電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉貝 學(xué) 號(hào) 8011212102 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16— 1 指導(dǎo)老師 周嶺 日 期 2016 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 前 言 我國(guó)北方冬季時(shí)間長(zhǎng)降雪量大，如果不及時(shí)清除積雪，將嚴(yán)重影響交通安全，給人們?nèi)粘Ｉ顜碇T多不便。多功能清雪車的研制，有重要的實(shí)用價(jià)值，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。 除雪機(jī)清雪能力的強(qiáng)弱很大程度上取決于 清雪裝置性能的好壞，所以深入研究清雪裝置的結(jié)構(gòu)和性能是非常必要的。用于清除浮雪的裝置主要為螺旋集雪裝置，一般與高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)、拋雪筒聯(lián)合使用。雪被螺旋集雪裝置收集并通過風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)從拋雪筒拋到路邊或者運(yùn)雪車上，節(jié)省了收集雪的時(shí)間，清雪效率較高。 本文基于對(duì)積雪的物理機(jī)械特性分析，提出機(jī)械式除雪的幾種方案，并針對(duì)除雪機(jī)構(gòu)中的螺旋集雪機(jī)構(gòu)的工作原理進(jìn)行分析，在理論分析的基礎(chǔ)上得出結(jié)論。 關(guān)鍵詞 ： 除雪機(jī)；螺旋集雪；手扶 目 錄 1 概述 ................................................................................................................................ 1 動(dòng)路面除雪機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義 .................................................................................... 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................................... 1 動(dòng)路面除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 ............................................................................................. 3 章小結(jié) ................................................................................................................................. 3 2 總體方案設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 3 計(jì)車體 ................................................................................................................................ 3 力系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 3 動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 3 章小結(jié) ................................................................................................................................ 5 3 各系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 5 動(dòng)機(jī)的選用 ........................................................................................................................ 5 雪器的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 5 雪器的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 6 雪器性能參數(shù)的分析計(jì)算 ................................................................................................ 8 器性能參數(shù)計(jì)算 ................................................................................................................ 9 章小結(jié) ................................................................................................................................ 9 4 校核 ............................................................................................................................... 9 輪校核 ................................................................................................................................. 