700水平軋機主傳動系統(tǒng)設(shè)計

700水平軋機主傳動系統(tǒng)的設(shè)計摘要、減速器、齒輪座、聯(lián)軸器及架組成是對進(jìn)行，包括、減速器、聯(lián)軸器及架，通過算制力能參數(shù)并進(jìn)行零件強度校核分析，來完成內(nèi)容考慮到造價問題，選用造價低廉的高速交流在的過程中，我們要考慮到實用性、制造的難度、經(jīng)濟(jì)因素以及實際產(chǎn)中所遇到的問題齒輪座：用于將轉(zhuǎn)矩遞給工作輥，采用兩個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面上排成一排，被裝于密閉的箱體內(nèi)聯(lián)軸器：將減速器與齒輪座安全連接的連接軸聯(lián)軸器一般采用梅花接軸聯(lián)軸器。關(guān)鍵詞：；；齒輪座業(yè)設(shè)計（論文）TheDesignOfTheMainDriverOf700HorizontalMillAbstractThisdesigntothelevelof700rollingmillmaindrivestructure.Maindriveofsteelrollingismainlycomposedofmotor,reducer,shaftcouplingandframe.Thisdesigniscarriedoutonthelevelof700rollingmillmaindrivedesign,includingmotor,reducer,couplingandframe,throughthecalculationofrollingforcecanparameterandintensityanalysisofthepartstocompletethedesigncontent.Consideringthecostproblem,motorwithlowcosthighspeedofacIntheofdesign,weshouldconsidertheandproblemsencounteredintheactualproduction.Gearstand:usedtotransfertorquetoworkroll,thedesignUSEStwoequaldiameterherringbonegearintheverticalplaneinarow,packedinthesealedenclosure.Coupling:thegearreducerandconnectingshaftofasecureconnection.Themaincouplingwithplumblossomjointshaftcouplingingeneral.： ； ；業(yè)設(shè)計（論文）緒論 課題設(shè)計目的及意義 1國內(nèi)外鋼鐵產(chǎn)業(yè)的研究歷史及現(xiàn)狀 1畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容 3總體方案確定 軋鋼機主傳動裝置的類型 4單機座軋鋼機 4多機座軋鋼機主傳動類型 4軋輥與軋輥軸承 42.2.1軋輥42.2.2軋輥軸承.......................................................4方案對比與選擇 5軋制力能參數(shù)的計算 平均單位壓力和總軋制力的計算 7平均單位壓力的確定 7總軋制力 9軋制力矩的計算 9電機的選擇與校核 11電機的容量選擇 11軋機主電機力矩 12電動機的發(fā)熱校核 13電動機的過載校核 15主要零件強度計算 軋件咬入的計算 17開始咬入階段 17已經(jīng)咬入階段 17業(yè)設(shè)計（論文）軋輥校核 18輥身強度校核 19輥頸強度校核 20傳動端軸頭校核 21機架的強度校核 22閉式機架的受力分析 22閉式機架的應(yīng)力計算 28聯(lián)接軸的強度計算 29開口式扁頭的強度計算 30叉頭的強度計算 32齒輪座齒輪的設(shè)計與強度計算 32齒輪座齒輪的確定 33按齒面接觸強度設(shè)計 33按齒根彎曲強度校核 35幾何尺寸計算 36人字齒輪軸的設(shè)計 36潤滑方式的選擇 39潤滑方式的類型 39軋鋼機潤滑采用的潤滑油、潤滑脂 396 .........................................416 