買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 目 錄 第 1章 緒論 1 的、意義、國(guó)內(nèi)外概況 1 次設(shè)計(jì)的來(lái)源 1 次設(shè)計(jì)研究目的 1 次設(shè)計(jì)研究的意義 1 關(guān)清雪機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況 2 設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 4 設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線 5 刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)的整體方案構(gòu)想 5 構(gòu)原理和計(jì)算要點(diǎn) 5 課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有條件 6 究的主要內(nèi)容和方法 6 體方案 6 壓滾型式和結(jié)構(gòu) 6 齒排列方式及刀刃幾何參數(shù) 6 主要零件的校核驗(yàn)算 6 第 2 章 路面冰雪清除機(jī)機(jī)理研究 8 雪的物理機(jī)械性質(zhì) 8 面冰雪清除機(jī)基本方案、原理 9 機(jī)分析及裝置重量的確定 13 13 14 第 3章 碾壓滾結(jié)構(gòu)及參數(shù) 15 壓滾結(jié)構(gòu)形式 15 壓滾參數(shù) 15 作阻力的計(jì)算 15 第 4 章 齒刀的研究 17 刀在碾壓滾上的排列數(shù)量間 距 17 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 刀幾何參數(shù) 17 削力計(jì)算 18 第 5章 主要零件校核計(jì)算 19 軸承的校核計(jì)算 19 量動(dòng)載荷的校核 19 動(dòng)軸承壽命的計(jì)算 30 刀強(qiáng)度的校核分析 21 軸的校核計(jì)算 26 的校核計(jì)算 29 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 30 彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 30 第 6章 電器系統(tǒng) 33 源電路 33 動(dòng)系統(tǒng) 33 明和信號(hào)系統(tǒng) 33 表系統(tǒng) 33 熱器 34 第 7章 電算部分 35 第 8章 結(jié) 論 43 致謝 45 參考文獻(xiàn) 46 第 1 章 緒 論 次設(shè)計(jì)來(lái)源、目的、意義、國(guó)內(nèi)外概況 次設(shè)計(jì)的來(lái)源 本課題屬于吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院科研項(xiàng)目（國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目 200386”）。是根據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)的最新形勢(shì)和市場(chǎng)需求而確定的研究課題。對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)和生活有很大的實(shí)際意義。是隸屬于國(guó)家攻關(guān)課買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 題 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 次設(shè)計(jì)研究目的 中國(guó)北方大部分地區(qū) ,每年有 3 5個(gè)月的降雪 期 ,道路積雪給交通運(yùn)輸及人民日常生活帶來(lái)許多困難 ,有時(shí)甚至阻斷交通。近幾年來(lái)高等級(jí)公路里程不斷增加 ,及時(shí)有效地清除路面積雪已成為亟待解決、刻不容緩的問(wèn)題 ,這對(duì)于提高車輛的運(yùn)輸效率、避免重大交通事故的發(fā)生 ,具有很大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前 ,國(guó)內(nèi)除雪作業(yè)多由人工或其它代用機(jī)械完成 ,其勞動(dòng)強(qiáng)度大 ,作業(yè)效率低。進(jìn)口外國(guó)先進(jìn)的除雪設(shè)備 ,造價(jià)高且不適合中國(guó)國(guó)情 ;而用其它的代用機(jī)械如平地機(jī)進(jìn)行除雪作業(yè) ,則又浪費(fèi)實(shí)用設(shè)備且對(duì)路面具有破壞性。所以 ,盡快開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)國(guó)情的低成本、高效率、且宜大面積推廣應(yīng)用的除雪設(shè)備 ,是一項(xiàng)艱巨而 緊迫的任務(wù)。 次設(shè)計(jì)研究的意義 我國(guó)北方大部分地區(qū) ,每年有很長(zhǎng)的降雪期 ,道路積雪給交通運(yùn)輸及人民日常生活帶來(lái)許多不便。尤其凍結(jié)在道路上的積雪與薄冰 ,采用傳統(tǒng)除雪機(jī)用推刮的辦法無(wú)法清除 ,為此不得不耗費(fèi)大量人力物力進(jìn)行人工鏟除。采用機(jī)械方法清除是一項(xiàng)急需解決的難題。就目前國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械來(lái)看 ,大多數(shù)功能單一 ,或只能清除積雪、或只能破除積冰 1。