-I-摘 要我 國(guó) 北 方 冬 季 時(shí) 間 長(zhǎng) 降 雪 量 大 ， 如 果 不 及 時(shí) 清 除 積 雪 ， 將 嚴(yán) 重 影 響 交 通 安全 ， 給 人 們 日 常 生 活 帶 來(lái) 諸 多 不 便 。 多 功 能 清 雪 車(chē) 的 研 制 ， 有 重 要 的 實(shí) 用 價(jià) 值 ，對(duì) 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 發(fā) 展 有 重 要 意 義 。清 雪 車(chē) 清 雪 能 力 的 強(qiáng) 弱 很 大 程 度 上 取 決 于 清 雪 裝 置 性 能 的 好 壞 ， 所 以 深 入研 究 清 雪 裝 置 的 結(jié) 構(gòu) 和 性 能 是 非 常 必 要 的 。 用 于 清 除 浮 雪 的 裝 置 主 要 為 螺 旋 集雪 裝 置 ， 一 般 與 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 風(fēng) 機(jī) 、 拋 雪 筒 聯(lián) 合 使 用 。 雪 被 螺 旋 集 雪 裝 置 收 集 并通 過(guò) 風(fēng) 機(jī) 旋 轉(zhuǎn) 帶 動(dòng) 從 拋 雪 筒 拋 到 路 邊 或 者 運(yùn) 雪 車(chē) 上 ， 節(jié) 省 了 收 集 雪 的 時(shí) 間 ， 清雪 效 率 較 高 。本 文 基 于 對(duì) 積 雪 的 物 理 機(jī) 械 特 性 分 析 ， 提 出 機(jī) 械 式 除 雪 的 幾 種 方 案 ， 并 針對(duì) 離 心 揚(yáng) 雪 式 除 雪 機(jī) 構(gòu) ， 分 別 對(duì) 除 雪 機(jī) 構(gòu) 中 的 螺 旋 集 雪 機(jī) 構(gòu) 和 離 心 排 雪 機(jī) 構(gòu) 的工 作 原 理 進(jìn) 行 分 析 ， 在 理 論 分 析 的 基 礎(chǔ) 上 得 出 結(jié) 論 。關(guān) 鍵 詞 ： 清 雪 車(chē) ； 螺 旋 集 雪 ； 離 心 揚(yáng) 雪-II-AbstractWinter lasts for a long time in the cold areas of northern China.A great amount of snow falls there each year.Therefore,if the accumulated snow cannot be removed and cleaned in time,it will severely affect the safety of the transportation and bring out a lot of inconveniences to the people’s daily life.The manufacture of the multi-functional snow-moving machine will be found of important and practical value in forming good transportation and hygiene environment in winter.The snow clearing capacity of the snow-remover depends on the properties of snow clearing device,so it is necessary to study the structure and properties of snow clearing device deeply. The device mainly used for clearing floating snow is spiral snow collection,which is generally used with highspeed rotating fan and snow throwing cylinder.Snow is collected by spiral snow collection and threw to roadside or snow truck through snow throwing cylinder driven by rotating fan,which can save time,and the efficiency is high.The thesis works out a basic project on the multifunctional now-moving machine through the study of the physics mechanical haracters of the snow.It lays great emphasis on the study of Community throwing snow machine. Keywords: Snow-Remove Machine;Helix-Collect snow;Community throwing snow.-III-目 錄摘 要 .IAbstract .II目 錄 .III第 1 章 緒 論 11.1 選題的意義 11.2 揚(yáng)雪機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 21.3 小型手扶式清雪車(chē)簡(jiǎn)介 41.4 小型手扶式清雪車(chē)的結(jié)構(gòu)及原理 41.5 本章小結(jié) 5第 2 章 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) .62.1 設(shè)計(jì)車(chē)體 62.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 62.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 72.3.1 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 72.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 82.4 本章小結(jié) 10第 3 章 各 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 113.1 原動(dòng)機(jī)的選用 113.2 變速箱的設(shè)計(jì) 113.3 集雪器的設(shè)計(jì) 123.4 拋雪器的設(shè)計(jì) 143.5 拋雪器性能參數(shù)的分析計(jì)算 163.6 機(jī)器性能參數(shù)計(jì)算 193.7 本章小結(jié) 20第 4 章 三 維 造 型 設(shè) 計(jì) 和 二 維 工 程 圖 的 繪 制 .214.1 ProE 簡(jiǎn)介 214.2 proIE 參數(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) .214.3 ProIE 零件的 3D 實(shí)體建模 224.4 pro-E 導(dǎo)件的裝配組合 .254.5 二維工程圖的繪制 274.6 本章小結(jié) 27第 5 章 校 核 285.1 齒輪校核 28-IV-5.2 鍵的校核 315.3 軸承校核 325.4 軸的校核 33第 6 章 應(yīng) 用 前 景 分 析 .366.