機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)【全套圖紙】 .

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目：碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：2003041329專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)：機(jī)2003-3班指導(dǎo)教師： 碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)摘要 碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)是碎焦卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)里的重要設(shè)備。碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)又叫焦末卷?yè)P(yáng)機(jī)，其主要是有電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒裝置、制動(dòng)器和松弛開關(guān)組成。其工作過程為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過減速器減速，然后帶動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鋼絲繩來提升碎焦小車。制動(dòng)器和松弛開關(guān)為安全裝置，來保證碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)安全生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)中，我完成了以下工作，確定正確的傳動(dòng)方案，卷筒部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇合適的電動(dòng)機(jī)和減速器，簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)了操縱裝置用到的齒輪，介紹了底座，外殼，松弛開關(guān)

2、等設(shè)備。關(guān)鍵詞 碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī) 卷筒裝置 電動(dòng)機(jī) 松弛開關(guān)全套圖紙，加153893706The design of the fine coke hoisterAbstract The fine coke hoister is an importance equipment of the coke breeze system. The fine coke hoister is also called coking breeze hoister, it is primarily composed of electric motor, retarder, spooling equipment, brak

3、e and slack switch .The working process is for the electric motor driven, by the retarder dragging, then bring along spool turning and by the wire rope exalting the fine coke bogie .Both stopper and slack switch is used to guarantee the fine coke hoister safety in production. In the design, I finish

4、ed my work: assessed the right transmission scheme, detail designed and counted the spool segmental, selected seemly the electromotor and the retarder, simplicity designed the gear of the operating device, introduced the foundation, the crust and the slack switch. Key words fine coke hoister spoolin

5、g equipment electric motor slack switch目 錄碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)IThe design of the fine coke hoisterII第一章 引 言31.1 碎焦卷?yè)P(yáng)的介紹31.2 卷?yè)P(yáng)機(jī)的簡(jiǎn)介41.2.1 概述41.2.2 主要零部件結(jié)構(gòu)與參數(shù)51.2.2.1鋼絲繩51.2.2.2卷筒91.3 碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的簡(jiǎn)介11第二章 卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)132.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)總體方案的確定132.2 鋼絲繩的計(jì)算132.3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算152.3.1 卷筒直徑152.3.2 卷筒壁厚度152.3.3 卷筒長(zhǎng)度152.3.4 卷筒強(qiáng)度計(jì)算172.3.5 軸的設(shè)計(jì)182.3.

6、6 卷筒轉(zhuǎn)速222.3.7 鋼絲繩在卷筒上的固定232.4 電動(dòng)機(jī)的選擇232.5 減速傳動(dòng)系統(tǒng)的263.5.1減速系統(tǒng)總傳動(dòng)比263.5.2減速器的選擇與校核262.6 制動(dòng)器的選擇262.7 聯(lián)軸器的選擇282.8 鍵的選擇31第三章 其它設(shè)備介紹343.1 底座343.2 齒輪及外殼363.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)363.2.2 外殼的介紹403.3 松弛開關(guān)41第四章 結(jié)束語43主要參考文獻(xiàn)44 第一章 引 言1.1 碎焦卷?yè)P(yáng)的介紹碎焦卷?yè)P(yáng)由碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)、碎焦車、碎焦自動(dòng)閘門等設(shè)備組成。它的任務(wù)是把碎焦漏斗里的碎焦通過碎焦車運(yùn)往碎焦倉(cāng)，如圖1-1所示 2。碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)4通過鋼絲繩及滑輪帶動(dòng)碎焦車

7、3，并按各自獨(dú)立的豎軌運(yùn)行，一臺(tái)重車上行，則另一臺(tái)空車下降。碎焦車的軌道，一般在料坑內(nèi)為傾斜階段，然后經(jīng)由過度段到垂直段，在上部為了保證碎焦車傾翻卸料，做成卸料曲線段。1.2 卷?yè)P(yáng)機(jī)的簡(jiǎn)介1.2.1 概述卷?yè)P(yáng)機(jī)又稱絞車，是一種比較簡(jiǎn)單而重要的起重設(shè)備。它可獨(dú)立應(yīng)用，也可作為起重機(jī)的組成部分，廣泛用于安裝及裝載工作，或用于牽引工作。圖1-2 1為一臺(tái)用于冶煉上料的卷?yè)P(yáng)機(jī)總體示意圖。它主要有電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、卷筒、鋼絲繩以及機(jī)架組成。當(dāng)提升小車或重物時(shí)，接通電源，電磁鐵吸合，制動(dòng)器松開，電動(dòng)機(jī)驅(qū)使卷筒旋轉(zhuǎn)，卷起鋼絲繩。當(dāng)切斷電源，則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，電磁鐵松開，制動(dòng)器抱緊，卷筒立即停止旋轉(zhuǎn)。如欲小車或重物

8、下降，則需按動(dòng)下降電鈕，使制動(dòng)器松開，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，放出鋼絲繩便可。卷?yè)P(yáng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上分兩大部分：傳動(dòng)裝置（包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒裝置等）和鋼絲繩卷繞系統(tǒng)（包括滑輪、鋼絲繩等）。而我們?cè)谶@里主要關(guān)注卷?yè)P(yáng)機(jī)主要零部件的典型結(jié)構(gòu)，包括個(gè)零部件主要參數(shù)尺寸的確定，以及電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)裝置的選取等。1.2.2 主要零部件結(jié)構(gòu)與參數(shù)1.2.2.1鋼絲繩（一）型式與構(gòu)造鋼絲繩是卷?yè)P(yáng)機(jī)中必不可少的撓性件。它用于傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是承載能力大，工作可靠、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)無噪音，適用于遠(yuǎn)距離高速傳動(dòng)等，故在起重機(jī)械上廣為使用。鋼絲繩型式很多。按捻繞層次可分為單繞、雙重繞；按捻繞方向可分為順繞、交繞；按繩芯材料可分為棉（

