LDY60道路养护工程车铣刨系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、毕业设计（论文）的主要内容（含主要技术参数） 铣刨轮宽度（ 800 1000；铣刨轮转速（ 100 120； 掌握指定内容； 掌握指定内容； 3. 4. 5. 二、毕业设计（论文）题目应完成的工作 0号图）； 三、毕业设计（论文）进程的安排 序号 设计（论文）各阶段任务 日 期 备 注 1 调研、收集资料 第 12周（ 2 第 34周( 3 第 58周 ( 4 刨系统主要零部件设计计算 第 912周 ( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 定零部件图绘制 第 1314周( 6 整理毕业设计计算说明书、准备答辩 第 15周 ( 四、应收集的资料及主要参考文献： 1张世英，陈元基编著，筑路机械工程，北京：机械工业出版社， 1998。 2蒋琼珠编，连续运输机，北京：人民交通出版社。 3实用机械设计手册 ,北京：农业机械出版社， 1985。 4机械设计手册（第二版），北京：机械工业出版社， 1997。 5机械设计手册（第三版），北京：化学工业出版社， 1998。 6原思聪等， 西安 :陕西科技出版社 ,7濮良贵，纪明刚编著，机械设计，高等教育出版社， 2003 8郑训，张世英编著，路面与路面机械，北京：机械工业出版社， 2001 9 on of a 冷铣刨机功率自适应控制参数的研究 ） 2008 10 路维护卡车 )2005 五、任务执行日期： 自 2012 年 2 月 27 日起，至 2012 年 6 月 8 日止。 六、审核批准意见 教研室主任（签字） 主管院长（主 任）（签字） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 I 摘要 在现代公路交通中， 90%以上的道路为沥青路面，承担 80%左右的公路运输量，因此沥青路面的质量直接影响着交通运输的效果。 但路面在使用过程中产生 程中由于路基不稳和沥青本身的疲劳，经常会产生坑槽、裂缝、壅包、啃边和松散剥落等各种路病。 80年代后，我国的沥青路面养护大都开始采用路面铣刨机，此类设备工作效率高，对道路养护方便快捷，并且修复的路面质量高，所以路面铣刨机已成为现代公路养护中不可或缺的一种工程机械。 本文针对道路养护中的情况专门设计了路面养护工程车 对路面的各种路面病害进行修复。此文侧重于路面养 护工程车的铣刨系统设计，此铣刨系统又包括铣刨轮、传动装置，此处采用纯机械式的链轮、链条传动。铣刨机的动力传递路线为：发动机，分动箱，减速器，链轮装置，铣刨轮。铣刨装置中的工作部件，铣削转子的布置很重要，因为铣削转子同时肩负切削路面和收集铣削废料的作用，在此设计中都有具体的陈述。此铣刨系统适合悬挂于道路工程车的后方，其 机动性能好，行驶速度快，可以快速转移，并可一机多用，提高了设备的利用率，其机械利用率和经济效益显而易见。 关键词 ： 路面养护工程车，铣刨系统设计，沥青路面养护 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 0 of 0% of of of a on of in of as up on 0 s of a is or of a in to a of of in is at 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 录 1 绪论 . 1 述 . 1 国铣刨机发展状况 . 1 2 铣刨装置的设计计算 . 3 刨装置概述 . 3 刨转子装置的设计计算 . 3 刨转子的结构设计 . 3 刨转子刀具的布置 . 3 刨鼓的设计计算 . 6 刨轮的装配设计 . 8 刨轮轴的设计计算 . 9 材与热处理 . 