氣力式小型除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題題 目目 氣力式小型除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 院院 工學(xué)院 專專 業(yè)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班班 級(jí)級(jí) 機(jī)制 05 班 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 111101010519 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 王廣健 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 王偉鋒 完成日期完成日期 西安思源學(xué)院教務(wù)處制西安思源學(xué)院教務(wù)處制 二二一五年四月一五年四月 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） i 中文摘要 我國(guó)疆土寬廣，地域奇特，南方以細(xì)雨綿綿，北方有茫茫雪城，有些地區(qū) 為降雪頻繁區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間的降雪，導(dǎo)致道路不通暢，及其巧合下，南方也會(huì)出現(xiàn) 大雪圍城的災(zāi)害，這些問(wèn)題給人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)了很多困難。就現(xiàn)在而言，我 國(guó)處理雪

2、的方式比較原始，主要?jiǎng)趧?dòng)力還是人力，適用一些工具來(lái)清理積雪， 這種方式在浪費(fèi)極大的人力和物力的同時(shí)，清雪效果還不好，不能及時(shí)的清掃 積雪，導(dǎo)致壓榨后的積雪更難清理。因此，我們要尋找一種高效，而成本不高 的清雪方法成為當(dāng)務(wù)之急。 本文研究的對(duì)象為氣力式小型除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)鏟雪裝置進(jìn)行結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)及氣力傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一種規(guī)模小氣動(dòng)式清雪車，用于工作環(huán)境， 家庭，社區(qū)道路積雪的清除，從而方便人們出行，免去可預(yù)知的安全問(wèn)題。通 過(guò)本題目設(shè)計(jì)，也能夠進(jìn)一步理解機(jī)械原理、農(nóng)用機(jī)械設(shè)計(jì)、氣壓傳動(dòng)等專業(yè) 課程知識(shí)，掌握專用機(jī)械設(shè)計(jì)的原理和方法。 關(guān)鍵詞： 氣力式 除雪機(jī) 初雪鏟機(jī)構(gòu) 氣缸； 西安思源

3、學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） ii abstractabstract at present our guoqing snow compared to the original approach, mainly rely on the human, with the shovel and a broom to clean the snow, this way is not only a waste of a large manpower and material resources, but also the efficiency of cleaning snow is low, often can n

4、ot be timely cleared of snow, and snow was more difficult to remove the vehicle after compaction. therefore, searching for a means to have higher efficiency, snow cleaning method has lower cost has become imperative. most areas of northern china caused by heavy snow, heavy snow blocked the road haza

5、rds, is surrounded by snow disaster and even the emergence of the south, great difficult to bring to peoples daily life. at present, our country except in limited several highways and airports are equipped with the snow clearing machinery, other roads and urban residents living areas of snow also re

6、ly mainly on human to clear, but because of artificial snow removal efficiency is very low, the time-consuming, so the vast majority of snow can only rely on the natural melt, this makes the most area of our country the north in a heavy snow, road traffic accidents occur frequently, which cause enor

7、mous economic losses and casualties, and some local traffic even because of snow and blockage phenomenon, to the residents of these areas of life has brought great inconvenience, also had a negative effect on the economic development of the region. therefore, realize the mechanization of the snow re

8、moving is important. keywords: pneumatic type except design snow machine cylinder 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） iii 目錄 1 緒論.5 1.1 本課題研究的意義與目的.5 1.2 國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀.6 1.3 國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械的發(fā)展方向.8 1.4 本文的工作安排 .9 2 氣力式小型除雪機(jī)的設(shè)計(jì)的總體方案.10 2.1 總體設(shè)計(jì)的基本原則及要求.10 2.1.2 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)原則.10 2.1.3 機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)基本要求.11 2.2 除雪機(jī)設(shè)計(jì)方案.11 2.2.1 總體方案選擇.11 2.2.2 機(jī)

9、構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 .12 2.3 本章小結(jié).13 3 除雪鏟機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .14 3.1 除雪鏟鏟板的設(shè)計(jì).14 3.1.1 除雪鏟板的示意圖.14 3.1.2 鏟雪板結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 .15 3.2 前鏟機(jī)械避障裝置設(shè)計(jì) .17 3.2.1 避障機(jī)構(gòu)的方案.17 3.2.2 避障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).18 4 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核 .21 4.1 氣動(dòng)傳動(dòng)原理.21 4.2 氣動(dòng)系統(tǒng)元件的選擇 .22 4.2.1 氣缸的選擇.22 4.2.2 空壓機(jī)的選擇.23 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） iv 4.2.3 控制元件的選擇.24 4.2.4 消聲器的選擇.25 4.2.5 三聯(lián)件的選擇.25 4.3 確定

10、管道直徑.26 4.4 驗(yàn)算壓力損失.26 4.4.1 沿程壓力損失.26 4.4.2 局部壓力損失.28 4.4.3 總壓力損失.29 結(jié) 論.30 參考文獻(xiàn).31 致謝.32 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 氣力式小型除雪機(jī)的整體設(shè)計(jì) 第一章 緒論 1.1 本課題研究的意義與目的 我國(guó)北方地區(qū)冬季比較漫長(zhǎng)，基本上每年都會(huì)有大降雪出現(xiàn)，有些地區(qū)還 會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間大降雪而形成雪災(zāi)、 ，給人們生活帶來(lái)困難，給社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)很 多不便利，特別是現(xiàn)在，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，需求地于生產(chǎn)地的聯(lián)系密不可分，而 連接的方式就是運(yùn)輸，而公路運(yùn)輸又占有運(yùn)輸?shù)暮艽蟊壤?，因?yàn)橐恍┑貐^(qū)由于 地貌限制只能用公路運(yùn)輸來(lái)完成生活需

11、求，但是道路積雪給人們出行和公路運(yùn) 輸帶來(lái)了很多不便，特別是大降雪和雨夾雪天氣，讓高速公路關(guān)閉，讓國(guó)道行 駛很不安全，嚴(yán)重的影響了人們的出行和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，現(xiàn)在道路積雪問(wèn)題引起了 各級(jí)部門的關(guān)注和重視，我認(rèn)為如何能高效的處理積雪，保障道路通暢，讓人 們安全出行，提高交通安全成為冬季公路養(yǎng)護(hù)的主要問(wèn)題。所以，過(guò)多的降雪 常常來(lái)不及得到及時(shí)有效的清除，給城市交通和人民生活帶來(lái)了許多不便。因 此，我們尋找一種高效初雪的方式，而成本又比較低的清雪方法成為當(dāng)下重中 之重。 本文研究的主要目的是通過(guò)對(duì)氣力式小型除雪機(jī)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，主要對(duì)鏟 雪裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及氣力傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出一種規(guī)模小氣動(dòng)式清雪車，

