小型路面拋丸清理機設(shè)計

1、2009屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 重慶三峽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 小型路面拋丸清理機 院 系 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及自動化 年 級 XXXxxxx級 學(xué)生姓名 XXXXX 學(xué)生學(xué)號 XXXXXXX 指導(dǎo)導(dǎo)師 XXXXXX 職稱 XXXXX 完成畢業(yè)設(shè)計（論文）時間 2013 年 5 月1屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄摘要1第一章 緒 論2一、 課題背景2二、 路面拋丸清理機的發(fā)展及其意義2第二章 路面拋丸清理機的設(shè)計方案的構(gòu)思3一、 拋丸清理設(shè)計方案：3二、路面拋丸清理機的基本參數(shù)：3第三章 路面拋丸清理機總體的設(shè)計4一、 路面拋丸清理機

2、的組成及工作原理14二、 路面拋丸清理機的特點及適用范圍4第四章 拋丸器的設(shè)計5一、彈丸的類型和選用25二、拋丸器的性能參數(shù)26三、拋丸器的組成與結(jié)構(gòu)參數(shù)計算17四、拋丸器主要參數(shù)的設(shè)計28五、拋丸器的丸速和丸徑的核算29六、拋丸機的葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計211七、拋丸器的帶傳動的設(shè)計311八、主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計414九、求軸上的載荷及彎曲剛度的校核：16十、 軸承壽命校核417結(jié) 論19致 謝20參考文獻21屆機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）路面拋丸清理機設(shè)計XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX級 404100摘要 本次設(shè)計一種小型路面拋丸清理機，利用電機驅(qū)動拋丸輪使其高

3、速旋轉(zhuǎn)，將丸料（鋼丸或砂粒）以很高的速度和一定的角度拋出，拋出的彈丸形成一定的扇型流束，沖擊到路面起著清理強化的作用和去除殘留物的效果。然后，彈丸和灰塵進入分離器，分離器將彈丸和灰塵分離，灰塵進入除塵器，彈丸進入拋丸器繼續(xù)循環(huán)利用。完成路面拋丸清理機的拋丸器的設(shè)計、丸砂凈化裝置等方面的設(shè)計。并通過使用solideworks三維制圖軟件的三維建模和虛擬裝配。關(guān)鍵字：小型路面拋丸清理機 丸料循環(huán)系統(tǒng) 三維建模 運動仿真第1章 緒 論1、 課題背景隨著近年來科技不斷的發(fā)展，開始步入機械化的時代。伴隨人類的生活水平的不斷提高對我們的生活環(huán)境的要求也越來越高，各種私家車輛和大型載重車輛也是越來越多，以至

4、于在路面行駛車輛也是越來越多，導(dǎo)致對路面要求質(zhì)量也是越來越高，這對路面清理設(shè)備要求也越來越高，原來的路面清理的技術(shù)水平和效率已經(jīng)無法滿足需要。其設(shè)備既消耗工人的體力勞動，同時還存在著生產(chǎn)效率低下、成本高、污染嚴重的缺陷。因此路面清理設(shè)備的重視，這對路面拋丸清理機的研發(fā)和應(yīng)用取得巨大的進步。2、 路面拋丸清理機的發(fā)展及其意義路面拋丸清理機經(jīng)過幾十年的迅速發(fā)展壯大已成為國際路面拋丸清理機生產(chǎn)大國，在世界范圍內(nèi)很多地方都可以看到國產(chǎn)路面拋丸清理機的影子。國內(nèi)路面拋丸清理機行業(yè)已經(jīng)形成了種類齊全，技術(shù)相對比較完善的產(chǎn)業(yè)鏈。路面拋丸清理機如今的應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大隨著現(xiàn)在我國各大城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)都在進行道路擴建

5、工作，城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)里的各種道路鋪裝均可采用路面拋丸清理機進行清潔處理，去除路面的標志線對交通繁忙的十字路口路面可進行拉毛提高路面粗糙度和摩擦系數(shù)。還可以用于提高瀝青路面的粗糙度和摩擦系數(shù)、清理混凝土路面、路面泛油、標志線清理、路面打毛和清理、去除機場及路面輪胎膠痕、維護隧道、預(yù)防性養(yǎng)護機場隧道、市政道路等的處理具有獨特且完美的處理效果。該設(shè)備是專門為維修、清理、養(yǎng)護公路、高速路、道路、及方便建設(shè)施工而開發(fā)設(shè)計的。因此，路面拋丸清理機城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)的輔助性作用正在一步步將我們的生活規(guī)范化、便捷化。第2章 路面拋丸清理機的設(shè)計方案的構(gòu)思1、 拋丸清理設(shè)計方案：采用可移動式拋丸清理，是其特點其體重小、

