犁式除雪车除雪装置设计论文说明书

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1、 毕业设计报告(论文)报告(论文)题目：犁式除雪车除雪装置设计 作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 车辆工程 北华航天工业学院毕业设计毕业设计(论文)任务书(理工类)毕业设计(论文)题目：犁式除雪车设计题目来源教师科研课 题纵向课题（）题目类型理论研究（）注：请直接在所属项目括号内打“”横向课题（）应用研究（）教师自拟课题（）应用设计（）学生自拟课题（）其 他（）总体设计要求及技术要点：设计以犁式除雪车的除雪装置，完成除雪任务工作环境及技术条件：设计参数：底盘尺寸（长宽高） 4000x2000x2000mm，额定载货质量 3000kg，自身质量1200kg，最高车速100km/h，最

2、大爬坡度30%。发动机功率最大80kw/4000rpm，最大扭矩300Nm/2000rpm，轴距2600mm，轮距前后都是1400mm，最小转向直径12m驱动轮半径280mm，主减速器传动比6.17，变速器一档传动比6.4，其他参数可自定。数据如果有冲突，可以适当自己调整工作内容及最终成果：1.设计目标： 根据产品设计要求，完整地设计出装配图一套、零件图若干，设计出的产品能应用于实际生产中。2.设计要求：系统地说明设计过程中问题的解决（确定传动和结构方案及零件材料的选择）及全部计算。计算内容应包括有关计算简图，如主要参数的选择及设计与校核、传动方案简图、相关零件的结构简图、零件的受力分析图、弯

3、矩和扭矩图等。3.计算过程完整有序，计算结果正确清晰，文字说明简明通顺。计算过程只需列出已知条件、计算公式，将有关数据代入公式，省略计算过程，直接写出计算结果。将计算结果整理后，写入右边栏内，并注明此结果是否“合用”或“安全”等结论。4.任务完成验收时提供材料：设计说明书一份，总装配图2张、零件图若干。时间进度安排：指导教师签字： 2017 年 月 日教研室主任意见：教研室主任签字： 2017 年 月 日I 目 录第一章 绪 论- 4 -1.1 概述- 4 -1.1.1除雪车的定义- 4 -1.1.2除雪车的功用- 4 -1.1.3犁式除雪车的主要结构- 4 -1.1.4除雪车的分类- 6 -

4、1.1.5除雪车发展现状- 6 -1.1.6除雪车行业发展趋势- 7 -1.2 设计依据- 7 -1.2.1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计- 7 -1.2.2合理地选择装配方式和设备及设计指标- 7 -1.2.3全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备- 8 -1.2.4注意考虑设计后挖潜的可能和留有发展余地- 8 -1.2.6注意环境保护、减少污染- 8 -1.2.7方便施工、安装、方便生产、维修- 8 -1.3 设计的范围和内容- 8 -1.3.1 机械结构的设计- 8 -1.3.2控制系统的设计- 9 -第二章 除雪车工况分析- 10 -2.1 我国降雪量定级方法- 1

5、0 -2.2我国未来降雪趋势- 10 -III 2.3 我国主要降雪区域分布- 10 -2.3.1我国除雪车工况分析- 11 -2.3.2执行标准及设计标准说明- 11 -2.4 材料衡算- 11 -2.4.1犁刀材料- 11 -2.4.3材料性能- 12 -2.5 控制系统- 12 -2.5.1液压控制- 12 -第三章 受力与刚度计算- 13 -3.1 除雪阻力计算- 13 -3.1.1除雪断面面积计算- 13 -3.1.2除雪作业受力分析- 13 -3.1.3牵引力计算- 15 -3.1.4行驶阻力计算- 15 -3.1.5牵引平衡- 16 - 3.1.6 功率平衡- 16 - 3.2犁

6、刀的受力分析与计算- 16 -第四章 结 论- 18 - 4.1 本设计的技术先进性与经济合理性- 18 - 4.2 本设计存在的主要问题- 18 -参考文献- 19 -I 摘 要本设计犁式除雪车除雪装置设计，根据设计任务及现场环境的要求，通过查阅大量的相关资料，逐步完成本设计工作。主要包括以下方面：阐明犁式除雪车工作原理，制定出合理的设计方案，旨在设计适用于国内环境的通用除雪车。对我国降雪较多地区进行调查，并确定最高降雪量。计算分析受力情况，选择合适通用车身，同时对犁刀的结构进行合理设计。利用CAXA软件绘制犁刀结构相关图纸。关键词：降雪量分析，受力分析，犁式除雪车，犁刀设计V 北华航天工业

