目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………1關鍵詞 ………………………………………………………………………………11 引言………………………………………………………………………………21.1 研究的目的和意義………………………………………………………31.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………32 總體方案設計……………………………………………………………………42.1 設計任務與要求…………………………………………………………42.2 系統(tǒng)工作原理……………………………………………………………42.3 主要技術參數(shù)……………………………………………………………53 具體方案設計及加工……………………………………………………………53.1 動力參數(shù)…………………………………………………………………53.2 鏈與鏈輪…………………………………………………………………53.2.1 確定鏈條節(jié)數(shù)……………………………………………………63.2.2 確定節(jié)距…………………………………………………………63.2.3 確定中心距………………………………………………………63.2.4 驗算鏈速…………………………………………………………63.2.5 壓軸力……………………………………………………………64 傳動軸的設計與校核……………………………………………………………74.1 軸的設計計算……………………………………………………………74.2 確定各軸的直徑和長度…………………………………………………74.3 軸的校核…………………………………………………………………85 渦輪與蝸桿………………………………………………………………………85.1 按接觸強度計算…………………………………………………………85.1.1 確定蝸桿頭數(shù)、蝸桿齒數(shù)………………………………………85.1.2 確定渦輪轉(zhuǎn)矩……………………………………………………95.1.3 確定條件…………………………………………………………95.1.4 初定中心距、模數(shù)、倒程角……………………………………95.1.5 計算傳動效率……………………………………………………95.2 驗算齒面接觸強度………………………………………………………95.3 計算傳動的主要尺寸……………………………………………………105.4 彎曲強度驗算……………………………………………………………106 攪龍軸設計與校核………………………………………………………………116.1 軸的設計計算……………………………………………………………116.2 確定各軸段的直徑和長度………………………………………………126.3 軸的校核…………………………………………………………………127 鍵的選擇與校核…………………………………………………………………148 螺旋葉片的設計…………………………………………………………………149 結(jié)論 ……………………………………………………………………………159.1 設計完成情況……………………………………………………………159.2 結(jié)論………………………………………………………………………16參考文獻 ……………………………………………………………………………16致謝 …………………………………………………………………………………17摘 要：本文在分析了目前國內(nèi)外的主要除雪方法的基礎上，提出一種適合中國國情的小型機械旋轉(zhuǎn)式掃雪機的設計方案。本設計由汽油機提供動力。經(jīng)輸出軸輸出動力，通過鏈傳動傳遞動力，帶動其他工作。該掃雪機的工程是利用攪龍旋轉(zhuǎn)將雪集中并向后推送，通過攪龍的向后推力及螺旋槳產(chǎn)生的吸力使其到達螺旋槳。由于螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的作用力，雪被高速推向彎管，再通過與彎管壁撞擊折射出去。從而達到清除積雪的目的和最佳效果。關鍵詞：掃雪機 ；攪龍 ；傳動軸Abstract: After analyzing the various means of snow-clearings in the world at present, the project of a sort of snow-blower fit for China is put forward in this paper. Based on the theory study and applied structural design.This designis provided power by the petrol machine. It is outputted power by outputaxis, anddelivering power though a chain transmission, and arousing other work piece operations. Should in addition to the operate process of mini snow bloweris take advantage of stir revolution dragon to concentrate snow and push it backward, pass stir a dragon bckeward the vacuum force of thrust and aerofoil generate make it arrive aerofoil. Because of aerofoil with the top speed revolution generate enormous action force, and snow with top speed is pushed to the conduit bend, then collide with conduit bend wall and project out the conduit bend after refracting, thus hit the purpose Keywords: Snow-blower; auger；transmission shaft1 引言中國有句古話叫做“瑞雪兆豐年” ，冬季一場大雪能帶來明年的好收成。但是積雪給城市交通帶來巨大的麻煩，尤其是在我國的東北，內(nèi)蒙古和一帶冬季道路積雪給車輛和行人帶來極大不便，甚至造成車禍，嚴重地影響了人們正常的生產(chǎn)和生活秩序，這已成為北方各個城市急需解決的問題。目前我國清雪方法比較原始，主要是依靠人力，用鐵鍬和掃把清理積雪，這種方式不但浪費了較大的人力和物力，而且清雪的效率低，往往不能及時清除積雪，而積雪被車輛壓實后更加難以清除。因此，尋找一種既有較高效率，成本又比較低的清雪方法就成為當務之急。目前，各國普遍采用的除雪方法是機械除雪法和融雪法兩種基本方法。機械除雪法是通過機械對冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一種方法。積雪按狀態(tài)可分成三種類型：(1) 松散雪，即降雪不久且未經(jīng)人員和車輛碾壓的雪，質(zhì)地松散；，體積大，流動性好；(2)壓實雪，即降雪后經(jīng)人踩和車壓而形成的冰雪混合物，有不同程度的硬層，不易清除；(3)冰層，是積雪因陽光暴曬或車輛碾壓融化成水后又凍結(jié)成冰，冰層中除水分外還有大量塵土和泥沙，質(zhì)地堅硬，和地面粘接牢固。所以除雪機械包括除雪機和除冰機兩種。根據(jù)工作原理的不同，除雪機可分為推移式、拋雪式和吹雪式三種。推移式除雪機是將推雪鏟刀，除雪犁等裝置安裝在推土機或其它車輛上，將雪推走，開出通道，然后用卡車將積雪運走。這種方法只能將積雪推到路邊，不具備集雪能力，且只適用于新鮮雪或破碎后的壓實雪，效率較低，容易劃傷地面。