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遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I 板坯連鑄橫移機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 連續(xù)鑄鋼的出現(xiàn)和發(fā)展，大大地縮短了工藝流程，極大地簡(jiǎn)化了軋鋼生 產(chǎn)的工藝系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的模鑄坯-初軋開(kāi)坯相比、省去了脫模、整模、均熱初軋 和連軋開(kāi)坯等一系列工序和對(duì)應(yīng)的設(shè)備。這不僅明顯降低了能耗，并且大大節(jié)省 了設(shè)備投資和生產(chǎn)投資。 鞍鋼集團(tuán)公司煉鋼廠的連鑄技術(shù)已達(dá)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平， 連鑄的特點(diǎn)是將高 溫鋼水連續(xù)不斷的澆注成具有一定斷面形狀和一定尺寸規(guī)格的鑄坯， 并具有了提 高綜合成材率、降低能耗、產(chǎn)品的均一性好、質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化等 顯著特點(diǎn)。但是隨著事成競(jìng)爭(zhēng)的逐漸激烈，板坯連鑄機(jī)的優(yōu)化與改良就成了提高 板坯質(zhì)量、占領(lǐng)市場(chǎng)的重要環(huán)節(jié)。因此，本人通過(guò)大量的實(shí)地調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)、 仔細(xì)詢(xún)問(wèn)觀看，對(duì)連鑄機(jī)相關(guān)設(shè)備（板坯橫移機(jī)）的結(jié)構(gòu)與性能有了一個(gè)深入的 認(rèn)識(shí)。并運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，從動(dòng)力學(xué)、機(jī)械原理、經(jīng)濟(jì)學(xué)等諸多方面對(duì)連鑄 機(jī)中的板坯橫移機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其更加適用于新市場(chǎng)的形勢(shì)。 本設(shè)計(jì)還對(duì)板坯橫移機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的各參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算， 同時(shí)也對(duì) 主要部件進(jìn)行了強(qiáng)度分析與校核，對(duì)其中的一部分零部件進(jìn)行了改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：連鑄，改良，板坯質(zhì)量，板坯橫移機(jī) 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II Slab continuous casting and transverse moving design Abstracts The emergence and development of continuous casting steel greatly shortened process, greatly simplifies the system of steel rolling production process, from the traditionalmoldcasting-bloomingsufficientlycompared,eliminatingthe demoulding, at the beginning of the whole mold, soaking rolling and rolling breakdown and a series of process and the corresponding equipment. This not only significantlyreducestheenergyconsumption,andgreatlysavesequipment investment and production. Anshan iron and steel (group) corporation steel continuous casting technology has reached the advanced level at home and abroad, the characteristics of the continuous casting is the high temperature molten steel continuous casting into a certain section shape and a certain size of slab, and with the increase yield, reduce energy consumption, product uniformity good, high quality and easy to implement andothersignificantcharacteristicsofmechanizationautomation.Intothe increasingly fierce competition, but as a matter of slab continuous casting machine optimization and improvement has become an important link in improve the quality of the slab, occupy the market. Therefore, I through a lot of field investigation, field study, ask to watch carefully, for continuous casting machine related equipment (slab structure and properties of horizontal moving） have an in-depth understanding of. And use their learned knowledge, from many aspects, such as dynamics, mechanical principles, economics to design of the slab continuous caster horizontal moving, to make it more suitable for new market situation. This design also the parameters of the transmission system of slab transverse moving has carried on the design and calculation, but also on the main components of strength analysis and check, on the part of parts was improved. Keywords:continuous casting, improved, the quality of the slab, the slab transverse moving 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III 目錄 1.