路面冰雪除雪机设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】

买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 目 录 第 1章 绪论 1 的、意义、国内外概况 1 次设计的来源 1 次设计研究目的 1 次设计研究的意义 1 关清雪机国内外研究概况 2 设计预期达到的目标 4 设计研究内容、研究方法及技术路线 5 刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机的整体方案构想 5 构原理和计算要点 5 课题实现的现有条件 6 究的主要内容和方法 6 体方案 6 压滚型式和结构 6 齿排列方式及刀刃几何参数 6 主要零件的校核验算 6 第 2 章 路面冰雪清除机机理研究 8 雪的物理机械性质 8 面冰雪清除机基本方案、原理 9 机分析及装置重量的确定 13 13 14 第 3章 碾压滚结构及参数 15 压滚结构形式 15 压滚参数 15 作阻力的计算 15 第 4 章 齿刀的研究 17 刀在碾压滚上的排列数量间 距 17 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 刀几何参数 17 削力计算 18 第 5章 主要零件校核计算 19 轴承的校核计算 19 量动载荷的校核 19 动轴承寿命的计算 30 刀强度的校核分析 21 轴的校核计算 26 的校核计算 29 扭转强度条件计算 30 弯扭合成强度条件计算 30 第 6章 电器系统 33 源电路 33 动系统 33 明和信号系统 33 表系统 33 热器 34 第 7章 电算部分 35 第 8章 结 论 43 致谢 45 参考文献 46 第 1 章 绪 论 次设计来源、目的、意义、国内外概况 次设计的来源 本课题属于吉林大学机械科学与工程学院科研项目（国家经贸委“国家重点技术改造项目 200386”）。是根据国际和国内的最新形势和市场需求而确定的研究课题。对实际的生产和生活有很大的实际意义。是隶属于国家攻关课买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 题 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 次设计研究目的 中国北方大部分地区 ,每年有 3 5个月的降雪 期 ,道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多困难 ,有时甚至阻断交通。近几年来高等级公路里程不断增加 ,及时有效地清除路面积雪已成为亟待解决、刻不容缓的问题 ,这对于提高车辆的运输效率、避免重大交通事故的发生 ,具有很大的社会经济效益。目前 ,国内除雪作业多由人工或其它代用机械完成 ,其劳动强度大 ,作业效率低。进口外国先进的除雪设备 ,造价高且不适合中国国情 ;而用其它的代用机械如平地机进行除雪作业 ,则又浪费实用设备且对路面具有破坏性。所以 ,尽快开发出适合中国国情的低成本、高效率、且宜大面积推广应用的除雪设备 ,是一项艰巨而 紧迫的任务。 次设计研究的意义 我国北方大部分地区 ,每年有很长的降雪期 ,道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多不便。尤其冻结在道路上的积雪与薄冰 ,采用传统除雪机用推刮的办法无法清除 ,为此不得不耗费大量人力物力进行人工铲除。采用机械方法清除是一项急需解决的难题。就目前国内除雪机械来看 ,大多数功能单一 ,或只能清除积雪、或只能破除积冰 1。国外的除雪机功能较全 ,但结构复杂 ,造价昂贵 ,且大多不适合国内的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备 ,具有十分重大的意义。国外的除雪 机功能较全 ,但结构复杂 ,造价昂贵 ,且大多不适合国内的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备 ,同样具有十分重大的意义。 