手推式小型扫雪机设计

手推式小型扫雪机的设计姓名：导师：设计任务书姓名设计题目手推式小型扫雪机的设计主要内容：1、了解手推式小型扫雪机的工作及设计原理；2、对目前存在的扫雪机的设计制造及发展情况有一定了解；3、实物的实际测绘；4、结合要求对手推式小型扫雪机进行结构设计，要求绘制CAD装配图。基本要求：CAD图的绘制；三维建模的绘制；论文的完整性。主要参考资料：《机械设计基础》、《机械原理与机械设计》等。进度安排：1、3月5号~3月15号，提交开题报告；2、3月15号~4月19号，查阅相关资料，了解手推式小型扫雪机的工作及设计原理；3、4月20号~5月10号，找到相关实物进行现场测绘；4、5月11号~5月28号，对结果进行分析和校正；5、5月29号~6月10号，完成论文工作，进行答辩准备。指导教师（签字）：年月日学院意见：学院院长（或教学院长）（签字）：年月日备注：[摘要]社会是不断前进的，随之进步而来的是机械化扫雪操作已经普及到了各个家庭中去，已经不再局限在人工扫雪的方式方法上面，这在节省劳动力以及效率方面具有很大的进步。本次设计不仅仅在手推式扫雪机各个结构部件的理解程度上，而且还在计算和选择方面有了丰富的设计经验，由于手推式扫雪机在许多场合上必不可少，短时间内还很难用其他产品去替代，所以设计研发等内容就需要一直存在。或多或少这些多少参照和依据就也需要进一步符合相关机器数据和一些国家和厂内自身的标准。设计中加之标准以及参照便在产品成型上有了更大的准确度。结合设计所需内容，掌握设计中存在的不利因素，进一步针对操作过程进行设计合理的结构，可以采取相关软件进行设计，包括图纸以及说明书等。该次设计手推式扫雪机结构内容和步骤主要是依照现有设计技术步骤来展开和进行的，首先在设计之前就需要查询该类型手推式扫雪机的相关文献，以及文献中的相关可以利用的参数，从而做到设计有侧重点。其次进行其关于方案配置方面内容的确定，结构形式的确定以及相关结构的布置。最后结合设计所需以及计算选型综合整理出设计文档。[关键词]手推式扫雪机；扫雪；结构设计；Abstract:Cleaningsanitationisinseparablefrommechanizedoperation,andthedemandforthismachineisalsorelativelylarge,sosmallcleaningmachineisoneofthenecessaryequipmentinsanitationplaces.Intheprocessofsmallcleaningmachine,generally,ifmanualoperationisadopted,itsworkloadandcleaningspeedaredifficultordifficulttocontrol,soasmallelectriccleaningmechanismisneededtomeettheneedsofcleaningplace.Thestructuralcontentsandstepsofthedesignedsmallsweeperaremainlycarriedoutaccordingtotheexistingdesigntechnicalsteps.Beforethepreliminarydesign,itisnecessarytoquerytherelevantliteratureofthistypeofsmallsweeperandtherelevantavailableparametersintheliterature,soastofocusonthedesign.Secondly,itdeterminesthecontentofschemeconfiguration,thestructuralformandthelayoutofrelevantstructures.Theoverallstructureadoptsbevelgeartransmissionandotherverystablestructuralforms.Subjectanalysisisthefirststepofthisdesign,whichmainlyaimsatthespecificgiveninformationinthesubjectassignment.Thespecificrequirementsandstylesontheinformationofeachassignmentshallbeobtainedthroughspecificanalysis.Secondly,intermsofdesign,thestructuralschemesofspecificpartsofcleaningmechanism,floordraggingmechanismandtransmissionmechanismarearrangedandprocessedinturn,andtherelevantdesignformulasareselectedtoensuretheaccuracyrequirementsofeachsizeandposition.Thedesigndrawingandthedatasizeofeachstepshouldmatch,whichdesignmethodshouldbeadopted,andthedataparametersofspecificstepsshouldbecalculatedandusedinactualprocessing.Ineachstep,inordertomeetthedesignrequirementsofproductbatch,eachimportantrelatedworkstepneedsdesigncheckingcalculation.Intermsofdesign,itismainlydesignedincombinationwiththeprinciplesofnationalstandardsandrelevantdrawingsimulation.Themainkeycontentsofthefixturearedrawinganddescription.Inordertoverifythedesigntheoretically,itisnecessarytoverifythedesignerror.Keywords:Handpushsnowsweeper;Snowsweeping;StructuraldesignI1绪论1.1手推式扫雪机的设计的目的及意义随着我国农业的不断发展壮大，对各种对路面除雪的机械化作业要求越来越高，本设计即使如此。扫雪想要提高效率的的根本就是要摆脱人工劳作，而改用机械化，智能化，所以说机械智能才是提高效率促使除雪效率主要方法。伴随着科学技术的发展，工业机械化普及是历史发展的必然。通过机械化可以提高产能，从而产生更大的效益，为社会创收的唯一途径。于此同时机械代替人工的办法促使大批工人劳动力投入到产业，使在增收的同时，又增加了额外部分的收入。机械化生产可以使生产劳作更为精准，相关的操作技术会变得更加普及。本次设计的目的是设计出一种对扫雪的机器，要求其结构合理，经济适用，操作方便，易于维护，通用性好。1.2手推式扫雪机的研究现状国外关于类型的扫雪机发明于上世纪五十年代末期，均为现阶段较为发达的国家，比如英国德国以及法国这些国家。在一段时间发展之后，该类型的扫雪机的应用已经达到一定的规模的应用，更多的国家已经掌握了该技术内容。JonheDeere公司位于美国，福格森公司位于英国，这些公司都是生产设计该类型扫雪器的典型公司。他们的产品在市场上以及各种行业上都有广阔的应用。关于扫雪机的最初实验性研究大概在九十年代，J.JafariFar等人[11]开始进行的研究，起初该研究采用了手推结构，运用数学模型等分析软件进行地面损伤与否的以及扫雪效率关键性试验。在专利资料上面有很多关于扫雪机方面的创新内容，尤其是201620117012.7项目内容，该专利将扫雪机的相关更新结构表述的十分清楚，主要是在摆臂清扫轮等结构上有了很大的创新内容和进步。专利内容中讲述了扫雪机的改进型号。