12、 用于工作環(huán)境，家庭，社區(qū)道路積雪的清除，從而方便人們出行，免去可預(yù)知 的安全問(wèn)題。 。通過(guò)本題目設(shè)計(jì)，也能夠進(jìn)一步理解機(jī)械原理、農(nóng)用機(jī)械設(shè)計(jì)、 氣壓傳動(dòng)等專業(yè)課程知識(shí)，掌握專用機(jī)械設(shè)計(jì)的原理和方法。 當(dāng)下社會(huì)全速發(fā)展，而社會(huì)發(fā)展的源泉和活力又在于創(chuàng)新。創(chuàng)新發(fā)明是用 新思想，新方式，新的產(chǎn)品?，F(xiàn)在各國(guó)都在發(fā)展機(jī)械水平，進(jìn)入一個(gè)機(jī)械時(shí)代， 機(jī)械的更新為當(dāng)下重中之重。機(jī)械的創(chuàng)新在于適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械的創(chuàng)新能 降低人們勞動(dòng)力的同時(shí)，帶來(lái)更多的效益，機(jī)械創(chuàng)新的進(jìn)展極有可能影響某一 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 行業(yè)，或者影響人們的生活習(xí)性，對(duì)社會(huì)有著很重要的意義。 現(xiàn)在清雪的方式主要分為：人力清

13、雪；撒化學(xué)物質(zhì)融化冰雪；靠機(jī) 械裝置除雪。人力清雪需要很多勞動(dòng)力，但是除雪效率還達(dá)不到人們的理想， 從而浪費(fèi)人力，物力來(lái)達(dá)到一個(gè)不理想的方式是不可取的。就社會(huì)安全問(wèn)題也 需要改革人力除雪，因?yàn)槿肆Τ┬枰藗內(nèi)ヒ恍┪ｋU(xiǎn)的地方，這樣不安全因 素就多了，容易發(fā)生事故，給人們和行駛的交通工具帶來(lái)極大不便。撒化學(xué)物 質(zhì)清雪是靠化學(xué)熱反應(yīng)，和降低結(jié)晶點(diǎn)來(lái)達(dá)到目的，但是融化后的積雪帶來(lái)了 極大的不便，同時(shí)費(fèi)用高也容易造成環(huán)境污染。因此這種方式收的局限性不叫 高，不能用于日程生活。 除雪機(jī)械是通過(guò)機(jī)械裝置，直接作用積雪，對(duì)其進(jìn)行掃除。除雪機(jī)主要分 為梨式除雪機(jī)和螺旋轉(zhuǎn)子機(jī)械兩種，這兩種占發(fā)達(dá)國(guó)家除雪機(jī)器總是

14、的百分之 八十以上?，F(xiàn)如今，傳統(tǒng)的人力清雪和污染較大的化學(xué)清雪已經(jīng)不能滿足人們 的需求，現(xiàn)在我們迫切需要性能良好，自動(dòng)化程度高以及方便靈活的機(jī)械來(lái)取 代。 即雪后需要效率高、省時(shí)、省力的浮雪清除設(shè)備來(lái)滿足社會(huì)的需要。 1.2 國(guó)內(nèi)外除雪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 （一）國(guó)外除雪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外發(fā)展除雪機(jī)械已經(jīng)有幾十年了，北歐國(guó)家特別是瑞典和芬蘭已經(jīng)發(fā)展 的相當(dāng)成熟。建立道路天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，除雪機(jī)向小規(guī)模，高效率發(fā)展，向功能 多，機(jī)電氣液化方向發(fā)展，同時(shí)也得注重人們操作時(shí)的工作環(huán)境和安全性，打 破傳統(tǒng)法師，加強(qiáng)合作。相對(duì)于其他類型的除雪裝置，拋雪式除雪一般都具有 以下幾個(gè)功能，就是對(duì)積雪的處理，集中，推動(dòng)積雪，和

15、拋投功能，這種方式 用的比較廣，是一種機(jī)械化，高效率的除雪機(jī)器。從八十年代開始，這種除雪 裝置在北美，北歐地區(qū)得到廣泛運(yùn)用。在我國(guó)大型的除雪機(jī)器在有些地區(qū)還是 有的可以看見(jiàn)，但是大多是推移式的，先進(jìn)拋投式的很少，并且大多是都是進(jìn) 口的，價(jià)格很貴，維修起來(lái)也不方便。 就近幾十年來(lái)，我國(guó)的除雪機(jī)器發(fā)展很快，各種類型也越來(lái)越多，生產(chǎn)廠 家也在采用與國(guó)際接軌的技術(shù)，材料，工藝的同學(xué)，也不斷提高人們操作的舒 適性，和作業(yè)性能，對(duì)除雪提出更高的要求，提高了自己生品的競(jìng)爭(zhēng)力。最開 始的出血及其都是采用推土機(jī)或者裝載除雪機(jī)，利用推板和裝載斗將積雪集中 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 在一塊，這種方式后來(lái)發(fā)展

16、成梨式除雪機(jī)。早在一九四三年的日本，就運(yùn)用 v 型梨式除雪器，把裝置裝在卡車上用于清理積雪，經(jīng)過(guò)這么多年發(fā)展，國(guó)外梨 式除雪機(jī)已經(jīng)發(fā)展的很成熟，有較高的技術(shù)水平，如俄羅斯的 ko-812-2 就是 優(yōu)秀的產(chǎn)品。利用機(jī)械清雪已經(jīng)把人們從繁重的清雪工作中解放了出來(lái)，并且 提高了效率和速度。因此，就清雪來(lái)講，研制可靠，高效，實(shí)用的機(jī)械裝置成 為科學(xué)工作者的探索方向。 （二）國(guó)內(nèi)除雪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 八十年代以后，我國(guó)才開始研發(fā)清雪車，隨著改革開放的同時(shí)，道路也在 不斷的升級(jí)，新建了很多道路，各種車輛也猛增起來(lái)，道路清雪也成了很重要 的問(wèn)題。清雪機(jī)器研究主要集中在東北地區(qū)，先后生產(chǎn)出十幾種機(jī)械，在除雪 作業(yè)

