鋼板初軋機設(shè)計說明書帶圖紙

1緒論 TOC\o"1-5"\h\z軋輻調(diào)整裝置的用途 2軋輯調(diào)整裝置的類型 2軋機上壓下裝置的分類和特點 23.1 電動壓下裝置 21.3.2手動壓下裝置 41.3.3雙壓下裝置 41.3.4全液壓壓下裝置 51.4電動壓下裝置經(jīng)常發(fā)生的事故及解決措施 61.4.1壓下螺絲的阻塞事故 61.4.2壓下螺絲的自動旋松 6\o"CurrentDocument"2快速電動壓下裝置的方案選擇與評述 7\o"CurrentDocument"3計算軋制力 9\o"CurrentDocument"4電機容量的選擇 2 0' 5.；壓;螺絲的設(shè)計計算 2 25.1.1壓下螺絲螺紋外徑確定 2 25.1.2壓下螺絲的強度校核 2 35.1.3壓下螺絲的尾部形狀設(shè)計 2 45.2壓下螺母的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 2 4\o"CurrentDocument"6齒輪設(shè)計計算 2 5\o"CurrentDocument"7主要零件的強度校核 3 27.1圓錐齒輪軸的強度校核 3 27.2軸承使用壽命的校核 3 5\o"CurrentDocument"8潤滑方法的選擇 3 8\o"CurrentDocument"9試車方法 3 9\o"CurrentDocument"10設(shè)備可靠性與經(jīng)濟評價 4 010.1機械設(shè)備的有效度 4 010.2投資回收期 4 0總結(jié) 4 2致謝 4 3參考文獻 4 41緒論初軋機在軋鋼生產(chǎn)中的作用是開坯，隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，初軋機的作用隨之下降,但初軋機不能被淘汰，軋制某些特殊用途的鋼材，由于連鑄坯有缺陷，故必須采用模鑄，初軋機開坯。軋輻調(diào)整裝置的用途軋輯調(diào)整裝置是軋鋼機中關(guān)鍵機構(gòu)之一，其結(jié)構(gòu)的好壞，宜接關(guān)系著軋件的產(chǎn)量的高低與質(zhì)量的好壞軋機軋輯的調(diào)整一般均包括徑向和軸向兩個方向的調(diào)整，徑向調(diào)整是軋鋼機中必不可缺的調(diào)整。軋輻通過兩個方向的調(diào)整后，可以保證軋輯間的相互位置的正確性，按規(guī)定完成道次的壓下量，還能在一定程度上來補償其軋轉(zhuǎn)輕身與軸徑的允許磨損量,同時又能調(diào)整軋輻與輯道水平面的相互位置，而且在連軋機上，還能調(diào)整機座間軋輯的相互正確位置，從而保證軋制的直線性，使得軋制順利進行。軋輯調(diào)整裝置的類型軋輯調(diào)整裝置按用途大致分為徑向與軸向兩大類調(diào)整裝置。其軸向調(diào)整裝置僅用于型鋼、線材軋機上，以微調(diào)的方法來保證兩個軋轉(zhuǎn)間組成正確的孔型位置，以及補償軋輻瓦緣的允許磨損量。而在各類型的板帶軋機上只有軋輯的軸向固定裝置。徑向調(diào)整按其軋輯移動方向大致分為壓下（也包括壓上）機構(gòu)和側(cè)壓進機構(gòu)。在常見的縱軋機座中均可看到壓下機構(gòu)，而側(cè)壓進機構(gòu)僅用于斜軋機和立軸的調(diào)整機構(gòu)中。根據(jù)各類軋機的工藝要求，調(diào)整裝置可分為：上輯調(diào)整裝置、下根調(diào)整裝置、中輯調(diào)整裝置、立輻調(diào)整裝置和特殊軋機的調(diào)整裝置。上較調(diào)整裝置也稱壓下裝置，它的用途最廣。安裝在所有的二輯、三輯、四輯和多根軋機上。壓下機構(gòu)按軋鋼機的類型、軋件的軋制精度要求，以及生產(chǎn)率高低要求又可分為:手動、電動、電-液及全液壓壓下機構(gòu)。手動壓下機構(gòu)一般多用于不經(jīng)常進行調(diào)節(jié)的、軋制精度要求不太嚴格的,以及軋制精度要求不高的中、小型型鋼、線材和小型熱軋板帶軋機上，通常這些軋機是在軋輻相互位置不變的情況下進行工作的。電動壓下機構(gòu)主要用于壓下螺絲的移動速度超過l~0.2mm/s的初軋機、板帶軋機及中厚板軋機上，以及移動速度小于l~0.2mm/s的薄板帶軋機上。前者是出于生產(chǎn)率的要求,而后者是由于壓下精度的要求。3軋機上壓下裝置的分類和特點1.3.1電動壓下裝置電動壓下裝置是軋鋼機調(diào)整機構(gòu)中最常見的一種壓下裝置。按軋輪調(diào)整的距離、速度及精度又可將壓下裝置分為快速和慢速兩種壓卜裝置?？