第一章绪论1.1项目的研究意义20世纪70年代以来，由于工业的不断发展，废物处理场地紧张，处理费用浩大，又由于资源的缺乏，提出了“资源循环”的口号，开始从固体废物中回收资源和能源，即资源化。

废旧橡胶是固体废物的一种，其来源主要是废橡胶制品，即废的轮胎、力车胎、胶管、胶带、工业杂品等；另一部分来源于橡胶制品厂生产过程中的边角、余料和废品。

此外，废旧轮胎造成的环境污染是严重的：整条废轮胎堆积在一起变成了蚊虫孳生的理想场所，这些蚊虫导致脑炎等传染疾病。

整条废轮胎不会自然，但是，任何想纵火的人，只要稍微借助一下助燃的东西就能引起难以扑灭的大火，可见废轮胎堆积既是危害健康的祸源，又是环境安全的定时炸弹。

当然，橡胶的废与不废都是相对的，他们本身都有特定的属性和用途，都有被人类所利用以及循环利用的可能。

一切所谓的“废物”只不过是物质的形态性质或者是用途发生了变化，而他们本身可以利用的属性并没有消失，只要被人们发现和利用，就能重新发挥它的作用，由“废物”变为“宝物”，而且有些东西只是在一定地点、一定的条件下，失去了它的使用价值成为了“废物”，而通过再次的加工等途径又会获得其使用价值，铲平机正是废旧轮胎回收利用过程中的一种加工设备，在目前能源日趋紧张的形废轮胎势下，铲平机回收利用废轮胎不仅可以节约资源、能源，而且对于保护环境具有重要的意义。

1.2国内外现状废橡胶的回收利用率在近年不断的提高。

其中，美国提高了90%，1992年总计利用约6800×10的四次方吨废旧轮胎，利用率为27%。

原西德提高了20%～30%，1989年废轮胎的利用量为45。

5×10的四次方吨，占废橡胶产生量的60%。

日本提高了12%，1992年废橡胶的回收利用率为92%，中国废橡胶的回收利用率为50%。

从再生资源和保护环境的观点出发，人们越来越重视废橡胶的综合利用。

美国福特汽车公司和Symene公司最近联合开发出一种回收废旧汽车轮胎再加工成刹车片等汽车零件的新技术。

目前全世界每天生产轮胎大约二百万只,每年全世界废弃的汽车轮胎近二点四亿只,这一方面是橡胶材料的极大浪费,一方面也对环境造成很大的破坏。

美国当前也只有百分之五的废旧轮胎得到再利用。

其中主要是利用热塑技术加工成地面铺设材料的筒单再利用产品,其主要原因是由于橡胶加工成型汽车轮胎后,本身的化学结构发生了根本性的变化,使再利用变得极为困难。

我国废旧轮胎回收利用现状等有关方面提供的资料初步统计,分布在全国公交、化工、冶金、煤炭、矿山、轻工、交通、物资等部门的旧轮胎翻新企业约500家,具有一定规模的轮胎修补企业约1000家,但这样的回收利用主要是重新进行化学的加工或者是轮胎修补，前者成本高、不经济，而对于后一种利用方法则是没有解决根本的问题，目前，对轮胎进行机械加工的环境保护的绿色设计，废旧轮胎这方面的设计还刚刚起步，还处于研发设计阶段，因此，铲平机的改进、设计在废旧轮胎的回收利用中将起着非常大作用，在国内有着广阔的发展前景。

1.3 铲平机的应用铲平机是废旧轮胎回收利用中进行机械加工的重要设备，目前,在国内外是属于一种绿色的加工设备，主要是对废旧轮胎表面的一层进行铲平，再把铲平好的废旧橡胶切割成一片一片的,然后再通过钉磨机的磨削,加工成有一定斜度的橡胶片,然后再把这一小片一小片的橡胶通过挤压机挤压在一起,最后成为实心的橡胶轮胎。

这种轮胎在目前在外国广泛应用于农用机车上和割草机上。

铲平机结构简单，使用方便，所加工的废旧轮胎范围比较广泛，而且，此铲平机对废旧轮胎进行机械加工是一种保护环境的绿色加工，在处理废旧轮胎的各种机器的设计研究还刚刚起步，还处于研发设计阶段的今天，可以根据具体加工的废旧橡胶的实际情况，对铲平机进行简单的改进，完全可以应用于在其它废旧橡胶的加工程序中，因此，在注重节约资源和能源，保护周围环境，不断发展的今天而言，铲平机在未来的废旧轮胎的回收利用中将有十分广泛的应用领域，在国内外有着广阔的发展前景。

第二章总体设计2.1总体布局设计铲平机最终要实现的是通过两个齿滚的相反方向的转动使被加工的废旧橡胶轮胎绕一个圆心，呈现出圆的轨迹运动，从而实现废旧橡胶轮胎的切削加工，所以，铲平机的设计包括确定传动方案、选择电动机、合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为设计各级传动件和转动件创造一些必要的条件。

