报告纸版说明书初稿

装订线毕业设计（论文）报告纸二 一 三 届 毕 业 设 计CLM2000冷铣刨机铣刨转子设计计算学 院：工程机械学院专 业：机械设计制造及其自动化姓 名：贺成强学 号：2504091016指导教师：马鹏宇完成时间：二一三年六月共 页 第 页目录目录1摘 要3ABSTRACT4第一章 绪论51.1课题研究背景及意义51.2国内外研究现状及发展趋势51.2.1国外研究现状51.2.2国内研究现状61.2.3发展趋势71.3本设计主要研究工作8第二章 铣刨系统方案的设计及铣刀运动分析82.1铣刨原理82.2铣削方式的选择92.3铣刀运动学分析92.3.1铣刀刀尖的运动轨迹92.3.2刀具的铣刨速度10第三章 铣刨不平度113.1铣刨不平度C形成113.2铣刨不平度C的计算123.3与铣刨不平度14第四章 铣刨刀具受力及功率分析144.1细胞刀具受力分析144.1.1铣刨刀头的受力154.1.2单把刀的切向铣刨阻力计算154.1.3铣刨厚度a的确定164.1.4铣刨转子切向铣刨阻力的计算174.2铣刨功率及功率匹配184.2.1铣刨系统消耗功率184.2.2行驶系统消耗功率18第五章 铣刨转子参数的选择与刀具排布205.1滚筒的设计205.2铣刨转子抛料板的设计205.3铣刨转子刀具排布设计225.3.1铣刨刀具排布参数的确定235.3.2刀具的排布参数235.3.3铣刨刀具的布置设计235.3.4刀具安装角度的确定25第六章 传动系统的设计与校核276.1传动系统的选择276.2减速器的选择276.3带传动的设计计算286.4滚动轴承类型的选择336.4.1轴承的选用336.4.2轴承的润滑34第七章 其他零部件设计357.1轴承座的设计357.2罩壳的设计35结语37致谢38参考文献39摘 要近年来，我国道路建设突飞猛进，同时，大量路面也面临着维修和养护。冷铣刨机作为路面维修和养护设备的主要机种，以其高质量、高效率的施工效果，越来越引起施工单位的关注，其市场需求日益增加。国外公司产品纷纷进入中国市场，国内众多厂家也抓住这一商机，开始了铣刨机的研制工作。 作为路面养护不可缺少的设备，铣刨机主要用于各种类型和各种等级的路面面层的翻修，清除和剥离。铣刨转子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，为摊埔新材料做好准备。铣刨转子作为其工作装置是实现这一功能的主要部件，铣刨转子的设计将会直接影响到铣刨机的作业质量和作业效率。本文首先就铣刨系统方案的设计与论证，并对铣刨转子的运动，和刀具的运动轨迹进行了分析，分析了铣刨不平度与运动参数之间的关系；其次，对转子铣刨阻力进行了分析，进行了铣刨阻力与铣刨功率的计算，选择出了铣刨转子的系统参数，还对CLM2000铣刨转子与刀具排布进行了设计；最后，又针对转子的传动系统进行了计算与设计，并对传动件和金属结构件的强度和刚度校核，还对铣刨转子和转子罩壳的结构进行了设计。关键词：铣刨转子，设计，计算，刀具排布 ABSTRACTIn recent years, Chinas road construction by leaps and bounds, while also facing a lot of road repair and maintenance.Cold Planer as road repair and maintenance equipment, mainly aircraft, with its high-quality, high-efficiency construction effect, has drawn increasing attention to the construction unit, the market demand is increasing.Foreign companys products have entered the Chinese market, many domestic manufacturers have to seize this opportunity to begin work on the development of the milling machine.Indispensable as road maintenance equipment, milling