ldy40道路养护工程车铣刨系统计算说明书

摘要我国沥青混凝土路面占公路总里程的90﹪以上。但是，沥青路面在使用过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、啃边和松散剥落等种种路病。以往对沥青路面修补采用镐头、铁锹，效率低、质量差、养护工人工作条件差。随着全球公路建设的飞速发展，越来越多地使用机械化挖补，能完成旧路面的破碎，沥青混凝土的输送，沥青（或乳化沥青）的喷洒及路面的压实等工艺要求，以保证道路维修质量，改善养护工人工作条件，提高工作效率和经济效益。LDY-40道路养护工程车的铣刨系统是本次设计的题目，它是在总结以前各种沥青路面修补机械的修补工艺、传动方式、加热及保温设备技术经验的基础上设计的。同时，设备的装配，拆卸，维修及操作也十分方便，对环境的污染也很小。关键词：沥青混凝土路面，道路养护工程车，铣刨系统 AbstractAsphaltconcretepavementinChinaaccountedformorethan90%oftotalmileage.However,theprocessintheuseofasphaltpavementsubgradeinstabilityandpitchitselfasthefatigue,oftenhavepits,cracks,obstructpackage,gnawingedgesandlooseallthewaydiseasesUseofasphaltpavementrepairthepast,pickaxes,shovels,lowefficiency,poorquality,maintenanceworkers,poorworkingconditions.Withtherapiddevelopmentofglobalroadconstruction,increasinguseofmechanized,tocompletetheoldbrokenpavement,asphaltconcretedelivery,asphaltandroadsprayprocessrequirementssuchascompaction,toensurethequalityofroadmaintenancetoimprovetheconservationWorkingconditionsofworkers,increaseefficiencyandeconomicbenefits.RoadMaintenanceTruckofthemillingsystemisthesubjectofthisdesign,itissummedupinavarietyofasphaltpavementrepairmachinerybeforetherepairprocess,transmission,heatingandinsulationequipmenttechnologybasedontheexperiencedesign.Meanwhile,equipmentassembly,disassembly,maintenanceandoperationisalsoveryconvenient,pollutionoftheenvironmentisverysmall.KeyWords:Asphaltconcretepavement，RoadMaintenanceTruck，themillingsystem 目录1绪论11.1概述11.2铣刨机国内外的发展状况12铣刨装置的设计计算32.1铣刨装置概述32.2铣削转子的设计计算32.2.1结构32.2.2刀具布置32.2.3铣刨鼓的设计计算62.2.4铣刨轮装配设计92.3铣刨轮轴的设计计算102.3.1选择材料及热处理方式102.3.2结构设计102.3.4键的选取及校核122.3.5轴承的选取及寿命计算142.3.6轴的校核152.3.7滚动轴承的润滑与密封163铣刨轮传动系统设计173.1述概173.2设计计算173.3链传动的校核193.3.1滚子链的静强度校核193.3.2滚子链的耐疲劳工作能力计算213.3.4滚子链的抗胶合工作能力计算23 3.4链轮的主要尺寸，确定链轮的结构、材料243.4.1链轮尺寸243.4.2链轮的结构与材料253.5链传动的布置、张紧、及润滑253.5.1链传动的布置253.5.2链传动的张紧253.5.3链传动的润滑263.6链轮箱体的设计264其他零部件的选择284.1减速箱的选择284.1.1确定减速器的传动比和型式284.1.2确定减速的公称中心距（规格）284.1.3验算启动转矩285铣刨系统的使用技术管理305.1技术管理305.2操作规程305.1.1作业前的技术准备305.1.2作业中的及技术要求305.1.3作业后的技术工作306总结………………………………………………………………………………31参考文献……………………………………………………………………………32附录…………………………………………………………………………………33致谢…………………………………………………………………………………34 1绪论1.1概述道路养护工程车是用于公路沥青路面日常小修维护的多功能专用车，是公路养护管理部门的配套养护机械。