熱軋板帶鋼生產(chǎn)線精軋機(jī)換輥小車設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文敘述了鞍鋼2150熱軋板帶鋼生產(chǎn)線精軋機(jī)換輥小車的設(shè)計(jì)情況,輥系小車的驅(qū)動(dòng)方式原為鏈條拖動(dòng)和液壓缸驅(qū)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)共同作用,步驟煩瑣,換輥時(shí)間長,改為動(dòng)力小車直接驅(qū)動(dòng)后,縮短了換輥時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　本文概述了換輥小車的國內(nèi)外發(fā)展情況及其發(fā)展方向。主要進(jìn)行PC軋機(jī)換輥小車的設(shè)計(jì)

2、。利用電機(jī)提供動(dòng)力，使減速器輸出軸上的鏈輪在固定鏈條上滾動(dòng)，從而使小車在軌道上運(yùn)動(dòng)。利用液壓缸使拉出鉤繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行掛鉤或推鉤，從而使工作輥拉出或推進(jìn)。最終實(shí)現(xiàn)換輥工作。在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了換輥小車的傳動(dòng)方案、工作原理、潤滑及環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性分析，重點(diǎn)進(jìn)行換輥小車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作參數(shù)的選擇、電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算，設(shè)計(jì)中主要零部件的計(jì)算及校核。</p><p>　　在參閱相關(guān)資料并借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)換輥小車的設(shè)

3、計(jì)及分析，各項(xiàng)技術(shù)均滿足要求，本設(shè)計(jì)具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：換輥；輥系小車；鏈條；棘輪機(jī)構(gòu)；動(dòng)力小車</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In this paper, the rolling car design of finishing mill on Anshan stee

4、l 2150 hot-rolled strip steel plate production line was presented. According original designed, roll changing car was moved by a chain system and a ratchet system. The process was too complicated and it spends a lot of t

5、ime on roller changing. After it was redesigned, roller changing time was shortened and efficiency was highly improved. </p><p>　　This paper outlines the development of domestic and international situation o

6、f the rolling car and its development direction. I mainly designed rolling car for PC main roller mill. It used motor to provide electrical power so that sprocket on the output shaft of reducer can roll on the sprocket f

7、ixed chain. So rolling car could move along the orbit. It uses hydraulic cylinders to pull hook around the pin rotation, or push or pull hook, so that pulled out or push in the work roll. Rollers changed</p><p

8、>　　On the basis of consulting the relevant materials and using forefathers' experience for reference, through the design and analysis of rolling car, every indicators reaches the demands, this design has a certain

9、 value in actual using. </p><p>　　KEYWORDS：Roll changing；Car of roll set；Chain；Ratchet system；Driving car </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p

10、><p>　　ABSTRACTIII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 換輥小車的概述1</p><p>　　1.1.1 換輥小車的用途1</p><p>　　1.1.2 換輥小車的類型1</p><p>　　1.1.3

11、換輥小車的動(dòng)力結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.2 國內(nèi)外對(duì)換輥小車的研究3</p><p>　　1.3 課題的背景及意義5</p><p>　　1.4 本文主要研究工作6</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)與選擇7</p><p>　　2.1換輥小車的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與選擇7</p><

12、;p>　　2.1.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1.2電機(jī)的選擇8</p><p>　　2.2鏈輪與液壓缸的選擇8</p><p>　　2.2.1鏈輪的選擇8</p><p>　　2.2.2液壓缸的選擇8</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)9</b></

13、p><p>　　第3章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　3.1原始數(shù)據(jù)10</p><p>　　3.2換輥小車所需驅(qū)動(dòng)力計(jì)算10</p><p>　　3.3電機(jī)的選擇11</p><p>　　3.3.1選擇電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式11</p><p>　　3.3.2選擇電機(jī)的容量11&

14、lt;/p><p>　　3.3.3電機(jī)的校核12</p><p>　　3.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比13</p><p>　　3.4.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比13</p><p>　　3.4.2分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比13</p><p>　　3.4.3各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)13</p><p

15、>　　3.5本章小結(jié)14</p><p>　　第4章 主要零部件的選擇、設(shè)計(jì)和校核15</p><p>　　4.1 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)與校核15</p><p>　　4.1.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型15</p><p>　　4.1.2選擇材料15</p><p>　　4.1.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)15&l

16、t;/p><p>　　4.1.4蝸桿與蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算17</p><p>　　4.2齒輪的設(shè)計(jì)與校核(一)19</p><p>　　4.2.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)19</p><p>　　4.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)22</p>

17、<p>　　4.2.4. 幾何尺寸計(jì)算23</p><p>　　4.3齒輪的設(shè)計(jì)與校核(二)24</p><p>　　4.3.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)24</p><p>　　4.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)27</p><p>　　

18、4.3.4. 幾何尺寸計(jì)算28</p><p>　　4.4 軸的設(shè)計(jì)及其校核29</p><p>　　4.4.1 選擇軸的材料并確定其機(jī)械性能29</p><p>　　4.4.2 軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩見(3.4.3)29</p><p>　　4.4.3 求作用在齒輪上的力29</p><p>　　4.4.4

19、 初步確定軸的最小直徑30</p><p>　　4.4.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.4.6 求軸上的載荷31</p><p>　　4.4.7 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度33</p><p>　　4.4.8 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度34</p><p>　　4.5 滾動(dòng)軸承的選擇及其壽命計(jì)算38

