动机的应用范围越来越广泛，而其中最受欢迎的就是交直流电动机。
其中直流电动机具有体积小、功率大、噪音低等优点，广泛应用于许多领域。
然而，直流电动机由于其刷盘的存在而存在EMC问题，这给使用者带来了很大的困扰。
因此，在此我们将重点介绍一下有关刷换向DC电动机EMC设计的相关知识。
直流电动机的工作原理和结构：直流电动机由于其结构简单、容易控制和使用，因此成为重要的电动机类型之一。
直流电动机由电源、电枢、磁极和刷子四个部分组成。
完成工作转换的部分是电枢和刷盘。
刷换向DC电动机EMC问题：当直流电动机运行时，由于电枢的旋转会生成一定的干扰信号。
此外，刷子经常与滑环磨擦产生火花，这也会产生EMC干扰。
在许多应用中，干扰能量足以使周围的电子设备产生故障或干扰。
因此，EMC问题在直流电动机的使用中是非常重要的问题。
刷换向DC电动机EMC设计方法：一、减轻电枢的EMC影响在刷换向DC电动机的设计中，应该尽可能减少电枢的线圈数量，增加导线截面积，这样可以大大降低电路中电容和电感的值，从而减轻干扰。
同时，使用高频磁场屏蔽材料对电枢进行包覆，也可以有效减少电枢的EMC影响。
二、刷盘的EMC设计为减少刷子与滑环磨擦引发的干扰，可以使用低火花刷盘，增加刷荷方式，这样能够减少刷子的摩擦，从而减少火花的产生。
此外，对刷盘设计进行优化，可以加入一定的滤波电路，从而有效地减少电机干扰带来的影响。
三、EMC PCB布局在设计过程中，需要妥善考虑PCB布局以及信号和电源线的位置。
应该尽可能使线路平行线和成对线，减少交叉线和辐射线谐波的交叉干扰。
除此之外，还应该根据所需功能加入适当的隔离电路。
这样不仅可以保证电机正常运行，还能减少EMC问题带来的干扰。
总之，刷换向DC电动机EMC设计需要不断地优化，应该根据实际应用情况进行调整，以提高电机的可靠性和性能。
除此之外，还需要采用合理的强制干扰检测方案，对已经有干扰的电路进行及时修复或更换，以使电机系统始终保持正常运行状态。
毕业设计(论文)-农作物清洗机的设计
农作物清洗机是关于清洗收割后的农作物的机械，是农业自动化加工的重要器械之一。
为了实现高效率、全自动地清洗农作物，设计一种链板式的传送带气泡清洗机, 以便于后续的加工与流水线作业。
本设计基于农业自动化机械的研讨现状和发展状况, 再按照农作物清洗机的清洗需求及任务特点，与相关文献及手册相结合,选择电动机, 设计链轮、轴，完善清洗机设计。
气泡清洗机适合清洗叶类、豆荚类、根茎类、瓜果类等农作物。
主要的结构有电动机，减速器，链式输送带为主，其中输送带使用冲孔不锈钢链板结构。
设计的重点在于整体机械的结构设计，难点在于轴的设计计算与校核。
需要计算出转速、功率、转矩等。
设计完成之后需要用计算机三维辅助设计来制作清洗机的三维建模，建模用的软件是CATIA。
最后CAD软件参考三维建模的投影，绘制二维的装配图与零件图。
关键字：气泡清洗机；计算机三维辅助设计；冲孔不锈钢板AbstractThe crop cleaning machine is about cleaning the harvested crops, is one of the important equipment of agricultural automation processing. In order to achieve high efficiency and automatic cleaning of crops, a chain plate conveyor belt bubble cleaning machine is designed to facilitate subsequent processing and assembly line operation. This design is based on the current situation and development of agricultural automation引言 --------------------------------------------------------------------- 1第一章绪论---------------------------------------------------------------- 2 1.1 农作物清洗机的现状 -------------------------------------------------- 2 1.2 农作物清洗机设计要求------------------------------------------------ 41. 