機(jī)械式小型除雪機(jī)的設(shè)計(jì)【小型除雪裝置設(shè)計(jì)】【全套含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】

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Designed a small courtyard Kiyoshi machinery to clean up the ground has not been compacted floating snow. Calculate the by Kiyoshi required power, and selected a suitable prime mover, to determine the parameters of the basic structure of the small Kiyoshi, andthe mechanical transmission part of the various components of the calculation and check. The data to complete the design of small Kiyoshi.Keywords:Small SnowPlowing Machine; courtyard; transmission; Kiyoshi machine design 目前我國(guó)清雪方法比較原始，主要是依靠人力，用鐵鍬和掃把清理積雪，這種方式不但浪費(fèi)了較大的人力和物力，而且清雪的效率低，往往不能及時(shí)清除積雪，而積雪被車(chē)輛壓實(shí)后更加難以清除。因此，尋找一種既有較高效率，成本又比較低的清雪方法就成為當(dāng)務(wù)之急。 1 選題的意義 我國(guó)北方大部分地區(qū)普降大雪，造成大雪封路的災(zāi)害，甚至南方地區(qū)也出現(xiàn)被大雪圍困的災(zāi)害，給人們的日常生活帶來(lái)了極大地困難。目前我國(guó)除在有限的幾條高速公路及飛機(jī)場(chǎng)配備有清雪機(jī)械外，其它道路及城市居民生活區(qū)的積雪還主依靠人力來(lái)清除，而由于人工除雪效率很低、耗時(shí)費(fèi)工，因而絕大部分積 雪只能靠自然融化，這樣就使得我國(guó)北方大部分地區(qū)在下過(guò)一場(chǎng)大雪后，道路交通事故頻頻發(fā)生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，有的地方的交通甚至還由于積雪而發(fā)生阻斷現(xiàn)象，給這些地區(qū)的居民生活帶來(lái)了極大的不便，也對(duì)這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了不良的影響。因此，實(shí)現(xiàn)清除冰雪的機(jī)械化尤為重要。 2 目前除雪作業(yè)的方式冬季一場(chǎng)降雪后，濕潤(rùn)了空氣，凈化了環(huán)境， 但路面的積雪給人們的出行帶來(lái)很大的不便，造成交通堵塞，引發(fā)交通事故，機(jī)場(chǎng)跑道的積雪延誤航班，大雪后，高速公路常被迫關(guān)閉，嚴(yán)重影響人們正常的生產(chǎn)生活。為減少積雪造成的不利影響，人們做了不懈的努力，現(xiàn)有除雪方法基本上分為三大類(lèi) : 第一類(lèi)為人工除雪，人工通過(guò)推雪板、鐵鍬等清雪工具清掃積雪。這種方法浪費(fèi)大量的人力物力，由于效率低，不能及時(shí)除雪，而使路面受到凍軋，路面既要受到凍軋又要受到除雪過(guò)程中的敲鑿，大大縮短了道路的使用壽命。第二類(lèi)為融雪除雪法，通過(guò)融雪劑潑灑車(chē)將融雪劑均勻地撒布于雪面，使雪溶化成水，達(dá)到除雪的目的。這種技術(shù)除雪效果好、效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí) 施，國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用已相當(dāng)普遍。其不足之處在于所使用的融雪劑主要是鹽，冬季 公路長(zhǎng)期撒鹽除雪，路面及周邊植被遭到破壞，尤其是對(duì)環(huán)境的影響是長(zhǎng)期不可恢復(fù)的。此外，在環(huán)境溫度低于-10℃時(shí)多數(shù)融雪劑并不能將雪溶解成可流動(dòng)的液態(tài)水。因而，融雪劑的環(huán)保和低溫性能是其技術(shù)關(guān)鍵。第三類(lèi)為機(jī)械除雪法，是利用機(jī)械裝置將路面的積雪或冰與路面分離并移送出路面的方法，它應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。 從工作原理和裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上可分成雪梨式除雪裝置和拋雪機(jī)兩大類(lèi)。在普通廠礦、學(xué)校、機(jī)關(guān)等小面積單位的積雪還是人工清掃，除雪的效率低、耗時(shí)長(zhǎng)，不適用大型清雪機(jī)械清掃。 3 國(guó)外清雪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀近幾十年來(lái)，國(guó)外的清雪機(jī)發(fā)展非常迅速，種類(lèi)越來(lái)越多， 各生產(chǎn)廠商在采用新技術(shù)、新材料、新工藝的同時(shí)，不斷提高產(chǎn)品的作業(yè)性能和操作性能，以適應(yīng)冬季清雪提出的更高要求，增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。在國(guó)外，最初的清雪機(jī)械是采用推土機(jī)或裝載機(jī)，利用其推土板和裝載斗將積雪集中在一起，這后來(lái)便發(fā)展成犁式清雪機(jī)。早在1943年日本就開(kāi)始把V型犁安裝在載重卡車(chē)上清雪。