20、</p><p>　　4.5.1 滾動(dòng)軸承的選擇38</p><p>　　4.5.2 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算38</p><p>　　4.5.3 滾動(dòng)軸承裝置的設(shè)計(jì)40</p><p>　　4.6聯(lián)接電機(jī)與減速器的聯(lián)軸器選擇40</p><p>　　4.6.1類型選擇40</p><p>

21、　　4.6.2載荷計(jì)算41</p><p>　　4.6.3型號(hào)選擇41</p><p>　　4.7 鍵聯(lián)接的選擇及強(qiáng)度校核42</p><p>　　4.7.1 鍵聯(lián)接的功能及結(jié)構(gòu)型式42</p><p>　　4.7.2 鍵的選擇和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算42</p><p>　　4.8花鍵聯(lián)接的選擇及強(qiáng)度校核43&

22、lt;/p><p>　　4.8.1花鍵的選擇43</p><p>　　4.8.2校核花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度43</p><p>　　4.9鏈輪鏈條的選擇44</p><p>　　4.9.1鏈條的選擇44</p><p>　　4.9.2鏈輪的選擇44</p><p>　　4.10液壓缸選擇46&l

23、t;/p><p>　　4.10.1供油壓力的選擇46</p><p>　　4.10.2計(jì)算負(fù)載力46</p><p>　　4.10.3計(jì)算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)47</p><p>　　4.11本章小結(jié)48</p><p>　　第5章 潤滑方法的選擇49</p><p><b>　　

24、5.1潤滑49</b></p><p>　　5.1.1齒輪49</p><p>　　5.1.2軸承49</p><p>　　5.1.3減速器49</p><p><b>　　5.2添加劑49</b></p><p>　　5.3潤滑方法50</p><p&

25、gt;　　5.4本章小結(jié)50</p><p><b>　　結(jié) 論51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p><b>　　致 謝54</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p>

26、<p>　　軋輥磨損后,幾何尺寸和輥型都將發(fā)生變化。為了保證軋材質(zhì)量，必須及時(shí)更換軋輥。軋制速度的提高，加速了軋輥的磨損，使軋輥的更換次數(shù)愈來愈頻繁。一般帶鋼熱連軋機(jī)粗軋機(jī)工作輥每隔3-7天需更換一次，支撐輥每隔15-30天更換一次；精軋機(jī)的工作輥大約3-8小時(shí)需更換一次，支撐輥7-15天更換一次；帶鋼冷連軋機(jī)的工作輥至少每班要更換一次，支撐輥大約7-15天更換一次?？s短換輥時(shí)間有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少停機(jī)時(shí)間、提高軋機(jī)作業(yè)

27、率、增加產(chǎn)量和降低成本，因此，近年來換輥裝置有了很大發(fā)展。</p><p>　　1.1 換輥小車的概述</p><p>　　1.1.1 換輥小車的用途</p><p>　　在軋鋼生產(chǎn)中，為了確保軋材的質(zhì)量要求，當(dāng)軋輥被磨損、破壞及產(chǎn)品規(guī)格品種更換時(shí)，都應(yīng)及時(shí)地通過換輥小車把軋輥更換掉，以滿足軋材的質(zhì)量與品種規(guī)格要求。根據(jù)不同的工作條件，換輥小車可以分為多種類型。&l

28、t;/p><p>　　1.1.2 換輥小車的類型</p><p>　　板帶軋機(jī)所采用的工作輥換輥裝置種類繁多,其中換輥小車可分為推拉式電動(dòng)換輥小車和液壓式換輥小車等等。</p><p>　　推拉式電動(dòng)換輥小車:熱連軋精軋機(jī)采用的換輥小車由一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)、經(jīng)離合器、減速器及鏈輪，與固定在兩軌道中間鋪板上的固定鏈條相嚙合，從而驅(qū)動(dòng)小車在軌道上前后移動(dòng)。小車上裝有氣動(dòng)鎖鉤，用

29、來鉤掛工作輥軸承座。并設(shè)有導(dǎo)向輪，起側(cè)面導(dǎo)向作用。</p><p>　　液壓式換輥小車:v工作輥組的掛鉤和脫鉤裝置包括換輥液壓缸活塞桿前端的掛鉤和換輥車上的脫鉤裝置兩部分。掛鉤前，活塞桿帶著掛鉤處于中間位置。橫移小車帶著新工作輥組橫移到換輥位置，推拉機(jī)構(gòu)活塞桿推著掛鉤前進(jìn)，隨動(dòng)輪與曲臂頂面接觸而使掛鉤頭部抬起。然后，脫鉤裝置的電液推進(jìn)器退回，曲臂下降，掛鉤頭部下落，構(gòu)住軸承座上的凸塊。脫鉤的過程與上述掛鉤過程相反

30、。</p><p>　　1.1.3 換輥小車的動(dòng)力結(jié)構(gòu)</p><p>　　下面以推拉式換輥小車為例，對(duì)換輥小車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。換輥小車的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，主要由電機(jī)減速器、驅(qū)動(dòng)鏈輪、固定鏈條、車輪軌道及接頭等幾部分組成。</p><p>　　電機(jī)減速器：它是換輥小車的驅(qū)動(dòng)減速裝置，它由電機(jī)和減速器兩部分組成。電機(jī)給換輥小車提供動(dòng)力,使換輥小車能夠在鏈條軌道

31、上運(yùn)動(dòng)。減速器控制換輥小車的運(yùn)行速度,使換輥小車按照換輥的要求運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)鏈輪：該鏈輪安裝在減速器的輸出軸上，通過驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在固定鏈條上滾動(dòng)，從而使換輥小車在軌道上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　固定鏈條：此鏈條固定在兩車輪軌道中間的鋪板上,驅(qū)動(dòng)鏈輪在其上面滾動(dòng),使換輥小車按照規(guī)定的方向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　圖1.1 換輥

