除屋檐冰棱机的设计及优化

【目的】我国北方严寒地区屋檐下易形成冰棱,自然坠落的冰棱严重威胁行人安全,有必要设计一种除屋檐冰棱机来去除屋檐的冰棱,以提高行人在冬季出行的安全性,并期望能为面临类似气候问题的地区提供有效的安全防护方案。【方法】首先,设计一种除屋檐冰棱机,包括直线往复夹紧的除冰机构、丝杠升降机构、锥齿轮传动机构和激光测距控制系统。其次,以机构的体积小、效率高和滑动率小为目标函数,优化设计主传动的锥齿轮机构。最后,利用有限元分析主运动锥齿轮的强度。【结果】在满足边界条件、齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度条件下,该除屋檐冰棱机的尺寸紧凑、传动提高、传动效率和寿命增加,优化设计结果明显。【结论】该设计大大提升了工作效率、节省人力,有效地解决了冬季冰棱问题。同时其结构简单、自动化程度高、清洁环保,符合现代机械设计的工艺要求。

一种树干涂白机的结构及控制系统设计

[目的]目前设计的树干涂白机整机尺寸大、成本高、适应性差,因此十分有必要设计一种智能化、全自动的树干涂白机。[方法]课题组设计了一种包括传动系统、夹紧机构、喷涂机构和电路控制系统等结构的新型树干涂白装置,分析了该装置的结构设计及相关程序机理,并进行了主运动机构的力学特性分析。[结果]1)该装置可以对树木进行径向扫描得到其胸径并匹配最佳涂白模式,保证树木喷涂范围完整,均匀涂白且涂白剂消耗量小。2)机构尺寸优化后,各个杆件在摇杆摆角范围为15°~60°工况中所受到的运动副反力(50 N以下)和驱动力矩(5.8 N·m~9.6 N·m)较小,采用强度适中、质量较轻的材料充当杆件材料即可满足杆件的强度要求。[结论]此设计不仅可以大大提升工作效率、节省人力,且结构简单、自动化程度高、清洁环保,具有一定的推广价值。