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 366.2 成本核算 36致 謝 39參 考 文 獻(xiàn) 40結(jié) 論 41附 錄 1 譯 文 .42附 錄 2 英 文 參 考 資 料 .44-1-第 1 章 緒 論1.1 選題的意義(1)及 時(shí) 清 除 積 雪 的 必 要 性我 國(guó) 北 方 地 區(qū) 冬 季 較 長(zhǎng) ， 每 年 都 會(huì) 有 較 大 降 雪 過(guò) 程 ， 部 分 地 區(qū) 還 會(huì) 形 成 雪災(zāi) ， 給 社 會(huì) 生 產(chǎn) 生 活 帶 來(lái) 很 大 影 響 ， 特 別 是 近 年 來(lái) 隨 著 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 與 社 會(huì) 的 快 速發(fā) 展 ， 高 速 公 路 和 高 等 級(jí) 公 路 里 程 與 日 俱 增 ， 冬 季 道 路 積 給 人 們 出 行 帶 來(lái) 了 諸多 不 便 ， 尤 其 在 大 雪 和 雨 夾 雪 天 氣 ， 大 部 分 高 速 公 路 出 于 安 全 考 慮 常 采 取 限 速行 駛 甚 至 不 得 不 關(guān) 閉 數(shù) 天 ， 嚴(yán) 重 影 響 交 通 并 制 約 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 ， 城 市 道 路 的 清 雪 問(wèn)題 已 經(jīng) 越 來(lái) 越 引 起 各 級(jí) 政 府 部 門(mén) 的 關(guān) 注 和 重 視 ， 我 認(rèn) 為 如 何 快 速 高 效 清 除 道 路積 雪 、 保 障 道 路 和 社 區(qū) 群 眾 的 正 常 出 行 、 提 高 行 車(chē) 安 全 、 行 走 方 便 成 為 目 前 冬季 道 路 養(yǎng) 護(hù) 的 主 要 問(wèn) 題 。所 以 ， 過(guò) 多 的 降 雪 常 常 來(lái) 不 及 得 到 及 時(shí) 有 效 的 清 除 ， 給 城 市 交 通 和 人 民 生活 帶 來(lái) 了 許 多 不 便 。 因 此 ， 尋 找 一 種 既 有 較 高 效 率 ， 成 本 又 比 較 低 的 清 雪 方 法就 成 為 當(dāng) 務(wù) 之 急 。(2)主 要 除 雪 方 法目 前 清 雪 采 用 的 主 要 方 式 有 :① 傳 統(tǒng) 的 人 工 清 雪 技 術(shù) ； ② 在 道 路 上 撒 施 化學(xué) 物 質(zhì) 融 化 冰 雪 ； ③ 靠 各 種 清 雪 機(jī) 械 清 除 積 雪 。人 工 清 雪 功 效 低 、 浪 費(fèi) 人 力 、 作 業(yè) 成 本 高 、 占 有 路 面 時(shí) 間 長(zhǎng) 且 必 須 在 白 天工 作 ， 不 安 全 因 素 多 ， 易 發(fā) 生 交 通 事 故 ， 給 過(guò) 往 車(chē) 輛 、 行 人 帶 來(lái) 極 大 不 便 。融 雪 劑 清 雪 是 一 種 靠 熱 作 用 或 撒 布 化 學(xué) 藥 劑 使 冰 雪 融 化 的 方 法 。 主 要 用于 冬 季 機(jī) 場(chǎng) 、 公 路 、 廣 場(chǎng) 、 停 車(chē) 場(chǎng) 、 鐵 路 、 城 市 街 道 等 ， 起 到 清 雪 及 防 凍 作 用 ，但 同 時(shí) 也 對(duì) 城 市 環(huán) 境 產(chǎn) 生 了 不 可 忽 視 的 危 害 ， 融 雪 劑 所 需 費(fèi) 用 較 高 ， 易 對(duì) 道 路和 周 圍 環(huán) 境 造 成 污 染 ， 而 且 氣 溫 過(guò) 低 時(shí) 將 失 去 作 用 ， 也 不 利 于 保 護(hù) 車(chē) 輪 胎 ， 因此 ， 這 種 方 法 的 使 用 范 圍 受 到 一 定 影 響 。清 雪 機(jī) 械 是 通 過(guò) 機(jī) 械 對(duì) 雪 的 直 接 作 用 進(jìn) 行 推 掃 或 鏟 除 ， 主 要 分 為 犁 式 除雪 機(jī) 械 和 螺 旋 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 械 兩 大 類(lèi) ， 二 者 之 和 占 發(fā) 達(dá) 家 清 雪 機(jī) 械 總 數(shù) 的 80%以上 。 現(xiàn) 今 ， 傳 統(tǒng) 人 工 清 雪 法 和 污 染 較 大 的 融 雪 劑 清 雪 法 已 經(jīng) 不 能 滿(mǎn) 足 需 要 ， 迫切 需 要 性 能 良 好 、 自 動(dòng) 化 程 度 較 高 以 及 方 便 靈 活 的 機(jī) 械 來(lái) 替 代 。 即 雪 后 需 要 效率 高 、 省 時(shí) 、 省 力 的 浮 雪 清 除 設(shè) 備 。 用 于 清 除 浮 雪 的 裝 置 主 要 為 螺 旋 集 雪 裝 置 ，一 般 與 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 風(fēng) 機(jī) 、 拋 雪 筒 聯(lián) 合 使 用 。 雪 被 螺 旋 集 雪 裝 置 收 集 并 通 過(guò) 風(fēng) 機(jī)-2-旋 轉(zhuǎn) 帶 動(dòng) 從 拋 雪 筒 拋 到 路 邊 或 者 運(yùn) 雪 車(chē) 上 ， 節(jié) 省 了 收 集 雪 的 時(shí) 間 ， 清 雪 效 率 很高 。 但 目 前 我 國(guó) 螺 旋 集 雪 裝 置 的 清 雪 效 率 和 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 相 比 還 有 一 定 差 距 ， 需 要深 入 研 究 并 進(jìn) 一 步 提 高 。 本 文 研 究 的 主 要 目 的 是 通 過(guò) 對(duì) 螺 旋 集 雪 裝 置 結(jié) 構(gòu) 性 能的 研 究 ， 分 析 影 響 其 集 雪 性 能 的 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) ， 設(shè) 計(jì) 一 種 小 型 手 扶 拋 揚(yáng) 式 清 雪 車(chē) ，進(jìn) 一 步 優(yōu) 化 結(jié) 構(gòu) 以 實(shí) 現(xiàn) 螺 旋 集 雪 裝 置 快 速 高 效 的 清 雪 作 業(yè) ， 用 于 單 位 、 家 庭 或社 區(qū) 道 路 、 庭 院 積 雪 的 清 除 ， 從 而 減 少 因 積 雪 引 起 的 經(jīng) 濟(jì) 損 失 和 安 全 問(wèn) 題 。 通過(guò) 本 題 目 設(shè) 計(jì) ， 也 能 夠 進(jìn) 一 步 理 解 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 、 《 內(nèi) 燃 機(jī) 原 理 》 、 《 工 程 機(jī) 械 》等 專(zhuān) 業(yè) 課 程 知 識(shí) ， 掌 握 專(zhuān) 用 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 的 原 理 和 方 法 。1.2 揚(yáng)雪機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展據(jù) 了 解 ， 國(guó) 內(nèi) 外 的 研 究 概 況 及 發(fā) 展 趨 勢(shì) ——利 用 機(jī) 械 清 雪 是 把 人 從 繁 重的 掃 雪 工 作 中 解 放 出 來(lái) 的 一 種 最 好 的 途 徑 ， 并 大 大 提 高 了 清 雪 效 率 和 速 度 。 因此 ， 科 學(xué) 工 作 者 一 直 在 探 索 如 何 研 制 出 安 全 、 可 靠 和 實(shí) 用 的 清 雪 機(jī) 械 。 近 幾 十年 來(lái) ， 國(guó) 外 除 雪 車(chē) 發(fā) 展 非 常 迅 速 ， 種 類(lèi) 越 來(lái) 越 多 ， 各 生 產(chǎn) 廠 商 在 采 用 新 技 術(shù) 、新 材 料 、 新 工 藝 的 同 時(shí) ， 不 斷 提 高 產(chǎn) 品 的 作 業(yè) 性 能 和 操 作 性 能 ， 以 適 應(yīng) 冬 季 除雪 提 出 的 更 高 要 求 ， 增 強(qiáng) 產(chǎn) 品 的 競(jìng) 爭(zhēng) 力 。 最 初 的 清 雪 機(jī) 械 是 采 用 推 土 機(jī) 或 裝 載機(jī) ， 利 用 其 推 土 板 和 裝 載 斗 將 積 雪 集 中 在 一 起 ， 這 后 來(lái) 發(fā) 展 成 犁 式 除 雪 機(jī) 。 