手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含21張CAD圖
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附錄A 外文翻譯
在寒冷下雪地區(qū)的道路除雪成本管理方法的發(fā)展
摘 要
在日本，政府減少除雪的支出是一個(gè)緊迫的需要。而減少除雪支出需要國家政府從不同角度分析：1)成本結(jié)構(gòu)的分析，2)地區(qū)之間開發(fā)方法的成本比較，3)開成本降低標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。我們研究的方法客觀地確定除雪的成本效益是通過跨區(qū)域比較，這樣做相對比較困難。為此，我們開發(fā)了一個(gè)模型：使用一個(gè)線性回歸的“除雪的單位成本”(UCSR)，這是基于除雪成本和累積降雪之間的關(guān)系。本研究建立模型并討論了如何使用實(shí)際適用性除雪記錄。我們還檢查其適用性。
關(guān) 鍵 詞: 除雪；減少支出;預(yù)算；UCSR；降低成本的標(biāo)準(zhǔn)
B.1 介紹
在日本的許多下雪大城市的地區(qū)里,除雪扮演重要的角色，確保在冬季道路交通圖B1在日本和海外主要城市的降雪量
的順利(圖B1)。道路除雪的研究已經(jīng)深入各個(gè)方面。作為關(guān)于日本道路除雪的經(jīng)濟(jì)效益的第一個(gè)研究，Igarashi等人評估了它的效益。他們進(jìn)一步建議部署的方法是除雪總成本最小化。酒井法子等人通過劃分由除雪所減少的經(jīng)濟(jì)損失
來評估其效益。
最近通過關(guān)注受益者對除雪的服務(wù)水平的意識的研究，來尋求降低成本的解決方案。從這個(gè)角度看，問題包括：對除雪的需求,居民的支付意愿和居民對除雪的滿意度水平的討論。
大多數(shù)的這些研究解決經(jīng)濟(jì)利益的方法是使用問卷調(diào)查、公共參與或客戶滿意度調(diào)查。很少有人深入研究解決日本政府除雪方法的成本結(jié)構(gòu)。
對于降低成本的基礎(chǔ)設(shè)施管理，包括美國和其他國家提出的衡量績效服務(wù)，水平使用預(yù)算和資源分配。Lindsey和R.K.等人專注于工作條件的研究，包括地理和氣候，實(shí)現(xiàn)高效資源分配來除雪。除了除雪本身以外，也需要努力創(chuàng)建合理的管理系統(tǒng)來降低除雪成本。在國家層面上需要以下幾個(gè)方面：1)分析除雪架構(gòu)的成本，2)開發(fā)一種在地區(qū)間比較除雪成本的方法，3)降低成本的標(biāo)準(zhǔn)。隨著發(fā)展的程度和對雪的控制要求的增加，包括道路使用者的除雪習(xí)慣，地區(qū)間的比較除雪成本被認(rèn)為是非常復(fù)雜的，因?yàn)槌杀倦S降雪、氣溫、雪紋理和其他自然現(xiàn)象的發(fā)展而變化。本文通過找到除雪成本和累計(jì)降雪之間的關(guān)系來客觀評價(jià)除雪方法和估計(jì)除雪成本，這兩個(gè)相對容易獲得，跨區(qū)域除雪成本的比較是有可能的。
2005 -2006年的冬天日本下了一次43年間罕見的大雪。日本氣象廳稱它為“2006年強(qiáng)降雪”?？h、市除雪預(yù)算都遠(yuǎn)遠(yuǎn)透支，土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸對地方政府請求提高除雪補(bǔ)貼。當(dāng)時(shí)，除雪成本使用的數(shù)據(jù)如降雪和道路長度被指定為除雪客觀估計(jì)。然而，這種估算方法還沒有建立。自2005年財(cái)政年度預(yù)算以來，MLIT采用了該方法，除雪的(UCSR)線模型的單位成本在這個(gè)研究中進(jìn)行了介紹 (以下簡稱:UCSR-line模型)，用以研究對公共除雪分配。
B.2 日本除雪的預(yù)算系統(tǒng)
日本的道路總長度1200萬公里(744英里)，市政道路占約84%。國家道路的長度在國家政府的直接控制之下僅占總數(shù)的1.9%。道路在寒冷、下雪的地區(qū)約占日本60%的土地面積。國家政府對國家高速公路除雪進(jìn)行完全財(cái)政支出。包括高速公路，部分補(bǔ)貼的國家高速公路除雪控制縣和縣級公路地區(qū)等，指定特別法律措施確保大雪和寒冷
圖B2 日本的道路和道路預(yù)算
地區(qū)道路交通(SCA)(圖B2)。全國國民政府包括：管理國家高速公路的除雪成本，管理國家政府補(bǔ)貼的除雪成本，指定SCA為控制國家高速公路和全州公路地區(qū)大雪和寒冷的法律。法律規(guī)定，國家政府為三分之二的縣進(jìn)行除雪成本補(bǔ)貼，蓋率排第三。
目前，國家政府在寒冷有雪的道路區(qū)域的補(bǔ)貼相當(dāng)于約700億日圓。國家對于這個(gè)補(bǔ)貼是從包括國家天然氣稅，汽車噸位稅和汽車收購的稅收收入中支出，僅限于道路關(guān)聯(lián)系統(tǒng)項(xiàng)目，金額約5.6萬億日圓。每個(gè)縣的除雪成本從全州一般賬戶和全州特別帳戶中支出。全州專門賬戶的收入來源包括輕油批發(fā)稅收的支出等。
B.3 累積降雪和除雪成本之間的關(guān)系導(dǎo)出的UCSR-LINE模型
這里介紹UCSR-line模型是怎么被開發(fā)出來的。
一般來說，道路除雪成本(以下簡稱:除雪成本)包括：1)道路除雪成本，2)人行道除雪，3)防凍劑應(yīng)用程序，4)雪的運(yùn)輸和其他方面。不同的變量可以被認(rèn)為是對這些成本的解釋。這些變量包括道路長度、道路寬度、降雪路面條件、除雪頻率。然而，獲得所有這些數(shù)據(jù)很困難，因此，明確所有變量和除雪成本之間的關(guān)系是不切實(shí)際的。
因此，我們試圖利用一些相對容易獲得的數(shù)據(jù)，比如累積降雪和指定長度的道路除雪數(shù)據(jù)來計(jì)算除雪成本。兩種類型的數(shù)據(jù)表示降雪的數(shù)量：每一天降雪和年度降雪，除雪部署啟動(dòng)應(yīng)對每一天的降雪。當(dāng)我們檢查除雪成本，適當(dāng)使用累積的降雪。除雪成本的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，如上所示。成本變化與降雪累積，如下列方程所示：
p = f(x)(1)
其中：p是除雪成本，x是累積的降雪。
這個(gè)函數(shù)的圖形為向上傾斜的線，因?yàn)槌┏杀倦S著累積降雪的增加而增加。然而，除雪總成本包括獨(dú)立的降雪成本，防凍的成本，代理應(yīng)用程序和固定運(yùn)營成本。方程表示變化關(guān)系不會隨著累計(jì)降雪的變化而變化。
如果我們假設(shè)一個(gè)線性回歸模型來描述除雪成本和累計(jì)降雪之間的關(guān)系：
除雪成本可以表達(dá)的方程2。
p = f(x)= ax + b(2)
圖B3累積降雪的除雪成本和運(yùn)輸成本
其中，p為除雪成本，x是累積的降雪，a是一個(gè)表達(dá)了每厘米積雪量的除雪成本的系數(shù)和b是一個(gè)成本并不取決于區(qū)域的累積降雪的系數(shù)。上面的方程表達(dá)的除雪成本隨著累積降雪的增加，運(yùn)輸量和成本也增加增加(圖B3(2))。
雖然直線表示除雪成本和累積降雪之間的關(guān)系并不是一個(gè)簡單的線條，但除雪成本在逐步變化。然而，當(dāng)運(yùn)輸成本并不占主導(dǎo)地位，除雪總成本被認(rèn)為是一個(gè)線性的近似描述。除雪成本和累計(jì)降雪之間的關(guān)系(圖B3(3))。
接下來，我們檢查UCSR和累積降雪量之間的關(guān)系。累積降雪UCSR除以年度除雪成本，方程表示如下：
y = p / L / x(3)
指定路線的除雪成本由國家和地方政府在SCA的法律上確定。路的長度可視為一個(gè)常數(shù),因?yàn)樗]有改變累積降雪(x)的變化。
從方程(2)和(3),我們得到：
y = f(x)/ L / x= (ax + b)/ L / x =(a + b / x)/ L (4)
= b/L*x+a/L (4i)
此處，b/L =α，a/L=γ
方程(4)可以改寫為：
α/x+γ (4ii)
一般來說,一個(gè)冪函數(shù)表示為
y =αxβ+γ (5)
