2412 除雪機(jī)的設(shè)計

2412 除雪機(jī)的設(shè)計,除了,設(shè)計 除雪機(jī)的設(shè)計,學(xué)生姓名：李陽 指導(dǎo)老師：孟煒 專業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 院系：機(jī)械電氣化工程學(xué)院,本設(shè)計的主要內(nèi)容,本設(shè)計研究的目的和意義 除雪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 除雪機(jī)的主要結(jié)構(gòu)說明 除雪機(jī)的主要工作部件 本設(shè)計的優(yōu)缺點 結(jié)論,本設(shè)計研究的目的和意義,目的：目前雖有許多種除雪機(jī)，但只有清楚較松軟狀態(tài)的雪，使用上受到了限制，同時結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，造價也較高，未能得到廣泛應(yīng)用。設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、使用方便的新型除冰雪機(jī)械能夠取代繁重的體力勞動，確保車輛和行人的交通安全。 意義：清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方多雪地區(qū)城市、林區(qū)道路冬季養(yǎng)護(hù)的常規(guī)作業(yè)。道路除冰雪機(jī)械能夠快速清除冰雪，減輕工人的勞動量，保持交通暢通，減少交通事故發(fā)生。,除雪機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計,,除雪機(jī)各名稱,1-發(fā)動機(jī) 2-減速器 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤,,,除雪機(jī)的主要結(jié)構(gòu)說明,主要組成：本除雪機(jī)工作部件主要是除冰鏟和破冰鏟。其主要部件有發(fā)動機(jī)、傳動軸、支撐彈簧、扭力彈簧、激震錘、震動架、吊耳等組成。,除雪機(jī)具體工作原理,在車體的車底盤27上設(shè)有發(fā)動機(jī)1和通過聯(lián)軸器28與發(fā)動機(jī)連接的減速機(jī)2及通過萬向節(jié)3和傳動軸4與減速機(jī)2連接的位于車底盤前27方的破冰機(jī)構(gòu)，并在車底盤11前端的下部設(shè)有除冰機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機(jī)構(gòu)采用振動式，該破冰機(jī)構(gòu)可由固設(shè)在車底盤上的支柱23，與支柱23對接的位于車底盤前方的振動架21，設(shè)在振動架21上部的前后對稱的設(shè)有軸的軸承座8，設(shè)在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10，套在軸上的一端固設(shè)在軸上，另一端固設(shè)在活動偏心激震錘10上的扭力彈贊12。設(shè)在攝動架27自由端部的破冰鏟17和固設(shè)在車底盤11上并插在振動架27插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿5上的位于振動架上、下的支承彈簧6,16所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而驅(qū)動破冰鏟17使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機(jī)構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿20絞接在車底盤27兩側(cè)下部的除冰板18和連接在車底盤27和除冰板18上的彈簧19所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設(shè)有可調(diào)整車底盤27傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機(jī)1的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設(shè)在車底盤一端的掛鉤29掛在動力機(jī)械上。從而實現(xiàn)推動除冰機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。為了防止機(jī)核運(yùn)轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設(shè)有防護(hù)罩。,除雪機(jī)的主要工作部件,破冰鏟 除冰鏟,破冰鏟,破冰鏟的主要作用:經(jīng)偏心激震錘的震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使路面上的冰雪層被擊碎，同時使破碎的冰雪層與路面分離。 破冰鏟的設(shè)計：由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用低合金工具鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題。在安裝的時候并排安裝6個同樣的破冰板，每2個呈90度的夾角。通過計算6個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。,破冰鏟結(jié)構(gòu)示意圖,除冰鏟,除冰鏟的主要功用:將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到道路的兩旁。 除冰鏟的設(shè)計：除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有 。選擇材料的時候可以選擇硬度比較大且不易脆的。根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度。其高度范圍是10mm-100mm，同樣可以滿足要求。,彈簧,彈簧的主要作用：本設(shè)計的彈簧有支撐彈簧和扭力彈簧。 彈簧的選材:根據(jù)彈簧的工作情況，屬于Ⅱ類彈簧。彈簧要滿足好的彎曲應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，所以選擇選用碳素彈簧鋼絲B級制造。,激震錘,激震錘的功用：通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達(dá)到破冰的目的。 激震錘的設(shè)計：固定偏心激震錘和活動偏心激震錘都是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，選擇灰口鑄鐵鑄造即可滿足使用要求。 主要結(jié)構(gòu)圖如下：,激振錘結(jié)構(gòu)示意圖,本除雪機(jī)的優(yōu)缺點,優(yōu)點：本實用新型與已有技術(shù)比較，由于在車體的車底盤上設(shè)有了由發(fā)動機(jī)、減速機(jī)、振動式破冰機(jī)構(gòu)，膝冰機(jī)構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)成的路面除冰機(jī)，因此其具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不拐壞路面。堅固耐用、價格底廉等優(yōu)點。 缺點：震動架通過固定偏心激震錘和活動偏心激震錘旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動 ，驅(qū)動破冰鏟使路面上的冰雪層被擊碎，產(chǎn)生的震動比較大，對彈簧要求較高，對震動架的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度要求也較大，在制造上增加了成本。同時本機(jī)的智能化和自動化程度比較低。,結(jié)論,1.該機(jī)實際上是除比較硬的冰雪機(jī)械，與傳統(tǒng)的拋揚(yáng)式除雪機(jī)和犁式除雪機(jī)大不相同。 2.機(jī)械化清除冰雪機(jī)械對于解決我國人力清除冰雪勞動效率低，以及及時清除道路冰雪具有重要作用。 3.雖然除雪作業(yè)作為人們克服自然環(huán)境的必須工作，在許多國家都廣泛開展，但專用除雪機(jī)械的應(yīng)用與研究卻主要存在于歐美和日本等一些發(fā)達(dá)國家，生產(chǎn)出適合國內(nèi)情況的除冰雪機(jī)械對于我們勢不可緩。 4.本機(jī)的設(shè)計應(yīng)用對我國北方大面積降雪地區(qū)除雪具有重大的意義。同時對于我國交通發(fā)展和企業(yè)競爭力具有推動作用。,,請各位老師批評指正！,前 言1.1 引 言清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方地區(qū)城市、林區(qū)、農(nóng)村道路冬季養(yǎng)護(hù)的常規(guī)作業(yè)。由于機(jī)械化程度低，不能及時清除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故頻生，車速降低，運(yùn)輸效率降低，油耗增高，城市道路尤為突出。僅以哈爾濱市為例，由于冬季路面冰雪公害，車速降低，車輛周轉(zhuǎn)慢，使乘客留站時間延長，在早晚上下班高峰期，平均延長 20分鐘左右，按每日上下班 60萬人次計算，整個冬季約損失工時 600萬個;路面冰雪公害，也使公共電汽車公司運(yùn)營減少，電車公司相當(dāng)于每日少出 67臺車;路面冰雪公害，也影響貨運(yùn)?？傊?