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)外犁式清雪機(jī)已具有較高的技術(shù)水平。以俄羅斯新產(chǎn)品K0281222型犁式清雪機(jī)為例，這種清雪機(jī)基礎(chǔ)車(chē)采用MT328082型拖拉機(jī)，其功能有清雪、清除垃圾和砂堆，既可以用于街道、人行的垃圾清除，也可用于公路和建筑工地的清雪。 4 國(guó)內(nèi)清雪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)除雪機(jī)械的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)較晚，尚處于起步階段。目前，我國(guó)的公路和 城市道路冬季除雪大部分仍沿用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方式，及人工作業(yè)和小型除雪機(jī)械相 結(jié)合的方式，高速公路和一級(jí)公路開(kāi)始使用大型專(zhuān)用除雪機(jī)械進(jìn)行冬季養(yǎng)護(hù)，但 除雪機(jī)械在數(shù)量和品種規(guī)格上還很少，所用除雪設(shè)備基本上依賴(lài)進(jìn)口，機(jī)械化程 度和總體水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。最近幾年，國(guó)內(nèi)一些廠家參照國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 研制了適合我國(guó)國(guó)情的各式清雪機(jī)。陜西高速公路管理局研制了FCX-1型清雪車(chē)；吉林省公路機(jī)械廠與原吉林工業(yè)大學(xué)共同開(kāi)發(fā)了CB1500壓實(shí)冰雪清除車(chē)；重慶迪馬公司生產(chǎn)的DMT5160TYFl多功能清雪車(chē)配備有推雪鏟、滾刷、融雪劑散布機(jī)等裝置；爾濱雪狼清雪機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CXL-ITID型清雪車(chē)可對(duì)雨雪薄冰具有很好的清除功能，對(duì)車(chē)輛碾壓過(guò)的2cm至冰雪硬層能更有效的清除，是目前國(guó)內(nèi)理想的環(huán)保清雪車(chē)。哈爾濱天達(dá)科技有限公司研制的P2400拋雪式清雪車(chē)，前置組裝式螺旋風(fēng)扇拋揚(yáng)結(jié)構(gòu)，拋雪方向在足夠方位內(nèi)任選，是厚雪清除、拓寬道路、搶險(xiǎn)救災(zāi)的理想設(shè)備。5 小型清雪機(jī)的總體方案 5.1 總體方案的幾種組合及比較 方案一： 利用吹風(fēng)的方式，從鼓風(fēng)機(jī)里吹出的高速氣流將積雪吹到路邊， 雪式清雪車(chē)運(yùn)行速度較高，有很高的生產(chǎn)率，但它只適用于新鮮雪，對(duì)于壓實(shí)的 積雪或冰層無(wú)能為力，只能在機(jī)場(chǎng)、橋梁和高速路上應(yīng)用，成本很高，不適合開(kāi)發(fā)小型產(chǎn)品。 方案二： 利用一個(gè)置于清雪車(chē)前部的鏟子，隨著清雪車(chē)的不斷前進(jìn)，將積雪推至路的一邊。推移式清雪車(chē)只能將積雪推到路邊，不具備集雪能力，且只適用于新鮮雪或破碎后的壓實(shí)雪，效率較低，容易劃傷地面。 方案三： 利用機(jī)械傳動(dòng)的方式，由集雪器先將積雪攪碎，并輸送至一個(gè)高速 旋轉(zhuǎn)的葉輪，將其拋到路邊。螺旋轉(zhuǎn)子式清雪車(chē)適用范圍廣，無(wú)論是松散雪、壓實(shí)雪清雪效果和效率要比前兩方案好，而且這種方案設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品體積小、成本低、操作方便靈活，適用于道路窄的地方。因此選用第三種方案。5.2小型轉(zhuǎn)子式清雪機(jī)工作原理簡(jiǎn)述5.2.1基本結(jié)構(gòu)絞龍螺旋轉(zhuǎn)子式清雪機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、拋雪器、集雪器和車(chē)體等五個(gè)部件組成:(1)原動(dòng)機(jī)，通常選用汽油機(jī)，提供動(dòng)力 (2)傳動(dòng)裝置，傳遞運(yùn) （3）集雪器，由集雪螺旋、擋板和推雪板等組成 (4)拋雪器，、拋雪轉(zhuǎn)子等組成 ;(5)車(chē)體及行走裝置，支撐連接其它部件，并具備行走功能。集雪器收集切削積雪，并將處理后的積雪送入拋雪器。拋雪器將積雪沿拋雪筒拋擲到指定位置。 清雪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 5.2.2工作原理 清雪車(chē)由車(chē)體和安裝在它上面的原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、集雪器以及安裝在集雪器上的拋雪器組成。當(dāng)人以一定速度推動(dòng)小車(chē)時(shí)，積雪從前方不斷進(jìn)入集雪器中， 集雪器由反向安裝的雙向螺旋軸、推雪板和擋板組成，由于螺旋軸的高速旋轉(zhuǎn)， 積雪被切碎并通過(guò)雙向螺旋的橫向位移迅速集中于集雪器中部拋雪轉(zhuǎn)子室的入口處，隨車(chē)體的前進(jìn)而進(jìn)入轉(zhuǎn)子室，在轉(zhuǎn)子葉片的帶動(dòng)下，被不斷沿拋雪筒拋出到指定位置。 5.3 具體方案的確定 5.3.1 原動(dòng)機(jī)的選擇 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1 電機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)電源（交流或直流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特 點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過(guò)載情況）來(lái)選擇。 