小型手推式清雪车设计 2

小型手推式清雪车设计,答辩人:enjoylazy专业:机械工程及自动化,小型清雪车设计的背景及意义,我国大部分地区都有着漫长的冬季，都不同程度受到了降雪影响。积雪给人们正常的生产生活正常出行都造成了巨大影响，尤其在东北西北地区，积雪的影响更是严重。在我国北方的中小城市，除雪工作主要靠人力。人工除雪作业时间长，劳动强度大，工作效率低，耗费人力物力，而且大量人员集中在机动车道上作业很不安全。因此，寻找一种既有较高效率，成本又比较低的清雪方法就成为当务之急。,清雪车方案的调研,在国外，最初的清雪机械是利用推土机或装载机的推土板和装载斗，将积雪集中并平推到一边，这后来发展成犁式除雪机。犁式除雪机出现以后，又出现了将用合成材料制成的指向圆周不同方向排列的棒装在滚筒上作为清雪专用器械，但只对没冻的积雪效果好，直到后来出现了连续快速的大型旋转式清雪机后，清理积雪的工作才变得简单。,清雪车方案的选择,根据之前的调研，选择出了三种较为可行的方案作为备选方案，分别是吹风式、推移式和螺旋扬雪式。本设计所要求的清雪车是工作在学校、工厂中的小型设备，所以针对本设计对选定的第三种方案进行了一定改进与简化，以满足本设计的要求。首先采用无转子式设计，其次对传动方式进行另行设计以适用与小型设备。,清雪车工作原理简述,工作时由原动机提供动力，经由带传动将动力传递到中间轴，再由链传动将动力传递到工作部分。工作部分安装的螺旋式铣削集雪器对积雪进行切削，然后将切削下的雪屑靠两端反向安装的集雪螺旋输送并集中于推雪板中部的拋雪器的入口处，由于除雪机向前运动使积雪不断增加，在惯性和压差的作用下，雪屑被连续送入抛雪筒内，被不断沿抛雪筒拋出。这样在人力推动下，清雪车不断前进，就能实现连续的清除积雪。,清雪车传动方式的选择,传动方式选择最简单的带传动或链传动，直接将动力从原动机输送到工作单元。但考虑到缓冲、减震、过载保护、原动机等对传动装置的要求，直接导入动力并不可靠，所以在方案中加入一个过渡的中间传动轴。改良后的传动方案首先由汽油机将动力传出，向前通过一个带传动传到中间轴，再由中间轴通过链传动将动力传送到工作系统。,清雪车总体结构的设计,根据之前设计的传动方式和设计参数要求，并且考虑到传动路线、重心位置，初步确定了小型手推式清雪车的大致结构。此结构尽量地使重位于轮子略前方附近，汽油机置于整机中央靠后位置，通过传动装置带动工作单元，实现预定功能。,清雪车总体结构的设计,车体离地间隙5mm，推手高1000mm，车宽为1000mm，车体长800mm，抛雪筒高200mm。车体采用10mm板材进行焊接制成，并在下部用由扶手延伸出的钢管增加强度；轴承座的支架用钢板折弯，在下面用筋板和立柱增加强度；集雪挡板与车体焊接相连。考虑到链传动在使用中可能出现的松弛问题，在车体上加入了张紧轮装置。,集雪器设计,集雪器亦称为螺旋集雪器，配置在整机前方，左右对称旋向相反，是对路面积雪的切削元件和将积雪向中央集拢的传送工具。在无转子结构的机型中，集雪螺旋集切雪、集雪、抛雪三大功能于一体。本设计对此种螺旋集雪器进行了一定简化，以方便加工并减轻重量。这样的设计能对集雪有很好的破碎作用，同时又不容易发生堵塞。,抛雪筒设计,小型机型通常没有转子机构，抛雪器只起对雪的导向作用，此时抛雪器简称为抛雪筒。为减小雪在其中运动时的阻力，抛雪筒的直筒部分与集雪器的上挡板制成一个零件，且材料选用高光洁度、高韧性的玻璃钢。抛雪筒处于集雪器中部，方向应与挡板的半封闭圆筒相切，这个方向雪可以得到充分的初速度后从此抛出。抛雪筒轴线应处于集雪螺旋轴螺旋面中部，这样雪在离开集雪器进入抛雪筒时可少受阻力。根据力学原理，相同的初速度只有在45度斜上抛时抛的距离最远，故扬雪角取45度最合理。,清雪车车架结构的改进,考虑到车架强度和零部件的加工，对车架结构进行了改进设计。新车架的结构采用12.6号槽钢焊接而成，在上面用螺栓连接固定支板，之后将汽油机等用螺栓连接固定在车架之上。集雪挡板也不再用焊接与车架相连而改为螺栓连接，方便修理。,清雪车推手的优化设计,在本设计中，由于人的身高不同，所以在操作本清雪车时，对扶手的高度要求也不一样，因此要考虑扶手使用时的舒适度。在初始设计中，扶手的设计对舒适度并未充分考虑，所以在改进设计中采用了一种简单易行的办法对扶手舒适度进行简单的满足。扶手横向的握把放在纵向的握把之后，纵向握把有一个向下的角度，方便不同身高的操作人员使用。,改进优化后的清雪车,综合之前各个部分的改进优化，对整车进行了改进。为了方便加工，将轴承座的支架也改用12.6号槽钢焊接而成，增加了强度和稳定性，也使整车变得更加美观。将钢板结构变成了槽钢结构，整车的质量有了较大增加，重心位置有了改变。为了增强清雪车行走、工作时的稳定性，专门又调整了车上个部件的位置，使车体重心后移至后车轮轴稍前的位置。,清雪车各个零部件的设计,清雪车各个零部件设计,小型手推式清雪车设计三维渲染图及工作视频,结论,1针对国内除雪的特点，在分析国内外相关资料的基础上推式清雪车（无转子）的工作原理，并初步设计了该设，综合研究国内外除雪设备的发展站，提出一种小型手备的大致结构。2设计出了该种清雪设备，对传动方式进行了计算，对部分零件进行了校核和寿命计算，并进行了三维建模和工程图的绘制，确定了其基本参数，确定了各个零件的尺寸和配合。采用solidworks软件，建立了小型手推式清雪车的三维实体模型和相的二