其主要结构相对于其他扫雪机结构不同之处为其采用了不同的清扫单元，像其他机架结构，支撑结构以及附属功能配件和其他扫雪机无异。该类型扫雪机是手推式扫雪机螺旋式的典型应用。清扫均匀，处理同步实现，对于清扫自动化方面有了很好的例证。一个专利内容题目为清扫机，该专利研究的是一室双行的结构，该结构主要构成也和其他结构类似，主要涉及的是清扫机单体为两行的结构。这种结构在清扫机过程中对被清扫物体的分配均衡有很大影响。1.3课题研究内容与设计目标本次研究在于采用现代化技术进行设计一款小型、安全性高、低成本、且可调的手推式扫雪机。满足提高中小型场所中适用，工作的效率与精准度，同时降低后续工作强度要求的同时，也可以提高自身设计能力，进一步检验教学成果。1.3.1课题项目的研究内容本文主要参考同类的设计，结合旋转卸料机设计的实际情况，对旋转卸料机的结构工作原理及工作过程进行一定的研究。主要研究内容如下：完成设计目的意义以及开题等资料的查询和完善工作拟定课题设计总体方案（3）相关结构部分设计（4）设计计算资料输出本设计拟采用文献研究方法、理论与仿真验证相结合的方法以及大学四年学的专业知识进行设计，对已有机构进行优化改进。利用CAXA、AutoCAD进行二维工程图绘制，完成装置的设计。1.3.2课题项目的设计目标及路线表1-1技术路线根据查阅的表1-1技术路线根据查阅的手推式扫雪机相关资料，首先确定手推式扫雪机总体的方案↓设计手推式扫雪机手推式扫雪机底盘整体结构构造和清的布置方式↓画出手推式扫雪机机械的结构简图，修改完善已有的设计方案，确定最终方案↓利用计算机进行各部分手推式扫雪机的零件图的绘制和整机的总装配体的装配↓手推式扫雪机整理资料，编写设计说明书2整体方案的确定2.1整体方案剖析手推式清扫机的总体方案建立在整体外部文献资料完整，总结到位的情况下进行，对新技术方案等或不足做一定的理论以及实际研究，最终做出总体方案内容。手推式扫雪机螺旋回转清扫是目前国内外研究扫雪装置时常采用的方案。关于清扫雪方式手推式扫雪机螺旋式属第一。其最为精密的结构实现了其清扫量以及精度高。国内目前经调查主要采用的为单手推式扫雪机螺旋结构，单手推式扫雪机螺旋结构的清扫器在清扫过程出现的脉动情况有很好的抑制作用。但该缺陷是单手推式扫雪机螺旋只能清扫的雪行数为一行，所以效率不高。经一段时间改进，出现了两个单手推式扫雪机螺旋的组合形式，该形式宽幅较大，通用性较其他结构差一些。综合设计要求及生产实际选择手推式扫雪机构。2.1.1手推式扫雪机相关形式的确定综合式手推式扫雪机：其是将扫、吸等多种手推式扫雪机方式混合在一起的一种手推式扫雪机作业方式，在国外常用于路面除雪用户的手推式扫雪机作业。手推式扫雪机机目前国外的主要生产厂家有瑞士的BOSCHUNG公司和美国的S&S公司。瑞士的BOSCHUNG公司的机场手推式扫雪机机目前在我国已有销售。该机的行走驱动功率约为160kW，吸吸功率约为140kW，可完成扫、吸、收等作业。手推式扫雪机机械和行走采用液压驱动，结构非常复杂，但作业功能单一，是扫雪不可缺少的养护设备之一。2.1.2行走方式的确定行走装置有3种形式：车轮式、履带式、人形结构，其中车轮式应用最广泛。车轮式行走机构转弯半径小，转向灵活，但轮式结构对于松软地面和坡陡地面适应性差，会影响机器手的运动精度。如日本岗山大学NaoshiKondo等人在清设备中研制中使用轮式行走机构。而履带式行走机构恰恰相反，对地面适应性强，缺点是转弯半径过大，转向不灵活，目前日本有使用履带式行走机构。由于本次设计的特殊性，以轻量化，适应能力强为设计准则，所以本此选择行走方式为轮式的行走结构。2.1.3总体方案的确定工作时原动机提供动力，经带传动到行走系统和工作部分。积由集装置收集到一个聚斗内，再由扫雪装置清除出机体内，扫雪叶轮利用高速旋转时的离心力将积抛出。这样在原动机的带动下，扫车不断的前行，能实现连续的清除积。2.1.4工作原理手推式扫雪机的工作原理：工作时原动机提供动力，经带传动到行走系统和工作部分。有切扫头进行旋转切扫，之后有内部的风机吸入至收集箱子内。这样在原动机的带动下，车不断的前行，能实现连续的扫雪和吸附。