1鄂創(chuàng)新鄂創(chuàng)新—10--編號(hào)22全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽湖北分區(qū)預(yù)賽作品報(bào)名表名稱1234512雪道路清理聯(lián)合作業(yè)機(jī)救援、破障類團(tuán)、逃生、避難類□是否屬慧魚組：是□否團(tuán)姓姓機(jī)名性別名男男男男男名性別名女男研究員學(xué)院聯(lián)系方式(聯(lián)系電話、通訊地址及郵編、郵一個(gè)同學(xué)的即可)聯(lián)系方式(聯(lián)系電話、通訊地址及郵編、郵一位老師的即可)除冰、融冰的復(fù)式作業(yè)，由拖拉機(jī)懸掛聯(lián)結(jié)和動(dòng)力輸出，不需配備動(dòng)力。該機(jī)由破冰碾冰組合裝置、刮雪鏟組合、融雪劑拋灑裝置等組成，通過行走回轉(zhuǎn)的圓盤破冰耙組合切割分離冰層，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)的碾壓融雪劑來(lái)清除路面殘余，還可作為維修養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。3冰雪道路清理聯(lián)合作業(yè)機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 46.4.2碾壓滾輪基本參數(shù)的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------156.5阻尼彈簧器的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------16形式的設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------------177.2基本參數(shù)的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------188.1設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)----------------------------------------------------------199 10.1設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 25 5正常進(jìn)行，給人民生活帶來(lái)諸多不便。尤傷。冰雪災(zāi)害發(fā)生后，凍結(jié)在交通要道和飛機(jī)場(chǎng)跑道上的冰雪采用傳統(tǒng)除雪機(jī)械無(wú)法根本清除，只能耗費(fèi)大量財(cái)力和物力采用人工鏟除的辦法來(lái)解決。積雪而無(wú)法徹底清除路面積冰域清除道路冰雪的方式還處于主內(nèi)有些企業(yè)參照國(guó)外技術(shù)研工程的要求，而且購(gòu)置我國(guó)對(duì)除冰雪機(jī)械的開發(fā)、生產(chǎn)較晚，尚處于起步階段。目前，我國(guó)道路和飛機(jī)場(chǎng)跑道冬季除冰雪大部分仍沿用傳統(tǒng)的方式和手段，即人工作業(yè)和簡(jiǎn)易除冰雪機(jī)具相結(jié)合的方些除冰雪機(jī)械裝備，按其工作原理可分1)振動(dòng)式：主機(jī)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)震動(dòng)馬達(dá)，帶動(dòng)偏心塊的旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，2)靜碾壓裂式：工作裝置懸掛于裝載機(jī)前端，通過滾壓輪上的組合刀片，依靠滾壓輪自身的重量和來(lái)自裝載機(jī)動(dòng)臂和搖臂的協(xié)調(diào)壓力，在主機(jī)的推動(dòng)下將冰層壓碎。如哈爾63)柔性鏈條擊打式：采用特制鏈條，前端安裝吊環(huán)，在主機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，鏈條做高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)路面進(jìn)行柔性抽打，從而獲得破冰效果，易損壞路面。4)鏟剁式：由多刃刀組成的工作鏟在曲軸的帶動(dòng)下上下運(yùn)動(dòng)，對(duì)路面冰層進(jìn)行剁擊，我國(guó)的除冰雪機(jī)械的研制和工程應(yīng)用雖有了一定發(fā)展，但存在問題還是較突出，主要閑置狀態(tài)，大大增加了除冰雪作業(yè)的成本，加重公路養(yǎng)護(hù)的投入；3)成本過高：我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)具均配置有獨(dú)立的動(dòng)力裝置，購(gòu)置和使用成本過高。