3农作物清洗机类型的选择 ---------------------------------------------- 42. 4气泡清洗机的工作原理和机理 ------------------------------------------ 4第二章主要结构设计-------------------------------------------------------- 63. 1电动机功率的初步计算------------------------------------------------ 62.1.1计算传送带驱动滚筒轴的功率 --------------------------------------- 62. 1.2计算电动机的功率------------------------------------------------- 6 2.2 电动机的选择 ------------------------------------------------------- 7 2.3 减速器的选择 ------------------------------------------------------- 7 2.4 传动方案的选择 ----------------------------------------------------- 8 2.5 链传动的设计计算 --------------------------------------------------- 82. 5. 1确定传动比和链轮的转速 ------------------------------------------ 82. 5. 2确定链传动的计算功率 -------------------------------------------- 82. 5. 3确定链条的型号和节距 -------------------------------------------- 92. 5.4计算链速--------------------------------------------------------- 92. 5.5计算链节数和中心距----------------------------------------------- 92. 5.6确定润滑方式----------------------------------------------------- 92. 5. 7计算链传动作用在轴上的压轴力 ------------------------------------ 92. 5. 8确定链轮的材料及热处理方式 ------------------------------------- 102. 5. 9计算链轮的几何尺寸 --------------------------------------------- 102. 5. 10链传动的失效形式 ---------------------------------------------- 10 2. 6轴的设计计算 ------------------------------------------------------- 112. 6.1初步计算轴径---------------------------------------------------- 112. 6. 2轴的结构设计 --------------------------------------------------- 112. 6. 3轴的强度校核计算 ----------------------------------------------- 12 2. 7键的选择与校核----------------------------------------------------- 162. 7.1减速器输出轴与主动链轮的键的选择与校核-------------------------- 162. 7. 2主轴与从动链轮之间的键的选择与校核 ----------------------------- 172. 7. 3主轴与主动带轮之间的键的选择与校核 ----------------------------- 17 2. 8滚动轴承的选择与校核计算------------------------------------------- 172. 8.1滚动轴承类型的选择方式------------------------------------------ 172. 