史礼砚05116135毕业设计

1、2009届毕业论文 存档编号：_襄 樊 学 院毕业论文（设计）正文题 目路面除冰机的设计专 业机械设计制造及其自动化班 级机械工程系机制0511班姓 名史礼砚学 号05116135指导教师职 称张良斌 老师2009年 5 月 24 日路面除冰机的设计摘要：北方的冬天，由于冰雪天气频繁，导致路面结冰的情况比较多，这样严重影响交通运输。虽然目前已经有路面除冰机的出现，但是在机械性能，工作效率方面仍然不能满足需要。本文主要从机械性能、工作效率、结构筒单、工作效率高、使用方便、性能好、不损坏路面来思考和设计，本设计是在原有的机械产品的基础上，通过对机构局部的改进，把带传动改为齿轮传动，本设计论文详细地

2、叙述了路面除冰机的设计过程。除了对已有的结构的改进以外，还采用了部分简化合理的机构；如：弹簧，击震锤等等。大大地提高了生产率,同时使机械的机构更加紧凑,性能更加稳定。关键词：震碎；除冰； 机械设备The design of the road de-icing machineAbstract：Northern winter, the weather as a result of frequent snow and ice, resulting in more icing-road circumstances, such a serious impact on transportation. Al

3、though the road has been the emergence of de-icing machines, but in the mechanical properties, the efficiency is still needed. In this paper, mainly from the mechanical properties, work efficiency, the structure of single-cylinder, efficient, easy-to-use, performance, and does not damage the road to

4、 think and design, this design is the original basis of mechanical products through improvements in local institutions, replaced by the belt drive gear transmission, the paper design is described in detail the road de-icing machine design process. In addition to the improvement of the existing struc

5、ture, it is reasonable to simplify the use of some of the agencies; such as: spring, hammer, etc. earthquake hit. Greatly enhance the productivity, while a more compact mechanical body, more stable performanceKeywords：Shattered；De-icing；Machinery and equipment目 录1 前言.1 1.1 引言 1 1.2 路面除冰机的现状 12 本设计方案

6、的总体概述. 2 2.1 结构的总体的设计的任务及概述. 22.2 结构总体设计原则 ,2 2.3 机构的总体布置设计的基本原则. 3 2.4 本设计方案的简述. 33 电机类型及选择.6 3.1 电机的类型和结构形式6 3.2 选择电机的容量及转速64 联轴器及万向节的选择.74.1 类型的选择.74.2 载荷计算.74.3 选择型号.75 减速机的设计计算.85.1 齿轮轴（输入轴）的设计.85.2 齿轮轴（中间轴）的设计.105.3 齿轮轴（输出轴）的设计.105.4 高速级齿轮组的设计.105.5 低速级齿轮组的设计.146 弹簧的设计计算.197 传动轴的设计 208 固定偏心激震锤

7、和活动偏心激震锤.21 9 破冰板和除冰板的设计. 22 致谢23 参考文献. 24附录. 25 .1 前 言1.1 引 言清除道路冰雪，保持交通畅通，是我国北方地区城市、林区、农村道路冬季养护的常规作业。由于机械化程度低，不能及时清除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故频生，车速降低，运输效率降低，油耗增高，城市道路尤为突出。仅以哈尔滨市为例，由于冬季路面冰雪公害，车速降低，车辆周转慢，使乘客留站时间延长，在早晚上下班高峰期，平均延长20分钟左右，按每日上下班60万人次计算，整个冬季约损失工时600万个;路面冰雪公害，也使公共电汽车公司运营减少，电车公司相当于每日少出67台车;路面

8、冰雪公害，也影响货运。总之，由于冰雪公害，给城市人民生活，交通运输、工业、商业、服务业等国民经济各方面都带来一定危害和不便。所以在此条件下，研究出一种路面除冰雪机械可以提高除冰雪的效率，减轻工人的劳动量，使公民的出行更为方便。近年来，我国的机械行业有了长足的发展，生产方式已从手工，半手工，半机械化逐步过度到机械化，甚至很多行业都实现了自动化。机械行业的发展和进步是社会发展到一定阶段的产物，它将会代替人们的劳动。同时，随着现代工业的高度发展，金属材料的种类和数量也日益扩大，为我们的设计提供了物质基础，尤其是各种材料的机械性能都有明显的不同，以至各个机械的构件都能在预计设计的工况下完成它们的任务。