沥青路面在使用的过程中，由于车行荷载的反复作用，气候的影响和沥青路面的物理化学性质变化，且使用时间长了将会产生诸如坑槽、裂纹、佣包、啃边、松散等各种损坏。在车辆行驶中不断撞击和风雪侵蚀下，这些损坏将迅速扩大，造成更大面积的破坏。沥青路面修补车就是用来及时修补这些沥青路面损坏部分的工程机械。为了修补损坏的沥青路面，以保持良好的道路状况，世界经济发达的国家在实现沥青路面机械化的同时，也十分重视发展修补机械，实现了道路养护的机械化作业。1.2铣刨机国内外的发展状况我国的铣刨机生产起步较晚，20世纪80年代初才开始研制，主要结构形式有两种：一是在农用轮式拖拉机上加装铣削装置而构成简易型冷铣刨机，其结构简单，适用于中等强度以下的沥青路面的铣削；二是自行式冷铣刨机，近两年有了一定的发展，主要机型的使用性能已完全能满足国内高等级公路及市政道路的养护要求，良好的性能价格比与国外进口产品相比也有较大的竞争优势，但在品种规格、技术水平及配套件等方面仍存在较大的差距。目前，国产机型更多地借鉴了欧洲铣刨机的技术和经验，在动力、液压和控制系统上均采用了国际化的配套，可以说在系统配置上达到了国际先进水平。从知识产权的角度来看，部分国产产品如陕西建设机械股份有限公司生产的CM2000及西安宏大交通科技有限公司生产的CM1900和CM1200，不但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等方面均已达到国际先进水平。在今后的市场竞争中，我国的铣刨机生产厂商应该发挥以下优势：①利用我国已经加入WTO的有利条件，树立国际化的设计思想，加强国际间的技术合作，在技术上保持与国际发展水平同步，争取更大的高端产品市场；②发挥本地化的优势，为用户提供及时的从整机技术到配件供给等全方位的服务；③利用我国劳动力价格低廉的条件，降低整机成本，发挥价格优势，争取更多的中低端用户，扩大市场；④注意研发符合我国道路特点的专有技术及产品系列，为公路养护工程服务，促进我国公路交通事业的技术进步。随着公路交通事业突飞猛进的发展，特别是经过“八五”和“九五”期间的快速健康发展，我国公路基础设施的总量取得了巨大的突破，到2002年底，公路第34页 总里程已达176万km，其中高速公路为2.52万km、二级以上高等级公路24万km。为保持道路通行的安全、舒适、快速，对它们进行及时、有效、高质量的养护将是今后日常工作的重点。随着我国经济的发展，综合国力的增强，乡镇城市化、中小城市大型化、大中城市花园化的趋势日渐明显，城市道路的改扩建工程也越来越多。在这种形势下，公路养护工作也变得日益繁重，对公路养护作业的质量提出了更高的要求，现代化的机械养护作业方式势在必行。在市场前景看好、市场需求强劲的形势下，路面养护设备大发展的时代已经来临，沥青路面铣刨机作为道路机械化养护必不可少的设备之一，在国内市场的需求量会越来越大。事实上，以铣刨机为主要设备的机械化养护作业方式已经在全国许多公路上被采用，成为目前形势下的一种标准养护模式，大型路面铣刨机同时也成为“十五”期间我国需重点发展的高等级公路养护机械之一。根据我国公路发展的统计，未来公路养护对各类现代化机械设备的需求将会越来越大。随着高速公路大修期的到来和公路交通行业以及城市管理部门对现代化养护方式的认识，对路面铣刨机的需求将会逐年增加，并且会以很快的速度增加。国外进口产品尽管性能先进，但价格昂贵、维修服务不便，因此可以预计国产沥青路面铣刨机将具有较广阔的市场前景。国内生产企业应抓住机遇，使国产沥青路面铣刨机尽快形成完整的系列，并不断提高产品的使用性能和可靠性，为用户提供经济、实用、高质量的铣刨机。第34页 2铣刨装置的设计计算2.1铣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清除坑槽、裂缝、壅包、网纹等。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。我国的铣刨机主要有两种结构形式：一种是农用轮式拖拉机上加装铣刨装置而构成简易的冷铣刨机；另一种是自行式冷铣刨机。拖拉机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。