分布系数，由表，载荷系数，弹性系数，由表，节点区域系数，由图，重合度系数，由式，因，取故螺旋角系数，接触最小安全系数，由表，得般可靠总工作时间，应力循环次数接触寿命系数，由图，，许用接触应力验算计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无须调整。

确定传动主要尺寸中心距实际分度圆直径，齿宽，，取，齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数由图，，应力修正系数，由图，，重合度系数，螺旋角系数，当，时按计算，故齿间载荷分配系数，前已求得，故齿向载荷分配系数，由图，，载荷系数，弯曲疲劳极限，由图，，弯曲最小安全系数，由表，应力循环次数，弯曲寿命系数，由图，，尺寸系数，由图，许用弯曲应力验算传动无严重过载，故不做静强度校核。

扩大，城市建筑更加规范，完美。

千姿百态的各式建筑，尤其是高层建筑外墙都用各种建筑材料进行装饰，如粘帖各色墙砖，瓷砖，马赛克，或涂上涂料，但是，自然界的风吹雨打，日光辐射，尘埃污染，以及些人为或偶然事故等原因，段时间过后，建筑表面都将不同程度地变得污浊灰暗，破旧不堪，在环境差的地区，污染或损坏还相当严重。

建筑表面就像人身上的外衣，要保持清洁，就需要经常清洗，整理。

为此，世界发达国家和地区，对保持建筑表面的清洁非常重视，并以法律的形式明确规定，每年必须定期清洗，否则将受到处罚。

近年来，我国各级政府部门的环境保护意识已发生了很大改变，国内些大，中城市，特别是旅游，开放城市，旅游景点，为保持建筑表面清洁，也制定出台了相应的法规，全国范围的卫生评比活动，把保持建筑表面清洁列为考核的重要指标之，其中高层建筑的外墙，醒目，突出，自然也就成为检查的重中之重。

有信息表明，十五期间国家用于环境保护的投资将由九五期间国民生产总值的翻倍增加至，同时还伴随以产业政策的优惠。

所以，随着我国改革开放的不断深入，政府，公民的环保意识的不断加强，建筑表面清洁问题必将引起各方面的高度重视，建筑清洗行业必然具有广泛的发展前景，将产生巨大的经济效益和社会效益建筑表面清洗主要包括外墙清洗和中央空调风管的清洗，目前外墙清洗是采用传统的蜘蛛人清洗，这是以牺牲生命为代价的非人工作，部分城市颁布了建筑表面清洗条例由于非典事件，公共卫生得到了高度的重视，特别是中央空调风管的清洗，最近有关中央空调的清洗条例很快出台因此对于建筑表面清洗提供个完备的解决方案，必然打破个传统的产业格局，改变了人们的工作方式，用机器人清洗代替传统的人工清洗或无法清洗，是必然的发展趋势。

目的和现实意义洗墙机的功能主要在于清洗大楼窗户外墙等外部结构，然而碍于在清洗大楼时清洗后废水的处理，清洗的效果效率等等，目前市面上尚无自动的大楼洗墙机。

改革开放以来，随着我国经济的高速发展，高层式建筑如雨后春笋般的拔地而起。

高楼外墙的外观保养和清洁成为楼宇管理不可缺少的部份。

有需求就由市场，高楼外墙的清洁必将成为种经济效益高，前景广阔的行业。

在中国，这种行业正在逐渐兴趣。

我国高墙清洁主要采取两种形式。

研究现状综观目前市面上可见的洗墙机，清洗方式主要还是以人工清洗为主，所以都是以挂笼垂降，再以人工方式清洗墙面然而垂挂以及挂笼的升降方式便较具变化。

传统的是人手清洁，用绳把人系住和定位，逐层清洁。

这种方式人在半空吊来吊去的好象攀崖运动员下山时那样，劳动强度高，效率低，因为主体是人，所以带有定的危险性。

现代的机器人清洁，现代科技的发展，机器人代替人手工作是必然的趋势，在国外和我国的些清洁公司已经采用了机器人来进行高楼外墙的清洁工作，但是这些机器人构造复杂，操作复杂，功能繁多有些功能是很少用到或在些场合不会用到，造成成本高如果是些由人工智能的机器人就更加不用说了和资源浪费的现象。

针对这个问题，我们设计了个操作简单，经济实用的高楼外墙清洁机器。

方案评价与选择高楼外墙清洁机的结构和工作现代高楼外墙自动清洗机的结构主要分为下面几种设置于顶楼的支撑突梁以下为些常见的支撑突齿式联轴器传动效率球轴承传动效率球对滚子轴承滚对电动机至工作机之间传动装置的总效率球齿齿滚滚所需电动机功率由，得查表，得圆柱齿轮传动单级传动比常值为，故电动机转速的可选范围对系列电动机通常多选用同步转速为或的电动机，故选用同步转速为。