，由于冰雪公害，給城市人民生活，交通運(yùn)輸、工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各方面都帶來一定危害和不便。所以在此條件下，研究出一種路面除冰雪機(jī)械可以提高除冰雪的效率，減輕工人的勞動量，使公民的出行更為方便。近年來，我國的機(jī)械行業(yè)有了長足的發(fā)展，生產(chǎn)方式已從手工，半手工，半機(jī)械化逐步過度到機(jī)械化，甚至很多行業(yè)都實現(xiàn)了自動化。機(jī)械行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將會代替人們的勞動。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的高度發(fā)展，金屬材料的種類和數(shù)量也日益擴(kuò)大，為我們的設(shè)計提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是各種材料的機(jī)械性能都有明顯的不同，以至各個機(jī)械的構(gòu)件都能在預(yù)計設(shè)計的工況下完成它們的任務(wù)。這樣一來，我們的工作效率就大大的提高了。1.2 除雪機(jī)的現(xiàn)狀目前雖有各式各樣的除雪機(jī)，但均只適合清除松軟狀態(tài)的雪，而不能除冰，因此在使用上受到了限制。另外，現(xiàn)有的除霄機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且造價比較高，因此未能得到普遍應(yīng)用。目前仍然主要依靠人力清除路面上的冰雪，這樣不僅效率低，勞動強(qiáng)度大，而且不能將路面上的冰雪清除干凈，并影響交通。并且在使用的過程中很多都不能根據(jù)實際的工作環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，以更加高效率的完成作業(yè)。本實用新型的目的是，提供一種不僅能將路面上的冰雪清除干凈，而且具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、使用方便、性能好、不破壞路面、堅固耐用、價格低廉的路面除冰雪機(jī)，以取代替繁重的體力勞動，確保冬季交通運(yùn)物的安全和行人的方便。1.3國內(nèi)主要除雪方式（1）人工除雪人工除雪作業(yè)時間長，勞動強(qiáng)度大，工作效率低，耗費人力物力，而且大量人員集中在機(jī)車道上作業(yè)很不安全，交通事故時有發(fā)生。（2）機(jī)械除雪根據(jù)除雪機(jī)械原理的不同，可以把除雪機(jī)械分為推移式、螺旋拋揚(yáng)式、液壓式、鏟剁式和錘擊式 5種，實際使用中人們有習(xí)慣將除雪機(jī)分為犁式和螺旋式兩種。犁式除雪機(jī)主要用于未經(jīng)壓實的積雪清除，特別適于密度較小的新降積雪，它具有價格低、效率高、工作可靠、使用廣泛等優(yōu)點。其主要形式有 V形犁、U 形犁、單向犁和側(cè)翼鏟等幾種。國內(nèi)的犁式除雪機(jī)，大多數(shù)只有避讓功能，并可實現(xiàn)犁刀升降以及作業(yè)角度的變化。螺旋式除雪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多，一般只有切削、集中、推移和拋投的功能，有單級式和雙極式 2種。1.4未來除雪機(jī)械發(fā)展趨勢（1）向小體型、高速度方向發(fā)展在除雪作業(yè)中，除雪機(jī)機(jī)身大小和除雪速度快慢是影響交通的 2個重要因素。機(jī)身過大，除雪機(jī)占道影響交通；速度過低，影響車流通暢，同時不適合狹窄路面除雪。為了不妨礙交通，除雪機(jī)械要向小體型、高速度方向發(fā)展。（2）向多功能、一體化方向發(fā)展我國現(xiàn)階段的除雪機(jī)械應(yīng)該向多功能方向發(fā)展，實現(xiàn)一機(jī)多用，以提高利用率。如可對現(xiàn)有的工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械事實技術(shù)改進(jìn)，使其在冬季具有除雪功能。專用除雪機(jī)械則應(yīng)具有自動控制和自動保護(hù)功能，避免除雪裝置損壞。(3)提高安全性和舒適性由于除雪機(jī)械的駕駛操作具有一定的危險性，因此要最大限度的減輕駕駛員的操作強(qiáng)度，要改善除雪機(jī)械的可操作性，并研制自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動避讓功能，以避免機(jī)器和除雪裝置損壞。同時駕駛室要設(shè)置防噪聲、防塵、減振和通風(fēng)裝置，使駕駛員在一個舒適的環(huán)境中工作。除雪機(jī)的設(shè)計李陽 孟煒 *?( 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程， 阿拉爾 843300) 【摘要】：北方的冬天，由于冰雪天氣頻繁，導(dǎo)致路面結(jié)冰的情況比較多，這樣嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸。雖然目前已經(jīng)有路面除冰機(jī)的出現(xiàn)，但是在機(jī)械性能，工作效率方面仍然不能滿足需要。本文主要從機(jī)械性能、工作效率、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面來思考和設(shè)計，本設(shè)計是在原有的機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，通過對機(jī)構(gòu)局部的改進(jìn)，把帶傳動改為齒輪傳動，本設(shè)計論文詳細(xì)地敘述了路面除冰機(jī)的設(shè)計過程。除了對已有的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以外，還采用了部分簡化合理的機(jī)構(gòu)；如：彈簧，擊震錘等等。大大地提高了生產(chǎn)率,同時使機(jī)械的機(jī)構(gòu)更加緊湊,性能更加穩(wěn)定?！娟P(guān)鍵詞】：震碎；破冰除雪；機(jī)械設(shè)備；中圖分類號：***** 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?收稿日期：2012-05-29基金項目：國家自然基金項目（31160196）作者簡介：李陽（1989-） ，男， 。 E-mail: 1425580067@qq.com*為通訊作者 E-mail: hhh@yahoo.com.cn0 引言 我國地理環(huán)境復(fù)雜，清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方地區(qū)城市、林區(qū)、農(nóng)村道路冬季養(yǎng)護(hù)的常規(guī)作業(yè)。由于機(jī)械化程度低，不能及時清除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故頻生，車速降低，運(yùn)輸效率降低，油耗增高，城市道路尤為突出。由于冰雪公害，給城市人民生活，交通運(yùn)輸、工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各方面都帶來一定危害和不便。所以在此條件下，研究出一種路面除冰雪機(jī)械可以提高除冰雪的效率，減輕工人的勞動量，使公民的出行更為方便。近年來，我國的機(jī)械行業(yè)有了長足的發(fā)展，生產(chǎn)方式已從手工，半手工，半機(jī)械化逐步過度到機(jī)械化，甚至很多行業(yè)都實現(xiàn)了自動化。機(jī)械行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將會代替人們的勞動。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的高度發(fā)展，金屬材料的種類和數(shù)量也日益擴(kuò)大，為我們的設(shè)計提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是各種材料的機(jī)械性能都有明顯的不同，以至各個機(jī)械的構(gòu)件都能在預(yù)計設(shè)計的工況下完成它們的任務(wù)。這樣一來，我們的工作效率就大大的提高了。1 總體設(shè)計與工作原理1.1設(shè)計參數(shù)總體設(shè)計如圖所示：1-發(fā)動機(jī) 2-減速器 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧 7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板 15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱 24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤圖 1除雪機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖1.2 作業(yè)原理針對國內(nèi)大多數(shù)除雪機(jī)不能夠清除壓實較硬的冰雪情況，本設(shè)計在車體的車底盤 27上設(shè)有發(fā)動機(jī) 1和通過聯(lián)軸器 28與發(fā)動機(jī)連接的減速機(jī) 2及通過萬向節(jié) 3和傳動軸 4與減速機(jī) 2連接的位于車底盤 27前方的破冰機(jī)構(gòu)，并在車底盤 27前端的下部設(shè)有除冰機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機(jī)構(gòu)采用振動式，該破冰機(jī)構(gòu)可由固設(shè)在車底盤上的支柱 23，與支柱 23對接的位于車底盤前方的振動架 21，設(shè)在振動架 21上部的前后對稱的設(shè)有軸的軸承座 8，設(shè)在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘 9和活動偏心激震錘10，套在軸上的一端固設(shè)在軸上，另一端固設(shè)在活動偏心激震錘 10上的扭力彈贊 12。