手持式车用多功能吸尘器结构设计.doc

1、摘 要随着科技的发展，生活水平的提高，拥有汽车的家庭越来越多。车载吸尘器市场，它的潜力极为惊人。但据调查，虽然国内高达95%的用户有购买车载吸尘器的意向，可迄今为止，由于传统的吸尘器的种种技术和设计问题，国内车载吸尘器的购买率却不高。针对该市场的巨大潜力，于此，本课题将设计出一个手持式车用多功能吸尘器。本课题根据三维数字化建模思想，通过采用SolidWorks软件进行计算机辅助设计，设计过程中经过草绘、粗模、再计算，将所得的数据进行了多次三维建模，最后利用模型进行干涉检查、模拟装配和流体分析等处理，最终得出吸尘器的整体结构模型。文章中采用工业旋风分离除尘技术对吸尘器集尘部分进行整体设计。其涉及

2、到结构设计、三维造型、空气动力学等内容。本课题设计的核心部分包括：集尘分离装置的设计、旋风分离器相关尺寸设计、风叶轮结构设计。集尘分离装置部分，其由两组旋风分离器构成：上游旋风分离器、下游旋风分离器。上游旋风分离器分离颗粒较大的灰尘、杂质。气体通过中间的网孔进入下游旋风分离器。下游旋风分离器由6个小旋风分离器并联构成，通过采用并联技术，可大大提高分离效率。对下游小旋风分离器的外观尺寸、倾角设计进行了的详细介绍。 风机系统设计部分，由过滤网，风叶轮，电机，排气罩等组成，主要介绍风叶轮叶片尺寸设计计算，并对风叶轮进行静力分析和流体分析，得出各种参数，再对其叶片角度参数进行修改，使其抽风效率达到最大

3、化。文章中对集尘筒盖弹射开关、过滤网罩和螺旋进风口部件做出了简要的设计，阐述了其结构难点与设计过程，其相关尺寸计算省略。关键词：多功能吸尘器；旋风分离技术；结构设计；流体分析AbstractWith the development of science and technology, improvement of living standards, More and more family have car. Car vacuum cleaner market, its potential is extremely alarming. According to the survey, alth

4、ough up to 95% of the domestic users intention to buy car cleaners, so far, due to the traditional vacuum cleaner all the technical and design issues, the purchase rate of the domestic car cleaners is not high. The huge market potential here, this project will design a handheld car with multi-functi

5、on vacuum cleaner. This subject under the three-dimensional digital modeling idea, through the use of SolidWorks software for computer-aided design, sketch the design process. Coarse mode, and then calculated the data obtained from a number of three-dimensional modeling, the final model for interfer

6、ence checking.simulate assembly and fluid analysis and processing, concluded that the overall structure of the model of vacuum cleaner. Industrial cyclone separator dust vacuum cleaner dust part of the overall design of the article.Related to the structure design, 3D modeling, aerodynamics, and othe

7、r content.The core of this topic include: the design of the dust separation devices, cyclone size design, the wind impeller structure design. Dust separation unit part, by two cyclone: the upstream cyclone, downstream cyclone. Upstream cyclone separation of larger particles of dust and impurities. T

8、he gas passes through the middle of the mesh into the downstream cyclone. The downstream cyclone cyclone in parallel by six small, through the use of parallel technology, can greatly improve the separation efficiency. The appearance of the size of the downstream cyclone inclination design details. P

9、art of the fan system design, filter, air impeller, motor, exhaust hood and other components, the main wind impeller blade size design calculations, and wind impeller static analysis and fluid analysis obtained various parameters, then its blade angle parameters to modify it to maximize ventilation

10、efficiency. The article ejection switch on the dust cover, filter cover and spiral air intake parts to make a brief design, described the structure of difficulty with the design process, the size calculation is omitted.Key words：Multi-function vacuum cleaner; cyclone separation technology; structura

