工作阻力进行分析计算。致谢本文是在导师郭新华老师的悉心指导下完成的，并且直得到了系里所有老师的耐心指导和无私帮助，老师们的严谨治学态度和永不停息的探索精神以及执着的敬业精神时刻鞭策着我导师所具有的丰富理论知识实践经验以及对问题的独到见解更是帮助我得以顺利完成毕业设计，并将直对我今后的学习和工作产生深远的影响。在此，对导师和系里所有老师致以最衷心的感谢。最后，感谢所有关心支持和帮助过我的领导老师同学朋友们！参考文献王丽勋.公路除雪及安全技术的研究.西部交通科技，汤筠筠，杨涛.年冬季低温雨雪冰冻灾害对公路交通影响分析.中国科学技术协会防灾减灾论坛，.姜丁，张长林，顾永治.年中国南方冰冻雨雪灾害对交通战备工作的启示.军事交通学院学报，.肖献法.抗击雪雨冰灾多种除雪除冰设备各显神通.专用汽车,刘红瑛，郝培文，道路除冰雪技术及其发展趋势.筑路机械与施工机械化，严霞，李法云，等.化学融雪剂对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。冰雪的密度和强度压力会使路面冰雪的密度和强度大大增加，这是因为所施加的压力方面使积雪被压实，另方面压力会集中在界面上，使界面处冰雪层与路面的接触更加紧密，水分向界面渗透加剧。渗透到路面的水分冻胀，大大增加了冰雪对路面的“抓固”作用，增加了整体的强度。在现实情况中，冰雪受到的压力大小和次数均无法准确衡量，所以压实冰雪的性能仍有很大的随机性。冻结时间在特定温度下系统的平衡依赖于冻结时间。在系统未进入热量平衡之前，冻结时间与压实冰雪的强度呈线性增长关系，冻结时间越长，压实冰雪的强度就越大。当系统进入热量平衡后，强度趋于平衡不再发生变化。由此可见，路面压实冰雪的形成过程是系统散失热量，水分凝固结冰的过程。冻结时间与压实冰雪的强度有直接的关系。路面表面特性与杂质路面表面特性压实冰雪性能受到路面表面特性的影响，主要包括路面的粗糙度和表面湿润性等表面特性与导热性热膨胀性等材料热特性。我国等级路面分为沥青类路面和水泥混凝土类路面两种。北方地区路面以沥青类路面为主。较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小水稳定性好耐久性高有较大的抗自然因素的能力，使用年限可达年以上。沥青混凝土路面表面粗糙度大抗水性好比热小热膨胀系数小，压实冰雪与沥青路面的冻结十分坚固。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。除冰设备在结构设计制造设备使用管理和维护等方面都存在问题。品种类型不全。目前，不少种类的路面除冰设备在我国还是片空白，尤其是用于路面压实冰雪的大型设备。避让功能不理想。我国现有的除冰设备大部分避障能力较差在除冰作业中，常常因为避障不及时导致作业属具或者牵引主机的损坏。对路面养护能力差。在作业路面凹凸不平时，除冰设备容易对路面造成破坏。路面除冰雪技术的发展趋势目前，路面除冰技术的主要发展趋势高效化。高效化的发展趋势包括两个方面，是作业效率高效化，二是冰雪清除程度的高效化。只有高的作业效率和高的清除效率，才能保证路面冰雪在最短的时间内得到及时和有效的清除，保障道路畅通和安全。低耗化。统计资料表明，冰雪清除设备在清除路面冰雪时的能量消耗成本占总成本的以上。降低能量消耗，是降低冰雪清除成本的直接和有效的方法。智能化。由于路面形式的多样性，尤其是城市道路路面的复杂性，要求冰雪清除设备能够及时准确地识别路面情况并作出相应的判断和动作，防止作业属具损伤路面，保护冰雪清除设备，有效地清除路面冰雪。多功能化。