方案1铲平机的机架支撑部分主要是有两部分构成的，即铲平机的机架和两个支腿，这样设计的结构虽然可以节省钢材料降低成本，但是，由于铲平机机架是由两部分连接而成的，在加工过程中所承担的振动也不同，于齿滚加工部分主要是由两个支腿来支撑，减振效果不好，所以，在实际加工时稳定性能不好，产生振动，从而影响废旧轮胎加工的质量。

方案2综上分析后，此铲平机机架采用方案2由于加工橡胶的转速不是很高，从电动机的输入部分到齿滚的输出部分，中间传动的主要设计部件有减速器、改向器等。

其次，是铲平机机架、铲平机侧板等的设计；以及其它部分的结构：实现切割的刀架结构的设计；切割橡胶时起到支撑橡胶的刀片按滚部分的设计；为加工废旧橡胶提供直接动力的齿滚传动部分的设计等等。

下面大致介绍各个部分的结构和实现的功能：改向器由两个传动轴带动两个齿滚，两个齿滚的转动方向是相反的，并且两个齿滚并不是平行的，而是有一个很小的角度，当两个相反的齿滚转动时，使被加工的废旧橡胶轮胎绕一个圆心，曾圆的轨迹运动，从而实现废旧橡胶轮胎的切削加工。

刀架结构刀具是用沉头螺栓固定在刀架上的，而刀架的结构是主要是由弧形角度板和刀片支架构成，通过丝杠来调整使刀架上下移动从而带动刀具上下移动，达到调整高度的目的。

刀片按滚部分，由弧形角度板、刀片按滚绞链、刀片按滚连杆轴、刀片按滚等组成。

图1刀片按滚图2刀片按滚铰链图3角度板由于废旧轮胎的废旧橡胶来源于各种各样的汽车、重型机车、农用机车、卡车等等，种类和型号的不同使要加工的废旧橡胶的厚薄也不同，所以，为了扩大铲平机的加工范围，实现更广泛的废旧轮胎的加工，实现加工的动力部分的齿滚设计成可以上下可调整，用来加工不同厚度的橡胶。

通过具体的分析确定如下的传动方案：电动机蜗杆减速器改向齿轮箱齿滚传递动力的布局方案如下图所示：图42.2各传动轴的数据计算２.２.１ 选择电动机的类型和结构形式：Y 系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，用于空气中不含易燃、易爆或者腐蚀性气体的场合，适用于电源电压380伏，且无特殊要求的机械上，如机床、运输机，也用于某些高启动转矩的机器上。

按照工作条件和要求，选择一般用途的这种三相异步电动机，卧式封闭结构。

２.２.２选择电动机的容量： 工作机所需的功率：4210100010000.960.2 4.176wF V w n P KW *⨯*⨯==⨯=电动机所需的功率：4.17600.59387.017W P nP KW ===从电动机到齿滚轴之间传动装置的总效率为：2321239......0.960.980.720.970.990.5938n n n n n =∙∙∙=⨯⨯⨯⨯=选择电动机的额定功率m p ：使m p =（1~1.3）0p 查手册后选取电动机为： 电动机的型号 1324Y S - 额定功率 07.5P K W = 满载转速 1440/m r２.２.３计算各轴的转速： 蜗杆轴1n ：1n 14401440325/1252.6553.85/min r ===蜗轮轴2n ：2n 553.853018.46/min r ==改向齿轮轴3n ：3218.46/min n n r == 齿滚轴4n ：4218.46/min n n r ==２.２.４计算各轴功率： （1）蜗杆轴的功率1P ：1017.0170.96 6.736P P KWη=⨯=⨯=（2）蜗轮轴的功率2P ：2123 6.7630.980.72 4.753P P KWηη=⨯⨯=⨯⨯=（3）改向齿轮轴的功率3P ：32450.970.98 4.753 4.518P P KW ηη=⨯⨯=⨯⨯= （4）齿滚轴的功率4P ：436780.970.970.99 4.518 4.208P P KWηηη=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=２.２.５ 计算各轴的转矩： （1）蜗杆轴的转矩：116.7671553.8595509550116.15P n T N m ==⨯=∙（2）蜗轮轴的转矩：224.735218.46955095502458.89P n T N m ==⨯=（3）改向齿轮轴的转矩：334.518318.46955095502337.3P n T N m ==⨯=（4）齿滚轴的转矩：444.208418.46955095502176.94P n T N m ==⨯=第三章蜗杆减速器的设计３.１确定蜗杆减速器的总体结构蜗杆减速器传动比大，结构紧凑，但效率低，用于中、小功率、输入轴与输入轴垂直交错的传动。

蜗杆下置式：蜗杆与蜗轮啮合处的冷却和润滑都较好，同时蜗杆轴承的润滑也比较方便，但当蜗杆圆周速度太大时，搅油损失大，一般用于蜗杆圆周速度小于等于4~5米/秒，传动比的范围是10~40。

蜗杆上置式：装拆方便，蜗杆的圆周速度允许高一些，但蜗杆轴承的润滑不太方便，需要才用特殊的结构措施，一般用于蜗杆圆周速度大于4~5米/秒，传动比的范围是10~40。