1、 摘要本文在分析了目前国内外的主要除雪方法的基础上，提出一种适合中国国情的小型机械旋转式扫雪机的设计方案。本设计由汽油机提供动力。经输出轴输出动力，通过链传动传递动力，带动其他工作。该扫雪机的工程是利用搅龙旋转将雪集中并向后推送，通过搅龙的向后推力及螺旋桨产生的吸力使其到达螺旋桨。由于螺旋桨高速旋转产生巨大的作用力，雪被高速推向弯管，再通过与弯管壁撞击折射出去。从而达到清除积雪的目的和最佳效果。 关键词：除雪机 ；搅龙 ；传动轴 全套图纸加V信153893706或扣 3346389411 AbstractAfter analyzing the various means of snow-cle
2、arings in the world at present, the project of a sort of snow-blower fit for China is put forward in this paper. Based on the theory study and applied structural design.This designis provided power by the petrol machine. It is outputted power by outputaxis, anddelivering power though a chain transmi
3、ssion, and arousing other work piece operations. Should in addition to the operate process of mini snow bloweris take advantage of stir revolution dragon to concentrate snow and push it backward, pass stir a dragon bckeward the vacuum force of thrust and aerofoil generate make it arrive aerofoil. Be
4、cause of aerofoil with the top speed revolution generate enormous action force, and snow with top speed is pushed to the conduit bend, then collide with conduit bend wall and project out the conduit bend after refracting, thus hit the purpose Keywords: Snow-blower; auger；transmission shaft27目录摘要IAbs
5、tractII第一章 绪论21.1 引言21.2研究的目的和意义31.3 国内外研究现状3第二章 总体设计方案52.1 设计任务与要求52.2 总体方案及其比较52.3 传动系统的设计52.4系统工作原理22.5 原动机的选择32.6 具体方案设计42.6.1 动力参数42.6.2 传动方式的选择4第三章 传动系统设计与计算53.1 链轮、链的设计53.1.1链轮，链条参数53.1.2 确定节距P63.1.3 确定中心距a63.1.4 验算链速63.1.5 压轴力FQ63.2变速器的齿轮计算63.2.1按齿面接触疲劳强度进行计算73.2.2 按齿根弯曲强度设计93.2.3 几何尺寸计算103.
6、3 传动轴的结构设计和校核123.3.1 轴的结构设计133.3.2 轴的校核143.4 减速器的选择163.4.1 按接触强度计算173.4.2 按齿面接触强度验算183.4.3 计算传动的主要尺寸183.4.4 弯曲强度验算203.5集雪装置的设计203.5.1抛雪装置的设计213.5.2搅龙轴的设计213.5.3搅龙叶片的设计22第四章 键的选择与校核244.1 选择键链接的类型和尺寸244.2 校核键连接的强度24第五章 结论25参考文献26致 谢27第一章 绪论1.1 引言中国有句古话叫做“瑞雪兆丰年” ，冬季一场大雪能带来明年的好收成。但是积雪给城市交通带来巨大的麻烦，尤其是在我国