早在 1943 年 日 本 就 開(kāi) 始 把 V 型 犁 式 除 雪 器 裝 在 載 重 卡 車(chē) 上 用 于 除 雪 ， 經(jīng) 過(guò) 多年 的 發(fā) 展 ， 國(guó) 外 犁 式 除 雪 機(jī) 已 具 有 較 高 的 技 術(shù) 水 平 ， 如 俄 羅 斯 新 產(chǎn) 品 KO一 812 一 2 型 犁 式 除 雪 機(jī) 便 是 其 中 的 優(yōu) 秀 產(chǎn) 品 之 一 。國(guó) 內(nèi) 小 型 清 雪 車(chē) 真 正 的 研 制 和 開(kāi) 發(fā) 是 從 80 年 代 以 后 ， 隨 著 改 革 開(kāi) 放 的不 斷 深 入 ， 道 路 的 不 斷 升 級(jí) 與 新 建 ， 各 種 機(jī) 動(dòng) 車(chē) 輛 猛 增 而 開(kāi) 始 的 ， 這 些 研 究 單位 集 中 在 中 國(guó) 的 東 北 地 區(qū) ， 先 后 有 十 幾 種 樣 機(jī) 被 生 產(chǎn) 出 來(lái) ， 在 除 雪 作 業(yè) 中 發(fā) 揮了 一 定 作 用 。 但 國(guó) 內(nèi) 的 除 雪 機(jī) 械 目 前 還 存 在 一 些 問(wèn) 題 ， 如 作 業(yè) 速 度 低 ， 整 機(jī) 利用 率 低 、 成 本 高 ， 避 讓 功 能 不 理 想 ， 對(duì) 路 面 保 護(hù) 能 力 差 。 當(dāng) 路 面 凹 凸 不 平 時(shí) ，除 雪 機(jī) 作 業(yè) 會(huì) 對(duì) 路 面 造 成 損 壞 。 雖 然 除 雪 機(jī) 對(duì) 路 面 的 破 壞 程 度 目 前 還 沒(méi) 有 一 個(gè)衡 量 標(biāo) 準(zhǔn) ， 但 國(guó) 內(nèi) 的 除 雪 機(jī) 械 在 路 面 的 仿 形 能 力 、 對(duì) 路 面 保 護(hù) 等 方 面 ， 與 國(guó) 外相 比 還 存 在 一 定 的 差 距 。 為 此 ， 各 國(guó) 均 投 入 一 定 的 人 力 、 物 力 、 財(cái) 力 研 制 、 開(kāi)發(fā) 性 能 優(yōu) 越 的 除 雪 機(jī) 械 ， 并 大 量 推 廣 機(jī) 械 除 雪 以 代 替 人 工 除 雪 ， 加 快 機(jī) 械 化 的進(jìn) 程 。 盡 管 中 國(guó) 的 北 方 地 區(qū) 的 冬 季 降 雪 期 可 達(dá) 3～ 4 個(gè) 月 ， 但 有 關(guān) 資 料 表 明冬 季 實(shí) 際 降 雪 次 數(shù) 并 不 太 多 ， 最 多 也 僅 為 十 幾 次 而 已 ， 如 果 除 雪 車(chē) 的 除 雪 功 能-3-單 一 ， 這 就 大 大 提 高 了 除 雪 作 業(yè) 的 成 本 ， 增 加 了 公 路 養(yǎng) 護(hù) 部 門(mén) 的 負(fù) 擔(dān) 。 此 外 雪車(chē) 的 避 讓 功 能 不 理 想 。 在 除 雪 過(guò) 程 中 ， 常 常 因 遇 路 障 而 使 主 機(jī) 或 者 除 雪 裝 置 損壞 ， 國(guó) 內(nèi) 現(xiàn) 有 的 犁 式 除 雪 機(jī) 械 ， 大 部 分 在 回 避 路 障 方 面 的 能 力 較 差 。90 年 代 初 我 國(guó) 的 沈 大 高 速 公 路 上 也 引 進(jìn) 了 德 國(guó) 產(chǎn) 的 烏 尼 莫 克 道 路 綜 合 養(yǎng)護(hù) 車(chē) ， 輔 機(jī) 備 有 犁 式 除 雪 器 。 國(guó) 內(nèi) 犁 式 除 雪 機(jī) 的 研 究 也 取 得 一 定 的 成 績(jī) ， 先 后研 制 了 一 些 成 功 的 產(chǎn) 品 ， 如 西 安 公 路 研 究 所 研 制 的 L9280 型 除 雪 機(jī) ， 吉 林 交通 科 學(xué) 研 究 所 研 制 的 CL 一 3.6， CL 一 3.5 型 系 列 除 雪 機(jī) ， 以 及 哈 爾 濱 林 業(yè)機(jī) 械 研 究 所 研 制 的 CBX 一 216 綜 合 破 冰 除 雪 機(jī) 等 。 犁 式 除 雪 機(jī) 出 現(xiàn) 以 后 ， 又出 現(xiàn) 了 將 用 合 成 材 料 制 成 的 指 向 圓 周 不 同 方 向 的 棒 裝 在 滾 筒 上 作 為 清 雪 專(zhuān) 用 器械 ， 但 只 對(duì) 沒(méi) 凍 的 積 雪 效 果 好 ， 直 到 后 來(lái) 出 現(xiàn) 了 連 續(xù) 快 速 的 大 型 旋 轉(zhuǎn) 式 清 雪 機(jī)后 ， 清 理 積 雪 的 工 作 才 變 得 簡(jiǎn) 單 。旋 轉(zhuǎn) 式 除 雪 機(jī) 一 般 具 有 切 削 、 集 中 、 推 移 和 拋 投 的 功 能 ， 具 有 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、功 能 多 的 特 點(diǎn) 。 德 國(guó) 和 日 本 是 生 產(chǎn) 旋 轉(zhuǎn) 式 除 雪 機(jī) 的 主 要 國(guó) 家 ， 技 術(shù) 成 熟 ， 其 產(chǎn)品 性 能 居 世 界 領(lǐng) 先 水 平 。國(guó) 內(nèi) 己 研 制 成 功 的 旋 轉(zhuǎn) 式 除 雪 機(jī) 主 要 有 吉 林 工 業(yè) 大 學(xué) 等 單 位 研 制 的 CX一 30 型 除 雪 機(jī) ， 哈 爾 濱 林 業(yè) 機(jī) 械 研 究 所 研 制 的 CBX 一 216 型 城 市 道 路 破 冰機(jī) ， 吉 林 交 通 科 學(xué) 研 究 所 研 制 的 CBX 一 1600 型 除 雪 機(jī) 等 等 。 除 雪 機(jī) 在 國(guó) 外已 經(jīng) 發(fā) 展 了 幾 十 年 ， 特 別 是 在 瑞 典 、 芬 蘭 等 北 歐 國(guó) 家 已 經(jīng) 相 當(dāng) 成 熟 。 中 國(guó) 除 雪機(jī) 械 的 研 制 起 步 較 晚 ， 建 立 道 路 氣 象 系 統(tǒng) ， 除 雪 機(jī) 械 應(yīng) 向 小 型 化 、 高 速 度 的 方向 發(fā) 展 ， 向 多 功 能 、 機(jī) 一 電 一 液 一 體 化 的 方 向 發(fā) 展 ， 同 時(shí) 注 意 提 高 安 全 性 和 舒適 性 ， 打 破 專(zhuān) 利 封 鎖 、 加 強(qiáng) 技 術(shù) 合 作 。 也 只 有 這 樣 我 國(guó) 才 能 加 快 發(fā) 展 速 度 ， 縮短 與 世 界 先 進(jìn) 水 平 之 間 的 差 距 。與 其 它 類(lèi) 型 的 除 雪 機(jī) 械 相 比 ， 拋 雪 式 除 雪 機(jī) 一 般 具 有 對(duì) 積 雪 的 切 削 、 集 中 、推 移 和 拋 投 功 能 ， 其 應(yīng) 用 較 廣 ， 是 一 種 現(xiàn) 代 化 、 高 效 率 的 除 雪 機(jī) 械 。 自 80年 代 起 ， 逐 漸 在 北 美 ， 北 歐 和 日 本 北 海 道 地 區(qū) 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 在 我 國(guó) 大 型 清雪 車(chē) 在 部 分 地 區(qū) 還 可 以 見(jiàn) 到 ， 但 大 部 分 是 推 移 式 的 ， 先 進(jìn) 的 拋 投 式 少 之 又 少 ，且 是 進(jìn) 口 產(chǎn) 品 ， 價(jià) 格 昂 貴 ， 維 修 不 便 。