機械畢業(yè)設(shè)計（論文）冷床上料裝置設(shè)計【全套圖紙】 .doc

1、摘要冷床上料裝置是無縫鋼管生產(chǎn)線上的一種傳送運輸機械。上料裝置時一種機械傳動，但是要求傳遞的位置準確、可靠。上料裝置具有物造簡單制造方便，傳送效率高等特點。在本次設(shè)計中，我完成了以下工作：選擇和確定了設(shè)計方案；選擇和確定了合適的電動機和減速器；設(shè)計和校核了主要的零部件。關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)杠桿；冷床上料裝置。abstractthe cold-frame high-quality goods installment is on the seamless steel pipe production lines one kind of transmission transport machinery. wh

2、en high-quality goods installment one mechanical drive, but the request transmissions position is accurate, is reliable. the high-quality goods installment has the thing to make the simple manufacture to be convenient, transmission efficiency higher characteristic. in this design, i has completed th

3、e following work: chose and has determined the design proposal; chose and has determined the appropriate electric motor and the reduction gear; designed and examined the main spare part. key word：revolving release lever ；cold-frame high-quality goods installment前言我國生產(chǎn)無縫鋼管的第一條生產(chǎn)線是1953年10月27日在鞍鋼無縫鋼管廠建

4、成投產(chǎn)的，至今已有51年歷史，在這半個多世紀的年代里，我國無縫鋼管軋機由50年代初唯一的一套中140mm自動軋管機組，設(shè)計年產(chǎn)量僅6.19萬噸，發(fā)展到目前為止，已是產(chǎn)品品種、規(guī)格齊全，各種機組形成齊全并分布于全國。到2001年止，我國無縫鋼管機組的年總生產(chǎn)能力約480萬噸，其中冷軋占15%，為世紀無縫鋼管生產(chǎn)能力的10%左右。1998年的產(chǎn)量為342.3萬噸，超過了日本、德國、美國、俄羅斯、意大利等國家，為無縫鋼管第一生產(chǎn)大國。我國無縫鋼管生產(chǎn)的主要特點是機組數(shù)量多，平均生產(chǎn)能力小，且較為分散，不能反映鋼管生產(chǎn)的大型化，專業(yè)化的其中某些難度較大的，如高級別和抗腐蝕套管，高壓鍋爐水冷壁用的內(nèi)螺紋

5、管、核裝置中某些用管等，都不能生產(chǎn)或不能批量生產(chǎn)。目錄摘要iabstracti前言ii一.無縫鋼管生產(chǎn)流程如下：11、熱軋管的生產(chǎn)：12.冷拔管的生產(chǎn)：1二、國內(nèi)無縫管生產(chǎn)現(xiàn)狀1三、冷床類型及其概述21、型鋼冷床22、方坯冷床23、鋼板冷床24、圓鋼（管坯）及鋼管冷床3四、本文設(shè)計內(nèi)容3第一章 方案確定4第二章 傳動部件的選擇52.1電動機型號的選擇52.1.1電動機靜功率計算：52.2減速器型號的選擇62.3制動器型號的選擇62.4電動機軸上聯(lián)軸器的選擇：72.4.1類型選擇：72.4.2載荷計算：82.4.3型號選擇：82.5軸上聯(lián)軸器的選用82.5.1類型選擇82.5.2載荷計算82.5

6、.3型號選擇9第三章 旋轉(zhuǎn)杠桿的設(shè)計103.1鏈的選擇103.1.1根據(jù)一些已知條件初選鏈條型號103.1.2鏈條靜強度條件校核123.2滾子鏈鏈輪的尺寸計算：133.2.1基本參數(shù)133.2.2主要尺寸計算與選取133.3張緊輪的設(shè)計143.4張緊輪的軸的設(shè)計153.5專用螺栓163.6調(diào)整螺栓173.7安裝移送架的軸173.7.1最小軸徑計算173.7.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計173.7.3確定各段軸經(jīng)和長度18第四章 軸的設(shè)計194.1軸（一）的設(shè)計194.1.1軸（一）的形狀尺寸設(shè)計194.1.2軸的校核214.1.3按彎矩合成應力校核軸的強度224.2軸（二）的設(shè)計234.2.1選擇軸的類型2