9 的校核 ............................................................................................................................... 12 承校核 ............................................................................................................................... 12 的校核 ............................................................................................................................... 13 總 結(jié) .............................................................................................................................. 16 致 謝 .............................................................................................................................. 17 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 18 工程概況 本設(shè)計(jì)針對(duì)大型設(shè)備清理占路面積大、影響交通，窄小街道、小區(qū)、機(jī)關(guān)大院、公園等小道大面積場(chǎng)所清雪費(fèi) 工費(fèi)力的情況，經(jīng)過實(shí)地調(diào)查咨詢及嚴(yán)格思考，進(jìn)行小型電動(dòng)路面除雪設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 該設(shè)計(jì)結(jié)合吉林大學(xué)、大連鐵道學(xué)院多功能除雪車科研項(xiàng)目、德國(guó) 凱馳 的揚(yáng)雪機(jī)圖片信息，對(duì)離心揚(yáng)雪式清雪車的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行分析，得出相應(yīng)結(jié)論，在此基礎(chǔ)上揚(yáng)雪式清雪車進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)分析、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用 體繪圖。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 概述 動(dòng)路面除雪機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義 （ 1）及時(shí)清除積雪的必要性 我國(guó)北方地區(qū)冬季較長(zhǎng)，每年都會(huì)有較大降雪過程，部分地區(qū)還會(huì)形成雪災(zāi)，給社會(huì)生產(chǎn)生活帶來很大影響，特別是近年來隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)與 社會(huì)的快速展 ,高速公路和高等級(jí)公路里程與日俱增，冬季道路積給人們出行帶來了諸多不便，尤其在大雪和雨夾雪天氣，大部分高速公路出于安全考慮常采取限速行駛甚至不 得不關(guān)閉數(shù)天，嚴(yán)重影響交通并制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市道路的清雪問題已經(jīng)越來越引起各級(jí)政府部門的關(guān)注和重視，我認(rèn)為如何快速高效清除道路積雪、保障道路和社區(qū)群眾的正常出行、提高行車安全、行走方便成為目前冬季道路養(yǎng)護(hù)的主要問題。 所以，過多的降雪常常來不及得到及時(shí)有效的清除，給城市交通和人民生活帶來了許多不便。因此，尋找一種既有較高效率，成本又比較低的清雪方法就成 為當(dāng)務(wù)之急。 （ 2）主要除雪方法 目前清雪采用的主要方式有：①傳統(tǒng)的人工清雪技術(shù)；②在道路上撒施化學(xué)物質(zhì)融化冰雪；③靠各種清雪機(jī)械清除積雪。 人工清雪功效低、浪費(fèi)人力、作業(yè)成本高、占有路面時(shí)間長(zhǎng)且必須在白天工作，不安全因素多，易發(fā)生交通事故，給過往車輛、行人帶來極大不便。 融雪劑清雪是一種靠熱作用或撒布化學(xué)藥劑使冰雪融化的方法。主要用于冬季機(jī)場(chǎng)、公路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、鐵路、城市街道等，起到清雪及防凍作用，但同時(shí)也對(duì)城市環(huán)境產(chǎn)生了不可忽視的危害，融雪劑所需費(fèi)用較高，易對(duì)道路和周圍環(huán)境造成污染，而且氣溫過低 時(shí)將失去作用，也不利于保護(hù)車輪胎，因此，這種方法的使用范圍受到一定影響。 清雪機(jī)械是通過機(jī)械對(duì)雪的直接作用進(jìn)行推掃或鏟除，主要分為犁式除雪機(jī)械和螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)械兩大類，二者之和占發(fā)達(dá)家清雪機(jī)械總數(shù)的 80%以上?，F(xiàn)今，傳統(tǒng)人工清雪法和污染較大的融雪劑清雪法已經(jīng)不能滿足需要，迫切需要性能良好、自動(dòng)化程度較高以及方便靈活的機(jī)械來替代。即雪后需要效率高、省時(shí)、省力的浮雪清除設(shè)備。用于清除浮雪的裝置主要為螺旋集雪裝置，一般與高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)、拋雪筒聯(lián)合使用。雪被螺旋集雪裝置收集并通過風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)從拋雪筒拋到路邊或者運(yùn)雪車上 ，節(jié)省了收集雪的時(shí)間，清雪效率很高。但目前我國(guó)螺旋集雪裝置的清雪效率和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距，需要深入研究并進(jìn)一步提高。