小型除雪机机械创新设计说明

《机械创新设计》课程作业题目：小型便道除雪机的设计

目录

一.摘要 (3)

二、设计目的意义： (4)

2.1课题研究目的：.................................. (4)

2.2课题研究的意义： (5)

2.3本课题国外研究概况： (5)

2.3.1 本课题国外研究概况： (5)

2.3.2 国外在这个方面的发展方向： (6)

2.2路面冰雪清除机基本方案、原理 (10)

三、原理方案设计： (11)

3.1功能分析： (11)

3.2求功能元解： (11)

3.3方案组合： (12)

3.4总体方案的几种组合及比较： (12)

四、机构设计（包括方案的原理以及基本机构简图）： (13)

1基本结构 (13)

2工作原理 (14)

3具体方案的确定 (15)

设计车体 (16)

故本小型便道除雪机的最优设计方案为：A1-B4-C2-D2-E2。

即为电动机控制的螺旋推板式的利用曲柄摇杆机构倒雪的

便道除雪机。 (21)

铲雪车的主要结构设计 (22)

五、结构设计： (24)

小型清雪车的设计计算及校核 (26)

带传动计算 (26)

轴承寿命计算和润滑方式的选择 (27)

寿命计算 (27)

润滑方式的选择 (29)

轴的校核 (29)

三维造型、人机工程学应用和有限元分析 (31)

三维造型 (31)

小型便道除雪机整体造型 (31)

工作部分造型 (31)

行走部分造型 (32)

辞............................................... - 1 -参考文献 .......................................... - 2 -附录.......................................... - 3 -

一.摘要

我国北方冬季降雪量大, 给各城市、园林、宾馆、别墅、庭院的道路, 机场跑道与场区路面, 林区运材道路, 以及高速公路等的交通运愉工作造成了极大困难和不便, 交通事故屡屡发生。为了及时清除路面上的自然降雪, 给交通运愉创造良好的安全条件, 减少交通事故的发生, 在我国，传统的除雪理念是雪停后才开始除雪，由于路面积雪大多不能及时清理而被车辆碾压成实雪或冰，因此除雪对象实际上是压实雪。在这种理念影响下，过去除雪机械的设计也主要是针对清除压实雪而开展的，并研制出各种清除压实雪的机械设备。压实雪除雪机械设计技术难度较大，设备制造成本较高，除净率低，工作效率低，绝大多数压实雪除雪机需要大功率车辆作为配套动力，燃油消耗大，整套设备资金投入大，动辄数十万元，难以大量推广应用。

总结多年的除雪经验和体会及对各种除雪方式的比较，笔者认为机械化“实时除雪”才是科学合理的除雪方式。从工程学的角度看，积雪被压实的过程需要消耗大量能量，雪被压实后再把它从地面上清除掉就要加倍消耗更大的能量和更多的时间，从而造成很大的浪费。相比较而言，“实时除雪”所消耗的能量只有前者的几十分之一，是效率最高最省时省力的除雪方法。目前欧、美等工业发达国家基本上都采用机械化“实时除雪”技术。机械化“实时除雪”技术实际上就是使用散雪除雪机械在降雪过程中进行除雪，边下雪，边清除，多台除雪车保持一定距离成梯形队伍排列循环清理路面，过往车辆可在除雪车之间穿梭绕行而不影响交通，避免了积雪在路面停留时间过长而被碾压成实雪或冰。开发适合我国国情的除雪机械, 探索与高速公路管理相适应的作业方式, 将有着深远的意义。

二、设计目的意义：

2.1课题研究目的：

中国北方大部分地区,每年有3～5个月的降雪期,道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多困难,有时甚至阻断交通。近几年来高等级公路里程不断增加,及时有效地清除路面积雪已成为亟待解决、刻不容缓的问题,这对于提高车辆的运输效率、避免重大交通事故的发生,具有很大的社会经济效益。目前,国除雪作业多由人工或其它代用机械完成,其劳动强度大,作业效率低。进口外国先进的除雪设备,造价高且不适合中国国情;而用其它的代用机械如平地机进行除雪作业,则又浪费实用设备且对路面具有破坏性。所以,尽快开发出适合中国国情的低成本、高效率、且宜大面积推广应用的除雪设备,是一项艰巨而紧迫的任务。

2.2课题研究的意义：

我国北方大部分地区,每年有很长的降雪期,道路积雪给交通运输及人民日常生活带来许多不便。尤其冻结在道路上的积雪与薄冰,采用传统除雪机用推刮的办法无法清除,为此不得不耗费大量人力物力进行人工铲除。采用机械方法清除是一项急需解决的难题。就目前国除雪机械来看,大多数功能单一,或只能清除积雪、或只能破除积冰[1]。国外的除雪机功能较全,但结构复杂,造价昂贵,且大多不适合国的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备,具有十分重大的意义。国外的除雪机功能较全,但结构复杂,造价昂贵,且大多不适合国的道路状况。因此开发研制适合我国道路情况的集破冰除雪于一机的设备,同样具有十分重大的意义。

2.3本课题国外研究概况：

2.3.1 本课题国外研究概况：

目前，世界各个国家除冰雪的方法中，应用最普遍的是溶解法和机械法。溶解法是依靠热作用或撒部化学药剂使冰雪融化。其优点是除净率高，但是它的成

本很高。而且容易造成环境污染。虽然环保型融雪药剂已经问世，对环境和植被的影响减少了，但是并未彻底根除。因此使用围受到一定限制。机械法是通过机械作用直接作用解除冰雪危害。虽然除净率较低，但是对环境和植被无任何影响。能实现冰雪的异地转移。应用围比较广。因此，笔者认为：清除冰雪必须以机械法为主，以溶解法为辅助，才能达到快速和环保的除雪效果。

我国对除雪机械的开发、生产都比较晚，因此还处于起步阶段。目前，我国的城市道路和公路冬季除雪大部分仍沿用传统的养护方式，即人工作业和小型的除雪机械相结合的方式。高速公路和一级公路开始使用大型专用除雪机械，进行冬季养护。但是，除雪机械在数量和品种规格上还很少，所以除雪设备大部分依赖进口。机械化程度和总体水平远远落后于发达国家。只是最近几年国的厂家才参照国外的先进技术研制了适合我国国情的除雪机械。国的除雪机械虽然有了很大的发展，但其总体水平与发达国家相比，产品品种及性能都还有很大差距。适应不了我国高速公路的发展的需求，主要体现在以下几个方面：

1)技术水平低，除雪机械在结构设计、制造工艺、零部件供应和使用管理等方

面都存在技术水平低的问题。致使除雪机械可靠性差、故障多、寿命短。

2)功能单一。除雪机械具有明显的季节性，如果功能单一，只能用做除雪和除

冰专用，那么，机械一年部分时间处于闲置状态，大大增加了除雪的成本。加重了公路养护部门的负担。

3)品种类型不全。与国外相比，现在有不少除冰雪机械在国还是一片空白。

现有的除冰雪机械无法满足公路和大型机场的除冰雪的要求。

2.3.2 国外在这个方面的发展方向：

(1) 加强对雪质、雪性的基础研究。

为了提高除冰雪机械的设计水平，需要对冰雪的力学性质和物理特性进行深入

研究。特别是对压实冰雪的理论研究。据有关资料研究：东北地区压实冰雪占总的除雪任务的80%以上。

(2) 向一机多能和机电液一体化方向发展。

在现有的条件下，可以对汽车、拖拉机、装载机和推土机等设备进行改装，冬

季降雪时用来除冰雪作业，其余时间可用来进行公路养护和其他作业。可以提高