7、的东北，内蒙古和新疆一带冬季道路积雪给车辆和行人带来极大不便，甚至造成车祸，严重地影响了人们正常的生产和生活秩序，这已成为北方各个城市急需解决的问题。目前我国清雪方法比较原始，主要是依靠人力，用铁锹和扫把清理积雪，这种方式不但浪费了较大的人力和物力，而且清雪的效率低，往往不能及时清除积雪，而积雪被车辆压实后更加难以清除。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。目前，各国普遍采用的除雪方法是机械除雪法和融雪法两种基本方法。机械除雪法是通过机械对冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一种方法。积雪按状态可分成三种类型：(1) 松散雪，即降雪不久且未经人员和车辆碾压的雪，质地松散；
8、体积大，流动性好；(2)压实雪，即降雪后经人踩和车压而形成的冰雪混合物，有不同程度的硬层，不易清除；(3)冰层，是积雪因阳光暴晒或车辆碾压融化成水后又冻结成冰，冰层中除水分外还有大量尘土和泥沙，质地坚硬，和地面粘接牢固。所以除雪机械包括除雪机和除冰机两种。根据工作原理的不同，除雪机可分为推移式、抛雪式和吹雪式三种。推移式除雪机是将推雪铲刀，除雪犁等装置安装在推土机或其它车辆上，将雪推走，开出通道，然后用卡车将积雪运走。这种方法只能将积雪推到路边，不具备集雪能力，且只适用于新鲜雪或破碎后的压实雪，效率较低，容易划伤地面。抛雪式除雪机配有抛雪泵，将收集到的积雪抛到路边或送入运输车辆。其中以螺旋式
9、最为常见。吹雪式除雪机一般配备航空发动机，产生强大的高压空气流由喷口吹除地面积雪。吹雪式除雪机运行速度较高，有很高的生产率，但它只适用于新鲜雪，只能在机场、桥梁和高速路上应用，成本很高，不适合开发小型产品 。由以上两种主要除雪方法的对比与分析，我们得出结论，除雪应以机械除雪为主1.2研究的目的和意义我国的东北、华北和内蒙东北部的部分地区，冬季的积雪和积冰常常造成严重的交通障碍，在有些路段如坡道、转弯、交叉路口、机场跑道等，路面有积雪和积冰则影响更为严重，常常引发交通事故冬季降雪覆盖在路面上给人们的出行带来诸多不便。传统的人工除雪方式劳动强度大，工作效率低。北方城市往往采用专业的大型除雪机除雪，
10、但是由于其购置及使用成本高、工作幅宽大，往往只适用于城市马路的清扫。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天数不多，往往不会配置除雪设备。本设计的目的在于设计一种小型低成本的除雪设备，可以广泛用于各种小面积的除雪需求环境。1.3 国内外研究现状利用机械清雪是把人从繁重的扫雪工作中解放出来的一种最好的途径，并大大提高了清雪效率和速度。因此，科学工作者一直在探索如何研制出安全、可靠和实用的清雪机械。在国外，最初的清雪机械是采用推土机或装载机，利用其推土板和装载斗将积雪集中在一起，这后来发展成犁式除雪机。早在1943年日本就开始把V型犁装在载重卡车上用于除雪，经过多年的发展，国外犁式除雪机已具有较
11、高的技术水平。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。旋转式除雪机一般具有切削、集中、推移和抛投的功能，具有结构复杂、功能多的特点。俄罗斯和日本是生产旋转式除雪机的主要国家，技术成熟。其产品性能居世界领先水平。除雪机在国外已经发展了几十年，特别是在瑞典、芬兰等北欧国家已经相当成熟。根据我国国情，国内应加强雪的力学性质研究，建立道路气象系统，除雪机械应向小型化、高速度的方向发展，向多功能、机电液一体化的方向发展，同时注意提高安全性和舒适性。 简言
12、之，与其它类型的除雪机械相比，抛雪式除雪机一般具有对积雪的切削、集中、推移和抛投功能，其应用较广，是一种现代化、高效率的除雪机械。国内有关这方面的研究很少，据了解目前国内没有厂家在生产小型抛投式清雪机。所以对这种小型的清雪机的研究、设计和开发必然有很大的现实意义（1）。第二章 总体设计方案2.1 设计任务与要求冬季降雪覆盖在路面上给人们的出行带来诸多不便。传统的人工除雪方式劳动强度大，工作效率低。北方城市往往采用专业的大型除雪机除雪，但是由于其购置及使用成本高、工作幅宽大，往往只适用于城市马路的清扫。而在中部及南方部分城市，由于一年中降雪的天数不多，往往不会配置除雪设备。本设计的目的在于设计一