11、l design; fluid analysis目 录引言11 绪论21.1 课题背景21.2 国内吸尘器研究现状21.3 国外吸尘器研究现状31.4 课题研究目的及意义32 车用吸尘器的附属功能概述52.1 多功能吸尘器的特点52.2 多功能吸尘器的运作原理52.3 多功能吸尘器的形态特征62.4 多功能吸尘器的附属功能62.5 多功能吸尘器的市场72.6 多功能吸尘器设计定位83 吸尘器整体方案设计93.1 吸尘器的组成和分类93.1.1吸尘器的组成93.1.2吸尘器的分类93.2 吸尘器的整体分析93.2.1吸尘器的性能参数标准93.2.2吸尘器的工作原理103.2.3集尘分离方式103

12、.3 吸尘器集尘分离装置方案设计113.4 吸尘器电机选择124 吸尘器结构设计与计算144.1 旋风分离器结构设计144.1.1旋风分离原理144.1.2旋风分离器的性能参数154.1.3影响旋风分离器性能因素164.1.4旋风分离器的结构型式164.1.5旋风分离器的结构尺寸定型184.2 风叶轮设计214.2.1风叶轮的结构选型214.2.2风叶轮的理论设计214.2.3风叶轮的设计参数确定244.3 集尘筒盖弹射开关设计264.4 过滤网罩设计274.5 螺旋进风口设计294.6 小结305 吸尘器的总装315.1 模拟装配315.2 干涉检查325.3 吸尘器工作过程335.4 后期

13、渲染处理346 吸尘器模拟仿真分析356.1 有限元理论概述356.1.1有限元理论概述356.1.2 SolidWorks Simulation软件有限元分析简介356.2 风叶轮静力分析366.2.1三维实体建模376.2.2有限元建模376.2.3结果分析396.3 风叶轮流体分析406.3.1对风叶轮流体分析的必要性406.3.2有限元建模416.3.3结果分析416.4 小结427 总结43谢 辞45参考文献46引言 吸尘器是一种利用电动机叶片轮旋转时，在密封的壳体内产生空气负压，吸取尘埃、碎屑的电动清洁工具。在早期的时候，吸尘器还没有运用到电力作为动力，而是利用风箱吸尘，有的是用脚

14、来操作，有的是用手来操作。这样的装置体积笨重。1901年，英国人布斯（H.C.Booth）到伦敦莱斯特广场的帝国音乐厅参观美国的一种车箱除尘示范表演。这种吸尘器是用压缩空气把尘埃吹进容器内，布斯认为此做法并不高明，因为许多尘埃都没能吹入容器中，于是建议表演者采用吸的方法，但却行不通，过后，布斯回到家中做了一个简单实验，将一块手帕蒙在椅子的扶手上，用口对着手帕吸卸，结果使手帕附上了一层灰尘。于是 ，他制成了吸尘器，用强力电泵把空气吸入软管，通过布袋将灰尘过滤。随后的吸尘器设计开发都是在基于布斯的设计上。普通车用吸尘器是由汽车提供能源，由于收到汽车电源接口电流限制，功率一般从几十瓦到200瓦，有操

15、作半径限制；充电式吸尘器由充电电池提供能源，功率小，吸力小，没有操作半径限制，全世界生产和销售的吸尘器95%以上是使用交流电源，这使得在使用过程中带来不方便。随着电池技术的发展，锂电池成本降低且引入工业中的旋风分离技术，即使是用电池，吸尘器依旧会有很大的功率。目前，随着生活水平的不断提高，汽车使用的普及，吸尘器对中国人曾经是奢侈品，而现在随着社会的发展，车用吸尘器正在中国市场迅速的普及，吸尘器已经成为了家庭常用的小电器，它进入了千家万户的日常生活中，成为了生活中的清洁好帮手，吸尘器已经列为了继家用电冰箱和洗衣机之后的第三大日电 产品，列入了国家统计项目中，说明了吸尘器的市场需求是有很大空间的，在日常生活中也占据了重要的地位。1 绪论1.1 课题背景从国际市场而言，中国是世界上最大的吸尘器制造基地。在所有的白色家电中，吸尘器出口位列前三位，年出口量已达到了3000万台以上。加上我国台湾、香港等地的企业，出口数量已达到5000万台。主要出口到日本，欧洲和日本，美国和其他发达国家。在国内吸尘器每年的总消费，却只有约300万台，远远少于家电如微波炉、电磁炉，和国际市场差异较大。面对消费总量和出口总额中，国内的巨大反差并