拋雪式除雪機配有拋雪泵，將收集到的積雪拋到路邊或送入運輸車輛。其中以螺旋式最為常見。吹雪式除雪機一般配備航空發(fā)動機，產(chǎn)生強大的高壓空氣流由噴口吹除地面積雪。吹雪式除雪機運行速度較高，有很高的生產(chǎn)率，但它只適用于新鮮雪，只能在機場、橋梁和高速路上應用，成本很高，不適合開發(fā)小型產(chǎn)品 。由以上兩種主要除雪方法的對比與分析，我們得出結(jié)論，除雪應以機械除雪為主1.1 研究的目的和意義我國的東北、華北和內(nèi)蒙東北部的部分地區(qū)，冬季的積雪和積冰常常造成嚴重的交通障礙，在有些路段如坡道、轉(zhuǎn)彎、交叉路口、機場跑道等，路面有積雪和積冰則影響更為嚴重，常常引發(fā)交通事故冬季降雪覆蓋在路面上給人們的出行帶來諸多不便。傳統(tǒng)的人工除雪方式勞動強度大，工作效率低。北方城市往往采用專業(yè)的大型除雪機除雪，但是由于其購置及使用成本高、工作幅寬大，往往只適用于城市馬路的清掃。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天數(shù)不多，往往不會配置除雪設備。本設計的目的在于設計一種小型低成本的除雪設備，可以廣泛用于各種小面積的除雪需求環(huán)境。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀利用機械清雪是把人從繁重的掃雪工作中解放出來的一種最好的途徑，并大大提高了清雪效率和速度。因此，科學工作者一直在探索如何研制出安全、可靠和實用的清雪機械。在國外，最初的清雪機械是采用推土機或裝載機，利用其推土板和裝載斗將積雪集中在一起，這后來發(fā)展成犁式除雪機。早在 1943 年日本就開始把 V 型犁裝在載重卡車上用于除雪，經(jīng)過多年的發(fā)展，國外犁式除雪機已具有較高的技術水平。犁式除雪機出現(xiàn)以后，又出現(xiàn)了將用合成材料制成的指向圓周不同方向排列的棒裝在滾筒上作為清雪專用器械，但只對沒凍的積雪效果好，直到后來出現(xiàn)了連續(xù)快速的大型旋轉(zhuǎn)式清雪機后，清理積雪的工作才變得簡單。旋轉(zhuǎn)式除雪機一般具有切削、集中、推移和拋投的功能，具有結(jié)構復雜、功能多的特點。俄羅斯和日本是生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)式除雪機的主要國家，技術成熟。其產(chǎn)品性能居世界領先水平。除雪機在國外已經(jīng)發(fā)展了幾十年，特別是在瑞典、芬蘭等北歐國家已經(jīng)相當成熟。根據(jù)我國國情，國內(nèi)應加強雪的力學性質(zhì)研究，建立道路氣象系統(tǒng)，除雪機械應向小型化、高速度的方向發(fā)展，向多功能、機電液一體化的方向發(fā)展，同時注意提高安全性和舒適性。簡言之，與其它類型的除雪機械相比，拋雪式除雪機一般具有對積雪的切削、集中、推移和拋投功能，其應用較廣，是一種現(xiàn)代化、高效率的除雪機械。國內(nèi)有關這方面的研究很少，據(jù)了解目前國內(nèi)沒有廠家在生產(chǎn)小型拋投式清雪機。所以對這種小型的清雪機的研究、設計和開發(fā)必然有很大的現(xiàn)實意義 （1） 。2 總體設計方案2.1 設計任務與要求冬季降雪覆蓋在路面上給人們的出行帶來諸多不便。傳統(tǒng)的人工除雪方式勞動強度大，工作效率低。北方城市往往采用專業(yè)的大型除雪機除雪，但是由于其購置及使用成本高、工作幅寬大，往往只適用于城市馬路的清掃。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天數(shù)不多，往往不會配置除雪設備。本設計的目的在于設計一種小型低成本的除雪設備，可以廣泛用于各種小面積的除雪需求環(huán)境 （2） 。2.2 系統(tǒng)工作原理工作時由原動機提供動力，經(jīng)由鏈傳動將動力傳遞到工作部分。積雪由集雪裝置收集到一個腔體內(nèi)，再由拋雪裝置清除出機體，拋雪葉輪利用高速旋轉(zhuǎn)時的離心力將積雪拋出；風機葉片利用氣流將積雪吹出。這樣在人力推動(手推式)下，清雪車不斷前進，就能實現(xiàn)連續(xù)的清除積雪。機械式掃雪機結(jié)構示意圖如下：原動機 傳動裝置車架行走裝置拋雪裝置集雪裝置積雪圖 1 掃雪機結(jié)構示意圖Fig1 Snowplow structure schematic drawing本設計通過利用攪龍旋轉(zhuǎn)將雪集中向后推送，再利用離心式風機葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的作用力將雪高速推向彎管，再通過和彎管壁撞擊折射揚出彎管，從而達到除雪目的。動力傳遞過程為：發(fā)動機→傳動軸→渦輪蝸桿減速器→驅(qū)動軸→攪龍結(jié)構簡圖如下：1. 攪龍 2. 清雪鏟 3. 拋雪筒 4. 傳動系統(tǒng) 5. 發(fā)動機6. 操作裝置 7. 車輪 8. 車架 9. 拋雪輪圖 2 掃雪機結(jié)構簡圖Fig2 Total diagrammatic drawing2.3 主要技術參數(shù)設計的基本參考數(shù)見表 1、表 2 表 1 技術參數(shù) Table1 Rechnnique parmeter型號 鏟雪寬（mm） 鏟雪高（mm） 拋雪距離（m） 驅(qū)動功（kw）1000 200~250 2~3 2 表 2 技術參數(shù)Tabe2 Rechnnique parmeter 自重（kg） 清除率（%） 攪龍直徑（ mm） ??hkm/作 業(yè) 時 間 ??m高寬長尺 寸 ?100kg 2~2.5 95 360 1200×1100×11003 具體方案設計及加工3.1 動力參數(shù)發(fā)動機型號：EM100發(fā)動機型式：單缸、風冷、四沖程缸的容積：163cm 3排量：87最大輸出：2.2kw/2500凈重：27kg3.2 鏈輪、鏈鏈輪和鏈條將發(fā)動機的動力輸給傳動軸以實現(xiàn)整個機構的運轉(zhuǎn)。為了既能保證動力的平 穩(wěn)傳遞，又能保證轉(zhuǎn)速要求，鏈輪的設計和在整個機構中的作用也就顯得尤為重要。暫選齒數(shù)為 21，傳動比 1:1 鏈輪，鏈條暫選型號 06B。功率 Pc=KAP=1.3×2=2.6kw(KA=1.3 根據(jù)查表得) （3） (1)3.2.1 定鏈條節(jié)數(shù)假定中心距 a=35p ,則鏈節(jié)數(shù)位apZZpaL??????????2211(2)9135352??p所以，L p 取 91 節(jié)3.2.2 確定節(jié)距 P單根鏈傳遞功率為 P0 （4） 。按照轉(zhuǎn)速估計，根據(jù)相應條件和公式得出；?lpzCk(3),1.9218.8. ??????????????Zkz(4)75.0026.26.??plL單排鏈條排數(shù)系數(shù) =1 。則 P0 =2.4 kw (5)pk??lpzck975.01.62?根據(jù)鏈輪的轉(zhuǎn)速 和 ，查表選鏈號 06B。得出節(jié)距 p=9.525mm。1n03.2.3 確定中心距 a初定中心距，其最小中心距 0.2Z1 8.4p, 。?min0a??pi??pa350(6)?????? ??????????????????????? 212121 84 ?ZZLZLpaP=233.38mm（取整數(shù) 234） 3.2.4 驗算鏈速鏈的平均速度： (7)106??npzv=8.331m/sV 小于 12~15m/s, 可用。3.2.5 壓軸力 FQ有效圓周力為 (8)NVP1.2403.810???取 ,則壓軸力為 (9)25.1QK 3.5FKQ4 傳動軸的設計與校核傳動軸是整個機構轉(zhuǎn)動的重點，動力由汽油機輸出后直接通過鏈輪將動力向傳動軸，帶動傳動軸上的螺旋槳高速轉(zhuǎn)動的同時還要連接渦輪蝸桿轉(zhuǎn)動并將動力傳給渦輪，以此實現(xiàn)方向的變化和動力的傳輸。