焖匐妱訅合卵b置一般常用在上軋輯調(diào)節(jié)距離大、調(diào)節(jié)速度快以及調(diào)節(jié)精度要求不高的軋機上，如初軋機、板坯軋機、中厚板軋機及萬能軋機ho在這些類型的軋機上由于上鋁的調(diào)整距離大、壓下十分頻繁，要求有較高的壓下速度以免影響軋制生產(chǎn)率，所以采用快速電動壓下裝置是必要的。常采用的快速電動壓下裝置有兩種類型：一種是山法蘭盤的立式電動機通過圓柱齒輪減速器帶動壓下螺絲。兩個壓下螺絲是山兩臺帶法蘭盤的立式電動機通過圓柱齒輪減速機構(gòu)傳動的。因此采用這種傳動系統(tǒng)啟動迅速、傳動效率高、造價低，但存在著加大了機座的總高度，增加了廠房高度基本建設(shè)投資等缺點。另外為了實現(xiàn)壓下螺絲的單獨調(diào)整,中間介輪可以由液壓缸控制，使其與壓下螺絲嚙合或脫離。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1—2所示。1一制動器2-立式電動機3—減速機4一壓下螺母5一壓下螺絲6一離合器圖1.1立式電機一圓柱齒輪傳動的電動壓下裝置另一種快速電動壓下裝置由兩臺臥式電動機通過三個圓柱齒輪和兩對蝸輪蝸桿減速機構(gòu)來帶動兩個壓下螺絲，通過離合可以實現(xiàn)壓下螺絲的單獨調(diào)整。軋輻開度指示器的傳動系統(tǒng)中還裝有差動機構(gòu)，它可以由小電動機帶動實現(xiàn)調(diào)整作業(yè)。這種快速電動壓下裝置的特點是：結(jié)構(gòu)緊湊、機座總體高度低、基建投資下降，但傳動效率低、造價高。因此多用在一些壓下要求速度不高的初軋機上。2慢速電動壓下裝置這種調(diào)整裝置多用于上輕調(diào)節(jié)距離在100?200毫米以下，調(diào)節(jié)速度小于1?0.2mm/s,但調(diào)節(jié)精度要求高的薄板、帶材軋機上。在這種壓下機構(gòu)中，由于傳速比i要求很大（最大可以達到i=1500?2000）,同時又要求能帶鋼壓下。因此，壓下裝置的設(shè)計是比較復(fù)雜的。1.3.2手動壓下裝置這種壓下裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低，但工人的勞動條件差、強度大，因此常用在生產(chǎn)效率低的軋機匕1.3.3雙壓下裝置為了控制板厚偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)，在現(xiàn)代化的板、帶材成品機座的壓下裝置中，分成了精調(diào)與粗調(diào)兩個部分。其中精調(diào)裝置是用來首先給定原始輯縫的，.而精調(diào)裝置是用來在軋制過程中隨著板、帶材坯料厚度、軋制力及成品厚度的變化,隨時對短縫進行微量調(diào)節(jié)校正的。一、電動雙壓下裝置由于電動雙壓下裝置的反應(yīng)靈敏度差，所以僅用于精度低的熱軋板帶成品軋機上。在這種壓下裝置中精調(diào)與粗調(diào)系統(tǒng)都是由電動機通過機械的減速機構(gòu)來傳動壓下螺絲的，因此傳動系統(tǒng)的慣性力很大,從而使調(diào)整輯縫的校正訊號傳遞滯后現(xiàn)象很嚴重，所以無法滿足高精度的板厚公差要求。由于以上原因，目前很少采用這種板厚自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其筒圖如圖1—2所示。I一精調(diào)電動機2—粗調(diào)電動機圖1.2電動雙壓下裝置簡圖二、電-液雙壓下調(diào)整裝置第一種電動雙壓下調(diào)整裝置，它的粗調(diào)為一般的電動壓下機構(gòu)，通過電動壓下系統(tǒng)帶動壓下螺絲在空載的情況卜給定原始輯縫.而精調(diào)通過液壓缸推動齒條帶動扇形齒輪，使壓下螺母轉(zhuǎn)動，但用于壓下螺絲在電動機壓下機構(gòu)的鎖緊條件F而不能轉(zhuǎn)動，其結(jié)果只能使壓下螺絲上下移動實現(xiàn)了輻縫的微調(diào)。第二種，電-液雙壓下機構(gòu)，粗調(diào)為一般的電動壓下機構(gòu),而精調(diào)是用液壓缸直接代替了壓下螺絲與螺母。通常液壓缸放在精調(diào)壓下螺絲與上軸承座之間或下橫梁與下軸承座之間。該裝置的特點是精調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，消除了機械慣性力，從而大大縮短了調(diào)節(jié)信號滯后現(xiàn)象，減少了壓下螺絲與螺母的磨損，提高了精度機構(gòu)的效率。它的調(diào)節(jié)靈敏度比一般電動壓下要快10倍以上。因此大大提高了板材的軋制精度，廣泛的用在現(xiàn)代化的冷、熱成品帶鋼軋機上。電-液雙壓下裝置與電動雙壓下裝置相比有以下特點：結(jié)構(gòu)緊湊，精調(diào)部分傳動零件減少使傳動慣性力下降，因此，調(diào)節(jié)訊號滯后現(xiàn)象減輕，而靈敏度增加。