4)品種較少：不能適應(yīng)我國(guó)道路冰雪情理的作業(yè)需求，機(jī)動(dòng)性和可靠性較差。我國(guó)除冰雪機(jī)械的問題及實(shí)際國(guó)情決定了除冰機(jī)械將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。3)實(shí)現(xiàn)裝備的多功能化，冰雪季節(jié)能用于道路和機(jī)場(chǎng)跑道的冰雪清理，平時(shí)還能用1.3研究?jī)?nèi)容1)工作原理與工作方式分析和確定；2)總體方案的確定與總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及配套動(dòng)力、傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)3)工作機(jī)構(gòu)的研究，包括圓盤破冰耙機(jī)構(gòu)、碾壓滾輪機(jī)構(gòu)、清除碎冰機(jī)構(gòu)、拋灑機(jī)H7強(qiáng)度：ttRR=19.9+0.13t=20.55~25.1MPa.R1)拖拉機(jī)是道路維修保養(yǎng)的基本機(jī)械之一，該機(jī)組以拖拉機(jī)牽引并提供動(dòng)力；2)冰雪道路清理聯(lián)合作業(yè)機(jī)通過拖拉機(jī)懸掛牽引進(jìn)行作業(yè)，采用圓盤破冰耙組合、碾壓滾輪組合、除冰鏟組合和融雪劑拋灑裝置作為主要工作部件，圓盤破冰耙機(jī)構(gòu)和碾壓滾輪機(jī)構(gòu)組合為平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可在不損傷路面的情況下，清除路面冰雪；3)機(jī)組裝有配重箱可在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)增重功能，運(yùn)輸時(shí)去掉配重用拖拉機(jī)懸掛而方便4)機(jī)組配備動(dòng)力輸出裝置驅(qū)動(dòng)排水水泵、噴藥機(jī)組等，可以解決現(xiàn)有機(jī)具適應(yīng)性差、8將冰雪快速清除。在除冰鏟之后是時(shí)還可作為道2)主要工作部件采用平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的破冰碾冰組合裝置，具有隨地面仿形3)采用配重箱替代傳統(tǒng)的配重鐵塊，作業(yè)中充水來(lái)增加重量，機(jī)具轉(zhuǎn)移中排出水可減輕自重，便于拖拉機(jī)懸掛運(yùn)輸；4)采用與道路維修配備的主要?jiǎng)恿C(jī)械拖拉機(jī)配套使用，不需單獨(dú)配備動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低了制造和使用成本；5)本機(jī)不但能完成清除冰雪作業(yè)，平時(shí)還可作為維修養(yǎng)護(hù)道路的機(jī)具使用，實(shí)現(xiàn)了9有利于機(jī)具的轉(zhuǎn)移運(yùn)輸，具有采用標(biāo)準(zhǔn)的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸，聯(lián)結(jié)拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)組作業(yè)。一。4.整機(jī)功率分配及消耗組成冰耙切割冰層、碾壓滾輪碾壓冰塊、路面清除裝置清除碎冰、N=N+N+N+N+Nqygpf式中N—破冰耙刀片切割冰層時(shí)所消耗的功率。此值不斷變化，刀片開始切割冰qN—碾壓滾輪碾壓冰塊時(shí)所消耗的功率。約占45﹪；qN—路面清除裝置清除碎冰時(shí)所消耗的功率。此值約占20﹪；qN—拋灑裝置拋灑融雪劑時(shí)所消耗的功率。由于拋灑時(shí)，融雪劑重量輕，拋灑盤接pN—傳動(dòng)及摩擦消耗的功率。約占10﹪。f5.1主機(jī)架通過自身的重量給破冰、碾冰施加一定需提供的壓力。懸掛式冰雪道5.2配重箱支撐架研制該裝置的思維模式源于對(duì)冰層(壓實(shí)雪)物理性質(zhì)的研究。通過分析知道冰層和地面緊密貼附，難于使冰層再縱向變形，單刀刃切入的方法促使其橫向變形，故破冰作業(yè)破碎、剝離。冰層被剝離和分裂后，故破冰作1)本裝置配有的傳動(dòng)嚙合離合器可以有效的調(diào)整進(jìn)行作業(yè)部件的數(shù)量，以致達(dá)到調(diào)整工作幅寬的作用；2)在破冰作業(yè)過程中，不可避免地會(huì)遇到障礙物，并且考慮到路面、冰層的不平整3)針對(duì)路面冰層的厚薄與堅(jiān)實(shí)程度的不同，本機(jī)具的配重裝置可以通過調(diào)節(jié)配重的重量來(lái)調(diào)整刀片和滾輪在作業(yè)時(shí)對(duì)冰層的壓力。