小型手推式除雪機的設(shè)計

嚴佑華+肖萍+藺倞+穆斯塔法·艾尼

摘 要：本文設(shè)計的手推式除雪機其傳動裝置主要通過電機帶動帶輪然后通過錐齒輪減速器帶動至滾刷結(jié)構(gòu)，使其能夠滾刷結(jié)構(gòu)能夠逆時針旋轉(zhuǎn)，其前端能夠進行撒鹽，后端的滾輪能夠?qū)⒌孛娴柠}粒進行均勻化，防止再次結(jié)冰、進行收集，保證行人和行車的安全。本除雪機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造成本低下，能夠滿足小型區(qū)域的除雪功能，有效的降低操作者的工作強度、提高工作效率，是一款可以大力發(fā)展的除雪機模型。

關(guān)鍵詞：手推式；除雪機；設(shè)計

0 引言

隨著城市化的進展，越來越多的人住在城市里。由于城市居住面積較小。一旦下雪將會造成一定的交通堵塞，而在我國新疆地區(qū)，由于經(jīng)常下雪，造成地面打滑。所以需要一款小型的除雪機能夠在小區(qū)內(nèi)、道路上使用，通過手推即可完成除雪的工作，更重要的是可以防止地面打滑，造成人員摔傷。本文基于這種設(shè)計的理念，設(shè)計一款小型手推式除雪機。

1 方案的選擇

根據(jù)設(shè)計要求和實際的工作條件，最終想到了三種設(shè)計方案，如下：

方案一：通過電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶，使軸Ⅰ轉(zhuǎn)動，安裝在軸Ⅰ上的錐齒輪改變方向，帶動軸Ⅱ轉(zhuǎn)動，通過裝在軸Ⅲ上的帶輪，帶動小車前面的轉(zhuǎn)動圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動圓盤下面裝有除雪刀具，從而達到對地面除雪的功能，且小車近似設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)，提高了效率。見圖1。

方案二：通過電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶，使軸Ⅰ開始轉(zhuǎn)動，安裝在軸Ⅰ末端上的小帶輪開始轉(zhuǎn)動，通過皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動，軸Ⅱ上安裝有滾動圓柱，上面帶有除雪刀具，且接觸面積比較大，除雪效率好。見圖2。

方案三：通過電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶，使用錐齒輪、帶輪帶動帶前面的兩個轉(zhuǎn)動圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動圓盤下面轉(zhuǎn)動除雪刀具，進行除雪，同時前面的灑鹽箱能夠自動灑鹽使得地面上冰面、雪塊融化，且再通過安裝在軸Ⅰ末端的小帶輪轉(zhuǎn)動，通過皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動，軸Ⅱ上安裝有滾動圓柱，上面帶有干凈毛刷，對前面的滾動圓盤除過的雪塊冰面進行二次除雪保證鹽粒的均勻化，在工作一段時候后，對滾動圓筒進行曬干，功能更加好。見圖3。

經(jīng)分析方案一，方案二，方案三的優(yōu)缺點，結(jié)合實際情況，綜合考慮，選用方案三作為本設(shè)計設(shè)計方案。

2 機械部分設(shè)計

2.1 傳動比的分配

電動機軸到Ⅱ軸之間的總傳動比為：

分配各級傳動比，設(shè)電動機到Ⅰ軸的傳動比i=3

Ⅰ軸到Ⅱ軸的傳動比i=3

電動機到除雪圓盤之間的總傳動比：

電動機到Ⅰ軸的傳動比由上面可得為：i=3

錐齒輪在本設(shè)計中起轉(zhuǎn)變方向的作用，故傳動比設(shè)計為：i=1

橫放錐齒輪到除雪圓盤之間的傳動比為：i=3

2.2 帶輪的設(shè)計

電動機和Ⅰ軸之間帶輪的設(shè)計計算，選擇普通V帶1根，Ⅰ軸Ⅱ軸之間帶輪的設(shè)計計算選擇Z型帶1根，Ⅲ軸和Ⅳ軸之間帶的設(shè)計計算，選擇Z型帶1根。帶的三維實體圖見圖4。

2.3 兩對錐齒輪的設(shè)計計算

經(jīng)計算兩對直齒錐齒輪的設(shè)計計算，小錐齒輪齒數(shù)都取1，大錐齒輪齒數(shù)都取17，三對齒輪模數(shù)都取6.5mm。錐齒輪的三維模型如圖5。

2.4 主軸的設(shè)計計算

材料的選擇：選45鋼調(diào)質(zhì)處理，查表15-3取=110.，最小直徑的確定：

初步選軸的最小直徑為19mm。

采用如下圖所示的裝配方案如圖6

2.5 車架的設(shè)計

車架的作用是支撐起整個零部件的載體，將其放在車架上進行裝配。可以設(shè)計時需保證整車的質(zhì)量較輕，其能夠支撐整體的重量，能方便批量生產(chǎn)。且能夠方便裝配。如圖7所示

3 結(jié)論

本設(shè)計采用的是鉛酸蓄電池，其性價比好、質(zhì)量輕，工作時聲音較小，能夠滿足使用要求；本設(shè)計的行走方式采用手推式，能夠方便使用，能夠有效的降低使用成本；除雪的贓物能夠回收，保證除雪的效果。本設(shè)計的除雪機還有一機兩用的功能，比如到了夏天前面的撒鹽箱里裝水可以防止揚塵，前置圓盤的橡膠刮板刀具可以換成毛刷，可方便小區(qū)物業(yè)人員對小區(qū)的打掃。

參考文獻

[1]機械技術(shù)手冊編委會會編.機械設(shè)計手冊新版2.北京：機械工業(yè)出版社，2004.8

[2]濮良貴，陳國定.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2013.

[3]吳宗澤主編，機械設(shè)計師手冊.上下冊.北京：機械工業(yè)出版社.2002

[4]濮良貴、紀名剛等主編，機械設(shè)計第八版.北京：高等教育出版社.2006.5

[5]余夢生，吳宗澤主編.機械零部件設(shè)計手冊――選型、設(shè)計、指南.北京：機械工業(yè)出版社.1996

作者簡介

嚴佑華（1985-），男，安徽廬江，本科，機電助理工程師，新疆煤田地質(zhì)局156煤田地質(zhì)勘探隊，研究方向：機電一體化、機械設(shè)計與制造。