破冰除雪機的設計【鏟雪機】【路面除雪機】【清除冰雪】

破冰除雪機的設計【鏟雪機】【路面除雪機】【清除冰雪】,鏟雪機,路面除雪機,清除冰雪,破冰除雪機的設計【鏟雪機】【路面除雪機】【清除冰雪】,除了,設計,路面,清除,肅清,冰雪 前 言 1.1 引 言 清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方地區(qū)城市、林區(qū)、農(nóng)村道路冬季養(yǎng)護的常規(guī)作業(yè)。由于機械化程度低，不能及時清除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故頻生，車速降低，運輸效率降低，油耗增高，城市道路尤為突出。僅以哈爾濱市為例，由于冬季路面冰雪公害，車速降低，車輛周轉(zhuǎn)慢，使乘客留站時間延長，在早晚上下班高峰期，平均延長20分鐘左右，按每日上下班60萬人次計算，整個冬季約損失工時600萬個;路面冰雪公害，也使公共電汽車公司運營減少，電車公司相當于每日少出67臺車;路面冰雪公害，也影響貨運?？傊?，由于冰雪公害，給城市人民生活，交通運輸、工業(yè)、商業(yè)、服務業(yè)等國民經(jīng)濟各方面都帶來一定危害和不便。所以在此條件下，研究出一種路面除冰雪機械可以提高除冰雪的效率，減輕工人的勞動量，使公民的出行更為方便。 近年來，我國的機械行業(yè)有了長足的發(fā)展，生產(chǎn)方式已從手工，半手工，半機械化逐步過度到機械化，甚至很多行業(yè)都實現(xiàn)了自動化。機械行業(yè)的發(fā)展和進步是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將會代替人們的勞動。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的高度發(fā)展，金屬材料的種類和數(shù)量也日益擴大，為我們的設計提供了物質(zhì)基礎，尤其是各種材料的機械性能都有明顯的不同，以至各個機械的構(gòu)件都能在預計設計的工況下完成它們的任務。這樣一來，我們的工作效率就大大的提高了。 1.2 除雪機的現(xiàn)狀 目前雖有各式各樣的除雪機，但均只適合清除松軟狀態(tài)的雪，而不能除冰，因此在使用上受到了限制。另外，現(xiàn)有的除霄機結(jié)構(gòu)比較復雜，而且造價比較高，因此未能得到普遍應用。目前仍然主要依靠人力清除路面上的冰雪，這樣不僅效率低，勞動強度大，而且不能將路面上的冰雪清除干凈，并影響交通。并且在使用的過程中很多都不能根據(jù)實際的工作環(huán)境進行調(diào)整，以更加高效率的完成作業(yè)。 本實用新型的目的是，提供一種不僅能將路面上的冰雪清除干凈，而且具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、使用方便、性能好、不破壞路面、堅固耐用、價格低廉的路面除冰雪機，以取代替繁重的體力勞動，確保冬季交通運物的安全和行人的方便。 1.3國內(nèi)主要除雪方式 （1）人工除雪 人工除雪作業(yè)時間長，勞動強度大，工作效率低，耗費人力物力，而且大量人員集中在機車道上作業(yè)很不安全，交通事故時有發(fā)生。 （2）機械除雪 根據(jù)除雪機械原理的不同，可以把除雪機械分為推移式、螺旋拋揚式、液壓式、鏟剁式和錘擊式5種，實際使用中人們有習慣將除雪機分為犁式和螺旋式兩種。 犁式除雪機主要用于未經(jīng)壓實的積雪清除，特別適于密度較小的新降積雪，它具有價格低、效率高、工作可靠、使用廣泛等優(yōu)點。其主要形式有V形犁、U形犁、單向犁和側(cè)翼鏟等幾種。國內(nèi)的犁式除雪機，大多數(shù)只有避讓功能，并可實現(xiàn)犁刀升降以及作業(yè)角度的變化。 螺旋式除雪機結(jié)構(gòu)復雜、功能多，一般只有切削、集中、推移和拋投的功能，有單級式和雙極式2種。 1.4未來除雪機械發(fā)展趨勢 （1）向小體型、高速度方向發(fā)展 在除雪作業(yè)中，除雪機機身大小和除雪速度快慢是影響交通的2個重要因素。機身過大，除雪機占道影響交通；速度過低，影響車流通暢，同時不適合狹窄路面除雪。為了不妨礙交通，除雪機械要向小體型、高速度方向發(fā)展。 （2）向多功能、一體化方向發(fā)展 我國現(xiàn)階段的除雪機械應該向多功能方向發(fā)展，實現(xiàn)一機多用，以提高利用率。如可對現(xiàn)有的工程機械、農(nóng)業(yè)機械事實技術改進，使其在冬季具有除雪功能。專用除雪機械則應具有自動控制和自動保護功能，避免除雪裝置損壞。 (3)提高安全性和舒適性 由于除雪機械的駕駛操作具有一定的危險性，因此要最大限度的減輕駕駛員的操作強度，要改善除雪機械的可操作性，并研制自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動避讓功能，以避免機器和除雪裝置損壞。同時駕駛室要設置防噪聲、防塵、減振和通風裝置，使駕駛員在一個舒適的環(huán)境中工作。 12 屆畢業(yè)生畢業(yè)論文 除雪機的設計說明書 學生姓名 學 號 所屬學院 機械電氣化工程學院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班 級 12-1 指導教師 日 期 2012-05-26 塔里木大學教務處制 除雪機的設計 ( 塔里木大學機械電氣化工程， 阿拉爾 843300) 【摘要】：北方的冬天，由于冰雪天氣頻繁，導致路面結(jié)冰的情況比較多，這樣嚴重影響交通運輸。雖然目前已經(jīng)有路面除冰機的出現(xiàn)，但是在機械性能，工作效率方面仍然不能滿足需要。本文主要從機械性能、工作效率、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面來思考和設計，本設計是在原有的機械產(chǎn)品的基礎上，通過對機構(gòu)局部的改進，把帶傳動改為齒輪傳動，本設計論文詳細地敘述了路面除冰機的設計過程。除了對已有的結(jié)構(gòu)的改進以外，還采用了部分簡化合理的機構(gòu)；如：彈簧，擊震錘等等。大大地提高了生產(chǎn)率,同時使機械的機構(gòu)更加緊湊,性能更加穩(wěn)定。 【關鍵詞】：震碎；破冰除雪；機械設備； 中圖分類號：***** 文獻標識碼：A 0引言 我國地理環(huán)境復雜，清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方地區(qū)城市、林區(qū)、農(nóng)村道路冬季養(yǎng)護的常規(guī)作業(yè)。由于機械化程度低，不能及時清除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故頻生，車速降低，運輸效率降低，油耗增高，城市道路尤為突出。由于冰雪公害，給城市人民生活，交通運輸、工業(yè)、商業(yè)、服務業(yè)等國民經(jīng)濟各方面都帶來一定危害和不便。所以在此條件下，研究出一種路面除冰雪機械可以提高除冰雪的效率，減輕工人的勞動量，使公民的出行更為方便。 近年來，我國的機械行業(yè)有了長足的發(fā)展，生產(chǎn)方式已從手工，半手工，半機械化逐步過度到機械化，甚至很多行業(yè)都實現(xiàn)了自動化。機械行業(yè)的發(fā)展和進步是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將會代替人們的勞動。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的高度發(fā)展，金屬材料的種類和數(shù)量也日益擴大，為我們的設計提供了物質(zhì)基礎，尤其是各種材料的機械性能都有明顯的不同，以至各個機械的構(gòu)件都能在預計設計的工況下完成它們的任務。