10 刨轮轴的结构设计 . 10 刨轴尺寸的确定 . 11 的选取和校核 . 11 承的选取和寿命计算 . 13 的校核 . 14 动轴承的润滑和密封 . 14 3 铣刨轮传动系统设计 . 16 刨轮传动系统的总 体布局 . 16 动方式的选择 . 16 传动的设计计算 . 16 定链轮的齿数 1Z , 2Z . 16 选中心距 a . 17 定链节数 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 节数的计算公式为： . 17 率的计算 . 17 定链条排数和型号 . 17 定节距 p . 18 定中心距 0a . 18 核链速，确定润滑方式 . 18 算作用在轴上的力 . 18 传动的校核 . 19 子链的静强度校核 . 19 子链的耐疲劳工作能力计算 . 20 子链的耐磨损工作能力计算 . 22 子链的抗胶合工作能力计算 . 23 轮的设计 . 23 轮尺寸的确定 . 24 轮的选材和热处 . 25 传动的布置、张紧、润滑 . 25 轮的箱体设计 . 26 4 其它零部件的选择和设计 . 27 速箱的选择 . 27 轴器的选取 . 28 5 铣刨系统的使用技术管理 . 29 术管理 . 29 作规 程 . 29 业前的技术准备 . 29 业中的技术要求 . 29 业后的技术要求 . 29 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 页 V 6 结论 . 31 参考文献 . 32 附录 . 33 致 谢 . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 页 1 绪论 述 随着我国 改革开放的不断深化，我国的交通运输事业也在不断向前发展 ，新建公路里程不断增加，基本上已经形成了一个覆盖全国的公路运输网络。然而随着新建公路的不断投入运营，这就对 公路养护的技术、质量和效率提出了更高要求。 在这种形势下道路 养护机械化 就成为道路养护的主流趋势，道路养护机械化不仅 是确保公路、快捷和安全运输的必要条件 、 充分发挥其经济效益和社会效益的重要保障， 而且 是加快养护进度、提高养护质量、降 低养护成本、减轻劳动强度的重要保证。为了确保公路的养护质量，保障公路养护施工人员的人身安全，必须提高养护机械化施工水平，在公路养护领域大力推广新技术、新工艺、新材料、新设备应用，以保证道路的完好、畅通。 国铣刨机发展状况 70年代初，欧美及日本等国开始设计制造路面铣刨机械。 80年代初期，日本等几个发达国家已在道路养护工程中大量使用路面铣刨机。我国铣刨机的生产研制始于 20世纪 80年代，主要结构设计有两种： 1、在中小型动力牵引机械上加装铣削系统而构成的简易型冷铣刨机，其结构简单，造价低廉，适用于中等强 度以下的沥青路面的铣削； 2、自行式冷铣刨机 ，近年来随着我国路面养护机械的迅速发展，我国自行研制的自行式冷铣刨机已完全能够满足国内高等级公路及市政道路的养护要求，良好的性价比与国外同类产品相比具有一定的优势，但我国在产品的系列化、通用化、标准化配套作业方面还远远落后于西方，这需要我们的不懈努力。随着改革开放的不断深化，中国的路面机械也在逐步走向成熟。我国的铣刨机就是其中的代表之一。从刚开始的仿制，到借鉴国外先进的铣刨机的技术经验，再到自主研制、开发适合本国国情的先进铣刨机，道路虽曲折，但成绩却也灿烂辉煌。陕 西建设机械股份有限公司生产的西安宏大交通科技有限公司生产的 铣刨机，均拥有完整的知识产权，而且在整机系统，控制系统及其软件的设计和制造工艺方面在国际上也处于先进水平。 中国是世界贸易组织的成员国之一，应凭借 有利条件积极开展与世界知名企业间的技术合作、技术引进等交流，树立国际化的设计思想，整合国外先进经验技术，始终保持和国际发展水平同步，努力争取更大的高端产品市场份额，其次利用我国劳动力价格低廉的优点，发挥价格优势，争取更大的中低端市场份额，积 极投入到世界经济一体化进程中，使中国的铣刨机制造业走向世界。 