自行式铣刨机近两年有了一定的发展，主要机型的使用性能已完全能满足国内高等级公路及市政道路的养护要求，良好的性能价格比与国外进口产品相比也有较大的竞争优势，但在品种规格、技术水平及配套件等方面仍存在较大的差距。提高产品质量，完善产品系列，提高产品性能是我国当前发展铣刨机需要解决的主要问题。本次设计的铣刨机由车架、铣削转子、链轮想、减速箱、液压元件等组成。铣刨装置以全刚性车架固定在汽车底盘后部，即后悬式。铣削宽度为900mm，铣削转子的传动方式采用机械式。动力传递的路线为：发动机→分动箱→减速箱→链轮装置→铣刨轮2.2铣削转子的设计计算2.2.1结构铣削转子是铣刨机的主要工作装置。基本结构包括以下几部分:铣刨鼓、刀具及刀具座、抛料板等。铣刨鼓是铣削转子的基体，其他各零件均装于其上，同时动力也由其传自刀具。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。刀具座用于安装刀具，刀具则于路面直接接，实施铣刨功能。抛料板将集体螺旋集中的旧料抛上收料皮带。2.2.2刀具布置铣刨转子刀具一般为螺旋式排列，一是为了保证刀具按顺序依次切入路面，使铣刨省力；二是为了保证收料顺利。同时刀具的排列方向应遵循两个原则：第34页 其一，沿转子圆周方向排刀具列均匀；其二刀具沿转子轴向排列均匀。沿圆周方向的均匀排列由一条螺旋线上间沿圆周方向一定间隔距离a保证，该距离（以刀尖的弧线距离为准）一般为100-200mm。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b保证。该距离（以刀具中心线为准）一般为15-20mm。另外，边刀具的排列也很重要，为了保证铣刨后路槽边缘整齐，边刀的结构有其自身的特点，一般数量较多，且刀尖向外倾斜。为了得到相对平整的路槽侧壁，还应设置立刀。为了转子在工作中受力均匀，冲击小，应尽量保证转子各纵截面内含刀具数相等。有了以上两原则，在具体设计中转子的排列可用展开法。铣刨宽度为900mm，转子切削圆直径为500mm，中间收料，对称布置。采用双头螺旋，因而该转子共有四条螺旋，分别是Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ。将转子沿切削圆展开成一个宽为900mm，长为π×500=1570mm的长方形，如图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°，则一周共有10把刀具，其相应的间隔距离为：a=1570/10=157mm，取b=9mm。图2-1转子沿切削圆展开图将长方形的短边分成900/9=100格，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360°分成90个格，每格4°，称为分度格线，代表各格的线分别称为0°线、4°线、8°线……、356°线、360°线，其中0°线和360°线为同一条线。（1）布置第一条螺旋线上的刀具，由转子“对称”向左伸展。将0°线与第34页 50格线的交点确定为螺旋线Ⅰ-Ⅰ上第一把刀具的位置，记为（0°，50格）；将36°线与46格线的交点确定为其上的第二把刀具的位置，以此类推，过了360°线后再返回0°线继续排列，直到0格线为止。此时，螺旋线Ⅰ-Ⅰ上的点坐标分别如表2-1所示。表2-1螺旋线Ⅰ-Ⅰ上刀具坐标（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）（2）第二条螺旋线由转子“对称线”向右伸展，其上第一把刀具位置为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。此时螺旋线Ⅱ-Ⅱ的点坐标如表2-2所示。表2-2螺旋线Ⅱ-Ⅱ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”向左伸展，其上第一把刀具的刀尖位置为189°线与48格线的交点，以此类推，过了360°线后再返回9°线，直到1格线为止。此时螺旋线Ⅲ-Ⅲ的点坐标如表2-3所示。表2-3螺旋线Ⅲ-Ⅲ的刀具的坐标（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）第34页 （4）第四条螺旋线由转子“对称线”向右伸展，其上第一把刀具的刀尖位置为200°线与52格线的交点，以此类推，过了360°线后再返回20°线，直到100格线为止。此时，螺旋线Ⅳ-Ⅳ上的点坐标如表2-4所示。表2-4螺旋线Ⅳ-Ⅳ上刀具坐标（200°，52格）（236°，56格）（272°，60格）（308°，64格）（344°，68格）（20°，72格）（56°，76格）（92°，80格）（128°，84格）（164°，88格）（190°，92格）（226°，96格）（262°，100格）（5）布置边刀。