這樣一來，我們的工作效率就大大的提高了。 畢業(yè)設計 1總體設計與工作原理 1.1設計參數(shù) 總體設計如圖所示： 1-發(fā)動機 2-減速器 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤 圖1除雪機整體結(jié)構(gòu)示意圖 1.2作業(yè)原理 針對國內(nèi)大多數(shù)除雪機不能夠清除壓實較硬的冰雪情況，本設計在車體的車底盤27上設有發(fā)動機1和通過聯(lián)軸器28與發(fā)動機連接的減速機2及通過萬向節(jié)3和傳動軸4與減速機2連接的位于車底盤27前方的破冰機構(gòu)，并在車底盤27前端的下部設有除冰機構(gòu)。為了達到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機構(gòu)采用振動式，該破冰機構(gòu)可由固設在車底盤上的支柱23，與支柱23對接的位于車底盤前方的振動架21，設在振動架21上部的前后對稱的設有軸的軸承座8，設在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10，套在軸上的一端固設在軸上，另一端固設在活動偏心激震錘10上的扭力彈贊12。設在振動架21自由端下部的破冰鏟17和固設在車底盤27上并插在振動架21插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿5上的位于振動架上、下的支承彈簧6,16所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而驅(qū)動破冰鏟17使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿20絞接在車底盤27兩側(cè)下部的除冰鏟18和連接在車底盤27和除冰鏟18上的彈簧19所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設有可調(diào)整車底盤27傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。 車體是由設在車底盤一端的掛鉤29掛在動力機械上。從而實現(xiàn)推動除冰機構(gòu)進行工作。為了防止機核運轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設有防護罩。 2.1除雪機激振錘的設計 2.1除雪機激振錘的結(jié)構(gòu) 除雪機激振錘的機構(gòu)如圖2： 圖2除雪機激振錘結(jié)構(gòu)示意圖 固定偏心激震錘和活動偏心激震錘是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達到破冰的目的。 2.3除雪機破冰鏟的結(jié)構(gòu)設計 破冰鏟結(jié)構(gòu)如圖3： 圖3 破冰鏟結(jié)構(gòu)尺寸圖 由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用低合金工具鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題，同時具有好的耐磨性。在安裝的時候并排安裝6個同樣的破冰板，每2個呈90度的夾角，然后用一個固定板固定連接在震動架上。 通過計算6個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。 3 結(jié)論 1.該機實際上是除比較硬的冰雪機械，與傳統(tǒng)的拋揚式除雪機和犁式除雪機大不相同。 2.機械化清除冰雪機械對于解決我國人力清除冰雪勞動效率低，以及及時清除道路冰雪具有重要作用。 3.雖然除雪作業(yè)作為人們克服自然環(huán)境的必須工作，在許多國家都廣泛開展，但專用除雪機械的應用與研究卻主要存在于歐美和日本等一些發(fā)達國家，生產(chǎn)出適合國內(nèi)情況的除冰雪機械對于我們勢不可緩。 4.本機的設計應用對我國北方大面積降雪地區(qū)除雪具有重大的意義。同時對于我國交通發(fā)展和企業(yè)競爭力具有推動作用。 參考文獻 [1]楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計基礎[M]. 第五版.北京：高等教育出版社,2005年10月. 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Greatly enhance the productivity, while a more compact mechanical body, more stable performance Keywords：Shattered；De-icing；Machinery and equipment 1 本設計方案的總體概述 1 1.1機構(gòu)的總體設計的任務及重要性 1 1.2機構(gòu)的總體設計原則 1 1.3機構(gòu)的總體布置設計基本要求 2 1.4本設計方案簡述 2 2電動機的選擇 4 2.1電機類型和結(jié)構(gòu)形式 4 2.2電動機的容量及轉(zhuǎn)速 4 3聯(lián)軸器的選擇 4 3.1選擇聯(lián)軸器 4 3.2計算公稱轉(zhuǎn)矩 4 3.3選擇型號 4 4 減速機的設計計算 4 4.1軸Ⅰ（輸入軸）的設計 4 4.2軸Ⅱ（中間軸）的設計 6 4.3軸Ⅲ（輸出軸）的設計 6 4.4高速級齒輪組的設計 7 4.5低速級齒輪組的設計 10 5彈簧的設計計算 14 6傳動軸的設計 15 7激振錘的設計 16 8破冰鏟和除冰鏟的設計 17 8.1破冰鏟的設計 17 8.2除冰鏟的設計 17 9潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 18 結(jié)束語 19 致 謝 20 參考文獻： 21 除雪機的設計除雪機的設計 學生姓名：李陽學生姓名：李陽指導老師：孟煒指導老師：孟煒 專業(yè)：農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)：農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 院系：機械電氣化工程學院院系：機械電氣化工程學院本設計的主要內(nèi)容本設計的主要內(nèi)容n n本設計研究的目的和意義n n除雪機的整體結(jié)構(gòu)設計n n除雪機的主要結(jié)構(gòu)說明n n除雪機的主要工作部件n n本設計的優(yōu)缺點n n結(jié)論本設計研究的目的和意義本設計研究的目的和意義n n目的：目前雖有許多種除雪機，但只有清楚較松軟狀態(tài)目前雖有許多種除雪機，但只有清楚較松軟狀態(tài)的雪，使用上受到了限制，同時結(jié)構(gòu)也比較復雜，造價也的雪，使用上受到了限制，同時結(jié)構(gòu)也比較復雜，造價也較高，未能得到廣泛應用。設計一種結(jié)構(gòu)簡單、工作效率較高，未能得到廣泛應用。設計一種結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、使用方便的新型除冰雪機械能夠取代繁重的體力勞動，高、使用方便的新型除冰雪機械能夠取代繁重的體力勞動，確保車輛和行人的交通安全。確保車輛和行人的交通安全。n n意義：清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方多雪清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方多雪地區(qū)城市、林區(qū)道路冬季養(yǎng)護的常規(guī)作業(yè)。