本文研究的主要目的是通過對(duì)螺旋集雪裝置結(jié)構(gòu)性能的研究，分析影響其集雪性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計(jì)一種小型手扶拋揚(yáng)式清雪車，進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)螺旋集雪裝置快速高效的清雪作業(yè)，用于單位、家庭或社區(qū)道路、庭院積雪的清除，從而減少因積雪引起的經(jīng)濟(jì)損失和安全問題。通過本題目設(shè)計(jì)，也能夠進(jìn)一步理解《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《內(nèi)燃機(jī)原理》、《工程機(jī)械》等專業(yè)課程知識(shí)，掌握專用機(jī)械設(shè)計(jì)的原理和方法。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在我國(guó)大多數(shù)公路在冬季受到降雪的影響，大部分公路一年的降雪期能達(dá)到十多天，東北、西塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2北的一些地區(qū)，其降雪期甚至能達(dá)到 3 到 4 個(gè)月，積雪厚度能達(dá)到幾百毫米。我國(guó)除雪機(jī)械正在向小型化、高速度的方向發(fā)展。在除雪作業(yè)中，除雪機(jī)機(jī)身的大小及除雪速度是影響交通的兩個(gè)重要因素，車身過大和行駛速度過低，除雪機(jī)都會(huì)占道影響交通。 目前國(guó)內(nèi)公路管理部門雖然在一定程度上改善了除雪方式，從原始人工除雪方式到機(jī)械除雪方式，除雪效果和除雪效率得到加強(qiáng)，但是除雪設(shè)備老舊，技術(shù)落后，有的甚至是臨時(shí)改裝的除雪設(shè)備，因此除雪效果和除雪效率也并不 是很理想。在高速公路上，人工除冰雪功效低、浪費(fèi)人力、作業(yè)成本高、占有路面時(shí)間長(zhǎng) ,且不安全因素多 ,易發(fā)生交通事故 ,不能適應(yīng)高速公路清除冰雪的要求。因此現(xiàn)在一些公路管理部門的除雪設(shè)備已經(jīng)無法滿足要求。除雪設(shè)備急需改善。國(guó)內(nèi)的除雪車研究起步較歐美發(fā)達(dá)國(guó)家晚，是從改革開放以后才慢慢開始的?，F(xiàn)在各個(gè)公路開始使用專用的除雪車進(jìn)行除雪，除雪效果和除雪效率令人滿意。但相比于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)的除雪車的種類和數(shù)量偏少，除雪車沒有形成完整系列，同時(shí)除雪車的技術(shù)水平也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后發(fā)達(dá)國(guó)家。近幾年來，一部分公路管理部門開始慢慢引進(jìn) 國(guó)外先進(jìn)的除雪車，雖然在一定程度上保障了道路的通暢，但是除雪車有較強(qiáng)的地域性，國(guó)外的除雪車也是根據(jù)國(guó)外的環(huán)境氣候、路面狀況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等方面來設(shè)計(jì)的，因此除雪的綜合經(jīng)濟(jì)效益不是很理想。 同時(shí)國(guó)外的先進(jìn)除雪車價(jià)格昂貴，這也無形之中增加了除雪成本。因此迫切需要開發(fā)出符合我國(guó)地域特性的除雪車。我國(guó)除雪車在制造工藝、技術(shù)、智能化等方面與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有一定的差距。目前國(guó)內(nèi)很多公路管理部門直接引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的除雪車，比如引進(jìn)一輛德國(guó)產(chǎn)的雪車要 60 萬歐元，其價(jià)格昂貴，且使用成本和維護(hù)成本也偏高，因 此遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了除雪預(yù)算成本。因此開發(fā)出符合我國(guó)地域特性的先進(jìn)除雪車成為必需。 在國(guó)外除雪車技術(shù)較國(guó)內(nèi)成熟，種類、規(guī)格都很齊全，除雪車能形成一個(gè)完整系列。除雪時(shí)，能根據(jù)實(shí)際的路面情況，選擇相應(yīng)的除雪車，除雪效果很好，在一定程度上推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，創(chuàng)造了較大的社會(huì)效益。目前除雪主要以機(jī)械除雪為主過一些車輛底盤改裝而成的，拆卸和安裝都很方便，能達(dá)到“即裝即用”的效果，不僅實(shí)現(xiàn)了車輛的多用途，而且還提高了車輛的經(jīng)濟(jì)性。美國(guó)的公路一般采用美國(guó) S&S 公司生產(chǎn)的集成式除雪車，該除雪車配備有推雪板、掃雪滾刷、吹雪風(fēng) 機(jī)等裝置，能完成多種功能。該機(jī)行走消耗功率約為 160雪風(fēng)機(jī)消耗功率約為 140同時(shí)完成推、掃、吹及噴灑融雪劑等作業(yè)。又有瑞士 司研發(fā)的除雪車、美國(guó)軍方和芝加哥奧黑爾國(guó)際機(jī)場(chǎng)目前普遍采用的當(dāng)前最流行的美國(guó)產(chǎn)的 合除雪車，其除雪性能都相當(dāng)?shù)膬?yōu)良。同時(shí)美國(guó)的美業(yè) (公司、斯文森 ( ) 公司、鉆石 ( ) 公司和德國(guó)的 司、 司生產(chǎn)的除雪車，其功能眾多，技術(shù)也是相當(dāng)?shù)某墒?，除冰除雪效果也非常的好。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 動(dòng)路面除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 除雪機(jī)由車體和安裝在它上面的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、集雪器以及安裝在集雪器上的拋雪器組成。