【文章內容簡介】 本很高，不適合開發(fā)小型產品。方案二：利用一個置于清雪車前部的鏟子，隨著清雪車的不斷前進，將積雪推至路的一邊。推移式清雪車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。方案三：通過氣動馬達裝置進行動力傳輸，利用弧線形推板將雪堆積起來，將雪通過傳輸裝置傳送到燕尾槽并且通過齒輪傳動裝置將雪及時傳到相應的便道機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計兩邊，并通過后續(xù)的推雪步驟進行將余雪鏟除。由于本方案中的傳動裝置以及積雪裝置無法及時使道路上的雪清除并且不能起到根本性的清雪。方案四：本方案通過采用液壓馬達進行前端積雪的蓄積和積雪的融化和傳動過程來實現，但其存在融雪劑釋放時間不同，以及續(xù)集積雪所產生的阻力和積雪處于半融化狀態(tài)的無法除盡的缺點，因為本次設計是主要針對居家以及小型的道路設計的簡潔除雪機，需要考慮道路的寬度以及融雪劑是否能夠完全融化而不產生道路積水堵塞的現象。因為融雪劑融化時會產生冰雪融化成水的過程，會產生比較多的積水，本方案可能會產生銹蝕或者其他影響機器可用性的問題。故此方案的某一結構欠佳。方案五：利用機械傳動的方式，由集雪器先將積雪攪碎，并輸送至一個方形積雪槽，將其收集好，等到一次或積雪槽已經積滿雪時，利用氣動傳動裝置將裝雪裝置彈出并把雪堆放到合理的地方。螺旋轉子式清雪車適用范圍廣，無論是松散雪、壓實雪清雪效果和效率要比前四種方案好，而且通過螺旋轉子的清雪將清除的雪通過內部的曲柄搖桿急回機構將存雪槽通過移動副快速且穩(wěn)定地將雪倒出，并且一次性將雪移動到指定地點。避免了以往除雪機只是將雪從當前位置吹到兩邊，那種除雪機僅僅適用于大型道路以及對道路兩邊路面質量系數要求不高的地方，而我們現在是針對與小型道路的除雪機應該更加袖珍化，實用化，節(jié)省資源為主。而且這種方案設計，設計出的產品體積小、成本低、操作方便靈活，適用于道路窄的地方。因此選用第五種方案。故本小型便道除雪機的最優(yōu)設計方案為：A1B4C2D2E2。即為電動機控制的螺旋推板式的利用曲柄搖桿機構倒雪的便道除雪機。四、機構設計（包括方案的原理以及基本機構簡圖）：最優(yōu)方案的機構設計：小型機械轉子式清雪機工作原理簡述1基本結構螺旋轉子式清雪機的結構，主要由原動機、傳動裝置、拋雪器、集雪器和車體等五個部件組成:(1)原動機，通常選用汽油機，提供動力(2)傳動裝置，傳機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計遞運動（3）集雪器，由集雪螺旋、擋板和推雪板等組成(4)拋雪器，由拋雪筒、拋雪轉子等組成。(5)車體及行走裝置，支撐連接其它部件，并具備行走功能。集雪器收集切削積雪，并將處理后的積雪送入拋雪器。拋雪器將積雪沿拋雪筒拋擲到指定位置。圖 1 清雪機的結構示意圖2工作原理清雪車由車體和安裝在它上面的原動機、傳動裝置、集雪器以及安裝在集雪器上的拋雪器組成。當人以一定速度推動小車時，積雪從前方不斷進入集雪器中，集雪器由反向安裝的雙向螺旋軸、推雪板和擋板組成，由于螺旋軸的高速旋轉，積雪被切碎并通過雙向螺旋的橫向位移迅速集中于集雪器中部拋雪轉子室的入口處，隨車體的前進而進入轉子室，在轉子葉片的帶動下，被不斷沿拋雪筒拋出到指定位置。機構傳動方案設計原理圖：采用曲柄搖桿急回機構機構進行設計積雪傳動方案：機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計考慮了機械原理中很多種移動副，最終結合除雪機中內部裝置應簡化給存雪保證大量的空間，故選擇了低運動副即搖桿滑塊機構。3 具體方案的確定原動機的選擇動力采用微型發(fā)動機，根據除雪所消耗的功率選用汽油機，詳細參數如下：表一 KM178F（A）汽油機型號 KM178F（A）型式 立式、單缸、四沖程、風冷、直噴式缸徑*行程 mm 7862活塞排量 L 功率 Kw 起動方式 反沖式手拉起動或電起動油箱容量 L 凈重 kg 33發(fā)動機轉速 r/min 3000外形尺寸 mm 385420450傳動方式的選擇首先由一個帶傳動將汽油機輸出，傳遞到中間傳動軸。傳動軸一部分通過同級帶傳動傳動到單級圓錐齒輪減速器處，通過聯軸器與拋雪轉子相連。