6、靈活性強、工作簡單，效率高，壽命長，對環(huán)境無污染的等特點。適用于公路表面的清理和維護。二、路面拋丸清理機的基本參數(shù)：1.拋丸機的外形尺寸（長×寬×高）：2000×800×1450mm2.清理路面有效寬度：500mm；3.行走速度：0.5-20m/min；4.行走方式：水平自動移動；5.設(shè)備適用范圍：混凝土橋面防水打毛，瀝清路面的清理和打毛，以增加表面粗糙度；路面、隧道及橋梁的抗滑性能恢復(fù)；瀝清路面泛油的清理，標志線清理；鋼橋面防腐涂裝處理；機場道路除膠和除線等第三章 路面拋丸清理機總體的設(shè)計1、 路面拋丸清理機的組成及工作原理11.路面拋丸機主要由拋丸器

7、、丸砂分離器、丸砂循環(huán)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)及箱體等組成。而其中拋丸機中拋丸器、丸砂分離器是拋丸機的核心設(shè)計部分。 2.路面拋丸機的清理機原理路面拋丸清理機是利用電機驅(qū)動的拋丸輪在高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力和風(fēng)力，一定顆粒度的彈丸流入進丸管時便被加速帶入高速回轉(zhuǎn)的分丸輪中，在離心力的作用下，彈丸由分丸輪窗口拋出進入定向套，再經(jīng)由定向套窗口拋出，由高速旋轉(zhuǎn)的葉片拾起，并沿葉片之長度方向不斷加速運動直至拋出，拋出的彈丸形成一定的扇形流束，沖擊到路面起著清理強化的作用和去除雜物的作用。然后彈丸和灰塵、雜質(zhì)一起經(jīng)過反彈室來到丸砂凈化裝置。丸砂凈化裝置中的分離裝置將丸料和灰塵分離，丸料進入儲料箱繼續(xù)自行循環(huán)使用，

8、灰塵則通過連接管進入除塵器，達到對路面清理的作用。該設(shè)備可以做到無塵、無污染施工，既提高了效率，又保護環(huán)境。2、 路面拋丸清理機的特點及適用范圍1.該設(shè)備操作和準備工作簡單，隨時清理，隨時撤離；工作幅面較寬、效率高，施工過程無塵、無污染，有利于環(huán)保和施工人員的身體健康；路面清理效果好，不會損壞路面結(jié)構(gòu)，減少人工勞動強度低，彈丸內(nèi)部自動循環(huán)，消耗較低。但設(shè)備復(fù)雜，易損零件，特別是葉片等零件磨損快，維修費用比較高。 2.路面拋丸清理機的適用范圍其主要適用于混凝土橋面防水打毛，瀝清路面的清理和打毛，以增加表面粗糙度；路面、隧道及橋梁的抗滑性能恢復(fù)；瀝清路面泛油的清理，標志線清理；鋼橋面防腐涂裝處理；

9、機場道路除膠和除雜物等。以下是該設(shè)備的裝配圖： 圖3.1 路面拋丸清理機總裝配圖第四章 拋丸器的設(shè)計一、彈丸的類型和選用21.拋丸器彈丸的類型根據(jù)材料的性質(zhì)，彈丸可分為非金屬和金屬彈丸兩大類，非金屬彈丸和金屬彈丸兩大類。非金屬彈丸包括石英砂、氧化鋁、玻璃球等，由于它有堅硬的棱角，在清理路面上很少應(yīng)用，而在噴射在工作表面上也有較強的剖削作用，因而噴砂處理過的表面比較光亮，紋理也較細致。石英砂容易破碎，消耗量比金屬丸大。金屬彈丸的材質(zhì)有冷激鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼和鋼等。按其形狀可分為球形、碎塊和圓柱型三種。碎塊形彈丸是將大鐵丸破碎篩選制成，具有稅利的棱角。圓柱形彈丸是由鋼絲切割制成，同樣具有銳利的棱

10、角。這兩種彈丸的棱角會損害路面，因此實際在路面清理應(yīng)用時用球形彈丸。2.拋丸器彈丸的選用:彈丸選用得合理與否對清理效果有直接的關(guān)系。一般情況下，彈丸選擇的根據(jù)式被清理的材質(zhì)、厚度、尺寸等，根據(jù)對路面拋丸清理時的丸徑可查2表（24-6）進行選用鋼丸，此外在選用時還應(yīng)考慮以下三個因素：（1）彈丸的粒度 彈丸的粒度表示彈丸的直徑，粒度大直徑也大。所使用彈丸直徑越大，對被清理路面及工件表面的打擊力就越大，每個彈丸的清理作用也越強?？偟那謇硇Ч粌H要看每次打擊力量的大小，而且還要看總的打擊次數(shù)。理想的彈丸應(yīng)是大、中、小粒度彈丸的組合。大粒度的彈丸用來擊碎堅硬的路面雜質(zhì)，小粒度的彈丸用于清掃路面。這樣，單