17、中有一定的作用。但是國(guó)內(nèi)的除雪機(jī)械也有一些問(wèn)題，如作業(yè)效率不高， 速度慢，工作環(huán)境不理想等問(wèn)題，而且也對(duì)道路有一定的損壞。就現(xiàn)在而言除 雪機(jī)械對(duì)路面隨壞的程度還沒(méi)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，但是國(guó)內(nèi)一些機(jī)械在對(duì)路面的 仿形和保護(hù)方便與國(guó)外還有一些差距。為此，我國(guó)在投入人力，物力，財(cái)力研 制，開發(fā)高性能的除雪機(jī)械，為加速進(jìn)入了機(jī)械化時(shí)代提供了動(dòng)力。研發(fā)的重 要之中就是降低除雪成本，減低公路養(yǎng)護(hù)部門的負(fù)擔(dān)。 除此之外，我國(guó)除雪機(jī)的躲避功能不是很理想。在處理機(jī)械的過(guò)程中，常 常會(huì)因?yàn)榕鲎彩钩┭b置隨壞，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的梨式除雪機(jī)，大部分對(duì)于回避路障 方面的功能很差。我國(guó)在九十年代初，引用過(guò)德國(guó)生產(chǎn)的烏尼莫克道路綜合養(yǎng)

18、 護(hù)車在沈大高速公路上。國(guó)內(nèi)梨式除雪機(jī)的研究也取得了一定的成績(jī)，研制出 了一些產(chǎn)品，西安的 l9280 型，吉林交通研制的 cl-3.6.cl-3.5 型，以及哈爾 濱機(jī)械所研制的 cbx-216 綜合破冰機(jī)等。梨式除雪機(jī)出現(xiàn)后，人們又發(fā)明了旋 轉(zhuǎn)式除雪機(jī)，這種機(jī)械一般具有切削，拋投等功能，其機(jī)構(gòu)多比較復(fù)雜，功能 比較多的特點(diǎn)。德國(guó)和日本是生產(chǎn)這類除雪機(jī)的國(guó)家，其產(chǎn)品性能在世界領(lǐng)先 水平。 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 （1）梨式除雪機(jī) （2）螺旋式除雪機(jī) 圖 1.1 除雪機(jī)實(shí)例 在除雪作業(yè)中，除雪機(jī)機(jī)身的大小及除雪速度是影響交通的兩個(gè)重要因素， 機(jī)身過(guò)大，除雪機(jī)占道影響交通；速度過(guò)低，影

19、響車流通暢，同時(shí)狹窄路面的 除雪也要求機(jī)身體積不宜過(guò)大。而相應(yīng)的適用于中國(guó)國(guó)情的企事業(yè)單位清雪、 城市次干道以下各級(jí)道路清雪和環(huán)衛(wèi)人員用的小型產(chǎn)品更是幾乎見(jiàn)不到。國(guó)內(nèi) 有關(guān)這方面的研究很少，據(jù)了解目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠家在生產(chǎn)小型拋投式清雪機(jī)。 所以對(duì)這種小型的除雪機(jī)的研究、設(shè)計(jì)和開發(fā)必然有很大的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)哈 爾濱花園邨賓館新引進(jìn)的揚(yáng)雪車的用后調(diào)查，德國(guó)凱馳（karcher）手推機(jī)依 然很重，這就使推車人很費(fèi)力。 1.3 國(guó)內(nèi)除雪機(jī)械的發(fā)展方向 1）加強(qiáng)雪的力學(xué)性質(zhì)研究, 建立道路氣象系統(tǒng) 為了提高除雪機(jī)械的性能，我們要從雪的力學(xué)現(xiàn)象入手深入研究，以達(dá)到 較高的設(shè)計(jì)水平。我們要建立道路氣象信息系統(tǒng)

20、，這是由傳感器與先進(jìn)的軟件 違紀(jì)構(gòu)成，利用傳感器我們可以得到路面的物力信息，這樣能及時(shí)的掌握路面 情況，讓除雪機(jī)器高效的工作。 2）向小型化、高速度的方向發(fā)展 在除雪過(guò)程中，由于道路狀況很多，小型型除雪機(jī)械相對(duì)于大型除雪機(jī)械 有著不可否認(rèn)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樾⌒统跹C(jī)械占道比例小，不影響交通，而且能在 狹窄路面的除雪要求。為了除雪的過(guò)程不妨礙交通，我們應(yīng)該向小型，高效的 方向發(fā)展。 3）向多功能、機(jī)-電-液一體化的方向發(fā)展 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 現(xiàn)在機(jī)械要求使用率高，能一機(jī)多用。除雪機(jī)也是，應(yīng)向一機(jī)多用方向發(fā) 展。國(guó)內(nèi)的除雪機(jī)械應(yīng)該向兼用型方向發(fā)展，可以達(dá)到除雪效果的同時(shí)能滿足 別的地方對(duì)

21、機(jī)械的使用要求，可以進(jìn)行灑水，清掃能其他作業(yè)。除雪機(jī)械應(yīng)盡 量采用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高機(jī)械本身的科技含量。 5）要注意提高安全性、舒適性 在如今社會(huì)，我們更加注重我們的工作環(huán)境，最重要的就是安全性，其次 是舒適性，因?yàn)椴皇孢m的工作環(huán)境會(huì)損傷我們的身體，所以我們要提高舒適性。 可以從降低噪音，降低塵土，減輕震動(dòng)，和加強(qiáng)通風(fēng)來(lái)提高工作環(huán)境的舒適程 度。10 1.4 本文的工作安排 本文研究對(duì)象是氣力式除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，了解 除雪機(jī)的工作原理，國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)除雪機(jī)有了較深入了解。因此，本設(shè) 計(jì)中針對(duì)國(guó)內(nèi)除雪機(jī)需求現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款新型的除雪機(jī)。全文的工作安排如下： （1）第

22、一章通過(guò)查閱相關(guān)除雪機(jī)文獻(xiàn)，了解除雪機(jī)工作原理以及國(guó)內(nèi)外 發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀； （2）第二章對(duì)除雪機(jī)總體方案進(jìn)行確定，首先是確定動(dòng)力的選擇方式， 從環(huán)保、節(jié)能、方便操作的原則上選擇為氣動(dòng)式，然后確定除雪機(jī)的機(jī)構(gòu)方案。 （3）第三章重點(diǎn)介紹除雪鏟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)鏟雪動(dòng)作過(guò)程分解，確定 鏟雪鏟的結(jié)構(gòu)方案，并并行參數(shù)計(jì)算與校核；然后對(duì)前鏟雪機(jī)械避障裝置進(jìn)行 設(shè)計(jì)與校核。 （4）第四章重點(diǎn)設(shè)計(jì)氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，它是除雪機(jī)的動(dòng)力源，這里首先確 定氣動(dòng)傳動(dòng)方案，然后對(duì)各氣動(dòng)元件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包含氣缸、空壓機(jī)、控制 元件、消聲器及管道的選用與計(jì)算，對(duì)氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力損失等進(jìn)行計(jì)算。 （5）第五章，對(duì)本文設(shè)計(jì)心得體會(huì)

