小型路面積雪清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 小型路面積雪清掃機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級 機(jī)設(shè) 09Q2學(xué) 生 董曉曉學(xué) 號 20093006023指導(dǎo)教師 蔡冬梅二一三年 五 月 二十八 日濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要我國的北方冬天時(shí)間比較長， 降雪量很大， 道路積雪堆積較多， 尤其是車輛不經(jīng) 常行走的小區(qū)內(nèi)， 如果不及時(shí)的清除積雪， 將會嚴(yán)重的影響交通安全， 給人們的日常 生活帶來很多的不便。因此，研發(fā)多功能的掃雪機(jī)設(shè)備，有著很重要的實(shí)用、使用價(jià) 值，并且對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到不可估量的推動作用。本論文在分析了目前的國內(nèi)國外的主要掃雪方法的基礎(chǔ)上， 提出了一種較適合中 國國情的

2、小型路面機(jī)械清雪車的設(shè)計(jì)方案， 并對其進(jìn)行了深入的理論分析和具體結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)分析，為國內(nèi)以后生產(chǎn)該種掃雪車提供了完整的技術(shù)參考資料。本論文首先進(jìn)行分析研究了路面上壓實(shí)積雪的機(jī)械性能，并且查閱參考了目前的 國內(nèi)外有關(guān)該設(shè)備的大量技術(shù)資料； 再次，在現(xiàn)有成品的基礎(chǔ)上， 進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算以 及機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新。此次掃雪車的設(shè)計(jì)原理是， 由原動機(jī)提供動力， 經(jīng)過鏈傳動將動力傳遞給輸出軸， 輸出軸又帶動拋雪葉輪高速旋轉(zhuǎn)， 利用離心力將雪拋出。 同時(shí)利用減速器來減速帶動 攪龍傳動軸和螺旋攪龍葉片旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)集雪作業(yè)。 而其他的動力則由變速器傳輸給車 輪軸來帶動掃雪機(jī)前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)清雪工作。本論文對小型路面機(jī)械清雪車進(jìn)行

3、了深入的分析， 并進(jìn)一步地完善了此機(jī)構(gòu)， 設(shè) 計(jì)出此種掃雪設(shè)備。關(guān)鍵詞 ：掃雪車；螺旋攪龍；離心力揚(yáng)雪；傳動軸II濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)ABSTRACTIn the northern of China ,winter time is so long ,the snow is very big,and snow accumulation of the road is more ,especially the vehicles do not often walk inside the village .If not timely removal the snow ,it will serious

4、ly affect the traffic safety ,and caused a lot of inconvenience to Peoples Daily life .Therefore ,the research and development of multi-function plow equipment, has a very important practical, use value, and play an immeasurable role in promoting to our countrys economic development.On the analysis

5、of the current domestic and foreign main methods of snow, the papers on the basis of a suitable for Chinas national conditions of small road surface machinery and the design scheme of clear snow machines, and carried on the thorough analysis of the theoretical analysis and the design of concrete str

6、ucture, it provides a complete technology reference for the domestic production after the Snow-Remove Machine .Firstly this thesis analysis the pavement compacting on the mechanical properties of the snow, and refer to the current massive technical data related to the equipment at home and abroad;On

7、ce again, on the basis of existing products, carried the design calculation and institutional innovation.The tractors design principle is that the engine power provided power, transfer power to the output shaft through the chain, output shaft driven snow rotating impeller high-speed , and throw the

8、snow using centrifugal force. At the same time, using the reducer slowdown to drives the stirring shaft dragon and spiral snow dragon blade rotation to achieve the set operations. While other motivation shaft to drive the car snow blowers by gearbox transmission, pure snow works implementation.This

9、paper carried clear snow machines for small road surface machinery on the thorough analysis, and perfect the institutions further, to design this kind of snow equipment.Keywords: Snow-Remove Machine ； helix mixing ； Community throwing snow ； transmission shaftIII濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要ABSTRACT1 前言 11.1 選題意

