輸電線除冰機(jī) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要機(jī)械式輸電線除冰技術(shù)是運(yùn)用老式的工具通過(guò)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方式到達(dá)輸電線除冰的目的。由于機(jī)械式輸電線除冰技術(shù)除冰效率高，操作簡(jiǎn)樸，因此受到諸多國(guó)家的重視，在國(guó)內(nèi)也引起了極高的重視，尤其是各大院校和科研院所。本文從輸電線覆冰原理及其危害綜合闡明了輸電線覆冰對(duì)人們生產(chǎn)生活的影響，提出了一種新的輸電線除冰處理方案。研發(fā)一款新式輸電線除冰機(jī)。本輸電線除冰機(jī)重要由4部分構(gòu)成，行走部分和除冰部分。行走部分重要通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，除冰部分通過(guò)對(duì)滾刀具實(shí)現(xiàn)除冰。關(guān)鍵詞：輸電線除冰機(jī)械式覆冰AbstractMechanicaltransmissionlinede-icingtechnologyisusedtoolsbybodymovementsintraditionalmeanstoachievethepurposeoftransmissionlineicing.Themechanicaltransmissionlinede-icingdeicingtechnology,highefficiency,easyoperation.Therefore,theattentionbymanycountries,highinthecountryalsoattractedattention,especiallyinthemajoruniversitiesandresearchinstitutes.Theiceonthetransmissionlinetheoryandtheconsolidatedstatementofthetransmissionlineagainsticeimpactonpeople'sproductionandlife,toprovidenewtransmissionlinede-icingsolutions.Developinganewtransmissionlinede-icingmachine.Thetransmissionlinede-icingmachinemainlyconsistsof4parts,Chassispartsandde-icing.Walkingthroughthegeartransmissionpart,achievedbyde-icingrollingtooltoachievesomede-icing.Keywords:Transmissionlinede-icing;Mechanical;Iceontheline目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1輸電線覆冰概況 11.2輸電線覆冰危害及機(jī)理 31.3國(guó)內(nèi)外有關(guān)除冰設(shè)備及技術(shù)的特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì) 41.4除冰機(jī)研究的內(nèi)容和意義 4第2章方案設(shè)計(jì) 62.1工作原理 62.2機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 62.3主體構(gòu)造設(shè)計(jì) 9第3章構(gòu)造設(shè)計(jì) 123.1傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 123.1.1齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 123.1.2軸的設(shè)計(jì) 173.1.3軸承校核 203.2除冰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 233.2.1除冰方式選擇 233.2.2刀架設(shè)計(jì) 253.2.3除冰機(jī)構(gòu)電機(jī)選擇 253.3整機(jī)三維裝配圖 26第4章功能及創(chuàng)新點(diǎn) 29總結(jié) 30參照文獻(xiàn) 31道謝 33第1章緒論1.1輸電線覆冰概況輸電線路因受結(jié)冰危害一般輕易引起嚴(yán)重的斷線、桿塔倒塌、大面積停電、限電等事故。對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行導(dǎo)致了嚴(yán)重威脅,也一直是電力系統(tǒng)研究中急待處理的難點(diǎn)問(wèn)題。據(jù)不完全記錄,自上世紀(jì)50年代以來(lái),我國(guó)輸電線路便不停遭受覆冰危害。,由覆冰引起的110～500kV輸電線路跳閘79次,占總事故的3127%,其中500kV線路跳閘13次;由于覆冰引起110～500kV線路非計(jì)劃停運(yùn)47次,占總事故的41。24%。12月至2月,我國(guó)華中電網(wǎng)出現(xiàn)大面積冰災(zāi)事故,僅湖南省就有700多萬(wàn)人受災(zāi),直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)10億元。1月,南方多種省份遭受了50年一遇的冰雪災(zāi)害,華中、華東部分地區(qū)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的大強(qiáng)度、大范圍低溫雨雪冰凍天氣,導(dǎo)致湖南、江西、浙江、安徽、湖北等地的電網(wǎng)發(fā)生倒塔、斷線、舞動(dòng)、覆冰閃絡(luò)等多種災(zāi)害,湖南電網(wǎng)14條500kV、44條220kV和121條110kV線路停運(yùn);江西電網(wǎng)17條500kV、57條220kV和168條110kV線路停運(yùn);浙江電網(wǎng)23條500kV、21條220kV和14條110kV線路停運(yùn),“西電東送”大通道江城、宜華500kV直流線路損壞嚴(yán)重,河南、重慶、四川等地的電網(wǎng)也受到不一樣程度的沖擊和破壞。部分地區(qū)的線路覆冰厚度到達(dá)40～60mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了15～20mm的設(shè)計(jì)值,如圖1-1。貴州500kV骨干網(wǎng)基本癱瘓,華中、華東電網(wǎng)幾十條500kV線路倒塔、倒桿、解列和停運(yùn),最大電力缺口靠近4000萬(wàn)kW。截至2月12日,全國(guó)因?yàn)?zāi)停運(yùn)線路共35968條,停運(yùn)變電站1731座,110～500kV線路倒塔8709座,全國(guó)13個(gè)省份拉閘限電,共有17個(gè)省級(jí)電網(wǎng)電力供應(yīng)緊張。全國(guó)受災(zāi)人口達(dá)1億多,直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1100億元。圖1-1輸電線覆冰狀況伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,超高壓大容量輸電線路越建越多,線路走廊穿越的地理環(huán)境愈加復(fù)雜,如通過(guò)大面積的水庫(kù)、湖泊和崇山峻嶺,給線路維護(hù)帶來(lái)諸多困難.并且在嚴(yán)冬及初春季節(jié),我國(guó)云貴高原、川陜一帶及兩湖地區(qū)常出現(xiàn)霧凇和雨凇現(xiàn)象,導(dǎo)致架空輸電線路覆冰,使線路舞動(dòng)、閃絡(luò)、燒傷,甚至斷線倒桿,使電網(wǎng)構(gòu)造遭到破壞,安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅.在緊急狀況下,尋道員用帶電操作桿或其他類似的絕緣棒只能為很少的一部分覆冰線路除冰,人工除冰有很高的危險(xiǎn)性[1]。在國(guó)外,某些國(guó)家的地理與氣候狀況與我國(guó)相似,甚至某些國(guó)家的狀況愈加惡劣,為了保證電力系統(tǒng)的可靠性,提高高壓輸電線除冰的效率,減少損失,維護(hù)工人的安全,開(kāi)發(fā)一種可以替代或部分替代工人進(jìn)行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究的熱點(diǎn).