23、進(jìn)行總結(jié)。5 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 2 氣力式小型除雪機(jī)的設(shè)計(jì)的總體方案 2.1 總體設(shè)計(jì)的基本原則及要求 結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)是將通過(guò)科學(xué)的原理想象出來(lái)的方案實(shí)體化結(jié)構(gòu)化。就是 把二維方案轉(zhuǎn)換為三維可設(shè)計(jì)制造出來(lái)的過(guò)程，也可以說(shuō)是從設(shè)計(jì)初期到最佳 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善直到審核通過(guò)為止。 結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)工作包括兩個(gè)方便，就是形狀和材料。我們要系統(tǒng)的確定 各個(gè)零件的形狀，這個(gè)工作隊(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性的意義。材料就是能達(dá)到 我們預(yù)期的使用要求，能達(dá)到尺寸要求等。 2.1.2 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)原則 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品來(lái)講，起著很重要的作用。結(jié)構(gòu)所含的技術(shù) 性能，價(jià)格合理和外觀再行都有決定性

24、的意義。簡(jiǎn)單，直接，安全可靠的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)的總體，必須遵守三個(gè)基本原則。 (1)明確原則 這里主要包括以下三個(gè)方面： 功能明確 所選的結(jié)構(gòu)應(yīng)直接，可靠地實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。對(duì)于可實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)說(shuō)，要做 到既不疏漏又不冗余。 工作情況明確 被設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品，我們要求他所達(dá)到的工作狀況必須明確。因?yàn)樵O(shè)計(jì)結(jié) 構(gòu)是有針對(duì)性的，如耐磨損，耐腐蝕等。 結(jié)構(gòu)的工作原理明確 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的工作原理必須科學(xué)明確，從而能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的實(shí)用效果。 (2)簡(jiǎn)單原則 簡(jiǎn)單原則就是能達(dá)到預(yù)期功能的前提下，盡量使機(jī)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這里說(shuō) 的“簡(jiǎn)單”同時(shí)有著很多含義，比如簡(jiǎn)便，簡(jiǎn)易，減少等。 (3)安全可靠原則 一個(gè)系統(tǒng)(產(chǎn)品)的安全可

25、靠性主要指： 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 構(gòu)件的可靠性 在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷 裂、過(guò)度變形、過(guò)度磨損且不喪失穩(wěn)定性。 功能的可靠性主要依靠系統(tǒng)的可靠性。 工作安全性主要指對(duì)操作者的防護(hù)，保證人的安全。 環(huán)境安全性，整個(gè)機(jī)構(gòu)不能對(duì)環(huán)境造成污染，要適應(yīng)環(huán)境。11 2.1.3 機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)基本要求 (1)功能合理 即我們所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)要在功能完美表達(dá)的前提下去設(shè)計(jì)，無(wú)論是整體還是 單個(gè)機(jī)構(gòu)上都不能采用有損我們所需要的功能的布局方案。 (2)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào) 這方便我們要運(yùn)用科學(xué)的分布，盡可能的使系統(tǒng)簡(jiǎn)單并且充分高效地運(yùn)用 內(nèi)部空間。 (3)充分考慮產(chǎn)品

26、的系列化及發(fā)展 再設(shè)計(jì)總理分布時(shí)，應(yīng)對(duì)這一類系列和變形改進(jìn)做考慮，還應(yīng)該考慮符合 科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。15 2.2 除雪機(jī)設(shè)計(jì)方案 2.2.1 總體方案選擇 方案一：利用自然界中風(fēng)能源，從鼓風(fēng)機(jī)里吹出高速度氣流，將路面上的 積雪吹到兩側(cè)，這種方式效率很高，也有很高的生產(chǎn)率，能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。但是 他有一定的局限，就這個(gè)局限就限制了這個(gè)方案，就好比現(xiàn)實(shí)很多東西，各個(gè) 方面都很好，就一個(gè)方便就限制了整個(gè)方案的實(shí)行，這種方式不利于清理壓實(shí) 的積雪或冰層也很無(wú)力，只能在機(jī)場(chǎng)橋梁，和高速公路上應(yīng)用。 方案二：利用機(jī)械裝置，先用機(jī)械裝置攪碎積雪，再輸送到高速旋轉(zhuǎn)的葉 輪，把積雪拋送至路邊。但是這種

27、方式受地形限制，如果在一個(gè)狹窄多彎的地 形就很不實(shí)用，而且效率不高，也會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生破壞，不符合保護(hù)環(huán)境。 方案三：設(shè)計(jì)一個(gè)推雪鏟，在設(shè)計(jì)一個(gè)壁障機(jī)構(gòu)，來(lái)對(duì)應(yīng)不用的路面情況， 設(shè)計(jì)一個(gè)上下擺動(dòng)極限，來(lái)更好的處理積雪問(wèn)題。后面從計(jì)算上來(lái)確定動(dòng)力， 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 這種方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，成本地。 綜上所述，本文選擇方案三，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示。 1推雪鏟；2拉簧；3推雪鏟上連桿；4前托架；5后托架；6舉臂連桿；7大 梁托架；8 舉臂架；9 升降氣缸；10擺動(dòng)氣缸；11推雪鏟下連桿 圖 2-1 除雪鏟結(jié)構(gòu)示意圖 上圖所示的機(jī)構(gòu)工作方式原理：彈簧 2 用于吸收部分作業(yè)

28、時(shí)的沖擊載荷， 并使鏟刃更好的貼近地面。兩個(gè)升降氣缸 9 鉸接于大梁拖架 7 和舉臂連桿 6 上，用于控制推雪鏟的升降。擺動(dòng)氣缸 10 鉸接于前拖架 4 與后拖架 5 之間， 用于控制推雪鏟的左右擺動(dòng)。工作時(shí)，擺動(dòng)氣缸推動(dòng)前拖架 4 與推雪鏟 1 一起 轉(zhuǎn)過(guò)一定角度（約 30）后用銷子和后拖架 5 固定，升降氣缸降低，推雪鏟 鏟刃緊貼地面。隨除雪車的行進(jìn)，積雪被鏟刃剝離地面并沿鏟板曲面作螺旋外 拋運(yùn)動(dòng)，積雪被推積到道路右側(cè)。上連桿 3 和下連桿 11 的作用是在避障時(shí) 抬起推雪鏟。12 2.2.2 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 在這次除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我選擇呢氣缸驅(qū)動(dòng)，從人文角度出發(fā)，環(huán)保， 高效，易于操

