毕业设计（论文）-小型汽车外部清洗机设计

本科毕业设计 题目名称： 小型汽车外部清洗机设计 学 院： 专业年级： 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 二XXX年 六 月 十 日 摘 要摘 要清洗设备是汽车养护作业中不可缺少的设备，通过汽车外部清洗可以起到外观整洁美观、保护漆膜和涂层，减少腐蚀和损伤的作用。本次设计的小型汽车外部清洗机是新型的清洗设备，由电动机、柱塞式高压水泵、喷枪等部分组成，采用轴向式设计，通过偏心轮盘由电动机直接驱动柱塞泵产生高压水，由调压阀控制出水压力的高低，然后通过高压水枪喷出高压水。本机结构紧凑、体积小，工作可靠而且便于维护。本文从系统选型、结构设计、主要参数计算等方面介绍了其设计过程。关键词：柱塞泵； 喷枪； 结构设计；设计计算- I-摘 要AbstractThe cleaning equipment is indispensable in the conservation work of equipment. The outward appearance gets clean and aesthetic.In addition,the paint-coat is protected and the corrosion damage can be reduced.This design of a small-sized external washing machine is a new washing equipment.Its composed of motor, plunger-type high-pressure pumps, spray gun, etc.By adopting axial design,the high-pressure water emerges through the eccentric disc directly from the motor-driven piston pump.Then,the level of water pressure is controled by the valve which can adjust pressure.At last, the high-pressure water jets from the high-pressure water gun.The machine has compact structure and small volume.It works reliably and is easy to be mended and maitained.The designing process from the system type, structure and the calculation of the main parameters is introduced. Key words: piston pump; spray gun;structure design; design and calculation不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- 25-目录目 录摘 要IAbstractII1概 述11.1 课题来源与背景11.2 解决的主要问题及技术要求11.3 国内外发展研究状况21.4 存在的问题21.5 设计的主要依据及指导思想22 设计任务书32.1 题目名称32.2 设计要求及技术参数32.3 设计内容32.4 设计任务32.5 设计进度43 小型汽车外部清洗机设计53.1 总体结构方案的拟定53.2 水泵配用电机的选择63.3 有关原始条件及参数的确定93.4 主要机件的设计计算103.5 水泵体工作原理143.6 调压阀的设计143.7 柱塞弹簧的校核183.8 密封材料的选用213.9 清洗机材料的选用213.10 喷枪材料的选用224 清洗机的使用说明23结 论25致 谢26参考文献27 清洗机的使用说明1概 述1.1 课题来源与背景课题的来源：由指导老师拟定，结合现有汽车外部清洗设备在汽车清洗中的应用情况而进行的专题设计类课题。课题的背景：目前国内汽车保有量大量增加且呈持续性上升趋势，私人汽车拥有量逐渐增多，但是清洗技术却较为落后，大部分还是靠人工一桶水，一块布的清洗，这种洗车方法清洗效果不好，对汽车外表面也有一定的损害。而大型自动清洗设备由于其运营成本高、投资回收期长，使得洗车价位高，在短时间内很难普及。因此，设计一种经济高效、机动灵活的小型洗车设备是可行的。该洗车机应该具有占地面积小、制造成本低、使用方便、操作简单等特点，在弥补手工洗车和大型洗车机缺点的同时，又可实现高效清洗功能，有较大的实用价值。1.2 解决的主要问题及技术要求本设计为移动式洗车机设计，此清洗机主要由柱塞式高压水泵、电机、机架、喷射胶管、吸水胶管、高压水枪等部分组成，最主要是针对小型车辆外部清洗，除可实现清洗干净等功能外，还应该具备使用方便、操作简单、不受场地限制、成本低、安全可靠等优点。具体内容如下：1）选择合适清洗机型式及结构 包括柱塞泵型式及结构、水枪型式及结构、阀的类型等；2）依据主要技术参数计算确定结构参数如柱塞行程、柱塞直径、水枪喷嘴孔径尺寸等；3）选择电机等辅助器件4）合理进行整体布置，绘制总装配图、零件图主要问题：轴向柱塞泵的设计；配流阀的设计设计完成后，清洗机能够符合规定各项的性能指标。