因此,研制安全有效的除冰機(jī)械以替代人進(jìn)行導(dǎo)線除冰具有很好的應(yīng)用前景和實(shí)用意義。圖1-2鐵塔被超過(guò)設(shè)計(jì)承受能力的覆冰載荷壓壞圖1-3鐵塔被不均勻覆冰縱向不平衡張力拉壞圖1-4鐵塔被斷線沖擊荷載與縱向不平衡張力扭壞圖1-5鐵塔因長(zhǎng)時(shí)間舞動(dòng)而發(fā)生倒塌1.2輸電線覆冰危害及機(jī)理(1)過(guò)荷載。即導(dǎo)線覆冰厚的實(shí)際重量超過(guò)設(shè)計(jì)值諸多,導(dǎo)致架空輸電導(dǎo)線及桿塔載荷過(guò)大超過(guò)自身機(jī)械強(qiáng)度極限最終斷線垮塔。如圖1-2所示。(2)不一樣期脫冰或不均勻覆冰事故。相鄰檔導(dǎo)線不均勻覆冰或不一樣期脫冰會(huì)產(chǎn)生張力差,使導(dǎo)線在線夾內(nèi)滑動(dòng)松脫,甚至?xí)捎趦蓚?cè)水平張力差過(guò)大而拉垮桿塔;不一樣期脫冰會(huì)使導(dǎo)線跳躍電氣間隙減小,導(dǎo)致導(dǎo)線相間短路或直接對(duì)地短路事故。如圖1-3所示。(3)絕緣子串冰閃事故。絕緣子覆冰或被冰凌橋結(jié)后,絕緣強(qiáng)度下降,泄露距離縮短,融冰時(shí),絕緣子的局部表面電阻增長(zhǎng),形成閃絡(luò)事故導(dǎo)致持續(xù)電弧燒傷絕緣子并使其絕緣強(qiáng)度減少。(4)導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)事故。因?qū)Ь€不均勻覆冰,在風(fēng)的作用下產(chǎn)生舞動(dòng),導(dǎo)致金具損壞,導(dǎo)線斷股,相間短路及桿塔傾斜或倒塌等嚴(yán)重事故。如圖1-5所示。1.3國(guó)內(nèi)外有關(guān)除冰設(shè)備及技術(shù)的特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)目前國(guó)內(nèi)和國(guó)外的除冰技術(shù)可歸納有30余種，總體可分為：1.大電流融冰法:重要包括過(guò)電流融冰法、短路電流融冰法和直流電流融冰法。此類措施也是目前工程中普遍采用的方案,在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中積累了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)。2.機(jī)械除冰法:滑輪刮鏟法是目前唯一可行的輸電線路除冰的機(jī)械措施,其過(guò)程是由地面工作人員拉動(dòng)可以在線路上行走的滑輪到達(dá)鏟除覆冰的目的。但該措施并不合用于我國(guó)西部高海拔、地形復(fù)雜地區(qū)。3.被動(dòng)法:被動(dòng)法就是依托風(fēng)、地球引力、隨機(jī)散射和溫度變化等脫冰的被動(dòng)措施無(wú)需附加能量?，F(xiàn)已經(jīng)在輸電線路上得到應(yīng)用的有平衡重量、線夾、除冰環(huán)、阻雪環(huán)、憎水憎冰涂料、風(fēng)力錘等來(lái)減少輸電線路的覆冰,安裝防震錘等來(lái)減少導(dǎo)線的舞動(dòng)。被動(dòng)法有費(fèi)用低的長(zhǎng)處,但不能制止覆冰的形成,并且僅合用于特定的地區(qū)。4.其他措施:除上述幾種措施外,尚有運(yùn)用電磁脈沖、氣動(dòng)脈沖、電暈放電、電子凍結(jié)、碰撞前顆粒加熱和凍結(jié)等防冰除冰措施,但諸多還處在理想或試驗(yàn)階段。而近來(lái)國(guó)內(nèi)外比較熱門的機(jī)械除冰法重要通過(guò)除冰機(jī)器人來(lái)完畢，目前國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)的除冰機(jī)器人一般包括3部分：1.爬行機(jī)構(gòu)2.越障機(jī)構(gòu)3.除冰機(jī)構(gòu)。并且向著小型化，實(shí)用化，可越障，智能化的方向發(fā)展。1.4除冰機(jī)研究的內(nèi)容和意義針對(duì)目前各類機(jī)械式除冰措施的局限性之處，本文設(shè)想了一種全新的行走平臺(tái)，并在實(shí)踐中證明這種理論是可行的。它繼承了輪式車輛移動(dòng)速度快捷的特點(diǎn)，又具有騎掛在電線上的能力，在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用了齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)樸，工作可靠。并且在控制方面，具有很好的功能擴(kuò)展性。作為一種運(yùn)送平臺(tái)，具有很廣闊的功能開(kāi)發(fā)空間。此外除冰機(jī)構(gòu)也是本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)，采用對(duì)滾式刀具進(jìn)行除冰，除冰效果好。本論文重要完畢了輸電線除冰機(jī)的原理設(shè)計(jì)，方案選擇，機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，各部分零件的設(shè)計(jì)與整機(jī)的裝配，并在此基礎(chǔ)上采用三維制圖軟件建立實(shí)體模型并進(jìn)行虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真。本課題研究的目的在于根據(jù)輸電線系統(tǒng)的除冰需要，研制一種簡(jiǎn)樸，實(shí)用的輸電線除冰機(jī)。輪式輸電線除冰機(jī)是一種用于，在山地，荒野，河流，湖泊等地理環(huán)境，不適合人工除冰的輸電線路上清冰。它是合用于多種地貌，不會(huì)由于環(huán)境的變化而停止工作。它的前端是一對(duì)用于除冰的對(duì)滾刀具，用于清除在電線結(jié)的冰。刀具的對(duì)滾通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完畢。輪式除冰機(jī)主體部分是行走機(jī)構(gòu)。該設(shè)計(jì)采用壓輪推進(jìn)方式,機(jī)體上的兩個(gè)固定壓輪騎掛在輸電線上保持機(jī)體的平衡,機(jī)體的重心位于輸電線下方,這樣機(jī)體不會(huì)在行進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)。兩個(gè)動(dòng)壓輪分別與兩個(gè)固定壓輪配合,當(dāng)推進(jìn)動(dòng)壓輪時(shí),動(dòng)壓輪向上抬升,與固定壓輪配合從上下夾緊輸電線,依托壓輪與輸電線的摩擦獲得前進(jìn)的動(dòng)力。該設(shè)計(jì)的電力驅(qū)動(dòng)分為兩個(gè)分支:一部分直接傳至除冰機(jī)構(gòu),供刀具除冰使用;另一部分傳至動(dòng)壓輪，實(shí)現(xiàn)小車的行走。該設(shè)計(jì)的目的是提供一種體積小，運(yùn)作靈活，運(yùn)行穩(wěn)定的輸電線除冰機(jī)，也提供一種適于在條件艱苦的環(huán)境下工作的電線除冰機(jī)器。第2章方案設(shè)計(jì)2.1工作原理本設(shè)計(jì)采用四輪式構(gòu)造布局，具有小型輕質(zhì)，除冰效率高，安裝以便，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)的特點(diǎn)。工作原理如圖2—1所示，輸電線除冰機(jī)工作時(shí)由行走電機(jī)推進(jìn)機(jī)器行走，通過(guò)大齒輪帶動(dòng)軸1轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)兩個(gè)減速齒輪組分別帶動(dòng)軸2和軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)鏈輪回轉(zhuǎn)，通過(guò)傳動(dòng)鏈帶動(dòng)行走輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輸電線除冰機(jī)在電線上行走。工作電機(jī)通過(guò)一組減速齒輪使輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)工作刀具做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖2-1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖輪式輸電線除冰機(jī)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。