29、作。氣壓系統(tǒng)的原理就是利用空氣壓縮機(jī)或者其他裝置把輸出的 機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝獾膲毫δ?，然后在各個(gè)控制元件和輔助原件的配合下，執(zhí)行 機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，從而完成做功 除雪機(jī)構(gòu)整個(gè)機(jī)構(gòu)的做功運(yùn)動(dòng)都是氣壓控制其運(yùn)動(dòng)，通過(guò)大梁拖架 7，使 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 除雪鏟與拖拉機(jī)相聯(lián)接，從而推動(dòng)鏟雪鏟的運(yùn)動(dòng)。其中，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn) 速 540r/min，功率 25kw，與鏟雪鏟的連接采用懸掛結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)液壓系統(tǒng) 輸出輸出氣壓從而控制除雪鏟的運(yùn)動(dòng)。 氣壓傳動(dòng)相對(duì)于其他的傳動(dòng)方式的有點(diǎn)，以空氣為工作介質(zhì)，干凈來(lái)源也 方便，采用后排氣處理簡(jiǎn)單，干凈的來(lái)源對(duì)環(huán)境也沒(méi)污染；其次是空氣流動(dòng)損 失小，壓縮空氣

30、可以遠(yuǎn)距離傳送；與液壓傳動(dòng)相比，啟動(dòng)迅速，維修簡(jiǎn)單，管 路不易堵塞，不存在介質(zhì)變質(zhì)，補(bǔ)充和更換等問(wèn)題相對(duì)簡(jiǎn)單；工作環(huán)境適應(yīng)性 好，可以適應(yīng)多個(gè)工作環(huán)境；氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。實(shí)用壓 力等級(jí)低，所以實(shí)用相對(duì)安全。 2.3 本章小結(jié) 本章對(duì)除雪機(jī)總體方案進(jìn)行確定。 選擇方案三：利用一個(gè)置于清雪車前部的鏟子，隨著清雪車的不斷前進(jìn)， 將積雪推至路的一邊。選擇鏟雪進(jìn)行除雪，從環(huán)保、節(jié)能、方便操作的原則上 選擇為氣動(dòng)式綜合考慮，然后確定除雪機(jī)的機(jī)構(gòu)方案。 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 3 除雪鏟機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 除雪鏟鏟板的設(shè)計(jì) 3.1.1 除雪鏟板的示意圖 圖 3-1 除雪鏟板的示

31、意圖 1.除雪鏟板寬度 lb 是一次性清除雪的寬度，也就是除雪鏟在清雪車前進(jìn) 方向的投影寬度，如圖 3-1 所示。根據(jù)除雪車使用場(chǎng)合的不同，對(duì)除雪寬度的 要求也不盡相同，所以根據(jù)場(chǎng)合而在一定限制下確定寬度。廣場(chǎng)等空曠場(chǎng)所需 要較大除雪鏟板寬度的除雪車，而交通路線上除雪車的除雪鏟板寬度不宜超過(guò) 一個(gè)車道的寬度，避免除雪作業(yè)時(shí)阻礙交通。 2.切削角 是除雪車行進(jìn)方向上除雪鏟板與地面間的夾角，如圖 3-1 所 示。隨著推雪鏟的前進(jìn)，與地面具有一定切削角 的鏟刃，而根據(jù)角 的大 小鏟板所受的垂直力 f 也不同，鏟雪板將積雪剝離其附著面，積雪沿導(dǎo)板曲面 向斜上方運(yùn)動(dòng)，最后以一定的速度從推雪鏟后面排出。具

32、有一定黏性的雪在切 削角 較小時(shí)所呈流動(dòng)型，在切削角 大時(shí)所呈斷裂型。圖 3-2 所示為鏟 刃切削時(shí)雪的三種變形形式：流動(dòng)型、斷裂型和剪裂型。 (a) (b) (c) a）流動(dòng)型 b）斷裂型 c）剪切型 圖 3-2 雪被切削時(shí)的變形情況 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 3.其它參數(shù) l 表示除雪鏟寬度；hf 表示雪鏟小端高度；hr 表示雪鏟 大端高度。11 3.1.2 鏟雪板結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 1. 推雪鏟材料 推雪鏟的工作環(huán)境，就局限它選的材料，由于是與積雪地面等介質(zhì)接觸的 第一結(jié)構(gòu)，所以我們所取的材料應(yīng)該夠足夠的耐磨性，強(qiáng)度和剛度。因?yàn)槭且?損件，所以采用多分段連接，可拆分。一般條件下下除雪

33、車前鏟推雪鏟的質(zhì)量 限制在 400700kg。材質(zhì)選擇時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)條件性，除連接零件外，大部分零件 材質(zhì)選擇 q235 鋼，這種鋼材便宜也好加工。選取切削刃材料時(shí)除考慮耐磨性、 經(jīng)濟(jì)性等因素外，須考慮工作溫度對(duì)其物理特性的影響，所以一般條件下選取 65mn 調(diào)質(zhì)鋼。 2.推雪鏟切削刃參數(shù)選取 主要工作部分是鏟板，為了使推雪鏟有個(gè)良好的性能，必須對(duì)切削刃和鏟 板加以分析和認(rèn)識(shí)。由于降雪時(shí)間的不同我們所需要對(duì)應(yīng)的降雪也不同，前雪 鏟所清理的主要是新絳積雪，新降雪的密度隨著時(shí)間也有變化，其密度值一般 在 20800kg/m 之間。較為相近的介質(zhì)，我們可以考慮松土的物力機(jī)械性質(zhì)， 所以相對(duì)于積雪做參考，

34、參考較為成熟的推土鏟切削刃設(shè)計(jì)理論可知，對(duì)于松 土和積雪，一般認(rèn)為切削角 取 30時(shí)切削刃強(qiáng)度和切削阻力組合最佳。但 推土鏟的切削刃（如圖 33）為了保證強(qiáng)度，尖角 1 不能小于 20；同時(shí)由 于切削原理和推土機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)地形變化的需要，必須有后角 2，其值通常在 30左右；因此綜合考慮，推雪鏟前鏟鏟刃切削角 選擇為 30，并對(duì)其結(jié) 構(gòu)作相應(yīng)調(diào)整，如圖 3-4，切削刃厚度取 8mm 左右即可。 圖 3-3 推土鏟切削刃參數(shù) 圖 3-4 推雪鏟切削刃參數(shù) 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 3.前鏟的鏟板空間形狀設(shè)計(jì) 由于前鏟所作業(yè)對(duì)象的密度較小，顆粒比較松散，所以采用推進(jìn)曲面旋移 的理論進(jìn)行除