由于边刀处于被切路槽的边缘，因而叫其他刀具受力大，磨损严重，故边刀数量较多，且其刀尖均处于同一转子横截面内。现在确定每侧布置（其中一把布置在螺旋线上），左侧边刀刀尖位置分别为0格线25°线、115°线、205°线、259°线的交点；，而右侧边刀刀尖位置分别为100格线与30°线、120°线、210°线、262°线、300°线的交点。（6）布置立刀。立刀实施路槽侧壁的切及修正。一般把两把或三把立刀装于同一立刀座上，其刀具中心线相互平行仅与转子横截面成一定角度。现在每侧布置两个立刀座，间隔为180°，每个立刀座上装两把立刀，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°线所在的转子截面与160°线及340°线所在转子横截面的交线上。左、右两侧立刀的刀尖在转子切削圆展开平面内的投影位置。上述排列方法使每一距离格线（0格线及100格线除外）内均只有一把刀具，而边刀和立刀的布置使每一条分度线内的刀具数量最少一把，最多为两把（两把立刀按一把计算），从而使整个转子刀具分布均匀，工作时受力稳定，冲击小，结构简单，使用方便。2.2.3铣刨鼓的设计计算铣刨鼓选用Q235无缝钢管，外形尺寸如图2-3所示。Q235的强度、韧度及铸造性均良好，易于冲压和焊接，，，能满足工艺及强度要求。应力的计算：(2-1)式中：P—有效功率，35kw；第34页 F—作用在铣刨轮上的合力，KN；V—刀尖线速度，m/s。刀尖的线速度为：（2-2）式中：n—铣刨轮转速，n=100m/s；r—铣刨轮轴心到刀尖的距离，r=250+56=315mm；因此，可求的作用在铣刨轮上的合力为：刀具在铣刨鼓上成45°布置，故刀具的外部压力为：铣削鼓的切应力（）(2-3)式中：—外压，KN；,其中为铣刨鼓外圆半径，为铣刨鼓内圆半径；,其中r为所求点到铣刨鼓截面圆心的距离，。取无缝钢管的厚度为30mm，则故第34页 铣刨鼓的周向应力：（2-4）代入数据得。铣刨鼓的轴向应力：(2-5)代入数据得。铣刨鼓的合应力：（2-6）代入数据得。故铣刨鼓强度满足要求。图2-3铣刨鼓的外形尺寸第34页 2.2.4铣刨轮装配设计在满足强度、刚度要求的前提下，尽量使装配的结构简单，便于加工制造及安装检修，且经济实用。铣刨轮装配结构如图2-4所示。图2-4铣刨轮装配图装配的基本要求如下：对高速旋转的辗子子采用对接焊缝，钢板及焊条的用料最少，截面没有显著变化，应力集中也很小，动力工作性能较好。在施焊过程中，两构件的连接边缘要求把保证一定的间隙，这样的焊接件传递力矩较为可靠。最好预热焊接，以免变形过大。端盖内、外圆，辗子内孔以及轴颈各焊接处均由机械加工保证配合间隙，使焊接后辗子几乎不变形，不产生偏重，保证焊接质量。第34页 为了增加整体的刚度和强度，等间距加放六个加强肋在两侧成对放置，且与上下两侧翼边缘焊住，增加截面的抗扭刚度，提高承压能力。肋板上的六个R34的圆孔能减少应力集中，提高铣刨轮的疲劳强度。机械加工保证公差。过盈较大。重型过盈配合用于压力机、热胀孔或冷缩轴的装配，可传递较大的转矩和承受较大的冲击载荷。另外，重要焊缝全部采用100%等强度焊缝，轴颈的材料是35锻钢，其他各件采用,为了保证焊接质量，轴颈和端盖是在150°C预热温度下焊接，其他各部分的预热温度为1000°C。外端盖和轴颈的对接焊缝处焊后打光。2.3铣刨轮轴的设计计算2.3.1选择材料及热处理方式根据铣刨轮轴的工作条件，无特殊要求，选择应用最广泛且综合性能好的45钢，调质处理，硬度235HBS。2.3.2结构设计1）拟定轴上零件的布置形式。该高速轴上需安装的主要零件有：铣刨轮、链轮、两个深沟球轴承。2）估算最小直径。安装楔键的轴段即为最小直径段：（2-7）根据《机械原理及机械设计》表（15-3），代入数据有3）设置轴上零件的固定方式。2处、4处的轴端装轴承端盖，其作用一方面是第34页 防尘，另一方面是对轴承形成双支点单向固定。这样通过调整端面与外壳之间垫片的厚度，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来预紧。轴承座孔和轴承外径选用基轴制配合，配合公差为H7/h6。7处为轴肩，轴肩处有退刀槽，时为了加工方便且用来定位轴上的零件。3处和10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，铣刨轮右半轴如图2-5所示。图2-5铣刨轮轴示意图2.3.3确定轴的尺寸为了减小轴的变形，长度尺寸尽量取小值。各轴段的具体尺寸如下：第34页 2.3.4键的选取及校核1）链轮轴上键的选取及校核。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，对轴消弱小，且对中性和导向性好。