行走機(jī)構(gòu)通過(guò)三級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減速，除冰機(jī)構(gòu)通過(guò)一級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)減速。輪式輸電線除冰機(jī)的構(gòu)成框圖，如圖2—2所示。2.2機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)輪式輸電線除冰機(jī)功能的技術(shù)原理諸多，但各有利有弊，詳細(xì)分析如下：1.驅(qū)動(dòng)方式選擇1）小型柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的長(zhǎng)處是馬力大，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)。但重量和所占空間過(guò)大，驅(qū)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)，輕易引起輸電線舞動(dòng)，不合用于在輸電上行走使用，此外對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生污染，不環(huán)境保護(hù)。2）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型號(hào)較多，選擇范圍廣。在質(zhì)量和振動(dòng)方面有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可以滿足環(huán)護(hù)規(guī)定。行走電機(jī)行走電機(jī)減速機(jī)構(gòu)行走輪除冰電機(jī)減速機(jī)構(gòu)除冰刀具圖2-2輪式輸電線除冰車構(gòu)成框圖及運(yùn)動(dòng)傳遞路線2．減速方式選擇1）帶傳動(dòng)抗拉強(qiáng)度較大，耐濕性好，廉價(jià)，可以傳送較大功率。但所需空間比較大，不合用于受空間限制規(guī)定中心距小以及急速反向傳動(dòng)的場(chǎng)所。2）鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度規(guī)定較低，鏈輪齒受力狀況很好，承載能力較大；有一定的緩沖與減震性能；中心距可大而構(gòu)造輕便?？梢赃m應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。不過(guò)同樣，所需空間較大，不合用于受空間限制規(guī)定中心距小以及急速反向傳動(dòng)的場(chǎng)所。3）齒輪傳動(dòng)瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定；傳動(dòng)比范圍大，可用于減速或增速；速度和傳遞功率的范圍大，可用于高速（v>40m/s）、中速和低速（v<25m/s）的傳動(dòng)；功率可從不不小于1W到105kW；傳動(dòng)效率高，一對(duì)高精度的漸開(kāi)線圓柱齒輪，效率可達(dá)99%以上；構(gòu)造緊湊，合用于近距離傳動(dòng)。4）蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)用于交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。傳動(dòng)比大，工作較平穩(wěn)，噪聲低，構(gòu)造緊湊，可以自鎖；效率低，易發(fā)熱，蝸輪制造需要寶貴的減摩性有色金屬。鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)雖然適應(yīng)環(huán)境的能力比較強(qiáng)，不過(guò)所需傳動(dòng)空間比較大，不合用于在輪式輸電線除冰車上使用。蝸桿傳動(dòng)效率低，易發(fā)熱，環(huán)境適應(yīng)性差。因此，綜合考慮各方面原因，減速方式選擇通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)完畢。3.行走方式選擇1）履帶式履帶式行走機(jī)構(gòu)廣泛用于工程機(jī)械、拖拉機(jī)等野外作業(yè)車輛。行走條件相對(duì)惡劣，該行走機(jī)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度；具有良好的行進(jìn)及轉(zhuǎn)向功能。不過(guò)履帶式行走機(jī)構(gòu)尤其粗笨，不適于作為輸電線除冰車的行走機(jī)構(gòu)。2）輪式輪式行走機(jī)構(gòu)廣泛于汽車、火車、航空等多種交通工具，應(yīng)用范圍極廣，可在大多數(shù)路況行走，適應(yīng)能力較強(qiáng)。質(zhì)量較輕，便于攜帶、裝配、更換。3）液壓缸式在同等功率狀況下，液壓執(zhí)行元件體積小、重量輕、構(gòu)造緊湊。液壓傳動(dòng)的多種元件，可根據(jù)需要以便、靈活地來(lái)布置。液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)迅速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的換向。液壓元件實(shí)險(xiǎn)了原則化、系列化、通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和使用。不過(guò)工作性能易受溫度變化的影響，因此不適宜在很高或很低的溫度條件下工作。由于流體流動(dòng)的阻力損失和泄漏較大，因此效率較低。假如處理不妥，泄漏不僅污染場(chǎng)地，并且還也許引起火災(zāi)和爆炸事故。由于履帶式系統(tǒng)過(guò)于粗笨，因此不適合在輸電線上行走；液壓系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，也不合用于輸電線除冰機(jī)上。因此輸電線除冰機(jī)的行走機(jī)構(gòu)采用輪式行走機(jī)構(gòu)。為了使輪式行走機(jī)構(gòu)在輸電線上行走愈加平穩(wěn)，在行走輪中部開(kāi)通一種直徑為30mm的凹槽。4.除冰方式選擇1)加熱除冰通過(guò)電阻加熱或噴火加熱，使覆冰融化，到達(dá)清除覆冰的目的。加熱除冰措施對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染，清除效率高。不過(guò)這個(gè)措施耗能過(guò)多，不節(jié)能。2)化學(xué)法除冰依托撒布化學(xué)藥劑固體顆粒或液體使冰雪融化為化學(xué)融冰,其特點(diǎn)是除凈率高,但這種措施成本高,且輕易對(duì)環(huán)境導(dǎo)致污染,尤其是鈉鹽融雪劑對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造有破壞作用,易導(dǎo)致混凝土路面的表層脫落,使電線質(zhì)量受損而縮短其使用壽命,對(duì)植被的損害也較嚴(yán)重。3）振動(dòng)除冰振動(dòng)式除冰法,通過(guò)馬達(dá)帶動(dòng)一具有一定重量的除冰錘上下往復(fù)的敲擊動(dòng)作,當(dāng)敲擊到覆冰上時(shí)，覆冰由于受到震動(dòng)，與輸電線脫離。到達(dá)除冰的目的。此措施除冰效果明顯，效率較高，能耗少。不過(guò)由于震動(dòng)會(huì)引起電線的舞動(dòng)，有違除冰的本意。4）對(duì)滾銑削除冰對(duì)滾銑削式除冰工作裝置安裝在輸電線除冰機(jī)前端,通過(guò)滾壓輪上的組合刀片,依托較高轉(zhuǎn)速把輸電線上的覆冰銑除。此措施工作效率高，清除效果好。加熱措施耗能過(guò)多，輸電線除冰機(jī)不能攜帶過(guò)重的能源儲(chǔ)存裝置，因此加熱除冰法不合用?；瘜W(xué)法對(duì)環(huán)境污染大，對(duì)輸電線腐蝕比較大，不適宜采用。振動(dòng)除冰法輕易使輸電線產(chǎn)生舞動(dòng)，違反了清除覆冰的初衷。綜合來(lái)看，采用對(duì)滾銑削除冰法是最佳選擇。5.行走輪同步行走措施與減震措施行走輪是推進(jìn)輸電線除冰機(jī)行走的重要零件,上端行走輪倒掛在電線上,重要目的是給除冰機(jī)提供一種拉力,使除冰機(jī)能掛在電線上。