9、这样一来，我们的工作效率就大大的提高了。1.2 路面除冰机的现状目前虽有各式各样的除雪机，但均只适合清除松软状态的雪，而不能除冰，因此在使用上受到了限制。另外，现有的除霄机结构比较复杂，而且造价比较高，因此未能得到普遍应用。目前仍然主要依靠人力清除路面上的冰雪，这样不仅效率低，劳动强度大，而且不能将路面上的冰雪清除干净，并影响交通。并且在使用的过程中很多都不能根据实际的工作环境进行调整，以更加高效率的完成作业。本实用新型的目的是，提供一种不仅能将路面上的冰雪清除干净，而且具有设计合理、结构简单、工作效率高、使用方便、性能好、不破坏路面、坚固耐用、价格低廉的路面除冰机，以取代替繁重的体力劳动，确

10、保冬季交通运物的安全和行人的方便。2 本设计方案的总体概述2.1结构的总体设计的任务及重要性结构的总体设计的任务是将原理方案设计结构化，即把一维或者二维的原理方案图转化为三维的可制造的形体过程，也可以说是从为了完成总系统功能而进行的初步总体布置开始到最佳装配图（结构设计）的最终完善及审核通过为止。结构总体设计工作包括两个方面，即“质”的设计和“量”的设计。所谓“质”的设计是指“定形”设计，有系统的定形和零部件的定形。这部分工作对产品的质量有决定性意义。“量”的设计则是指选择材料，确定尺寸和零部件进一步详细设计等，此部分设计所涉及到的知识在机械设计、材料力学等教材中已学过。由此看来，结构的总体设

11、计阶段的工作量是相当大的，同时它的工作质量对满足功能要求，保证产品质量和可靠性，降低产品的成本等都起者十分重要的作用2.2机构的总体设计原则机械系统总体设计是产品设计的关键,它对产品的技术性能,经济指标和外观造型均具有决定性的意义。明确，简单，安全可靠是结构总体设计阶段必须遵守的三项基本原则。由于这三项基本原则的共同目标都是为了保证实现总系统（产品）的预期功能，降低成本及保障人和环境安全的，所以，在整个设计阶段应将这三项基本原则贯彻到底。(1)明确原则这里主要包括以下三个方面：功能明确 所选择的结构应能明确无误地、可靠地实现预期的功能。对于可实现的功能来说，要做到既不疏漏又不冗余。工作情况明确

12、 被设计的产品(系统）所处的工作状况必须明确。因为结构和零部件的材料、形状、尺寸、磨损及腐蚀是根据其工况来确定。若设计时缺少准确的使用工况说明，且不得不做出一些假设的话，应随时检查有关假设的正确性。结构的工作原理明确 设计结构时所依据的工作原理必须明确，从而才能可靠地实现所预期的功能要求。(2)简单原则简单原则是指要在满足总功能的前提下，尽量使整机、部件、零件的结构简单，且数目少；同时还要要求操作与监控简便；制造与测量容易、快速、准确；安装与调试简易而快捷。亦就是说这里所指的“简单”，同时具有简化、简便、简明、简易、减少等多重含义。(3)安全可靠原则一个系统(产品)的安全可靠性主要指：构件的可

13、靠性 在规定的外载荷下，在规定的时间内，构件不发生断裂、过度变形、过度磨损且不丧失稳定性。功能的可靠性 主要是指总系统的可靠性，即保证在规定条件下能实现总系统的总功能。工作安全性 主要指对操作者的防护，保证人的安全。环境安全性 不造成不允许的环境污染，同时也要保证整个系统(产品)对环境的适应性2.3机构的总体布置设计基本要求(1)功能合理即总布置设计应适应于功能表达，无论在整体上还是在局部上都不应采用不利于功能目标的布局方案。(2)结构紧凑、层次清晰、比例协调这一方面应尽可能使总系统简单并充分利用机械系统的内部空间，如把电动机、传动部件等安装在支撑大件的内部；另一方面有利于良好的造型，美观大方

14、。(3)充分考虑产品的系列化及发展总体布置时还应对系列设计、变形设计给予考虑；对于单机的布置还应考虑组成生产线和实现自动化的可能性。2.4 本设计方案简述本实用新型的技术解决方案是，为了达到清除冰雪的目的，如图2.1所示，能够清楚的看到该设计方案的结构特。图2.1 除冰机整体结构示意图1-发动机 2-减速机 3-万向节 4-传动轴 5-弹簧拉杆 6-上支撑弹簧 8-轴承座 9-固定偏心激震锤 10活动偏心激震锤 11-轴 12-扭力弹簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撑弹簧 17-破冰铲 18-除冰铲 19-弹簧 20-支杆 21-震动架 22-吊耳 23-支柱24-轴 25-