32、小車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　車輪軌道：換輥小車上的四個(gè)小車輪在此軌道上運(yùn)動(dòng),該軌道承載著小車和支撐輥的全部重量。</p><p>　　接頭：又稱氣動(dòng)鎖鉤。在液壓裝置的驅(qū)動(dòng)下可以饒著固定軸上下?lián)Q位，來推（拉）工作輥軸承座，進(jìn)行換輥。</p><p>　　推拉式換輥小車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)比較方便。正確的選擇固定鏈輪及固定鏈條，能適當(dāng)延長鏈輪配合的壽命。因此，推

33、拉式換輥小車得到了比較廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外對(duì)換輥小車的研究</p><p>　　目前，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及考慮到對(duì)能源的節(jié)省利用、對(duì)生產(chǎn)成本的降低等因素的影響，國內(nèi)外大部分的鋼鐵公司也正不斷的對(duì)換輥小車的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。使其結(jié)構(gòu)更加合理，安裝更加方便，費(fèi)用更加低廉。</p><p>　　近幾年來，各國政府對(duì)鋼鐵企業(yè)給予了

34、高度的重視和基金的資助。目前，國內(nèi)對(duì)換輥小車所進(jìn)行的研究?jī)H限于對(duì)傳統(tǒng)的行進(jìn)機(jī)構(gòu)的改造，而只有少數(shù)的企業(yè)對(duì)換輥小車的驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行根本的改造。萊鋼大型型鋼生產(chǎn)線粗軋機(jī)及其換輥裝置由德國公司設(shè)計(jì)，經(jīng)國內(nèi)轉(zhuǎn)化于2005年9月投入生產(chǎn)，換輥采用整體換輥方式。換輥系統(tǒng)的輥系小車驅(qū)動(dòng)裝置由兩部分組成，一是鏈?zhǔn)揭扑脱b置，二是液壓缸驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)裝置。 換輥過程是這樣的：新輥系在軋輥跨裝配完成后，通過鏈?zhǔn)揭扑脱b置運(yùn)送到軋線跨的橫移平臺(tái)上。停車換輥時(shí)，首先由液

35、壓缸驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)裝置將舊輥系從軋機(jī)牌坊中拉出至橫移平臺(tái)，這樣橫移平臺(tái)上就有了一新一舊兩套輥系，然后橫移平臺(tái)橫移，新舊輥系換位， 使新輥系位于軋機(jī)牌坊的軸向窗口。然后液壓缸再動(dòng)作， 將新輥系一步一步送入軋機(jī)。液壓缸活塞桿全程伸縮一次，步進(jìn)裝置前進(jìn)一個(gè)步長，輥系進(jìn)出軋機(jī)一次分別要8步完成，手動(dòng)操作約需45分鐘。嚴(yán)重滯后于精軋機(jī)的換輥（約20分鐘），這樣整條生產(chǎn)線的軋機(jī)換輥時(shí)間就不能實(shí)現(xiàn)同步，有“短板”存在。實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)思想落后，步驟繁瑣，該

36、問題成為制約生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸。分別見圖1和圖2所示。</p><p>　　圖1.2 輥系小車驅(qū)動(dòng)裝置示意圖</p><p>　　圖1.3 步進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　因此需設(shè)計(jì)一種動(dòng)力裝置來代替現(xiàn)在的鏈?zhǔn)揭扑脱b置，使其能夠越過橫移平臺(tái)，盡量靠近軋機(jī)，減少步進(jìn)小車的動(dòng)作步數(shù)，從而從根本上節(jié)省換輥時(shí)間。最終確定采用動(dòng)力小車形式來直接推動(dòng)（拉動(dòng)）系小車由

37、軋輥準(zhǔn)備間到橫移平臺(tái)及軋機(jī)牌坊，取消鏈?zhǔn)捷斔脱b置。動(dòng)力小車上的電機(jī)經(jīng)減速機(jī)傳動(dòng)，帶動(dòng)小車輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輪軸上的鏈輪與固定在地面上的鏈條相嚙合，從而產(chǎn)生一個(gè)推力或拉力，推動(dòng)或拉動(dòng)輥系小車運(yùn)動(dòng)。橫移平臺(tái)上的兩個(gè)輥系小車?？课恢靡卜謩e安裝上分段鏈條，與前面安裝在地面底板上的鏈條相連接，這樣，動(dòng)力小車能夠直接到達(dá)橫移平臺(tái)上，從而將輥系小車?yán)^續(xù)向前推進(jìn)一段距離，減少步進(jìn)小車的動(dòng)作距離，縮短換輥時(shí)間。</p><p>　　然而，

38、國外對(duì)換輥小車的改造重點(diǎn)是減少人力，提高效率。將原有的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)改制成液壓驅(qū)動(dòng),并且不斷的對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。1997年年初，芬蘭的奧托昆普廠對(duì)其三套20輥軋機(jī)中的第一臺(tái)20輥軋機(jī)進(jìn)行改造,包括更新全部液壓設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的主要部分。軋機(jī)壓下、凸度調(diào)整和第一中間輥軸向移動(dòng)全部軋機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都裝備了直接作用的液壓缸，使用伺服閥在軋制過程中進(jìn)行快速而精確的控制。在傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)，所有的軋輥和支撐輥現(xiàn)在都通過液壓缸定位。第一中間輥軸向移動(dòng)。第一中間