小車以一定速度行走時(shí)，積雪從前方不斷進(jìn)入集雪器中，集雪器由反向安裝的雙向螺旋軸、推雪板和擋板組成，由于螺旋軸的高速旋轉(zhuǎn)，積雪被切碎并通過雙向螺旋的橫向位移迅速集中于集雪器中部拋雪轉(zhuǎn)子室的入口處，隨車體的前進(jìn)而進(jìn)入轉(zhuǎn)子室，在轉(zhuǎn)子葉片的帶動(dòng)下，不斷沿拋雪筒拋到預(yù)定位置。所以要合理的設(shè)計(jì)計(jì)算集雪器、拋雪器等的參數(shù)。螺旋式除雪機(jī)是利用前部安裝的螺旋式銑削集雪器進(jìn)行切削 ，然后將切削下的雪屑靠?jī)啥朔聪虬惭b的集雪螺旋輸送并集中于推雪板中部的拋雪器的入口處，由于除雪機(jī)向前運(yùn)動(dòng)使積雪不斷增加，在壓差的作用下，雪屑被連續(xù)送入高速旋轉(zhuǎn)的拋雪轉(zhuǎn)子室內(nèi) (有些螺旋轉(zhuǎn)子式除雪機(jī)沒有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，只有拋雪筒 )，在轉(zhuǎn)子葉片的帶動(dòng)下，被不斷沿拋雪筒拋出。 章小結(jié) 本章主要針對(duì)小型電動(dòng)路面除雪機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況，自身的結(jié)構(gòu)及工作原理等情況進(jìn)行系統(tǒng)的分析與概括 ,通過我國(guó)實(shí)際情況來說明此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的可行性。 2 總體方案設(shè)計(jì) 計(jì)車體 車體的作用是固定連接集雪器、汽油機(jī)等零部件。其主體采用 10低碳鋼板焊制而成，并包括扶手，車輪等附件。車體前段連接集雪器，中間固定汽油機(jī)座，各部分設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如何滿足簡(jiǎn)單、實(shí)用、美觀、操縱靈便等要求，并且車體的寬度不應(yīng)超過集雪器的寬度。除此之外，考慮到實(shí)際應(yīng)用，還應(yīng)注意避免劃傷路面、減小自重、過載保護(hù)等問題。 力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本車動(dòng)力源選用電動(dòng)機(jī)，因綠色環(huán)保，連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，噪音低，更適合機(jī)關(guān)大院、居民區(qū)及人口流動(dòng)較大的地方使用?？紤]到本機(jī)器的整體性能及使用壽命等參數(shù)，經(jīng)性能比較，初步選用型號(hào) 相異步電動(dòng)機(jī)。 動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 1）傳動(dòng)方 案的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案一 電動(dòng)機(jī) —— 鏈傳動(dòng) —— 中間軸 —— 鏈傳動(dòng) —— 集雪器 考慮到車身突然遇到障礙物影響傳動(dòng)系統(tǒng)，甚至使集雪螺旋因受過大阻力，仍要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)被破壞，所以傳動(dòng)系統(tǒng)中考慮有帶傳動(dòng)做過載保護(hù)。 傳動(dòng)方案二 電動(dòng)機(jī) —— 帶傳動(dòng) —— 中間軸 —— 鏈傳動(dòng) —— 集雪器 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4圖 2傳動(dòng)路線圖 與第一種方案相比，車體體積適中，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。車體上部安裝汽油機(jī) :車體前面連接集雪器：后面有推手 ;內(nèi)部有加強(qiáng)肋板。總機(jī)長(zhǎng)約 1820約 820約 1150約 102子直徑選為 300見方案 2 具有方 案 1 優(yōu)越的除雪性能，還具備輕便的優(yōu)點(diǎn)，的確優(yōu)于方案 1。 （ 2） 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)選用第三方案，由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 960r/車由人推動(dòng)，基于人行走速度限制，而通常帶傳動(dòng)傳動(dòng)比要求不得大于 7，通常選擇 3 到 4 越小越好，齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比范圍同帶傳動(dòng)，這樣總體就要降速，傳動(dòng)比達(dá)到 50 左右。 帶傳動(dòng)的參數(shù)設(shè)計(jì)見表 2 2 2傳動(dòng)尺寸參數(shù) 帶型 普通 A 型帶 彈性滑動(dòng)率 直徑 軸間距 帶速 V 額定功率 根數(shù) z 80==s 大帶輪基準(zhǔn)直徑 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 小帶輪包角 a 額定功率增量 單根帶的預(yù)緊力 1(12 ???? dd 1318 2傳動(dòng)的參數(shù) 帶型 普通 V 帶 設(shè)計(jì)功率 傳動(dòng)比 i 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 帶速 小帶輪包角 帶的根數(shù) 單根 V 帶預(yù)緊力 2 1180=s a==6 帶輪基準(zhǔn)直徑 大帶輪基準(zhǔn)直徑 單根帶輪傳遞功率 額定功率增量 帶輪基準(zhǔn)寬度 80 = p==里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5鏈傳動(dòng) 2 的設(shè)計(jì)過程與鏈傳動(dòng) 1 相同，傳動(dòng)比 i=4，截距 P=號(hào) 06B，大鏈輪分度圓直徑 頂圓直徑 60根圓直徑 鏈輪分度圓直徑 頂圓直徑 8，齒根圓直徑 考慮到緩沖、減震、過載保護(hù)、原動(dòng)機(jī)等對(duì)傳動(dòng)裝置的要求，采用單排滾子鏈 (鏈號(hào)為 動(dòng)和帶 (普通 v 帶 A 型 )傳動(dòng)。