國(guó)外的除雪機(jī)功能較全 ,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,造價(jià)昂貴 ,且大多不適合國(guó)內(nèi)的道路狀況。因此開(kāi)發(fā)研制適合我國(guó)道路情況的集破冰除雪于一機(jī)的設(shè)備 ,具有十分重大的意義。國(guó)外的除雪 機(jī)功能較全 ,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,造價(jià)昂貴 ,且大多不適合國(guó)內(nèi)的道路狀況。因此開(kāi)發(fā)研制適合我國(guó)道路情況的集破冰除雪于一機(jī)的設(shè)備 ,同樣具有十分重大的意義。 關(guān)清雪機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 (1) 有關(guān)清雪機(jī)國(guó)內(nèi)外研究概況 目前，世界各個(gè)國(guó)家除冰雪的方法中，應(yīng)用最普遍的是溶解法和機(jī)械。溶解法是依靠熱作用或撒部化學(xué)藥劑使冰雪融化。其優(yōu)點(diǎn)是除凈率高，但是它的成本很高。而且容易造成環(huán)境污染。雖然環(huán)保型融雪藥劑已經(jīng)問(wèn)世，對(duì)環(huán)境和植被的影響減少了，但是并未徹底根除。因此使用范圍受到一定限制。 機(jī)械法是通過(guò)機(jī)械作用直接作用解 除冰雪危害。雖然除凈率較低，但是對(duì)環(huán)境和植被無(wú)任何影響。能實(shí)現(xiàn)冰雪的異地轉(zhuǎn)移。應(yīng)用范圍比較廣。因此，筆者認(rèn)為：清除冰雪必須以機(jī)械法為主，以溶解法為輔助，才能達(dá)到快速和環(huán)保的除雪效果。 我國(guó)對(duì)除雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)都比較晚，因此還處于起步階段。目前，我國(guó)的城市道路和公路冬季除雪大部分仍沿用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式，即人工作業(yè)和小型的除雪機(jī)械相結(jié)合的方式。高速公路和一級(jí)公路開(kāi)始使用大型專用除雪機(jī)械，進(jìn)行冬季養(yǎng)護(hù)。但是，除雪機(jī)械在數(shù)量和品種規(guī)格上還很少，所以除雪設(shè)備大部分依賴進(jìn)口。機(jī)械化程度和總體水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。只是 最近幾年國(guó)內(nèi)的廠家才參照國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)研制了適合我國(guó)國(guó)情的除雪機(jī)械。 綜觀國(guó)內(nèi)外的除雪機(jī)械，其類型總的來(lái)說(shuō)有三種類型： 1) 犁式除雪機(jī) 犁式除雪機(jī)的工作裝置一般安裝在主機(jī)的前端，是所有除雪機(jī)中應(yīng)用最為廣泛、起源最早的除雪設(shè)備。主要使用于未被壓實(shí)的新降集雪，其厚度為 300板有整體式和分段式，有 型犁之分。其特點(diǎn)是：多數(shù)采用了雙搖桿機(jī)構(gòu)，避讓效果明顯，越障高度較大，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以在硬質(zhì)雪區(qū)工作。有的還增加了滑靴和滾輪等裝置，用來(lái)減少或消除鏟刃對(duì)地面的作用力，保護(hù)了地面，減少了刀刃的磨損 。 具體類型有： 單向犁 是結(jié)構(gòu)呈左右對(duì)稱，形成 變角度犁 復(fù)合犁 用兩翼結(jié)構(gòu)，中間垂直鉸鏈可以自由改變形狀，形成單向犁、 角度犁等犁形。 比較典型的產(chǎn)品有：徐州裝載機(jī)長(zhǎng)的專利產(chǎn)品 工、柳工和沈陽(yáng)山河等廠家生產(chǎn)的 于該類除雪機(jī)械擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、價(jià) 格低廉等特性，因此受到廣大用戶的認(rèn)可，得以廣泛的使用。 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 2) 旋切式除雪機(jī)械 旋切式除雪機(jī)械工作方式為自行式和懸掛式兩種。主要有離心式物料風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、拋雪筒、護(hù)板和螺旋型集雪器等部分組成。結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜。工作時(shí)借助主機(jī)或者專用底盤的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將集雪器聚攏的由風(fēng)道、拋雪筒拋出去。拋出距離和角度可以根據(jù)需要自己調(diào)整。在清除雪障時(shí)旋切式除雪機(jī)械有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是無(wú)法清除壓實(shí)的積雪。 具體類型有： 螺旋式 右旋向的葉片在軸線中部結(jié)合形成 側(cè)光滑，工作時(shí)軸鼓上的葉片刀刃切削破碎積雪，并將積雪集中送到中部 轉(zhuǎn)子式 子葉片可以完成切雪、扒雪和拋雪。 