11、位重量的彈丸才具有最多的打擊次數(shù)和最大的打擊力量，從而發(fā)揮出最大的清理效果。（2）彈丸的硬度 彈丸的硬度高，對公路表面作用強，清理效果好。但硬度過高的彈丸，一般容易碎裂成小碎塊，這將減少彈丸的打擊力；另外，由于破碎快，不僅不能充分利用彈丸反彈后的第二次打擊力量，而且還加快清理設(shè)備的磨損。彈丸硬度過低，彈丸容易變形，反彈性能也不好，雖然使用壽命較長，但清理效果不好。（3）彈丸的材質(zhì) 彈丸的材質(zhì)選擇要根據(jù)彈丸的硬度及本身的使用壽命，該種彈丸對清理設(shè)備零件的磨損速度、清理效率和彈丸的價格等因素進行綜合考慮。鑄鐵丸在噴拋丸清理中用得最廣泛，但易碎，使用鑄鐵丸的清理設(shè)備零件磨損塊，雖然鑄鐵鐵丸價格低，但

12、綜合經(jīng)濟指標不如鋼丸好。各種彈丸材質(zhì)的使用效果對比例與表查2表24-8中。參考表4.1表4-1各種彈丸材質(zhì)的使用效果對比丸的材質(zhì)普通白口鐵丸（60-68HRC)可鍛鑄鐵丸(35-40HRC)鑄鋼丸(35-45HRC)鋼絲段（35-45HRC）拋丸壽命1230603060葉片磨損速度比1015111.52清理效率比62.2512成本比1584545經(jīng)過綜合比較，我們選用鋼丸。丸號可以為10,15,20三種，以達到最佳的清理效果和最合理的經(jīng)濟效率。二、拋丸器的性能參數(shù)2 1.拋丸量、拋丸率和拋丸速度拋丸器每分鐘拋出的彈丸的質(zhì)量即為拋丸量。當拋丸器的拋丸量在一定范圍內(nèi)，隨著葉輪轉(zhuǎn)速降低而變大。當拋丸

13、量不變時，路面所接受到彈丸的數(shù)量與路面到拋丸器距離的平方成反比。當此距離增加時，為保持同樣的清理速度就需選用拋丸量較大的拋丸器。清理公路路面多采用100400kg/min拋丸量的拋丸器。1000kg/min左右的特大拋丸量多用于連續(xù)作業(yè)、離生產(chǎn)率的清理設(shè)備，加連續(xù)式拋丸清理滾筒和棒材、管材、線材的大批量連續(xù)清理設(shè)備。拋丸率時每分鐘每千瓦電動機功率所拋出彈丸的質(zhì)量。它是表明拋丸器拋丸效率的一個主要指標。一般拋丸率為10-18kg/(mm.kw)。比較拋丸率應(yīng)在彈丸速度基本相同時才有意義。拋丸器拋出的丸速一般在60-80m/s，特殊情況可用到100m/s，對于路面清理采用較大的丸速，一般為75-8

14、0m/s。2.扇形角、軸向擴散角和拋出角拋丸器工作時，彈丸沿葉輪旋轉(zhuǎn)平面呈扇形拋出。一般扇形角在550-770之間時，彈丸能從路面反彈到風(fēng)力裝置中。當定向套窗口因磨損而變大時，扇形角也變大。一般扇形角要比定向套開口角大于100左右。3.拋丸器的磨損分析拋丸器的零件處于強烈的磨料磨損狀態(tài)，且承受彈丸的反復(fù)沖擊。影響拋丸器零件使用壽命的因素有零件的材質(zhì)，彈丸的材質(zhì)，拋丸量，丸速和丸徑等。零件的材質(zhì)特別是葉片的材質(zhì)，不僅要耐磨還要求韌性好。葉片、分丸輪、定向套、和護板多用耐磨性和韌性都好的鉻合金鑄鐵，葉片多用40Cr制造。常用葉片材料有低鉻稀土鑄鐵、含鉻12%-15%的中鉻鑄鐵、含鉻25%-30%的

15、高鉻鑄鐵和碳化鎢合金，它們的使用壽命分別是50-120h、120-250h、500-1000h和1000h左右。由于我們選用管式葉片，為了提高葉片壽命，我們采用了耐磨性很高的高鉻耐磨鑄鐵CBCr20。拋丸器零件使用壽命與丸速的四次方成反比。除非由于清理工藝的需要，否則不宜采 的丸徑將對使葉片斷裂機會大為增加。彈丸的材質(zhì)對零件使用壽命的影響查2表24-16如下表4-2所示，當拋丸量增加時，葉片壽命將以小于增加幅度的數(shù)值來減少。表4-2彈丸材質(zhì)對零件使用壽命的影響零 件 彈丸材質(zhì)白口鑄鐵丸可鍛鑄鐵丸鋼丸氧化鋁丸葉片52100140220定向套63245184448分丸輪208267385564葉輪