沒(méi)有特殊要求時(shí)均應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)用的最多。Y 系列電動(dòng)機(jī)為 我國(guó)推廣采用的新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕氣體的場(chǎng)合，以及要求具有較好啟動(dòng) 性能的機(jī)械。 2.2 電動(dòng)機(jī)的容量及轉(zhuǎn)速 參考同類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品，選取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 970r/min，功率 11KW,查手冊(cè)確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160L-6， 伸出部分軸直徑為 40mm。 5 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 選擇材料并確定其許用彎曲應(yīng)力 據(jù)彈簧的工作情況，屬于Ⅱ類(lèi)彈簧?，F(xiàn)在素彈簧鋼絲 B級(jí)制造，由表得[s b ]=0.5s B 估取彈簧鋼絲直徑為8mm，s =1320Mpa 所以 [s b ]=0.5*1320=660Mpa 5.2 選擇旋繞比C 并計(jì)算曲度系數(shù)K1 選取 C=6，則 K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.15 5.3 根據(jù)強(qiáng)度條件試算彈簧鋼絲直徑 d3 [ ]3 b max 1 1 . 0sT K =3 660 * 1 . 0 7000 * 15 . 1 =4.95mm 原值d=8mm可用，不需重算。 5.4 計(jì)算彈簧的基本幾何參數(shù) D=Cd=6*8mm=48mm D2 =D+d=48mm+8mm=54mm D1=D-d=48-8mm=40mm 取間距d =0.5mm P=d+d =8+0.5=8.5mma =arctan（p/dp ）=3.7 。 5.5 按剛度條件計(jì)算彈簧的工作圈數(shù) 從表中查得 E=200000MPa I=d 4p /64=200.96mm 4 n=EIy /180TD=27.15(圈) 5.6 計(jì)算彈簧的扭彎剛度 kT =EI/180Dn=98.9.mm/ 5.7 計(jì)算ymax 和yminymax =Tmax / kT=70.85ymin =ymax -y =20.85 5.8 計(jì)算自由度的高度 H=n（d+d ）+Hh 1.5*（5+0.5）mm+40mm=103.255.9 計(jì)算彈簧絲展開(kāi)的長(zhǎng)度L Lh=Hh=40mm 則有 L=pDn+Lh=3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm 除雪功率的計(jì)算除雪機(jī)所消耗的功率包括兩大部分：行走的裝置和除雪裝置所耗的功率。N=N1+N2+N3 推雪板作業(yè)所需功率N-螺旋銑削集雪器所需的功率3N-拋雪轉(zhuǎn)子拋雪的功率推雪板切雪所需功率rN推雪板前雪堆運(yùn)移所需功率fN-克服雪與板面摩擦阻力功率dN-與地面的摩擦阻力..。 中:ck單位面積的切削阻力，KN h-平均切雪厚度，V-行走速度，cm/s 2)=70.10.3.351=0.rNVrvtgtg推雪板前雪堆的體積，cm3r-雪的密度，g/cm3 螺旋銑削集雪器其螺旋線(xiàn)和受力是一個(gè)空間三維體系。并且雪為連續(xù)流體介質(zhì)， 更方面變化速度均勻，量Q=l·h·v 2.螺旋集雪器消耗的功率計(jì) 2軸Ⅰ（輸入軸）的設(shè)計(jì) 電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給減速器的齒輪軸Ⅰ，帶動(dòng)其他齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.1.1 求出主軸上的功率 P和轉(zhuǎn)矩 T 功率從電機(jī)到主軸經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)，根據(jù)文獻(xiàn)[4]傳遞效率h=0.99 P=P 電機(jī)h=11′0.99=10.89kW T=9550000P n =9550000′10.89/970?10665 N.mm 4.1.2 聯(lián)軸器作用在軸上的力 F1 =406.86N，F(xiàn)2 =458.52N 4.1.3 初步確定軸的最小直徑 先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表 15-3，取 A0 =112，于是得dmin = A0 3P n =112970 89 . 10 =25.08mm 傳動(dòng)方式的選擇首先由一個(gè)帶傳動(dòng)將汽油機(jī)輸出，傳遞到中間傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸一部分通過(guò)同級(jí)帶傳動(dòng)傳動(dòng)到單級(jí)圓錐齒輪減速器處，通過(guò)聯(lián)軸器與拋雪轉(zhuǎn)子相連。另一部分通過(guò)鏈傳動(dòng)與集雪絞龍連接。人推動(dòng)清雪機(jī)向前運(yùn)動(dòng)清雪。圖 2 小型清雪機(jī)的結(jié)構(gòu)視圖 1.清雪鏟 2.發(fā)動(dòng)機(jī)5.扶手.機(jī)架7.小車(chē)輪8.大車(chē)輪設(shè)計(jì)車(chē)體車(chē)體的作用是固定連接集雪器、 汽油機(jī)等零部件，具備行走功能。其主體采用r=5mm的角鋼焊制而成，并包括扶手，車(chē)輪等附件。