6.1經(jīng)濟(jì)效益分析416.2環(huán)境保護(hù)分析41結(jié)論............................................................42結(jié)論致謝............................................................43致謝遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第1頁緒論課題設(shè)計目的及意義畢業(yè)課程設(shè)計是大學(xué)生教學(xué)環(huán)節(jié)的綜合的專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)，它的目的就是由工程實踐工作出發(fā)，將工程實踐的內(nèi)容與所學(xué)的理論知識相結(jié)合，一個是關(guān)于學(xué)生的學(xué)識水平以及實踐應(yīng)用能力的全面考核，二是讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的研究的基本功鍛煉，這樣可以培育學(xué)生的。研究課題， 。用于生環(huán)節(jié)，將的環(huán)節(jié)作生。這樣生出的，。]。的，。通過的的做，在 到。國內(nèi)外鋼鐵產(chǎn)業(yè)的研究歷史及現(xiàn)狀生，、和生方，而在這生的高、能、本的，合大的生，了的生方]。是用于生面。在于于將確進(jìn)，于。在于而的，生的形，分的平，能，。由個及以所的能，。在一個面的、水平和、立。是與遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第2頁間相對滑動?。虎谌f能法孔型速率差小、孔型均勻、尺寸平穩(wěn)；③軋制的能耗低；④軋件殘余應(yīng)力小，軋件的性能高；⑤用比較小的輥徑軋制大規(guī)模型材。世紀(jì)人類發(fā)展軋鋼到今天，人類走過了良久的進(jìn)程。在年，依尼雪創(chuàng)造了人類第一架用作軋鋼的軋機，然后，在年，英國人約翰彼尼根據(jù)當(dāng)時有兩架刻有特異孔型的軋輥軋機上成功加工了鍛造棒材。年，英國人托馬斯則在孔型軋制方面獲得了專利，標(biāo)型鋼生。大約在 年了型的生工有斯得的作工了棒成面，然后制成后孔型軋制成的工。到今天，然被用生的孔型工。到了 年， 發(fā)輥軋機， 翰和材的軋制。后的一兩年，比利時軋鋼工人成軋件軋輥時，在前一軋制，軋件一進(jìn)軋制的作方法，用方法的軋機比利時軋機軋機。軋機用生年，能應(yīng)時的。本造了的軋機，在材棒材軋°轉(zhuǎn)鋼，防止了間生。，平立交替的軋機。時，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)發(fā)展，了扭轉(zhuǎn)軋機，年勒克加文納廠生的棒材軋機名。后，的扭轉(zhuǎn)軋機的小型軋機越越，展了當(dāng)時科技水平的先進(jìn)。也在演變，發(fā)展成了扭轉(zhuǎn)小型軋機。型鋼的生也越越趨環(huán)保化、生化、生速度提高、軋機的質(zhì)量越越高、用鑄坯及鑄坯的熱裝熱、接軋制技術(shù)、短流程技術(shù)各個方面都在飛速的發(fā)展。六輥軋機、偏八輥軋機、輥軋機、 型軋機、在平板上軋機的軋機、星軋機、擺軋機2]。） 3 頁畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容中電聯(lián)軸器減速器齒輪座萬向接軸等類型析。對。選。。。。） 4頁總體方案確定軋鋼機主傳動裝置的類型單機座軋鋼機、減速、、齒輪座、而給輥還而直接給輥兩個輥各自單獨驅(qū)還一種、齒輪座、而給輥。多機座軋鋼機主傳動類型多座一般可逆往往采用集體驅(qū)一臺減速齒輪座若干架座3。軋輥與軋輥軸承軋輥對來說輥可缺少部件輥輥身、輥頸頭三部分組成時輥與件直接接觸強迫件發(fā)塑性變形此時輥經(jīng)受著相當(dāng)并跟著輥自身旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)其應(yīng)隨時間做周期性變化在熱中輥時經(jīng)受高溫冷水侵蝕所以輥應(yīng)該具備足夠強、剛良好耐磨性。常用輥材料合金鍛、合金鑄鑄鐵等。合金鍛分為熱輥用冷輥用合金鑄被用做輥種并多沒統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。鑄鐵分為普鑄鐵、合金鑄鐵球墨鑄鐵。此次700初用產(chǎn)多輥強要求較高所以采用高強鑄或鍛其常用材料包括：、