10、義 11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3 掃雪機(jī)的分類 11.4 設(shè)計(jì)的任務(wù) 22 路面積雪特性的研究32.1積雪的物理性質(zhì)32.1.1 雪的密度 32.1.2 雪的硬度 42.1.3 雪的摩擦系數(shù) 43 小型清雪機(jī)設(shè)計(jì)方案的分析比較 53.1 總體方案及其比較 53.2 小型清雪機(jī)的工作原理 53.3 原動機(jī)的選擇和具體方案的實(shí)施 64 小型清雪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 104.1 鏈傳動的計(jì)算 104.2 變速器齒輪的計(jì)算 124.3 傳動軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核 184.4 減速器的選擇 234.5 攪龍軸的設(shè)計(jì) 274.6 攪龍葉片的設(shè)計(jì) 275 結(jié)論 306 參考文獻(xiàn) 317 致謝 32IV濟(jì)南大

11、學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1、前言1.1 選題意義 俗話說“瑞雪兆豐年”，對于農(nóng)地來說，冬季的一場大雪能帶來明年的大豐收， 農(nóng)民的喜悅。 但是對于城市來說， 積雪會給城市的道路交通帶來很大的麻煩， 尤其是 我國較寒冷的北方地區(qū)。 我國北方氣候寒冷、 溫差大、冬季時(shí)間持續(xù)較長， 降雪量大， 常常會引起滑車、 交通事故、 行人摔傷等一些不便， 而環(huán)衛(wèi)工作人員在降大雪后都忙 于清除主要路面的積雪， 而對于一些小型機(jī)械行駛的路面， 以及很少人行走的小區(qū)內(nèi) 很難有效清理，這給過往的路人，居民帶來不便。特別的是在一些學(xué)校里、 工廠里、企業(yè)院內(nèi)或居民小區(qū)內(nèi)的窄小路面上的積雪得 不到環(huán)衛(wèi)工作人員的及時(shí)清除， 給過往的

12、行人， 居民的戶外生活帶來不便， 甚至?xí)l(fā) 生安全事故。就目前來說， 我國對于小型的、 較窄路面的清雪方式主要是依靠人力， 通過用鐵 鍬、掃帚和簸箕等等工具對積雪進(jìn)行處理， 清雪的效率很低， 浪費(fèi)人們的很多寶貴時(shí) 間1，所以，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將針對小型路面積雪掃雪機(jī)的設(shè)備，為提高道路積雪的清 掃效率， 為過往的行人帶來更多的方便， 同時(shí)減少不必要的事故發(fā)生， 還能夠在大雪 后為緊張的環(huán)衛(wèi)部門減輕一定的壓力，而設(shè)計(jì)一款小型掃雪機(jī)。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀機(jī)械清雪是把人從利用體力的掃雪工作中解放出來的一種最好的途徑。 因此，科 學(xué)設(shè)計(jì)者一直在探索如何研制出更加安全、更加可靠和更加實(shí)用的掃雪機(jī)器2。掃雪機(jī)

13、在國外的發(fā)展已有幾十年的歷史， 有著先進(jìn)的技術(shù)。 最初的掃雪機(jī)是利用 了推土機(jī)或裝載機(jī)來實(shí)現(xiàn)掃雪。 而現(xiàn)在， 隨著研發(fā)掃雪機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展， 已經(jīng)在市 場上廣泛流通的掃雪機(jī)類型主要有鏟刮式除雪機(jī)系列、 拋揚(yáng)式除雪機(jī)系列、 刷掃式掃 雪機(jī)系列、擊振式破冰除雪機(jī)系列等等 3，但是其原理仍然是以大型的車輛來帶動掃 雪裝置實(shí)現(xiàn)積雪的清理任務(wù)。 由于這種掃雪機(jī)的性能穩(wěn)定， 造價(jià)很高， 不適合于較窄 的小路、工廠、學(xué)校、單位或住宅小區(qū)內(nèi)路面的積雪清掃。而對于國內(nèi)來說， 有關(guān)這方面的研究少之又少， 根據(jù)查閱的資料看， 目前國內(nèi)并 沒有任何廠家在生產(chǎn)小型的拋投式清雪機(jī) 4。對于我國來說，應(yīng)根據(jù)國情，加強(qiáng)對雪