7、34.2.2軸的材料234.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計234.2.4軸的校核234.3軸（三）的設(shè)計254.3.1選擇軸的類型254.3.2軸的材料254.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計254.3.4軸的校核25第五章 鍵的選擇275.1聯(lián)軸器與軸聯(lián)接處的鍵275.1.1鍵的選用：275.1.2鍵的強度校核：275.2旋轉(zhuǎn)杠桿與軸聯(lián)接處的鍵275.2.1鍵的選用275.2.2鍵的強度校核275.3移送架與軸聯(lián)接鍵的選用及校核285.3.1鍵的選用285.4鏈輪與軸聯(lián)接處的鍵295.4.1鍵的選用295.4.2鍵的校核29第六章 滑動軸承與軸瓦的設(shè)計306.1滑動軸承的設(shè)計306.2滑動軸承的校核306.2.1驗算

8、軸承的平均壓力306.2.2驗算軸承的pv值316.2.3驗算滑動速度v值316.3剖分式軸瓦的設(shè)計32第七章 螺栓的選用337.1焊接件所用螺栓的選用337.1.1此螺栓的鏈接其結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示：337.1.2確定螺栓的直徑d。347.1.3螺栓m24200的校核。347.2吊環(huán)螺栓的選用35第八章 焊接的強度校核36第九章 調(diào)整桿的設(shè)計37結(jié)論38結(jié)束語39參考文獻40附錄41一、軸的校核vb應用程序41一.無縫鋼管生產(chǎn)流程如下：1、熱軋管的生產(chǎn)：管坯準備剪切加熱穿孔軋制（撒鹽）均整定徑冷卻矯直切管檢查修磨捆扎標號稱重入庫2.冷拔管的生產(chǎn)：管坯準備剪切加熱穿孔軋制（撒鹽）均整熱打頭收集酸洗

9、清洗沖洗磷化處理清洗（熱水）水洗干燥皂化處理拔制成品退火矯直切管檢查涂油捆扎標號稱重入庫二、國內(nèi)無縫管生產(chǎn)現(xiàn)狀凡是兩端開口并有中空封閉型斷面而且長度與周長成較大比例的鋼材，稱為鋼管。由于鋼管具有中空、抗彎、抗扭能力強，適合于流體、輸送建筑結(jié)構(gòu)等特點，因此在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及國防科學技術(shù)方面得到廣泛應用，并占有相當重要的地位。據(jù)統(tǒng)計發(fā)達國家的鋼管產(chǎn)量約占鋼材產(chǎn)量的10%-20%，其中無縫鋼管和焊管各占一半。與焊管相比，無縫管具有橫截面性能均勻，張度高，承載能力大等特點，所以地質(zhì)鉆探、石油開發(fā)，鍋爐制造、機械、建筑等行業(yè)大量采用無縫管，在原子能、航天等?，F(xiàn)在化科技工業(yè)中，無縫管也占有相當重要的地位，具

10、有工業(yè)面管之稱。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學技術(shù)的不斷進步。用戶對無縫管的品種、質(zhì)量提出了更高要求。例如：外徑范圍大薄壁、高精度、成分性能波動范圍窄，可靠性高等，因此，無縫生產(chǎn)任務時，采用先進生產(chǎn)手段為國民經(jīng)濟的高速發(fā)展提供品種、規(guī)格對路，品質(zhì)優(yōu)良的無縫管，從而取得良好的社會效益和企業(yè)效益。前面我們提到了機組老化的問題，所以對機組改造、提高其生產(chǎn)力是現(xiàn)今無縫鋼管廠的首要問題。所以今后無縫管的發(fā)展將由擴大生產(chǎn)能力轉(zhuǎn)為繼續(xù)采用先進技術(shù)擴大品種，提供實物質(zhì)量和降低成本。三、冷床類型及其概述在開坯、型鋼及鋼管軋機上，冷床用來冷卻熱軋后的軋件。在冷床上，軋件是在緩慢的橫向移動過程中逐漸冷卻的。因此，實際

