【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 都有很大關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)實(shí)驗(yàn)，浮雪鏟的行進(jìn)角一般取值為50176。~60176。，由于浮雪鏟的偏轉(zhuǎn)角為30176。，根據(jù)角度關(guān)系可知θF =90176。30176。=60176。，然后通過(guò)幾何計(jì)算求得θR為46176。，所以行進(jìn)角θ=1/2（θF+θR）=53176。推雪鏟的寬度應(yīng)保證工作時(shí)在除雪車(chē)的前進(jìn)方向上的最小投影寬度大于車(chē)寬，前端（小端）應(yīng)比同側(cè)輪胎外緣寬出約200mm，后端（大端）應(yīng)比同側(cè)輪胎外緣寬出約400mm。這種寬度出量是為了保證在作業(yè)過(guò)程中除雪車(chē)能給自己開(kāi)辟前進(jìn)的道路，從而保證其作業(yè)質(zhì)量。 (3) 雪鏟鏟板特征 雪鏟鏟板一般呈一端大一端小的空間螺旋雛形，為了保證清雪寬度常采用不對(duì)稱(chēng)安裝。鏟板前端高度一般取1000mm，后端高度取1400mm且要利于排雪。為防止飛雪影響駕駛員視線(xiàn)，雪鏟一定要有一定量的固定前伸部分。 雪鏟鏟板切削刃參數(shù)選擇 切削刃和其連接在一起的鏟板是推雪鏟的主要工作部分。為了設(shè)計(jì)性能良好的浮雪鏟，必須對(duì)切削刃和鏟板加以分析。除雪車(chē)雪鏟主要應(yīng)用于清除新降積雪，新降雪的密度隨其結(jié)構(gòu)、氣象條件以及降雪氣溫的不同而變化，其密度值一般在20~800kg/m之間。通過(guò)比較認(rèn)為松土和積雪的物理機(jī)械性質(zhì)較為接近，參考較為成熟的推土鏟切削刃設(shè)計(jì)理論可知，對(duì)于松土和積雪，一般認(rèn)為切削角θC 通常以55176。為宜。除雪車(chē)雪鏟切削對(duì)象時(shí)新降雪，同時(shí)除雪車(chē)位保護(hù)路面大多采用輪式行走機(jī)構(gòu)，所能提供的最大牽引力較履帶式行走機(jī)構(gòu)小，而且工作速度要求較高，所以應(yīng)盡量減小工作時(shí)的切削阻力。除雪車(chē)的工作路面較為平整，適合地形變化需要的后角略小。因此綜合考慮，除雪鏟鏟刃切削角θC 選擇為30176。切削刃厚度取20mm左右，除雪深度為100mm，切削刃是易損件，由于積雪路面情況復(fù)雜多變，為避免鏟刃局部受損而更換整個(gè)鏟刃板，通常把鏟刃設(shè)計(jì)成多塊刃板組合而成，可以翻轉(zhuǎn)調(diào)換使用，延長(zhǎng)使用壽命。 雪鏟材料 浮雪鏟的主要工作部分是切削刃和與其聯(lián)接在一起的鏟板。切削刃是直接切雪的零件，應(yīng)有足夠的耐磨性、強(qiáng)度和剛度。切削刃是易損件，因此它與鏟板之間設(shè)計(jì)為可拆分段聯(lián)接。適宜的鏟體自重利于增大鏟體作用于路面的線(xiàn)壓力，因此除雪車(chē)并不刻意追求降低雪鏟的總質(zhì)量，且今年來(lái)鏟體質(zhì)量有增大的趨勢(shì)。但必須考慮行車(chē)穩(wěn)定性和所用載重車(chē)前后軸的承荷能力，通常情況下除雪車(chē)雪鏟工作裝置的總質(zhì)量限制在500~800kg。材質(zhì)選擇時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性，切削刃材料除考慮耐磨、韌性、經(jīng)濟(jì)性等因素外，須考慮工作溫度對(duì)其物理特性的影響，表22為幾種常用鋼材的力學(xué)性能和退火硬度。除連接零件外，除雪工作裝置大部分零件材質(zhì)選擇Q235鋼。而切削刃一般選擇65Mn調(diào)質(zhì)鋼。 表22常用鋼材的力學(xué)性能和退火硬度鋼號(hào)力學(xué)性能退火硬度HB≤σb /MPaσ/MPa20Mn2785590187Q235375~460≥2354560035519740Cr52098020765Mn735430229 破冰掃雪裝置的設(shè)計(jì) 破冰掃雪裝置的概述 在冬季，下雪有時(shí)是一場(chǎng)接連一場(chǎng)，路面的雪經(jīng)過(guò)車(chē)輛行人滾壓后，雪粘附在地面，經(jīng)過(guò)陽(yáng)光的照射雪不能很快的融化和蒸發(fā)最后又經(jīng)過(guò)一個(gè)天氣寒冷結(jié)成了冰，隨著冰厚度的增加，容易形成冰災(zāi)，破冰的任務(wù)越來(lái)越重要，而且明顯增大難度，因此，破冰現(xiàn)在成為了一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)?