1.3 国内外发展研究状况世界汽车工业的高速发展和汽车保有量的迅猛增长，推动了汽车清洗设备的进一步发展。随着科学技术的发展，高科技在清洗设备中的应用更加广泛，产品质量更高、性能更好、使用更加方便。如今德国、日本等发达国家研制的汽车清洗设备的种类、制造工艺、产品水平均处于世界领先地位，其产品已形成系列化、标准化，用户遍布世界各地。我国十分重视汽车清洗设备的研制和生产。近几年中国多次举办国际汽车维修保养设备及汽车用品展览会，国外许多先进的高科技产品在展会上亮相，在方便使用的同时也为我国开发自己的新型清洗设备提供了依据。移动式的小型汽车高压清洗机机动灵活、使用方便，是清洗行业中必不可少的重要装备。便携式清洗机是新型的高科技产品，可随车携带，比移动式的更轻便、更灵活。目前，我国汽车服务行业不断发展，汽车清洗中清洗设备的种类也越来越多，技术含量也越来越高，逐步实现了行业的规范化、标准化。1.4 存在的问题斜盘式轴向柱塞泵要求的机件制造精度等级高，选用合适的耐磨材料。在斜盘式轴向泵中只要提高相应的圆柱面和平面有关的制造几何精度和光洁度，加上选择较好的材料，就使泵的总效率在高参数下达到90%以上，能够保证泵良好的工作性能，还将提高泵的使用寿命。1.5 设计的主要依据及指导思想设计依据：液压传动与气压传动机械工业出版社，2002机械设计手册机械工业出版社,2001机械零件设计手册机械工业出版社,2004指导思想：结合实际，通过对现代的汽车外部清洗设备、先进的清洗技术进行的综合分析、比较分析，寻找解决问题的最佳方案。2 设计任务书2.1 题目名称小型汽车外部清洗机设计2.2 设计要求及技术参数本次设计的汽车外部清洗机，主要用于汽车维修过程的汽车外部清洗，为维修工作创造良好工作环境。要求清洗机体积小、重量轻，移动方便。主要技术参数：额定喷射压力 4MPa；额定喷射流量 10L/min2.3 设计内容1）清洗机（包括喷枪）的总体设计方案拟定 确定清洗机的结构类型及其总体结构2）清洗机（包括喷枪）结构设计和计算进行清洗机的总体结构设计和计算，液压系统计算，主要结构和零件的受力分析和强度校核，选择电动机3）绘制设计图纸绘制清洗机总装配图，零件图和喷枪总装配图，零件图。4）撰写设计计算说明书5）结合课题进行外文翻译2.4 设计任务1 清洗机总装配图一张2 喷枪总装配图一张3 零件图二十张4 设计说明书一份2.5 设计进度1、 第一阶段：拟定总体设计方案2、 第二阶段：结构设计与设计计算3、 第三阶段：装配图、零件图的绘制4、 第四阶段：撰写设计计算说明书3 小型汽车外部清洗机设计3.1 总体结构方案的拟定用于高压清洗机的泵通常选用柱塞泵，其型式主要有轴向柱塞泵和径向柱塞泵。径向柱塞泵作为大功率泵的应用，由于管状隔膜吸、排水的动力是柱塞往复运行形成的油压，加之多缸的联接，是该泵的结构比较复杂，且拆卸也不太方便。轴向柱塞泵以其与原动机直联、高速为主要特点，但由于高速也存在温度升高、密封寿命短等缺点，多用于10kW以下的微小型清洗机。喷射枪具主要包括喷嘴、喷头和喷枪三部分。我国常用喷枪主要按控制方式来分类，通常分为扳机控制手持式喷枪和脚阀控制手持式喷枪两大类。喷枪的结构特点：一是必须由喷嘴(或喷头)、喷杆及控制柄体(或尾部联接体)三部分组成；二是有扳机式(或脚控阀)控制机构；三是手持式操作。3.1.1 传动形式的确定 本次设计清洗机采用轴向柱塞泵和阀配流形式，为了突出清洗机结构的紧凑，提高传动的传递效率，改变了以往的带传动，而采用先进的轴向式传递动力。通过偏心轮盘驱动柱塞往复运动。3.1.2 水泵体轴的选择针对曲轴在加工上和安装连杆时的诸多不变，为了减少安装时间，提高生产率，减轻清洗机的重量，所以采用偏心轮盘通过推力轴承来实现柱塞的往复运动，偏心轮盘图如图3-1 3.1.3 总体结构设计 该清洗机主要由柱塞式高压水泵、电动机、机架、高压水枪等部分组成，最主要是针对小型车辆外部清洗。为了减轻使用者的劳动强度，便于移动，在设计当中采用带有车轮的车式机座。3.1.4 喷枪结构设计 喷枪设计为扳机控制手持式喷枪，参照QL270A清洗机喷枪的结构进行设计，该喷枪结构紧凑，质量小，控制简单，尤其是与调式喷头通过滚珠改变弹簧片间距离来实现清洗时柱状和扇状液流的转换,能够适应不同清洗部位的需求。3.2 水泵配用电机的选择3.2.1 水泵的有效功率计算N效=rQcH/1000(FW) (1-1)r水的重度(N/m) r=10000N/m3Qc泵的实际流量(m3/h)H泵的实际扬程（m）3.2.1.1泵的实际流量Qc=·Q (1-2)流量系数 =0.98Q理论流量(m3/h) Q=10L/min=0.6 m3/hQc=0.98×0.6=0.59m3/h3.2.1.2水道内径D和壁厚的确定D=1.13 (m) (1-3)Q各段管内液体流量(m3/s)V流速（m/s）吸水管v1.02.0m/s 一般取1 m/s以下压水管v3.06.0 m/s 压力高的一般取大值，本清洗机设计压力为4MPa，故取小值回水管v1.52.5m/sD吸=1.13=0.012m=12mmD压=1.13=0.008m=8mmD回=1.13=0.010m=10mm本清洗机采用阀配流式设计，进出水道及回水