11、上冷床和橫列式軋機前后的拉鋼機一樣，從其完成機械的動作來看是相同的，都是屬于橫向移送軋件的運輸設(shè)備。在線材軋機上，盤卷的運輸與冷卻設(shè)備主要有鏈式（或板式）運輸帶和鉤式冷卻運輸機或兩種組合運送冷卻方式。為了提高線材的質(zhì)量，自六十年代以來，對線材采取控制冷卻工藝，目前已發(fā)展成為采取強制水冷與散卷冷卻相結(jié)合的較完善的冷卻方式。冷床的類型：冷床按其用途分：型鋼冷床、方坯冷床、鋼板冷床、圓鋼（或管坯）冷床及鋼管冷床。1、型鋼冷床型鋼冷床用以冷卻除定尺短坯以外的各種坯料及型鋼。型鋼冷床按其床面固定或運動分作兩大類： 在中型以上的型鋼車間中，冷床臺架通常是固定不動的，軋件在冷床上的橫向移動，一般是通過多爪齒

12、條式推鋼機、多爪曲柄連桿式推鋼機、帶拔爪的繩式或鏈式拉鋼機進行運送的。 在機械化程度較高的小型車間中，為了保證斷面小而長度較長的軋件在橫移過程中不被彎曲、扭轉(zhuǎn)和表面擦傷，往往采用步進式鋸齒形冷床，斜輥式冷床或搖擺式冷床，軋件在上述幾種冷床上的橫向移動，是通過冷床床面本身的運行實現(xiàn)的。 目前，在中小型型鋼車間得到普遍采用的冷床有：多爪式冷步進式鋸齒形冷床；斜輥式冷床；小車多爪式冷床；小車潛行式冷床；搖擺式冷床等六種型式。2、方坯冷床 方坯冷床用以冷卻經(jīng)剪切成定尺的方坯。3、鋼板冷床多用于中板車間，鋼板在床面上的移動是由鋼繩小車式拉鋼機拖動的。4、圓鋼（管坯）及鋼管冷床 這種冷床的床面沿軋件前進方

13、向帶有2%的上坡度，一般多用鏈式多爪拉鋼機移送軋件，用于冷卻圓鋼、管坯及熱軋無縫鋼管。在近代的鋼管車間中多采用螺旋式冷床。 近年來，由于軋鋼工藝趨向無扭軋制，采用緊湊的平立輥軋機，先進活套、計算機控制等手段，使軋制速度迅速提高。這樣一來，就對扎線后部冷床工序提出了新的發(fā)展課題。冷床上料系統(tǒng)作為冷床的咽喉設(shè)備，其作用就是將軋件從輸入輥道運送到矯直梁上，并在矯直梁上校直。四、本文設(shè)計內(nèi)容本文設(shè)計內(nèi)容為：生產(chǎn)中180-中432mm，無縫鋼管設(shè)備上料裝置，鋼管的最大重量為2500kg。鋼管長度為6-16m.第一章 方案確定冷床一般由輸入輥道，上料裝置及冷床床身三部分組成，其中上料裝置是冷床的關(guān)鍵設(shè)備。