下端行走輪通過(guò)齒輪與電動(dòng)機(jī)相連，負(fù)責(zé)推進(jìn)除冰機(jī)行進(jìn)。為了使輸電線除冰機(jī)推進(jìn)愈加平穩(wěn)，將下端兩行走輪通過(guò)鏈傳動(dòng)連接在一起，實(shí)現(xiàn)下端兩行走輪同步。詳細(xì)構(gòu)造如圖2-3所示。此外，通過(guò)對(duì)滾刀具除冰機(jī)構(gòu)的電線上也許仍然會(huì)有小塊的覆冰。因此，行走輪還應(yīng)當(dāng)具有一定的越障能力。不會(huì)讓小塊覆冰成為行走輪推進(jìn)除冰機(jī)行走的障礙。我們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了一種減震機(jī)構(gòu)。通過(guò)減震機(jī)構(gòu)，行走輪可以輕易地越過(guò)小塊覆冰。詳細(xì)構(gòu)造如圖2-4。圖2-3通過(guò)鏈傳動(dòng)是行走輪同步圖2-4行走輪減震機(jī)構(gòu)綜合考慮：本設(shè)計(jì)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，齒輪傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，輪式行走方式，對(duì)滾洗刀除冰方式。2.3主體構(gòu)造設(shè)計(jì)1.輸電線輪式除冰機(jī)上部如圖2-5所示,輸電線輪式除冰機(jī)上部能把小車懸掛在輸電線上，提供向上的支撐力。同步，具有一定的越障和減震能力，可以越過(guò)沒(méi)有清理完全的覆冰。前端是除冰機(jī)構(gòu)的一部分，能使其完畢除冰工作。2.輸電線輪式除冰機(jī)下部如圖2-6所示，輸電線輪式除冰機(jī)下部向小車提供向前的推力，推進(jìn)小車向前行走。前端是除冰機(jī)構(gòu)的一部分，能使其完畢除冰工作。同步，通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與上部的除冰機(jī)構(gòu)和下面的電動(dòng)機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳播。圖2-5輸電線輪式除冰機(jī)上部圖2-6輸電線輪式除冰機(jī)下部3.減速器減速器是指原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)裝置。目前，許多減速器在我國(guó)已經(jīng)有國(guó)標(biāo)，并在專門工廠批量生產(chǎn)。減速器的種類諸多，按傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器等，以及由它們互相組合起來(lái)的減速器；按齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器及圓錐——圓柱齒輪減速器；按傳動(dòng)級(jí)數(shù)可分為單級(jí)減速器和多級(jí)減速器；按傳動(dòng)的布置形式可以分為展開(kāi)式、分流式及同軸式減速器。輸電線輪式除冰機(jī)的減速器為三級(jí)展開(kāi)式齒輪減速器。如圖2-7，每級(jí)傳動(dòng)比均是2。為了減輕減速器的重量，把減速器的外殼切除一部分。4.電池組支架電池組支架用于寄存電池組，為除冰機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)提供電能。為了減輕輸電線輪式除冰機(jī)的重量，支架設(shè)計(jì)成如圖2-8所示。圖2-7輸電線除冰機(jī)減速器圖2-8輸電線除冰機(jī)電池組支架第3章構(gòu)造設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)3.1.1齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1選定齒輪的類型，精度等級(jí)，材料以及齒數(shù)1）按照?qǐng)D2—1所示的傳動(dòng)方案，由于齒輪受軸向力很小，故選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，制作比較簡(jiǎn)樸可以減少成本。2）該輸電線輪式除冰機(jī)工作時(shí)的速度較低，因此選擇8級(jí)精度（GB10095-88）。3）材料選擇。由輪齒的失效形式可知，設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)當(dāng)使齒面具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合以及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此，對(duì)齒輪的材料性能基本規(guī)定為：齒面要硬、齒芯要韌。一般齒輪材料有鋼，鑄鐵，以及非金屬材料。齒輪材料的選擇原則：齒輪材料必須滿足工作的規(guī)定；應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型的措施以及熱處理和制造工藝：如正火碳鋼，不管毛坯的制作措施怎樣，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調(diào)質(zhì)碳鋼可以用于制作在中等沖擊載荷平穩(wěn)下工作的齒輪；合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下的齒輪；飛行器中的齒輪傳動(dòng)，規(guī)定齒輪尺寸盡量小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼；金屬制作的軟齒面齒輪，配對(duì)兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持為30~50HBS或更多。由剪草機(jī)的工作條件可知對(duì)齒輪材料規(guī)定不高，并且大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，因此可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。根據(jù)齒輪材料選擇的原則以及常用材料的力學(xué)特性選擇大小齒輪的材料為ZG310-570，采用表面淬火。2齒輪尺寸設(shè)計(jì)開(kāi)式（半開(kāi)式）齒輪傳動(dòng)，由于輪齒重要為磨損失效，為使得輪齒不至于過(guò)小，故小齒輪不合適選用過(guò)多的齒數(shù)，本設(shè)計(jì)中選擇小齒輪齒數(shù)z=15，大齒輪的齒數(shù)，取。設(shè)計(jì)傳動(dòng)比。除冰機(jī)正常行走時(shí)的速度為大概3m/s。設(shè)計(jì)除冰機(jī)的前后輪直徑均為40mm。設(shè)想除冰機(jī)工作時(shí)處在理想狀況下即輪子只滾動(dòng)不滑動(dòng)。由此可得，后輪軸的轉(zhuǎn)速約為。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：橡膠輪對(duì)輸電線滾動(dòng)摩擦力臂為10~15/mm，由于設(shè)計(jì)規(guī)定剪草機(jī)質(zhì)量不不小于20Kg，則車輪沿輸電線的最大滾動(dòng)阻力矩為。設(shè)計(jì)輸電線除冰機(jī)機(jī)工作壽命為8年。3軸1和軸2上齒輪1和齒輪2的設(shè)計(jì)基本參數(shù)⒈按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即≥(3-1)1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)（2）小齒輪轉(zhuǎn)矩注：由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：圓柱齒輪機(jī)械傳動(dòng)7級(jí)精度的傳動(dòng)效率為0.98-0.995（3）選用齒寬系數(shù)（4）材料的彈性影響系數(shù)（5）由齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(3-2)(3-3)（7）查得接觸疲勞壽命系數(shù);（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得(3-4)(3-5)2）計(jì)算（1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入接觸疲勞許用應(yīng)力中的較小值≥(3-6)（2）計(jì)算圓周速度與齒寬（3）計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)(3-7)齒高(3-8)（4）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)速度,7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù);直齒輪，假設(shè)＜查得;使用系數(shù);7級(jí)精度小齒輪對(duì)稱支撐布置，；由，得；故載荷系數(shù)2.