15、车轴 26-车轮 27-车底盘 28-联结轴 29-挂钩在车体的车底盘27上设有发动机1和通过联轴器28与发动机连接的减速机2及通过万向节3和传动轴4与减速机2连接的位于车底盘前27方的破冰机构，并在车底盘11前端的下部设有除冰机构。为了达到既能破碎路面冰雪，又不破坏路面的目的，其破冰机构采用振动式，该破冰机构可由固设在车底盘上的支柱23，与支柱23对接的位于车底盘前方的振动架21，设在振动架21上部的前后对称的设有轴的轴承座8，设在轴上的两个通过凸凹面结合的固定偏心激震锤9和活动偏心激震锤10，套在轴上的一端固设在轴上，另一端固设在活动偏心激震锤10上的扭力弹赞12。设在摄动架27自由端下部

16、的破冰铲17和固设在车底盘11上并插在振动架27插孔内的弹簧拉杆及套在弹簧拉杆5上的位于振动架上、下的支承弹簧6,16所构成。震动架通过固定偏心激震锤9和活动偏心激震锤10旋转时所产生的旋转惯量产生震动，从而劳动破冰铲17使将路面上的冰雪层击碎，同时通过震动产生横向摆动带动破冰铲使破碎的冰雪与路面剥离。破冰铲最好制作成星横向交错形。除冰机构是由通过两侧支杆20绞接在车底盘27两侧下部的除冰板18和连接在车底盘27和除冰板18上的弹簧19所构成。为了提高除冰雪的效果，在本体上设有可调整车底盘27倾斜角度的调整机构，通过调整车底盘的倾斜角度和发动机1的转速来控制破冰铲的最佳工作状态。车体是由设在车

17、底盘一端的挂钩29挂在动力机械上。从而实现推动除冰机构进行工作。为了防止机核运转时伤人在车底盘上设有防护罩。本实用新型与已有技术比较，由于在车体的车底盘上设有了由发动机、减速机、振动式破冰机构，膝冰机构及可调整车底盘倾斜角度的调整机构构成的路面除冰机，因此其具有设计合理、结构筒单、工作效率高、使用方便、性能好、不拐坏路面。坚固耐用、价格底廉等优点。3 电机类型及选择3.1 电机类型和结构形式电动机类型和结构要根据电源（交流或直流）、工作条件（温度、环境、空间尺寸等）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。 没有特殊要求时均应选用交流电动机，其中以三相鼠笼式异步电动机用的最多。Y系列

18、电动机为我国推广采用的新设计产品，适用与不易燃、不易爆、无腐蚀气体的场合，以及要求具有较好启动性能的机械。3.2 选择电动机的容量及转速参考同类机械产品，选取电动机转速970r/min，功率11KW,查手册确定电动机型号为Y160L-6，伸出部分轴直径为40mm。4 联轴器的选择 4.1 类型的选择为了隔离震动与冲击，选择用弹性套柱销联轴器。 4.2 载荷计算 公称转矩 T=9.55*106 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*103 N.mm 由表查得KA =2.3 故计算转矩为 Tca = KA T=2.3*108.3*103 =249.1*103 4.3 选择型

19、号 从GB 432384中查得TL6型弹性套柱销联轴器的许用转矩为250N.mm，许用最大转矩为3800 r/min，轴径为3242 mm之间，故适用。 5 减速机的设计计算 5.1 齿轮轴（输入轴）的设计 电机通过传动轴和联轴器将动力传递给减速器的齿轮轴，带动其他齿轮的转动。 1、求出主轴上的功率P和转矩T功率从电机到主轴经过带传动，根据文献4传递效率=0.99 P=P=110.99=10.89kW T=9550000=955000010.89/97010665 N.mm2、 联轴器作用在轴上的力F=406.86N，F=458.52N3、初步确定轴的最小直径先按公式初步估算轴的最小直径，选取

