小型清雪机毕业设计说明书

　　小型清雪机毕业设计说明书小型清雪机毕业设计说明书本科生毕业论文题目小型清雪机的设计系别机械交通学院班级机制084姓名马文学号0答辩时间年月新疆农业大学机械交通学院目录摘要……………………………………………………………………………31选题的意义……………………………………………………………………52目前除雪作业的方式………………………………………………………………53国外清雪机的发展现状…………………………………………………54国内清雪机的发展现状…………………………………………………65小型清雪机的总体方案…………………………………………...

　　本科生毕业论文题目小型清雪机的设计系别机械交通学院班级机制084姓名马文学号0答辩时间年月新疆农业大学机械交通学院目录摘要……………………………………………………………………………31选题的意义……………………………………………………………………52目前除雪作业的方式………………………………………………………………53国外清雪机的发展现状…………………………………………………54国内清雪机的发展现状…………………………………………………65小型清雪机的总体

　　…………………………………………………6总体方案的几种组合及比较…………………………………………6小型清雪机工作原理简述………………………………………………7具体方案的确定…………………………………………………7传动方式的选择………………………………………………86小型清雪机的设计计算…………………………………………………12传动装置的设计………………………………………………12各输出轴的转速………………………………………………12各轴的传递效率………………………………………………13各轴的输出扭矩………………………………………………13带传动计算………………………………………………13链传动计算………………………………………………15各轴的结构与尺寸设计………………………………………………167各轴强度校核………………………………………………188总结………………………………………………………………………………19参考文献………………………………………………………………………………………20谢词………………………………………………………………………………………20小型清雪机的设计作者马文指导教师宋玲摘要：新疆地处西北，每年都有繁重的清雪任务，经测算，乌鲁木齐乃至全疆每年的清雪面积中，2/3的面积是各物业小区的空地，各机关单位门前的空地，这些地上的雪都是尚未压实的浮雪，是最容易清除的，而城市道路清雪机主要用于清除压实的积雪和冰雪混合下的积雪，用于清除浮雪则大材小用，造成浪费。本文设计了一种小型的庭院式清雪机械，清理地面尚未压实的浮雪。通过清雪所需功率的计算，选定合适的原动机，确定小型清雪机的基本结构参数，并对机械的传动部分的各个部件进行计算与校核。通过各项数据，完成小型清雪机的设计。关键字：小型清雪机；庭院式；传动；清雪机的设计SmallSnowPlowingMachineTheauthormawenteachersSongLingAbstract:Xinjiangislocatedinthenorthwest,everyyearthearduoustaskofKiyoshiestimates,UrumqiandevenXinjiangannualKiyoshiareaof2/3oftheareaisopenspaceofresidentialproperty,openspaceinfrontofthevariousorgansandunits,thesnowonthegroundarenotyetcompactedfloatingsnow,isthemosteasytoremove,andurbanroadKiyoshimachineismainlyusedtoclearthesnowcompactedsnowandiceandsnowmixed,andusedtoclearthefloatingsnowisoverkill,wastage.DesignedasmallcourtyardKiyoshimachinerytocleanupthegroundhasnotbeencompactedfloatingsnow.CalculatethebyKiyoshirequiredpower,andselectedasuitableprimemover,todeterminetheparametersofthebasicstructureofthesmallKiyoshi,andthemechanicaltransmissionpartofthevariouscomponentsofthecalculationandcheck.ThedatatocompletethedesignofsmallKiyoshi.Keywords:SmallSnowPlowingMachine;courtyard;transmission;Kiyoshimachinedesign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之急。1选题的意义我国北方大部分地区普降大雪，造成大雪封路的灾害，甚至南方地区也出现被大雪围困的灾害，给人们的日常生活带来了极大地困难。目前，我国除在有限的几条高速公路及飞机场配备有清雪机械外，道路及城市居民生活区的积雪还主要依靠人力来清除，而由于人工除雪效率很低、耗时费工，因而绝大部分积雪只能靠自然融化，这样就使得我国北方大部分地区在下过一场大雪后，道路交通事故频频发生，造成巨大的经济损失和人员伤亡，有的地方的交通甚至还由于积雪而发生阻断现象，给这些地区的居民生活带来了极大的不便，也对这些地区的经济发展产生了不良的影响。因此，实现清除冰雪的机械化尤为重要。2目前除雪作业的方式冬季一场降雪后，湿润了空气，净化了环境，但路面的积雪给人们的出行带来很大的不便，造成交通堵塞，引发交通事故，机场跑道的积雪延误航班，大雪后，高速公路常关闭，严重影响人们正常的生产生活。为减少积雪造成的不利影响，人们做了不懈的努力，现有除雪方法基本上分为三大类:第一类为人工除雪，人工通过推雪板、铁锹等清雪工具清扫积雪。这种方法浪费大量的人力物力，由于效率低，不能及时除雪，而使路面受到冻轧，路面既要受到冻轧又要受到除雪过程中的敲凿，大大缩短了道路的使用寿命。第二类为融雪除雪法，通过融雪剂泼洒车将融雪剂均匀地撒布于雪面，使雪溶化成水，达到除雪的目的。这种技术除雪效果好、效率高、设备简单、易于实施，国内外的应用已相当普遍。其不足之处在于所使用的融雪剂主要是盐，冬季公路长期撒盐除雪，路面及周边植被遭到破坏，尤其是对环境的影响是长期不可恢复的。此外，在环境温度低于-10℃时多数融雪剂并不能将雪溶解成可流动的液态水。因而，融雪剂的环保和低温性能是其技术关键。第三类为机械除雪法，是利用机械装置将路面的积雪或冰与路面分离并移送出路面的方法，它应用范围广，适应性强。从工作原理和装置结构特点上可分成雪梨式除雪装置和抛雪机两大类。在普通厂矿、学校、机关等小面积单位的积雪还是人工清扫，除雪的效率低、耗时长，不适用大型清雪机械清扫。3国外清雪机的发展现状近几十年来，国外的清雪机发展非常迅速，种类越来越多，各生产厂商在采用新技术、新材料、新工艺的同时，不断提高产品的作业性能和操作性能，以适应冬季清雪提出的更高要求，增强产品的竞争力。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，这后来便发展成犁式清雪机。早在1943年日本就开始把V型犁安装在载重卡车上清雪。经过多年的发展，国外犁式清雪机已具有较高的技术水平od体育在线登录注册入口。以俄罗斯新产品K0281222型犁式清雪机为例，这种清雪机基础车采用MT328082型拖拉机，其功能有清雪、清除垃圾和砂堆，既可以用于街道、人行道的垃圾清除，也可用于公路和建筑工地的清雪。4国内清雪机的发展现状我国对除雪机械的开发、生产较晚，尚处于起步阶段。目前，我国的公路和城市道路冬季除雪大部分仍沿用传统的养护方式，及人工作业和小型除雪机械相结合的方式，高速公路和一级公路开始使用大型专用除雪机械进行冬季养护，但除雪机械在数量和品种规格上还很少，所用除雪设备基本上依赖进口，机械化程度和总体水平远远落后于发达国家。最近几年，国内一些厂家参照国外先进技术研制了适合我国国情的各式清雪机。