當(dāng)β等于-1時(shí)，方程(4)可以重寫為方程(5)，UCSR可以表示為冪函數(shù)的累積降雪。在方程(5)中，γ并不依賴?yán)鄯e降雪(x)，而當(dāng)β為負(fù)時(shí)，UCSR (y)隨著x的增加逐漸接近γ。
工作時(shí)間和成本要求去除5厘米的降雪和去除6厘米的降雪的差別不是很大。去除10厘米的降雪所需要時(shí)間不超過去除5厘米的降雪時(shí)間的兩倍。從這個(gè)例子中，可以認(rèn)為UCSR隨著累計(jì)降雪的增加而減少。換句話說，除雪成本包括不依賴于累積降雪的成本，這意味著UCSR不能低于某個(gè)值，UCSR與累積降雪負(fù)相關(guān)。
根據(jù)這一點(diǎn)，UCSR所繪的向下滑動(dòng)的回歸線表示變量之間的負(fù)相關(guān)，x軸表示累計(jì)降雪量，y軸表示UCSR。為了近似的描述UCSR，適當(dāng)?shù)氖褂脙绾瘮?shù)來表示累積降雪。冪函數(shù)形式的方程(5)。
B.4 UCSR和累積降雪之間的關(guān)系
通過使用先前的除雪數(shù)據(jù)決定UCSR與累積降雪之間的關(guān)系是檢查管理國家高速公路和全州公路在SCA法律上得出的。通過使用一個(gè)完成的UCSR模型為每個(gè)縣之前的除雪成本和累計(jì)降雪近似出一種關(guān)系，以確定相關(guān)系數(shù)回歸分析的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)收集和使用。
其中包括：1) 1995-2004年十年財(cái)政年度的年度累計(jì)降雪，2) 1995-2004年年度除雪成本，3)除雪道路的長度。
年度累計(jì)降雪是日常在一個(gè)縣幾個(gè)測量網(wǎng)站一次測量所得的累積平均降雪。道路除雪指定的長度隨著當(dāng)年度預(yù)算的制定而確定。
B.4.1 縣與縣之間確定系數(shù)的比較
在這里我們介紹如何使區(qū)域除雪成本的比較，以Hokuriku地區(qū)和東北地區(qū)為例。在
圖4中,，CSR與累積降雪相關(guān)聯(lián)。富山,石川縣的道路管轄區(qū)域發(fā)展土地、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸(MLIT)的確定系數(shù)是0.88(圖B4)。
圖B4 Hokuriku地區(qū)(新瀉,富山,石川)的UCSR線
一個(gè)近似線的關(guān)系得到了五六東北地區(qū)的縣，不包括青森縣，這五個(gè)縣確定系數(shù)很低，為0.096(圖B5(1))。我們假設(shè)UCSR根據(jù)不同氣候和其他地區(qū)的特點(diǎn)，我們獲得一個(gè)日本海一側(cè)的東北地區(qū)，另一個(gè)在太平洋地區(qū)。在這樣的一個(gè)區(qū)域，相關(guān)性較高，日本海一側(cè)的東北地區(qū)系數(shù)為0.39，太平洋地區(qū)確定系數(shù)為0.57。這次實(shí)驗(yàn)確認(rèn)當(dāng)?shù)貤l件有相似的趨勢UCSR和累積降雪之間的關(guān)系，可以為這個(gè)實(shí)驗(yàn)多設(shè)定一些組(B5(2))。
圖B5 東北地區(qū)UCSR線
B.4.2 區(qū)域系數(shù)的確定
UCSR與累積降雪的散點(diǎn)圖由管理全國國家高速公路七個(gè)區(qū)域的發(fā)展機(jī)構(gòu)列在圖6中的三個(gè)組圖。第一個(gè)是由相對于其他組更高級別的關(guān)東地區(qū)發(fā)展局(集團(tuán)一)的道路周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)集圖。第二個(gè)是Chugoku區(qū)域發(fā)展局的道路數(shù)據(jù)點(diǎn)，第三是北海道地區(qū)發(fā)展局和其他地區(qū)的機(jī)構(gòu)的道路，不包括關(guān)東和Chugoku區(qū)域發(fā)展機(jī)構(gòu)。圖7B(1)和(2)顯示一行關(guān)聯(lián)UCSR和累積降雪。前者的確定系數(shù)為0.25，而后者較高，為0.77。根據(jù)這一點(diǎn),我們假設(shè)有三個(gè)UCSR線。C組可以通過使用一個(gè)UCSR線來解釋。A組的UCSR線很高。
表1表示了由國家政府和縣政府所管理的國家高速公路的確定系數(shù)
圖B6 每個(gè)地區(qū)UCSR線
圖B7（1）所有國家高速公路管理的UCSR線圖 7（2）C組USCR線
人們發(fā)現(xiàn)在中部地區(qū)的縣的國家高速公的確定系數(shù)是比較低的，巖手縣、群馬縣，岡山的特別低。這里相關(guān)系數(shù)往往高于的日本海一側(cè)的東北地區(qū)，這里的累計(jì)降雪量比較大。像在Hokuriku一樣的地區(qū)，累積降雪很小。Chugoku等區(qū)域相對于關(guān)東和東北地區(qū)太平洋海岸的雖然很冷，但是累計(jì)降雪非常小，確定系數(shù)相對較低(表1)。這些結(jié)果驗(yàn)證了UCSR線模型的應(yīng)用，它假設(shè)了累計(jì)降雪量和除雪成本的關(guān)系,前者較大后者較小。
表1： UCSR與累積降雪：由國家政府和那些縣的詳細(xì)分析所確定的國家高速公路系數(shù)，對于理解這些低相關(guān)的原因是十分必要的。一個(gè)可能的原因是，在巖手縣、群馬縣等地區(qū)有較低的溫度和較小的降雪的地區(qū)占總體的比例較低，從而導(dǎo)致高成本的防凍劑的應(yīng)用。在日本岡山縣，降雪很小，相關(guān)系數(shù)較低的一個(gè)可能原因是，固定成本占了很大一部分。
B.5 使用UCSR模型的成本比較
B.5.1 每個(gè)縣除雪效率成本
UCSR線是一個(gè)從除雪記錄獲得的經(jīng)驗(yàn)公式。通過使用這個(gè)線，可以估計(jì)UCSR對應(yīng)于一個(gè)特定的累積降雪量。一個(gè)縣通過比較估計(jì)的除雪成本和實(shí)際的除雪成本，使用UCSR線評估每一年的除雪成本效率。
B.5.2 從多年來除雪數(shù)據(jù)中獲得的UCSR模型的適用性
2005 - 2006年冬季，一場極大的雪席卷了包括Hokuriku地區(qū)在內(nèi)的幾乎所有日本地
圖B8 UCSR線的比較,其中一個(gè)從1994 - 2007年數(shù)據(jù)獲得
區(qū)。氣象機(jī)構(gòu)指定的在43年來首次的“沉重的2006年降雪”。與此同時(shí)， Hokuriku地區(qū)2006 - 2007年冬季年降雪很輕。我們將接受Hokuriku區(qū)域驗(yàn)證UCSR模型的適用性，檢查UCSR線在多年不尋常天氣的除雪數(shù)據(jù)是否是有用的。圖8顯示了Hokuriku地區(qū)的兩個(gè)UCSR線：通過使用從1995年至2004年和從1994年至2007年的除雪數(shù)據(jù)，包括極大雪的2005年和較少雪的2006年來繪制。
如圖B8所示，從1994 - 2007年包括一個(gè)極大雪和一個(gè)少雪年的除雪數(shù)據(jù)獲得的UCSR線的確定系數(shù)相對較高，為0.78，而另一條線在1995-2004年的除雪數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上繪制，這些除雪數(shù)據(jù)中不包括那些有的極端天氣的冬天。圖9中的散點(diǎn)圖表明所有的縣的除雪成本在2005年較高。造成2005年的較高的除雪成本可能原因是高成本的運(yùn)輸， 以及由于低雪融化造成的長時(shí)間較低的溫度。
接下來，我們通過比較除雪UCSR線和實(shí)際成本和估計(jì)成本消耗，檢查新瀉縣不同年份的除雪成本的成本效率。2005年的UCSR線和2390年(表2)幾乎是一樣的。實(shí)際的UCSR估計(jì)的UCSR線如圖9所示，2007年的UCSR比2005年具有更有效的成本評估，因?yàn)閷?shí)際的差距， 2006年的實(shí)際UCSR的每股收益為2760日元(表2)，高于2005年財(cái)政年度的每股收益。然而到2007年，低于UCSR線(圖9)。成本估計(jì)在2006年除雪工作中應(yīng)該是最有效的方式。圖9也表明，富山縣每年除雪量相對于其他縣最低。