machine is mainly used for all types and levels of pavement surface renovation, cleaning and stripping.The main function of the rotor milling the old pavement according to a certain depth, width and flatness milling down the Po to share new material ready.Rotor milling device as part of its work is to achieve the main components of this function, milling rotor design will directly affect the quality of milling machine operations and operational efficiency.Firstly milling system solutions for the design and feasibility studies, and milling movement of the rotor, and the trajectory of the tool were analyzed with analysis of the milling irregularities relationship between motion parameters;Secondly, the rotor resistance is analyzed milling, milling resistance for the power calculation with the milling, the milling rotor selected system parameters, but also on CLM2000 milling cutter arrangement for the rotor and design;Finally, and for the rotor drive system were calculated and design, and transmission parts and metal structure strength and stiffness check, also on the milling rotor and the rotor housing structures were designed.KEY WORDS：Milling rotor， design, calculation, tool arrangement 第一章 绪论 1.1课题研究背景及意义 以铣刨机为主要设备的机械化养护作业方式已经在我国高速公路和市政养护上被广泛采用，成为目前形势下的一种标准养护模式，铣刨机的市场需求也随之升温。 作为路面养护不可缺少的设备，铣刨机主要用于各种类型和各种等级的路面面层的翻修，清除和剥离。在现代的路面养护方式中，经济性最好的作业方式是先用铣刨机铣刨掉旧路面面层，再用摊铺机摊铺新的沥青混合料，最后用压路机压实，该作业方式在城镇市政道路和高速公路养护作业中得到广泛应用。改革开放三十年以来，我国的公路交通建设事业取得了前所未有的成就。截止2009年底，全国公路口里程选386.08万公里，且公路技术等级和路面状况进一步提升。全国等级公路里程305.63万公里，公路密度继续增加，通达水平进一步提高，全国公路密度为40.22公里/百平方公里。 近十年来，全国公路里程数逐年增多，特别是2004年，里程数大约增加了 60%，高速公路也在每年逐步的稳定增长。国省干线公路同将继续扩展，农村公路建设也将进入前所未有的发展阶段。随着我国公路的逐步修建应用，公路建设部门对作为路面养护机械的主要设备的路面铣刨机的需求量会越来越多。随着各种等级公路的继续建设和投入使用，越来越多的公路进入修补期或者大修期，这就需要各种型号的铣刨机铣削旧的病害路面，再用其他设备铺设新路面。用这种方式养护各种路面，效率高，经济性好，且不会严重妨碍道路的交通。铣刨转子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，为摊埔新材料做好准备。