軸的設計過程如下：軸的工作情況：無腐蝕條件軸的轉(zhuǎn)速：n 1=2500r/min軸的輸入功率： P1=P kW8.90??轉(zhuǎn)矩：T=T d (10) mNn??4.8225/7.5.6所設計的軸選用是實心軸，材料牌號： 45 正火，回火。硬度（HB）： 230MPa，抗拉強度：600MPa （5） 。4.1 傳動軸的設計計算按照扭矩初算軸徑，軸選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度 317-255HBS。根據(jù)機械設計基礎 P262（14-2）式，并查表 14-3，取 c=118輸入軸 11.256mm (11) ????33112507.8nCd4.2 確定各軸段的直徑和長度(根據(jù)設計要求)軸的總長為 615mm，軸的段數(shù)位 4，各段的直徑及長度見表 3。 表 3 各軸段長度及直徑Table 3 Each shaft segment length and diameter長度 直徑 備注30mm 20mm 裝配深溝球軸承191mm 34mm 軸肩76mm 26mm 裝配鏈輪 243mm 20mm 深溝球軸承235mm 14mm 連接螺旋槳軸段的載荷信息見表 4：表 4 各軸段的載荷信息Table4 Carries a benelux information20mm 15mm -13.07 0N mm 0N 0N mm 6494N mm ? ??20mm 418.5mm -46.89N 0N mm 0N 0N mm 6494N mm軸所受支撐的信息如表所示：表 5 軸的支撐信息Table5 The backing infrmationof shaft直徑 距左端距離20mm 15mm20mm 418.5mm4.3 軸的校核4.3.1 垂直支反力計算距左端距離 15mm，垂直支反力 FA，距左端距離 418.5mm，垂直支反力 FBFQ=FA+FB , 又因 ，則有0??A解得，F(xiàn) B=183.8N， ， (12) ，5.418209?? NA8.13?4.3.2 截面 C 左側(cè)彎矩(13))(09.4mNMAV??直徑 距左端距離 垂直面剪力 垂直面彎矩 水平面剪力 水平面彎矩 軸向扭矩截面 C 右側(cè)彎矩(14))(10487.4' mNFMBV ???5 渦輪蝸桿由于動力在傳遞過程中其傳遞方向要發(fā)生改變，同時也需要將轉(zhuǎn)速降低，所以在設計中使用了渦輪蝸桿減速器。所選類型是蝸桿作為動力輸入端，安裝位置處于渦輪上方 （6） 。選擇材料：蝸桿用 45 鋼，表面硬度 45-50HCRC。渦輪材料采用 ZCuSn10Pb1，金屬型鑄造 （7） 。5.1 按接觸強度計算5.1.1 確定蝸桿頭數(shù)、蝸桿齒數(shù)查表， (15)1?Z3012??Zn5.1.2 確定渦輪轉(zhuǎn)矩??初 估 計,8.05.92162?PT= 9.55×106 (16)?5.1.3 確定條件確定載荷系數(shù) =1.1（8） ，確定彈性系數(shù) ZE =155AKMPa轉(zhuǎn)速系數(shù) (17)85.01212?????????????????nZ壽命系數(shù) 接觸系數(shù)查圖得,3.80356?n 85.2??Z接觸疲勞極限由表得， 接觸強度安全系數(shù),256limMPaH??3.1minHS5.1.4 初定中心距、模數(shù)、倒程角 (18)3253 2limn2 65.13.8014. ?????????????????HhnEASZTKa??=29.95 （a 取 35mm）M=（1.4~1.7 ） ， 取 m=1.6 .2~512(19)07.tan1?dZ?mN???51043.'154???5.1.5 計算傳動效率當量摩擦角 ,'6?V?嚙合效率 ， (20)???91.06154tantan'''1 ??????v??傳動效率 （9） （取 ，因查 時考慮軸承的摩擦損耗，8.0321 2?v?，考慮蝸桿轉(zhuǎn)速較高）98.03?5.2 驗算齒面接觸強度 2162162 05.905.9nPnPT??????= (21)mN?564.3.8.(22)3253 2limn2 653.1.8019. ?????????????????HhnEASZTKa??=30.335mm ( 原參數(shù)強度足夠）5.3 計算傳動的主要尺寸中心距 (23)??mzda3806.128)(21??????蝸桿的分度園直徑 ，m1蝸桿齒頂圓直徑 ， (24)haa 2.蝸桿齒根圓直徑 ，(25)????mcdf 16.24.061821 ????????蝸桿軸向齒距 ， (26) mmpx04.56??蝸桿輪齒螺紋部分長度 (27)??281.73.取 為zb?渦輪分度圓直徑 ， (28)d43062?渦輪齒頂圓直徑 ， mhaa .516.??渦輪齒根圓直徑 ，????mchdaf 16.4.206.14822 ????????渦輪外圓直徑 ，mae 53.5.1渦輪輪齒寬度 ???????????? 16.8.0612.02b=15.36mm （取為 16mm）渦輪齒寬角 5.4 彎曲強度驗算齒形系數(shù)查表得， ，螺旋角系數(shù)124.?F? 89.014?????極限彎曲應力查表得， MPa5lim?許用彎曲應力 （取 SFmin=1.4）??SF824.1inl彎曲應力 10) ?YdTKAF217.?(29)(滿 足 要 求 ）(82.1089.014.69.MPampA????6 攪龍軸設計與校核攪龍軸是整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的核心，通過連接渦輪和裝有螺旋葉片的圓筒來實現(xiàn)其功能。軸的中間與渦輪相連接，依次往兩邊在通過軸承固定在箱體上，然后連接圓筒，是整個機構運轉(zhuǎn)順暢。攪龍軸的加工，先車一根 長 670mm 材料，然后將左右兩端車到 ，再根25?17?據(jù)設計要求車出所需要的大小、長度以及精度，最后銑出花鍵。整個加工過程不算是很復雜，但是需要反復的加工以及把握好精度的控制 （11） 。軸的設計過程如下：軸的工作情況：無腐蝕條件軸的轉(zhuǎn)速 n2=83.3 mir軸輸入功率 kWP53.182.091???轉(zhuǎn)矩 T=9.55 6=9.55 ./53.?5.98arcsinarcsi2?d?=1.49 mN??510所設計的軸是實心軸，材料牌號為 45 正火、回火 （12） 。6.1 軸的設計計算按扭矩初算軸徑，軸選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度 217-255HBS。根據(jù)機械設計基礎(14-2)式，并查表 14-3，取 c=11826P輸入軸 (30)mnPCd26.13.871322 ????考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則??m.6%50.16???所以選擇 d=17mm6.2 確定各軸的直徑和長度軸的總長為 615mm， 軸的段數(shù)為 7，各段的直徑及長度見表 6表 6 各軸段長度及直徑T able6 Each shaft segment length and diameter長度 直徑 備注30mm 17mm 裝配軸承252.5mm 19.2mm 裝配攪龍滾筒15mm 20mm 裝配軸承10mm 24mm 軸肩252.5mm 19.2mm 裝配攪龍軸承30mm 17mm 裝配軸承6.3 軸的校核1、求水平面支反力根據(jù)渦輪蝸桿傳動的受力分析，蝸桿徑向力 NdTFt 352 102.6489.1????渦輪受徑向力 t 3.an??渦輪受軸向力 dTa 5.417286512??軸支撐的跨度為 620mm 所以；（13） (31)NFTBHA 332106???2、水平彎矩：(32))(6.9210.325mLMAC ??3、求垂直面支反力， 由 得： ???