【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)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(guò)大。而相應(yīng)的適用于中國(guó)國(guó)情的企事業(yè)單位清雪、城市次干道以下各級(jí)道路清雪和環(huán)衛(wèi)人員用的小型產(chǎn)品更是幾乎見不到。國(guó)內(nèi)有關(guān)這方面的研究很少，據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠家在生產(chǎn)小型拋投式清雪機(jī)。所以對(duì)這種小型的除雪機(jī)的研究、設(shè)計(jì)和開發(fā)必然有很大的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)哈爾濱花園邨賓館新引進(jìn)的揚(yáng)雪車的用后調(diào)查，德國(guó)凱馳（karcher）手推機(jī)依然很重，這就使推車人很費(fèi)力。 國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械的發(fā)展方向1）加強(qiáng)雪的力學(xué)性質(zhì)研究, 建立道路氣象系統(tǒng)為了提高除雪機(jī)械的性能，我們要從雪的力學(xué)現(xiàn)象入手深入研究，以達(dá)到較高的設(shè)計(jì)水平。我們要建立道路氣象信息系統(tǒng)，這是由傳感器與先進(jìn)的軟件違紀(jì)構(gòu)成，利用傳感器我們可以得到路面的物力信息，這樣能及時(shí)的掌握路面情況，讓除雪機(jī)器高效的工作。2）向小型化、高速度的方向發(fā)展在除雪過(guò)程中，由于道路狀況很多，小型型除雪機(jī)械相對(duì)于大型除雪機(jī)械有著不可否認(rèn)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樾⌒统跹C(jī)械占道比例小，不影響交通，而且能在狹窄路面的除雪要求。為了除雪的過(guò)程不妨礙交通，我們應(yīng)該向小型，高效的方向發(fā)展。3）向多功能、機(jī)電液一體化的方向發(fā)展西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）9現(xiàn)在機(jī)械要求使用率高，能一機(jī)多用。除雪機(jī)也是，應(yīng)向一機(jī)多用方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)的除雪機(jī)械應(yīng)該向兼用型方向發(fā)展，可以達(dá)到除雪效果的同時(shí)能滿足別的地方對(duì)機(jī)械的使用要求，可以進(jìn)行灑水，清掃能其他作業(yè)。除雪機(jī)械應(yīng)盡量采用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高機(jī)械本身的科技含量。5）要注意提高安全性、舒適性 在如今社會(huì)，我們更加注重我們的工作環(huán)境，最重要的就是安全性，其次是舒適性，因?yàn)椴皇孢m的工作環(huán)境會(huì)損傷我們的身體，所以我們要提高舒適性?？梢詮慕档驮胍?，降低塵土，減輕震動(dòng)，和加強(qiáng)通風(fēng)來(lái)提高工作環(huán)境的舒適程度。[10] 本文的工作安排本文研究對(duì)象是氣力式除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，了解除雪機(jī)的工作原理，國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)除雪機(jī)有了較深入了解。因此，本設(shè)計(jì)中針對(duì)國(guó)內(nèi)除雪機(jī)需求現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款新型的除雪機(jī)。全文的工作安排如下：（1）第一章通過(guò)查閱相關(guān)除雪機(jī)文獻(xiàn)，了解除雪機(jī)工作原理以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀；（2）第二章對(duì)除雪機(jī)總體方案進(jìn)行確定，首先是確定動(dòng)力的選擇方式，從環(huán)保、節(jié)能、方便操作的原則上選擇為氣動(dòng)式，然后確定除雪機(jī)的機(jī)構(gòu)方案。（3）第三章重點(diǎn)介紹除雪鏟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)鏟雪動(dòng)作過(guò)程分解，確定鏟雪鏟的結(jié)構(gòu)方案，并并行參數(shù)計(jì)算與校核；然后對(duì)前鏟雪機(jī)械避障裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核。（4）第四章重點(diǎn)設(shè)計(jì)氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，它是除雪機(jī)的動(dòng)力源，這里首先確定氣動(dòng)傳動(dòng)方案，然后對(duì)各氣動(dòng)元件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包含氣缸、空壓機(jī)、控制元件、消聲器及管道的選用與計(jì)算，對(duì)氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力損失等進(jìn)行計(jì)算。（5）第五章，對(duì)本文設(shè)計(jì)心得體會(huì)進(jìn)行總結(jié)。[5] 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）102 氣力式小型除雪機(jī)的設(shè)計(jì)的總體方案 總體設(shè)計(jì)的基本原則及要求 結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)是將通過(guò)科學(xué)的原理想象出來(lái)的方案實(shí)體化結(jié)構(gòu)化。