的安装可知结构上不存在干涉现象。装置加配重重量，小于我们所选动力机装载机的额定起重量。由装置重量所产生的切削力将在第四章中加以讨论。第章碾压滚结构及参数.碾压滚结构形式碾压滚是冰雪清除工作装置的关键部件，合理的结构形式对冰雪清除机的性能起着重要的作用。碾压滚的结构形式主要考虑圆柱形式，圆柱形式碾压滚有其独自特点。路面冰雪清除机的功能是清除附着在地面上的坚硬的冰雪混合物。从理论上讲，我们可以把冰雪层看成个平面，使冰雪混合物与地面分离，就好比用铣刀在加工个平面。用来加工平面最常用的刀具就是圆柱铣刀。为此，可以考虑在个圆筒形的滚筒上安装上刀片或齿刀，构成碾压滚。而碾压滚的旋转轴可以通过轴承安装在托架上，托架的后铰支点分别安装在装载机的动臂铰点和拉杆铰点上。在圆筒形的滚筒的内部可以加适当的配重。冰雪清除工作装置的结构如图.所示。.碾压滚参数碾压滚是本次设计整个路面冰雪清除机的最关键部件。在结构设计时根据第二章.中述及的对冰雪清除装置的三个基本要求确定了重量。装置包括托架不加配重重量为在碾压滚筒内部加上配重后冰雪清除装置重量为。由于在本次设计中齿刀与碾压滚筒是通过螺栓来连接的，因此为了保证螺栓联结的牢固以及其强度，碾压滚采用双滚筒焊接结构，每个滚筒厚度为，所以碾压滚筒直径，宽度,材料采用，厚度。托架材料亦采用，厚度。整个冰雪清除装置最大宽度。.工作阻力的计算整机工作时受到的水平切线方向工作阻力主要有两部分组成刀齿切入后，由于冰雪变形断裂破碎对磙子产生的阻力碾压滚的滚动阻力。由于刀齿和冰雪之间相互作用非常复杂，工作阻力的精确计算公式很难从理论上建立，另外，由于整机工作时外负荷是动态变化的，准确地计算工作阻力意义不大。故在此参照装载机﹑推土机﹑铲运机等自行式铲土运输机械工作阻力的计算方法，提出个计算路面冰雪清除机工作阻力的经验公式。.图.冰雪清除工作装置结构式中水平工作阻力冰雪变形断裂破碎对磙子产生的阻力碾压滚的滚动阻力。则.式中刀齿不均匀影响系数，冰雪切削阻力系数,碾压滚宽度冰雪厚度阻力系数，从表中选取。工作装置重量带配重，。根据上述经验公式，可以计算出路面冰雪清除机工作时所遇到的最大水平切线工作阻力。.。从装载机的主要性能参数可知，该阻力值不大于对应额定滑转率工况的档和二档的牵引力。动力机在额定滑转率下具有足够的牵引力克服水平工作阻力。第章齿刀的研究.齿刀在碾压滚上的排列﹑数量﹑间距齿刀是清除冰雪装置上的重要零件，齿刀设计的好与坏将直接影响到整机清除冰雪的效果。在冬季，高速公路普通公路市区道路上积雪由于清扫不及时，而被碾压成冰或冰雪混合物状态。这层冰雪由于受到温度的变化和外力挤压密度很大。由于地面上有灰尘等其他杂质的存在，这层冰雪与地面的粘连不是十分紧密的，因此只要冰雪层被破碎，形成面积较小的碎块，就能自动与地面剥离。我们在分析齿刀的数量及间距时主要是依据冰雪的这种特点。刀齿的排列方式及数量将直接影响到工作装置的清除冰雪效果。齿刀过密间距过小甚至没有间距，虽然刀齿受力减小，但从压实冰雪的特点来看，造成整机成本增加，是没有必要的。另外，周向布置排数过多过密造成前排刀齿还没有切入冰层，后排刀齿已与冰雪面接触，连续工作情况下，不是有效的除去冰雪，而是象个机动车的防滑装置。布置排数过少，齿刀过稀，间距过大，使刀齿切入冰雪层后，不能产生有效的挤压，造成部分区域冰雪层不能被破碎，形不成小碎块，冰雪层难与地面分离。