小型手推式除雪機(jī)的設(shè)計(jì)

嚴(yán)佑華+肖萍+藺倞+穆斯塔法·艾尼

摘 要：本文設(shè)計(jì)的手推式除雪機(jī)其傳動(dòng)裝置主要通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)帶輪然后通過(guò)錐齒輪減速器帶動(dòng)至滾刷結(jié)構(gòu)，使其能夠滾刷結(jié)構(gòu)能夠逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，其前端能夠進(jìn)行撒鹽，后端的滾輪能夠?qū)⒌孛娴柠}粒進(jìn)行均勻化，防止再次結(jié)冰、進(jìn)行收集，保證行人和行車的安全。本除雪機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)度、提高工作效率，是一款可以大力發(fā)展的除雪機(jī)模型。

關(guān)鍵詞：手推式；除雪機(jī)；設(shè)計(jì)

0 引言

隨著城市化的進(jìn)展，越來(lái)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(huì)造成一定的交通堵塞，而在我國(guó)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(jī)能夠在小區(qū)內(nèi)、道路上使用，通過(guò)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(jì)的理念，設(shè)計(jì)一款小型手推式除雪機(jī)。

1 方案的選擇

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

方案一：通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶，使軸Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在軸Ⅰ上的錐齒輪改變方向，帶動(dòng)軸Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)裝在軸Ⅲ上的帶輪，帶動(dòng)小車前面的轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤下面裝有除雪刀具，從而達(dá)到對(duì)地面除雪的功能，且小車近似設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，提高了效率。見圖1。

方案二：通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶，使軸Ⅰ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在軸Ⅰ末端上的小帶輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，軸Ⅱ上安裝有滾動(dòng)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(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)皮帶，使用錐齒輪、帶輪帶動(dòng)帶前面的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤下面轉(zhuǎn)動(dòng)除雪刀具，進(jìn)行除雪，同時(shí)前面的灑鹽箱能夠自動(dòng)灑鹽使得地面上冰面、雪塊融化，且再通過(guò)安裝在軸Ⅰ末端的小帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)皮帶，使軸Ⅱ開始轉(zhuǎn)動(dòng)，軸Ⅱ上安裝有滾動(dòng)圓柱，上面帶有干凈毛刷，對(duì)前面的滾動(dòng)圓盤除過(guò)的雪塊冰面進(jìn)行二次除雪保證鹽粒的均勻化，在工作一段時(shí)候后，對(duì)滾動(dòng)圓筒進(jìn)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(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮，選用方案三作為本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案。

2 機(jī)械部分設(shè)計(jì)

2.1 傳動(dòng)比的分配

電動(dòng)機(jī)軸到Ⅱ軸之間的總傳動(dòng)比為：

分配各級(jí)傳動(dòng)比，設(shè)電動(dòng)機(jī)到Ⅰ軸的傳動(dòng)比i=3

Ⅰ軸到Ⅱ軸的傳動(dòng)比i=3

電動(dòng)機(jī)到除雪圓盤之間的總傳動(dòng)比：

電動(dòng)機(jī)到Ⅰ軸的傳動(dòng)比由上面可得為：i=3

錐齒輪在本設(shè)計(jì)中起轉(zhuǎn)變方向的作用，故傳動(dòng)比設(shè)計(jì)為：i=1

橫放錐齒輪到除雪圓盤之間的傳動(dòng)比為：i=3

2.2 帶輪的設(shè)計(jì)

電動(dòng)機(jī)和Ⅰ軸之間帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇普通V帶1根，Ⅰ軸Ⅱ軸之間帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇Z型帶1根，Ⅲ軸和Ⅳ軸之間帶的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇Z型帶1根。帶的三維實(shí)體圖見圖4。

2.3 兩對(duì)錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算

經(jīng)計(jì)算兩對(duì)直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，小錐齒輪齒數(shù)都取1，大錐齒輪齒數(shù)都取17，三對(duì)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(jì)計(jì)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(jì)

車架的作用是支撐起整個(gè)零部件的載體，將其放在車架上進(jìn)行裝配。可以設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)采用的是鉛酸蓄電池，其性價(jià)比好、質(zhì)量輕，工作時(shí)聲音較小，能夠滿足使用要求；本設(shè)計(jì)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(jì)的除雪機(jī)還有一機(jī)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(yáng)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(duì)小區(qū)的打掃。

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作者簡(jiǎn)介

嚴(yán)佑華（1985-），男，安徽廬江，本科，機(jī)電助理工程師，新疆煤田地質(zhì)局156煤田地質(zhì)勘探隊(duì)，研究方向：機(jī)電一體化、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造。