13、种小型低成本的除雪设备，可以广泛用于各种小面积的除雪需求环境（2）。2.2 总体方案及其比较方案一:利用吹风的方式，从鼓风机里吹出的高速气流将积雪吹到路边。吹雪式清雪车运行速度较高，生产率高，缺点是只适用于新鲜雪，不能对压实的积雪或冰雪进行清理，并且只能在机场、桥梁和高速路等宽敞地上应用，成本高，不适合用于小型地区。 方案二:随着清雪车的不断前进，利用清雪车前部的铲子，将积雪推到路的旁边。推移式清雪车只能将积雪推到路边，不能储备积雪，只适用于新鲜雪或破碎后雪，效率低，对地面的损伤大。方案三:机械传动，由集雪器先将积雪搅碎，再通过高速旋转的叶轮运到抛雪桶，最后被抛到路边。螺旋转子式清雪车适用范围
14、广，无论是对松散雪还是压实雪，清雪效果和效率都比前两个方案好，而且这种方案设计，设计出的产品体积小、成本低，适用于道路窄小的地方。综上，选用第三种方案。2.3 传动系统的设计传动系统选用第三方案，由于发动机转速2500r/min,车由人推动，基于人行走速度限制，车轮转速要求在50转/min左右,而通常带传动传动比要求不得大于7，通常选择3到4越小越好，齿轮传动传动比范围同带传动，这样总体就要降速，传动比达到50左右。总体传动方案：集雪器搅龙减速器传动轴链传动发动机链传动 车轮锥齿轮减速器2.4系统工作原理工作时由原动机提供动力，经由链传动将动力传递到工作部分。积雪由集雪装置收集到一个腔体内，再
15、由抛雪装置清除出机体，抛雪叶轮利用高速旋转时的离心力将积雪抛出；风机叶片利用气流将积雪吹出。这样在人控制方向下，清雪车不断前进，就能实现连续的清除积雪。机械式扫雪机结构示意图如下：原动机传动装置车架行走装置抛雪装置集雪装置积雪图2.1 扫雪机结构示意图 本设计通过利用搅龙旋转将雪集中向后推送，再利用离心式风机叶片高速旋转产生的作用力将雪高速推向弯管，再通过和弯管壁撞击折射扬出弯管，从而达到除雪目的。动力传递过程为：发动机传动轴涡轮蜗杆减速器驱动轴搅龙 发动机传动轴锥齿轮减速器车轮轴车轮结构简图如下： 1. 搅龙 2. 清雪铲3. 抛雪筒 4. 传动系统 5. 发动机6. 操作装置 7. 车轮
16、8. 车架9. 抛雪轮 图2.2 扫雪机结构简图2.5 原动机的选择由于除雪机的主要使用于室外的小型路面，所以动力机体积不能太大且不适用电动机，我们选用微型汽油机。本课题的设计需求大约是每小时为1000m2，以积雪密度250Kg/m3,积雪厚度以30cm计算，每小时的扫雪量为：1103m20.2m250kg/m3=50000kg除雪机自重200kg，路面摩擦系数0.2，前进速度v=1m/s，前进消耗功率 200kg10N0.21m/s=400w 扫雪扬程3米，雪抛出去初速度4m/s，排雪消耗功率 mgh/t=5000010N3m/s3600=416.66w 集雪绞龙旋转受到积雪阻力作用，阻力矩
17、m=20Nm，绞龙转速10r/s，因此集雪消耗功率: 20Nm23.1410r/s=1256w 消耗总功率416.66w+1256w+400w=2072.66w2.6 具体方案设计2.6.1 动力参数 根据以上设计要求，对动力源选型。考虑到除雪机在工作时可能遇到踏实的积雪，故选用功率稍大的发动机，以满足不同工作状况下的需求。根据以上数据分析以及考虑到功率的磨损消耗，选用EM100汽油机：表2.1 EM100汽油参数型号EM100型式单缸立式风冷四冲程直喷式汽油机排量（ml）87发动机转速（r/min）2500燃油推荐7#号汽油机油容量（cm3）163启动方式反冲手拉启动/电启动重量（kg）27