7、学院ABSTRACTThe design of the plow-type snow removal snow removal device design, according to the design tasks and on-site environmental requirements, through access to a large number of relevant information, and gradually complete the design work. Mainly include the following:Clarify the working prin

8、ciple of plow-type snow removal car, to develop a reasonable design, designed to design for the domestic environment of the general snow removal. To investigate more areas of snowfall in China and to determine the maximum amount of snowfall. Calculate the analysis of force, select the appropriate ge

9、neral body, while the structure of the plow knife reasonable design. Using CAXA software to draw the structure of the plow structure.Key Words: Snowfall analysis, Force analysis, Flow snow removal, Creep design. V 北华航天工业学院毕业设计第一章 绪 论1.1 概述1.1.1除雪车的定义除雪车是用于扫除道路、铁轨、机场等场所积雪的专用车辆，除雪车是由机动车推送，借助专用的除雪转职，将积

10、雪推向线路一侧或两侧，从而保证积雪的顺利清除。除雪车按照除雪原理可大致分为犁板式、旋切式、扫滚式三类，其中犁式除雪车主要以犁刀为除雪装置进行积雪扫除。除此以外，也有使用化学、物理手段降低积雪硬度、融点等方法的清雪装置。1.1.2除雪车的功用我国北方高寒地区每年降雪4到6个月，道路积雪对交通运输造成了恶劣影响，以至于交通事故频发，甚至中断交通。为了保证高质量，高效率的通车环境，我国引进并改善了除雪车来改善积雪对交通的影响。除雪车的主要功能是清除积雪，除此以外，还有具备多样功能的多功能除雪车。多功能除雪车可以做到集推雪、扫雪、搅雪、抛雪、融冰、除霜等功能于一体，起到一车多用的作用。既节约的资源成本

11、，又节约了时间加快了工作效率，确保道路时刻保持通畅。现如今，我国最常使用的除雪车为犁式除雪车和撒盐机。1.1.3犁式除雪车的主要结构犁式除雪机主要由犁刃与导板及悬挂装置组成，例如德国拜尔哈克公司的犁式除雪机，犁式推雪板的导板由特殊工程橡胶材料制造，结构简单、弹性好、反应快、噪音低、吸振能力强，使用成本低。高度可调(可选手动螺旋杆或液压式)的充气轮胎支撑装置，自位轮结构对重型推雪板尤其重要。2个伸缩式液压缸调整雪板左右角度，可使推雪板工作角度调为30度、32度、34度、36度。推雪板端装有路缘石挡块，以防铲刃与路缘石干涉。一对轮式停放支架，以方便移动推雪板；推雪板上端防溅装置可防止高速除雪时雪花

12、飞溅到驾驶室挡风玻璃。固定简易型可使雪板工作速度达40 kmh，可调型可使工作速度更高，另外还配有铲刃快速安全更换装置，大型推雪板还可装配路拱适应调节装置。雪板前倾角度有9度和21度，以适应软硬雪的施工要求。1.1.3.1车身车身是除雪车前进的动力来源，在不同的工作环境下，除雪作业的进行会有不同的要求。在这种情况下，便可以使用不同的车身来适应新的工作状况，以达到最佳的除雪目的。一般来说，在普通的道路除雪条件下，我们使用家用车就可以完成除雪任务，但1 在如颠簸的山路，过厚的积雪路况，冰面等情况下，就要使用特殊种类的车身来进行除雪工作。我国的除雪车主要以中重型运输车辆或工业车辆作为车身进行除雪工作

13、，以适应我国道路的积雪情况。1.1.3.2悬挂装置除雪车车身于除雪铲之间需要除雪装置进行连接，根据需要的不同和除雪规模的差异，可以使用带有液压、电机调节的特殊悬挂装置。图1.1 除雪装置组件1.1.3.3震动组件和越障机构除雪车在除雪作业中，不可避免会遇到障碍物或者不平坦的路面状况。为了防止在除雪作业中遇到这些情况，除雪装置应具有越障以及减震的功能。1.1.3.4主架主架是除雪装置的主体，是连接各个部分的主体，由于除雪装置的主要受力体即为主体，因此，主体需要有较大的刚度。1.1.3.5电控系统和液压系统部分具有调节功能的除雪车，可以使用电控、液压系统来调节雪铲的高度、倾斜角度、前倾角等，来应对