設(shè)在振動架 21自由端下部的破冰鏟 17和固設(shè)在車底盤 27上并插在振動架 21插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿 5上的位于振動架上、下的支承彈簧 6,16所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘 10旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而驅(qū)動破冰鏟 17使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機(jī)構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿 20絞接在車底盤 27兩側(cè)下部的除冰鏟 18和連接在車底盤 27和除冰鏟 18上的彈簧 19所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設(shè)有可調(diào)整車底盤 27傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機(jī) 1的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設(shè)在車底盤一端的掛鉤 29掛在動力機(jī)械上。從而實現(xiàn)推動除冰機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。為了防止機(jī)核運(yùn)轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設(shè)有防護(hù)罩。2.1除雪機(jī)激振錘的設(shè)計2.1除雪機(jī)激振錘的結(jié)構(gòu)除雪機(jī)激振錘的機(jī)構(gòu)如圖 2：畢業(yè)設(shè)計2圖 2除雪機(jī)激振錘結(jié)構(gòu)示意圖固定偏心激震錘和活動偏心激震錘是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達(dá)到破冰的目的。2.3除雪機(jī)破冰鏟的結(jié)構(gòu)設(shè)計破冰鏟結(jié)構(gòu)如圖 3：圖 3 破冰鏟結(jié)構(gòu)尺寸圖由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用低合金工具鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題，同時具有好的耐磨性。在安裝的時候并排安裝 6個同樣的破冰板，每 2個呈 90度的夾角，然后用一個固定板固定連接在震動架上。通過計算 6個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。3 結(jié)論1.該機(jī)實際上是除比較硬的冰雪機(jī)械，與傳統(tǒng)的拋揚(yáng)式除雪機(jī)和犁式除雪機(jī)大不相同。2.機(jī)械化清除冰雪機(jī)械對于解決我國人力清除冰雪勞動效率低，以及及時清除道路冰雪具有重要作用。3.雖然除雪作業(yè)作為人們克服自然環(huán)境的必須工作，在許多國家都廣泛開展，但專用除雪機(jī)械的應(yīng)用與研究卻主要存在于歐美和日本等一些發(fā)達(dá)國家，生產(chǎn)出適合國內(nèi)情況的除冰雪機(jī)械對于我們勢不可緩。4.本機(jī)的設(shè)計應(yīng)用對我國北方大面積降雪地區(qū)除雪具有重大的意義。同時對于我國交通發(fā)展和企業(yè)競爭力具有推動作用。參考文獻(xiàn)[1]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 第五版.北京：高等教育出版社,2005 年 10月.[2]孫恒，陳作模，葛文杰；機(jī)械原理[M]. 第七版.北京：高等教育出版社, 2005 年 12月.[3]濮良貴，紀(jì)名剛，陳國定，吳立言.機(jī)械設(shè)計[M]. 第八版.北京：高等教育出版社,2005年 12月.[4]王萬鈞，胡中.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊上冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1988 年.[5]單輝祖；材料力學(xué).北京：高等教育出版社,2004年 5月.[6]龔溎義，羅圣國，李平林.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社,1990 年 4月.[7]吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社,2006 年 4月.[8]韓進(jìn)宏.互換性與技術(shù)測量[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004 年 7月.[9]周健.AutoCAD 2007中文版應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007 年 1月.畢業(yè)設(shè)計3[10]王忠.機(jī)械工程材料[M].北京：清華大學(xué)出版社,2005 年 10月.[11]王擇，程靳.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社,2002 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Although the road has been the emergence of de-icing machines, but in the mechanical properties, the efficiency is still needed. In this paper, mainly from the mechanical properties, work efficiency, the structure of single-cylinder, efficient, easy-to-use, performance, and does not damage the road to think and design, this design is the original basis of mechanical products through improvements in local institutions, replaced by the belt drive gear transmission, the paper design is described in detail the road de-icing machine design process. In addition to the improvement of the existing structure, it is reasonable to simplify the use of some of the agencies; such as: spring, hammer, etc. earthquake hit. Greatly enhance the productivity, while a more compact mechanical body, more stable performanceKeywords：Shattered；De-icing ；Machinery and equipment畢業(yè)設(shè)計2 12 屆畢業(yè)生畢業(yè)論文除雪機(jī)的設(shè)計說明書學(xué)生姓名 李 陽 學(xué) 號 8011208110 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級 12-1 指導(dǎo)教師 孟 煒 日 期 2012-05-26 塔里木大學(xué)教務(wù)處制1 本設(shè)計方案的總體概述 ...........................................................11.1 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計的任務(wù)及重要性 ..................................................11.2 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計原則 ............................................................11.3 機(jī)構(gòu)的總體布置設(shè)計基本要求 ....................................................21.4 本設(shè)計方案簡述 ................................................................22 電動機(jī)的選擇 ....................................................................42.1 