(33)21??FdAVa?則有：(34)NLaAV32104. 620/485.7652/??????????????由 得：?FMAVBVB3110.?????4、垂直彎矩：截面 C 左側(cè)彎矩 截面右側(cè)彎矩??mNLFMBV ????5' 104.326105、合成彎矩：根據(jù) 得 （14） ，2CVHM???????mNCVHC ??????? 625252'' 10.104.3106.946、轉(zhuǎn)矩：mNdFTt ?532 8.24.67、當量彎矩：(35)??2TMe?????6.0???LFAVC ???5134214由當量彎矩圖和軸的結(jié)構圖可知，C 和 D 處都有可能是危險截面，分別計算其當量彎矩 （15） 。C 截面：?????mNTMce ??????? 62526 108.1048.0104.?????ce ?625622'' 4.D 截面：????????mNTMFDVVHAV ????????622 56104.39.5.6010|?8、校核危險截面處的強度： C 截面： (36)??MPaPadWbceCceeb 585.120.1.01363 ???????D 截面： (37)MbDeee 94. 1363??所以軸的強度足夠。7 鍵的選擇與校核已知渦輪處的軸徑 d=20mm，渦輪齒寬 16mm，需要傳遞扭矩為 。1492?TmN?1、選擇鍵鏈接的類型和尺寸選用平鍵連接。且選用圓頭普通平鍵（A 型） 。根據(jù) d=20mm， 查表得鍵的截面尺寸，鍵寬=6mm ；鍵高 h=6mm。根據(jù)參考鍵長系列，選鍵長 L=18mm（16） 。2、校核鍵連接的強度鍵、軸的材料都是鋼，渦輪材料為 ZCuSn10Pb1，查表得鍵的許用應力，取 。工作長度 ，鍵與輪??MPap120?????Pap10?? mbLl1268???轂鍵槽的高度 （17） 。于是可求得：mhk35.(38)??ppMPaT?????38.41203該鍵標記為取件標記為：鍵 6 19706/??TAGB8 螺旋葉片的設計攪龍的螺旋葉片是整個結(jié)構的重要組成部分，它的工作直接影響的除雪的效果。而且設計和安裝都比較困難，其動力輸入部分在中間，攪龍也要講雪向中間集中并向后輸送，所以，攪龍葉片左右旋向相反。螺旋葉片成型后的節(jié)距 P、葉片內(nèi)徑 d、葉片外徑 D（18） 。節(jié)距 P：相鄰兩葉片上對應點間的軸向距離；葉片內(nèi)經(jīng) d：3 等于空心圓筒的外徑，可從圓筒上直接量??；葉片外徑 D：根據(jù)設計尺寸來定。一般情況下，葉片是攪龍上易損的部分。開始階段，葉片的外側(cè)被磨成刃口狀，這時并不會影響其工作性能。但慢慢地葉片的外徑越磨越小，直至無法運輸，嚴重影響運轉(zhuǎn)效果 （19） 。再者，同一根軸上葉片的磨損速度也不一樣，旋轉(zhuǎn)無序狀態(tài)，對葉片的磨損最為嚴重（尤其是負載較大或使用次 6 數(shù)過多） 。往往一根軸上只有一端的三五篇葉片磨損需要更換，由此而廢棄整根軸很可惜，我們將葉片設計成可以互換的，這樣大大減少成本 （20） 。螺旋葉片的下料尺寸其尺寸可通過計算得，計算式：(39)??????)(14.23sin2.7360)(2.59)(165.3120475.1361204)(22mhCLlLhmdDPdlMDL??????????????????????????式中：L── 外螺旋線實長（mm） ； l ── 內(nèi)螺旋線實長（mm） ；h ── 葉片高（mm） ；r ── 葉 片展開里口徑（mm） ；── 切口角度（度）?C ── 切口弦長（mm）P ── 節(jié)距（ mm） 9 結(jié)論9.1 設計完成情況通過一個學期的努力，終于順利完成了掃雪機的設計工作，進行了工程圖的繪制、傳動的計和重要零件的校核?；就瓿闪嗽O計要求。當然其中還有些不足之處，在以后的學習工作中要注意。9.2 結(jié)論通過此次掃雪機的設計過程中的理論分析和設計得出以下結(jié)論：1．通過研究目前國內(nèi)外該種設備的發(fā)展情況提出了一種清雪設備的工作原理。2．設計出了該種清雪設備，并進行了工程圖的繪制，確定了其基本參數(shù)。3．針對現(xiàn)有掃雪機的不足進行改進，完善了其中的一些細節(jié)，使設計出的產(chǎn)品更新穎、美觀、適用。4．通過對掃雪機的進一步研究和完善，為以后生產(chǎn)出適合中國情的清雪設備奠定了基礎。參考文獻[1] 吾布利，小型清雪機研制[J]，農(nóng)機化，2000：6-12[2] 朱彩霞， 夏智武，QX700 型庭院清雪機的研制[J]，農(nóng)機化， 2002：31-32[3] 劉清，張宏光，陳玉清，DQX—1.2 型道路積雪清除機的實驗研究[J]，農(nóng)機化研究，1995：23-25[4] 杜明清，小型螺桿式清雪車研究[D]，南京理工大學，2004：68-81[5] 李晶，小型旋轉(zhuǎn)式清雪車的總體設計和三維繪圖[D]，大連鐵道學院，2003：45-52 [6] 耿志凌，鮑俠，吉爾 133 除雪車增加救援裝置的研究[J],黑龍江交通科技，2006：60-61[7] 朱志堅，凌波，多功能道路剁冰清雪機液壓系統(tǒng)抗沖擊措施[J]，液壓與氣動，2001：33-34[8] 凌波,朱志堅，多功能道路清雪機的液機聯(lián)合傳動[J]，液壓與氣動，2003：43-44[9] 朱志堅, 吳金強, 凌波，多泵分級調(diào)速回路在多功能道路剁冰清雪機液壓系統(tǒng)[J]，機床與液 壓，2001：81-82[10] 荊寶德，趙剛，馬文星，殷涌光，多功能路面清雪車電液比例閥系統(tǒng)的模糊-PID 控制[J]，建筑機械，2005：94-97[11] 王承惠，經(jīng)濟實用的永江牌清雪除冰車[J]，商用汽車，2001：28-29[12] 魏東，精巧的秀靈 R_600 揚雪車[J]，商用汽車,2001：32-33[13]翁杰，多功能的 AM 除雪車[J]，商用汽車,2001-12 ：34[14]李建功.機械設計[M].4 版.北京工業(yè)出版社，2007：15-22[15]張淑娟，全臘珍.畫法幾何與機械制圖[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007：5-8[16 趙韓.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2005：89-92[17]黃建求.機械制造技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006：108-121[18]孫建益.機械原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003：74-88[19]Kuroiwa.et al ，Overload prevention device for a snow removing machine[D], 2006：22-24[20]Michael Hoerle, Snow removal machine with system for applying a surface treatment material[D], 2003:10-15致 謝本次設計能順利完成，首先要感謝 XX 教授和熊瑛老師的耐心指導。通過這次畢業(yè)設計，我對以前所學習的內(nèi)容進行了鞏固，讓我學會了知識對實際的應用。在半年多的畢業(yè)設計中，XX 副教授和 XX 老師認真負責的治學態(tài)度和豐富的專業(yè)知識令我受益非淺。并使我學到了許多進行科學研究的有益方法。在畢業(yè)設計過程中，其他老師也給予我很多幫助，在此向各位老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。在完成設計的過程中，得到了很多關心、支持和幫助，再一次對各位老師同學表示感謝。 