圖B9 Hokuriku地區(qū)不同縣的實(shí)際UCSR線和估計(jì)UCSR線的比較
如上所述，用UCSR線提供的標(biāo)準(zhǔn)來評估不同地區(qū)的除雪的效率成本。標(biāo)準(zhǔn)對于評估適當(dāng)性除雪預(yù)算，以及識別除雪工作等，最終實(shí)現(xiàn)除雪成本降低是有用的。在新瀉縣， 2006年的除雪工作狀態(tài)應(yīng)該研究尋求最有效的除雪成本，因?yàn)楸M管2006年的縣的實(shí)際UCSR是最高的，但它低于估計(jì)的UCSR線 (圖B9)。
B.8 總結(jié)
B.8.1 本研究的重點(diǎn)
a.提出了一種除雪成本和累計(jì)降雪量之間的關(guān)系的UCSR模型。
b. 比較除雪成本提出了使用UCSR線。
c. 通過比較除雪成本估計(jì)UCSR-line模型與實(shí)際除雪成本消耗，驗(yàn)證了模型的適用性。
d.是通過使用從除雪中獲得的包括不尋常的天氣的數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)UCSR線多年的適用性。
e.使用UCSR線成功解決預(yù)算分配問題，使得該方法適用于由國家政府所做的預(yù)算。
B.8.2 項(xiàng)目改善
下面列出了應(yīng)檢查的項(xiàng)目改善的準(zhǔn)確性
a.除雪成本估算，通過地方和國家政府之間的比較數(shù)據(jù)進(jìn)一步減少除雪成本。
b.分析UCSR和累積降雪低相關(guān)性的原因，將更好的與附近的縣進(jìn)行對比。
c.考慮累積降雪和UCSR之間的相關(guān)性，使得除雪小于標(biāo)準(zhǔn)部署。
d.考慮霜凍日數(shù)和冷凍劑應(yīng)用之間的相關(guān)性。
e.派生的除雪預(yù)算分配的修正項(xiàng)，考慮到近似公式和每個(gè)數(shù)據(jù)集的分散度，所以需要進(jìn)行改善。
f.檢查UCSR除雪單位勞動(dòng)力成本的影響。
g.檢查使用“近似區(qū)”，考慮數(shù)據(jù)分散?！?
引用
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附錄B 英文原文
任務(wù)書
論文(設(shè)計(jì))題目：手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
工作日期：2016年12月12日 ~ 2017年05月26日
1.選題依據(jù):
該題目來自大學(xué)生綜合實(shí)踐中手推式鏟雪車的設(shè)計(jì)。關(guān)于手推式鏟雪車的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)軌跡是近年的研究熱點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和清理工作。大部分同學(xué)在調(diào)試的過程中不考慮其理論依據(jù)，致使小車變量增多，難以調(diào)試。每次拆裝過后，運(yùn)動(dòng)軌跡完全變形等一系列問題。
2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)):
能夠精確的完成鏟雪任務(wù)。具體如下：用車體前端的推雪鏟處理絕大部分積雪
，將積雪推至公路兩側(cè)，再由緊貼推雪鏟的刨冰圓筒進(jìn)行簡單的碎冰動(dòng)作，用尋軌保護(hù)板清除尋軌路線上的碎冰，保證尋軌機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行，最后由車體中部的清掃機(jī)構(gòu)清除路面碎冰并掃除殘余雪渣。整個(gè)過程由自動(dòng)尋軌機(jī)構(gòu)完成車體的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。此車在不除雪的狀態(tài)下由前端的兩個(gè)萬向輪支撐前車體，使推雪板和碎冰圓筒離開地面以保護(hù)道路不受損害，在工作狀態(tài)，由氣動(dòng)裝置通過連桿機(jī)構(gòu)將萬向輪抬起，將推雪板和碎冰圓筒放下，完成除雪破冰功能。最后，當(dāng)尋軌功能出現(xiàn)異常情況（如不能正常尋軌或無法尋軌時(shí)），將通過程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)停車；此外，該車還具有障礙探測功能，當(dāng)前方有障礙時(shí)，將自動(dòng)報(bào)警（尾燈連續(xù)閃爍），使車后退至安全距離并停止，以保證不出現(xiàn)嚴(yán)重事故，同時(shí)保護(hù)車體不受損害！
3.個(gè)人工作重點(diǎn):
案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鏟雪及送雪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，靈活轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；鏟雪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：能效最優(yōu)設(shè)計(jì)：減少傳動(dòng)誤差
設(shè)計(jì)：小車中的所有結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì)與校核計(jì)算：齒輪、軸承、傳動(dòng)軸零件圖繪制：齒輪
裝配圖繪制：整車 三維模型建立：整車
Solidworks運(yùn)動(dòng)仿真：位移，速度運(yùn)動(dòng)曲線
4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作:
第1周：研究相關(guān)課題內(nèi)容第2周：查找中文文獻(xiàn)
第3周：查找英文文獻(xiàn)
第4周：開題報(bào)告撰寫及準(zhǔn)備開題答辯第5周：小車結(jié)構(gòu)分析
第6周：鏟雪前爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析第7周：鏟雪前爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析第8周：除雪輥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析第9周：除雪輥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析第10周：中期檢查及文檔準(zhǔn)備
第11周：鏟雪前爪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析第12周：除雪輥機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析第13周：圖紙繪制與檢查
第14周：整體機(jī)構(gòu)調(diào)試第15周：畢業(yè)論文撰寫第16周：準(zhǔn)備答辯ppt
5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):
[1] 王黎勤，陳鐵銘.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].西安：哈爾冰工業(yè)大學(xué)出版社，1995. [2] 劉鴻文.材料力學(xué)I[M].北京：高等教育出版社，2004.
[3] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2009.
[4] 哈爾冰工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2013. [5] 王曉方. 除雪車功能及主要參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2006,12:24～29.
[6] 鄧洪超，馬文星. DQX路面除雪車浮雪鏟除雪作業(yè)模型[J]. 吉林大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院,2005，35（4）:381～385.
