轉(zhuǎn)爐擋火門傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)概要

1、安徽工業(yè)大學(xué)蕪湖函授站畢業(yè)論文題目： 轉(zhuǎn)爐擋火門傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)姓名： 楊星光學(xué)號(hào)：90115015專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班級(jí)：09機(jī)制屆別： 2011 屆指導(dǎo)教師：張 宏 兵2011年3月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1引言32轉(zhuǎn)爐花而裝上總麻設(shè)32.2總體設(shè)計(jì)方案3 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3電動(dòng)機(jī)的選擇6車輪轉(zhuǎn)矩的M定6車輪走行速度確定6電動(dòng)機(jī)功率確定 6確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)6各軸轉(zhuǎn)速、輸入轉(zhuǎn)矩、功率計(jì)算 64蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)7選擇材料并確定許用應(yīng)力 8確定蝸桿

2、頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)8按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 8驗(yàn)算傳動(dòng)效率49熱平衡計(jì)算9中心距a及各部分尺寸計(jì)算9精度選擇3.8蝸桿軸的設(shè)計(jì)及校核 10蝸輪、蝸桿傳動(dòng)減速機(jī)箱體尺寸計(jì)算 10 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 5直齒輪減速機(jī)設(shè)計(jì) 13選擇齒輪材料及精度等級(jí) 13按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 13主要尺寸計(jì)算14按齒彎曲疲勞強(qiáng)度校一核 14驗(yàn)算齒輪的圓周速度 v14 HYPERLINK l bookmark138 o Current Document 6鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)15選擇鏈輪齒數(shù) Z1、Z215確定鏈節(jié)數(shù)15根據(jù)功率曲線確定鏈型號(hào)15驗(yàn)算鏈速15計(jì)算實(shí)

3、際中心距 15確定潤(rùn)滑方式15計(jì)算對(duì)鏈輪軸的壓力 F，15鏈輪設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l bookmark140 o Current Document 7車輪組設(shè)計(jì)16車輪軸的設(shè)計(jì)16車輪的設(shè)計(jì)168電氣控制設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l bookmark144 o Current Document 9氣動(dòng)控制設(shè)計(jì)17負(fù)載計(jì)算18氣缸基本尺寸計(jì)算 18 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 10結(jié)束語(yǔ)18第1頁(yè)共21頁(yè)摘要：轉(zhuǎn)爐爐前電動(dòng)擋火大門其主要作用是轉(zhuǎn)爐在煉鋼生產(chǎn)時(shí)防止鋼渣噴濺到轉(zhuǎn)爐平 臺(tái)引起安全事故，保護(hù)煉鋼工的安全，其次是改善煉

4、鋼作業(yè)時(shí)的作業(yè)環(huán)境。在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉 鋼作業(yè)時(shí)必須將擋火門關(guān)上，在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行加廢鋼、兌鐵水時(shí)擋火門必須打開。擋火門的操 作在轉(zhuǎn)爐主控室，通過按鈕起動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)擋火門的開啟或關(guān)閉，該擋火門分左右兩個(gè)門，可同時(shí)開動(dòng)，也可單獨(dú)開動(dòng)，每扇門的開位，我們?cè)O(shè)置了電氣限位和機(jī)械限 位擋塊。每個(gè)擋火門上方設(shè)置一個(gè)觀察門，以便于煉鋼時(shí)觀察爐火，判斷鋼水的溫度和出 鋼時(shí)間。觀察門利用氣動(dòng)控制，在主控室操作。關(guān)鍵詞：擋火門電動(dòng)機(jī)蝸輪蝸桿減速機(jī)直齒輪減速機(jī)鏈傳動(dòng)車輪組電氣控制氣 動(dòng)控制Fire door driving device of converter designAbstract: the conver

5、ter furnace or electric fire door converter in steel-making productionin its main role is to prevent accidents caused by spillage to converter steel slag platform, protect the safety of steel-making industry, followed by improving the working environmentof steel-making operations. During the steelma

6、king in converter fire door must be closed, when presented in converter and scrap, hot metal fire doors must be open. Operations in convertermain control room of the fire door, by button starting motor reverse, realization of opening or closing of fire doors, the fire doors left and right door, but