39、輥軸向移動(dòng)系統(tǒng)位于軋機(jī)的傳動(dòng)側(cè)，見圖1.4。第一中間輥的調(diào)整桿和連軸器(軸承箱)之間的連接是自動(dòng)的。液壓定位裝置允許換輥小車的自動(dòng)化系統(tǒng)通過小窗口直接裝輥或抽輥。不再需要人工操作。</p><p>　　圖1.4 第一中間輥軸向移動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　新的換輥小車用于自動(dòng)更換工作輥和第一中間輥。它能裝載2套4根1套的第一中間輥和2套6根1套的工作輥。軋機(jī)的操作人員的工作只限于將自動(dòng)控

40、制系統(tǒng)啟動(dòng)，而不需 要其他的人為操作。液壓動(dòng)力系統(tǒng)和帶有所有控制模塊的電氣控制箱都安裝在小車上，電纜繞在線盤上，因而它成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng) 。</p><p>　　1.3 課題的背景及意義</p><p>　　在我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中鋼鐵企業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。它的發(fā)展直接關(guān)系到冶金企業(yè)的發(fā)展。因此，近幾年來，鋼鐵企業(yè)的發(fā)展一直是我國較關(guān)注的事情之一。自20世紀(jì)初，特別是20世紀(jì)50年代

41、之后冶金工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。現(xiàn)今，冶金行業(yè)日益加劇的全球化競(jìng)爭(zhēng)和兼并，促使了市場(chǎng)對(duì)冶金機(jī)械的性能要求越來越高。因此，從鋼鐵生產(chǎn)流程的總體高度上考慮如何提高生產(chǎn)率、縮短生產(chǎn)時(shí)間、提高鋼鐵產(chǎn)量和質(zhì)量成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。換輥小車是用來將工作輥推進(jìn)或拉出機(jī)架的一種冶金機(jī)械輔助設(shè)備，它的突出優(yōu)點(diǎn)是：可大幅度的降低勞動(dòng)強(qiáng)度；提高人為作業(yè)的工作環(huán)境；節(jié)省能源消耗；節(jié)約人力；降低勞動(dòng)成本等。換輥小車將給冶金工業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益

42、和社會(huì)效益?；趽Q輥小車的上述優(yōu)點(diǎn)，目前各大鋼鐵企業(yè)及科研單位院校對(duì)換輥小車這一輔助設(shè)備也進(jìn)行了深入的研究和開發(fā)。</p><p>　　雖然現(xiàn)在我國冶金業(yè)的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，冶金機(jī)械也較以前有了較大的提高。但是與先進(jìn)水平相比，我國的技術(shù)改造能力和創(chuàng)新能力都存在著較大的差距。目前，重點(diǎn)應(yīng)該是把從國外進(jìn)口的冶金設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化，并對(duì)其性能壽命和可靠度等方面在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的提高。并在新的形勢(shì)下為提高我國冶金機(jī)械

43、的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。</p><p>　　1.4 本文主要研究工作</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究的目的是基于鞍鋼三鋼軋廠2150精軋機(jī)換輥小車設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的分析進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)一步的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，從而提高工作效率。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容包括如下，其設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖如圖1.5所示；</p><p>　　1.對(duì)推拉式換輥小車傳動(dòng)方案的擬訂

44、并進(jìn)行優(yōu)化選擇。通過對(duì)各種方案的比較選擇一個(gè)最佳的傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)選擇，并對(duì)其進(jìn)行校核，確定所選擇的電動(dòng)機(jī)能滿足特定的工況。</p><p>　　3.對(duì)推拉式換輥小車的零、部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)其中的重要零、部件進(jìn)行校核計(jì)算。確保換輥小車在工作中安全、可靠。</p><p>　　4.對(duì)所設(shè)計(jì)的推拉式換輥小車進(jìn)行環(huán)

45、保性和經(jīng)濟(jì)性的分析。確保所設(shè)計(jì)的設(shè)備對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較少的污染危害，以較少的投入得到較大的。</p><p>　　圖1.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)與選擇</p><p>　　2.1換輥小車的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)與選擇</p><p>　　換輥小車的驅(qū)動(dòng)裝置一般由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部分及固定輪等幾部分組成。傳動(dòng)部分可以采用皮帶傳動(dòng)

46、或是減速器傳動(dòng)。采用皮帶傳動(dòng)裝置便于制造，并且成本十分的低廉，但是如果機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比過大時(shí)，則容易造成其外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，占地面積較大。因此較少被采用。使用減速器可以采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)或是齒輪傳動(dòng)的減速器。齒輪傳動(dòng)的減速器具有體積小，占地面積小，重量輕，壽命長，速比大，傳動(dòng)效率高及布置緊湊等特點(diǎn)。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的減速器嚙合齒對(duì)較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。由于本設(shè)計(jì)為了布置緊湊，把電機(jī)放在減速器上端，需要改變傳遞方向。所以，

47、采用三級(jí)齒輪-蝸桿減速器。</p><p>　　2.1.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)綜合各種傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)，針對(duì)其設(shè)計(jì)實(shí)際出發(fā)，決定采用三級(jí)齒輪-蝸桿減速器傳動(dòng)的方案。第一級(jí)傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，第二、三級(jí)傳動(dòng)采用斜齒輪傳動(dòng)，這樣即改變了傳動(dòng)方向，又使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)布置緊湊且能有效地提高傳動(dòng)效率。其中對(duì)減速器的各部件進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)和校核。方案圖如圖2.1所示</p>