陕西高速公路管理局研制了FCX-1型清雪车；吉林省公路机械厂与原吉林工业大学共同开发了CB1500压实冰雪清除车；重庆迪马公司生产的DMT5160TYFl多功能清雪车配备有推雪铲、滚刷、融雪剂散布机等装置；哈尔滨雪狼清雪机械设备有限公司生产的CXL-ITID型清雪车可对雨雪薄冰具有很好的清除功能，对车辆碾压过的2cm至8cm冰雪硬层能更有效的清除，是目前国内理想的环保清雪车。哈尔滨天达科技有限公司研制的P2400抛雪式清雪车，前置组装式螺旋风扇抛扬结构，抛雪方向在足够方位内任选，是厚雪清除、拓宽道路、抢险救灾的理想设备。5小型清雪机的总体方案总体方案的几种组合及比较方案一：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，有很高的生产率，但它只适用于新鲜雪，对于压实的积雪或冰层无能为力，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。方案二：利用一个置于清雪车前部的铲子，随着清雪车的不断前进，将积雪推至路的一边。推移式清雪车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。方案三：利用机械传动的方式，由集雪器先将积雪搅碎，并输送至一个高速旋转的叶轮，将其抛到路边。螺旋转子式清雪车适用范围广，无论是松散雪、压实雪清雪效果和效率要比前两方案好，而且这种方案设计，设计出的产品体积小、成本低、操作方便灵活，适用于道路窄的地方。因此选用第三种方案。小型转子式清雪机工作原理简述5.2.1基本结构绞龙螺旋转子式清雪机的结构，主要由原动机、传动装置、抛雪器、集雪器和车体等五个部件组成:(1)原动机，通常选用汽油机，提供动力(2)传动装置，传递运动（3）集雪器，由集雪螺旋、挡板和推雪板等组成(4)抛雪器，由抛雪筒、抛雪转子等组成;(5)车体及行走装置，支撑连接部件，并具备行走功能。集雪器收集切削积雪，并将处理后的积雪送入抛雪器。抛雪器将积雪沿抛雪筒抛掷到指定位置。图1清雪机的结构示意图5.2.2工作原理清雪车由车体和安装在它上面的原动机、传动装置、集雪器以及安装在集雪器上的抛雪器组成。当人以一定速度推动小车时，积雪从前方不断进入集雪器中，集雪器由反向安装的双向螺旋轴、推雪板和挡板组成，由于螺旋轴的高速旋转，积雪被切碎并通过双向螺旋的横向位移迅速集中于集雪器中部抛雪转子室的入口处，随车体的前进而进入转子室，在转子叶片的带动下，被不断沿抛雪筒抛出到指定位置。具体方案的确定5.3.1原动机的选择除雪功率的计算除雪机所消耗的功率包括两大部分：行走的装置和除雪装置所耗的功率。-推雪板作业所需功率-螺旋铣削集雪器所需的功率-抛雪转子抛雪的功率1.-推雪板切雪所需功率-推雪板前雪堆运移所需功率-克服雪与板面摩擦阻力功率-与地面的摩擦阻力、忽略不计，所以1)式中:单位面积的切削阻力，KN-平均切雪厚度，cmB-切雪板厚度，cmV-行走速度，cm/s2)式中:V-推雪板前雪堆的体积，cm3r-雪的密度，g/cm3-雪的内摩擦角螺旋铣削集雪器其螺旋线和受力是一个空间三维体系。设雪堆单位面积上的压力与雪的变形阻力相平衡，并且雪为连续流体介质，更方面变化速度均匀，流量Q=l·h·v2.螺旋集雪器消耗的功率计算μ-雪与钢板间的动摩擦系数。V-机械行走速度。P-螺距s=0.27m,螺旋直径-螺旋转速，f-冰雪压缩破坏阻力Q-除雪量3)故整机消耗的总功率原动机的选择动力采用微型发动机，根据除雪所消耗的功率选用无锡凯马动力有限公司生产的KM178F（A）汽油机，详细参数如下：

　　一KM178F（A）汽油机型号KM178F（A）型式立式、单缸、四冲程、风冷、直喷式缸径*行程mm78×62活塞排量L功率Kw起动方式反冲式手拉起动或电起动油箱容量L净重kg33发动机转速r/min3000外形尺寸mm385×420×450传动方式的选择首先由一个带传动将汽油机输出，传递到中间传动轴。传动轴一部分通过同级带传动传动到单级圆锥齿轮减速器处，通过联轴器与抛雪转子相连。另一部分通过链传动与集雪绞龙连接。人推动清雪机向前运动清雪。图2小型清雪机的结构视图1.清雪铲2.抛雪筒3.传动系统4.发动机5.扶手6.机架7.小车轮8.大车轮5.4.1设计车体车体的作用是固定连接集雪器、汽油机等零部件，并具备行走功能。其主体采用r=5mm的角钢焊制而成，并包括扶手，车轮等附件。