14、的力學(xué)性質(zhì)的研究，根據(jù)不同的雪的特性，以及路面的區(qū)別來設(shè)計(jì)不同的掃雪機(jī)械， 以便提高清雪的效率。1.3 掃雪機(jī)的分類根據(jù)掃雪機(jī)工作原理的不同， 可以將掃雪機(jī)分為推移式類型、 拋雪式類型和吹雪濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)式類型 5： 推移式掃雪機(jī)：推雪鏟刀，掃雪犁等裝置是安裝在大型的車輛上，如推土機(jī)，來 將雪推走， 留出行走的通道， 然后再用其他的車輛將堆雪拉走。 它的缺點(diǎn)是這種掃雪 機(jī)只能夠?qū)⒎e雪推到路邊， 而沒有集雪、拋雪的能力， 只適合用于新鮮的雪或破碎之 后的冰雪，清理的效率低，很容易劃傷地面，并且耗費(fèi)時(shí)間較多。拋雪式掃雪機(jī)： 先收集積雪， 再利用拋雪泵將積雪拋到路邊或拋上運(yùn)輸車輛。 其 中

15、最為常見的是螺旋式掃雪機(jī)類型。吹雪式掃雪機(jī)： 利用航空發(fā)動機(jī)來產(chǎn)生強(qiáng)大的高壓空氣流， 再由噴口吹出來清除 地面上的積雪。吹雪式掃雪機(jī)的運(yùn)行速度高，生產(chǎn)率高，成本也很高，它的缺點(diǎn)是只 適用于新鮮的雪，只能夠在機(jī)場、橋梁和高速路上使用，不適合于開發(fā)小型產(chǎn)品。根據(jù)工作方法的不同，掃雪機(jī)有拋雪式、傳送式類型： 一、拋雪式掃雪機(jī)：葉片高速旋轉(zhuǎn)時(shí)將雪旋進(jìn)掃雪機(jī)里，再通過導(dǎo)管運(yùn)送到儲雪 箱中。它的特點(diǎn)是：采用大功率的主機(jī)，寬幅、高效，使用比較廣。二、傳送式掃雪機(jī)：先將積雪收集，再利用輸送帶向后傳送、裝車。這種掃雪機(jī) 在俄羅斯內(nèi)比較常見。1.4 設(shè)計(jì)的任務(wù) 本課題預(yù)設(shè)計(jì)一臺小型路面積雪清掃機(jī)。工作原理是掃雪機(jī)

16、在工人的推行操作 下，沿積雪路面將雪收集到儲雪筒中，雪在高速旋轉(zhuǎn)的葉片下通過拋雪桶，在拋雪葉 片的作用下作離心運(yùn)動而離開拋雪桶，最后被拋到路邊，完成清掃任務(wù)。這種清掃機(jī) 主要適用于較窄的小路和工廠、學(xué)校、單位或住宅小區(qū)內(nèi)路面積雪的清掃工作，能實(shí) 現(xiàn)集雪、儲雪、拋雪的功能，可以提高積雪的清掃效率。在完成預(yù)想設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的方案構(gòu)想和主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對其主要的 零件進(jìn)行計(jì)算和校核。(1) 查閱相關(guān)掃雪機(jī)的資料，弄懂積雪的物理性質(zhì)，根據(jù)查閱的數(shù)據(jù)，對不同地 段不同時(shí)間不同溫度路面上的積雪的物理特性進(jìn)行研究與分析；(2) 查閱有關(guān)掃雪機(jī)的國內(nèi)外資料進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，和不同的方案進(jìn)行比較，選擇 最優(yōu)