9、麻）芯、石棉芯與金屬芯。目前在卷?yè)P(yáng)機(jī)和起重機(jī)上使用最多的是雙重繞鋼絲繩，見圖1-3 1。它是先由絲捻成股，然后由股饒著繩芯捻成繩。這種鋼絲繩的優(yōu)點(diǎn)是有一柔軟的繩芯，撓性較好，適于繞卷在直徑較小的滑輪和卷筒上工作。雙重繞鋼絲繩的股與繩的繞向?qū)π阅苡绊懞艽蟆Ｈ绻捎庙樌@，即繩與股的繞向相同（見圖1-4a 1），撓性好，鋼絲之間接觸較好，壽命長(zhǎng)，但它容易松散和扭轉(zhuǎn)，故只使用于鋼絲繩經(jīng)常保持張緊的地方。如果采用交繞繩與股的繞向相反（見圖1-4b 1），鋼絲繩沒有扭轉(zhuǎn)松散的趨勢(shì)，但壽命較低，卷?yè)P(yáng)機(jī)上應(yīng)用較多。雙重繞鋼絲繩中絲與絲的接觸影響也很大，一種是點(diǎn)接觸，造價(jià)低廉，壽命較低，另一種是線接觸，壽命較長(zhǎng)

10、，撓性也較好，故應(yīng)用較多。我國(guó)生產(chǎn)的線接觸鋼絲繩有6W（19）型（瓦林吞型）及6X（19）型等，前者撓性較好，起重機(jī)常用。鋼絲繩的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB110274。（二）材料與規(guī)格 1 鋼絲繩的鋼絲材料采用50、60或65鋼；鋼絲直徑一般為0.5-2毫米.鋼絲有光面和鍍鋅兩種,后者防腐蝕能力較高,但繩索強(qiáng)度稍有降低.常見鋼絲的性能參數(shù)見表1-1、表1-2、表1-3、表1-4。（三）鋼絲繩的端部固定鋼絲繩端部必需加以固定，以便與其它構(gòu)件聯(lián)接和防止鋼絲松散。常用固定方法如圖1-5 1所示。圖1-5a為楔形套筒固定，它把鋼絲繩繞過一楔塊彎曲后卡入錐形套，利用楔塊在套內(nèi)的鎖緊作用使鋼絲固定，此法裝拆較方便，

11、但在沖擊載荷下不適用。圖1-5b為編結(jié)固定，它把鋼絲繩繞過特制套環(huán)后用細(xì)鋼絲扎緊。圖1-5c為繩卡固定，她將鋼絲繩繞過套環(huán)后用繩卡子固定聯(lián)接，此法使用方便，較常用。1.2.2.2卷筒卷筒的作用是卷繞鋼絲繩，把原動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹匚锏纳抵本€運(yùn)動(dòng)。（一）結(jié)構(gòu)與材料 1卷筒可做成整體鑄造的、焊接的或組合式的。鑄造卷筒如1-6a所示，一般用HT20-40制做（對(duì)重載情況有時(shí)也用鑄鋼ZG25，ZG35鑄造）。焊接卷筒結(jié)構(gòu)可參見圖1-7，它與鑄造卷筒相比，自重大為減輕，特別適用于直徑較大的單件生產(chǎn)。組合式卷筒如圖1-6b所示，筒體可有鑄造或鋼管制成，端蓋與筒體可用螺栓聯(lián)接。卷筒通常只卷繞一層鋼絲繩，

12、但當(dāng)繞繩量很大時(shí)，為了減少卷筒長(zhǎng)度，可采用多層卷筒，這時(shí)筒的兩端必須帶有側(cè)邊，側(cè)邊高度要比最外層鋼絲繩高出1.0-1.5d（d為鋼絲繩直徑）。卷筒表面有光面和螺旋面兩種，一般情況下均采用螺旋槽面，只在手驅(qū)動(dòng)與多層卷繞時(shí)才采用光面。筒槽分為標(biāo)準(zhǔn)槽與深槽兩種，如圖1-8所示，通常采用標(biāo)準(zhǔn)槽，只在鋼絲繩脫槽可能性較大時(shí)才采用深槽。卷筒槽尺寸可參考表1-5。（二）鋼絲繩在卷筒上的固定 1鋼絲繩在卷筒上的固定，必須牢固可靠，而且便于裝拆、檢查。固定方法很多，其中最常用的一種是用壓板和螺釘?shù)墓潭?，如圖1-9所示。此法用螺釘把鋼板壓在卷筒外表面上，壓板上帶有半圓形槽，以便壓緊固定鋼絲。1.3 碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的簡(jiǎn)

13、介碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)是碎焦卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的主要設(shè)備，由電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒裝置、防松裝置等組成。它的任務(wù)是提升碎焦車。工作時(shí)由一個(gè)卷筒同時(shí)帶動(dòng)兩個(gè)碎焦車運(yùn)行。碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的速度一般為0.5米/秒，不需要調(diào)速。采用JZR型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。它與料車卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)連鎖而自動(dòng)操作。碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)滿足各種裝料制度和趕料線時(shí)的操作要求。當(dāng)一側(cè)的焦碳篩檢修只有一個(gè)碎焦車工作時(shí)，仍須滿足高爐正常生產(chǎn)的要求。高爐碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)滿足下列要求：（1） 必須有足夠的生產(chǎn)能力，既要滿足工藝操作的要求也要滿足生產(chǎn)率進(jìn)一步增長(zhǎng)的要求；（2） 運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，耐用，以保證高爐的連續(xù)生產(chǎn)；（3） 有可靠的自動(dòng)控制和安全控制，最大程度的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；（4）

14、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)和修理方便。目前我國(guó)高爐所使用的碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)，見表1-6 2碎焦卷?yè)P(yáng)常用的結(jié)構(gòu)形式如圖1-10：其傳動(dòng)過程通常是由電動(dòng)機(jī)1為驅(qū)動(dòng)裝置，通過斜齒輪減速器的減速裝置3的減速，傳到工作裝置的卷筒裝置。還有裝在聯(lián)軸器上的安全裝置制動(dòng)器4以及操縱裝置5。 圖1-10碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1 電動(dòng)機(jī) 2 制動(dòng)器 3 斜齒輪減速器 4 聯(lián)軸器 5 操縱裝置 6,7 齒輪 8 卷筒裝置第二章 卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)2.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)總體方案的確定卷?yè)P(yáng)機(jī)的方案一般在總體上，采用電力拖動(dòng)、機(jī)械減速。現(xiàn)將通常幾種減速傳動(dòng)方案作以分析比較列于表2-1 1。選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況分析比較擇優(yōu)確定之。考慮碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)工作的