中国地域广袤，国情复杂，因此在道路维护方面选用铣刨机时也需要慎之买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 又慎。自行式冷铣刨机虽然工作效率高，能满足高等级公路的养护要求，但是价格昂贵，难以在我国数以万计的公路养护道班全面推广。目前我国大部分公路养护道班都配有中小型的动力牵引机械，如：四轮拖拉机、翻斗车等设备，研究开发在四轮拖拉机后部辅以相应的铣刨装置与之配套，便可以成为小型悬挂式路面铣刨机。该机适用于对小面积沥青路面病害进行挖切作业，结构简单，价格低，易于在全国的公路养护道班推广 ，而且小型悬挂式路面铣刨机的机动性能好，行驶速度快，可以快速转移，并可一机多用。大型专用公路养护设备在养护工程淡季，往往保养后封存，以待下年再用，而小型悬挂式铣刨机可将工作装置拆下封存，换装挂车即可进行运输作业，提高了设备的利用率，其机械利用率和经济效益显而易见。 我国从提出公路养护机械化问题至今已有近 30年的时间，经过各级领导及养路工作人员的积极努力，取得了不少成绩，但由于受到资金、 技术、具体国情的限制， 公路养护机械化 水平还不高 。 因此，研发适合我国具体国情的道路养护机械很有必要。故本次设计开发的 动方式、加热及保温设备技术经验基础上设计的。设计是根据工程中的实际需要，用所学过的知识掌握其原理，同时进行优化设计。设计出既能满足需要又能减少成本同时减轻工作人员的劳动强度的设备。同时设计时注意提高劳动生产率而且设备的装配、拆卸、维修和操作也十分方便。 希望通过本次设计的 国公路建设的持续快速发展 做出贡献 ， 中国道路养护机械的发展需要我们机械研究人员的不懈努力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 2 铣刨装置的 设计计算 刨装置概述 铣刨装置是沥青路面养护作业中的主要装置之一，它的功能主要是将旧路面按照一定深度、宽度及平整度铣刨下来，为摊铺新材料做好准备。用于公路、城市道路等沥青混凝土面层坑槽、裂缝、壅包、网纹等的清除。由于该设备具有作业效率高，施工工艺简单，铣刨深度易于控制，操作方便灵活，机动性好等特点，因而广泛用于沥青路面养护作业中。 我国的铣刨机起步同国外相比较晚，上世纪八十年代开始研制，主要结构形式有两种：一是中小型动力牵引车上加装的铣削装置而构成简易的冷铣刨机；二是自行式冷铣刨机。中小型动力牵 引车改装的铣刨机结构简单，适用于中等强度以下的沥青路面的铣削。自行式铣刨机目前仅有铣削宽度为 5001000且产品性能受配套发动机液压元件等影响，与国外同类产品相比有较大的差距。现代交通运输事业的不断发展，城市道路的不断升级改造，对道路养护机械也提出了更高的要求。近年来国产铣刨机取得了一系列的成绩，但也不能完全满足道路养护的需要，因而近年来进口了国外先进的自行式铣刨机，为我国的铣刨机发展起到了良好的启迪和促进作用。提高产品质量、完善产品系列、提高产品性能等是我国当前发展铣刨机需要解决的主 要问题。 本次设计的 削转子、链轮箱、减速器等组成。铣刨机的传递路线为：发动机分动箱减速器链轮装置铣刨轮。铣刨装置以全刚性车架固定在工程车辆底盘后部，即后悬式。铣削宽度为 1000削转子传动方式采用机械式。 刨转子装置的设计计算 刨转子的结构设计 在铣刨机的设计过程中铣削转子不仅是其主要的结构部件而且是其最为主要的工作装置。