電動(dòng)路面除雪機(jī)-清雪機(jī)掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)【全套帶CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】
電動(dòng)路面除雪機(jī)-清雪機(jī)掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)【全套帶CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】,全套帶CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),電動(dòng),路面,除了,清雪機(jī),掃雪,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙,以及,說(shuō)明書(shū),仿單
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中期檢查記錄表
年4月18日
學(xué)生姓名
班級(jí)
課題名稱
電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度(學(xué)生自述)
第一周:確定選題并查找相關(guān)資料,確定論文題目。
第二周:完成開(kāi)題報(bào)告與寫(xiě)作大綱及其他一些資料的填寫(xiě),如參考文獻(xiàn)的選擇并提交給導(dǎo)師。
第三周—第四周:完成三維圖主要零部件的設(shè)計(jì)和繪制。
第五周—第七周:完成三位總裝圖的配合及交給指導(dǎo)教師審閱。
第八周—第十周:修改和完善三維圖中需要修改的問(wèn)題,并且完成論文一稿,等待中期檢查。
存在的問(wèn)題及整改措施(學(xué)生自述)
建立的三維模型需要細(xì)節(jié)的修改和補(bǔ)充,基本上能夠按照制定的進(jìn)度計(jì)劃表執(zhí)行,進(jìn)度完成90%以上,但是三維圖某些細(xì)節(jié)沒(méi)有做到位,設(shè)計(jì)思路上有點(diǎn)偏差,關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)還需要完善,需要加快任務(wù)進(jìn)度,盡快完成三維圖的修改以及二維圖的繪制工作。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)(課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等)
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人簽名
年 月 日
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
課題名稱 電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說(shuō) 明
一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容:
1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義;
2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析;
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析;
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路;
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法;
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃;
7、主要參考文獻(xiàn)(不少于7篇)。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成,并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體,字?jǐn)?shù)在3000字以上,由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě),頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題須提交開(kāi)題報(bào)告一式三份,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師存閱,一份學(xué)生所在學(xué)院存檔,備檢備查。
開(kāi)題報(bào)告正文
一 來(lái)源及研究的目的和意義
1.1 課題的來(lái)源:自選題
1.2 研究的目的
根據(jù)西北地區(qū)冬季大雪天氣頻頻出現(xiàn),路面積雪的現(xiàn)象成為了道路交通安全的重大問(wèn)題,交通事故的發(fā)生大部分都是因?yàn)槁访娣e雪使車輛制動(dòng)無(wú)法到達(dá)效果,為此,為了防止類似重大事故的頻繁發(fā)生,路面除雪裝置的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)際上熱門的研究方向。除雪機(jī)工作裝置作為除雪機(jī)的重要結(jié)構(gòu),其性能的好壞對(duì)除雪作業(yè)的效果起著至關(guān)重要的作用[2]。
1.3 研究的意義
冬季道路積給人們出行帶來(lái)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(wèn)題已經(jīng)越來(lái)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(wèn)題。另外,多數(shù)的除雪機(jī)械都不適合我國(guó)國(guó)內(nèi)的道路情況,,因而對(duì)除雪機(jī)械的探討具有非常重大的意義。
二 題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及分析
2.1 國(guó)內(nèi)研究的現(xiàn)狀
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(guò)大和行駛速度過(guò)低,除雪機(jī)都會(huì)占道影響交通[1]。
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[7]。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[2]。因此現(xiàn)在一些公路管理部門的除雪設(shè)備已經(jīng)無(wú)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(kāi)放以后才慢慢開(kāi)始的?,F(xiàn)在各個(gè)公路開(kāi)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(méi)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(lái),一部分公路管理部門開(kāi)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(lái)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(wú)形之中增加了除雪成本[9]。因此迫切需要開(kāi)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[10]。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Jetbroom 除雪車要60萬(wàn)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(guò)了除雪預(yù)算成本[11]。因此開(kāi)發(fā)出符合我國(guó)地域特性的先進(jìn)除雪車成為必需。