关清雪机国内外研究概况 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 (1) 有关清雪机国内外研究概况 目前，世界各个国家除冰雪的方法中，应用最普遍的是溶解法和机械。溶解法是依靠热作用或撒部化学药剂使冰雪融化。其优点是除净率高，但是它的成本很高。而且容易造成环境污染。虽然环保型融雪药剂已经问世，对环境和植被的影响减少了，但是并未彻底根除。因此使用范围受到一定限制。 机械法是通过机械作用直接作用解 除冰雪危害。虽然除净率较低，但是对环境和植被无任何影响。能实现冰雪的异地转移。应用范围比较广。因此，笔者认为：清除冰雪必须以机械法为主，以溶解法为辅助，才能达到快速和环保的除雪效果。 我国对除雪机械的开发、生产都比较晚，因此还处于起步阶段。目前，我国的城市道路和公路冬季除雪大部分仍沿用传统的养护方式，即人工作业和小型的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。但是，除雪机械在数量和品种规格上还很少，所以除雪设备大部分依赖进口。机械化程度和总体水平远远落后于发达国家。只是 最近几年国内的厂家才参照国外的先进技术研制了适合我国国情的除雪机械。 综观国内外的除雪机械，其类型总的来说有三种类型： 1) 犁式除雪机 犁式除雪机的工作装置一般安装在主机的前端，是所有除雪机中应用最为广泛、起源最早的除雪设备。主要使用于未被压实的新降集雪，其厚度为 300板有整体式和分段式，有 型犁之分。其特点是：多数采用了双摇杆机构，避让效果明显，越障高度较大，环境适应性强，可以在硬质雪区工作。有的还增加了滑靴和滚轮等装置，用来减少或消除铲刃对地面的作用力，保护了地面，减少了刀刃的磨损 。 具体类型有： 单向犁 是结构呈左右对称，形成 变角度犁 复合犁 用两翼结构，中间垂直铰链可以自由改变形状，形成单向犁、 角度犁等犁形。 比较典型的产品有：徐州装载机长的专利产品 工、柳工和沈阳山河等厂家生产的 于该类除雪机械拥有结构简单、性能可靠、价 格低廉等特性，因此受到广大用户的认可，得以广泛的使用。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 2) 旋切式除雪机械 旋切式除雪机械工作方式为自行式和悬挂式两种。主要有离心式物料风机、风道、抛雪筒、护板和螺旋型集雪器等部分组成。结构相对比较复杂。工作时借助主机或者专用底盘的动力，驱动风机做高速旋转运动，将集雪器聚拢的由风道、抛雪筒抛出去。抛出距离和角度可以根据需要自己调整。在清除雪障时旋切式除雪机械有明显的优势。但是无法清除压实的积雪。 具体类型有： 螺旋式 右旋向的叶片在轴线中部结合形成 侧光滑，工作时轴鼓上的叶片刀刃切削破碎积雪，并将积雪集中送到中部 转子式 子叶片可以完成切雪、扒雪和抛雪。 单螺旋转子式 旋水平布置在转子前，螺旋叶片作成左右旋向，当螺旋周转动时，把两边的积雪送到中间，再由转子抛出。 双螺旋转子式 平行地置于转子前面。 立轴螺旋转子式 旋叶片为左右旋向 ，工作时雪的移动方向为上下运动。 主要机型有：哈尔滨开达公司生产的抛雪式除雪机和吉林大学研制的 3) 扫滚式除雪机械 扫滚式除雪机械工作方式为自行式和悬挂式两种。在主机或者专用底盘的动力作用下，驱动扫雪滚和扫雪盘做高速旋转运动，扫雪滚和扫雪盘上的柔性强力扫雪刷，将路面积雪卷起使之脱离地面，在高压空气的作用下吹向路边。该式除雪机械主要适合于较薄的或者是犁式除雪机械工作后的残留积雪。即使路面凸凹不平也可以获得无残雪的除雪效果。主要生产厂家有：哈尔滨开达公司和哈尔滨重型机械厂等。 国内的除雪机 械虽然有了很大的发展，但其总体水平与发达国家相比，产品品种及性能都还有很大差距。适应不了我国高速公路的发展的需求，主要体现在以下几个方面： 技术水平低，除雪机械在结构设计、制造工艺、零部件供应和使用管理等方面都存在技术水平低的问题。致使除雪机械可靠性差、故障多、寿命短。 功能单一。除雪机械具有明显的季节性，如果功能单一，只能用做除雪买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 和除冰专用，那么，机械一年中大部分时间处于闲置状态，大增加了除雪的成本。加重了公路养护部门的负担。 品种类型不全。