48、;<p>　　1.電動(dòng)機(jī) 2.聯(lián)軸器 3. 三級(jí)齒輪-蝸桿減速器 4.驅(qū)動(dòng)鏈輪 </p><p>　　圖2.1 總體方案圖</p><p>　　2.1.2電機(jī)的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式按其安裝位置的不同可分為臥式與立式兩種。臥式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸是水平安放，立式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸則與地面垂直，二者軸承不同，不能混用。換滾小車的電動(dòng)機(jī)

49、經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)，但過渡過程的持續(xù)時(shí)間對(duì)生產(chǎn)率影響不大。此時(shí)除考慮初期投資外，主要根據(jù)過渡過程能量損耗最小的條件來選擇傳動(dòng)比及電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。故本設(shè)計(jì)選用能夠經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)的YZR系列電動(dòng)機(jī)為換輥小車提供動(dòng)力。</p><p>　　2.2鏈輪與液壓缸的選擇</p><p>　　2.2.1鏈輪的選擇</p><p>　　鏈輪由輪齒、輪緣、輪輻和輪轂組成。鏈

50、輪設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)和尺寸，選擇材料和熱處理方法。固定鏈條與鏈輪的嚙合屬于非共軛嚙合，其鏈輪齒形的設(shè)計(jì)比較靈活。在國標(biāo)中沒有規(guī)定具體的鏈輪齒形僅僅規(guī)定了最小和最大齒槽形狀及其極限參數(shù)，實(shí)際齒槽形狀取決于加工輪齒的刀具和加工方法，并應(yīng)使其位于最小和最大齒槽形狀之間。小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距p。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，本設(shè)計(jì)選用小直徑整體式

51、鏈輪。</p><p>　　2.2.2液壓缸的選擇</p><p>　　液壓缸是實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按固定形式的不同可分為缸筒（缸體）固定和活塞桿固定兩種；按作用方式又可分為單作用和雙作用式兩種。在雙作用式液壓缸中，具有兩個(gè)密封的容積空腔，工作時(shí)，壓力油則交替供入液壓缸的兩腔，使缸實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。而在單作用式液壓缸中，只有一

52、個(gè)密封的容積空間，壓力油只能供入液壓缸的著一個(gè)腔，使缸實(shí)現(xiàn)單方向運(yùn)動(dòng)，反方向運(yùn)動(dòng)則依靠外力（彈簧力、自重或外部載荷等）來實(shí)現(xiàn)。液壓裝置的工作比較比較平穩(wěn)。液壓傳動(dòng)以液壓油為工作介質(zhì)，油液流動(dòng)過程中有一定的阻尼作用，因而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，沖擊小。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。在本設(shè)計(jì)里，由于拉出鉤負(fù)載較小，且直接拖動(dòng)負(fù)載。故選用簡(jiǎn)單的單桿式活塞缸即可。</p><p><b>　　2.3本章小結(jié)</b&

53、gt;</p><p>　　本章主要是對(duì)換輥小車驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與選擇，包括傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)和電機(jī)的選擇，鏈輪與液壓缸的選擇。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。</p><p>　　第3章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3.1原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　換輥小車重量：12154kg<

54、;/p><p>　　工作輥重量：16700kg （數(shù)量2）</p><p>　　上工作輥軸承座重量（操作側(cè)）：3265kg</p><p>　　上工作輥軸承座重量（傳動(dòng)側(cè)）：2920kg</p><p>　　下工作輥軸承座重量（操作側(cè)）：3055kg</p><p>　　下工作輥軸承座重量（傳動(dòng)側(cè)）：2920kg&l

55、t;/p><p>　　換輥小車走行速度v：300mm/s</p><p>　　重力加速度g：9.8N/kg</p><p>　　3.2換輥小車所需驅(qū)動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　=(12154+2×16700+3265+2920+3055+2920)×9.8 （3.1）</p><p>　　=5459

56、38.4N </p><p>　　查文獻(xiàn)[2]表4.2-6，取摩擦系數(shù)（無潤滑劑）。 </p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　3.3電機(jī)的選擇</b></p><p>　　3.3.1選擇電機(jī)的結(jié)構(gòu)形式</p>

57、<p>　　電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不便，因此無特殊需要時(shí)不宜采用。</p><p>　　生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，因此基本都選用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類。異步電動(dòng)機(jī)有籠型和繞線型兩種。我國新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不

58、易燃爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上。而在經(jīng)常起動(dòng)和制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用的三相異步電動(dòng)機(jī)YZ（籠型）或YZR（繞線型）。根據(jù)電源種類，工作條件（溫度、環(huán)境、空間位置尺寸等），載荷特點(diǎn)（變化性質(zhì)、大小和過載情況），起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)反轉(zhuǎn)的頻繁程度，轉(zhuǎn)速高低等等確定電機(jī)首選YZR型。因?yàn)閅ZR型號(hào)使用于室內(nèi)外多塵環(huán)境及起動(dòng)，逆轉(zhuǎn)次數(shù)頻繁的起重機(jī)械和冶金設(shè)備等。</p>

59、<p>　　3.3.2選擇電機(jī)的容量</p><p>　　求得工作功率為： </p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　其中：F——換輥小車的工作阻力，N；</p><p>　　v——換輥小車驅(qū)動(dòng)鏈輪的線速度，m/s;</p><p><b>　　

60、傳動(dòng)裝置的總效率</b></p><p>　　其中：滾動(dòng)軸承（每對(duì)） 0.98</p><p>　　鏈輪鏈條（每對(duì)） 0.93</p><p>　　彈性聯(lián)軸器 0.99</p><p>　　斜齒輪（每對(duì)） 0.97</p><p>　　蝸輪蝸桿（每對(duì)） 0.75</p>