根据联接的结构特点，使用要求及工作条件选取17×100×110×18的矩形花键，采用静联接。其主要失效形式为工作面被压溃，故按工作面的挤压应力进行强度校核。（2-8）式中：—载荷分布不均系数，与齿数多少有关，一般取；Z—花键齿数，Z=17；—齿的工作长度，取70mm；h—花键齿侧面的工作高度，对矩形花键而言，，此处D为外花键的大径，d为内花键的小径，c为倒角尺寸，单位均为mm。因此，；—花键的平均直径，对矩形花键而言，；第34页 T—传递的力矩，；—许用挤压应力，查《机械原理及机械设计》表15-15可知许用挤压应力。代入数据得：，故强度满足要求。2）铣刨鼓与轴采用钩头楔键联接。键的上下两面是工作面，其上表面和轮毂槽底面均制成1:100的斜度，装配时将键用力打入槽内，使轴与轮毂之间的接触面产生很大的径向压紧力，转动时靠接触面的摩擦力来传递转矩及单向轴向力。楔键的定心性差，但铣刨轮与轴的配合不要求准确的定心，转速也不高，因此，选取楔键静联接合适。这里选用b×h×l=25×11×140mm。应该校核轮毂的挤压强度。（2-9）式中：T—传递的转矩，T=3342.5Nm；d—轴的直径，d=85mm；b—键的宽度，b=25mm；l—键的工作长度，l=100mm；f—摩擦系数，一般取f=0.12-0.17，此处取f=0.16；—许用挤压应力，已知铣刨鼓材料为Q235钢，查《机械原理及机械设计》表15-15得，=60-90Mpa。代入数据得：第34页 故钩头楔键的强度满足要求。2.3.5轴承的选取及寿命计算1）选用深沟球轴承。为其能承受径向载荷，也可以承受不大的轴向载荷。当量摩擦系数最小高速时可以代替推力轴承承受纯轴向载荷。允许内、外圈轴线有很小的相对偏差斜2ˊ-10ˊ。在这种转速较高，载荷较大，振动强烈的工况下，选用较紧的配合，但也不能太紧，这时可能因内圈的弹性膨胀和外圈的收缩而使轴承内部的游隙减小，甚至完全消失；也可能由于配合的轴和座孔表面的不规则形状或比均匀的刚性而导致轴承内外圈不规则的变形，这些都将破坏轴承的正常工作，过紧的配合还会使拆装困难。轴承内径与轴颈配合选用H7/k6基孔制配合公差。为了保证轴承的工作质量及使用寿命，除规定轴和外壳孔的尺寸公差带外，还应对它们规定相应的形位公差及表面粗糙度参数值，由于轴承套圈是壁零件，容易变形，轴和外壳孔的形位公差极易反映到套圈上引起滚道变形，导致轴承工作时产生振动及噪音。因此，对轴颈外壳孔应规定圆柱公差。此外轴肩和外壳孔肩是轴承安装的基准面，为避免装配轴承歪斜而影响旋转精度，对轴肩和孔肩应规定端面圆跳动，轴颈粗糙度1.6，轴肩端面粗糙度3.2.2）轴承的寿命验算。由前面的计算可知两轴承都受到相等的径向载荷R=15730N(见后面链传动设计)，由《轴承手册》初选6019深沟球轴承，D=145mm，B=13mm，，.由于铣刨轮工作受到较大的冲击，故载荷系数取，在常中工作，即温度系数取。此时轴承的当量动载荷为：轴承的寿命（h）：（2-9）式中：n－转速，r/min，这里n=100r/min；第34页 －轴承指数，对球轴承=3。代入数据得：，即轴承每一年左右更换一次。2.3.6轴的校核轴的材料选用45钢，其强度较高，韧性及加工性较好，由于此轴主要受扭矩，因此按扭转强度计算。首先校核此轴最细处，即直径为85mm，又因为其上有一个键槽，故按计算。（2-10）式中：－扭转切应力，Mpa；T－轴所受的扭矩，Nm；－抗扭截面系数；n－轴的转速，r/min；p－轴传递的功率，kw；d－计算截面处轴的直径，mm;－材料的许用扭转剪应力，查《机械原理及机械设计》表15-3，可得。代入数据得：,故满足强度要求。其它轴径较大也必然满足强度要求。第34页 2.3.7滚动轴承的润滑与密封润滑的主要目的是减少摩擦与磨损，同时也有着吸收振动、散热降温、减缓腐蚀的作用。根据轴承的dn值来确定使用脂润滑还是油润滑。对于此轴承dn为：故采用脂润滑。查《机械设计手册》第二卷表7-2-40（滚动轴承选脂表）得：此处选用4号锂基脂润滑，轴承腔内的填充量为2/3。滚动轴承的密封是防止灰尘、水分的进入轴承，并阻止轴承内润滑剂的流失。密封的方式分为两大类：接触式密封和非接触式密封。由于此处用脂润滑，工作环境较干净，由《机械设计手册》得此处采用接触式密封。第34页 3铣刨轮传动系统设计3.1述概根据以往的设计与实践经验，此传动选用链传动。其由链条和主、从动轮组成，链轮上制有齿，靠链条与链轮齿的啮合来传递运动和动力。链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而平均传动比准确恒定；传动效率高，传动功率较大；有因链条不需要像带那样装的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动的结构较为紧凑；在高温、低速、重载及恶劣的条件下仍能可靠的工作。