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正文內(nèi)容

小型路面積雪清掃機的結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書(編輯修改稿)

2025-01-11 02:14 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 310 ㎡ 250 ㎏ / 3m = 410 kg 利用拋雪葉輪拋雪,其數(shù)據(jù)為:拋雪揚程 3m,雪排出的初速度 4m/s,因此 排雪消耗的功率為: mgh/ t= 104 kg10N/kg3m/s247。3600= 集雪攪龍旋轉(zhuǎn)時受到積雪的阻力作用, 阻力矩 m=20Nm,攪龍轉(zhuǎn)速 l0r/s,因此集雪攪龍消耗的功率為: 20Nm210r/s=1256w 掃雪機工作時要克服本身的重量 200kg,路面的摩擦系數(shù) ,前進速度 lm/s,因此前進時消耗的功率為: 200kg10N/kglm/s=400w 綜上,掃雪機消耗的總功率為: +1256w+400w= 積雪 集雪裝置 拋雪裝置 動力機 傳動裝置 行 走 裝 置 8 根據(jù)以上的設(shè)計要求,對動力源選型??紤]到掃雪車在工作時可能遇到踏實的積雪,故選用功率稍大的發(fā)動機,以滿足不同工作狀況下的需要。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析以及考慮到功率的磨損消耗,選用 EM100 汽 油機: 型號 EM100 型式 單缸立式風(fēng)冷四沖程直噴式 汽 油機 排量 ( ml) 87 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 ( r/min) 3600/3000 燃油推薦 7號汽油 機油容量 ( cm3) 163 啟動方式 反沖手拉啟動 /電啟動 重量 ( kg) 27 功率 Kw 表 EM100 汽 油機參數(shù) 傳動方式的選擇 首先由汽油機提供動力,經(jīng)鏈傳動將動力傳給傳動軸,經(jīng)過一個減速器和變速器分別將動力傳給拋雪葉輪和攪龍、行走裝置。結(jié)構(gòu)簡圖如下: 圖 小型清雪機的傳動原理圖 1 攪龍葉片 2 集雪斗 3 拋雪筒 4 拋雪葉輪 5 鏈傳動 6 變速器 7 行走裝置 8 原動機 9 減速器 9 集雪裝置的設(shè)計 積雪要被運輸?shù)綊佈┩皟?nèi),所以要把積雪往積雪桶中央 聚攏,因此螺旋集雪轉(zhuǎn)子由兩個旋向相反的螺旋軸對接而成,攪龍葉片螺旋旋轉(zhuǎn),達到集雪的目的。設(shè)計中采用帶狀螺旋集雪輪,這樣的設(shè)計能對積雪有很好的破碎作用,不至于發(fā)生堵塞的情況。基本機構(gòu)如下: 以上形式的集雪裝置將切雪,碎雪,集雪,運雪幾大功能于一身,具有很好的清雪效果。左右兩邊的攪龍旋向相反,能夠?qū)蛇叺难┘械街醒?,傳遞到拋雪輪下,在拋雪輪的高速旋轉(zhuǎn)下將雪拋出。考慮到積雪具有一定的粘性且較易堆積,所以集雪螺旋考慮使用帶式螺旋。帶式螺旋為螺旋式除雪機的主要除雪執(zhí)行元件,其主要參數(shù)包括螺旋外徑、帶寬、頭數(shù) 、螺距、螺旋長度及轉(zhuǎn)速等,這些參數(shù)的選擇直接關(guān)系到除雪機的除雪效率及積雪的除凈度。除雪機的除雪效率是指單位時間內(nèi)清除積雪的面積,具體表現(xiàn)在所能輸送積雪的體積上,它與螺旋的各參數(shù)間存在著某種函數(shù)關(guān)系;積雪除凈度是機器所清掃過的地面上,無雪面積占整個清掃面積的比例。由于積雪的性質(zhì)及除雪的特殊要求,積雪除凈度取決于螺旋對底層與路面凍結(jié)在一起的積雪的清除程度,它與螺旋的頭數(shù)及轉(zhuǎn)速成正比,與機器的行走速度成反比。 ( 1) 螺旋葉片對雪的推動作用 左右旋螺葉片加工時有一定的螺旋升角,安裝在螺旋軸上,在動力的作用下以一定的 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)掃雪機向前行走時,積雪被收集在位于攪龍葉片后側(cè)的清雪鏟內(nèi)。積雪在動力作用下產(chǎn)生相反旋向的螺旋線運動,即周向運動與軸向運動的合成運動。積雪的軸向運動是除雪機工作的有用功,而周向運動是無用功,因此,使得軸向運動取較大值,同時使周向運動為較小值,才能夠最大限度地降低動力消耗,達到清除積雪的目的。 ( 2) 拋雪機構(gòu)的原理 離心拋雪機構(gòu)工作時,設(shè)質(zhì)量為 m的物體,被拋雪葉片以初速度 v0拋扔出去,則 10 該物體從葉片那里獲得的動能為 1/2mv02。根據(jù)對除雪車揚雪的要求:即要把積雪拋送到一定的高度 H,又要把積雪拋到最 高處離開拋雪筒時還應(yīng)該有一定的末速度,以便將積雪拋向路邊邊緣化地帶或拋向運雪車將積雪運走。 (3)離心排雪泵的原理 離心拋雪葉片的功用是在管路中造成壓差,形成強烈的氣流,來進行所需的工作。工作時,由于拋雪葉片向管路中壓氣或吸氣,促使空氣在管路中流動,從而帶動積雪拋出。因此要使氣流在管路中流動,就必須在管路中制定一定的壓差,使氣流具有一定的壓力和速度,以克服氣流在流動過程中的阻力。 11 四 、 小型掃雪機的設(shè)計計算和校核 鏈傳動的計算 鏈傳動是一種撓性傳動,它由鏈條和鏈輪(大鏈輪和小鏈輪)組成。通過鏈輪輪齒 與鏈鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動在機械制造中應(yīng)用廣泛。 