單螺旋轉(zhuǎn)子式 旋水平布置在轉(zhuǎn)子前，螺旋葉片作成左右旋向，當(dāng)螺旋周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，把兩邊的積雪送到中間，再由轉(zhuǎn)子拋出。 雙螺旋轉(zhuǎn)子式 平行地置于轉(zhuǎn)子前面。 立軸螺旋轉(zhuǎn)子式 旋葉片為左右旋向 ，工作時(shí)雪的移動(dòng)方向?yàn)樯舷逻\(yùn)動(dòng)。 主要機(jī)型有：哈爾濱開(kāi)達(dá)公司生產(chǎn)的拋雪式除雪機(jī)和吉林大學(xué)研制的 3) 掃滾式除雪機(jī)械 掃滾式除雪機(jī)械工作方式為自行式和懸掛式兩種。在主機(jī)或者專用底盤的動(dòng)力作用下，驅(qū)動(dòng)掃雪滾和掃雪盤做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，掃雪滾和掃雪盤上的柔性強(qiáng)力掃雪刷，將路面積雪卷起使之脫離地面，在高壓空氣的作用下吹向路邊。該式除雪機(jī)械主要適合于較薄的或者是犁式除雪機(jī)械工作后的殘留積雪。即使路面凸凹不平也可以獲得無(wú)殘雪的除雪效果。主要生產(chǎn)廠家有：哈爾濱開(kāi)達(dá)公司和哈爾濱重型機(jī)械廠等。 國(guó)內(nèi)的除雪機(jī) 械雖然有了很大的發(fā)展，但其總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)品品種及性能都還有很大差距。適應(yīng)不了我國(guó)高速公路的發(fā)展的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 技術(shù)水平低，除雪機(jī)械在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、零部件供應(yīng)和使用管理等方面都存在技術(shù)水平低的問(wèn)題。致使除雪機(jī)械可靠性差、故障多、壽命短。 功能單一。除雪機(jī)械具有明顯的季節(jié)性，如果功能單一，只能用做除雪買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 和除冰專用，那么，機(jī)械一年中大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài)，大增加了除雪的成本。加重了公路養(yǎng)護(hù)部門的負(fù)擔(dān)。 品種類型不全。與國(guó)外相比，現(xiàn)在有不少除冰雪機(jī)械在國(guó)內(nèi)還是一片空白 ?，F(xiàn)有的除冰雪機(jī)械無(wú)法滿足公路和大型機(jī)場(chǎng)的除冰雪的要求。 (2) 國(guó)內(nèi)外在這個(gè)方面的發(fā)展方向： 加強(qiáng)對(duì)雪質(zhì)、雪性的基礎(chǔ)研究。 為了提高除冰雪機(jī)械的設(shè)計(jì)水平，需要對(duì)冰雪的力學(xué)性質(zhì)和物理特性進(jìn)行深入研究。特別是對(duì)壓實(shí)冰雪的理論研究。據(jù)有關(guān)資料研究：東北地區(qū)壓實(shí)冰雪占總的除雪任務(wù)的 80%以上。 向一機(jī)多能和機(jī)電液一體化方向發(fā)展。 在現(xiàn)有的條件下，可以對(duì)汽車、拖拉機(jī)、裝載機(jī)和推土機(jī)等設(shè)備進(jìn)行改裝，冬季降雪時(shí)用來(lái)除冰雪作業(yè)，其余時(shí)間可用來(lái)進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)和其他作業(yè)?？梢蕴岣咴O(shè)備的利用率。采用機(jī)械、電子、液壓等技術(shù)提高 除雪機(jī)械的科技含量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 向大型、小型和高速方向發(fā)展。 我國(guó)的地理環(huán)境復(fù)雜，各個(gè)城市道路建設(shè)布局各異，冬季降雪情況不同，在除雪設(shè)備的選取上也不盡相同，因此要開(kāi)發(fā)出大型、小型的各種除冰雪機(jī)械，以滿足不同地區(qū)和工況的除冰雪要求。同時(shí)要開(kāi)發(fā)出效率高的機(jī)械，避免除雪作業(yè)造成路面交通擁擠。例如，東北有些城市規(guī)定：對(duì)于市區(qū)內(nèi)主干道，雪停止 24 加強(qiáng)行業(yè)間的技術(shù)交流與合作。走共同研發(fā)之路。 各個(gè)廠家根據(jù)自己的實(shí)際情況開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品各有優(yōu)缺點(diǎn)，為了加快除冰雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)企 業(yè)間的合作，集中財(cái)力、物力和人力走共同發(fā)展之路，實(shí)現(xiàn)除冰雪的機(jī)械化。 設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 在 采用斜刃式除雪裝置，使冰雪在破冰刀刃的作用下破碎。壓磙與 計(jì)出包括鏟及其連接機(jī)構(gòu)。畫(huà)出全部圖紙：裝配圖、部件圖、零件圖、總明細(xì)表。 設(shè)計(jì)時(shí)要保證相應(yīng)構(gòu)件的可靠性，所以要進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)分析、設(shè)計(jì)計(jì)算 、方針模擬等。并要求用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)重要部件進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件。 