合工大畢業(yè)論文干刷機設(shè)備設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計論文設(shè)計（論文）題目干刷機設(shè)備設(shè)計學(xué)院名稱專業(yè)（班級）機械設(shè)計及其自動化姓名（學(xué)號）指導(dǎo)教師系（教研室）負(fù)責(zé)人目錄中文摘要11引言（緒論）22參數(shù)計算221設(shè)計參數(shù)322傳動機構(gòu)設(shè)計方案323電動機功率計算424皮帶輪選取525減速機齒輪及軸設(shè)計7251齒輪參數(shù)計算8252高速軸設(shè)計1226萬向接軸選取143設(shè)備安裝要點15結(jié)論15致謝16參考文獻17干刷機設(shè)備畢業(yè)設(shè)計摘要設(shè)計的干刷機設(shè)備為冶金行業(yè)銅加工企業(yè)消除銅帶表面缺陷的專用設(shè)備之一，由減速機帶動一組橡膠輥進行夾送，二組干鋼絲刷進行同時干刷消除銅帶表面質(zhì)量，鋼絲刷與橡膠輥之間的速比為101，所設(shè)計的鋼絲刷和橡膠輥尺寸系列為200X480，由一臺機座組成。干刷機設(shè)備組成是由電機做為原動機，傳動裝置和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。采用的配置方式為電動機減速機萬向接軸刷輥。本次設(shè)計的設(shè)計主要包括電動機的選取，減速機的設(shè)計，軸系部件的設(shè)計，其中包括對減速器的潤滑和密封以及萬向接軸等設(shè)計過程按照國家標(biāo)準(zhǔn)和機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計的。本次設(shè)計重點是減速機內(nèi)部各軸的設(shè)計和各齒輪的設(shè)計，以及電動機驅(qū)動功率的計算。本次設(shè)計的干刷機結(jié)構(gòu)簡單緊湊新穎、外形美觀實用性強，主要用來進行銅帶表面干刷。關(guān)鍵詞干刷機設(shè)備、電機、減速機、減速機、萬向接軸設(shè)計。1引言（緒論）11干刷機發(fā)展?fàn)顩r銅帶（銅合金H59H68、QSN605系列）表面受車間濕度以及軋機運作方式及退火加熱溫度不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，銅帶表面出現(xiàn)變色、起皮等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響銅帶表面質(zhì)量。為消除銅帶表面質(zhì)量，提升帶材表面質(zhì)量，滿足客戶對銅帶表面的質(zhì)量要求，故需對銅帶表面進行處理。目前大中型企業(yè)的銅帶表面質(zhì)量多采用清洗機組來消除銅帶表面質(zhì)量缺陷，該設(shè)備具有酸洗線表面質(zhì)量高、機組酸洗速度快、效率高等優(yōu)點，但是機組價格昂貴一次性投入費用高，維護保養(yǎng)要求高，主要用于大卷重高精銅帶表面的酸洗。為此中小企業(yè)生產(chǎn)的小卷重多品種規(guī)格的銅帶在清洗機清洗受限，故要求一種制作簡單，投入費用較低，且經(jīng)濟適用的酸洗線機組揮之欲出，其中干刷機設(shè)備的比不缺少的有機組成部分。結(jié)合酸洗線機組的改進過程，原干刷機由1臺電機驅(qū)動1臺減速機帶動1支橡膠輥和兩支鋼絲刷，出料口橡膠輥由1臺電機帶動皮帶輪進行驅(qū)動，其余2支鋼絲刷由2臺電機帶動皮帶輪進行驅(qū)動，該結(jié)構(gòu)尺寸龐大，更換維護保養(yǎng)不變，且電機功率配備不當(dāng)造成能量損耗較大。新設(shè)計的干刷機由一臺電機帶動減速機進行驅(qū)動，實現(xiàn)上述功能，結(jié)構(gòu)緊湊外形美觀，減少能耗。12干刷機的組成及結(jié)構(gòu)干刷機主要包括主電機、傳動機構(gòu)和工作機座等部分。主電機是為刷輥旋轉(zhuǎn)提供動力的設(shè)備。