8. 2轴承型号的选择 ------------------------------------------------- 172. 8. 3轴承寿命的校核计算--------------------------------------------- 18第三章其他结构的选择和设计----------------------------------------------- 202.1 传送带的选择和设计------------------------------------------------- 203. 1. 1网带的选择----------------------------------------------------- 203.1.2 网带带轮的设计计算--------------------------------------------- 203.1.3 网带的设计计算------------------------------------------------- 21 3. 2气泡发生装置的选择------------------------------------------------- 22 3.3整体水槽的设计------------------------------------------------------ 23第四章计算机三维模型设计------------------------------------------------- 24 5. 1三维软件概述------------------------------------------------------- 24 5. 2三维模型零件的设计与组装------------------------------------------- 24第五章机电传动控制部分--------------------------------------------------- 25结论 -------------------------------------------------------------------- 27参考文献 ---------------------------------------------------------------- 28谢辞 -------------------------------------------------------------------- 29随着农业自动化的发展，在这生产量庞大的条件下，用人类的劳动力来清洗农作物显然是不可能的，机械设备在我们生活的地位越来越高，农业机械极大地提高了农业劳动生产率。
毛球修剪器设计说明书讲解
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贰 毛球剪毛器简介--外观
市场上产品示例图：
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贰 毛球剪毛器简介--外观
毛球修剪器
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贰 毛球剪毛器简介
3产品特点
市场上产品示例图：
1.网罩旋松即停,第二安全开关.网罩 拧开后开关在开的位置修剪器也不会 再转； 2:高中低三档调节,适用于不同的织物 (由于毛衣上的毛球不一样大)； 3:织物花纹的部位----顺着花纹的方向 滑动； 4:快速修剪的方法----将机身小幅度在 衣物上左右滑动； 5:有凸出装饰的衣物----滑动时饶过凸 出的部分； 6:除去顽固的毛球-----垂直和平行衣 物的纹路滑动； 7:吸除衣物灰尘； 8:薄质的衣物----叠成双层并放在熨衣 板上修剪毛球
年轻人经济属性的分类 从经济属性来说，年轻人又可以分为
以下四个群体：基本无收入的学生族；收入低的打工族；收入中等的白领 族；收
入颇丰的富二代。很显然，从社会属性来看，年轻人并不指包含这四个群 体，而在本文中，为了方便研究，我们在他们身上赋予了经济的属性。
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伍 目标人群分析
1.学生族
这个人群包括在校的学生和刚毕业没多久还处于待业状态的年轻人，这 个群体人数众多，仅中国大学生人群就已经超过2000万，相当于德国人口的 四分之一，英国人口的三分之一。这是一个庞大的数字，对于营销工作者来 说，不仅仅以为这中国的消费者素质提高了，更看到了一个庞大的商业市场。