另一機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計部分通過鏈傳動與集雪絞龍連接。人推動清雪機向前運動清雪。圖 2 小型清雪機的結構視圖 設計車體車體的作用是固定連接集雪器、汽油機等零部件，并具備行走功能。其主體采用 r=5mm的角鋼焊制而成，并包括扶手，車輪等附件。車體前段用螺栓固定連接集雪器，汽油機和減速器直接固定在機架上，汽油機后置減少自重。機架由車輪軸載重，前部設計兩個小車輪分擔一部分重量。集雪器的設計集雪器亦稱為螺旋集雪器，配置在整機前方，左右對稱旋向相反，是對路面積雪的切削元件和將積雪向中央集攏的傳送工具，使雪從集雪器中部流入拋雪轉子。 圖 3 小型清雪機螺旋絞龍機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計拋雪轉子的設計螺旋集雪器配置在整機前方, 左右對稱旋向相反, 是對路面集雪的切削元件和將積雪向中央集攏的傳送工具, 使雪從集雪器中部流人拋雪轉子。拋雪轉子的工作過程, 可比作葉片式鼓風機, 而將雪看作小顆粒工質。積雪經螺旋集雪器傳送到轉子前方, 由于高速旋轉著的轉子產生內外氣流速度壓力差的作用, 使積雪進人高速旋轉的轉子中, 并迅速充滿轉子葉片間的空間。進入轉子的雪在離心力的作用下, 沿轉子徑向葉片端部運動, 并被推壓到轉子殼體內的圓弧表面, 隨轉子葉片作旋轉運動, 到達拋雪口時便被拋出。轉子殼體內表面上的雪拋出速度, 等于葉片頂部的圓周速度。其他雪粒沿徑向移動, 從轉子拋出的絕對速度等于其出口時的徑向速度和葉片頂部圓周速度的矢量和。主要參數有葉片卸載角 、葉片外徑 R 和工作長度 、轉子拋雪生產能力 Qt 和拋雪距離x?gtL。圖 4 拋雪轉子示意圖轉子卸載角， =,21()4Xmmarctg?????式中 系數，考慮雪的重量及雪與葉片間的摩擦力的影響，可近似取ma=，取 =??μ ma表 2 外摩擦阻力系數 1?機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計+2～1 4 16～30轉子外徑 R取決于給定的生產率和轉子葉片頂部的圓周速度, 也要考慮雪在葉片間的充填程度。機架本次設計中，機架的設計主要是配合著其他部件的裝配尺寸，通過用角鋼焊接而成的。其外形結構如下圖所示：圖 5 機架基本結構方案五：利用機械傳動的方式目前小型機械式清雪車主要由原動機、傳動裝置、集雪裝置、拋雪裝置、行走系統和操作系統組成。原動機可以采用電機或發(fā)動機，目前大多采用汽油機或柴油機；集雪裝置用來收集積雪，主要采用推雪鏟或螺旋狀攪龍；拋雪裝置是將收集的積雪拋到路的一側或收集裝置中。主要的方式有拋雪葉輪和鼓風機兩種；行走裝置是來實現機器的前進，有手推式和自走式兩種；操作裝置主要控制設備的運轉和行進方向。 機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計工作原理工作時由原動機提供動力，經由蝸輪蝸桿傳動或帶傳動將動力傳遞到工作部分和行走系統。積雪由集雪裝置收集到一個腔體內，再由拋雪裝置清除出機體，拋雪葉輪利用高速旋轉時的離心力將積雪拋出；鼓風機利用氣流將積雪吹出。這樣在人力推動(手推式)或原動機帶動(自走式)下，清雪車不斷前進，就能實現連續(xù)的清除積雪。小型機械式清雪車結構示意圖如下：原動機 傳動裝置車架行走裝置拋雪裝置集雪裝置積雪圖 21 小型旋轉式清雪車結構示意圖具體方案的確定以及機構傳動機構的設計：功能求解列出功能元解形態(tài)學矩陣形 態(tài)因 素1 2 3A 集雪器的材料 鐵片 鋼片 合金B(yǎng) 集雪器的形狀 螺旋狀攪龍 推雪鏟 單向犁C 集雪器的大小 大 中 小D 工人人在空間的狀態(tài) 坐車駕駛 駕駛 站這推E 將雪拋出 拋雪葉輪 鼓風機 輸送帶F 除雪機的動力 柴油 電動 人力加電動機械創(chuàng)新設計小型便道除雪機設計原動機的選擇動力采用微型發(fā)動機，本課題的設計需求大約是每小時掃雪量為 1000㎡，以積雪平均密度為 250㎏/ ,積雪厚度以 30cm計算，那么每小時掃雪量為：3m ㎡250㎏/ ＝ kg310410在拋雪輪的作用下，設計最大拋雪高度為 4m，那么排雪消耗的功率為：mgh／t＝ kg10N/kg4m247。3600s=833w4集