在有轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)的機(jī)型中，因?yàn)槎嗔宿D(zhuǎn)子傳動(dòng)裝置比較復(fù)雜，設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)考慮到集雪器和拋雪器相互牽制，必要時(shí)可設(shè)計(jì)圓錐減速器或蝸輪蝸桿以滿足傳動(dòng)的要求。應(yīng)該注意的是，設(shè)計(jì)時(shí)要合理安排傳動(dòng)路線，考慮調(diào)整重心的位置，盡量使重心位于輪子略前方附近。汽油機(jī)應(yīng)置于整機(jī)中央位置，通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)集雪螺旋和拋雪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。 章小結(jié) 本章主要研究制定了小型電動(dòng)路面機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 , 在此基礎(chǔ)上對(duì)清雪機(jī)的車體、動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并得出結(jié)論。 3 各系統(tǒng)設(shè)計(jì) 動(dòng)機(jī)的選用 考慮到本機(jī)對(duì)動(dòng)力源的要求，這里采用型號(hào) 相異步電動(dòng)機(jī)。 雪器的設(shè)計(jì) (1)集雪器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 集雪器亦配置在整機(jī)前方，左右對(duì)稱旋向相反，是對(duì)路面積雪的切削元件和將積雪向中央集攏的傳送工具，使雪從集雪器中部流入拋雪轉(zhuǎn)子。它由三部分組成 :雙向螺旋軸 (集雪螺旋 )、軸承結(jié)構(gòu)、擋板及推雪板等。雙向螺旋軸是一根安裝兩段反向螺旋的軸，安裝在擋板中形成半封閉，由原動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)。螺旋軸的結(jié)構(gòu)見圖 3 圖 3不帶葉輪的螺旋軸 螺旋集雪器的工作原理是，雪在螺旋葉片推力作用下受擠壓到一定程度，當(dāng)集雪螺旋旋轉(zhuǎn)時(shí)，在雪層上切割出一條雪帶，并沿軸向移動(dòng)至轉(zhuǎn)子前方。螺旋集雪 器的帶式刀片一般雙向?qū)ΨQ式，在螺旋中部留有一定空間，以減小雪流入轉(zhuǎn)子時(shí)的阻力。在無轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的機(jī)型中，集雪螺旋集切雪、集雪、拋雪三大功能于一體，因此多采用圖 3構(gòu) ;在有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的機(jī)型中，集雪螺旋只完成切雪、集雪功能，由拋雪轉(zhuǎn)子完成拋雪功能，故多采用圖 3構(gòu)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6= ZV n g ???? 110co ss ?? +l r ?? 2602s ?? （ 3 其中 L 為螺旋沿軸向長(zhǎng)度， 60V/n 考慮清雪機(jī)自行速度時(shí)雪進(jìn)入集雪器每秒轉(zhuǎn)過 的弧長(zhǎng)， V 清雪機(jī)自行速度（ m/s） ,n 螺旋軸轉(zhuǎn)數(shù)。經(jīng)螺旋軸推移并擠壓的雪，將對(duì)螺旋葉片產(chǎn)生阻力。實(shí)際計(jì)算時(shí)，可設(shè)雪對(duì)單位面積上的壓力與雪的變形阻力 f 相平衡。并假設(shè)雪為連續(xù)流體媒介，各方向變化速度相同且均勻。則除雪生產(chǎn)率 Q= l· h· V。那么集雪器所耗功率為 s i ss i 2j ?????? ?????? ????? （ 3 公式中 D 為螺旋直徑，其它符號(hào)如前所述。 注 :雪的變形阻力 f(即雪的抗壓強(qiáng)度 )可由實(shí)驗(yàn)求出，它和積雪的密度和抗壓強(qiáng)度有關(guān)。 為增加集雪能力，同時(shí)也為了加工更加方便，集雪螺旋軸采用一條薄鋼板焊在軸上。除雪寬度要求不小于 500 毫米，這里可取 600 毫米左右 ;螺旋最大直徑通常約為它的一半左右 ;在整個(gè)除雪寬度上應(yīng)至少存在一個(gè)螺距 ;由螺旋直徑和螺距可確定螺旋角的值 (確定后可觀察螺旋角的值是否合理，如不合理可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整螺旋直徑和螺距的值，直到合理為止 )。除此之外，集雪螺旋的轉(zhuǎn)速 言之巧必須滿足 n>4入數(shù)據(jù)計(jì)算后， n 要求大于 n?？傊┞菪D(zhuǎn)數(shù)越大，集雪能力越強(qiáng)，但轉(zhuǎn)速也不宜過大，所以綜合結(jié)構(gòu)、功率、集雪能力等方面的要求適當(dāng)選取 n 的值。根據(jù)結(jié)構(gòu)選取螺旋，螺距為 500 毫米，軸徑為 30 毫米，鋼板寬 50 毫米，厚 5 毫米，以及其它參數(shù)的值。 如圖 3示，集雪器的擋板底部安有支撐板，以防集雪螺旋劃傷地面及保護(hù)集雪螺旋免受車體重的壓力。 圖 3支撐板的集雪機(jī)構(gòu) 雪器的設(shè)計(jì) 無轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)拋雪器的設(shè)計(jì)，小型機(jī)型通常沒有轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)，拋雪器只起對(duì)雪的導(dǎo)向作用，此時(shí)拋塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7雪器簡(jiǎn)稱為拋雪筒。如圖 3示，為減小雪在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力，拋雪筒的直筒部分與集雪器的上擋板制成一個(gè)零件，連接處以圓角光滑過渡，且材料選用高光潔度、高韌性的玻璃鋼。拋雪筒處于集雪器中部，方向應(yīng)與擋板的半 封閉圓筒相切，這個(gè)方向雪可以得到充分的初速度后從此拋出。拋雪筒軸線應(yīng)處于集雪螺旋軸螺旋面中部，這樣雪在離開集雪器進(jìn)入拋雪筒時(shí)可少受阻力。