因此，此传动选用链传动。3.2设计计算1）设计滚子链传动的原始数据传动功率p=35kw，大链轮转速。初选传动比。2）确定链轮的齿数小链轮齿数取的较多有利于传动的平稳和使用寿命的延长。但同时却增大了传动的尺寸和重量，且易发生跳齿和脱链现象。齿数少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致传动的不均匀性和动载荷增大；链条进入或退出啮合时，链节距的相对转角增大，使链条的磨损加剧；链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。一般根据传动比按《机械原理及机械设计》表12-2选定。假定链条速度v=2-3m/s，选取小链轮的齿数；大链轮齿数；小链轮的转速。3）初选中心距取a=40p。虽然节距p现在还属未知，这里仅要求给出中心距和链节距的倍数关系。4）确定链节数链节数的计算公式是第34页 （3-1）将初选中心距代入上式得，圆整为118。5）确定计算功率由《机械原理及机械设计》表12-3，原动机为内燃机，工作机位铣刨机，因而在和属于严重冲击类，故取工况系数K=1.7。因此，计算功率为：。6）确定链条排数及型号因传递功率较大，载荷不平稳。初选双排链。若取单排链，可能因节距大而链速高。因此（3-2）式中：—功率曲线的对应特定条件下的功率，kw；—小链轮齿数时的修正系数；—链长节时的修正系数；—链排数不为1时的修正系数。查《机械原理及机械设计》表12-4、表12-5、表12-6可得，，。代入上式有，查《机械原理及机械设计》图12-12和表12-1，确定链的型号（估算正确）为第34页 24A,节距。7）校核链速，确定润滑方式未超过12-15m/s，属中速链传动，不校核静力拉伸强度。查《机械原理及机械设计》图12-13采用压力润滑。8）确定中心距由于圆整值和准确计算值相差甚小，加之拟将中心距设计成可调节的，故勿需计算准确的只能中心距。因此可取。9）计算作用在轴上的力作用在轴上的压力Q可近似取为(3-3)有效圆周力F为（3-4）代入数据得,.3.3链传动的校核3.3.1滚子链的静强度校核在低速重载链传动中，链传动的静强度占主要地位。如果仍按额定曲线选择计算，结果常不经济，因为额定力率曲线上各点相应的条件性安全系数n为8-20，远比静强度系数大。当进行耐疲劳和耐磨损工作能力计算时，若要求的使用寿命较短，传动功率过大，也需进行链条的静强度校核。静强度的计算公式：第34页 （3-5）式中：n—静强度安全系数；Q—链条极限拉伸载荷（抗拉载荷）N，由表12-2-1得Q=693.9KN；—有效圆周力，N,；—离心力引起的力，N,（3-6）式中q为链条质量，kg/m，由表12-2-9得q=16.1kg/m；v为链条速度，m/s，v=4.45m/s。故离心力引起的力。—悬垂力，N，在和二者中取最大值：（3-7）（3-8）式中：—系数，由图12-2-3得=3；a—链传动中心距，mm,—两轮中心连线对水平面倾角；=40°。代入数据得,。故==893.8N。—许用安全系数，=4-8。第34页 代入数据得此时，。故链传动静强度满足要求。3.3.2滚子链的耐疲劳工作能力计算当链条传递功率超过额定功率、链条的使用寿命要求小于15000h时，其疲劳寿命的近似计算法如下：设为链板疲劳强度限定的额定功率，为滚子套筒冲击疲劳强度限定的额定功率，P为要求的传递功率，则在链条不发生胶合的前提下对已知链传动进行疲劳寿命计如下。（3-9）(3-10)式中：—小链轮齿数；—小链轮转速，r/min；p—链条节距，mm。代入数据得：又因为<,故链传动的疲劳寿命计算公式为：第34页 （3-11）式中：T—使用寿命，h；—多排链排数系数，查《机械设计手册》表12-2-5得=1.7；—工况系数，=1.7；—链长，以节数表示。代入数据得：。3.3.3滚子链的耐磨损工作能力计算当工作条件要求链条的磨伸长率（即相对伸长率）明显小于3%或润滑条件不符合规定要求方式而有所恶化时，可按下列公式进行滚子链寿命计算：（3-12）式中：T—磨损使用寿命，h；LP—链长，以节数表示；z1—小链轮齿数；i—传动比；—许用磨损伸长率，按具体条件确定，一般取3%；d2—滚子链销轴直径，d2=14.63mm；c1—磨损系数，由《机械设计手册》图12-2-4得c1=6c2—节距系数，查《机械设计手册》表12-2-10得c2=1.03；c3—齿数-速度系数，c3=1.00；pr—铰链的压强，Mpa。第34页 铰链的压强pr按下式计算：(3-13)式中：KA—工况系数；Ft—有效拉力（即有效圆周力），N；FC—离心力引起的拉力，N；—悬垂力；A—铰链承压面积，mm2，；b2—套筒长度（即内链节外宽），mm。