達(dá)到在不損傷路面的情況下有效清理路面；配重裝置設(shè)計(jì)為可變?nèi)萘康男问健?)圓盤破冰耙和碾壓滾輪的設(shè)計(jì)，使得工作針對(duì)對(duì)象更廣。在可以清除路面冰層的6采用平行四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的破冰碾冰組合裝置，主要工作部件具有隨地面仿形和阻尼的功能，可以根據(jù)路面狀況調(diào)整壓強(qiáng)和工作角度，能有效應(yīng)解決路面不平整和出現(xiàn)工作可提高了除冰效率。阻尼機(jī)構(gòu)的配合作用下，具有隨地面仿形和阻尼的功能;冰層一定的深度。耙片在滾方向反向安裝，在冰層的滑移作1)刀片的工作深度hV6.4碾壓滾輪的設(shè)計(jì)6.4.1碾壓滾輪的工作過程xxv式中R—滾輪邊緣端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑；v式中R—滾輪邊緣端點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑；n—滾輪轉(zhuǎn)速；vmV—機(jī)組前進(jìn)速度。mvvmm所以，選擇的機(jī)組前進(jìn)速度V和滾輪回轉(zhuǎn)角速度滿足碾碎冰塊條件。m的運(yùn)動(dòng)軌跡方程對(duì)軌跡是由機(jī)組前進(jìn)運(yùn)動(dòng)和滾輪的，擺線的形狀也不跡的參數(shù)方程為：6.4.2碾壓滾輪基本參數(shù)的設(shè)計(jì)為滿足總體設(shè)計(jì)要求及與破冰耙相協(xié)調(diào)，在本裝置中設(shè)計(jì)為2組滾輪。每組滾輪都由鏈輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)(如圖6-1所示)，并且中間軸上的鏈輪(圖6-1中所示的鏈輪1)都可由嚙焊接固定。工作時(shí)通過螺紋狀的圓鋼業(yè)過程中，不可避免地會(huì)遇到障礙物，和路面不平整問題。如不能解決避讓除了用平面四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)。彈簧恢復(fù)原形，破冰耙和碾壓可不工作、并且與路面不接觸。計(jì)式的設(shè)計(jì)要工作部件，應(yīng)滿足以下要雪中，通過鏟的運(yùn)動(dòng)使冰雪與地的夾角大于與被切物體之間的摩擦的夾角稱為靜滑切角。因此，所謂良好為絲桿可沿弧形滑槽滑動(dòng)，用雙螺母鎖住可將除冰鏟固定于機(jī)架；除冰鏟可繞來(lái)調(diào)節(jié)角度，絲桿用雙螺母固定于機(jī)架；鏟除冰鏟且比除冰鏟稍長(zhǎng)以填時(shí)冰對(duì)鏟的作用力；碎冰密度p行進(jìn)角度9刃口與路面摩擦系數(shù)受阻力的計(jì)算pv99Npv99根據(jù)其所受阻力可得除雪鏟的設(shè)計(jì)尺寸為：除雪鏟長(zhǎng)，寬，厚度為，材料為鋼；鏟刃長(zhǎng)，厚度，材料為鋼。)可根據(jù)積冰情況調(diào)整除雪鏟角度，達(dá)到較好的除冰效果；)除雪鏟高度為可調(diào)式，方便與其他機(jī)構(gòu)配合使用；)鏟刃與除雪鏟相互獨(dú)立，可方便更換鏟刃，節(jié)省材料。1)除冰作業(yè)后防止地面二次結(jié)冰；2)除冰與拋灑作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)高效能作業(yè)；3)融雪劑需拋灑均勻，需有動(dòng)力輸入；4)拋灑融雪劑所需動(dòng)力與主動(dòng)力軸垂直須有換向機(jī)構(gòu)。1)拋灑機(jī)構(gòu)使用帶拋物線紋理的圓盤，借助圓盤的旋轉(zhuǎn)拋灑融雪劑；2)圓盤上方裝配融雪劑箱，以便融雪劑垂直落入圓盤；3)換向機(jī)構(gòu)從主動(dòng)力軸分出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)。動(dòng)的特點(diǎn):)能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定,平穩(wěn)性較高,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠;)傳遞的功率和速度范圍較大;)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠,可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比;)傳動(dòng)效率高,使用壽命長(zhǎng);)齒輪的制造、安裝要求較高.齒輪材料一般是鑄鐵等。聯(lián)合作業(yè)機(jī)來(lái)說(shuō)，齒輪并不適合作方案二：圓帶傳動(dòng)圓帶也稱聚氨酯圓帶、可接圓帶。