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………1關鍵詞 ………………………………………………………………………………11 引言………………………………………………………………………………21.1 研究的目的和意義………………………………………………………31.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………32 總體方案設計……………………………………………………………………42.1 設計任務與要求…………………………………………………………42.2 系統(tǒng)工作原理……………………………………………………………42.3 主要技術參數(shù)……………………………………………………………53 具體方案設計及加工……………………………………………………………53.1 動力參數(shù)…………………………………………………………………53.2 鏈與鏈輪…………………………………………………………………53.2.1 確定鏈條節(jié)數(shù)……………………………………………………63.2.2 確定節(jié)距…………………………………………………………63.2.3 確定中心距………………………………………………………63.2.4 驗算鏈速…………………………………………………………63.2.5 壓軸力……………………………………………………………64 傳動軸的設計與校核……………………………………………………………74.1 軸的設計計算……………………………………………………………74.2 確定各軸的直徑和長度…………………………………………………74.3 軸的校核…………………………………………………………………85 渦輪與蝸桿………………………………………………………………………85.1 按接觸強度計算…………………………………………………………85.1.1 確定蝸桿頭數(shù)、蝸桿齒數(shù)………………………………………85.1.2 確定渦輪轉(zhuǎn)矩……………………………………………………95.1.3 確定條件…………………………………………………………95.1.4 初定中心距、模數(shù)、倒程角……………………………………95.1.5 計算傳動效率……………………………………………………95.2 驗算齒面接觸強度………………………………………………………95.3 計算傳動的主要尺寸……………………………………………………105.4 彎曲強度驗算……………………………………………………………106 攪龍軸設計與校核………………………………………………………………116.1 軸的設計計算……………………………………………………………116.2 確定各軸段的直徑和長度………………………………………………126.3 軸的校核…………………………………………………………………127 鍵的選擇與校核…………………………………………………………………148 螺旋葉片的設計…………………………………………………………………149 結(jié)論 ……………………………………………………………………………159.1 設計完成情況……………………………………………………………159.2 結(jié)論………………………………………………………………………16參考文獻 ……………………………………………………………………………16致謝 …………………………………………………………………………………17摘 要：本文在分析了目前國內(nèi)外的主要除雪方法的基礎上，提出一種適合中國國情的小型機械旋轉(zhuǎn)式掃雪機的設計方案。本設計由汽油機提供動力。經(jīng)輸出軸輸出動力，通過鏈傳動傳遞動力，帶動其他工作。該掃雪機的工程是利用攪龍旋轉(zhuǎn)將雪集中并向后推送，通過攪龍的向后推力及螺旋槳產(chǎn)生的吸力使其到達螺旋槳。由于螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的作用力，雪被高速推向彎管，再通過與彎管壁撞擊折射出去。從而達到清除積雪的目的和最佳效果。關鍵詞：掃雪機 ；攪龍 ；傳動軸Abstract: After analyzing the various means of snow-clearings in the world at present, the project of a sort of snow-blower fit for China is put forward in this paper. Based on the theory study and applied structural design.This designis provided power by the petrol machine. It is outputted power by outputaxis, anddelivering power though a chain transmission, and arousing other work piece operations. Should in addition to the operate process of mini snow bloweris take advantage of stir revolution dragon to concentrate snow and push it backward, pass stir a dragon bckeward the vacuum force of thrust and aerofoil generate make it arrive aerofoil. Because of aerofoil with the top speed revolution generate enormous action force, and snow with top speed is pushed to the conduit bend, then collide with conduit bend wall and project out the conduit bend after refracting, thus hit the purpose Keywords: Snow-blower; auger；transmission shaft1 引言中國有句古話叫做“瑞雪兆豐年” ，冬季一場大雪能帶來明年的好收成。但是積雪給城市交通帶來巨大的麻煩，尤其是在我國的東北，內(nèi)蒙古和一帶冬季道路積雪給車輛和行人帶來極大不便，甚至造成車禍，嚴重地影響了人們正常的生產(chǎn)和生活秩序，這已成為北方各個城市急需解決的問題。目前我國清雪方法比較原始，主要是依靠人力，用鐵鍬和掃把清理積雪，這種方式不但浪費了較大的人力和物力，而且清雪的效率低，往往不能及時清除積雪，而積雪被車輛壓實后更加難以清除。因此，尋找一種既有較高效率，成本又比較低的清雪方法就成為當務之急。目前，各國普遍采用的除雪方法是機械除雪法和融雪法兩種基本方法。機械除雪法是通過機械對冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一種方法。積雪按狀態(tài)可分成三種類型：(1) 松散雪，即降雪不久且未經(jīng)人員和車輛碾壓的雪，質(zhì)地松散；，體積大，流動性好；(2)壓實雪，即降雪后經(jīng)人踩和車壓而形成的冰雪混合物，有不同程度的硬層，不易清除；(3)冰層，是積雪因陽光暴曬或車輛碾壓融化成水后又凍結(jié)成冰，冰層中除水分外還有大量塵土和泥沙，質(zhì)地堅硬，和地面粘接牢固。所以除雪機械包括除雪機和除冰機兩種。根據(jù)工作原理的不同，除雪機可分為推移式、拋雪式和吹雪式三種。推移式除雪機是將推雪鏟刀，除雪犁等裝置安裝在推土機或其它車輛上，將雪推走，開出通道，然后用卡車將積雪運走。這種方法只能將積雪推到路邊，不具備集雪能力，且只適用于新鮮雪或破碎后的壓實雪，效率較低，容易劃傷地面。