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為≥(3-9)1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）查得小齒輪的彎曲疲勞極限；齒輪的彎曲疲勞極限；（2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；;（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得(3-10)(3-11)（4）計(jì)算載荷系數(shù)（5）查取齒形系數(shù)；（6）查取應(yīng)力校正系數(shù),;（7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較得：(3-12)(3-13)大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算≥(3-14)由上可得，小齒輪的分度圓直徑不小于42mm，模數(shù)不小于2.8即可滿足齒輪強(qiáng)度規(guī)定?？紤]到加工難易以及軸的強(qiáng)度故取模數(shù)m=3，小齒輪分度圓直徑為45mm。3.幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑(3-15)(3-16)2）計(jì)算中心距(3-17)3）計(jì)算齒輪寬度取,.4）計(jì)算齒頂圓直徑(3-18)(3-19)5）計(jì)算齒根圓直徑(3-20)(3-21)齒輪構(gòu)造一般與其幾何尺寸，材料及制造工藝有關(guān)，一般多采用鑄造或者鑄造毛坯。為了減輕重量,在大齒輪輪轂打六個(gè)通孔；當(dāng)齒輪根圓直徑與該處軸所需直徑差值過(guò)小時(shí)，為防止由于鍵槽處輪轂過(guò)于微弱而發(fā)生失效，應(yīng)將齒輪與軸加工成一體；由于小齒輪的齒頂圓直徑較小，因此可以做成實(shí)心構(gòu)造的齒輪。圖3—1小齒輪形狀構(gòu)造圖圖3—3大齒輪形狀構(gòu)造圖3.1.2軸的設(shè)計(jì)1軸的材料選擇軸的材料重要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同步也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的措施提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造尤為廣泛，其中最常用的是45號(hào)鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并規(guī)定減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處在高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作溫度下（低于200℃多種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度均有著明顯的效果。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵輕易作成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉，良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等長(zhǎng)處，可用于制造外形復(fù)雜的軸。根據(jù)軸的常用材料及其重要力學(xué)性能，結(jié)合此處的實(shí)際的狀況，所受載荷小并且轉(zhuǎn)速低因此三個(gè)軸均選擇用45鋼（調(diào)質(zhì)）。2軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和所有構(gòu)造尺寸。軸的構(gòu)造重要取決于如下原因：軸在機(jī)器中的安裝位置以及形式；軸上零件的類型，尺寸，數(shù)量以及和軸聯(lián)接的措施；載荷的性質(zhì)，大小，方向以及分布狀況；軸的加工工藝等。由于影響軸的構(gòu)造原因較多，并且構(gòu)造形式又要伴隨詳細(xì)狀況的不一樣而不一樣，因此軸沒(méi)有原則的構(gòu)造形式。設(shè)計(jì)時(shí)必須針對(duì)不一樣狀況進(jìn)行詳細(xì)的分析。不過(guò)，不管何種詳細(xì)條件，軸的構(gòu)造都應(yīng)當(dāng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有精確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈和軸承端蓋等來(lái)保證的。軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩類，運(yùn)用軸肩定位是最以便可靠的措施，但采用軸肩就必然會(huì)使軸的直徑加大，并且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力集中。此外，軸肩過(guò)多時(shí)也不利于加工。因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場(chǎng)所。套筒定位構(gòu)造簡(jiǎn)樸，定位可靠，軸上不需開(kāi)槽﹑鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位。如兩零件的間距較大時(shí)，不適宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量。因套筒與軸的配合較松，如軸的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，也不適宜采用套筒定位。圓螺母定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)減少軸的疲勞強(qiáng)度，故一般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動(dòng)墊片兩種型式。當(dāng)軸上兩零件間距離較大不適宜使用套筒定位時(shí)，也常采用圓螺母定位。軸承端蓋用螺釘或榫槽與箱體聯(lián)接而使?jié)L動(dòng)軸承的外圈得到軸向定位。在一般狀況下，整個(gè)軸的軸向定位也常運(yùn)用軸承端蓋來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有鍵﹑花鍵、銷﹑緊定螺釘以及過(guò)盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處有配合規(guī)定的軸段，應(yīng)盡量采用原則直徑。安裝原則件（如滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等）部位的軸徑，應(yīng)取為對(duì)應(yīng)的原則值及所選配合的公差。為了使齒輪、軸承等有配合規(guī)定的零件裝拆以便，并減少配合表面的擦傷，在配合軸段前應(yīng)采用較小的直徑。為了使與軸作過(guò)盈配合的零件易于裝配，相配軸段的壓入端應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不一樣的尺寸公差。確定各軸段長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)盡量使構(gòu)造緊湊，同步還要保證零件所需的裝配或調(diào)整空間。軸的各段長(zhǎng)度重要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來(lái)確定的。為了保證軸向定位可靠，與齒輪和聯(lián)軸器等零件相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2～3mm。