一般情况下铣刨装置包括如下几部分： 1铣刨鼓：铣削转子的基体，其他各件均装于其上，同时动力也由它传至刀具 2集料 螺旋：将转子铣刨下来的旧料集中到转子中部，以便收料皮带将其运走，此外它还是刀具及刀座的安装基础 3刀具及刀具座：直接与道路表面接触，实施铣刨功能 4抛料板：将集料螺旋集中的旧料抛上收料皮带运走 刨转子刀具的布置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 铣刨转子刀具一般为螺旋式排列，起作用如下： 可以保证刀具按顺序依次切入路面，使铣刨工作省力； 可以保证收料顺利。 同时，刀具的排列方向应该遵循两个原则： 刀具沿转子圆周方向均匀排列； 刀具沿转子轴向均匀排列。 沿转子圆周方向的均匀排列有一条螺旋线上刀具间沿圆周方向一定的间隔距离 a 保证，该距离（以刀尖间的弧线距离为准）一般为 100右。沿横向的均匀排列由转子两相邻横截面内刀具间的一定距离 距离（以刀具中心线为准）一般为 15外为了保证铣刨后路槽边缘的整齐，故边缘刀具的排列也很重要，边缘刀具的结构有其自 身特点，一般刀具数量较多，且刀尖向外倾斜。还需要注意的是，一般为了得到相对平整的路槽侧壁，还应设置立刀。为了使转子在工作中受力均匀，冲击小，还应尽量保证转子各纵截面内所含刀具数相等。 有了以上两个原则，在设计中转子的排列可采用展开法，铣削宽度为1000子切削圆直径为 500用对称布置，中间收料。由于采用双头螺旋，因而该转子共有四条螺旋，分别标为： I I, 采用展开法把转子沿切削圆展开成一个宽为 1000为 R2 ,即 570 的长方形，如下图 2 1所示。 同一条螺旋线上相邻刀具间圆周方向的夹角确定为 36，则一周的刀具数为10，其相邻的间隔距离为： a=157 b=10可将长方形的短边分成 100格，其称为距离格线。代表各格的线分别称为 0格线、 1格线、 99格线 、100格线。将长方形的长边所跨的 360分成 90个格，则每格为 4，称为分格线，代表各格的线分别称为 0线、 4线、 8线、 356线、 360线，其中 0线与 360线重合，为同一线。 （ 1）第一条螺旋线上刀具的布置 第一条螺旋线上刀具的布置由转子对称线向左延伸。将 0线与 50格的交点确定为螺旋线 I I 上第一把刀具的位置，标记为（ 0,50 格）、将 36线与 46格线的交点确定为其上第二把刀的位置。以此类推，由 0到 360，再由 360返回 0线继续排列，直到 0格线位置。则螺旋线 I I 上 刀具的坐标如下所示： 表 2 1:螺旋线 I I 上的刀具坐标 （ 0,50格） （ 36,46格） （ 72， 42格） （ 108,38格） （ 144,34格） （ 180,30格） （ 216,26格） （ 252,22格） （ 288， 18格） （ 324,14格） （ 360,10格） （ 0,6格） （ 36， 2格） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 图 2 1：转子沿切削圆展开图 （ 2）第二条螺旋线由转子对称线向右延伸，其上第一把刀具的位置为 18线与 54格线的交点，以此类推，过了 360线后再返回到 18线， 继续排列直到100格线为止，螺旋线 表 2 2：螺旋线上 的刀具坐标 （ 18,54 格） （ 54,58 格） （ 90,62 格） （ 126,66 格） （ 162,70 格） （ 198,74 格） （ 234,78 格） （ 270,82 格） （ 306,86 格） （ 342,90 格） （ 18,94 格） （ 54,98 格） （ 3）第三条螺旋线由转子对称线向左延伸，第一把刀具的位置为 189线与48格线的交点，以此类推，过了 360线再返回到 9线，直到 1格 线为止，螺旋线 表 2 3：螺旋线 刀具的坐标 （ 189,48格） （ 224,44格） （ 260,40格） （ 296,36格） （ 332,32格） （ 9,28格） （ 45,24格） （ 81,20格） （ 117,16格） （ 151,12格） （ 187,8格） （ 223， 4格） （ 259,0格） （ 4）第四条螺旋线由转子对称线向右延伸，其上第一把刀具的位置为 200线与 52格线的交点，以此类推，过了 360线再返回 20线，直到 100格线为止。