7、at the start, can also bestarted separately, doors open, we have set a limit of electrical and mechanical limit stop.Observation on every fire door set above a door, so that when the steel-making observing fire, judge the temperature of the molten steel and steel time. Observation on the door with p

8、neumatic control, in the main control room operations.Keywords: fire door motor worm speed reducer gear speed reducer chaintransmission wheel setof electrical control, pneumatic control第2頁(yè)共21頁(yè)轉(zhuǎn)爐擋火門傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1引言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)煉鋼現(xiàn)場(chǎng)的工況設(shè)計(jì).當(dāng)初設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案有以下幾種：方案 一，電機(jī)帶動(dòng)齒輪減速機(jī)，再由減速機(jī)帶動(dòng)車輪組轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擋火門走行；方案二，由卷?yè)P(yáng)帶 動(dòng)擋火門實(shí)現(xiàn)走行；方案三：

9、由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪組實(shí)現(xiàn)擋火門走行 ；方案四，由電機(jī)帶動(dòng) 蝸輪蝸桿減速機(jī)，再帶動(dòng)齒輪減速機(jī)，再由鏈傳動(dòng)帶動(dòng)車輪組實(shí)現(xiàn)擋火門走行.由于方案一 齒輪減速機(jī)的減速比有限，要實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比，減速機(jī)過于龐大且由于現(xiàn)場(chǎng)軌道難免會(huì)有積 渣卡阻，導(dǎo)致傳動(dòng)沖擊力過大，容易出現(xiàn)齒輪輪齒彎曲或輪齒斷裂，造成減速機(jī)壽命短暫， 故該方案被排除；方案二，用卷?yè)P(yáng)實(shí)現(xiàn)走行，設(shè)備站地面積過大，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備過于繁雜，故該方 案也被排除；方案三，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由于投資費(fèi)用過大，且設(shè)備加工精度高，故也被否決. 最后決定采用方案四，其優(yōu)點(diǎn)是：蝸輪蝸桿減速比大，設(shè)備的空間尺寸小，另外齒輪減速機(jī) 與車輪組之間采用鏈傳動(dòng)，能很好的緩沖現(xiàn)場(chǎng)工況原

10、因產(chǎn)生的沖擊 ，可以很好的保證減速 機(jī)的使用壽命，且投資小，故選擇該傳動(dòng)方式。2轉(zhuǎn)爐擋火門傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)工作原理轉(zhuǎn)爐爐前電動(dòng)擋火大門其主要作用是轉(zhuǎn)爐在煉鋼生產(chǎn)時(shí)防止鋼渣噴濺到轉(zhuǎn)爐平臺(tái)引 起安全事故，保護(hù)煉鋼工的安全，其次是改善煉鋼作業(yè)時(shí)的作業(yè)環(huán)境。在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼作 業(yè)時(shí)必須將擋火門關(guān)上，在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行加廢鋼、兌鐵水時(shí)擋火門必須打開。擋火門的操作在 轉(zhuǎn)爐主控室，通過按鈕起動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)擋火門的開啟或關(guān)閉，該擋火門分左右 兩個(gè)門，可同時(shí)開動(dòng)，也可單獨(dú)開動(dòng)，每扇門的開位設(shè)置了電氣限位和機(jī)械限位擋塊。每 個(gè)擋火門上方設(shè)置一個(gè)觀察門，以便于煉鋼時(shí)觀察爐火，判斷鋼水的溫度，觀察門利用氣 缸控制開啟

11、或關(guān)閉，在主控室操作。如圖 1擋火門走行傳動(dòng)示意圖及圖2觀察門汽缸布 置簡(jiǎn)圖?？傮w設(shè)計(jì)方案蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)部分的步驟與思路：對(duì)蝸輪、蝸桿選擇材料并確定許用應(yīng)力。蝸桿:由于功率不大，采用45鋼表面淬火，硬度45HRC蝸輪：因轉(zhuǎn)速較高，采用抗膠合性能 好的鑄錫磷青銅，ZcuSn10P1金屬型。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N= 3.024 X107次 計(jì)算壽命系數(shù) KHN= 0.8708, KFN= 0.6847計(jì)算許用應(yīng)力：6H=174.16Mpa, 6 F=39.71MPa第3頁(yè)共21頁(yè)圖1擋火門走行傳動(dòng)示意圖觀察門關(guān)閉位圖2觀察門汽缸布置簡(jiǎn) 圖確定蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù) Z1=2, Z2=40按齒面接觸疲勞