但仍保留著機械傳動零件，所以仍存在著慣性力以及傳動間隙對精度靈敏度的影響，使調(diào)整精度還不夠高。1.3.4全液壓壓下裝置所謂全液壓壓下裝置就是取消了傳統(tǒng)的電動壓下機構(gòu)，其輻縫的調(diào)節(jié)均山液壓缸來完成。其系統(tǒng)示意圖如圖1—3所示。全液壓壓下裝置的特點：(1)慣性力小、動作快、靈敏度高，因此可以得到高精度的板帶材，其厚度偏差可以控制到小于成品厚度1%,而且縮短了板帶材的超差部分長度，提高了軋件成品率，節(jié)約了金屬，提高了產(chǎn)品質(zhì)量,并降低了成本。(2)結(jié)構(gòu)緊湊，降低了機座的總體高度，減少了廠房投資，同時提高了傳動效率。(3)采用液壓系統(tǒng)可以使卡鋼迅速脫開，有利于處理卡鋼事故,避免了軋件對軋輻的刮傷。(4)可以實現(xiàn)軋根快速提升,便于快速換短，提高了軋機的有效作業(yè)效率,增加了軋機的產(chǎn)量。(5)壓下系統(tǒng)復(fù)雜，工作條件要求高,有些元件制造困難、成本高、維護保養(yǎng)要求很嚴格以保證精度。1一電位器2一傳給另一機架的迅號3一位移調(diào)節(jié)放大器4一放大器5—伺服閥6一位移傳感器7-測厚儀8—測壓儀9-力一位移轉(zhuǎn)換元件10一選擇開關(guān)11一壓力傳感器12一柱塞缸13一壓力比較器Cp-調(diào)節(jié)系數(shù)裝置圖1.3全液壓壓下系統(tǒng)示意圖4電動壓下裝置經(jīng)常發(fā)生的事故及解決措施.1壓下螺絲的阻塞事故由于初軋機、板坯軋機和厚板軋機的電動壓下裝置壓下行程大、速度快、動作頻繁，而且是不帶鋼壓下，所以常常由于操作失誤、壓下量過大等原因產(chǎn)生卡鋼、“坐輯”或壓下螺絲超限提升而發(fā)生壓下螺絲無法退回的事故。這時上輯不能移動，電機無法啟動，軋機不能正常工作。為了處理堵塞事故，很多軋機都專門設(shè)置了壓下螺絲的回松機構(gòu)。.2壓下螺絲的自動旋松壓下螺絲的自動松問題主要發(fā)生在初軋機上，尤其是采用立式電動機壓下時，問題尤為嚴重，已停止轉(zhuǎn)動的壓下螺絲自動旋松，使輻縫值變動，造成軋件厚薄不均，嚴重影響軋件質(zhì)量。目前防止壓下螺絲自動旋松的主要辦法是加大螺絲的摩擦力矩。這可以兩方面入手，一是加大壓下螺絲止推軸頸的直徑，并且在球面墊上開孔。二是適當增加螺絲直徑。2快速電動壓下裝置的方案選擇與評述習慣上把不“帶鋼”的壓下裝置稱為快速壓下裝置。這種裝置多用在可逆熱軋機上，如初軋機、板坯軋機、中厚板軋機、連軋機組的可逆式粗軋機組等。按照傳動的布置形式，快速電動壓下裝置有兩種方案：一種是由臺臥式電動機來驅(qū)動兩個壓下螺絲的升降，另一種是山兩臺立式電動機來驅(qū)動兩個壓下螺絲的升降。第一種方案采用臥式電動機，傳動軸與壓下螺絲垂直交叉布置的形式，這種形式中常見的布局是圓柱齒輪和蝸輪副聯(lián)合傳動壓下螺絲。它的特點是能夠采用普通臥式電動機，機構(gòu)較緊湊。在采用球面蝸輪副或平面蝸輪副后，傳動效率顯著提高，因此在壓下速度不太快板坯軋機上經(jīng)常采用這種布置形式。如圖2.1所示。1一制動器2—電動機圖2.1臥式電動機傳動壓下裝置的配置方案第二種方案是采用立式電動機，傳動軸與壓下螺絲平衡布置的形式，壓下裝置的兩臺立式電動機通過圓柱齒輪減速機來傳動壓下螺絲，這種布置形式可使每個壓下螺絲單獨調(diào)整。因此這種傳動系統(tǒng)具有啟動迅速、傳動效率高、造價低。因為1150初軋機的壓下裝置要求具有以上特點，因此本次設(shè)計采用第二種方案。1一電動機2一小惰輪3一大惰輪圖2.2立式電機傳動壓下裝置的配置方案在畢業(yè)設(shè)計中，本人對壓下系統(tǒng)中的指針傳遞裝置進行了改進，原結(jié)構(gòu)中一端采用雙列圓柱滾子軸承，另一?端采用單列圓柱滾子軸承。其主要缺點是不能承受軸向力。經(jīng)計算校核采用一對圓錐滾子軸承完全可以替代原方案，改進后的主要優(yōu)點是：（1）可以承受一定的軸向力，從而保證了該裝置工作的可靠性。(2)便于安裝、拆卸，減輕了維修工作量，同時降低了成本。3計算軋制力1計算第一道次軋制力TOC\o"1-5"\h\z計算壓下量M=%—%=380-310=70〃〃” (3.1)計算接觸弧水平投影長度I= =^1^2x70=200.62mm (3.2)計算軋制后軋件的平均高度3=位她=隨且^=345機小 (3.3)2 2計算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)(IY04匕=—— (3.4)_1200.62141345J=1.240計算變形速度因為_L=型些=0.58<2。所以采用粘著理論計算hm345"ln%=-3.5