16、302299340482三、拋丸器的組成與結(jié)構(gòu)參數(shù)計算11.拋丸器的組成：拋丸器是由以下主要部件構(gòu)成：葉輪及葉輪驅(qū)動盤、分丸輪、定向套、葉片、電動機、罩殼、進丸管、減振膠板等。工作時，磨料通過喂料口進入拋頭的中央，在拋頭的中央是與拋頭一起旋轉(zhuǎn)的分丸輪，分丸輪外面是定向套，分丸輪通過把磨料通過定向套上的開口送到葉片靠近拋頭中心一端。由于離心力的作用，磨料顆粒沿著葉片的長度方向加速，到達葉片頂端以及高速度形成扇形束撞擊路面表面。為了適應(yīng)拋丸器在各種不同位置的按裝置上的不同轉(zhuǎn)向的需要，主副葉盤上都開有與結(jié)合盤連接的螺孔，以便配合不同位置的旋轉(zhuǎn)方向來裝配葉盤。拋丸器按彈丸進入葉輪的方式分為機械進丸和鼓

17、風(fēng)進丸兩種。機械進丸拋丸器的彈丸進入葉輪時，是由拋丸器本身的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的，此種拋丸器應(yīng)用比較普遍；鼓風(fēng)進丸拋丸器的彈丸進入葉輪靠分力來實現(xiàn)的，應(yīng)用少。按其葉輪結(jié)構(gòu)可分為雙圓盤和單圓盤兩種。雙圓盤的結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多。按其葉輪直徑可分為500mm、420mm、360mm等不同規(guī)格的拋丸器。拋丸器按不同特點可分為不同的種類。按進丸方式，拋丸器可分為機械進丸、鼓風(fēng)進丸；按原盤數(shù)，可分為單圓盤數(shù)、雙圓盤數(shù)，雙圓盤數(shù)制造工藝較單圓盤數(shù)復(fù)雜，但對葉輪的支撐較好；按電動機連接形式，可分為傳動帶連接、直接連接；按葉片形狀，可分為直線葉片、曲線葉片管式葉片。綜上所述：我們選擇雙圓盤式機械進丸的拋丸器，其優(yōu)點：機械效率

18、高、壽命長、耐磨損、應(yīng)用廣泛的特點。2.拋丸器的結(jié)構(gòu)參數(shù)計算（1）拋丸器的分丸輪的外徑的計算；查1公式（4-24）計算有： （4-1）式中，分丸輪的厚度（mm），??； 拋丸量（kg/min），取；將數(shù)據(jù)帶入公式（3-10）有（2）拋丸器大的進丸管下的外徑的計算；查1公式（4-25）有： (4-2）（3）定向套外徑的計算：查1公式（4-26）有： （4-3）式中，定向套的壁厚度（mm）；取； 彈丸的直徑（mm）；取=（1-2）mm??；將數(shù)據(jù)帶入公式（3-12）計算有：（4）葉輪的直徑的計算：查1公式（4-27）有： （4-4）（5)葉輪的外徑有標準選定，我國標準規(guī)格有300mm、420mm、50

19、0mm三種。則取。（6）葉輪圓盤直徑，有三種規(guī)格：270mm、320mm、380mm。則?。?）葉輪的寬度b由標準選定，我國標準有62mm、80mm、100mm、120mm、四種選擇規(guī)格，根據(jù)葉輪外圓盤直徑選擇b=62mm。（8）進丸管上口直徑的計算：查表1公式(4-28)有 （4-5）取。（9）進丸管位置尺寸L的計算：查1公式（4-29）有 （4-6）定向套窗口的分丸輪的長度經(jīng)驗值?。?.9-0.925）b，定向套窗口的寬度和分丸輪的長度各取60mm。根據(jù)上述設(shè)計可定出。（10）分丸輪采用螺栓固定（11）結(jié)合盤與軸的裝配采用錐柱配合罩殼采用旁開式，開啟方便省力。（12）傳動方式（13）目前有

20、電機與拋丸器同軸的直連方式。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。但電機的防震和保護是一個校準解決的問題。本設(shè)計采用通過V帶傳動的方式。如圖所示。圖4-1拋丸器的結(jié)構(gòu)示意圖D1-葉輪外徑 D2-葉輪圓盤直徑 D3-進丸管入口直徑 d1-葉輪內(nèi)經(jīng) d2-定向套外徑d3-分丸輪外徑 d4-進丸管下口內(nèi)徑 b-葉片寬度 L-進丸管位置直徑四、拋丸器主要參數(shù)的設(shè)計21.彈丸拋射速度的選定拋丸器彈丸拋射速度與拋丸輪的轉(zhuǎn)速及葉輪直徑有關(guān)，提高葉輪的角速度W或加大其外半徑均可使拋丸速度提高，達到要求的指標，但葉輪的轉(zhuǎn)速不宜過高，因為隨著轉(zhuǎn)速的提高，軸承等易生熱，拋丸器振動加劇，會導(dǎo)致葉片的壽命急劇下降。要求利用拋丸器