清除冰雪效果不好，工作效率低。齿刀碾压滚组组件如图.所示。刀齿在滚子轴向共布置排，滚子分两节，每节排。轮缘上每圈均匀布置个刀片，相邻圈上的刀片错开间距排列。刀片总数量片。整机启动后，当第排齿切入冰雪面后，造成冰雪层松动，如果各排齿间距过大，在工作面上看到的只能是排排印痕，起不到对冰雪的破碎作用。由于滚动是连续的，当后排齿连续切入冰雪面时，因为各排刀齿错开齿距排列，单位面积上的冰雪层同时有若干个刀齿切入，单位面积切入力加大，造成有效工作面积内冰雪层完全破碎而与地面分离。.齿刀几何参数齿刀与滚筒的连接可以采用两种方式，即焊接和螺栓连接。焊接方式强度高，螺栓连接易于更换刀齿。本次设计采用螺栓联结方式。其结构与尺寸见图.所示。齿刀材料选取,因刀具角度是切削性能的重要参数，通过分析比较，确定了齿。刀的几个关键角度。齿刀前角为，后角，齿刀在滚筒上的安装采用前倾式，安装角。图.压滚组件.切削力计算由表知，密实冰雪在以下的切削阻力系数。冰雪清除装置上的齿刀对冰雪的切削力等于装置的重量除以刀刃的接地面积。冰雪清除装置加配重对冰雪产生的压力由此可知，冰雪清除装置对冰雪产生的切削力在两种情况下均大于冰雪的切削比阻力。图.刀齿结构与参数第章主要零件校核计算.轴承的校核计算当量动载荷的校核在本次设计中，轴与支架之间的联结选用深沟球轴承，其主要参数为轴承参数轴承内径轴承外径轴承宽度额定动载荷额定静载荷润滑方式脂润滑极限转速滚动轴承的基本额定动载荷，是在定载荷条件下确定的。根据滚动轴承的实际受载情况，在许多场合，常常同时承受径向和轴向载荷的复合作用，为了计算轴承寿命时能与基本额定动载荷在相同的条件下比较，需将实际工作载荷转化为个假想载荷。在此载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相等，称该假想载荷为当量动载荷，以表示。当量动载荷的般计算公式为.式中径向载荷系数轴向载荷系数轴承所承受的径向载荷轴承所承受的轴向载荷。载荷系数，考虑机器的运转情况对轴承载荷的影响，查表.。在本设计过程中，所选轴承仅受径向力，而轴向受力为，由机械设计册查得轴承的径向载荷系数.,轴向载荷系数。由于该冰雪破除机是由装载机推动的，所以其载荷性质应该属于中等冲击或中等惯性力，其载荷系数取.。根据上述经验公式以及所分析得到的数据，可以计算该轴承在工作时所遇到的当量动载荷。表.载荷系数载荷性质举例无冲击或轻微冲击电机汽轮机通风机水泵等中等冲击或中等惯性力车辆动力机械起重机造纸机冶金机械选矿机卷扬机机床等强大冲击破碎机轧钢机钻探机振动筛等.由上面计算结果可知道，该轴承在工作时的当量动载荷比其额定动载荷要小得多,所以是合格的。滚动轴承寿命的计算滚动轴承的基本额定寿命大小与载荷大小有关，对同轴承而言，载荷越大，引起的接触应力也越大，因而在发生点蚀破坏前所经历的应力变化总转数也就越少，即轴承的额定寿命越低，两者之间的关系可用疲劳曲线表示。轴承的载荷寿命曲线方程为εε常数.则基本额定寿命以转为单位时，寿命计算公式为ε.实际使用中，实际使用中，用工作小时数表示轴承寿命较为方便，所以ε.式中当量动载荷ε寿命指数，球轴承ε，滚子轴承ε轴承转速基本额定动载荷,可由轴承样本或有关机械设计手册查到。