[7] 徐東明，劉莉莉. 除雪車的設(shè)計(jì)計(jì)算[J]. 哈爾濱拖拉機(jī)廠研究所,2004，4:9～10.
[8] 張建國. 多功能清雪車前雪鏟仿真分析與改進(jìn)研究[D].吉林:吉林大學(xué)機(jī)械學(xué)院,2006. [9] 楊有為. 軍用機(jī)場除雪車工作裝置設(shè)計(jì)方案研究[D].哈爾濱:哈爾濱大學(xué),2010.
[10] 楊陽. 除雪機(jī)組合除雪裝置的設(shè)計(jì)[D].哈爾濱:東北石油大學(xué),2012.
指導(dǎo)教師簽字：
XX
教研室主任意見：
同意
簽字：XX 2016年12月11日
教學(xué)指導(dǎo)分委會意見：
同意
簽字：XX 2016年12月11日 學(xué)院公章
進(jìn)度檢查表
第
-3
周
工作進(jìn)展情況
按要求修改開題報(bào)告，主要進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，參加開題答辯，按答辯組老師要求修改并上傳系統(tǒng)。
2017年01月04日
指導(dǎo)教師意見
本周工作主要是查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，了解除雪機(jī)械國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。該生文獻(xiàn)量適中，確定了初步方案及需要完成的相關(guān)任務(wù)。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年03月16日
第
-1
周
工作進(jìn)展情況
收集相關(guān)資料，閱讀整理，撰寫開題報(bào)告初稿，交老師審閱。
2017年01月04日
指導(dǎo)教師意見
本周工作主要是文獻(xiàn)閱讀，分析除雪機(jī)械技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，確定手推式鏟雪車的研究內(nèi)容和預(yù)計(jì)成果。撰寫及修改開題報(bào)告。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年03月16日
第 1
周
工作進(jìn)展情況
初步構(gòu)想小車結(jié)構(gòu)，分析其合理性，并交由老師審查修改。
2017年03月10日
指導(dǎo)教師意見
本周主要工作是通過當(dāng)前有關(guān)除雪機(jī)械結(jié)構(gòu)原理分析，初步確定小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并對其合理性進(jìn)行分析。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年03月16日
第 5
周
工作進(jìn)展情況
已完成總圖紙的80%，并交由老師審查批改，按照老師的意見修改。
2017年04月19日
指導(dǎo)教師意見
本周主要工作是圖紙的繪制，完成圖紙大部，進(jìn)行圖紙檢查修改完善。
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年05月15日
第 11
周
工作進(jìn)展情況
基本已完成所有設(shè)計(jì)和說明書的撰寫，現(xiàn)在進(jìn)行最后的修改和檢查。
2017年05月17日
指導(dǎo)教師意見
手推式鏟雪車視圖、三維圖皆已完成，論文正在收尾！注意視圖表達(dá)及論文校稿工作！
指導(dǎo)教師(簽字)：XX 2017年05月18日
第周
工作進(jìn)展情況
年 月 日
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
過程管理評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
工作態(tài)度
態(tài)度認(rèn)真，刻苦努力，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)
3
2
遵守紀(jì)律
自覺遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)
3
3
開題報(bào)告
內(nèi)容詳實(shí)，符合規(guī)范要求
5
4
任務(wù)完成
按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)
4
3
過程管理評分合計(jì)
12
過程管 理評語
在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，該生態(tài)度端正，積極認(rèn)真，時(shí)間安排也很合理，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，對每種觀點(diǎn)、理論能追本求源，認(rèn)真學(xué)習(xí)
，能按時(shí)與指導(dǎo)教師溝通，除了能積極響應(yīng)指導(dǎo)教師的響應(yīng)外，能主動(dòng)以線上、線下等各種方式聯(lián)系指導(dǎo)教師，與指導(dǎo)教師認(rèn)真交流討論，虛心接受教師指導(dǎo)，并能認(rèn)真做好筆記。不存在無故早退或遲到的情況。能在每個(gè)階段完成相應(yīng)的任務(wù)，做到時(shí)間上前緊后松
。該生開題報(bào)告符合規(guī)范要求，內(nèi)容全面詳實(shí)。工作計(jì)劃制訂合理
，能按時(shí)圓滿的完成各階段各項(xiàng)工作任務(wù)。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-24
指導(dǎo)教師評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
4
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
指導(dǎo)教師評分合計(jì)
16
指導(dǎo)教 師評語
畢業(yè)設(shè)計(jì)針對手推式鏟雪車開展設(shè)計(jì)工作，選題符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案要求，符合機(jī)械工程卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)，有一定的、很強(qiáng)的、較強(qiáng)的研究價(jià)值、實(shí)踐意義。畢業(yè)設(shè)計(jì)較為詳細(xì)的綜述了鏟雪車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，在掌握當(dāng)前本行業(yè)主流技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成了手推式鏟雪車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析等內(nèi)容
，設(shè)計(jì)方案有一定、較強(qiáng)的開拓性、創(chuàng)新性。畢業(yè)設(shè)計(jì)以autocad、solidworks等為工具，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)工作具有應(yīng)用性，深度、難度適宜。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)充足
，設(shè)計(jì)方案合理，過程分析全面，工藝安排適當(dāng)，計(jì)算正確，設(shè)計(jì)工作體現(xiàn)出本行業(yè)的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，較好地解決了現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活工作中對該內(nèi)容的需求，有創(chuàng)新見解。畢業(yè)設(shè)計(jì)共完成A0圖紙3張、三維圖多個(gè)，說明書一份，畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量飽滿。圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，論文格式正確，書寫規(guī)范，條理清晰，語言流暢。英文摘要和外文翻譯能做到語言基本流暢，基本完整表達(dá)原文意思。
指導(dǎo)教師簽字:XX 日期:2017-05-23
評閱人評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
5
4
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
7
評閱人評分合計(jì)
16
評閱人 評語