选用，额定功率，满载转速，电动机极数为，轴伸尺寸。

其具体参数如下型号额定功率铁心长度气隙长度定子外径定子内径定子线规每槽线数并联支路数绕组型式单层交叉节距槽数转动惯量质量计算总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比要求为式中电动机满载转速，般推荐展开式二级圆柱齿轮减速器高速级传动比，取，。

计算传动装置运动和动力参数该传动装置从电动机到工作机有三轴，依次为ⅠⅡⅢ轴，则各轴转速式中为电动机满载转速分别为ⅠⅡⅢ轴转速Ⅰ为高速轴，Ⅲ为低速轴各轴功率齿球齿球齿滚齿球齿滚式中为电动机输出功率ⅠⅡⅢ分别为ⅠⅡⅢ轴输入功率各轴转矩传动零件的设计计算第级齿轮传动设计计算因传动无严格限制，生产批量小，故小齿轮用，调质处理，硬度，平均取为固定式如图所示型突梁型突梁图固定式突梁活动式设有活动滑轨，如图为种滑轨图滑轨滑轨式的作动情形如图所示图滑轨式的作动情形滑轨有多种形式如图所示水平式滑轨自走平台垂直式滑轨图多种形式的滑轨直接将大型起降车设置于顶楼，方便随时清洗，亦有助施工维修，但成本高昂且占空间。

支撑缆绳缆绳能承受高度张力，目前专用缆绳就可达到需求。

乘载用挂笼小型挂笼如图所示图小型挂笼中型挂笼如图所示图中型挂笼动作马达对于马达，般来说有以下要求高扭力低转速。

断电自动煞车。

机械煞车装置。

静定功能。

升降结构对于升降的结构，目前计划主要依现有般市面上可见的机构加以改良，作为自动洗墙机的作动装置，装在楼顶的步进电动机带动卷桶控制钢丝绳的收放，使的刷子部分的执行机构能在高墙上纵向移动。

在这里，选择卷扬机类似的机构，加以改进。

清洗刷考虑到刷子受到的摩擦力很小，刷子的转动动力由小电机提供，如图所示刷子部分采用红外线测距。

当墙上的玻璃窗等与墙的竖直距离不等时，刷子不能很好的清洗玻璃等凹或凸出来的部分。

所以从机器采用红外线测距，使刷子能更好的工作，即使有突出的墙沿，也可以通过机器自己调节线圈产生的磁场和弹簧力来调节刷子由个独立的电动机带动。

为了使机器在刷子往返运动中，不会使机构左右摇摆，所以采用些辅助机构来减少左右摇摆，如图所示，采用末端加有个轮，此轮与墙接触。

当机器向下运动时，轮与墙之间是滚动摩擦，使机器向下运动时，可以使机器与墙之间保持定的距离，从而不会撞到墙或者玻璃，当墙左右摇晃时，这时，轮与墙之间产生滑动摩擦，对机器左右摇摆有定的抑制作用。

还有些辅助机构使得清洁机在墙上工作更加平稳。

方案评价与选择根据任务书的要求，结构简单，操作方便，投资小，成本低，安全可靠，工作效率高，故选用，水平式滑轨，支撑缆绳，小型挂笼，升降机构采用类似卷扬机机构，工作部，利用工作电动，经减速器减速，带动清洗刷转动，实现清洗功能。

运动学及结构方案的确定根据任务书要求，小时可以清洗墙面平方米，考虑到结构简单，直接单向进给，故只考虑升降，而且要达到平方米，所以要选用大型号的清洗刷。

其结构如图所示图清洗刷结构图运动学参数选定初选卷扬机，根据，选用双卷快速快溜放卷扬机，额定速度为，额定载荷为。

根据初选的卷扬机，则定清洗刷直径应。

清洗刷与墙面的摩擦力查机械设计手册得工程塑料的动摩擦因数在之间，因为，清洗刷基本上靠自动压在墙面上，又要考虑到清洗干净，故选用动摩擦因数较大的工程塑料，选定其动摩擦因数为，估算清洗装置，故工作机所需输入功率各部件的传动效率工作机的效率传动装置中各部分的效率，查机械手册得级精度的般齿轮传动效率齿弹性联轴器传动效率运动学及结构方案的确定运动学参数选定计算总传动比和分配各级传动比计算传动装置运动和动力参数传动零件的设计计算第级齿轮传动设计计算