18、功率Kw22.6.2 传动方式的选择首先由汽油 机提供动力，经链传动将动力传给传动轴，经过一个减速器和变速器分别将动力传给抛雪叶轮和搅龙，行走装置。结构简图如下：1、搅龙叶片 2 集雪斗 3 抛雪筒 4 抛雪叶轮 5 链传动 6 变速器 7 行走装置 8 原动机9 减速器图3 传动方案第三章 传动系统设计与计算3.1 链轮、链的设计 链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成。通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递动力和动力。链传动在机械制造中应用广泛。 与摩擦型带传动相比，链传动无传动弹性滑动和整体打滑现象。因而能保持准确的平均传动比，传动效率高，有赢链条不需要像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径
19、向压力较小，链条采用金属材料制造，在同样的使用条件下，链传动的整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时，链传动能在高温下和潮湿的环境中工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本也低。 链轮和链条将发动机的动力输给传动轴以实现整个机构的运转。为了既能保证动力的平稳传递，又能保证转速要求，链轮的设计和在整个机构中的作用也就显得尤为重要。3.1.1链轮，链条参数（1）选择链轮齿数 传动比i=1.4，由机械设计课本查得小链轮齿数z1=21，链条暂选型号06B。 则大链轮齿数为z2=z1i=211.4=29120符合要求 （2）确定计算功率 因为链传动工作平稳，由机械设计课本查表选择传动系数KA
20、1.3,计算功率为 Pc=KAP=1.32=2.6kw （3）选择链条型号 根据Pc= =2.6kw，由机械设计课本查得，链条型号为06B（4） 定链条节数假定中心距a=35p ,则链节数位 所以，Lp 取91节3.1.2 确定节距P单根链传递功率为P0（4） 。按照转速估计，根据相应条件和公式得出； 单排链条排数系数=1 。则P0=2.34 kw 根据链轮的转速和，查表选链号06B。得出节距p=9.525mm。3.1.3 确定中心距a 初定中心距，其最小中心距0.2Z18.4p, 。 =233.38mm（取整数234） 3.1.4 验算链速 链的平均速度： =8.331m/s V小于121
21、5m/s, 可用。3.1.5 压轴力FQ有效圆周力为 取,则压轴力为 3.2变速器的齿轮计算 在许多情况下，除雪机需要在工作过程中根据不同的需求随时改变速度。变速器就是能改变传动比的传动机构。它一般是一台机器整个传动系统的一部分，很少作为独立的传动装置使用。所以也常称为变速机构。变速器可分为有级变速器和无极变速器两大类，前者的传动比只能按既定的设计要求通过操纵机构分级进行改变，而后者的传动比则可在预定范围内无级的进行改变。本设计采用锥齿轮变速器，该种变速器最大的特点是传动平稳。3.2.1按齿面接触疲劳强度进行计算 直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度，按平均分度圆处的当量圆柱齿轮计算，工作齿宽即为锥齿
22、轮的齿宽b。 设计计算公式是： ()321215.01)(92.2uKTZdRRHEtffs-= （1）确定公式内的各计算数值1) 初选载荷系数： K=2.02）小齿轮传递转矩： T1=9550833/2000=3977.6 (Nmm)3）选取齿宽系数： R=1/34)查得材料的弹性影响系数：ZE=189.8MPa5)查得齿轮的接触疲劳强度极限：Hlim1=Hlim2=550MPa6)应力循环次数：N1=60n1jLh=6020001(836510)=3.5109N2=N1/2=1.751097)查得接触疲劳寿命系数：KHN1=0.90，KHN2=0.958)计算接触疲劳许用应力,取失效概率1