傳動機構(gòu)是由皮帶輪、減速機、連接軸等部件組成的。工作機座是主機的主要組成部分。包括（1）機架，在窗口內(nèi)安裝軸承；（2）刷輥，軋件在其間被夾送和干刷；（3）刷輥軸承，用以刷輥的支撐和定位；（4）刷輥調(diào)整裝置用來調(diào)整刷輥間的距離，根據(jù)不同銅帶表面質(zhì)量合理調(diào)整刷輥間距；（5）導(dǎo)位裝置，用來使酸洗線件按照規(guī)定的位置、方向和狀態(tài)準(zhǔn)確地進出干刷機。2參數(shù)計算21設(shè)計參數(shù)來料品種H62H68，QSN605來料規(guī)格（寬度X厚）度150310MMX0222MM鋼絲刷及橡膠輥尺寸200X480鋼絲刷及橡膠輥線速度040M/MIN（0067M/S）原料尺寸280MM380MM成品規(guī)格160MM200MM刷輥壓力1400N鋼絲刷與橡膠輥速度比101（誤差2）運作及載荷特性24H連續(xù)運作，輕微沖擊22傳動機構(gòu)設(shè)計方案221確定設(shè)計方案根據(jù)橡膠輥及鋼絲刷輥之間的直徑為200，要求輸出軸之間的中心距盡量在200MM左右，降低萬向接軸的萬向角度，提升萬向接軸使用效果；按照橡膠輥及鋼絲刷輥速比為110的要求，分配減速機齒輪箱內(nèi)齒輪配比，為方便安裝及強度對等的原則，所有齒輪的模數(shù)相同。考慮后期維修保養(yǎng)方便，盡量要求備件統(tǒng)一，即采用相同齒數(shù)及旋向的齒輪；為降低減速箱制作周期及制作精度，要求所有齒輪均采用標(biāo)準(zhǔn)嚙合圓柱齒輪進行傳動，減速箱箱體采用焊接箱體；為降低設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中存在的噪音，提升運作效率，要求所有的齒輪均采用斜齒輪，為降低軸向力以及提升齒輪強度要求齒輪螺旋角815；為方便后期維修保養(yǎng)及更換備件方便，要求箱體一側(cè)采用活動結(jié)構(gòu)，考慮密封效果以及補償加工誤差，在固定側(cè)及活動側(cè)箱體上開設(shè)O型密封槽，安裝O型密封圈；考慮車間空間較為擁擠，要求整臺設(shè)備寬度1900MM，故要求采用皮帶傳動，并制作皮帶輪防護罩；為提升傳動效率及降低噪音，降低設(shè)備制作周期，后期保養(yǎng)維護方便，故采用SWC系列萬向接軸。222減速箱齒輪嚙合傳動示意圖如下I減45424231/27/17/17/261213I鋼絲刷31/311I橡膠輥454242/27/17/17101723電動機功率計算PD（PGSSPXJGPDON）/PD電動機功率PGSS鋼絲刷功率PXJG橡膠輥功率PDON動力轉(zhuǎn)矩功率NXJGV/D401000/（314200）637R/MINNGSSNXJGX10637R/MINVXJG067M/SVGSSVXJGX1067M/SPGSSDF1VGSSPXVGSS03X1400X672814KWPGSS4XPGSSD11256KW其中摩擦系數(shù)，銅帶與鋼絲刷之間的摩擦系數(shù)取03PGSSD為單支鋼絲刷輥傳動功率PXJGFVXJG2PXVXJG1X21400X0671876KW摩擦系數(shù)，銅帶與橡膠輥之間的摩擦系數(shù)取1，考慮橡膠使用過程中發(fā)熱膨脹，取較大數(shù)值進行計算。橡膠輥為一支被動，一支主動，傳動力矩全部由主動輥輸出，故功率計算乘以2進行設(shè)計計算。為簡化設(shè)計計算，綜合考慮傳動過程中的空轉(zhuǎn)能量損耗，取PDON02（PGSSPXJG）02X1125618762626KW9049108405697300594332211321取刷輥傳動效率取減速機四級取萬向接軸取皮帶輪傳動效率X故PD（PGSSPXJGPDON）/（1125618762626）/0732159KW按照電機功率標(biāo)準(zhǔn)選取22KW電機，根據(jù)線速度040M/MIN的要求，要求選用6級電機，即電機轉(zhuǎn)速1000R/MIN,并采用變頻電機通過變頻控制。故選取電機型號為YVF2200L6/22KW，額定轉(zhuǎn)速為980R/MIN。