在 除 雪 作 業(yè) 中 ， 除 雪 機(jī) 機(jī) 身 的 大 小 及 除 雪 速 度 是 影 響 交 通 的 兩 個(gè) 重 要 因 素 ，機(jī) 身 過(guò) 大 ， 除 雪 機(jī) 占 道 影 響 交 通 ； 速 度 過(guò) 低 ， 影 響 車(chē) 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(jiàn) 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(kāi) 發(fā) 必 然 有 很 大 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 。 根 據(jù) 哈-4-爾 濱 花 園 邨 賓 館 新 引 進(jìn) 的 揚(yáng) 雪 車(chē) 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(chē) 人 很 費(fèi) 力 。 雪 車(chē) 轉(zhuǎn) 向 不 是 十 分 靈 便 ， 拐 角 處 依 然 操 作 不 便 。為 了 快 速 、 高 效 、 方 便 地 清 理 及 不 妨 礙 交 通 ， 今 后 的 除 雪 機(jī) 械 必 然 要 向 小 型 化 、高 速 度 而 又 更 人 性 化 的 方 向 發(fā) 展 。1.3 小型手扶式清雪車(chē)簡(jiǎn)介本 設(shè) 計(jì) 針 對(duì) ， 大 型 設(shè) 備 清 理 占 路 面 積 大 、 影 響 交 通 ， 窄 小 街 道 、 小 區(qū) 、 機(jī)關(guān) 大 院 、 公 園 等 小 道 大 面 積 場(chǎng) 所 清 雪 費(fèi) 工 費(fèi) 力 的 情 況 ， 經(jīng) 過(guò) 實(shí) 地 調(diào) 查 咨 詢(xún) 及 嚴(yán)格 思 考 ， 進(jìn) 行 小 型 手 扶 清 雪 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 。該 設(shè) 計(jì) 結(jié) 合 吉 林 大 學(xué) 、 大 連 鐵 道 學(xué) 院 多 功 能 除 雪 車(chē) 科 研 項(xiàng) 目 、 德 國(guó) 凱 馳（ Karcher） 的 揚(yáng) 雪 機(jī) 圖 片 信 息 、 及 哈 爾 濱 花 園 邨 賓 館 的 實(shí) 機(jī) 參 照 ， 對(duì) 離 心 揚(yáng)雪 式 清 雪 車(chē) 的 設(shè) 計(jì) 理 論 進(jìn) 行 分 析 ， 得 出 相 應(yīng) 結(jié) 論 ， 在 此 基 礎(chǔ) 上 對(duì) 離 心 揚(yáng) 雪 式 清雪 車(chē) 進(jìn) 行 總 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 、 動(dòng) 力 學(xué) 分 析 、 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 應(yīng) 用 ProE 實(shí) 體 繪 圖 。1.4 小型手扶式清雪車(chē)的結(jié)構(gòu)及原理清 雪 車(chē) 由 車(chē) 體 和 安 裝 在 它 上 面 的 汽 油 機(jī) (原 動(dòng) 機(jī) )、 變 速 箱 、 傳 動(dòng) 裝 置 、集 雪 器 以 及 安 裝 在 集 雪 器 上 的 拋 雪 器 組 成 。 小 車(chē) 以 一 定 速 度 行 走 時(shí) ， 積 雪 從 前方 不 斷 進(jìn) 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(zhuǎn) ， 積 雪 被 切 碎 并 通 過(guò) 雙 向 螺 旋 的 橫 向 位 移 迅 速 集 中 于 集雪 器 中 部 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 室 的 入 口 處 ， 隨 車(chē) 體 的 前 進(jìn) 而 進(jìn) 入 轉(zhuǎn) 子 室 ， 在 轉(zhuǎn) 子 葉 片 的 帶動(dòng) 下 ， 不 斷 沿 拋 雪 筒 拋 到 預(yù) 定 位 置 。 所 以 要 合 理 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 集 雪 器 、 拋 雪 器 等的 參 數(shù) 。 螺 旋 轉(zhuǎn) 子 式 (拋 投 式 除 雪 機(jī) 中 最 常 見(jiàn) 的 一 種 )除 雪 機(jī) 是 利 用 前 部 安 裝的 螺 旋 式 銑 削 集 雪 器 進(jìn) 行 切 削 ， 然 后 將 切 削 下 的 雪 屑 靠 兩 端 反 向 安 裝 的 集 雪 螺旋 輸 送 并 集 中 于 推 雪 板 中 部 的 轉(zhuǎn) 子 拋 雪 器 的 入 口 處 ， 由 于 除 雪 機(jī) 向 前 運(yùn) 動(dòng) 使 積雪 不 斷 增 加 ， 在 壓 差 的 作 用 下 ， 雪 屑 被 連 續(xù) 送 入 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 室 內(nèi)(有 些 螺 旋 轉(zhuǎn) 子 式 除 雪 機(jī) 沒(méi) 有 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu) ， 只 有 拋 雪 筒 )， 在 轉(zhuǎn) 子 葉 片 的 帶 動(dòng) 下 ，被 不 斷 沿 拋 雪 筒 拋 出 。-5-1.5 本章小結(jié)本 章 主 要 針 對(duì) 小 型 手 扶 式 清 雪 車(chē) 的 國(guó) 內(nèi) 外 發(fā) 展 情 況 ， 自 身 的 結(jié) 構(gòu) 及 工 作 原理 等 情 況 進(jìn) 行 系 統(tǒng) 的 分 析 與 概 括 ,通 過(guò) 我 國(guó) 實(shí) 際 情 況 來(lái) 說(shuō) 明 此 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 可行 性 。-6-第 2 章 總 體 方 案 設(shè) 計(jì)2.1 設(shè)計(jì)車(chē)體車(chē) 體 的 作 用 是 固 定 連 接 集 雪 器 、 汽 油 機(jī) 等 零 部 件 ， 并 具 備 行 走 功 能 。 其 主體 采 用 IOmm 的 低 碳 鋼 板 焊 制 而 成 ， 并 包 括 扶 手 ， 車(chē) 輪 等 附 件 。 車(chē) 體 前 段 連接 集 雪 器 ， 中 間 固 定 汽 油 機(jī) 座 ， 各 部 分 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 考 慮 如 何 滿(mǎn) 足 簡(jiǎn) 單 、 實(shí) 用 、 美 觀 、操 縱 靈 便 等 要 求 ， 并 且 車(chē) 體 的 寬 度 不 應(yīng) 超 過(guò) 集 雪 器 的 寬 度 。 除 此 之 外 ， 考 慮 到實(shí) 際 應(yīng) 用 ， 還 應(yīng) 注 意 避 免 劃 傷 路 面 、 減 小 自 重 、 過(guò) 載 保 護(hù) 等 問(wèn) 題 。2.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)本 車(chē) 原 動(dòng) 機(jī) 選 用 汽 油 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ， 因 其 油 損 少 ， 連 續(xù) 作 業(yè) 時(shí) 間 長(zhǎng) ， 噪 音 低 ， 更適 合 機(jī) 關(guān) 大 院 、 居 民 區(qū) 及 人 口 流 動(dòng) 較 大 的 地 方 使 用 。 考 慮 到 本 機(jī) 器 的 整 體 性 能及 使 用 壽 命 等 參 數(shù) ， 選 用 國(guó) 產(chǎn) 江 動(dòng) 系 列 汽 油 發(fā) 動(dòng) 機(jī) ， 經(jīng) 性 能 比 較 ， 初 步 選 用 型號(hào) JF168 的 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 。 