電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 ............................................................42.2 電動機(jī)的容量及轉(zhuǎn)速 ............................................................43 聯(lián)軸器的選擇 ....................................................................43.1 選擇聯(lián)軸器 ....................................................................43.2 計算公稱轉(zhuǎn)矩 ..................................................................43.3 選擇型號 ......................................................................44 減速機(jī)的設(shè)計計算 ...............................................................44.1 軸Ⅰ（輸入軸）的設(shè)計 ..........................................................44.2 軸Ⅱ（中間軸）的設(shè)計 ..........................................................64.3 軸Ⅲ（輸出軸）的設(shè)計 ..........................................................64.4 高速級齒輪組的設(shè)計 ............................................................74.5 低速級齒輪組的設(shè)計 ...........................................................105 彈簧的設(shè)計計算 .................................................................146 傳動軸的設(shè)計 ...................................................................157 激振錘的設(shè)計 ...................................................................168 破冰鏟和除冰鏟的設(shè)計 ..........................................................178.1 破冰鏟的設(shè)計 .................................................................178.2 除冰鏟的設(shè)計 .................................................................179 潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 ........................................18結(jié)束語 ............................................................................19致 謝 .............................................................................20參考文獻(xiàn)： .......................................................................21塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計1 本設(shè)計方案的總體概述1.1 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計的任務(wù)及重要性結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計的任務(wù)是將原理方案設(shè)計結(jié)構(gòu)化，即把一維或者二維的原理方案圖轉(zhuǎn)化為三維的可制造的形體過程，也可以說是從為了完成總系統(tǒng)功能而進(jìn)行的初步總體布置開始到最佳裝配圖（結(jié)構(gòu)設(shè)計）的最終完善及審核通過為止。結(jié)構(gòu)總體設(shè)計工作包括兩個方面，即“質(zhì)”的設(shè)計和“量”的設(shè)計。所謂“質(zhì)”的設(shè)計是指“定形”設(shè)計，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。這部分工作對產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性意義。 “量”的設(shè)計則是指選擇材料，確定尺寸和零部件進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計等，此部分設(shè)計所涉及到的知識在《機(jī)械設(shè)計》 、 《材料力學(xué)》等教材中已學(xué)過。由此看來，結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計階段的工作量是相當(dāng)大的，同時它的工作質(zhì)量對滿足功能要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品的成本等都起者十分重要的作用1.2 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計原則機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵,它對產(chǎn)品的技術(shù)性能,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀造型均具有決定性的意義。明確，簡單，安全可靠是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計階段必須遵守的三項基本原則。由于這三項基本原則的共同目標(biāo)都是為了保證實現(xiàn)總系統(tǒng)（產(chǎn)品）的預(yù)期功能，降低成本及保障人和環(huán)境安全的，所以，在整個設(shè)計階段應(yīng)將這三項基本原則貫徹到底。(1)明確原則這里主要包括以下三個方面：①功能明確 所選擇的結(jié)構(gòu)應(yīng)能明確無誤地、可靠地實現(xiàn)預(yù)期的功能。對于可實現(xiàn)的功能來說，要做到既不疏漏又不冗余。②工作情況明確 被設(shè)計的產(chǎn)品(系統(tǒng)）所處的工作狀況必須明確。因為結(jié)構(gòu)和零部件的材料、形狀、尺寸、磨損及腐蝕是根據(jù)其工況來確定。若設(shè)計時缺少準(zhǔn)確的使用工況說明，且不得不做出一些假設(shè)的話，應(yīng)隨時檢查有關(guān)假設(shè)的正確性。③結(jié)構(gòu)的工作原理明確 設(shè)計結(jié)構(gòu)時所依據(jù)的工作原理必須明確，從而才能可靠地實現(xiàn)所預(yù)期的功能要求。(2)簡單原則簡單原則是指要在滿足總功能的前提下，盡量使整機(jī)、部件、零件的結(jié)構(gòu)簡單，且數(shù)目少；同時還要要求操作與監(jiān)控簡便；制造與測量容易、快速、準(zhǔn)確；安裝與調(diào)試簡易而快捷。亦就是說這里所指的“簡單” ，同時具有簡化、簡便、簡明、簡易、減少等多重含義。(3)安全可靠原則一個系統(tǒng)(產(chǎn)品)的安全可靠性主要指：①構(gòu)件的可靠性 在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過度變形、過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計②功能的可靠性 主要是指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實現(xiàn)總系統(tǒng)的總功能。③工作安全性 主要指對操作者的防護(hù)，保證人的安全。④環(huán)境安全性 不造成不允許的環(huán)境污染，同時也要保證整個系統(tǒng)(產(chǎn)品)對環(huán)境的適應(yīng)性1.3 機(jī)構(gòu)的總體布置設(shè)計基本要求(1)功能合理即總布置設(shè)計應(yīng)適應(yīng)于功能表達(dá)，無論在整體上還是在局部上都不應(yīng)采用不利于功能目標(biāo)的布局方案。(2)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)這一方面應(yīng)盡可能使總系統(tǒng)簡單并充分利用機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)部空間，如把電動機(jī)、傳動部件等安裝在支撐大件的內(nèi)部；另一方面有利于良好的造型，美觀大方。