24皮帶選取241選取V型帶型號設(shè)計功率PCKAP（KW）KA工況系數(shù)，查表12116。按載荷變動較小，輕載啟動，每天工作24小時。KA12P傳動功率。PC1222264KW根據(jù)PD與N1，普通V型帶由圖1211，選取V型帶型號。選取V型帶型號為C型。242選取電機皮帶輪外徑DA1（按表12110）選“基準(zhǔn)寬度制”，340取標(biāo)準(zhǔn)值（按表12111）查得電機皮帶輪基準(zhǔn)直徑DD1250MM電機皮帶輪外徑DA1260MM電機皮帶輪基準(zhǔn)直徑DD1250MM243求減速器皮帶輪外徑傳動比I980X26/31/640128減速器皮帶輪基準(zhǔn)直徑DD2DD1I250128320MM減速器皮帶輪外徑公式、HA（查表12110）DA2DD22HA32025330MM244求皮帶速度V皮帶速度（查表12115，在1211頁。）皮帶速度VDD1N1/60/1000314250980/60/10001282M/S普通V型帶帶速規(guī)定（查表12115）5M/SV25M/S皮帶速度合適。245基準(zhǔn)長度LD基準(zhǔn)長度（查表12115）按照結(jié)構(gòu)設(shè)計初選中心距AO650MML02AO/2DD1DD2DD2DD12/4AO2X650314X250320/23202502/4/65021968MM普通C型V型帶基準(zhǔn)長度，按表1214，查得LD2000。246實際中心距A（查表12115）AAOLDL0/2650984552MM中心距A的變動范圍為AMINA0015LD5520015X2000522MMAMINA003LD552003X2000612MM247驗證小皮帶輪包角1（公式按表12115）小皮帶輪包角1應(yīng)大于1200。1180DD2DD1/AX573180（320250）/552X57317273120248設(shè)計皮帶根數(shù)ZA、單根V帶額定功率P1（按表12118選取）查得P1718KW。B、I1時，單根V帶額定功率增量P1,（按表12118選?。└鶕?jù)C型，N1980R/MIN，I128,KI10804，KB75019X103P1KBN111/KI75019X103X980X11/108040544KWC、包角修正系數(shù)K（按表12121選取）按包角172730，查得K098。D、帶長修正系數(shù)KL（按表12122選取）按普通V帶C型帶基準(zhǔn)長度LD2000P1718KW查得KL088。皮帶根數(shù)Z（公式按表12115）ZPC/（P1P1）KKL264/7180544X098X088397根皮帶圓整根數(shù)Z4249計算單根V帶初張緊力FO（公式按表12115）FO500PC25/K1/ZVQV2500X264X25/0981/4/128203X128224483NMV帶單位長度質(zhì)量，見表12123）按普通V帶C型查得M03KG/M22410計算作用在軸上的壓力FQ（公式按表12115）FQ2FOZSIN1/22X4483X4XSIN17273/235792N2411設(shè)計大、小帶輪工作圖，見AUTOCAD圖。2412設(shè)計結(jié)果選用4根C2000GB117189V帶，中心距A552MM，帶輪直徑DD1250MM，DD2320MM，軸上壓力FQ35792N25減速器齒輪及軸設(shè)計選主減速器的齒輪設(shè)計及強度校核（高速級）電動機的轉(zhuǎn)速N980RMIN，各級傳動軸，速比及功率轉(zhuǎn)速列表如下傳動軸序號I轉(zhuǎn)速（RMIN）功率（KW）備注1位軸I112876621932位軸I2126374每支鋼絲刷功率3位軸I32472583854位軸I42471053695位軸I51676315從表中可以看出減速箱高速級功率較大，齒輪嚙合次數(shù)最多，故需對高速級的齒輪和軸進行設(shè)計251齒輪參數(shù)計算2511選齒輪材料、精度等級及參數(shù)（1）考慮此減速器的功率不大，大、小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)后表面淬火參考表71推薦，取小齒輪齒面硬度為4245HRC，計算時取42HRC，大齒輪齒面硬度為4550HRC，計算時取45HRC。