随着新疆各地区农村经济的快速发展,农民驾乘机动车出行需求日益增加,自2010年起,新疆大力发展农村公路,目前村村通覆盖率达到93%;但因农村公路平面交叉口交通设施不完善,已引发多类交通事件和事故。新疆部分偏远地区农村公路沿线缺乏电力设施,常用平面交叉口交通信号控制系统中,供电式交通信号控制系统无电力条件配设,太阳能交通信号灯在维护保养和耐温性、耐候性等方面存在不适应性问题。而新疆大部分农村地区风力资源丰富,因此,研究一款无需电力保障、造价低廉、维修方便的交通信号机,尤显重要。本文研制的风源式交通信号机以风能为能量来源,无需电力保障、经济环保。其原理是采集风能,使其转化为机械能并蓄能,然后通过驱控机械运动机构实现红绿信号的交替显示,从而完成路权的赋予。本文首先以机械设计原理为指导,应用Solid Edge构建风源式交通信号机的三维模型,重点完成蓄能装置、传动装置、稳速装置、相位转换装置风杯装置和止回装置的设计与研究。同时,以交通工程学理论为依据,完成其外观设计,重点设计信号显示尺寸以及选择信号显示材料。然后应用ADAMS完成风源式交通信号机机械运动机构工作过程的仿真分析,得出相位转换装置的输出曲线,证实其原理和结构的合理性。最后对机械运动机构关键连接点和零部件进行受力分析,通过校核计算对其进一步改进和完善。重点应用ANSYS对平面涡卷弹簧进行有限元分析,保证其在工作过程中不被破坏。本文研制的风源式交通信号机,在新疆大部分农村公路具有一定的适用性,其对完善平面交叉口交通设施、减少交通事件和事故、保障交通安全具有重要作用。