其 尺 寸 、 性 能 參 數(shù) 見(jiàn) 表 2-1。表 2-1 江 動(dòng) 牌 系 列 微 型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) JF168 型型 式 單 缸 四 沖 程最 大 輸 出 功 率 轉(zhuǎn) 速（ kw/rmn）5.5/3600外 形 尺 寸 （ mm） 387×330×360啟 動(dòng) 方 式 反 沖 式 手 拉 起 動(dòng) /電 起 動(dòng)潤(rùn) 滑 方 式 無(wú) 鉛 汽 油點(diǎn) 火 方 式 晶 體 管 點(diǎn) 火耗 油 量 （ ml） 270缸 徑 /行 徑 （ mm） 68×45/2.68×1.77凈 重 （ kg） 15主 要 特 點(diǎn) 該 機(jī) 輸 出 方 式 靈 活 ， 配 套 用 途 廣 泛 。-7-2.3 傳動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)傳 動(dòng) 方 案 一發(fā) 動(dòng) 機(jī) ——鏈 傳 動(dòng) ——中 間 軸 ——鏈 傳 動(dòng) ——集 雪 器考 慮 到 車(chē) 身 突 然 遇 到 障 礙 物 影 響 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 甚 至 使 集 雪 螺 旋 因 受 過(guò) 大 阻 力 ，仍 要 繼 續(xù) 旋 轉(zhuǎn) 被 破 壞 ， 所 以 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 考 慮 有 帶 傳 動(dòng) 做 過(guò) 載 保 護(hù) 。傳 動(dòng) 方 案 二發(fā) 動(dòng) 機(jī) ——帶 傳 動(dòng) ——中 間 軸 ——鏈 傳 動(dòng) ——集 雪 器本 方 案 中 盡 管 有 過(guò) 載 保 護(hù) ， 但 是 車(chē) 整 體 單 向 受 力 并 且 積 雪 效 率 不 如 變 速 高 ，當(dāng) 雪 較 大 時(shí) ， 車(chē) 行 駛 速 度 應(yīng) 該 低 些 ； 擋 雪 量 較 小 時(shí) ， 車(chē) 可 以 行 駛 快 些 ， 當(dāng) 清 雪不 徹 底 時(shí) ， 就 要 發(fā) 回 重 新 清 掃 一 遍 ， 所 以 考 慮 第 三 方 案 ， 加 變 速 箱 。傳 動(dòng) 方 案 三車(chē) 的 傳 動(dòng) 路 線 如 下 所 示 ：發(fā) 動(dòng) 機(jī) —— 帶 傳 動(dòng) ——中 間 軸 ——錐 齒 輪 ——錐 齒 輪 ——集 雪 器 鏈 傳 動(dòng) ——變 速 箱 ——鏈 傳 動(dòng) ——車(chē) 輪 圖 2-1 傳 動(dòng) 路 線 圖與 前 兩 種 機(jī) 型 相 比 ， 車(chē) 體 體 積 適 中 ， 結(jié) 構(gòu) 也 比 較 簡(jiǎn) 單 。 車(chē) 體 上 部 安 裝 汽 油機(jī) :車(chē) 體 前 面 連 接 集 雪 器 :后 面 有 推 手 ;內(nèi) 部 有 加 強(qiáng) 肋 板 。 總 機(jī) 長(zhǎng) 約 1820mm，-8-寬 約 820mm， 高 約 1150mm， 重 約 102kg， 輪 子 直 徑 選 為 300mm， 可 見(jiàn) 機(jī) 型3 具 有 機(jī) 型 2 優(yōu) 越 的 除 雪 性 能 ， 還 具 備 機(jī) 型 1 輕 便 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 的 確 優(yōu) 于 其 它 機(jī)型 。2.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 選 用 第 三 方 案 ， 由 于 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 2500r/min,車(chē) 由 人 推 動(dòng) ， 基 于人 行 走 速 度 限 制 ， 車(chē) 輪 轉(zhuǎn) 速 要 求 在 50 轉(zhuǎn) /min 左 右 ,而 通 常 帶 傳 動(dòng) 傳 動(dòng) 比 要 求不 得 大 于 7， 通 常 選 擇 3 到 4 越 小 越 好 ， 齒 輪 傳 動(dòng) 傳 動(dòng) 比 范 圍 同 帶 傳 動(dòng) ， 這樣 總 體 就 要 降 速 ， 傳 動(dòng) 比 達(dá) 到 50 左 右 ?？?體 傳 動(dòng) 方 案 ：(2)帶 傳 動(dòng) 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) 見(jiàn) 表 2-2、 表 2-3表 2-2 帶 傳 動(dòng) 尺 寸 參 數(shù)帶 型 普 通 A 型 帶 彈 性 滑 動(dòng) 率 =0.02直 徑 80mm 大 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 )1(2????ddi軸 間 距 A=476.5mm 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 1318mm帶 速 V V=8.37m/s 小 帶 輪 包 角 a 169.46。額 定 功 率p11.01kw 額 定 功 率 增 量△ p10.24kw帶 根 數(shù) z 5 單 根 帶 的 預(yù) 緊 力F099.66N發(fā)動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng) 錐齒輪 錐齒輪 集雪器鏈傳動(dòng) 變速箱 鏈傳動(dòng) 車(chē)輪-9-表 2-3 帶 傳 動(dòng) 的 參 數(shù)(2)鏈 傳 動(dòng) 的 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) 見(jiàn) 表 2-4表 2-4 鏈 傳 動(dòng) 參 數(shù)鏈 型 08B 截 距 12.7傳 動(dòng) 比 4 鏈 節(jié) 數(shù) 256小 鏈 輪 齒 數(shù) 25 大 鏈 輪 齒 數(shù) 100小 鏈 輪 分 度 圓 直 徑 101.33 大 輪 分 度 圓 直 徑 404.32小 鏈 輪 齒 頂 圓 直 徑 108.37 齒 頂 圓 直 徑 412.26(3)鏈 傳 動(dòng) 2 的 設(shè) 計(jì) 參 數(shù)設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 與 鏈 1 相 同 ， 傳 動(dòng) 比 i=4， 截 距 P=9.525,型 號(hào) 06B， 大 鏈 輪 分度 圓 直 徑 d2=254.74mm,齒 頂 圓 直 徑 da2=260mm,齒 根 圓 直 徑 df2=248.39;小鏈 輪 分 度 圓 直 徑 d1=63.92mm,齒 頂 圓 直 徑 da1=68,齒 根 圓 直 徑df1=57.57mm?？?慮 到 緩 沖 、 減 震 、 過(guò) 載 保 護(hù) 、 原 動(dòng) 機(jī) 等 對(duì) 傳 動(dòng) 裝 置 的 要 求 ， 采 用 單 排 滾子 鏈 (鏈 號(hào) 為 O6B)傳 動(dòng) 和 帶 (普 通 v 帶 A 型 )傳 動(dòng) 。 在 有 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) 的 機(jī) 型 中 ，因 為 多 了 轉(zhuǎn) 子 傳 動(dòng) 裝 置 比 較 復(fù) 雜 ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 考 慮 到 集 雪 器 和 拋 雪 器 相 互 牽 制 ，必 要 時(shí) 可 設(shè) 計(jì) 圓 錐 減 速 器 或 蝸 輪 蝸 桿 以 滿(mǎn) 足 傳 動(dòng) 的 要 求 。 