緒論.1 1.1 連鑄發(fā)展歷史簡(jiǎn)介1 1.2 連鑄及連鑄機(jī)簡(jiǎn)介2 1.2.1 連鑄機(jī)的組成.2 1.2.2 連鑄工藝概述.2 1.2 板坯連鑄工藝流程圖.3 1.3 連鑄技術(shù)的優(yōu)越特性4 1.4 鞍鋼連鑄技術(shù)的概況5 1.5 設(shè)計(jì)對(duì)象6 2、設(shè)計(jì)方案評(píng)述7 2.1 傳動(dòng)方案評(píng)述7 2.2 三環(huán)減速器評(píng)述及其傳動(dòng)的原理與布置形式7 2.2.1 三環(huán)減速器的特點(diǎn).8 2.2.2 三環(huán)減速器的不足.9 2.2.3 板坯橫移機(jī)的性能參數(shù).9 3、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算11 3.1 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算11 3.2 減速機(jī)的選擇12 3.3 確定傳動(dòng)比13 3.3.1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算.13 4、主要零件的強(qiáng)度計(jì)算14 4.1 三環(huán)傳動(dòng)齒輪副的強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn)14 4.2 齒輪的傳動(dòng)校核計(jì)算15 4.21 齒輪的材料及性能參數(shù).15 4.2.2 考慮彈性嚙合效應(yīng)的齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算.15 4.23 彎曲疲勞許用應(yīng)力的確定.18 4.3 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算20 4.3.1 減速器中輸出軸的校核計(jì)算.20 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV 4.32 與減速器中輸出軸相連的軸（二）校核計(jì)算.23 4.4 軸承的選擇和壽命計(jì)算29 5、鋼絲繩的設(shè)計(jì)及計(jì)算32 5.1 鋼絲繩的作用32 5.2 鋼絲繩的設(shè)計(jì)32 5.3 鋼絲繩的選取32 6、電機(jī)與減速器之間聯(lián)軸器的選擇34 7、潤(rùn)滑與密封的說(shuō)明35 7.1 設(shè)備潤(rùn)滑的說(shuō)明35 7.2 設(shè)備密封的說(shuō)明35 8、我國(guó)鋼鐵工業(yè)的污染現(xiàn)狀與應(yīng)對(duì)措施37 8.1 我國(guó)鋼鐵工業(yè)環(huán)境污染狀況分析37 8.2 對(duì)于鋼鐵工業(yè)污染的應(yīng)對(duì)措施38 8.2.1 我國(guó)鋼鐵工業(yè)應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題所采取的主要措施.38 8.2.2 推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)。建立鋼鐵工業(yè)的循環(huán)鏈.38 8.2.3 加快產(chǎn)業(yè)調(diào)整轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式和加快淘汰落后企業(yè)步伐.39 8.2.4 加強(qiáng)鋼鐵王業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)支撐措施，積極推進(jìn)鋼鐵工業(yè)清潔生 產(chǎn)技術(shù)建立和完善鋼鐵工業(yè)環(huán)保技術(shù)支撐體系。39 結(jié)論41 參考文獻(xiàn)42 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 頁(yè) 1.緒論 1.1 連鑄發(fā)展歷史簡(jiǎn)介 回顧鑄造鋼鐵的發(fā)展歷史，在以前的很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，鑄鋼都是通過(guò)模鑄法澆鑄 成鋼錠，再經(jīng)初軋機(jī)，開(kāi)坯軋機(jī)軋制成鋼坯，然后經(jīng)過(guò)加熱通過(guò)軋機(jī)軋制成各種 鋼材。這種傳統(tǒng)的從鋼水到鋼坯的生產(chǎn)方法叫做模鑄開(kāi)坯法。20 世紀(jì) 50 年代， 鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了一種新的澆鑄方法，這就是連鑄法。相對(duì)于原來(lái)在鋼鐵生產(chǎn)中一 直占統(tǒng)治地位的“模鑄-開(kāi)坯”工藝，連鑄技術(shù)使 冶煉生產(chǎn)的效率與鑄坯的質(zhì)量 大大提高。 亨利貝塞麥?zhǔn)翘岢鲞B鑄思想的第一人。他在 1858 年鋼鐵協(xié)會(huì)倫敦會(huì)議的 論文模鑄不如連鑄中提出了這一設(shè)想，但一直到 20 世紀(jì) 40 年代，連鑄工藝 才實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。在這一段時(shí)間內(nèi)，由于鋼的高熔點(diǎn)和高導(dǎo)熱率等原因，研究人 員遇到了許多問(wèn)題。在連續(xù)鑄鋼開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，最先使用的是立式連鑄機(jī)。這種連 鑄機(jī)有一個(gè)用彈簧固定的結(jié)晶器，產(chǎn)量通常很低，且因?yàn)殇撆c結(jié)晶器粘結(jié)，漏鋼 并不少見(jiàn)。振動(dòng)結(jié)晶器的想法應(yīng)歸功于德國(guó)人 Seigfried Junghans，他首創(chuàng)了有色 金屬的連續(xù)鑄造。1952 年，英國(guó)巴羅鋼廠將這個(gè)概念引入煉鋼領(lǐng)域，當(dāng)時(shí)使用 的是德國(guó)曼內(nèi)斯曼提供的直結(jié)晶器立式連鑄機(jī)。這便是工業(yè)化連續(xù)鑄鋼的開(kāi)端。 由于技術(shù)上的缺陷，連續(xù)鑄鋼長(zhǎng)期以來(lái)一直局限在電爐鋼廠內(nèi)，大型鋼鐵聯(lián)合企 業(yè) 1970 年才開(kāi)始生產(chǎn)連鑄板坯。借助科學(xué)理論對(duì)凝固現(xiàn)象的深入了解推動(dòng)了連 鑄的發(fā)展。到了八十年代，連鑄技術(shù)作為主導(dǎo)技術(shù)逐步完善，并在世界各地主要 產(chǎn)鋼國(guó)得到大幅應(yīng)用， 到了九十年代初， 世界各主要產(chǎn)鋼國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 90%以上 的連鑄比。今天，在這些煉鋼工藝中，比重最大的是氧氣煉鋼，占到了 63.3， 相比之下，電爐和平爐分別占 33.1和 3.6。 