买来的漂亮毛衣会不会因为表面起球了而非常郁闷呢？明明是新买的， 由于各种原因（与其它衣衣混在一起洗，或粘到棉被上的线粒）粘上了令人 讨厌的毛球，衣衣犹如鸡肋食之无味，弃之可惜？仔细观察，你就会发现毛 衣上有许多的小圆球，由毛衣上的毛组成。。这样不仅妨碍美观，还会让你 摸起来非常不舒服。如果处理不当，会损坏整个毛衣，反而更不好。
吸尘粉笔擦[实用新型专利]
专利名称：吸尘粉笔擦
专利类型：实用新型专利
发明人：余国华,曾凡烊
申请号：CN201420840031.3申请日：20141226
公开号：CN204398704U
公开日：
20150617
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种吸尘粉笔擦，属于黑板擦领域，用于解决电动吸尘装置成本高、设计复杂、占用空间大的不足。
它包括擦面和外壳，外壳上设有吸尘通道和集尘箱，吸尘通道和集尘箱垂直连通，擦面和吸尘通道分布在两侧，吸尘通道靠近擦面一侧为开口设计，其上方设有安装帽，安装帽上安装有吸尘装置，吸尘装置包括毛刷、滚刷、滚轮和滚轴，滚轮为两个，固定安装在滚轴两端，滚刷固定安装在滚轴中部，滚轮与毛刷配合安装，由毛刷转动带动滚轮转动，毛刷安装在安装帽上。
本实用新型有益之处在于，成本低廉、无需电动设备、结构简单、方便实用，再设计工艺上减少繁琐设计，同时保障了吸尘的效果。
申请人：余国华
地址：400084 重庆市大渡口区公民村2社附1号
国籍：CN
代理机构：重庆中流知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：陈立荣
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全自动洗车机毕业设计(6)
第6章 软件系统设计6．1 PLC程序语言在PLC的发展初期，选择控制系统首先应做出的重要决定是选择PLC的生产厂家。
之后，用户就必须应用该厂家的软件及编程方法，选择的自由度比较小。
由于不同的厂家的PLC具有不同的编程语言，各个厂家之间的PLC无法兼容，这样就给PLC的普及带来了一定的困难。
国际电工委员会（IEC）于1994年月公布了专门用于PLC编程的标准—IEC1131-3，该标准介绍了5种PLC编程语言的表达方式：顺序功能表图(Sequential function chart)、梯形图(Ladder diagram)、(Function block diagram)、指令表(Instruction list)和结构文本(Structured text)。
梯形图(LD)和功能块图(FBD)是图形语言，指令表(IL)和结构文本(ST)是文字语言，而顺序功能表图(SFC)是一种结构块控制程序流程图。
1. 顺序功能表图．顺序功能表图是一种顺序功能控制的图表，功能图标主要分为三部分，即步、转换和动作。
如图6-1所示，步代表一种特定的编程控制逻辑，相当于一个逻辑块。
转换时从一个动作到另一个动作的转换条件。
这三个部分构成了顺序功能表图的主要部分，表示时必须全部表示出来。
图6-1 顺序功能表图结构图a)顺序结构 b)选择结构 c)并行结构在顺序结构中，CPU首先反复执行步1中的动作，直到转换变成“真”，以后CPU将处理第2步。
在选择支路中，取决于哪一个转换是活动的，CPU只执行一条支路。
在并行支路中，所有支路被同时执行，直到转换成活动的。
2. 梯形图(LD)一般学过电气控制的人对继电器控制都比较熟悉，相对继电气控制，梯形图更加简单。
PLC里面的梯形图全部是从电气控制的继电器控制发展演变过来的，基本思想一致，主要区别存在于表示方式和使用方法上。
常规继电气控制中使用的内部继电器、定时/计数器等在PLC中都有软件实现的。
牙刷机器人制作教程
季天冬收集，请勿盗取！记得小时候，每次上实验课就特别头疼，以为老师总让我们自己动手做小玩意，最夸张的是有让我们设计一款机器人，而且还要会走路！好多次我研究机器人制作教程，滴水未进，夜不成眠，仍是一头雾水。
今天刷牙，灵光突现，还是什么都没想出来。
不过Evil Mad 科学实验室就帮大家想出一个N招，用牙刷做出能快速走路的机器人，动作灵敏，小巧可爱。
我把教程和大家共享下，感兴趣的自己做了一个，等待你说成功！我们要做的这个机器人叫BristleBot，是一个非常简单而小巧的东东，原料也非常简单，只要准备一个牙刷，电池和寻呼机的震动发动机，制作原理相当有意思。
1、首先，要先准备好原料，斜面毛鬃的牙刷，寻呼机上的震动发动机。