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，要 不僅溫習(xí)好大學(xué)四年所學(xué)的大不分的理論知識(shí)，還要培養(yǎng)工程實(shí)際應(yīng)用的能力，鍛煉實(shí)際的動(dòng)手和全局的駕御能力。對(duì)裝載機(jī)和除雪機(jī)械有更深的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)在此方面的設(shè)計(jì)能力。 設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容、研究方法及技術(shù)路線 刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)的整體方案構(gòu)想 斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)是針對(duì)我國(guó)道路情況設(shè)計(jì)的破冰清雪除雪設(shè)備。該設(shè)備主要起破冰作用的碾壓輥構(gòu)成。 該設(shè)備的主機(jī)架可與 設(shè)備碾壓輥固定在聯(lián)架臂上 ,聯(lián)架臂通過(guò)大臂與主機(jī)架鏟接。碾壓輥上裝有刀板 ,刀板上的刀條直接作用在 冰面上 ,利用自身的重力和空氣錘的振動(dòng)的沖擊力達(dá)到破冰目的。 構(gòu)原理和計(jì)算要點(diǎn)： 斜刃螺栓連接式厚冰雪磙壓除雪機(jī)是利用前部安裝的碾壓輥上裝有的刀板對(duì)雪進(jìn)行切削，利用自身的重力和空氣錘的振動(dòng)的沖擊力達(dá)到破冰目的。 (1) 刀齒分布結(jié)構(gòu)： 采用斜刃螺栓連接式，材料用耐磨仿形材料。按與地面平行布置在壓磙上，前后兩排刀齒位置錯(cuò)開(kāi)。 (2) 除雪機(jī)功率的計(jì)算： 除雪機(jī)所消耗的功率包括兩大部分：行走裝置和工作裝置所消耗的功率。行走裝置所消耗的功率可以參照一般自行式車輛的計(jì)算辦法。下面對(duì)除雪工作裝置的所消耗 的功率 e+r+中： 3) 擬采用的研究方法 采用新舊技術(shù)相結(jié)合的方法。因?yàn)橛嘘P(guān)裝載機(jī)和除雪機(jī)構(gòu)的研究在我國(guó)已經(jīng)有了一定的進(jìn)展 近幾年我們引進(jìn)了很多先進(jìn)的技術(shù)，特別是 除雪機(jī)械方面的，加上我們的有關(guān)裝載機(jī)和其他工程機(jī)械的研究知識(shí)，將這兩方面的知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)新的突破，研制出適合我國(guó)國(guó)情的公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 體的多功能機(jī)械產(chǎn)品。 (4) 擬采用的技術(shù)路線 研究冰雪的物理和力學(xué)特性 的設(shè)計(jì)資料和最新進(jìn)展 收個(gè)方面的技術(shù)資料，并加以整理和創(chuàng)新 課題實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)有條件 國(guó)內(nèi)外關(guān)于 理論上和方法上具有 很強(qiáng)的借鑒意義。指導(dǎo)老師鄧洪超老師在我國(guó)裝載機(jī)技術(shù)和除雪械的研究方面走在前列。對(duì)我國(guó)這方面的情況很了解，是這方面的專家。有很深的理論和實(shí)踐知識(shí)，為本課題的研究奠定了很好的理論和實(shí)證基礎(chǔ)。本人對(duì)于裝載機(jī)和除雪機(jī)械也有一定的認(rèn)識(shí)，相信一定能在鄧?yán)蠋煹闹笇?dǎo)下順利完成課題的研究。并取得優(yōu)異的畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)！同時(shí)為我國(guó)在此領(lǐng)域的研究作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)！ 究的主要內(nèi)容和方法 本文針對(duì)路面上被壓實(shí)的冰雪研究路面冰雪清除機(jī)械。方法是進(jìn)行理論分析和計(jì)算，并重點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。具體研究?jī)?nèi)容如下。 壓破碎技術(shù)、總體方案 主要闡述冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)；根據(jù)所提出的對(duì)路面上壓實(shí)冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的技術(shù)思想，分析路面冰雪清除機(jī)基本原理并確定樣機(jī)基本方案；分析整機(jī)的牽引平衡和功率平衡，確定路面冰雪清除裝置的重量，進(jìn)行整機(jī)匹配計(jì)算及分析。 壓滾型式和結(jié)構(gòu) 主要闡述工作裝置碾壓滾結(jié)構(gòu)型式研究和碾壓滾參數(shù)。 齒排列方式及刀刃幾何參數(shù) 主要闡述齒刀在碾壓滾上的排列方式；齒刀的數(shù)量和間距；齒刀幾何參數(shù)確定。 主要零件的校核驗(yàn)算 主要是對(duì)齒刀的強(qiáng)度、銷軸剪切強(qiáng)度、軸的 強(qiáng)度以及軸承進(jìn)行校核計(jì)算。 