14、不同的除雪状况。图1.2液压控制装置1.1.4除雪车的分类除雪车按其除雪原理不同分为犁板式、旋切式、扫滚式三类，使用的除雪装置分别为：犁刀、螺旋集雪器、滚筒。其中，旋切试除雪车主要针对路面硬积雪、积冰的特殊情况，扫滚式除雪车应对较薄的浮雪。犁式除雪车是我国使用的最频繁的除雪车种类，犁式除雪机械结构形式分为单向式、V型式、单向翼形式和双向翼形式，主要用来应对较厚的公路积雪。三种除雪车相比，犁式除雪车具有结构简单，成本较低，开发难度低的优势。1.1.5除雪车发展现状 我国对除雪车的发展较晚，约始于1980年左右，随着改革开放，我国道路不断新建和开阔，各种机动车辆猛增，对积雪的处理要求的提高，促进了

15、除雪车的开发进程。我国的除雪车研究机构多集中于三北地区，先后生产出了几十种样机，在除雪工作中发挥了一定的作用。同时，为了提高技术的先进性，有关部门也引进了外国的道路养护技术和相应的专业道路养护设备。其中就有不少具有除雪功能，如奔驰1650万能工程车。我国曾经在研究了国内降雪情况、道路情况、机械使用条件和有关部门的要求后，在1982年研究了J-80犁式除雪车。在白江河公路全长3500公里的作业实验中，其良好的性能表现得到了高度评价。除雪装置对于处于高纬度的地区和国家来说是冬季除雪的必要养护装置。除雪作业对于维持正常运行、确保行车安全、延长路面使用寿命有重大意义。降雪较频繁的国家都十分重视除雪机械

16、的研制与使用，如加拿大、日本、德国、法国、英国、瑞典、俄罗斯等国家，都实现了机械化。最早的除雪机发明于1951年，并于1952年进入市场销售。1966年成立了较大型的除雪车生产公司-Gilson除雪机，他们改良了市场上的除雪机产品，推出了面向个人家庭的小型除雪机。到了1970年，随着马力的增强，大型除雪机也得到了改良，足以应付较大风暴带来的积雪影响。目前，国外除雪车外形基本定型于1970年，在此之外，新增了其他种类的新型铲雪车，转子除雪车就是其中之一。在电子技术发展的现在，人们已经开始将铲雪设备与电子设备相结合，来达到更为简单、方便、安全和快捷的除雪效果。1.1.6除雪车行业发展趋势除雪车在国

17、外的飞速发展，使其品种越来越齐全，功能越来越强大，出现了一批具有高创造性和高质量的品牌，英国的SCHMIDT、瑞士的STEYR等。总之国外除雪机呈现以下发展趋势：多功能化，在除雪的基础上增加融雪、路面清扫等功能；高性能化，为了应对除雪中应力的变化，除雪车开始使用液力变矩器。高安全性，除雪工作中，可能遭遇紧急的道路变化，受到很大冲击，因此需要一定的安全性保证人员安全。专业领域化，大型、小型除雪机分别面对不同情况而得到充分使用。我国道路环境比较复杂，除雪设备技术未能达到较高水平，在躲避障碍能力上不足，经常损坏设备，造成不必要的损失，再者我国大部分地区一年降雪时间在3到4个月左右，一年中除雪工作一般

18、在几十次，一年中大部分时间处于闲置状态，大大加大了道路养护的费用支出。减少成本是大课题。我国除雪机的发展尚不完善，与外国的先进型号仍有一定技术上的差距。要积极地加强技术合作，打破专利封锁。集中人力物力优势，联合开发除雪机械，尽早研制出高速度、高性能的除雪设备，实现除雪自动化，节约人力，既可以减少恶劣环境下的人力劳动，也可以提高我国的城市机械化水平。犁式除雪车作为小型简单可靠地除雪设备，在我国有一定的使用价值。1.2 设计依据本设计是根据北华航天工程学院机电工程学院下达的毕业设计任务书进行设计的，设计课题为犁式除雪车除雪装置设计。1.2.1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计 计划任