接集雪器，汽油機(jī)和減速器直接固定在機(jī)架上，汽油機(jī)后置減少自重。機(jī)架由車(chē)輪軸載重，前部設(shè)計(jì)兩個(gè)小車(chē)輪分擔(dān)一部分重量。 5.4.2 集雪器的設(shè)計(jì)集雪器亦稱(chēng)為螺旋集雪器，配置在整機(jī)前方， 左右對(duì)稱(chēng)旋向相反，是對(duì)路面積雪的切削元件和將積雪向中央集攏的傳送工具，使雪從集雪器中部流入拋雪轉(zhuǎn)子。圖3 小型清雪機(jī)螺旋絞龍集雪器螺旋線(xiàn)的方向?yàn)樽舐菪陀衣菪靼?，分置于兩?cè)，通過(guò)氣快速旋轉(zhuǎn)時(shí)的橫向位移將雪推向中間。，集雪螺旋設(shè)計(jì)成帶狀焊接在軸套上，軸套與軸用螺栓固定，是螺旋集雪器于軸固定。當(dāng)螺角小于45度時(shí)，刀32BB工作寬度近似等于除雪寬度，D =450mm，集雪螺旋轉(zhuǎn)速jn必須滿(mǎn)足生產(chǎn)率，即單位時(shí)間內(nèi)集雪器最大集雪量 2460jjDnsQQp=>′，整機(jī)除雪量Q=l·h·v，所以2460jlhvnDsp′>，n越大， 轉(zhuǎn)速也越快。集雪量Q=l·h·0.7×0.3×0.3=6.310 35.4.3拋雪轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)螺旋集雪器配置在整機(jī)前方, 左右對(duì)稱(chēng)旋向相反, 是對(duì)路面集雪的切削元件和將積雪向中央集攏的傳送工具, 使雪從集雪器中部流人拋雪轉(zhuǎn)子。拋雪轉(zhuǎn)子的工作過(guò)程, 可比作葉片式鼓風(fēng)機(jī), 而將雪看作小顆粒工質(zhì)。積雪經(jīng)螺旋集雪器傳送到轉(zhuǎn)子前方, 由于高速旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生內(nèi)外氣流速度壓力差的作用, 使積雪進(jìn)人高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子中, 并迅速充滿(mǎn)轉(zhuǎn)子葉片間的空間。進(jìn)入轉(zhuǎn)子的雪在離心力的作用下, 沿轉(zhuǎn)子徑向葉片端部運(yùn)動(dòng), 并被推壓到轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的圓弧表面, 隨轉(zhuǎn)子葉片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 到達(dá)拋雪口時(shí)便被拋出。轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)表面上的雪拋出速度, 等于葉片頂部的圓周速度。他雪粒沿徑向移動(dòng), 從轉(zhuǎn)子拋出的絕對(duì)速度等于其出口時(shí)的徑向速度和葉片頂部圓周速度的矢量和。主要參數(shù)有葉片卸載角xj、葉片外徑R 和工作長(zhǎng)度gt、轉(zhuǎn)子拋雪生產(chǎn)能力 Qt 和拋雪距離L。圖4 拋雪轉(zhuǎn)子示意圖轉(zhuǎn)子卸載角，=1.83 轉(zhuǎn)子葉片長(zhǎng)度按下式確定lg=R(1- 本次設(shè)計(jì)中，機(jī)架的設(shè)計(jì)主要是配合著其他部件的裝配尺寸，通過(guò)用角鋼焊 接而成的。其外形結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖5 6 小型清雪機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)由于清雪機(jī)的動(dòng)力源來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的輸出動(dòng)力， 經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)傳輸?shù)街虚g傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸一部分同級(jí)帶輪與減速器相連， 減速器輸出端與拋雪轉(zhuǎn)子相連，使轉(zhuǎn)子減速。。因?yàn)殒渹鲃?dòng)對(duì)制造和安裝的精度要求較低，能適用中心距較大的傳動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速n=3000r/min 6.2各輸出軸的轉(zhuǎn)速中間傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速1= 2n=1500r/min 拋雪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 2n= 15n=300r/min 蛟龍螺旋軸的轉(zhuǎn)速3n240r/min 6.3各軸的傳遞效率 拖拉機(jī)的標(biāo)定功率是3.68kw，考慮到傳動(dòng)過(guò)程中存在功率的損失，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪的效率1.97h=，鏈條的傳遞效率為20.95h=，軸承的傳動(dòng)效率為30.97h=（一對(duì)），帶傳動(dòng)的效率4h=套筒聯(lián)軸器的效率50.99h=。；3.680.95ppkwh==′=拋雪轉(zhuǎn)子的率；2221453.680.970.950.862.771ppkwhhh=′′=積雪攪攏軸的功率； 6.4各軸的輸出扭矩中間傳動(dòng)軸輸入軸的扭矩；3.4969550拋雪轉(zhuǎn)子輸入軸的扭2288.18pTN===積雪螺旋軸的扭矩233.125124.35240pTN小鏈輪軸的扭矩 443.2229550955041.03pTNn==6.5帶傳動(dòng)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率P=3.68Kw,i=2 1．