1.2 連鑄及連鑄機(jī)簡(jiǎn)介 1.2.1 連鑄機(jī)的組成 連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)組成如圖 1.1 所示 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 2 頁(yè) 1.1 連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)組成圖1.1 連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)組成圖 盛鋼桶運(yùn)載裝置：運(yùn)載、支撐：澆注車(chē)、鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)（快速更換，多爐連 鑄） 中間包：鋼包和結(jié)晶器之間用來(lái)接受鋼液的過(guò)渡裝置 中間包運(yùn)載裝置：支撐、運(yùn)輸、更換中間包；中間包車(chē)、中間包回轉(zhuǎn)臺(tái) 結(jié)晶器：水冷鋼模 結(jié)晶器振動(dòng)裝置：上下往復(fù)運(yùn)動(dòng) 二次冷卻裝置：噴水冷卻裝置+鑄坯支撐裝置 拉坯矯直機(jī)在澆鑄過(guò)程之克服鑄坯與結(jié)晶器及二冷區(qū)的阻力， 順利地將鑄 坯拉出，并對(duì)弧形鑄坯進(jìn)行矯直 引錠裝置：“活底”，引錠頭+引錠桿 切割裝置：定尺長(zhǎng)度 鑄坯運(yùn)出裝置：輥道、推鋼機(jī)、冷床 1.2.2 連鑄工藝概述 連鑄的生產(chǎn)工藝流程： 將裝有精煉好鋼水的鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置后，將鋼水注 入中間 包，中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的 核心設(shè)備之一，它使鑄件成形并迅 速凝固結(jié)晶。拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同作 用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一 定長(zhǎng)度的板坯 板坯連鑄工藝流程圖如圖 1.2 所示。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 3 頁(yè) 1.2 板坯連鑄工藝流程圖板坯連鑄工藝流程圖 立式連鑄機(jī)：結(jié)晶器、二冷段、拉坯和剪切沿垂直方向排列。 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)彎曲變形、冷卻均勻，裂紋少。 夾雜物容易上浮。 缺點(diǎn)：設(shè)備高，建設(shè)費(fèi)用大。 鋼液靜壓大，容易產(chǎn)生鼓肚。 立彎式連鑄機(jī) 結(jié)晶器下有垂直段，鑄坯通過(guò)拉坯輥后（鋼水完全凝固或接近完全凝固，用 頂彎?rùn)C(jī)使鑄坯彎曲，進(jìn)入圓弧段。 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身高度比立式低。 有垂直段，夾雜物容易上浮且分布均勻。 水平出坯，可以適當(dāng)加長(zhǎng)機(jī)身，鑄坯煩人定尺不受限制。 缺點(diǎn)：鑄坯在一點(diǎn)彎曲，一點(diǎn)矯直，容易形成裂紋。 要求完全凝固矯直，限制了生產(chǎn)率。 帶直線(xiàn)段的弧形連鑄機(jī) 特點(diǎn)：有垂直段，夾雜物容易上浮，具有立彎式連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。 多點(diǎn)彎曲，減少應(yīng)力集中，裂紋少。 可在未完全凝固進(jìn)入弧形段，可提高生產(chǎn)率，增大拉速。 分為弧形結(jié)晶器和直結(jié)晶器兩種 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身高度為立式連鑄機(jī)的 1/21/3，占地面積和立彎式相同，基建 費(fèi)用低。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 4 頁(yè) 鋼液靜壓小，鼓肚、裂紋等缺陷少。 加長(zhǎng)機(jī)身容易，可高速澆筑，生產(chǎn)率高。 缺點(diǎn)：機(jī)器設(shè)備占地面積較立式大。 內(nèi)弧夾雜物容易集聚。 直結(jié)晶器在出口處為弧形和直線(xiàn)切點(diǎn)，容易漏鋼。 橢圓型連鑄機(jī)（超低頭連鑄機(jī)） 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)身高度低，廠房高度降低 。 多次變形，每次變形量不大，鑄坯質(zhì)量好。 鋼液靜壓小，坯殼鼓肚量小，質(zhì)量好。 缺點(diǎn)：結(jié)晶器內(nèi)夾雜物不能上浮分離，且內(nèi)弧集聚。 多半徑，連鑄機(jī)的對(duì)弧、安裝、調(diào)整困難、設(shè)備較復(fù)雜。 水平連鑄機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：高度僅為立式連鑄機(jī)的 1/10 節(jié)約基建費(fèi)用。 鑄坯質(zhì)量高。 安全可靠性好。 1.3 連鑄技術(shù)的優(yōu)越特性 連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展是當(dāng)代鋼鐵工業(yè)發(fā)展的一個(gè)非常引人注目的動(dòng)向， 連鑄 之所以發(fā)展迅速，主要是它與傳統(tǒng)的鋼錠模澆鑄相比具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越 性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序 由于連鑄可以省去初軋開(kāi)坯工序，不僅節(jié)約了均熱爐加熱的能耗，而且也縮 短了從鋼水到成坯的周期時(shí)間。 近年來(lái)連鑄的主要發(fā)展之一是澆鑄接近成品斷面 尺寸鑄坯的趨勢(shì)，這將更會(huì)簡(jiǎn)化軋鋼的工序。 提高金屬的收得率 采用鋼錠模澆鑄從鋼水到成坯的收得率大約是 8488%，而連鑄約為 95 96%，因此采用連鑄工藝可節(jié)約金屬 712%，這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字。日本鋼 鐵工業(yè)在世界上之所以有競(jìng)爭(zhēng)力， 其重要原因之一就是在鋼鐵工業(yè)中大規(guī)模采用 連鑄。從 1985 年起日本全國(guó)的連鑄比已超過(guò) 90%。對(duì)于成本昂貴的特殊鋼，不 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 5 頁(yè) 銹鋼，采用連鑄法進(jìn)行澆鑄，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值就更大。我國(guó)的武漢鋼鐵公司第二 煉鋼 廠用連鑄代替模鑄后，每噸鋼坯成本降低約 l70 元，按年產(chǎn)量 800 萬(wàn)噸計(jì) 算，每年可收益約 13.5 億元。由此可見(jiàn)，提高金屬收得率，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序?qū)?huì) 獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 節(jié)約能量消耗 據(jù)有關(guān)資料介紹，生產(chǎn) 1 噸連鑄坯比模鑄開(kāi)坯省能 6271046KJ，相當(dāng)于 21.435.7kg 標(biāo)準(zhǔn)煤，再加上提高成材率所節(jié)約的能耗大于 100kg 標(biāo)準(zhǔn)煤。按 我國(guó)目前能耗水平測(cè)算，每噸連鑄坯綜合節(jié)能約為 130kg 標(biāo)準(zhǔn)煤。 改善勞動(dòng)條件，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 連鑄的機(jī)械化和自動(dòng)化程度比較高，連鑄過(guò)程已實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，使操 作工人從笨重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化水 平的提高，電子計(jì)算機(jī)也用于連鑄生產(chǎn)的控制，除澆鋼開(kāi)澆操作外，全部都由計(jì) 算機(jī)控制。