【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 310 ㎡ 250 ㎏ / 3m ＝ 410 kg 利用拋雪葉輪拋雪，其數(shù)據(jù)為：拋雪揚(yáng)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(shí)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(jī)工作時(shí)要克服本身的重量 200kg，路面的摩擦系數(shù) ，前進(jìn)速度 lm/s，因此前進(jìn)時(shí)消耗的功率為： 200kg10N/kglm/s=400w 綜上，掃雪機(jī)消耗的總功率為： +1256w+400w= 積雪 集雪裝置 拋雪裝置 動(dòng)力機(jī) 傳動(dòng)裝置 行 走 裝 置 8 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)要求，對(duì)動(dòng)力源選型?？紤]到掃雪車在工作時(shí)可能遇到踏實(shí)的積雪，故選用功率稍大的發(fā)動(dòng)機(jī)，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(jī)： 型號(hào) EM100 型式 單缸立式風(fēng)冷四沖程直噴式 汽 油機(jī) 排量 （ ml） 87 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （ r/min） 3600/3000 燃油推薦 7號(hào)汽油 機(jī)油容量 （ cm3） 163 啟動(dòng)方式 反沖手拉啟動(dòng) /電啟動(dòng) 重量 （ kg） 27 功率 Kw 表 EM100 汽 油機(jī)參數(shù) 傳動(dòng)方式的選擇 首先由汽油機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)鏈傳動(dòng)將動(dòng)力傳給傳動(dòng)軸，經(jīng)過一個(gè)減速器和變速器分別將動(dòng)力傳給拋雪葉輪和攪龍、行走裝置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 圖 小型清雪機(jī)的傳動(dòng)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(dòng) 6 變速器 7 行走裝置 8 原動(dòng)機(jī) 9 減速器 9 集雪裝置的設(shè)計(jì) 積雪要被運(yùn)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(gè)旋向相反的螺旋軸對(duì)接而成，攪龍葉片螺旋旋轉(zhuǎn)，達(dá)到集雪的目的。設(shè)計(jì)中采用帶狀螺旋集雪輪，這樣的設(shè)計(jì)能對(duì)積雪有很好的破碎作用，不至于發(fā)生堵塞的情況。基本機(jī)構(gòu)如下： 以上形式的集雪裝置將切雪，碎雪，集雪，運(yùn)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(jī)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(zhǎng)度及轉(zhuǎn)速等，這些參數(shù)的選擇直接關(guān)系到除雪機(jī)的除雪效率及積雪的除凈度。除雪機(jī)的除雪效率是指單位時(shí)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(jī)器所清掃過的地面上，無雪面積占整個(gè)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(duì)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(jī)器的行走速度成反比。 （ 1） 螺旋葉片對(duì)雪的推動(dòng)作用 左右旋螺葉片加工時(shí)有一定的螺旋升角，安裝在螺旋軸上，在動(dòng)力的作用下以一定的 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)掃雪機(jī)向前行走時(shí)，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(dòng)力作用下產(chǎn)生相反旋向的螺旋線運(yùn)動(dòng)，即周向運(yùn)動(dòng)與軸向運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。積雪的軸向運(yùn)動(dòng)是除雪機(jī)工作的有用功，而周向運(yùn)動(dòng)是無用功，因此，使得軸向運(yùn)動(dòng)取較大值，同時(shí)使周向運(yùn)動(dòng)為較小值，才能夠最大限度地降低動(dòng)力消耗，達(dá)到清除積雪的目的。 （ 2） 拋雪機(jī)構(gòu)的原理 離心拋雪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，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(dòng)能為 1/2mv02。根據(jù)對(duì)除雪車揚(yáng)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(shí)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(yùn)雪車將積雪運(yùn)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(qiáng)烈的氣流，來進(jìn)行所需的工作。工作時(shí)，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(dòng)，從而帶動(dòng)積雪拋出。因此要使氣流在管路中流動(dòng)，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(dòng)過程中的阻力。 11 四 、 小型掃雪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 鏈傳動(dòng)的計(jì)算 鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，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(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)在機(jī)械制造中應(yīng)用廣泛。 與摩擦型的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)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?。绘湕l采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫下和潮濕的環(huán)境中工作。 與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，成本也低。 掃雪機(jī)上由汽油機(jī)到傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)方式選用鏈傳動(dòng)，在掃雪機(jī)結(jié)構(gòu)中占有很重要的份重，因此，要對(duì)其進(jìn)行設(shè) 計(jì)計(jì)算。 （ 1） 選擇鏈輪齒數(shù) 傳動(dòng)比 i= 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》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(jì)算功率 因?yàn)殒渹鲃?dòng)工作平穩(wěn)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查表選擇傳動(dòng)系數(shù)為 KA= ，計(jì)算功率為 Pc=KAP=2= （ 3） 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) Pc= 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查得 鏈條型號(hào)為 06B 單根鏈傳遞功率為 P0?lpzCkkkP ，按照估計(jì)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(hào) 06B 節(jié)距 p= （ 4） 計(jì)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(zhǎng)節(jié)數(shù) L p =91 節(jié) （ 5） 計(jì)算鏈速 v,確定潤(rùn)滑方式 鏈的平均速度： 100060 11 ? ??? npzv = V 小于 12~15m/s， 可用 由 v=，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本得應(yīng)采用油池潤(rùn)滑或油盤飛濺潤(rùn)滑。 (6)計(jì)算壓軸 力 Fp 有效圓周力為 NV PF 210001000 ???? 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) Kfp= 則壓軸力為 Fp=FpF== 變速器的齒輪計(jì)算 13 在許多情況下，掃雪機(jī)機(jī)器需要在工作過程中根據(jù)不同的要求隨時(shí)改 變速度。變速器就是能隨時(shí)改變傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它一般是一臺(tái)機(jī)器整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分，很少作為獨(dú)立的傳動(dòng)裝置使用，所以也常稱為變速機(jī)構(gòu)。變速器可分為有級(jí)變速器和無級(jí)變速器兩大類，前者的傳動(dòng)比只能按既定的設(shè)計(jì)要求通過操縱機(jī)構(gòu)分級(jí)進(jìn)行改變；而后者的傳動(dòng)比則可在設(shè)計(jì)預(yù)訂的范圍內(nèi)無級(jí)的進(jìn)行改變。 本次設(shè)計(jì)采用錐齒輪變速器，該種變速器最大的特點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度，按平均分度圓處的當(dāng)量圓柱齒輪計(jì)算，工作齒寬即為錐齒輪的齒寬 b。 設(shè)計(jì)計(jì)算公式是： （ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 初選載荷系數(shù)： 錯(cuò)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(cuò)誤 !未找到引用源。 ： ZE= 5)查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)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(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)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(jì)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(cuò)誤 !未找到引用源。 [σH]2= MP aSK imHN ???? （ 2） 計(jì)算 1)計(jì)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(jì)算圓周速度 υm ??? 100060 1m nd m?? )/ s（= 3）計(jì)算載荷系數(shù) ?? ?? 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