（优秀毕业全套设计）多功能路面清雪车的整体布置设计（整套下载）

路面杂质在各种公路的路面上，不可避免的存在各种杂质，比如粉尘泥沙碎石颗粒物等。

这些杂质的存在对路面压实冰雪的性能也有重要影响。

当路面与压实冰雪之间存在杂质时，杂质起到了凝结粘合的作用，水的结合冻不均匀，增大粘结层强度。

般情况下，粘结层的强度高于压实冰雪的强度不同的路面的表面特征及路面杂质的存在情况各不相同，所以路面压实冰雪的性能是随着路面杂质不断变化的。

.路面压实冰雪力学性质抗压强度压实冰雪的抗压强度是清雪车设计的重要参数之，指压实冰雪抵抗其他物体进入的能力，用物体进入冰雪时单位面积上所受到的阻力表示。

压实冰雪的抗压强度因环境不同而不同，强度值随密度的增加而增大，随温度的降低而增大，统计数值如表.所示。

表.压实冰雪的抗压强度冰雪类型冰雪的密度时抗压强度的范围压雪冰雪冰层左右抗切强度抗切强度定义为切割每单位横截面积压实冰雪所需的力，包括压实冰雪各种形式的变化强度。

目前，抗切强度的计算大多利用经验公式式中抗切强度，作用在刀刃上的切削阻力，切削刃宽度，切削层厚度，。

利用抗切强度可以很简便地进行压实冰雪清除装置阻力计算和清雪车的牵引特性分析，压实冰雪的抗切强度如表.所示表.压实冰雪的抗切强度冰雪厚度抗切强度温度以下相关系数压实冰雪清除装置设计清雪车的工作阻力计算和牵引性能分析涉及到冰雪的摩擦系数冰雪路面的附着系数冰雪路面的行驶阻力系数的选取。

冰雪的摩擦系数包括外摩擦系数和内摩擦系数，外摩擦系数是指冰雪与其他物体之间的摩擦系数，内摩擦系数是指冰雪内部之间的摩擦系数。

本文的外冰雪摩擦系数具体指冰雪和钢铁之间的摩擦系数，取值表.。

冰雪内摩擦系数取值如表.所示。

内外摩擦系数都与温度和冰雪的密度有关。

表.冰雪和钢铁的摩擦系数摩擦系数冰雪密度温度.以上.表.冰雪的内摩擦系数摩擦系数冰雪密度温度以下.路面压实冰雪的存在很大程度上降低了路面原来的使用性能，具体路况下轮胎的附着系数和行驶阻力系数取值分别如表.表.所示。

表.冰雪路面的附着系数压实冰雪状态轮胎类型附着系数密实冻结低压胎密实冻结高压胎密实解冻低压胎密实解冻高压胎压实冻结高压胎.压实解冻高压胎.表.冰雪路面的行驶阻力系数冰雪状态冰雪密度行驶阻力系数轮胎履带松软.松软潮湿轻度压实.碾压.冰雪.压实冰雪破坏准则由材料力学可知，当材料处于简单受力情况时，材料的危险点处于简单应力状态，破坏可以由简单试验来确定。

但是，压实冰雪在外载荷的作用下常常处于复杂的应力状态，压实冰雪的强度及其在载荷作用下的性状和冰的应力状态有很大关系。

目前，材料力学中的多种破坏理论都可以用来解释压实冰雪在复杂应力状态下的破坏。

最大拉应力准则该理论认为最大拉应力是引起压实冰雪断裂的主要因素。

当最大拉应力达到与压实冰雪有关的材料性质的极限值时，压实冰雪就发生断裂破坏。

最大拉应力理论的破坏准则为将极限应力除以安全系数，可以得到许用应力，则最大拉应力理论的强度条件最大拉应力准则只适用于单向应力状态及些应力状态中的受拉的情况。

对于复杂的应力状态，该准则有不足之处。

最大正应变准则该理论认为材料的破坏取决于最大正应变，只要材料内任方向的正应变达到单向压缩或单向拉伸中的破坏数值，材料就发生破坏，破坏准则为由广义胡克定律，代入式得将极限应力除以安全系数，可以得到许用应力，则最大正应变理论的强度条件为莫尔强度理论及莫尔库仑准则莫尔强度理论是莫尔在年提出的，是目前工程中应用最多的强度理论之。

