毕业设计论文小型手扶式除雪机设计.docx

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1、摘要本文在分析了目前国内外的主要除雪方法的基础上，提出一种适合中国国情的小型机械旋转式扫雪机的设计方案。本设计由汽油机提供动力。经输出轴输出动力，通过链传动传递动力，带动其他工作。该扫雪机的工程是利用搅龙旋转将雪集中并向后推送，通过搅龙的向后推力及螺旋桨产生的吸力使其到达螺旋桨。由于螺旋桨高速旋转产生巨大的作用力，雪被高速推向弯管，再通过与弯管壁撞击折射出去。从而达到清除积雪的目的和最佳效果。关键词：除雪机；搅龙；传动轴AbstractAfterana1yzingthevariousmeansofsnow-c1earingsinthewor1datpresent,theprojectofaso

2、rtofsnow-b1owerfitforChinaisputforwardinthispaper.Basedonthetheorystudyandapp1iedstructura1design.Thisdesignisprovidedpowerbythepetro1machine.Itisoutputtedpowerbyoutputaxis,andde1iveringpowerthoughachaintransmission,andarousingotherworkpieceoperations.Shou1dinadditiontotheoperateprocessofminisnowb1o

3、weristakeadvantageofstirrevo1utiondragontoconcentratesnowandpushitbackward,passstiradragonbckewardthevacuumforceofthrustandaerofoi1generatemakeitarriveaerofoi1.Becauseofaerofoi1withthetopspeedrevo1utiongenerateenormousactionforce,andsnowwithtopspeedispushedtotheconduitbend,thenco11idewithconduitbend

4、wa11andprojectouttheconduitbendafterrefracting,thushitthepurposeKeywords:Snow-b1ower;auger；transmissionshaft目录摘要Abstract第一章绪论21.1 引言21.2 研究的目的和意义313国内外研究现状3第二章总体设计方案52.1 设计任务与要求52.2 总体方案及其比较52.3 传动系统的设计52.4 系统工作原理22.5 原动机的选择32.6 具体方案设计42.6.1 动力参数42.6.2 传动方式的选择4第三章传动系统设计与计算53.1 链轮、链的设计53.1.1 链轮，链条参数5

5、3.1.2 确定节距P63.1.3 确定中心距a63.1.4 验算链速63.1.5 压轴力FQ63.2 变速器的齿轮计算63.2.1 按齿面接触疲劳强度进行计算73.2.2 按齿根弯曲强度设计83.2.3 几何尺寸计算103.3 传动轴的结构设计和校核123.3.1 轴的结构设计133.3.2 轴的校核143.4 减速器的选择163.4.1 按接触强度计算163.4.2 按齿面接触强度验算183.4.3 计算传动的主要尺寸183.4.4 弯曲强度验算193.5 集雪装置的设计20351抛雪装置的设计213.5.1 搅龙轴的设计213.5.2 搅龙叶片的设计22第四章键的选择与校核244.1 选

6、择键链接的类型和尺寸244.2 校核键连接的强度24第五章结论25参考文献26致谢27第一章绪论1.1 引言中国有句古话叫做“瑞雪兆丰年”，冬季一场大雪能带来明年的好收成。但是积雪给城市交通带来巨大的麻烦，尤其是在我国的东北，内蒙古和新疆一带冬季道路积雪给车辆和行人带来极大不便，甚至造成车祸，严重地影响了人们正常的生产和生活秩序，这已成为北方各个城市急需解决的问题。目前我国清雪方法比较原始，主要是依靠人力，用铁锹和扫把清理积雪，这种方式不但浪费了较大的人力和物力，而且清雪的效率低，往往不能及时清除积雪，而积雪被车辆压实后更加难以清除。因此，寻找一种既有较高效率，成本又比较低的清雪方法就成为当务

