小广告清洗机机械结构设计

张德珍

0 前言

户外小广告在今天中国随处可见，无论城市乡村，无所不在。户外小广告犹如一个城市的疤痕，让城市变得满目疮痍，户外小广告也犹如牛皮癣一样顽固，屡禁不止，严重影响一个城市的市容市貌。但是现在并没有可普及应用的广告清除器。现存的广告清除器，皆是些高温高压的水枪或一些大型的设备，要么体积大，要么价格昂贵，要么不易携带，要么清除效果不好等等，不能达到人们所需的理想效果，适用范围比较狭窄。因此，设计一种合理的清洗机结构，提高清洗效率、增大清洗面积成为主要的研究内容。我们经过市场考察，征求广大清洁工的意见，设计一种新型的小广告清理器。本产品质量轻、清除比较彻底，便于携带，清除效率高，成本低。这次设计的小广告清洗机，在工作时边喷水边清理，以电能作为动力源，通过机械传动带动清洗刷与喷水系统相结合来对街道、社区、楼道狭窄地区张贴的非法小广告进行清除。要实现这一功能需要使传动轴既能够旋转又能够喷出水流实现力传导的作用。

1 结构设计方案

1.1 工作原理

该小广告清洗机基本组成部分包括电动机、一对直齿圆柱齿轮传动、传动轴、轴套、清洗刷头等，动力机构—电动机，采用转矩大，转速较高，并且采用48 V 直流电源驱动，质量轻、寿命长。可以用电动车进行驱动，携带方便。传动部分通过一对齿轮副，带动传动轴旋转，传动轴再通过螺纹连接，带动清洗刷头对广告纸进行清除。这种轴要求既能够旋转又能够喷出水流的作用，因此要将传动轴制成空心，并且在轴侧面开设进水通孔。与之相配合的轴套，侧面开设有一进水孔，与外部水管相连接，使水流能够通过轴套流入传动轴。

1.2 关键零件材料的选取

传动轴和轴套是该产品的主要零件，根据传动轴的工作要求，既要经常与水流接触，还需要传导动力，因此所选材料要求既要耐腐蚀，又要有一定的强度。轴套起到支撑传动轴的作用，同时连接清洗机支架等零件，要求耐磨、刚度大，综合以上，选用较广应用的302 不锈钢作为原材料，耐磨、耐腐蚀的同时又具有一定的强度，能够满足工作要求。

1.3 主要零件设计

1.3.1 传动轴的设计

传动轴零件图如图1 所示，传动轴上需要安装轴套、齿轮、轴承、连接头等零件。传动轴总长105 mm，轴外径为10 mm，轴左端加工有M8x1 的螺纹，长10 mm，用来连接清洗头的连接头。轴中心开设有长80 mm、直径为3 mm 的盲孔用来输送水流。轴侧面距离轴左端47 mm 处开设有直径为4 mm 的进水孔，可以使水流经过此孔流入到轴盲孔内。轴右端分为三段，公称直径分别为8 mm、7 mm、6 mm，分别与齿轮、轴承、螺母配合。

图1 传动轴零件图

1.3.2 轴套的结构设计

图2 轴套零件图

如图2 轴套总长70 mm，轴套外部分为两段，下半段外径为20 mm，长30 mm，，上半段长40 mm，外径为25 mm。轴套外侧上半部分开有直径为7 mm 的盲孔，用来和外部进水管相连接。轴套中心设计有直径为9 mm 的通孔以便套入轴。在轴套内部有一段长16 mm，直径为15 mm 的内孔，用来缓冲由水管流入到轴套内的水流，以便水流进入到传动轴内。轴套两端有内径为12 mm、长3 mm 的凹槽用来安装轴承。

1.4 零件的配合

轴和轴套两零件装配如图3 所示，包括轴和轴套、轴承和轴以及轴承和轴套之间的配合，轴需要在轴套内旋转，因此两零件需用间隙配合，轴承和轴，轴承和轴套之间需要过盈连接，不能够存有空隙，否则会造成设备漏水。传动轴上需安装三个轴承，传动轴和轴套之间的轴承一是实现轴在轴套中旋转，二是对轴起着支撑作用，轴套两端的轴承主要起到密封作用，防止水流从轴套两侧流出。齿轮和传动轴的周向固定通过楔键连接，同时利用轴肩对齿轮左端轴向定位，齿轮右端采用轴承定位。

图 3 轴和轴套装配图（1 轴 2 轴承 3 轴套 4 齿轮5 螺母）

2 应用

这种轴和轴套配合既能够旋转又能够喷出水流的作用。这种结构不仅能够应用在广告清洗机上，还能应用在家用洗碗机、家用拖地机等家用电器，家用洗碗机可以利用空心传动轴配合轴套对要清洗的脏碗内进行喷水，同时通过传动轴带动洗碗刷快速清除碗内脏污，不仅节约洗碗时间，而且节约水资源。

3 结束语

广告清理器作为一种实用的小机械，有良好的发展前景。目前国内广告清理器的品种，价格比较昂贵，并且不易携带，不能适用于街道的各个角落。不能有效地保护环境，不能达到人们所需的理想效果，适用范围比较狭窄。本设计是专门针对街道工作人员所需研发的，针对性较强。该清洗机在原有设计功能的基础上进行结构设计，以电能作为动力源，通过机械传动带动清洗刷与喷水系统相结合来对街道、社区、楼道狭窄地区张贴的非法小广告进行清除。清洗机主要部分是机械传动装置，机械传动装置的主要零件是轴套和轴，通过两零件的相互配合完成传递动力和喷出水流的任务。两零件的设计需要考虑形状，配合等问题，最终到达能够清除小广告的目的。