厚冰雪碾压除雪机设计【34张CAD全套图纸+毕业论文】

厚冰雪碾压除雪机设计

48页 17000字数+说明书+34张CAD图纸【详情如下】

压辊组.dwg

厚冰雪碾压除雪机设计说明书.doc

滚刀支架.dwg

电气系统图.dwg

除雪机装配图.dwg

零件图11张.dwg

零件图13张.dwg

零件图6张.dwg

斜刃螺栓连接式厚冰雪碾压除雪机设计

Oblique Edge Bolt Join Ice Snow Presses

Snow-Clearing Machine Design

摘要

我国北方地区冬季降雪时间长，雪量大，气温低，积雪数日经车辆、行人碾压而被压实。路面上压实冰雪的清除问题关系到社会生产、人民生活、交通安全、环境保护等个方面。目前国内外对压实冰雪的清除还缺少行之有效的办法。本文结合我国北方地区降雪后的特点及我国国情，主要针对路面上被压实的冰雪研究了路面冰雪清除机械。

本文提出了对路面压实冰雪进行挤压、切削、破碎的技术原理。根据这一原理确定了路面冰雪清除机械基本方案并分析了其工作机理。提出利用装载机为动力机，只需更换上清除冰雪装置，实现了一机多用。研究了传动系统各部件的匹配以及冰雪清除装置与整机的匹配，进行了匹配计算和整机牵引性能分析。根据整机方案及相关条件确定了清除冰雪装置中关键部件碾压滚的构造、重量和有关技术参数；分析研究了碾压滚上刀齿的结构和关键几何参数，确定了刀齿在碾压滚上的排列方式、数量和间距，并根据冰雪的物理机械性质计算了刀齿切削力。

关键词: 冰雪清除  切削  破碎  路面

Abstract

In the north of China, when the winter comes, the time for snowing is very long and the air temperature is low. The snow will become very hard after pressed by vehicles and foot passengers. So at this time snow cleaning became very important to people’s living, traffic safety and so on. At present, there is still no effective method for cleaning the pressed snow in the world. In this paper, according to the situation of our country, the author did some researches on the snow-cleaning machine which used to clean the pressed snow on the road surface.

In this paper, the author put forward a technical theory about use the method of pressing, cutting and cracking to clean the pressed snow. According to this theory, the author brought forward a project for snow-cleaning machine and analyzed its working principle. Here used the loader as the mover, when it was time to clean snow we just needed to replace the bucket with the   snow-cleaning equipments. The matching calculation of components’ of transmission system and the whole machine were studied and analyzed. According to the project, we could decide the structure, weight and related technical parameters of the idler wheel. At the same time, the paper also analyzed the structure and geometry parameters of the idler wheel, gave a method about  how to arrange the cutters and how to decide the reasonable amount of the cutters, how to  calculate the cutter’s cutting force base on the snow’s physical and mechanical characters.

Key words :Snow—Cleaning  Cutting  Cracking  Road  surface

目   录

第1章   绪  论3

1.1 本次设计来源、目的、意义、国内外概况3

1.1.1 本次设计的来源3

1.1.2 本次设计研究目的3

1.1.3 本次设计研究的意义2

1.1.4 有关清雪机国内外研究概况2

1.2 本设计预期达到的目标6

1.3 本设计研究内容、研究方法及技术路线6

1.3.1 斜刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机的整体方案构想6

1.3.2 结构原理和计算要点：7

1.4 本课题实现的现有条件8

1.5 研究的主要内容和方法8

1.5.1冰雪切削挤压破碎技术、总体方案8

1.5.2 碾压滚型式和结构8

1.5.3 滚齿排列方式及刀刃几何参数9

1.5.4 各主要零件的校核验算9

第2章  路面冰雪清除机机理研究9

2.1  冰雪的物理机械性质9

2.2 路面冰雪清除机基本方案、原理11

2.3  整机分析及装置重量的确定16

2.3.1整机的组成16

2.3.2清除冰雪装置重量17

第3章  碾压滚结构及参数18

3.1 碾压滚结构形式18

3.2 碾压滚参数19

3.3 工作阻力的计算19

第4章 齿刀的研究21

4.1 齿刀在碾压滚上的排列﹑数量﹑间距21

4.2 齿刀几何参数22

4.3 切削力计算23

第5章 主要零件校核计算24

5.1 轴承的校核计算24

5.1.1  当量动载荷的校核24

5.1.2  滚动轴承寿命的计算26

5.2  齿刀强度的校核分析27

5.3  销轴的校核计算31

5.4 轴的校核计算36

5.4.1按扭转强度条件计算37

5.4.2 按弯扭合成强度条件计算38

第6章  电器系统40

6.1 电源电路40

6.2 启动系统40

6.3 照明和信号系统40

6.4 仪表系统40

6.5 预热器41

第7章  电算部分41

第8章  结  论43

参考文献46

致  谢47

1.2 本设计预期达到的目标

在ZL40型装载机的前端安装除雪装置-----斜刃螺栓连接式压磙除厚冰雪装置。

采用斜刃式除雪装置，使冰雪在破冰刀刃的作用下破碎。压磙与ZL40型装载机大臂相连。设计出包括铲及其连接机构。画出全部图纸：装配图、部件图、零件图、总明细表。

设计时要保证相应构件的可靠性，所以要进行相应的力学分析、设计计算 、方针模拟等。并要求用计算机软件对重要部件进行详细的运动学和动力学分析。设计相关的软件。

通过这次设计，要不仅温习好大学四年所学的大不分的理论知识，还要培养工程实际应用的能力，锻炼实际的动手和全局的驾御能力。对装载机和除雪机械有更深的认识，加强在此方面的设计能力。

