鋼管軋管機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書.

1、遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第I頁(yè)鋼管軋管機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要在現(xiàn)代社會(huì)中，鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)力的重要指標(biāo)，社會(huì)對(duì)鋼鐵軋 制品數(shù)量和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，鋼管作為鋼鐵軋制品在工業(yè)生產(chǎn)和日常建設(shè)中起到舉 足輕重的作用。軋管機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)是由機(jī)械、電氣以及控制多個(gè)部分組成，系統(tǒng)龐大， 它的設(shè)計(jì)的優(yōu)良直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，即可看出軋管機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性。本次設(shè)計(jì)的主要目的是進(jìn)一步掌握軋管機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)， 并對(duì)主其要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算 校核。在查閱大量文獻(xiàn)和了解相關(guān)知識(shí)，并且到鞍山鋼鐵集團(tuán)公司無(wú)縫鋼管廠？219?159和PQF三條國(guó)內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)習(xí)調(diào)研， 掌握現(xiàn)代軋管機(jī)的發(fā)展及設(shè)備結(jié)

2、構(gòu) 特點(diǎn)狀況后，確定了兩臺(tái)電機(jī)通過(guò)萬(wàn)向接軸直接帶動(dòng)工作輥工作的總體傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)？159MPM 軋管機(jī)的主要力能參數(shù)的計(jì)算，合理選擇電機(jī)，聯(lián)軸器、減速器主 要零件以及萬(wàn)向聯(lián)軸器和連接軸，并進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和校核。同時(shí)，確定潤(rùn)滑方式，并進(jìn) 行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)的分析。關(guān)鍵詞：軋管機(jī);主傳動(dòng)系統(tǒng)；力能主要參數(shù)計(jì)算遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第II頁(yè)Steel Pipe Tube Rolli ng-mill Master Drivi ngSystem Desig nAbstractIn modern society, output and quality of steel is a measure o

3、f national power of a state is important index, society for steel mill products quantity and quality of the increasingly high dema nd for iron and steel mill products, steel pipes used in the in dustrial product ion and the daily con struct ion play a decisive role in the. Tube rolli ng mill main dr

4、ive system is composed of mechanical, electrical and control of multiple parts, large system, its design quality directly affects the quality of the product, you can see the tube rolling mill main drive system of the importa nee of desig n. The main purpose of this desig n is to further un dersta nd

5、 the tube rolli ng mill main drive system, and its main components design and calculation. On literature review and un dersta nding of the releva nt kno wledge, and to the An sha n Iron And Steel Group Corporation of seamless steel pipe plant in219,159and PQF three domestic advaneed product ion line

6、 in practice research, to master moder n pipe mill developme nt and structural feature of the equipment after the state, identified the two motor through a universal joint shaft directly drives the work roll and the overall transmission design scheme. The white159MPM tube rolling machine main parame

7、ters of force and energy calculation, reas on able selecti on of motor, coupli ng, reducer main parts and uni versal joint and a connecting shaft, and the strength calculation and checking. By field practice grasp of the situation, determine the lubrication mode, and the economic and environmental p

8、rotection an alysis.Keyword : The tube rolling-mill;main Driving System;Power Parameter main calculated遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第IV頁(yè)目錄摘 要IAbstract 111緒論61.1選題背景及目的61.2鋼管生產(chǎn)工藝及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主要地位與作用 61.2.1鋼管生產(chǎn)工藝61.2.2在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主要地位與作用 11.3國(guó)內(nèi)外軋管機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r 21.3.1穿孑L機(jī)的發(fā)展21.3.2軋管機(jī)的發(fā)展 31.3.3減徑機(jī)的發(fā)展 41.3.5矯直機(jī)的發(fā)展 41.4課題的研究?jī)?nèi)容及方法 52總體方

9、案選擇62.1設(shè)計(jì)的原始參數(shù)62.2方案的選擇62.2.1總體思路的選擇62.2.2車L管機(jī)主傳動(dòng)裝置的類型73軋管機(jī)軋制力參數(shù)計(jì)算83.1軋機(jī)軋制力P的確定 83.2車L機(jī)軋制力矩的確定104電機(jī)的選擇114. 1車L機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 114.1.1軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)力矩計(jì)算 114.1.2軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 124.2初選電動(dòng)機(jī)134.3電動(dòng)機(jī)校核 145主傳動(dòng)系統(tǒng)主要零部件的校核計(jì)算 155.1減速機(jī)的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算 155.1.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 155.1.2按齒根彎曲強(qiáng)度校核設(shè)計(jì) 185.1.3齒輪幾何尺寸計(jì)算 195.2小齒輪軸的校核計(jì)算 205.2.1齒輪軸設(shè)計(jì) 205.2.2齒輪

10、軸上載荷計(jì)算 215.2.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 235.2.4根據(jù)軸的安全系數(shù)校核軸 245.3 352056X2軸承壽命驗(yàn)算 265.3.1軸承簡(jiǎn)介265.3.2軸承所受載荷計(jì)算 265.3.3驗(yàn)算軸承壽命285.4 352060X2軸承壽命驗(yàn)算 285.4.1軸承所受載荷計(jì)算285.4.2驗(yàn)算軸承壽命305.5聯(lián)軸器和鍵強(qiáng)度校核30遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第V頁(yè)5.5.1聯(lián)軸器的校核 305.5.2鍵的校核305.6萬(wàn)向接軸選擇和校核325.6.1主要參數(shù)和系列尺寸的選擇 325.6.2萬(wàn)向接軸的強(qiáng)度計(jì)算 326潤(rùn)滑及維護(hù)346.1潤(rùn)滑346.2維護(hù)366.2.1軋機(jī)主傳動(dòng)裝置維