，F(xiàn)有的除雪車(chē)內(nèi)還未有利用齒輪切割冰雪的，利用齒輪切割的除雪車(chē)完全可有能力切割冰雪，與以往的針式切割相比，減小了斷齒斷針，以減小機(jī)械使用費(fèi)用。因此，我們?cè)诔┸?chē)的中部加了齒輪用于除去路面上結(jié)成的冰，將切割齒輪與車(chē)輪平行放置，在其上端裝上壓力彈簧，可以調(diào)節(jié)至合適的高度，給冰面合適的壓力，齒輪如圖所示，選用這種齒輪既可以減少對(duì)路面造成的損失，也可以有效的完成破雪作業(yè)。在車(chē)的后面通過(guò)使用毛刷對(duì)已破碎和殘留的冰雪掃出路面工作區(qū)。對(duì)為了防止融化后的水再次結(jié)冰，在清掃完碎冰后，采用大功率多級(jí)離心式鼓風(fēng)機(jī)將路面的這些少量冰雪吹到路邊，以保證不影響交通，使除雪工作一氣呵成，大大提高了效率，節(jié)省了除雪時(shí)間，節(jié)省了人力、物力、財(cái)力。將破冰掃雪集于一體，既可以有效的破冰除雪，有減少了對(duì)路面造成的損傷。 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪材料的選擇在性能上要求如下：（1）較高的彎曲疲勞強(qiáng)度，足夠的齒心強(qiáng)度和韌性，防止疲勞、沖擊和過(guò)載斷裂；（2）高的接觸疲勞強(qiáng)度及高的齒面硬度和耐磨性，防止齒面損傷；（3）良好的切削加工性能和熱處理工藝性能及焊接工藝性能。齒輪材料的選擇原則：（1）輪材料必須滿(mǎn)足工作條件的要求，這是選擇齒輪材料首先考慮的因素；（2）應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法及熱處理和制造工藝；（3） 正火碳鋼，不論毛坯的制造方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷，調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪；（4） 合金鋼常用于制作高速、重載并載沖擊載荷下工作的齒輪；齒輪模數(shù)的因素很多，其中最重要的是齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、傳動(dòng)噪聲、工藝要求。減小模數(shù)，增加齒寬會(huì)使傳動(dòng)噪聲降低，反之則能減輕齒輪的質(zhì)量。主要從工藝要求出發(fā)，所有直齒輪的模數(shù)均取m=4mm。國(guó)家規(guī)定齒輪的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20176。，齒數(shù)我們選擇的是6齒，齒輪寬度通常根據(jù)齒輪模數(shù)m的大小來(lái)選定，即齒寬b=kC*m，kC為齒寬系數(shù)。對(duì)于直齒輪，kC=~、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合和塑性變形。在保證齒輪和使用壽面的前提下，盡量減少齒輪的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使得設(shè)備總質(zhì)量減小及換擋操縱輕便。通常是通過(guò)改變齒輪的結(jié)構(gòu)形式，如將齒輪加工成腹板或孔板式，來(lái)實(shí)現(xiàn)齒輪的削減。對(duì)于齒輪的精度等級(jí)，根據(jù)齒輪具體的使用工況計(jì)算出圓周線(xiàn)速度，再依據(jù)手冊(cè)選擇精度等級(jí)。齒輪的加工工藝要根據(jù)具體的加工設(shè)備制定經(jīng)濟(jì)、可行的加工過(guò)程。一般的加工過(guò)程：下料→鍛造→預(yù)先熱處理→粗加工→最終熱處理→精加工 預(yù)先加熱處理的目的是改善鍛造組織，得到合適的硬度，便于切削加工。其工藝一般為正火。最終熱處理的目的是使零件表面獲得高硬度、高耐磨性，心部有足夠的硬度、塑性及韌性。其工藝為滲碳、淬火加低溫回火。應(yīng)注意的是重要齒輪的表面淬火，應(yīng)采用高頻或中頻感應(yīng)淬火，模數(shù)較大時(shí)，應(yīng)沿齒溝加熱和淬火。本設(shè)計(jì)齒輪的三維圖如圖24所示。圖24 齒輪三維設(shè)計(jì)圖 其他裝置的設(shè)計(jì)對(duì)于毛刷選擇，要求必須具有很好的耐磨性和抗彎曲性，不損傷路面并且掃雪效果好。本設(shè)計(jì)使用的毛刷具有螺旋式結(jié)構(gòu)，并且具有升降和雙向擺動(dòng)功能，以此來(lái)改變掃雪方向，該毛刷還有浮動(dòng)功能，使其與地面的壓力保持在合適的范圍內(nèi)；毛刷的材料一般選擇尼龍絲、塑料絲、PP絲等材料。