12、強(qiáng)度計(jì)算得m=6.3,直徑系數(shù)q=10di =mq=6.3X 10= 63mmd2 =mz2=6.3X 40=252mm蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角：X =11.316 F=29.9Mpa 6 F齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。驗(yàn)算傳動(dòng)效率4=0.850.87與原估計(jì)42=0.8相近。熱平衡計(jì)算，蝸輪蝸桿減速機(jī)外形尺寸初定為0.6m（高）X0.5m（長(zhǎng)）x 0.4m（寬），散熱第4頁(yè)共21頁(yè) 面積約1.5 m2,取室溫t0=35 C,因通風(fēng)散熱條件較好，取散熱系數(shù) Ka=15W/( m2 C)。 軸溫t1=70.9 0 7090符合要求。中心距a及各部分尺寸計(jì)算：中心距 a= 315mm精度選擇，由v2選

13、擇精度等級(jí)。精度等級(jí)選擇參考 GB10089-88 V245HRC強(qiáng)度極限6B= 650Mpa許用彎曲應(yīng)力6 -1b=60Mpa按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑d 16.5318.23mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián) 軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大 3%5%,取為17.3619.64mm由設(shè)計(jì)手冊(cè) 取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=18mm設(shè)計(jì)蝸輪軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計(jì)的是蝸輪、蝸桿減速機(jī)，可將蝸桿與蝸輪嚙合點(diǎn)布置在箱體的內(nèi)部中央，將軸承布置在蝸桿軸的兩端，軸的外伸端 安裝半聯(lián)軸器。確定軸上零件的位置和固定方式蝸桿軸軸承及擋油環(huán)、鎖緊螺母均從兩側(cè)安裝，軸承用軸肩定位，軸承安裝在蝸桿軸兩端。確定各軸段的直徑，確定

14、各軸段的長(zhǎng)度。蝸桿軸的校核滿足6e小于6-1b的條件，故設(shè)計(jì)軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定裕 量h蝸輪、蝸桿傳動(dòng)減速機(jī)箱體尺寸計(jì)算。直齒輪減速機(jī)設(shè)計(jì)步驟：選擇齒輪材料及精度等級(jí)，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBs大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBs因?yàn)槭瞧胀p速機(jī)、選9級(jí)精 度，要求齒面粗糙度Raw 6.3。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，因兩齒輪均為鋼制齒輪，可求出 d1值。確定有關(guān)參數(shù)與 系數(shù)：轉(zhuǎn)矩T=563.2 N.m。載荷系數(shù)K:查表取K=1.1，齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)巾d,根據(jù)在閉 式軟齒面齒輪傳動(dòng)中，齒輪的彎曲強(qiáng)度總是足夠的，齒數(shù)一般取Z1=244a故小齒輪的齒數(shù)Z1取為25,

15、則大齒輪的齒數(shù)Z2=7S因單級(jí)齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟 齒面，選取 巾 d=1。許用接觸應(yīng)力6H，6 Hlim1=560Mpa 6 Hlim2=530Mpq SH=1觀察門的氣動(dòng)部分設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)條件：觀察門是安裝在擋火門上半部分的本體方形 孔部位的，它與擋火門本體的連接方式為上端較接懸掛式，自然狀態(tài)是受重力作用處于關(guān) 閉位，需要開啟時(shí)由氣缸的動(dòng)作控制開啟。計(jì)算出活塞桿的直徑d為38mm取整為40mmD= 160mm氣缸的行程計(jì)算，根據(jù)氣缸布置位置，得出 L= 800mm/cos45 = 1132mm取整 得1130mm根據(jù)缸徑查得氣缸進(jìn)氣口直徑 EE=625mm到此得出：觀察門的