例如我國(guó)寶鋼的板坯連鑄機(jī)，其整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)采用 5 臺(tái) PFU 一 1500 型計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線(xiàn)控制，具有切割長(zhǎng)度計(jì)算，壓縮澆鑄控制、電磁攪拌設(shè)定、結(jié) 晶器在線(xiàn)調(diào)寬、質(zhì)量管理、二冷水控制、過(guò)程數(shù)據(jù)收集、鑄坯、跟蹤、精整作業(yè) 線(xiàn)選擇、火焰清理、鑄坯打印標(biāo)號(hào)和稱(chēng)重及各種報(bào)表打印等 3l 項(xiàng)控制功能。 鑄坯質(zhì)量好 由于連鑄冷卻速度快、連續(xù)拉坯、澆鑄條件可控、穩(wěn)定，因此鑄坯內(nèi)部組織 均勻、致密、 偏析少、性能也穩(wěn)定。用連鑄坯軋成的板材，橫向性能優(yōu)于模鑄， 深沖性能也好，其他性能指標(biāo)也優(yōu)于模、 鑄。近年來(lái)采用連鑄已能生產(chǎn)表面無(wú) 缺陷的鑄坯，直接熱送軋成鋼材。 1.4 鞍鋼連鑄技術(shù)的概況 設(shè)計(jì)規(guī)模：一煉鋼廠；一機(jī)一流厚板坯連鑄機(jī) 1998 年 7 月 18 日開(kāi)工建設(shè)；2003 年 3 月 22 日建成投產(chǎn)； 設(shè)計(jì)能力：120 萬(wàn)噸每年 鑄坯斷面：（230mm300mm）x(1650mm2000mm) 品種結(jié)構(gòu)：X60X80 管線(xiàn)、高強(qiáng)船板、壓力容器、竣工、優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼坯等。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 6 頁(yè) 1.5 設(shè)計(jì)對(duì)象 隨著連鑄在冶金工業(yè)的不斷推廣，各個(gè)冶金企業(yè)的連鑄比在迅速提高，連鑄 的投產(chǎn)是冶金企業(yè)必然趨勢(shì)，隨著生產(chǎn)節(jié)奏的日益加快，連鑄能否順利達(dá)產(chǎn)，直 接關(guān)系到鋼廠的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益， 這樣對(duì)連鑄機(jī)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行可靠性提出 更高的要求，橫移機(jī)是連鑄機(jī)的一個(gè)重要組成部分，它將拖動(dòng)橫移小車(chē)將每個(gè)流 的鑄坯輸送到冷床上面進(jìn)行下線(xiàn)。 橫移機(jī)分手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式， 手動(dòng)方式是通過(guò)操作控制盤(pán)上的按鈕進(jìn)行手 動(dòng)定位，將每個(gè)流的鑄坯運(yùn)輸?shù)嚼浯驳奈恢茫鹤詣?dòng)方式是每個(gè)流的鑄坯到達(dá)五組 輥道后先進(jìn)行打號(hào)和試樣切割，橫移機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，先到達(dá) 4 流，然后 4 流的五組 輥道降到低位，此時(shí)啟動(dòng)橫移機(jī)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)到達(dá) 3 流輥道，依次類(lèi)推，將 4 個(gè)流的鑄坯運(yùn)輸?shù)嚼浯驳奈恢么藭r(shí)冷床生氣， 橫移機(jī)快速返回到原始位橫移機(jī)室 友公共部分 PLC 控制的，首先由主治塊 OB1 調(diào)用各個(gè)程序塊，橫移機(jī)有程序塊 PB81，PB82，PB83 控制的“PB81 主要實(shí)現(xiàn)橫移機(jī)前后驅(qū)動(dòng)功能”在橫移機(jī) Q 前 后運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有快速！慢速！爬行三種方式：PB82 主要實(shí)現(xiàn)橫移機(jī)的定位功 能，通過(guò)橫移機(jī)編碼器傳輸給 IP240 模板，IP240 的第二個(gè)通道通過(guò)內(nèi)部功能塊 FB176，F(xiàn)B168，F(xiàn)X16，F(xiàn)X75，F(xiàn)X76，F(xiàn)X77，F(xiàn)X78，F(xiàn)X79 計(jì)算橫移機(jī)運(yùn)行的長(zhǎng)度： FB83 是判斷中間標(biāo)志的狀態(tài)，控制相應(yīng)的動(dòng)作，橫移機(jī)的區(qū)董事由 VC 變脾氣控 制的采用 AC-DC-AC 模式控制。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 7 頁(yè) 2、設(shè)計(jì)方案評(píng)述 2.1 傳動(dòng)方案評(píng)述 連鑄機(jī)板坯橫移機(jī)采用小車(chē)走行，軌道升降式傳動(dòng)，其傳動(dòng)裝置中減速器采 用了現(xiàn)今比較先進(jìn)的三環(huán)減速器，有又由于其采用橫移小車(chē)運(yùn)行，要求板坯連續(xù) 不斷的運(yùn)動(dòng)，因此，本設(shè)計(jì)采用鋼繩作為傳動(dòng)戒指，其大大吸收了能量，緩沖了 動(dòng)載荷，從而保證了生產(chǎn)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。 2.2 三環(huán)減速器評(píng)述及其傳動(dòng)的原理與布置形式 三環(huán)是齒輪減速器在普通少齒差行星減速器基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種新型傳送裝 置，它是由我國(guó)重慶鋼鐵設(shè)計(jì)研究院的陳宗源高級(jí)工程師 1985 年提出的一種特 殊形式的少齒差行星減速器。 三環(huán)傳動(dòng)的基本傳動(dòng)原理如圖 2.1 所示，它由平行四邊形機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)組 成。 輸入軸和支承軸上安裝有偏心套，充當(dāng)平行四邊形機(jī)構(gòu)的曲柄軸；內(nèi)齒輪 一般做成環(huán) 板形式，作為平行四邊形機(jī)構(gòu)的連桿；外齒輪與輸出軸固聯(lián)或做成 一體。運(yùn)行時(shí)，由 輸入軸和支承軸帶動(dòng)內(nèi)齒環(huán)板作平動(dòng)，再通過(guò)內(nèi)、外齒輪嚙 合，由輸出軸輸出動(dòng)力。 2.1 三環(huán)傳動(dòng)基本原理三環(huán)傳動(dòng)基本原理 當(dāng)平行四邊形機(jī)構(gòu)的連桿運(yùn)動(dòng)到與曲柄共線(xiàn)的兩個(gè)位置（0和 180）時(shí)， 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 8 頁(yè) 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定。一般把這種運(yùn)動(dòng)不確定位置稱(chēng)為死點(diǎn)位置。