為了防止融化后的水再次結(jié)冰，在清掃完碎冰后，采用大功率多級(jí)離心式鼓風(fēng)機(jī)將路面的這些少量冰雪吹到路邊，以保證不影響交通。離心式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造和工作原理與離心式鼓風(fēng)機(jī)極為相似。其工作原理為：壓縮機(jī)工作時(shí)制冷劑蒸汽由吸汽口軸向進(jìn)入吸汽室，并在吸汽室的導(dǎo)流作用引導(dǎo)由蒸發(fā)器(或中間冷卻器)來(lái)的制冷劑蒸汽均勻地進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的工作輪(工作輪也稱(chēng)葉輪，它是離心式制冷壓縮機(jī)的重要部件，因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)工作輪才能將能量傳給汽體)。汽體在葉片作用下，一邊跟著工作輪作高速旋轉(zhuǎn)，一邊由于受離心力的作用，在葉片槽道中作擴(kuò)壓流動(dòng)，從而使汽體的壓力和速度都得到提高。由工作輪出來(lái)的汽體再進(jìn)入截面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器(因?yàn)槠w從工作輪流出時(shí)具有較高的流速，擴(kuò)壓器便把動(dòng)能部分地轉(zhuǎn)化為壓力能，從而提高汽體的壓力)。汽體流過(guò)擴(kuò)壓器時(shí)速度減小，而壓力則進(jìn)一步提高。經(jīng)擴(kuò)壓器后汽體匯集到蝸殼中，再經(jīng)排氣口引導(dǎo)至中間冷卻器或冷凝器中。離心式鼓風(fēng)機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)單機(jī)制冷量大，在制冷量相同時(shí)它的體積小，占地面積少，重量較活塞式輕5～8倍。 (2)由于它沒(méi)有汽閥活塞環(huán)等易損部件，又沒(méi)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，因而工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低。 (3)工作輪和機(jī)殼之間沒(méi)有摩擦，無(wú)需潤(rùn)滑。故制冷劑蒸汽與潤(rùn)滑油不接觸，從而提高了蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能。 (4)能經(jīng)濟(jì)方便的調(diào)節(jié)制冷量且調(diào)節(jié)的范圍較大。 (5)對(duì)制冷劑的適應(yīng)性差，一臺(tái)結(jié)構(gòu)一定的離心式制冷壓縮機(jī)只能適應(yīng)一種制冷劑。 (6)由于適宜采用分子量比較大的制冷劑，故只適用于大制冷量，一般都在25～30萬(wàn)大卡/時(shí)以上。如制冷量太少，則 要求流量小，流道窄，從而使流動(dòng)阻力大，效率低。但近年來(lái)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，用于空調(diào)的離心式制冷壓縮機(jī)，單機(jī)制冷量可以小到10萬(wàn)大卡/時(shí)左右。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是除雪車(chē)的設(shè)計(jì)使用主體和功能支撐[11]，除雪車(chē)破冰除雪裝置的有效性是除雪車(chē)設(shè)計(jì)與用戶(hù)選擇時(shí)關(guān)注的首要問(wèn)題，本設(shè)計(jì)選擇的Ⅱ類(lèi)漸開(kāi)線(xiàn)型的浮雪鏟可以高效的將雪推到路面一邊，加上帶彈簧的避讓裝置減少對(duì)除雪車(chē)和路面造成的損傷，選擇合適的除雪寬度、切削角、行進(jìn)角對(duì)于浮雪鏟的工作有至關(guān)重要的作用；切割齒輪破冰通過(guò)對(duì)冰的打碎和毛刷對(duì)破碎的冰雪的掃除，完成了破冰除雪作業(yè)，最后采用大功率多級(jí)離心式鼓風(fēng)機(jī)對(duì)冰雪的二次徹底清除，防止二次結(jié)冰[13]。輔助功能模塊太陽(yáng)能電池鼓風(fēng)機(jī)智能控制模塊電機(jī)舵機(jī)避讓裝置除雪車(chē)結(jié)構(gòu)模塊浮雪鏟切割齒輪毛刷圖25 除雪車(chē)整體方案圖3 除雪車(chē)彈性避讓裝置 概述目前，我國(guó)公路及城市道路的路況普遍已有很大改善了[15]，但仍有相當(dāng)里程的路段路況較差，突出表現(xiàn)在路面平整度低和局部損毀（如裂縫、變形、崩解、錯(cuò)臺(tái)、沉陷、脫皮、麻面等），另外除雪作業(yè)時(shí)還可能遇到一些路面物（如凸臺(tái)、窯