（2）取7級精度等級。（3）選小齒輪齒數(shù)26，312，取Z311Z12UZ2（4）初選螺旋角122512硬齒齒面齒輪，先按齒根彎曲強度設(shè)計按式（715）設(shè)計公式為321COS7SFDNYZKTM（1）試取KT14（2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩MNPT56107327919（3）據(jù)表78，非對稱布置，取齒寬系數(shù)05D（4）計算當(dāng)量齒數(shù)1COS8321ZV（5）由表77,得齒形系數(shù)265，254。1FAY2FAY（6）由表77，得應(yīng)力修正系數(shù)159，163。SS（7）許用彎曲應(yīng)力1）由圖716（1）得彎曲疲勞強度極限，。MPAF630LIMPAF6302LIM2）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9129/1076217UNJLNH3）由圖719得Y4）按表79取125選的一般可靠度FS5042LIM21LI1FNFSY11計算大、小齒輪的,并加以比較FSAY08254631291FSAY小齒輪數(shù)值大，按小齒輪計算（12）設(shè)計計算MM3260COS7813因硬齒面且高速軸齒輪承受雙面壓力，MN選大些，取N62513幾何計算（1）模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值。N6（2）計算中心距MZMN8417COS221圓整。A175（3）中心距圓整后修正螺旋角9364170ARCOS2ZN因值改變不多，故參數(shù)等不再修正。ZH確定有關(guān)系數(shù)及參數(shù)1）分度圓直徑MZDN36159COS1ZMDN6490COS222齒寬B1，由表720硬齒面齒輪不對稱布置0306，取齒寬系數(shù)40MDB7036159401B275MM3）UI1192514按齒面接觸疲勞強度校核按式（712）校核公式為HHEUBDKTZ1211許用接觸應(yīng)力H1）由圖717AMQ線得。MPAH780PA7801LIMLIM1，2）由圖718得21NZ3）安全系數(shù)HS。，MPASZHN7802LIM21LI1（2）由表76得，。21E89ZMPA（3）由圖728得243H（4）重合度系數(shù)。7061A（5）螺旋角系數(shù)0977。2COSZMPAPAHH78075481936159720931922515、驗算圓周速度VVDD1N1/60/1000314X15936X766/60/1000639M/S有表722選取7級精度是合適的。2516、幾何尺寸計算及繪圖見AUTOCAD圖紙。252高速軸設(shè)計2521高速軸材料選取由于減速器傳遞功率不大，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表144查得強度極限為B650MPA，再由表142得需用彎曲應(yīng)力1B60MPA。2522按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑表為軸常用材料的及A值T軸的材料Q2354540CR35SIMN2CR13/TMPA122030404052A16013511810710790故選擇A107118取A118，軸直徑的設(shè)計公式MNPTPD583679218N201593336考慮到軸的最小直徑處要安裝皮帶輪，會有鍵槽存在，且齒輪位置有鍵槽存在，故將估算值加大510，取為3844023,考慮皮帶安裝方便，要求采用錐形內(nèi)孔，由設(shè)計手冊選取最小軸徑D147MM，錐比為110。