、。。） 5 頁方案對比與選擇1----電動機 2---聯(lián)結(jié)軸 3----減速器 4---齒輪座 5----萬向接軸 6 軋輥可調(diào)節(jié)傳比，而齒輪座則可以平均分配轉(zhuǎn)矩，使兩輥驅(qū)同步，既轉(zhuǎn)速相同，而向相反，這樣就可以實現(xiàn)兩輥啟、制同步，這樣可以提高帶鋼表面質(zhì)量。而且使用單啟，所需備數(shù)量少、結(jié)構(gòu)緊湊，并且占地面積小，便于維修。不能實現(xiàn)兩個軋輥同時驅(qū)、啟停，而且傳不太平穩(wěn)，導(dǎo)致軋件表面質(zhì)量比較差，不能保證板型。而且使用雙啟，所需備數(shù)量比較多，成高，結(jié)構(gòu)也不緊湊，并且） 6 頁。選擇方案一1支撐輥 2工作輥 3支撐輥 4連接軸支座 5連接軸 6齒輪機座 8電動機圖 2.1傳動裝置示意圖） 7頁軋制力能參數(shù)的計算0#121.236r/min1b0

b121mmh0

h121mm131.7mm120120mm1平均單位壓力和總軋制力的計算平均單位壓力的確定700120

p m)(Ku)m

(3.1)Ka；gs/m2；u

s1。mR(hhR(hh)1.2(hh)0 1 0 1

(3.2)0 1hhh 7m

；0 1 o 1RR350mm。代入(3.2得 1.2） 8頁k

(C)(Mn)1.3(Cr

(3.3)t

1000oC；(C)——碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，；(Mn)——錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，；(Cr)——鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，。次20#C0.17

0.240.35

0.65，不含Cr，取(C)

0.21，(Mn)

(3.3k

(3.4)

(kg/mm2

0.01t)ct

oC；c——考慮軋件速度對的影響，其值如下：表 3.1 數(shù) c和軋制速度 v的關(guān)系軋制速度 6v/(ms1)

6~10

10~15

15~20系數(shù) 1.0

0.8

0.65

0.60軋制速度

nD

21.236/s0.78m/s

(3.5)對照上表取c

60

1.0kg/mm2

/mm2） 9頁

/s；

hu Rhho 1

(3.6)h

hh1

h o2780u

s1

1.69s1156.7將算所得的m、k、和u的值代入，得

p m

bbFo 1l2

(3.7)b，b——軋制前后軋件的寬度，b 113mm，

；o 1 o 1l——接觸弧長度的水平投影。RhRRhh——壓下量。代入數(shù)據(jù)，得

lR

(3.8)l 積 F113121

F 111.78mm22

mm2

Pp m

(3.9)） 10頁圖 3.1 簡單軋制時作用于軋輥上的力M M M k z f1M M M P(a

(3.10)k z f1 1P——P1373.09KN；a——臂；——圓半徑。1⑴求a：1aD2

(3.11)d

(3.12)1 2D——D700mm；d——d380mm；——合作用點角度。） 頁

0.5

(3.13)——咬入角；

(3.14)h2R

(3.15)由之前的數(shù)據(jù)可得

35.72

)18.380.518.389.19故9.19o(3.11、(3.12，得a(700sin9.19)mm56mm2(3800.004)mm0.76mm1 2⑵求驅(qū)動力矩Mk單棍驅(qū)動力矩：Mk

P(a1

)

Nm

Nm雙輥驅(qū)動力矩：Mk電機的選擇與校核

2Mk

277936.59Nm155873.18Nm電機的容量選擇按照靜負(fù)荷圖來選取電機容量，要首先根據(jù)過載的條件來選取電機的功率NDMM K M n

(3.16)N MD

30

(3.17)M ——額定靜力矩，m；erM max） 12頁n ——電動機的轉(zhuǎn)速，/erK(3.16及(3.17得

K1.5

2.0，取K。M' er

155873.182

Nm77.936KNmN'