工作性质的多功能性，可以实现台设备清除各类冰雪，降低设备的投入资金，减轻企业负担工作范围的多功能性，可以在冰雪清除的非作业期间，拆除冰雪作业属具，使主机从事其它作业，问接降低设备投入成本，提高企业经济收益。环保化。冰雪清除设备的环境保护，包括设备主机对环境的影响和冰雪清除方法对环境的影响两个方面。设备主机对环境的影响，通常包括噪声和尾气，因此，选取符合环保标准的主机是关键。着重多功能小型化，同时中国的除雪机械还应该着重向兼用型的方向发展，可对多种机械如卡车推土机建筑机械等实施改造，或配备雪犁等除雪装置，只是在冬季降雪时进行除雪作业，其余时间可进行洒水清扫等多种路面养护作业及其他常规作业。除雪机械应尽量采用机电液新技术，实现自动控制，提高除雪机械的科技含量，减轻工人的劳动强度，提高扫雪除冰的效率。.本章小结本文结合哈尔滨市城市道路情况，参照吉林北欧多功能清雪机进行设计，主要研究以下几个方面内容副发动机和除冰装置的结构形式分析路面压实冰雪的物理力学性能和破坏准则，为清雪车的相关设计分析计算奠定基础。研究清雪车的结构和整车性能。确定本文选用牵引装置。研究清雪车清雪铲工作机理。对清雪铲结构和参数进行设计对清雪铲的切线阻力进行分析计算。第章路面压实冰雪物理力学性质.冰雪的成因与分类路面冰雪分类日本冰雪协会雪质分类委员会经过对道路雪质调查，得出路面冰雪分类,本文节选出部分，如表.所示。热力除冰法热力除冰法利用热能使冰雪融化，消除冰雪危害，分为微波加热红外线加热喷气发动机加热等类型微波加热。利用微波穿透冰雪加热路面，使得贴近路面的冰雪融化，消除了路面和冰雪之间的结合力使二者分离，达到清除目的红外线加热。使用柴油作为燃料加热红外线加热板，利用其热辐射作用使路面上的冰雪迅速融化喷气发动机加热。利用喷气式发动机排出的高温热气流对路面冰雪进行加热使其融化以达到清除目的。虽然热力除冰法清除冰雪速度快，安全性好但该方法往往耗能较大，费用较高，所以其适用范围也受到很大限制。机械除雪法机械除雪法通过机械装置对冰雪直接作用来消除冰雪危害，按其工作原理可以分以下几种形式。振动式。振动式主要利用冰雪在振动作用下，小变形可以引发脆性断裂的特点。振动轮在振动马达带动下振动，使其表面的刀具切入挤压冰雪。振动式的工作效率高，清除冰雪效果比较好，能够有效的避免路面的损坏。但是显而易见，振动式的结构复杂，制造成本高。铲剁式。铲剁式模仿人工除冰，利用压实冰雪硬而脆，不耐冲击的物理性质。由多种刀具组成的工作铲在曲轴的带动下上下往复运动，对路面的压实冰雪进行周期性的剁击。铲剁式工作效率较低，容易损伤路面，应用范围受到限制。推切式。除冰铲是推切式除冰装置常用的结构。铲刃在压力作用下切入冰雪层，在牵引主机推动下清除冰雪。除冰铲结构比较简单，技术比较成熟，工作效率比较高。但是由于工作阻力大，除冰铲清除冰雪的硬度受到很大限制，需要大功率的牵引主机。此外，铲刃的磨损比较严重，对路面有定的损伤，当路面起伏波动较大时除冰铲的清除效果受到影响。碾压式。碾压式利用压实冰雪脆性高，易断裂的特点，通过滚筒上面的组合刀片，依靠自重和主机的协调压力使楔形刀具切入冰雪层。随着切入深度的增加，楔形刀具对冰雪层产生挤压作用，使冰雪层脆性断裂破碎，并与路面剥离。碾压式结构简单，工作性能更好。机械除冰易于实现机多用，不使用化学药剂，无污染，能够很好的保护环境和植被，公路两侧的农田或者绿化带内是天然的堆放场所，还利于春季土壤保墒，所以它在国内应用最为广泛。随着人们对路面除冰技术研究的不断深入，出现了类更为先进的除冰技术智能化除冰技术。智能化除冰技术着眼于借助路面的些特殊功能阻止路面积雪形成或者融冰除冰，目前主要包括自应力弹性路面技术导电铺面融冰技术太阳能土壤蓄热融冰雪技术。自应力弹性路面技术利用弹性材料局部变形能力较强的特性，通过在路面铺装材料内掺入定量的橡胶颗粒