11、護(hù) 366.2.2在軋機(jī)維護(hù)中應(yīng)用故障診斷技術(shù) 377經(jīng)濟(jì)分析及環(huán)境保護(hù)387.1經(jīng)濟(jì)分析387.2環(huán)境保護(hù)397.2.1 廢水治理397.2.2固體廢物處理和綜合利用 407.2.3噪聲處理 40結(jié)論40致謝41參考文獻(xiàn)42遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第VI頁(yè)1緒論1.1選題背景及目的短暫的大學(xué)生活即將結(jié)束，我們迎來(lái)了每個(gè)本科生都會(huì)經(jīng)歷的畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是對(duì)我 們能否將理論知識(shí)化為實(shí)踐能力的一次檢測(cè)。學(xué)校學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師悉心為我們聯(lián)系鞍山 鋼鐵集團(tuán)公司的無(wú)縫鋼管廠的相關(guān)負(fù)責(zé)人，才使我們有機(jī)會(huì)看到了自動(dòng)軋管機(jī)、連軋管 機(jī)、三輥軋管機(jī)，并在現(xiàn)場(chǎng)工程師的帶領(lǐng)下參觀了？219、?159和？177PQF三條國(guó)

12、內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)線，對(duì)整個(gè)軋管工藝流程和具體的設(shè)備有了一定的認(rèn)識(shí)。在現(xiàn)代社會(huì)中，鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)力的重要指標(biāo)，社會(huì)對(duì)鋼鐵軋 制品數(shù)量和質(zhì)量的要求越來(lái)越高，鋼管作為鋼鐵軋制品在工業(yè)生產(chǎn)和日常建設(shè)中起到舉 足輕重的作用。軋管機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)是由機(jī)械、電氣以及控制多個(gè)部分組成，系統(tǒng)龐大， 它的設(shè)計(jì)的優(yōu)良直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，即可看出軋管機(jī)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)的重要性。本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是通過(guò)所學(xué)的理論知識(shí)以及相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)一臺(tái)鋼管軋管機(jī)的主傳動(dòng)系 統(tǒng)，并在現(xiàn)有的條件下對(duì)設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行校核，以驗(yàn)證其符合設(shè)計(jì)要求。1.2鋼管生產(chǎn)工藝及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主要地位與作用 1.2.1鋼管生產(chǎn)工藝無(wú)縫鋼管的生

13、產(chǎn)在世界上已有一百多年的歷史。首先是由德國(guó)曼內(nèi)斯曼兄弟于1885年發(fā)明了斜軋穿孔工藝，從而開(kāi)創(chuàng)了無(wú)縫鋼管生產(chǎn)發(fā)展的歷史。之后，他們繼續(xù)不懈地 探索，尋求軋長(zhǎng)、減薄穿孔厚壁毛管的方法，終于在1892年采用周期軋管工藝由實(shí)心坯軋出世界上第一支無(wú)縫鋼管，完成了由實(shí)心管坯軋制無(wú)縫管的“曼內(nèi)斯曼軋管工 藝”。隨后，多種軋管工藝相繼出現(xiàn)現(xiàn)代主要軋管工藝流程如圖1.1所示。生產(chǎn)熱軋無(wú)縫鋼管的方法有很多，而生產(chǎn)方法的主要差別就是把空心毛管壁厚減薄 到接近成品尺寸的工序，也就是軋管工序，一般都是用軋管機(jī)的名稱來(lái)給整套機(jī)組命名 的，比較常用的幾種方法有：1. 周期式軋管法是使用穿孔后的毛管，在周期式軋管機(jī)上軋制鋼

14、管的方法，能夠生 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第44頁(yè)產(chǎn)大直徑管材，軋機(jī)的的延伸系數(shù)很大，可以減少穿孔時(shí)的變形量，適合多品種小批量 的生產(chǎn)，也是周期式軋管法的特征。周期式軋管機(jī)是上下兩個(gè)軋輥上均車有變面軋槽的 不可逆二輥壓機(jī)，在軋機(jī)的前臺(tái)沒(méi)有夾持并且能夠轉(zhuǎn)動(dòng)芯棒的送料機(jī)。2. 連續(xù)式的軋管機(jī)組，軋管前和軋管后的工藝環(huán)節(jié)跟自動(dòng)軋管機(jī)組是基本上一樣的， 連續(xù)式的軋管機(jī)組跟定徑機(jī)的二輥軋機(jī)構(gòu)成是相似的，把穿孔后的毛管套在長(zhǎng)度與成品管相近的長(zhǎng)芯棒上，靠軋輥的孔型和長(zhǎng)芯棒的作用來(lái)減壁的，毛管從連續(xù)式軋管機(jī)軋出 以后，一定要與長(zhǎng)芯棒之間有1毫米的空隙，因?yàn)榭仔问菣E圓的，而且軋機(jī)的配置還要 保證相鄰的兩架軋機(jī)

15、要呈90度交替的壓縮軋件。3. 三輥式軋管機(jī)組與連續(xù)軋管機(jī)組的工藝流程是大體相同的，唯一的不同就是軋管工序，三輥式軋管機(jī)的軋輥布置，在垂直毛管中心線的平面內(nèi)有三個(gè)互相間隔120度的軋輥，三個(gè)軋輥同向轉(zhuǎn)動(dòng)，芯棒和其周圍對(duì)稱位置的三個(gè)軋輥組成一個(gè)環(huán)形封閉孔型， 軋輥軸線和軋制線成兩個(gè)傾斜角度，先把芯棒插入穿孔后的毛管中，然后送入軋機(jī)軋制，就是三輥式軋管機(jī)組的軋管過(guò)程，在軋制的時(shí)候，毛管和芯棒在三個(gè)軋輥?zhàn)饔孟逻呅D(zhuǎn) 邊前進(jìn)，呈螺旋運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)時(shí)候毛管在軋輥和芯棒間受到壓縮軋制，然后被加工成要 求尺寸的毛管。JbnA 一*史同存敖円麗.量 I刊援苗卜畫圖1.1現(xiàn)代主要軋管工藝流程1.2.2在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中

16、的主要地位與作用鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼料，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛。鋼 管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各種流體，如石油及添人氣的鉆探開(kāi)采與輸 送、鍋爐的廢水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道。在斷面面積相同的條件下，鋼管比圓 鋼、方鋼等的抗彎能力大，剛性好，其單位體積的重量輕，鋼管是一種抗彎能力較強(qiáng)的 結(jié)構(gòu)材料，所以鋼管也可以作為結(jié)構(gòu)管大量地用于機(jī)械制造業(yè)和建筑工業(yè)，如用于制作 房架、塔吊、鋼管樁、各種車輛的機(jī)構(gòu)加等。除此之外，鋼管還作為中空的零件毛坯用 于制造滾動(dòng)軸承、液壓支柱、液壓缸筒體、空心軸、花鍵套、螺母以及手表殼等，這既 節(jié)約金屬又節(jié)省加工工時(shí)。最后，鋼管又是國(guó)防