14、在軋鋼車間里，冷床上料裝置的作用是將成形熱軋鋼材在高速狀態(tài)下制動，并將其從冷床輸入輥道抬舉滑至冷床床身。冷床上料裝置的型式有：斜塊輥輪式、平移搖桿式、扭轉(zhuǎn)升降式、曲柄擺桿式、旋轉(zhuǎn)杠桿式等。由于本文設(shè)計的為無縫鋼管冷床上料裝置。故首選曲柄擺桿式和旋轉(zhuǎn)杠桿式兩種上料裝置。下面就曲柄擺桿式上料裝置和旋轉(zhuǎn)杠桿式上料裝置做一比較，選取其一作為設(shè)計方案。曲柄擺桿式冷床上料，與其他上料機構(gòu)相比，由于拉桿和各制動板為杠桿平衡機構(gòu)，使其形成自平衡力系，故該上料機構(gòu)設(shè)備重量輕，驅(qū)動功率小，但由于其支承擺桿較細。故其作為包鋼無縫冷床上料裝置不合適。因為由于曲柄擺桿支承的重量不大，故在冷床上要安放多個冷床上料裝置（安

15、放數(shù)量大于5個），故其曲柄擺桿式冷床上料在包鋼無縫廠有限的冷床空間內(nèi)不能安放這么多的上料裝置。而旋轉(zhuǎn)杠桿式冷床上料裝置，其旋轉(zhuǎn)臂與后面的平衡鐵相互平衡，故構(gòu)成自平衡杠桿體系。電動機所帶動的質(zhì)量中不包括旋轉(zhuǎn)杠桿的質(zhì)量。即驅(qū)動功率只用在鋼管上面又由于支承上料口的軸較粗。故抬同樣質(zhì)量的鋼管。其所需上料裝置較少。根據(jù)包鋼無縫鋼管的冷床空間，選取旋轉(zhuǎn)杠桿式冷床上料系統(tǒng)是較合適的。此次方案確定為：設(shè)計旋轉(zhuǎn)杠桿式冷床上料裝置。其簡圖如下：旋轉(zhuǎn)杠桿冷床上料簡圖第二章 傳動部件的選擇2.1電動機型號的選擇 由于冷床上料裝置的工作原理與起重機相似，故初步選定為起重冶金用繞線轉(zhuǎn)于異步電動機。其新產(chǎn)品代號為：yzr。

16、代號漢字意義：異重繞。老產(chǎn)品代號：jzr。2.1.1電動機靜功率計算：冷床上料機構(gòu)的靜功率為：式中 起升載荷n 物品起升速度m/s h 機構(gòu)總效率=g=mg=250010=25000n鋼管移送一次時間為12s，旋轉(zhuǎn)杠桿廠0.8m。角速度 w=vq=wr=0.8=0.42m/s由于機構(gòu)為滑動軸承，所以機構(gòu)總效率h查表可選h=0.78=13.46kw又pnp;其中 pn 基準按電持續(xù)率時，電動機額定功率 基準按電持續(xù)率時，電動機轉(zhuǎn)矩允許過載倍數(shù)；取=1.2 h 系數(shù)；洗線型異步電動機取h=2.1 p； 凈功率 pnp;=2.1/1.213.46=23.56kw起重及冶金用異步電動機（yz）（jz）

17、性能和結(jié)構(gòu)特點：斷續(xù)定額，封閉自扇冷式。采用高電阻鋁合金澆鑄的籠型轉(zhuǎn)子。起動轉(zhuǎn)矩大能頻繁起動。（1）yzr，系列電動機具有較大的過載能力和較高的機械強度。適用于短時或斷續(xù)周期運行頻繁起動和制動，有過載及顯著振動。沖擊的設(shè)備。（2）起重用的yzr電動機的絕緣等級為h級，適用于環(huán)境溫度。不超過60的場合。（3）yzr系列電動機的防護等級，一般場合為ip44，冶金使用場合為ip54.（4）名牌標示的額定數(shù)據(jù)通常yzr 225m-6型號電動機。技術(shù)參數(shù)：額定功率：p=30kw fc=40%工作方式：s3 6次/h定子電流：62a轉(zhuǎn)子電流：74.4a轉(zhuǎn)速：n=962r/min額定電壓：380v,50 h