21、對路面清理時，我們選擇拋丸速度為75m/s，一般葉輪的轉(zhuǎn)速不超過2800r/s，葉輪直徑也不宜過大，一般多在300-500mm的范圍內(nèi)。2.拋丸器拋丸量的計算拋丸器的結(jié)構(gòu)對拋丸量的大小影響很大，國內(nèi)對600mm機械進丸拋丸器實驗研究表明，適當增大分丸輪的內(nèi)徑，采用大分丸輪和增大分丸輪出口尺寸，拋丸量均勻顯著提高。因為這樣可以減小彈丸在分丸輪中的遠動阻力，增大離心力，提高運動速度。但分丸輪內(nèi)徑過大，其外徑和定向套相應(yīng)增大，會導(dǎo)致拋丸器功率增大，拋丸器功率增大，拋丸率q為單位功率的拋丸量，它是衡量拋丸器效率的高低、性能好壞的指標。按所需清理路面拋丸量計算的總丸量計算，查2公式（24-9)計算有：

22、（4-7）式中，按清理路面計算的每小時清理工作的總丸量（kg/h）； 按重量計算的最大功率（kg/h）； 清理每千克拋丸所需彈丸量（kg/kg）；可按2（24-30）取=12 清理路面拋丸量系數(shù)，取=0.3； 考慮工件裝卸和運輸時間的工作時間利用系數(shù)，=0.5-0.85，取=0.7；將數(shù)據(jù)帶入公式有：拋丸器平均拋丸量按材料2公式（24-14）計算有： （4-8）式中，拋丸器應(yīng)有的平均拋丸量（kg/min）； 清理路面總丸量（kg/h），這里=14811.4kg/h； 拋丸器的數(shù)量，=2；則有: 我們暫定義其為機械進丸式拋丸器Q305-B1型。其拋丸量為140kg/min，葉輪轉(zhuǎn)速為2150r/

23、min，葉輪直徑為，根據(jù)工作要求我們選彈丸初選速度。五、拋丸器的丸速和丸徑的核算21. 丸速的核算彈丸的末速度不應(yīng)低于50m/s，否則拋出彈丸就不能通過公路表面進入丸砂凈化裝置的進料口中，因此要按下面的近似公式對彈丸的末速度進行核算，查2公式（24-15）計算有： （4-9）式中，彈丸的末速度（m/s)； 彈丸的初速度（m/s)，??； 自然對數(shù)的底，=2.71828； 彈丸飛行距離（m）； 彈丸直徑（mm）；??；取按式查2公式（24-17）計算有： （4-10）式中 ，則：將數(shù)據(jù)帶入公式（4-10）得：此速度已大于清理所需要的最低丸速50m/s，因此不需要在進行能有效清理的最小丸速的核算。 2

24、.拋丸器功率的近似計算拋丸器所需電動機功率可按下式進行近似計算，查2公式（24-19） （4-11）式中, 拋丸器所速電動機功率（kw）； 拋丸量（kg/min），取； 拋丸器葉輪轉(zhuǎn)速（r/min），取， 拋丸器葉片旋轉(zhuǎn)圓外徑（m），取， 修正系數(shù)，取為1.3-1.4，??；將數(shù)據(jù)代入公式（4-11）得：故選電機型號為Y160M-4，功率為11kw，轉(zhuǎn)速為1460r/min。3.拋丸器循環(huán)量的計算整機循環(huán)量用以確定丸料循環(huán)系統(tǒng)中，每個輸送設(shè)備的運輸量?？砂聪率接嬎悖?公式（24-20）計算有： （4-12）式中，拋丸器循環(huán)量（t/h）； 清理類型系數(shù)，用于清理路面時，j=1.35； -用于拋丸

25、量時第i種規(guī)格拋丸器的拋丸量（kg/min），取=140； -用于拋丸清理時第i種規(guī)格拋丸器 ，取 -拋丸器的規(guī)格數(shù)量，?。粚?shù)據(jù)帶入公式（3-8）有：考慮到供應(yīng)系統(tǒng)的不均勻性，對拋丸器循環(huán)量加以修正，再查2公式（17-26）計算： （4-13）式中 k-供料不均勻系數(shù)，k=1.2-1.6，取k=1.4；將數(shù)據(jù)代入公式（4-13）有：取 即確定循環(huán)系統(tǒng)中運輸設(shè)備的運輸量為17t/h。有上述所求的在拋丸器的技術(shù)參數(shù)列表如下：表4-3拋丸器技術(shù)參數(shù) 拋丸器的型號葉輪轉(zhuǎn)速（r/min）電動機功率（kw）拋丸量（kg/min）Q305-B1215011140彈丸拋射的速度（m/s）徑向散射角度軸向散射