61、<p>　　根據(jù)總裝配圖可知：從電動(dòng)機(jī)到輸出軸共經(jīng)過一個(gè)聯(lián)軸器，四對(duì)滾動(dòng)軸承，經(jīng)過三級(jí)齒輪-蝸輪蝸桿變速，還有一對(duì)鏈輪鏈條的效率損失。</p><p><b>　　故</b></p><p>　　所以 （3.4）</p><p><b>　　=<

62、/b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　考慮到過載情況，故選擇額定功率稍大的電機(jī) 查參考文獻(xiàn)[5]表40-18選擇電機(jī)額定功率為，即電機(jī)型號(hào)為YZR-250MB-6，其額定轉(zhuǎn)速為965r/min，重量559kg。</p><p>　　3.3.3電機(jī)的校核</p><p>　　電機(jī)選定后，

63、根據(jù)其工作特點(diǎn)，考慮過載和沖擊，取過載系數(shù)為2</p><p><b>　　Mmax≤Me</b></p><p>　　2 Me=29550 （3.5）</p><p><b>　　=29550</b></p><p>　　=890.67 N·m&l

64、t;/p><p><b>　　Mmax=</b></p><p>　　=5599.8135 （3.6）</p><p><b>　　=16.3 N·m</b></p><p><b>　　M—為重錘質(zhì)量；</b></p><

65、;p><b>　　d—為卷筒直徑；</b></p><p><b>　　g—為重力加速度</b></p><p><b>　　i—為總傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　故Mmax≤Me </b></p><p>　　過載通過，所以合格。&l

66、t;/p><p>　　3.4確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比</p><p>　　3.4.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比</p><p>　　驅(qū)動(dòng)鏈輪線速度 300，初選鏈輪鏈條傳動(dòng)中鏈輪分度圓直徑D=802</p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　式中：——電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速;<

67、/p><p>　　——工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　3.4.2分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　查文獻(xiàn)[2]表4.2-9取蝸輪蝸桿傳動(dòng)比，則；取二級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比，則。</p><p>　　3.4.3各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　1.各軸轉(zhuǎn)速：</b></p&

68、gt;<p><b>　?。?.8）</b></p><p><b>　　——電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　2各軸輸入功率：</b></p><p>　　各連接的效率： </p><p><b>　　（3.9）</

69、b></p><p><b>　　3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　?。?.10）</b></p><p><b>　　3.5本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要是對(duì)換輥小車驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與選擇，包括傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)和電機(jī)的選擇，鏈輪與液壓缸的選

70、擇。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。</p><p>　　第4章 主要零部件的選擇、設(shè)計(jì)和校核</p><p>　　4.1 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　4.1.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型</p><p>　　根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦，本設(shè)計(jì)采用漸開線蝸桿（ZI）。</p><p>&

71、lt;b>　　4.1.2選擇材料</b></p><p>　　根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模制造。為節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>　　4.1.3按齒

72、面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。傳動(dòng)中心距：</p><p><b>　　(4.1) </b></p><p>　　1.確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　按，查文獻(xiàn)[1]估取效率。</p><

73、;p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　2.確定載荷系數(shù)：</b></p><p>　　因工作載荷比較穩(wěn)定，故載荷分布不均勻系數(shù)；由文獻(xiàn)[1]表11 - 5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)，則：</p><p><b>　?。?.3）</b></

74、p><p>　　3.確定彈性影響系數(shù)：</p><p>　　因選用的是鑄錫磷青銅和鋼蝸桿相配，故。</p><p><b>　　4.確定接觸系數(shù)：</b></p><p>　　先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值，由文獻(xiàn)[1]圖11-18中可查得。</p><p>　　5.確定許用接觸應(yīng)力：<

75、/p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，由文獻(xiàn)[1]表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力。</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：</b></p><p>　　次 （4.4）</p><p><b>　　壽命系

76、數(shù)：</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　(4.5)</b></p><p><b>　　6.計(jì)算中心距</b></p><p>　　取中心距mm，因?yàn)椋∧?shù)，蝸桿分度圓直徑mm。這時(shí)，由文獻(xiàn)[1]11-18中可查得接觸系

77、數(shù)，因?yàn)椋?，因此上述?jì)算結(jié)果可用。</p><p>　　4.1.4蝸桿與蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　　1.蝸桿：</b></p><p>　　蝸桿頭數(shù) </p><p>　　直徑系數(shù) </p><p>　　齒形角 </p

78、><p>　　蝸桿齒頂高 mm</p><p>　　蝸桿齒根高 mm</p><p>　　蝸桿齒高 mm </p><p>　　頂隙 mm</p><p>　　分度圓直徑 mm</p><p>　　齒頂圓直徑

79、 mm</p><p><b>　　齒根圓直徑 mm</b></p><p>　　蝸桿導(dǎo)程角 </p><p>　　基圓導(dǎo)程角 </p><p>　　基圓直徑 mm</p><p>　　軸向齒距 mm</p><p>

80、　　軸向齒厚 mm </p><p>　　法向齒厚 mm</p><p>　　蝸桿齒寬 mm </p><p><b>　　2.蝸輪：</b></p><p>　　蝸輪齒數(shù) </p><p>　　實(shí)際中心距 取，則變位系數(shù)為，