道路除冰雪機地區(qū)城市、林區(qū)道路冬季養(yǎng)護的常規(guī)作業(yè)。道路除冰雪機械能夠快速清除冰雪，減輕工人的勞動量，保持交通暢通，械能夠快速清除冰雪，減輕工人的勞動量，保持交通暢通，減少交通事故發(fā)生。減少交通事故發(fā)生。除雪機的整體結(jié)構(gòu)設計除雪機的整體結(jié)構(gòu)設計除雪機各名稱除雪機各名稱n n1-發(fā)動機 2-減速器 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤 除雪機的主要結(jié)構(gòu)說明除雪機的主要結(jié)構(gòu)說明n n主要組成：本除雪機工作部件主要是除冰鏟和破冰鏟。其主要部件有發(fā)動機、傳動軸、支撐彈簧、扭力彈簧、激震錘、震動架、吊耳等組成。除雪機具體工作原理除雪機具體工作原理 在車體的車底盤在車體的車底盤2727上設有發(fā)動機上設有發(fā)動機1 1和通過聯(lián)軸器和通過聯(lián)軸器2828與發(fā)動機連接的減速機與發(fā)動機連接的減速機2 2及通過及通過萬向節(jié)萬向節(jié)3 3和傳動軸和傳動軸4 4與減速機與減速機2 2連接的位于車底盤前連接的位于車底盤前2727方的破冰機構(gòu)，并在車底盤方的破冰機構(gòu)，并在車底盤1111前端的下部設有除冰機構(gòu)。為了達到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，前端的下部設有除冰機構(gòu)。為了達到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機構(gòu)采用振動式，該破冰機構(gòu)可由固設在車底盤上的支柱其破冰機構(gòu)采用振動式，該破冰機構(gòu)可由固設在車底盤上的支柱2323，與支柱，與支柱2323對對接的位于車底盤前方的振動架接的位于車底盤前方的振動架2121，設在振動架，設在振動架2121上部的前后對稱的設有軸的軸承上部的前后對稱的設有軸的軸承座座8 8，設在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘，設在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘9 9和活動偏心激震錘和活動偏心激震錘1010，套在軸上的一端固設在軸上，另一端固設在活動偏心激震錘套在軸上的一端固設在軸上，另一端固設在活動偏心激震錘1010上的扭力彈贊上的扭力彈贊1212。設在攝動架設在攝動架2727自由端部的破冰鏟自由端部的破冰鏟1717和固設在車底盤和固設在車底盤1111上并插在振動架上并插在振動架2727插孔內(nèi)的插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿彈簧拉桿及套在彈簧拉桿5 5上的位于振動架上、下的支承彈簧上的位于振動架上、下的支承彈簧6,166,16所構(gòu)成。震動架所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘通過固定偏心激震錘9 9和活動偏心激震錘和活動偏心激震錘1010旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而驅(qū)動破冰鏟而驅(qū)動破冰鏟1717使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機構(gòu)是由通鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿過兩側(cè)支桿2020絞接在車底盤絞接在車底盤2727兩側(cè)下部的除冰板兩側(cè)下部的除冰板1818和連接在車底盤和連接在車底盤2727和除冰板和除冰板1818上的彈簧上的彈簧1919所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設有可調(diào)整車底盤所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設有可調(diào)整車底盤2727傾斜傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機角度的調(diào)整機構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機1 1的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設在車底盤一端的掛鉤佳工作狀態(tài)。車體是由設在車底盤一端的掛鉤2929掛在動力機械上。從而實現(xiàn)推動掛在動力機械上。從而實現(xiàn)推動除冰機構(gòu)進行工作。為了防止機核運轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設有防護罩。除冰機構(gòu)進行工作。為了防止機核運轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設有防護罩。除雪機的主要工作部件除雪機的主要工作部件n n破冰鏟n n除冰鏟破冰鏟破冰鏟破冰鏟的主要作用:經(jīng)偏心激震錘的震動產(chǎn)生橫向擺動經(jīng)偏心激震錘的震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使路面上的冰雪層被擊碎，同時使破碎的冰雪帶動破冰鏟使路面上的冰雪層被擊碎，同時使破碎的冰雪層與路面分離。層與路面分離。破冰鏟的設計：由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用以在選擇材料的時候選用低合金工具鋼低合金工具鋼，這樣也可以避免，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題。在安裝的時候并排安裝其生銹而帶來的其他問題。在安裝的時候并排安裝6 6個同個同樣的破冰板，每樣的破冰板，每2 2個呈個呈9090度的夾角。通過計算度的夾角。通過計算6 6個并排的破個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔斜宓臋M向?qū)挾扔?.2m1.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。破冰鏟結(jié)構(gòu)示意圖破冰鏟結(jié)構(gòu)示意圖除冰鏟除冰鏟n n除冰鏟的主要功用:將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到道路的兩旁。道路的兩旁。n n除冰鏟的設計：除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有在左右兩旁都裝有 。選擇材料的時候可以選擇硬度比較大。選擇材料的時候可以選擇硬度比較大且不易脆的。根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝且不易脆的。根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度。其高一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度。其高度范圍是度范圍是10mm-100mm10mm-100mm，同樣可以滿足要求。，同樣可以滿足要求。彈簧彈簧n n彈簧的主要作用：本設計的彈簧有支撐彈簧和扭力彈簧。