該畢業(yè)設(shè)計(jì)選題符合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案要求，有一定的研究價(jià)值、實(shí)踐意義。難度適宜，工作量飽滿。畢業(yè)設(shè)計(jì)較為詳細(xì)的綜述了鏟雪車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，完成了手推式鏟雪車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析等內(nèi)容，設(shè)計(jì)方案正確合理。畢業(yè)設(shè)計(jì)以autocad、solidworks等為工具，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計(jì)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)充足，過程分析全面，工藝安排適當(dāng)
，計(jì)算正確。畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，論文格式正確，書寫基本符合規(guī)范要求，條理清晰，語言流暢。英文摘要和外文翻譯 能做到語言基本流暢，基本完整表達(dá)原文意思。推薦參加答辯。
評閱人簽字：張仲偉 評閱人工作單位：機(jī)械工程學(xué)院日期：2017-05-23
答辯紀(jì)錄
學(xué)生姓名：XX 專業(yè)班級：XX 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目： 手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
答辯時(shí)間：2017年05月25日 時(shí) 分 ~ 時(shí) 分
答辯委員會(答
主任委員(組長)： XX
辯小組)成員
委 員(組 員)： XX XX
答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況
問題1：蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)中誰是主動(dòng)件？ 回 答： 蝸桿是主動(dòng)件。
問題2：為何選擇渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)？ 回 答： 為了控制轉(zhuǎn)向。
問題3：渦輪蝸桿傳動(dòng)比是多少？ 回 答： 渦輪蝸桿傳動(dòng)比是29。問題4：運(yùn)動(dòng)分析是什么？
回 答： 主要對鏈傳動(dòng)進(jìn)行分析。問題5：是否計(jì)算推力？
回 答： 沒有對此計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)考慮的使用人群主要是青壯年，因此其推力大致為80N
記錄人： XX 2017年05月25日
答辯委員會評價(jià)表
評價(jià)內(nèi)容
具體要求
總分
評分
自述總結(jié)
思路清晰,語言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理
10
8
答辯過程
能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù)
10
8
選題質(zhì)量
符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究價(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的
開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿
5
5
完成質(zhì)量
文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確
合理,結(jié)論明確；論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)
10
8
能力水平
有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表
達(dá)與外語應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力
10
8
答辯委員會評分合計(jì)
37
答辯委員會評語
XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，工作努力，態(tài)度認(rèn)真，能遵守各項(xiàng)紀(jì)律
，表現(xiàn)良好。
能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。
論文立論正確，理論分析得當(dāng)，解決問題方案實(shí)用，結(jié)論正確。
論文使用的概念正確，語言表達(dá)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，條理清楚。
論文中使用的圖表，設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁鴮懞椭谱鲿r(shí)，能夠執(zhí)行國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范化較好。
具有一定的獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及外語應(yīng)用能力，原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確。
答辯過程中，能夠簡明和正確地闡述論文的主要內(nèi)容，思路清晰，論點(diǎn)基本正確；回答問題準(zhǔn)確，有應(yīng)變力；有較好的語言表達(dá)能力。
答辯成績： 37 答辯委員會主任： XX 2017年05月31日
成績評定
項(xiàng)目分類
成績評定
過程管理評分
12
指導(dǎo)教師評分
16
評閱人評分
16
答辯委員會評分
37
總分
81
成績等級
B
成績等級按“A、B、C、D、F”記載
成績審核人簽章： XX
學(xué)院審核人簽章： XX
一、選題依據(jù)
1．論文（設(shè)計(jì)）題目：
手推式鏟雪車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析
2．研究領(lǐng)域：
工程應(yīng)用、工程實(shí)際
3．論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值：
我國北方大概有 3~5 個(gè)月的降雪期，道路積雪給交通運(yùn)輸和人民的生活帶來了許多的不便，尤其是凍結(jié)在道路上的積冰造成了很多的交通事故，而這些積冰用傳統(tǒng)的機(jī)械很不容易清除，為此不得耗費(fèi)大量的人力物力。因此設(shè)計(jì)制造一種新型機(jī)械顯得尤為重要。
國內(nèi)一些研究所和道路養(yǎng)護(hù)部門在這方面也做過一些工作 ,如吉林交通科學(xué)研究所曾成功研制 SY -20 型撒鹽機(jī)，使用效果良好。但使用融解法除雪，除所需費(fèi)用較高外,還容易對環(huán)境造成污染，因此，這種方法的使用范圍受到一定的限制。
機(jī)械法是通過機(jī)械對冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一種方法,這是人類傳統(tǒng)的除雪方法 ,也是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的。研制性能優(yōu)越的除雪機(jī)械成為世界上冬季降雪國家的一個(gè)重要課題。
4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢
現(xiàn)在不論是國外還是國內(nèi)，除雪機(jī)械的發(fā)展已經(jīng)有較高水平了，除雪的形式也有多種，主要有溶解法和機(jī)械法，溶解法主要是利用化學(xué)物質(zhì)如氯化鈣等，機(jī)械法主要是利用除雪機(jī)來進(jìn)行，除雪機(jī)械的形式主要有犁式除雪機(jī)和旋切式除雪機(jī)。
4.1 國內(nèi)除雪機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
我國除雪機(jī)械的研制起步較晚,真正的研制與開發(fā)是從 80 年代以后，隨著改革開放的不斷深入，道路的不斷升級與新建，各種機(jī)動(dòng)車輛猛增而開始的，這些研究單位主要集中在中國的東北西北地區(qū)，先后有十幾種型號的樣機(jī)被生產(chǎn)出來，在除雪作業(yè)中發(fā)揮了一定的作用。隨著這幾年我國的一系列經(jīng)濟(jì)政策，我國在除雪機(jī)的發(fā)展上已經(jīng)卓有成效?，F(xiàn)在主要制造的企業(yè)主要有中聯(lián)重科，吉林公路機(jī)械，恒潤高科，沈陽山河，常林股份等。其代表的機(jī)器主要有中聯(lián)重科的 ZLJ5250TCXZE3/ZLJ5251
TCXZE4 多功能除雪車（如圖 1）、沈陽山河 PX2000 旋轉(zhuǎn)拋雪式除雪機(jī)、常林股份 956
【15】
除雪機(jī)（如圖 2）、恒潤高科 HHR5160TCX3EQ 除雪撒布車 。
圖 1 圖 2
中聯(lián)重科 ZLJ5250TCXZE3/ZLJ5251 TCXZE4 多功能除雪車是一款集推雪、高速掃雪、固體撒布、預(yù)濕撒布、刮冰等多種功能于一體的綜合除雪車。 該車功率大、效率高，在2011 年初湖南和貴州等地山區(qū)公路抗擊冰雪災(zāi)害的工作中發(fā)揮了巨大作用。
10