20、轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取A=112，于是得d= A=112=25.08mm4、轴的结构设计（1）拟定装配方案 如图（图5.1）图5.1 输入轴结构示意图（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度l 这是二级减速器输入轴，受力很大，震动很小，可以不计端部的力，并且考虑到a端连接有联轴器，故d=40mm，L=100mm。l 初步选择滚动轴承 因轴承主要受径向载荷，轴向载荷很小，因此选用深沟球轴承，参照工作要求并根据d=40mm 选轴承6009，其尺寸为4510018，则d=45mm，L=46mm。l 取安装齿轮1处的轴段c-d的直径d=50mm，带轮的左端与左轴承之间采用

21、套筒定位，已知齿轮宽为34mm，为了使套筒端面可靠的压紧齿轮，此轴段应略短于轮宽，故取L=30mm，带轮的右端采用轴肩定位，轴肩的高度h0.07d；取h=1mm，则轴环出的直径d=52mm，轴环处的宽度b1.4h，取L=12mm，同样道理，d=45mm，L=50mm。至此，已初步确定了轴的各直径和长度。l 轴上零件的周向定位 带轮与轴的周向定位均采用平键联接。按d查机械手册得平键截面 bh=2012（GB/T1095-1979），键槽用键槽铣刀加工，长为25mm（标准键长见GB/T1096-1979），同时为了保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选带轮与轴的配合为H7/h6；同样另一端轴与带轮联

22、接选平键201225，配合为H7/h6；滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。（3）确定轴上圆角为245，各轴肩处的圆角半径见图。5、按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即该轴的截面C）的强度；根据式（15-5）及上述数据，并取=0.6，轴的计算应力=MPa0.99MPa前面已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得=60MPa，因此故安全。5.2 齿轮轴（中间轴）的设计 根据该除冰机每小时要行程1060km，除冰厚度60mm。所以要求该除冰机构每分钟震动约120次，即该传动轴的转速是120r/min。所以该

23、减速器承担的传动比为i=970/120=8.08,分配给这个减速器高速级的传动比i1 =2.5，低速级传动比i2 =i/ i1 =8.08/2.5=3.23。该齿轮轴的结构设计如图5-2所示，计算过程与轴相同，在此就不详细列出。图5.2 中间轴结构示意图5.3 齿轮轴（输出轴）的设计 低速级的传动比i2 =3.23，所以根据相关的参数设计出该轴的相关结构参见减速机装配图。 5.4 高速级齿轮组的设计 按接触强度设计由设计计算公式d2.32确定公式内的各计算数值 试选载荷系数=1.3 计算小齿轮传递的转距T=95.5*100000*P/n=95.5*100000*11/970=108298N*m

24、m 由下表 表5.1 齿宽系数表装置状况两支撑相对小齿轮作对称布置两支撑相对小齿轮作不对称布置小齿轮作悬臂布置0.91.4(1.21.9)0.71.15(1.11.65)0.40.6选取齿宽系数=1 由下表表5.2 材料弹性影响系数表 弹性模量 E/MPa齿轮材料配对齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑料11.8*1017.3*1020.2*1020.6*100.785*10锻钢162.0181.4188.9189.856.4铸钢161.4180.5188.0球墨铸铁156.6173.9灰铸铁143.7查得材料的弹性影响系数Z=189.8 MPa根据文献4中图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的

25、接触疲劳强度极限=600 MPa, 小齿轮的接触疲劳强度极限=550 MPa.由式N=60njL计算应力循环次数(假设该对齿轮使用寿命15年)N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) = 4.191*109N2=4.191*109 /2.5=1.676*109根据文献4中图10-19查得接触疲劳寿命系数K=0.90; K=0.95.计算接触疲劳许用应力根据具体的工作情况在文献4中查得到失效概率为1%,安全系数S=1,由式=得.=0.9*600 MPa=540 MPa=0.95*550 MPa=522.5 MPa计算 试计算小齿轮的分度圆直径d,带入中较小的值d2.32=

26、63.17mm 计算圆周速度vv=m/s=3.16m/s 计算齿宽bb=1*63.17mm=63.17mm 计算齿宽与齿高之比b/h模数 m=d=63.17/24=2.63齿高 h=2.25 *m=2.25*2.63=5.92mm b/h=63.17/5.92=10.67 计算载荷系数根据v=3.16m/s,7级精度, 由根据文献4中图10-8查得动载系数K=1.1;直齿轮,假设KF/b100N/mm.由机械设计教材中表10-3查得K=K=1;由机械设计教材表10-2查得使用系数Ka=1.00根据文献4表10-4查得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,K=1.12+0.18(1+0.6 )+