35、雪。鏟雪曲面空間形狀直接影響除雪過(guò)程中的阻力和除雪效率等 的重要因素。 鏟板鏟型 犁板式除雪車前鏟采用高速推進(jìn)，利用曲面旋移原理將積雪 清離路面。鏟板曲面的作用在于旋移和推運(yùn)積雪。鏟板的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)雪屑運(yùn)動(dòng) 規(guī)律、積雪容量、推運(yùn)阻力都有影響。為了便于向道路外側(cè)排雪，推雪鏟常設(shè) 計(jì)成一端小一端大，以固定的行進(jìn)角（鏟板長(zhǎng)度方向與車輛行進(jìn)方向所夾的銳 角 ）工作。被除雪屑的理想運(yùn)動(dòng)軌跡是空間螺旋外拋運(yùn)動(dòng)。常用的鏟板形 狀有圓弧型、拋物線型、i 類漸開線型、ii 類漸開線型（如圖 3-5） 。其中拋物 線和圓弧的形狀很近似，兩者的性能也很近似。 圖 3-5 曲面板類型 鏟板寬度 除雪車前鏟常以固定的行進(jìn)

36、角進(jìn)行除雪作業(yè)。推雪鏟的寬 度應(yīng)保證工作時(shí)在除雪車前進(jìn)方向上的最小投影寬度大于車寬，前端（小端） 應(yīng)比同側(cè)輪胎外緣寬出約 200mm，后端（大端）應(yīng)比同側(cè)輪胎外緣寬出約 400mm。這種寬出量是為了保證在作業(yè)過(guò)程中除雪車能給自己開辟前進(jìn)的道路， 從而保證其作業(yè)質(zhì)量，初定鏟板寬度為 12350mm。 選擇推雪鏟的寬度應(yīng)首先根據(jù)除雪車總體結(jié)構(gòu)布置，初步確定推雪鏟寬度， 再按比切力加以檢驗(yàn)： e x f b q 式中，fe推雪車額定牽引力，n；b推雪鏟寬度，cm； 對(duì)于新降積雪，查閱國(guó)內(nèi)外除雪車的相關(guān)資料，推雪鏟鏟刃的水平比切力 選 20100n/cm 即可滿足工作要求。 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)

37、） 17 鏟板高度 應(yīng)該根據(jù)整體結(jié)構(gòu)，清雪效率，工廠生產(chǎn)率等問(wèn)題，估算推 雪鏟大概高度，再進(jìn)行調(diào)整。本設(shè)計(jì)根據(jù)分析采用 ii 類漸開線型鏟板，小端 初定設(shè)計(jì)高度初定為 320mm，大端高度初定為 350mm。 3.2 前鏟機(jī)械避障裝置設(shè)計(jì) 我國(guó)公路及其城市道路的路況已經(jīng)有了很大的改善，但是還是有一部分路 況較差，突出表現(xiàn)為路面平整度低局部毀壞（如變形，斷裂等情況）另外除雪 過(guò)程中也也能遇到一些路面阻礙物，如道釘，凸臺(tái)等。這樣我們就得設(shè)計(jì)一個(gè) 避障措施，否則在清雪過(guò)程中有可能損壞除雪機(jī)構(gòu)，而且在同時(shí)也節(jié)能對(duì)路面 措施產(chǎn)生破壞，所以我們要設(shè)計(jì)的除雪裝置要有良好的彈性避讓裝置。 3.2.1 避障機(jī)構(gòu)

38、的方案 本設(shè)計(jì)采用雙搖桿機(jī)構(gòu)，如下圖 3-6 所示。 設(shè)計(jì)機(jī)械避障裝置時(shí)應(yīng)該考慮： （1）為了順利避障，雙搖桿機(jī)構(gòu)可以保證鏟刃上抬運(yùn)動(dòng)。 （2）推雪鏟翻擺時(shí)的極限應(yīng)該有一定限制，因?yàn)榉冗^(guò)大可能使設(shè)計(jì)機(jī) 構(gòu)性能達(dá)不到使用要求，產(chǎn)生死點(diǎn)，推雪鏟不能及時(shí)回落 （3）根據(jù)我國(guó)道路狀況所知，自動(dòng)越障高度 h 應(yīng)控制在 100mm 左右。 （4）要保證對(duì)地面有足夠的壓力，用于剝離地面上的積雪；但是彈簧垃 圾不能過(guò)大或者過(guò)小，過(guò)大了就會(huì)影響越障，也可能損壞地面，過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致 除雪效果不理想。1 圖 3-6 雙搖桿避障機(jī)構(gòu) 3.2.2 避障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 根據(jù)文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)。如下

39、圖 3-7 所示。 圖 3-7 避障機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型 在避障過(guò)程中，為保證鏟刃緊貼地面，必須采用彈性元件，彈簧一端掛在 推雪鏟上，另一端掛在前托架上。為防止產(chǎn)生死點(diǎn)，在最高避障位置時(shí)彈簧應(yīng) 與下連桿成一角度，避免彈簧拉力與通過(guò)鉸點(diǎn) 4，使避障機(jī)構(gòu)產(chǎn)生死點(diǎn)，影響 前鏟越過(guò)障礙后的迅速回落，應(yīng)該在避障機(jī)構(gòu)達(dá)到最大避障高度時(shí)，如圖 3-8 所示鏟刃運(yùn)動(dòng)的上極限位置處，設(shè)置限位塊，限制四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)死 點(diǎn)位置。避障機(jī)構(gòu)處于初始位置時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為 270mm，鏟刃緊貼地面；避障 機(jī)構(gòu)處于上極限位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的鏟刃最大避障高度為 94mm，彈簧總長(zhǎng)為 340mm。 圖 3-8 避障機(jī)構(gòu)上極限位置 前雪鏟

40、避障機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖 3-9。 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 圖 3-9 前雪鏟避障機(jī)構(gòu) 3.33.3 大梁托架及舉臂架、連桿的設(shè)計(jì)大梁托架及舉臂架、連桿的設(shè)計(jì) 大梁托架和舉臂架、連桿主要是用來(lái)鉸接兩個(gè)升降氣缸，進(jìn)而通過(guò)氣缸工 作來(lái)控制鏟雪鏟的升降運(yùn)動(dòng)，其主要設(shè)計(jì)是根據(jù)氣缸的尺寸和鏟雪升降來(lái)確定 設(shè)計(jì)。大梁托架通過(guò)鉸接與后面動(dòng)力相連，因此舉臂架和舉臂連桿起著主要的 支撐作用。 雪鏟設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意到雪鏟和農(nóng)用犁之間在制造上有著巨大差異；農(nóng)用 犁體積很小，一般是批量制造，一般采用鑄造。而雪鏟為單件生產(chǎn)，由于體積 比較大，所以不能采用鑄造加工，所以我們采用鈑金焊接的方法加工。 西安思源學(xué)