与国外相比，现在有不少除冰雪机械在国内还是一片空白 。现有的除冰雪机械无法满足公路和大型机场的除冰雪的要求。 (2) 国内外在这个方面的发展方向： 加强对雪质、雪性的基础研究。 为了提高除冰雪机械的设计水平，需要对冰雪的力学性质和物理特性进行深入研究。特别是对压实冰雪的理论研究。据有关资料研究：东北地区压实冰雪占总的除雪任务的 80%以上。 向一机多能和机电液一体化方向发展。 在现有的条件下，可以对汽车、拖拉机、装载机和推土机等设备进行改装，冬季降雪时用来除冰雪作业，其余时间可用来进行公路养护和其他作业。可以提高设备的利用率。采用机械、电子、液压等技术提高 除雪机械的科技含量，减轻工人的劳动强度。 向大型、小型和高速方向发展。 我国的地理环境复杂，各个城市道路建设布局各异，冬季降雪情况不同，在除雪设备的选取上也不尽相同，因此要开发出大型、小型的各种除冰雪机械，以满足不同地区和工况的除冰雪要求。同时要开发出效率高的机械，避免除雪作业造成路面交通拥挤。例如，东北有些城市规定：对于市区内主干道，雪停止 24 加强行业间的技术交流与合作。走共同研发之路。 各个厂家根据自己的实际情况开发出的产品各有优缺点，为了加快除冰雪机械的开发和应用，应加强企 业间的合作，集中财力、物力和人力走共同发展之路，实现除冰雪的机械化。 设计预期达到的目标 在 采用斜刃式除雪装置，使冰雪在破冰刀刃的作用下破碎。压磙与 计出包括铲及其连接机构。画出全部图纸：装配图、部件图、零件图、总明细表。 设计时要保证相应构件的可靠性，所以要进行相应的力学分析、设计计算 、方针模拟等。并要求用计算机软件对重要部件进行详细的运动学和动力学分析。设计相关的软件。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 通过这次设计，要 不仅温习好大学四年所学的大不分的理论知识，还要培养工程实际应用的能力，锻炼实际的动手和全局的驾御能力。对装载机和除雪机械有更深的认识，加强在此方面的设计能力。 设计研究内容、研究方法及技术路线 刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机的整体方案构想 斜刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机是针对我国道路情况设计的破冰清雪除雪设备。该设备主要起破冰作用的碾压辊构成。 该设备的主机架可与 设备碾压辊固定在联架臂上 ,联架臂通过大臂与主机架铲接。碾压辊上装有刀板 ,刀板上的刀条直接作用在 冰面上 ,利用自身的重力和空气锤的振动的冲击力达到破冰目的。 构原理和计算要点： 斜刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机是利用前部安装的碾压辊上装有的刀板对雪进行切削，利用自身的重力和空气锤的振动的冲击力达到破冰目的。 (1) 刀齿分布结构： 采用斜刃螺栓连接式，材料用耐磨仿形材料。按与地面平行布置在压磙上，前后两排刀齿位置错开。 (2) 除雪机功率的计算： 除雪机所消耗的功率包括两大部分：行走装置和工作装置所消耗的功率。行走装置所消耗的功率可以参照一般自行式车辆的计算办法。下面对除雪工作装置的所消耗 的功率 e+r+中： 3) 拟采用的研究方法 采用新旧技术相结合的方法。因为有关装载机和除雪机构的研究在我国已经有了一定的进展 近几年我们引进了很多先进的技术，特别是 除雪机械方面的，加上我们的有关装载机和其他工程机械的研究知识，将这两方面的知识有机地结合起来，实现新的突破，研制出适合我国国情的公路养护机械 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 体的多功能机械产品。 (4) 拟采用的技术路线 研究冰雪的物理和力学特性 的设计资料和最新进展 收个方面的技术资料，并加以整理和创新 课题实现的现有条件 国内外关于 理论上和方法上具有 很强的借鉴意义。指导老师邓洪超老师在我国装载机技术和除雪械的研究方面走在前列。对我国这方面的情况很了解，是这方面的专家。有很深的理论和实践知识，为本课题的研究奠定了很好的理论和实证基础。本人对于装载机和除雪机械也有一定的认识，相信一定能在邓老师的指导下顺利完成课题的研究。