拋雪式除雪機配有拋雪泵，將收集到的積雪拋到路邊或送入運輸車輛。其中以螺旋式最為常見。吹雪式除雪機一般配備航空發(fā)動機，產(chǎn)生強大的高壓空氣流由噴口吹除地面積雪。吹雪式除雪機運行速度較高，有很高的生產(chǎn)率，但它只適用于新鮮雪，只能在機場、橋梁和高速路上應用，成本很高，不適合開發(fā)小型產(chǎn)品 。由以上兩種主要除雪方法的對比與分析，我們得出結(jié)論，除雪應以機械除雪為主1.1 研究的目的和意義我國的東北、華北和內(nèi)蒙東北部的部分地區(qū)，冬季的積雪和積冰常常造成嚴重的交通障礙，在有些路段如坡道、轉(zhuǎn)彎、交叉路口、機場跑道等，路面有積雪和積冰則影響更為嚴重，常常引發(fā)交通事故冬季降雪覆蓋在路面上給人們的出行帶來諸多不便。傳統(tǒng)的人工除雪方式勞動強度大，工作效率低。北方城市往往采用專業(yè)的大型除雪機除雪，但是由于其購置及使用成本高、工作幅寬大，往往只適用于城市馬路的清掃。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天數(shù)不多，往往不會配置除雪設備。本設計的目的在于設計一種小型低成本的除雪設備，可以廣泛用于各種小面積的除雪需求環(huán)境。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀利用機械清雪是把人從繁重的掃雪工作中解放出來的一種最好的途徑，并大大提高了清雪效率和速度。因此，科學工作者一直在探索如何研制出安全、可靠和實用的清雪機械。在國外，最初的清雪機械是采用推土機或裝載機，利用其推土板和裝載斗將積雪集中在一起，這后來發(fā)展成犁式除雪機。早在 1943 年日本就開始把 V 型犁裝在載重卡車上用于除雪，經(jīng)過多年的發(fā)展，國外犁式除雪機已具有較高的技術水平。犁式除雪機出現(xiàn)以后，又出現(xiàn)了將用合成材料制成的指向圓周不同方向排列的棒裝在滾筒上作為清雪專用器械，但只對沒凍的積雪效果好，直到后來出現(xiàn)了連續(xù)快速的大型旋轉(zhuǎn)式清雪機后，清理積雪的工作才變得簡單。旋轉(zhuǎn)式除雪機一般具有切削、集中、推移和拋投的功能，具有結(jié)構復雜、功能多的特點。俄羅斯和日本是生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)式除雪機的主要國家，技術成熟。其產(chǎn)品性能居世界領先水平。除雪機在國外已經(jīng)發(fā)展了幾十年，特別是在瑞典、芬蘭等北歐國家已經(jīng)相當成熟。根據(jù)我國國情，國內(nèi)應加強雪的力學性質(zhì)研究，建立道路氣象系統(tǒng)，除雪機械應向小型化、高速度的方向發(fā)展，向多功能、機電液一體化的方向發(fā)展，同時注意提高安全性和舒適性。簡言之，與其它類型的除雪機械相比，拋雪式除雪機一般具有對積雪的切削、集中、推移和拋投功能，其應用較廣，是一種現(xiàn)代化、高效率的除雪機械。國內(nèi)有關這方面的研究很少，據(jù)了解目前國內(nèi)沒有廠家在生產(chǎn)小型拋投式清雪機。所以對這種小型的清雪機的研究、設計和開發(fā)必然有很大的現(xiàn)實意義 （1） 。2 總體設計方案2.1 設計任務與要求冬季降雪覆蓋在路面上給人們的出行帶來諸多不便。傳統(tǒng)的人工除雪方式勞動強度大，工作效率低。北方城市往往采用專業(yè)的大型除雪機除雪，但是由于其購置及使用成本高、工作幅寬大，往往只適用于城市馬路的清掃。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天數(shù)不多，往往不會配置除雪設備。本設計的目的在于設計一種小型低成本的除雪設備，可以廣泛用于各種小面積的除雪需求環(huán)境 （2） 。2.2 系統(tǒng)工作原理工作時由原動機提供動力，經(jīng)由鏈傳動將動力傳遞到工作部分。積雪由集雪裝置收集到一個腔體內(nèi)，再由拋雪裝置清除出機體，拋雪葉輪利用高速旋轉(zhuǎn)時的離心力將積雪拋出；風機葉片利用氣流將積雪吹出。這樣在人力推動(手推式)下，清雪車不斷前進，就能實現(xiàn)連續(xù)的清除積雪。機械式掃雪機結(jié)構示意圖如下：原動機 傳動裝置車架行走裝置拋雪裝置集雪裝置積雪圖 1 掃雪機結(jié)構示意圖Fig1 Snowplow structure schematic drawing本設計通過利用攪龍旋轉(zhuǎn)將雪集中向后推送，再利用離心式風機葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的作用力將雪高速推向彎管，再通過和彎管壁撞擊折射揚出彎管，從而達到除雪目的。動力傳遞過程為：發(fā)動機→傳動軸→渦輪蝸桿減速器→驅(qū)動軸→攪龍結(jié)構簡圖如下：1. 攪龍 2. 清雪鏟 3. 拋雪筒 4. 傳動系統(tǒng) 5. 發(fā)動機6. 操作裝置 7. 車輪 8. 車架 9. 拋雪輪圖 2 掃雪機結(jié)構簡圖Fig2 Total diagrammatic drawing2.3 主要技術參數(shù)設計的基本參考數(shù)見表 1、表 2 表 1 技術參數(shù) Table1 Rechnnique parmeter型號 鏟雪寬（mm） 鏟雪高（mm） 拋雪距離（m） 驅(qū)動功（kw）1000 200~250 2~3 2 表 2 技術參數(shù)Tabe2 Rechnnique parmeter 自重（kg） 清除率（%） 攪龍直徑（ mm） ??hkm/作 業(yè) 時 間 ??m高寬長尺 寸 ?100kg 2~2.5 95 360 1200×1100×11003 具體方案設計及加工3.1 動力參數(shù)發(fā)動機型號：EM100發(fā)動機型式：單缸、風冷、四沖程缸的容積：163cm 3排量：87最大輸出：2.2kw/2500凈重：27kg3.2 鏈輪、鏈鏈輪和鏈條將發(fā)動機的動力輸給傳動軸以實現(xiàn)整個機構的運轉(zhuǎn)。為了既能保證動力的平 穩(wěn)傳遞，又能保證轉(zhuǎn)速要求，鏈輪的設計和在整個機構中的作用也就顯得尤為重要。暫選齒數(shù)為 21，傳動比 1:1 鏈輪，鏈條暫選型號 06B。功率 Pc=KAP=1.3×2=2.6kw(KA=1.3 根據(jù)查表得) （3） (1)3.2.1 定鏈條節(jié)數(shù)假定中心距 a=35p ,則鏈節(jié)數(shù)位apZZpaL??????????2211(2)9135352??p所以，L p 取 91 節(jié)3.2.2 確定節(jié)距 P單根鏈傳遞功率為 P0 （4） 。按照轉(zhuǎn)速估計，根據(jù)相應條件和公式得出；?lpzCk(3),1.9218.8. ??????????????Zkz(4)75.0026.26.??plL單排鏈條排數(shù)系數(shù) =1 。則 P0 =2.4 kw (5)pk??lpzck975.01.62?根據(jù)鏈輪的轉(zhuǎn)速 和 ，查表選鏈號 06B。得出節(jié)距 p=9.525mm。1n03.2.3 確定中心距 a初定中心距，其最小中心距 0.2Z1 8.4p, 。?min0a??pi??pa350(6)?????? ??????????????????????? 212121 84 ?ZZLZLpaP=233.38mm（取整數(shù) 234） 3.2.4 驗算鏈速鏈的平均速度： (7)106??npzv=8.331m/sV 小于 12~15m/s, 可用。3.2.5 壓軸力 FQ有效圓周力為 (8)NVP1.2403.810???取 ,則壓軸力為 (9)25.1QK 3.5FKQ4 傳動軸的設計與校核傳動軸是整個機構轉(zhuǎn)動的重點，動力由汽油機輸出后直接通過鏈輪將動力向傳動軸，帶動傳動軸上的螺旋槳高速轉(zhuǎn)動的同時還要連接渦輪蝸桿轉(zhuǎn)動并將動力傳給渦輪，以此實現(xiàn)方向的變化和動力的傳輸。