16、氣缸型號(hào)為 160/40*1130mm氣缸速度為113mm/s,動(dòng)作時(shí)間10s.氣缸動(dòng)作電磁閥型號(hào)為 K25D-25AC110V第5頁(yè)共21頁(yè)3電動(dòng)機(jī)的選擇車輪轉(zhuǎn)矩的確定：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，單門由兩個(gè)車輪支承，單門重量為11170kg,主動(dòng)輪輪徑為小400mm擋火門運(yùn)行時(shí)動(dòng)摩擦系數(shù)為0.1則 Ff=11170X 9.8 X0.1 =10946.6NR 主動(dòng)輪 400/2 = 200mrm 0.2mT=F fXR主動(dòng)輪=10946.6X0.2 =2189.32N.m車輪走行速度確定：根據(jù)工況要求，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為16r/min所以v=16 二 d60 100016 3.14 40060 1000=0.

17、335m/s速比確定：鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比一般為i =23.5,傳動(dòng)比i過大，鏈條在小鏈輪上的包角減 小，嚙合的齒數(shù)減少，從而加速輪齒的磨損，為減少輪齒的磨損，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i 3=1.5 c 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比：一般每對(duì)直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比i3,最大可達(dá)到5,故直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比i 2=3o蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比：為提高傳動(dòng)效率、減少能量損失，常取zi=24.查表11.1有傳動(dòng)比為1427,取蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比i 1=20,則總傳動(dòng)比：i總=乂 i 2X i3= 20*3*1.5 =90電動(dòng)機(jī)功率確定：P=FfXv= 10946.6X0.335 =3667.1w=3.67kw查表得：圓柱齒輪傳動(dòng)效率為：41

18、 = 0.98蝸桿傳動(dòng)效率為：42=0.8滾動(dòng)軸承效率為：43=0.99彈性聯(lián)軸器效率為：刀4= 0.99鏈傳動(dòng)效率為：7 5=0.9所以“總=0.98 X 0.99 X 0.8 X 0.99 乂 0.99 乂 0.98 X 0.99 乂 0.9 = 0.674P電機(jī)=P 3.67”總 0674=5.45kw確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)：根據(jù)計(jì)算出的功率、傳動(dòng)總速比，選用Y型全封閉鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，查得電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y132S-4其額定功率為5.5kw、滿載轉(zhuǎn)速為：1440r/min電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：Td =9550 Pd =9550 5.5 =36.48N.m nm1440各軸轉(zhuǎn)速、輸入轉(zhuǎn)矩、功率計(jì)算：第

19、6頁(yè)共21頁(yè)電機(jī)轉(zhuǎn)速 ni=1440 r/min,蝸桿傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速 n2 = ni/ i 1= 1440/20 = 72r/min圓柱齒輪傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速 飛=窕/ i 2 = 72/3 =24r/min鏈傳動(dòng)輸出轉(zhuǎn)速 m=n3/ i 3=24/1.5 =16r/min蝸桿軸輸入轉(zhuǎn)矩： T1 = TdX n 4=36.48 X0.99 =35.39N.m蝸輪軸輸入轉(zhuǎn)矩： T2=x 4 3X 4 2Xi 1=35.39 X 0.99 X 0.8 X 20=574.64N.m圓柱齒輪減速機(jī)小齒輪軸輸入轉(zhuǎn)矩：T3=T2X44X44=574.64 X 0.99 X 0.99=563.2 N.m圓柱齒輪減速

20、機(jī)大齒輪軸輸入轉(zhuǎn)矩：Ti = T3X41X43Xi 2= 563.2 X 0.99 X 0.98 X3=1639.26 N.m車輪軸輸入轉(zhuǎn)矩：T5= TiX n 3X n 5X i 3=1639.26 x0.99 X0.98 x 1.5=2190.87 N.m電機(jī)輸出功率：Pd=5.5kw蝸桿軸輸入功率：R=RX44=5.5 X 0.99 =5.39kw蝸輪軸輸入功率：P2= P1 X 4 3X 4 2= 5.39 X 0.99 X 0.8 = 5.28kw圓柱齒輪減速機(jī)小齒輪軸輸入功率：R=PzX44X44=5.28 X0.99 X0.99 =5.18kw圓柱齒輪減速機(jī)大齒輪軸輸入功率：R=