2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
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(guò)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 160KW,吹雪風(fēng)機(jī)消耗功率約為 140KW,能同時(shí)完成推、掃、吹及噴灑融雪劑等作業(yè)[4,5]。又有瑞士 BOSCHUNG公司研發(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 MB 綜合除雪車,其除雪性能都相當(dāng)?shù)膬?yōu)良。同時(shí)美國(guó)的美業(yè)(MEYER) 公司、斯文森 ( SWENSION ) 公司、鉆石 ( DIAMOND ) 公司和德國(guó)的VOLKSWA-GEN 公司、DAIMLER-BE 公司生產(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[4,6]。
三 對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析:
3.1課題所涉及的任務(wù)要求:
完成設(shè)計(jì)產(chǎn)品主要除雪裝置,集雪和排雪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì),功率的計(jì)算及其汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇;主要零部件的設(shè)計(jì)及校核,各部分運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)的合理配合等
3.2預(yù)期目標(biāo):
設(shè)計(jì)完成并草擬出電動(dòng)路面除雪機(jī)的三維SolidWorks總裝配圖,計(jì)算設(shè)計(jì)傳動(dòng)與集雪排雪的時(shí)間配合,并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。各處零部件校核成功并符合要求,做出機(jī)械二維裝配圖、主要零件圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明等相關(guān)材料。
3.3可行性分析:
該電動(dòng)路面除雪機(jī)主要是根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的手扶除雪機(jī)的設(shè)計(jì)思路,構(gòu)思出了我的電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì)思路,根據(jù)這個(gè)思路,我的腦海里已經(jīng)具備了除雪機(jī)的雛形。有了整體思路的指引,然后再各個(gè)方面攻堅(jiān)克難,我認(rèn)為該電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì)會(huì)通過(guò)一步步的努力走向成功??赡芪腋鞣矫鎸I(yè)基礎(chǔ)不是特別扎實(shí),在各個(gè)問(wèn)題上完成起來(lái)會(huì)很艱難,所以我會(huì)盡更大的努力去完成這個(gè)設(shè)計(jì),這個(gè)設(shè)計(jì)的可行性還是很高的。
四 課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
3.1 本課題需要研究的難點(diǎn)問(wèn)題
3.1.1出現(xiàn)的主要問(wèn)題:
(1)除雪機(jī)比較笨重,推動(dòng)比較費(fèi)力。
(2)集雪的收集量與排雪量相協(xié)調(diào)
(3)整機(jī)利用率低,成本高[3]。
(4)集雪速度需要與人正常行走的速度相協(xié)調(diào)
(5)整機(jī)的穩(wěn)定性
3.2 本課題研究問(wèn)題的解決思路
拋雪筒
傳動(dòng)裝置
發(fā)動(dòng)機(jī)
車體
集雪器
積雪
(1)采用螺旋式除雪結(jié)構(gòu)。
(2)對(duì)集雪單元進(jìn)行分析優(yōu)化。
(3)分析并確定傳動(dòng)關(guān)系
(4)動(dòng)力輸入?yún)?shù)進(jìn)行計(jì)算
(5)傳動(dòng)單元的設(shè)計(jì)(核心零件的校核)
(6)集雪單元的設(shè)計(jì)(核心零件的校核)
(7)繪制三維圖
五 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法
(1)查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計(jì)組合式除雪裝置。
(2)設(shè)計(jì)完各零部件后,通過(guò)傳遞關(guān)系進(jìn)行組合。
(3)運(yùn)用Solid works軟件和Auto CAD軟件,繪制三維圖。
(4)運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成機(jī)構(gòu)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真
六 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
工作方案:
第一周:查閱相關(guān)資料、熟悉本次設(shè)計(jì)課題內(nèi)容。
第二-三周:根據(jù)查閱相關(guān)的資料,確定本課題研究的核心方向,并撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
第四—九周:分析和明確傳遞關(guān)系,對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)核心零件校核。
第十周:改進(jìn)設(shè)計(jì)的不足,修改不合理的地方,完善設(shè)計(jì)及作圖的要求,繪制三維圖。
第十一周:撰寫(xiě)畢業(yè)論文,修改設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。
第十三-十四周:編寫(xiě)答辯提綱,準(zhǔn)備答辯。
七 參考文獻(xiàn)
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[6]胡天明.俄羅斯清雪車的性能分析與探討[J].交通科技與經(jīng)濟(jì).2008 (2):66-67.
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[9]吳春篤等.大功率微波快速除雪車的研制[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程.2008 (11):8-10.