17、工業(yè)中的重要材料，如用于制造槍管、 炮筒及其他武器。隨著航空、火箭、導(dǎo)彈、燕子能與宇宙空間技術(shù)等的發(fā)展，精密、薄 壁、高強(qiáng)度鋼管的需求量迅速增長(zhǎng)。1.3國(guó)內(nèi)外軋管機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r19世紀(jì)初期石油的開(kāi)發(fā)，兩次世界大戰(zhàn)期間艦船、鍋爐、飛機(jī)的制造，第二次世 界大戰(zhàn)后火電鍋爐的制造，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及石油天然氣的鉆采和運(yùn)輸?shù)?，都有力地推?dòng)著鋼管工業(yè)在品種、產(chǎn)量和質(zhì)量上的發(fā)展。我國(guó)第一批軋鋼設(shè)備建于1896年，并于1907年在我國(guó)創(chuàng)建的第一個(gè)鋼鐵廠一漢陽(yáng) 鋼鐵廠一投人生產(chǎn)，軋鋼機(jī)是由蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。建國(guó)前，我國(guó)軋鋼設(shè)備十分薄弱。 鋼材的最高年產(chǎn)量只有68.6萬(wàn)噸,僅為當(dāng)時(shí)生鐵產(chǎn)量的38.1%。我國(guó)現(xiàn)有三

18、輥軋管機(jī)組10余臺(tái)（套），進(jìn)口機(jī)組和國(guó)產(chǎn)機(jī)組在數(shù)量上的比例為I: I。為提高產(chǎn)品質(zhì)量、鋼管成材率、生產(chǎn)效率和控制水平，各鋼管企業(yè)均根據(jù)自身?xiàng)l件進(jìn)行 了不同程度的自動(dòng)化和現(xiàn)代化技術(shù)改造，其中最具代表性的是鞍山鋼鐵公司的219mm機(jī)組和衡陽(yáng)華菱鋼管（集團(tuán)）有限公司的108mm機(jī)組，其中鞍鋼新軋鋼公司無(wú)縫鋼管廠對(duì) 219mm自動(dòng)軋管機(jī)組均整機(jī)錐形輥進(jìn)行了新的設(shè)計(jì)，改進(jìn)了均整機(jī)孔型，優(yōu)化了均整 工藝。使均整機(jī)軋制過(guò)程更為可靠、軋制出口速度明顯提高、進(jìn)出口變形區(qū)的軋制力分 布更加均勻。1.3.1穿孔機(jī)的發(fā)展現(xiàn)在應(yīng)用比較多的穿孔機(jī)有壓力穿孔機(jī)、PPM推軋穿孔機(jī)、斜軋穿孔機(jī)；其中斜軋 穿孔機(jī)包括曼內(nèi)斯曼穿孔

19、機(jī)、Stiefel穿孔機(jī)、Diescher穿孔機(jī)和錐輥式穿孔機(jī)。壓力穿 孔機(jī)和PPM推軋穿孔機(jī)采用的原料為連鑄方坯。穿孔工藝首先要保證穿出的毛管壁厚 均勻，橢圓度小，幾何尺寸精度高；其次是毛管的內(nèi)外表面要較光滑，不得有結(jié)疤、折 疊、裂紋等缺陷；第三是要有相應(yīng)的穿孔速度和軋制周期，以適應(yīng)整個(gè)機(jī)組的生產(chǎn)節(jié)奏，使毛管的終軋溫度能滿足軋管機(jī)的要求。隨著雙支撐式錐形輥穿孔技術(shù)的逐漸成熟，近10年來(lái)國(guó)內(nèi)外新建的連軋管機(jī)組幾乎全部采用錐形 輥穿孔機(jī)，其他熱乳管機(jī)組（如頂管機(jī)組、ACCIRoll機(jī)組等）也開(kāi)始大量采用錐形輥穿孔機(jī)。錐形輥穿孔機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：1. 乳輥直徑向出口方向逐漸加大，與變形區(qū)內(nèi)金屬流

20、動(dòng)速度逐漸增大相一致，減少了管坯的周 向切應(yīng)力，減少了毛管內(nèi)外表面缺陷和金屬扭曲；2. 采用大的喂人角和輾軋角，增大了變形程 度，可使延伸系數(shù)髙達(dá)6,穿孔速度達(dá) 穿孔效率達(dá)90%擴(kuò)徑率達(dá)40%;3. 穿孔變形大，可減小后部軋管工序的軋件變形量。正是由于錐形輥穿孔機(jī)有上述突出優(yōu)點(diǎn)，盡管 其設(shè)備重量及裝機(jī)容量較常規(guī)二輥 穿孔機(jī)高20% 30%仍得到大多數(shù)新建機(jī)組的應(yīng)用，并促使少機(jī) 架限動(dòng)芯棒連乳管機(jī) （MINI-MPM）得到大力發(fā)展，也使Assel軋管機(jī)、Accu Roll軋管機(jī)生產(chǎn)更薄更長(zhǎng)的鋼管 成為可能。穿孔工藝首先要保證穿出的毛管壁厚均勻，橢圓度小，幾何尺寸精度高；其次是毛 管的內(nèi)外表面要較