I% 200.62In—=0.00355310（6）計算相對壓下量E=—xlOO%=—xlOO%=18.4%hn 380計算平均變形程度*=In」一=In——--=0.131\-Em1-12.3%2 7其中￡=-f=-x18.4%=12.3%m3 3計算20#的變形阻力a=60/C,KuKr查《軋鋼機械》表2T得20#變形阻力公式系數(shù)值A(chǔ)=3.321B=2.609C=-0.133 0=0.210E=1.454N=0.390(y0=\55.8MPa1）變形溫度影響系數(shù)丁r+2731050+273….I= = =1.321000 1000K,=exp(A+BT)=exp[3.321+(-2.609)x1.323]=0.877(3.10)2）變形速度影響系數(shù)0.00355(3.11)-0.133+0.210x132310

=0.3163）變形程度影響系數(shù)(3.12),4C/O.131V-390 ... 0.131=1.454 -ll.454-l)x I0.4JV70.4=0.792=155.8x0.877x0.316x0.792=34.196MPn(9)根據(jù)采用采利柯夫計算接觸弧上的平均壓力Pm=1.15"bcr (3.13)=1.15x1.24x34.196=48.764M&(10)計算軋制力(3.14)=48.764x383+380=48.764x383+3802x200.62=3732.227ZN2計算第二道次軋制力計算壓下量A/z=40mm計算接觸弧水平投影長度/=J^=｛《一x40=15L66〃"〃計算軋制后軋件的平均高度hm=生勺=310+27。=290m制2 2151.66計算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)151.66-0.4290

=1.296計算變形速度I15166因為」_=史上吧=0.52<2。所以采用粘著理論計算hm290

Vr,h03.5 .310= xIn 151.66 270=0.00319(6)計算相對壓下量￡=絲、100%/40=xlOO%310=12.9%(7)計算平均變形程度 rm=In」一If=ln---1-8.6%=0.0902 7其中=-f=-x12.9%=8.6%m3 3(8)計算20#的變形阻力cr=60K,?Ku-Kr查《軋鋼機械》表2T得20#變形阻力公式系數(shù)值A(chǔ)=3.321B=2.609C=-0.133D=0.210E=1.454N=0.390\55.8MPa丁r+2731045+273,O1O100010001= = =1.31o100010001）變形溫度影響系數(shù)K,=exp(A+BT)=exp[3.321+(-2.609)x1.318]=0.8892）變形速度影響系數(shù)

C+DTzn -0.133+0.210x1.318Ivz?Vzvy I=l10 )=0.3123)變形程度影響系數(shù)=].454(甯「("l)x甯=0.711a=155,8x0.889xO.312xO.711=30.725A/Pa(9)根據(jù)采用采利柯夫計算接觸弧上的平均壓力，，Pm=115"1Tcr=1.15x1.296x30.725=45.793M&(10)計算軋制力P=P”,F=45.793x386+388=45.793x386+3882x151.66=2687.701^3計算第三道次軋制力計算壓下量△〃二30mm計算接觸弧水平投影長度I=J兩=一x30=131.34mm計算軋制后軋件的平均高度hm=%±九=270+240=255mmm2 2計算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)