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 2 章 路面冰雪清除機(jī)機(jī)理研究 冰雪的物理機(jī)械性質(zhì) 路面冰雪清除機(jī)械的行走機(jī)構(gòu)以及清除冰雪的工作裝置與路面上的冰雪相接觸。冰雪的形成特性及其物理機(jī)械性質(zhì)在相當(dāng)大的程度上決定著清除路面上冰雪的方法，要研究行走機(jī)構(gòu)和工作裝置與冰雪的相互作用關(guān)系，首先要分析冰雪的物理機(jī)械性質(zhì)。 冰雪的基本特征之一是它的密度，其變化范圍很大，如表 示。硬度是雪的物理機(jī)械性質(zhì)的主要指標(biāo)之一，表示冰雪阻止其它物體壓入的 特性，其數(shù)值是根據(jù)它的密度和狀態(tài)決定的，如表 示。雪的硬度、密度和溫度之間存在著如圖 度愈低，硬度愈高；密度愈大，硬度愈高 4。 后面對(duì)路面冰雪清除機(jī)的工作阻力以及牽引力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要知道雪的機(jī)械性質(zhì)，表示雪的機(jī)械性質(zhì)的指標(biāo)通常是內(nèi)外滑動(dòng)摩擦系數(shù)、切削阻力系數(shù)、附著系數(shù)和行駛阻力系數(shù)。 表 的密度 雪 的 狀 態(tài) 密 度（ g/ 新下的雪 落下 30天的雪 大于 30天的雪 密實(shí)的雪 冰雪混合 冰 的摩擦性質(zhì)決定于它的內(nèi)外摩擦系數(shù)。根據(jù)雪的狀態(tài)，它的內(nèi)外摩擦系 數(shù)分別列于表 表示雪的切削阻力的指標(biāo)，一般是用切削阻力系數(shù) 是切斷橫斷面等于 1的冰雪層所必需的力， 路面上積雪之后，大大地改變了路面的使用特性。對(duì)于冬季養(yǎng)護(hù)道路的機(jī)器進(jìn)行牽引計(jì)算時(shí)，必須知道機(jī)器沿著各種冰雪路面行走時(shí)的滾動(dòng)阻力系數(shù)和 附著系數(shù)。輪胎與冰雪路面間的附著系數(shù)c載入表 行駛阻力系數(shù)，一 般較外摩擦系數(shù)大，因?yàn)樗粌H產(chǎn)生摩擦，而且還擠壓 雪。輪式和履帶式車輛的行駛阻力系數(shù)按表 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 表 的硬度 雪的狀態(tài) 雪的密度（ g/ 當(dāng)溫度由 松 軟 的 弱密實(shí)的 密 實(shí) 的 很密實(shí)的 小于 于 50 60 100 210 2000 380 3000 圖 的硬度與密度和溫度的關(guān)系 面冰雪清除機(jī)基本方案、原理 對(duì)于路面冰雪的清除 ，人們?cè)鴩L試了各種清除原理和方案，這些原理和方案有的已在實(shí)際中使用，有的則還在探索和完善中。例如，對(duì)于清除未被壓實(shí)的浮雪，犁式清雪機(jī)和轉(zhuǎn)子式清雪機(jī)已在應(yīng)用中，二者分別采用了推移和旋切的原理。對(duì)于被壓實(shí)的雪、冰或冰雪混合物，采用的清除原理有鏟剁、錘擊等，但這些方法經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明要么原理不完善，要么清除壓實(shí)冰雪的效果不，有待于進(jìn)一步完善。 針對(duì)上述情況，本文嘗試提出了一種對(duì)路面上壓實(shí)的冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的技術(shù)原理。這一思想的來(lái)源可聯(lián)想到金屬切削加工，如銑床的銑刀切削 表 摩擦系數(shù) 2 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 雪的密度 （ g/ 3） 雪 的 溫 度（ 0附近 10以下 摩擦系數(shù)（對(duì)鋼） 1 雪的密度 （ g/ 3） 雪 的 溫 度（2 0 工金屬件。根據(jù)這一思想，確定基本方案 首先選擇一種汽車或自行式工程機(jī)械作為動(dòng)力機(jī)。 在我國(guó)，由于冬季降雪時(shí)間只占全年的三分之一，根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，單獨(dú)設(shè)計(jì)清除冰雪動(dòng)力機(jī)一機(jī)一用，機(jī)械閑置時(shí)間太長(zhǎng)，造成浪費(fèi)。為此，本文以裝載機(jī)為動(dòng)力機(jī)來(lái)研究清除冰雪工作裝置。 根據(jù)對(duì)路面上壓實(shí)的冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破碎的基本思想，清除冰雪工作裝置可以由托架、帶有刀刃的碾壓滾組成，能夠與鏟斗互換，冬季除冰雪時(shí)取下鏟斗換上該裝置，清除被壓實(shí)了的冰雪，其他季節(jié)裝上鏟斗，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī)的多功能使用。作為動(dòng)力機(jī)的裝載機(jī)，我們可以選擇現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)機(jī)型如 本文確定 載機(jī)作為動(dòng)力機(jī)進(jìn)行分析研究和計(jì)算。 根據(jù)對(duì)路面上壓實(shí)的冰雪進(jìn)行擠壓、切削、破 碎的基本思想，清除冰雪工作裝置可以由托架、帶有刀刃的碾壓滾組成，能夠與鏟斗互換，冬季除冰雪時(shí)取下鏟斗換上該裝置，清除被壓實(shí)了的冰雪，其他季節(jié)裝上鏟斗，實(shí)現(xiàn)裝載機(jī) 表 的切削阻力系數(shù) 文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 雪的狀態(tài) 雪的密度 C （ g/ 3） 雪 的 溫 度（ 4 于 然 狀 態(tài) 松軟的 弱密實(shí)的 小粒冰雪形成密實(shí)的 大粒冰雪形成密實(shí)的 . 