為提高拋雪距離，拋雪筒出口處有橢圓狀的光滑開口以保證雪在離開拋雪筒轉(zhuǎn)彎時(shí)少受阻力。根據(jù)力學(xué)原理，相同的初速度只有在 45 度斜上拋時(shí)拋的距離最遠(yuǎn)，故揚(yáng)雪角取 45 度最合理。速度只有在 45度斜上拋時(shí)拋的距離最遠(yuǎn)，故揚(yáng)雪角取 45 度最合理。 工作原理：如圖 3示工作時(shí)，雪隨著機(jī)體的前進(jìn)和集雪器的自身旋轉(zhuǎn)被粉碎并從左右向中間集中，加上車體向前運(yùn)動(dòng)是雪迅速到達(dá)拋雪口時(shí)便被拋出。 圖 3雪板 圖 3雪轉(zhuǎn)子計(jì)算簡(jiǎn)圖 拋雪轉(zhuǎn)子的計(jì)算見圖 3要參數(shù)有葉片卸載角、葉片外徑 R、和工作長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子拋雪生產(chǎn)能力和最大拋雪距離。轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)表面上的雪拋出速度，等于葉片頂部的圓周速度。其它雪塊沿徑向移動(dòng)，從轉(zhuǎn)子拋出的絕對(duì)速度等于其出口時(shí)的徑向速度和葉片頂部的圓周速度的矢量和。 轉(zhuǎn)子卸載角然 x? ，指從葉片頂端開始拋雪到兩葉片間存雪完全拋完 (即雪塊從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 片轉(zhuǎn)過的角度。按雪塊為無粘合力的 散狀小顆粒的最有利輸送條件，來確定 x?m??? ar ct a 14 2m ???? ）（ （ 3里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 雪器性能參數(shù)的分析計(jì)算 （ 1）無轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)拋雪器的參數(shù)分析計(jì)算 雪由集雪器進(jìn)入拋雪筒時(shí)的速度，雪的圓周速度可近似地認(rèn)為是雪進(jìn)入拋雪筒時(shí)的速度。 ????? 02 260??? （ 3 可見 α， n, S 有關(guān)。 （ 2）雪離開拋雪筒時(shí)的速度 雪塊以速度心脫離集雪螺旋經(jīng)過拋雪器出口時(shí)的速度為 21020 )]1(2[u ???? （ 3 公式中， H。為拋雪筒出口到集雪器 中心軸的垂直距離，ψ為雪經(jīng)過拋時(shí)因與筒壁摩擦和沖擊而產(chǎn)生的能量損失系數(shù)。 雪屬于輕飄物，在計(jì)算時(shí)，最大拋雪距離是指排除風(fēng)力的影響。經(jīng)轉(zhuǎn)子拋出的雪由于受到機(jī)械對(duì)其的加密作用，呈團(tuán)狀或顆粒狀。在空氣流體中運(yùn)動(dòng)，因速度不是很快，運(yùn)動(dòng)阻力可以認(rèn)為主要是流體粘滯性引起且阻力的量值和速度的一次方呈正比，設(shè)阻力 F=c 為阻力系數(shù)。以拋雪筒出口為原點(diǎn)，采用直角坐標(biāo)。在 X、 Y、 Z 坐標(biāo)中，按牛頓定律： ? ?g c ?? 1co ?（ 3 ? ?g c t ?????????? ?? ?11s （ 3 以拋雪筒出口時(shí)計(jì)，當(dāng) t=0， 000 ?? 0u??， ?中 ? 為拋雪筒揚(yáng)雪角，則公式的解為 公式中 e 為自然對(duì)數(shù)底。系數(shù) c 的取值由實(shí)驗(yàn)確定。但一般在無大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)情況下，將清雪機(jī)處理后的雪團(tuán)和顆粒認(rèn)為是類球體，而按斯托克斯阻力定律來計(jì)算，即球體在粘滯流體以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受到的阻力 f 是： f=6πξ中 a 為雪塊半徑；ξ為空氣粘滯系數(shù)。ξ的數(shù)值系空氣的內(nèi)在屬性。在零度以下時(shí)，可取值為 。 設(shè) F=f，即 m=6πξ 之有 : c=1 ?? ，顯然 較小。因而可將公式展成級(jí)數(shù)，有下列近似關(guān)系： 200 c o o s tc g ??? ?? （ 3 ???????? ?????? ??? s i i i n 02020 u g 3 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9令公式中的 y= 0，并將式中第三項(xiàng)略去，解得到達(dá)地面時(shí)間是： ?（ 3 t 帶入 x 的表達(dá)式，求出最大拋雪距離為： ? ?? s 20m a x?? （ 3 空氣對(duì)雪塊運(yùn)動(dòng)有較 大阻力，使實(shí)際拋雪距離大大小于理論值。實(shí)踐證明，轉(zhuǎn)子的圓周速度越高，這一差異越大。順風(fēng)拋雪可以提高拋雪距離，當(dāng)風(fēng)速不大時(shí)，也可逆風(fēng)拋雪。由文獻(xiàn)可知 :考慮到風(fēng)速對(duì)拋雪距離的影響，可采用經(jīng)驗(yàn)公式 ? ?a x ??單位 m 計(jì)算有風(fēng)時(shí)的拋雪距離X。式中 :m，稱風(fēng)速單位 m/s。 器性能參數(shù)計(jì)算 消耗功率的計(jì)算 拋雪器消耗的功率 由公式知： ?? ??? 111 c o s（ 3 帶入數(shù)據(jù) :公式 ???????? ??? ? 41（ 3 帶入數(shù)據(jù)： 2）性能分析 機(jī)器的除雪生產(chǎn)率是 2-? 。由 ? 即生產(chǎn)率等于雪層厚度。 章小結(jié) （ 1）本章主要研究制 定了小型手扶式清雪車的各系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 （ 2）在此基礎(chǔ)上對(duì)清雪車的幾個(gè)主要部件 (如集雪器、拋雪器等 )的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行分析，確定主體設(shè)計(jì)方向。 （ 3）經(jīng)過實(shí)地考察和設(shè)計(jì)計(jì)算，最終確定車體尺寸 1 5 58 2 01 8 2 0 ?? 。 