26、角度定向套開口角度76-60-855六、拋丸機的葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計2拋丸器分丸輪的尺寸和形狀對拋丸量有直接的影響。大口徑分丸輪將具有較大的拋丸量。分丸輪有三種類型。我們選用圓錐形入口的分丸輪，由于入口處不能形成堵塞入口的彈丸環(huán)，可是拋丸量成倍增加。研究調(diào)查表明，分丸輪窗口內(nèi)框具有限制了彈丸的通過能力。分丸輪內(nèi)徑是影響拋丸量的主要因素。因此采取以下措施增加拋丸量：1. 選取較大的分丸輪內(nèi)徑以擴大窗口通過截面。由于內(nèi)徑加大，分丸輪內(nèi)壁的圓周速度也相應(yīng)加大，彈丸隨之旋轉(zhuǎn)的離心力也相應(yīng)增大。據(jù)分析，彈丸進入分丸輪內(nèi)腔并非直接進入窗口，而是被攜帶旋轉(zhuǎn)一圈，乃至若干圈后靠離心慣力進入分丸輪窗口的。2. 分丸輪

27、葉片截面內(nèi)側(cè)設(shè)計為圓弧形，它相當于擴大了分丸輪內(nèi)側(cè)窗口面積，并且減少彈丸進入阻力。3. 分丸輪進丸口設(shè)計為圓錐型收口。實驗證明，具有圓筒狀進丸口的分丸輪，當出現(xiàn)堵塞時，彈丸被離心慣力壓向輪壁，形成堅固的環(huán)形堆積。這個附著在分丸輪進口內(nèi)壁上的彈丸環(huán)，即使在堵塞消失后也依然存在，阻礙著彈丸順利地進入分丸輪內(nèi)腔，使拋丸量顯著下降。而這個彈丸環(huán)只有在停車后，速度降到很低時，才會突然瓦解。圓錐形進丸口則可以避免這種不利情況。根據(jù)設(shè)計分丸輪三維圖如下所示：圖4-3拋丸器的分丸輪七、拋丸器的帶傳動的設(shè)計3 1.已知條件：傳動功率P=11kw；小帶輪轉(zhuǎn)速； 大帶輪轉(zhuǎn)速為。2.計算過程步驟計算項目計算及參數(shù)選擇

28、說明計算結(jié)果1確定設(shè)計功率由表10-13查得工作情況系數(shù)傳動功率（kw）工礦系數(shù)。=17.6kw2選擇帶型由=2150r/min和=17.6kw，由圖10-2查得帶的型號為B型小帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）選型為B型3計算傳動比大帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）=1.4734小帶輪基準直徑查表10-20選定取=140mm。為了提高V帶輪的壽命，易選取較大的直徑=140mm5大帶輪基準直徑彈性滑動率，=0.01-0.02；取=0.01按照表10-19，表10-20選取標準值。由表10-19取=212mm6帶速此處取一般v不得低于5m/s，為充分發(fā)揮v帶的傳動能力，應(yīng)使7初定軸間距據(jù)0.7（dd1+dd2)a2(

29、dd1+dd2)即246.4mma704mm取a=500mm8所需要基準長度由表10-8和10-10選取用的Ldo對有效寬度制V帶，按有效直徑計算所需要長度有表10-11選取近似長度.由表10-11取基準長度Ld=1600mm。9實際軸間距安裝時所需最小軸間距：最大軸間距：a=522.25mm;amin=498.25mm;amax=570.25mm10小帶輪包角如果較小，應(yīng)增大或張緊輪。=172.1011 單根V帶的基本額定功率根據(jù)dd1=140mm和n1=2150r/min由表10-18查得B帶p1=3.58kwP1是、載荷平穩(wěn)時，特定單根V型額定功率。P1=3.58kw12傳動比的額定功率

30、增量根據(jù)帶型、n1和i查表10-18查得 13單根V帶的預(yù)緊力M-v帶每米長的質(zhì)量查得表（10-15)(kg/m)取m=0.17kg/mF0=210.2N14V帶的根數(shù)由表10-14查得=0.984由表10-16查得取Z=5根15作用在軸上16帶輪傳動見下圖3. 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計帶輪時，應(yīng)使用其結(jié)構(gòu)便于制造，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，V>5m/s時要進行靜力平衡，v>25m/s時則應(yīng)進行動力平衡。輪槽表面應(yīng)光滑，以減少V帶的磨損。（1） 帶輪的材料選擇 帶輪材料常采用灰鑄鐵，鋼、鋁合金或工程塑料等。由于灰鑄鐵應(yīng)用廣，當v25m/s則可選材，HT200