21、P4X43X41 = 5.18 X0.98 X0.99 =5.02kw車輪軸輸入功率：P5= P4 X 4 3 X 4 5= 5.02 X 0.9 X 0.99 = 4.48kw4蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1選擇材料并確定許用應(yīng)力蝸桿：由于功率不大，采用45鋼表面淬火，硬度45HRC.蝸輪：因轉(zhuǎn)速較高，采用抗膠合性能好的鑄錫磷青銅，ZCuSn10P1金屬型。查得蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力為6 h = 200Mpa蝸輪材料的基本許用彎曲應(yīng)力為6 f = 58Mpa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N （蝸輪轉(zhuǎn)速 窕=nJ i 1= 1440/20 = 72r/min ）擋火門為間隙工作制，平均每天運(yùn)行2h,使用壽命10年

22、，則 Lh=350X 10X 2=7000hN=60jn 2Lh=60X 1 X 72 X 7000= 3.024 X 107次計(jì)算壽命系數(shù)Kh2 KfN：第7頁(yè)共21頁(yè)K HN=0.8708K FN=0.6847計(jì)算許用應(yīng)力:6 H= 6 H6 F= 6 F.K HN= 200X 0.8708 = 174.16MPa.K fn= 58X 0.6847 =39.71MPa確定蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比i值取Zi=2，則乙=i Z i=20X 2 = 40,蝸桿采用右旋按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù)K=11.4,當(dāng)載荷平穩(wěn)，vs03m/s時(shí)，取載荷系數(shù)K=1j-.22m 2dl 之 KT252

23、0 】=1.1父574.64父520 =2427.85mm3121Z2 bH40 x200)按 RdR 2427.85 選取 m& = 2500mm得m =6.3 ,直徑系數(shù)q=10d 1 = mq=6.3X 10 = 63mmd 2= mz=6.3 x 40=252mmarctanz 1qarctann 210=11.31則 Yf2=2.32,得_ 2KT2Yf2d1d 2mcos ,32 1.1 574.64 102.3263 252 6.3 cos11.31= 29.9Mpa 6 f齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格4.4驗(yàn)算傳動(dòng)效率”蝸桿分度圓速度為二 d1nlVi60 10003.14 63

24、 144060 1000=4.75m/sVsv1=4.75cos cos11.31=4.84 m/s查得 f v=0.022pv=1 16第8頁(yè)共21頁(yè)4=(0.950.97) 也一=(0.95 0.97) 匕記131 =0.85 0.87 ,與tan。.，Pvtan 11 .31 - 1 16,原估計(jì)42=0.8相近。熱平衡計(jì)算蝸輪蝸桿減速機(jī)外形尺寸初定為 600mm500mm400mm散熱面積約1.5 m2,取室溫10=35 C,因通風(fēng)散熱條件較好,取散熱系數(shù) Ka=15W/( m2。 C)。軸溫11,則1000 1- p11000 1 -0.85 5.393=+t0 =*+35 C =7

25、0.9 (11+0.06Z2)m=(11+0.06 父40) M6.3=84.42mm 取 b=90mm蝸輪尺寸計(jì)算齒頂高：ha2=m=6.3mm齒根高：hf2=1.2m=7.56mm分度圓直徑：d2=mz=6.3 40=252mm齒頂圓直徑：da2=m(z2+2)=6.3 (40+2)=264.6mm齒根圓直徑：df2=m(z2-2.4)=6.3(40-2.4)=236.88mm蝸輪咽喉母圓半徑：rg2=a-1/2 da2=157.5-264.61/2=25.2mm第9頁(yè)共21頁(yè)蝸輪最大外圓直徑：因zi=2故 de2 da2+1.5m=264.6+1.5 x 3.6=270mm蝸輪輪緣寬度：

26、因zi=2故 b2 0.75d ai=0.75 x 75.6=56.7mm 取 b2=56mm精度選擇由V2選擇精度等級(jí)。精度等級(jí)選擇參考 GB10089-88二 d2n2v =60 10003.14 252 72 60 1000=0.95m/sV245HRC查得強(qiáng)度極限6b= 650Mpa許用彎曲應(yīng)力6郎=60Mpa按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑查得C= 118107,則d 至C 3 p =007118)3(5.39- =16.53 18.23mm ；n,1460考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5% ,取為17.3619.64mm由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=18mm設(shè)計(jì)