铣刨转子作为其工作装置是实现这一功能的主要部件，铣刨转子的设计将会直接影响到铣刨机的作业质量和作业效率。1.2国内外研究现状及发展趋势1.2.1国外研究现状 国外铣刨机经过几十年的研究和实践，技术较为成熟，特别是对铣刨转子刀具材料的研究，刀具形状、结构的设计，刀具的空间排布，铣刨速度与深度的合理匹配的研究等，都有一定的理论基础和相应的试验手段，积累了丰富的实践经验。不同路面材料（水泥混凝土或沥青混凝土），不同路面等级（普通公路或高等级公路）和不同铣刨要求（粗铣或精铣），都有不同转子和刀具产品与之相适应。近两年，德国 Wirtegen 公司还开发了通用铣刨系统，即一台设备配置有多种功能和宽度的转子，只需更换不同转子和相应的辅助部件即可实现不同铣刨功能和要求，大大提高了设备的利用率和经济性。 目前，国外取得的主要成果有：1 俄国瓦拉达斯维尔在分析了修理路面的各种机型的技术经济指标的基础上，得出铣刀式路面铣刨机具有最高效率;研究了刀具一路面相互作用的物理机理及对主要因素的变化范围进行了研究，提出主要因素有:沥青混凝土的种类、介质温度、切削角、刀具的切削状况、整机切削宽度和深度、单刀切削厚度及进刀速度;并指明刀具形状选择不但要考虑切削过程的效率，而且还应考虑刀具的寿命。2 俄国瓦劳夫涅夫报道了用加热方式在模型试验台上研究沥青混凝土路面切削过程的成果。该试验台以刨床或平面铣床为基础研制的，确定了比切削阻力与沥青混凝土路面温度、切削刀具切削速度以及路面铣刀角速度之间的关系，指出当介质温度为60一65时，采用3一10m/min的铣刨速度，能耗比最低。3 德国Writgen公司开发通用铣刨系统，即一台设备可配置多种宽度的铣刨转子，只需要更换不同转子和相应的辅助部件即可实现不同宽度铣刨功能，大大提高了设备的利用率和经济性。4 国外一些大公司，比如德国Writgen、美国KENNAMETAL等公司对铣削滚筒刀具布置，铣削刀头，刀座的受力及材料都进行了深入研究。5 国外一些铣刨机生产厂家在大量试验的基础上得出铣刨机工作速度与铣刨深度的关系特性曲线，其关系特性曲线会因路面材料和环境温度的变化而变化;并将转子刀尖的线速度限制在4一5m/s，若超过此限制，则刀具磨损加剧，转子受铣削冲击阻力增大。1.2.2国内研究现状 国内铣刨机的生产应用时间较短，缺乏对于铣刨作业过程的理论研究和试验，大部分生产厂家直接采用了美国Kennametal公司或德国Wirtegen公司的铣刨转子和刀库、刀具。个别厂家开始了铣刨转子自行设计和制造，目前还都处于起步阶段，处于对国外产品的模仿阶段，其转子的工作质量、工作效率，特别是刀具寿命等方面，与国外产品还存在较大差距。对刀具的研究，一些厂家和研究单位也进行了有益的探索，如增加刀体材料的耐磨性，提高合金化程度，通过热处理来提高刀体的硬度，对刀体表面强化来提高刀具的耐用性等等，但目前国产刀具在使用性能和寿命上还不能与国外产品媲美。 目前，国内取得的成就主要如下：1 吴国祥分析和计算了沥青路面铣削的垂直进给负荷和行驶铣刨工作负荷。指出了铣刨工作负荷随行驶速度的增加而迅速增加。而在其它条件相同时滚筒转速增加，负荷减小;铣刨工作负荷随切削比阻力的变化而成倍的增减，切削比阻力是工作负荷的主要影响因素。2 曾卫兵等人通过对沥青路面铣刨机铣削机理的分析，建立了铣刨机铣削作业的动力学模型，进而利用能量守恒原理，对铣刨作业的铣削功率和铣削阻力进行了研究，推导出了铣刨机铣削功率和铣削阻力的计算应用公式。3 齐晓杰通过沥青硅路面铣削刀具材料性能的研究，分析沥青硅路面材料性能、铣削刀具的结构与工作方式及刀具材料的失效机理，从提高刀具性能角度研究了提高沥青硅路面铣削刀具使用寿命的具体措施。4 赵月罗等人介绍了路面铣刨机的铣削原理，对路面铣刨机转子进行铣削作业时的铣刀刀头进行了力学分析，建立了铣刨转子圆周力的数学模型。从设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定等方面阐述了用Matlab软件对铣刨转子主要结构参数进行优化的方法，并以实例进行了应用。5 王群等人针对路面冷铣刨机作业特点，提出了铣刨转子作业阻力和作业功率的计算方法，并分析了影响作业阻力和功率的因素。6 章水清等人分别从刀具布置方法、刀具安装角度以及抛料板的安装等几个方面分析了刀具布置中的参数，对该项技术进行了探讨。