该理论认为材料内有点的破坏与中间主应力无关，主要决定于主应力和。

在平面上，可以绘制系列的极限应力圆，每个极限应力圆都反映种达到破坏极限的应力状态。

这系列极限应力圆的包络线称为莫尔包络线，如图所示。

包络线代表材料的破坏条件或强度条件。

图极限应力椭圆的包络线拉压试验抗剪试验抗压试验包络线三轴试验根据莫尔理论，可以利用在平面上画出该点的莫尔应力圆，来判断材料内点处于复杂应力状态下是否破坏。

如果所作应力圆在莫尔包络线以内，则通过该点任何面上的剪应力都小于相应面上的抗剪强度，说明该点没有破坏，处于安全状态如果所作应力圆刚好与包络线相切，则通过该点有对平面的剪应力刚好达到相应面上的抗剪强度，该点处于临界破坏状态。

对于不同条件的材料，莫尔强度条件的形式也不相同。

对于抗拉强度很弱，抗压强度很高的脆性材料，在应用莫尔强度理论时，可以用单向拉伸和单向压缩两个极限应力圆的公切线来代替包络线，将包络线进行化简。

将该直线形式的包络线称为莫尔库仑强度准则，如图所示。

莫尔库仑破坏准则认为，当剪切应力大于内聚力和内摩擦力之和时，材料便发生脆性剪切破碎。

莫尔库仑破断准则的表达方式为式中压实冰雪的内聚力，压实冰雪的内摩擦力。

图莫尔库仑破断准则综合考虑以上三种强度理论，考虑到压实冰雪的实际受力环境，在复杂应力状态下，莫尔库仑准则能够较好地反映其他破坏状况。

.本章小结本章首先阐述了路面压实冰雪的种类形成原因以及各种环境因素对其性能的影响其次，分析了冰雪的抗压强度抗切强度摩擦系数等力学性质最后分析压实冰雪的破坏准则，为后续的研究奠定基础。