應(yīng) 該 注 意 的 是 ， 設(shè) 計(jì)時(shí) 要 合 理 安 排 傳 動(dòng) 路 線 ， 考 慮 調(diào) 整 重 心 的 位 置 ， 盡 量 使 重 心 位 于 輪 子 略 前 方 附帶 型 普 通 V 帶 設(shè) 計(jì) 功 率 5.5KW傳 動(dòng) 比 i 2 小 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 80帶 基 準(zhǔn) 長(zhǎng) 度 1180mm 大 帶 輪 基 準(zhǔn) 直 徑 156.8帶 速 V=8.37m/s 單 根 帶 輪 傳 遞 功 率 P=1.01kw小 帶 輪 包 角 a=169.46 額 定 功 率 增 量 △ p=0.24帶 的 根 數(shù) Z=6 帶 輪 基 準(zhǔn) 寬 度 B=11.0單 根 V 帶 預(yù) 緊 力 F0=107.85N-10-近 。 汽 油 機(jī) 應(yīng) 置 于 整 機(jī) 中 央 位 置 ， 通 過(guò) 傳 動(dòng) 裝 置 帶 動(dòng) 集 雪 螺 旋 和 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 旋 轉(zhuǎn) ，實(shí) 現(xiàn) 預(yù) 定 功 能 。(4)錐 齒 輪 的 設(shè) 計(jì)由 于 系 統(tǒng) 總 體 有 傳 動(dòng) 比 要 求 ， 此 處 錐 齒 輪 傳 動(dòng) 分 別 取 1:1、 1:2,經(jīng) 計(jì) 算總 結(jié) 得 錐 齒 輪 參 數(shù) 如 下 表 2-5：表 2-５ 錐 齒 輪 參 數(shù)參 數(shù) 名 稱(chēng) 齒 輪 1 齒 輪 2 齒 輪 3 輪 4齒 數(shù) Z 20 20 20 40模 數(shù) m 3 3注 ： 嚙 合 時(shí) 兩 齒 輪 軸 線 垂 直 放 置2.4 本章小結(jié)本 章 主 要 研 究 制 定 了 小 型 手 扶 式 清 雪 機(jī) 的 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 , 在 此 基 礎(chǔ) 上 對(duì)清 雪 機(jī) 的 車(chē) 體 、 動(dòng) 力 系 統(tǒng) 和 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 并 得 出 結(jié) 論 。-11-第 3 章 各 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)3.1 原動(dòng)機(jī)的選用考 慮 到 本 機(jī) 對(duì) 動(dòng) 力 源 的 要 求 ， 這 里 采 用 江 動(dòng) 牌 系 列 微 型 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 中 的JF168 型 ， 其 尺 寸 、 性 能 參 數(shù) 見(jiàn) 表 2-1。3.2 變速箱的設(shè)計(jì)類(lèi) 型 :二 級(jí) 變 速 一 級(jí) 換 向結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) :① 齒 輪 、 軸 及 軸 承 組 和 設(shè) 計(jì) :小 齒 輪 、 大 齒 輪 和 低 速 軸 分 開(kāi) 制 造 ，利 用 平 鍵 作 周 向 固 定 。 軸 上 零 件 利 用 軸 肩 、 軸 套 和 軸 承 作 軸 向 固 定 。 兩 軸 均 采用 深 溝 球 軸 承 ， 承 受 軸 向 載 荷 的 作 用 。 軸 承 利 用 齒 輪 浸 入 油 池 濺 起 的 稀 油 潤(rùn) 滑 。結(jié) 構(gòu) 見(jiàn) 圖 變 速 箱 裝 配 圖 。輸 入 軸 設(shè) 為 花 鍵 軸 ， 其 上 有 一 二 聯(lián) 滑 塊 ， 當(dāng) 撥 快 作 用 在 其 上 時(shí) ， 其 與 輸 出軸 上 齒 輪 分 別 嚙 合 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 換 擋 換 向 功 能 。 輸 出 軸 端 一 端 通 過(guò) 鏈 傳 動(dòng) 與 發(fā) 動(dòng)機(jī) 相 連 ， 另 一 端 通 過(guò) 另 一 鏈 傳 動(dòng) 與 車(chē) 輪 相 連 ， 其 上 有 三 個(gè) 直 齒 輪 ， 兩 端 齒 輪 靠軸 肩 和 套 筒 定 位 ， 另 一 個(gè) 齒 輪 軸 肩 和 彈 性 擋 圈 定 位 。 箱 體 壁 上 裝 一 齒 輪 軸——陏 輪 ， 當(dāng) 其 于 二 聯(lián) 滑 塊 嚙 合 并 且 同 時(shí) 與 輸 出 軸 的 輸 出 端 嚙 合 時(shí) ， 實(shí) 現(xiàn) 換向 功 能 。 具 體 位 置 見(jiàn) 圖 3-1。-12-圖 3-1 變 速 箱 下 箱 體 結(jié) 構(gòu)3.3 集雪器的設(shè)計(jì)(1)集 雪 器 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)集 雪 器 亦 稱(chēng) 為 螺 旋 集 雪 器 ， 配 置 在 整 機(jī) 前 方 ， 左 右 對(duì) 稱(chēng) 旋 向 相 反 ， 是 對(duì) 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(zhuǎn) 子 。 它 由 三 部 分 組 成 :雙 向 螺 旋 軸 (集 雪 螺 旋 )、 軸 承 結(jié) 構(gòu) 、 擋 板 及 推 雪 板等 。 雙 向 螺 旋 軸 是 一 根 安 裝 兩 段 反 向 螺 旋 的 軸 ， 安 裝 在 擋 板 中 形 成 半 封 閉 ， 由原 動(dòng) 機(jī) 通 過(guò) 傳 動(dòng) 裝 置 帶 動(dòng) 高 速 旋 轉(zhuǎn) 。 螺 旋 軸 的 結(jié) 構(gòu) 見(jiàn) 圖 3-2， 3-3。圖 3-2 帶 葉 輪 的 螺 旋 軸-13-圖 3-3 不 帶 葉 輪 的 螺 旋 軸螺 旋 集 雪 器 的 工 作 原 理 是 ， 雪 在 螺 旋 葉 片 推 力 作 用 下 受 擠 壓 到 一 定 程 度 ，當(dāng) 集 雪 螺 旋 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 在 雪 層 上 切 割 出 一 條 雪 帶 ， 并 沿 軸 向 移 動(dòng) 至 轉(zhuǎn) 子 前 方 。 螺旋 集 雪 器 的 帶 式 刀 片 一 般 雙 向 對(duì) 稱(chēng) 式 ， 在 螺 旋 中 部 留 有 一 定 空 間 ， 以 減 小 雪 流入 轉(zhuǎn) 子 時(shí) 的 阻 力 。 在 無(wú) 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu) 的 機(jī) 型 中 ， 集 雪 螺 旋 集 切 雪 、 集 雪 、 拋 雪 三 大功 能 于 一 體 ， 因 此 多 采 用 圖 3-3 結(jié) 構(gòu) ;在 有 轉(zhuǎn) 子 結(jié) 構(gòu) 的 機(jī) 型 中 ， 集 雪 螺 旋 只 完成 切 雪 、 集 雪 功 能 ， 由 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 完 成 拋 雪 功 能 ， 故 多 采 用 圖 3-2 結(jié) 構(gòu) 。= +l dr jNZVdZVnghg?????10cosin?? nVhgS???602si???其 中 L 為 螺 旋 沿 軸 向 長(zhǎng) 度 ， 60V/n 考 慮 清 雪 機(jī) 自 行 速 度 時(shí) 雪 進(jìn) 入 集 雪 器每 秒 轉(zhuǎn) 過(guò) 的 弧 長(zhǎng) ， V 清 雪 機(jī) 自 行 速 度 （ m/s） ,n 螺 旋 軸 轉(zhuǎn) 數(shù) 。 