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[11]張啟君,夏磐夫.國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)械的探討[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2005 (11):1-5
學(xué)生簽名 劉貝
2015年 11月12日
指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
電動(dòng)路面除雪機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)老師 日 期 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 日 常 生 活 帶 來(lái) 諸 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(guò) 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 1.1 電動(dòng)路面除雪機(jī)設(shè)計(jì)的目的和意義 .....................................................................................1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ......................................................................................................................1 1.3 電動(dòng)路面除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 ..............................................................................................3 1.4 本章小結(jié) ..................................................................................................................................3 2 總體方案設(shè)計(jì) ................................................................................................................3 2.1 設(shè)計(jì)車體 .................................................................................................................................3 2.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) .........................................................................................................................3 2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .........................................................................................................................3 2.4 本章小結(jié) .................................................................................................................................5 3 各系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................................................................................5 3.1 電動(dòng)機(jī)的選用 .........................................................................................................................5 3.2 集雪器的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................5 3.3 拋雪器的設(shè)計(jì) .........................................................................................................................6 3.4 拋雪器性能參數(shù)的分析計(jì)算 .................................................................................................8 3.5 機(jī)器性能參數(shù)計(jì)算 .................................................................................................................9 3.6 本章小結(jié) .................................................................................................................................9 4 校核 ................................................................................................................................9 4.1 鏈輪校核 ..................................................................................................................................9 4.2 鍵的校核 ................................................................................................................................12 4.3 軸承校核 ................................................................................................................................12 4.4 軸的校核 ................................................................................................................................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(guò)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 Solid works 實(shí)體繪圖。 1 1 概述 1.1 電動(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(guò)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(lái)很大影響,特別是近年來(lái)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(lái)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(wèn)題已經(jīng)越來(lái)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(wèn)題。 