0.4131.34-0.4255=0.4131.34-0.4255=1.304計算變形速度I13134255因為=絲=0.515<2。所以采用粘著理論計算255um="in%=^-ln—=0.00314Ihx131.34240(6)計算相對?壓下量(6)計算相對?壓下量￡=—xlOO%

%

30=——xlOO%270=11.1%(7)計算平均變形程度(7)計算平均變形程度=lnd^=0.077(8)其中4f=-xll.l%=7.4%3計算20#的變形阻力<t(8)其中4f=-xll.l%=7.4%3計算20#的變形阻力<t=60K,?Ku-Kr查《軋鋼機械》表2-1得20#變形阻力公式系數(shù)值A(chǔ)=3.321B=2.609C=-0.133D=0.210 ￡=1.454=0.390々=155.8MP。fr+2731040+273,T= = =1.313100010001）變形溫度影響系數(shù)K,=exp（A+BT）=exp[3.321+（-2.609）x1.313]=0.9012）變形速度影響系數(shù)2）變形速度影響系數(shù)00314-O,133+0210x1313=[10J=0.3163）變形程度影響系數(shù)k*后|3-嗡—f0.070?390/一一八0.077=1.454x -11.454-llx V0,4） ' '0.4=0.677b=155.8x0.901x0.316x0.677=30.044MP。（9）根據(jù)采用采利柯夫計算接觸弧上的平均壓力“匕勺er=1.15x1.304x30.044=45.055MPa（10）計算軋制力p=PmF=45.793X=45.793X388+3902X131.34=2339.622ZN4計算第四道次軋制力計算壓下量AA=78加機計算接觸弧水平投影長度I=J而={;一x78=211.78〃〃”計算軋制后軋件的平均高度hm=殳±h=388+310=349〃?〃，2 2計算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)(5)計算變形速度Jo117R因為- -061<?所以采用姑若理論計告"hm349m/%3.5,388= In 211.78310=0.00371(6)計算相對壓下量“8x100%%78=—xlOO%388=20.1%(7)計算平均變形程度 rm=In—l-￡m,I=In 1-13.4%=0.1442 2其中￡,=-f=-x20.1%=13.4%m3 3b=60AT,?Ku-Kr查《軋鋼機械》表2T得20#變形阻力公式系數(shù)值A(chǔ)=3.321B=2.609C=-0.133D=0.210E=1.454N=0.390%=155.8MP。丁r+273 1035+273,“01= = =1.3081000 10001）變形溫度影響系數(shù)K,=exp（A+BT）=exp[3.321+（-2.609）x1.3088]=0.9122）變形速度影響系數(shù)z\C+DT一儒）r0.00317YO,33+O2,0x1308=0.3273）變形程度影響系數(shù)="]—.454一1產(chǎn)V0.4） ' '0.4=0.813cr=155.8x0.912x0.327x0.813=37.762MP。（9）根據(jù)采用采利柯夫計算接觸弧上的平均壓力cr=1.15x1.22x37.762=52.980MP。

P=PmF=52.980xMx211,78=2726.485AN55計算第五道次軋制力(1)計算壓下量(1)計算壓下量A/z=60mm(2)計算接觸弧水平投影長度/=(2)計算接觸弧水平投影長度/=J前=60=185.74加加(3)計算軋制后軋件的平均高度%,(3)計算軋制后軋件的平均高度%,=h0+h. 310+250coc△——L= =280mm(4)計算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)hm185.74(4)計算外區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響系數(shù)hm185.74-0.4280=280=1.178(5)計算變形速度因為_L=(5)計算變形速度因為_L=竺工巴=o.66<2。所以采用粘著理論計算hn,2803.5185.74,3103.5185.74,310xIn 250=0.00405(6)計算相對壓下量(6)計算相對壓下量￡=—￡=—xlOO%=-x100%=19.4%310(7)計算平均變形程度=ln(7)計算平均變形程度=ln =0.1381-12.9%其中其中2 7=-f=-x19.4%=12.9%m3 3cr=60K,Ku-Kr查《軋鋼機械》表27得20#變形阻力公式系數(shù)值A(chǔ)=3.321B=2.609C=-0.133 0=0.210E=1.454N=0.390cr()=\55.SMPa丁1+2731030+273,1= = =1.3U31000 10001)變形溫度影響系數(shù)K,=exp(A+8T)=exp[3.321+(-2.609)x1.303]=0.9242)變形速度影響系數(shù)z、C+DT/八八八“、L、-0133+0.210x1.30310.00405)-110J=0.3333)變形程度影響系數(shù)Ki島-(八嗡一一fO.138?390 0.138=1.454x -(1.454-llx I0.4J' ，0.4=0.803。=155.8x0.924x0.333x0.803=38.517MPa(9)根據(jù)采用采利柯夫計算接觸弧上的平均壓力Pm=115勺cr=1.15x1.178x38.517=52.179MPa