就是把二維方案轉(zhuǎn)換為三維可設(shè)計(jì)制造出來(lái)的過(guò)程，也可以說(shuō)是從設(shè)計(jì)初期到最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善直到審核通過(guò)為止。結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)工作包括兩個(gè)方便，就是形狀和材料。我們要系統(tǒng)的確定各個(gè)零件的形狀，這個(gè)工作隊(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性的意義。材料就是能達(dá)到我們預(yù)期的使用要求，能達(dá)到尺寸要求等。 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)原則機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品來(lái)講，起著很重要的作用。結(jié)構(gòu)所含的技術(shù)性能，價(jià)格合理和外觀再行都有決定性的意義。簡(jiǎn)單，直接，安全可靠的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的總體，必須遵守三個(gè)基本原則。 (1)明確原則這里主要包括以下三個(gè)方面：①功能明確 所選的結(jié)構(gòu)應(yīng)直接，可靠地實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。對(duì)于可實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)說(shuō)，要做到既不疏漏又不冗余。②工作情況明確 被設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品，我們要求他所達(dá)到的工作狀況必須明確。因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是有針對(duì)性的，如耐磨損，耐腐蝕等。③結(jié)構(gòu)的工作原理明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的工作原理必須科學(xué)明確，從而能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的實(shí)用效果。(2)簡(jiǎn)單原則簡(jiǎn)單原則就是能達(dá)到預(yù)期功能的前提下，盡量使機(jī)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這里說(shuō)的“簡(jiǎn)單”同時(shí)有著很多含義，比如簡(jiǎn)便，簡(jiǎn)易，減少等。(3)安全可靠原則一個(gè)系統(tǒng)(產(chǎn)品)的安全可靠性主要指：西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）11①構(gòu)件的可靠性 在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過(guò)度變形、過(guò)度磨損且不喪失穩(wěn)定性。②功能的可靠性主要依靠系統(tǒng)的可靠性。③工作安全性主要指對(duì)操作者的防護(hù)，保證人的安全。④環(huán)境安全性，整個(gè)機(jī)構(gòu)不能對(duì)環(huán)境造成污染，要適應(yīng)環(huán)境。[11] 機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)基本要求(1)功能合理即我們所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要在功能完美表達(dá)的前提下去設(shè)計(jì)，無(wú)論是整體還是單個(gè)機(jī)構(gòu)上都不能采用有損我們所需要的功能的布局方案。(2)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)這方便我們要運(yùn)用科學(xué)的分布，盡可能的使系統(tǒng)簡(jiǎn)單并且充分高效地運(yùn)用內(nèi)部空間。 (3)充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展再設(shè)計(jì)總理分布時(shí)，應(yīng)對(duì)這一類系列和變形改進(jìn)做考慮，還應(yīng)該考慮符合科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。[15] 除雪機(jī)設(shè)計(jì)方案 總體方案選擇方案一：利用自然界中風(fēng)能源，從鼓風(fēng)機(jī)里吹出高速度氣流，將路面上的積雪吹到兩側(cè)，這種方式效率很高，也有很高的生產(chǎn)率，能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。但是他有一定的局限，就這個(gè)局限就限制了這個(gè)方案，就好比現(xiàn)實(shí)很多東西，各個(gè)方面都很好，就一個(gè)方便就限制了整個(gè)方案的實(shí)行，這種方式不利于清理壓實(shí)的積雪或冰層也很無(wú)力，只能在機(jī)場(chǎng)橋梁，和高速公路上應(yīng)用。方案二：利用機(jī)械裝置，先用機(jī)械裝置攪碎積雪，再輸送到高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，把積雪拋送至路邊。但是這種方式受地形限制，如果在一個(gè)狹窄多彎的地形就很不實(shí)用，而且效率不高，也會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生破壞，不符合保護(hù)環(huán)境。方案三：設(shè)計(jì)一個(gè)推雪鏟，在設(shè)計(jì)一個(gè)壁障機(jī)構(gòu)，來(lái)對(duì)應(yīng)不用的路面情況，設(shè)計(jì)一個(gè)上下擺動(dòng)極限，來(lái)更好的處理積雪問(wèn)題。