并取得优异的毕业设计成绩！同时为我国在此领域的研究作出自己应有的贡献！ 究的主要内容和方法 本文针对路面上被压实的冰雪研究路面冰雪清除机械。方法是进行理论分析和计算，并重点进行实验研究。具体研究内容如下。 压破碎技术、总体方案 主要阐述冰雪的物理机械性质；根据所提出的对路面上压实冰雪进行挤压、切削、破碎的技术思想，分析路面冰雪清除机基本原理并确定样机基本方案；分析整机的牵引平衡和功率平衡，确定路面冰雪清除装置的重量，进行整机匹配计算及分析。 压滚型式和结构 主要阐述工作装置碾压滚结构型式研究和碾压滚参数。 齿排列方式及刀刃几何参数 主要阐述齿刀在碾压滚上的排列方式；齿刀的数量和间距；齿刀几何参数确定。 主要零件的校核验算 主要是对齿刀的强度、销轴剪切强度、轴的 强度以及轴承进行校核计算。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第 2 章 路面冰雪清除机机理研究 冰雪的物理机械性质 路面冰雪清除机械的行走机构以及清除冰雪的工作装置与路面上的冰雪相接触。冰雪的形成特性及其物理机械性质在相当大的程度上决定着清除路面上冰雪的方法，要研究行走机构和工作装置与冰雪的相互作用关系，首先要分析冰雪的物理机械性质。 冰雪的基本特征之一是它的密度，其变化范围很大，如表 示。硬度是雪的物理机械性质的主要指标之一，表示冰雪阻止其它物体压入的 特性，其数值是根据它的密度和状态决定的，如表 示。雪的硬度、密度和温度之间存在着如图 度愈低，硬度愈高；密度愈大，硬度愈高 4。 后面对路面冰雪清除机的工作阻力以及牵引力进行计算时，需要知道雪的机械性质，表示雪的机械性质的指标通常是内外滑动摩擦系数、切削阻力系数、附着系数和行驶阻力系数。 表 的密度 雪 的 状 态 密 度（ g/ 新下的雪 落下 30天的雪 大于 30天的雪 密实的雪 冰雪混合 冰 的摩擦性质决定于它的内外摩擦系数。根据雪的状态，它的内外摩擦系 数分别列于表 表示雪的切削阻力的指标，一般是用切削阻力系数 是切断横断面等于 1的冰雪层所必需的力， 路面上积雪之后，大大地改变了路面的使用特性。对于冬季养护道路的机器进行牵引计算时，必须知道机器沿着各种冰雪路面行走时的滚动阻力系数和 附着系数。轮胎与冰雪路面间的附着系数c载入表 行驶阻力系数，一 般较外摩擦系数大，因为它不仅产生摩擦，而且还挤压 雪。轮式和履带式车辆的行驶阻力系数按表 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 表 的硬度 雪的状态 雪的密度（ g/ 当温度由 松 软 的 弱密实的 密 实 的 很密实的 小于 于 50 60 100 210 2000 380 3000 图 的硬度与密度和温度的关系 面冰雪清除机基本方案、原理 对于路面冰雪的清除 ，人们曾尝试了各种清除原理和方案，这些原理和方案有的已在实际中使用，有的则还在探索和完善中。例如，对于清除未被压实的浮雪，犁式清雪机和转子式清雪机已在应用中，二者分别采用了推移和旋切的原理。对于被压实的雪、冰或冰雪混合物，采用的清除原理有铲剁、锤击等，但这些方法经实验证明要么原理不完善，要么清除压实冰雪的效果不，有待于进一步完善。 针对上述情况，本文尝试提出了一种对路面上压实的冰雪进行挤压、切削、破碎的技术原理。这一思想的来源可联想到金属切削加工，如铣床的铣刀切削 表 摩擦系数 2 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 雪的密度 （ g/ 3） 雪 的 温 度（ 0附近 10以下 摩擦系数（对钢） 1 雪的密度 （ g/ 3） 雪 的 温 度（2 0 工金属件。根据这一思想，确定基本方案 首先选择一种汽车或自行式工程机械作为动力机。 在我国，由于冬季降雪时间只占全年的三分之一，根据我国的经济发展状况，单独设计清除冰雪动力机一机一用，机械闲置时间太长，造成浪费。为此，本文以装载机为动力机来研究清除冰雪工作装置。 根据对路面上压实的冰雪进行挤压、切削、破碎的基本思想，清除冰雪工作装置可以由托架、带有刀刃的碾压滚组成，能够与铲斗互换，冬季除冰雪时取下铲斗换上该装置，清除被压实了的冰雪，其他季节装上铲斗，实现装载机的多功能使用。