所以,過(guò)多的降雪常常來(lái)不及得到及時(shí)有效的清除,給城市交通和人民生活帶來(lái)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:傳統(tǒng)的人工清雪技術(shù);在道路上撒施化學(xué)物質(zhì)融化冰雪; 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(guò)往車輛、行人帶來(lái)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(guò)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(guò)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。現(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(lái)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(guò)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(guò)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(wèn)題。通過(guò)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。 1.2 國(guó)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、 2 西北的一些地區(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(guò)大和行駛速度過(guò)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(wú)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(kāi)放以后才慢慢開(kāi)始的。現(xiàn)在各個(gè)公路開(kāi)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(méi)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(lái),一部分公路管理部門開(kāi)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(lái)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(wú)形之中增加了除雪成本。因此迫切需要開(kāi)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 Jetbroom 除雪車要 60 萬(wàn)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(guò)了除 雪預(yù)算成本。因此開(kāi)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(guò)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內(nèi) 部 有 加 強(qiáng) 肋 板 。 總 機(jī) 長(zhǎng) 約 1820mm, 寬 約 820mm, 高 約 1150mm, 重 約 102kg, 輪 子 直 徑 選 為 300mm, 可 見(jiàn) 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/min, 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(jiàn) 表 2-1、 表 2-2 表 2-1 帶 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 p1 帶根數(shù) z 80mm A=476.5mm V=8.37m/s 1.01kw 5 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 F0 )1(2ddi 1318mm 169.46 0.24kw 99.66N 表 2-2 帶 傳 動(dòng) 的 參 數(shù) 帶 型 普 通 V 帶 設(shè) 計(jì) 功 率 5.5KW 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 1180mm V=8.37m/s a=169.46 Z=6 F0=107.85N 小 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 80 156.8 P=1.01kw p=0.24 B=11.0 5 鏈傳動(dòng) 2 的設(shè)計(jì)過(guò)程與鏈傳動(dòng) 1 相同,傳動(dòng)比 i=4,截距 P=9.525,型號(hào) 06B,大鏈輪分度圓 直徑 d2=254.74mm,齒頂圓直徑 da2=260mm,齒根圓直徑 df2=248.39;小鏈輪分度圓直徑 d1=63.92mm,齒頂圓直徑 da1=68,齒根圓直徑 df1=57.57mm。 考慮到緩沖、減震、過(guò)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 O6B) 傳動(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(guò)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。 2.4 本章小結(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) 3.1 電動(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) 1.1-6 三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.2 集雪器的設(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(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)。螺旋軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 3-2。 圖 3-1 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(wú)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 3-3 結(jié)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 3-1 結(jié)構(gòu)。 6 jN = ZVdZVnghg10cosin+l rnVhgS260si ( 3-1) 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(guò)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= lhV。那么集雪器所耗功率為 fQnDssi60cosin1N2j ( 3-2) 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 N 必須滿足生產(chǎn)率的要求,換言之巧必須滿足 n4x60lhV 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算后, n 要求大于 152.6r/n。 總之,集雪螺旋轉(zhuǎn)數(shù)越大,集雪能力越強(qiáng),但轉(zhuǎn)速也不宜過(guò)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 3-2 所示,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 3-2 帶 支 撐 板 的 集 雪 機(jī) 構(gòu) 3.3 拋雪器的設(shè)計(jì) 無(wú)轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)拋雪器的設(shè)計(jì),小型機(jī)型通常沒(méi)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) 7 拋雪器簡(jiǎn)稱為拋雪筒。如圖 3-3 所示,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(guò)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(kāi)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(kāi)口以保證雪在離開(kāi)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 3-3 所示工作時(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 3-3 擋 雪 板 -拋 雪 器 圖 3-4 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 計(jì) 算 簡(jiǎn) 圖 拋雪轉(zhuǎn)子的計(jì)算見(jiàn)圖 3-4,主要參數(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。 