(3)充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展總體布置時還應(yīng)對系列設(shè)計、變形設(shè)計給予考慮；對于單機(jī)的布置還應(yīng)考慮組成生產(chǎn)線和實現(xiàn)自動化的可能性。1.4 本設(shè)計方案簡述本實用新型的技術(shù)解決方案是，為了達(dá)到清除冰雪的目的，如圖 2.1 所示，能夠清楚的看到該設(shè)計的結(jié)構(gòu)特性：圖 1-4 除冰機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖1-發(fā)動機(jī) 2-減速器 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧 7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板 15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱 24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計在車體的車底盤 27 上設(shè)有發(fā)動機(jī) 1 和通過聯(lián)軸器 28 與發(fā)動機(jī)連接的減速機(jī) 2 及通過萬向節(jié)3 和傳動軸 4 與減速機(jī) 2 連接的位于車底盤 27 前方的破冰機(jī)構(gòu)，并在車底盤 27 前端的下部設(shè)有除冰機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機(jī)構(gòu)采用振動式，該破冰機(jī)構(gòu)可由固設(shè)在車底盤上的支柱 23，與支柱 23 對接的位于車底盤前方的振動架 21，設(shè)在振動架21 上部的前后對稱的設(shè)有軸的軸承座 8，設(shè)在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘 9 和活動偏心激震錘 10，套在軸上的一端固設(shè)在軸上，另一端固設(shè)在活動偏心激震錘 10 上的扭力彈贊 12。設(shè)在振動架 21 自由端下部的破冰鏟 17 和固設(shè)在車底盤 27 上并插在振動架 21 插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿 5 上的位于振動架上、下的支承彈簧 6,16 所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘 9 和活動偏心激震錘 10 旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而驅(qū)動破冰鏟 17 使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機(jī)構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿 20 絞接在車底盤 27 兩側(cè)下部的除冰鏟 18 和連接在車底盤 27 和除冰鏟 18 上的彈簧 19 所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設(shè)有可調(diào)整車底盤 27 傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機(jī) 1 的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設(shè)在車底盤一端的掛鉤 29 掛在動力機(jī)械上。從而實現(xiàn)推動除冰機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。為了防止機(jī)核運(yùn)轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設(shè)有防護(hù)罩。本實用新型與已有技術(shù)比較，由于在車體的車底盤上設(shè)有了由發(fā)動機(jī)、減速機(jī)、振動式破冰機(jī)構(gòu)，除冰機(jī)構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)成的路面除雪機(jī)，因此其具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面。堅固耐用、價格低廉等優(yōu)點。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2 電動機(jī)的選擇2.1 電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)電源（交流或直流） 、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點（性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。沒有特殊要求時均應(yīng)選用交流電動機(jī)，其中以三相鼠籠式異步電動機(jī)用的最多。Y 系列電動機(jī)為我國推廣采用的新設(shè)計產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無腐蝕氣體的場合，以及要求具有較好啟動性能的機(jī)械。2.2 電動機(jī)的容量及轉(zhuǎn)速參考同類機(jī)械產(chǎn)品，選取電動機(jī)轉(zhuǎn)速 970r/min，功率 11KW,查手冊確定電動機(jī)型號為 Y160L-6，伸出部分軸直徑為 40mm。3 聯(lián)軸器的選擇3.1 選擇聯(lián)軸器為了隔離震動與沖擊，選擇用彈性套柱銷聯(lián)軸器，具有一定補(bǔ)償兩軸線相對偏移和減振緩沖能力，適用于安裝底座剛性好，沖擊載荷不大的中、小功率軸系傳動，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、啟動頻繁的場合，工作溫度為-20~+70°C。3.2 計算公稱轉(zhuǎn)矩 T=9.55*106 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*103 N.mm由表查得 KA =2.3 故計算轉(zhuǎn)矩為：Tca = KA T=2.3*108.3*103 =249.1*1033.3 選擇聯(lián)軸器型號從 GB 4323—84 中查得 LT6 型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為 250N.mm，許用最大轉(zhuǎn)矩為 3800 r/min，軸徑為 32～42 mm 之間，許用補(bǔ)償量為 0.3mm，故適用。4 減速機(jī)的設(shè)計計算4.1 軸Ⅰ（輸入軸）的設(shè)計電機(jī)通過傳動軸和聯(lián)軸器將動力傳遞給減速器的齒輪軸Ⅰ，帶動其他齒輪的轉(zhuǎn)動。4.1.1 求出主軸上的功率 P 和轉(zhuǎn)矩 T功率從電機(jī)到主軸經(jīng)過帶傳動，根據(jù)文獻(xiàn)[4]傳遞效率 =0.99 ?P=P =11 0.99=10.89kW電 機(jī) ??T=9550000 =9550000 10.89/970 10665 N.mmn?4.1.2 聯(lián)軸器作用在軸上的力F =406.86N，F(xiàn) =458.52N124.1.3 初步確定軸的最小直徑先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表 15-3，取 A=112，于是得0塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計d = A =112 =25.08mmmin03P?39708.14.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定裝配方案 如圖（圖 4-1）圖 4-1 輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度? 這是二級減速器輸入軸，受力很大，震動很小，可以不計端部的力，并且考慮到 a 端連接有聯(lián)軸器，故 d =40mm，L =100mm。ab?ab?? 初步選擇滾動軸承 因軸承主要受徑向載荷，軸向載荷很小，因此選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù) d =40mm 選軸承 6009，其尺寸為 45 100 18，則ab? ?d =45mm，L =46mm。bc?bc? 取安裝齒輪 1 處的軸段 c-d 的直徑 d =50mm，帶輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，c?已知齒輪寬為 34mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪寬，故取 L=30mm，帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度 h>0.07d；cd?取 h=1mm，則軸環(huán)出的直徑 d =52mm，軸環(huán)處的寬度 b 1.4h，取 L =12mm，同樣道e??de?理，d =45mm，L =50mm。ef?ef?至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。? 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 d 查機(jī)械手冊得平鍵c?