確定計(jì)算功率caP由于載荷變動(dòng)微小，因此取AK=1.1 則ca=AP=1.1×3.68Kw=4.048Kw式中caP——計(jì)算功率，單位為wd1 ) dd=80mm，則大帶輪的基準(zhǔn)直徑2dd=idd280=160mm 表取2d=160mm 2 ) V=1ndd=3.1480mm×3000r/min=12.56m/s 因?yàn)?m/s<12.56m/s<30m/s,故帶速合適。4．確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L根據(jù)o.7(dd+2dd)＜2(1d2dd)得初步確定a=300mm, 基準(zhǔn)長(zhǎng)度'122100()()224ddddaap-=+982.1mm 公式（6-1）取dL=10實(shí)際中心距 a=0a+'2ddLL-=342mm ．驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角1aa=180°21()dddda-57.3° =167°＞90°包角合適。 6 ．計(jì)算帶的根數(shù)z 0()caaZppk=+D公式（6-2）取0P=1；0PD=0.04；aK=0.89；LK則 z=3.85 取z=4 式中aK——考慮包角不同時(shí)的影響系數(shù)；K——考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)；0P——單根A帶的基本額定功率；0PD計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根A 型帶額定功率的增量。7確定帶的預(yù)緊力0F202.5500(1)caapFqvzv=-+公式（6-3） 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得0F=86.15N 8．計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的力pF1p0F=2sin2zFa=2×4×86.15N×sin(138 °/2) ——帶的根數(shù)；0F——單根帶是預(yù)緊力；1a——主帶輪上的包角。 V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑為1d￡2.5d，可采用實(shí)心式；當(dāng) 1dd￡300mm時(shí)，可采用腹板式。 6.6 鏈傳動(dòng)計(jì)算鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張的很緊，所以作用于軸向的壓力較??；鏈條 采用金屬制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊； 同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。 1.選擇鏈輪的齒數(shù)Z1,Z2和確定傳動(dòng)比i 一般鏈輪的齒數(shù)在17-114之間。由于鏈節(jié)數(shù)經(jīng)常是偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為奇數(shù)，并盡可能與鏈條互質(zhì)所以取Z1=19，Z2=38。傳動(dòng)比i=21zz= 3819=2 2.計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率cap根據(jù)鏈傳動(dòng)的工作情況、主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)所傳遞的功率修正為azcakkppk=由表9-7查的KA=1，由表 9-13查的Kz，單排鏈Kp=1，《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版。azcakppk==15.45kw 3. 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)pca=15.45kw和n1=480 r/min查圖9-11，可選20B-1.查9-1，鏈條節(jié)距P=10.3。計(jì)算鏈條節(jié)數(shù)和中心距初選中心距a0=（30~50p=（30~50） x10.3=309~515mm。取中心距a0400取相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為：2202121004001738 382()2()2210.322pzzzpLpapp+-+-=+=′+′取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)Lp0=62節(jié) 中心距計(jì)算系數(shù)f1=0..354，則鏈條傳動(dòng)的最大中心距為112[2()]0.35410.3[2 72(1738)]324.51pafpLzzmm=-計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式114801910.39.39/60 1000601000nzpvms′′==由v=1.45m/s和鏈號(hào),查圖9-14的可知采用滴油潤(rùn)滑。 4. 計(jì)算壓軸力pF有效圓周力的計(jì)算10.3100010001096.499.39epF Nv==′=鏈輪中心線(xiàn)與水平布置有夾角時(shí)的壓軸力系數(shù)fpk=1.1 p Fpe=KF=1096.491.1=1206.14NF′ 6.7各軸的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計(jì) 6.7.1中間傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)圖6 中間傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)軸上的裝配方案確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：1）根據(jù)軸的裝配方案可知，此軸主要是以軸承為主要的部件。