2523設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1各軸段尺寸及軸徑尺寸見下圖1、考慮齒輪為斜齒輪產(chǎn)生軸向力，軸承采用圓錐滾子軸承，型號為33211；2、為方便拆裝及密封，密封圈采用J型有骨架密封，密封圈尺寸為55X80X12；3、為防止齒輪與箱體干涉，軸承與箱體之間采用隔套進行定位，為定位可靠，要求軸肩位置叫軸徑尺寸增加5MM，即為60。（2）求作用在齒輪上的力1、FT12T/D1273000X2/159323427N2、NNFTR1276COSA（3）求軸承上支反力垂直平面內(nèi)FNV1934NFNV2342N水平平面內(nèi)FNH12510NFNH2917N（4）畫受力簡圖與彎矩圖（5）計算合成力矩MV1MAX1FNV1X59934X5955106NMMMV2MAX1FNV1X94934X9487796NMMMH1MAX1FHV1X592510X59148090NMMMH2MAX2FHV1X942510X94235940NMM截面MM2V1MAX1M2H1MAX11/255106214809021/2158010NMM截面MM2V2MAX1M2H2MAX11/287796223594021/2251745NMM（6）求當(dāng)量彎矩因高速軸齒輪雙向受力，為對稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩，修正系數(shù)1截面MEM2T21/2158010227300021/2315430NMM截面MEM2T21/2251745227300021/2371355NMM（7）確定危險截面及校核強度由圖可以看出截面和截面為危險截面，根據(jù)第四強度理論且忽略鍵槽影響，對上述兩截面進行校核。M/W160MPAWD3/32截面E1M/WME/D3315430X32/314X6031488MPA160MPA截面E2M/WME/D3371355X32/314X6531378MPA160MPA滿足E1的條件，故設(shè)計的軸有足夠的強度，并有一定裕量。2524修改軸結(jié)構(gòu)因所設(shè)計軸的強度裕量不大，此軸不必再做修改。2525繪制軸的零件圖見AUTOCAD圖紙。26萬向接軸選取261由機械設(shè)計手冊查取標(biāo)準(zhǔn)十字萬向節(jié)軸，考慮整機寬度方向結(jié)構(gòu)緊湊，故選用無伸縮單元結(jié)構(gòu)短型萬向軸。初選SWC120X400。262萬向接軸工作扭矩校核TNKAKBKST（公稱扭矩）式中KA為工況系數(shù)，每日工作時間16H,取KA2式中KB為環(huán)境系數(shù)，考慮加油潤滑不良，車間粉塵較大,取KA15式中KS為安全系數(shù)，該設(shè)備對車間生產(chǎn)損失一般,取KA13TNKAKBKST2X15X13X273X105106X105NMM1060NMTN1060TN1250NM滿足日常使用要求。263修改萬向接軸結(jié)構(gòu)因所設(shè)計萬向接軸的扭矩裕量不大，此軸不必再做修改。263萬向接軸圖紙略。3設(shè)備安裝要點設(shè)計的干刷機設(shè)備齒輪箱及主減速箱及機架部分分體固定在底部框架上，考慮刷輥轉(zhuǎn)動傾覆力矩較小，整體框架重量約5T，框架放置在地面靠自重實現(xiàn)定位，故不需要制作設(shè)備基礎(chǔ)。1、設(shè)備安裝時刷輥中心線與酸洗線機組中心線共線，誤差不超過2MM，以防銅帶跑偏卡入機架位置造成卡銅停機故障；2、減速機齒輪箱放置LCKC100工業(yè)閉式齒輪油進行潤滑，要求潤滑油不低于油標(biāo)最低位置，不高于油標(biāo)最高位置；3、設(shè)備安裝結(jié)束后正反轉(zhuǎn)運行各2H，軸承位置無明面溫度，軸伸端不允許出現(xiàn)滲油現(xiàn)象，軸向無明顯竄動；4、鋼絲刷輥鋼絲刷采用并帽緊固，要求并帽緊固到位后采用點焊方式焊接在鋼絲刷輥軸上，防止并帽脫落卡入機架造成設(shè)備停機。結(jié)論設(shè)計的題目是干刷機設(shè)備的設(shè)計，本次設(shè)計包括了電動機的選