為了克服機(jī)構(gòu)在 死點(diǎn)位 置的運(yùn)動(dòng)不確定，最常用的作法是采用三相平行四邊形機(jī)構(gòu)并列布置， 各相機(jī)構(gòu)之間 互成 120的相位角，如圖 1.2 所示。這樣當(dāng)某一相平行四邊形 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到死點(diǎn)位置 時(shí)，由其它兩相機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，克服死點(diǎn)，這也是三環(huán)減 速器名稱(chēng)的由來(lái)。 機(jī)構(gòu)中有動(dòng)力輸入的曲柄軸稱(chēng)為輸入軸，無(wú)動(dòng)力輸入的曲柄軸稱(chēng)為支撐軸， 根據(jù)輸入軸、支承軸和輸出軸之間不同的位置關(guān)系，三環(huán)傳動(dòng)有以下兩種基本形 式： 對(duì)稱(chēng)式：輸入軸和支承軸相對(duì)于輸出軸對(duì)稱(chēng)布置，如圖 2.2(a) 所示； 偏置式：輸入軸和支承軸位于輸出軸的同側(cè)布置，如圖 2.2(b) 所示 對(duì)于兩種不同的布置形式，在相同的技術(shù)參數(shù)下，對(duì)稱(chēng)布置的三環(huán)減速器的 受力性能較佳，是目前普遍應(yīng)用的不拘形式：而片知識(shí)三環(huán)傳動(dòng)主要是在早期仿 照普通二級(jí)減速器設(shè)計(jì)理論而采用的不拘形式，棲真洞、噪聲都較大，目前以基 本淘汰。 2.2（a）對(duì)稱(chēng)式三環(huán)傳動(dòng)）對(duì)稱(chēng)式三環(huán)傳動(dòng)2.2（b） 偏置式三環(huán)傳動(dòng)） 偏置式三環(huán)傳動(dòng) 2.2.1 三環(huán)減速器的特點(diǎn) 由于三環(huán)減速機(jī)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，和傳統(tǒng)的減速機(jī)相比，三環(huán)減速機(jī)有如下 的優(yōu)點(diǎn)： 1.承載能力強(qiáng):傳動(dòng)的內(nèi)、外齒輪的齒數(shù)差少(一般為 1 一 3)，且為內(nèi)齒輪傳 動(dòng)。內(nèi)齒輪具有較高的接觸強(qiáng)度，且輪齒受載后，由于彈性變形使原來(lái)沒(méi)有接觸 的齒也進(jìn)入接觸，因而承載齒數(shù)多。 2.傳動(dòng)比大:單級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比可達(dá) 11 一 99，雙級(jí)傳動(dòng)比達(dá) 9801。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 9 頁(yè) 3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 緊湊:三環(huán)減速機(jī)與普通減速機(jī)相比， 箱體結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。 另外， 與其它的少齒差行星減速機(jī)相比，省略了頗為復(fù)雜的輸出機(jī)構(gòu)，因而使得其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、緊湊。 4.加工制造簡(jiǎn)單，成本低:無(wú)需特殊材料和特殊的熱處理，其各軸平行布置， 易損件少，因而使其加工、制造簡(jiǎn)單，制造成本低。 5.適應(yīng)性廣:根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，可以制成臥式、立式、法蘭聯(lián)結(jié)式等各種 結(jié)構(gòu)形式。還可以和普通齒輪傳動(dòng)組成組合傳動(dòng)，既可以單軸驅(qū)動(dòng)，又可以雙軸 驅(qū)動(dòng)，可以適應(yīng)各種不同的工程應(yīng)用場(chǎng)合。 由于內(nèi)齒行星齒輪減速器有如上這些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)， 我國(guó)已經(jīng)將其列為國(guó)家重 點(diǎn)推廣的新產(chǎn)品，冶金工業(yè)部也已經(jīng)制訂了部頒標(biāo)準(zhǔn)。目前在許多行業(yè)領(lǐng)域已經(jīng) 得到了廣泛的應(yīng)用， 但是因其問(wèn)世時(shí)間較短， 一些理論和實(shí)際問(wèn)題尚未圓滿(mǎn)解決， 制約了其性能的發(fā)揮。 2.2.2 三環(huán)減速器的不足 1.設(shè)計(jì)理論缺乏：內(nèi)齒行星齒輪減速器問(wèn)世時(shí)間短，對(duì)其受力狀況和動(dòng)力學(xué) 特性 的研究還有待深入，故而目前還缺乏完善的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)。 2.應(yīng)用范圍有待推廣：目前內(nèi)齒行星齒輪減速器一般應(yīng)用于建筑、冶金等行 業(yè)， 并且大多工作在低速、精度要求很低的情況下。但是，三環(huán)減速器的實(shí)際 性能不止于 此，具有很大的提升空間，有望代替普通減速器用于中、低速和一 般精度的場(chǎng)合。 2.2.3 板坯橫移機(jī)的性能參數(shù) 型式：小車(chē)走行，軌道升降式三環(huán)減速器：TRCI 400-623-120a 小車(chē)數(shù)量：5鋼繩型號(hào)：6x19-21.5-1550-I-甲鍍 橫移距離：27m斷面積：201.35mm2 運(yùn)行速度：60m/min 升降行程：150mm 電機(jī)：SIEMENS 1LA5 220-4AA-Z-H64 額定轉(zhuǎn)速：n=1470r/min 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 10 頁(yè) 3、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算 橫移機(jī)的工作特點(diǎn)是低速、重載、往復(fù)的運(yùn)動(dòng)?？紤]到橫移機(jī)的傳動(dòng)裝置為 三環(huán)減速器，因此為了滿(mǎn)足橫移機(jī)的工作特點(diǎn)以及橫移小車(chē)的平穩(wěn)運(yùn)行，所以采 用三相異步式電動(dòng)機(jī)。此外考慮到減速機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，只采用單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)即可 滿(mǎn)足使用要求。 電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為： KW m P P w r * a （3.1） Pr工作機(jī)所需的工作功率，指工作機(jī)主動(dòng)端所需功率，KW； a由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)端的總效率； m 電動(dòng)機(jī)個(gè)數(shù) 工作機(jī)所需的工作效率 Pr ，應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)（線(xiàn)速度或轉(zhuǎn)速、 角速度）計(jì)算求得，按下式計(jì)算： KW Fv P w 1000 （3.2） F工作機(jī)的工作阻力，N； v工作機(jī)的小車(chē)速度，m/s； 傳動(dòng)裝置的總效率a應(yīng)為組成傳送裝置的各個(gè)部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積，即 a=123n 其中： 1、2、3、 n分別為傳動(dòng)裝置中每對(duì)運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副 （如聯(lián)軸器、 齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承及卷筒等）的效率。 