19、务书规定产品的规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如果限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则应说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。1.2.2合理地选择装配方式和设备及设计指标主要结构的确定至关重要，设计完成后，要想改变结构状况十分困难。因此车身的选择和结构确定应慎重从事，须通过方案对比后确定，并应尽可能考虑工况，采用安全可靠、技术先进、成熟、经济合理的设计方案。1.2.3全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备由于工厂生产要求长期连续运转，而有些设备则需要一定的时间进行计划检修；同时受各处复杂条件如场外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的

20、储备。各种堆场、储库的容量，应满足各处物料存期的要求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不要太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。1.2.4注意考虑设计后挖潜的可能和留有发展余地除雪车从设计到制造投产往往要好几年的时间，而生产技术却是向前发展的。因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。此外，应结合设计时的国内外未来时期对设计产品需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的设计余地。考虑除雪工作的原则，既要便于今后的开发，使车辆工作时尽量不影响原有机能，又要尽可能增加当前车辆的功能和潜力。1.2.6注意

21、环境保护、减少污染设计应严格执行国家环境保护、工业卫生等方面的有关规定。对可能产生的污染应采取相应的防治措施，确保工作人员在良好的环境下从事生产，保护广大职工的身体健康。1.2.7方便施工、安装、方便生产、维修 应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。充分考虑设备安装、操作、检修的方便。1.3 设计的范围和内容其范围涉及到工况的调查，工作功率的计算，车身的选择，除雪装置受力情况，刚度计算，结构设计，结构图绘制等。 1.3.1 机械结构的设计除雪车机械结构的设计的内容大致包括：犁刀整体设计、主架设计、防震越障装置设计、刚度验证、功率计算、车身选择。有关计算简图，如主要参数的选择及设计与校核、传动方案简图

22、、相关零件的结构简图、零件的受力分析图、弯矩和扭矩图等。1.3.2控制系统的设计包括液控和电控两部分。第二章 除雪车工况分析我国降雪覆盖范围基本没有出现明显变化。依据全国无缺测、具有连续日降雪观测的台站资料波谱分析显示,19702000年我国降雪量年变化波谱组成比较简单,但具有明显的区域性分布特征和两种相反的变化趋势。划分出4个降雪量年变化相似区域:除东北少部分地区、内蒙中部至华北地区、青藏高原东缘至四川盆地和新疆部分地区,降雪量持续呈线性和非线性减少外,我国绝大部分地区年降雪量总体呈增加趋势,但80年代中后期开始减少。降雪量月变化也存在区域性分布特征,并与区域气温和地理特征有关。2.1 我国

23、降雪量定级方法*小雪：24小时内降雪量小于2.5mm的降雪过程。 *中雪：24小时内降雪量2.5 4.9mm的降雪过程。 *大雪：24小时内降雪量5.0 9.9mm的降雪过程。 *暴雪：24小时内降雪量大于等于10.0mm的降雪过程。2.2我国未来降雪趋势据有关资料所述，在对全国738个地面观测台站1960-2004年的逐日积雪深度资料,对中国地区过去40余年的积雪时空变化特征进行分析后，我国2010-2050年积雪深度和雪水当量年际变化均有减少的趋势,且青藏高原减少最为显著,东北地区和新疆北部地区积雪减少值小于青藏高原地区。但考虑除雪车工作状况，我们不会使用青藏高原的降雪数据来决定除雪车性能

24、，而是采用比较具有泛用性的东北地区来衡量我国降雪、积雪水平。未来2021-2050年积雪深度和雪水当量的年变化对比1971-2000年,春季的积雪量减少,而冬半年的积雪量可能有少量增加。采用气温、降水与降雪量的关系计算的结果显示,在A2、A1B和B1情景下,降雪量在中国地区未来40年亦有减少趋势,减少较大地区位于青藏高原南部边缘到中东部地区。2021-2050年的降雪量对比1971-2000年,降雪量在1-5月减少明显。2.3 我国主要降雪区域分布中国地区季节性积雪存在着三个高值中心：青藏高原西南和南部地区、新疆北部和东北内蒙古地区,这也是积雪年际变化变化大的地区,也即为中国地区积雪年际异常变