7 诸文农等人在分析刀具排列图形及其参数的同时，对铣削装置的铣削阻力、阻力矩等计算进行了详细的分析。 8.王瑞霞对滚筒上的刀具布置进行了理论分析，得出滚筒工作宽度L与螺旋头数K，齿杆数和螺旋头数这两个重要参数关系是取得最小滚筒直径，最少到头数，最少功率消耗，而且是保证路面铣削质量的重要因素。1.2.3发展趋势 目前国外铣刨机及其转子的技术发展趋势可归纳为如下几点:1 更大的铣刨深度：新一代铣刨机一次性的铣刨深度已经可以超过300mm。使对整个行车道的全厚度铺层一次铣削成为可能。2 更精确的自动找平控制功能：比例高度调节的控制系统可以更加精确控制的铣刨机的铣刨深度，从而使得铣刨机工作的效果显著提高。3 智能化故障诊断及维护系统：随机携带的智能化故障诊断及维护系统，可以指导帮助驾驶员操纵、检查维修、故障诊断等。4 自保护安全系统铣：刨机安装有多种的自保护安全装置，可以有效的起到了避免因为错误操作而引起铣刨机或铣刨转子损坏。5 快速更换刀具系统：该系统使得铣刨机刀具、刀座的更换更加便捷，提高了铣刨机的使用效率。6 多功能刮板：能够帮助实现铣刨下的沥青废料部分或者全部被回收。7 充分发挥最佳铣削功率：铣刨机上的液压功率调节器可根据路面材料的硬度及铣削深度来控制铣削轮的进刀速度，即可自动调节铣刨轮转速和铣刨机行走速度，使铣刨机始终处于最大功率利用状态，并不会发生超负荷工作情况。8 性能良好的铣刨轮：多数冷铣刨机将铣刀固定在数块半圆形瓦片上，通过瓦片在铣刨轮上安装的多少来调整铣刨机的铣削宽度。1.3本设计主要研究工作 本文将铣刨转子系统作为设计对象，从运动、受力、功率、运动参数的选择匹配，到转子设计、刀具排布等方面进行分析设计，主要研究内容有： 1.铣刨转子系统参数的选择与计算，就是对切削功率、传动扭矩、转速等进行计算选择； 2.铣刨系统方案的设计与论证，对铣刨形式进行选择； 3.铣刨系统的传动设计与计算，对传动方式进行选择与匹配； 4.铣刨转子和转子罩壳的结构设计；5.传动件和金属结构件的强度和刚度校核；第2章 铣刨系统方案的设计及铣刀运动分析2.1铣刨原理 铣刨机的原理是利用滚动铣削的方法把路面局部或全部破碎。铣削下来的混泥土碎料经再生处理后，可直接用于路面表层的重新铺筑。铣刨机的工作装置由铣刨滚筒组成，滚筒外缘焊有刀座，刀具用弹性挡圈固定在刀座孔中。如图2.1所示。图2.1 铣刨机工作装置简图 1.刀头 2.刀座 3.滚筒2.2铣削方式的选择按铣削转子旋转方向不同可分为逆铣铣刨机和顺铣铣刨机。铣削转子旋转方向和主机车轮转动方向相同为顺铣，反之为逆铣。逆铣方式铣削转子旋转方向与废料下落方向相反，对废料来说，运程短，重复破碎可能性小，节省功率。另外，为了减少切削阻力、冲击震动及机器重量，所以本设计选择逆铣方式。本机行走方式采用履带式；由于整机几何尺寸、结构形式的限制，集料方式采用前集料方式；铣刨转子的驱动形式采用机械传动。2.3铣刀运动学分析2.3.1铣刀刀尖的运动轨迹由铣刨机工作原理可知，转子的切削运动，是由转子绕转子轴的圆周运动和转子的直线运动（设备的前进运动）复合而成的，运动轨迹为摆线，如图2.2示。取转子轴轴心为坐标原点，设备前进方向为横坐标 x 的方向，铣刨深度方向为纵坐标 z 的方向。是在时间 t 内设备前进的距离（图2.2），刀头 H 点运动轨迹关于时间 t 的参数方程为： （2-1）式中 设备作业速度 铣刨转子回转角速度 R 转子刀尖的回转半径 t 时间图2.2 铣刀刀尖运动轨迹 2.3.2刀具的铣刨速度 设刀头圆周速度与机器作业速度之比为（运动学参数），则： （2-2） 所以 随着值的不同，铣刨刀尖的运动轨迹有很大的不同。铣刨作业中，关系到机器的作业质量、工作效率、碎料破碎程度、铣刨阻力大小等一系列问题。将式（2-1）分别对时间求导数，则求得H点沿水平方向和垂直方向的分速度（图2.2）： 则刀头点的绝对速度为： 即： (2-3)由，得，代入（2-3)式，得： 即： （2-4）速度对水平轴的方向余弦为： 即： （2-5）由式（2-4）与式（2-5）可见，铣刀铣刨速度的大小和方向是变化的，与、有关。第3章 铣刨不平度3.1铣刨不平度C形成 从图3.1可以看出，铣刨后的路面并不是完全平整的，而是有波纹起伏，相邻两刀具切过路面的轨迹交点，形成了波纹凸起的最高点，高点与低点之间的距离，为铣刨不平度，用C表示。 