截面 b h=20 12（GB/T1095-1979） ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 25mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見?GB/T1096-1979） ，同時為了保證帶輪與軸配合有良好的對中性，故選帶輪與軸的配合為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計H7/h6；同樣另一端軸與帶輪聯(lián)接選平鍵 20 12 25，配合為 H7/h6；滾動軸承與軸的?周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。（3）確定軸上圓角為 2 45 ，各軸肩處的圓角半徑見圖。??4.1.5 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即該軸的截面 C）的強(qiáng)度；根據(jù)式（15-5）及上述數(shù)據(jù)，并取 =0.6，軸的計算應(yīng)力?= = MPa 0.99MPa?ca22()MTW?223485(0.687)1???前面已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查得[ ]=60MPa，因此 <[ ]1???ca1?故安全。4.2 軸Ⅱ（中間軸）的設(shè)計根據(jù)該除冰機(jī)每小時要行程 10~60km，除冰厚度 60mm。所以要求該除冰機(jī)構(gòu)每分鐘震動約?120 次，即該傳動軸的轉(zhuǎn)速是 120r/min。所以該減速器承擔(dān)的傳動比為 i=970/120=8.08,分配給這個減速器高速級的傳動比 i1 =2.5，低速級傳動比 i2 =i/ i1 =8.08/2.5=3.23。該齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 5--2 所示，計算過程與軸Ⅰ相同，在此就不詳細(xì)列出。4-2 中間軸結(jié)構(gòu)示意圖4.3 軸Ⅲ（輸出軸）的設(shè)計低速級的傳動比 i2 =3.23，所以根據(jù)相關(guān)的參數(shù)設(shè)計出該軸的相關(guān)結(jié)構(gòu)參見減速機(jī)裝配圖。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計4.4 高速級齒輪組的設(shè)計㈠按接觸強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式 d≧2.32 ??321)(hZuKT????⑴確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值① 試選載荷系數(shù) =1.3t② 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距T=95.5*100000*P/n=95.5*100000*11/970=108298N*mm③ 由下表 表 5-1 齒寬系數(shù)表裝置狀況 兩支撐相對小齒輪作對稱布置 兩只撐相對小齒輪作不對稱布置 小齒輪作懸臂布置d?0.9～1.4（1.2～1.9） 0.7～1.5(1.1～1.65) 0.4～0.6齒寬系數(shù) =1d④ 由下表表 5-2 材料彈性影響系數(shù)表彈性模量 E/MPa 配對齒輪材料灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布材料齒輪材料11.8*104 17.3*104 20.2*104 20.6*104 0.785*104鍛鋼 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4鑄鋼 161.4 180.5 188.0球墨鑄鐵 156.6 173.9灰鑄鐵 143.7查得材料的彈性影響系數(shù) Z =189.8 MPaE2/1⑤根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =600 MPa, 小齒輪1limH?的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550 MPa.2limH?⑥由式 N=60njL 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(假設(shè)該對齒輪使用壽命 15 年)hN1=60n1jL = 60*970*1*(2*8*300*15) = 4.191*109N2=4.191*109 /2.5=1.676*109⑦根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) K =0.90; K =0.95.1HN2HN⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力根據(jù)具體的工作情況在文獻(xiàn)[4]中查得到失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計由式［ ］= 得.?SKNlim［ ］ = =0.9*600 MPa=540 MPa1li［ ］ = =0.95*550 MPa=522.5 MPa?2SNlim⑵計算① 試計算小齒輪的分度圓直徑 d,帶入［ ］中較小的值?d≧2.32 =63.17mm??321)(hZuKT????② 計算圓周速度 vv= = m/s=3.16m/s10*6ndt?0971t③ 計算齒寬 bb= =1*63.17mm=63.17mmtd1?④ 計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m =d =63.17/24=2.63t1/z齒高 h=2.25 *m =2.25*2.63=5.92mmtb/h=63.17/5.92=10.67⑤ 計算載荷系數(shù)根據(jù) v=3.16m/s,7 級精度, 由根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-8 查得動載系數(shù) K =1.1;v直齒輪,假設(shè) K F /b＜100N/mm. 由機(jī)械設(shè)計教材中表 10-3 查得 K =K =1;At ?HF由機(jī)械設(shè)計教材表 10-2 查得使用系數(shù) Ka=1.00根據(jù)文獻(xiàn)[4]表 10-4 查得 7 級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,K =1.12+0.18(1+0.6 ) +0.23*0.001b?Hd?2將數(shù)據(jù)代入后得K =1.12+0.18(1+0.6*1 )1 +0.23*0.001*70.97=1.423?2由 b/h=10.67, K =1.423, 根據(jù)文獻(xiàn)[4]圖 10-13 得 K =1.31;故載荷系數(shù)H ?FK=K K K K =1*1.1*1*1.423=1.565AV?H?⑥ 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑, 根據(jù)文獻(xiàn)[4]式 10-10a 得d1=d =63.17* mm=67.2mmt3/t3.1/56.塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計⑦ 計算模數(shù) mm=d1/z1=67.2/24=2.8mm㈡按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式m≧ ??332*1FSazdYKT??⑴確定公式中的各計算數(shù)值① 根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度1FE極限 =380MPa；2FE?② 由文獻(xiàn)[4]中圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.86， =0.88；1FNK2FN③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由機(jī)械設(shè)計教材式 10-12 得= = =307.14MPa??1F?SFEN14.50*86= = =238.86MPa2K2.3④ 計算載荷系數(shù) KK=K K K K =1*1.1*1*1.31=1.441Av?F?⑤ 查取齒形系數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =2.67， =2.239；1FaY2Fa⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =1.54， =1.715；1Sa2Sa⑦ 計算大,小齒輪的 并加以比較??F?=2.67*1.54/307.14=0.013381SaY=2.239*1.715=0.016??2FSa?大齒輪的數(shù)值大。⑵設(shè)計計算m≧ ≧ mm=2.054mm??332*1FSazdYKT??324*1016.89.2塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.05 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=63.2mm,算出小齒輪齒數(shù) z = = =25.28，取整數(shù)位 z1=26,大齒輪1d5.263齒數(shù) z =u* z =2.5*26=65；21㈢幾何尺寸計算⑴計算分度圓直徑d = z *m=26*2.5=65mm,1d = z *m=65*2.5=162.5mm2⑵計算中心距a=( d + d )/2=(65+162.5)/2=113.75mm12⑶計算齒輪寬度b= =1*65mm=65mm1d?