螺旋线 表 2 4：螺旋线 刀具的坐标 （ 200,52格） （ 236,56格） （ 272,60格） （ 308,64格） （ 344,68格） （ 20,72格） （ 56,76格） (92,80格） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 （ 128,84格） （ 164,88格） （ 190,92格） （ 226,96格） (262,100格） 图 2 2：铣刨轮 （ 5）立刀的布置 立刀的布置是为了获得相对平整的路槽侧壁。一般情况下把两 把或者三把立刀装在同一个立刀座上，其立刀的中心线相互平行且与转子横截面成一定角度。在每侧布置两个立刀座，相隔 180，每个立刀座上均装两把立刀，左侧立刀的刀尖位于 0格线所在的转子横截面与 175线及 355线所在转子横截面的交线上，右侧立刀的刀尖位于 100格线所在的转子截面与 160线和 340线所在转子纵截面的交线上。 （ 6）边缘刀的布置 边缘刀的布置是为了保证铣刨后路槽边缘的整齐，它受力大，磨损相对严重，而且数量多，刀尖均处于同一转子的横截面内。现确定每侧布置五把刀具（其中一把刀具布置于螺旋 线上）。左侧边刀刀尖位置分别为（ 25,0格）、（ 115,0格）、（ 205,0 格）、（ 259,0格）的交点。左侧边刀的位置分别为（ 100 格，30）、（ 100格， 120）、（ 100格， 210）、（ 100 格， 262）、（ 100格， 300）线的交点。 综上可以看出，每一距离格线（ 0格线与 100格线除外）内只有一把刀，而边缘刀和立刀的布置使每一分度线内的刀具数量最少为一把，做多为两把刀（若有两把立刀则按一把计算），以上方法使得整个转子上的刀具得以均匀的排列，工作时受冲击小，受力均匀 . 通常情况下铣刨鼓选用 整体性能良好（包括强度、韧性、铸买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 造性及其延展性）容易焊接。其 25 , M 00375 ,均满足工艺和强度要求。但是考虑到铣刨鼓的表面分布大量的刀座，如果焊接的话势必引起应力变形，故在此采用铸造的形式，材料为 应力的计算： (2 1） 式中： P 为有效功率， 40 为作用在铣刨轮上的合力， 为刀尖上的线速度， m/s 刀尖上的线速度为： 2 （ 2 2） 在上式中： n 为铣刨轮的转速（ 100 120选用 n=120 为铣刨轮轴心到刀尖的距离， r=250+60=310 则 3 1 01 2 022 作用在铣刨轮上的合力为： 22 40000 (2 3） 由于刀具在铣刨鼓上成 45布置，鼓刀具的外部压力为： s 铣刨鼓的切应力（ 12222K (2 4） 上式中： 外压力， ，其中 铣刨鼓外圆半径， 铣刨鼓内圆半径， 其中 r 为所求点到铣刨鼓截面圆心的距离， 若取无缝钢管的厚度为 30，则 250， 220 故 0 4 22 222 = 铣刨鼓的圆周应力：12222K (2 5） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 代入数据，计算可得 c 刨鼓 的轴向应力： 122 2 6） 代入数据，计算可得 由于 r 、 c 、 z 均已知，故铣刨鼓的合应力为： 222 （ 2 7） 代入数据：M P 222 综上可知：铣刨鼓满足强度要求。 刨轮的装配设计 一般情况下，如果在满足刚度、强度要求的前提下，应该尽量使得装配的结构简单，便于加工制造以及安装、 检修方便，并且满足经济性的要求。