故根據(jù)深溝球軸承的尺寸確定軸第一段，軸的直徑為36mm，長(zhǎng)度為224mm。 又根據(jù)軸的裝配方案可知此軸的結(jié)構(gòu)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，故軸第五段，軸的直徑為36mm，長(zhǎng)度為268mm。 2）根據(jù)裝配方案可知，軸承旁邊安裝帶輪，帶輪與軸承間需用套筒連接，另一 端用卡箍固定，根據(jù)軸的設(shè)計(jì)要求，軸的第二段安裝大帶輪，軸的直徑為 40mm，長(zhǎng)度為61,mm。軸的第四段安裝小帶輪，軸的直徑為40mm, 長(zhǎng)度為60mm。3）根據(jù)軸的裝配可知，帶輪的一端用卡箍固定，另一端用軸肩固定，根據(jù)軸的設(shè)計(jì)要求，軸的直徑為50mm，長(zhǎng)度為。 4）軸的第六段安裝鏈輪傳動(dòng)，鏈輪末端用螺栓固定，軸的直徑為27mm，軸的長(zhǎng) 度35mm，軸上螺紋長(zhǎng)度為22mm。此軸起傳動(dòng)作用，利用軸承座固定在機(jī)架上。 6.7.2絞龍螺旋軸的設(shè)計(jì)圖7 絞龍螺旋軸 1）根據(jù)軸的裝配方案可知，此軸主要是以軸承為主要的部件。故根據(jù)61815軸 承的尺寸確定軸段，軸的第一段，直徑為55mm，長(zhǎng)度為41mm。又根據(jù)軸的裝配方案可知此軸的結(jié)構(gòu)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，故軸第三段，軸的直徑為56mm，長(zhǎng)度為19mm。 2）根據(jù)裝配方案可知，軸承旁邊安裝鏈輪傳動(dòng)，鏈輪的左端用軸肩固定，設(shè)計(jì) 軸第四段，軸的直徑為53mm，長(zhǎng)度為53mm。軸的第五段安裝鏈輪，用鍵與鏈輪配合轉(zhuǎn)動(dòng)，故軸的第五段，軸的直徑為50mm，52mm。 3）根據(jù)裝配方案可知，第二段軸用軸套與絞龍葉片焊接而成，故軸的第二段，軸的直徑60mm，長(zhǎng)度為716mm。 6.7.3 小鏈輪軸的設(shè)計(jì)圖8 鏈輪軸1）根據(jù)軸的裝配方案可知，此軸主要是以軸承為主要的部件。故根據(jù)61806軸承的尺寸確定軸段，軸的第一段，直徑為28mm ，長(zhǎng)度為。軸的第二端一端連接軸承段，另一端與鏈輪連接，故軸的第二段，直徑32mm，長(zhǎng)度91mm。 2）根據(jù)軸的裝配方案可知，第三段與鏈輪連接，軸的末端用全螺紋螺栓與鏈輪 固定，故軸的第三段，軸的直徑為27mm，長(zhǎng)度為36mm。6.7.4 轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)圖 9 轉(zhuǎn)子軸）根據(jù)軸的裝配方案可知，軸的第一段與拋雪轉(zhuǎn)子相連，軸的末端用全螺紋螺栓固定，軸的第一段，直徑為30mm，長(zhǎng)度為75mm。軸的第二段，直徑 40mm，長(zhǎng)2）根據(jù)軸的裝配方案可知，第三段與聯(lián)軸器連接，的直徑為 30mm，長(zhǎng)度為32mm。7 各軸的強(qiáng)度校核在本次設(shè)計(jì)中，軸在整個(gè)機(jī)械設(shè)備中，僅僅起到一個(gè)傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中，按軸的扭矩強(qiáng)度進(jìn)行校核得：][2 式中：Tt-,Mpa；T-軸所受的扭矩，N·mm；WT-軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 1]33.494 根據(jù)工作條件決定選用深溝球軸承。軸承徑向載荷可算出， 由于其軸向載荷較小，可忽略不計(jì)，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)存在較大沖擊。軸承采用脂潤(rùn)滑預(yù)期壽命為10年，按每天兩班制工作校核軸承和計(jì)算壽命(1）校核軸承A和計(jì)算壽命軸向載荷NFFAYAa3.1433==由41.0156.0=<= 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1 電機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)電源（交流或直流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特 點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過(guò)載情況）來(lái)選擇。 沒(méi)有特殊要求時(shí)均應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)用的多。Y 系列電動(dòng)機(jī)為 我國(guó)推廣采用的新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無(wú)腐氣體的場(chǎng)合，以及要求具有較好啟動(dòng) 性能的機(jī)械。2.2 電動(dòng)機(jī)的容量及轉(zhuǎn)速 參考同類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品，選取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 970r/min，功率 11KW,查手冊(cè)確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160L-6， 伸出部分軸直徑為 40mm。 