工 狀 態(tài) 弱密實(shí)的 密實(shí)的 很密實(shí)的 胎與冰雪路的附著系數(shù) 雪 的 狀 態(tài) 輪 胎 類 型 附著系數(shù) C 密實(shí)凍結(jié)的雪 密實(shí)凍結(jié)的雪 密實(shí)解凍的雪 壓實(shí)的凍結(jié)雪 壓實(shí)的解凍雪 解凍的雪 低壓胎 高壓胎 低壓和高壓胎 高壓胎 高壓胎 低壓胎 駛阻力系數(shù) 雪 的 狀 態(tài) 雪的密度 g/ 3） 阻 力 系 數(shù) f 輪 胎 履 帶 松軟的 松軟潮濕的 輕碾壓的 碾壓的 冰雪 多功能使用。作為動(dòng)力機(jī)的裝載機(jī)，我們可以選擇現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)機(jī)型如 本文確定 載機(jī)作為動(dòng)力機(jī)進(jìn)行分析研究和計(jì)算。買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 其主要性能參數(shù)如下： 額定斗容量（ 額定裝載質(zhì)量（） 4000 整機(jī)操作質(zhì)量（） 12500 軸距（） 3020 輪距（） 1980 最大崛起力（ 大牽引力（ 平通過(guò)半徑（ 6322 轉(zhuǎn)向半徑（ 5686 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 定 1 定轉(zhuǎn)速（ r/ 2200 行駛速度（ km/h） : :大爬坡能力（） 30 車體最大轉(zhuǎn)向角（） 左、右各 38 本次設(shè)計(jì)基本方案如圖 示，由托架、帶有刀刃的碾壓滾組成的冰雪清除工作裝置替換鏟斗，碾壓滾上的滾刀破冰，司機(jī)控制滑靴調(diào)節(jié)滾刀切入深度，以免損傷路面。 圖 面冰雪清除機(jī)方案 動(dòng)力機(jī)在行走的過(guò)程中帶動(dòng)碾壓滾滾動(dòng)。碾壓滾滾動(dòng)時(shí)，由 于碾壓滾上帶有刀齒，碾壓滾靠自身的重量，附著在冰雪面上，刀齒切入經(jīng)碾壓后形成的很厚的冰或冰雪混合物后，對(duì)其產(chǎn)生擠壓切削破碎作用。 裝載機(jī)是一種用途十分廣泛的工程機(jī)械，它的優(yōu)點(diǎn)之一是可按實(shí)際需要更買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 換工作裝置。將清除冰雪裝置換上后，即變成了路面冰雪清除冰機(jī)械。本次設(shè)計(jì)選用 載機(jī)作為動(dòng)力機(jī)，將路面清除冰雪裝置替換鏟斗后即為路面冰雪清除機(jī)。 路面冰雪清除機(jī)的關(guān)鍵部件是它的工作裝置。該裝置由兩部分組成，即：托架和帶有刀刃的碾壓滾。碾壓滾與托架連接，托架與裝載機(jī)動(dòng)臂和轉(zhuǎn)斗拉桿相連。利用裝載機(jī)的牽引力推動(dòng)碾壓 滾滾動(dòng)。 碾壓滾形狀呈圓柱形，碾壓滾上用螺栓有一定數(shù)量的刀齒，刀齒與圓柱面形成一定的角度。裝載機(jī)啟動(dòng)前，碾壓滾靠自身的重量附著在冰雪面上，同時(shí)對(duì)冰雪面產(chǎn)生壓力，啟動(dòng)后由于裝載機(jī)的牽引力，推動(dòng)碾壓滾向前動(dòng)。由于壓力的作用，刀齒產(chǎn)生切削力切人冰雪層內(nèi)。由于滾動(dòng)是連續(xù)的，所以刀齒對(duì)冰雪層產(chǎn)生了連續(xù)的切削擠壓，使冰雪層破碎并與地面分離。具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)見(jiàn)第三章和第四章結(jié)構(gòu)分析部分。 當(dāng)?shù)孛姹雍苡埠芎駮r(shí)，單靠碾壓滾自身的重量對(duì)冰雪產(chǎn)生的壓力使刀齒產(chǎn)生的切入力不夠，清除冰雪效果可能不十分理想。這時(shí)可以考慮： (1) 在冰雪清除工作裝置滾筒內(nèi)部加配重，裝置對(duì)冰雪的壓力加大，刀齒的切入力也加大。 (2) 通過(guò)司機(jī)操縱轉(zhuǎn)斗油缸動(dòng)作減小或加大對(duì)冰雪的切削壓力。當(dāng)操縱轉(zhuǎn)斗油缸使裝載機(jī)前輪離地時(shí)，裝置產(chǎn)生最大的對(duì)冰雪壓力，此時(shí)除裝置本身重量外，動(dòng)力機(jī)機(jī)重的一半亦加在了冰雪清除裝置上，使刀齒產(chǎn)生更大的對(duì)冰雪的切削力。 整機(jī)分析及裝置重量的確定 路面冰雪清除機(jī)的總體分析和設(shè)計(jì)就是根據(jù)其用途合理地選擇和確定各總成的結(jié)構(gòu)型式、性能參數(shù)及整機(jī)尺寸等，并進(jìn)行合理的布置。 本次設(shè)計(jì)由于是把 機(jī)作為動(dòng)力機(jī)，所以需要考慮的是把清除冰雪裝置與動(dòng)力機(jī)有機(jī)的結(jié)合在一起。路面冰雪清除機(jī)主要由兩大部分組成（見(jiàn)圖 2 1、動(dòng)力機(jī)（裝載機(jī)） 2、清除冰雪裝置（托架、帶有刀刃的碾壓滾）。 機(jī)器的性能不僅取決于動(dòng)力機(jī)、清除冰雪裝置各自性能的好壞，而更重要的是取決于這兩大部分性能的相互協(xié)調(diào)。性能的協(xié)調(diào)如何，則取決于總體參數(shù)及整機(jī)匹配情況及其布置的合理性。 