M'

173.23KWD N' N D D

中 ，

(3.18)1 2 3——萬向接軸的傳動效率，，??；12

1，取2

1；， 取 ；3 3 3代入式(3.18)，得0.960.950.960.876算所得的電動機功率N'D0

4

1340

1Y160

12/13電動機。查得ner

180r/min。主電機軸上的力矩可分為四個部分，即M M MM Z f1M M M ZM M M

(3.19)D i f

f 式中 M ——主電機力矩；DM ——軋輥軸上的軋制力矩；ZM ——附加摩擦力矩，Mf

Mf1i

M ；f2M 摩擦力矩及kon其他阻力矩；M don） 13 頁i——主電機與軋輥之間inn軋輥

18021236

8476。

M 算zM Pa137309z

56Nm7689N

(3.20)M (1

1

M Mz f

(

1)M

321)電動機：

f2 i iM MM z f1MD i f

M Mkon

(3.22)代入M ，得f2

M MM z fD

M MM 與軋輥軸承中摩擦Mz f

之和，即為驅(qū)動軋輥傳動M ，而動kM 只在軋輥不做等速運動軋機上才，例如帶有飛輪軋機，以700水平軋don機上M donM MkMD

kon初步時取M 為M 5kon DM

8%，因此，得15587318DM D

5%MD

5%M84760876 D通過整理，可得MD

2210Nm電動機負(fù)荷在運行時有功率消耗，而最后都會變成為熱能，這就使得電動機溫度上升，高于周圍環(huán)境溫度。電動機熱量比高出環(huán)境熱量值被稱為升溫。由于升溫現(xiàn)象，電動機就會向四周放熱溫度越高，放熱越快。一旦電動機在一定時間發(fā)出熱量等于放出熱量時，電動機溫度不會升高，而保持到一個不再改變溫度，即達(dá)到發(fā)熱和放熱平衡狀態(tài)。） 14頁MkonMt、t。DM MD1

MD

t wm1.11kNm

nw

M MD2

maaj

80r/saj

60r/s：tt

ernanj

s3s） 15頁圖 圖 3.2

L 1 3sLLw

1wMM2tDiitjunMjun

m3322.1023N jun

18040.19kNmjun

N

m

D

D M er

Mj

Mjer 1

er 12M ——工作械最靜；jmax） 16頁——電動機過載系數(shù)，查表7；取3；——余量系數(shù)，直流電動機取0.91

0.95，異步電動機取0.9；2i——傳動系統(tǒng)的傳動比；——傳動系統(tǒng)系數(shù)。

0.85；取 0.8；2次所選的電動機為Y系列型三相異步電動機，經(jīng)算，得MM j

kNm1.38kNm12

38.476M

m

，所以選擇的電動機滿足要求[5]。） 17頁主要零件強度計算軋件咬入的計算開始咬入階段

圖 4.1開始咬入（ 和已經(jīng)咬入（ b）作用在軋件上的力

N NxT NxTN。2NsinG0G為

(4.1)即tan） 18頁

55t——溫度t0oC。h)]D35.7)]700因為軋輥校核

(4.2)(4.3)各種應(yīng)力決定的破壞其包含彎曲應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、接觸應(yīng)力和因為應(yīng)力的分布不均勻或交替轉(zhuǎn)變引發(fā)的溫度應(yīng)力和造造成的殘余應(yīng)力等應(yīng)力的綜合影響具體破壞的原因可分為下列三個方面：的材質(zhì)、熱處理或加工的工藝未達(dá)到要求；在產(chǎn)不合理使用。700水平機在身上分布許多孔型槽此時受的力力幾乎等集力般只算身的彎曲應(yīng)力。） 19頁輥身強度校核圖 4.2軋輥示意圖L1200mmD770mm

675mm

380mm

RR

P1373.09

686.55kN1 2 2 2x LM RxPR(

l)