这里需要强调一点的是，毛刷一定要选择有倾斜度的，这样能帮我们达到理想的效果。
2、牙刷选好后，用剪刀把手柄剪掉，只留下牙刷的毛头就可以了。
它就是机器人的支架，也就是机器人的坐台。
3、一步，我们需要准备震动寻呼机的发动机，或者其他小型的发动机也可以，如果你找到更小的发动机就要想办法增加一点重量，通常来说寻呼机上的最合适，电压一般为1-9 V。
当然，可以去易趣上买一个。
你还要找一个提供能量的电源，锂纽扣电池或者手表电池就可以，它们大约为1.5 V 或者 3 V。
然后用铜导线把电池和发动机的终端连接起来。
测试下是否连接正常。
4、然后把双面胶粘在牙刷头上。
5、虽然帖双面胶固定发动机很简单，也很重要。
你必须找个合适的位置固定发动机，因为发动机在刷头上的位置决定它运动时的方向，还有动作等，当然，不能搞的头重脚轻，让机器人在行走时摔跟头。
6、最后一步就是安装电源，测试机器人能否启动。
选择不同的纽扣电池对机器人的运动方向影响最大，因为电池决定发动机的震动频率，从而使毛刷在地面上如何旋转。
测试通电正常后，机器人就做好了。
一般做好的机器人在桌面上不会沿直线行走，适当时候转弯，貌似一个有头脑和方向感的小家伙。
毕业设计论文自动汽车清洗机的设计
摘要
随着 找 国 汽车保有量的迅速提高，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。汽车清洗 机作为洗车 厂作必不可少的设各，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护 的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。
汽车 清 洗 的传统目的是把汽车上的灰尘汕污清洗掉，使汽车清洁亮丽，光彩如新。围绕这 一日的，洗车方法土要有以 卜儿种：
１、人工洗车：规范的洗车方法是先用抹布蘸上水润湿车身，再均匀涂上洗车液用抹布擦洗 一遍，然后用消水冲洗，在用千抹布吸水，用魔皮将水完全吸干。这种洗乍方法不仅存在 ·损伤车身油漆，降低车身漆面光洁程度的缺点，而且会造成浪费水资源和污染环境的恶
缺点 。
４、 无 水 洗乍：无水洗车是先用掸子掸去车身表面浮土，再用无水洗车液进行汽车消洗的一 种新 型 环 保洗乍方式。它具有一Ｗ约水资源，绿色环保等优点，受到政府的扶持，但是，它 并不 能 完 全替代有水洗车，对于较脏车辆以及汽车底盘等部位，无水洗车不能满足要求。 ５、 无 刷 毛白动洗卞机：采用高速水刀喷出的高压力水雾从上往下清洗汽车，灰尘冲掉后， 自动 泡 沫 喷头喷淋，然后用高压清水进行清洗。它几有消洗速度快，效果好，不损伤车漆的 优点 ， 但 存在水耗大，设备投资和运行费用高昂的缺点。 ６、 全自动电脑洗卞机：电脑洗车机是利用电脑控制毛刷和高压水枪来清洗汽车的一种设 备。 主 要 由电路、气路、水路和机械部分构成。它可通过编制多种洗车程序来完成不同要求 地洗 车 效 果。具有洗车效果好，效率高，节水等特点。 汽车 清 洗 是近儿年才在我国逐渐发展起来的新兴行业，具备资金和技术门槛低的特点。由 于从国家到地方，相关的行业标准不是十分完备，对场地、环保、设备、技术、经营管理等方 面都缺乏明确的规定和要求，导致本应被淘汰地洗车方式仍然在洗车市场上大行其道，而无水 洗车、全白动电脑机械化洗车等先进的洗车方式却在市场份额中占有很小的比例。在欧、美等 发达国家，经过多年的发展，科学洗车的理念己深入人心，洗车市场的洗车方式有全自动电脑 洗车机洗车、燕汽洗车和无水洗车，其中尤以全自动电脑洗车为主。在我国建设、美化城市， 创建现代化城市的发展土题中，在全社会节约水资源、保护环境、可持续发展的潮流中，追求 时尚、效率和环保已成为汽车美容服务行业的重要内容和发展方向。目前，城市落后的人工洗 车方式己不能适应现代化城市的市容卫生和行业发展的需求，也不符合企业的规模经营、专业 化、规范化的要求，更谈不上行业的可持续发展。要想中国的洗车行业健康有序地发展，当务
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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 关于新型电动毛刷的研究与设计 作者：胡迪 来源：《企业技术开发·中旬刊》2013年第09期
摘 要：文章采用齿轮传动机构与曲柄滑块机构对电动毛刷进行设计。齿轮传动主要是连接电动机与毛刷前端，曲柄滑块机构控制清洗液的流向，设计要求毛刷结构的平稳和清洗液的利用效率的提高。