27、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計(jì)的是蝸輪、蝸桿減速機(jī)，可將蝸桿與蝸輪嚙合點(diǎn)布置在箱體的內(nèi)部中央，將軸承布置在蝸桿軸的兩端，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。（如圖3）圖3蝸輪軸草圖確定軸上零件的位置和固定方式：蝸桿軸軸承及擋油環(huán)、鎖緊螺母均從兩側(cè)安裝，軸第10頁(yè)共21頁(yè) 承用軸肩定位，軸承安裝在蝸桿軸兩端。確定各軸段的直徑：如圖3所示，軸段（外伸端）直徑最小，di=18mm考慮到要對(duì) 安裝在軸段上的聯(lián)軸器進(jìn)行軸向定位，軸段上應(yīng)有軸肩，取d2=25mm軸段上安裝軸承，擋油環(huán)，為能很順利地在軸段上安裝軸承，軸段必須滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取 軸段的直徑d3=30mm為對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位，同時(shí)便于軸承的拆卸，查

28、表得6206型軸承的安裝高度為4.5mm軸段取d4=40mm軸段為蝸桿齒；同理軸段取 d6=40mm軸 段安裝軸承取d7=30mm圖4蝸桿軸受力分析確定各軸段的長(zhǎng)度：軸段1安裝聯(lián)軸器，取l i=42mm；由段2為了便于聯(lián)軸器的拆裝及 安裝透蓋取12=40mm；由段3上安裝軸承及軸承的軸向定位鎖緊螺母，擋油環(huán)等取13=38mm; 軸段4為軸承的軸向定位及考慮與蝸輪的空間位置取14=135mm1由段5為蝸桿螺紋長(zhǎng)度及15=90mm同理取軸段6長(zhǎng)度為16=135mm由段7長(zhǎng)度為1 7=42mm第11頁(yè)共21頁(yè)進(jìn)行蝸桿受力分析，如圖4。軸的受力圖a,蝸桿圓周力 Fti =2Ti/di = 2X35.3

29、9N.M/0.063mm= 1.12 乂 103N蝸桿軸向力 Fai = 2T2 /d 2 = 4.56 X 103N蝸桿徑向力 Fr1 = Fa1.tan20 =407.65N水平面內(nèi)的彎矩圖b,支點(diǎn)反力為：Fha=Fh-Ft1/2 =560NI I截面處的彎矩為：Mi = 560X200X 10-3 = 112N.mII -II截面處的彎矩為：ML = 560X 135 X 10-3 = 75.6N.m作垂直面內(nèi)的彎矩圖 c,支點(diǎn)反力為：Fvb= ( Fa1X63+Fr1X200) /400 = 922.025NFva= Fr1 Fvb= 514.375NI -I截面左側(cè)彎矩為：MVi 左

30、=FvaX 200義 10-3 = 102.875N.mI -I截面右側(cè)彎矩為：= FvbX 200X 10-3 = 184.405N.mII -II 截面處的彎矩為： Mii=FvbX 135X 10-3 = 124.47N.m作合成彎矩圖d, M = Mh2 Mv2I - I截面：Ml 左=tMvi 左2 +Mhi2 =152.08N.mMi 右=,：Mvi 右2 +Mhi2 =215.75N.mII II截面：Mii =/mvii2 Mhii2 =145.63N.m作轉(zhuǎn)矩圖e,求當(dāng)量彎矩：因減速機(jī)為雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，為對(duì)稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩，取修正系數(shù)a=1I -1截面：Mei =0Mi 右2 +(sT)

31、2 =218.63N.mII II截面:第12頁(yè)共21頁(yè)Mdi =、Mii2 +(otT)2 =149.87N.m確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度，截面I I , II II所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩 Mi大于MEii , 故截面I I可能為危險(xiǎn)截面。但由于截面II軸徑大于截面II II軸徑，故截面II II也應(yīng)校核。I - I截面：6eI = MI/W= 218630/ (0.1 X47.883) = 19.92MpaII II截面：6eII = MeII/W= 149870/ (0.1 X403) =23.42Mpa查得6-1-=60 Mpa,滿足屋小于6-的條件，故設(shè)計(jì)軸有足夠的強(qiáng)度，并有 一定裕量。5