后面從計(jì)算上來(lái)確定動(dòng)力，西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）12這種方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，成本地。綜上所述，本文選擇方案三，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示。1—推雪鏟；2—拉簧；3—推雪鏟上連桿；4—前托架；5—后托架；6—舉臂連桿；7—大梁托架；8 舉臂架；9 —升降氣缸；10—擺動(dòng)氣缸；11—推雪鏟下連桿圖 21 除雪鏟結(jié)構(gòu)示意圖上圖所示的機(jī)構(gòu)工作方式原理：彈簧 2 用于吸收部分作業(yè)時(shí)的沖擊載荷，并使鏟刃更好的貼近地面。兩個(gè)升降氣缸 9 鉸接于大梁拖架 7 和舉臂連桿 6上，用于控制推雪鏟的升降。擺動(dòng)氣缸 10 鉸接于前拖架 4 與后拖架 5 之間，用于控制推雪鏟的左右擺動(dòng)。工作時(shí)，擺動(dòng)氣缸推動(dòng)前拖架 4 與推雪鏟 1 一起轉(zhuǎn)過(guò)一定角度（約 30176。）后用銷子和后拖架 5 固定，升降氣缸降低，推雪鏟鏟刃緊貼地面。隨除雪車的行進(jìn)，積雪被鏟刃剝離地面并沿鏟板曲面作螺旋外拋運(yùn)動(dòng)，積雪被推積到道路右側(cè)。上連桿 3 和下連桿 11 的作用是在避障時(shí)抬起推雪鏟。[12] 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案在這次除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我選擇呢氣缸驅(qū)動(dòng)，從人文角度出發(fā)，環(huán)保，高效，易于操作。氣壓系統(tǒng)的原理就是利用空氣壓縮機(jī)或者其他裝置把輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?，然后在各個(gè)控制元件和輔助原件的配合下，執(zhí)行機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，從而完成做功除雪機(jī)構(gòu)整個(gè)機(jī)構(gòu)的做功運(yùn)動(dòng)都是氣壓控制其運(yùn)動(dòng)，通過(guò)大梁拖架 7，使西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）13除雪鏟與拖拉機(jī)相聯(lián)接，從而推動(dòng)鏟雪鏟的運(yùn)動(dòng)。其中，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速 540r/min，功率 25kW，與鏟雪鏟的連接采用懸掛結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)液壓系統(tǒng)輸出輸出氣壓從而控制除雪鏟的運(yùn)動(dòng)。氣壓傳動(dòng)相對(duì)于其他的傳動(dòng)方式的有點(diǎn)，以空氣為工作介質(zhì)，干凈來(lái)源也方便，采用后排氣處理簡(jiǎn)單，干凈的來(lái)源對(duì)環(huán)境也沒(méi)污染；其次是空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可以遠(yuǎn)距離傳送；與液壓傳動(dòng)相比，啟動(dòng)迅速，維修簡(jiǎn)單，管路不易堵塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)，補(bǔ)充和更換等問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單；工作環(huán)境適應(yīng)性好，可以適應(yīng)多個(gè)工作環(huán)境；氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。實(shí)用壓力等級(jí)低，所以實(shí)用相對(duì)安全。 本章小結(jié)本章對(duì)除雪機(jī)總體方案進(jìn)行確定。選擇方案三：利用一個(gè)置于清雪車前部的鏟子，隨著清雪車的不斷前進(jìn)，將積雪推至路的一邊。選擇鏟雪進(jìn)行除雪，從環(huán)保、節(jié)能、方便操作的原則上選擇為氣動(dòng)式綜合考慮，然后確定除雪機(jī)的機(jī)構(gòu)方案。西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）143 除雪鏟機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 除雪鏟鏟板的設(shè)計(jì) 除雪鏟板的示意圖圖 31 除雪鏟板的示意圖 LB 是一次性清除雪的寬度，也就是除雪鏟在清雪車前進(jìn)方向的投影寬度，如圖 31 所示。根據(jù)除雪車使用場(chǎng)合的不同，對(duì)除雪寬度的要求也不盡相同，所以根據(jù)場(chǎng)合而在一定限制下確定寬度。廣場(chǎng)等空曠場(chǎng)所需要較大除雪鏟板寬度的除雪車，而交通路線上除雪車的除雪鏟板寬度不宜超過(guò)一個(gè)車道的寬度，避免除雪作業(yè)時(shí)阻礙交通。 δ 是除雪車行進(jìn)方向上除雪鏟板與地面間的夾角，如圖 31 所示。隨著推雪鏟的前進(jìn)，與地面具有一定切削角 δ 的鏟刃，而根據(jù)角 δ 的大小鏟板所受的垂直力 F 也不同，鏟雪板將積雪剝離其附著面，積雪沿導(dǎo)板曲面向斜上方運(yùn)動(dòng)，最后以一定的速度從推雪鏟后面排出。具有一定黏性的雪在切削角 δ 較小時(shí)所呈流動(dòng)型，在切削角 δ 大時(shí)所呈斷裂型。圖 32 所示為鏟刃切削時(shí)雪的三種變形形式：流動(dòng)型、斷裂型和剪裂型。 (a) (b) (c) a）流動(dòng)型 b）斷裂型 c）剪切型 圖 32 雪被切削時(shí)的變形情況西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）15 L 表示除雪鏟寬度；HF 表示雪鏟小端高度；HR 表示雪鏟大端高度。[11] 鏟雪板結(jié)構(gòu)參數(shù)確定1. 推雪鏟材料推雪鏟的工作環(huán)境，就局限它選的材料，由于是與