18、z效率： 88%重量：398kg2.2減速器型號的選擇（1）電動機的轉(zhuǎn)速為：n1=962 r/min（2）傳動軸的轉(zhuǎn)速:n2=60/12=5 r/min（3）減速器的效率選為0.97（4）減速器的輸入轉(zhuǎn)速為：n1=9620%=577 r/min（5）傳動比：i=577.92/5=112比減速器的傳動比較大，由于安裝時電動機的輸出軸與傳動軸垂直，故需要選擇圓錐-圓柱齒輪減速器。又因傳動比較大，故選用三級的圓錐-圓柱齒輪減速器。由于大尺寸的圓錐齒輪較難敬請制造。因而總是把圓錐齒輪傳動作為圓錐-圓錐齒輪減速器的高速級（載荷較小），以減小尺寸，便于提高制造精度。所以減速器選擇為：ksd 545-112

19、l型2.3制動器型號的選擇 制動器是用于機構(gòu)或機器減速或使其停止的裝置，有時也用作調(diào)節(jié)或者限制機構(gòu)或機器的運動速度，它是保證機構(gòu)或機器安全正常工作的重要部件。因為對于起重機械和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以及車輛等，為了控制制動轉(zhuǎn)矩的大小以便準確停車，則多采用常開式制動器。冷床上料機構(gòu)相當于起重機，它要求機器能準確的停在指定的位置，故采用常開式制動器。 由于此制動器要與電動機直接相連，是對電動機起制動作用的。故此制動器的制動轉(zhuǎn)矩只要能大于電動機的轉(zhuǎn)矩即可。所以此制動器按電動機的轉(zhuǎn)矩來選。公稱轉(zhuǎn)矩：t=9550=955030/962 =297.82nm計算轉(zhuǎn)矩：t1=kt=2.3297.82 =684.99nm其中

20、： k 工作情況載荷系數(shù)，查表k=2.3查手冊得制動器的型號選為ywz5400/50技術(shù)參數(shù)：制動轉(zhuǎn)矩：450-710 nm制動輪直徑為：400 mm 這種制動器制動轉(zhuǎn)矩、制動時間的調(diào)整，簡便可靠，摩擦材料更換方便，制動過程無粉塵污染，使用壽命長，可達二千萬次。2.4電動機軸上聯(lián)軸器的選擇： 聯(lián)軸器的基本功用是連接兩軸（也連接軸和其他回轉(zhuǎn)零件），并傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。有時，聯(lián)軸器也用作安全保險裝置。聯(lián)軸器所連接的兩軸，只能在運行停止后經(jīng)過裝拆才能彼此接合或分開。應用聯(lián)軸器可以方便地將組成機器的相關(guān)部分（如原功機部分，傳動部分和執(zhí)行部分）連接起來。聯(lián)軸器選用時，首先按工作條件選擇合適的類型，再按轉(zhuǎn)矩

21、、軸徑和轉(zhuǎn)速選擇聯(lián)軸器的尺寸；必要時校核其薄弱的承載能力。2.4.1類型選擇： 因為電動機出來的軸是要求制動的軸，而且還要有緩沖減振功能，其壽命也不能短，而且電動機帶減速器，所以此軸為高速軸，故選用帶制動輪彈性柱銷聯(lián)軸器。2.4.2載荷計算：t=9550=955030/962 =297.82nm計算轉(zhuǎn)矩：t1=kt=2.3297.82 =684.99nm其中： k 工作情況載荷系數(shù)，查表k=2.32.4.3型號選擇：從標準中差得hl26型帶制動輪彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為t=2000nm用轉(zhuǎn)速為1400r/m。 技術(shù)參數(shù)： 許用轉(zhuǎn)矩：t=2000nm許用轉(zhuǎn)速：n=1400r/min軸孔直徑：