81、驗(yàn)算傳動(dòng)比，這時(shí)的傳動(dòng)比誤差，所以是符合要求的。</p><p>　　分度圓直徑 mm</p><p>　　齒頂高 mm</p><p>　　齒根高 mm</p><p>　　喉圓直徑 mm</p><p>　　齒根圓直徑 mm</p

82、><p>　　頂圓直徑 mm</p><p>　　蝸輪齒寬 mm</p><p>　　齒頂圓弧半徑 mm</p><p>　　齒根圓弧半徑 mm</p><p>　　分度圓齒厚 </p><p>　　節(jié)圓直徑 mm</

83、p><p>　　4.2齒輪的設(shè)計(jì)與校核(一)</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，常見的輪齒失效形式輪齒折斷和工作齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形等。通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　4.2.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　　1.根據(jù)傳動(dòng)路線選用斜齒圓柱齒

84、輪傳動(dòng)；</p><p>　　2.軋機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高故選用8級(jí)精度（GB10095—88）；</p><p>　　3.材料選擇由文獻(xiàn)[3]表10—1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)表面淬火），硬度為241～286HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)后表面淬火)硬度為217～255HBS；</p><p>　　4.選小齒輪齒數(shù),；</p><p&

85、gt;<b>　　5.初選螺旋角；</b></p><p>　　4.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由設(shè)計(jì)公式試算小齒輪分度圓直徑,即：</p><p><b>　　(4.6)</b></p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　(1)試

86、選載荷系數(shù)。</p><p>　　(2)選取區(qū)域系數(shù)；</p><p>　　(3)查文獻(xiàn)[3]表10-4得，；</p><p><b>　　則；</b></p><p>　　(4)計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　(5)查文獻(xiàn)[1]表10-7選取齒寬系數(shù)；</p><

87、p>　　(6)查文獻(xiàn)[1]表10-6得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　(7)按齒面硬度查表得</p><p>　　小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　(8)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（設(shè)定工作壽命為45000小時(shí)）</p><p><b>　??；

88、</b></p><p><b>　　；</b></p><p>　　(9)查文獻(xiàn)[1]圖10-19接觸疲勞壽命系數(shù)得，；</p><p>　　(10)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1</p><p><b>　　；</b></p><p>

89、<b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　2.計(jì)算 </b></p><p>　　(1)試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得</p><p><b>　　(2)計(jì)算圓周速度</b></p>&l

90、t;p>　　(3)計(jì)算齒寬及模數(shù)</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　(4)計(jì)算縱

91、向縱向重合度</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　(5)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表10-2得，使用系數(shù).50；</p><p>　　根據(jù) ，8級(jí)精度；動(dòng)載系數(shù)；</p><p><b>　　的計(jì)算公式&l

92、t;/b></p><p>　　由 ，，查文獻(xiàn)[1]圖10-13得；。</p><p><b>　　故載荷系數(shù)K:</b></p><p>　　(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑</p><p><b>　　(7)計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　4.2.3

93、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(4.7)</b></p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　(1)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　(2)根據(jù)縱向重合度，螺旋角影響系數(shù)；</p><p>　　(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：

94、</p><p>　　(4)查取齒形系數(shù)：查文獻(xiàn)[1]表10-5得，；</p><p>　　(5)查取應(yīng)力校正系數(shù):查文獻(xiàn)[1]表10-5得，；</p><p>　　(6)小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù)；；</p><

95、p>　　(7)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取實(shí)效概率為1%，彎曲疲勞安全系數(shù)：</p><p><b>　　(4.8)</b></p><p><b>　　(4.9)</b></p><p>　　(8)計(jì)算大小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　(4.10)</b>&

96、lt;/p><p><b>　　(4.11)</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　2. 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　(4.12)</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)

97、算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取㎜，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由</p><p><b>　　取，</b></p><p>　　4.2.4. 幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　　1.計(jì)算中心距</b&

98、gt;</p><p><b>　　(4.11)</b></p><p>　　圓整中心距為430mm。</p><p>　　2.按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　(4.12)</b></p><p>　　因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。</p&

99、gt;<p>　　3.計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　(4.13)</b></p><p><b>　　(4.14)</b></p><p><b>　　4.計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　(4.15)</

100、b></p><p><b>　　圓整后取，。</b></p><p>　　4.3齒輪的設(shè)計(jì)與校核(二)</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，常見的輪齒失效形式輪齒折斷和工作齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形等。通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　4.

101、3.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　　1.根據(jù)傳動(dòng)路線選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)；</p><p>　　2.軋機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高故選用8級(jí)精度（GB10095—88）；</p><p>　　3.材料選擇由文獻(xiàn)[3]表10—1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)表面淬火），硬度為241～286HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)后表面淬火)硬度為217～

102、255HBS；</p><p>　　4.選小齒輪齒數(shù),；</p><p><b>　　5.初選螺旋角；</b></p><p>　　4.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由設(shè)計(jì)公式試算小齒輪分度圓直徑,即：</p><p>　　(4.16) </p><p&

103、gt;　　1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　(1)試選載荷系數(shù)。</p><p>　　(2)選取區(qū)域系數(shù)；</p><p>　　(3)查文獻(xiàn)[3]表10-4得，；</p><p><b>　　則；</b></p><p>　　(4)計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩：</p><

104、;p>　　(5)查文獻(xiàn)[1]表10-7選取齒寬系數(shù)；</p><p>　　(6)查文獻(xiàn)[1]表10-6得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　(7)按齒面硬度查表得</p><p>　　小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　(8)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（設(shè)定工