25、化的敏感区。因此在选择模拟的积雪情况时，主要采用这三个地点的降雪情况。综合积雪深度和积雪日数的变化趋势,可大致分为三种变化类型：增加和减小同步,同步增加区主要在新疆的天山以北、青藏高原的东部地区、内蒙古高原的中东部到大兴安岭以西的地区,同步减少区大体在内蒙古西部、黄土高原和长江中下游地区；积雪深度增加但积雪日数减少,主要在东北平原东部的部分地区,长江上游的部分地区；积雪深度减小而积雪日数增加,主要位于青藏高原中部的部分地区。可以看出，我国的主要降雪区域为：青藏高原、新疆地区和东北地区。而在主要降雪区域中，东北地区的降雪时间和分布比较稳定，相对于其他两个区域而言，更易于采集数据。2.3.1我国除

26、雪车工况分析根据我国降雪量信息及降雪分布信息，我国除雪车一般在哈尔滨、长春等地具有较高的使用频率，由于除雪车的工作能力要适应大多数的工作环境，故选择降雪量较大的哈尔滨作为参考工作地点。根据相关数据显示，哈尔滨在1、2月份的降雪量最多，近几年也会出现连续40小时以上的暴雪天气，为了使除雪车能够应对绝大多数的工作情况，我们选用在连续两日暴雪情况下的积雪路面作为参考的工况，用以选择计算除雪车相关性能参数以及除雪装置的相关刚度参数。2.3.2执行标准及设计标准说明本文设计以犁刀为主要装置进行除雪车设计及说明，犁式除雪车是我国使用的最主要的除雪装置。2.3.2.1执行标准设计相关标准符合中华人民共和国国

27、家标准:除雪车(GB/T25977-2010)规定。车辆使用过程符合公路监督检查专用车辆管理办法之规定。2.3.2.2设计标准参考GB/T 25977-2010除雪车设计标准。2.4 材料衡算材料计算是结构验证的基础，在整个设计过程中至关重要，并且是保证设计方案可行的保障。当设计方案确定并在完成装配图前，即可进行刚度计算，设计工作即从定性分析发展到定量计算。2.4.1犁刀材料（1） 除雪车犁刀材质选择：16Mn（Q345）低合金结构钢。（2） 犁刀的大臂；铲斗；机身材质全部都是 16Mn（Q345）低合金结构钢。（3） 犁刀刀刃：65Mn弹簧钢。2.4.3材料性能根据查看材料屈服强度表，可知Q

28、345按照最新标准GB/T1591-2008 ，Mn元素含量要求1.70，屈服强度要求为345MPa。密度7.85g/cm3。65Mn的屈服强度要求为785MPa。2.5 控制系统控制系统采用常规犁式除雪车控制系统，可以调节除雪车犁刀的举升与倾斜角度。以便在除雪机不工作时，举升雪铲，避免损坏雪铲。2.5.1液压控制液压油从挂载车上截取，液压油箱要保持足够的油量。并依照挂载车用油要求执行。采用低温环境下（-32左右）能正常使用的液压油，如航空液压油等。采用组合式多路电磁阀可以控制除雪铲的左右转向角。此设计使用了工程车使用的标准液压缸，并且对油路进行了设计，可通过液压装置分别对雪铲的不同工作状态进

29、行调整，如雪铲的举升和转动。 第三章 受力与刚度计算3.1 除雪阻力计算路面除雪车的除雪铲结构为单向犁板式，其除雪阻力 Fsx 为浮雪铲除雪作业时受到的雪的阻力Fp与车辆的行驶阻力Fm之和。3.1.1除雪断面面积计算我们以参考哈尔滨在数日暴雪天气下的积雪情况作为参考工况，初定雪密度为800kg/m2，车辆在路面行驶需要宽度约为3m，犁刀有效除雪宽度定为3m，最大积雪厚度为0.9m，因此，可以得出，除雪装置的有效除雪面积为2.7m2。根据已知状况，犁刀除雪角在50-60时除雪效率最佳，选择60角作为除雪车的除雪行进角，故可得出除雪铲最大除雪断面面积为3.11m2。3.1.2除雪作业受力分析在自身