沈陽山河 PX2000 旋轉(zhuǎn)拋雪式除雪機(jī)是為擁有各種裝載機(jī)的用戶研制的，主要用于清除自然積雪、路邊堆積雪以及積雪的裝車作業(yè)，該機(jī)采用獨(dú)立動(dòng)力系統(tǒng)，采用電氣控制，安裝簡單、操縱方便，可以安裝在裝載機(jī)、拖拉機(jī)、拖車等車輛的底盤上。
常林股份 956 除雪機(jī)的鏟刃板采用高炭耐磨合金鋼，經(jīng)過中頻淬火處理， 具有超強(qiáng)的耐磨特性；推雪板工作裝置可左右偏轉(zhuǎn)±35° ，可越過最小 50mm 高的障礙物
（自動(dòng)越障），輕松實(shí)現(xiàn)堆雪作業(yè)，具有操作簡單、機(jī)構(gòu)可靠的特點(diǎn)。
恒潤高科 HHR5160TCX3EQ 除雪撒布車是專門針對交通、高速公路、市政、環(huán)衛(wèi)等部門相關(guān)作業(yè)的需求而研發(fā)設(shè)計(jì)的，主要用于清除路面冰雪，保障車輛、 飛機(jī)和行人安全，能夠迅速有效地清除道路上的積雪和冰，可以布置在各類載貨底盤和自卸車底盤上，規(guī)格齊全、融雪撒布方便、可靠精確，操作簡單、 靈活、高效；裝拆便捷， 無需清雪作業(yè)時(shí)可以便捷地拆掉專用裝置而從事運(yùn)輸作業(yè)；清除作業(yè)范圍廣、效率高、效果好。
但是與國外發(fā)達(dá)國家相比，除雪機(jī)械仍存在著一些不足
○ 1 作業(yè)速度低
【13】
：
目前國外犁式除雪機(jī)最大除雪速度可 50 km /h,旋切式除雪機(jī)最大速度達(dá) 70 km
/h。吉林省交通科學(xué)研究所研制的 CBX-1600 型除雪機(jī)，是國內(nèi)技術(shù)水平較高的除雪機(jī)械，但其最大除雪速度僅為 2.15km/h,與國外同級別的除雪機(jī)械相比，作業(yè)速度較低。
○ 2 整機(jī)利用率低，成本高
盡管中國的北方地區(qū)冬季降雪期可達(dá) 3～ 5 個(gè)月 ,但據(jù)統(tǒng)計(jì)冬季降雪次數(shù)并不太多 ,最多也只是十幾次而已 ,如果除雪機(jī)功能單一 ,只能用來除雪 ,那么機(jī)器一年里大部分時(shí)間處于閑置狀態(tài) ,這就大大提高了除雪作業(yè)的成本 ,增加了公路養(yǎng)護(hù)部門的負(fù)擔(dān)。
○ 3 避讓功能不理想
在除雪過程中 ,常常因遇路障而使主機(jī)或者除雪裝置損壞 ,國內(nèi)已有的犁式除雪機(jī)械 ,大部分回避路障的能力較差。吉林省交通科學(xué)研究所與磐石縣公路管理段聯(lián)合開發(fā)的 CL-2.4 型公路除雪器 ,安裝了避讓裝置和防止過度避讓鎖鏈 ,可以保證在除雪作業(yè)過程中避讓路障 ,防止主機(jī)或除雪器的損壞 ,還可同時(shí)防止過度避讓鎖
鏈 ,因過度避讓使避讓回位彈簧損壞。
○ 4 對路面保護(hù)能力差。
當(dāng)路面凹凸不平時(shí)，除雪機(jī)作業(yè)時(shí)會對路面造成破壞，雖然除雪機(jī)對路面的損壞程度目前還沒有一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，但國內(nèi)的除雪機(jī)械在路面仿形能力、對路面保護(hù)等方面，與國外相比還存在一定差距。
現(xiàn)在我國除雪機(jī)械總的發(fā)展方向是
【16】
：
○ 1 加強(qiáng)雪的力學(xué)性質(zhì)研究，建立道路氣象系統(tǒng)
為設(shè)計(jì)出更好的除雪機(jī)，需要對雪的力學(xué)性質(zhì)做一個(gè)全面的分析，同時(shí)也應(yīng)該建立道路氣象信息系統(tǒng)，對道路氣象系統(tǒng)做出更好的預(yù)測和判斷，以便靈活的、高效的使用除雪機(jī)械。
○ 2 向小型化、高速度的方向發(fā)展
在除雪作業(yè)中，除雪機(jī)機(jī)身的大小及除雪速度是影響交通的兩個(gè)重要因素，機(jī)身過大，除雪機(jī)占道影響交通；速度過低，影響車流通暢，同時(shí)狹窄路面的除雪也要求機(jī)身體積不宜過大。為了不妨礙交通，今后中國的除雪機(jī)械要向小型化、高速度的方向發(fā)展。
○ 3 向多功能、機(jī) - 電 -液一體化的方向發(fā)展
為了提高機(jī)器的使用率 ,除雪機(jī)械應(yīng)向一機(jī)多用的方向發(fā)展。中國的除雪機(jī)械應(yīng)該向兼用型的方向發(fā)展 ,可在冬季降雪時(shí)進(jìn)行除雪作業(yè) ,其余時(shí)間可進(jìn)行灑水、清掃等多種路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)及其它作業(yè)。除雪機(jī)械應(yīng)盡量采用機(jī) - 電 -液新技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 ,提高除雪機(jī)械的科技含量。
○ 4 要注意提高安全性、舒適性
部分除雪設(shè)備的駕駛室內(nèi)沒有增溫系統(tǒng)，駕駛員在工作狀態(tài)時(shí)處于寒冷的狀態(tài)， 而且有些除雪設(shè)備在使用過程中需要不斷的調(diào)試，可靠性不高。因此，提高除雪機(jī)械的自動(dòng)化功能，加強(qiáng)除雪設(shè)備的安全性是今后發(fā)展的趨勢。
○ 5 打破專利封鎖，加強(qiáng)技術(shù)合作
集中人力、物力優(yōu)勢 ,聯(lián)合開發(fā)除雪機(jī)械 ,盡早研制出高速度、高性能的除雪設(shè)備 ,減少人力除雪 ,實(shí)現(xiàn)除雪自動(dòng)化。這樣既可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度 ,把人們從惡劣勞動(dòng)環(huán)境中解脫出來 ,又可以提高國內(nèi)城市建設(shè)機(jī)械化水平。
4.2 國外除雪機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
俄羅斯、日本是目前生產(chǎn)旋切式除雪機(jī)的主要國家，技術(shù)較成熟，其產(chǎn)品性能居于全球領(lǐng)先水平。日本產(chǎn)高速行走旋切式除雪機(jī)，作業(yè)速度為 70KM/h，該除雪機(jī)采用四輪驅(qū)動(dòng)方式，利用盤式制動(dòng)，全長為 7 790 mm,機(jī)寬 2 490 mm,最大除雪寬度 2 490mm, 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 220 kW ,最大除雪速度 70 km /h,最大除雪量 3000t/h，其性能均優(yōu)于同
【8】
型機(jī)械。而俄羅斯現(xiàn)在的 3Д403 型清雪車 （如圖 3）居于世界領(lǐng)先地位，其功能
多樣化，具有除雪、清除垃圾、沙石等多種功能，能夠廣應(yīng)用。
3Д403 型清雪車具有以下特點(diǎn)：
1)機(jī)動(dòng)性強(qiáng), 適應(yīng)范圍大。該清雪車可對機(jī)場、高速公路、城市公路及人行道進(jìn)行清雪及拋撒物料。行駛速度一般為 50～60 km/ h,作業(yè)速度為 25～30 km/h,拋撒寬度為 4.0～10.6 m。
2)工作效率高, 特別適用于平坦的高速公路、寬廣的機(jī)場新雪的清除,更顯出其高效的優(yōu)越性。
3)結(jié)構(gòu)簡單, 制造方便, 成本低
此外，還有德國施密特（SCHMIDT）、瑞士波雄（BOSCHUNG）、美國豪士卡
（OSHKOSH）和雪挪拉（Snoway）以及丹麥依波克（Epoke）等廠商制作的多功能除雪車均處于世界領(lǐng)先地位。上述廠商都擁有完整的產(chǎn)品體系，因發(fā)展過程、市場及研發(fā)重點(diǎn)的不同，各廠商的除雪機(jī)械產(chǎn)品又各有優(yōu)勢和特色。
1. 犁裝置 2. 底盤 3. 電氣裝置 4. 液壓系統(tǒng) 5. 刷子裝置 6. 撒砂裝置
3Д403 型清雪車構(gòu)造
現(xiàn)在，國外發(fā)展趨勢主要有以下幾方面
○ 1 綜合的除排雪系統(tǒng)
【19】
：
要將除雪與排雪結(jié)合起來,除下的積雪堆在路側(cè)會占道并影響視野。所以一方面要在道路結(jié)構(gòu)上充分確保堆雪帶的空間;另一方面要有效地利用(排)雪溝。此外建立道路立體交叉特殊部的除排雪系統(tǒng)也是很必要的。
○ 2 安全性
在對于人行道除雪這樣的作業(yè)時(shí),行人的安全至關(guān)重要,因此除雪機(jī)械的安全性非常重要。
○ 3 信息化
只有根據(jù)氣象及路面狀況,才能靈活高效地使用除雪機(jī)械,確保 24 小時(shí)除雪體制。因此,有必要建立一個(gè)能將氣象信息、道路管理者、除雪車有機(jī)結(jié)合的信息網(wǎng)絡(luò)化的冬季道路管理保障體系。為了便于行車,該網(wǎng)絡(luò)還能為一般道路使用者提供除雪狀況和氣象信息。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問題
1.1 鏟雪車的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該部分主要包含原動(dòng)件，傳動(dòng)裝置，車架，行走結(jié)構(gòu)，破冰裝置，升降裝置，集雪裝置及排雪裝置。