23、安全系数S=1 H1=H2=（2）计算1)计算小齿轮最小分度圆直径 = =73.54(mm) 2）计算圆周速度m 3）计算载荷系数 11.151(1.51.25)=2.156 4)按实际载荷系数校正所得的分度圆直径5)计算模数3.2.2 按齿根弯曲强度设计 直齿锥齿轮的弯曲疲劳强度，按平均分度圆处的当量圆柱齿轮进行计算。 设计公式：（1）确定公式内的各计算数值1)查得弯曲疲劳极限2)弯曲疲劳寿命系数3)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.44)载荷系数K5)齿形系数、应力校正系数，6)计算大小齿轮的并加以比较（2）计算1.89mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由
24、齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.89并就近圆整为标准值m=2，按接触强度算得的分度圆直径d1=73.54mm，算出小齿轮齿数为使做成独立的齿轮，便于加工，取小齿轮齿数40，大齿轮齿数240=80既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。3.2.3 几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径 （2）计算锥距（3）计算齿轮宽度等各个数据参数BR/3=24.03(mm)取B=24mm分锥角齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆
25、直径齿根角顶锥角=26.565+1.39=27.955=63.4350+1.390=64.5250根锥角=26.5651.39=25.175=63.4351.39=62.0453.3 传动轴的结构设计和校核轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件（如齿轮、涡轮等），都必须安装在轴上才能进行运动以及动力的传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。传动轴是扫雪机构传动的重点，动力由汽油机输出后直接通过链轮将动力传向传动传动轴，带动传动轴上的螺旋桨高速转动的同时还要连接涡轮蜗杆转动并将动力传给搅龙轴，以此实现方向的转变和动力的传送。 轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构
26、尺寸，其设计过程如下： 轴的工作情况：无腐蚀条件 轴的转速：n1=2500r/min 轴的输入功率： P1=P 转矩：T=Td 轴选用实心轴，材料： 45 正火、回火 硬度（HB）： 230MPa，抗拉强度：600MPa3.3.1 轴的结构设计按照扭矩初算轴径，轴选用45钢调质，硬度317-255HBS。根据机械设计基础查表得，c=118 求输出轴上的功率，转速和转矩 输入功率为3.0kw，取链传动的传动效率=0.97，则 又因为 于是得到(2) 求作用在链轮上的力 因为已知链轮的分度圆直径为140mm 所以圆周力(3) 初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。 取=118，于是
27、得考虑到安装链轮的内径，故取输出轴最小直径为12mm，取=14mm。(4) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1段要安装深沟球轴承，根据其直径取其长度为40mm，2段轴肩长度为43mm，3段安装链轮，取其长度为76mm，4段安装深沟球轴承，取其长度为153mm，轴端安装的是螺旋桨，取轴端段长度为308mm。其余长度则根据分配需要来确定。(5) 初步选择深沟球轴承因轴承主要承受径向载荷的作用，也可同时承受较小的轴向载荷的作用，故选用深沟球轴承6004。 3.3.2 轴的校核因此轴的转速较高所以要对该轴进行校核，以保证扫雪机的整体质量由发动机传到轴上的功率为p=3kw，效率为0.8，转速为
28、2500r/min。(1) 求轴上的功率p和转矩T P=P=3 0.8=2.4(kw) T=9.5510=9.5510=11460(N)（2）求作用在轴端的力 已得轴端的分度圆直径为d=20mmf=1146NF=f=1146=417.75NF=ftan=1146tan3.18=63.67N 圆周力F 径向力F 和轴向力F L =50 L=750 （3）求轴上的载荷 又因为从轴所在的位置来看，轴端位子是最危险的截面，计算其M, M,M，列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力F=1074N F=72NF=391N F=26N弯矩MM=46340NmmM=19582Nmm总弯矩M=50307Nmm扭距
