摘要：本文设计的半刚性铣削式除冰机主要针对城市道路薄冰以及压实冰雪难以清除的情况。在保证交通安全影响较小、除冰机的可靠性和装载工具的安全性的前提下，半刚性除冰装置装载工具可随交通流行驶。在处于降雪量较大的道路环境，除冰机可同时进行除冰与除雪操作。本文的主要研究如下：

首先阐明了路面破冰的力学机理，并根据路面的冰雪特性提出了基本的除冰方案，特别是对道路较难清除的薄冰，采用多条柔性钢丝绳的端铣面组合来清除压实的冰雪。

然后对半刚性除冰机的主要零件进行设计及校核，包括由液压马达构成的动力系统、由升降轴和弹簧构成的柔度调节系统、钢丝绳和刷盘等主要部件。依据选定的半刚性铣削原理和方法，设计了除冰机主要部件的结构和几何尺寸，并进一步分析了除冰刷（钢丝绳）的除冰能力。

最后，利用SolidWorks软件对除冰刷上的钢丝绳建立了有限元应力模型，并对结果进行了分析。通过进行半刚性除冰机的除冰仿真试验和研究分析现有的除冰装置的应用情况，并对除冰方法进行比较，得出除冰机的道路使用实况。

关键词：道路结冰；钢丝绳；机械除冰

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章   绪论-1

1.1选题背景和现实意义-1

1.2除冰机械的研究状况-1

1.2.1 国内外除冰研究进展-1

1.2.2除冰方法的比较-2

1.3论文的主要研究内容-3

1.4本章小结-3

第二章 半刚性薄冰清除机除冰机理-5

2.1 道路积雪特征-5

2.2冰被破坏的力学机理-5

2.3 除冰受力分析-6

2.3.2 除冰驱动功率计算-8

2.4本章小结-9

第三章 除冰机设计-10

3.1除冰机结构总体设计-10

3.1.1 除冰机设计的原则-10

3.1.2总体结构及装配图-10

3.1.3柔度调节系统组成-11

3.2 除冰机主要零件设计校核-12

3.2.1主驱动轴的强度校核-12

3.2.2键的强度校核-13

3.3 除冰机液压驱动控制系统设计-14

3.3.1 液压系统结构-14

3.3.2 液压马达的选用及功率计算-15

3.4本章小结-16

第四章 除冰机关键部件及除冰作业分析-16

4.1基于软件的集成钢丝绳有限元分析-17

4.1.1钢丝绳材料属性-17

4.1.2钢丝绳夹具设置及载荷分布-18

4.1.3钢丝绳有限元分析的结果-19

4.2除冰模拟过程的仿真条件-20

4.3半刚性除冰机刷头运动轨迹仿真分析-21

4.4本章小结-22

第五章 结论-24

致谢-25

参考文献-26