17、，最后確定掃雪機(jī)的基本設(shè)計(jì)方案；(3) 最后，詳細(xì)地對掃雪機(jī)的各個(gè)工作部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，并確定掃雪機(jī)的基本尺寸， 以及各部件之間的連接方式。設(shè)計(jì)參數(shù)為：清掃幅寬為 1m，清掃積雪的厚度最大為 200mm，積雪揚(yáng)程為 3m。濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2、路面積雪特性的研究2.1 積雪的物理性質(zhì) 要研究合適有效的除雪方法和裝置， 首先要掌握積雪的物理性質(zhì)， 再設(shè)計(jì)計(jì)算除 雪機(jī)械的除雪阻力、除雪功率等相關(guān)問題。隨著天氣溫度的變化、 積雪落下時(shí)間的長短， 以及由于車輛行駛、 除雪作業(yè)及水 分介入等因素作用，積雪的物理性質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的變化。積雪的主要物理性質(zhì)包括：雪的密度、雪的硬度、雪的摩擦系數(shù)等等 6。2.1

18、.1 雪的密度雪的密度直接決定了掃雪車的設(shè)計(jì)和使用方法 7。因?yàn)檠┦怯伤袒鴣淼?，?以雪的密度值為積雪融化之后， 雪水的質(zhì)量和融化前積雪的體積的比值。 雪的密度的 變化范圍為： 007079g cm3。而其它的資料數(shù)據(jù)考察為： 0019gcm3089g cm3之間。雪密度的不同，因其降落的條件、沉積的條件和測量的方法等等因素而 有差異8。由于我國的降雪條件和俄羅斯比較相符，因此有關(guān)雪質(zhì)的選擇，較多地選 在0019gcm3089gcm3這個(gè)范圍內(nèi)。許多外國的學(xué)者對不同條件下積雪的密 度進(jìn)行了綜合的測量與分析，得出以下的結(jié)論：(1) 雪的密度隨著雪沉積的時(shí)間的增大而增大，并且平均每個(gè)月的增加量

19、大約為： 10 20；(2) 雪的密度隨著雪的沉積深度的增加而變大。對于沉積兩個(gè)月之久的山坡上的 積雪，深度為 20cm的積雪的密度為 030329gcm3，而相同的地點(diǎn)深度為 01 02cm的積雪的密度則變?yōu)?060649g cm3；(3) 新降下的雪的密度隨著降落的時(shí)間長短的不同而不同，其測量的結(jié)果如表2.1所示；(4) 新降下的雪的密度和當(dāng)時(shí)的溫度也有一定的關(guān)系，其關(guān)系如表2.2 所示。表 2.1 雪的密度與時(shí)間的關(guān)系雪的狀態(tài)密度 g cm-3新降雪01001530 天后的雪020030多于 30 天后的雪034 一 042密實(shí)的雪040060冰雪混合060075冰090濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院

20、畢業(yè)設(shè)計(jì)表 2.2 新降下的雪的密度和當(dāng)時(shí)的溫度的關(guān)系降雪時(shí)的氣溫 o C新降下的雪的密度 g cm-3最小值最大值平均值-10-5100110 2950087-5 1-2100350 2580104-2 1-0100430 45501280+2000690 5290183+20 以上01580 58801962.1.2 雪的硬度 雪的硬度也可以稱為雪的抗壓強(qiáng)度， 其意義是指積雪在抵抗其他的物體進(jìn)入本身 時(shí)的最大能力 9 。表示方法為：進(jìn)入積雪內(nèi)的剛體的單位面積上所受到的來自積雪的 阻力。掃雪車設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的重要參數(shù)包括雪的抗壓強(qiáng)度。 由測量得知， 雪的抗壓強(qiáng)度 因環(huán)境的不同而不同。積雪抗壓強(qiáng)度