车体前段用螺栓固定连接集雪器，汽油机和减速器直接固定在机架上，汽油机后置减少自重。机架由车轮轴载重，前部设计两个小车轮分担一部分重量。5.4.2集雪器的设计集雪器亦称为螺旋集雪器，配置在整机前方，左右对称旋向相反，是对路面积雪的切削元件和将积雪向中央集拢的传送工具，使雪从集雪器中部流入抛雪转子。图3小型清雪机螺旋绞龙集雪器螺旋线的方向为左螺旋和右螺旋各半，分置于两侧，通过气快速旋转时的横向位移将雪推向中间。在转子清雪机中，集雪螺旋设计成带状焊接在轴套上，轴套与轴用螺栓固定，是螺旋集雪器于轴固定。当螺旋角小于45度时，刀片顶端直径，式中B工作宽度近似等于除雪宽度，去除雪宽度L=700mm，经计算=450mm，集雪螺旋转速必须满足生产率，即单位时间内集雪器最大集雪量，整机除雪量Q=l·h·v，所以，越大，转速也越快。集雪量Q=l·h·v=××=×102m3/s。根据结构，螺旋角为31度，螺距为270mm,轴径为60mm。5.4.3抛雪转子的设计螺旋集雪器配置在整机前方,左右对称旋向相反,是对路面集雪的切削元件和将积雪向中央集拢的传送工具,使雪从集雪器中部流人抛雪转子。抛雪转子的工作过程,可比作叶片式鼓风机,而将雪看作小颗粒工质。积雪经螺旋集雪器传送到转子前方,由于高速旋转着的转子产生内外气流速度压力差的作用,使积雪进人高速旋转的转子中,并迅速充满转子叶片间的空间。进入转子的雪在离心力的作用下,沿转子径向叶片端部运动,并被推压到转子壳体内的圆弧表面,随转子叶片作旋转运动,到达抛雪口时便被抛出。转子壳体内表面上的雪抛出速度,等于叶片顶部的圆周速度。其他雪粒沿径向移动,从转子抛出的绝对速度等于其出口时的径向速度和叶片顶部圆周速度的矢量和。主要参数有叶片卸载角、叶片外径R和工作长度、转子抛雪生产能力Qt和抛雪距离L。图4抛雪转子示意图转子卸载角，=,式中-系数，考虑雪的重量及雪与叶片间的摩擦力的影响，可近似取=，取=表2外摩擦阻力系数+2～-1-4-16～-30转子外径R取决于给定的生产率和转子叶片顶部的圆周速度,也要考虑雪在叶片间的充填程度。可按下式计算半径R=150mm式中：-清雪机的生产率（T/s）-雪的比重（T/m3）=T/m3-转子端部的圆周速度（m/s）=16m/s-为减小进雪阻力转子叶片上被截掉部分的宽度。-转子中雪的充填系数。=-卸载角影响系数系数与扫雪机的生产率、转子的圆周速度和雪的物理机械性质有关。当=-20ms,=时，一般取=。较大的值相对于较低的叶片周速度。=转子叶片长度按下式确定lg=R(1-)，式中，得=清雪机抛雪转子的生产率与整机生产率的关系如下抛雪速度=12-30m/s时，抛雪距离式中a-系数，a=-抛雪速度，16m/s解得L=16.7m5.4.4机架本次设计中，机架的设计主要是配合着其他部件的装配尺寸，通过用角钢焊接而成的。其外形结构如下图所示：图5机架6小型清雪机的设计计算传动装置的设计由于清雪机的动力源来自于发动机曲轴的输出动力，经过带传动传输到中间传动轴上，传动轴一部分同级带轮与减速器相连，减速器输出端与抛雪转子相连，使转子减速。另一部分用链与蛟龙螺旋轴相连。因为链传动对制造和安装的精度要求较低，能适用中心距较大的传动。发动机曲轴转速n=3000r/min各输出轴的转速中间传动轴转速==1500r/min抛雪转子的转速==300r/min蛟龙螺旋轴的转速=240r/min各轴的传递效率拖拉机的标定功率是，考虑到传动过程中存在功率的损失，查机械设计手册锥齿轮的效率，链条的传递效率为，轴承的传动效率为（一对），带传动的效率套筒联轴器的效率。中间传动轴的输入功率；抛雪转子的功率；积雪搅拢轴的功率；小链轮轴的功率；各轴的输出扭矩中间传动轴输入轴的扭矩；抛雪转子输入轴的扭矩积雪螺旋轴的扭矩小链轮轴的扭矩带传动计算发动机输出功率P=,i=21．确定计算功率由于载荷变动微小，因此取=则=P=×=式中——计算功率，单位为；——工作情况系数；P——传递的额定功率。2．选择带型由=,小带轮转速=3000r/min,选择Z型带。3．确定带轮的基准直径和1)初选小带轮的基准直径=80mm，则大带轮的基准直径=i=2×80=160mm查表取=160mm2)验算带速V==×80mm×3000r/min=12.56m/s因为5m/s

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