經(jīng) 螺 旋 軸 推 移并 擠 壓 的 雪 ， 將 對(duì) 螺 旋 葉 片 產(chǎn) 生 阻 力 。 實(shí) 際 計(jì) 算 時(shí) ， 可 設(shè) 雪 對(duì) 單 位 面 積 上 的 壓力 與 雪 的 變 形 阻 力 f 相 平 衡 。 并 假 設(shè) 雪 為 連 續(xù) 流 體 媒 介 ， 各 方 向 變 化 速 度 相同 且 均 勻 。 則 除 雪 生 產(chǎn) 率 Q= l·h·V。 那 么 集 雪 器 所 耗 功 率 為fQnDs]si60cosin1[N2j ????????????????公 式 中 D 為 螺 旋 直 徑 ， 其 它 符 號(hào) 如 前 所 述 。注 :雪 的 變 形 阻 力 f(即 雪 的 抗 壓 強(qiáng) 度 )可 由 實(shí) 驗(yàn) 求 出 ， 它 和 積 雪 的 密 度 和 抗壓 強(qiáng) 度 有 關(guān) 。為 增 加 集 雪 能 力 ， 同 時(shí) 也 為 了 加 工 更 加 方 便 ， 集 雪 螺 旋 軸 采 用 一 條 薄 鋼 板焊 在 軸 上 。 除 雪 寬 度 要 求 不 小 于 500 毫 米 ， 這 里 可 取 600 毫 米 左 右 ;螺 旋 最大 直 徑 通 常 約 為 它 的 一 半 左 右 ;在 整 個(gè) 除 雪 寬 度 上 應(yīng) 至 少 存 在 一 個(gè) 螺 距 ;由 螺旋 直 徑 和 螺 距 可 確 定 螺 旋 角 的 值 (確 定 后 可 觀 察 螺 旋 角 的 值 是 否 合 理 ， 如 不 合理 可 適 當(dāng) 的 調(diào) 整 螺 旋 直 徑 和 螺 距 的 值 ， 直 到 合 理 為 止 )。 除 此 之 外 ， 集 雪 螺-14-旋 的 轉(zhuǎn) 速 Nj 必 須 滿(mǎn) 足 生 產(chǎn) 率 的 要 求 ， 換 言 之 巧 必 須 滿(mǎn) 足 nj4x60lhV 帶 入 數(shù)據(jù) 計(jì) 算 后 ， nj 要 求 大 于 152.6r/n。 總 之 ， 集 雪 螺 旋 轉(zhuǎn) 數(shù) 越 大 ， 集 雪 能 力 越強(qiáng) ， 但 轉(zhuǎn) 速 也 不 宜 過(guò) 大 ， 所 以 綜 合 結(jié) 構(gòu) 、 功 率 、 集 雪 能 力 等 方 面 的 要 求 適 當(dāng)選 取 nj 的 值 。 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 選 取 螺 旋 ， 螺 距 為 500 毫 米 ， 軸 徑 為 30 毫 米 ， 鋼 板寬 50 毫 米 ， 厚 5 毫 米 ， 以 及 其 它 參 數(shù) 的 值 。如 圖 3-4 所 示 ， 集 雪 器 的 擋 板 底 部 安 有 支 撐 板 ， 以 防 集 雪 螺 旋 劃 傷 地 面 及保 護(hù) 集 雪 螺 旋 免 受 車(chē) 體 重 的 壓 力 。圖 3-4 帶 支 撐 板 的 集 雪 機(jī) 構(gòu)3.4 拋雪器的設(shè)計(jì)1.無(wú) 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) 拋 雪 器 的 設(shè) 計(jì)小 型 機(jī) 型 通 常 沒(méi) 有 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) ， 拋 雪 器 只 起 對(duì) 雪 的 導(dǎo) 向 作 用 ， 此 時(shí) 拋 雪 器 簡(jiǎn)稱(chēng) 為 拋 雪 筒 。 如 圖 3-3 所 示 ， 為 減 小 雪 在 其 中 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 的 阻 力 ， 拋 雪 筒 的 直 筒部 分 與 集 雪 器 的 上 擋 板 制 成 一 個(gè) 零 件 ， 連 接 處 以 圓 角 光 滑 過(guò) 渡 ， 且 材 料 選 用 高光 潔 度 、 高 韌 性 的 玻 璃 鋼 。 拋 雪 筒 處 于 集 雪 器 中 部 ， 方 向 應(yīng) 與 擋 板 的 半 封 閉 圓筒 相 切 ， 這 個(gè) 方 向 雪 可 以 得 到 充 分 的 初 速 度 后 從 此 拋 出 。 拋 雪 筒 軸 線 應(yīng) 處 于 集-15-雪 螺 旋 軸 螺 旋 面 中 部 ， 這 樣 雪 在 離 開(kāi) 集 雪 器 進(jìn) 入 拋 雪 筒 時(shí) 可 少 受 阻 力 。 為 提 高拋 雪 距 離 ， 拋 雪 筒 出 口 處 有 橢 圓 狀 的 光 滑 開(kāi) 口 以 保 證 雪 在 離 開(kāi) 拋 雪 筒 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 少受 阻 力 。 根 據(jù) 力 學(xué) 原 理 ， 相 同 的 初 速 度 只 有 在 45 度 斜 上 拋 時(shí) 拋 的 距 離 最 遠(yuǎn) ，故 揚(yáng) 雪 角 取 45 度 最 合 理 。 速 度 只 有 在 45 度 斜 上 拋 時(shí) 拋 的 距 離 最 遠(yuǎn) ， 故 揚(yáng) 雪角 取 45 度 最 合 理 。2.有 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) 拋 雪 器 的 設(shè) 計(jì)與 無(wú) 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) 的 拋 雪 器 相 比 ， 這 種 拋 雪 器 在 結(jié) 構(gòu) 上 多 了 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 ， 相 應(yīng) 的集 雪 器 推 雪 板 上 在 與 拋 雪 器 相 對(duì) 處 增 加 了 轉(zhuǎn) 子 室 。 因 此 ， 這 種 拋 雪 器 較 為 復(fù) 雜 ，但 它 的 拋 雪 功 能 更 優(yōu) 越 。工 作 原 理 :如 圖 3-6 所 示 工 作 時(shí) ， 雪 隨 著 機(jī) 體 的 前 進(jìn) 和 集 雪 器 的 自 身 旋 轉(zhuǎn)被 粉 碎 并 從 左 右 向 中 間 集 中 ， 然 后 由 于 高 速 旋 轉(zhuǎn) 著 的 轉(zhuǎn) 子 產(chǎn) 生 內(nèi) 外 氣 流 速 度 壓力 差 以 及 車(chē) 體 的 繼 續(xù) 前 進(jìn) 雙 重 作 用 而 進(jìn) 入 轉(zhuǎn) 子 殼 體 的 風(fēng) 扇 室 內(nèi) ， 并 迅 速 充 滿(mǎn) 轉(zhuǎn)子 室 。 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 旋 轉(zhuǎn) 產(chǎn) 生 離 心 力 使 雪 沿 轉(zhuǎn) 子 徑 向 葉 片 端 部 移 動(dòng) ， 并 被 推 壓 到 轉(zhuǎn)子 室 內(nèi) 的 圓 弧 表 面 ， 隨 轉(zhuǎn) 子 葉 片 作 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 到 達(dá) 拋 雪 口 時(shí) 便 被 拋 出 。圖 3-5 擋 雪 板 -拋 雪 器-16-圖 3-6 帶 轉(zhuǎn) 子 葉 片 的 集 雪 -拋 雪 器圖 3-7 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 計(jì) 算 簡(jiǎn) 圖拋 雪 轉(zhuǎn) 子 的 計(jì) 算 見(jiàn) 圖 3-7， 主 要 參 數(shù) 有 葉 片 卸 載 角 、 葉 片 外 徑 R、 和 工作 長(zhǎng) 度 、 轉(zhuǎn) 子 拋 雪 生 產(chǎn) 能 力 (生 產(chǎn) 率 )和 最 大 拋 雪 距 離 。 轉(zhuǎn) 子 殼 體 內(nèi) 表 面 上 的雪 拋 出 速 度 ， 等 于 葉 片 頂 部 的 圓 周 速 度 。 