它通常為PU材質(zhì)、PU是Polyurethane的縮寫，中文名為聚氨基甲酸酯簡(jiǎn)稱聚氨酯。由于，只需要簡(jiǎn)單修改配方，便可獲得不同帶表面粗糙，顆粒均勻整齊，手感舒適，適用范圍廣。經(jīng)比較，方案二圓帶轉(zhuǎn)向更符合設(shè)計(jì)要求。物線紋理。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，融傳動(dòng)設(shè)計(jì))求軸上的轉(zhuǎn)矩及功率初選軸的外徑，內(nèi)徑，負(fù)載為轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩2Tn核MaT()2+4()MaTW2W1 ()算應(yīng)力，的彎矩，鋼彎曲疲勞極限1a得ca1因此軸是安全的。軸要承受較大的彎矩設(shè)計(jì)為空心軸)初選外徑內(nèi)徑負(fù)載)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸向和周向定位要求將軸設(shè)計(jì)為階梯軸，兩端用軸承及軸承座固定于機(jī)架)初選球面軸承)軸的強(qiáng)度校核()caW1經(jīng)過計(jì)算和查表軸的計(jì)算數(shù)據(jù)如下：鋼彎曲疲勞極限11因此軸是安全的。求軸上的扭矩及功率)初選直徑矩FD2TnMaT()2+4()MaTW2W1 ()算應(yīng)力，的彎矩，鋼彎曲疲勞極限a得因此軸是安全的。。通過鏈輪輪齒與鏈條的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因條件下鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較。鑒于除冰機(jī)構(gòu)工作環(huán)境惡劣，以及鏈傳動(dòng)鏈分為短節(jié)距精密滾子鏈(簡(jiǎn)稱滾子鏈)、齒形鏈等類型。滾子鏈常用于傳動(dòng)系統(tǒng)1)選擇鏈輪齒數(shù)的Z和ZZ=iZ=1.417=23.812)計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率P，將鏈傳動(dòng)所傳遞的功率修正為當(dāng)KKPcaKazPpz3)確定鏈條型號(hào)和節(jié)距pPca轉(zhuǎn)速n1=240rmin可以確定鏈條型號(hào)為08A，然后查表可得鏈條節(jié)距p=12.7mm4)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)Lp0Lp0圓整為偶數(shù)L=68p1p1215)計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式為根據(jù)鏈速和鏈條型號(hào)，選擇定期人工潤(rùn)滑的方式維護(hù)鏈條6)計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力FppFPeFPFPFPF---壓軸力系數(shù)，對(duì)于水平傳動(dòng)F=1.15FPFPFP根據(jù)減速機(jī)輸出軸到中間軸的鏈輪鏈條的分析，同理中間軸到滾輪之間的鏈傳動(dòng)34)保證碾冰、清除碎冰裝置能夠正常工作，在完成除冰作業(yè)的情況下不損傷路面；)能夠適應(yīng)不同的路況和路面冰層狀況；計(jì)準(zhǔn)則，在達(dá)到工作要求的前提下，使結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，同時(shí)避免使限深機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖、所示，各標(biāo)號(hào)零件如下表：表限深機(jī)構(gòu)名稱名名稱水平制動(dòng)外方鋼水平制動(dòng)內(nèi)方鋼支撐板支撐板名稱搖抦調(diào)節(jié)螺桿垂直限動(dòng)裝置調(diào)節(jié)螺母序號(hào)序號(hào)5為三個(gè)大的整體。部件是一個(gè)整體，記為；部件是一個(gè)整體，記為；而部件是一個(gè)整體，記為。和整的時(shí)候，整體和整體會(huì)在垂直方向上了定位銷，使整體和在垂直方向上不能只要搖動(dòng)搖桿就可以使輪子相對(duì)。為了保證輪子在工作使不會(huì)因?yàn)榈孛娴牟黄秸刎Q直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這里采用了方鋼和，顯然，在圖中，輪子會(huì)因?yàn)椴皇芗s束而沿豎直方在考慮到冰雪的厚度，裝置的整體尺寸之后，確定了限深輪的可調(diào)節(jié)范圍，為當(dāng)調(diào)節(jié)高度到時(shí)，裝置處于最大工作深度狀態(tài)當(dāng)，調(diào)節(jié)高度在時(shí)，裝置處于非工作狀態(tài)