标准中规定，滚动轴承的基本额定动载荷是指能时轴承的基本额定寿命达到转时所能承受的假想载荷。对向心轴承是指个大小和方向恒定的纯径向载荷，以表示对推力轴承是指个恒定的中心轴向载荷，以表示。基本额定动载荷越大，轴承承载能力越强，它是衡量轴承承载能力的只要指标。由以上经验公式以及分析数据可以计算本冰雪清除机中轴承的寿命为.齿刀强度的校核分析在本设计中，采用了计算机辅助设计软件对齿刀的强度进行了分析，由软件分析结果可以知道，该冰雪清除机的齿刀强度完全可以满足要求。其分析结果以及源程序如下了！,第章结论本次设计对如何有效清除路面压实冰雪的技术进行了研究。根据对路面上压实的冰雪进行挤压切削破碎的基本思想，分析和研究了路面冰雪清除的机理和方案，对样机进行了理论分析，整机匹配分析，结构设计计算等工作。通过大量理论分析研究和试验研究主要得出以下结论根据路面冰雪的物理机械性质，提出了对路面上压实冰雪进行挤压切削破碎的技术思想，研究结果表明，这技术原理和思路是正确的。本文以装载机为动力机，配以碾压滚为清除冰雪工作装置，利用挤压切削实现对压实冰雪的破碎和清除，可以达到了较理想的清除冰雪效果。试验研究结果表明，本文对路面冰雪清除机机理分析正确，方案确定合理，理论分析和计算正确，整机各个部分相互匹配，所提出的清除冰雪工作装置工作阻力的经验公式是可用的。路面冰雪清除装置的主要结构参数如碾压滚的结构和参数以及刀齿的结构和参数的确定是合适的。路面冰雪清除装置与动力机连接方便。只需通过装拆铰支座销轴即可完成冰雪清除装置与动力机的结合及脱离，极其简单快速和方便，工作时只需更换工作装置，实现了机多用，大大降低成本，适合我国国情。研究结果证明，滚刀式路面冰雪清除机械是清除路面压实冰雪较理想的设备，有广泛的应用前景。通过理论分析和研究，本次设计的滚刀式螺栓联结型路面冰雪清除机仍需在以下几个方面做进步深入的研究确定最佳刀片安装角度和刀刃切入冰层的角度，使切入力和破冰效果达到最理想状态根据实际冰层的厚度，能否自动调节刀片的角度，使破冰整体效果达到最佳确定最佳的刀刃材料及热处理方法，使之耐磨性强，韧性较好探索除冰雪装置在碾压切断冰层过程中如果加入振动，整体效果是否会更好进步考虑同时破冰同时清扫的问题根据需要除冰雪宽度及深度仍可进行有限度的增加根据实际情况，动力机驱动轮可考虑防滑措施研究冰层厚度传感技术和刀齿切入路面深度自动调节系统以及路面随动技术，从而开发出智能化路面冰雪清除机械。致谢通过这次设计，使我对除冰机有了比较系统的认识在这次设计的过程中，自始至终都得到了曲守平老师的悉心指导。这次毕业设计能够顺利地完成，与曲老师的指导是分不开的。曲老师不仅以广博的知识体系让我折服，同时，其严谨的治学态度更是让我钦佩不已。在此，衷心地感谢曲老师对我的帮助。由于本人设计水平有限，再加上是第次进行这么大规模的全面的设计，错误在所难免，所以恳请评阅老师给予指正和帮助。再次感谢曲老师给予的大力帮助！参考文献潭庆昌，赵洪志，机械设计，吉林科学技术出版社陈塑寰，孟广伟，材料力学，吉林科学技术出版社成大先，机械设计手册第四卷，化学工业出版社许景，机械设计手册第卷，化学工业出版社陈元基等，压实机械与路面机械设计，机械工业出版社柯大昭，李倩梅，成形刀具设计，广西人民出版社张长荣，振动压裂式破冰雪机的研制，筑路机械与施工机械化杨文科，张平华