关键词：电动毛刷；齿轮机构；曲柄滑块机构 中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）29-0040-03 1 产品的功能特点 通过旋转的刷毛自动清洗厨房及卫生间的各种水池，同时喷洒由用户自己选择的清洗液以达到针对水池清洗的目的，电动毛刷在使用过程中不需要使用者另外喷洒清洗液。刷头有转向相反的两部分组成，可以使刷洗效果更好。刷头部分可以拆卸跟换不同的刷头满足不同情况下的要求，并且便于更换旧刷头。
2 产品的使用方法 在产品电量充足的时候打开开关，刷毛将开始旋转，将刷头紧挨需清洁的表面轻轻压住至污渍洗净即可。同时可以自行选择喷洒的清洗液，装入把柄处的清洗液瓶并且拧紧即可。使用时在毛刷转动时打开喷洒开关便会在刷头自动喷洒出之前装入的清洗液，如果不需要清洗液也可装入清水提高清洗效果，请不要在液瓶内无水的情况下打开喷洒开关，可能会造成设备的加快老化、减短使用寿命或者直接损坏。
3 产品的构成与功能原理 成品图如图1： 本产品由毛刷旋转机构、清洗液喷洒机构和外壳支架三部分组成。 毛刷旋转机构中主要使用齿轮传动，由电机带动主轴齿轮转动，主轴转动将动力输送到毛刷前端，直接带动毛刷尖端部分转动，同时带动齿轮转动，将动力传送到毛刷侧面部分，使其转动，从而使整个毛刷前端转动，达到清洗的目的。
清洗液喷洒机构中主要使用曲柄滑块机构，由电机带动相当于曲柄的齿轮旋转，使活塞做往复运动，同时由于T型管内的两个单向阀，使清洗液单向得经管道向毛刷头流去，最后经喷口喷到清洁面上。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 外壳支架部分主要功能是固定零部件，供清洗液在内部的管道流动。 4 产品的设计 我们希望设计一种方便的清洗装置使我们可以轻松的清洁厨房与卫生间的水池。我们主要参考的是清洗厨房与厕所使用的毛刷与电动牙刷来设计我们的电动毛刷。其主要优点是便捷省力而且附带喷洒清洗液的功能使清洁人员可以快速高效的清洗厨房及卫生间的各种水池，而且可以根据不同的水池自行选择清洗液。
最早是设计了三种传动方案。 方案一：定齿轮传动 方案二：定齿轮传动 方案三：行星轮转动 方案一通过定齿轮将主轴的动力传递给尖端的刷毛罩，方案简洁机构少，但是这样的设计会使清洗液的喷头没有好的位置喷洒清洗液。
方案二通过两个轴很长的定齿轮将主轴的动力传递给尖端的刷毛罩，这样的话中间可以给清洁液管道足够的空间而且不容易出现渗透与泄露的问题，但是会使连接手柄与毛刷头的中间连接部分直径过于巨大，不利于使用而且看起来过于庞大影响美观。
方案三通过将刷毛罩连接在行星齿轮的中心来将主轴的动力传递给刷毛罩，这样连接部分比较细但是有着清洗液管道不好设计的问题。
考虑到实现设计结构所需的尺寸问题、液体管道的密封问题与总体机构的排布问题之后，我们最终选择将方案一和方案二结合起来的新结构作为进一步设计的基础。
最后定型的刷毛罩传动方案如图2所示： 通过主轴上齿轮带动两个定齿轮转动，由内齿轮带动侧面刷毛转动，同时主轴直接连接在尖端刷毛罩上带动其转动。此方案基本上兼顾了一二方案的优点又去掉了部分重大的缺点，连接部分比较细而又给清洗液管道留有空间，整体机构布局比较简洁。
之后设计了清洗液的喷洒装置，我们选择了曲柄滑块机构。 通过主轴上齿轮带动定齿轮转动，同时上面的连杆被带动活塞做直线往复运动，而活塞在一个装了两个单向阀的T型管里做往复运动以实现不断从清洗液瓶中吸水向刷头压水。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 但这只是基本的结构，在进一步设计时我们开始考虑一些实际性的问题，比如齿轮所需的模数、电机所需的功率与转速等一系列数据方面的问题。
①齿轮的设计 在设计中的齿轮均采用标准齿轮，据GB 1357-1987，齿轮模数标准值为： 第一系列： 0.1，0.12，0.15，0.2，0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1，1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50
第二系列： 0.35，0.7，0.9，1.75，2.25，2.75，（3.25），3.5，（3.75），4.5，5.5，（6.5），7，9，（11），14，18，22，28，36，45
压力角均取20？觷。 在实际设计中的具体要求是：利用齿轮系的减速比为n1：n3在2～3范围内，而整个轮系所占空间有限，大中心轮的直径约在50～70 mm范围内由齿轮啮合的规律有：