图2-1手推式小型扫雪机2.2输送物运动分析当手推式扫雪机螺旋面的升角αr(APP2-2示。图2-2物料颗粒受力分析图图中角是由物料对手推式扫雪机螺旋面的摩擦角ρ取Ф≈α，物料颗粒A在合力P的作用下，在料槽中进行复杂运动，也就是具有圆周速度和轴向速度，其合成速度V合如图2-3所示。图2-3物料颗粒速度分解图2.3手推式扫雪机螺旋叶片直径手推式扫雪机螺旋直径可按下列简化公式计算：（2-1）D：手推式扫雪机螺旋直径(m)；K：物料综合系数（2-1），K手推式扫雪机螺旋γ:手推式扫雪机螺旋物料密度（t/m3）;C:手推式扫雪机螺旋装置倾斜角校正系数（表2-2）表2-1物料综合系数物料的特性物料的典型例子推荐手推式扫雪机螺旋形式K值A值W值磨琢性小粉状煤粉，石灰，面粉实体手推式扫雪机螺旋0.062751.2磨琢性粉状水泥，干炉渣，白粉实体手推式扫雪机螺旋0.095352.5磨琢性小粒状谷物，泥煤，食盐实体手推式扫雪机螺旋0.079502.5磨琢性粒状砂，型砂，炉渣实体手推式扫雪机螺旋0.1303.2磨琢性小块状≤60mm煤，石灰石带式或叶片式0.09403.2粘性易结块粘土，面粉团，含水糖带式或叶片式0.15204表2-2装置倾斜角校正系数倾斜角β0o≤5o≤10o≤15o≤20o校正系数C1.00.90.80.70.65根据表2-1输送物料为水泥取K=0.095Q=19t/h，γ=1.25t/m32-2C=1.0D≥282mm选用LS型手推式扫雪机螺旋输送机，由资料查得其标准直径为：100,125,160，200,250,350,400,500,630,800,1000,1250mm故取D=350mm2.4手推式扫雪机螺旋轴螺距依据文献公式内容：S=KD（2-2）式中S:螺距（m）D:手推式扫雪机螺旋直径（m）K:手推式扫雪机螺旋系数D<350mmk0.9～1350mm≤D<800mmk=0.5～0.7kkkkk本设计中D远小于350mm，手推式扫雪机螺旋输送机为水平布置，且物料为矿渣水泥，流动性好，磨琢性小故取K=1计算得S=102mm2.5手推式扫雪机螺旋转速手推式扫雪机螺旋转速不宜过高，结合公式验算：Nmax=A/D1/2（2-3）式中Nmax:手推式扫雪机螺旋许用最大转速（r/min）D：手推式扫雪机螺旋直径（m）A:经验系数D=350mm，2-1A=35计算得Nmax=62.36r/min结合磨损情况以及输送量要求，故取Nmax=63r/min2.6手推式扫雪机螺旋轴直径V0，α<π/2-ρ，tanρ=μ，tanα=S/(πd)，径之间的关系必须满足的条件之一是：d≥(μ∙s)/πD=100mm)α2要求，因而在确定较小直径手推式扫雪机螺旋体的S和dVVV1>V2，由满足条件整理可得：d≥(1+μ)/(1-μ)∙s/π（2-4）u=0.3，s=(0.95～1)D,d=(0.562～0.59)D;u叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。一般轴径计算公式为：d=(0.2-0.35)D（2-5）综合分析取d=0.2D计算得d=40mm3相关部分的结构设计3.1手推式扫雪机底盘行走的组成整车两排成对的轮组合而成，便于行走。车体的上部分为工作台安装板。车体的上部分为用于传动安装位置和柴油机的工作平台。在车体的后面，有可以进行扫动的把手，以及离合器。其具体结构如图3-1：图3-1手推式扫雪机底盘构造图该机构主要有差速机构，减速机构，柴油机动力输入以及搅和扫雪机构的动力传递。传动轴传过来的动力通过主动齿轮传递到环齿轮上，环齿轮带动行星齿轮轴一起旋转，同时带动侧齿轮转动，从而扫动驱动轮前进。3.2差速驱动装置传动轴传过来的动力通过主动齿轮传递到环齿轮上，环齿轮带动行星齿轮轴一起旋转，同时带动侧齿轮转动，从而扫动驱动轮前进。当车辆直线行驶时，左右两个轮受到的阻力一样，行星齿轮不自转，把动力传递到两个半轴上，这时左右车轮转速一样（相当于刚性连接），如下图3-2。图3-2驱动装置当车辆转弯时，左右车轮受到的阻力不一样，行星齿轮绕着半轴转动并同时自转，从而吸收阻力差，使车轮能够与不同的速度旋转，保证车顺利过弯，如图3-3。