41、院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 4 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核 4.1 氣動(dòng)傳動(dòng)原理 由于氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)，本文推雪鏟其升降和擺動(dòng)均采用由氣動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。 其氣動(dòng)原理如圖 4-1 所示。 升降驅(qū)動(dòng)氣缸 擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)氣缸 圖 4-1 氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖 鏟雪機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)靠驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)完成的，而運(yùn)動(dòng)方向均由三位五通控制，運(yùn) 動(dòng)速度是由調(diào)節(jié)氣缸的速度來(lái)控制的，我們采用兩組節(jié)流閥 a 和 b 來(lái)調(diào)節(jié)。電 磁換向閥回路，由行程閥、電磁閥和液控順序閥等聯(lián)合控制的速度換接回路以 及電磁換向閥的卸荷回路等。啟動(dòng)系統(tǒng)的性能就由這些基本回路所決定。 4.2 氣動(dòng)系統(tǒng)元件的選擇 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 4.2.1 氣缸的選擇

42、該課題中，執(zhí)行元件組的總?cè)蝿?wù)是控制推雪鏟其的升降和擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。氣缸 的最大工作量是根據(jù)推雪鏟的升降距離和擺動(dòng)角度的大小來(lái)確定的。根據(jù)前面 的設(shè)計(jì)要求，本文中取推雪鏟的升降距離為 094mm,擺動(dòng)角度為 035，其氣 缸的行程為 0250mm。 氣缸的效率一般在 0.70.95 之間，這里去取0.85 氣缸的工作壓力一般為 ，這里取0.5pmpa 2 2 0.0980665,110.19716,19.8 0.55.1,10010.2 mpa mpakgf cmkgfn pmpakgf cmfgnkgf 2 由1kgf cm 得 氣缸理論推力 （4-2-1） 10.2 12 85%0.85 f fk

43、gf 經(jīng)查表得，氣缸缸徑為 18mm，為了安全取缸徑為 25mm 升降運(yùn)動(dòng)選型號(hào)氣缸，因此缸徑為 25mm，行程為 1 25 150lczmms 150mm，腳架式安裝。 擺動(dòng)選型號(hào)氣缸，因此缸徑為 25mm，行程為 1 25 250lczmms 300mm，腳架式安裝。 表4-1 lczm氣缸 缸 徑d 253240506380100125160200 推力 （n） 1963225027851247201031414908804212566 工作壓 力為 0.4mpa 時(shí) 拉力 （n） 1642764226601121181429454626752012064 推力 （n） 49080412

44、5 6 1963311750267853122712010631416 工作壓 力為 1.0mpa 時(shí) 拉力 （n） 412691105 5 1649280345357363115641885030160 行程范圍 （mm） 60 400 70 700 70 700 80 1000 80 1400 100 1400 100 3000 120 3000 140 3000 140 3000 腳架式ms1 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 4.2.2 空壓機(jī)的選擇 氣源裝置是向氣動(dòng)系統(tǒng)提供所需壓縮空氣的動(dòng)力源，空壓機(jī)是氣壓發(fā)生裝 置，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。 1）耗氣量的計(jì)算： 缸徑

45、,行程,設(shè)其氣壓缸運(yùn)動(dòng)全程需要的時(shí)間25mmd00mms34ts 伸出耗氣量： （4-2- 2323 3.140.3 0.0250.036795 10 44 / 4 s qdms t 伸 1） 縮回耗氣量： （4-2- 222323 3.140.3 ()(0.0250.01 )0.030915 10 44 / 4 d s qdms t 縮 2） 2）自由空氣量的計(jì)算（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下的流量）： （4-2- 0.1013 0.1013 p qq 3） 333 0.10130.50.1013 0.036795 100.2184 10/ 0.10130.1013 p qqms 伸伸 333 0.

46、10130.50.1013 0.030915 100.18345 10/ 0.10130.1013 p qqms 縮縮 3）氣缸的理論用氣量的計(jì)算： （4-2- 1( ) / n izz i qaq tt 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 4） 其中： n：氣缸的個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)中有 2 氣缸，所以 n=2； a：在一個(gè)周期內(nèi)單程作用次數(shù)，所以 a=2 ：一氣缸在一個(gè)周期內(nèi)的平均用氣量 z q t:氣缸一個(gè)單行程的時(shí)間,t=4s t:設(shè)備的一次工作循環(huán)的時(shí)間, s416tt 所以： (2424)/16 z qqq 縮 伸 33 33 2 0.2184 1042 0.18345 104 =0.20

47、1 10 16 ms （） 取設(shè)備利用系數(shù)；漏損系數(shù)；備用系數(shù)0.95 1 1.2k 2 1.4k 則該設(shè)備氣缸的理論用氣量： 333 0.95 1.2 1.40.321 10/0.01923/min jz qqmsm 圖 4-2 空壓機(jī) 查有關(guān)手冊(cè)，選用的空壓機(jī)的型號(hào)及技術(shù)規(guī)范為: 驅(qū)動(dòng)機(jī) 功率 名稱序 列 產(chǎn)品 類型 容積 流量 m3/m pa 排氣壓 力 mpa 外型尺 寸（長(zhǎng) x 寬 x 高） mm 重量 kg 儲(chǔ)氣 罐 m3 噪聲聲壓 db（a） 型 號(hào) 轉(zhuǎn) 速 r/ mi n kwhp 全無(wú) 油潤(rùn) 滑空 氣壓 縮機(jī) 23 zw- 0.05 /7 0.7820x34 0x680 60

48、o.o2378yc90s-4 yc 90 - s4 14 50 0. 55 1/ 2 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 4.2.3 控制元件的選擇 電磁閥在選型時(shí)應(yīng)遵循的原則：適用性，管路中的流體必須和選用的電磁 閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致，包括溫度、粘度和工作壓差等因素；可靠性， 電磁閥分為常閉和常開兩種，一般選用常閉型，但在開啟時(shí)間很長(zhǎng)而關(guān)閉時(shí)很 短時(shí)要選用常開型，動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快 速系列；安全性，一般電磁閥不防水，在條件不允許時(shí)請(qǐng)選用防水型，電磁閥 的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過(guò)管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn) 生其它意外情況，有腐蝕性液體的應(yīng)選

49、用全不銹鋼型，強(qiáng)腐蝕性流體宜選用塑 料王（slf）電磁閥，爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品；經(jīng)濟(jì)性，有很多 電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。本文中 氣缸的調(diào)節(jié)均選用三位五通電磁換向閥.對(duì)氣囊機(jī)構(gòu)中換向閥選擇 2 353qdl t 本設(shè)計(jì)中選用二位二通電磁換向閥因氣缸要求壓力、流量 ，選換向閥的通徑 為 3mm, 二位二通電磁換向閥選 slp1df02n3a03.對(duì)于快速排氣閥，選用 kp-l3. 4.2.4 消聲器的選擇 由于氣缸、氣閥等元件在通入高壓氣流使其工作時(shí)排氣速度快，氣體體積 急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲，這種噪聲損害人體的健康，惡化環(huán)境，為減小 噪音通常