作为动力机的装载机，我们可以选择现有的国产机型如 本文确定 载机作为动力机进行分析研究和计算。 根据对路面上压实的冰雪进行挤压、切削、破 碎的基本思想，清除冰雪工作装置可以由托架、带有刀刃的碾压滚组成，能够与铲斗互换，冬季除冰雪时取下铲斗换上该装置，清除被压实了的冰雪，其他季节装上铲斗，实现装载机 表 的切削阻力系数 文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 雪的状态 雪的密度 C （ g/ 3） 雪 的 温 度（ 4 于 然 状 态 松软的 弱密实的 小粒冰雪形成密实的 大粒冰雪形成密实的 . 工 状 态 弱密实的 密实的 很密实的 胎与冰雪路的附着系数 雪 的 状 态 轮 胎 类 型 附着系数 C 密实冻结的雪 密实冻结的雪 密实解冻的雪 压实的冻结雪 压实的解冻雪 解冻的雪 低压胎 高压胎 低压和高压胎 高压胎 高压胎 低压胎 驶阻力系数 雪 的 状 态 雪的密度 g/ 3） 阻 力 系 数 f 轮 胎 履 带 松软的 松软潮湿的 轻碾压的 碾压的 冰雪 多功能使用。作为动力机的装载机，我们可以选择现有的国产机型如 本文确定 载机作为动力机进行分析研究和计算。买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 其主要性能参数如下： 额定斗容量（ 额定装载质量（） 4000 整机操作质量（） 12500 轴距（） 3020 轮距（） 1980 最大崛起力（ 大牵引力（ 平通过半径（ 6322 转向半径（ 5686 发动机型号 定 1 定转速（ r/ 2200 行驶速度（ km/h） : :大爬坡能力（） 30 车体最大转向角（） 左、右各 38 本次设计基本方案如图 示，由托架、带有刀刃的碾压滚组成的冰雪清除工作装置替换铲斗，碾压滚上的滚刀破冰，司机控制滑靴调节滚刀切入深度，以免损伤路面。 图 面冰雪清除机方案 动力机在行走的过程中带动碾压滚滚动。碾压滚滚动时，由 于碾压滚上带有刀齿，碾压滚靠自身的重量，附着在冰雪面上，刀齿切入经碾压后形成的很厚的冰或冰雪混合物后，对其产生挤压切削破碎作用。 装载机是一种用途十分广泛的工程机械，它的优点之一是可按实际需要更买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 换工作装置。将清除冰雪装置换上后，即变成了路面冰雪清除冰机械。本次设计选用 载机作为动力机，将路面清除冰雪装置替换铲斗后即为路面冰雪清除机。 路面冰雪清除机的关键部件是它的工作装置。该装置由两部分组成，即：托架和带有刀刃的碾压滚。碾压滚与托架连接，托架与装载机动臂和转斗拉杆相连。利用装载机的牵引力推动碾压 滚滚动。 碾压滚形状呈圆柱形，碾压滚上用螺栓有一定数量的刀齿，刀齿与圆柱面形成一定的角度。装载机启动前，碾压滚靠自身的重量附着在冰雪面上，同时对冰雪面产生压力，启动后由于装载机的牵引力，推动碾压滚向前动。由于压力的作用，刀齿产生切削力切人冰雪层内。由于滚动是连续的，所以刀齿对冰雪层产生了连续的切削挤压，使冰雪层破碎并与地面分离。具体结构和参数见第三章和第四章结构分析部分。 当地面冰雪层很硬很厚时，单靠碾压滚自身的重量对冰雪产生的压力使刀齿产生的切入力不够，清除冰雪效果可能不十分理想。这时可以考虑： (1) 在冰雪清除工作装置滚筒内部加配重，装置对冰雪的压力加大，刀齿的切入力也加大。 (2) 通过司机操纵转斗油缸动作减小或加大对冰雪的切削压力。当操纵转斗油缸使装载机前轮离地时，装置产生最大的对冰雪压力，此时除装置本身重量外，动力机机重的一半亦加在了冰雪清除装置上，使刀齿产生更大的对冰雪的切削力。 整机分析及装置重量的确定 路面冰雪清除机的总体分析和设计就是根据其用途合理地选择和确定各总成的结构型式、性能参数及整机尺寸等，并进行合理的布置。 本次设计由于是把 机作为动力机，所以需要考虑的是把清除冰雪装置与动力机有机的结合在一起。路面冰雪清除机主要由两大部分组成（见图 2 1、动力机（装载机） 2、清除冰雪装置（托架、带有刀刃的碾压滚）。 机器的性能不仅取决于动力机、清除冰雪装置各自性能的好坏，而更重要的是取决于这两大部分性能的相互协调。