29、TT=11470N（4） 按弯矩合成应力校核轴的强度 取=0.6，轴上的应力计算 =1.4Mpa 轴的材料为45号钢，调质处理，查的=60 M pa,因此，故安全。3.4 减速器的选择减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机的需要。由于汽油机传出的转速较高，而扫雪机的行走速度需要根据人正常行走速度而确定，所以需要减速器来减小传动轴传送的转速。因为所设计的扫雪机容积量有限，所以需要一个小型的减速器来减速。结合减速器的优缺点，选取涡轮蜗杆减速器。涡轮蜗杆减速器由于传动比大，零件数目又少，因而结构紧凑。在蜗杆传动中，由于蜗杆齿是连续不断地螺旋齿，它和涡轮
30、齿是逐步进入及退出啮合的，同时啮合的齿数又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动具有自锁性。设计的机构中蜗杆作为动力输入端，安装在涡轮的上方。选择材料：蜗杆采用45钢，表面硬度45-50HCRC。涡轮采用ZCuSn10Pb1，金属型铸造。3.4.1 按接触强度计算（1） 确定蜗杆头数、蜗杆齿数 由机械设计课本查表得 （2） 确定涡轮转矩 = 9.55106 =1.44 105 Nmm (3) 确定条件确定载荷系数=1.1确定弹性系数ZE =155转速系数 寿命系数接触系数查图得接触疲劳极限由表得，接触强度安全系数(4) 初定中心距、模数、倒程
31、角 =29.95 （a取35mm） M=（1.41.7）， 取m=1.6 (5) 计算传动效率 当量摩擦角啮合效率 传动效率 （取，因查时考虑轴承的摩擦损耗， ，考虑蜗杆转速较高）3.4.2 按齿面接触强度验算 公式为： = =30.335mm 3.4.3 计算传动的主要尺寸 中心距 蜗杆的分度园直径 蜗杆齿顶圆直径 蜗杆齿根圆直径 蜗杆轴向齿距 蜗杆轮齿螺纹部分长度 涡轮分度圆直径 涡轮齿顶圆直径 涡轮齿根圆直径 涡轮外圆直径 涡轮轮齿宽度 =15.36mm （取为16mm） 涡轮齿宽角 3.4.4 弯曲强度验算 齿形系数查表得， 螺旋角系数 极限弯曲应力查表得， 许用弯曲应力 （取S Fm
32、in=1.4） 弯曲应力： (3.5集雪装置的设计积雪要被运输到抛雪桶内，所以要把积雪往积雪桶中央聚拢，因此螺旋集雪转子由两个旋向相反的螺旋轴对接而成，搅龙叶片螺旋旋转，达到集雪的目的。设计中采用带状螺旋集雪轮，这样的设计能对积雪有很好的破碎作用，不至于发生堵塞的情况。基本机构如下： 以上形式的集雪装置将切雪，碎雪，集雪，运雪几大功能于一身，具有很好的清雪效果。左右两边的搅龙旋向相反，能够将两边的雪集中到中央，传递到抛雪轮下，在抛雪轮的高速旋转下将雪抛出。考虑到积雪具有一定的粘性且较易堆积，所以集雪螺旋考虑使用带式螺旋。带式螺旋为螺旋式除雪机的主要除雪执行元件，其主要参数包括螺旋外径、带宽、头
33、数、螺距、螺旋长度及转速等，这些参数的选择直接关系到除雪机的除雪效率及积雪的除净度。除雪机的除雪效率是指单位时间内清除积雪的面积，具体表现在所能输送积雪的体积上，它与螺旋的各参数间存在着某种函数关系；积雪除净度是机器所清扫过的地面上，无雪面积占整个清扫面积的比例。由于积雪的性质及除雪的特殊要求，积雪除净度取决于螺旋对底层与路面冻结在一起的积雪的清除程度，它与螺旋的头数及转速成正比，与机器的行走速度成反比。（1）螺旋叶片对雪的推动作用左右旋螺叶片加工时有一定的螺旋升角，安装在螺旋轴上，在动力的作用下以一定的转速旋转。当扫雪机向前行走时，积雪被收集在位于搅龙叶片后侧的清雪铲内。积雪在动力作用下产生