从图3.1可以看出，刀头的进给量S（即同一回转平面内，相邻两铣刀转过一个安装角时，机器前进的距离）决定了C值得大小。 （3-1）式中：v机器行驶速度，m/s; n转子转速，n/s; z-同一回转平面上安装铣刀数； t-同一回转平面上相邻两铣刀转过一个安装角所需要的时间，s; -刀头圆周速度与机器作业速度v之比（运动参数）； R-转子刀尖的回转半径，m。图3.1 铣刨进给量与不平度 图3.1中阴影所示断面，为每把铣刀所铣削的断面。可以看出，铣刀下路面废料的破碎程度、铣刨阻力，均与进给量S有关。进给量大，则铣刨阻力大，废料破碎程度小，而进给量S又取决于机器的运动参数。3.2铣刨不平度C的计算 如图3.2所示，刀具1的轨迹于刀具2的轨迹，相交于H点，H点与所要求得刨铣深度之间，形成了刨铣不平度C。设第一把刀尖点为A,建立如图3.2所示的坐标系，当刀1运动到H点时，转过的角度为。 对于轨迹1：转过角所用时间，则交点H的x轴方向坐标为：图3.2不平度C的形成 对于轨迹2：两相邻刀具夹角为，刀2运动到H点转过的角度为，所用的时间为：如图1所示，交点H的x轴方向坐标为： 因为,所以： 对于一般的大型铣刨机，值很小(一般在左右），这时可以认为，则有:化简，带入，则：不平度为： （3-2）由式（3-1）及式（3-2）可以看出，进给量S与不平度C均取决于参数、R、Z。增加Z可使C变小，铣削阻力减小，路面破碎质量提高。但是，由于铣削面增加，功率消耗也增加。就目前市场上广泛使用的国内外铣刨机，一般在同一回转面上安装的铣刀数不超过两把。转子回转半径R是一个重要参数。增加R，将使C增大，其大小受结构限制，为避免铣削阻力过大，R值不能太大。3.3与铣刨不平度 值是铣刨机的一个重要工作参数，即机器的前进速度v与刀具的圆周速度之间保持一定的关系，才能保证铣刨机正常的工作质量和效率。图3.3表示了不同的，对S与C值的影响。图中，。可以看出，随着的减小，其S与C值增大。 从图3.3中可以看出，铣刨不平度随着机器行走速度的增大而增大。在作业时，应根据不同的施工要求，选择合适的施工速度，以同时达到较高的质量与效率。图3.3 值对S和C值得影响第4章 铣刨刀具受力及功率分析4.1细胞刀具受力分析铣刨机作业过程中，多把导具在不同铣刨深度下同时参与作业，不能简单地简化为一把刀具的作业。所以，不仅仅是刨铣深度影响切向阻力的大小，刨铣宽度即参与刨铣作业刀具的多少，也是影响切向阻力大小的重要因素。4.1.1铣刨刀头的受力 刀头上（图4.1），即铣削阻力Q。铣刨时，每个铣刨刀头的位置和切削厚度随时在变化，所以作用在每个刀头上阻力的大小和反向也在不断的变化。作用在刀头上的力Q可分解为切向铣刨力,径向铣刨力，轴向铣刨力。切向铣刨力，是沿转子铣刨方向的分力，它消耗了功率的大部分。图4.1 刀头所受阻力4.1.2单把刀的切向铣刨阻力计算 铣刨刀头对路面的铣刨过程，主要是通过回转的子弹头形刀具对路面进行挤压，使之破碎成不规则的碎块的过程。因此铣刨作业对路面的破坏，主要是压应力的作用。刀具对路面的破坏作用，是靠刀具对路面的挤压作用实现的。按照赫兹公式，铣刨作业时，每个刀头与路面之间的接触应力关系如下： (4-1)式中：-综合弹性模量，; -综合曲率半径，cm； a-铣刨厚度，cm; -切向铣刨力，。由式（4-1）可得，切向铣刨力为： （4-2） 式中：-刀具的弹性模量，； -被铣刨路面的弹性模量，； 、-刀具及被铣刨路面材料的波松比。 因为、，且刀具的弹性模量远远大于被切削路面的弹性模量，所以上式可简化为: （4-3）式（4-2)中：式中：、-刀具及被切削路面的曲率半径，cm。因为（刀尖圆角半径），,所以上式可简化为： （4-4）将式（4-3）、式（4-4）代入式（4-2），可得单把刀的切向铣刨阻力为： （4-5）4.1.3铣刨厚度a的确定图4.2中的S为铣刀的进给量。有图4.2右下角123可求出刀头任意位置的铣刨厚度为： （4-6）图4.2 铣刨厚度计算示意图 由式（4-6）和图4.2可看出，刀头所处的位置角不同，则刀头的铣刨厚度不同。将式代入式（4-6）可得： （4-7）4.1.4铣刨转子切向铣刨阻力的计算 被铣刨转子总的切向铣刨阻力，不仅与刀头、转子半径、行走速度、路面材料、参与作业的刀具数量有关，还与铣刨厚度有很大关系。在铣刨作业的某一时刻，每把刀具面临的铣刨厚度都不同。