15、環(huán)境，以及表2-1中的各種傳動(dòng)方案優(yōu)缺點(diǎn)比較，碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，圓柱齒輪減速器減速。2.2 鋼絲繩的計(jì)算考慮到鋼絲繩受牽引力大小為15000N(原始數(shù)據(jù)1500kg)，故選用一個(gè)纖維芯，鋼絲6X（19）右交繞號(hào)光面線接觸鋼絲繩。由下式計(jì)算來選取鋼絲繩直徑： 式中：鋼絲繩所受的最大工作靜壓力（牛頓）； 式中：已知為15000N； ：滑輪組倍率，取1； ：滑輪組效率，取0.98。 n ：鋼絲繩的安全系數(shù)，取6.0（查表2-2）； ：鋼絲繩的破斷拉力（牛頓）。 而 由表1-3選取纖維芯鋼絲繩6X（19），d=15毫米，時(shí)，。則： 強(qiáng)度足夠 所選鋼絲繩標(biāo)記為：鋼絲繩6X（19）1

16、51700光右交 GB1102-742.3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算考慮卷筒的各種結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)缺點(diǎn)，卷筒采用鑄造型式，單層卷繞式, 卷筒槽采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，材料采用HT2140。2.3.1 卷筒直徑按下式求出的卷筒的最小允許直徑: ：輪繩直徑比，取e=35, (查表2-2)；鋼絲繩直徑（毫米） 從機(jī)構(gòu)總體布置綜合考慮,卷筒內(nèi)徑選取為D=600mm。2.3.2 卷筒壁厚度因卷筒通體采用HT2140鑄造,采用下式估算壁厚。式中 D：卷筒直徑（毫米）； d ：鋼絲繩直徑（毫米）?？紤]加工，以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等因素，取卷筒上厚度最小處的壁厚為=27.5mm 。則 卷筒厚度最小的地方直徑為655mm。所以鋼絲繩中心線上卷

17、筒的直徑為670mm?？紤]到鑄造和加工，卷筒邊部的直徑為700mm。2.3.3 卷筒長(zhǎng)度考慮單層卷繞卷筒（圖2-1 1）卷筒長(zhǎng)度可按下式確定：固定繩端所需要的長(zhǎng)度，一般取3t=3X20=60（t為繩槽的節(jié)距，t=20）：卷筒兩端空余部分的長(zhǎng)度，由結(jié)構(gòu)需要確定, =20mm；：卷筒上帶螺旋繩槽部分的長(zhǎng)度，可按下式計(jì)算式中：最大起升高度,為原始數(shù)據(jù), =36米 ； ：滑輪組的倍率，即滑輪組省力的倍數(shù)，或者增速的倍數(shù)，取1.0； ：卷筒上鋼絲繩中心處的直徑，=670mm；：固定鋼絲繩留出的儲(chǔ)備圈數(shù)，一般去=1.-3圈，取2.0;: 繩槽節(jié)距 t=20。（查表1-5） 取 L=520 mm卷筒長(zhǎng)度決定

18、于繞繩量的多少和鋼絲繩允許偏角。鋼絲繩上卷筒的偏角（圖2-1）應(yīng)有限制，太大時(shí)會(huì)使繩纏繞疏密不均或者亂扣；一般對(duì)光面卷筒，對(duì)槽面卷筒。推薦不大于。2.3.4 卷筒強(qiáng)度計(jì)算 卷筒的材料一般采用不低于HT200鑄鐵，特殊需要時(shí)可采用可用ZG300450或ZG270500焊接而成。設(shè)計(jì)中用到是鑄造卷筒，其材料為HT2140。 若忽略卷筒自重力，卷筒在鋼絲繩最大拉力作用下，使卷筒產(chǎn)生壓縮、彎曲和扭剪應(yīng)力。其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)L3D時(shí)，彎曲和扭剪應(yīng)力合成應(yīng)力不超過10%壓縮應(yīng)力。所以，當(dāng)L3D時(shí)，只須計(jì)算壓縮應(yīng)力即可。當(dāng)L3D時(shí)還要考慮彎曲應(yīng)力。由于所設(shè)計(jì)的卷筒L3D，所以只須計(jì)算壓縮應(yīng)力，所設(shè)計(jì)卷筒屬

19、于單層卷繞，壓縮應(yīng)力按下式計(jì)算：式中： ：?jiǎn)螌泳砝@卷筒壓應(yīng)力 MPa ：鋼絲繩最大拉力 =15000N ：卷筒壁厚 =27.5mm ：應(yīng)力減小系數(shù)，一般取=0.75 ：繩槽節(jié)距 =20 ：許用壓應(yīng)力，對(duì)鑄鐵 查資料 8，鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限 MPa 所以卷筒的強(qiáng)度足夠工作需要。2.3.5 軸的設(shè)計(jì)1選擇軸的材料 5選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼。其性能參數(shù)如下表：45鋼的主要力學(xué)性能和許用彎曲應(yīng)力材料牌號(hào)熱處理力學(xué)性能許用彎曲應(yīng)力抗拉強(qiáng)度極限抗拉屈服極限彎曲疲勞極限剪切疲勞極限優(yōu)質(zhì)碳素鋼調(diào)質(zhì) 2 初步估算軸徑理論公式：式中 材料常數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)書表取107，選取的原則是對(duì)于一定材料的轉(zhuǎn)軸，當(dāng)彎矩相對(duì)于轉(zhuǎn)矩的影

20、響較大時(shí)，C值取大值；當(dāng)彎矩相對(duì)于轉(zhuǎn)矩較小時(shí)，C值取小值。 ：軸所傳遞的功率，； : 軸的轉(zhuǎn)速 ， 轉(zhuǎn)/分 。由于安裝軸上有鍵槽所以軸徑應(yīng)增加5，則，取。3 軸上零件的軸向定位及確定各段軸徑和長(zhǎng)度卷筒的軸向固定一端采用軸肩固定，另外一段采用軸套固定。然后考慮軸承的固定的和軸向尺寸，兩邊軸承一個(gè)是采用軸肩固定一邊，然后用在軸承蓋固定另外一邊；另外一個(gè)是一端采用軸套和環(huán)固定，另外一端采用軸承蓋固定。卷筒與軸的周向定位采用平鍵連接，齒輪和聯(lián)軸器的周向固定采用鍵連接。滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸的尺寸公差為6。定位軸肩的高度一般取h=(0.070.1)d,軸環(huán)寬度b1.4h,套筒內(nèi)徑與軸一般