7、之急。目前，各国普遍采用的除雪方法是机械除雪法和融雪法两种基本方法。机械除雪法是通过机械对冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一种方法。积雪按状态可分成三种类型：(1)松散雪，即降雪不久且未经人员和车辆碾压的雪，质地松散;，体积大,流动性好；(2)压实雪，即降雪后经人踩和车压而形成的冰雪混合物，有不同程度的硬层，不易清除；(3)冰层，是积雪因阳光暴晒或车辆碾压融化成水后又冻结成冰，冰层中除水分外还有大量尘土和泥沙，质地坚硬，和地面粘接牢固。所以除雪机械包括除雪机和除冰机两种。根据工作原理的不同，除雪机可分为推移式、抛雪式和吹雪式三种。推移式除雪机是将推雪铲刀，除雪犁等装置安装在推土机或其它车辆上，将

8、雪推走，开出通道，然后用卡车将积雪运走。这种方法只能将积雪推到路边，不具备集雪能力，且只适用于新鲜雪或破碎后的压实雪，效率较低，容易划伤地面。抛雪式除雪机配有抛雪泵，将收集到的积雪抛到路边或送入运输车辆。其中以螺旋式最为常见。吹雪式除雪机一般配备航空发动机，产生强大的高压空气流由喷口吹除地面积雪。吹雪式除雪机运行速度较高，有很高的生产率，但它只适用于新鲜雪，只能在机场、桥梁和高速路上应用，成本很高，不适合开发小型产品。由以上两种主要除雪方法的对比与分析，我们得出结论，除雪应以机械除雪为主1.2 研究的目的和意义我国的东北、华北和内蒙东北部的部分地区，冬季的积雪和积冰常常造成严重的交通隙碍，在有

9、些路段如坡道、转弯、交叉路口、机场跑道等，路面有积雪和积冰则影响更为严重，常常引发交通事故冬季降雪覆盖在路面上给人们的出行带来诸多不便。传统的人工除雪方式劳动强度大，工作效率低。北方城市往往采用专业的大型除雪机除雪，但是由于其购置及使用成本高、工作幅宽大，往往只适用于城市马路的清扫。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天数不多，往往不会配置除雪设备。本设计的目的在于设计一种小型低成本的除雪设备，可以广泛用于各种小面积的除雪需求环境。1.3 国内外研究现状利用机械清雪是把人从繁重的扫雪工作中解放出来的一种最好的途径，并大大提高了清雪效率和速度。因此，科学工作者一直在探索如何研制出安全、可靠和

10、实用的清雪机械。在国外，最初的清雪机械是采用推土机或装载机，利用其推土板和装载斗将积雪集中在一起，这后来发展成犁式除雪机。早在1943年日本就开始把V型犁装在载重卡车上用于除雪，经过多年的发展，国外犁式除雪机已具有较高的技术水平。犁式除雪机出现以后，又出现了将用合成材料制成的指向圆周不同方向排列的棒装在滚筒上作为清雪专用器械，但只对没冻的积雪效果好，直到后来出现了连续快速的大型旋转式清雪机后，清理积雪的工作才变得简单。旋转式除雪机一般具有切削、集中、推移和抛投的功能，具有结构复杂、功能多的特点。俄罗斯和日本是生产旋转式除雪机的主要国家，技术成熟。其产品性能居世界领先水平。除雪机在国外已经发展了

11、几十年，特别是在瑞典、芬兰等北欧国家已经相当成熟。根据我国国情，国内应加强雪的力学性质研究，建立道路气象系统，除雪机械应向小型化、高速度的方向发展，向多功能、机电液一体化的方向发展，同时注意提高安全性和舒适性。简言之，与其它类型的除雪机械相比，抛雪式除雪机一般具有对积雪的切削、集中、推移和抛投功能，其应用较广，是一种现代化、高效率的除雪机械。国内有关这方面的研究很少，据了解目前国内没有厂家在生产小型抛投式清雪机。所以对这种小型的清雪机的研究、设计和开发必然有很大的现实意义。第二章总体设计方案2.1 设计任务与要求冬季降雪覆盖在路面上给人们的出行带来诸多不便。传统的人工除雪方式劳动强度大，工作效