所以根据式（4-5）和式（4-7），可得铣刨转子总的切向铣刨阻力为： （4-8）式中：z-同一回转平面上安装的铣刀数； -刀头圆周速度A与机器作业速度v之比（运动学参数）； R-转子刀尖的回转半径，m； N-同一时刻参与作业的刀具数量； -某一时刻，第i把刀头所处的位置角；得到本机切向铣刨阻力: R 铣刨转子半径，0.51m； r 铣刨刀头半径，0.0043m； 路面材料抗压强度，取； 刀头圆周速度A与机器作业速度v之比（运动学参数），34； Z同一回转平面上安装的铣刀数，1； 取路面材料劲度模量 ，取 。4.2铣刨功率及功率匹配在铣刨机作业中，铣刨功率消耗及功率匹配，不同运动参数的选择问题，是关系到设备作业质量和效率的关键。铣刨机作业过程中消耗的功率主要包括：P1 铣刨系统消耗功率P2 行驶系统消耗功率P3 输料系统消耗功率P4 控制系统消耗功率P5 冷却系统消耗功率P6 其它系统消耗功率铣刨机最大输出功率PP1+ P2+ P3+ P4+ P5+ P6。4.2.1铣刨系统消耗功率铣刨转子工作时所受铣刨阻力主要是切向阻力，其余的力相对较小，可忽略不计，所以主要铣刨功率为： (4-9)式中 v 铣刨转子圆周速度，8.5m/s铣刨刀具切向阻力为： （4-10）则式（4-9）为： 4.2.2行驶系统消耗功率履带式工程机械的行驶阻力，一般包括内部阻力和外部阻力两部分。所谓内部阻力，是指驱动轮、导向轮和支重轮等转动时轴承内部产生的摩擦力；上述各轮与履带链轨接触和卷绕时产生的摩擦力；卷绕履带时链轨销轴与轴套之间所产生的摩擦力等。由于设备内部各运动元件相互摩擦而产生的阻力与地面性质无关，在履带式工程机械的设计中，为简化计算过程，一般取内摩擦阻力系数为 0.07。所谓外部阻力，主要是指地面由于受到履带挤压而产生的变形阻力。这是履带式机械行驶阻力的主要部分。下表为常见的履带行驶阻力系数和附着系数试验值：路面条件行驶阻力系数 附着系数 混凝土0.050.45铺砌道路0.050.60.8干土道路0.070.80.9细砂土地0.100.450.55表 1 履带式设备行驶阻力系数履带式行走机械最大附着力 ，即最大有效牵引力可表示为： （4-11）在不同的作业速度下，可以提供给设备的最大功率为：式中 G 设备重量，N。 g重力加速度，9.8N/kg。铣刨机其它系统消耗的功率，包括输料系统、控制系统、冷却系统、转子对废料的破碎、抛掷等，它们在作业中消耗的功率占总功率的比例较小，不同设备、不同设计参数、不同动力驱动方式，消耗功率大小均有所差别，在此不详细描述。第5章 铣刨转子参数的选择与刀具排布5.1滚筒的设计铣刨滚筒由一定厚度的钢板卷制焊接而成，滚筒一端安装减速器。本设计选用凯南麦特的刀具和刀座，选取TSCX系列的TS32CX铣刀。根据铣刀以及其刀座的尺寸与铣削圆直径确定滚筒直径为mm。长度1986mm，壁厚15mm，两端壁厚10mm。10mm厚度部分长242mm。如图5.1。图5.1铣刨滚筒5.2铣刨转子抛料板的设计抛料板完成废料向皮带机上的输送。当铣削下来的废料被抛料板撞击后，沿抛料板垂直方向做抛物线运动，进入出料口。忽略由于废料互相撞击产生的影响，要保证废料能在抛料板的撞击下成功进入出料口，必须满足一定的条件。 1.适当的安装角，能使物料顺利抛至出料口； 2.出料口设计在转子中部，因此，抛料板应尽量布置在转子的中轴线附近； 3.抛料板最大安装半径小于刀尖圆半径； 4.抛料板宽度及外缘布置位置小于出料口宽度； 5.抛料板在材料的选用上，应具有一定的耐磨性； 6.抛料板应易于更换。图5.2抛料板的设计图中： 抛料板安装角； V 抛料速度； V1 垂直分速度； V2 水平分速度； R 刀尖回转半径； R1 抛料板最大回转半径； Y1 最低出料高度； Y2 最高出料高度； X 水平抛料距离；废料在水平方向到达出料口时，其在垂直方向上高度必须在 Y1 与 Y2 之间，有以下关系式： 式中，V 废料与抛料板撞击后速度，取 R1/R 值的 6-8 倍； a 抛料板安装角； t 时间； g 重力加速度；根据以上条件有： 以此可求出抛料板的理想安装角度。对于本次设计得CLM2000 铣刨机有： 刀尖回转半径 R=0.51m； 抛料板最大回转半径 R1=0.48m； 最低出料高度 Y1=0.25m； 最高出料高度 Y2=0.73m； 废料与抛料板撞击后速度 V=8R1/R=7.53m/s； 水平抛料距离 X=0.53m； 抛料宽度取0.30m； 抛料板厚度取0.03m； 抛料板材料选取16Mn；代入各相关参数，可得抛料板的理想安装角度范围：2.08 a 5.35，设计中，取 a=5。