27、0.23*0.001b将数据代入后得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, 根据文献4图10-13得K=1.31;故载荷系数K=KK K K=1*1.1*1*1.423=1.565 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径, 根据文献4式10-10a得d1=d=63.17*mm=67.2mm 计算模数mm=d1/z1=67.2/24=2.8mm按齿根弯曲强度设计根据文献4中10-5得弯曲强度的设计公式m确定公式中的各计算数值 根据文献4中10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa；大齿轮的弯曲疲

28、劳强度极限=380MPa； 由文献4中图10-18查得弯曲疲劳寿命系数=0.86，=0.88； 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由机械设计教材式10-12得=307.14MPa=238.86MPa 计算载荷系数KK=KKKK=1*1.1*1*1.31=1.441 查取齿形系数 根据文献4中10-5查得=2.67，=2.239； 查取应力校正系数根据文献4中10-5查得=1.54，=1.715； 计算大,小齿轮的并加以比较=2.67*1.54/307.14=0.01338=2.239*1.715=0.016大齿轮的数值大。设计计算mmm=2.054mm对比计算结果，由齿面接触疲

29、劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅仅与齿轮的直径有关，可取由弯曲强度算得的模数2.05并就近圆整为标准值m=2.5,按接触强度算得的分度圆直径d1=63.2mm,算出小齿轮齿数z=25.28，取整数位z1=26,大齿轮齿数z=u* z=2.5*26=65；几何尺寸计算计算分度圆直径d= z*m=26*2.5=65mm,d= z*m=65*2.5=162.5mm计算中心距a=( d+ d)/2=(65+162.5)/2=113.75mm计算齿轮宽度b=1*65mm=65mm取B=65m

30、m，B=63mm；（四） 验算F=N=3332N验算合格。5.5 低速级齿轮组的设计同样可以用以上的设计方法可以设计低速级齿轮组，通过上面的计算得低速级的传动比为i2 =3.23。按接触强度设计由设计计算公式d2.32确定公式内的各计算数值 试选载荷系数=1.3 计算小齿轮传递的转距，取传递效率为2=0.99T=95.5*100000*P*2/n=95.5*100000*11*0.99*2.5/970=2.68*105N*mm 从上表5.1选取齿宽系数=1由上表5.2查得材料的弹性影响系数Z=189.8 MPa根据文献4中图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600 MPa,

31、小齿轮的接触疲劳强度极限=550 MPa.由式N=60njL计算应力循环次数(假设该对齿轮使用寿命15年)N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) /2.5= 1.676*109N2=1.676*109 /2.5=5.19*108 根据文献4中图10-19查得接触疲劳寿命系数K=0.90; K=0.95.计算接触疲劳许用应力失效概率为1%,安全系数S=1,由式=得.=0.9*600 MPa=540 MPa=0.95*550 MPa=522.5 MPa计算试计算小齿轮的分度圆直径d,带入中较小的值d2.32=71.54mm计算圆周速度vv=m/s=1.453m/s计算齿宽

32、bb=1*71.54mm=71.54mm计算齿宽与齿高之比b/h模数 m=d3t /z3=71.54/22=3.25齿高 h=2.25 *m=2.25*3.25=7.31mm b/h=71.54/7.31=9.7911计算载荷系数根据v=1.453m/s,7级精度, 由文献4中图10-8查得动载系数K=1.12;直齿轮,假设KF/b100N/mm.由文献4中表10-3查得K=K=1;由文献4中表10-2查得使用系数Ka=1.00由文献4中表10-4查得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,K=1.12+0.18(1+0.6 )+0.23*0.001b将数据代入后得K=1.12+0.18(1+0

33、.6*1)1+0.23*0.001*70.97=1.423由b/h=9.79, K=1.41, 由文献4中图10-13得K=1.32;故载荷系数K=KK K K=1*1.12*1*1.41=1.579按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由文献4中10-10a得d1=d=71.54*mm=76.33mm计算模数mm=d3t/z3=76.33/22=3.47mm按齿根弯曲强度设计由文献4中10-5得弯曲强度的设计公式m确定公式中的各计算数值由文献4中图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380MPa；由文献4中图10-18查得弯曲疲劳寿命系数=0.