图3-3转弯示意图3.3换挡机构该换挡变速机构,包括设在变速箱体内的动力传输轴,动齿轮,高速从动齿轮和换挡结合子,换挡结合子通过花键结构滑动配合在动力传输轴上,动力传输轴一端设有深孔,深孔内设有一可轴向移动的换挡拉杆,换挡拉杆外端伸出变速箱体外部,换挡拉杆位于变速箱体内部的端部连接有拨动销,拨动销从动力传输轴管壁的长槽孔穿出,拨动销的一部分位于换挡结合子设有的容纳孔内,换挡拉杆位于所述深孔的前端设有一用于接纳拨动销一端的环形槽,换挡拉杆可与拨动销相对转动.通过换挡拨杆实现滑移齿轮的相互不同的结合以实现不同速度。3.4传动装置的设计关于传动方式比较常见的有三种结构形式，采用V带或者同步带传动，采用链条传动，采用齿轮啮合或者齿轮齿条的传动形式。3.4.1采用齿轮传动的好处:（1）对于韧性以及震动方面有有效的处理方式，低噪音方面突出。（2）过载打滑这种方式可以有效地保护金属部件不受损伤。（3）结构维修制造和维护方面优势明显。（4）传动比不会出现变化，传动效率和精度高。（5）齿轮传动的结构用途较为广泛，其传动过程的效率也是最高的。其结构针对大功率的场合相对适合。（6）更小的空间也能适合安装，相对皮带和手推式扫雪机传动链轮的安装空间还能更小。（7）长时间的工作稳定，寿命较长。也不需要经常维护，工作可靠，寿命可达120年。（8）稳定性是每一个传动所必备的要求。齿轮传动因其自身的特点而得到了广泛的应用。齿轮的缺陷是制造和安装方面的，制造比较麻烦，成本较高。且距离过大的传动不适合。结合实际需要，从经济意义再加以考虑，最终选择了下述的V带传动的结构方式。3.5车体材料的选择本设计的突出重点在于自重轻，因此，选用的材料为铝合金。铝合金的外观好、质轻、可机加工、物理和力学性能好，且抗腐蚀性能好。本设计选用的铝合金材料是5A06。本设计的车体要经常在露天或潮湿的环境中使用，腐蚀强度以及焊接情况好，而5A06铝合金可以满足这些条件，性能系数如下表3-1。表3-15A06的性能系数抗剪强度/MPa16531414715铝棒理论重量（每米长）G/kg.m(5A06铝)G=K×10-3a2K=2.640a为铝的边长，单位是mm。3.6工作平台的设计工作平台是为了给提供一个安装作业平台，用于柴油机和其他装置的放置。考虑到平台的中心。平台的底部相对主要，需要对其进行轻量化设计和有足够的承重能力。所以材料采用铝板。4相关部分的设计计算4.1针对柴油机的选取针对发动机的选择可以由两个方面进行。针对发动机的提供足够的动力保障为前提，动力低好。其次是针对器发动机的燃油经济性和安全以及噪音方面也需要满足要求。基于这两个主要方面，本设计选用的传动动力源为3.6kwLC1P70FA垂直轴汽油机。该发动机的各项参数如表4-1所示。表4-1发动机参数发动机类型单缸、四冲程、强制风冷、顶置式气门排量196cc缸径×行程70mmx51mm净功率3.6kw/3600rpm净扭矩10.5N·M（7.7lbf.ft)/2500rpm)怠速转速1800±150r/min压缩比8.4:1输出旋转方式逆时针（从输出轴端看）点火系统晶体管无触点点火启动方式手拉反冲启动润滑方式飞溅润滑空滤器半干，双滤芯机油容量0.6L(0.16gal)燃油箱容积1.0L净重12.8kg(28lb)外形尺寸（长×宽×高）385×358×2784.2手推式扫雪机轮胎的选择结合手推式扫雪机轮胎方面的国家标准GBT2979-2008《农业手推式扫雪机轮胎规格、尺寸、气压与负荷标准》,手推式扫雪机轮胎型号选择为4.00-12型，农机具普通断面斜交手推式扫雪机轮胎。其配合轮辋为2.50C。根据附录A——农业手推式扫雪机轮胎花纹分类，表A-1，选择R1型农业手推式扫雪机轮胎花纹，该种花纹为普通型，适用于旱田作业以及田地间短途运输。根据附录B——农业手推式扫雪机轮胎设计深度，表B-1——农业拖拉机普通断面与低断面手推式扫雪机轮胎设计花纹深度，可知手推式扫雪机轮胎花纹深度为20mm，手推式扫雪机轮胎具体参数见表4-2。