8 轉(zhuǎn)子卸載角然 x,指從葉片頂端開(kāi)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 A 點(diǎn)時(shí)間內(nèi),葉片轉(zhuǎn)過(guò)的角度。按雪塊為無(wú)粘合力的散狀小顆粒的最有利輸送條件,來(lái)確定 x marctn142m)( ( 3-3) 3.4 拋雪器性能參數(shù)的分析計(jì)算 (1)無(wú)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。 tgnSt60260nDVoy (3-4 ) 可見(jiàn) V oy與 ,n, S 有關(guān)。 (2)雪離開(kāi)拋雪筒時(shí)的速度 雪塊以速度心脫離集雪螺旋經(jīng)過(guò)拋雪器出口時(shí)的速度為 u0,則 21020)(ugHVoy (3-5 ) 公式中, H。為拋雪筒出口到集雪器中心軸的垂直距離, 為雪經(jīng)過(guò)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=m.g.c.u,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: (3-6 )gcteu1cosx0 (3-7 )tcygcin20 以拋雪筒出口時(shí)計(jì),當(dāng) t=0, , 。 , 其中 為拋雪筒揚(yáng)雪0 x0u0ossin 角,則公式的解為 。o45 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(wú)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(lái)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=6au 式中 a 為雪塊半徑; 為空氣粘滯系數(shù)。 的數(shù)值系空氣的內(nèi)在屬性。在零度以下時(shí),可取 值為 0.00016 泊。 設(shè) F=f,即 m=6au,解之有: c=4.5 21ar ,顯然 cg 值較小。因而可將公式展成級(jí)數(shù),有 下列近似關(guān)系: 9 (3-8 ) 200cos21costgutux (3-9 ) sin31insin0200 ugttty 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: (3-10 )gutsi20 t 帶入 x 的表達(dá)式,求出最大拋雪距離為: (3-11 )cuxsin1sin0 20ma 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 單位 m 計(jì)算有風(fēng)時(shí)的拋雪距VfxX1.0ma 離 X。式中: 無(wú)風(fēng)時(shí)的拋雪距離單位 m,稱風(fēng)速單位 m/s。max 3.5 機(jī)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: (3-12 )ffRVrQN11cos 帶入數(shù)據(jù): =1.54kwfN 由公式 (3-13 )fwfsN41 帶入數(shù)據(jù): kwNs601.3 (2)性能分析 機(jī)器的除雪生產(chǎn)率是 。由 即生產(chǎn)率等于雪層厚度。sm/24.3-vhQ1 3.6 本章小結(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(guò)實(shí)地考察和設(shè)計(jì)計(jì)算,最終確定車體尺寸 。mm158201 10 4 校核 4.1 鏈輪校核 軸 上 的 鏈 輪 校 核 , 輪 的 輸 入 功 率 是 2.88KW, 齒 輪 的 轉(zhuǎn) 速 , 齒 輪 材 料 為min/120rn 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度 241HB286HB,平均取為 260HB。Z1=78,Z2= 78,b=20,m=2.5 =195mm1d 接觸疲勞極限:由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第 12 章得知 MPalH1502im 精度等級(jí)選取 6 級(jí)精度 使用系數(shù) KA:由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12.9 得 KA=1.5 動(dòng)轉(zhuǎn)系數(shù) KV:由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 12.9 得 KV=1.2 齒間載荷分配系數(shù) HaK (4-1 )79.182.3812.3-8121 Z (4-2 )6.079.4a 由此得: 221.3.8HKZ 齒向載荷分布系數(shù) H231()0HbABCbd (4-3 ) =1.17+0.160.12+0.6110-320 =1.17 A=1.17, B=0.16,C=0.61 載荷系數(shù) K: AVHKK (4-4) =1.51.21.361.17 =2.86 彈性系數(shù) :EZMPa8.19 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH:由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 4 圖 12.16 ZH=2.2 接觸最小安全系數(shù) :由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)4表 12.14 =1.05limHS limHS 總工作時(shí)間: =530080.5=6000hht 11 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) 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12.151N 估計(jì) 107 107 則指數(shù) m=8.78 ( 4-5)7max1121 109.560 ninihivll TtrN 原 估 計(jì) 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) 正 確 。 接 觸 壽 命 系 數(shù) ZN 由 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 圖 12.18 ZN1=ZN2=1.18lim1270. 95HH MPaS (4-6) 許 用 接 觸 應(yīng) 力 : 驗(yàn) 算 : 12HEKTuZbd (4-7) =223.42MPa =798MPaH 被 校 核 輪 安 全 。 重 合 度 系 數(shù) : : 0.5.2Y (4-8) Y .7.19 =0.66 齒 間 載 荷 分 配 系 數(shù) : 由 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 12.10 知FK.5.FKY (4-9) 齒 間 載 荷 分 布 系 數(shù) : F 查 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 圖 12.14 得 =1.4F 載 荷 系 數(shù) K: AVFKK (4-10) =1.51.21.511.4 =3.80 齒形系數(shù) :查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)12.21, =2.8。FYFY 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa1:查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 12.22 ,Ysa1=1.56 ,Ysa2=1.72。 12 彎曲疲勞極限:由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)圖 12.23c , =600MPa。mFli 彎曲最小安全系數(shù) 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12.14 =1.25。limFS liS 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) N1 由 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 表 12.15 估 計(jì) , 3106 N1 1010 則 指 數(shù) m=49.91 49.121max60()nihllihiTtrt (4-11) 49. .49.1608205203) = 6.91107 原 估 計(jì) 應(yīng) 力 循 環(huán) 正 確 軸 承 壽 命 系 數(shù) YN: 由 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 圖 12.24 , YN1=0.95, YN2=0.97。 