12、率低。北方城市往往采用专业的大型除雪机除雪，但是由于其购置及使用成本高、工作幅宽大，往往只适用于城市马路的清扫。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天数不多，往往不会配置除雪设备。本设计的目的在于设计一种小型低成本的除雪设备，可以广泛用于各种小面积的除雪需求环境。2.2 总体方案及其比较方案一:利用吹风的方式，从鼓风机里吹出的高速气流将积雪吹到路边。吹雪式清雪车运行速度较高，生产率高，缺点是只适用于新鲜雪，不能对压实的积雪或冰雪进行清理，并且只能在机场、桥梁和高速路等宽敞地上应用，成本高，不适合用于小型地区。方案二:随着清雪车的不断前进，利用清雪车前部的铲子，将积雪推到路的旁边。推移式清雪

13、车只能将积雪推到路边，不能储备积雪，只适用于新鲜雪或破碎后雪，效率低，对地面的损伤大。方案三:机械传动，由集雪器先将积雪搅碎，再通过高速旋转的叶轮运到抛雪桶，最后被抛到路边。螺旋转子式清雪车适用范围广，无论是对松散雪还是压实雪，清雪效果和效率都比前两个方案好，而且这种方案设计，设计出的产品体积小、成本低，适用于道路窄小的地方。综上，选用第三种方案。2.3 传动系统的设计传动系统选用第三方案，由于发动机转速2500rmin,车由人推动，基于人行走速度限制，车轮转速要求在50转min左右,而通常带传动传动比要求不得大于7,通常选择3到4越小越好，齿轮传动传动比范围同带传动，这样总体就要降速，传动比

14、达到50左右。总体传动方案:2.42.5 系统工作原理工作时由原动机提供动力，经由链传动将动力传递到工作部分。积雪由集雪装置收集到一个腔体内，再由抛雪装置清除出机体，抛雪叶轮利用高速旋转时的离心力将积雪抛出；风机叶片利用气流将积雪吹出。这样在人控制方向下，清雪车不断前进，就能实现连续的清除积雪。机械式扫雪机结构示意图如下：A图2.1扫雪机结构示意图本设计通过利用搅龙旋转将雪集中向后推送，再利用离心式风机叶片高速旋转产生的作用力将雪高速推向弯管，再通过和弯管壁撞击折射扬出弯管，从而达到除雪目的。动力传递过程为：发动机一传动轴一涡轮蜗杆减速器一驱动轴一搅龙发动机f传动轴f锥齿轮减速器f车轮轴f车轮

15、结构简图如下:1.搅龙2.清雪铲3.抛雪筒4.传动系统5.发动机6.操作装置7.车轮8.车架9.抛雪轮图2.2扫雪机结构简图2.5原动机的选择由于除雪机的主要使用于室外的小型路面，所以动力机体积不能太大且不适用电动机，我们选用微型汽油机。本课题的设计需求大约是每小时为IOOOm2,以积雪密度250Kgm3,积雪厚度以30Cm计算，每小时的扫雪量为：1103m20.2m250kgm3=50000kg除雪机自重200kg,路面摩擦系数02前进速度v=1ms,前进消耗功率200kg10N0.21ms=400w扫雪扬程3米，雪抛出去初速度4ms,排雪消耗功率mght=500001ON3ms3600=416.66w集雪绞龙旋转受到积雪阻力作用，阻力矩m=20Nm,绞龙转速10rs,因此集雪消耗功率：20Nm23.1410rs=1256w消耗总功率416.66w+1256w400w=2072.66w2.6具体方案设计2.6.1 动力参数根据以上设计要求，对动力源选型。考虑到除雪机在工作时可能遇到踏实的积雪,故选用功率稍大的发动机，以满足不同工作状况下的需求。根据以上数据分析以及考虑到功率的磨损消耗，选用EM1OO汽油机：