表4-2手推式扫雪机轮胎的具体参数手推式扫雪机轮胎规格层级测量轮辋新手推式扫雪机轮胎设计尺寸/mm手推式扫雪机轮胎最大使用尺寸/mm负荷能力/kg充气压力/kPa允许使用轮辋断面宽度外直径总宽度外直径4.00-1243.00D1105351205542503402.50C4.3链传动的设计计算4.3.1手推式扫雪机传动链轮的齿形手推式扫雪机传动链轮齿形状必须保证在传动时链节能够稳定地进入和退出，尽量减小啮合时链节之间的冲击力，还要容易加工。手推式扫雪机传动链轮齿形如图4-1，这种齿形由三条圆弧和一条直线组成，因此这种齿形也叫三圆弧一直线齿形。在手推式扫雪机传动链轮零件图上不需要绘制出齿形，只要标注清楚就可以，一般注明“齿形按3RGB1244-85规定制造”即可，不过，轴面齿形图4-2要画出，图中标清楚节距P，齿数Z，分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径。图4-1手推式扫雪机传动链轮端面齿形其计算公式为：(4-1)(4-2)(4-3)式中d1——滚子直径(mm)图4-2手推式扫雪机传动链轮轴面齿形4.3.2手推式扫雪机传动链轮的结构常用手推式扫雪机传动链轮的结构有螺栓连接式结构、焊接式结构、整体式结构、孔板式结构。整体式结构一般用在直径较小的手推式扫雪机传动链轮上；辐板式结构或孔板式结构一般用在直径中等的手推式扫雪机传动链轮上，一般在辐板上开孔，是为了便于搬运，装卡和减重，；组合式结构一般用在直径较大的手推式扫雪机传动链轮上，因为齿圈可以更换。齿圈一般焊接在轮芯上或用螺栓连接在轮芯上，齿圈与轮芯可以用不同的材料制造加工。4.3.3手推式扫雪机传动链轮的材料手推式扫雪机传动链轮轮齿要有足够的强度和硬度和耐磨性，所以手推式扫雪机传动链轮轮齿一般要热处理，不同材料有不同硬度要求，可以查阅手册。手推式扫雪机传动链轮常用材料如表4-3所示。表4-3手推式扫雪机传动链轮的材料手推式扫雪机传动链轮材料热处理齿面硬度应用范围15，20渗碳，淬火，回火50~60HRCZ<=25有冲击载荷的手推式扫雪机传动链轮35正火160~200HRCZ>25的手推式扫雪机传动链轮45，50，ZG310-570淬火，回火40~45HRC无剧烈冲击振动和要求耐磨损的手推式扫雪机传动链轮15Cr，20Cr渗碳，淬火，回火50~60HRCZ<25的大功率传动手推式扫雪机传动链轮40Cr，35SiMn淬火，回火140HBS要求强度较高和耐磨损的重要手推式扫雪机传动链轮A3，A5焊接退火260~280HBS中低速，中等功率的较大手推式扫雪机传动链轮不低于HT200的灰铸铁淬火，回火—Z>50的手推式扫雪机传动链轮夹布胶木——P<6kw,速度较高，传动平稳4.3.4选链条规格滚子链三种接头形式分别是当节数是偶数时，并且节距比较大时，可以把接头用开口销固定，节距小时，用弹簧锁片将其固定。本设计选用DINISO：24A-1(ANSI120)链条，其结构尺寸数据如图4-3所示。图4-3链条结构与尺寸4.3.5设计手推式扫雪机传动链轮选定小手推式扫雪机传动链轮齿数z=19,则由公式(4-1)得由公式(4-2)得由公式(4-3)得4.3.6计算链总长及节数手推式扫雪机传动链轮总长为:18464+1104+703.7=20271.7mm手推式扫雪机传动链轮前后总长为:20271.7×2=40543.4=4.543m总计：40543.4/38.1=106.4节4.4传动轴的设计校核针对该项目涉及的轴的工况情况，因其对材料的要求不是很高，所以可以选择45钢。经资料查取得出其材料的相关数据为：轴的材质的强度极限，许用应力[]=200MPa。传动轴如下图4-4。图4-4传动轴针对其扭转强度计算出轴径尺寸P=1×1.3=1.3KW则C=107~118，又由（4-4）结合资料选择标准直径。 校核：图4-51）针对其作用在齿轮上的相关的力的计算针对其圆周力计算（4-5）针对其径向力计算 （4-6）针对其法向力计算（4-7）由于两个传动轮相同，所以其力大小相同。