代入数据得：，此时。综上，滚子链应两年换一次。3.3.4滚子链的抗胶合工作能力计算由销轴与套筒间的胶合限定的滚子链的工作能力（通常计算小链轮的极限转速）可由下式确定。（3-14）式中：—小链轮不发生胶合的极限转速，r/min；P—节距，mm；z1—小链轮齿数；Ft—单排链的有效圆周力，N。第34页 代入数据可解得：=962r/min。3.4链轮的主要尺寸，确定链轮的结构、材料3.4.1链轮尺寸1）链轮上链的滚子中心所在圆称为分度圆，其计算公式为：（3-15）故小链轮的分度圆直径，大链轮的分度圆直径。2）链轮的齿顶圆直径计算公式如下：（3-16）故小链轮的齿顶圆直径为：，大链轮的齿顶圆直径为：。3）链轮的齿根圆直径计算公式如下：第34页 （3-17）式中d11 —滚子直径。故小链轮的齿根圆直径为：，大链轮的齿根圆直径为：。综上，链轮的主要尺寸如表3-1所示。表3-1链轮的主要尺寸参数链轮小链轮大链轮分度圆直径d255.7510齿顶圆直径da275530齿根圆直径df230.4504.6分度圆弦齿高ha1010齿数z21423.4.2链轮的结构与材料链轮的结构取决于链轮的大小。此处链轮直径中等，故采用孔板式。链轮的材料应保证链齿有足够的接触强度和耐磨性，这里采用45钢淬火处理，其硬度大于HBC40-45。3.5链传动的布置、张紧、及润滑3.5.1链传动的布置布置链传动时，应保证量轮轴平行，两链轮位于同一平面内，松边在下。应尽量采用或接近水平的布置，避免两链轮垂直布置。具体参照《机械原理及机械设计》表12-7。第34页 3.5.2链传动的张紧与带传动不同，张紧链条是为了避免松边垂度过大而致的啮合不良、振动及脱链现象。当中心距可调时，可通过变更中心距来控制链条的张紧程度。当中心距不能调节时，可设置张紧轮，或在链条磨损变长后，从中去掉一两个链节，以恢复原来的长度。当两轮的轴心连线倾斜角大于60°的情况下工作，故应不专门设张紧装置，且其上边为紧边，下边为松边，故只靠链自重就能满足张紧要求。3.5.3链传动的润滑链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要，良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，延长链条的使用寿命。查《机械设计手册》P13-124得，本装置采用油浴润滑，链条侵入油面6～12mm。根据具体的野外作业情况推荐使用牌号为：查表13-2-34得：SC30全损耗系统用油，每半年左右更换一次。3.6链轮箱体的设计图3-1链轮箱体第34页 箱体的设计除满足结构形式外，力求结构简单紧促、节约材料、占用面积小。由于其结构较复杂，刚度要求也较高因此选用铸造。铸造材料选择既便于施工而又廉价的普通灰铸铁HT150.保证其刚度、强度和抗振性能，且所装的零部件便于拆卸与操作。箱体的一些结构尺寸，如壁厚、凸缘厚度、肋板厚度等，对箱体的工作性能、材料消耗、质量和成本均有重大影响。但是由于这些部位的形状不规则和应力分布的复杂性，大多是按照经验公式。经验数据或比照现有类似的机件进行设计，为了增加箱体的刚度和强度，加设肋板。因为加设肋板式即可增大强度和刚度，又可较增大壁厚时减小质量；减小铸造缺陷，箱体上侧开有箱盖，便于安装、拆卸和检修。箱体底部有油槽进行油溅润滑，侧面开有注油口，箱体要求密封防止漏油和进入灰尘。第34页 4其他零部件的选择4.1减速箱的选择由分动箱传来的动力须经一减速箱传递给小链轮轴。在此传动中需要输入轴与输出轴成90配置。故选如图1-3-1的单级圆锥齿轮减速器。4.1.1确定减速器的传动比和型式=8选择DBY型单级减速器4.1.2确定减速的公称中心距（规格）（4-1）载荷特性为中等冲击载荷，由表16-2-6查得∶f=1.5被传动机械所需功率按表16-2-36选用DBY160其公称输入功率为81KW，公称中心距为160mm=1500r／min4.1.3验算启动转矩按式16-2-7计算减速器采用循环油润滑4.2联轴器的选择减速箱动力输出轴与小链轮轴的联接需用联轴器。因联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形及温度的影响，往往不能保证严格的对中，因而存在着某种程度的相对位移。所以选用相对位移有补偿的挠性联轴器。在工作中由于存在着强烈振动。需进一步的选用弹性元件的挠性联轴器。第34页 弹性元件所能储蓄的能量越多则联轴器的缓冲能力就越强。弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功越大，则联轴器的减振能力越强。因此，最终选用弹性柱销联轴器，这种联轴器工作时是通过半联轴器、柱销而后传动到从动轴上去的。