精軋機(jī)組F1軋機(jī)主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目 ： 精 軋 機(jī) 組 F1 軋 機(jī) 主 傳 動 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)學(xué) 院: 機(jī)械自動化學(xué)院專 業(yè): 機(jī)械電子工程學(xué) 號:學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師:日 期:摘 要精軋機(jī)作為軋制過程中最后一道軋制過程，對軋件的性能影響較大。精軋機(jī)在軋制過程中不僅要對軋件的寬度厚度進(jìn)行控制，還對產(chǎn)品其他性能進(jìn)行監(jiān)測。對于熱軋機(jī)，軋機(jī)還要承受高溫影響。為保證軋件的產(chǎn)品要求，軋機(jī)的主傳動系統(tǒng)必須保證良好的傳動要求及品質(zhì)要求。目前由于科技水平的不斷進(jìn)步，軋機(jī)在各方面性能都不斷進(jìn)步，為鋼鐵公司創(chuàng)造了不斐的收益。F1 精軋機(jī)主傳動系統(tǒng)是將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速通過減速或增速來實(shí)現(xiàn)工作要求。本次設(shè)計(jì)根據(jù)需求采用減速方案，采用單級斜齒輪傳動，傳動過程簡單，減少了功率的損耗，同時也保證了較高的傳動精度，采用斜齒輪傳動在一定程度上增加了傳動強(qiáng)度；降低了維修的困難度。此次設(shè)計(jì)的最主要的目標(biāo)是對軋機(jī)有更深層次的了解，與此同時還需要對傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和核算并了解其他各種部件的選擇原理。最后根據(jù)設(shè)計(jì)的尺寸參數(shù)，繪制減速機(jī)的裝配圖和關(guān)鍵零部件的零件圖，來更深一步的了解減速機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞： 精軋機(jī)； 主傳動系統(tǒng)； 減速箱； 齒輪IAbstractAs the last rolling process in the rolling process, finishing mill has a great influence on the performance of the workpiece. In the process of rolling, the finishing mill not only controls the width and thickness of the workpiece, but also monitors the other properties of the product. For hot rolling mills, the mill also suffers from high temperatures. In order to ensure the product requirements, the main drive system of rolling mill must ensure good transmission requirements and quality requirements. At present, due to the continuous progress of the scientific and technological level, the rolling mill in all aspects of performance are constantly improving, Steel Corp has created an tremendous income.The main drive system of F1 finishing mill is to realize the output speed of the motor by slowing or increasing speed. This design according to the demand of the reduction scheme, using the single stage helical gear transmission, the transmission process is simple, reducing the power loss, but also to ensure the higher transmission precision, using helical gear transmission intensity increases to a certain extent reduces the difficulty of maintenance. The main purpose of this design is in the sake of having a deeper understanding of the mill, and to design and calculate the drive system, and to understand the selection principle of other components.Finally, according to the design of the size parameters, draw the reducer assembly drawing and key parts of the parts diagram, to further understand the internal structure of the reducer.Key words: Finishing mill; Main drive system; Reducer; Gear目 錄1 緒論 .11.1 選題背景 .11.2 目的 .11.3 軋機(jī)的發(fā)展 .11.4 軋機(jī)主傳動系統(tǒng)的組成 .22 設(shè)計(jì)要求及參數(shù) .42.1 設(shè)計(jì)題目 .42.2 設(shè)計(jì)參數(shù) .42.