傳動(dòng)裝置主要包含帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)（需根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)選定），蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。破冰裝置與升降裝置為一體設(shè)計(jì)，可采用凸輪結(jié)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)。
1.2 前鏟雪曲面和鏟體設(shè)計(jì)
前鏟雪曲面主要是雙螺旋曲面，在鏟體上分為左右兩部分，左邊左旋，右邊右旋。
1.3 除雪裝置升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
升降機(jī)構(gòu)專用于破冰裝置，其結(jié)構(gòu)主要采用四桿機(jī)構(gòu)（為增加穩(wěn)定性和動(dòng)力輸出的平穩(wěn)性，實(shí)際采用六桿機(jī)構(gòu)，但機(jī)構(gòu)自由度保持不變，可以確保機(jī)構(gòu)的可行性），利用四桿機(jī)構(gòu)可以靈活平穩(wěn)的將破冰裝置進(jìn)行升降。通過以前的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，可以很好的完成這一部分的設(shè)計(jì)。
2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）
2.1 查閱相關(guān)文獻(xiàn)
2.2 設(shè)計(jì)方案的確定
現(xiàn)初步構(gòu)想三個(gè)方案，方案一為利用吹風(fēng)方式，將雪吹到一邊；方案二為利用一個(gè)至于車體前方的鏟子，隨著車體不斷前進(jìn)，將雪逐漸排到一邊；方案三為利用機(jī)械裝置將雪攪碎、壓碎，將其拋棄一邊。具體方案設(shè)計(jì)須在后期設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)一步構(gòu)思選擇。
2.3 原理設(shè)計(jì)和原型設(shè)計(jì)
升降機(jī)構(gòu)及破冰裝置均采用四桿機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)裝置采用鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿等，動(dòng)力輸入采用發(fā)動(dòng)機(jī)，集雪裝置采用雙曲面螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鏟體。
2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算校核
主要校核軸，鏈傳動(dòng)，蝸輪蝸桿，雙曲面螺旋葉的強(qiáng)度和剛度等參數(shù)。
2.5 運(yùn)動(dòng)分析
利用 solidworks 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，路徑規(guī)劃等
2.6 圖紙繪制
圖紙主要包含機(jī)構(gòu)中的零件圖（如軸，蝸輪蝸桿等）、裝配圖等。
2.7 總結(jié)
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
3.1 設(shè)計(jì)原理說明書
3.2 圖紙一套
3.3 數(shù)據(jù)電子版光盤
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
1.1 方案設(shè)計(jì)：⑴機(jī)構(gòu)功能分析 ⑵可能的解決方案 ⑶決策及選定方案
1.2 技術(shù)設(shè)計(jì)：⑴零件設(shè)計(jì) ⑵部件設(shè)計(jì) ⑶總體設(shè)計(jì)
1.3 設(shè)計(jì)要求：運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)，零件的工作能力設(shè)計(jì)，部件裝配草圖和總裝配圖的設(shè)計(jì)， 主要零件的校核
1.4 技術(shù)文件編制：⑴設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 ⑵使用說明書 ⑶標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表
2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周 研究相關(guān)課題內(nèi)容第 2 周 查找中文文獻(xiàn)
第 3 周 查找英文文獻(xiàn)
第 4 周 開題報(bào)告撰寫及準(zhǔn)備開題答辯第 5 周 小車結(jié)構(gòu)分析
第 6 周 鏟雪前爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析第 7 周 鏟雪前爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析第 8 周 除雪輥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 第 9 周 除雪輥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 第 10 周 中期檢查及文檔準(zhǔn)備 第 11 周 鏟雪前爪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析第 12 周 除雪輥機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 第 13 周 圖紙繪制與檢查
第 14 周 整體機(jī)構(gòu)調(diào)試第 15 周 整體機(jī)構(gòu)調(diào)試
第 16 周 修改論文及準(zhǔn)備答辯
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告
文獻(xiàn)綜述
一、 引言
我國北方大概有 3~5 個(gè)月的降雪期，道路積雪給交通運(yùn)輸和人民的生活帶來了許多的不便，尤其是凍結(jié)在道路上的積冰造成了很多的交通事故，而這些積冰用傳統(tǒng)的機(jī)械很不容易清除，為此不得耗費(fèi)大量的人力物力。因此設(shè)計(jì)制造一種新型機(jī)械顯得尤為重要。
二、 除雪方式及特點(diǎn)
路面上的積雪主要有冰雪層、壓實(shí)積雪和新降浮雪三種形式，早期多采用人力除雪。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為提高除雪效率、 降低人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，根據(jù)不同的雪層厚度和不同的積雪類型，先后出現(xiàn)了多種除雪方法，如機(jī)械、 化學(xué)、 熱能、 風(fēng)能、 波能等方式除雪，除雪效果比較好，目前應(yīng)用比較廣泛的除雪方式主要有人工除雪、機(jī)械除雪、 融雪除雪和綜合式除雪，現(xiàn)介紹如下：
1、人工除雪
人工除雪是通過人力運(yùn)用掃雪工具清除積雪，主要適用于中小雪的小型區(qū)域場所。 由于除雪機(jī)械的誕生，人工除雪主要清除一些除雪機(jī)械無法清除或清除不徹底的區(qū)域，另外對于校園、社區(qū)等一些場所，由于沒有合適的除雪機(jī)械，目前也采用人工除雪。人工除雪費(fèi)用較高，效率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大，占有路面時(shí)間長，不宜進(jìn)行大面積除雪工作。
2、機(jī)械除雪
機(jī)械除雪是通過機(jī)械裝備對冰雪的直接作用從而達(dá)到除雪的目的。 目前世界上除雪機(jī)械的分類方式很多，如底盤的不同、 使用區(qū)域、 工作原理的差異等。面對雪情除雪作業(yè)時(shí)要因地制宜，針對不同路況、 不同雪情選擇適合的除雪機(jī)械，按照除雪機(jī)械的工作原理和使用范圍可歸納為：旋切式除雪機(jī)、犁式除雪機(jī)、刷掃式除雪機(jī)、推移式除雪機(jī)、 鏟刮式除雪機(jī)等。
1）旋切式除雪機(jī)。
旋切式除雪機(jī)是在驅(qū)動(dòng)車輛的前端安裝有旋轉(zhuǎn)的鉸籠，通過鉸籠的旋轉(zhuǎn)，將地面的積雪隨鉸籠葉片銑削輸送至拋送口，經(jīng)過風(fēng)機(jī)或拋雪裝置將積雪拋送到車輛一側(cè)， 旋切式除雪適用于平整路面具有一定厚度的新降雪、 壓實(shí)積雪和冰雪混合積雪，與其他除雪機(jī)械相比，對于較厚降雪的清理效果最好。 按鉸籠的結(jié)構(gòu)不同可分為兩種： 單級式鉸籠和多級式鉸籠，其中單級式鉸籠分為風(fēng)扇型和銑刀型兩種；多級式分為單軸螺旋風(fēng)扇型和多軸螺旋風(fēng)扇型兩種。采用旋切式除雪機(jī)進(jìn)行除雪作業(yè)除雪效果好、效率高，缺點(diǎn)是鉸籠內(nèi)的機(jī)械鏟刃容易磨損，并且對凸起的路面會有一定的破壞作用。
2）刷掃式除雪機(jī)。