22、d=75mm軸孔長度：l=142mm故其型號為：hll6聯(lián)軸器2.5軸上聯(lián)軸器的選用2.5.1類型選擇軸與軸之間需有相互制動功能才能使其在適當位置同時停止工作，又因為需用聯(lián)軸器聯(lián)接的軸。為兩水平的同心軸，故選用制動輪鼓形齒聯(lián)軸器。2.5.2載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩：t=9550=9550300.880.790.980.98/5 =35951.05nm工作情況載荷系數(shù)：k=1.5計算轉(zhuǎn)矩：tc=kt=1.535951.05=53926.58 nm2.5.3型號選擇從標準中查得ngcl12型聯(lián)軸器適用主動端：j型軸孔、b型鍵槽d=140mm、l=202mm從動端：j型軸孔、b型鍵槽d=150mm、l=20

23、2mm故其型號為：ngcl12 第三章 旋轉(zhuǎn)杠桿的設(shè)計3.1鏈的選擇由于旋轉(zhuǎn)杠桿做順時針圓周運動，為使v型架始終保持豎直向上，則v型架必須做逆時針圓周運動，其轉(zhuǎn)速要與旋轉(zhuǎn)杠桿圓周運動的相等。而v型架的圓周運動是靠鏈傳動實現(xiàn)的，即，n1=n2=5r/min.其運動分析如簡圖。又因為所傳遞的功率較大，故為低速鏈傳動，對于這種低速鏈傳動，其主要失效形式是鏈條拉斷，故低速鏈應按靜強度條件進行計算。3.1.1根據(jù)一些已知條件初選鏈條型號因為鏈條做的功等于v形架上的鋼管做的功。鏈與鋼管：al=ag=mg（250+225 ） =50000.475 =2841nmp= = 2841/31000=0.95kw選

24、取雙排鏈，則鏈額定功率po為po=ka=0.950.981.4 =0.74kw又鏈傳動速比i= =5/5=1故在實用機械設(shè)計手冊上選z1=z2=27合適，由機械設(shè)計表9-3選ka= 1.4,再由圖9-13，按z=27查出kz =0.98，再根據(jù)po=0.74kw，n1=5r/min,由機械設(shè)計圖9-11查得鏈條型號為：20a20a鏈條的技術(shù)參數(shù)：節(jié)距：p=31.75mm排距：pt=35.76mm滾子外徑：d1=19.05mm1）初定中心距a0=（30-50）p 因為一般a 0= 3231.75=1016mm2）確定鏈條節(jié)數(shù)lplp=+ =64+27+0 =91因為lp應圓整為整數(shù)，并宜取得偶數(shù)

25、。lp=923）鏈條長度 ll= p =2.94)中心距 a當z1=z2=z時，用公式a=p=31.75=1031.87mm為保證鏈條松邊的合理下重量，安裝中心距a應相應減小。故取a=800mm3.1.2鏈條靜強度條件校核鏈的平均速度：v=2731.755/601000 =0.071m/s鏈傳動的圓周力，即有效圓周力。f= =10000.95/0.071=13380.3n靜強度安全系數(shù)應滿足下式要求：sca= sff=kfqa（n）式中：sca鏈的抗拉靜強度的計算安全系數(shù)。q鏈條極限拉伸載荷，n，查機械設(shè)計實用手冊表8-2-2，則，取q=173500nka 工作情況系數(shù)，查機械設(shè)計實用手冊表8