5.3铣刨转子刀具排布设计铣刨刀具的排列布置，是铣刨转子设计的关键，它的合理与否，直接影响设备的生产率、工作质量和刀具寿命。铣刨刀具布置要求刀具需要完成对路面的破坏，和对破坏后废料的回收工作。结合国内外设备情况，刀具排列满足如下要求：1 刀具的布置一般多采用双螺旋线对称排列；2 选择合理的螺旋线升角；3 刀具排列沿铣刨方向和宽度方向应尽量均匀、规则，以保证阻转矩均衡，便于制造；4 刀具布置以转子轴线中垂面呈对称，保证废料的集中回收；5 应保证刀具依次切入路面，左、右刀头交错入土，减小转子受力不均衡。 因此，选取三头螺旋线对称排列方式。5.3.1铣刨刀具排布参数的确定螺旋升角选择一个合理的螺旋升角，对于铣刨功率和废料回收都具有重要意义。一个理想的螺旋升角应具备以下条件：1 保证废料快速向中间聚集；2 保证较小的切削阻力。螺旋升角越大，每条螺旋线推动的废料就越少，所产生的阻力也就越小。基于上述条件，选取螺旋升角16.33。5.3.2刀具的排布参数根据上述刀具排列要求，参考国际知名厂家生产的同类机型，并结合任务书相关技术参数，确定铣刨转子刀具排布基本参数如下：铣刨宽度 B 2000mm；转子刀尖圆半径 R 510mm；螺旋线头数 K 3；沿铣刨宽度方向相邻刀具间距 b 15mm；同一回转面上刀具数量 z 1；铣刨转子展开图周长：C =D=3.141020=3202.8mm；螺旋线上相邻两刀具在铣刨圆上的投影距离：螺旋线上相邻两刀具在铣刨圆上的投影相位差：圆周方向相邻两刀具的相位差：5.3.3铣刨刀具的布置设计刀具有沿对称螺旋线排列的主刀，在转子的两个侧缘还布置有边刀和立刀。边刀的布置是为了保证路缘整齐，一般刀尖向外侧倾斜，边刀刀尖的位置，保证了铣刨宽度。立刀对路槽侧壁有修整作用，立刀的布置，可以得到相当平整的路缘侧壁，以利于重新铺入新料的填补与接缝，一般以一定的间隔，对称布置在转子边沿上。铣刨转子展开图的布置：为了方便表达各铣刀的排布位置，将铣刨转子展开成以铣刨转子的宽度为一边，以转子周长为另一边的长3202.8mm，宽 2000mm 的矩形。在 2000mm 的铣刨宽度上，分成 2000/15=133 条纵向格线；在展开的 3202.8的圆周上，划分 360/3=120 条横向分度线，沿圆周方向，每条分度线上布置有一把刀具。以宽度方向对称布置三头升角为 16.33的螺旋线，分别有、 6条单独的螺旋线。a.主刀的排布：布置螺旋线。第 1 把刀尖在 0分度线与转子对称线交点，即 0 格线上；第 2 把刀尖在 18分度线与螺旋线的交点上；第三把刀尖在 36分度线与螺旋线的交点上，依次类推。布置螺旋线。第 1 把刀尖在 9分度线与-1 格线的交点上；第 2 把刀尖在 27分度线与螺旋线交点上；第三把刀尖在 45分度线与螺旋线的交点上，依次类推。布置螺旋线。第 1 把刀尖在 12分度线与 21 格线的交点上；第 2 把刀尖在 30分度线与螺旋线交点上；第三把刀尖在 48分度线与螺旋线的交点上，依次类推。布置螺旋线。第 1 把刀尖在 3分度线与-20 格线的交点上；第 2 把刀尖在 21分度线与螺旋线交点上；第三把刀尖在 39分度线与螺旋线的交点上，依次类推。布置螺旋线。第 1 把刀尖在 6分度线与 41 格线的交点上；第 2 把刀尖在 24分度线与螺旋线交点上；第三把刀尖在 42分度线与螺旋线的交点上，依次类推。布置螺旋线。第 1 把刀尖在 15分度线与-42 格线的交点上；第 2 把刀尖在 33分度线与螺旋线的交点上；第三把刀尖在 51分度线与螺旋线的交点上，依次类推。 b.边刀的排布边刀的布置，讲究均匀，为了保证受力平稳，各边刀以一定的角度和距离逐渐排向边缘,每隔 30布置一把边刀。 c.立刀的排布立刀的布置，讲究对称，并保证转子受力平稳。立刀一般成组布置，以使路缘侧壁更为整齐。布置左、右立刀各 2 组，每组 3 把刀，相隔 180，左右交错布置。共布置刀具 161把，其中主刀 125把，边刀 24 把，立刀 12 把。5.3.4刀具安装角度的确定1.主刀侧向倾角铣刨刀头一般为圆锥弹头型，刀柄安装在刀库孔中，刀柄与刀库孔之间安装有弹性套筒，刀库端面与到头之间有弹簧垫片，如图5.3。