Nmw 1 a

1 2 2 2

(4.4)643640.625NmR——承處支反力；1a——壓下螺絲心距。則彎曲應(yīng)力為

w Mw

643640.625

Pa14.10MPaw 0.1D3 0.10.773表得 b

故bn

784.85

156.96n5?？梢?/p>

。） 20 頁表 4.1軋輥的常用材料及其機械性能鋼號機械性能

/b

/s

/%

/%60Mn60606050605060

——— ——— ———輥頸強度校核在校核軋輥輥頸時，需將彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力進(jìn)行合成算，然后照四強度理來算，即232232p輥頸處的彎矩取決于最支反力：P l 1373090 0.675M n

2 2 2

Nm2.32

105

N

(4.6)式中 M ——輥頸危險斷面處的彎矩；nR——最支反力；可得） 21頁 Mn

圖 4.3105

(4.7)3 0.10.383M kM0.2d3

77936.590.2

Pa

(4.8)(4.5) p

42.28237.102

44.03MPa]6

p） 22頁n

T Wt

P9550000n0.2d3P——軋輥傳遞功率；PN'Dd

P9550000 n0.2d3

3503

(4.9)。

]

]

，故傳動端滿足要求機架的強度校核機架在工作機座是最關(guān)鍵零件。承座和軋輥調(diào)整裝置等全裝配于機架上。所以對于機架，除了要確保和剛滿足要求以外，還要確保機架不會產(chǎn)疲勞破壞。時，除了保證其壽命以外，還應(yīng)使得制造工藝相對簡單，降低成，而且在產(chǎn)還要保證工藝以及產(chǎn)品方面滿足要求，從而保證產(chǎn)可靠性。次初軋機，需要機架的和剛高。因此選取閉機架。閉機架算步驟：結(jié)構(gòu)簡圖，畫成剛架，然后確定求解斷面位置。機架使得模型簡化。小及作用點。⑷根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件求解靜不定力和力矩。算截面面積、慣性矩、性線位置及承載情況，得出應(yīng)力和變形。閉式機架的受力分析） 23 頁圖 4.4RM (44)。2 1M。1xM 為xM RyMx 2 1