結(jié)合以上設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)各個(gè)軸的構(gòu)造尺寸如下：（1）軸Ⅰ的設(shè)計(jì)1）求作用在軸Ⅰ上齒輪1的力由于，故(3-22)（）(3-23)由此可見(jiàn)，軸所承受的力很小。(3-24)2）初步確定軸的最小直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，取=112,于是得(3-25)考慮到需要開(kāi)鍵槽以及加工工藝，故取。顯然，軸的最小直徑是安裝車輪處，即。3）根據(jù)軸向定位的規(guī)定確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度①為了滿足車輪的軸向定位規(guī)定，車輪外用M10的螺母定位；內(nèi)用套筒定位。②初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同步承受的徑向和軸向力均很小，故選用深溝球軸承。參照工作規(guī)定并根據(jù)，參照國(guó)標(biāo)GB/T276-1994,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選用0組基本游隙組、原則精度級(jí)的單列深溝球軸承6004，其尺寸為，由于不需要安裝擋油環(huán)，因此軸承內(nèi)用套筒定位，套筒用行走輪定位；外用軸承錐形套筒定位。軸承安裝在下車體外殼上，其周向定位是借助過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。③由于軸上零件比較少。因此不需要軸肩。因此設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度為130mm的光軸，需要在指定位置開(kāi)鍵槽。軸的兩端分別有10mm的螺紋。④軸上零件的周向定位齒輪、車輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（摘自GB/T1095-），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為5mm（摘自GB/T1096-）。同步為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣車輪與與軸的聯(lián)接，選用B型平鍵，車輪與軸的配合為H7/k6.⑧由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，M10螺紋倒角為2×45°；M27螺紋倒角為1×45°；各軸肩處的圓角半徑取R1。初步確定的軸Ⅰ的構(gòu)造如圖3—4所示。圖3—4軸Ⅰ的構(gòu)造3提高軸強(qiáng)度的措施(1)合理布置軸上零件以減小軸的載荷；(2)改善軸的構(gòu)造以減小應(yīng)力集中的影響；軸一般是在變應(yīng)力條件下工作的,軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集中,軸的疲勞破壞往往在此發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和減少應(yīng)力集中程度。為此軸肩處應(yīng)采用較大的過(guò)渡圓角半徑r來(lái)減少應(yīng)力集中。但對(duì)定位軸肩，還必須保證零件得到可靠的定位。當(dāng)靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時(shí)，為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。(3)改善軸上零件的構(gòu)造以減小軸的載荷；(4)改善軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度；軸的表面粗糙度和表面強(qiáng)化處理措施也會(huì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響。軸的表面愈粗糙，疲勞強(qiáng)度也愈低。因此，應(yīng)合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。表面強(qiáng)化處理的措施有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。通過(guò)碾壓、噴丸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理時(shí)可使軸的表層產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的抗疲勞能力。各個(gè)軸均采用淬火處理。4軸的構(gòu)造工藝性軸的構(gòu)造工藝性是指軸的構(gòu)造形式應(yīng)便于加工和裝配軸上零件，并且生產(chǎn)率高，成本低。一般地說(shuō),軸的構(gòu)造越簡(jiǎn)樸,工藝性越好。因此,在滿足使用規(guī)定的前提下,軸的構(gòu)造形式應(yīng)盡量簡(jiǎn)化。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出45°的倒角；需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪越程槽；需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。它們的尺寸可參看原則或手冊(cè)。為減少加工了減少裝夾工件的時(shí)間，在同一軸上，不一樣軸段的鍵槽應(yīng)布置（或投影）在軸的同一母線上。為了刀具種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上直徑相近的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡量采用相似的尺寸。3.1.3軸承校核滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依托重要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)原則化，并由專業(yè)工廠大量制造即供應(yīng)多種規(guī)格常用的軸承。滾動(dòng)軸承的構(gòu)成：包括：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架

內(nèi)圈用來(lái)和軸頸裝配，外圈用來(lái)和軸承座孔裝配。一般是內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈固定，但也可以用于外圈回轉(zhuǎn)而內(nèi)圈不動(dòng)，或是內(nèi)、外圈同步回轉(zhuǎn)的場(chǎng)所。當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)、外圈的滾道內(nèi)滾動(dòng)。保持架的作用重要是均勻地隔開(kāi)滾動(dòng)體。

滾動(dòng)體的基本類型有：鋼球、圓柱滾子、圓錐滾子、滾針、鼓形滾子、不對(duì)稱鼓形滾子。

與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、啟動(dòng)力矩小、是原則件、選用以便等特點(diǎn)。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的長(zhǎng)處：1、一般條件下，滾動(dòng)軸承的效率和液體動(dòng)力潤(rùn)滑軸承相稱，但較混合潤(rùn)滑軸承要高某些；2、徑向游隙比較小，向心角接觸軸承可用預(yù)緊可用預(yù)緊力消除游隙，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高；3、對(duì)于同尺寸的軸徑，滾動(dòng)軸承的寬度比滑動(dòng)軸承小，可使機(jī)器的軸向構(gòu)造緊湊；4、大多數(shù)滾動(dòng)軸承能同步受徑向和軸向載荷，故軸承組合構(gòu)造簡(jiǎn)樸；5、消耗潤(rùn)滑劑少，便于密封，易于維護(hù)；6、不需要有用有色金屬；7、原則化程度高，成批生產(chǎn)，成本低；與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的缺陷：1、承受沖擊載荷能力較差；2、高速重載載荷下軸承壽命較低；3、振動(dòng)及噪聲較大；4、徑向尺寸比滑動(dòng)軸承；能否對(duì)的選用滾動(dòng)軸承，對(duì)主機(jī)能否獲得良好的工作性能，延長(zhǎng)使用壽命；對(duì)企業(yè)能否縮短維修時(shí)間，減少維修費(fèi)用，提高機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)率，均有著十分重要的作用。