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .43 總體方案設(shè)計(jì) .53.1 傳動方案設(shè)計(jì)思路 .53.2 傳動方案設(shè)計(jì) .54 電機(jī)的選擇及傳動比的確定 .74.1 軋制力及力矩 .74.1.1 軋制力的確定 .74.2 電機(jī)的選擇 .94.2.1 電機(jī)的選擇原理 .94.2.2 電機(jī)功率的計(jì)算 .94.3 傳動裝置運(yùn)動參數(shù)的確定 .104.3. 傳動比的計(jì)算 .104.3.2 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 .105 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .125.1 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .125.2 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .145.3 齒輪幾何尺寸的計(jì)算 .176 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 .186.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .186.2 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .196.4 低速軸的校核 .216.4.1 低速軸受力分析 .217 軸承的選擇及校核 .237.1 高速軸軸承 .237.2 低速軸軸承 .238 鍵的選擇及校核 .258.1 高速軸與聯(lián)軸器鍵連接 .258.2 低速軸上的鍵連接 .259 潤滑方式、潤滑油牌號以及密封裝置選擇 .2711 設(shè)計(jì)總結(jié) .29參考文獻(xiàn) .30致謝 .31I附錄 .3201 緒論1.1 選題背景鋼鐵工業(yè)從七八十年代以來就開始作為我國經(jīng)濟(jì)的一個有代表性的產(chǎn)業(yè)，它從某些方面來說代表著其國家經(jīng)濟(jì)方面的水平高低，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展直接影響著各行各業(yè)。隨著中國科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國的鋼鐵形工業(yè)在取得了巨大成就的同時很多問題也浮現(xiàn)出來：1.據(jù)統(tǒng)計(jì)中國在 2012 年的鋼鐵產(chǎn)能大約達(dá)到了九億噸。然而，在此種情況下，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)還在繼續(xù)增產(chǎn)，同年興建了寶鋼和武鋼的很多項(xiàng)目；2.產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分布混亂，同質(zhì)化嚴(yán)重；其次科技含量和性價(jià)比較高的比較高的鋼鐵產(chǎn)物比例太低；3.鋼鐵行業(yè)在市場的集中度不夠，非重點(diǎn)的企業(yè)投資越來越迅速。自 2010 年后多數(shù)比較受重視的大型或中型鋼鐵企業(yè)受市場低迷影響實(shí)施了降產(chǎn)舉措，在一定程度上緩和了市場的供需求關(guān)系，但一些非重點(diǎn)企業(yè)卻倚靠低成本對他們的有力形勢來增加產(chǎn)量；4.鋼鐵出口穩(wěn)步增長，但利潤較低；5.主要鋼鐵行業(yè)均面臨較大持續(xù)下滑的風(fēng)險(xiǎn)。 1鋼鐵行業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位不容小覷,它的發(fā)展影響著我國各行各業(yè)走向,是我國的國際經(jīng)濟(jì)地位的指向標(biāo)。由于金屬礦石在國際上的價(jià)格有越來越高的趨勢,這無疑沖擊著我國的鋼鐵行業(yè)，帶來的影響就是從中所獲利潤逐漸減少,這在一定程度上沖擊著我國的經(jīng)濟(jì)。目前我國正處于“十三五”發(fā)展時期，當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，各種行業(yè)興起，尤其是計(jì)算機(jī)行業(yè)和電氣行業(yè)，雖然我國在機(jī)械方面的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展處于艱難時期，面臨多重困難，但是不可忽視的是在機(jī)械方面的產(chǎn)業(yè)仍然是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)加速的重要支撐，這也是其發(fā)展的機(jī)遇。1.2 目的從此前的種種現(xiàn)象看來，中國在機(jī)械方面產(chǎn)業(yè)的發(fā)展跟其他制造業(yè)強(qiáng)國比起來仍然相形見絀。為提高中國制造業(yè)整體水平，首先得從材料的質(zhì)量上下手。中國目前很多產(chǎn)品競爭不過其他國家在很大程度上是因?yàn)樵疾牧系脑谄焚|(zhì)方面達(dá)不到要求。鋼鐵行業(yè)目前需要改變原來的發(fā)展模式，才能改變其夕陽化的局面。首先從源頭上要有所改變，提高軋機(jī)的質(zhì)量，精度，效率在鋼鐵行業(yè)的發(fā)展中很有必要這在一定程度上提高了鋼板質(zhì)量以及精度，減少材料的浪費(fèi)，降低了廢品率。