其 它 雪 塊 沿 徑 向 移 動(dòng) ， 從 轉(zhuǎn) 子 拋 出 的絕 對(duì) 速 度 等 于 其 出 口 時(shí) 的 徑 向 速 度 和 葉 片 頂 部 的 圓 周 速 度 的 矢 量 和 。轉(zhuǎn) 子 卸 載 角 然 (弧 度 ) ， 指 從 葉 片 頂 端 開(kāi) 始 拋 雪 到 兩 葉 片 間 存 雪 完 全 拋x?完 (即 雪 塊 從 A 點(diǎn) 運(yùn) 動(dòng) 到 A’點(diǎn) )時(shí) 間 內(nèi) ， 葉 片 轉(zhuǎn) 過(guò) 的 角 度 。 按 雪 塊 為 無(wú) 粘 合力 的 散 狀 小 顆 粒 的 最 有 利 輸 送 條 件 ， 來(lái) 確 定x?m??arctn142m???）（3.5 拋雪器性能參數(shù)的分析計(jì)算1.無(wú) 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) 拋 雪 器 的 參 數(shù) 分 析 計(jì) 算(l)雪 由 集 雪 器 進(jìn) 入 拋 雪 筒 時(shí) 的 速 度雪 的 圓 周 速 度 可 近 似 地 認(rèn) 為 是 雪 進(jìn) 入 拋 雪 筒 時(shí) 的 速 度 。，???tgnSt60260nDVoy???可 見(jiàn) V 與 α ， n, S 有 關(guān)oy-17-(2)雪 離 開(kāi) 拋 雪 筒 時(shí) 的 速 度雪 塊 以 速 度 心 脫 離 集 雪 螺 旋 經(jīng) 過(guò) 拋 雪 器 出 口 時(shí) 的 速 度 為 u。 ， 則21020)]([u????gHVoy公 式 中 ， H。 為 拋 雪 筒 出 口 到 集 雪 器 中 心 軸 的 垂 直 距 離 ， ψ 為 雪 經(jīng) 過(guò)拋 時(shí) 因 與 筒 壁 摩 擦 和 沖 擊 而 產(chǎn) 生 的 能 量 損 失 系 數(shù) 。(3)拋 雪 距 離 的 計(jì) 算拋 雪 距 離 是 清 雪 機(jī) 的 主 要 性 能 指 標(biāo) ， u。 值 的 大 小 很 大 程 度 上 決 定 了 清 雪機(jī) 拋 雪 距 離 。 當(dāng) 拋 雪 速 度 一 定 時(shí) ， 拋 雪 距 離 與 雪 的 壓 實(shí) 程 度 、 雪 的 自 然 加 密 度 、清 雪 生 產(chǎn) 率 、 轉(zhuǎn) 子 拋 出 的 雪 流 密 度 、 轉(zhuǎn) 子 外 徑 及 雪 的 物 理 機(jī) 械 性 能 等 因 素 有 關(guān) 。雪 屬 于 輕 飄 物 ， 在 計(jì) 算 時(shí) ， 最 大 拋 雪 距 離 是 指 排 除 風(fēng) 力 的 影 響 。 經(jīng) 轉(zhuǎn) 子 拋出 的 雪 由 于 受 到 機(jī) 械 對(duì) 其 的 加 密 作 用 ， 呈 團(tuán) 狀 或 顆 粒 狀 。 在 空 氣 流 體 中 運(yùn) 動(dòng) ，因 速 度 不 是 很 快 ， 運(yùn) 動(dòng) 阻 力 可 以 認(rèn) 為 主 要 是 流 體 粘 滯 性 引 起 且 阻 力 的 量 值 和 速度 的 一 次 方 呈 正 比 ， 設(shè) 阻 力 F=m.g.c.u， c 為 阻 力 系 數(shù) 。 以 拋 雪 筒 出 口 為 原 點(diǎn) ，采 用 直 角 坐 標(biāo) 。 在 X、 Y、 Z 坐 標(biāo) 中 ， 按 牛 頓 定 律 ：以 拋 雪 筒 出 口 時(shí) 計(jì) ， 當(dāng) t=0， x。 =y。 =O， =u。 cosβ ， =u。 sinβ 其?.x?.y中 β 為 拋 雪 筒 揚(yáng) 雪 角 ， 則 公 式 的 解 為公 式 中 e 為 自 然 對(duì) 數(shù) 底 。 系 數(shù) c 的 取 值 由 實(shí) 驗(yàn) 確 定 。 但 一 般 在 無(wú) 大 量 實(shí)驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 情 況 下 ， 將 清 雪 機(jī) 處 理 后 的 雪 團(tuán) 和 顆 粒 認(rèn) 為 是 類(lèi) 球 體 ， 而 按 斯 托 克 斯 阻力 定 律 來(lái) 計(jì) 算 ， 即 球 體 在 粘 滯 流 體 以 一 定 速 度 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 所 受 到 的 阻 力 f 是 ：f=6π ξ au-18-式 中 a 為 雪 塊 半 徑 ; ξ 為 空 氣 粘 滯 系 數(shù) 。 ξ 的 數(shù) 值 系 空 氣 的 內(nèi) 在 屬 性 。在 零 度 以 下 時(shí) ， 可 取 值 為 0.00016 泊 。設(shè) F=f， 即 mgu=6π ξ au， 解 之 有 : c=4.5 ， 顯 然 cg 值 較 小 。 因 而21?ar?可 將 公 式 (2.13)展 成 級(jí) 數(shù) ， 有 下 列 近 似 關(guān) 系 ： 令 公 式 中 的 y= 0， 并 將 式 中 第 三 項(xiàng) 略 去 ， 解 得 到 達(dá) 地 面 時(shí) 間 是 ：t 帶 入 x 的 表 達(dá) 式 ， 求 出 最 大 拋 雪 距 離 為 ：空 氣 對(duì) 雪 塊 運(yùn) 動(dòng) 有 較 大 阻 力 ， 使 實(shí) 際 拋 雪 距 離 大 大 小 于 理 論 值 。 實(shí) 踐 證 明 ，轉(zhuǎn) 子 的 圓 周 速 度 越 高 ， 這 一 差 異 越 大 。 順 風(fēng) 拋 雪 可 以 提 高 拋 雪 距 離 ， 當(dāng) 風(fēng) 速 不大 時(shí) ， 也 可 逆 風(fēng) 拋 雪 。 由 文 獻(xiàn) 可 知 :考 慮 到 風(fēng) 速 對(duì) 拋 雪 距 離 的 影 響 ， 可 采 用 經(jīng)驗(yàn) 公 式 X=Xmax (1 土 0.1Vf)單 位 m 計(jì) 算 有 風(fēng) 時(shí) 的 拋 雪 距 離 X。 式 中 :Xmax無(wú) 風(fēng) 時(shí) 的 拋 雪 距 離 單 位 m， 稱(chēng) 風(fēng) 速 單 位 。s2.有 轉(zhuǎn) 子 機(jī) 構(gòu) 拋 雪 器 的 參 數(shù) 分 析 計(jì) 算(l)拋 雪 轉(zhuǎn) 子 所 需 功 率公 式 中 各 符 號(hào) 的 意 義 是V0——雪 塊 進(jìn) 入 轉(zhuǎn) 子 葉 片 時(shí) 的 速 度Vor、 Vot——分 別 為 V0 的 沿 葉 片 徑 向 和 圓 周 切 向 的 分 速 度 :V1——雪 塊 離 開(kāi) 轉(zhuǎn) 子 葉 片 時(shí) 的 速 度 ;V0、 V1——分 別 為 K 的 沿 葉 片 徑 向 和 圓 周 切 向 的 分 速 度 ;R0、 R1——分 別 為 速 度 V0、 V1， 為 K 處 到 轉(zhuǎn) 子 中 心 的 距 離 ;-19-φ 0、 φ 1——速 度 V0、 V1 與 圓 周 分 速 度 之 間 的 夾 角 ;ω ?——轉(zhuǎn) 子 軸 旋 轉(zhuǎn) 的 角 速 度 ;設(shè) m 為 每 秒 通 過(guò) 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 雪 的 質(zhì) 量 ， 則 m=r.Q?， Q?=Q 為 每 秒 通 過(guò) 拋雪 轉(zhuǎn) 子 的 流 量 ， 那 么 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 雪 的 動(dòng) 量 矩 變 化 為 :這 動(dòng) 量 矩 的 變 化 應(yīng) 等 于 施 加 與 轉(zhuǎn) 子 軸 上 的 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 。 因 此 拋 雪 轉(zhuǎn) 子 需 用 的功 率 :