因此，不管是設(shè)計(jì)制造單位，還是維修使用單位，在選擇滾動(dòng)軸承時(shí)都必須高度重視。一般來(lái)說(shuō)，選擇軸承的環(huán)節(jié)也許概括為：1.根據(jù)軸承工作條件（包括載荷方向及載荷類型、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑方式、同軸度規(guī)定、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等），選擇軸承基本類型、公差等級(jí)和游隙；2.根據(jù)軸承的工作條件和受力狀況和壽命規(guī)定，通過(guò)計(jì)算確定軸承型號(hào)，或根據(jù)使用規(guī)定，選定軸承型號(hào)，再驗(yàn)算壽命；3.驗(yàn)算所選軸承的額定載荷和極限轉(zhuǎn)速。選擇軸承的重要考慮原因是極限轉(zhuǎn)速、規(guī)定確實(shí)良?jí)勖洼d荷能力，其他的原因則有助于確定軸承類型、構(gòu)造、尺寸及公差等級(jí)和游隙工求的最終方案。類型選擇，各類滾動(dòng)軸承具有不一樣的特性，合用于多種機(jī)械的不一樣使用狀況。選擇軸承類型時(shí)，一般應(yīng)考慮下列原因。一般狀況下：對(duì)承受推力載荷時(shí)選用推力軸承、角接觸軸承，對(duì)高速應(yīng)用場(chǎng)所一般使用球軸承，承受重的徑向載荷時(shí)，則選用滾子軸承?？傊?，選用人員應(yīng)從不一樣生產(chǎn)廠家、眾多的軸承產(chǎn)品中，選用合適的類型。軸承所占機(jī)械的空間和位置

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，一般先確定軸的尺寸，然后，根據(jù)軸的尺寸選擇滾動(dòng)軸承。一般是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承。不過(guò)，當(dāng)軸承在機(jī)器的直徑方向受到限制時(shí)，則選用滾針軸承、特輕和超輕系列的球或滾子軸承；當(dāng)軸承在機(jī)器的軸向位置受到限制時(shí)，可選用窄的或特窄系列的球或滾子軸承。軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)

載荷是選用軸承的最重要原因。滾子軸承用于承受較重的載荷，球軸承用于承受較輕的或中等載荷，滲碳鋼制造或貝氏體淬火的軸承，可承受沖擊與振動(dòng)載荷。在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。承受較小的純軸向載荷時(shí)，可選用推力球軸承；承受較大的純軸向載荷時(shí)，可選用推力滾子軸承。當(dāng)軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。對(duì)于懸臂支撐構(gòu)造，常采用圓錐滾子軸承或角接觸球軸承，且成對(duì)使用。滾動(dòng)軸承類型選擇應(yīng)注意的問(wèn)題:1、考慮軸承的承受載荷狀況方向：受徑向力時(shí)，用向心軸承；受軸向力時(shí)，用推力軸承；徑向力和周向力聯(lián)合作用時(shí)，用向心推力軸承；大?。菏艿捷^大載荷時(shí)，可用滾子軸承，或尺寸系列較大的軸承；受到較小載荷時(shí)，可用球軸承，或尺寸系列較小的軸承2、考慮對(duì)軸承尺寸的限制當(dāng)對(duì)軸承的徑向尺寸嚴(yán)格限制時(shí)，可選用滾針軸承；3、考慮軸承的轉(zhuǎn)速

一般來(lái)講，球軸承比滾子軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速，輕系列的軸承比重系列的軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速；此外，各類推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，不易用于高轉(zhuǎn)速的狀況。4、考慮對(duì)軸承的調(diào)心性規(guī)定調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿足一定的調(diào)心規(guī)定（即：軸心線與軸承座孔心線可合適偏轉(zhuǎn)），而圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承滿足調(diào)心規(guī)定的能力幾乎為零根據(jù)各個(gè)軸承的特點(diǎn)以及選用原則，可以肯定我們初步選定的型號(hào)6004深溝球軸承滿足規(guī)定。由于軸1所承載的載荷最大，且軸1的轉(zhuǎn)速最大，故軸1上的軸承最危險(xiǎn)。若此軸承壽命滿足規(guī)定，則其他軸承亦可滿足規(guī)定。所選6004深溝球軸承的基本額定動(dòng)載荷C為9.38kN假設(shè)鏈傳動(dòng)的效率為0.9。(3-26)(3-27)顯然，軸承壽命滿足規(guī)定。3.2除冰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1除冰方式選擇1銑削的方式即先運(yùn)用銑刀從覆冰的中間銑出一條裂縫，使覆冰的其他部分裂開(kāi),其后的楔形塊再對(duì)覆冰進(jìn)行擠壓,擠壓掉覆冰,完畢導(dǎo)線除冰。不過(guò)其除冰可行性和除冰效率有待于深入驗(yàn)證。2敲擊的方式采用特制沖擊頭固接于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊上，以15Hz的頻率反復(fù)敲擊覆冰。但其采用敲擊方式除冰，輕易引起電線共振和輸電線舞動(dòng)。這樣違反了我們?cè)O(shè)計(jì)輸電線除冰機(jī)的初衷。3加熱的方式通過(guò)電阻加熱或噴火加熱，使覆冰融化，到達(dá)清除覆冰的目的。加熱除冰措施對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染，清除效率高。不過(guò)這個(gè)措施耗能過(guò)多，不節(jié)能。在規(guī)定的重量范圍內(nèi)，除冰機(jī)不能攜帶如此大的儲(chǔ)能設(shè)備。4對(duì)滾除冰的方式對(duì)滾銑削式除冰工作裝置安裝在輸電線除冰機(jī)前端,通過(guò)滾壓輪上的組合刀片,依托較高轉(zhuǎn)速把輸電線上的覆冰銑除。此措施工作效率高，清除效果好。綜合以上幾種方案的優(yōu)缺陷，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)理念以及實(shí)際需求，我們選擇設(shè)計(jì)對(duì)滾方式除冰。刀片21211-滾刀片2-滾刀底座圖3—10滾刀圖3-11除冰機(jī)除冰機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置圖3—11刀架零件圖3.2.2刀架設(shè)計(jì)1剪切裝置剪切裝置由3片切削刀具構(gòu)成。所有切削刀具固定在底刀架上,對(duì)滾除冰時(shí)軸線位置不動(dòng),刀刃為直線型。滾刀構(gòu)造如圖3—10所示,滾刀的刀片形狀為傾斜平面,中部有一以便與輸電線接觸的弧度。刀刃為直線線,三片刀片均勻分布固定在刀架上。除冰時(shí),滾刀對(duì)滾轉(zhuǎn)動(dòng),兩組滾刀逐片構(gòu)成剪口,覆冰伴隨滾刀刀片的旋轉(zhuǎn)被切成碎屑,并被清除。上下刀刃在除冰過(guò)程中一直沒(méi)有接觸。2對(duì)滾刀具傳動(dòng)裝置對(duì)滾刀具傳動(dòng)裝置由圖3—11中的兩對(duì)齒輪構(gòu)成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下車體上除冰機(jī)構(gòu)齒輪旋轉(zhuǎn)式，上車體除冰機(jī)構(gòu)的齒輪也跟著旋轉(zhuǎn)。通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滾齒輪同步對(duì)滾。為對(duì)滾刀具提供高效穩(wěn)定的動(dòng)力輸出。