小广告清洗机传动轴和轴套的设计

摘要：现在城市中随意张贴小广告现象严重，清除小广告费时费力，针对城市中存在非法张贴小广告并且难以处理的现象，设计一种小广告清洗机。小广告清洗机是一种利用电能作为动力源，通过机械传动带动清洗刷通过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。小广告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导力矩和喷出水流的任务。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。

关键词：小广告清洗机；轴；轴套

户外小广告在今天中国随处可见，无论城市乡村，无所不在。大多数城市小广告都包含办证，刻章，贷款，取公积金等等内容，不仅影响市容还直接或间接损害着人们的利益[1]。 城市中非法张贴小广告大多是人工铲除或是利用高压水流进行清除，费时，费力，浪费资源。目前许多小广告清除器还处于实验研究阶段，现有的小型小广告清洗机设计采用的是电机直接带动刷头进行工作[2]，工作时先用喷水装置在广告纸上进行喷水然后在用旋转清洗头清除小广告或是利用电机直接带动清洗头而不带喷水装置进行工作[3]。而本文所设计的小广告清洗机采用的是清洗头中间增加喷水装置，使清洗机既可以单独清除广告又可以在喷水装置辅助下一边喷水一边清洗广告，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。

1 零件設计方案

1.1 轴和轴套设计要求

小广告清洗机传动轴承担着传递动力和喷出水流的任务，传动轴在工作时会带动清洗刷头旋转同时还要作为水管输送水流，因此需要将传动轴设计成空心同时在轴上打出通水孔，使水能够在传动轴内流动。轴套的设计是依据传动轴的结构和清洗机整体安装方式设计的，轴套外部与清洗机支架相连，轴套内部需要和轴相配合能够使轴在轴套内旋转。轴套侧面开有用来与外部水管相连接的小孔，使水流能够通过轴套到达传动轴。两零件的设计需要相辅相成，相互配合从而完成清洗广告的功能。

1.2 材料的选择

传动轴在工作时会经常与水流接触还需要与刷头相连接传导力，因此要求选择的材料具有良好的耐蚀性、一定的强度以及方便采购等特点。轴套需要支撑传动轴同时又与清洗机支架的等零件相连接要求其具有耐磨、不易变形等特点，选用应用广泛的304不锈钢作为原材料加工传动轴能够起到耐磨、耐腐蚀的同时具有一定的强度能够带动旋转刷头进行工作[4]。

1.3 零件具体尺寸设计

1.3.1 传动轴的设计

如图1是所设计的传动轴二维图， 传动轴上需要安装轴承、齿轮、轴套、连接头等零件，因此需要考虑好零件间的相互配合。传动轴总长度为110mm，轴外径为9mm，轴左端有外径为8mm螺距为1mm的螺纹，深度为10mm，用来连接清洗头的连接头。轴中心开有长度80mm直径为3mm的盲孔用来输送清洗小广告的水流。轴侧面距离轴左端47mm处开有直径为4mm的进水孔，此孔可以使水流经过此孔流入到轴盲孔内。水流在经过轴内出水孔从轴左侧喷口喷出。轴右端分为三段，公称直径分别为8mm、7mm、6mm在直径为，公称直径为8mm的一段轴上安装内径为8mm的齿轮，齿轮和轴之间采用键连接，轴上开有长10mm深1mm的键槽用来安装键。公称直径为7mm轴上安装轴承，轴承内径为7mm用来对齿轮进行轴向定位，轴最右端公称设计M6x1的螺纹，使用旋紧螺母对轴承进行固定。

1.3.2 轴套的设计

轴套需要与轴相配合，通过轴承与轴相连接达到支撑轴的作用，同时轴套还要与整个清洗机支架等相连接预清洗机其它零件组成一个整体。如图2轴套总长度为70mm，轴套外部分为两段，下半段长度为30mm，外直径为20mm，上半段外径为25mm，长度为40mm。轴套外侧上半部分开有直径为7mm的盲孔，用来和外部进水管相连接。轴套中心设计有直径为9mm的通孔以便能够使轴套入轴套内工作。在轴套内部有一段内径为15mm长度为16mm比轴套通孔较大的内孔，用来缓冲来自水管流入到轴套内的水流，方便水流进入到传动轴内。轴套两端有内径为12mm深度为3mm的凹槽用来安装轴承。

1.4 两零件和其它零件的配合

如图3轴和轴套两零件相互配合安装所示，由于两零件需要相互配合有相对运动因此两零件之间采用间隙配合，使轴和内孔之间存在一定间隙，方便轴转动。传动轴和轴套之间利用轴承配合使得传动轴在轴套中旋转同时还能够对轴进行支撑，此外轴承安装在轴套两端可以作为密封件使得流入轴套内的水流不会从轴套两侧流出而是直接从传动轴中心流出。轴承和轴，轴承和轴套之间的配合都需要紧密连接不能够存有空隙，否则会造成流入到轴套内的水流从轴承之间的空隙或者是从轴和轴承之间空隙理出导致设备漏水。传动轴和齿轮之间利用键连接，键、轴、齿轮之间采用过盈配合[5]，过盈配合能够是齿轮在轴上减少轴向窜动，

同时齿轮左端利用轴肩对齿轮定位右侧采用轴承定位，轴承也适合轴采取过盈配合，两零件采用过盈配合都可以提高齿轮的轴向定位。

2 传动轴及轴套的应用

小广告清洗机工作原理是利用电机带动小齿轮旋转，小齿轮与大齿轮相啮合使得大齿轮旋转工作，大齿轮通过键与轴相连接带动轴工作，轴与清洗头之间通过螺纹链接带动刷头对墙面小广告进行清除。这种轴和轴套配合可以在实现力传导的同时还能够进行喷水或者其它液体的作。这种组合不仅能够在小广告清洗机上应用，还能在其它需要刷头进行移动工作又要在工作面积内喷洒清洗剂提高清洗效果等工作设备上应用。例如家用洗碗机[6]，家用拖地机等家电上应用，在家用洗碗机上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，而洗碗刷或者是其它洗碗工具则可以利用传动轴进行带动快速清除碗内脏污，不仅节约洗碗时间还能够节约水资源减少水资源浪费。

3 总结

小广告清洗机的工作时采用喷水清洗相结合方式能使清洗小广告效率大大提高。采用轴中心开设盲孔，轴侧面开设进水通孔，轴套侧面开设进水孔使得清洗机在工作时可以边喷水边工作，而不是喷水和工作分开进行可以节约工作时间，此外这种方式还可以对一张广告纸难以清除的部分进行反复喷水清除，避免需要更换设备的麻烦简化了操作过程。

参考文献：

[1]强辽了.户外小广告考察[D].中央美术学院，2013.

[2]林少群，汪刘一，房铭锋.小广告清除器设计[J].科技风，2015，（05）：5859.

[3]董海东，史妮君.便携式小广告清理机的研制[J].新技术新工艺，2013，（10）：1617.

[4]季文华.不锈钢的分类与选择[J].科技信息，2012，（04）：455.

[5]王明，周德欢.轴与孔过盈配合连接的计算及意义[J].起重运输机械，2015，（08）：7173.

[6]罗永新，龙华.家庭洗碗机的研制[J].家电科技，2016，（01）：7881.

本论文的研究得到国家级大学生科技创新项目的支持，项目编号：No.20160024

作者简介：蒋云峰（1993），男，河北承德人，本科在读，研究方向：机械设计制造及自动化专业。

通讯作者：孙晓雪（1988），女，吉林吉林人，研究生，助教，研究方向：机械电子。