21、特征： (1)一般情況下積雪的抗壓強(qiáng)度會隨著雪的密度的增大而增大。 (2)雪的抗壓強(qiáng)度也與溫度有關(guān)，隨著溫度的降低而增大。2.1.3 雪的摩擦系數(shù) 雪的摩擦系數(shù)有： 雪的內(nèi)外摩擦系數(shù)、 輪胎與冰雪路面的附著系數(shù) 10。平常路面 上在積雪之后， 它的使用特性將會發(fā)生很大的改變。 當(dāng)對冬季養(yǎng)護(hù)的道路的機(jī)器進(jìn)行 計(jì)算時(shí)，必須得知道機(jī)器是沿著各種各樣的冰雪路面行走的滾動阻力系數(shù)和附著系 數(shù)。而行駛阻力系數(shù)，由于它不僅產(chǎn)生摩擦，而且還擠壓雪，因此一般要比外摩擦系 數(shù)大。濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3、小型清雪機(jī)設(shè)計(jì)方案的分析比較3.1 總體方案及其比較 方案一: 利用吹風(fēng)的方式。利用鼓風(fēng)機(jī)里吹出的高速氣流將

22、積雪吹到路邊。吹雪 式的清雪車的運(yùn)行速度較高， 生產(chǎn)率高， 缺點(diǎn)是只適用于新鮮的雪， 不能夠?qū)簩?shí)的 積雪或冰雪進(jìn)行清理， 而且只能在機(jī)場、 橋梁和高速路等等寬敞地上使用， 成本價(jià)高， 不適合用于小型地區(qū)。方案二: 隨著清雪車發(fā)展技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以利用清雪車前部的鏟子，來將積 雪推到路的旁邊。 推移式清雪車只能夠?qū)⒎e雪推到路邊， 而不能儲備積雪， 只適合用 于新鮮的雪或破碎之后的雪，效率很低，對地面有很大的損傷。方案三: 依靠機(jī)械傳動來清理積雪。先由集雪器將積雪打碎，再通過高速旋轉(zhuǎn)的 攪龍葉片運(yùn)送到拋雪桶內(nèi)， 最后由拋雪葉輪將積雪拋出， 拋到路邊。 螺旋轉(zhuǎn)子式清雪 車的適用范圍比較廣， 無論

23、是對于松散的雪還是壓實(shí)的雪， 清雪效果和清雪效率都要 比之前的兩個(gè)方案好，而且這種方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品體積小、成本低，更適宜用 于道路窄小的地方。綜上，選用第三種方案。3.2 小型清雪機(jī)的工作原理3.2.1 基本結(jié)構(gòu) 小型路面機(jī)械掃雪車主要包括：原動機(jī)、傳動裝置、集雪裝置、拋雪裝置、行走 裝置和操作裝置等。 原動機(jī)可以采用原動機(jī)機(jī)或發(fā)動機(jī)， 而目前大多數(shù)采用的是汽油 機(jī)或柴油機(jī)；集雪裝置是用來收集積雪的， 主要采用的是推雪鏟和螺旋狀的攪龍葉片； 拋雪裝置是將收集的積雪拋到路的一邊， 主要的方式有拋雪葉輪和鼓風(fēng)機(jī)兩種； 行走 裝置是來實(shí)現(xiàn)機(jī)器的前進(jìn)， 有手推式和自走式兩種； 操作裝置主要是通過