d1=z1×m d2=z2×m d3=z3×m d1+2×d2=d3 又不能产生根切，即z1，z2，z3大于或等于17，综合以上条件，得到一组可行解Z1=20，z2=18，z3=56，m=1
顶部也有一组外啮合齿轮，同理z4=z6=18，z5=36 对于外齿轮d=m*z，da=d+2*m*（ha*），df=d-2*m*（ha*+c*），db=d*cos（alpha） m=1 齿厚s=？仔*m/2=1.57（mm），具体如表1所示。 ②电动机的选择。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 由于缺乏实际试验数据，假定毛刷转速为10 r/s，假定毛刷外对物体表面的摩擦力为5 N，毛刷所在圆周直径为80 mm，则电动机提供的有效功率为P=2×？仔×10×5×0.04=12.56 W，查找相近功率的电动机供选择，为安全起见，工作电压设定为低于36 V，电源选择为相应的的直流可充电电源。
最后，我们根据已设计好的部件将相对合理的设计了清洗液管道和毛刷头的清洗液喷头。将清洗液管道设计在连接部分的外壳内，将喷头设计在刷头两层毛刷之间。
至此，我们的理论设计工作基本完成了，之后主要通过各种cad软件进行二维与三维的实际设计。（如图3和图4所示）
5 设计体会 我们在设计中遇到了一些问题和困难，但通过独立思考、联系理论实际以及相互讨论，最后都得到了比较好的解决。
理论中的设计就存在各种各样的问题，付诸实际则问题更多。我们设计的产品从传动原理上没什么特别的困难，但是联系到我们需要设计清洗液的流动和喷洒，一个个问题就接踵而至，首先就是管道的设计，液体的流动性决定了它的管道不能有像一般的轴一样自由旋转的部分，否则就容易出现泄漏等问题，而且管道最好设计在稳定的部分，否则容易使液体随着管道运动而使产品在使用时出现不断摇晃或者重心不稳等问题，极大得影响产品的使用。然后就是喷头的位置，我们认为在刷毛间喷洒清洗液才能最大程度得使清洗液发挥提高清洗效率及质量的效果，于是我们设计成两层毛刷的结构使得中间有位置给圆盘型的喷头。最后就是整体的布局，整个产品只有重心稳固使用起来才不会出现拿不稳或者头重脚轻等各种问题，我们在考虑了材料强度等问题后尽量将产品设计成轴对称的结构使产品在使用时尽可能的平稳。
而在二维设计和数据计算时主要出现的就是对未知事物的处理问题，在一个新产品设计中应该会出现很多问题，但这正些是需要我们通过学习去解决的问题。首先就是毛刷的转速及力矩问题，其实在这个问题上我们没有什么好的现实例子作为参考，我们类比了电动牙刷的数据但是发现它的刷头转速过于大，一般都在每秒100转以上，但是我们的产品需要考虑到水花飞溅等问题最后确定为每秒10转，这样毛刷边缘的水滴的水平加速度正好小于重力加速度，理论上不会出现水花四溅的问题。而清洗力我们假设为5 N。之后的齿轮相关计算则是另一个难题，不过在课堂内所学已经给了我们足够的知识去解决诸如重合度与传动比等一些列问题。
在制作三维模型时，由于三维模型基本体现了实物的外形布局特征，因此此过程有助于我们对之前的布局进行合理地更改。例如在设计电机和压缩机布局时，为使总体的结构更加紧凑我们在原来设计的基础上增加了一个齿轮调整了电机的位置从而使这一部分的总体尺寸减小，避免尺寸过大使产品不美观。另外，在三维设计模型时能很好地利用是否产生干涉判断尺寸设计是否合理，并及时进行更改。总的来说，三维设计能够很好的表现实物特征并能对二维设计的尺寸参数进行校验以及合理得更改，是产品设计过程中很重要的一个环节。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 总的来说，虽然这次设计遇到了一些问题，但是最后都成功的解决了。在这次机械原理的课程设计中我受益匪浅，达到了开始时的设计目标，设计出了想象中的产品，也理解了“习比学重要，做比说重要”这一句至理名言，一定可以在之后的学习中更上一层楼。
参考文献： [1] 杨家军.机械原理（第一版）[M].武汉：华中科技大学出版，2009. [2] 常明，童秉枢.画法几何及机械制图（第四版）[M].武汉：华中科技大学，2009. [3] 王霄，刘会霞.CATIA V5R17典型机械零件设计手册（第一版）[M].北京：冶金工业出版社，2009.
[4] 韩书葵，胡仁喜，刘昌丽.CATIA V5应用教程（第一版）[M].北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2008.
[5] GB 1357-1987，渐开线齿轮模数机械国家标准[S].