與摩擦型的帶傳動相比,鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象,因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動比,傳動效率高;有因鏈條不需要像帶那樣張的很緊,所以作用于軸上的徑向壓力較小;鏈條采用金屬材料制造,在同樣的使用條件下,鏈傳動的整體尺寸較小,結(jié)構(gòu)較為緊湊;同時,鏈傳動能在高溫下和潮濕的環(huán)境中工作。 與齒輪傳動相比,鏈傳動的制造與安裝精度要求較低,成本也低。 掃雪機上由汽油機到傳動軸之間的傳動方式選用鏈傳動,在掃雪機結(jié)構(gòu)中占有很重要的份重,因此,要對其進行設(shè) 計計算。 ( 1) 選擇鏈輪齒數(shù) 傳動比 i= 由《機械設(shè)計》課本查得小鏈輪齒數(shù) z1=21, 則大連輪齒數(shù)為 z2=z1i=21=29< 120 符合要求 ( 2)確定計算功率 因為鏈傳動工作平穩(wěn),由《機械設(shè)計》課本查表選擇傳動系數(shù)為 KA= ,計算功率為 Pc=KAP=2= ( 3) 選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù) Pc= 由《機械設(shè)計》課本查得 鏈條型號為 06B 單根鏈傳遞功率為 P0?lpzCkkkP ,按照估計轉(zhuǎn)速,根據(jù)相應(yīng)條件和公式得出: 192119 ??????????????? Zk z 10091100 ????????????????? plLk 單排鏈條排數(shù)系數(shù) pk =1 則 P0? ?lpzckkkP ??= kw 12 根據(jù)鏈輪的轉(zhuǎn)速 1n 和 0P ,查表選鏈號 06B 節(jié)距 p= ( 4) 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距 0a =( 30~50) p= 35p 確定中心距 ???????? ?????? ???????? ????????? ??? 2122212128224 ?ZZZZLZZLpaPp = 取 a=234 則鏈節(jié)數(shù): apZZZZpaL p ?????? ????? ?222 1221 91352212122121352 2??????? ?????? ppp p ? 所以,鏈長節(jié)數(shù) L p =91 節(jié) ( 5) 計算鏈速 v,確定潤滑方式 鏈的平均速度: 100060 11 ? ??? npzv = V 小于 12~15m/s, 可用 由 v=,查《機械設(shè)計》課本得應(yīng)采用油池潤滑或油盤飛濺潤滑。 (6)計算壓軸 力 Fp 有效圓周力為 NV PF 210001000 ???? 鏈輪水平布置時的壓軸力系數(shù) Kfp= 則壓軸力為 Fp=FpF== 變速器的齒輪計算 13 在許多情況下,掃雪機機器需要在工作過程中根據(jù)不同的要求隨時改 變速度。變速器就是能隨時改變傳動比的傳動機構(gòu)。它一般是一臺機器整個傳動系統(tǒng)的一部分,很少作為獨立的傳動裝置使用,所以也常稱為變速機構(gòu)。變速器可分為有級變速器和無級變速器兩大類,前者的傳動比只能按既定的設(shè)計要求通過操縱機構(gòu)分級進行改變;而后者的傳動比則可在設(shè)計預(yù)訂的范圍內(nèi)無級的進行改變。 本次設(shè)計采用錐齒輪變速器,該種變速器最大的特點是傳動平穩(wěn)。 按齒面接觸疲勞強度進行計算 直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強度,按平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪計算,工作齒寬即為錐齒輪的齒寬 b。 設(shè)計計算公式是: ( 1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1) 初選載荷系數(shù): 錯誤 !未找到引用源。 2) 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩: T1=9550833/2021= (Nmm) 3) 選取齒寬系數(shù): ΦR=1/3 4)查得材料的彈性影響系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 : ZE= 5)查得齒輪的接觸疲勞強度極限: 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。σHlim1=σHlim2=550MPa 6)應(yīng)力循環(huán)次數(shù): N1=60n1jLh=6020211(836510)=109錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 N2=N1/2=109 7)查得接觸疲勞壽命系數(shù): KHN1=, KHN2= !未找到引用源。 8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 ,取失效概率 1%,安全系數(shù) S=1 ? ? 3 2 1 2 1 5 . 0 1 ) ] [ ( 92 . 2 u KT Z d R R H E t ? ? ? ? ? 14 [σH]1= MP aSK imHN ????錯誤 !未找到引用源。 [σH]2= MP aSK imHN ???? ( 2) 計算 1)計算小齒輪 最小 分度圓直徑 ? ?3 2121 )][( uKTZdRRHEt ??? ?? = ? ?3 22)(3/13 3 7 92)495(????? =(mm) 2)計算圓周速度 υm ??? 100060 1m nd m?? )/ s(= 3)計算載荷系數(shù) ?? ?? HHVA
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