軸承及聯(lián)軸器的概略值為： 滾動(dòng)軸承（每對(duì)）0.980.995 滑動(dòng)軸承（每對(duì)）0.970.99 圓柱齒輪傳動(dòng)（每對(duì)）0.960.98 彈性聯(lián)軸器0.990.995 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 11 頁(yè) 齒輪聯(lián)軸器0.990.995 萬(wàn)向聯(lián)軸器0.970.99 具有中間可動(dòng)元件的聯(lián)軸器0.970.99 根據(jù)設(shè)計(jì)情況分別選擇為以下數(shù)值： 聯(lián)=0.99齒=0.97軸承=0.98 故： a=聯(lián)*齒 2* 軸承 3=0.99*0.972*0.983 （3.3） 工作機(jī)所受最大運(yùn)行阻力為： D f GQFm d2 )( =N74882* 300 140*015. 0*3 . 0*2 *)10*5*2 . 110*5 .35( 44 （3.4） Q最大載荷 N；G5 臺(tái)小車(chē)自重，N；f滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取 f=0.3； 車(chē)輪摩擦系數(shù)，取=0.015；d小車(chē)軸承直徑，mm； D小車(chē)車(chē)輪直徑，mm。 工作機(jī)所需功率： 由于 v=60m/min KW vF P m w 6 . 8 1*87 . 0 *1000 1*7488 m*1000 a （3.5） 考慮動(dòng)負(fù)荷的電機(jī)功率： kwPkdP i 181 . 92 （3.6） 根據(jù)計(jì)算并考慮國(guó)外計(jì)算方法選電機(jī)為： SIEMENS 電機(jī) 型號(hào) 1LA5 220-4AA-Z-H46，N=37kw，n=1470r/min 3.2 減速機(jī)的選擇 由于運(yùn)行速度 V=60m/min，卷筒直徑為 0.8m 則卷筒轉(zhuǎn)速為： 9 . 23 8 . 014. 3 60 D V n 卷（3.7） 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 12 頁(yè) 則減速器速比為： 5 . 61 9 . 22 1470 卷 n n i （3.8） 則根據(jù)電機(jī)功率和速比選減速機(jī)為： 三環(huán)減速機(jī)，型號(hào)：TRL1400-62.3-120a，i=62.3，a=120mm 則實(shí)際卷筒轉(zhuǎn)數(shù)為： min/ 6 . 23 3 . 62 1470 r i n n 實(shí) 實(shí) （3.9） 實(shí)際運(yùn)行速度為： min/ 3 . 59 6 . 238 . 014. 3rDnV（3.10） 故滿(mǎn)足要求 3.3 確定傳動(dòng)比 考慮到本設(shè)計(jì)中橫移機(jī)的結(jié)構(gòu)特性及負(fù)載承受能力， 設(shè)計(jì)中采用單電機(jī)傳動(dòng) 作為動(dòng)力就可以滿(mǎn)足橫移機(jī)的正常使用。 3.3.1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： P0=37kwn0=1470r/min n P T 0 6 0 105 . 9（3.11） 1470 37 1055 . 9 6 mmN10 3 . 214 3 軸（減速器輸入軸）： kw89.3599 . 0 98 . 0 37 01 聯(lián)軸 PP（3.12） min/1470 01 rnn 1 1 6 1 1055 . 9 n p T（3.13） 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 13 頁(yè) 1470 9 . 35 1055 . 9 6 mmN 3 1023.233 軸（輸出軸）： kw12.3497 . 0 98 . 0 89.35 12 齒軸 PP（3.14） min/60.23 3 . 62 1470 1 2 r i n n（3.15） 2 2 6 2 1055 . 9 n P T（3.16） 6 .23 12.34 1055 . 9 6 mmN 6 1080.13 軸（與減速器相連的工作軸）： kw10.3398 . 0 99 . 0 12.34 23 軸聯(lián) PP（3.17） min/60.23 23 rnn 3 3 6 3 1055 . 9 n P T（3.18） 60.23 10.33 1055 . 9 6 mmN 6 1040.13 4、主要零件的強(qiáng)度計(jì)算 4.1 三環(huán)傳動(dòng)齒輪副的強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn) 三環(huán)傳動(dòng)為少齒差嚙合行星傳動(dòng)，其外齒輪和內(nèi)齒輪齒廓的曲率半徑 P0=P2 非常接近，根據(jù)赫茲公式，齒面不發(fā)生解除疲勞強(qiáng)度條件為： H n H EE L F 2 2 2 1 2 1 11 1 （4.1） 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 14 頁(yè) 式中：齒面接觸應(yīng)力； H 許用接觸應(yīng)力； H ； 算載荷；作用在齒輪上的法向計(jì) n F 21 111 mm ），率半徑（嚙合點(diǎn)兩齒廓的綜合曲（負(fù)號(hào)用于內(nèi) 嚙合），合點(diǎn)處齒廓曲率半徑；分別為外、內(nèi)齒輪在嚙 21, 彈性模量；外齒輪和內(nèi)齒輪材料的 21/ E E 泊松比。外齒輪和內(nèi)齒輪材料的 21/ 由于三環(huán)傳動(dòng)內(nèi)、外齒輪齒數(shù)差黑校，其齒輪副齒廓半徑 1 、 2 極為接近， 由上式可知其接觸應(yīng)力很小，所以在計(jì)算齒輪副的強(qiáng)度時(shí)不必考慮其解除強(qiáng)度， 而只需計(jì)算其齒根彎曲強(qiáng)度即可。 4.2 齒輪的傳動(dòng)校核計(jì)算 4.21 齒輪的材料及性能參數(shù) （1）齒輪材料為 35CrMn，調(diào)制處理，硬度為 207269HR，精度等級(jí)為 8 級(jí)。 （2）齒輪參數(shù) 齒輪模數(shù)：mn=6； 齒數(shù)；Z1=61，Z2=62； 螺旋角： 0； 分度圓直徑： 外齒輪：d1=366mm；內(nèi)齒輪 d2=372mm； 齒寬：B=300mm； 齒形角： 20； 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 15 頁(yè) 4.2.2 考慮彈性嚙合效應(yīng)的齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 在本章 4.1 部分，已指出三環(huán)傳動(dòng)中齒輪副的齒面接觸疲勞強(qiáng)度不是主要矛 盾，顧只計(jì)算器彎曲強(qiáng)度。 