4 校核 輪校核 軸上的鏈輪校核，輪的輸入功率是 輪的轉(zhuǎn)速 2001 ，齒輪材料為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1040質(zhì)處理，硬度 241286均取為 2608， 78,b=20， m=d =195觸疲勞極限：由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 12 章得知 M P 1501200??? 精度等級(jí)選取 6 級(jí)精度 使用系數(shù) 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 轉(zhuǎn)系數(shù) 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 ????? ???????????? ??? （ 4 ???? ? （ 4 由此得： 2211 1 . 3 60 . 8 6??? ? ? 齒向載荷分布系數(shù)?) 1 0H B C ?? ? ? ? （ 4 =1020 ==B=C=荷系數(shù) K： A V H K K K??? ? ? ? (4=性系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [4]圖 觸最小安全系數(shù) 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [4]表 工作時(shí)間：× 300× 8× 000h 預(yù)期使用壽命為 10 年，每年 300 天，單班制，工作時(shí)間占 50%。 應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 1N 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 計(jì) 107＜ 1N ≤ 107 則指數(shù) m=里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 117m a ???????????? ?? （ 4 原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。 接觸壽命系數(shù) 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 l i m 112l i 0 1 . 1 8[ ] [ ] 7 9 81 . 0 5Z M P ? ?? ? ? ?(4用接觸應(yīng)力 [ H? ]： 驗(yàn)算：1212 1H E Z b d u???? ? ? ? ?(4[ H? ]=798被校核輪安全。 重合度系數(shù)：?Y： 0 0 Y? ???? (45 =間載荷分配系數(shù)? 由《 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 11 1 . 5 10 . 6 6? ?? ? ? (4間載荷分布系數(shù)? 查《 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 圖 ? 荷系數(shù) K： A V F K K K??? ? ? ? (4形系數(shù)?《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 應(yīng)力修正系數(shù) 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 彎 曲疲勞極限：由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 600 彎曲最小安全系數(shù) 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 《 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 計(jì)， 3× 106≤ 1010 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12則指數(shù) m= 9 . 9 1 11 2 11 m a ( )n l i hi N r n t?? ? ? ? (4 9 . 9 1 4 9 . 9 1 4 9 . 9 16 0 1 1 2 0 0 4 8 0 0 ( 1 0 . 2 0 . 5 0 . 5 0 . 2 0 . 3 )? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = 107 原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)正確 軸承壽命系數(shù) 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 尺寸系數(shù) 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖 用彎曲應(yīng)力 [ F? ]： l i m 1 112m i 0 0 . 9 5 1[ ] [ ] 5 3 91 . 2 5 Y M P ? ??? ? ? ?(4算： 11 2 1 112F F F a S Y Yb d m ????? 2 3 . 8 2 3 0 0 0 2 . 8 1 . 5 6 0 . 6 62 0 1 9 5 2 . 5??? ? ? ???=1 4 5 [ 1 ] 5 3 9M P a F M P a??? 傳動(dòng)無嚴(yán)重過載，故不作靜強(qiáng)度校核。 的校核 車輪軸上帶動(dòng)車輪的普通平鍵。軸徑 40動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 106 N·個(gè)車輪的寬度 B>50荷穩(wěn)定。 (1)選擇鍵的類型：選 A 型普通平鍵 (2)確定鍵的尺寸：查的可選鍵的尺寸為 34810 ????? (3)擠壓強(qiáng)度：取2則工件表面的擠壓應(yīng)力為 ? d k i （ 4 M P 0 0 1~1 2 9 ???? ，所以此處用鍵連接可以滿足強(qiáng)度要求。 承校核 選用軸承代號(hào)如軸承參數(shù)下表 5縱向絲杠左側(cè)深溝球軸承 6004 進(jìn)行校核，軸徑 d=25，軸承預(yù)期使用壽命 000' ?，可靠度為 50%。脂潤(rùn)滑。 