21、為動(dòng)配合，套筒結(jié)構(gòu)、尺寸可視需要靈活設(shè)計(jì)，但一般套筒壁厚大于3mm。，非定位軸肩高度一般取12.5mm，同時(shí)考慮到一些標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)尺寸定位要求，確定各段軸長(zhǎng)從左依次為：軸全長(zhǎng)1025mm軸徑從左向右依次為： 所設(shè)計(jì)的軸整體如下所示：4 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右端均制成倒角；裝軸承處為磨削加工，留有砂輪越程槽；為便于加工，卷筒，齒輪，聯(lián)軸器處的鍵槽布置在同一個(gè)母線上。5 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算a. 卷筒和齒輪上作用力大小的確定卷筒：轉(zhuǎn)矩； 圓周力： 自重 ：齒輪：轉(zhuǎn)矩： 圓周力： 徑向力： 法向力： b.軸承的支反力根據(jù)力矩平衡：垂直面上的支反力：； 方向如圖所示。水平面上的支

22、反力：； 方向如圖所示。c.彎矩大小的確定截面E處的彎矩為：垂直面上的彎矩:；。水平面上的彎矩：；。合成彎矩為:；轉(zhuǎn)矩為；計(jì)算彎矩因?yàn)檩S受對(duì)稱循環(huán)變換，應(yīng)力矯正系數(shù)，則截 處的當(dāng)量彎矩為：；。 所受力和彎矩如圖所示。d.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 截面處當(dāng)量彎矩最大，故為可能危險(xiǎn)截面。查得< 軸端處僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，則該截面亦為可能危險(xiǎn)截面 所以強(qiáng)度足夠。軸的E截面和D截面的疲勞強(qiáng)度通過校核證明滿足使用要求，這里就不再詳細(xì)的計(jì)算。軸的強(qiáng)度計(jì)算受力圖：（彎矩和轉(zhuǎn)矩單位為：）2.3.6 卷筒轉(zhuǎn)速 （轉(zhuǎn)/分）式中 ：卷筒轉(zhuǎn)速； D ：卷筒直徑（米） D=0.67米； ：卷上卷筒的鋼絲繩分

23、支的繩速，其值為33.8米/分 (原始數(shù)據(jù))。 轉(zhuǎn)/分2.3.7 鋼絲繩在卷筒上的固定鋼絲繩在卷筒上的固定，必須牢固可靠，而且便于裝拆、檢查。其中固定的方法很多,其中最常用的就是如圖1-9所示的用壓板和螺釘固定。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，鋼絲繩在卷筒上的固定就采用此種方法。用螺釘把鋼板壓在卷筒外表面上，壓板上帶有半圓形槽，以便壓緊固定鋼絲。2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇在正常工作情況下，碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)工作狀態(tài)是重車提升空車下降，此卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)工作類型為JC100%?？紤]到一側(cè)檢修，維持高爐的正常生產(chǎn)，所以卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)功率應(yīng)按消耗功率較大的提升單個(gè)碎焦車時(shí)為計(jì)算依據(jù)。電動(dòng)機(jī)的選擇包括電動(dòng)機(jī)的類型、功率和轉(zhuǎn)速三個(gè)方面 1。一、

24、電動(dòng)機(jī)類型的選擇電動(dòng)機(jī)分直流與交流兩種。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能好，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，但價(jià)格較貴，且需要直流電源，故通常不用，一般均采用交流電動(dòng)機(jī)。在交流電動(dòng)機(jī)中，常用異步電動(dòng)機(jī)；它可分為鼠籠式和繞線式兩種。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，價(jià)格低，維護(hù)方便，故應(yīng)用最廣。其缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，調(diào)速困難，功率因素低，故使用上受到一定限制。繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能較好，并可作一定調(diào)速，但價(jià)格較貴，維護(hù)也不方便，故應(yīng)用較少。電動(dòng)機(jī)類型的選擇，主要根據(jù)機(jī)器的工作環(huán)境，工作特點(diǎn)，并考慮各種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及供應(yīng)情況等來選型。在生產(chǎn)中，對(duì)于一些不經(jīng)常起動(dòng)和無特殊要求的機(jī)器，應(yīng)盡量采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于經(jīng)常起動(dòng)、制

25、動(dòng)和正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合（如起重、提升設(shè)備），要求電動(dòng)機(jī)具有較大的過載能力與較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)，其常用系列為JZ型（鼠籠式）、JZR（饒線式）。二、電動(dòng)機(jī)功率的選擇電動(dòng)機(jī)所能發(fā)出的功率主要取決于繞組絕緣材料允許的溫度。發(fā)出的功率越高，或負(fù)載工作時(shí)間越長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的工作溫度也越高。當(dāng)溫度升高過高時(shí)，電動(dòng)機(jī)的壽命就要縮短，因此，電動(dòng)機(jī)功率的選擇，一方面要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)器所需要輸入功率的大小，同時(shí)也要考慮電動(dòng)機(jī)負(fù)載工作的持續(xù)時(shí)間。電動(dòng)機(jī)功率的大小應(yīng)當(dāng)選擇合適。選得偏小，就不能保證機(jī)械的正常運(yùn)行，或使電動(dòng)機(jī)應(yīng)長(zhǎng)期超載而過早損壞。如果選得過大，則電動(dòng)機(jī)價(jià)格增高，其能力又不能充分發(fā)揮。確定