3 聯(lián)軸器的選擇 3.1 選擇聯(lián)軸器 為了隔離震動(dòng)與沖擊， 選擇用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器， 具有一定補(bǔ)償兩軸線(xiàn)相對(duì)偏移和減振緩沖能力， 適用于安裝底座剛性好，沖擊荷不大的中、小功率軸系傳動(dòng)，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)頻繁的場(chǎng) 合，工作溫度為-20~+70°C。 3.2 計(jì)算公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 T=9.55*10 6 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*10 3 N.mm 由表查得 KA =2.3 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： ca = KA T=2.3*108.3*10 3 =249.1*10 3 3.3 選擇聯(lián)軸器型號(hào) 從 GB 4323—84 中查得 型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為 250N.mm，許用最大轉(zhuǎn)矩為 3800 r/min，軸徑為 32～42 mm 之間，許用補(bǔ)償量為 0.3mm，故適用。 潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)的綜合考慮，選用低粘度的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑以降低機(jī)器的摩擦、減少磨損、提高效率、 延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命。同時(shí)還能起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。 選用潤(rùn)滑油為全損耗系統(tǒng)用油（L-AN），牌號(hào)為 7，此潤(rùn)滑油不適用于循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，需定期 更換潤(rùn)滑油。 密封裝置是機(jī)器和設(shè)備的重要組成部分。按密封流體狀態(tài)分為氣體密封、液體密封；按設(shè)備種 類(lèi)分為壓縮機(jī)密封、泵用密封、釜用密封等。一般按密封面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類(lèi)，即相對(duì)靜止的密封面 的密封稱(chēng)為靜密封，而相對(duì)運(yùn)動(dòng)的密封面間的密封稱(chēng)為動(dòng)密封。 本設(shè)計(jì)中的工作部件密封沒(méi)有特殊要求，選用金屬八角墊片密封即可滿(mǎn)足使用要求 總 結(jié) 一、三維軟件機(jī)械設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，又一次提升了運(yùn)用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)為一下幾點(diǎn)。 （1） 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計(jì)作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時(shí)先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時(shí)必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會(huì)有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時(shí)必須通過(guò)配合后在衡量尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿(mǎn)足配合要求。 （2） 工具集的確方便了作圖，通過(guò)選擇零件類(lèi)型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo)準(zhǔn)零件，但有時(shí)需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時(shí)要隨機(jī)應(yīng)變，運(yùn)用其他零件代替并通過(guò)修改或添加零件使其滿(mǎn)足要求。 （3） 作三維圖時(shí)要靈活變通，解決問(wèn)題的方法總比問(wèn)題多，當(dāng)一種方法不能正常作圖時(shí)，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時(shí)也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 （4） 規(guī)則的零件，要學(xué)會(huì)使用一些能夠節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 （5） 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時(shí)間才弄清原因所在。在一可活動(dòng)子裝配體上，即使活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干涉，也不能對(duì)其設(shè)定活動(dòng)范圍，如高級(jí)配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動(dòng)范圍并不影響父裝配體，也不可設(shè)定。因?yàn)橐坏┰O(shè)定范圍后，在父裝配體上會(huì)將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會(huì)對(duì)子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 （6） 看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒(méi)有工具則無(wú)法制出零件，所以畫(huà)圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實(shí)線(xiàn)，這才是高效作圖的重中之重。 （7） 手扶式小型清雪機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)浮雪的快速處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、適用 （8） 范圍廣。從此次設(shè)計(jì)中體會(huì)到了一臺(tái)機(jī)械從開(kāi)始到產(chǎn)出的全過(guò)程， （9） 既要經(jīng)濟(jì)又要實(shí)用，分析各個(gè)部分構(gòu)件能否滿(mǎn)足工作的要求，將我們四年的知識(shí)融匯到了一起，對(duì)以后從事機(jī)械行業(yè)工作有一定的幫助。 致 謝 時(shí)光飛逝，歲月如梭，轉(zhuǎn)眼之間大學(xué)生活已經(jīng)接近尾聲，回首大一剛?cè)雽W(xué)的場(chǎng)景依然歷歷在目，仿佛還是昨天的事情。再?gòu)念^到尾看一看這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)xxx老師的幫助，從題目的擬定，到結(jié)構(gòu)框架，資料搜集，整理提煉，以及最后的反復(fù)斟酌。在具體的寫(xiě)作過(guò)程中，我遇到了許多這樣或那樣的預(yù)料之外的困難，讓我感到困惑和焦慮，但最終在xxx老師的指導(dǎo)和幫助下，還是獨(dú)立完成了單拐曲軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)。論文的最終完成，是一波三折的過(guò)程，在不斷完善和修改的過(guò)程中讓我更加懂得“一分耕耘一分收獲”的道理。 除了要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師以外，我還要感謝在校期間所有傳授過(guò)我知識(shí)的老師們，他們孜孜不倦的教誨是我完成這篇論文的基礎(chǔ)。作為一個(gè)機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在一些其他課程上遇到過(guò)許多問(wèn)題，多虧老師們?cè)诎倜χ谐槌鰰r(shí)間為我答疑解難，給予我耐心的指點(diǎn)，讓我少走了許多彎路。在此我對(duì)他們無(wú)私的愛(ài)心表示由衷的感謝。同時(shí)也感謝大學(xué)生活中與我朝夕相處的同學(xué)們，他們給我留下了最難忘的回憶。在一起走過(guò)的日子里，我們一同歡笑，一起悲傷，相互鼓勵(lì)，共同進(jìn)步。我要感謝在這漫長(zhǎng)而短暫的四年里陪我一同走過(guò)的同學(xué)們，因?yàn)橛辛四銈儯业纳卸嗔撕芏鄽g樂(lè)的瞬間和美好的回憶，愿我們的情義地久天長(zhǎng)。 最后感謝我的家人，是他們一直站在我身后，做我堅(jiān)強(qiáng)的后盾，無(wú)論我成功與否，他們都默默地給予我支持與鼓勵(lì)，讓我感到我不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗。謝謝你們，我一定會(huì)更加努力，不辜負(fù)你們對(duì)我的期望。 四年時(shí)光，說(shuō)長(zhǎng)不長(zhǎng)說(shuō)短不短，不知不覺(jué)中我們已經(jīng)共同經(jīng)歷了許多，我們手拉著手一同走過(guò)了快樂(lè)與悲傷，收貨了屬于我們的成長(zhǎng)與堅(jiān)強(qiáng)。也許在今后的日子里還有更多的困難等待著我們，但是我不會(huì)害怕，我會(huì)勇敢的迎接挑戰(zhàn)，我要用自己的努力搏一個(gè)美好的未來(lái)。最后我想說(shuō)：畢業(yè)，是終點(diǎn)，亦是起點(diǎn)。 本文是在導(dǎo)師xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的，字里行間都凝聚者導(dǎo)師的智慧和心血。半年來(lái)，導(dǎo)師不僅在學(xué)術(shù)上循循善誘，引導(dǎo)學(xué)生不斷進(jìn)取、精益求精，而且在思想方法上諄諄教誨，傳授學(xué)生生活和做人的道理。導(dǎo)師活躍的學(xué)術(shù)思想、淵博的學(xué)識(shí)和對(duì)工作一絲不茍的工作作風(fēng)將對(duì)我的一生產(chǎn)生重要的影響。在畢業(yè)之際，謹(jǐn)向?qū)熤乱陨钌畹闹x意。 感謝導(dǎo)師xxx老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)心和支持。 也感謝各位同學(xué)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的鼎立相助。 原此次設(shè)計(jì)順利完成，以答謝各位老師和同學(xué)的支持！ 最后，向在百忙之中評(píng)閱本文的各位老師表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì).北京.高等教育出版社 [2]魏崢，趙功,宋曉明.SolidWorks設(shè)計(jì)與應(yīng)用教程.北京.清華大學(xué)出版社 [3] 趙罘，楊曉晉，劉玥.SolidWorks2012中文版機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例入門(mén)與應(yīng)用.北京.電子工業(yè)出版社 [4]羅伯特?迪爾林[英].你不可不知道的世界樂(lè)器.北京.中國(guó)旅游出版社 [5]徐先玲，李相狀.現(xiàn)代樂(lè)器指南.北京.中國(guó)戲劇出版社 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