21、光滑，不得有結(jié)疤、折疊、裂紋等缺陷；第三是要有相應(yīng)的穿孔速度 和軋制周期，以適應(yīng)整個(gè)機(jī)組的生產(chǎn)節(jié)奏，使毛管的終軋溫度能滿足軋管機(jī)的要求。1.3.2軋管機(jī)的發(fā)展1990年以來(lái)，世界上新建無(wú)縫鋼管生產(chǎn)機(jī)組主要為限動(dòng)芯棒連乳管機(jī)（MPM）Accu Roll乳管機(jī)、CPE頂管機(jī)及新式Assel軋管機(jī)，其中限動(dòng)芯 棒連軋管機(jī)組在數(shù)量 上最多，分布地域也更廣，而其他型式的乳管機(jī)組則主要在發(fā)展中國(guó)家。另外，德國(guó) KOCK公司開(kāi)發(fā)出另一種型式的 緊湊式軋機(jī)。其特點(diǎn)是：軋管機(jī)采用新型四輥行星式軋管機(jī)（可軋出長(zhǎng)達(dá)50m的荒管），其后緊湊布置張力減徑機(jī)及回轉(zhuǎn)式飛鋸另外軋管機(jī) 軋出的荒管長(zhǎng)度達(dá)50m,使得鋼管經(jīng)張力減

22、徑機(jī)的端部增厚損失降至最小。目前，在世界上應(yīng)用的軋管機(jī)有皮爾格軋管機(jī)、自動(dòng)軋管機(jī)、CPE軋管機(jī)、新型三輥軋管機(jī)、Accu Roll軋管機(jī)、MPM軋管機(jī)和PQF軋管機(jī)。工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，如美國(guó)、 蘇聯(lián)、西德等擁有大量的現(xiàn)代話熱軋鋼管設(shè)備，其中主要是自動(dòng)軋管機(jī)和周期式軋管機(jī)， 生產(chǎn)鋼管占世界熱軋管產(chǎn)量的92%鋼管增長(zhǎng)率7.5%,它們生產(chǎn)的熱軋管產(chǎn)量占世界鋼 材產(chǎn)量的15流右。軋管機(jī)械設(shè)備向著大型、連續(xù)、高速和計(jì)算機(jī)控制，集成的方向發(fā)展。1.3.3減徑機(jī)的發(fā)展減徑機(jī)就是連續(xù)多機(jī)架無(wú)芯棒縱向軋制的機(jī)組。減徑機(jī)按結(jié)構(gòu)可分為2輥減徑機(jī)和 3輥減徑機(jī)。兩輥減徑機(jī)從目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上來(lái)講，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，由

23、于其軋輥孔型為 單獨(dú)加工而成，因此使上下輥孔型封閉不好，從而造成內(nèi)孔多邊形嚴(yán)重，由于金屬滑移 大，造成產(chǎn)品縱向壁厚差大，但由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整控制簡(jiǎn)單，因此設(shè)備投資很小， 適合生產(chǎn)較低品質(zhì)無(wú)縫管用戶進(jìn)行投資。三輥單獨(dú)可調(diào)式定徑機(jī)（FQS）技術(shù)是在每個(gè)軋輥位置上各設(shè)1套液壓壓下裝置，可 根據(jù)不同的條件對(duì)3個(gè)軋輥進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)鋼管外徑的精確控制以及沿圓周上對(duì) 橢圓度進(jìn)行的調(diào)整，還可沿鋼管長(zhǎng)度上進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)壓下調(diào)整，以消除因鋼管沿長(zhǎng)度方 向上的溫度不均造成的外徑偏差。該技術(shù)是意大利INNSE公司開(kāi)發(fā)的，已成功應(yīng)用于日本住友和歌山廠新建的 426mm連軋管機(jī)組中。總體來(lái)講三輥減徑機(jī)具有各方面的優(yōu)

24、勢(shì)， 是今后國(guó)內(nèi)熱軋線的發(fā)展趨勢(shì)。1.3.4定徑機(jī)的發(fā)展及新技術(shù)目前定徑機(jī)一般有兩種類型。 一種為多機(jī)架縱軋型，這種類型是通過(guò)37架孔型的 連續(xù)軋制，以達(dá)到定徑的目的。另一種為單機(jī)架斜軋旋轉(zhuǎn)定徑，這種類型其減徑量較小， 但精度高，主要用于中厚壁管軋制。采用該技術(shù)可以根據(jù)軋制鋼管外徑的變化，一定范圍內(nèi)對(duì)軋輥輥縫進(jìn)行調(diào)整，另外 還可以根據(jù) 軋輥磨損情況，對(duì)輥縫進(jìn)行調(diào)整補(bǔ)償，以保證必要的鋼管外徑尺寸精度。三輥可調(diào)式機(jī)架的開(kāi)發(fā)，可以大幅度地減少備用軋輥及機(jī)架的數(shù)量、減少乳輥消耗、提高設(shè)備利用率以及提高設(shè)備的靈活性。德國(guó)SMSMeer公司及KOCKS司均開(kāi)發(fā)出各自的三輥同步可調(diào)式張力減徑機(jī) /定徑 機(jī)。

25、其工作原理都是將軋輥軸裝于偏心軸套之內(nèi)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)或遠(yuǎn)程電動(dòng)控制3根偏心軸套同步旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)軋輥輥縫同心調(diào)整。只是兩者帶動(dòng)偏心套旋轉(zhuǎn)的執(zhí)機(jī)構(gòu)有所不 同。該技術(shù)只能在空載條件下實(shí)現(xiàn)，即軋輥輥縫調(diào)整在軋制間隙時(shí)間內(nèi)完成，不能進(jìn)行 動(dòng)態(tài)調(diào)整。1.3.5矯直機(jī)的發(fā)展矯直技術(shù)多用于金屬條材加工的后部工序，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量水平 20世紀(jì)初已經(jīng)有矯直圓材的二輥式矯直機(jī)，在20世紀(jì)30年代中期發(fā)明222型六輥式矯 直機(jī)，顯著提高了管材矯直質(zhì)量。后來(lái)在 20世紀(jì)60年代中期，為了解決大直徑管材的 矯直問(wèn)題，美國(guó)薩頓公司研制成功 313型七輥式矯直機(jī)。我國(guó)改革開(kāi)放以后接觸到大量 的國(guó)外設(shè)計(jì)研制成果，有