34、相反旋向的螺旋线运动，即周向运动与轴向运动的合成运动。积雪的轴向运动是除雪机工作的有用功，而周向运动是无用功，因此，使得轴向运动取较大值，同时使周向运动为较小值，才能够最大限度地降低动力消耗，达到清除积雪的目的。（2）抛雪机构的原理离心抛雪机构工作时，设质量为m的物体，被抛雪叶片以初速度v0抛扔出去，则该物体从叶片那里获得的动能为1/2mv02。根据对除雪车扬雪的要求：即要把积雪抛送到一定的高度H，又要把积雪抛到最高处离开抛雪筒时还应该有一定的末速度，以便将积雪抛向路边边缘化地带或抛向运雪车将积雪运走。(3)离心排雪泵的原理离心抛雪叶片的功用是在管路中造成压差，形成强烈的气流，来进行所需的工作
35、工作时，由于抛雪叶片向管路中压气或吸气，促使空气在管路中流动，从而带动积雪抛出。因此要使气流在管路中流动，就必须在管路中制定一定的压差，使气流具有一定的压力和速度，以克服气流在流动过程中的阻力。3.5.1抛雪装置的设计根据设计得到抛雪叶片转速为n=1785r/min,取雪球质量为1g。 V=2nr=17850.122=1367m/min=22.7m/s H=1/2mv02=0.257m=257mm。抛雪高度小于仰雪筒高度，则能够满足使用要求，而正常时候积雪的质量经过打散之后没有那么重，所以抛雪高度只会更高。3.5.2搅龙轴的设计搅龙轴是扫雪机集雪时运转的中心，在机构设计中不可小视。通过连接涡
36、轮和装有旋向不同的螺旋叶片的圆筒来实现其功能。轴的中间与涡轮相连接，依次往两边通过轴承固定在箱体上，最后连接圆筒，使整个机构运转顺畅。轴的设计：轴的工作情况：无腐蚀条件轴的转速n2=83.3轴输入功率转矩T=9.55106 =9.55106 =1.49 轴是实心轴，材料：45 正火、回火3.5.3搅龙叶片的设计搅龙叶片是扫雪机结构的重要组成部分，对集雪工作有很大的影响效果。实际中搅龙叶片的设计和安装都比较困难，因为动力输入到搅龙轴的中间部分，同时搅龙也要将积雪向中间收拢并向后输送，所以，左右两边的搅龙叶片旋向相反。 螺旋叶片的设计参数：节距P、叶片内径d、叶片外径D。节距P：相邻两叶片上对应点
37、间的轴向距离；叶片内经d：等于空心圆筒的外径，可从圆筒上直接量取；叶片外径D：根据设计尺寸来定。一般情况下，叶片是搅龙上易损的部分。开始阶段，叶片的外侧被磨成刃口状，这时并不会影响其工作性能。但慢慢地叶片的外径越磨越小，直至无法运输，严重影响运转以及集雪效果。再者，同一根轴上叶片的磨损速度和程度也不一样，旋转处于无序状态时，对叶片的磨损最为严重（尤其是负载较大或使用次数过多时）。根据调查得知，往往一根轴上只有一端的三五片叶片需要更换，而由此废弃整根轴很可惜，因此，我们将搅龙叶片设计成可以互换的，就可以不用弃掉整个完好的轴，从而大大减少成本。 搅龙叶片的尺寸可通过计算得出，计算式为： 式中：L
38、外螺旋线实长（mm） l 内螺旋线实长（mm） h 叶片高（mm） r 叶 片展开里口径（mm） 切口角度（度） C 切口弦长（mm） P 节距（mm） 第四章 键的选择与校核 已知涡轮处的轴径d=20mm，涡轮齿宽16mm，需要传递扭矩为。4.1 选择键链接的类型和尺寸 选用平键连接。且选用圆头普通平键（A型）。根据d=20mm， 查表得键的截面尺寸，键宽=6mm；键高h=6mm。根据参考键长系列，选键长L=18mm（16）。4.2 校核键连接的强度 键、轴的材料都是钢，涡轮材料为ZCuSn10Pb1，查表得键的许用应力，取。工作长度，键与轮毂键槽的高度（17）。于是可求得： (38)该键标记为取件标记为：键6 第五章 结论通过一个学期的努力，终于顺利完成了扫雪机的设计工作，进行了工程图的绘制、传动的计和重要零件的校核。基本完成了设计要求。当然其中还有些不足之处，在以后的学习工作中要注意。通过此次扫雪机的设计过程中的理论分析和设计得出以下结论：1通过研究目前国内外该种设备的发展情况提出了一种清雪设备的工作原理。2设计出了该种清雪设备，并进行了工程图的绘制，确定了其基本参数。3针对现有扫雪机的不足进行改进，完善了其中的一些细节，使设计出的产品更新颖、美观、适用。4通过对扫雪机的进一步研究和完善，为以后生产出适合中国情的清雪设备奠定了基础。
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