105、作壽命為45000小時(shí)）</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　(9)查文獻(xiàn)[1]圖10-19接觸疲勞壽命系數(shù)得，；</p><p>　　(10)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1</p><p&g

106、t;<b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　2.計(jì)算 </b></p><p>　　(1)試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得</p><p>

107、;<b>　　(2)計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　(3)計(jì)算齒寬及模數(shù)</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　；</b></p><p>　　(4)計(jì)

108、算縱向縱向重合度</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　(5)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[1]表10-2得，使用系數(shù).50；</p><p>　　根據(jù) ，8級(jí)精度；動(dòng)載系數(shù)；</p><p><b>　　的計(jì)算公式

109、</b></p><p>　　由 ，，查文獻(xiàn)[1]圖10-13得；。</p><p><b>　　故載荷系數(shù)K:</b></p><p>　　(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑</p><p><b>　　(7)計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　4.3

110、.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(1)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　(2)根據(jù)縱向重合度，螺旋角影響系數(shù)；</p><p>　　(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： </p><p>　　(4)查取齒形系數(shù)：查文獻(xiàn)[1]表10-5得，；</p><p>　　(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)

111、:查文獻(xiàn)[1]表10-5得，；</p><p>　　(6)小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù)；；</p><p>　　(7)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取實(shí)效概率為1%，彎曲疲勞安全系數(shù)：</p><p>　　(8)計(jì)算大小齒輪的并加以比較<

112、/p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取㎜，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由</p

113、><p><b>　　取，</b></p><p>　　4.3.4. 幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　　1.計(jì)算中心距</b></p><p>　　圓整中心距為355mm。</p><p>　　2.按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因

114、值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。</p><p>　　3.計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　4.計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　圓整后取，。</b></p><p>　　4.4 軸的設(shè)計(jì)及其校核</p><p>　　4.4.1 選擇軸

115、的材料并確定其機(jī)械性能</p><p>　　由于減速器的輸出軸的受力較大，并要求限制其尺寸與重量，需提高其耐磨性，以及處于短時(shí)或斷續(xù)下工作，所以采用45鋼，為提高其強(qiáng)度(尤其是疲勞強(qiáng)度)和耐磨性，對(duì)其需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 </p><p>　　機(jī)械性能由[6]表15-1查得：</p><p>　　關(guān)系式：，按四舍五入原則圓整。</p><p>

116、　　4.4.2 軸上的功率,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩見(3.4.3)</p><p>　　4.4.3 求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知齒輪的分度圓的直徑為 ：</p><p>　　圓周力： </p><p>　　徑向力 ： </p><p>　　軸向力: </p>

117、;<p>　　圓周力Ft,徑向力Fr, 軸向力的方向如圖4-2a所示</p><p>　　4.4.4 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按[6]表15-2初步估算軸的最小直徑。根據(jù)[6]表15-3，因該軸轉(zhuǎn)速低且單向旋轉(zhuǎn)，故取小值，取A=103，于是得：</p><p><b>　　(4.17)</b></p>

118、;<p>　　考慮軸上花鍵槽，軸徑應(yīng)增大10～15％，取d = 230mm。</p><p>　　4.4.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．確定軸徑</b></p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。</p><p>　　取軸頸處的直徑為230mm，其余各直徑均按5-10

119、mm放大，各軸段配合選擇如下：</p><p>　　與齒輪配合的軸端處為H9/h9</p><p>　　與滾動(dòng)軸承配合處為H9/f9</p><p>　　齒輪的軸向固定采用軸肩固定</p><p>　　圖4.1 軸的結(jié)構(gòu)草圖</p><p>　　2．初步選擇滾動(dòng)軸承</p><p>　　因軸承受

120、有很大的軸向載荷，且軸的轉(zhuǎn)速較低，承載大，故選用推力球軸承。</p><p>　　3 確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考[6]表15-2，取軸端倒角為2×45，其余取2.5×45。</p><p>　　4.4.6 求軸上的載荷</p><p>　　1．計(jì)算軸的支承反力</p><p>

121、　　水平面上的支反力 ：</p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　得 </b></p><p>　　垂直面上的支反力 ：</p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　得 <

122、/b></p><p>　　2．計(jì)算軸的彎矩、畫彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖</p><p>　　水平彎矩圖見圖4.2b</p><p>　　垂直彎矩圖見圖4.2c</p><p>　　合成彎矩圖見圖4.2d</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩圖見圖4.2e</b></p><p>

123、　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面B處的各參數(shù)值列于表4.1(參看圖4.2)</p><p>　　表4.1支反力計(jì)算表</p><p>　　4.4.7 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度，根據(jù)[6]式15-5及[6]表4-1中的數(shù)值，并

124、取。</p><p><b>　　軸的計(jì)算應(yīng)力為 ：</b></p><p><b>　　(4.18)</b></p><p>　　B截面的計(jì)算應(yīng)力為 ：</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[6]表15-1得［］=68MPa。因此，< []，故安全。 </p>

125、;<p>　　圖4.2 軸的載荷分析圖</p><p>　　4.4.8 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　1．判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面A,C,D只受扭矩作用，因而從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面B處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重。所以該軸只須校核截面B左右兩側(cè)即可。</p>

126、<p><b>　　(1)．截面B左側(cè)</b></p><p>　　抗彎截面系數(shù) ： </p><p>　　W===1562500</p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) ： </b></p><p>　　===3125000</p><p>　　截面B

127、左側(cè)的彎矩M為 ：</p><p><b>　　M=</b></p><p>　　截面B上的扭矩為 ：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力 ： </p><p><b>　　===32MPa</b><