性能的协调如何，则取决于总体参数及整机匹配情况及其布置的合理性。 针对前述的基本方案并考虑动力机的基本参数，确定本设计中路面冰雪清除机的主要性能指标如下： 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 1） 最大清除冰雪厚度： 不小于 100 2） 单程清除冰雪宽度： 2268 3） 作业速度： 16 47 km/h ； 4） 清除冰雪效率（按面积计算） 不小于 95% ； 5） 冰雪清除装置质量（最大配重） 3600 6） 整机质量 (最大 ) 12500 除冰雪装置重量 冰雪清除装置替换掉 载机铲斗。装置与铲斗的工作状况不同，其计算工作阻力的方法也不相同。铲斗在工作时，受到来自前方土壤的阻 力，作用在斗刃、斗底、侧板等部位，由经验公式计算。本次设计的冰雪清除装置随装载机主机一边向前滚动，一边切削地面上的冰雪，其受到的阻力大小和重量的确定与铲斗不同。 冰雪清除装置重量的确定有三个基本要求： (1) 装置的重量不得大于动力机（原装载机）的额定起重量 Q（ 否则机器将失去纵向稳定性； 冰雪清除装置的结构尺寸不得与动力机前车架、前桥、车轮干涉； (2) 由装置所产生的刀刃上的切削力应足够大，且大于冰雪的切削比阻力。 根据上述三个条件进行冰雪清除装置的结构设计。装置由刀刃滚圈轮榖轴端盖托架 配重组成。配重装置在滚圈内部。其具体结构见第三章 图可分别得到各零部件重量： 滚圈： 10004N 轮毂： 3646N 轴： 1052N 轴套： 720N 托架梁 : 8472N 配重 : 6385N 其它零部件： 5721N 装置不加配重重量： 9615N 装置加配重重量： 6000N 由装置结构和在整机上的安装可知结构上不存在干涉现象。装置加配重量 G=36000(N)，小于我们所选动力机 载机的额定起重量 Q=40000(N)。由装置重量所产生的切削力将在第四章中加以讨论。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第 3 章 碾压滚结构及参数 压滚结构形式 碾压滚是冰雪清除工作装置的关键部件，合理的结构形式对冰雪清除机的性能起着重要的作用。碾压滚的结构形式主 要考虑圆柱形式，圆柱形式碾压滚有其独自特点。 路面冰雪清除机的功能是清除附着在地面上的坚硬的冰雪混合物。从理论上讲，我们可以把冰雪层看成一个平面，使冰雪混合物与地面分离，就好比用铣刀在加工一个平面。用来加工平面最常用的刀具就是圆柱铣刀。为此，可以考虑在一个圆筒形的滚筒上安装上刀片或齿刀，构成碾压滚。而碾压滚的旋转轴可以通过轴承安装在托架上，托架的后铰支点分别安装在装载机的动臂铰点和拉杆铰点上。在圆筒形的滚筒的内部可以加适当的配重。冰雪清除工作装置的结构如图 压滚参数 碾压滚是本次设计 整个路面冰雪清除机的最关键部件。在结构设计时根据第二章 述及的对冰雪清除装置的三个基本要求确定了重量。装置（包括托架）不加配重重量为 9615N ；在碾压滚筒内部加上配重后冰雪清除装置重量为 6000N 。由于在本次设计中齿刀与碾压滚筒是通过螺栓来连接的，因此为了保证螺栓联结的牢固以及其强度，碾压滚采用双滚筒焊接结构，每个滚筒厚度为 15以碾压滚筒直径 900宽度 2268材料采用 度 30托架材料亦采用 度 30整个冰雪清 除装置最大宽度 2650 作阻力的计算 整机工作时受到的水平切线方向工作阻力主要有两部分组成：刀齿切入后，由于冰雪变形断裂破碎对磙子产生的阻力；碾压滚的滚动阻力。由于刀齿和冰雪之间相互作用非常复杂，工作阻力的精确计算公式很难从理论上建立，另外，由于整机工作时外负荷是动态变化的，准确地计算工作阻力意义不大。故在此参照装载机推土机铲运机等自行式铲土运输机械工作阻力的计算方法，提出一个计算路面冰雪清除机工作阻力 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 21 （ 图 冰雪清除工作装置结构 式中 水平工作阻力； 冰雪变形断裂破碎对磙子产生的阻力； 碾压滚的滚动阻力。 n 01 12 则 10 （ 式中 刀齿不均匀影响系数， 冰雪切削阻力系数 , 70 130 B 碾压滚宽度； H 冰雪厚度； f 阻力系数，从表 2 工作装置重量 (带配重 )， 6000N。 