軸的設計過程如下：軸的工作情況：無腐蝕條件軸的轉(zhuǎn)速：n 1=2500r/min軸的輸入功率： P1=P kW8.90??轉(zhuǎn)矩：T=T d (10) mNn??4.8225/7.5.6所設計的軸選用是實心軸，材料牌號： 45 正火，回火。硬度（HB）： 230MPa，抗拉強度：600MPa （5） 。4.1 傳動軸的設計計算按照扭矩初算軸徑，軸選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度 317-255HBS。根據(jù)機械設計基礎 P262（14-2）式，并查表 14-3，取 c=118輸入軸 11.256mm (11) ????33112507.8nCd4.2 確定各軸段的直徑和長度(根據(jù)設計要求)軸的總長為 615mm，軸的段數(shù)位 4，各段的直徑及長度見表 3。 表 3 各軸段長度及直徑Table 3 Each shaft segment length and diameter長度 直徑 備注30mm 20mm 裝配深溝球軸承191mm 34mm 軸肩76mm 26mm 裝配鏈輪 243mm 20mm 深溝球軸承235mm 14mm 連接螺旋槳軸段的載荷信息見表 4：表 4 各軸段的載荷信息Table4 Carries a benelux information20mm 15mm -13.07 0N mm 0N 0N mm 6494N mm ? ??20mm 418.5mm -46.89N 0N mm 0N 0N mm 6494N mm軸所受支撐的信息如表所示：表 5 軸的支撐信息Table5 The backing infrmationof shaft直徑 距左端距離20mm 15mm20mm 418.5mm4.3 軸的校核4.3.1 垂直支反力計算距左端距離 15mm，垂直支反力 FA，距左端距離 418.5mm，垂直支反力 FBFQ=FA+FB , 又因 ，則有0??A解得，F(xiàn) B=183.8N， ， (12) ，5.418209?? NA8.13?4.3.2 截面 C 左側(cè)彎矩(13))(09.4mNMAV??直徑 距左端距離 垂直面剪力 垂直面彎矩 水平面剪力 水平面彎矩 軸向扭矩截面 C 右側(cè)彎矩(14))(10487.4' mNFMBV ???5 渦輪蝸桿由于動力在傳遞過程中其傳遞方向要發(fā)生改變，同時也需要將轉(zhuǎn)速降低，所以在設計中使用了渦輪蝸桿減速器。所選類型是蝸桿作為動力輸入端，安裝位置處于渦輪上方 （6） 。選擇材料：蝸桿用 45 鋼，表面硬度 45-50HCRC。渦輪材料采用 ZCuSn10Pb1，金屬型鑄造 （7） 。5.1 按接觸強度計算5.1.1 確定蝸桿頭數(shù)、蝸桿齒數(shù)查表， (15)1?Z3012??Zn5.1.2 確定渦輪轉(zhuǎn)矩??初 估 計,8.05.92162?PT= 9.55×106 (16)?5.1.3 確定條件確定載荷系數(shù) =1.1（8） ，確定彈性系數(shù) ZE =155AKMPa轉(zhuǎn)速系數(shù) (17)85.01212?????????????????nZ壽命系數(shù) 接觸系數(shù)查圖得,3.80356?n 85.2??Z接觸疲勞極限由表得， 接觸強度安全系數(shù),256limMPaH??3.1minHS5.1.4 初定中心距、模數(shù)、倒程角 (18)3253 2limn2 65.13.8014. ?????????????????HhnEASZTKa??=29.95 （a 取 35mm）M=（1.4~1.7 ） ， 取 m=1.6 .2~512(19)07.tan1?dZ?mN???51043.'154???5.1.5 計算傳動效率當量摩擦角 ,'6?V?嚙合效率 ， (20)???91.06154tantan'''1 ??????v??傳動效率 （9） （取 ，因查 時考慮軸承的摩擦損耗，8.0321 2?v?，考慮蝸桿轉(zhuǎn)速較高）98.03?5.2 驗算齒面接觸強度 2162162 05.905.9nPnPT??????= (21)mN?564.3.8.(22)3253 2limn2 653.1.8019. ?????????????????HhnEASZTKa??=30.335mm ( 原參數(shù)強度足夠）5.3 計算傳動的主要尺寸中心距 (23)??mzda3806.128)(21??????蝸桿的分度園直徑 ，m1蝸桿齒頂圓直徑 ， (24)haa 2.蝸桿齒根圓直徑 ，(25)????mcdf 16.24.061821 ????????蝸桿軸向齒距 ， (26) mmpx04.56??蝸桿輪齒螺紋部分長度 (27)??281.73.取 為zb?渦輪分度圓直徑 ， (28)d43062?渦輪齒頂圓直徑 ， mhaa .516.??渦輪齒根圓直徑 ，????mchdaf 16.4.206.14822 ????????渦輪外圓直徑 ，mae 53.5.1渦輪輪齒寬度 ???????????? 16.8.0612.02b=15.36mm （取為 16mm）渦輪齒寬角 5.4 彎曲強度驗算齒形系數(shù)查表得， ，螺旋角系數(shù)124.?F? 89.014?????極限彎曲應力查表得， MPa5lim?許用彎曲應力 （取 SFmin=1.4）??SF824.1inl彎曲應力 10) ?YdTKAF217.?(29)(滿 足 要 求 ）(82.1089.014.69.MPampA????6 攪龍軸設計與校核攪龍軸是整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的核心，通過連接渦輪和裝有螺旋葉片的圓筒來實現(xiàn)其功能。軸的中間與渦輪相連接，依次往兩邊在通過軸承固定在箱體上，然后連接圓筒，是整個機構運轉(zhuǎn)順暢。攪龍軸的加工，先車一根 長 670mm 材料，然后將左右兩端車到 ，再根25?17?據(jù)設計要求車出所需要的大小、長度以及精度，最后銑出花鍵。整個加工過程不算是很復雜，但是需要反復的加工以及把握好精度的控制 （11） 。軸的設計過程如下：軸的工作情況：無腐蝕條件軸的轉(zhuǎn)速 n2=83.3 mir軸輸入功率 kWP53.182.091???轉(zhuǎn)矩 T=9.55 6=9.55 ./53.?5.98arcsinarcsi2?d?=1.49 mN??510所設計的軸是實心軸，材料牌號為 45 正火、回火 （12） 。6.1 軸的設計計算按扭矩初算軸徑，軸選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，硬度 217-255HBS。根據(jù)機械設計基礎(14-2)式，并查表 14-3，取 c=11826P輸入軸 (30)mnPCd26.13.871322 ????考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則??m.6%50.16???所以選擇 d=17mm6.2 確定各軸的直徑和長度軸的總長為 615mm， 軸的段數(shù)為 7，各段的直徑及長度見表 6表 6 各軸段長度及直徑T able6 Each shaft segment length and diameter長度 直徑 備注30mm 17mm 裝配軸承252.5mm 19.2mm 裝配攪龍滾筒15mm 20mm 裝配軸承10mm 24mm 軸肩252.5mm 19.2mm 裝配攪龍軸承30mm 17mm 裝配軸承6.3 軸的校核1、求水平面支反力根據(jù)渦輪蝸桿傳動的受力分析，蝸桿徑向力 NdTFt 352 102.6489.1????渦輪受徑向力 t 3.an??渦輪受軸向力 dTa 5.417286512??軸支撐的跨度為 620mm 所以；（13） (31)NFTBHA 332106???2、水平彎矩：(32))(6.9210.325mLMAC ??3、求垂直面支反力， 由 得： ???