24、人來控制設(shè) 備的運(yùn)轉(zhuǎn)工作。3.2.2 工作原理 工作時(shí)原動機(jī)提供動力， 經(jīng)鏈傳動傳到行走裝置和工作部分。 積雪由集雪裝置收 集到集雪桶內(nèi)， 再由拋雪葉輪利用高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力將積雪拋出。 這樣在原動機(jī)的 帶動下， 掃雪車逐漸地前進(jìn)， 以便能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的除雪作業(yè)。 小型機(jī)械清雪機(jī)的結(jié)構(gòu) 示意圖如圖 3.1 所示：濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)拋雪裝置集雪裝置積雪圖 3.1 小型機(jī)械清雪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖3.3 原動機(jī)的選擇和具體方案的實(shí)施3.3.1 原動機(jī)的選擇 因?yàn)閽哐C(jī)主要是用于較窄的小路和工廠、 學(xué)校、單位或住宅小區(qū)內(nèi)， 所以動力 機(jī)的體積不能過大，因此選用汽油機(jī)。本次設(shè)計(jì)的參數(shù)為：每小時(shí)的掃雪量

25、1000 m2 ，積雪的密度 250kg/m3，積雪的厚度 20cm，因此每小時(shí)的掃雪量為：321.0 103m20.2m 250 /m3 5.0 10 kg(3.1)利用拋雪葉輪拋雪，其數(shù)據(jù)為：拋雪揚(yáng)程 3m，雪排出的初速度 4m/s，因此排雪 消耗的功率為：4mght5.0 10 kg 10N/kg 3m/s 3600=416.66w(3.2)集雪攪龍葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)受到積雪的阻力作用，阻力矩 m=20Nm，攪龍轉(zhuǎn)速 l0r/s， 因此集雪攪龍消耗的功率為：20Nm23.14 10r/s=1256w(3.3)掃雪機(jī)工作時(shí)要克服本身的重量 200kg，路面的摩擦系數(shù) 0.2，前進(jìn)速度 lm/s，

26、因此前進(jìn)時(shí)消耗的功率為：濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)200kg 10N/kg 0.2 lm/s=400w（3.4）綜上，掃雪機(jī)消耗的總功率為： 416.66w+1256w+400w=2072.66w（3.5）根據(jù)以上的設(shè)計(jì)要求，對動力源選型?？紤]到掃雪車在工作時(shí)可能遇到踏實(shí)的 積雪，所以選用功率稍大的發(fā)動機(jī)， 以來滿足不同的工作狀況下的需要。 根據(jù)以上數(shù) 據(jù)的分析以及考慮到功率的磨損消耗情況，選用 EM100 汽油機(jī)，其參數(shù)如表 2.1 所 示：表 2.1 EM100 汽油機(jī)參數(shù)型號EM100名稱單缸立式風(fēng)冷四沖程直噴式汽油機(jī)排量（ ml ）87發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min ）3600/3000燃油推

27、薦7#號汽油機(jī)油容量（ cm3）163啟動方式反沖手拉啟動 / 電啟動重量（ kg ）27功率 Kw2.23.3.2 傳動方式的選擇 首先由汽油機(jī)提供掃雪機(jī)所需要的動力， 經(jīng)過鏈傳動將動力傳輸給傳動軸， 經(jīng)過 一個(gè)減速器和變速器分別將動力傳輸給拋雪葉輪和攪龍葉片、 行走裝置。結(jié)構(gòu)簡圖如 圖 3.2 下：濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7 行走裝置 8 原動機(jī) 9 減速器3.3.3 集雪裝置的設(shè)計(jì) 因?yàn)榉e雪要被運(yùn)送到拋雪桶內(nèi)再拋出， 所以要把積雪往集雪桶的中央聚攏， 因此 螺旋集雪轉(zhuǎn)子是由兩個(gè)旋向相反的螺旋軸對接而成的， 攪龍葉片隨著螺旋軸來螺旋旋 轉(zhuǎn)，以達(dá)到集雪的目的。 設(shè)計(jì)中采用的是帶狀螺旋集雪葉輪