34、86，=0.88；计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由文献4中式10-12得=307.14MPa=238.86MPa计算载荷系数KK=KKKK=1*1.1*1*1.32=1.452查取齿形系数 由文献4中10-5查得=2.67，=2.239；查取应力校正系数由文献4中10-5查得=1.54，=1.715；计算大,小齿轮的并加以比较=2.67*1.54/307.14=0.01338=2.239*1.715/238.86=0.016大齿轮的数值大。设计计算mmm=2.95mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于

35、弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅仅与齿轮的直径有关，可取由弯曲强度算得的模数2.95并就近圆整为标准值m=3.0,按接触强度算得的分度圆直径d1=76.33mm,算出小齿轮齿数z=25.44，取整数位z1=26,大齿轮齿数z=u* z=3.23*26=89.98，取整为z=90。几何尺寸计算计算分度圆直径d= z*m=26*3.23=90mm,d= z*m=90*3.23=290.7mm计算中心距a=( d+ d)/2=(90+290.7)/2=190.35mm计算齿轮宽度b=1*90mm=90mm取B=90mm，B=85mm； 验算F=N=5955.6N验算合

36、格。6 弹簧的设计计算1 选择材料并确定其许用弯曲应力根据弹簧的工作情况，属于类弹簧。现在选用碳素弹簧钢丝B级制造，由表得b =0.5B 估取弹簧钢丝直径为8mm，B =1320Mpa所以 b =0.5*1320=660Mpa2，选择旋绕比C并计算曲度系数K1 选取C=6，则 K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.153，根据强度条件试算弹簧钢丝直径 d=4.95mm原值d=8mm可用，不需重算。4，计算弹簧的基本几何参D=Cd=6*8mm=48mmD2 =D+d=48mm+8mm=54mmD1=D-d=48-8mm=40mm取间距=0.5mmP=d+=8+0.5=8.5mm=arctan（

37、p/）=3.7。5，按刚度条件计算弹簧的工作圈数从表中查得E=200000MPaI=/64=200.96mm4 n=EI/180TD=27.15(圈)6，计算弹簧的扭弯刚度 kT =EI/180Dn=98.9.mm/（。）7，计算和 =/ kT=70.85 =-=20.858 计算自由度的高度H H=n（d+）+Hh =11.5*（5+0.5）mm+40mm=103.259 计算弹簧丝展开的长度L 取Lh=Hh=40mm则有L=Dn+Lh =3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm7 传动轴的设计 传动轴是将动力从减速机传递给震动架和激震锤的传动机构，在设计的过程中要使其能够满

38、足弯曲强度的要求。该传动轴在设计的时候设计其转速为120r/min。考虑到该传动轴只是将转速传递给激震锤，使其由转动产生震动，从而迫使震动架上下震动，从而使破冰机能够破冰。所以在弯曲强度不大，一般强度都可以适应。根据传动轴工作的环境和受力情况，故选择45号刚即可满足要求，其结构和尺寸大小见图7.1。 图7.1 转动轴结构图8 固定偏心激震锤和活动偏心激震锤固定偏心激震锤和活动偏心激震锤是通过传动轴的转动，来带动击震锤转动，由于它们的重心不在中心位置，所以产生上下跳动，通过弹簧传递给震动架使其上下有规律的跳动，从而迫使破冰铲震碎冰层，达到破冰的目的。其材料选择铸铁即可满足工作要求，其形状和结构可

39、以参见8.1图。图8.1 激震锤结构示意图9 破冰铲和除冰铲的设计1，破冰铲的设计 由于破冰板承载的冲击压力比较大，所以在选择材料的时候选用45#钢，这样也可以避免其生锈而带来的其他问题。在安装的时候并排安装6个同样的破冰板，每2个呈90度的夹角。通过计算6个并排的破冰板的横向宽度有1.4m。这样正好满足要求，如果遇到比较宽的路面可以采用来回的方式除去路面的冰雪。其形状和结构可以参见图。2，除冰铲的设计 除冰板是紧随破冰板后的除冰装置，在左右两旁都装有，它的作用是将已经破碎的冰层及时的清除到道路的两旁。 根据路面结冰厚度，可以在它上面分别安装一个弹簧，这样就可以调整除冰板距离地面的高度。其高度范围是10mm-100mm，同样可以满足要求。 结束语本次设计中，我们的主要任务是路面除冰机传动机构的设计。在张良斌老师的带领下，我圆满的完成了任务，而且还学到了很多额外的知识。在专业上，我认识了很多的新机构，复习了很多计算说明的步骤和方法。在设计过程中，我掌握了振动机构的工作原理及其运动规律，更重要的是学习了用现有的机构去实现一种功能的方法。在业余上，我懂得了怎样对知识进行创新、开拓。也使我们认识到了做事要以严谨、认真的态度去对待。同时，