30、重力的作用下，除雪铲会与地面紧密接触在一起，除雪车在前进时，因为速度较大，积雪将被铲离地面，并沿浮雪铲抛向侧面。因此，浮雪铲本身的质量、铲体与路面的摩擦系数、铲刃与路面的夹角、铲刃形状、铲体水平摆角、除雪作业宽度、除雪作业速度、浮雪密度、浮雪厚度等因素都与雪阻力计算密切相关。同时，浮雪的平均抗剪应力亦对雪阻力计算产生一定影响，但由于其值相对较小，计算时通常忽略不计。为便于计算分析，建立如图 3.1 所示的浮雪铲受力直角坐标系。定义除雪车前进方向为 X 轴正向，车体左向为 Y 轴正向，垂直向上方向为 Z轴正向。定义浮雪铲铲体与地面间夹角为切削角，铲体长度方向与车辆行进方向所夹锐角!为行进角，按图

31、 1 坐标系把浮雪铲受到的雪阻力Fp 分解为前进方向分力 Fpx 、侧向分力 Fpy 和垂直分力Fc。图3.2为除雪铲在除雪过程中所受到的雪阻力与重力等的直角坐标系。图3.1除雪阻力坐标系图3.2除雪铲坐标系当除雪作业速度小于10 km/h，作业效率太低，除雪作业速度大于70km/h，则违反道路交通相关法律、法规。因此，确定除雪作业速度区域为1070km/h。研究结果表明，在1070km/h速域内，除雪作业速度对雪阻力的影响呈分散的两区域1020km/h速域和 2070km/h速域。不同速域对雪阻力的影响系数不同。根据速域影响系数，建立如下雪阻力各向分力计算分析数学模型：除雪车工作时的数学模型

32、为：式中：f 为铲刃与路面的摩擦系数； Mp 为雪铲质量（kg）； S 为浮雪层与雪铲接触断面积（m2）； v为除雪车作业速度，（m/s）； 为雪密度，（kg/m3）； K 为浮雪铲刃口形状系数（K=1）； g 为重力加速度g=9.81m/s2； 为行进角（）； 为切削叫（）； 雪的抗剪强度（Pa），=0.024H+9.2*104其中H为雪的抗压强度，可查表获得。当除雪作业速度为10km/h-20km/h时，可获得计算公式：当除雪作用速度为20km/h-70km/h时，可获得计算公式：浮雪铲铲刃在除雪作业时与路面的摩擦是在有雪参与的条件下钢铁材料的铲刃与路面间的摩擦。钢质材料与压实雪的摩擦系数

33、为0.1，钢质材料与沥青混凝土的摩擦系数为0.250.5。大多数情况下，铲刃和路面的摩擦系数的取值范围为0.150.45。在除雪作业过程中，各种摩擦情况都会随机出现，没有规律性 。因此，计算中通常取摩擦系数的最大值，即f=0.45。积雪密度变化范围很大，为了保证除雪车可以满足大部分除雪条件，我们选用最大值800kg/m3作为计算使用的雪密度。在犁刀结构一定的条件下，计算除雪铲的质量，带入除雪断面面积为3.11m2，铲面厚度为2.5mm，经过计算可得除雪铲质量约为600kg。计算10km/h-20km/h的雪阻力：Fpx=31224.87-124899.49NFpy=8953.09-35812.

34、36NFpz=5886N计算20km/h-70km/h的雪阻力： Fpx=81292.28-964053.34NFpy=35812.36-293140.64NFpz=5886N3.1.3牵引力计算除雪车在工作中的最大牵引力Fmax等于积雪路面所能提供的最大摩擦力FF=（gM-Fpz）式中：为附着系数，等于0.3；M为整车整备质量，选取重型型卡车质量15000kg为整备质量。则可得出最大牵引力Fmax=0.3*(9.81*15000-5886)=42379.2N3.1.4行驶阻力计算在计算过程中，我们将除雪车的工作过程看做匀速行驶过程，其行驶阻力的计算公式为：F阻=阻Av2+（Mg-Fpz）式中

35、阻为空气阻力系数取值0.00275；为滚动阻力系数，取值0.0189+0.00061v；A为车头投影面面积，取值8m2。计算可得除雪车行驶阻力F阻=2911.34N3.1.5牵引平衡为使除雪车可以正常进行除雪工作，除雪车的牵引力必须大于等于雪阻力与行驶阻力之和，即FmaxF+Fpx。带入可得Fpx39467.86N，小于124899.49N但大于31224.87N，故可知除雪速度应在10km/h到20km/h之间，经计算可得除雪速度v=11.4km/h。3.1.6 功率平衡除雪作业消耗功率可由公式P=(Fpx+Fm)v/计算获得，其中为机械效率取值为0.85，经过计算得除雪功率P=185.94