(10)計算軋制力P=P“,F=(10)計算軋制力P=P“,F=52.179x246+2502x185.74=2403.548kN4電機容量的選擇1計算壓下螺絲的轉(zhuǎn)速90n=—48=1.875r/s=112.5r/min2計算被平衡部件總重量G=910(X)+357000=448000N3對壓下螺絲進行受力分析，如圖4.1所示。11一壓下螺絲2—壓下螺母3一球面墊4.1壓下螺絲受力平衡圖4計算作用在一個壓下螺絲上的力P、=0.2G=0.2x448000=89600N5計算止推軸承阻力矩M、=?巴?P[, (4.1)13 3490=0.2x89600x——3=2926933?333N.m6計算螺紋摩擦阻力矩M)=P[.-?tan(p+a) (4.2)38726=89600x_2 xtan(0.036+5°40j=7948903.374N-m式中p——螺紋上的摩擦角a 螺紋升角7計算轉(zhuǎn)動壓下螺絲所需的靜力矩M=M,+M22926933.333+7948903.374=10875836.71N-m1000x95507/_10875836.71x112.5-1000x9550x0.98=125.57KN8試選電機的型號為ZD141-2B,功率為200KW,基速為500r/min,高速為1200r/min。9計算所選電機的額定轉(zhuǎn)矩Nx9550xl03

Mcr= n_200x9550xlQ3500=38OOOOON10對所選電機進行過載校核：Mmax_10875836.71Mmer~3800000=2.86<3滿足要求。5壓下螺絲與螺母的設(shè)計計算壓下螺絲的設(shè)計計算壓下螺絲螺紋外徑確定1、預(yù)選螺紋外徑d及其它參數(shù)由經(jīng)驗公式d=(0.55~0.621趟得d=0.6x690=414相機查機械設(shè)計手冊，預(yù)選d=420機加。式中d一一壓下螺絲外徑(/W”b

dg 軋輻輯頸（/wn}螺紋螺距:=0.12x420=50.4mm取螺距為48mm。根據(jù)d和f可確定壓下螺絲的中徑辦=387.268mm和內(nèi)徑4=336.694〃〃〃：(5.1)壓下螺絲的強度校核(5.1)71dl式中cr一一壓下螺絲中實際計算應(yīng)力，單位為N?m，〃2；Pi一一壓下螺絲所承受的軋制力，單■位為kN；4一一壓下螺絲螺紋內(nèi)徑，單位為相機；[cr] 壓下螺絲許用應(yīng)力，單位為N/""/；ab一一壓下螺絲材料強度極限，單位為N/m/；n一一壓下螺絲的安全系數(shù)，〃26；P3732.227-_2-=1866.1135^4x1866.1135x1()3cr= ； 7336.694=20.97MPa<[ct]其中[(r]=^=—=59MPan105.1.3壓下螺絲的尾部形狀設(shè)計(1)本次設(shè)計壓下螺絲的尾部選取鑲有青銅滑塊的方形尾部。(2)壓下螺絲端部形狀選擇壓下螺絲的端部選用凸形球面，因為球面墊采用青銅材料，青銅球面墊的主要特點是具有較好的抗壓性能，采用壓下螺絲的端部為凸形球面大大提高了青銅墊塊使用壽命,減少有色金屬的消耗。5.2壓下螺母的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計壓下螺母的材料選為鑄造無錫青銅(ZQAL9-4),其許用擠壓應(yīng)[p]=60~SOMPa。1、壓下螺母高度〃的確定p=燈產(chǎn)" (52)從而解得 2=皿果一例_ 4x1866.1135xlQ3-70^-x|4202-(36.694-2x5.653)2]=3.06H=Zt=3.06x48=146.98/n/n (5.3)取”=150nlm1,式中p一一螺紋受力面上的單位擠壓應(yīng)力，單位為MPa；Pi 軸頸上的最大壓力，單位為MPa：Z一一壓下螺母中的螺紋圈數(shù)；d一一壓下螺絲的螺紋外徑，單位為mm；4一一壓下螺絲的螺紋內(nèi)徑，單位為/w”；8一—壓下螺母與螺絲的內(nèi)徑之差，單位為加加；[p]一一壓下螺絲材料許用應(yīng)力，單位為MPa；2、壓卜螺母外徑。的確定