針對(duì)前述的基本方案并考慮動(dòng)力機(jī)的基本參數(shù)，確定本設(shè)計(jì)中路面冰雪清除機(jī)的主要性能指標(biāo)如下： 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 1） 最大清除冰雪厚度： 不小于 100 2） 單程清除冰雪寬度： 2268 3） 作業(yè)速度： 16 47 km/h ； 4） 清除冰雪效率（按面積計(jì)算） 不小于 95% ； 5） 冰雪清除裝置質(zhì)量（最大配重） 3600 6） 整機(jī)質(zhì)量 (最大 ) 12500 除冰雪裝置重量 冰雪清除裝置替換掉 載機(jī)鏟斗。裝置與鏟斗的工作狀況不同，其計(jì)算工作阻力的方法也不相同。鏟斗在工作時(shí)，受到來(lái)自前方土壤的阻 力，作用在斗刃、斗底、側(cè)板等部位，由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的冰雪清除裝置隨裝載機(jī)主機(jī)一邊向前滾動(dòng)，一邊切削地面上的冰雪，其受到的阻力大小和重量的確定與鏟斗不同。 冰雪清除裝置重量的確定有三個(gè)基本要求： (1) 裝置的重量不得大于動(dòng)力機(jī)（原裝載機(jī)）的額定起重量 Q（ 否則機(jī)器將失去縱向穩(wěn)定性； 冰雪清除裝置的結(jié)構(gòu)尺寸不得與動(dòng)力機(jī)前車架、前橋、車輪干涉； (2) 由裝置所產(chǎn)生的刀刃上的切削力應(yīng)足夠大，且大于冰雪的切削比阻力。 根據(jù)上述三個(gè)條件進(jìn)行冰雪清除裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。裝置由刀刃滾圈輪榖軸端蓋托架 配重組成。配重裝置在滾圈內(nèi)部。其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)第三章 圖可分別得到各零部件重量： 滾圈： 10004N 輪轂： 3646N 軸： 1052N 軸套： 720N 托架梁 : 8472N 配重 : 6385N 其它零部件： 5721N 裝置不加配重重量： 9615N 裝置加配重重量： 6000N 由裝置結(jié)構(gòu)和在整機(jī)上的安裝可知結(jié)構(gòu)上不存在干涉現(xiàn)象。裝置加配重量 G=36000(N)，小于我們所選動(dòng)力機(jī) 載機(jī)的額定起重量 Q=40000(N)。由裝置重量所產(chǎn)生的切削力將在第四章中加以討論。 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 3 章 碾壓滾結(jié)構(gòu)及參數(shù) 壓滾結(jié)構(gòu)形式 碾壓滾是冰雪清除工作裝置的關(guān)鍵部件，合理的結(jié)構(gòu)形式對(duì)冰雪清除機(jī)的性能起著重要的作用。碾壓滾的結(jié)構(gòu)形式主 要考慮圓柱形式，圓柱形式碾壓滾有其獨(dú)自特點(diǎn)。 路面冰雪清除機(jī)的功能是清除附著在地面上的堅(jiān)硬的冰雪混合物。從理論上講，我們可以把冰雪層看成一個(gè)平面，使冰雪混合物與地面分離，就好比用銑刀在加工一個(gè)平面。用來(lái)加工平面最常用的刀具就是圓柱銑刀。為此，可以考慮在一個(gè)圓筒形的滾筒上安裝上刀片或齒刀，構(gòu)成碾壓滾。而碾壓滾的旋轉(zhuǎn)軸可以通過(guò)軸承安裝在托架上，托架的后鉸支點(diǎn)分別安裝在裝載機(jī)的動(dòng)臂鉸點(diǎn)和拉桿鉸點(diǎn)上。在圓筒形的滾筒的內(nèi)部可以加適當(dāng)?shù)呐渲?。冰雪清除工作裝置的結(jié)構(gòu)如圖 壓滾參數(shù) 碾壓滾是本次設(shè)計(jì) 整個(gè)路面冰雪清除機(jī)的最關(guān)鍵部件。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)第二章 述及的對(duì)冰雪清除裝置的三個(gè)基本要求確定了重量。裝置（包括托架）不加配重重量為 9615N ；在碾壓滾筒內(nèi)部加上配重后冰雪清除裝置重量為 6000N 。由于在本次設(shè)計(jì)中齒刀與碾壓滾筒是通過(guò)螺栓來(lái)連接的，因此為了保證螺栓聯(lián)結(jié)的牢固以及其強(qiáng)度，碾壓滾采用雙滾筒焊接結(jié)構(gòu)，每個(gè)滾筒厚度為 15以碾壓滾筒直徑 900寬度 2268材料采用 度 30托架材料亦采用 度 30整個(gè)冰雪清 除裝置最大寬度 2650 作阻力的計(jì)算 整機(jī)工作時(shí)受到的水平切線方向工作阻力主要有兩部分組成：刀齒切入后，由于冰雪變形斷裂破碎對(duì)磙子產(chǎn)生的阻力；碾壓滾的滾動(dòng)阻力。由于刀齒和冰雪之間相互作用非常復(fù)雜，工作阻力的精確計(jì)算公式很難從理論上建立，另外，由于整機(jī)工作時(shí)外負(fù)荷是動(dòng)態(tài)變化的，準(zhǔn)確地計(jì)算工作阻力意義不大。故在此參照裝載機(jī)推土機(jī)鏟運(yùn)機(jī)等自行式鏟土運(yùn)輸機(jī)械工作阻力的計(jì)算方法，提出一個(gè)計(jì)算路面冰雪清除機(jī)工作阻力 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 21 （ 圖 冰雪清除工作裝置結(jié)構(gòu) 式中 水平工作阻力； 冰雪變形斷裂破碎對(duì)磙子產(chǎn)生的阻力； 碾壓滾的滾動(dòng)阻力。 n 01 12 則 10 （ 式中 刀齒不均勻影響系數(shù)， 冰雪切削阻力系數(shù) , 70 130 B 碾壓滾寬度； H 冰雪厚度； f 阻力系數(shù)，從表 2 工作裝置重量 (帶配重 )， 6000N。 