26、小到 1.6mm金屬絲矯直機(jī)和大到 600mm管材矯直機(jī)，有速 度達(dá)到300m/min的高速矯直機(jī)和精度達(dá)到 0.038mm/mm的高精度矯直機(jī)，同時(shí)也引進(jìn) 許多先進(jìn)的矯直設(shè)備。進(jìn)入 90年代我國(guó)在趕超世界先進(jìn)水平方面又邁出了一大步，一 些新研制的矯直機(jī)獲得了國(guó)家的發(fā)明專利，一些新成果獲得了市、省及部級(jí)科技成果進(jìn) 步獎(jiǎng)，有的獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)。近年來(lái)我國(guó)在反彎輥形七斜輥矯直機(jī)，多斜輥薄壁轉(zhuǎn)轂 式矯直機(jī),平行輥異輥距矯直機(jī)及矯直液壓自動(dòng)切料機(jī)等研制方面相繼取得成功。1.4課題的研究?jī)?nèi)容及方法此次設(shè)計(jì)內(nèi)容是根據(jù)鞍山鋼鐵集團(tuán)公司中無(wú)縫鋼管廠的？159MPM限動(dòng)芯棒五架連軋管機(jī)所選的課題，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

27、主傳動(dòng)系統(tǒng)。主傳動(dòng)系統(tǒng)包括減速機(jī)、聯(lián)接軸、 聯(lián)軸器等部件組成。這次所設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)系統(tǒng)是由電機(jī)通過(guò)減速器傳動(dòng)軋輥的。設(shè)計(jì)的 內(nèi)容有：傳動(dòng)總體方案的設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、計(jì)算？159MPM軋管機(jī)的力能參數(shù)。根據(jù)計(jì)算的參數(shù)選擇合適的電機(jī)并校核。2、根據(jù)已有的數(shù)據(jù)選擇合適的聯(lián)軸器、對(duì)減速器主要零件的強(qiáng)度計(jì)算和校核及萬(wàn)向聯(lián)軸的選擇。3、根據(jù)以上的機(jī)構(gòu)參數(shù)繪制1張總圖、1張局部裝配圖、3張零件圖。設(shè)計(jì)的方法：首先，進(jìn)入鞍鋼參觀實(shí)習(xí)。在感官上認(rèn)識(shí)這次所要設(shè)計(jì)的物體。我們到了鞍鋼無(wú)縫 鋼管廠。在那里我們通過(guò)參觀和工程師的認(rèn)真講解，對(duì)設(shè)計(jì)的軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)有了初步 的了解。熟悉了 ？159MPM軋管機(jī)的工作情況及主傳動(dòng)系

28、統(tǒng)的傳動(dòng)方式。然后，通過(guò)查閱材料選擇最佳的傳動(dòng)方式。最后，選擇最佳傳動(dòng)方案，計(jì)算軋制力 及軋制力矩，根據(jù)計(jì)算在手冊(cè)上選擇電機(jī)、聯(lián)軸器、等部件并校核。完成圖紙繪制及說(shuō) 明書的編輯。2總體方案選擇2.1設(shè)計(jì)的原始參數(shù)最大軋制力：400t軋輥轉(zhuǎn)速：120r/mi n毛管最大出口速度：1.18m/s管坯最大直徑：？280mm毛管壁厚：32.5mm喂入角：a =12o輾軋角：15o22方案的選擇2.2.1總體思路的選擇根據(jù)給定參數(shù)確定軋管機(jī)的軋制力基本參數(shù)，根據(jù)最大軋制力確定電機(jī)，校核電機(jī)合格后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇萬(wàn)向接軸和聯(lián)軸器，校合其中的十字軸、軸叉及軸承。軋管機(jī)主傳動(dòng)裝置的作用是將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和力矩

29、傳遞給軋輥。在很多軋鋼機(jī)上，主 傳動(dòng)裝置由減速器、齒輪座和聯(lián)軸器等部件組成。某些板坯軋機(jī)及板帶軋機(jī)，主傳動(dòng)是 由電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)軋輥的。軋鋼機(jī)主傳動(dòng)裝置各組成部分作用如下：(1) 減速機(jī)在軋管機(jī)中，減速機(jī)的作用是將電動(dòng)機(jī)較高的轉(zhuǎn)速變成軋輥所需要 的轉(zhuǎn)速，這就可以在主傳動(dòng)裝置中選用價(jià)格較低的高速電機(jī)。確定是否采用減速機(jī)的一 個(gè)重要條件，就是要比較減速機(jī)及其摩擦損耗的費(fèi)用是否小于低速電機(jī)與高速電機(jī)之間 的差價(jià)。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)速小于 200250r/min時(shí)才采用減速機(jī)。但在可逆式軋鋼 機(jī)上，即使軋輥轉(zhuǎn)速小于 200250r/min時(shí)，也往往不采用減速機(jī)而采用低速電動(dòng)機(jī)。 因?yàn)檫@樣的傳動(dòng)系統(tǒng)易于可

30、逆運(yùn)轉(zhuǎn)。(2) 聯(lián)接軸軋管機(jī)減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和力矩都是通過(guò)連接軸傳遞給軋輥的。 在橫列式軋機(jī)上，一個(gè)工作機(jī)座的軋輥傳動(dòng)另一個(gè)工作機(jī)座的軋輥，也是通過(guò)連接軸傳動(dòng)的。軋鋼機(jī)常用的連接軸有萬(wàn)向接軸、梅花接軸、聯(lián)合接軸和齒式接軸等。確定連接 軸類型時(shí)，主要根據(jù)軋輥調(diào)整量和連接軸允許傾角等因素。連接軸傾角有時(shí)達(dá)到810 一般采用萬(wàn)向接軸。(3) 聯(lián)軸器聯(lián)軸器包括電動(dòng)機(jī)連軸器和主連軸器。目前應(yīng)用最廣泛的連軸器是齒輪連軸器。2.2.2軋管機(jī)主傳動(dòng)裝置的類型根據(jù)查找的資料，了解到現(xiàn)在常用的主傳動(dòng)裝置類型有以下三種：1、由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軋輥的軋管機(jī)如圖 2.1所示。2、由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輥的軋管機(jī)如