刷掃式除雪機(jī)是利用在車輛前端、中端或尾端安裝滾筒或立式圓盤，滾筒或立式圓盤上安裝有毛刷，毛刷材料多為含有防凍添加劑的尼龍、 聚丙烯等，也有采用金屬絲材料的，驅(qū)動(dòng)滾筒或立式毛刷旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向?yàn)閳A周線速度與前行方向相反，從而清除積雪。 該設(shè)備的作業(yè)幅寬為 1.0～3.0 m，功率范圍多為 30～150 kW，作業(yè)時(shí)速一般為 3～30 km/h，適用于雪層中厚度以下積雪的掃除，除雪效率高且不破壞地面。
3）推移式除雪機(jī)。
推移式除雪機(jī)是利用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛前端安裝的推板或雪鏟，推板與車輛行走方向有一定傾角，推板通常采用優(yōu)化的弧形設(shè)計(jì)，車輛前進(jìn)即可把前方的積雪沿推板內(nèi)表
17
面上升，從一側(cè)拋出，達(dá)到除雪目的。推移式除雪機(jī)適用于清除平整路面上具一定厚度且未被壓實(shí)的新降雪，按推板的機(jī)構(gòu)不同又可分為刮雪板式、 V 型犁式、 單向犁式、 側(cè)翼板式和犁板式綜合除雪車，推移式除雪機(jī)費(fèi)用低廉、 效率高、 使用范圍廣，缺點(diǎn)是對于凹凸不平的路面，除雪效果不好且容易對地面造成破壞。
3 融雪除雪
融雪除雪是依靠熱能或融雪劑潑灑車將融雪劑均勻地撒在路面上，從而達(dá)到降低結(jié)凍溫度或融化雪。熱能主要有地?zé)帷?電熱和海水熱等，融雪劑主要成份為氯化物及尿素等，融雪除雪主要適用于開春時(shí)期或者入冬不久的新降雪，此時(shí)室外氣溫較高， 除雪作業(yè)效果較為明顯，效率高，適用范圍廣，但對道路和環(huán)境有一定程度上的污染， 尤其是鈉鹽融雪劑，對路面表層進(jìn)行侵蝕破壞，就未來發(fā)展趨勢看，研究融雪劑的環(huán)保和低溫性能將是融雪除雪技術(shù)的關(guān)鍵。
4 綜合式除雪
綜合式除雪是將融雪除雪和機(jī)械除雪兩種方式配合使用，一般是在除雪機(jī)具的前端裝有推移式等除雪裝置、旋切式除雪機(jī)或碾壓式除雪機(jī)，在機(jī)具的后端裝有潑撒融雪劑的裝置，根據(jù)路面積雪狀況的不同，可以選擇單一的融雪除雪或者機(jī)械除雪，也可一起使用兩種方式。
三、 國內(nèi)外除雪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1、國外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
處于嚴(yán)寒地區(qū)的發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在的除雪機(jī)械的技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，針對不同路面條件與氣候條件可選擇不同類型的設(shè)備，使用起來高效、可靠、安全，可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的
“即時(shí)除雪”。
多功能除雪機(jī)械的國際著名廠商包括德國施密特（ SCHMIDT ）、瑞士波雄
（BOSCHUNG）、美國豪士卡（OSHKOSH）和雪挪拉（Snoway）、丹麥依波克（Epoke）以及日本除雪機(jī)制作所等。上述廠商都擁有完整的產(chǎn)品體系，但因發(fā)展過程、市場及研發(fā)重點(diǎn)的不同，各廠商的除雪機(jī)械產(chǎn)品又各有優(yōu)勢和特色。
德國施密特：主要有三種類型，一種是 Super Ⅱ緊湊型掃雪車，見圖 1，另一種是 TJS 系列拖掛式掃雪車，見圖 2；4001/5001 自行式切雪拋雪機(jī)，見圖 3。
瑞士波雄：主要有三種類型，一種是多片式推雪鏟，見圖 4，另一種是 Snowbooster，見圖 5；波雄捷特朗姆，見圖 6。
2、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
上述高性能的國外除雪機(jī)械雖然已在我國得到部分應(yīng)用，但因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、售價(jià)高、使用維修成本大等一系列問題，推廣和普及應(yīng)用困難。為此，開發(fā)適合我國國情的除雪機(jī)械顯得十分必要。
隨著這幾年我國的一系列經(jīng)濟(jì)政策，我國在除雪機(jī)的發(fā)展上已經(jīng)卓有成效。現(xiàn)在我國開始快速發(fā)展，但大部分產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用中無論是機(jī)械本身質(zhì)量還是除雪效果， 與國外先進(jìn)設(shè)備相比，尚有一定差距?，F(xiàn)在主要制造的企業(yè)主要有中聯(lián)重科，吉林公路機(jī)械，恒潤高科，沈陽山河，常林股份等，其主要生產(chǎn)的產(chǎn)品現(xiàn)介紹如下：
中聯(lián)重科 ZLJ5250TCXZE3/ZLJ5251 TCXZE4 多功能除雪車（見圖七）是一款集推雪、高速掃雪、固體撒布、預(yù)濕撒布、刮冰等多種功能于一體的綜合除雪車。 該車功率大、效率高， 在 2011 年初湖南和貴州等地山區(qū)公路抗擊冰雪災(zāi)害的工作中發(fā)揮了巨大作用。
沈陽山河 PX2000 旋轉(zhuǎn)拋雪式除雪機(jī)是為擁有各種裝載機(jī)的用戶研制的， 主要用于清除自然積雪、路邊堆積雪以及積雪的裝車作業(yè)， 該機(jī)采用獨(dú)立動(dòng)力系統(tǒng)，采用電氣控制，安裝簡單、操縱方便，可以安裝在裝載機(jī)、拖拉機(jī)、拖車等車輛的底盤上。
常林股份 956 除雪機(jī)的鏟刃板采用高炭耐磨合金鋼，經(jīng)過中頻淬火處理， 具有超強(qiáng)的耐磨特性；推雪板工作裝置可左右偏轉(zhuǎn)±35° ，可越過最小 50mm 高的障礙物
（自動(dòng)越障），輕松實(shí)現(xiàn)堆雪作業(yè)，具有操作簡單、機(jī)構(gòu)可靠的特點(diǎn)。
恒潤高科 HHR5160TCX3EQ 除雪撒布車是專門針對交通、高速公路、市政、環(huán)衛(wèi)等部門相關(guān)作業(yè)的需求而研發(fā)設(shè)計(jì)的，主要用于清除路面冰雪，保障車輛、 飛機(jī)和行人安全，能夠迅速有效地清除道路上的積雪和冰，可以布置在各類載貨底盤和自卸車底盤上，規(guī)格齊全、融雪撒布方便、可靠精確，操作簡單、 靈活、高效；裝拆便捷， 無需清雪作業(yè)時(shí)可以便捷地拆掉專用裝置而從事運(yùn)輸作業(yè)；清除作業(yè)范圍廣、效率高、效果好。
3、國內(nèi)發(fā)展趨勢
（1） 多功能化。
除雪設(shè)備的專業(yè)性很強(qiáng)，但如果一車專用無疑是一種浪費(fèi)。今后除雪機(jī)械應(yīng)該向多功能方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，提高設(shè)備利用率。
（2） 小型化。
為了不妨礙交通，除雪機(jī)械要向小型化方向發(fā)展，若機(jī)身過大，除雪機(jī)械會占道影響交通，同時(shí)不適合狹窄路面的除雪。小型化除雪機(jī)械還要保證較高的除雪效率和較好的除雪效果，以保障道路暢通和安全。
（3） 高性能、高效率
設(shè)計(jì)高精度調(diào)平系統(tǒng)及自動(dòng)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，保護(hù)路面。利用加熱裝置在除冰雪之前給凍結(jié)的冰雪加熱，降低冰雪層的強(qiáng)度，提高除冰雪速度。開發(fā)多功能附屬裝置， 增加設(shè)備功能、提高設(shè)備利用率。提高除雪機(jī)械的信息化、自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)機(jī)群作業(yè)時(shí)的智能控制，協(xié)調(diào)調(diào)度。
（4） 節(jié)能環(huán)保
滿足各項(xiàng)排放法規(guī)要求，減振降噪。節(jié)能減排，綠色環(huán)保也是未來除雪機(jī)械的一個(gè)重要發(fā)展方向。
四、 總結(jié)
在我國當(dāng)前國情之下，除雪技術(shù)還需要不斷發(fā)展。國內(nèi)專家應(yīng)加強(qiáng)對積雪物理特性的研究并對積雪的形式進(jìn)行細(xì)化分類，建立積雪道路氣象觀測系統(tǒng)，根據(jù)不同路況、不同的積雪形式和不同的除雪環(huán)境，選擇合適的除雪機(jī)械，改進(jìn)當(dāng)前的除雪機(jī)械，根據(jù)積雪的物理特性，研制出更全面、更可靠的除雪設(shè)備，這樣才能高效、靈活地應(yīng)用除雪機(jī)械并加快除雪技術(shù)的快速發(fā)展。
指導(dǎo)教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱）
審
核
簽字： 年 月 日
意
見
教研室主任意見
簽字： 年 月 日
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
簽字： 年 月 日公章：
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