26、電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，所需電動(dòng)機(jī)的功率可按下式計(jì)算：式中 ：起重量與吊具重量（牛頓）， Q+q=15000 N； ：起升速度，v=33.8米/分=0.56米/秒； ：機(jī)構(gòu)總效率，取0.80, (查表2-3 2)。 三、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，其轉(zhuǎn)速越低，則其尺寸越大、價(jià)格越高，且較低。因此，傳動(dòng)系統(tǒng)往往以選用轉(zhuǎn)速較高的電動(dòng)機(jī)，另配一臺(tái)減速裝置為宜。但由于工作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為一定值，如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取的過高，則機(jī)器總傳動(dòng)比勢(shì)必增大，這就造成傳動(dòng)裝置的級(jí)數(shù)增多，使其尺寸、重量與成本有所增加。因此，在確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分析比較，權(quán)衡利弊，兼顧機(jī)、電兩方安，按最佳方案選擇?？紤]選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)的三個(gè)方

27、面，以及計(jì)算出的所需功率P，根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)屬于頻繁啟動(dòng),制動(dòng),反轉(zhuǎn)的情況,故選用機(jī)械強(qiáng)度較高及過載能力較大的YZY型的電動(dòng)機(jī)(YZY型相當(dāng)于原來JZR型式), 型號(hào)為YZY180L6, 額定功率(JC100%時(shí)), 相應(yīng)轉(zhuǎn)速n=975轉(zhuǎn)/分。相應(yīng)于實(shí)際JC%值的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)滿足 2： 式中 ：電動(dòng)機(jī)發(fā)熱情況系數(shù)，取0.9, (查表2-4)； ：相應(yīng)于卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)實(shí)際工作類型的電動(dòng)機(jī)功率。 故所選電動(dòng)機(jī)滿足工作要求 。2.5 減速傳動(dòng)系統(tǒng)的3.5.1減速系統(tǒng)總傳動(dòng)比 式中 ：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，975轉(zhuǎn)/分； ：卷筒轉(zhuǎn)速，16.05轉(zhuǎn)/分。 3.5.2減速器的選擇與校核減速器是一種用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間的獨(dú)立

28、閉式傳動(dòng)裝置，其主要功能是降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩。減速器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、工作可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單，故在現(xiàn)代機(jī)器中廣為應(yīng)用。減速器一般分為齒輪減速器、蝸輪減速器、齒輪-蝸輪減速器等幾類。各大類減速器大都已標(biāo)準(zhǔn)化了，在作機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)減速器 7。 起重設(shè)備常用的標(biāo)準(zhǔn)減速器有ZQH型（JB1585-75）和JZQ型等，其參數(shù)尺寸可參見有關(guān)手冊(cè)。在選擇時(shí)，應(yīng)按與它所在的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的工作類型相應(yīng)的傳遞能力來計(jì)算。 在設(shè)計(jì)中減速器的選用為已經(jīng)裝配好的標(biāo)準(zhǔn)減速器產(chǎn)品ZQ60(相當(dāng)于原來的JZQ型)，其傳動(dòng)比為60.7,與所需傳動(dòng)比幾乎一樣,能滿足傳動(dòng)需要。結(jié)果證明傳動(dòng)功率能力比較充裕。2.6 制動(dòng)器的

29、選擇在卷?yè)P(yáng)機(jī)上，必須設(shè)置可靠的制動(dòng)器，才能保證重物隨時(shí)停在空中，工作安全可靠。為了減小制動(dòng)力矩，通常將制動(dòng)器裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，或減速器的輸入軸上 1。制動(dòng)器按構(gòu)造可分為：塊試制動(dòng)器、帶式制動(dòng)器等。塊試制動(dòng)器構(gòu)造簡(jiǎn)單，制動(dòng)與安裝都很方便，在起重機(jī)中應(yīng)用廣泛。帶式制動(dòng)器制動(dòng)力矩較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，常用在對(duì)緊湊性要求較高的起重機(jī)上。制動(dòng)器的選擇應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件來確定。具選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。（1）所需制動(dòng)器的工作性質(zhì)和條件。例如對(duì)于起重機(jī)械的起升和變幅機(jī)構(gòu)都必須采用常閉式制動(dòng)器。（2）應(yīng)充分注意制動(dòng)器的任務(wù)。例如支持制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須有足夠的儲(chǔ)備，即應(yīng)保證一定的安全系數(shù)。對(duì)于落重制

30、動(dòng)器，則應(yīng)考慮散熱問題，它必須具有足夠的散熱面積，使其能將重物位能所產(chǎn)生的熱量散去，以免熱損壞或失效。（3）應(yīng)考慮應(yīng)用的場(chǎng)所，如安裝地點(diǎn)有足夠的空間，則可選用外抱塊式制動(dòng)器，空間受限制處，則可采用帶式或者盤式制動(dòng)器。在卷?yè)P(yáng)機(jī)和中小型起重機(jī)械中，一般較多應(yīng)用短行程電磁開閘的雙瓦塊式制動(dòng)器。它是一種常閉式制動(dòng)器，主要是優(yōu)點(diǎn)是：開閘閉閘迅速，外形尺寸小，維修調(diào)整教容易。此制動(dòng)器目前已有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其主要性能見表2-5 1。設(shè)計(jì)時(shí)，按制動(dòng)力矩選用相應(yīng)的型號(hào)。電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩計(jì)算 在重物起升時(shí)，作用在電動(dòng)機(jī)軸上的靜力矩為 式中： ：卷筒直徑（米），； ：滑輪組的倍率，取1。 所選制動(dòng)器的制動(dòng)力矩應(yīng)滿足式

31、中 ：制動(dòng)安全系數(shù)。對(duì)輕級(jí)工作，=1.5;中級(jí)工作,=1.75;重級(jí)工作,=2.0，取=1.75。 根據(jù)以上條件，選用雙瓦塊式制動(dòng)器JWZ300/200，其制動(dòng)力矩為240， 故能滿足工作需要。2.7 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件，在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中一同回轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置。此外，聯(lián)軸器還能具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移、緩沖和減振以及安全防護(hù)等作用。按照聯(lián)軸器的性能可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器或固定式聯(lián)軸器，這種聯(lián)軸器雖然不具有補(bǔ)償性能，但有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、不須維護(hù)、成本低等特點(diǎn)而仍有其應(yīng)用的范圍。撓性聯(lián)軸器又可分為有彈性元件撓性聯(lián)軸器（也稱可移式剛性聯(lián)軸器）和帶彈性

