李隆迎小型扫雪机结构设计.docx

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李隆迎小型扫雪机结构设计

毕业设计说明书

题目：

小型扫雪机的结构设计

院（部）：

机电工程学院

专业：

机械工程及自动化

班级：

机械115

姓名：

李隆迎

学号：

2011071258

指导教师：

马爱梅

完成日期：

2015年6月15日

目录Ⅰ

摘要1

ABSTRACT2

1绪论3

1.1选题的背景和意义3

1.2课题关键技术以及除雪主要方式4

1.2.1课题关键技术4

1.2.2除雪作业以及其主要方式4

1.3国内外研究现状6

1.3.1国外研究现状6

1.3.2国内研究现状7

1.4小型扫雪机的分类8

2小型扫雪机的方案论证10

2.1总体方案的组合及比较10

2.2小型扫雪车工作原理简述11

2.2.1基本结构11

2.2.2工作原理11

2.3具体方案确定12

2.3.1车体设计12

2.3.2原动机设计12

2.3.3传动系统设计14

2.3.4集雪装置设计15

2.3.5抛雪装置设计16

3设计计算及校核17

3.1传动装置的总传动比的计算和分配17

3.2传动装置的运动和动力参数17

3.3锥齿轮传动计算19

3.4蜗杆蜗轮传动计算21

3.5轴的校核24

3.6轴承选择和润滑方式的选择25

4结构设计及三维造型27

4.1三维软件ug简介27

4.1小型扫雪车的整体造型27

4.2工作部分的造型28

4.3行走部分的造型28

5结论29

5.1设计完成情况29

5.2结论29

致谢30

参考文献31

摘要

除雪机是冬季清雪的主要设备之一，在中国北方的多数地区逐步开始推广使用。

但是目前的设备大部分为价格高、外形大、功能单一的吹雪车、推雪车等。

所以研发小巧轻便、操作简单、价格便宜，适用于个人家庭、工作单位、学校、机场、停车场、小区、公园、中小型街道等场所的小型扫雪设备具有广阔的发展前景。

本文主要叙述了国内外的除雪方法和除雪设备的结构特点，对除雪方法和除雪设备进行了分类和总结，为小型扫雪机的结构设计提供了一个总体思路。

针对小型扫雪机的结构特点，对于整体方案、零部件系统进行分析设计，重点是对集雪装置以及抛雪装置的分析与设计，例如螺旋式扫雪齿、抛雪叶轮、支撑机构、传动机构以及各零部件之间的联接、固定等进行的设计。

通过计算校核，选择了合适的汽油机并采用蜗轮蜗杆减速，采用链传动以及锥齿轮、直齿轮来传动，最后经过尺寸计算、三维造型完成二维工程图的绘制。

关键词：

冬季清雪；小型扫雪机；螺旋式扫雪齿；抛雪叶轮；蜗轮蜗杆传动减速

ABSTRACT

Inadditiontothesnowmachineisthemainequipmentofwintersnow,themajorityofthenorthofChinagraduallybegantopromotetheuseof.Butatpresentmostoftheequipmentforthehighprice,theappearanceoflarge,singlefunction,snowdriftplowsetc..Sothedevelopmentofcompactandlightweight,simpleoperation,cheap,applicabletoindividualfamilies,workunits,schools,airports,parking,District,park,inthesmallstreetsplacessmallsnowfightingequipmenthasbroadprospectsfordevelopment.

Isdescribedinthispaperathomeandabroadofsnowremovalmethodandinadditiontosnowequipmentstructurecharacteristics,inadditiontosnowandsnowremovalequipmentwereclassifiedandsummarized,forthestructuraldesignofasmallsnowblowerprovidesageneralidea.Forsmallsnowblowerstructurecharacteristics,forthewholeschemeandsystemcomponentsforanalysisanddesign,thefocusisonsetsnowdeviceandtheanalysisanddesignofasnowthrowingdevice,suchasspiralsnowtooth,throwingsnowimpeller,supportingmechanism,transmissionmechanismandallkindsofpartsbetweentheconnectionandfixationofthedesign.Throughcalculation,selecttheappropriategasolineengineandthewormandwormgeardeceleration,thetransmissionchainandbevelgear,straightgearstodrive,afterthefinalsizecalculationand3Dmodelingofthecompletetwo-dimensionalengineeringgraphicsrendering.