28、， 這樣的設(shè)計(jì)能夠?qū)Ψe雪 有很好的破碎作用， 不至于再積雪較多的時(shí)候發(fā)生堵塞儲雪桶的情況。 螺旋軸和攪龍 葉片的基本機(jī)構(gòu)如下圖 3.3所示：8濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)由上所述形式的集雪裝置把切雪、碎雪、集雪、拋雪、運(yùn)雪幾大功能于一身， 具有有效的清雪效果。 左右兩邊的攪龍旋向相反， 能夠?qū)蛇叺姆e雪集中到中央， 傳 遞到拋雪輪下， 在拋雪輪的高速旋轉(zhuǎn)下將雪拋出。 考慮到積雪具有一定的粘性且較易 堆積，所以集雪螺旋使用的是帶式螺旋。 帶式螺旋是螺旋式掃雪機(jī)的主要掃雪執(zhí)行部 件，它的主要參數(shù)有螺旋的外徑、帶寬、頭數(shù)、螺距、螺旋的長度及轉(zhuǎn)速等等，掃雪 機(jī)的除雪效率和積雪的除凈度與這些參數(shù)的選擇有直接

29、的關(guān)系 11 。濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4、小型掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核4.1 鏈傳動的計(jì)算 相比于齒輪傳動， 鏈傳動的制造和安裝精度要求較低， 成本也低， 因此在傳動系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用鏈輪傳動。掃雪機(jī)上由汽油機(jī)到傳動軸之間的傳動方式選用鏈傳動， 在掃雪機(jī)的結(jié)構(gòu)中占有 很重要的份重，因此，要對其進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。（1）選擇鏈輪的齒數(shù)傳動比 i=1.4 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得小鏈輪齒數(shù) z1=21，則大連輪齒數(shù)為z2=z1i=21 1.4=29 120（4.1）符合要求（2）確定額定功率 因?yàn)殒渹鲃庸ぷ髌椒€(wěn)，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查表選擇傳動系數(shù)為KA=1.3 ，計(jì)算功率為Pc=K AP=1.3 2=2.6kw（

30、4.2）（3）選擇鏈條的型號和節(jié)距根據(jù) Pc=2.6kw 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得 鏈條型號為 06B 單根鏈傳遞的功率為 P0 PC ，按照估計(jì)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)相應(yīng)的條件和公式得 kzkpkl出：kz100Lp21 1.08191.110.26kl0.26910.975100(4.3)(4.4)10濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)單排鏈條的排數(shù)系數(shù) kp=1 則 P0Pckzkpkl2.6=2.4 kw1.11 1 0.975(4.5)根據(jù)鏈輪的轉(zhuǎn)速 n1和P0 ，查表選則的鏈條的型號為： 鏈號 06B 節(jié)距 p=9.525mm4)計(jì)算鏈的節(jié)數(shù)和中心距初選中心距為：a0=(3050)p= 35p(4.6)確定

31、的中心距為：=233.38mm(4.7)其中 a=234 得鏈節(jié)數(shù)為：2a Z1 Z 2 Z 2 Z1 pLpp2 2 a2 35p 21 21 21 21 2 p p 2 2 35p91(4.8)因此，鏈長節(jié)數(shù)為： L p =91 節(jié)(5)計(jì)算鏈速 v, 確定其潤滑方式鏈的平均速度為：z1 p n160 1000=8.331m/s(4.9)11濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)由于 V 小于 1215m/s， 因此，可用由 v=8.331m/s 和鏈號 06B ，查機(jī)械設(shè)計(jì)課本得應(yīng)采用油池潤滑或油盤飛濺 潤滑。(6) 計(jì)算壓軸力 Fp有效的圓周力為1000P 1000 2V 8.33240.1N(4.