第章清雪车分类及特点.清雪车分类除雪车由除雪工作装置和机动车底盘两部分组成。

分类方法主要有两种种是按工作装置的特点分类另种是按工作装置与机动车底盘结合的整机结构特点分类。

按工作装置特点分类除雪车按工作装置分为犁板式旋切式及其它类型。

犁板式除雪车犁板式除雪车安装有犁板式除雪装置，这种除雪装置最大的特点是结构简单造价低性能可靠。

除雪作业时直线运动为主，应用广泛，是除雪车中保有量最大的类型。

按犁板体结构又分为单向犁式型犁式刮雪板式侧翼板式及犁板式综合除雪车。

图为单向犁式除雪车，其除雪装置为单向犁式，般都配置于除雪车前端，又称前雪铲或前铲，主要用于清除新降积雪，除雪速度快。

通过对推雪犁板曲面的优化设计，配合选择合适的前进角，可以获得很好的除雪，排雪性能。

据统计，以上的犁板式除雪车都装设单向犁。

图为型犁式除雪车，其主要结构及工作原理与单向犁式除雪车基本类似。

型犁的结构左右对称，在除雪作业中向两边同时排雪。

型犁受力对称，推力大但结构相对复杂，排雪性能不好，作业速度较单向犁低，所用机车牵引力大。

图为刮雪板式除雪车，安装有刮雪板除雪装置，作业对象是定程度的压实雪层。

由于作业对象雪质较硬，所以刮雪装置的设计较为坚固，结构尺寸也较小。

为合理利用车辆自身重力，刮雪板般都以固定角度安装于所用底盘中部靠近整车重心的位置，因此又称中铲。

图刮雪板式除雪车图侧翼板式除雪车图为侧翼板式除雪车，在除雪车的侧面装有侧翼板，侧翼板又称侧铲，主要进行加大除雪宽度或阶梯作业等些特殊除雪作业。

犁板式综合除雪车是为了增加除雪作业种类，把单向犁型或型犁刮雪板侧翼板按使用需求进行组合，安装在同辆行走车辆上。

这种除雪车适应能力强，对行走车辆的功率要求较大。

旋切式除雪车旋切式除雪车的除雪装置结构比较复杂。

装有抛雪转子的旋切式除雪车可将积雪抛出几十米远，适于厚积雪的清除。

旋切式除雪车分为压磙式转子式螺旋转子式等类型。

压磙式除雪车配备的压磙除雪装置适用于清除坚硬的冰雪。

图所示为种拖挂式压磙除雪车。

根据压磙装配压磙刀的安装角可将其分为斜刃压磙图和直刃压磙图。

试验证明，斜刃压磙的切入角能有效地清除冰雪和保护路面。

其他类型的除雪车其他类型的除雪车主要有铲剁式锤击式扫雪与吹雪式及运雪车融雪剂洒布车等。

在机场等些场合还常常把各种形式的除雪装置搭配成综合式除雪车以获得满意的除雪效果。

按整车特点分类除雪车的初学作业效果不仅取决于所装配除雪装置的结构，还取决于机动车底盘的性能及其与工作装置相关参数的匹配是否协调。

只有正确选择机动车底盘并合理匹配工作装置的性能参数，才能使设备的技术经济指标得到充分发挥，完善整机性能。

这是除雪车整车研制工作的主要任务之。

除雪车整车的分类方法很多，可按整机适用范围在初学作业中的功用所用底盘形势和行走方式等不同分类方法进行分类。

按整车适用范围，即除雪车的使用场合，可把除雪车分为泛用型除雪车人行道除雪车铁道除雪车和高速公路除雪车等。

按除雪作业中整车的作用，可把除雪车分为推雪车抛雪车装雪车特种除雪车辆包括融雪车融雪剂洒布车扫雪车压雪车吹雪车综合式除雪车等。

按除雪车所使用底盘的不同可以把除雪车分为专用底盘除雪车和专用底盘除雪车两种。

专用底盘除雪车只能进行除雪作业，而兼用底盘除雪车上的除雪工作属具均可拆卸，在不需除雪时用于运输等其它作业。

按除雪车行走装置可分为轮胎式除雪车和履带式除雪车两种。

.本章小结本章首先对雪的物理机械性质包括种类密度抗压强度抗切强度及摩擦系数等作了介绍。

其次，对除雪方法及除雪车分类，进行了归纳总结。

限于试验条件，关于雪的物理机械性质较多采用了与我国雪质相似的前苏联专家的研究结果。

第章前雪铲板空间曲面设计.清雪铲前铲设计前雪铲又称前铲是除雪车广泛配备的种犁板式除雪工作装置，通过可拆卸固定联接方式安装于除雪车底盘前端。

经分析，除雪车的最佳作业时机和最经济的除雪作业方式就是利用前雪铲清除刚下的新雪。

常见的前铲铲板曲面有圆弧型抛物线型渐开线性等空间曲面，可对新雪粉雪粒雪压雪冰雪混合物等采用高速推进方式，利用曲面旋移原理清理路面积雪。

前铲铲板空间曲面设计是前铲设计的核心内容。

前雪铲个部位名称如图所示后托架前托架提升液压缸支杆摆动液压缸对雪铲上连杆铲体回位弹簧推雪铲壁障装置壁障装置回位弹簧限位轮图除雪车前铲结构示意图图中用于吸收部分冲击载荷，起到壁障作用，用于吸收较大载荷，并保证铲体结贴地面升降油缸铰接于后托架与支架之间，负责提升及降落铲体摆动油缸铰接于或托架与铲体之间，用于控制推雪铲的左右摆动。

摆动幅度控制在左右。

随除雪车的行进，积雪铲刃剥离地面并沿铲板曲面左螺旋外抛运动，积雪被推积到路面侧。

清雪铲相关参数前雪铲铲板装铲刃相关参数图是相关示意图。

除雪宽度除雪车工作时在行进方向上次清除积雪的宽度，也就是除雪铲在清雪车前进方向上的最小投影宽度，如图所示。

根据除雪车使用场合的不同，对除雪宽度的要求也不尽相同。

广场等空旷场所需要较大除雪宽度的除雪车，而交通路线上除雪车的除雪宽度般不宜超过个车道的宽度，避免除雪作业时阻碍交通。

前铲除雪宽度的要求般是前端小端应比同侧轮胎外缘宽出，后端大端应比同侧轮胎外缘宽出。

铲体太宽将导致铲体质量过大，使前轮负荷增加，行驶稳定性降低铲体过窄将使两侧积雪回落而被轮胎碾压，影响除雪效果。

切削角是行进方向上铲体与地面间的夹角，如图所示。

随着推雪铲的前进，具有定切削角的铲刃在垂直力的作用下，将积雪剥离其附着面，积雪沿导板曲面向斜上方运动，最后以定的速度从推雪铲后端部排出。

切削角的大小直接影响切削阻力的大小。

具有定粘性的雪在切削角较小时呈流动型，在切削角大时呈断裂型。

图所示为铲刃切削时雪得三种变形形式流动型断裂型剪裂型。

切削角是铲刃的个重要参数，直接影响切削阻力及切削刃强度。

切削角太小使切削刃变薄强度不足但过大，切削阻力会显著增大。

试验表明，切削角每增加，抗切强度系数增加，切削角在左右时抗切强度系数达到最大，切削角大于后抗切强度系数增加不明显。

图雪被切削时的变形情况时间证明，前雪铲在清除新雪