Keywords:

wintersnow;smallsnowplough;spiralsnowsnowthrowingtooth;impeller;wormgearreducer

1绪论

1.1选题背景和意义

目前，世界各个国家清除冰雪的方法中，应用最广泛的是溶解法和机械法。

溶解法主要是依靠热的作用或撒化学药剂来使冰雪融化,其优点是除净率高，但是缺点是成本很高,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，机械法便是采用除雪设备进行除雪，有推雪机，扫雪机，吹雪机等等，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。

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，即人工作业和简易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。

我国北方地区冬季气候寒冷，下雪后容易造成路面积雪，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。

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。

对交通造成不便，不利于人们出行与工作，并且清晨路面容易结冰，经常出现各种交通事故，严重威胁人的生命安全，对此我们的环卫工不得不冒着严寒进行公路清扫工作，但是往往会对过往的路人造成不便，并且清扫效率不够高，尤其是一些小区、工厂、公园等场所，人工清扫往往不能及时将积雪清理干净，容易出现意外事故，对行人造成一定影响，还可能对工厂造成一定的经济损失。

所以我们准备设计一款小型的扫雪机，来代替人工清扫，提高清理效率，及时将积雪清理，避免造成交通事故，给行人带来方便，为老人小孩打造安全的出行环境，给环卫部门减轻压力。

1.2课题的关键技术及除雪主要方式

1.2.1课题的关键技术

在小型扫雪机的整体设计过程中，总体方案的制定是本次毕业设计的重点与难点。

由于小型扫雪机是一个整体设备，在本次设计中我们缺乏相关的设计资料，在设计的整个过程中缺乏一个系统的设计理念，例如在具体设计中，针对传动方式的选择、紧固，以及扫雪、集雪、抛雪三大装置的确定和设计过程中的内部零件的结构、尺寸以及需要的设计公式和计算方法等问题，最后还有绘制总体结构图以及整理相关技术资料都是本次毕业设计的难点和重点。

1.2.2除雪作业及目前主要方式

除雪其实是人们面对自然现象的一种普通的人为活动，就是在下雪之后，人们将影响其正常生活的积雪进行清理的过程。

下雪，虽然改善了空气，给庄稼带来水分，净化了生活环境，但是积雪却给人们的出行带来极大的不便，严重影响人们正常的出行甚至生活。

积雪按照状态可分成三类：

（1）松散的雪，即降雪不久未经人员和车辆碾压的雪，这种雪比较松散；，体积较大，有较好的流动性；

（2）压实的雪，即降雪之后经人员和车辆碾压形成的冰与雪的混合物，软硬不同，不易清理；

（3）冰层，即积雪后因阳光暴晒或人员车辆碾压融化成水后又冻结成冰，冰层中除了水分之外还有大量尘土和泥沙，质地坚硬，连接在地面，清理难度非常大。

为了减少积雪造成的诸多不利影响，人们做了不懈的努力，目前的除雪方法基本可分为三大类：

第一类是最原始的方法---人工除雪法。

用通过锹和扫把等工具清理积雪，这种方法不仅浪费了较大的人力和物力，而且初雪的效率较低，往往不能及时将积雪及时清除，同时人工除雪相对比较落后，容易造成交通拥堵，对交通造成极大的压力，给环境部门带来很大的问题。

以下便是人工除雪图：

图1.1人工除雪

第二类是融解除雪法。

目前比较普遍的是撒融雪剂使积雪溶化成水，以达到除雪的目的。

融雪剂原料如下:

海水与石灰石生产碱的副产品氯化钙，主要成分为氯化镁的卤粉。

尽管目前国内外出现了许多所谓新型“环保”融雪剂，但基本都是碱金属盐的模式，使用融雪剂除雪不仅耗费大量人力物力、价格昂贵，影响城市形象，并且对城市道路、桥梁设施、汽车的轮胎和底盘均造成腐蚀破坏，而且会引起土壤板结，对来年绿化植物生长和水质危害都极大，所以是不可取的。

图1.2融解除雪

热熔法是用加热融雪方法。

火焰，电加热等方法除雪技术的研究仅见于数据；一个退休的喷气发动机在机场除雪设备使用，强大的发动机的热流量直接蒸发的雪能迅速清除积雪。

这种方法只适合某些特殊场合。

图1.3热融解除雪

第三类为机械除雪法。

利用机械设备将路面积雪与路面分离并移送出路面的方法，它应用范围广泛，效率高。

图1.4机械除雪

随着科技的不断进步，人们研发出各种不同的除雪方式，各种不同的小型除雪机相继问世，除雪是一项比较基础的工作，越来越引起人们的重视。

1.3国内外研究现状

1.3.1国外研究现状

高纬度国家除雪机械技术起步较早，经过几十年的发展已经非常成熟。

根据不同的道路条件和气候条件，可以选择不同类型的设备，使用高效，可靠，先进的“即时雪”。

多功能除雪机械国际知名厂商包括德国施密特（施密特），瑞士boschung波男，美国豪士卡（Oshkosh）和雪NERA