为了防止柱销脱落，在联轴器的外侧用螺钉固定了挡板。这种联轴器的传递转矩较大，结构更为简单、安装制造方便、耐久性好，有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接的两轴有一定的轴向位移和角位移，但由于尼龙柱销对温度较敏感，故使温度限制在-20～70℃的范围内。第34页 5铣刨系统的使用技术管理5.1技术管理1）铣刨系统必须由专人操作，操作人员必须经过严格的上岗前的技术培训，熟悉铣刨系统的装置结构、工作原理、性能及操作规程，以免发生机械设备故障和人员安全事故。2）在铣刨前必须对铣刨装置及整机进行空载试运转，在确认正常后方可进行正常作业。3）铣刨前必须处于行走状态，然后铣刨转子旋转并缓慢下降，渐渐进入工作状态，此操作顺序不能颠倒，否则将损坏机件或造成安全事故。5.2操作规程5.1.1作业前的技术准备2）了解施工现场的路基和交通状况，技术要求等；3）检查液压系统有无漏油现象；4）检查转向系统和制动系统是否灵活。可靠；5）检查铣刨鼓上的刀头是否齐全、完好，铣刨鼓安全罩应安装良好完整有效；6）做好准备工作，起动发动机，随后让发动机急速暖车运转，此时应检查各仪表的显示值和发动机的运转情况。使发动机的冷却水温度达到60°C时，便可开始作业。5.1.2作业中的及技术要求1）铣刨作业时应先分离离合器，在铣刨机挂档后在结合离合器；2）在一档行车速度或停车时，缓慢下降铣刨鼓至铣刨深度；3）一次性铣刨沥青混凝土路面的最大深度不得超过该机的规定数值；4）铣刨硬路面时严禁高速作业，以免损坏刀头；5）铣刨作业中严禁换挡；6）铣刨作业时应随时注意各指示灯及仪表的工作情况，操作人员不得离开驾驶位置，否则必须提起铣刨鼓。5.1.3作业后的技术工作1）作业后整车停放在平坦安全的地方，停放时提起铣刨鼓，脱开铣刨档；2）打开铣刨鼓安全罩，进行彻底清理，检查铣刀如有损坏应立即更换；3）按照保修规程和使用说明书的技术要求对发动机及铣刨机械进行日常维护。第34页 6总结毕业设计是专业教学规定的最后一项最主要的综合性和结业性的学习环节，是四年来大学所学知识的综合，是把理论知识与实践工作结合起来的关键环节。要求我们较为全面的运用所学知识，独立解决某些工程方面的技术问题，是对我们所学专业的基本理论、基本知识、基本技能的情况考核。检查我们是否具备一名工程技术人员的素质。设计是一项综合的、系统的过程。首先是以满足课题机器的整机要求为出发点，各部分协调配合，绝不能离开整体而盲目设计，另外，设计是一个紧密联系实际的工作，并非凭空想象可以完成。设计人员必须考虑制造人员的情况，使设计具有可行性。通过本次毕业设计不仅仅使我更进一步掌握了四年以来所学的专业知识，了解的LDY40道路养护工程车的铣刨系统的设计方法，更重要的是锻炼了我独立思考问题、解决问题的能力，为我即将走上工作岗位做了充分的准备。第34页 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.AutoCAD设计与应用.西安:陕西科技出版社,2002.［7］.黑色路面成套机械与设备.北京：国防工业出版社，1995.［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］.孙桓，陈作模.机械原理.7版.北京：高等教育出版社，2006.［10］.孙桓，傅则绍.机械原理.4版.北京：高等教育出版社，1989.［11］.诸文俊，钟发祥.机械原理及机械设计.西北大学出版社，2009.［12］.常治斌，张京辉.机械原理.北京：北京大学出版社，2007.［13］.丁洪生.机械设计基础.北京：机械工业出版社，2000.［14］.杨可桢，程光溫.机械设计基础.北京：高等教育出版社，2006.第34页 附录序号图名图号绘图工具图符是否出图1铣刨系统总装图AutoCAD2007A0是2铣刨轮AutoCAD2007A1是3链轮箱体AutoCAD2007A1是4大链轮手绘A2是5小链轮AutoCAD2007A2是6铣刨轮右半轴AutoCAD2007A2是7铣刨轮侧板AutoCAD2007A3是8轴承套AutoCAD2007A3是9刀座AutoCAD2007A4是第34页 致谢四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在设计即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给我的导师黄老师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从设计题目的选定到设计过程的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。第34页