(4.10)R——于；y——R相于臂。2被45yf(x)：） 24 頁圖 圖 4.5閉式機架的應(yīng)力圖

x

y1l2l

M為1yx

1 l

x

2

lxx1 21 R I RI 0

1 2I 0 2 I 0M x

1 2 322

(4.11)1 2 x

2 1 l 1 1 l1dx2I I 02x 12xI 0 I2 3

1dx0l2

——的性線長度；I——上的慣性矩；1I——的慣性矩；2I——下的慣性矩。3將上積分可得） 25 頁l l1

1 lRL 4I I 4IlM 1 1 2 3

(4.12)1 2 1 1 1 2 1 2I I 2I1 2 3I3

IM為1 1l l1 2RL 2I IM 1 1 2

(4.13)1 4 l l45

1 2I I1 2M 為2M 1M

(4.14)2 4 1(4.13)(4.14)1M 1 (4.15)2 8 1

Il12Il21A850650

05525m

Z0325mA305601

00618m

Z0015m1A4001152

0046m

Z 00575m2A2004103A400115

0082m0046m2

Z 01m3Z 00575m4 4AZAZ AZ AZ

1 1 2 2 3 3 4 4

0360mAAAAA1 2 3 446l1

1190ml2

3100。47abI (1

850650312

370650312

)m

001099m

(4.16)I (2

640650312

370650312

)m

0.00618m

(4.17)業(yè)設(shè)計（論文） 第26 頁故橫梁慣性矩為

圖 4.6） 27頁I II 1 2

0.010990.00618 m42

0085m

(4.18)I2F5]20.8Fd

。2圖 4.7圖 4.7橫梁簡化圖F0.9d20.93802mm2129960mm20.12996m2。2bh。R

P

3704403I2 12

m

0.070m4

(4.19)RII、l、l(4.13、(4.15解得1 2 1

2M 21.7kNm1） 28頁閉式機架的應(yīng)力計算

M 206.49kNm2ZG采取下數(shù)值：

來說需用應(yīng)力]求解應(yīng)力

于橫梁50~于立柱40

70MPa50MPa圖 圖 4.8閉式機架的應(yīng)力圖橫梁內(nèi)側(cè)應(yīng)力 ：n1橫梁外側(cè)應(yīng) a1

1MWMn1

(4.20)1 M1a1 W

(4.21)a1立柱內(nèi)側(cè)應(yīng) ：n2） 29頁2 R M2

(4.22) a2

2F W2 2 R M2

(4.23)F——斷面積。2

a2 2F W2 a21W I1

0.00859

025m

(4.24)h22Wa1

0.652Wn1

0.0251m32W I2

0.0701

(4.25)h22Wa2

0.442Wn2

0.3186m3h——上橫梁高度，0.65m；1 1h——斷面高度0.44m。2 2故，所求得各215.74 n1

103

8.60

]

a1

103

]

n2 a2

22

)103)103

]~]

聯(lián)接軸的強度計算由之前敘述得知，次選用傾角比較滑塊萬向接軸，因考慮到軸向上移動比較方便，選用開鉸鏈。在開鉸鏈，插頭端開口尺寸該稍稍于月牙） 30頁~

4#5#、

b——總長；0

P Mb2b0 3

(4.26)b——個分支1直徑D

0.85~

0.95D軋輥鏜孔直徑

0.46~

0.5DS

0.25~

0.28Dl取 D0.9D軋輥

0.415~0.9700mm630mm

0.5Dd0.48S0.26l0.45

PI：

力 j j o

M2b)bS3

[3x

9x2(b6

)2]

(4.27)） 31頁圖 4.9x0.5(b2b)

(4.28)o 3 1x——合力P對斷面I

的力臂；x——萬向節(jié)軸鉸鏈心至斷I1查圖紙，得

的距離。b代入(4.28，得

l，x 1 22

283.52

141.75mm，bo

410mmx[0.5

155)10o3

141.75]mm

168.38mm查表

b 155 1，故取S 163.8

0.208將各數(shù)據(jù)代入(4.27，得） 32頁 j (0.41

1.177936.5920.155)0.1550.163823

[30.1683890.168390.16832(60.2080.155 )2

]bn

(4.29) ——材料的，通b

600

750MPa；n——安全系數(shù)，n代入，得

5，取

6。]100~

150MPa可見 []，所以扁頭的強度滿足要求。j叉頭的強度計算 j

M( DD3 d

)1.25

(4.30)d——叉頭的鏜孔直徑；D——叉頭外徑；M——傳遞的扭矩；2K——考慮傾角的影響系數(shù)，其值可按照下述子確定2取10o

，解

K13

(4.31)

d0.5 為D j 27.5Mj

(2.5K0.6)27.577936.59(2.51.020.6)Pa0.633

(4.32)27.0MPa可見 []，所以叉頭的強度符合要求。j齒輪座齒輪的設(shè)計與強度計算） 33頁齒輪座齒輪的確定7

按齒面接觸強度設(shè)計

~630dt

22KT 1d( H E)2ZZ]H

Z32

30o。

(4.33)載荷系Kt

1.6。⑵由之前知傳遞

2Mk

155873180Nmm。⑶由獻(xiàn)]知系f 1.窄型中型寬型d

2.0。⑷由表[7105]查得彈性影響系= 。⑸圖[7102e]按查得接觸疲勞強極s == = 創(chuàng) 創(chuàng)]取接觸疲勞壽命系KHN=0.95。1。]H

K HlimS

0.9512571

1194.15MPaH[7,]Z5由圖[8,10-26查得2.H創(chuàng)′創(chuàng)⑴試分圓直徑由(4.33創(chuàng)′創(chuàng)=

0.68。） 34頁=

p p創(chuàng)