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1、 全日制普通本科生毕业设计扫雪机的设计 THE DESIGN OF THE SNOW-BLOWER由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706学生姓名： 学 号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及指导老师及职称：学 部：理工学部提交日期：2012年05月 全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。
2、同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名：年 月 日 目 录 摘要 1关键词 11 引言2 1.1 研究的目的和意义3 1.2 国内外研究现状32 总体方案设计4 2.1 设计任务与要求4 2.2 系统工作原理4 2.3 主要技术参数53 具体方案设计及加工5 3.1 动力参数5 3.2 链与链轮5 3.2.1 确定链条节数6 3.2.2 确定节距6 3.2.3 确定中心距6 3.2.4 验算链速6 3.2.5 压轴力64 传动轴的设计与校核7 4.1 轴的设计计算7 4.2 确定各轴的直径和长度7 4
3、.3 轴的校核85 涡轮与蜗杆85.1 按接触强度计算8 5.1.1 确定蜗杆头数、蜗杆齿数8 5.1.2 确定涡轮转矩9 5.1.3 确定条件9 5.1.4 初定中心距、模数、倒程角9 5.1.5 计算传动效率9 5.2 验算齿面接触强度9 5.3 计算传动的主要尺寸10 5.4 弯曲强度验算106 搅龙轴设计与校核11 6.1 轴的设计计算11 6.2 确定各轴段的直径和长度12 6.3 轴的校核127 键的选择与校核148 螺旋叶片的设计149 结论 159.1 设计完成情况159.2 结论16参考文献 16致谢 17 扫雪机的设计 摘 要：本文在分析了目前国内外的主要除雪方法的基础上，
4、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：扫雪机 ；搅龙 ；传动轴 The Design of The Snow-blower Abstract: After analyzing the various means of snow-clearings in the world at p
5、resent, the project of a sort of snow-blower fit for China is put forward in this paper. Based on the theory study and applied structural design.This designis provided power by the petrol machine. It is outputted power by outputaxis, anddelivering power though a chain transmission, and arousing othe
6、r work piece operations. Should in addition to the operate process of mini snow bloweris take advantage of stir revolution dragon to concentrate snow and push it backward, pass stir a dragon bckeward the vacuum force of thrust and aerofoil generate make it arrive aerofoil. Because of aerofoil with t
7、he top speed revolution generate enormous action force, and snow with top speed is pushed to the conduit bend, then collide with conduit bend wall and project out the conduit bend after refracting, thus hit the purpose Keywords: Snow-blower; auger；transmission shaft1 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
8、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
9、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
10、，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1.1 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障碍，在有些路段如坡道、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
11、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。1.2 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
12、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
13、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（1）。2 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
14、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）。2.2 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。这样在人力推动(手推式)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：原动机传动装置车架行走装置抛雪装置集雪装置积雪图1 扫雪机结构示意图Fig1 Snowplow structure schematic drawing 本设计通过利用搅龙旋转将雪集中向后
15、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：发动机传动轴涡轮蜗杆减速器驱动轴搅龙结构简图如下： 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 扫雪机结构简图 Fig2 Total diagrammatic drawing2.3 主要技术参数设计的基本参考数见表1、表2 表1 技术参数 Table1 Rechnnique parmeter 型号 铲雪宽（mm） 铲雪高（mm） 抛雪距离（m） 驱动功（kw） 1000 200250 2
16、3 2 表2 技术参数 Tabe2 Rechnnique parmeter 自重（kg） 清除率（%） 搅龙直径（mm） 100kg 22.5 95 360 1200110011003 具体方案设计及加工3.1 动力参数此处已删除再者，同一根轴上叶片的磨损速度也不一样，旋转无序状态，对叶片的磨损最为严重（尤其是负载较大或使用次6数过多）。往往一根轴上只有一端的三五篇叶片磨损需要更换，由此而废弃整根轴很可惜，我们将叶片设计成可以互换的，这样大大减少成本（20）。 螺旋叶片的下料尺寸其尺寸可通过计算得，计算式： (39)式中：L 外螺旋线实长（mm）； l 内螺旋线实长（mm）； h 叶片高（mm
17、）； r 叶 片展开里口径（mm）； 切口角度（度） C 切口弦长（mm） P 节距（mm） 9 结论9.1 设计完成情况通过一个学期的努力，终于顺利完成了扫雪机的设计工作，进行了工程图的绘制、传动的计和重要零件的校核。基本完成了设计要求。当然其中还有些不足之处，在以后的学习工作中要注意。9.2结论通过此次扫雪机的设计过程中的理论分析和设计得出以下结论：1通过研究目前国内外该种设备的发展情况提出了一种清雪设备的工作原理。2设计出了该种清雪设备，并进行了工程图的绘制，确定了其基本参数。3针对现有扫雪机的不足进行改进，完善了其中的一些细节，使设计出的产品更新颖、美观、适用。4通过对扫雪机的进一步研
18、究和完善，为以后生产出适合中国情的清雪设备奠定了基础。 参考文献1 吾布利，小型清雪机研制J，新疆农机化，2000：6-122 朱彩霞， 夏智武，QX700型庭院清雪机的研制J，新疆农机化，2002：31-323 刘清，张宏光，陈玉清，DQX1.2型道路积雪清除机的实验研究J，农机化研究，1995：23-254 杜明清，小型螺杆式清雪车研究D，南京理工大学，2004：68-815 李晶，小型旋转式清雪车的总体设计和三维绘图D，大连铁道学院，2003：45-52 6 耿志凌，鲍侠，吉尔133 除雪车增加救援装置的研究J,黑龙江交通科技，2006：60-617 朱志坚，凌波，多功能道路剁冰清雪机液
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