36、kw，一般来说重型卡车发动机功率大于200kw，故在此工况下可以应对任何密度的路面积雪问题。3.2犁刀的受力分析与计算1受力分析 犁刀在工作时，受力最大的点为前段的刃部，以及与刃部相连的铲头部分，因此，在检验结构刚度时，只需要检验这两部分即可。受力图如下图所示：图3.2犁刀受力分析可知除雪车在进行除雪工作时，犁刀刀尖受两个力的作用，我们可以用除雪阻力来代替这两个力对犁刀的作用，将除雪阻力分为垂直于犁刀表面的FA与平行于犁刀表面的FB，我们在检测刀尖的刚度时，只需要考虑FA的作用即可。而FA=Fpxsin60，带入前面计算的雪阻力可得FA=34180.17N。2. 应力计算由公式=F/A来计算刀

37、尖处的应力，将经过分析得出的结果带入可得：1=34180.17N3.11m2=10990.35Pa远远小于材料屈服强度。计算除雪装置推面应力，犁刀刀尖长度为20cm即0.2m除雪角度为60，则离地面距离L=0.2sin60=0.17m，积雪厚度为h=0.9m，故有F=FA*(h-L)/h=27723.92N。带入计算推面应力得：2=27723.92N2.52m2=11001.56Pa，亦小于材料屈服强度。第四章 结 论4.1 本设计的技术先进性与经济合理性本设计为犁式除雪车除雪装置设计，对我国国内降雪及工作状况进行了详细分析，使用已有的底盘车身，进行的符合我国国情使用的犁式除雪车，降雪分析、结

38、构设计、刚度检验，以及主要参数和细节均有涉及。关于底盘选择，秉承尽量选择适当的型号、尺寸、功率，以避免浪费的原则，且保证设备的功能性完善，利于维护。在保证工作效率和工作质量的前提下，做到环保、节能、快速的多重要求。4.2 本设计存在的主要问题本设计在结构上为保证工作状况要求，对积雪状况的处理为最坏情况，因此在小量降雪的情况下显得过于浪费。设计中更多的考虑城市工况、平坦道路，对于崎岖道路和窄小的山路没有考虑。产品成本和原料的买进没有进行估算、计算成本等经济指标。总体来讲，本设计不是很细致，还有一些改进之处。17 参考文献1徐兴奎.19702000年中国降雪量变化和区域性分布特征J.冰川冻土,20

39、11,(03):497-503.2王涛，张永梅.国内外道路养护机械的技术水平及发展趋势j建设机械技术与管理，1997（3）.3张先璞，王立勋.等CL-2.4型公路除雪器的研制j吉林交通科,1993（2）.4崔鑫.犁式除雪车关键技术研究.2012(2).5王芝兰.中国地区积雪的年际变化特征及其未来40年的可能变化D.兰州大学,2011.6中国机械CAD论坛.7彬台机械（苏州）有限公司网站.8阿里巴巴网站. 9李靖，张俊荣.多频段干雪特性测量与理论计算比较J.遥感技术与应用，1994(4).10杜广生.汽车空气动力学 M. 北京：中国标准出版社，1999.致谢辞致谢辞本次设计完成之际，谨向敬爱的老

40、师表示衷心的感谢。从开始选题到设计中各个环节，刘老师都给予了细致入微的关心和指点。老师严谨认真、谦逊务实的治学态度，以及质朴明朗的为人风格，还有为人和蔼而且给我说啦很多关于设计以及将来工作需要注意的地方，让我受益匪浅。通过两个多月刻苦的毕业设计，我虽然知道的还是不多，但是他带给我在将来的学习中的收获和启迪却是深远的。在这里我要简单介绍一下我的设计情况；首先，由于经验和知识的匮乏，难免有很多考虑不是很周全的地方，但是在热心的同学和尽职的老师的帮助下我成功啦；其次，自己也获得了难得的学习和锻炼机会，运用大学四年之所学，学之所用，更加全面系统的掌握食品专业的相关知识，也学到了许多机械设计的思路方法。同时我要感谢一起做毕业设计奋斗的同学们，他们给我提出很多好的建议和方法。最后，衷心感谢在百忙之中审阅本设计的老师。