32、元件聯(lián)軸器，前一類只具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力，后一類由于含有能產(chǎn)生較大彈性變形的元件，除有補(bǔ)償性能外還具有緩沖和減振的作用，但在傳遞轉(zhuǎn)矩的能力上，因受彈性元件剛度的限制，一般不及無彈性元件聯(lián)軸器。帶彈性元件聯(lián)軸器中按彈性元件的材質(zhì)不同，又可再分為金屬?gòu)椥栽头墙饘購(gòu)椥栽?，金屬?gòu)椥栽闹饕攸c(diǎn)是強(qiáng)度高、傳遞轉(zhuǎn)矩能力大、使用壽命長(zhǎng)，不易變質(zhì)且性能穩(wěn)定。非金屬?gòu)椥栽膬?yōu)點(diǎn)是制造方便，易獲得各種結(jié)構(gòu)形狀，且具有較高的阻尼性能。聯(lián)軸器的類型選擇應(yīng)根據(jù)使用要求和工作條件來確定。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖裝置和減振方面的要求。例如對(duì)大功率的重載傳動(dòng)，可選用齒

33、式聯(lián)軸器；對(duì)有嚴(yán)重沖擊載荷或消除軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的傳動(dòng)，可選用橡膠金屬環(huán)聯(lián)軸器、簧片聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。（2）聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小，對(duì)于高速傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如齒式聯(lián)軸器，而不宜選用存在偏心的滑快聯(lián)軸器。（3）兩軸相對(duì)位移的大小和方向，當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過程兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器，例如當(dāng)徑向位移較大時(shí)，可選用滑塊聯(lián)軸器。角位移較大或相交兩軸的聯(lián)接可選用萬向聯(lián)軸器。（4）聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境，通常由金屬元件制成不需潤(rùn)滑的聯(lián)軸器比較可靠，需要潤(rùn)滑的聯(lián)軸器，其性能易受潤(rùn)滑完善程度的影響，且可能污染環(huán)境。

34、含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對(duì)溫度、腐蝕性介質(zhì)、光等比較敏感，而且容易老化。（5）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本，在滿足使用性能的前提下 ，應(yīng)選用裝拆方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低的減速器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且裝拆方便，其中夾殼聯(lián)軸器，可在不移動(dòng)兩軸的情況下，裝拆聯(lián)軸器，可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器（例如梅花形彈性聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器等），由于具有良好的綜合性能，適宜用于一般的中小功率傳動(dòng)?？紤]到以上幾個(gè)方面，在碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)中所用的聯(lián)軸器選為齒式聯(lián)軸器，該聯(lián)軸器是利用內(nèi)外齒嚙合以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸聯(lián)接的聯(lián)軸器。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，使用的范圍廣，工作可靠，具有

35、綜合補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力，但制造困難，使用于重載下工作。在設(shè)計(jì)中有兩處用到了聯(lián)軸器，它們均選用齒式聯(lián)軸器，它們的選擇過程如下：聯(lián)軸器的計(jì)算力矩公式為 3： 式中 ：傳動(dòng)重要程度系數(shù)，查表2-6，取1.2； ：聯(lián)軸器工作條件系數(shù)，查表2-6，取1.0； ：聯(lián)軸器長(zhǎng)期承受的理論轉(zhuǎn)矩， 。所選聯(lián)軸器可按下式進(jìn)行驗(yàn)算： 式中 ： ：聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩 。表2-6 4聯(lián)軸器傳動(dòng)重要程度系數(shù)和工作條件系數(shù)傳動(dòng)重要程度機(jī)械工作規(guī)范聯(lián)軸器破壞后的后果載荷均勻工作平穩(wěn)10機(jī)器停車10載荷不均勻1013機(jī)器事故12重要工作和沖擊載荷與不可逆機(jī)構(gòu)1315一系列機(jī)器事故15人員傷亡18一、 聯(lián)接電動(dòng)機(jī)與減速器的聯(lián)軸器

36、的選擇。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及計(jì)算力矩的大小，查手冊(cè)（機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)P359）選取齒式聯(lián)軸器： 允許最大扭矩為1400 ，允許最大轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分，滿足 ，故所選聯(lián)軸能滿足工作的需要。二、 聯(lián)接減速器與卷筒裝置的聯(lián)軸器的選擇。 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及計(jì)算力矩的大小，查手冊(cè)（機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)P359）選取齒式聯(lián)軸器： 允許最大扭矩為8000 ，允許最大轉(zhuǎn)速1680轉(zhuǎn)/分，滿足 ，故所選聯(lián)軸器能滿足工作的需要。2.8 鍵的選擇鍵連接是軸轂連接使用的主要形式，主要是使軸向固定以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩 5。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，鍵連接可分為松連接（平鍵，半圓鍵）和緊連接（斜鍵）兩類。在卷?yè)P(yáng)機(jī)的這個(gè)設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)用是松連接

37、的平鍵連接。平鍵按用途分為三種，普通平鍵、導(dǎo)鍵和滑鍵。平鍵連接是靠側(cè)面?zhèn)鬟f運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，兩側(cè)面是工作面，鍵的上表面和輪轂槽底之間留有間隙。平鍵連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，加工容易，對(duì)中性較好，應(yīng)用廣泛。但這種鍵連接不能夠?qū)崿F(xiàn)軸上零件的軸向固定。在這個(gè)設(shè)計(jì)中使用的平鍵主要是普通平鍵，它用于靜連接，即軸與輪轂間無軸向相對(duì)移動(dòng)。按端部形狀不同可分為A型（圓頭）、B型（平頭）、C型（單圓頭）三種。圓頭鍵的軸槽用指狀銑刀加工，鍵在軸槽中固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。平頭鍵的軸槽用盤形銑刀加工，軸的應(yīng)力集中較小，但對(duì)于尺寸較大的鍵宜用緊定螺釘固定在軸上的鍵槽中，以防松動(dòng)。單圓頭鍵常用于軸端與轂類零件的