32、直齒輪減速機(jī)設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及精度等級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBs大齒輪選用45鋼正火，硬度為170 210HBs因?yàn)槭瞧胀p速機(jī)，選9級(jí)精度，要求齒面粗糙度 R06.3。按齒面接觸疲勞強(qiáng)如設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼制齒輪，可求出 &值，確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：轉(zhuǎn)矩T3=563.2 N.m ,查取載荷系數(shù)K=1.1齒數(shù)Z1和齒寬系數(shù)巾d：根據(jù)在閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)中，齒輪的彎曲強(qiáng)度總是足夠的， 齒數(shù)一般取乙二2440。故小齒輪的齒數(shù)乙取為25,則大齒輪的齒數(shù)乙二75。因單級(jí)齒輪傳 動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，選取 巾d= 1。許用接觸應(yīng)力6h，查得 6 Hlim1=560Mpa 6

33、 Hlim2=530Mpa Sh=1o擋火門為間隙工作制，平均每天運(yùn)行 2h,使用壽命10年，則 Lh=350X 10X 2=7000hN1=60jn2Lh=60X 1X72X7000=3.024 X107 次N2二N/i=3.024*10 7/3=1.008*10 7查圖得 Zn=1.25 , Zn2=1.3o 則zZN1 - Hlim1SH1.25 5601= 700Mpa第13頁(yè)共21頁(yè)1.3 530SH=689M pa故 di _ 76.43 3KT3 u 133,276.43 3%Lh2. _31.1 563.2 10,_21 3 7003 1 90.95 mm= 3.638d19.

34、95m =乙 25選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)4。主要尺寸計(jì)算d1=mz=4X 25=100mmd2=mz=4X 75=300mmb= 巾 d.d 1=1 x 100=100mm 取 b2=100mm則 b1= b 2+5=100+5=105mma=1/2m(Z1+Z2)=1/2 x4X (25+75)=200mm按齒彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算6 F,如6 F0 6 F則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：齒形系數(shù)Yf查得 *1 = 2.65 Y F2=2.25應(yīng)力修正系數(shù)Ys,查得飛尸1.59 Y s2=1.77許用彎曲應(yīng)力6f，查得 6 Fiim1=210Mpa 6Fiim2=200Mpa Sf=1.3 , Yn1=

35、1.1 , Yn2=1.08 , 則匕1Yn1 4-Flim1SFYn2 Flim2SF2KT1bm2Z1YfYsF2Y F2Y S2Y F1Y s11.1 2101.3= 177.7Mpa1.08 2001.3= 166.2M pa2 1.1 5.63 105 2100 4252.65 1.59 = 129.7Mpa2.25 1.77= 129.7=122.6Mpa2.65 1.596 F1=177.7 Mpa2=166.2 Mpa齒根彎曲強(qiáng)度校核合格驗(yàn)算齒輪的圓周速度v第14頁(yè)共21頁(yè)二d1nl v =60 1000查表可知，選9級(jí)精度齒輪是合適的。3.14 100 72 八”，= 0.3

36、8m/s60 10006鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知鏈傳動(dòng)輸入功率 5.02KW 輸入轉(zhuǎn)速n=24r/min ,傳動(dòng)比i 3=1.5選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2估計(jì)鏈速v0.6m/s ,查表選擇小鏈輪齒數(shù)zi=17,則 Z2=z1i 3=17X 1.5= 25.5 取 Z2=26確定鏈節(jié)數(shù)初定中心距a=30P,得鏈節(jié)數(shù)Lp為L(zhǎng) 9 Z1 Z2 p Z2 -乙 =60+21.5+0.07=81.57mmp p 239.5 a0取 Lp= 82mm根據(jù)功率曲線確定鏈型號(hào)查得&=1;按圖估計(jì)鏈工作點(diǎn)在曲線頂點(diǎn)的左下側(cè)，按表查得K=1;由圖查得K=1.02（由曲線1查得）；采用單排鏈，查得K=1。鏈需傳遞的功率p0KaP