考慮到三環(huán)傳動(dòng)之存在由彈性變形引起的彈性嚙合效應(yīng)， 在進(jìn)行三環(huán)減速器 齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算事， 應(yīng)該計(jì)入彈性嚙合效應(yīng)系數(shù) Kp。 肯局表 35.2-22 【2】 ， 齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度的校驗(yàn)公式應(yīng)為： 111 1 1 1 2 FSF PF F YYY mBd TKK （4.2） 2 11 22 12F SF SF FF YY YY （4.3） 式中： 1F 、彎曲應(yīng)力；外齒輪和內(nèi)齒輪的齒根 2F 1F 、彎曲應(yīng)力；外齒輪和內(nèi)齒輪的許用 2F 載荷系數(shù)； F K 彈性嚙合效應(yīng)系數(shù)； P K； ；單相齒輪副傳遞的轉(zhuǎn)矩 1 T ；單相齒輪副的承載寬度B 外齒輪分度圓直徑； 1 d 齒輪副模數(shù)；m 1F Y 、系數(shù)；外齒輪和內(nèi)齒輪的齒形 2F Y 1S Y 、修正系數(shù)；外齒輪和內(nèi)齒輪的應(yīng)力 2S Y 垂直度系數(shù) Y； 載荷系數(shù)的計(jì)算 其中載荷系數(shù)的的計(jì)算公式為： K KKKK VA （4.4） 式中：使用系數(shù) A K； 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 16 頁(yè) 動(dòng)載系數(shù) v K； 齒向載荷分布系數(shù) K； 齒間載荷分配系數(shù) K。 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由表 5-2 【4】取 KA=1； 由圖 5-4 【4】，得 Kv=1.42； 由表 35.2-30 【2】查得， 1 . 1 KK 又由表 35.2-6 【2】可知齒輪全齒高計(jì)算公式： mmhhh25 . 2 10 （4.5） 625 . 2 mm 5 . 13 可得81.14 5 . 13 200 h b 由此查圖 10-13 【1】可得： 26 . 1 K 則 K KKKK VA （4.6） 126 . 1 42 . 1 1 968 . 1 齒形齒數(shù)計(jì)算 由表 35.2-20 【1】可查得 66. 2,96. 3 21 FF YY 應(yīng)力修正系數(shù) 由圖 35.2-24 【2】可查得 12 . 1 ,74 . 1 21 SS YY 彈性嚙合效應(yīng)系數(shù) 由圖 35.2-31 【2】可查得 6 . 0 K 單相齒輪副傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNT 6 1 1080.13 由式 4.1 可算出外齒輪齒根彎曲應(yīng)力 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 17 頁(yè) YYY mBd TKK SF PF F11 1 1 1 2 （4.7） 174 . 1 92 . 3 6366200 10 6 . 123 . 0968 . 1 2 6 Mpa25.253 由式 4.2 可算出內(nèi)齒輪彎曲應(yīng)力 11 22 12 SF SF FF YY YY （4.8） 74 . 1 92 . 3 12 . 1 66 . 2 25.253 Mpa61.110 4.23 彎曲疲勞許用應(yīng)力的確定 由式 35.2-22 【2】得彎曲疲勞許用應(yīng)力： XN F STF F YY S Y min lim （4.9） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值： 由圖 35.2-27 【2】查得齒根彎曲疲勞極限 limF =285Mpa； 彎曲疲勞計(jì)算的最小安全系數(shù)由式 3=23 【12】可查得 2 . 1 lim F S； 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)由文獻(xiàn)2.35-54可查得2 ST Y； 尺寸系數(shù)由式 3-22-3 【12】可查得 75 . 0 X Y； 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) N Y 。 齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 8 1049 . 2 )2436520(167.236060 h njLN（4.10） 式中：1j嚙合的次數(shù)，取齒輪每轉(zhuǎn)一周同一齒面j; h齒輪的工作壽命， h L。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 18 頁(yè) 所以由圖 35.2-28 【2】查得 99 . 0 N Y。 根據(jù)各項(xiàng)系數(shù)代入上式可得 Mpa F 25.365 2 . 1 75 . 0 99 . 0 2852 可以看出 Mpa FF 92.10025.365 2 故安全 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 19 頁(yè) 4.3 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 4.3.1 減速器中輸出軸的校核計(jì)算 （1）軸上輸入功率 P、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T，如下： P=34.12kw n=23.60r/min T=13.81x106Nmm （2）求作用在齒輪上的里 已知齒輪的分度圓直徑 d=372mm 則可得出軸上所受的力為： N d T F 3 6 1019.74 372 10 8 . 1322 （4.11） NFFt 33 1 1083.27 14cos 20tan 1019.74 cos tan （4.12） NFF 33 1 1040.1814tan1019.74tan （4.13） （3）求軸上載荷 支撐點(diǎn)跨距為： mmbaL494247247（4.14） 水平面支反力： 由得, 0 2 M N L aF FNH 3 3 1 1 1085.37 494 2471019.74 （4.15） N L bF FNH 3 3 1 2 1085.37 494 2471019.74 （4.16） 垂直面的支反力： N d FM aa 33 103422 2 372 10 4 . 18 2 （4.17） 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 20 頁(yè) 4.1 彎矩扭矩圖4.1 彎矩扭矩圖 由，得 承 0 1 M N MF F at NV 3 33 2 1099 . 6 494 10 8 . 31242471083.27 494 247 （4.18） NFFF NVtNV 333 21 1084.201099 . 6 1083.27 （4.19） （4）作彎矩轉(zhuǎn)矩圖如圖 4.1 所示 水平面彎矩 mmN L baF M t H 3 3 1047.9162 494 2472471019.74 （4.20） 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 21 頁(yè) 垂直面彎矩 mmNaFM NVV 33 11 1048.51472471084.20（4.21） mmNbFM NVV 33 22 1053. 6 （4.22） 合成彎矩 2 1 2 1VH MMM（4.23） 2 3 2 3 1048.51471047.9162 mmN 3 1040.10509 2 2 2 2VH MMM（4.24） 2 3 2 3 1053.17261047.9162 mmN 3 1020.93237 由以上計(jì)算結(jié)構(gòu)繪制出彎扭圖、扭矩圖。