n n彈簧的選材:根據(jù)彈簧的工作情況，屬于類彈簧。彈簧要滿足好的彎曲應力和抗拉強度，所以選擇選用碳素彈簧鋼絲B級制造。激震錘激震錘n n激震錘的功用：通過彈簧傳遞給震動架使其上下有通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達到破冰的目的。規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達到破冰的目的。n n激震錘的設計：固定偏心激震錘和活動偏心激震錘固定偏心激震錘和活動偏心激震錘都是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的都是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，選擇灰口鑄鐵鑄重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，選擇灰口鑄鐵鑄造即可滿足使用要求。造即可滿足使用要求。主要結(jié)構(gòu)圖如下：主要結(jié)構(gòu)圖如下：激振錘結(jié)構(gòu)示意圖激振錘結(jié)構(gòu)示意圖本除雪機的優(yōu)缺點本除雪機的優(yōu)缺點n n優(yōu)點：本實用新型與已有技術比較，由于在車體的車底本實用新型與已有技術比較，由于在車體的車底盤上設有了由發(fā)動機、減速機、振動式破冰機構(gòu)，膝冰機盤上設有了由發(fā)動機、減速機、振動式破冰機構(gòu)，膝冰機構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)構(gòu)成的路面除冰機，構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)構(gòu)成的路面除冰機，因此其具有設計合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、因此其具有設計合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不拐壞路面。堅固耐用、價格底廉等優(yōu)點。性能好、不拐壞路面。堅固耐用、價格底廉等優(yōu)點。n n缺點：震動架通過固定偏心激震錘和活動偏心激震錘旋震動架通過固定偏心激震錘和活動偏心激震錘旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，驅(qū)動破冰鏟使路面上，驅(qū)動破冰鏟使路面上的冰雪層被擊碎，產(chǎn)生的震動比較大，對彈簧要求較高，的冰雪層被擊碎，產(chǎn)生的震動比較大，對彈簧要求較高，對震動架的抗拉強度和抗壓強度要求也較大，在制造上增對震動架的抗拉強度和抗壓強度要求也較大，在制造上增加了成本。同時本機的智能化和自動化程度比較低。加了成本。同時本機的智能化和自動化程度比較低。結(jié)論結(jié)論n n1.1.該機實際上是除比較硬的冰雪機械，與傳統(tǒng)的拋揚式除該機實際上是除比較硬的冰雪機械，與傳統(tǒng)的拋揚式除雪機和犁式除雪機大不相同。雪機和犁式除雪機大不相同。n n2.2.機械化清除冰雪機械對于解決我國人力清除冰雪勞動效機械化清除冰雪機械對于解決我國人力清除冰雪勞動效率低，以及及時清除道路冰雪具有重要作用。率低，以及及時清除道路冰雪具有重要作用。n n3.3.雖然除雪作業(yè)作為人們克服自然環(huán)境的必須工作，在許雖然除雪作業(yè)作為人們克服自然環(huán)境的必須工作，在許多國家都廣泛開展，但專用除雪機械的應用與研究卻主要多國家都廣泛開展，但專用除雪機械的應用與研究卻主要存在于歐美和日本等一些發(fā)達國家，生產(chǎn)出適合國內(nèi)情況存在于歐美和日本等一些發(fā)達國家，生產(chǎn)出適合國內(nèi)情況的除冰雪機械對于我們勢不可緩。的除冰雪機械對于我們勢不可緩。n n4.4.本機的設計應用對我國北方大面積降雪地區(qū)除雪具有重本機的設計應用對我國北方大面積降雪地區(qū)除雪具有重大的意義。同時對于我國交通發(fā)展和企業(yè)競爭力具有推動大的意義。同時對于我國交通發(fā)展和企業(yè)競爭力具有推動作用。作用。請各位老師批評指正！塔里木大學畢業(yè)設計 1 本設計方案的總體概述 1.1機構(gòu)的總體設計的任務及重要性 結(jié)構(gòu)的總體設計的任務是將原理方案設計結(jié)構(gòu)化，即把一維或者二維的原理方案圖轉(zhuǎn)化為三維的可制造的形體過程，也可以說是從為了完成總系統(tǒng)功能而進行的初步總體布置開始到最佳裝配圖（結(jié)構(gòu)設計）的最終完善及審核通過為止。 結(jié)構(gòu)總體設計工作包括兩個方面，即“質(zhì)”的設計和“量”的設計。所謂“質(zhì)”的設計是指“定形”設計，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。這部分工作對產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性意義。“量”的設計則是指選擇材料，確定尺寸和零部件進一步詳細設計等，此部分設計所涉及到的知識在《機械設計》、《材料力學》等教材中已學過。由此看來，結(jié)構(gòu)的總體設計階段的工作量是相當大的，同時它的工作質(zhì)量對滿足功能要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品的成本等都起者十分重要的作用 1.2機構(gòu)的總體設計原則 機械系統(tǒng)總體設計是產(chǎn)品設計的關鍵,它對產(chǎn)品的技術性能,經(jīng)濟指標和外觀造型均具有決定性的意義。 明確，簡單，安全可靠是結(jié)構(gòu)總體設計階段必須遵守的三項基本原則。由于這三項基本原則的共同目標都是為了保證實現(xiàn)總系統(tǒng)（產(chǎn)品）的預期功能，降低成本及保障人和環(huán)境安全的，所以，在整個設計階段應將這三項基本原則貫徹到底。 (1)明確原則 這里主要包括以下三個方面： ①功能明確 所選擇的結(jié)構(gòu)應能明確無誤地、可靠地實現(xiàn)預期的功能。對于可實現(xiàn)的功能來說，要做到既不疏漏又不冗余。 ②工作情況明確 被設計的產(chǎn)品(系統(tǒng)）所處的工作狀況必須明確。因為結(jié)構(gòu)和零部件的材料、形狀、尺寸、磨損及腐蝕是根據(jù)其工況來確定。若設計時缺少準確的使用工況說明，且不得不做出一些假設的話，應隨時檢查有關假設的正確性。 ③結(jié)構(gòu)的工作原理明確 設計結(jié)構(gòu)時所依據(jù)的工作原理必須明確，從而才能可靠地實現(xiàn)所預期的功能要求。 (2)簡單原則 簡單原則是指要在滿足總功能的前提下，盡量使整機、部件、零件的結(jié)構(gòu)簡單，且數(shù)目少；同時還要要求操作與監(jiān)控簡便；制造與測量容易、快速、準確；安裝與調(diào)試簡易而快捷。亦就是說這里所指的“簡單”，同時具有簡化、簡便、簡明、簡易、減少等多重含義。 (3)安全可靠原則 一個系統(tǒng)(產(chǎn)品)的安全可靠性主要指： ①構(gòu)件的可靠性 在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過度變形、過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。 ②功能的可靠性 主要是指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實現(xiàn)總系統(tǒng)的總功能。 ③工作安全性 主要指對操作者的防護，保證人的安全。 ④環(huán)境安全性 不造成不允許的環(huán)境污染，同時也要保證整個系統(tǒng)(產(chǎn)品)對環(huán)境的適應性 1.3機構(gòu)的總體布置設計基本要求 (1)功能合理 即總布置設計應適應于功能表達，無論在整體上還是在局部上都不應采用不利于功能目標的布局方案。 (2)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào) 這一方面應盡可能使總系統(tǒng)簡單并充分利用機械系統(tǒng)的內(nèi)部空間，如把電動機、傳動部件等安裝在支撐大件的內(nèi)部；另一方面有利于良好的造型，美觀大方。 (3)充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展 總體布置時還應對系列設計、變形設計給予考慮；對于單機的布置還應考慮組成生產(chǎn)線和實現(xiàn)自動化的可能性。 1.4本設計方案簡述 本實用新型的技術解決方案是，為了達到清除冰雪的目的，如圖2.1所示，能夠清楚的看到該設計的結(jié)構(gòu)特性：圖1-4 除冰機整體結(jié)構(gòu)示意圖 1-發(fā)動機 2-減速器 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤 在車體的車底盤27上設有發(fā)動機1和通過聯(lián)軸器28與發(fā)動機連接的減速機2及通過萬向節(jié)3和傳動軸4與減速機2連接的位于車底盤27前方的破冰機構(gòu)，并在車底盤27前端的下部設有除冰機構(gòu)。為了達到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機構(gòu)采用振動式，該破冰機構(gòu)可由固設在車底盤上的支柱23，與支柱23對接的位于車底盤前方的振動架21，設在振動架21上部的前后對稱的設有軸的軸承座8，設在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10，套在軸上的一端固設在軸上，另一端固設在活動偏心激震錘10上的扭力彈贊12。設在振動架21自由端下部的破冰鏟17和固設在車底盤27上并插在振動架21插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿5上的位于振動架上、下的支承彈簧6,16所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而驅(qū)動破冰鏟17使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿20絞接在車底盤27兩側(cè)下部的除冰鏟18和連接在車底盤27和除冰鏟18上的彈簧19所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設有可調(diào)整車底盤27傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設在車底盤一端的掛鉤29掛在動力機械上。從而實現(xiàn)推動除冰機構(gòu)進行工作。為了防止機核運轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設有防護罩。 本實用新型與已有技術比較，由于在車體的車底盤上設有了由發(fā)動機、減速機、振動式破冰機構(gòu)，除冰機構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)構(gòu)成的路面除雪機，因此其具有設計合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面。堅固耐用、價格低廉等優(yōu)點。 2電動機的選擇 2.1電機類型和結(jié)構(gòu)形式 電動機類型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)電源（交流或直流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點（性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。 沒有特殊要求時均應選用交流電動機，其中以三相鼠籠式異步電動機用的最多。Y系列電動機為我國推廣采用的新設計產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無腐蝕氣體的場合，以及要求具有較好啟動性能的機械。 2.2電動機的容量及轉(zhuǎn)速 參考同類機械產(chǎn)品，選取電動機轉(zhuǎn)速970r/min，功率11KW,查手冊確定電動機型號為Y160L-6，伸出部分軸直徑為40mm。 3聯(lián)軸器的選擇 3.1選擇聯(lián)軸器 為了隔離震動與沖擊，選擇用彈性套柱銷聯(lián)軸器，具有一定補償兩軸線相對偏移和減振緩沖能力，適用于安裝底座剛性好，沖擊載荷不大的中、小功率軸系傳動，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、啟動頻繁的場合，工作溫度為-20~+70°C。 3.2計算公稱轉(zhuǎn)矩 T=9.55*106 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*103 N.mm 由表查得KA =2.3 故計算轉(zhuǎn)矩為： Tca = KA T=2.3*108.3*103 =249.1*103 3.3選擇聯(lián)軸器型號 從GB 4323—84中查得LT6型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為250N.mm，許用最大轉(zhuǎn)矩為3800 r/min，軸徑為32～42 mm之間，許用補償量為0.3mm，故適用。 4 減速機的設計計算 4.1軸Ⅰ（輸入軸）的設計 電機通過傳動軸和聯(lián)軸器將動力傳遞給減速器的齒輪軸Ⅰ，帶動其他齒輪的轉(zhuǎn)動。 4.1.1求出主軸上的功率P和轉(zhuǎn)矩T 功率從電機到主軸經(jīng)過帶傳動，根據(jù)文獻[4]傳遞效率=0.99 P=P=110.99=10.89kW T=9550000=955000010.89/97010665 N.mm 4.1.2 聯(lián)軸器作用在軸上的力 F=406.86N，F(xiàn)=458.52N 4.1.3初步確定軸的最小直徑 先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取A=112，于是得 d= A=112=25.08mm 4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設計 （1）擬定裝配方案 如圖（圖4-1） 圖4-1 輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 l 這是二級減速器輸入軸，受力很大，震動很小，可以不計端部的力，并且考慮到a端連接有聯(lián)軸器，故d=40mm，L=100mm。 l 初步選擇滾動軸承 因軸承主要受徑向載荷，軸向載荷很小，因此選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)d=40mm 選軸承6009，其尺寸為4510018，則d=45mm，L=46mm。 