38、連接。如果傳遞的轉(zhuǎn)矩很大，又不能增加鍵的長(zhǎng)度時(shí)，可使用兩個(gè)普通平鍵，為使軸與輪轂對(duì)中良好，通常兩個(gè)鍵相隔或者安裝。在設(shè)計(jì)中，考慮所使用的鍵均為靜連接，故全部使用普通平鍵，這樣還可以減少鍵種類，便于購(gòu)買和管理。考慮到三鐘普通平鍵的性能以及優(yōu)缺點(diǎn)，選用A型（圓頭）鍵，即可滿足工作的要求。在設(shè)計(jì)使用的鍵如下：減速器中 ： 用于固定齒輪和軸的2個(gè)平鍵24X14X80和平鍵36X18X120卷筒裝置中 ： 用于固定卷筒和軸的2個(gè)平鍵32X18X100，用于固定齒輪和軸的平鍵18X11X50裝配中 ：用于固定聯(lián)軸器CL2與電機(jī)軸和減速器軸的2個(gè)平鍵12X8X60 用于固定聯(lián)軸器CL5與電機(jī)軸和卷筒裝置軸的

39、2個(gè)平鍵24X14X100為了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)安全的需要，對(duì)所選平鍵的連接強(qiáng)度進(jìn)行校核。平鍵連接的可能失效形式有較弱零件（通常為輪轂）工作面被壓潰（靜連接）、磨損（動(dòng)連接）、鍵的折斷等。對(duì)于實(shí)際采用的材料和標(biāo)準(zhǔn)尺寸來說，壓潰和磨損常是主要的失效形式，所以通常只進(jìn)行鍵連接的擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算。由于設(shè)計(jì)中所涉及到平鍵均為靜連接，故只須進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核。在假設(shè)工作壓力沿鍵的長(zhǎng)度和高度均勻分布時(shí)，它的校核公式如下： 式 中 ：鍵連接工作表面的擠壓應(yīng)力 MPa T ：轉(zhuǎn)矩， ：軸的直徑 mm ：鍵的接觸長(zhǎng)度，mm，A型鍵 ：鍵與輪轂接觸高度，mm， ：許用擠壓應(yīng)力 ，MPa，查表，取 MPa對(duì)用于固定聯(lián)軸器

40、CL2與減速器的平鍵12X8X60校核如下： 故平鍵12X8X60擠壓強(qiáng)度足夠滿足工作要求。其余各平鍵的校核方法同上，經(jīng)校核擠壓強(qiáng)度均能滿足工作的要求。這里就不列出。第三章 其它設(shè)備介紹3.1 底座底座是機(jī)架的一種，機(jī)架就是在機(jī)器中支承或容納零、部件的零件。而底座的主要作用就是支承機(jī)器，與其它設(shè)施或設(shè)備聯(lián)接。底座的設(shè)計(jì)主要應(yīng)保證剛度，強(qiáng)度及穩(wěn)定性 4。（a）剛度，是評(píng)定大多數(shù)底座工作能力的主要標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)?shù)鬃膭偠炔粔驎r(shí)，會(huì)產(chǎn)生教大的變形，而使機(jī)器中各個(gè)部分的相對(duì)位置發(fā)生變化，這樣就會(huì)影響機(jī)器的性能和壽命。（b）強(qiáng)度，強(qiáng)度是評(píng)定底座工作性能的基本準(zhǔn)則。底座的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器的重量以及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所能產(chǎn)

41、生的最大載荷來校核其靜強(qiáng)度。此外，還要考慮因機(jī)器在工作過程中產(chǎn)生振動(dòng)以及別的載荷而要校核其疲勞強(qiáng)度。底座的強(qiáng)度和剛度都需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)方面考慮。動(dòng)剛度是衡量底座抗振能力的指標(biāo)。而提高底座抗振性能應(yīng)從提高底座的靜剛度、控制固有頻率、加大阻尼等方面著手。提高靜剛度和控制固有頻率的途徑是：合理設(shè)計(jì)底座截面形狀和尺寸，合理布肋、注意底座的整體剛度和局部剛度的匹配等。（3）穩(wěn)定性，底座因承受很大的受壓而都存在失穩(wěn)問題。所加肋也可能存在局部失穩(wěn)現(xiàn)象。穩(wěn)定性是保證底座能夠正常工作的基本條件，必須加以校核。底座設(shè)計(jì)的一般要求為：（1）在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，底座的重量應(yīng)要求輕、成本低。（2）抗振性能好。

42、（3）由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形力要最小。（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工。（5）結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于安裝和調(diào)整。底座多為鑄造件，它常用的材料為鑄鐵，鑄鐵有以下的優(yōu)點(diǎn)，它的流動(dòng)性好，體收縮和線收縮小，容易獲得形狀復(fù)雜的鑄件。鑄鐵的內(nèi)摩擦大，阻尼作用強(qiáng)，故動(dòng)態(tài)剛性好。鑄鐵還具有切削性能好、價(jià)格便宜和便于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但鑄件的壁厚超過臨界值時(shí)，其機(jī)械性能會(huì)顯著下降，故在設(shè)計(jì)底座壁厚的時(shí)候應(yīng)加以注意。對(duì)底座必須進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理的目的是在不降低鑄鐵力學(xué)性能的前提下，使鑄鐵的內(nèi)應(yīng)力和機(jī)加工切削應(yīng)力得到消除或穩(wěn)定，以減少長(zhǎng)期使用中的變形，保證幾何精度。時(shí)效處理分為自然時(shí)效和

43、人工時(shí)效，人工時(shí)效的方法又有熱處理方法和機(jī)械振動(dòng)法。自然處理就是在粗加工后，放在室外擱置相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間（一般都要一年以上），使內(nèi)應(yīng)力自然松弛或消除。它具有方法簡(jiǎn)單，效果好的優(yōu)點(diǎn)，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，占地面積大，積壓資金等缺點(diǎn)。人工時(shí)效中的熱處理方法就是將鑄件共析點(diǎn)以下（一般為），保溫一段時(shí)間，然后緩緩冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械振動(dòng)法是將激振器裝卡在底座上時(shí)其共振，經(jīng)持續(xù)一段時(shí)間后，金屬產(chǎn)生了局部塑性變形，消除殘余應(yīng)力。人工時(shí)效的特點(diǎn)就是時(shí)間短，效果顯著。在碎焦卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)中用到的底座有兩個(gè)，它們是卷?yè)P(yáng)機(jī)底座和馬達(dá)底座?？紤]到工作環(huán)境以及底座設(shè)計(jì)制造中的注意事項(xiàng)，他們均采用鑄造，材料為HT2040，進(jìn)