(33)21??FdAVa?則有：(34)NLaAV32104. 620/485.7652/??????????????由 得：?FMAVBVB3110.?????4、垂直彎矩：截面 C 左側(cè)彎矩 截面右側(cè)彎矩??mNLFMBV ????5' 104.326105、合成彎矩：根據(jù) 得 （14） ，2CVHM???????mNCVHC ??????? 625252'' 10.104.3106.946、轉(zhuǎn)矩：mNdFTt ?532 8.24.67、當量彎矩：(35)??2TMe?????6.0???LFAVC ???5134214由當量彎矩圖和軸的結(jié)構圖可知，C 和 D 處都有可能是危險截面，分別計算其當量彎矩 （15） 。C 截面：?????mNTMce ??????? 62526 108.1048.0104.?????ce ?625622'' 4.D 截面：????????mNTMFDVVHAV ????????622 56104.39.5.6010|?8、校核危險截面處的強度： C 截面： (36)??MPaPadWbceCceeb 585.120.1.01363 ???????D 截面： (37)MbDeee 94. 1363??所以軸的強度足夠。7 鍵的選擇與校核已知渦輪處的軸徑 d=20mm，渦輪齒寬 16mm，需要傳遞扭矩為 。1492?TmN?1、選擇鍵鏈接的類型和尺寸選用平鍵連接。且選用圓頭普通平鍵（A 型） 。根據(jù) d=20mm， 查表得鍵的截面尺寸，鍵寬=6mm ；鍵高 h=6mm。根據(jù)參考鍵長系列，選鍵長 L=18mm（16） 。2、校核鍵連接的強度鍵、軸的材料都是鋼，渦輪材料為 ZCuSn10Pb1，查表得鍵的許用應力，取 。工作長度 ，鍵與輪??MPap120?????Pap10?? mbLl1268???轂鍵槽的高度 （17） 。于是可求得：mhk35.(38)??ppMPaT?????38.41203該鍵標記為取件標記為：鍵 6 19706/??TAGB8 螺旋葉片的設計攪龍的螺旋葉片是整個結(jié)構的重要組成部分，它的工作直接影響的除雪的效果。而且設計和安裝都比較困難，其動力輸入部分在中間，攪龍也要講雪向中間集中并向后輸送，所以，攪龍葉片左右旋向相反。螺旋葉片成型后的節(jié)距 P、葉片內(nèi)徑 d、葉片外徑 D（18） 。節(jié)距 P：相鄰兩葉片上對應點間的軸向距離；葉片內(nèi)經(jīng) d：3 等于空心圓筒的外徑，可從圓筒上直接量??；葉片外徑 D：根據(jù)設計尺寸來定。一般情況下，葉片是攪龍上易損的部分。開始階段，葉片的外側(cè)被磨成刃口狀，這時并不會影響其工作性能。但慢慢地葉片的外徑越磨越小，直至無法運輸，嚴重影響運轉(zhuǎn)效果 （19） 。再者，同一根軸上葉片的磨損速度也不一樣，旋轉(zhuǎn)無序狀態(tài)，對葉片的磨損最為嚴重（尤其是負載較大或使用次 6 數(shù)過多） 。往往一根軸上只有一端的三五篇葉片磨損需要更換，由此而廢棄整根軸很可惜，我們將葉片設計成可以互換的，這樣大大減少成本 （20） 。螺旋葉片的下料尺寸其尺寸可通過計算得，計算式：(39)??????)(14.23sin2.7360)(2.59)(165.3120475.1361204)(22mhCLlLhmdDPdlMDL??????????????????????????式中：L── 外螺旋線實長（mm） ； l ── 內(nèi)螺旋線實長（mm） ；h ── 葉片高（mm） ；r ── 葉 片展開里口徑（mm） ；── 切口角度（度）?C ── 切口弦長（mm）P ── 節(jié)距（ mm） 9 結(jié)論9.1 設計完成情況通過一個學期的努力，終于順利完成了掃雪機的設計工作，進行了工程圖的繪制、傳動的計和重要零件的校核。基本完成了設計要求。當然其中還有些不足之處，在以后的學習工作中要注意。9.2 結(jié)論通過此次掃雪機的設計過程中的理論分析和設計得出以下結(jié)論：1．通過研究目前國內(nèi)外該種設備的發(fā)展情況提出了一種清雪設備的工作原理。2．設計出了該種清雪設備，并進行了工程圖的繪制，確定了其基本參數(shù)。3．針對現(xiàn)有掃雪機的不足進行改進，完善了其中的一些細節(jié)，使設計出的產(chǎn)品更新穎、美觀、適用。4．通過對掃雪機的進一步研究和完善，為以后生產(chǎn)出適合中國情的清雪設備奠定了基礎。參考文獻[1] 吾布利，小型清雪機研制[J]，農(nóng)機化，2000：6-12[2] 朱彩霞， 夏智武，QX700 型庭院清雪機的研制[J]，農(nóng)機化， 2002：31-32[3] 劉清，張宏光，陳玉清，DQX—1.2 型道路積雪清除機的實驗研究[J]，農(nóng)機化研究，1995：23-25[4] 杜明清，小型螺桿式清雪車研究[D]，南京理工大學，2004：68-81[5] 李晶，小型旋轉(zhuǎn)式清雪車的總體設計和三維繪圖[D]，大連鐵道學院，2003：45-52 [6] 耿志凌，鮑俠，吉爾 133 除雪車增加救援裝置的研究[J],黑龍江交通科技，2006：60-61[7] 朱志堅，凌波，多功能道路剁冰清雪機液壓系統(tǒng)抗沖擊措施[J]，液壓與氣動，2001：33-34[8] 凌波,朱志堅，多功能道路清雪機的液機聯(lián)合傳動[J]，液壓與氣動，2003：43-44[9] 朱志堅, 吳金強, 凌波，多泵分級調(diào)速回路在多功能道路剁冰清雪機液壓系統(tǒng)[J]，機床與液 壓，2001：81-82[10] 荊寶德，趙剛，馬文星，殷涌光，多功能路面清雪車電液比例閥系統(tǒng)的模糊-PID 控制[J]，建筑機械，2005：94-97[11] 王承惠，經(jīng)濟實用的永江牌清雪除冰車[J]，商用汽車，2001：28-29[12] 魏東，精巧的秀靈 R_600 揚雪車[J]，商用汽車,2001：32-33[13]翁杰，多功能的 AM 除雪車[J]，商用汽車,2001-12 ：34[14]李建功.機械設計[M].4 版.北京工業(yè)出版社，2007：15-22[15]張淑娟，全臘珍.畫法幾何與機械制圖[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007：5-8[16 趙韓.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2005：89-92[17]黃建求.機械制造技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006：108-121[18]孫建益.機械原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003：74-88[19]Kuroiwa.et al ，Overload prevention device for a snow removing machine[D], 2006：22-24[20]Michael Hoerle, Snow removal machine with system for applying a surface treatment material[D], 2003:10-15致 謝本次設計能順利完成，首先要感謝 XX 教授和熊瑛老師的耐心指導。通過這次畢業(yè)設計，我對以前所學習的內(nèi)容進行了鞏固，讓我學會了知識對實際的應用。在半年多的畢業(yè)設計中，XX 副教授和 XX 老師認真負責的治學態(tài)度和豐富的專業(yè)知識令我受益非淺。并使我學到了許多進行科學研究的有益方法。在畢業(yè)設計過程中，其他老師也給予我很多幫助，在此向各位老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。在完成設計的過程中，得到了很多關心、支持和幫助，再一次對各位老師同學表示感謝。