31、圖2.2所示圖2.2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輥3、由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪座驅(qū)動(dòng)軋輥的軋管機(jī)如圖2.3所示圖2.3 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪座驅(qū)動(dòng)軋輥根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)了解，可以選擇本次設(shè)計(jì)的軋管機(jī)采用第二種方案。由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輥，有減速器和無(wú)齒輪座，采用萬(wàn)向接軸傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。3軋管機(jī)軋制力參數(shù)計(jì)算3.1軋機(jī)軋制力P的確定在軋管機(jī)上軋管時(shí)變形區(qū)長(zhǎng)度上存在著減徑和減壁壓縮兩個(gè)區(qū)，故決定作用力也必須求出。這是因?yàn)閮蓚€(gè)區(qū)域變形特點(diǎn)不同，那么單位壓力也不同。按此要求，各區(qū)域中分別求出金屬對(duì)軋輥的壓力，然后相加則得總壓力，10,5即:P = Pel Fl Pc2 F2（ 3.1）式中：Fl 減徑區(qū)接觸面積

32、的水平投影面積；F2 減壁區(qū)接觸面積的水平投影面積；Pel 減徑區(qū)的平均單位壓力；Pe2 壁壓區(qū)的平均單位壓力；整個(gè)接觸面積的水平投影由公式（3.2 ）決定。10,95(3.2)Di JD BF =a（1r iDmin12 Dm. v 2二 54062.88 mm2= 289(135), 360 一303.4512 000 2式中：a 水平投影的寬度，可近似地認(rèn)為等于孔型,a=289 （如圖3.1所示）；b 孔型高度，b=（ 1.03 L 1.07）a=1.05 289=303.45 mm2 ；Di 軋管名義直徑;Dm i 孔型頂部的軋管直徑;D。一一喂入軋輥中的毛管外型高度;圖3.1軋輥尺寸

33、各部分關(guān)系由此公式只能算出一個(gè)近似值，因?yàn)閷?shí)際的接觸面積的形狀是比較復(fù)雜的。用此公 式計(jì)算的數(shù)值較實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)小，特別是軋制薄壁管時(shí)的誤差更大。原因在于這個(gè)公 式未考慮由于產(chǎn)生壓扁變形而管子周邊在變形區(qū)中發(fā)生的變化，一般軋制厚壁管時(shí)比實(shí)際數(shù)據(jù)小15% 20%，軋制薄壁時(shí)小 25% 40%。根據(jù)北京科技大學(xué)的校驗(yàn)。同樣得出，較實(shí)際值小，但是在小型機(jī)組上軋制小尺寸鋼管時(shí)誤差不是很大，一般在10%主右，所以此公式可用。對(duì)于壁厚壓軋區(qū)的接觸面積水平投影，由公式（3.2 ）計(jì)算,10,96:F2 =（1.06L 1.1歸鳥(niǎo)=1.08 289 138.11=28886.71 mm2（ 3.2）式中：L2

34、 減壁區(qū)的長(zhǎng)度；減徑區(qū)接觸面積水平投影等，于10,96F1 = F - F2 =54062.88-28886.71 =25176.17 mm2減徑區(qū)的平均單位壓力，引用10,96式中：2S232 5pe1/.Kf0 =2.13 438.5370.97Mpae297P = Pd % = 936.96KNK f在軋制溫度下金屬的變形抗力K f =438.5Mpa ；De 減徑區(qū)中毛管子的平均直徑，De =287mm ；S 毛管壁厚；由于外區(qū)的影響平均單位壓力增大系數(shù)，=2.13 ；減壁區(qū)單位壓力P2使用a.n柴力柯夫曲線，由公式（3.3）(3.3)P2 = F2 Kf nf = 378Mpa軋制力

35、由公式 （3.1 ），可得：P = pc1 F1 + pc1 F2 = Pd，F(xiàn)| + B = 1311.96KN R = pc1F2 = 1311.96KN3.2軋機(jī)軋制力矩的確定由1知，作用在鋼管連軋機(jī)任意機(jī)架的一個(gè)軋輥上合力矩是由減徑區(qū)和減壁區(qū)軋 制力矩、前后張力或推力的力矩及作用在鋼管和芯棒接觸面上的軸向力矩疊加所組成 的，如圖3.2、圖3.3所示。圖3.2變形區(qū)截面形狀根據(jù)變形區(qū)幾何關(guān)系:Io =Rmin sin a =1000 sin 12207.91mmOC 二 Rmin cos a =1000 cos12 = 978.15mm所以l2Rmin S0 2 - Rmin2 = 10

36、00 32.5 100 24.5138.31mm10-12 =207.91 T38.31 二 63.6mm牛ii仃圖3.3變形區(qū)受力分析圖(3.4)M = P l2+hLp2Q5HR5h2QD2 2) 2 2 2 2 2 2 2式中h、l2 分別為減徑區(qū)和減壁區(qū)變形區(qū)長(zhǎng)度， mm分別為前后張力或推力Q-鋼管或芯棒接觸面上的軸向力可用下面公式近似估算一個(gè)軋輥上的軋制力矩：M = R（L + 066 ）+ P2 0.65l2（3.5）其中：R減徑區(qū)壓力F2-減壁區(qū)壓力M = R（l2 +0.65h ）5 0.6512 =309.821KN m4電機(jī)的選擇4. 1軋機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算4.1.1軋機(jī)主

37、電動(dòng)機(jī)力矩計(jì)算由2知，主電動(dòng)機(jī)軸上的力矩由四部分組成，即：M z + M 門M D =i+ M f 2 * K kon M M don（ 4）吐 M f M kon 一 M donI 訕KM f2 =1U八式中：M D 主電動(dòng)機(jī)力矩，KN-m；M z 軋輥上的軋制力矩，KN-m；M f附加摩擦力矩，即當(dāng)軋制是由于軋制力作用在軋輥軸承、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其它轉(zhuǎn)M f1動(dòng)件中的摩擦而產(chǎn)生的附加力矩，Mf M f2， KN-m；iMkon 空轉(zhuǎn)力矩，即軋機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，由于各轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量所產(chǎn)生的摩擦力矩及其它阻力矩，KNm；M don 動(dòng)力矩，軋輥運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻，各部件由于有加速或減速所引起的慣性力 所產(chǎn)生的力