根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)公式，可以計(jì)算出路面冰雪清除機(jī)工作時(shí)所遇到的最大水平切線工作阻力。 130000 4226N 36000=3600 N 47826N = 從 載機(jī)的主要性能參數(shù)可知，該阻力值不大于對(duì)應(yīng)額定滑轉(zhuǎn)率工況的一檔和二檔的牽引力。動(dòng)力機(jī)在額定滑轉(zhuǎn)率下具有足夠的牽引力克服水平工作阻力。 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 4 章 齒刀的研究 刀在碾壓滾上的排列數(shù)量間距 齒刀是清除冰雪裝置上的重要零件，齒刀設(shè)計(jì)的好與壞將直接影響到整機(jī)清除冰雪的效果。 在冬季，高速公路、普通公路、市區(qū)道路上積雪由于清掃不及時(shí)，而被碾壓成冰或冰 雪混合物狀態(tài)。這層冰雪由于受到溫度的變化和外力擠壓密度很大。由于地面上有灰塵等其他雜質(zhì)的存在，這層冰雪與地面的粘連不是十分緊密的，因此只要冰雪層被破碎，形成面積較小的碎塊，就能自動(dòng)與地面剝離。我們?cè)诜治鳊X刀的數(shù)量及間距時(shí)主要是依據(jù)冰雪的這種特點(diǎn)。 刀齒的排列方式及數(shù)量將直接影響到工作裝置的清除冰雪效果。 齒刀過(guò)密、間距過(guò)小甚至沒(méi)有間距，雖然刀齒受力減小，但從壓實(shí)冰雪的特點(diǎn)來(lái)看，造成整機(jī)成本增加，是沒(méi)有必要的。另外，周向布置排數(shù)過(guò)多、密造成前排刀齒還沒(méi)有切入冰層，后排刀齒已與冰雪面接觸，連續(xù)工作情況下，不是 有效的除去冰雪，而是象一個(gè)機(jī)動(dòng)車的防滑裝置。 布置排數(shù)過(guò)少，齒刀過(guò)稀，間距過(guò)大，使刀齒切入冰雪層后，不能產(chǎn)生有效的擠壓，造成部分區(qū)域冰雪層不能被破碎，形不成小碎塊，冰雪層難與地面分離。清除冰雪效果不好，工作效率低。 齒刀碾壓滾組組件如圖 刀齒在滾子軸向共布置 12排，滾子分兩節(jié)，每節(jié) 6排。輪緣上每圈均勻布置 13個(gè)刀片，相鄰圈上的刀片錯(cuò)開(kāi) 1/2 間距排列。刀片總數(shù)量 156片。 整機(jī)啟動(dòng)后，當(dāng)?shù)谝慌琵X切入冰雪面后，造成冰雪層松動(dòng)，如果各排齒間距過(guò)大，在工作面上看到的只能是一排排印痕，起不到對(duì)冰雪的破碎作 用。由于滾動(dòng)是連續(xù)的，當(dāng)后排齒連續(xù)切入冰雪面時(shí)，因?yàn)楦髋诺洱X錯(cuò)開(kāi) 1/2 齒距排列，單位面積上的冰雪層同時(shí)有若干個(gè)刀齒切入，單位面積切入力加大，造成有效工作面積內(nèi)冰雪層完全破碎而與地面分離。 刀幾何參數(shù) 齒刀與滾筒的連接可以采用兩種方式，即焊接和螺栓連接。焊接方式強(qiáng)度高，螺栓連接易于更換刀齒。本次設(shè)計(jì)采用螺栓聯(lián)結(jié)方式。 齒刀材料選取 1 6刀具角度是切削性能的重要參數(shù)，通過(guò)分析買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 比較，確定了齒。刀的幾個(gè)關(guān)鍵角度。齒刀前角為 20 ，后角 72 ，齒刀在滾筒上的安裝采用前 傾式，安裝角 160 。 圖 壓滾組件 削力計(jì)算 由表 2，密實(shí)冰雪（ 在 下的切削阻力系數(shù) p=（ 70冰雪清除裝置上的齒刀對(duì)冰雪的切削力等于裝置的重量除以刀刃的接地面積。 冰雪清除裝置加配重對(duì)冰雪產(chǎn)生的壓力 1/A=36000/(. 01)=1587.3 p （ 由此可知，冰雪清除裝置對(duì)冰雪產(chǎn)生的切 削力在兩種情況下均大于冰雪的切削比阻力。 圖 刀齒結(jié)構(gòu)與參數(shù) 買文檔送全套 紙 Q 號(hào)交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 第 5 章 主要零件校核計(jì)算 承的校核計(jì)算 當(dāng)量動(dòng)載荷的校核 在本次設(shè)計(jì)中，軸與支架之間的聯(lián)結(jié)選用深溝球軸承 6220，其主要參數(shù)為軸承參數(shù)： 軸承內(nèi)徑： 100（ 軸承外徑： 180（ 軸承寬度： 34（ 額定動(dòng)載荷： 94000(N) 額定靜載荷： 79000(N) 潤(rùn)滑方式： 脂潤(rùn)滑 極限轉(zhuǎn)速： 4300(r/滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷，是在一定載荷條件下確定的。根據(jù)滾動(dòng)軸承的實(shí)際受載情況，在許多場(chǎng)合，常常同時(shí)承受徑向和軸向載荷的復(fù)合作用，為了計(jì)算軸承壽命時(shí)能與基本額定動(dòng)載荷在相同的條件下比較，需將實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為一個(gè)假想載荷。在此載荷作用下，軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相等，稱該假想載荷為當(dāng)量動(dòng)載荷，以 P 表示。當(dāng)量動(dòng)載荷的一般計(jì)算公式為： P = （ 式中 X 徑向載荷系數(shù)； Y 軸向載荷系數(shù)； R 軸承所承受的徑向載荷； A 軸承所承受的軸向載荷。 載荷系數(shù)，考慮機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況對(duì)軸承載荷的影響，查表 在本設(shè)計(jì)