取 B =65mm，B =63mm；21（四） 驗算F = = N=3332Nt12dT65089*驗算合格。4.5 低速級齒輪組的設(shè)計同樣可以用以上的設(shè)計方法可以設(shè)計低速級齒輪組，通過上面的計算得低速級的傳動比為 i2 =3.23。㈠按接觸強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式 d≧2.32 ??321)(hZuKT????⑴確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值⑤ 試選載荷系數(shù) =1.3t⑥ 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距，取傳遞效率為 2=0.99?T=95.5*100000*P* 2/n=95.5*100000*11*0.99*2.5/970=2.68*105N*mm⑦ 從上表 5.1 選取齒寬系數(shù) =1d?④由上表 5.2 查得材料的彈性影響系數(shù) Z =189.8 MPaE2/1塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計⑤根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =600 MPa, 小齒輪1limH?的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550 MPa.2limH?⑥由式 N=60njL 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(假設(shè)該對齒輪使用壽命 15 年)hN1=60n1jL = 60*970*1*(2*8*300*15) /2.5= 1.676*109N2=1.676*109 /2.5=5.19*108 ⑦根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) K =0.90; K =0.95.1HN2HN⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,由式［ ］= 得.?Slim［ ］ = =0.9*600 MPa=540 MPa?1SKNlim［ ］ = =0.95*550 MPa=522.5 MPa2li⑵計算試計算小齒輪的分度圓直徑 d,帶入［ ］中較小的值?d≧2.32 =71.54mm??321)(hZuKT????計算圓周速度 vv= = m/s=1.453m/s10*623ndt?05./973t計算齒寬 bb= =1*71.54mm=71.54mmtd1?計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m =d3t /z3=71.54/22=3.25t齒高 h=2.25 *m =2.25*3.25=7.31mmtb/h=71.54/7.31=9.7911 計算載荷系數(shù)根據(jù) v=1.453m/s,7 級精度, 由文獻(xiàn)[4]中圖 10-8 查得動載系數(shù) K =1.12;v直齒輪,假設(shè) K F /b＜100N/mm. 由文獻(xiàn)[4]中表 10-3 查得 K =K =1;At ?HF由文獻(xiàn)[4]中表 10-2 查得使用系數(shù) Ka=1.00由文獻(xiàn)[4]中表 10-4 查得 7 級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,K =1.12+0.18(1+0.6 ) +0.23*0.001b?Hd?2塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計將數(shù)據(jù)代入后得K =1.12+0.18(1+0.6*1 )1 +0.23*0.001*70.97=1.423?H2由 b/h=9.79, K =1.41, 由文獻(xiàn)[4]中圖 10-13 得 K =1.32;故載荷系數(shù)?FK=K K K K =1*1.12*1*1.41=1.579AV??H按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由文獻(xiàn)[4]中 10-10a 得d1=d =71.54* mm=76.33mmt3/t3.1/579.計算模數(shù) mm=d3t/z3=76.33/22=3.47mm㈡按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由文獻(xiàn)[4]中 10-5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式m≧ ??332*1FSazdYKT??⑴確定公式中的各計算數(shù)值由文獻(xiàn)[4]中圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極1FE限 =380MPa；2FE?由文獻(xiàn)[4]中圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.86， =0.88；1FNK2FN計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由文獻(xiàn)[4]中式 10-12 得= = =307.14MPa??1F?SFEN14.50*86= = =238.86MPa2K2.3計算載荷系數(shù) KK=K K K K =1*1.1*1*1.32=1.452Av?F?查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =2.67， =2.239；1FaY2Fa查取應(yīng)力校正系數(shù)由文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =1.54， =1.715；1Sa2Sa計算大,小齒輪的 并加以比較??Fa?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計=2.67*1.54/307.14=0.01338??1FSaY?=2.239*1.715/238.86=0.0162Sa大齒輪的數(shù)值大。⑵設(shè)計計算m≧ ≧ mm=2.95mm??332*1FSazdYKT??32*1016.845.2對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.95 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=3.0,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=76.33mm,算出小齒輪齒數(shù) z = = =25.44，取整數(shù)位 z1=26,大齒1d3.76輪齒數(shù) z =u* z =3.23*26=89.98，取整為 z =90。21㈢幾何尺寸計算計算分度圓直徑d = z *m=26*3.23=90mm,1d = z *m=90*3.23=290.7mm2計算中心距a=( d + d )/2=(90+290.7)/2=190.35mm12計算齒輪寬度b= =1*90mm=90mm1d?取 B =90mm，B =85mm；21㈣ 驗算F = = N=5955.6Nt12dT9068*驗算合格。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計5 彈簧的設(shè)計計算5.1 選擇材料并確定其許用彎曲應(yīng)力根據(jù)彈簧的工作情況，屬于Ⅱ類彈簧。現(xiàn)在選用碳素彈簧鋼絲 B 級制造，由表得[ b ]=0.5?B 估取彈簧鋼絲直徑為 8mm， B =1320Mpa 所以 [ b ]=0.5*1320=660Mpa???5.2 選擇旋繞比 C 并計算曲度系數(shù) K1 選取 C=6，則K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.155.3 根據(jù)強(qiáng)度條件試算彈簧鋼絲直徑d = =4.95mm???3bmax.0T360*1.75原值 d=8mm 可用，不需重算。5.4 計算彈簧的基本幾何參數(shù)D=Cd=6*8mm=48mmD2 =D+d=48mm+8mm=54mmD1=D-d=48-8mm=40mm取間距 =0.5mm?P=d+ =8+0.5=8.5mm=arctan（p/ ）=3.7 。?d?5.5 按剛度條件計算彈簧的工作圈數(shù)從表中查得 E=200000MPaI= /64=200.96mm4 4n=EI /180TD=27.15(圈)?5.6 計算彈簧的扭彎剛度kT =EI/180Dn=98.9.mm/5.7 計算 和maxin= / kT=70.85 max= - =20.85in?5.8 計算自由度的高度 HH=n（d+ ）+H h =11.5*（5+0.5）mm+40mm=103.25?5.9 計算彈簧絲展開的長度 L取 Lh=Hh=40mm則有L= Dn+Lh =3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計6 傳動軸的設(shè)計傳動軸是將動力從減速機(jī)傳遞給震動架和激震錘的傳動機(jī)構(gòu)，在設(shè)計的過程中要使其能夠滿足彎曲強(qiáng)度的要求。該傳動軸在設(shè)計的時候設(shè)計其轉(zhuǎn)速為 120r/min。