50、在排氣口安裝消聲器。消聲器配于主控閥排氣口，氣缸排氣口處，起 消聲濾塵作用。所以本設(shè)計(jì)采用 kxy-3 消聲器。 消聲器的安裝方向必須正確，與風(fēng)管或管件的法蘭連接應(yīng)保證嚴(yán)密、牢固。 當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)為恒溫，要求較高時(shí)，消聲器外殼應(yīng)與風(fēng)管同樣作保溫處理。消聲 器安裝后，可用拉線或吊線的方法進(jìn)行檢查，不符合要求的應(yīng)進(jìn)行修整。消聲 器安裝就位后，應(yīng)加強(qiáng)管理，采取防護(hù)措施。嚴(yán)禁其它支、吊架固定在消聲器 法蘭及支吊架上。消聲器、消聲彎頭等在安裝時(shí)應(yīng)單獨(dú)設(shè)支、吊架，使風(fēng)管不 承受其重量支吊架應(yīng)根據(jù)消聲器的型號(hào)、規(guī)格和建筑物的結(jié)構(gòu)情況，按照國(guó)標(biāo) 或設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定選用。消聲器在安裝前應(yīng)檢查支、吊架等固定件的位置是否

51、 正確，預(yù)埋件或膨脹螺栓是否安裝牢固、可靠。支、吊架必須保證所承擔(dān)的載 荷。17 4.2.5 三聯(lián)件的選擇 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 三聯(lián)件主要是分水濾氣器，減壓閥，油霧器的組合件。分水濾氣器又名空 氣過(guò)濾器，其作用是濾除壓縮空氣中的水分，油滴及雜質(zhì)。油霧器的作用是當(dāng) 壓縮空氣流過(guò)時(shí)，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流進(jìn)需要的潤(rùn)滑的部件， 達(dá)到潤(rùn)滑的目的。由供氣壓力為，額定流量為，0 0.7mpa 33 0.1944 10ms 選擇型號(hào)為 ac/bc3000. 圖 4-3 三聯(lián)件 4.3 確定管道直徑 本設(shè)計(jì)按各管徑和氣動(dòng)元件通徑相一致的原則，初定各段管徑?？紤]到機(jī) 構(gòu)氣缸不同時(shí)工作的

52、特點(diǎn)，由，可導(dǎo)出，取標(biāo) 2 4 qd v 22 1 33ddmm 準(zhǔn)管徑為 3mm。18 4.4 驗(yàn)算壓力損失 本文中主要驗(yàn)算擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中氣缸進(jìn)氣口處的損失是否在允許范圍內(nèi)。壓力 損失一般包括沿程壓力損失和局部壓力損失。計(jì)算分別如下計(jì)算。 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 4.4.1 沿程壓力損失 （1）1-1 段的沿程壓力損失 由式： （4-2-5） 2 2 l l v p dg 式中：沿程壓力損失； l p d:管內(nèi)徑，d=0.003m； l:管長(zhǎng)，l=0.4m； v:管中流速，v= q a 3 2 0.02453 10 3.47 0.003 4 m s :沿程阻力系數(shù)，由雷諾數(shù)和管壁相對(duì)

53、粗糙度確定 e r d 根據(jù)溫度，查表得運(yùn)動(dòng)粘度 0 20 c 52 1.57 10ms 2 5 3.47 0.003 6.63 10 1.57 10 e vd r 0.04 0.013 3d 由雷諾數(shù)和管壁相對(duì)粗糙度，查有關(guān)手冊(cè)得=0.0165 e r d 溫度，壓力 0.5mp 時(shí)值為： 0 20 c 3 2730.50.1013 9.81 1.29370.15 273200.1013 gn m 2 26 0.43.47 0.016570.1594.794.7 10 0.0032 9.81 l pn mmpa （2）o-e 段的沿程壓力損失 = 1 v 1 1 q a 3 2 0.0245

54、3 10 3.47 0.003 4 m s 2 1 1 5 1 3.47 0.003 6.63 10 1.57 10 e vd r 1 0.04 0.013 3d 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 由雷諾數(shù)和管壁相對(duì)粗糙度，查有關(guān)手冊(cè)得=0.0165 e r d 2 26 1 13.47 0.016570.15236.7236.7 10 0.0032 9.81 l pn mmpa （3）e-x 段的沿程壓力損失 = 2 v 2 2 q a 3 2 0.02453 10 3.47 0.003 4 m s 2 2 2 5 2 3.47 0.003 6.63 10 1.57 10 e vd r 2

55、 0.04 0.013 3d 由雷諾數(shù)和管壁相對(duì)粗糙度，查有關(guān)手冊(cè)得=0.0165 e r d 2 26 2 1.93.47 0.016570.15500500 10 0.0032 9.81 l pn mmpa （4）由 y-x 的所有沿程損失 6 12 813.4 10 llll ppppmpa 4.4.2 局部壓力損失 （1）流經(jīng)管路中的局部壓力損失 （4-2-6） 2 1 2 r v p g yefgijx 各局部阻力系數(shù)： ：入口局部阻力系數(shù)，=0.5 y y ：三通管局部阻力系數(shù)，=2 g g ：流經(jīng)截止閥處局部阻力系數(shù)，=3.1 f f ：彎頭局部阻力系數(shù)，=0.29 , eij

56、eij ：出口局部阻力系數(shù)，=1 x x 222 1 3.473.473.47 0.5(23.1)(0.290.290.29 1) 70.15 2 9.812 9.812 9.81 p 西安思源學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 23 321.60.3216 10n mmpa （2）流經(jīng)元，輔件的壓力損失 流經(jīng)減壓閥的壓力損失較小可忽略不計(jì)，其余損失： 2bdg pppp 式中： ：流經(jīng)分水濾氣器的壓力損失 b p ：流經(jīng)油霧器的壓力損失 d p ：流經(jīng)換向閥的壓力損失 g p 查表得=0.01mpa，=0.015 mpa，=0.025 mpa b p d p g p =0.05 mpa 2bdg pppp （3）總局部壓力損失 12 ppp = +0.05=0.0503 mpa 3 0.3216 10 4.4.3 總壓力損失 3 0.813 100.05030.0511 l pppmpa 考慮到排氣口消聲器等未計(jì)入的壓力損失： jp pkp =，取=1.1 p k1.051.3 p k 則1.1 0.05110.0562 jp pkpmpa 從的計(jì)算可知，壓力損失主要在氣動(dòng)元，輔件上，所以在不要求p 精確計(jì)算的場(chǎng)合，可不細(xì)算，只要在安全系數(shù)中取較大值就可以了。 p k 執(zhí)行元件需工作壓力 p=0.5mpa，壓力損失。供氣壓0.05