小型手推式除雪机的设计

严佑华+肖萍+蔺倞+穆斯塔法·艾尼

摘 要：本文设计的手推式除雪机其传动装置主要通过电机带动带轮然后通过锥齿轮减速器带动至滚刷结构，使其能够滚刷结构能够逆时针旋转，其前端能够进行撒盐，后端的滚轮能够将地面的盐粒进行均匀化，防止再次结冰、进行收集，保证行人和行车的安全。本除雪机的结构简单、紧凑，制造成本低下，能够满足小型区域的除雪功能，有效的降低操作者的工作强度、提高工作效率，是一款可以大力发展的除雪机模型。

关键词：手推式；除雪机；设计

0 引言

随着城市化的进展，越来越多的人住在城市里。由于城市居住面积较小。一旦下雪将会造成一定的交通堵塞，而在我国新疆地区，由于经常下雪，造成地面打滑。所以需要一款小型的除雪机能够在小区内、道路上使用，通过手推即可完成除雪的工作，更重要的是可以防止地面打滑，造成人员摔伤。本文基于这种设计的理念，设计一款小型手推式除雪机。

1 方案的选择

根据设计要求和实际的工作条件，最终想到了三种设计方案，如下：

方案一：通过电动机转动带动皮带，使轴Ⅰ转动，安装在轴Ⅰ上的锥齿轮改变方向，带动轴Ⅱ转动，通过装在轴Ⅲ上的带轮，带动小车前面的转动圆盘旋转，转动圆盘下面装有除雪刀具，从而达到对地面除雪的功能，且小车近似设计成对称结构，提高了效率。见图1。

方案二：通过电动机转动带动皮带，使轴Ⅰ开始转动，安装在轴Ⅰ末端上的小带轮开始转动，通过皮带，使轴Ⅱ开始转动，轴Ⅱ上安装有滚动圆柱，上面带有除雪刀具，且接触面积比较大，除雪效率好。见图2。

方案三：通过电动机转动带动皮带，使用锥齿轮、带轮带动带前面的两个转动圆盘旋转，转动圆盘下面转动除雪刀具，进行除雪，同时前面的洒盐箱能够自动洒盐使得地面上冰面、雪块融化，且再通过安装在轴Ⅰ末端的小带轮转动，通过皮带，使轴Ⅱ开始转动，轴Ⅱ上安装有滚动圆柱，上面带有干净毛刷，对前面的滚动圆盘除过的雪块冰面进行二次除雪保证盐粒的均匀化，在工作一段时候后，对滚动圆筒进行晒干，功能更加好。见图3。

经分析方案一，方案二，方案三的优缺点，结合实际情况，综合考虑，选用方案三作为本设计设计方案。

2 机械部分设计

2.1 传动比的分配

电动机轴到Ⅱ轴之间的总传动比为：

分配各级传动比，设电动机到Ⅰ轴的传动比i=3

Ⅰ轴到Ⅱ轴的传动比i=3

电动机到除雪圆盘之间的总传动比：

电动机到Ⅰ轴的传动比由上面可得为：i=3

锥齿轮在本设计中起转变方向的作用，故传动比设计为：i=1

横放锥齿轮到除雪圆盘之间的传动比为：i=3

2.2 带轮的设计

电动机和Ⅰ轴之间带轮的设计计算，选择普通V带1根，Ⅰ轴Ⅱ轴之间带轮的设计计算选择Z型带1根，Ⅲ轴和Ⅳ轴之间带的设计计算，选择Z型带1根。带的三维实体图见图4。

2.3 两对锥齿轮的设计计算

经计算两对直齿锥齿轮的设计计算，小锥齿轮齿数都取1，大锥齿轮齿数都取17，三对齿轮模数都取6.5mm。锥齿轮的三维模型如图5。

2.4 主轴的设计计算

材料的选择：选45钢调质处理，查表15-3取=110.，最小直径的确定：

初步选轴的最小直径为19mm。

采用如下图所示的装配方案如图6

2.5 车架的设计

车架的作用是支撑起整个零部件的载体，将其放在车架上进行装配。可以设计时需保证整车的质量较轻，其能够支撑整体的重量，能方便批量生产。且能够方便装配。如图7所示

3 结论

本设计采用的是铅酸蓄电池，其性价比好、质量轻，工作时声音较小，能够满足使用要求；本设计的行走方式采用手推式，能够方便使用，能够有效的降低使用成本；除雪的赃物能够回收，保证除雪的效果。本设计的除雪机还有一机两用的功能，比如到了夏天前面的撒盐箱里装水可以防止扬尘，前置圆盘的橡胶刮板刀具可以换成毛刷，可方便小区物业人员对小区的打扫。

参考文献

[1]机械技术手册编委会会编.机械设计手册新版2.北京：机械工业出版社，2004.8

[2]濮良贵，陈国定.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2013.

[3]吴宗泽主编，机械设计师手册.上下册.北京：机械工业出版社.2002

[4]濮良贵、纪名刚等主编，机械设计第八版.北京：高等教育出版社.2006.5

[5]余梦生，吴宗泽主编.机械零部件设计手册――选型、设计、指南.北京：机械工业出版社.1996

作者简介

严佑华（1985-），男，安徽庐江，本科，机电助理工程师，新疆煤田地质局156煤田地质勘探队，研究方向：机電一体化、机械设计与制造。