從而有4Pl乃從而有4Pl乃02_￡)；)(5.4)乃忸]103x4x1866.1135+^-x70x4502=486.27加m 取￡)=490〃〃〃。6齒輪設(shè)計計算1選精度等級、材料及齒數(shù)(1)按所設(shè)計的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。(2)選用7級精度(GB10095-88).(3)材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料選用40。,硬度為280//BS：大齒輪材料為45鋼，硬度為240778S，硬度差為407/BS.(4)選小齒輪齒數(shù)幻=20,大齒輪齒數(shù)Z2=88.8,取為80。（5）選取螺旋角。初選螺旋角B=8。。2按齒面接觸強度設(shè)計(6.1)J2Kz”+.ZhZeJ(6.1)'Z"\^￡a " 1>(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選Kt=1.6o由圖選取區(qū)域系數(shù)Zh=2.44。由圖查得=。-78,sal=0.87,則4=3]+42=L65。由表選取齒寬系數(shù)=1。由表查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa2o由圖10-21d按齒面硬面查得小齒輪接觸疲勞強度極限.I=600MP。,小齒輪接觸疲勞強度極限=550MPa。計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TOC\o"1-5"\h\zTo=9.55x10§*生 （6.2）%=3.82xl()6 .mm計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60nJLh (6.3)=60x500x1x(2x8x300x5)=1.08xl09N2=NJu=1.08x1034.44=243x1()8查取彎曲疲勞壽命系數(shù)由圖查得，KFNi=0.90；Kfn1=0.95計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1得：□J=Kfn* (64)0.9x600

1=540MPa0.95x550~T=522.5MPa許用接觸應(yīng)力[%]=([/]+[bJ)/2 (6.5)=(540+522.5)/2=531.25MPa(2)計算計算小齒輪分度圓直徑dlt,由計算公式得：, |2xl.6x3.82xl065.44+1f2.44x189.8"] 1x1,65 4.44I531.25

=162.75—計算圓周速度7rd,tn}v= —— (6.6)60x1000_^-x162.75x50060x1000=4.26/n/s計算齒寬b及模數(shù)m.b二 (6.7)=1x162.75-162.75m”dltCOSBZ|

162.75xcos80

20=8.06，“，”h=2.25m?, (6.9)=2.25x8.06=18.13mm/?//i=162.75/18.13=8.98mm計算縱向重合度￡夕=0.318。八1吆6 (6.10)=0.318x1x20x^8°=0.894計算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)Ka=1.75。根據(jù)v=4.26m/s,7級精度，查得動載系數(shù)=L14；由表查得《明的計算公式：故 K”夕=1.12+0.18。/+o.23x]O-3.b (6.H)=1.12+0.18xl2+0.23xl0-3xl62.75=1.34查得Km=1.3°，K〃a=K^a=14。故載荷系數(shù)：K=KaKvKHaKH0 (612)=1.75x1.34x1.30x1.4=4.27按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，即：4=d^KIK, (6.13)=162.75x^3.66/1.6=225.71mm計算模數(shù)mm,4cosm,4cosp(6.14)225.71xcos8°一20=11.1225.71xcos8°一20=11.18mm3按齒根彎曲強度設(shè)計即：＞卜町〃一2用"（1）確定計算參數(shù)1）計算載荷系數(shù)K=KAKvKFaKFp=1.75x1.14x1.3x1.4=3.632）根據(jù)縱向重合度￡夕=0.894,由圖查得螺旋角影響系數(shù)為=0.95。3）計算當量齒數(shù)_Z|

zv\-COSp20cos38°=20.20(6.15)(6.16)(6.17)(6.18)88cos38°=88.864）查取齒形系數(shù)山表查得，YFa[=2.8；YFa2=2.202。5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表查得，ySal=1.55；y5a2=1-778。查取彎曲疲勞強度極限由圖查得，小齒輪O7El=500MPa；大齒輪O7E2=38（）MPa。由圖10-18查得:彎曲疲勞極限壽命系數(shù)：Kfni=0.85,Kfn2=0-88

6)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1.4,由式(10-12)得:Ky(6.19)匕〃]=匕、詠(6.19)0.85x500-~L4-=303.57MPa0.88x380_-L4-=238.86MPaYY■*Fa■*Sa計算大、小齒輪的1一1并加以比較＞底_2.8x1.55[crF1]303.57=0.01430%2yM1.778x2,202

\aF2]— 238.86=0.01639大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計計算2x3.63x3.82x106x0.95x(cos80)2八~ ； -x0.016391x202x1.65=8.77/n/n加“=10"加，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑4=225.71小機來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由：_4COSPZ[= ,叫_225.71xcos8°2=22.35取q=24,則z2=叼=4.44x24=10656次幾取Z?=108。4幾何尺寸的計算(1)計算中心距(Z|+Z2)%2cosp