38、矩，KN- m；電動(dòng)機(jī)至軋輥之間的傳動(dòng)效率；由文獻(xiàn)3表4.2-9可查得：聯(lián)軸器 聯(lián)=0.990.995；萬(wàn)向接軸 萬(wàn)=0.97 ；滾動(dòng)軸承承=0.98減速機(jī)減=0.95 ；i 電動(dòng)機(jī)和軋輥之間的傳動(dòng)比，初選i =4代入計(jì)算得：z =聯(lián)萬(wàn)3承 減=0.99 0.97 0.9830.95=0.8591309.821M f2 =(1)13.38KN m0.8584因?yàn)檐垯C(jī)勻速運(yùn)動(dòng)，所以 皿血=0 ； Mkon約為主電動(dòng)機(jī)功率的5%309.821M D13.38 =94.91KN m4考慮到空轉(zhuǎn)力矩的影響將 Md擴(kuò)大5%得:M max 5% M D 5%94.91 =99.66 KN-m 4.1.2軋

39、機(jī)主電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算由3計(jì)算公式:二.R 二 2二nR 二二nD ,n =nDmaxerNd二 Mer ner-30(4.2)(4.3)(4.4)式中：Mer 額定靜力矩，KN-m；M max 靜負(fù)荷圖上的最大力矩，KN-m；ner 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min ;K電動(dòng)機(jī)過(guò)載系數(shù)，由文獻(xiàn)3知，可逆運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)K=2.53.0,取K=2.8。根 據(jù)設(shè)計(jì)要求，取i=4代入公式計(jì)算得：n 軋輥=120 r/min n電機(jī)=n軋管 i= 120x4=480r/minMer 二9966 = 35.59 KN-m2.8Nd二 35.59 45630= 2699.5KW4.2初選電動(dòng)機(jī)車L管機(jī)用電機(jī)處于沖擊、短時(shí)、

40、斷續(xù)的生產(chǎn)工作狀態(tài)。而且受電網(wǎng)容量的限制，一 般采用繞線型電動(dòng)機(jī)。功率選擇不可過(guò)大，也不可過(guò)小。如功率選的過(guò)大，不能充分利 用和發(fā)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的效用，不但增加了設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用，能耗增加，功率因數(shù)變壞, 造成很大的浪費(fèi)。如果選擇的功率較小，會(huì)使電動(dòng)機(jī)超負(fù)載工作，長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)使電動(dòng)機(jī) 過(guò)度發(fā)熱，縮短電動(dòng)機(jī)的壽命，甚至將其燒毀。同時(shí)也不能保證生產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行。 由此可見(jiàn)對(duì)電機(jī)功率的選擇尤為重要。根據(jù)上面的計(jì)算， Mr選擇2臺(tái)電機(jī)，電機(jī)參數(shù)如表4.1所示表4.1電機(jī)參數(shù)型號(hào)額定功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩YR7103-1214004801.8此種電機(jī)的安裝尺寸如圖4.1、表4.2所

41、示圖4.1電機(jī)安裝尺寸示意圖表4.2電機(jī)安裝尺寸機(jī)座號(hào)安裝尺寸 Mounting Dimensions （ mm）frameABCDEtbrHE最大尺寸最下尺寸7101400180053020035014510.10.771056此種電機(jī)冷卻方法為IC06 （見(jiàn)GB1993 ）。三相交流電機(jī)有再生回饋制動(dòng)、反接制 動(dòng)和能耗制動(dòng)三種方式。它們的共同點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩M與轉(zhuǎn)速n的方向相反，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，并轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)制動(dòng)的準(zhǔn)確性，選用能耗 制動(dòng)。此電機(jī)可由西安西瑪電機(jī)廠購(gòu)得。4.3電動(dòng)機(jī)校核電動(dòng)機(jī)（Motors）是通過(guò)消耗電能獲得機(jī)械能的設(shè)備。在生產(chǎn)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)

42、轉(zhuǎn)情況的好壞，對(duì)整個(gè)制造生產(chǎn)進(jìn)行有重要的意義，所以需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行校核。1、最大轉(zhuǎn)矩。Tmax =99.66KN m2、額定轉(zhuǎn)矩M e=9.55xNerner9.55x1400480=27.9KW3 、過(guò)載校核2x Me=2x1.8x27.9=100.44KN m 99.66KN _m =Tmax故所選電機(jī)滿足過(guò)載要求。5主傳動(dòng)系統(tǒng)主要零部件的校核計(jì)算本章主要對(duì)減速機(jī)內(nèi)齒輪軸、齒輪軸承、鍵等零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核5.1減速機(jī)的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算減速器是主傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5.1所示。5.1.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知減速機(jī)為一級(jí)傳動(dòng)，由上述計(jì)算，得i=4。1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)

43、1）按圖5.1所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱輪傳動(dòng)；2） 材料選擇。由文獻(xiàn)6表14-1-122選擇小齒輪的材料為40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，硬 度為255HBS，大齒輪的材料為40CrNi，正火處理，硬度 230HBS;3）選小齒輪齒數(shù)Z1 =25，惰輪Z2=uZ1=4X20=100；4）精度等級(jí)選7級(jí)精度；5） 選取螺旋角。初選螺旋角B =10。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)4 ,1021計(jì)算，即:(4.2)1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1) 試選 Kt =1.6。(2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。55竺 5 52 1 4 00n4800. 939KN7m(3) 由文獻(xiàn)4圖10 30選取區(qū)域系數(shù)Zh =2

44、.46(4) 由文獻(xiàn)4圖 10 26 查得= 0.775， ； . 0.865，貝;2 = 1.64(5) 由文獻(xiàn)4表10 7選取齒寬系數(shù)d =1，由表10 6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze i89.8MPa2(6) 由文獻(xiàn)4圖10 21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim =710MPa中齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 bHlim=680 MPa(7) 由文獻(xiàn)4，1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次。9N1 =60nJLh =60 480 124 365 8 =2.018 10N2 =2018 104 =5.045 108(8) 由文獻(xiàn)4圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1 =0.93; Khn2 =

45、0.97(9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力Lh L取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由式(10 21)得kH 1 = KHN1Hlm1 =0.93 漢 710 =660.3 MPaSfc1K HN2 J H lim 2S= 0.97 680 = 659.6 MPa660.3 659.62659.95MPa2)計(jì)算(1) 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式得:d1t -1. 6 3 5.x76 J 0123351 8_h8m1. 6 44 I 6 5 9. 9 5.(2) 計(jì)算圓周速度v。 d1tn 二 3 5 1. 7 84 8JDv8 8 4P601000 601000 s(3) 計(jì)算齒寬b及