l 取安裝齒輪1處的軸段c-d的直徑d=50mm，帶輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪寬為34mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應略短于輪寬，故取L=30mm，帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度h>0.07d； 取h=1mm，則軸環(huán)出的直徑d=52mm，軸環(huán)處的寬度b1.4h，取L=12mm，同樣道理，d=45mm，L=50mm。 至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。 l 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按d查機械手冊得平鍵截面 bh=2012（GB/T1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為25mm（標準鍵長見GB/T1096-1979），同時為了保證帶輪與軸配合有良好的對中性，故選帶輪與軸的配合為H7/h6；同樣另一端軸與帶輪聯(lián)接選平鍵201225，配合為H7/h6；滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 （3）確定軸上圓角為245，各軸肩處的圓角半徑見圖。 4.1.5按彎矩合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即該軸的截面C）的強度；根據(jù)式（15-5）及上述數(shù)據(jù)，并取=0.6，軸的計算應力 ==MPa0.99MPa 前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得[]=60MPa，因此<[]故安全。 4.2軸Ⅱ（中間軸）的設計 根據(jù)該除冰機每小時要行程10~60km，除冰厚度60mm。所以要求該除冰機構(gòu)每分鐘震動約120次，即該傳動軸的轉(zhuǎn)速是120r/min。所以該減速器承擔的傳動比為i=970/120=8.08,分配給這個減速器高速級的傳動比i1 =2.5，低速級傳動比i2 =i/ i1 =8.08/2.5=3.23。 該齒輪軸的結(jié)構(gòu)設計如圖5--2所示，計算過程與軸Ⅰ相同，在此就不詳細列出。 4-2 中間軸結(jié)構(gòu)示意圖 4.3軸Ⅲ（輸出軸）的設計 低速級的傳動比i2 =3.23，所以根據(jù)相關的參數(shù)設計出該軸的相關結(jié)構(gòu)參見減速機裝配圖。 4.4高速級齒輪組的設計 ㈠按接觸強度設計 由設計計算公式d≧2.32 ⑴確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 試選載荷系數(shù)=1.3 ② 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距 T=95.5*100000*P/n=95.5*100000*11/970=108298N*mm ③ 由下表 表5-1 齒寬系數(shù)表 裝置狀況 兩支撐相對小齒輪作對稱布置 兩只撐相對小齒輪作不對稱布置 小齒輪作懸臂布置 0.9～1.4（1.2～1.9） 0.7～1.5(1.1～1.65) 0.4～0.6 齒寬系數(shù)=1 ④ 由下表 表5-2 材料彈性影響系數(shù)表 彈性模量E/MPa 配對齒輪材料 齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布材料 11.8*104 17.3*104 20.2*104 20.6*104 0.785*104 鍛鋼 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4 鑄鋼 161.4 180.5 188.0 球墨鑄鐵 156.6 173.9 灰鑄鐵 143.7 查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8 MPa ⑤根據(jù)文獻[4]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600 MPa, 小齒輪的接觸疲勞強度極限=550 MPa. ⑥由式N=60njL計算應力循環(huán)次數(shù)(假設該對齒輪使用壽命15年) N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) = 4.191*109 N2=4.191*109 /2.5=1.676*109 ⑦根據(jù)文獻[4]中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90; K=0.95. ⑧計算接觸疲勞許用應力 根據(jù)具體的工作情況在文獻[4]中查得到 失效概率為1%,安全系數(shù)S=1, 由式［］=得. ［］==0.9*600 MPa=540 MPa ［］==0.95*550 MPa=522.5 MPa ⑵計算 ① 試計算小齒輪的分度圓直徑d,帶入［］中較小的值 d≧2.32=63.17mm ② 計算圓周速度v v==m/s=3.16m/s ③ 計算齒寬b b==1*63.17mm=63.17mm ④ 計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) m=d=63.17/24=2.63 齒高 h=2.25 *m=2.25*2.63=5.92mm b/h=63.17/5.92=10.67 ⑤ 計算載荷系數(shù) 根據(jù)v=3.16m/s,7級精度, 由根據(jù)文獻[4]中圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1; 直齒輪,假設KF/b＜100N/mm.由機械設計教材中表10-3查得K=K=1; 由機械設計教材表10-2查得使用系數(shù)Ka=1.00 根據(jù)文獻[4]表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時, K=1.12+0.18(1+0.6 )+0.23*0.001b 將數(shù)據(jù)代入后得 K=1.12+0.18(1+0.6*1)1+0.23*0.001*70.97=1.423 由b/h=10.67, K=1.423, 根據(jù)文獻[4]圖10-13得K=1.31;故載荷系數(shù) K=KK K K=1*1.1*1*1.423=1.565 ⑥ 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑, 根據(jù)文獻[4]式10-10a得 d1=d=63.17*mm=67.2mm ⑦ 計算模數(shù)m m=d1/z1=67.2/24=2.8mm ㈡按齒根彎曲強度設計 根據(jù)文獻[4]中10-5得彎曲強度的設計公式 m≧ ⑴確定公式中的各計算數(shù)值 ① 根據(jù)文獻[4]中10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380MPa； ② 由文獻[4]中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.86，=0.88； ③ 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機械設計教材式10-12得 ===307.14MPa ===238.86MPa ④ 計算載荷系數(shù)K K=KKKK=1*1.1*1*1.31=1.441 ⑤ 查取齒形系數(shù) 根據(jù)文獻[4]中10-5查得=2.67，=2.239； ⑥ 查取應力校正系數(shù) 根據(jù)文獻[4]中10-5查得=1.54，=1.715； ⑦ 計算大,小齒輪的并加以比較 =2.67*1.54/307.14=0.01338 =2.239*1.715=0.016 大齒輪的數(shù)值大。 ⑵設計計算 m≧≧mm=2.054mm 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.05并就近圓整為標準值m=2.5,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=63.2mm,算出小齒輪齒數(shù)z===25.28，取整數(shù)位z1=26,大齒輪齒數(shù)z=u* z=2.5*26=65； ㈢幾何尺寸計算 ⑴計算分度圓直徑 d= z*m=26*2.5=65mm, d= z*m=65*2.5=162.5mm ⑵計算中心距 a=( d+ d)/2=(65+162.5)/2=113.75mm ⑶計算齒輪寬度 b==1*65mm=65mm 取B=65mm，B=63mm； （四） 驗算 F==N=3332N 驗算合格。 4.5低速級齒輪組的設計 同樣可以用以上的設計方法可以設計低速級齒輪組，通過上面的計算得低速級的傳動比為i2 =3.23。 ㈠按接觸強度設計 由設計計算公式d≧2.32 ⑴確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ⑤ 試選載荷系數(shù)=1.3 ⑥ 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距，取傳遞效率為2=0.99 T=95.5*100000*P*2/n=95.5*100000*11*0.99*2.5/970=2.68*105N*mm ⑦ 從上表5.1選取齒寬系數(shù)=1 ④由上表5.2查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8 MPa ⑤根據(jù)文獻[4]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600 MPa, 小齒輪的接觸疲勞強度極限=550 MPa. ⑥由式N=60njL計算應力循環(huán)次數(shù)(假設該對齒輪使用壽命15年) N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) /2.5= 1.676*109 N2=1.676*109 /2.5=5.19*108 ⑦根據(jù)文獻[4]中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90; K=0.95. ⑧計算接觸疲勞許用應力 失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式［］=得. ［］==0.9*600 MPa=540 MPa ［］==0.95*550 MPa=522.5 MPa ⑵計算 試計算小齒輪的分度圓直徑d,帶入［］中較小的值 d≧2.32=71.54mm 計算圓周速度v v==m/s=1.453m/s 計算齒寬b b==1*71.54mm=71.54mm 計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) m=d3t /z3=71.54/22=3.25 齒高 h=2.25 *m=2.25*3.25=7.31mm b/h=71.54/7.31=9.79 11計算載荷系數(shù) 根據(jù)v=1.453m/s,7級精度, 由文獻[4]中圖10-8查得動載系數(shù)K=1.12; 直齒輪,假設KF/b＜100N/mm.由文獻[4]中表10-3查得K=K=1; 由文獻[4]中表10-2查得使用系數(shù)Ka=1.00 由文獻[4]中表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時, K=1.12+0.18(1+0.6 )+0.23*0.001b 將數(shù)據(jù)代入后得 K=1.12+0.18(1+0.6*1)1+0.23*0.001*70.97=1.423 由b/h=9.79, K=1.41, 由文獻[4]中圖10-13得K=1.32;故載荷系數(shù) K=KK K K=1*1.12*1*1.41=1.579 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由文獻[4]中10-10a得 d1=d=71.54*mm=76.33mm 計算模數(shù)m m=d3t/z3=76.33/22=3.47mm ㈡按齒根彎曲強度設計 由文獻[4]中10-5得彎曲強度的設計公式 m≧ ⑴確定公式中的各計算數(shù)值 由文獻[4]中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380MPa； 由文獻[4]中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.86，=0.88； 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由文獻[4]中式10-12得 ===307.14MPa ===238.86MPa 計算載荷系數(shù)K K=KKKK=1*1.1*1*1.32=1.452 查取齒形系數(shù) 由文獻[4]中10-5查得=2.67，=2.239； 查取應力校正系數(shù) 由文獻[4]中10-5查得=1.54，=1.715； 計算大,小齒輪的并加以比較 =2.67*1.54/307.14=0.01338 =2.239*1.715/238.86=0.016 大齒輪的數(shù)值大。 ⑵設計計算 m≧≧mm=2.95mm 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.95并就近圓整為標準值m=3.0,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=76.33mm,算出小齒輪齒數(shù)z===25.44，取整數(shù)位z1=26,大齒輪齒數(shù)z=u* z=3.23*26=89.98，取整為z=90。 ㈢幾何尺寸計算 計算分度圓直徑 d= z*m=26*3.23=90mm, d= z*m=90*3.23=290.7mm 計算中心距 a=( d+ d)/2=(90+290.7)/2=190.35mm 計算齒輪寬度 b==1*90mm=90mm 取B=90mm，B=85mm； ㈣ 驗算 F==N=5955.6N 驗算合格。 5彈簧的設計計算 5.1 選擇材料并確定其許用彎曲應力 根據(jù)彈簧的工作情況，屬于Ⅱ類彈簧。現(xiàn)在選用碳素彈簧鋼絲B級制造，由表得[b ]=0.5B 估取彈簧鋼絲直徑為8mm，B =1320Mpa所以 [b ]=0.5*1320=660Mpa 5.2選擇旋繞比C并計算曲度系數(shù)K1 選取C=6，則 K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.15 5.3根據(jù)強度條件試算彈簧鋼絲直徑 d==4.95mm 原值d=8mm可用，不需重算。 5.4計算彈簧的基本幾何參數(shù) D=Cd=6*8mm=48mm D2 =D+d=48mm+8mm=54mm D1=D-d=48-8mm=40mm 取間距=0.5mm P=d+=8+0.5=8.5mm =arctan（p/）=3.7。 