從彎矩、扭矩圖可以看出，截面 A 為危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面 A 處的 MH、MV及 M 的值列于表 4.1。 表表 4.1 載荷水平面 H垂直面 V 支反力FNH1=37.85x103NFNV1=20.84x103N FNH2=37.85x103NFNV2=6.99x103N 彎矩 MMH=9162.47x103NmmMV1=5147.48x103Nmm MV2=1726.53x103Nmm 總彎矩M1=10509.40x103NmmM2=93237.20x103Nmm 扭矩 TT=13.81x106Nmm （5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 因軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 【1】查得 Mpa60 1 。 由表 15-5 【1】查得 6 . 0軸的計(jì)算應(yīng)力為 Mpa W TM ca 64.36 1541 . 0 1081.136 . 01040.10509 3 63 2 1 （4.25） 因此 1 ca，所以可知安全。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 22 頁(yè) 因本設(shè)計(jì)采用的減速器為北京瑞德信通用機(jī)械設(shè)備只在有限公司制造的 TRCI1400-62.3-120a 減速器，其為專(zhuān)利產(chǎn)品，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)（包括軸的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸）所提供的非常少，某些參數(shù)更為專(zhuān)利保密，當(dāng)對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的 輸出軸進(jìn)行疲勞翹度校核時(shí)，所提供條件不足。于是。本論文在對(duì)減速器的輸出 軸進(jìn)行彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度的同事，選擇了與輸出軸相連的軸（二）進(jìn)行 強(qiáng)度校核與疲勞校核。 4.32 與減速器中輸出軸相連的軸（二）校核計(jì)算 （1）軸上所受力： NFFt7488 m NMgMFr24.58198 . 9 8 . 4119 . 9182g 卷筒鋼 (4.27) 0 a F （2）水平面支反力： 由得, 0 2 M： N F FNH3744 900 4507488 900 450 1 1 (4.28) N F FNH3744 900 4507488 900 450 1 2 (4.29) （3）垂直面的支反力： N L aF F r NV 62.2909 900 45024.5819 1 (4.30） NFFF NVtNV 62.290962.290924.5819 22 (4.31) （4）作彎矩轉(zhuǎn)矩圖如圖 4.2 所示。 水平面彎矩： mmN L baF M t H 3 10 8 . 1684 900 4504507488 (4.32) 垂直面的支反力： N L aF F r NV 62.2909 900 45024.5819 1 (4.30) 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 23 頁(yè) 4.2 軸（二）的結(jié)構(gòu)及其彎矩扭矩圖軸（二）的結(jié)構(gòu)及其彎矩扭矩圖 合成彎矩 2 1 2 12VH MMMM(4.34) 22 13093291684800 mmN 3 1075.2133 由以上計(jì)算結(jié)構(gòu)繪制出彎扭圖、扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可 以看出，截面 C 為軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的界面 C 處的 MH、MV及 M 的值 列于表 4.2。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 24 頁(yè) 表表 4.2 載荷水平面 H垂直面 V 支反力FNH1=3744NFNV1=2909.62N FNH2=3744NFNV2=2909.62N 彎矩 MMH=1684.8x103NmmMV1=1309.33x103Nmm MV2=1309.33x103Nmm 總彎矩M1=2133.75x103NmmM2=2133.75x103Nmm 扭矩 T mmN dF TT t 66 3 1040.16 2 8007488 1040.13 2 （5）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 因軸的材料為 35CrMn,調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 【1】查得 Mpa100 1 。 由表 15-5 【1】查得 6 . 0，軸的計(jì)算應(yīng)力為由式（4.25）可得 Mpa W TM ca 41 . 5 1581 . 0 10 4 . 166 . 01075.2133 3 63 2 1 (4.35) 因 1 ca，所以可知安全。 （6）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 B 和 C 處過(guò)盈配合引起的應(yīng) 力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來(lái)看，截面 A 上的應(yīng)力最大，截面 C 的應(yīng)力集中 的影響和截面 A 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，且這里軸頸也很大，顧截 面 A 也不必校核，因而該軸只需校核截面 B 左右兩側(cè)即可。 截面 B 右側(cè) 抗彎截面系數(shù)： 333 3944311581 . 01 . 0mmdW(4.36) 抗扭截面系數(shù)： 333 4 . 7888621582 . 02 . 0mmdWT(4.37) 截面 B 上的扭矩mmNT 6 10 4 . 13 截面 B 右側(cè)的彎矩為： 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 25 頁(yè) mmNMM 33 2 1095.1469 450 319 10 8 . 2133 450 140450 (4.38) 截面上的彎曲應(yīng)力： Mpa W M b 73 . 3 394431 1469950 (4.39) 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： Mpa W T T T 99.16 4 . 788862 1040.13 6 (4.40) 因軸的材料為 35CrMn,調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 【1】查得： Mpa B 700Mpa320 1 Mpa185 1 。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 T 按附表 3-2 【1】查取。 013 . 0 150 2 d r ，053 . 1 150 158 d D ，經(jīng)插值法可查得： 0 . 2，3 . 1T 又由附圖 3-1 【1】可得軸的材料的敏性系數(shù)為： 82 . 0 q，85 . 0 q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式附 3-4 【1】為