46、模數(shù)mnt。b = dd1t=1351.783 5rtm Trfim叫= = 35178“ S13.86mm25h=2.25 gt =2.25 13.86 =31.19mmb h =3 5 1. 78 3 化 1 9 mmi. 2 8(4) 計(jì)算縱向重合度；:=0.3 1 gz1t a 乍 0.318 1 2 5 t=an101.401(5) 計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)Ka =1。根據(jù)v=8.84m/s，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)4圖108查得動(dòng)載系數(shù)K1.18 ；由文獻(xiàn)4表10 4查得K h 一：的計(jì)算公式心：=1.12 0.18 d20.23 10；bh.12 0.18 120.23 10，351

47、.78 =1.38由文獻(xiàn)4圖1013查得K-1.35 ；由文獻(xiàn)4表10 3查得Kh：.二Kf：. =1.1。故載荷系數(shù)K 二 KaK/Kh 伶=11.18 1. 1 1. 3 8 1(6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)3，10 10a得：4 二 d1t 3K Kt =351.78 3 1.79 1.6 =365.19 mm(7) 計(jì)算模數(shù)mmj,659cos14)3mm255.1.2按齒根彎曲強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)4，101732KTKCOS2 ： YFaYsamn -2tF 1(5.2)1) 確定計(jì)算參數(shù)(1)由文獻(xiàn)4圖10 20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；FE1 =600彎

48、曲疲勞強(qiáng)度極限-FE2 =580 MPa。(2) 由文獻(xiàn)4圖1018查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) Kfn1 =0.92 ； Kfn2(3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由文獻(xiàn)3式(1012)得：；中齒輪的0.94。4f 2K FN1 FE1S0.92 6001.4= 394.29 MPaK FN 2；- FE2S0.94 5801.4= 389.43 MPa(4) 計(jì)算載荷系數(shù)。K =KAKvKf.K =11.18 1.1 1.35 = 1.75(5) 根據(jù)縱向重合度 L =1.121，由文獻(xiàn)4圖10 28查得螺旋角影響系數(shù)(6) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。Zv1冬2426.17COSC

49、OS310Z2100Zv 233104.70COS - COS310(7) 查取齒形系數(shù)。由文獻(xiàn)4表10 5用插值法計(jì)算得YFa1 =2.595 ； YFa2 =2.176Ysa1 =1.594 ； Ysa2 =1.794(8)計(jì)算中、小齒輪的YFaYSa量并加以比較YFa2匕2176 仃94 =0.01002389.43小齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算mnt yF535.廠1060.915cos21廠0.01049 =10.44 mm1 252 1.635對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，參考 表10-1取mn =15，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為

50、了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑d1=351.78mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由d1 xcosB 365.19xcos10乙23.97，mn15取 N =25，則 Z2 =uz, =4 25 =100，取勺=1005.1.3齒輪幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距a= Z1 z m- 25 100 15 =951.96mm 2cos P2 cos10將中心距圓整為a =975 mm。2）按圓整后的中心距修正螺旋角3)B值幾乎無(wú)改變，故參數(shù)二,計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑Ki , Zh不必修正。2 952narccos- 二_=10.0128=10 T 40”2a100 15Z2mnd

51、r 込380.8mm cos Pcos10.0128d2- n1523.2 mmcos ：COS10.01284)計(jì)算齒輪寬度b= d d 1 380. 8= 3 8m.n8 圓整后取 B| =390mm， B2 = 385mm5.2小齒輪軸的校核計(jì)算5.2.1齒輪軸設(shè)計(jì)已知齒輪軸的材料為40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)4表15-1可查得，許用彎曲應(yīng)力L-75 MPa,由4,15-3 得：d480此處又是與聯(lián)軸器相配合，故最小直徑加大6%,所以dmin =212mm,參考文獻(xiàn)7，所以取軸最小處直徑為250mm。初選聯(lián)軸器型號(hào)為Gn CL14又由齒輪分度圓直徑d =406.3 mm相差不大，故做成

52、齒輪軸。根據(jù)圖5.2軸裝配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 軸段I因?yàn)閐min =250mm參照SWC 315 W型參數(shù)，所以暫取d =250mm長(zhǎng)度為330mm 軸段n軸肩1 H為定位軸肩，查參考文獻(xiàn)4，定位軸肩高度h；= (0.070.1 ) d則 d =d +2h ；=( 1.021.05 ) d = ( 255262.5) mm暫取 d =260mm 暫取長(zhǎng)度為 180mm 軸段川查參考文獻(xiàn)8表7-408，選取滾動(dòng)軸承 352056X2其內(nèi)徑為 280mm, d =280mm,合適。則d 7 =220mm這段長(zhǎng)度為軸承寬度取186mm 軸段4此處為軸肩定位，取 d= (1.041.14 )

53、 d 3= (291.2319.2 ) mm 暫取 d310mm則d6310mm。因?yàn)殛P(guān)于齒輪對(duì)稱，長(zhǎng)度都取 46 mm 軸段5此段為齒輪部分，直徑為380.8mm長(zhǎng)度為390mm圖5.2軸裝配的結(jié)構(gòu)圖1, 5 滾動(dòng)軸承；2 軸；3齒輪軸的輪齒段；4密封蓋5.2.2齒輪軸上載荷計(jì)算1）計(jì)算輸入軸上的扭矩T=Md 聯(lián)承=35.70.990.98 =34.636106 N-mm2）求作用在齒輪上的力23 4.6 3 663 80.81081912N5Fr = FttaJL =181912.5tan20 67234.79 Ncos ：cos1.0128Fa=Ft tan 二 18 1912. 5 tarf0. 0128 N 321 17. 99圓周力Ft，徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖5.3。3）求軸上載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖,如圖5.2作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖5.3。根據(jù)軸承型號(hào)找出軸承的支撐點(diǎn)。因此，作出軸的支撐跨距L=390+186+46=622 mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖 5.3, b、c、d、e。垂直面：Ft 31167234.79 311Fnv2 =3