则（4-8）（4-9）（4-10）（4-11）2）支撑反力情况计算处于水平面位置（4-12）（4-13）公式里的负号表示与图中所画力的方向相反处于垂直面上位置（4-14）（4-15）公式里的负号表示与图中所画力的方向相反3）其弯矩的计算处于水平面位置计算（4-16）（4-17）处于垂直面位置计算（4-18）（4-19）计算整体的合成弯矩（4-20）（4-21）4）针对其轴强度的校核依据其图判断b-b截面为危险截面计算出抗弯截面系数为（4-22）计算出抗扭截面系数为（4-23）计算出弯曲应力为（4-24）计算出扭剪应力为（4-25）最后取折合系数得出其轴的计算应力（4-26）得出的许用弯曲应力，符合要求。4.5轴上回转轴承的选择针对其数据情况，先对其型号进行确定。分析其受到的是向心轴承受Fr的作用。所以要针对量动载荷P进行涉及计算。同时其径向系数X，轴向系数Y等参数需做出选择以应用计算。可依据值选择，其中代表的是额定静载荷，通过试算计算取；;，得出作用下的使用寿命，依据相关数据中得(1)轴承的径向基本额定静载荷的验算已知（4-27）(2）轴承型号的具体选定查资料选60206型轴承,且所以60206轴承：与上述选择的结果参数一致，则该轴承适合。4.6手推式扫雪机传动伞齿轮的设计计算4.6.1手推式扫雪机传动伞齿轮尺寸数据计算通过减速器下来的是两对锥齿轮，该组锥齿轮是用来改变运动方向来实现分瓣装置和去皮装置以及入料控制部分的传动。初步拟定改组锥齿轮传动比：确定材料的类型、精度等级、以及齿数和传动比（1）按照传动方案，选用直齿锥齿轮传动，压力角为20°。（2）该机为一般工作机器，选用7级等级精度。（3）材料选择。由于该机工作平稳、速度较低、功率也不大，小齿轮的材料为HT200，齿面硬度为240HBW。大齿轮材料为HT200，齿面硬度为240HBW。（4）初步拟定小齿轮齿数Z1=20，锥齿轮的传动比拟为u=1.5，则大齿轮齿数为Z2=uZ1=1.5×20=30直齿锥齿轮基本参数的拟定分锥角：（4-28）锥距：（4-29）(4-30)直齿锥齿轮的模数初步拟定模数为，则4.6.2直齿锥齿轮的校核对于齿轮的轮圈、轮辐，轮毂等部位的尺寸，通常仅做结构设计，不进行强度计算，故以齿轮的齿根弯曲疲劳强度校核。经检验,故该材料的性能满足该直齿锥齿轮的材料性能。4.6.3轴的校核轴在工作过程中既承受了弯矩又承受了扭矩，所以按照弯扭合成强度条件来对轴进行强度校核计算。图4-6传动的受力分析在分析轴齿轮受力时，假设齿轮受力为齿宽中点的集中力，在齿宽中点节线处的法向平面内，法向力可分解为三个分力：圆周力、径向力和轴向力，如图4-6所示。圆周力：（4-31）（4-32）（4-33）径向力：（4-34）轴向力：（4-35）主动轮上圆周力与其转向相反，从动轮圆周力与其转向相同；径向力分别指向各自轮心；轴向力分别由各轮的小端指向大端，如图4-7所示。图4-7锥齿轮的受力图圆周力：（4-36）则径向力为：轴向力为：轴的载荷分布如图4-8所示。图4-8轴的载荷分布图水平支反力：（4-37）（4-38）垂直支反力：（4-39）（4-40）水平面弯矩为：（4-41）垂直面上弯矩为：（4-42）总弯矩为：（4-43）对于直径为d的圆轴，由图4-8可知截面c为危险截面。弯曲应力为,扭转切应力为,则轴的弯扭合成强度条件为：（4-44）式中：轴的计算应力，MPa；M轴所受的弯矩，T轴所受的扭矩，W轴的抗弯截面系数，，计算公式为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，MPa，查得为55MPa。折合系数，取0.3则：结论：经过校核得知，该轴满足其弯曲和扭转要求。结论本设计的关于手推式扫雪机结构设计过程不易，不仅过程艰辛，其也离不开多人的关怀和帮助，本设计的设计过程也是这样，通过手推式扫雪机结构设计设计，深刻体会到信息在设计过程中的作用，只要有足够的自信能力，任何困难和问题都可以迎刃而解。保持专业以及严谨的设计以及做事风格是我从老师身上学来的。我要进一步秉持严谨科学态度去认真做每一件事。感谢老师一如既往的帮助和关怀。尤其是我的指导老师需要再次表示感谢。很多情况，学习过程中由于缺乏设计实践在一定程度上有些茫然，一些知识点内容很难做到有效理解和掌握。但经历了本次设计实