铣刨轮的装配结构如下图所示： 图 2 3:铣刨轮示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 图 2 4：铣刨轮装配图 装配的基本要求如下： 对于高速旋转的辊子采用对接焊缝，钢板及焊条的用料最少，截面没有显著变化，应力集中很小，动力工作性能较好。在施焊过程中两构件连接边缘要求保持一定的间隙，这样的焊接件传力较为可靠最好预热焊接，以免变形过大，端盖内外圆、辊子内孔以及轴颈各焊接处均由机械加工保持配合间隙，保证焊后辊子几乎不变形，不产生偏差，保证焊接质量 。 为了增加整体的强度和刚度，等间距加放六个加强肋。在两侧成对放置，且与上下两侧翼缘焊住，增加截面的抗扭刚度，提高承压能力。 肋板的两个 以减少应力集中，提高疲劳强度。 机械加工方面为了保证公差、过盈、重型过盈配合，采用压力机，热胀孔或冷缩轴法装配，可传递大的扭矩，承受大的冲击载荷。 需要注意的是：重要焊缝全部采 用 100%等强度焊缝，轴颈的材料一般为 35锻钢，其他各件均采用 为了保证焊接质量，轴颈和端盖是在 150高温下进行焊接，其他各部分的预热温度为 1000左右，另外外端盖和轴颈的对接焊缝处打光。 刨轮轴的设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 材与热处理 材料的选择是依据铣刨轮轴的工作条件而定的，如无特殊要求，宜选用应用最为广泛而且综合性能俱佳的 45 钢，调制处理后硬度为 235 刨轮轴的结构设计 图 2 4：铣刨轮轴的结构草图 （ 1)估算轴的最小轴端直径（即安装楔键的轴段为最小直径段，此处和动力装置相连接，一般为电动机） 3 2 8） 根据机械原理及机械设计（西北大学出版社）表 (15 3）， 106 118），代入数据。计算可得： ) 2 040)1 1 81 0 6( 33 确定轴上零件的布置形式，该轴上需要安装的零部件主 要有轴承，链轮（机械传动），铣刨轮。 轴上零件的安装方式 : 轴段 、轴段 的轴端装轴承端盖，其作用为防尘、还有对轴承形成双支点单向固定。通过调整端面与外壳之间垫片的厚度，就可使轴承外圈与端盖之间留有十分之几毫米的轴向间隙，以适当补偿轴受热的伸长。为了提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动，在轴承中间装入长度不等的套筒以达到预紧的作用。轴承座孔 和轴承外径选用基轴制配合，配合公差为 H7/肩处有退刀槽，有时为了加工方便用来定位轴上的零件。 处装轴承及挡油环。轴向固定主要尽量靠轴肩固定，以简化轴系结构。轴承外侧用轴承端盖定位，链轮右侧用轴端挡圈定位。端盖上设置毛毡密封圈，端盖与箱体之间设置调整垫圈。轴与铣刨鼓通过花键连接，考虑其 他因素，采用半轴 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 刨轴尺寸的确定 初步选取最小轴段处的尺寸 : 82 各轴段的具体尺寸如下所示 ： d =82 =174 d =86 =29 d =90 =71 86 =6 02 1026 =6 10 =16 6 =6 =90 l =59 的选取和校核 轮 毂连接的主要功能是实现轴与轴上零件（如齿轮，带轮）的周向固定并传递转矩，有时还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。键是轮毂连接的主要的方法之一。 花键的选取与校核（铣刨轴与大链轮的联接） 考虑到一级链条传递较大的载荷，使用平键和楔键不能满足要求，这里选取矩形花键和大链轮联接，因花键联接键齿多，所以承载能力强；由于键槽浅，故应力集中小，对轴削弱小，且对中性和导向性好。一般情况下花键联接用于定心精度要求高和荷载较大的静联接和动联接中。根据此联 接的结构特点、使用要求及工作条件综合选取 10 92 102 14（中系列）键数 Z 为 10，小径 2，大径 D 为