31、，當v25-45m/s則易選擇鑄鋼。也可以用鋼板沖壓焊接帶輪。小功率傳動可以用鑄鋁和塑料。根據(jù)本文設(shè)計選取材料HT200，采用動力平衡。（2） 帶輪結(jié)構(gòu) 帶輪有輪轂和輪輻和輪槽三部分組成。V帶輪的直徑系列查表3表10-19的d=140mm，由Y160M-4型電動機可知，其軸伸的直徑d=42mm長度L=100mm，故大帶輪軸孔的直徑應(yīng)取d0=42mm，轂長應(yīng)小于110mm。輪轂尺寸及輪寬按表查3表10-21的?。夯鶞蕦挾萣d=14mm基準線上的槽寬度hamin=3.5mm,基準線下的槽深hfmin=10.8mm,槽間距e=(0.9±0.4)mm第一槽對稱面的最小距離fmin=11.5m

32、m，槽間距累積積限偏差±0.8mm帶輪寬B=（z-1)e+2fz，z為輪槽數(shù)等數(shù)據(jù)。由表10-25查得，大帶輪結(jié)構(gòu)為輔板輪。輻板厚度S=16mm，大帶輪結(jié)構(gòu)如圖所示。圖3-4大帶輪的三維圖八、主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計41.初步確定軸的最小直徑由于上述設(shè)計電機功率Pc=11kw，V帶傳動效率查4表10-4得；取=0.96。則軸所傳遞的功率為： （4-14）軸的材料選用正火處理45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)4表6-1-12，取A0=112mm，由4公式6-1-2有： （4-15)則軸所受的扭矩為： （4-16）輸出軸的最小直徑顯然是按照聯(lián)軸器處的直徑dI-II（如圖）為了是所選的軸的直徑dI-II與聯(lián)軸

33、器的孔徑相適應(yīng)，故須同時選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KATn，查表5表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=1.3，則： （4-17）按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查表4標準GB/T 5843-2003,選用GYH型對中環(huán)凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63N.m，半聯(lián)軸器的孔徑d1=25mm，故dI-II=25mm，半聯(lián)軸器長度L=62mm，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長度L1=44mm。2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要綜合考慮到軸的強度、剛度，加工工藝和軸上零件的安裝、固定和拆卸等各種因素。同時軸上零件的制造和裝配工藝、安裝和運輸?shù)纫蛩匾矔绊懙捷S的結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先要擬定軸

34、上零件的裝配方案本文設(shè)計的裝備方案用5圖（15-22a）所示的裝備方案。（1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑dII_III=32mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=35mm，半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔的長度L1=44mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故取I_II段長度應(yīng)比L1略短一些，先取LI-II=42mm。2）初步選擇滾動軸承因軸承只承受徑向力，且轉(zhuǎn)速較高，故選用深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù)軸端直徑dII_III=32mm，有軸承產(chǎn)品目錄中初步選取深溝球軸承

35、（GB/T 276-1994),查手冊4有：基本尺寸：d×D×B=35mm×100mm×25mm,故取dIII-IV=dVII_VIII=35mm。而LVII_VIII=25mm。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。查手冊4的6407型滾動軸承，其軸承定位軸肩高度h=3mm,因此取dVI_VII=43mm。3）取安裝齒輪處的軸段IV_V的直徑dVI_V=40mm；齒輪的左端與左軸稱之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為40mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取LIV_V=36mm,齒輪的右端采用軸間定位，軸肩高度h>0.07

36、d,故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑dV_VI=48mm，軸環(huán)的寬度b1.4h取LV-VI=8mm，4）軸承端蓋總寬度為12mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離L=18mm，故取LII-III=30mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=10mm錐齒輪與圓柱齒輪之間距離c=12mm，參照5圖15-21，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=5mm,已知深溝球軸承寬度B=25mm,大錐齒輪輪轂長度L=30mm： （4-18） （4-19）至此，已初步確定了軸承的各段直徑的長度。2. 軸上零件的軸向定位輪齒、半聯(lián)

37、軸器與軸的與軸的軸向定位均為平鍵連接。查手冊3平鍵截面B×h=12mm×8mm，鍵槽用鍵銑刀加工，長為28每米，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6（過盈配合）；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為8mm×7mm×30mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6（過渡配合）。深溝球軸承與軸的軸向定位是由過度配合保證的，此處選軸的直徑尺寸為。3. 查手冊3,取軸倒角為1.2×450，各軸肩的圓角半徑為1.2mm，如圖所示： 圖4-3軸的結(jié)構(gòu)圖九、求軸上的載荷及彎曲剛度的校核：1.軸上的載荷大小計算軸上的結(jié)構(gòu)設(shè)計完

38、畢，在進行強度驗算；有上述可知：Tn=45.84N.m，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算如下： 圖4-4軸上載荷的主力圖V帶張力合力F1=2121N，而葉輪自重F2=1000N，F(xiàn)2的方向總是指向地心，F(xiàn)1的方向則安裝位置而定，而二者不一定在同一軸向平面內(nèi)，這里按最不利的情況考慮，即按其作用在同一軸向平面內(nèi)，且方向相同計算，忽略周自身的自重，則其反力為： （4-20） （4-21）A點彎矩為： B點彎矩力：2.軸的彎矩剛度校核計算常見的軸大多可視為簡支梁。若是光軸，可直接用材料力學(xué)中的公式計算其繞度或偏轉(zhuǎn)角：若是階梯軸，如果對計算精度不高，則可用當量直徑法作近似計算。即把階梯軸看作是當量直徑為dv的光軸