5.5按剛度條件計算彈簧的工作圈數(shù) 從表中查得E=200000MPa I=/64=200.96mm4 n=EI/180TD=27.15(圈) 5.6計算彈簧的扭彎剛度 kT =EI/180Dn=98.9.mm/ 5.7計算和 =/ kT=70.85 =-=20.85 5.8 計算自由度的高度H H=n（d+）+Hh =11.5*（5+0.5）mm+40mm=103.25 5.9 計算彈簧絲展開的長度L 取Lh=Hh=40mm 則有 L=Dn+Lh =3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm 6傳動軸的設計 傳動軸是將動力從減速機傳遞給震動架和激震錘的傳動機構(gòu)，在設計的過程中要使其能夠滿足彎曲強度的要求。該傳動軸在設計的時候設計其轉(zhuǎn)速為120r/min。 考慮到該傳動軸只是將轉(zhuǎn)速傳遞給激震錘，使其由轉(zhuǎn)動產(chǎn)生震動，從而迫使震動架上下震動，從而使破冰機能夠破冰。所以在彎曲強度不大，一般強度都可以適應。 根據(jù)傳動軸工作的環(huán)境和受力情況，故選擇45號鋼正火處理即可滿足使用要求，硬度為170~217HBS，強度極限600B，屈服極限300s，彎曲疲勞極限-1，適用于傳動軸這樣較重要的軸。鋼的切變模量G=4×104MPa，軸在全長上的扭角不得超過1°，現(xiàn)在估算軸的直徑。 1.按強度要求，應使： 故軸的直徑 2.按鈕轉(zhuǎn)剛度要求，應使 L=250+86+25=361mm,在軸的全長上，=1°=。故 故該軸的直徑取決于強度要求，圓整后可取d=50mm。 3.軸上軸承的選擇 根據(jù)本工作情況的要求，選擇深溝球軸承，主要承受徑向載荷，同時也可承受一定量的軸向載荷。當轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不太大時，可代替推力球軸承承受純軸向載荷。當承受純徑向載荷時，=0°。軸承尺寸系列代號為5，軸承內(nèi)徑尺寸系列代號05。 其結(jié)構(gòu)和尺寸大小見圖7.1： 圖6-1 轉(zhuǎn)動軸結(jié)構(gòu)圖 7激振錘的設計 固定偏心激震錘和活動偏心激震錘是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達到破冰的目的。其材料選擇灰口鑄鐵即可滿足工作要求，其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見8.1圖： 圖7-1 激震錘結(jié)構(gòu)示意圖 8破冰鏟和除冰鏟的設計 8.1破冰鏟的設計 由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用低合金工具鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題，同時具有好的耐磨性。在安裝的時候并排安裝6個同樣的破冰板，每2個呈90度的夾角，然后用一個固定板固定連接在震動架上。 通過計算6個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。 其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見下圖： 圖8-1 破冰鏟結(jié)構(gòu)圖 8.2除冰鏟的設計 除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有，它的作用是將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到道路的兩旁。除冰鏟的鏟韌應該用65Mn鋼制造，同時進行中頻淬火處理，以使其具有更強的耐磨性能，其他部分采用普通含錳量鋼制造即可。 根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度，更好地適應路面的情況。其高度范圍是10mm-100mm，同樣可以滿足要求。其形狀和結(jié)構(gòu)如下圖： 圖8-2 除冰鏟結(jié)構(gòu)圖 9潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 根據(jù)本設計的綜合考慮，選用低粘度的潤滑油潤滑以降低機器的摩擦、減少磨損、提高效率、延長機件的使用壽命。同時還能起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。 選用潤滑油為全損耗系統(tǒng)用油（L-AN），牌號為7，此潤滑油不適用于循環(huán)潤滑系統(tǒng)，需定期更換潤滑油。 密封裝置是機器和設備的重要組成部分。按密封流體狀態(tài)分為氣體密封、液體密封；按設備種類分為壓縮機密封、泵用密封、釜用密封等。一般按密封面的運動狀態(tài)分類，即相對靜止的密封面的密封稱為靜密封，而相對運動的密封面間的密封稱為動密封。 本設計中的工作部件密封沒有特殊要求，選用金屬八角墊片密封即可滿足使用要求。 總 結(jié) 本次設計中，我們的主要任務是路面除冰機傳動機構(gòu)的設計。在張良斌老師的帶領下，我圓滿的完成了任務，而且還學到了很多額外的知識。 在專業(yè)上，我認識了很多的新機構(gòu)，復習了很多計算說明的步驟和方法。在設計過程中，我掌握了振動機構(gòu)的工作原理及其運動規(guī)律，更重要的是學習了用現(xiàn)有的機構(gòu)去實現(xiàn)一種功能的方法。 在業(yè)余上，我懂得了怎樣對知識進行創(chuàng)新、開拓。也使我們認識到了做事要以嚴謹、認真的態(tài)度去對待。同時，在前期的調(diào)研中，我們遇到了很多的難題。通過這些前期的調(diào)研工作，使我們也學會了怎樣更好的與人溝通。 通過本課題的鍛煉，主要達到以下幾個目的： （1）培養(yǎng)我們的科技創(chuàng)新能力 ，以及機械設計的思維能力； （2）通過設計，可以使我們具有將理論知識轉(zhuǎn)化為開發(fā)實際產(chǎn)品的基本能力，同時對理論學習中的不足可以通過實際設計進行補充和再次學習； （3）可以系統(tǒng)的掌握AUTOCAD軟件的使用和數(shù)學公式編輯器的使用。 致 謝 在整個設計即將完成之際，我要真誠地感謝孟煒老師，在她的指導下，設計得以順利的完成。本論文是在孟煒老師的悉心指導下完成的。在半年多的畢業(yè)設計中，孟煒老師認真負責的治學態(tài)度和豐富的專業(yè)知識令我受益非淺。并使我學到了許多進行科學研究的有益方法。 孟煒老師嚴謹負責的態(tài)度、清晰的思路和廣博的知識使我深受啟迪和教益。有時侯，孟煒老師為我們解答疑問時，在辦公室里一坐就是幾個小時，一個過程、一個過程為我們分析、講解直到得出答案。在這里，我要感謝他在設計中給我的幫助，也感謝她使我學到了知識。值此論文脫稿之際，謹向孟煒老師表示衷心的感謝，并致以崇高的敬意！ 同時，我還要感謝系里的其他的一些老師，感謝他們這四年來辛勤的教誨和真摯的幫助，使得我在大學里不斷的充實自己，完善自己，這為我在以后的學習打下了堅實的基礎。 在這里我要說一聲“老師！謝謝您！” 這次振動設計是我第一次將自己所學的知識轉(zhuǎn)化為一項產(chǎn)品，而這次的設計的量大且較為復雜，所以在設計過程中遇到了不少的阻力，。另外整個設計的時間又很有限，很多地方不能去深入探討、研究。由于本人的設計水平有限，設計過程中存在一些不足或錯誤之處，懇請各位老師批評指正。 最后誠摯地感謝在百忙之中對我的畢業(yè)論文進行評審并提出寶貴意見的諸位老師。同時感謝在大學四年的學習生活中，對我學習和生活上給予關懷和幫助的老師和同學。 參考文獻： [1]楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計基礎[M]. 第五版.北京：高等教育出版社,2005年10月. 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