軋機(jī)傳動系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)在很大程度上提升了軋機(jī)的質(zhì)量。 1.3 軋機(jī)的發(fā)展18 世紀(jì)末，英國 一名叫做 H. 科特的人最先發(fā)明了通過水力作為驅(qū)動力的二輥軋機(jī)。隨后，J. 皮卡德嘗試把蒸汽機(jī)與軋機(jī)結(jié)合，用蒸汽機(jī)提供動力來驅(qū)動軋機(jī)，1這一做法大大提高了軋機(jī)的工作效率，使的軋機(jī)開始得到廣泛的應(yīng)用。19 世紀(jì)中期，德國發(fā)明出了萬能式軋機(jī)。1891 年，美國的宜家鋼鐵制造公司制作出了四輥的厚板軋機(jī)。1897 年德國成功地將電力用到軋機(jī)中，采取電動機(jī)來驅(qū)動。在 50 年代后，張力與板型控制類型的的大型冷連軋機(jī)組開始迅速發(fā)展，與之同時發(fā)展的還有連續(xù)鑄坯機(jī)，這些各種類型的軋機(jī)幾乎取代了粗軋機(jī)，他們開始與熱連軋機(jī)組成聯(lián)合機(jī)組。1.4 軋機(jī)主傳動系統(tǒng)的組成軋機(jī)由電機(jī)、傳動系統(tǒng)、工作機(jī)座和軋輥組成；軋機(jī)的傳動系統(tǒng)由聯(lián)軸器、減速齒輪箱、連接軸組成 11，他們的功能和用途如下：1.減速機(jī)減速機(jī)的作用是把電動機(jī)提供的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成軋制過程中軋輥需要的轉(zhuǎn)速。因?yàn)楦咚匐姍C(jī)在價(jià)格是比低速電機(jī)便宜。而一個裝置是否需要用到減速機(jī)，要考慮的是購置減速箱的用度或著生產(chǎn)減速箱及其在摩擦損耗上所花的費(fèi)用是否低于低速電動機(jī)與高速電動機(jī)之間的差價(jià)。通常，只有當(dāng)軋機(jī)軋輥的轉(zhuǎn)動速度不大于 200 到 250r/min 時才會選擇采取減速機(jī)，當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)速大于 200 到 250 r/min 時則不用減速機(jī)而是直接采取速度稍微低的電機(jī)較為適宜。在可逆軋機(jī)中，盡管軋輥的轉(zhuǎn)速比 200 到 250 r/min 還2要小的時候，一般也不用減速機(jī)而是直接選擇采取低速電機(jī)，這是因?yàn)閷τ诖朔N類型的傳動傳動系統(tǒng)采取低速電機(jī)更易于實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。此外，當(dāng)需要高的軋輥轉(zhuǎn)速時，會設(shè)置增速機(jī)。2.連接軸軋機(jī)經(jīng)常使用到的連接軸類型為梅花接軸、齒式接軸、萬向接軸和聯(lián)合接軸（一頭為萬向接軸而另一頭是梅花接軸）. 7連接軸選擇什么樣的類型通常與軋輥的調(diào)整量和連接軸允許的傾斜的大小等相關(guān)因素來有關(guān)，選取原則如下：(1)用于初軋（因?yàn)榘宀妮^厚）因此軋輥調(diào)動量較大，故角度一般在 8到 10之間；(2)對于型鋼來說，軋機(jī)的軋輥調(diào)整量較小，一般只在軋輥磨損嚴(yán)重或者調(diào)換新的軋輥時才會進(jìn)行軋輥調(diào)整，通常選擇梅花接軸或者聯(lián)合接軸；(3)小型軋機(jī)和線材軋機(jī)軋制時速度一般較高，雖然軋輥的調(diào)整量很小，但考慮到在高速的狀況下仍然要要保證運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)與可靠，故通常采取齒式類型或弧面齒形類型的接軸；(4)在帶鋼軋機(jī)精軋機(jī)組上，若連接軸傾角不大且扭矩合適可采用孤面齒形接軸；如果當(dāng)傾角或扭矩較大時則采用萬向接軸。3.聯(lián)軸器聯(lián)軸器種類分兩種，目前用得最廣泛的是齒輪聯(lián)軸器。32 設(shè)計(jì)要求及參數(shù)2.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目：精軋機(jī)組 F1 軋機(jī)主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)軋輥直徑：825mm 軸頸直徑：335mm 板坯厚度：40mm 壓下率：40% 軋制速度：2.05 m/s 鋼坯溫度 1300產(chǎn)品規(guī)格：厚度 1.2-12.7mm 寬度 720-1430mm 材質(zhì)：碳鋼、合金鋼、 硅鋼，最高強(qiáng)度， 70MPab50s工作制度：24 小時工作制，軸承壽命 10 年2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.總體方案設(shè)計(jì)2.電動機(jī)選型3.減速箱的設(shè)計(jì)（包括齒輪及軸的設(shè)計(jì)與校核）43 總體方案設(shè)計(jì)3.1 傳動方案設(shè)計(jì)思路在確定傳動應(yīng)選擇什么方案時方案時，應(yīng)充分了解傳動機(jī)構(gòu)的功能及適用工作條件，與此同時還要結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小，以及其工作的運(yùn)動方式和速度，工作條件也必不可少，分析比較各種所設(shè)計(jì)的傳動方案。 43.2 傳動方案設(shè)計(jì)軋機(jī)示意圖：工作流程從右至左，根據(jù)計(jì)算功率選擇電動機(jī)型號，如果計(jì)算出來的電機(jī)功率太大，找不到適用的電動機(jī)的型號，可以考慮選擇用多個電機(jī)來進(jìn)行驅(qū)動。只用一個電機(jī)驅(qū)動的情況稱單電機(jī)驅(qū)動，多個電機(jī)驅(qū)動的情況成為多