尺 寸 系 數(shù) YX: 由 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 圖 12.25, YX=1.0 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 :Flim112n7.95 3NFFHMPaS (4-12) 驗(yàn) 算 : 112aSKTYbd 3.802.8560.95 = 4139MPFP 傳 動(dòng) 無(wú) 嚴(yán) 重 過(guò) 載 , 故 不 作 靜 強(qiáng) 度 校 核 。 4.2 鍵的校核 車 輪 軸 上 帶 動(dòng) 車 輪 的 普 通 平 鍵 。 軸 徑 40mm, 傳 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 為 1.87910 6Nmm, 整 個(gè) 車 輪 的 寬 度 B50mm, 載 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 34lhb (3)擠 壓 強(qiáng) 度 : 取 , 則 工 件 表 面 的 擠 壓 應(yīng) 力 為2hk ( 4-13) 8.1920dkiTp , 所 以 此 處 用 鍵 連 接 可 以 滿 足 強(qiáng) 度 要 求 。MPap018.19 4.3 軸承校核 選用軸承代號(hào)如軸承參數(shù)下表 5-1:選縱向絲杠左側(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 ,可靠度為 50%。脂潤(rùn)滑。hLh50 13tancos 211atrFdTt 校 核 步 驟 : ( 4-14) 04.1250rCF 查 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 第 18 章 表 18.7 得 e=0.081 =0.18e ( 4-15)0r 表 5-1 軸 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 132 可 得 : X=0.50, Y=2.0 系 數(shù) 由 機(jī) 械 零 件 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 查 表 13-3 可 得df .df 當(dāng) 量 動(dòng) 載 荷 ( 4-16) NyFxfPrd275.4208.5.0 計(jì) 算 額 定 動(dòng) 載 荷 ( 4-17)nLPChr296103 基 本 額 定 動(dòng) 載 荷 。Crr 29611720 則 選 用 該 軸 承 可 以 滿 足 壽 命 要 求 。 4.4 軸的校核 軸上的功率為 P=2.88kw,轉(zhuǎn)速 n=1200r/min 轉(zhuǎn)矩 2.8950950901PTNm (4-18 ) (1)求垂直面的支承反力 (4-19) 軸承代號(hào) 基本尺寸 mm 基本額定負(fù)載 KW 極限轉(zhuǎn)速 r/min 6004 6000 d D B 20 42 12 10 26 8 C Cr 9.38 5.02 4.58 1.98 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 15000 19000 20000 28000 14 (4-20) (4-21) (4-22)NLFrv02.391 (4-23)r52 (2)求水平面的支承反力(圖 c) (4-24)FtH46.1221 (3)繪垂直面的彎矩圖(圖 b) (4-25)mNLMav5.83 (4-26)Fvd4.6021 (4)繪水平面的彎矩圖(圖 c) (4-27)mNLHa5.931 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖 f) (4-29)dFTt 6.021 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩 (4-30)6.01a (4-31)8.49.6.0T (7)從圖可見(jiàn),a-a 截面最危險(xiǎn),其當(dāng)量彎矩為 (4-32)07.262Ma 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 141 查得 ,由表 143 查的許用彎曲應(yīng)PaB5 力 ,則MPab51- (4-33 ) mdb31.03 考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱,將 d 值加大 5,故取 d=50 mm 軸徑,合適,安全。 15 圖 5.1 軸 圖 5.2 彎矩扭矩圖 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(guò)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) WORD、 SOLIDWORKS、CAD 軟件有了進(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 Auto-CAD,繪制了小型手扶式清雪車二維工程圖。通過(guò)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(wàn)千,雖只是寥寥數(shù)萬(wàn)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(xiě)過(guò)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(wú)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(guò)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(huà)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(méi)有他們默默的支持和幫助,我無(wú)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(xiě)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.長(zhǎng)安大學(xué),2013. 2楊 陽(yáng). 除雪機(jī)組合除雪裝置的設(shè)計(jì)D.東北石油大學(xué),2012. 3劉繼德. 多功能清雪車清雪裝置研究D.吉林大學(xué),2008. 4楊有為.軍用機(jī)場(chǎng)除雪車工作裝置設(shè)計(jì)方案研究D.哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士畢業(yè)論文.2010.7 5郭榮春,周進(jìn).除雪機(jī)械的現(xiàn)狀和發(fā)展方向分析J. 山東交通科技 .2010 (6):61-63. 6胡天明.俄羅斯清雪車的性能分析與探討J. 交通科技與經(jīng)濟(jì) .2008 (2):66-67. 7王 振.國(guó)內(nèi)除雪除冰機(jī)械現(xiàn)狀自議J. 工程機(jī)械.2002(7): 46-47 8郭子儀,羅茂盛,范振華.道路除雪化冰技術(shù)研究J. 交通科技 .2011 (5):71-73. 9吳春篤等.大功率微波快速除雪車的研制J. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 .2008 (11):8-10. 10汪小平.淺析機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展J. 中國(guó)科技博覽 .2011 (32).619-620. 11張啟君,夏磐夫.國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)械的探討J. 筑路機(jī)械與施工機(jī)械化 ,2005 (11):1-5 12蔡春源.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版上)M. 冶金工業(yè)出版社 .1994 年 4 月. 13王少懷.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)(中冊(cè))M. 電子工業(yè)出版社 .2006 年 8 月. 14邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版)M. 北京.高等教育出版社 .2007 年 12 月. 15王少懷.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)(下冊(cè))M. 電子工業(yè)出版社 .2006 年 8 月.
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