3.2.3除冰機(jī)構(gòu)電機(jī)選擇由于網(wǎng)絡(luò)上并沒(méi)有有關(guān)的完整計(jì)算的論文，并且此項(xiàng)目并非尤其普及，因此電機(jī)選擇是很大的難題，沒(méi)有有關(guān)資料可以借鑒。又由于，我們學(xué)校的老師和同學(xué)們之前并未對(duì)此作過(guò)深入的研究，在本校也無(wú)法找到有關(guān)人員來(lái)解答和闡明此問(wèn)題。在此狀況下，通過(guò)導(dǎo)師在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中積累的經(jīng)驗(yàn)，提議采用電機(jī)為300W。為除冰機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源。3.3整機(jī)三維裝配圖圖3-11右端后側(cè)除冰機(jī)三維圖圖3-12左端后側(cè)除冰機(jī)三維視圖圖3-13除冰機(jī)正面三維視圖圖3-14除冰機(jī)俯視圖圖3—15除冰機(jī)仰望三維視圖第4章功能及創(chuàng)新點(diǎn)本設(shè)計(jì)作品的重要功能及特點(diǎn)如下：1、該機(jī)采用對(duì)滾刀具的除冰原理，構(gòu)造緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小，無(wú)污染，使用靈活以便，適合在輸電線上除冰；2、擁有減震機(jī)構(gòu)，具有一定越障能力，使用安全可靠，便于維修；3、輸電線直徑可以在20～40mm之間調(diào)整，覆冰直徑30~80mm,外型尺寸（長(zhǎng)×寬×高：330×160×380mm）；4、車輪帶有凹槽，具有良好的導(dǎo)向性，使得除冰機(jī)在輸電線上行走時(shí)不易倒轉(zhuǎn)；5、兩輪之間采用鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步行走；6、外觀造型美觀，適合家庭顧客的審美規(guī)定；7、采用滾刀刀具，除冰效果理想，并且成本較低，是輸電線除冰機(jī)的首選產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)作品的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：1、采用對(duì)滾刀具除冰，節(jié)省能源，無(wú)污染（噪音、廢氣），不易引起電線共振或舞動(dòng)；2、采用齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)（實(shí)現(xiàn)減速），提高整機(jī)的工作效率，處理了從電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速過(guò)高的問(wèn)題；3、采用品有減震的上車體，具有一定的越障能力；4、外觀造型新奇，后端為大倒角設(shè)計(jì)，可減輕重量，適合在輸電線上除冰使用?？偨Y(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)成果的總結(jié)，是對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)、工作最為有力的一次鍛煉。它增進(jìn)我將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，并且深深的體會(huì)到了自己所學(xué)專業(yè)的博大精深。盡管在設(shè)計(jì)中碰到許多難題與不曾接觸過(guò)的東西，但在老師的協(xié)助和我的刻苦努力下都一一克服，并學(xué)到了許多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。盡管我所設(shè)計(jì)的東西也許尚有許多欠缺，不過(guò)我確實(shí)在本次設(shè)計(jì)中學(xué)得了諸多東西，它將對(duì)我后來(lái)的學(xué)習(xí)與工作產(chǎn)生很大的影響。我這次設(shè)計(jì)的題目是：輸電線除冰機(jī)設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中做了如下工作：1、查閱有關(guān)的文獻(xiàn)資料，理解當(dāng)今國(guó)內(nèi)外輸電線除冰機(jī)，巡線機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況及發(fā)展前景，也看到了創(chuàng)新設(shè)計(jì)巨大發(fā)展?jié)摿Α?、根據(jù)輸電線除冰機(jī)的用途，對(duì)輸電線除冰機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了充足的論證，最終確定了方案。3、對(duì)經(jīng)典零件如直齒輪、軸進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了校核。4、對(duì)所用軸承進(jìn)行了強(qiáng)度校核和以及壽命計(jì)算。5、零件的圖紙以及裝配圖設(shè)計(jì)。6、進(jìn)行了輸電線除冰機(jī)的三維設(shè)計(jì)及建模通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我具有了嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作作風(fēng)，為自己此后學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為我將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中提供了一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，必將對(duì)我的未來(lái)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。參照文獻(xiàn)[1］SawadaJ，KusumotoK，MunakataT.AMobileRobotforInspectionofPowerTransmissionLines［J］.IEEETransonPowerDelivery，1991，6（1）：309-315.[2］MontambaultS，CoteJ，StLouisM.PreliminaryResultsontheDevelopmentofaTeleoperatedCompactTrolleyforLive-lineWorking[J］.In:ProceedingsofIEEE9thInternationalConferenceonTransmissionandDistributionConstructionOperationandLive-LineMaintenancePiscataway（NJ）：IEEE，：21-27.[3］MontambaultS，PouliotN.TheHQlineRover：ContributingtoInnovationinTransmissionLineMaintenance［J］.In:ProceedingsofIEEE10thInternationalConferenceonTransmissionandDistributionConstructionOperationandLive-lineMaintenance，Vol4Piscataway（NJ）：IEEE，：33-40.[4]JaenschG,HoffmannH,MarkeesA.Locatingdefectsinhighvoltagetransmissionlines[A].Proceedingsofthe1998IEEE8thInternationalConferenceonTransmission&DistributionConstruction,Operation&Live2lineMaintenance[C].Orlando,[5]WhitworthCC,DullerAWG,JonesDI,etal.Aerialvideoinspectionofoverheadpowerlines[J].PowerEngineeringJournal,,15(1):25-32.[6]Robotsrepairandexaminelivelinesinsevercondition[J].ElectricalWorld,1989,5:71-72.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