37、KZKLKm1 5.021 1.02 1= 4.92kw選取鏈號(hào)為24A,節(jié)距p = 38.1mm驗(yàn)算鏈速ZiP5 v =60 100017 38.1 2460 1000=0.26 m/sv值在估計(jì)值范圍內(nèi)，與估計(jì)相符計(jì)算實(shí)際中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)整中心距的形式，故不必精確計(jì)算中心距，可取a=a（=30p= 30*38.1 =1143mm確定潤(rùn)滑方式查圖選用人工定期潤(rùn)滑。計(jì)算對(duì)鏈輪軸的壓力F第15頁(yè)共21頁(yè)1000 P1000 4.480.34F=1.25F =1.25 =1.25 = 16.47KN鏈輪設(shè)計(jì)鏈輪輪齒的齒形應(yīng)便于鏈條順利地進(jìn)入和退出嚙合， 使其不易脫鏈，且應(yīng)該形狀簡(jiǎn)單, 便于加工。小

38、鏈輪分度圓：或=一P-= 尊1 = 207 mm TOC o 1-5 h z . 180, 180sin sin Z117大鏈輪分度圓：d2 = = 38.1 = 317 mm. 180. 180sin sin Z2267車輪組設(shè)計(jì)車輪組用于支承擋火門，帶動(dòng)擋火門運(yùn)行的部件，由車輪軸、軸承、車輪、支撐座、 軸端透蓋及大鏈輪等組成。車輪軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力：由于傳動(dòng)的功率為中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故 選45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。查得強(qiáng)度極限 6b= 650Mpa查得許用彎曲應(yīng)力6-1b= 60Mpa按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑，據(jù)表查得 J 118107，則d - C 3 p 0107 118

39、 3 4.48 =70 77.2mmn. 16考慮到軸的最小直徑處要安裝軸止動(dòng)塊，會(huì)有切槽存在，故將估算直徑加大3%5%, 取為73.581.06mm由設(shè)計(jì)手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)直徑d二75mm設(shè)計(jì)車輪軸的結(jié)構(gòu)及軸上零件的位置和固定方式：車輪安裝在軸的中間，車輪的內(nèi)徑 作為軸承的安裝座，軸承的軸向定位用軸肩和透蓋以及軸套，軸承分別由軸的兩端裝入。確定各軸段的直徑：軸段1直徑最小，d1 = 75mm為了方便軸承的裝拆及必要的安全系數(shù)， 同時(shí)要滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段2的直徑d2=80mm軸段3要對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位， 故取軸段3的直徑d3=90mm該軸為對(duì)稱軸，故取軸段 4的直徑d，=80mm故取軸段5的

40、 直徑d5=75mm選用雙列向心球面滾子軸承 3516。確定各軸段的長(zhǎng)度：軸段1取70mm軸段2安裝軸承、透蓋取74mm軸段3取96mm 軸段5取70mm軸段4安裝軸承、透蓋取 74mm車輪的設(shè)計(jì)第16頁(yè)共21頁(yè)車輪選用ZG45表面淬火，硬度為 300380HB根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況要求車輪外徑 小400mm根據(jù)軸承外徑取車輪內(nèi)徑 小140mm根據(jù)擋火門 的總重量設(shè)計(jì)車輪踏面寬為90mm考慮到車輪上安裝鏈輪，將車輪總寬度設(shè)計(jì)為 190mm 8電氣控制設(shè)計(jì)（見表1及圖5）表1:元器件選用型號(hào)及數(shù)量FU1| IIt T SB3圖5電氣控制原理圖代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量M三相異步電動(dòng)機(jī)W-90S-211.5KW 380V、3.4A、丫型接法、2845r/min1QS封閉式復(fù)合開關(guān)HH4-15/3380V、15A、極數(shù) 31FU插入式RCIA-15額定電流15A、額定電壓380V5FR熱繼電器JR16-20/3D額定電流16A、整定電流范圍15A1KM交流接觸器CJ10-40主觸點(diǎn)額定電流40A、輔助觸點(diǎn)額定電流 15A2SQ行程開關(guān)LX19-121工作行程30度、超行程20度1SB按鈕LA10-35額定電流5A29氣動(dòng)控