根据上述经验公式，可以计算出路面冰雪清除机工作时所遇到的最大水平切线工作阻力。 130000 4226N 36000=3600 N 47826N = 从 载机的主要性能参数可知，该阻力值不大于对应额定滑转率工况的一档和二档的牵引力。动力机在额定滑转率下具有足够的牵引力克服水平工作阻力。 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第 4 章 齿刀的研究 刀在碾压滚上的排列数量间距 齿刀是清除冰雪装置上的重要零件，齿刀设计的好与坏将直接影响到整机清除冰雪的效果。 在冬季，高速公路、普通公路、市区道路上积雪由于清扫不及时，而被碾压成冰或冰 雪混合物状态。这层冰雪由于受到温度的变化和外力挤压密度很大。由于地面上有灰尘等其他杂质的存在，这层冰雪与地面的粘连不是十分紧密的，因此只要冰雪层被破碎，形成面积较小的碎块，就能自动与地面剥离。我们在分析齿刀的数量及间距时主要是依据冰雪的这种特点。 刀齿的排列方式及数量将直接影响到工作装置的清除冰雪效果。 齿刀过密、间距过小甚至没有间距，虽然刀齿受力减小，但从压实冰雪的特点来看，造成整机成本增加，是没有必要的。另外，周向布置排数过多、密造成前排刀齿还没有切入冰层，后排刀齿已与冰雪面接触，连续工作情况下，不是 有效的除去冰雪，而是象一个机动车的防滑装置。 布置排数过少，齿刀过稀，间距过大，使刀齿切入冰雪层后，不能产生有效的挤压，造成部分区域冰雪层不能被破碎，形不成小碎块，冰雪层难与地面分离。清除冰雪效果不好，工作效率低。 齿刀碾压滚组组件如图 刀齿在滚子轴向共布置 12排，滚子分两节，每节 6排。轮缘上每圈均匀布置 13个刀片，相邻圈上的刀片错开 1/2 间距排列。刀片总数量 156片。 整机启动后，当第一排齿切入冰雪面后，造成冰雪层松动，如果各排齿间距过大，在工作面上看到的只能是一排排印痕，起不到对冰雪的破碎作 用。由于滚动是连续的，当后排齿连续切入冰雪面时，因为各排刀齿错开 1/2 齿距排列，单位面积上的冰雪层同时有若干个刀齿切入，单位面积切入力加大，造成有效工作面积内冰雪层完全破碎而与地面分离。 刀几何参数 齿刀与滚筒的连接可以采用两种方式，即焊接和螺栓连接。焊接方式强度高，螺栓连接易于更换刀齿。本次设计采用螺栓联结方式。 齿刀材料选取 1 6刀具角度是切削性能的重要参数，通过分析买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 比较，确定了齿。刀的几个关键角度。齿刀前角为 20 ，后角 72 ，齿刀在滚筒上的安装采用前 倾式，安装角 160 。 图 压滚组件 削力计算 由表 2，密实冰雪（ 在 下的切削阻力系数 p=（ 70冰雪清除装置上的齿刀对冰雪的切削力等于装置的重量除以刀刃的接地面积。 冰雪清除装置加配重对冰雪产生的压力 1/A=36000/(. 01)=1587.3 p （ 由此可知，冰雪清除装置对冰雪产生的切 削力在两种情况下均大于冰雪的切削比阻力。 图 刀齿结构与参数 买文档送全套 纸 Q 号交流 414951605 含 纸和论文 最新答辩完整资料 第 5 章 主要零件校核计算 承的校核计算 当量动载荷的校核 在本次设计中，轴与支架之间的联结选用深沟球轴承 6220，其主要参数为轴承参数： 轴承内径： 100（ 轴承外径： 180（ 轴承宽度： 34（ 额定动载荷： 94000(N) 额定静载荷： 79000(N) 润滑方式： 脂润滑 极限转速： 4300(r/滚动轴承的基本额定动载荷，是在一定载荷条件下确定的。根据滚动轴承的实际受载情况，在许多场合，常常同时承受径向和轴向载荷的复合作用，为了计算轴承寿命时能与基本额定动载荷在相同的条件下比较，需将实际工作载荷转化为一个假想载荷。在此载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相等，称该假想载荷为当量动载荷，以 P 表示。当量动载荷的一般计算公式为： P = （ 式中 X 径向载荷系数； Y 轴向载荷系数； R 轴承所承受的径向载荷； A 轴承所承受的轴向载荷。 载荷系数，考虑机器的运转情况对轴承载荷的影响，查表 在本设计