【《小型除冰雪车传动机构的设计与分析计算案例》1800字】

小型除冰雪车传动机构的设计与分析计算案例1.1压实冰雪的物力特性本文的研究对象主要是我国东北在地面留存时间较长的压实雪。主要成分是冰雪与各种灰尘等杂质。根据积雪的积累时间、空气中各种灰尘的混入、车辆轮胎的践踏等因素的不同，积雪的各种物理性质也随之发生变化。所以要设计一辆除雪冰车，首先要认识雪的物理特性。本文主要重点研究的是冰雪密度与抗切强度的关系。雪的密度是冰雪的基本特性之一，其定义是指单位体积内积雪的质量。雪的密度是除冰雪车设计与使用的一个重要依据。其大小范围非常大，不光是其中成分、空气等杂质的比例，甚至成冰温度、积累时间、冰的厚度以及天气条件都会影响冰雪的密度，这意味着冰雪的密度充满了不确定性。冰雪的抗切强度是指切削单位横截面积冰雪所需力的大小，主要受到密度和温度两个因素的影响。其值由公式可得 (2-1)式中，为抗切强度系数，Pa；为作用力，N；为作业宽度，m；为作业厚度，m。各个种类的冰雪在温度、密度不同的情况下的抗切强度的差异，如表2-1。表2-1冰雪的种类、密度与抗切强度冰雪种类冰雪密度kg/m3抗切强度kPa-1℃~-22℃-25℃以下松散雪119~2530.3~3.81.1~11.7轻板结雪264~3581.8~6.74.9~9.9密集雪361~5056.7~14.79.9~17.8强密集雪509~60310.2~60.355.6~101压实雪603~75640.1~168.2139.3~480.5冰雪756~90178.3~340.5304.7~798.41.2除冰装置的整体设计1.1.1除冰装置传动路线本课题所设计的除冰雪车是一台手推式除雪机器，具有切碎冰雪并将冰雪碎屑收集并抛出的功能。从整体结构考虑，发动机的重量相对其他部位更大，为保证除雪冰车工作时的稳定性，将发动机置于除雪车后部。除雪车工作时，发动机转动通过带传动将动力带至集抛器，再由集抛器通过带传动将动力带给破冰装置。三个部位的传动路线如下图所示。组合螺旋集抛器发动机组合螺旋集抛器发动机破冰装置 带传动 带传动破冰装置 图2-11.1.2除冰装置结构设计该小型除冰雪车的总体设计思路来源于实际生活。俯视图近似于一个矩形。考虑到工作环境不宽敞，矩形设计较长，便于在小面积内清除冰雪。考虑到车身的整体协调和重心偏移的设计原则，将发动机置于后轮的前面，避免出现“前倾”的情况，便于手动移动。机构示意图2-2所示。图2-21.3确定传动方式在传动系统的设计方面，出于便于除冰雪车启动停止的稳定性和便于更换皮带的考虑，选择仅在除雪车一旁安装皮带。考虑到对皮带轮的工作环境并没有严格要求，因此除雪车外侧的四个皮带轮没有安装防护罩。当除雪车开始工作时，由发动机提供原动力给带轮，再通过带传动将动力传给集抛器，集抛器开始进行集冰抛冰工作，然后再由集抛器旁的带轮将动力通过皮带传送给破冰装置。破冰轮上安装了两套螺旋叶片以及碎冰锯齿，两套破冰轮上螺旋叶片的旋向相反，坚冰在第一套碎冰锯片切割所破坏后，经还会存在较大面积的冰块，再经由第二套破冰锯齿的切割完成碎冰工作，通过两套破冰轮有效的提高了除雪车对坚硬冰面的破碎程度。随着除雪车向前移动，被破碎好的冰层到达集抛器，集抛器通过高速旋转给碎冰提供了较大的离心力将碎冰送进抛冰筒，碎冰通过抛冰筒被抛出除雪车，完成抛冰工作。其传动方式简图如下图所示。图2-31.4动力机的选择本次设计的除雪车工作环境主要狭窄的小区街道等地，因此选择采用GX270型汽油发动机提供动力，汽油机具体的参数如表2-2所示。表2-2HONDAGX270型发动机基本参数最大输出功率尺寸（380×430×410启动方式手拉反冲启动润滑方式无铅汽油点火方式晶体管磁体点火耗油量（270缸径/行程（68×45/2.68×1.77净重（251.5带传动参数计算传动系统主要采用带传动减速，这提高了传动的稳定性，确保了破冰轮可以顺利完成碎冰除雪工作。皮带类型选择上，选择采用v带进行传动，这主要是因为v带能够通过改变带的长度调整中心距，从而适应各种不同的工作环境。当传动过程中输出轴出现过载时，v带会发生打滑保护整机安全。主动带轮转速为n1=3600r/min,从动带轮转速为（1）确定计算功率V带传递的功率为MACROBUTTONMTPlaceRefp,=gF式中：——最终所需的功率，KWg——重力加速度，g=9.8N/KgF——激振力，KN,F=4KNf——振动频率，HZ,f=33HZV带的滑动率=0.01工作机载荷性质：载荷变化较大（2-3）根据Pca（2-4）（2-5），（2-6）基准长度,（2-7）（5）验算（2-8）根据n1=3600r/min，i=2和A型带，查表8−4b得△p0=0.44kw得=0.95，查表8-2得带长修正系数=0.87，于是=（+）=1.28KW（2-9）=1.89故根数取值为3。,所以=41N（2-10）式中：=1.00，==0.45KW，=9.42m/s（2-11）带的实际初拉力应满足（2-12）查机械手册可得该轮采用实心轮[，具体尺寸如下。表2-3带轮轮槽截面尺寸(mm)槽A