32、10)鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) Kfp=1.25 ，則其壓軸力為：Fp=FpF=1.25 240.1=300.13(4.11)4.2 變速器齒輪的計(jì)算 在許多情況下，掃雪機(jī)設(shè)備需要在工作過程中根據(jù)不同的要求隨時(shí)可以改變速 度。變速器就是能隨時(shí)改變傳動比的傳動機(jī)構(gòu)。 它一般是由一臺機(jī)器的整個(gè)傳動系統(tǒng) 的一部分， 很少作為獨(dú)立的傳動裝置使用， 所以也常稱為變速機(jī)構(gòu)。 變速器可分為有 級變速器和無級變速器兩大類， 前者的傳動比只能按既定的設(shè)計(jì)要求通過操縱機(jī)構(gòu)分 級進(jìn)行改變；而后者的傳動比則可在設(shè)計(jì)預(yù)訂的范圍內(nèi)無級的進(jìn)行改變15 。本次設(shè)計(jì)采用錐齒輪變速器，該種變速器最大的特點(diǎn)是傳動平穩(wěn)。4.2.1

33、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度， 按平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪計(jì)算， 工作齒 寬即為錐齒輪的齒寬 b。設(shè)計(jì)計(jì)算公式為：d1t 2.923 (3 ( ZE )23 ( H) R 1 0.5 R 2uKT1(4.12)12濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1)確定公式中計(jì)算的數(shù)值1) 初選載荷系數(shù)為：KA=1.02)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T1=9550833/2000=3977.6 (N mm)3)選取的齒寬系數(shù)為：R=1/34) 由課本查得材料的彈性影響系數(shù)： ZE=189.8MPa?5) 由課本查得的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限是： Hlim1 =Hlim2=550MPa6) 計(jì)算出應(yīng)

34、力循環(huán)次數(shù)：9N1=60n1jLh=60 2000 1(8 36510)=3.5 109(4.13)N2=N1/2=1.75 109(4.14)7) 由機(jī)械課本查得齒面的接觸疲勞壽命系數(shù)： KHN1=0.90，KHN2=0.958) 齒面的接觸疲勞許用應(yīng)力，失效概率為 1，安全系數(shù) S=1K H1= K HN1 lim1 0.9 550 495MPaSK H2= HN 2 lim2 0.95 550 522.5MPa H 2 S2)計(jì)算其它數(shù)值1) 小齒輪的最小分度圓直徑(4.15)(4.16)d1t 2.923 (ZHE)2KT1R 1 0.5 R 2 u(4.17)=73.54(mm)13

35、濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2 )小齒輪的圓周速度 mdmn1 73.54 2000(4.18)m7.(6 m/s)m 60 1000 60 10003 )載荷系數(shù)(4.19)K K AK V K H K H1 1.15 1 (1.5 1.25)=2.1564) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓的直徑d1= 76.35(mm)(4.20)5) 模數(shù)d1z176.35 =1.69(mm)45(4.21)4.2.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)直齒錐齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，按平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。 設(shè)計(jì)公式：m3R 1 0.5 R 2 Z14KT12 u2 1YFaYSaF(4.22)1) 確定公式內(nèi)的各

36、計(jì)算數(shù)值1) 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得齒根的彎曲疲勞極限為：14濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)FE1 FE2 380MPa2) 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得齒根的彎曲疲勞壽命系數(shù)為：K FN1 K FN 2 0.85(4.23)(4.24)F 1 F 2 K FN1 FE1S0.85 3801.4230. 71(MP a)4) 由查得的數(shù)據(jù)代入公式得出載荷系數(shù) K 為：K KAKV KF KF 1 1.15 1 1.5 1.25 2.1565) 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本查得，齒形系數(shù)、應(yīng)力校正系數(shù)為：YFa1 2.91 ，YSa1 1.53YFa2 2.45 ， YSa2 1.65(4.25)(4.26)(4.27)(4.28)YY6) 代入查得的數(shù)據(jù)得出大小齒輪的 YFaYSa 值，然后加以比較得：YFa1YSa1F12.91 1.53230.710.01930YFa2YSa2 2.45 1.65F 2 230.71(4.29)(4.30)2) 計(jì)算153) 齒根彎曲疲