(24+108)x102xcos8°=666.486/n/n將中心距圓整為667mm。(2)按圓整后的中心距修正螺旋角q (Z]+z2)mnB=arccos- 2a(24+108)x10=arccos- L 2x667=8030'07"因B值改變不多，故參數(shù)J、K。、Z”等不必修正。(3)計算大、小齒輪分度圓直徑cos/24x10-cos8°30'07"=242.66/n/nd,=2cos夕108x10

-cos8°30'07"=1090.61mm(4)計算齒輪寬度b=①d4=1x242.66=242.66mm圓整后取B?=243mm,B(=265mm。7主要零件的強度校核7.1圓錐齒輪軸的強度校核1求圓錐齒輪軸上轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速112.5x80“八，.n= =3o()r/min257=9550000-n=9550000xW360=265277.78N?mm2求作用在圓錐齒輪上的作用力d—niZ(7.1)=5x25=125機加dm=J(l-0.1(D/?)(7.2)=125x(1-0.5x0.3)=106.25〃〃〃_2T,dirty(7.3)_2x265277.78106.25=4993.46NFr=F,tanacosJ, (7.4)=4993.46xtan20°cosl9°26,=1718.45NFa=Fttanasin6 (7.5)=4993.46xtan200sinl9°26,=59L71N3計算軸上的投荷并畫出彎矩圖和扭矩圖_「500nh'~430_4993.46x500430=5806.35N=4993.46-5806.35=-812.89NmH=-Ftx70=-4993.46x70=-349542.2N7nmF,x500-FuJml3一而一_1718.45x500-591.71x106.25430=1851.99N=1718.45-1851.99=Fadm\-Fnv\X70=591.71x106.25-1851.99x70=-66770.1IN?mmM,=7(-349542.2)2+(-6670.11)2=355862.33N?mm圖圖7.1彎矩圖和扭矩圖4判斷危險截面在截面HI處，雖然軸徑略微小些，但在該截面所承受的彎矩很小，幾乎為零，所以可以不對該截面進行強度校核。再截面II處的直徑與截面I處的直徑相同，但截面n處承受的彎矩較小，所以可以不對此截面進行強度校核。經(jīng)上述分析，只對截面I處進行強度校核。(7.6)5(7.6)a(a~W_5(355862.33)2+(0.6x265277.8)20.1x50s

=31.\9MPa該軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，查《機械設(shè)計》表15-1得［b_』=60MPa,因此＜匕故安全。7.2軸承使用壽命的校核計劃軸承兩年換一次Ln=2x360x24=17280h1初選代號為30210,30209的圓錐滾子軸承2計算兩軸承承受的徑向載荷F"=J(尸NH1)一+(/亞1)-

=7(5806.35)2+(1851.99)2[(-812.89)2+(_i33.54)2=823.79N3計算軸承產(chǎn)生的派生軸向力查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表4.6.3得代號為30209的圓錐滾子軸承的有關(guān)數(shù)據(jù)G=64200N,Cnr=47800A/(e=0.4,丫=1.5得代號為30210的圓錐滾子軸承的有關(guān)數(shù)據(jù)為Cr=72200N,Cor=55200A/,e=0,42,r=1.5=Ll6094.55

2x1.5=2031.52N金'2Y_823.792x1.5=274.60NFa+Fdl=591.71+2031.52=2623.23N>Fd2所以2軸承為緊軸承，1軸承為松軸承。Fal=2031.52NFa2=Fa+Fd\=591.71+2031.52=2623.23N4計算滾動軸承的當量為載荷直《機械設(shè)計》表13-5得徑向動載荷系數(shù)X=1軸向動載荷系數(shù)丫=0。F2軸承，■=

工22623.23,o =3.io823.79查《機械設(shè)計》表13-5得徑向動載荷系數(shù)X=0.4軸向動載荷系數(shù)丫=1.5。P2=/p(X%+")(7.8)=2x(0.4x823.79+1.5x2623.23)=8528.72N<p]5計算滾動軸承的壽命(7.9)10106(72200V60x360U2189.1J=17408.64/?>17280h,滿足設(shè)計要求。8潤滑方法的選擇壓下螺母可用干油或稀油潤滑。采用稀油潤滑，循環(huán)油從開在上端面的徑向油孔送入螺紋。在螺紋孔內(nèi)沿軸線還開有油槽，以便潤滑油能進入每一圈螺紋。對于壓下螺絲在螺母中頻繁快速移動的初軋機，如果采用稀油潤滑，螺母的壽命可提高L5?2倍，故采用稀油潤滑。壓下指針傳遞裝置