44、行人工時(shí)效處理。它們的設(shè)計(jì)過程在這里就不加以說明，形狀尺寸均已在圖紙上表達(dá)清楚。在卷筒設(shè)計(jì)中還用到了支架，設(shè)計(jì)中用到的操縱裝置的支柱，采用焊接結(jié)構(gòu)，共用6塊鋼板焊接而成，其尺寸如圖紙所示。焊接結(jié)構(gòu)較鑄造結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度和剛度高、重量輕、生產(chǎn)周期短以及施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。焊接件在設(shè)計(jì)中一般應(yīng)注意的問題如下：（1）材料的可焊性，焊接件鋼材的選擇要考慮可焊性，可焊性差的材料會(huì)造成焊接困難，使焊縫可靠性降低。（2）合理布置焊縫，a：焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件；b：為減小焊縫應(yīng)力集中和變形，焊縫布置應(yīng)盡量對(duì)稱分布，最好至中性軸的距離相等；c：盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，且焊線要短；d：焊縫

45、不要布置在加工面和需要表面處理的部位上。e：避免焊縫匯交和密集，讓次要焊縫中斷，主要焊縫連接。（3）提高抗振能力，由于普通剛才的吸振能力低于鑄鐵，故對(duì)于抗振能力要求高的焊接件應(yīng)抗振措施。（4）合理選擇截面形狀及合理布置布肋。（5）提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。a：減少應(yīng)力集中；b：減少或者消除焊接應(yīng)力，焊后熱處理等；c：減少結(jié)構(gòu)剛度，以期降低應(yīng)力集中和附加應(yīng)力的影響；d：調(diào)整殘余應(yīng)力；e：坯料選擇的經(jīng)濟(jì)性；f：保證焊接操作方便。3.2 齒輪及外殼3.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)這里設(shè)計(jì)的齒輪為連接卷筒裝置和操縱裝置的，通過齒輪的配合，從而來完成操縱裝置的動(dòng)作要求。根據(jù)工作條件和工作性質(zhì)，采用直齒輪

46、配合傳動(dòng)。關(guān)于齒輪的介紹這里就不多加介紹，下面把這對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)單的介紹如下：一、固定在卷筒軸上的齒輪的設(shè)計(jì)：根據(jù)工作要求，選用硬齒面，先按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度，其主要設(shè)計(jì)步驟如下：1擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 根據(jù)綜合力學(xué)性能，以及齒輪的工作條件選用45鋼。其主要力學(xué)性能如下表：齒輪常用材料及力學(xué)性能材料牌號(hào)熱處理方法強(qiáng)度極限屈服極限硬度HRC（齒面）45調(diào)質(zhì)表面淬火6473734050注：機(jī)械設(shè)計(jì)124頁(yè)根據(jù)圖表選取齒根的彎曲疲勞極限應(yīng)力；根據(jù)圖表選取齒面的接觸疲勞極限應(yīng)力為。（參考機(jī)械設(shè)計(jì)P125-P126）。2許用彎曲應(yīng)力理論公式：其中： 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系

47、數(shù)，取=2； 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，取=1； 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。取=1.6。 = 。3名義轉(zhuǎn)矩T1的計(jì)算理論公式： N.m4載荷系數(shù)K的選擇載荷系數(shù)，當(dāng)要求精確計(jì)算時(shí)，選取公式中的各個(gè)參數(shù)計(jì)算。但通常可近似地取.當(dāng)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),工作機(jī)載荷平穩(wěn),且齒輪支撐對(duì)稱布置時(shí)選小值;當(dāng)齒輪的速度大時(shí),易產(chǎn)生振動(dòng),沖擊和噪聲,同時(shí)增大齒輪傳動(dòng)的動(dòng)載荷,故K取較大值。考慮齒輪的制造精度，取K=1.3。5輪參數(shù)的確定初步選定齒輪參數(shù)：齒樹，；齒寬系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖5-38取 外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)Y=4，；按表5-1，又考慮到硬齒面齒根彎曲強(qiáng)度取m=3。中心距: mm;為已知數(shù)據(jù)，故： 計(jì)算幾何

48、尺寸：; b=d=0.07×354= 25 mm.6齒面的接觸強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)矩T=2764 N.m;齒面接觸疲勞極限應(yīng)力；齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為：；一對(duì)齒輪均為鋼制，所以取彈性系數(shù)；則 。齒面許用接觸應(yīng)力 其中 S接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，因?yàn)槭且话銈鲃?dòng)，所以取S=1.0； 接觸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，一般取=1； 工作硬化系數(shù)，兩齒輪均為硬齒面，故取=1；則 =，滿足，故符合要求。7幾何尺寸參數(shù)表：名稱代號(hào)計(jì)算公式備注模數(shù)m根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)需要而定3壓力角分度圓直徑dd 齒頂高3齒根高3.75全齒高h(yuǎn)6.75頂隙cc=0.25m0.75齒頂圓直徑360齒根圓直徑346.5基圓直

49、徑332.7齒距pP=9.42齒厚sS= 4.71齒槽寬e4.71中心距aa300基圓齒距8.85用 齒 輪 滾 銑 刀 切 削 ；精 度 等 級(jí) 為 級(jí)二、小齒輪參數(shù)這個(gè)齒輪是與上個(gè)齒輪相互配合來傳遞運(yùn)動(dòng)的，就不用再以上面那個(gè)那樣的設(shè)計(jì)過程詳細(xì)計(jì)算，這里只需要根據(jù)配合條件，根據(jù)它們兩個(gè)之間的相互關(guān)系來確定這個(gè)齒輪的各個(gè)形狀尺寸。其各個(gè)參數(shù)如下表。名稱代號(hào)計(jì)算公式備注模數(shù)m根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)需要而定3壓力角分度圓直徑d齒頂高3齒根高3.75全齒高h(yuǎn)6.75頂隙cc=0.25m0.75齒頂圓直徑252齒根圓直徑238.5基圓直徑231.2齒距pP=9.42齒厚sS= 4.71齒槽寬e4.71中心距aa300基圓齒距8.85用 齒 輪 滾 刀 切 細(xì) 螺 紋