铲雪机结构设计.docx

摘要

随着科学技术的发展，智能家居的应用也越来越广泛，在生活的各个方面，我们都能看到智能家居的身影，它减轻了大家的家务劳动量，提高了大家的生活质量。而在北方，冬天持续的大雪对他们的房子是一大威胁，积雪的重量很容易将房子压塌，市面上面向家庭的铲雪相关的智能家居机械却很少，更多的是面向公共设施的铲雪装置。

本文就市场需求和国内外铲雪装置发展现状，确定了该机械的研究思路，初步拟定了屋顶铲雪装置的运行方案，为后面的结构设计奠定了基础。在结构设计时，通过画图和实验，具体描述了铲雪装置的运行情况，改善了初步方案的不足之处，最后确定了铲雪装置的运行方式，并对设计结果进行了总结和展望。

关键词：智能家居；铲雪装置；除冰锥；设计方案；SolidWorks

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章绪论 1

1.1选题背景 1

1.2研究意义 1

1.3课题背景与研究目的 1

1.3.1课题的社会背景 1

1.3.2课题的研究目的 2

1.4除雪设备的发展 2

1.4.1国外除雪设备的发展现状 2

1.4.2国内除雪设备的发展现状 3

1.5本文主要研究内容 3

第二章环境和性能分析 4

2.1应用环境的分析 4

2.2雪的物理性能分析 4

2.2.1积雪的密度参数 5

2.2.2积雪的抗切强度 5

2.2.3积雪的摩擦系数 5

2.3本章小结 6

第三章装置设计 7

3.1装置总体设计 7

3.1.1装置设计要求 7

3.1.2装置样式设计 7

3.2装置传动设计 9

3.2.1铲雪刀受力分析 9

3.2.2传动系统方案设计 10

3.2.3电动机的选择 11

3.2.4齿轮齿条设计 11

3.2.5传送系统的相关计算 12

3.3本章小结 14

第四章三维建模展示 15

4.1各部分零件三维展示 15

4.2总体装配效果展示 18

4.3具体运行情况说明 20

第五章结语 21

参考文献 22

致谢 23

第一章绪论

1.1选题背景

本文研究的是屋顶铲雪装置，该装置主要面向于家庭，属于一种智能家居机械。近年来，随着科技的发达，智能家居的概念越来越深入人心，人们逐渐了解各式各样的智能家居，并开始将它在家里使用，这给人们带来了很多便捷，提高了人们的生活幸福感。而在北方的冬天，人们的房屋时常遭到大雪的威胁—如果暴雪后不及时清理，房屋会有被压破、压塌的风险。并且在大雪融化时，凝结的冰锥对人们的出行也是一种安全隐患。所以，如何方便快捷的除雪是一个迫在眉睫的问题，但是市面上少有除雪方向的智能家居机械。

本研究提出设计一款坡屋顶铲雪装置，然后进行画图模拟运行状态。目前国内外市面上少有面向家庭的铲雪装置，大部分铲雪装置为面向公路等公众场合的大型铲雪机器。故本文针对现实情况，结合现有的铲雪器械，设计一款新型的装置，并结合画图模拟运行的结果。该方案致力于解决北方坡屋顶除雪不便等难题，是人们生活得更加方便简单，拥有广阔的市场前景。

1.2研究意义

本文课题来源于2020年第九届全国大学生机械创新设计大赛中的智能家居主题。本文主要研究屋顶铲雪装置，即面对暴雪时，清除屋顶大量积雪的机械装置，避免房屋被屋顶的大量积雪压塌。

在下暴雪后，大量积雪如果不及时清理可能会压塌房顶，并且在雪融化时，很有可能会造成房屋漏水、地下室渗水等问题。不仅如此，雪水如果没有及时排出，不仅会在屋檐形成冰锥，威胁人们的出入安全，而且会在屋檐结成厚厚的冰，很容易压坏屋檐，造成财务损失甚至威胁人们的人身安全。因此，清理屋顶上的积雪是至关重要的一步，故设计出这款坡屋顶铲雪装置，帮助克服以上问题。

1.3课题背景与研究目的

1.3.1课题的社会背景

大部分时候冬季的一场大雪带来的是许多人的喜悦，下大雪后，不仅景色非常的美丽，对农民伯伯来说也是个好兆头，可以带来明年的大丰收，而大雪对北方居民来说，就不够友好了。因为北方降雪量大，降雪期长，因此不及时清理就很容易产生大量积雪，积雪会随着时间密度越来越大，它的重量可不容小觑，极其容易造成压坏、压塌房子甚至人员伤亡等事故，因此清理积雪在北方的冬天是一件极其重要的工作。

而我国清理积雪的方法一般有：

人工清扫。在下大雪后，人们要做的第一件事就是清扫门前和屋顶的积雪，避免房屋被压坏。但是屋顶积雪所处的位置较高，不容易爬上去，且下雪后屋面较滑，屋顶情况较为复杂，不容易清扫，清扫过程中还容易发生事故。一般此项工作由青壮年进行，该方法不仅耗时耗力，效果也不太理想，实用性较低，不适合大部分居民使用。

机器清扫。目前