在工作时希望刀头在刀库孔中能够灵活转动，使其磨损均匀，提高使用寿命。除了弹性套筒保证了刀柄与刀库孔之间有一定间隙，能够转动外，刀尖还要与刀具向前运动方向有一定的夹角，即侧向倾角，以产生摩擦转矩使刀头在作业时转动。图5.3刀具的安装在铣刨过程中，被加工的路面有一个弹性恢复层，弹性恢复层与刀具头部后刀面产生摩擦力，此时的刀具与路面之间有一个滑动摩擦区，刀具不切入路面，产生的摩擦转矩提供刀具的自转动力。因此，刀具在铣刨过程中，只有在滑动摩擦区内，也就是切入路面的一瞬间，才能实现刀具在刀库中转动。从刀具与刀库受力的角度进行分析，当刀具快速切入路面，刀头后刀面与路面接触，刀具向后即刀库方向运动，继续切入，直到弹簧垫片压紧刀库，刀具切入路面，在此过程中，后刀面产生的摩擦力使刀具在刀库内转动，直到刀具被压紧切入路面。当刀具离开切削区后，由于弹簧垫片的弹力使刀具向离开刀库的方向运动，回复到初始状态，这时的刀具相对于弹性套筒及刀库转动了一定的角度。铣刀的铣削角度包括两种角度，一是刀具的轴线与被铣平面法向间接触时形成的夹角，也称入地角，对切削阻力有重要影响，比能耗随铣削角度增大而增大，考虑刀头、刀座的磨损，铣削角度一般取3545为宜。另外一个是刀头轴线与铣削轨迹的水平夹角（角尽量斜向集料口），给刀头一个侧向力，使之旋转，从而使刀头磨损均匀，设计时一般取07。这里取=45，=5。 2.边刀与立刀的倾角 边刀的受力情况和主刀略有不同，主刀是切削方向自下而上并向前，而边刀不仅有一个自下而上向前的过程，而且有一个水平侧向的切削，这就要求边刀在布置时不仅要满足主刀的安装方式，而且也必须满足水平侧向的切削，这就决定了边刀在布置时向外侧有一个倾角。为了保证边刀铣削的连续性，减小并均衡受力，圆周方向上的多把边刀以均匀的角度偏差布置，避免太大的外向倾角可能引起的刀头受力太大而崩裂，同时注意边刀对路侧缘的切入角。 立刀主要对路缘起修整作用，相对来说受力较小，布置3把刀一组，共2 组，垂直于路缘呈 180均匀排列，左右交错。第6章 传动系统的设计与校核6.1传动系统的选择 铣削转子采用机械传动方式，选择传动链：发动机离合器皮带轮边减速器铣刨转子。这种传动方式冲击小，噪声低，传动平稳，操纵简便，过载保护性好。6.2减速器的选择 由设计参数： 发动机功率/转速：446kW/2100 rad/min； 铣刨转子的刀尖线速度v：8.5m/s； 铣刨转子刀尖圆半径R：0.51m；由线速度与角速度的关系： 得角速度： 又有角速度与转速关系： 得铣刨转子转速： 由第四章4-9式得到本机切向铣刨阻力: 主要铣刨功率为：铣刨转子所受扭矩： 传动系统的减速比：综上所述，选取邦飞利710 T2 N型减速机。邦飞利710 T2 N型减速机参数：减速比：19 最大输入转速：3100rad/min 机器质量：250 kg 可提供扭矩：30000N.m6.3带传动的设计计算 由于传动功率较大，在这里选择多楔带传动。 1.已知条件和设计内容 （1）原动机和工作机类型：446kW/2100rpm； （2）每天运转时间t:812h； （3）需传递的功率P: 335.2kW； （4）小带轮转速:； （5）大带轮转速:2100rad/min；2.设计功率： (6-1) 式中见表6-1。 由于是增速运动，取=1.05。 3.选择带型 根据和由图6.1选择带型 图6.1多楔带选型图 选择PL型多楔带。表6-1工作情况系数工况原 动 机 类 型交流电动机（普通转矩、鼠笼 式、同步、分相式），直流电动机（并激），内燃机 交流电动机（大转矩、大滑差率、单相、滑环式、串激 ），直流电动机（ 复激 ） 每天连续运转 每天连 续运转 每天连 续运转 每天连 续运转 每天连 续运转 每天连 续运转 液体搅拌器；鼓风机和排气装置；离心泵和压缩机;功率在7.5kW 以下（含7. 5k W)的风扇；轻型 输送机 1.01.11.21.11.21.3带式输送机（砂子、尘物等）；和面机；功率超过7. 5k W的风扇； 发电机；洗衣机;机床；冲床、压 力机、剪床；印刷机;往复式振动筛；正排量旋转泵 1.11.21.31.21.31.4）制砖机；斗式提升机；激磁机；活塞式压缩机；输送机；锻压机床 1.21.31.41.41.51.6破碎机（旋转式、鄂式、滚动式）； 研磨机（球式、棒式、圆筒式）； 起重机；橡胶机械（压