39、，然后再按材料力學(xué)中公式計算。軸的當量直徑dv根據(jù)4公式（6-1-16）為： （4-22）式中，li階梯軸第段的長度，mm； di階梯軸第段的直徑，mm； L階梯軸的計算長度，mm； Z階梯軸的計算長度內(nèi)的軸段數(shù)。根據(jù)4表（6-1-19）公式： （4-23） （4-24）式中，E=196GPa-216GPa 取E=206PGa I=D4/64=21.14×104mm.取模為0.0826mm小于0.0178mm?？梢姡鹤畲髶锨a(chǎn)生在固定的帶輪一端。如果取許用撓度4×10-4L=0.1784mm,則剛度足夠。10、 軸承壽命校核41. 由于主軸主要承受徑向力，和比較小的軸向力。

40、即F<<Fr，所以求比值Fa/Fr根據(jù)5(13-5),深溝球軸承的最小e值為0.19,故此時Fa/Fr<e,2. 初步計算當量動載荷P，根據(jù)5式13-8a有 （4-25）按照5表13-6 fD=1.2-1.8，取fD=1.5按照5表13-5 X=1，Y=0；將數(shù)據(jù)代入公式有:3.驗算軸承壽命4.查4表得（7-5-2） 深溝球軸承6308 c=40.8KN，深溝球軸承6407 c=56.8KN根據(jù)查5式（13-5） （4-26）對深溝球軸承=3由5表（13-5）故軸承工作壽命足夠大。4. 軸承的潤滑：根據(jù)工作要求，采用潤滑脂。綜上述設(shè)計，拋丸器的三維總裝配圖如下：圖4.5拋丸器

41、的裝配圖結(jié) 論本文設(shè)計一種路面拋丸清理機中的核心部件拋丸器的設(shè)計。通過對彈丸的選型、拋丸器的性能參數(shù)、拋丸器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、拋丸器傳動方式的設(shè)計、帶傳動的計算、主軸的結(jié)構(gòu)與尺寸設(shè)計等來展開設(shè)計的。路面拋丸清理機是利用電機驅(qū)動拋丸輪使其高速旋轉(zhuǎn)，將丸料（鋼丸或砂粒）以很高的速度和一定的角度拋出，沖擊到路面起著清理強化的作用和去除殘留物的效果。路面拋丸清理機的設(shè)計特點其設(shè)備操作和準備工作簡單，靈活性極強，工作效率高，施工過程無塵、無污染，有利于環(huán)保和施工人員的身體健康；路面清理效果好，能起到很好的維護路面作用。本文還需要進一步完成的工作1. 零件、系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，提高該設(shè)備的可靠性、運行效率、降低設(shè)計

42、的成本；2. 繼續(xù)進行新型路面拋丸機的研究。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計的完成是在我們的導(dǎo)師李老師的細心的指導(dǎo)下進行的。其初剛接這個題目時，增茫然過，害怕過，因為有很多新的東西要我在短時間內(nèi)掌握。但當我們遇到問題時李老師都能不辭辛苦的講解才是我們的設(shè)計能順利進行。從設(shè)計的選題到材料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，無不有李老師的身影，花費李老師很多寶貴的時間和精力，在此向李老師表示由衷地感謝！導(dǎo)師您嚴謹?shù)闹螌W(xué)的態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責任心都將使學(xué)生受益終生！還要感謝所有教育過我的專業(yè)老師，是你們傳授的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉也是我完成本論文的基礎(chǔ)。另外，本次畢業(yè)論文設(shè)計能夠順利完成，也離不開

43、黃耀峰同學(xué)以及其他室友、朋友、同學(xué)的幫助。是你們在我遇到難題時幫我找到大量資料，幫我排解難題。再次真誠感謝幫助過我的老師和同學(xué)。通過本次畢業(yè)設(shè)計不僅提高了獨立思考解決問題的能力而且培養(yǎng)了認真嚴謹、一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度。但由于經(jīng)驗匱乏，能力有限，設(shè)計中難免有許多考慮不周全的地方，希望各位老師多多指教，給予批評和指正。參考文獻1 王守仁.王瑞國. 拋（噴）丸清理工藝與設(shè)備；北京：機械工程出版社，2012.42 范祖蕘.非標準機械設(shè)備手冊（電子版），北京：機械：機械工業(yè)出版社，2002.53 吳宗澤.機械設(shè)計師手則（上、下冊），北京：機械工業(yè)出版社，2008.74 秦大同.謝里陽.現(xiàn)代機械設(shè)計手冊（第