考慮到該傳動軸只是將轉(zhuǎn)速傳遞給激震錘，使其由轉(zhuǎn)動產(chǎn)生震動，從而迫使震動架上下震動，從而使破冰機(jī)能夠破冰。所以在彎曲強(qiáng)度不大，一般強(qiáng)度都可以適應(yīng)。根據(jù)傳動軸工作的環(huán)境和受力情況，故選擇 45 號鋼正火處理即可滿足使用要求，硬度為170~217HBS，強(qiáng)度極限 600 B， 屈服極限 300 s，彎曲疲勞極限 -1， 適用于傳動軸這???樣較重要的軸。鋼的切變模量 G=4×104MPa，軸在全長上的扭角 不得超過 1°，?現(xiàn)在估算軸的直徑。1.按強(qiáng)度要求，應(yīng)使： 3[]0.2TWd?????6951.8962.5Nm??故軸的直徑3.47.0.2[]0d??2.按鈕轉(zhuǎn)剛度要求，應(yīng)使 4[]dTlG??πL=250+86+25=361mm,在軸的全長上， =1°= 。故[]?rad180π443286.531dm=6.230??ππ故該軸的直徑取決于強(qiáng)度要求，圓整后可取 d=50mm。3.軸上軸承的選擇根據(jù)本工作情況的要求，選擇深溝球軸承，主要承受徑向載荷，同時也可承受一定量的軸向載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不太大時，可代替推力球軸承承受純軸向載荷。當(dāng)承受純徑向載荷時，=0°。軸承尺寸系列代號為 5，軸承內(nèi)徑尺寸系列代號 05。?其結(jié)構(gòu)和尺寸大小見圖 7.1：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 6-1 轉(zhuǎn)動軸結(jié)構(gòu)圖7 激振錘的設(shè)計固定偏心激震錘和活動偏心激震錘是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達(dá)到破冰的目的。其材料選擇灰口鑄鐵即可滿足工作要求，其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見 8.1 圖：圖 7-1 激震錘結(jié)構(gòu)示意圖塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計8 破冰鏟和除冰鏟的設(shè)計8.1 破冰鏟的設(shè)計由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用低合金工具鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題，同時具有好的耐磨性。在安裝的時候并排安裝 6 個同樣的破冰板，每 2 個呈 90 度的夾角，然后用一個固定板固定連接在震動架上。通過計算 6 個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?1.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見下圖：圖 8-1 破冰鏟結(jié)構(gòu)圖8.2 除冰鏟的設(shè)計除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有，它的作用是將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到道路的兩旁。除冰鏟的鏟韌應(yīng)該用 65Mn 鋼制造，同時進(jìn)行中頻淬火處理，以使其具有更強(qiáng)的耐磨性能，其他部分采用普通含錳量鋼制造即可。根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度，更好地適應(yīng)路面的情況。其高度范圍是 10mm-100mm，同樣可以滿足要求。其形狀和結(jié)構(gòu)如下圖：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 8-2 除冰鏟結(jié)構(gòu)圖9 潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇根據(jù)本設(shè)計的綜合考慮，選用低粘度的潤滑油潤滑以降低機(jī)器的摩擦、減少磨損、提高效率、延長機(jī)件的使用壽命。同時還能起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。選用潤滑油為全損耗系統(tǒng)用油（L-AN） ，牌號為 7，此潤滑油不適用于循環(huán)潤滑系統(tǒng)，需定期更換潤滑油。密封裝置是機(jī)器和設(shè)備的重要組成部分。按密封流體狀態(tài)分為氣體密封、液體密封；按設(shè)備種類分為壓縮機(jī)密封、泵用密封、釜用密封等。一般按密封面的運(yùn)動狀態(tài)分類，即相對靜止的密封面的密封稱為靜密封，而相對運(yùn)動的密封面間的密封稱為動密封。本設(shè)計中的工作部件密封沒有特殊要求，選用金屬八角墊片密封即可滿足使用要求。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計總 結(jié)本次設(shè)計中，我們的主要任務(wù)是路面除冰機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計。在張良斌老師的帶領(lǐng)下，我圓滿的完成了任務(wù)，而且還學(xué)到了很多額外的知識。在專業(yè)上，我認(rèn)識了很多的新機(jī)構(gòu)，復(fù)習(xí)了很多計算說明的步驟和方法。在設(shè)計過程中，我掌握了振動機(jī)構(gòu)的工作原理及其運(yùn)動規(guī)律，更重要的是學(xué)習(xí)了用現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)去實現(xiàn)一種功能的方法。在業(yè)余上，我懂得了怎樣對知識進(jìn)行創(chuàng)新、開拓。也使我們認(rèn)識到了做事要以嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的態(tài)度去對待。同時，在前期的調(diào)研中，我們遇到了很多的難題。通過這些前期的調(diào)研工作，使我們也學(xué)會了怎樣更好的與人溝通。通過本課題的鍛煉，主要達(dá)到以下幾個目的：（1）培養(yǎng)我們的科技創(chuàng)新能力 ，以及機(jī)械設(shè)計的思維能力；（2）通過設(shè)計，可以使我們具有將理論知識轉(zhuǎn)化為開發(fā)實際產(chǎn)品的基本能力，同時對理論學(xué)習(xí)中的不足可以通過實際設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充和再次學(xué)習(xí)；（3）可以系統(tǒng)的掌握 AUTOCAD 軟件的使用和數(shù)學(xué)公式編輯器的使用。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計致 謝在整個設(shè)計即將完成之際，我要真誠地感謝孟煒老師，在她的指導(dǎo)下，設(shè)計得以順利的完成。本論文是在孟煒老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在半年多的畢業(yè)設(shè)計中，孟煒老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的治學(xué)態(tài)度和豐富的專業(yè)知識令我受益非淺。并使我學(xué)到了許多進(jìn)行科學(xué)研究的有益方法。孟煒老師嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的態(tài)度、清晰的思路和廣博的知識使我深受啟迪和教益。有時侯，孟煒老師為我們解答疑問時，在辦公室里一坐就是幾個小時，一個過程、一個過程為我們分析、講解直到得出答案。在這里，我要感謝他在設(shè)計中給我的幫助，也感謝她使我學(xué)到了知識。值此論文脫稿之際，謹(jǐn)向孟煒老師表示衷心的感謝，并致以崇高的敬意！同時，我還要感謝系里的其他的一些老師，感謝他們這四年來辛勤的教誨和真摯的幫助，使得我在大學(xué)里不斷的充實自己，完善自己，這為我在以后的學(xué)習(xí)打下了堅實的基礎(chǔ)。在這里我要說一聲“老師！謝謝您！”這次振動設(shè)計是我第一次將自己所學(xué)的知識轉(zhuǎn)化為一項產(chǎn)品，而這次的設(shè)計的量大且較為復(fù)雜，所以在設(shè)計過程中遇到了不少的阻力， 。另外整個設(shè)計的時間又很有限，很多地方不能去深入探討、研究。由于本人的設(shè)計水平有限，設(shè)計過程中存在一些不足或錯誤之處，懇請各位老師批評指正。最后誠摯地感謝在百忙之中對我的畢業(yè)論文進(jìn)行評審并提出寶貴意見的諸位老師。同時感謝在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活中，對我學(xué)習(xí)和生活上給予關(guān)懷和幫助的老師和同學(xué)。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計參考文獻(xiàn)：[1]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 第五版.北京：高等教育出版社,2005 年 10 月.[2]孫恒，陳作模，葛文杰；機(jī)械原理[M]. 第七版.北京：高等教育出版社, 2005 年 12 月.[3]濮良貴，紀(jì)名剛，陳國定，吳立言.機(jī)械設(shè)計[M]. 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