校核步驟： ? （ 4《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 18 章表 e=里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13??? =e （ 4 表 5承參數(shù) X， Y 沖擊載荷，據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表 13— 2 可得： X=Y=數(shù)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表 13得 1.1?? ?? ??????? ? （ 4 計(jì)算額定動(dòng)載荷 961166703'' ?? （ 4 基本額定動(dòng)載荷 96117200 ' ??? 。 則選用該軸承可以滿足壽命要求。 的校核 軸上的功率為 P=速 n=1200r/矩 2 . 8 89 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 2 2 9 2 01200 m ? ? ? ? （ 4 (1)求垂直面的支承反力 (4(4(4? (4軸承代號(hào) 基本尺寸 本額定負(fù)載 限轉(zhuǎn)速 r/004 6000 d D B 20 42 12 10 26 8 C 潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 15000 19000 20000 28000 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 92 ??? (4(2)求水平面的支承反力（圖 c） 5221 ??? (4(3)繪垂直面的彎矩圖（圖 b） ??? (4??? (4(4)繪水平面的彎矩圖（圖 c） ??? (4求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f） t ???? 2 1 (4求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 ?????? ?? ??a (4?? (4(7)從圖可見， 面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為 ? ? ?? a ?? (4計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 軸材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 14— 1 查得 50?? ，由表 14— 3 查的許用彎曲應(yīng)力 ? ? 51- ??，則 ? ? b ?? ?? ?（ 4 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將 d 值加大 5％ ，故取 d=50 徑，合適，安全。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15圖 圖 矩扭矩圖 16總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)總計(jì)大該有零件 20 個(gè)左右，經(jīng)過這兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)有了更深層次的理解，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)有了更深的鞏固，對(duì) 件有了進(jìn)一步了解和熟練應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)針對(duì)國(guó)內(nèi)除雪的特點(diǎn)，在分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)資 料的基礎(chǔ)上，提出一種小型手扶式清雪車的工作原理。針對(duì)在具體了解與實(shí)際觀察中發(fā)現(xiàn)的不足，如拋雪筒口徑太小、車體輪子直徑小行走困難等，設(shè)計(jì)帶有帶式集雪螺旋兩種機(jī)型的總體設(shè)計(jì)和尺寸確定。采用工程軟件制了小型手扶式清雪車二維工程圖。通過對(duì)小型手扶式清雪車的進(jìn)一步研究，為以后生產(chǎn)出適合中國(guó)國(guó)情的清雪機(jī)奠定基礎(chǔ)。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)如期完成，并能達(dá)到預(yù)期效果。利用畢業(yè)前的這段時(shí)間充分學(xué)習(xí)鞏固專業(yè)知識(shí)，與老師溝通，與同學(xué)交流，順利完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。 17致 謝 值此畢業(yè)論文定稿之際，不由感慨萬千，雖只是寥寥數(shù)萬字，但卻傾注了許多人的操勞與心血。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師周嶺，正是她在論文選題、課題研究及論文撰寫過程中，給予的細(xì)心指導(dǎo)與點(diǎn)撥，才有了我今天的成績(jī)。周老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的科研洞察力、豁達(dá)的性格都給了我深深的影響，我將永遠(yuǎn)銘記在心并受益終身，能成為周老師的學(xué)生，也將是我一生的榮幸。感謝我的導(dǎo)師，在繪圖期間及答辯準(zhǔn)備階段給予的無私幫助和長(zhǎng)期的指導(dǎo)，她兢兢業(yè)業(yè)的工作精神、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度、以誠(chéng)待人的品格令我十分敬佩。 同時(shí)，還要感 謝教育和幫助過我的各位老師們，正是你們的辛勤工作，才使我在基礎(chǔ)知識(shí)和畫圖能力方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在即將畢業(yè)之時(shí)，請(qǐng)?jiān)试S我獻(xiàn)上對(duì)各位老師最誠(chéng)摯的感激和謝意 !沒有他們默默的支持和幫助，我無法在有限的時(shí)間內(nèi)完成畢設(shè)計(jì)的研究和畢業(yè)論文的撰寫工作。在此，向他們表達(dá)我深深的謝意 ! 感謝在百忙中閱讀和評(píng)審本文的各位老師。 18參考文獻(xiàn) [1]李 靜 . 新型組合式滾刷除雪機(jī)研究與設(shè)計(jì) [D]2013. 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