1.3 本设计研究内容、研究方法及技术路线

1.3.1 斜刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机的整体方案构想

斜刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机是针对我国道路情况设计的破冰清雪除雪设备。该设备主要起破冰作用的碾压辊构成。

该设备的主机架可与ZL40装载机直接联接。该设备碾压辊固定在联架臂上,联架臂通过大臂与主机架铲接。碾压辊上装有刀板,刀板上的刀条直接作用在冰面上,利用自身的重力和空气锤的振动的冲击力达到破冰目的。

1.3.2 结构原理和计算要点：

斜刃螺栓连接式厚冰雪磙压除雪机是利用前部安装的碾压辊上装有的刀板对雪进行切削，利用自身的重力和空气锤的振动的冲击力达到破冰目的。

(1) 刀齿分布结构：

采用斜刃螺栓连接式，材料用耐磨仿形材料。按与地面平行布置在压磙上，前后两排刀齿位置错开。

(2) 除雪机功率的计算：

除雪机所消耗的功率包括两大部分：行走装置和工作装置所消耗的功率。行走装置所消耗的功率可以参照一般自行式车辆的计算办法。下面对除雪工作装置的所消耗的功率Na做一分析：

                Na=Ne+Nf+Nr+Nd

其中：Ne-----推雪板切削所需功率, KW

  Nf-----克服雪与板面的摩察力所需的功率, KW

  Nr----推雪板前雪堆移动所需的功率，KW

  Nd----板刃与存雪地面间的摩察力所需的功率。KW

(3) 拟采用的研究方法

采用新旧技术相结合的方法。因为有关装载机和除雪机构的研究在我国已经有了一定的进展------即使和发达国家相比还很落后-----在很多领域。但近几年我们引进了很多先进的技术，特别是除雪机械方面的，加上我们的有关装载机和其他工程机械的研究知识，将这两方面的知识有机地结合起来，实现新的突破，研制出适合我国国情的公路养护机械-----集工程作业和除雪能力于一体的多功能机械产品。

(4) 拟采用的技术路线

研究冰雪的物理和力学特性------查阅国内外有关装载机和除雪机械、机构的设计资料和最新进展------消化、吸收个方面的技术资料，并加以整理和创新------技术设计和整机设计。

1.4 本课题实现的现有条件

国内外关于ZL40装载机的数据和文献资料的搜集较为便利。在理论上和方法上具有很强的借鉴意义。指导老师邓洪超老师在我国装载机技术和除雪机械的研究方面走在前列。对我国这方面的情况很了解，是这方面的专家。有很深的理论和实践知识，为本课题的研究奠定了很好的理论和实证基础。本人对于装载机和除雪机械也有一定的认识，相信一定能在邓老师的指导下顺利完成课题的研究。并取得优异的毕业设计成绩！同时为我国在此领域的研究作出自己应有的贡献！

1.5 研究的主要内容和方法

本文针对路面上被压实的冰雪研究路面冰雪清除机械。方法是进行理论分析和计算，并重点进行实验研究。具体研究内容如下。

1.5.1冰雪切削挤压破碎技术、总体方案

主要阐述冰雪的物理机械性质；根据所提出的对路面上压实冰雪进行挤压、切削、破碎的技术思想，分析路面冰雪清除机基本原理并确定样机基本方案；

1.5.2 碾压滚型式和结构

主要阐述工作装置碾压滚结构型式研究和碾压滚参数。

1.5.3 滚齿排列方式及刀刃几何参数

主要阐述齿刀在碾压滚上的排列方式；齿刀的数量和间距；齿刀几何参数确定。

1.5.4 各主要零件的校核验算

主要是对齿刀的强度、销轴剪切强度、轴的强度以及轴承进行校核计算。

第2章  路面冰雪清除机机理研究

2.1  冰雪的物理机械性质

路面冰雪清除机械的行走机构以及清除冰雪的工作装置与路面上的冰雪相接触。冰雪的形成特性及其物理机械性质在相当大的程度上决定着清除路面上冰雪的方法，要研究行走机构和工作装置与冰雪的相互作用关系，首先要分析冰雪的物理机械性质。

冰雪的基本特征之一是它的密度，其变化范围很大，如表2.1所示。硬度是雪的物理机械性质的主要指标之一，表示冰雪阻止其它物体压入的特性，其数值是根据它的密度和状态决定的，如表2.2所示。雪的硬度、密度和温度之间存在着如图2.1所示的关系，温度愈低，硬度愈高；密度愈大，硬度愈高[4]。

后面对路面冰雪清除机的工作阻力以及牵引力进行计算时，需要知道雪的机械性质，表示雪的机械性质的指标通常是内外滑动摩擦系数、切削阻力系数、附着系数和行驶阻力系数。

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