26、-2-7，取ka= 1.8f有效圓周力fc離心力引起的拉力，n，因鏈速v10m/s,故離心力應忽略q鏈條每米質(zhì)量，kg/m，機械設(shè)計實用手冊表8-2-2。q=3.80kg/mv鏈速， m/sff 懸重拉力，nff 系數(shù)，查機械設(shè)計實用手冊圖8-2-5，kf=6.5a鏈傳動中心距，mm,a=800mmf下重度，mm,即f=0.02a時的拉力系數(shù)，取f=0.02800=16mm兩輪中心連線對水平面的傾斜角；=0s許用安全系數(shù)，一般取48；ff=6.53.880010-2 =197.6nsca= =7.15即在48之間，故此型號鏈滿足要求。3.2滾子鏈鏈輪的尺寸計算：3.2.1基本參數(shù)配用鏈條20a

27、：鏈輪齒數(shù)z1=z2=27 節(jié)距p=31.75mm 排距pt=35.76mm 滾子外徑d1=19.05 內(nèi)鏈板高度h2=30.18mm3.2.2主要尺寸計算與選取分度圓直徑：d= = =273.488mm齒頂圓直徑：damax=d+1.25p-d1=273.488+1.2531.75-19.05=294.1255mmdamin =d+(1-1.6/z)p-d1 =273.488+(1-1.6/27) 31.75-19.05=284.307mmda在damax與damin之間選??；故選da=290mm齒棍圓直徑：df=d-d1=273.488-19.05=254.438mm分度圓弦齒高ha ha

28、max=(0.625+0.8/2)p-0.51=(0.62+0.8/27) 31.75-0.519.05=11.26mmhamin=0.5(p-d1)=0.5(31.75-19.05)=6.35mm齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑：dgpctg(180/z)-1.04h2-0.76=31.75ctg(180/27)-1.0430.18-0.76=239.49mm取dg=240mm3.3張緊輪的設(shè)計因為鏈條松邊在上，如下簡圖。故選用張緊輪。張緊輪的作用是為了避免在鏈條的重度過大時產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象，同時也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。此處張緊輪主要為了保證鏈條的重度過大時產(chǎn)生的嚙合不良，避免由

29、于嚙合不良造成卡阻現(xiàn)象或振動，從而使鋼管在已送架上產(chǎn)生巨大的振動、破壞、旋轉(zhuǎn)杠桿及相關(guān)的零部件。張緊輪與20a鏈嚙合，故選用鏈輪作為張緊輪，張緊輪的鏈節(jié)距p=31.75。由于張緊輪直徑一般取0.5d,故張緊輪齒數(shù)z=1/227=13.5.取整數(shù)z=13，圓直徑d緊=132.67齒頂圓直徑：damax=d+1.25p-d1 (d1=19.05) =132.67+1.2531.75-19.05=153.31mm齒根圓直徑：df=d-d1=132.67-19.05=113.62mm3.4張緊輪的軸的設(shè)計由于此軸是不大重要的軸，故選用其材料為調(diào)質(zhì)后的45號鋼即可。其軸直徑可以粗略的選為1/2d，然后校

30、核，驗算其強度。d1=1/2d=1/2132.67=66.34mm又因為此處軸為滑動聯(lián)按，為減小張緊輪的磨損。故在張緊輪與軸的聯(lián)接之間加一個軸套。此軸套必須耐磨。所以選用耐磨鑄鐵作為材料，即ht300。耐磨鑄鐵價格便宜，宜用于低速、輕載的不重要軸承。因為加以軸套，故軸套直徑為d=65mm，其軸的直徑就相應減小，取d=50mm。按彎矩，轉(zhuǎn)矩合成強度條件校核。張緊輪所受到的力，與鏈的緊邊受到拉力f1有關(guān)，其關(guān)系（如上圖）因為連的松邊最大下重度為f=0.02a=0.02800=16mm所以張緊螺桿對軸的作用力f合=f合f合=f合f1f1=f+ff=13380.3+197.6=13577.9n=f18

31、010-3=13577.90.08=1086.23nmma=0強度條件=式中w軸的抗彎截面系數(shù)，w= 故w=12265.63=8.8mpa45調(diào)質(zhì)鋼的許用彎曲應力為=60mpa故此軸適合，其強度合格。3.5專用螺栓 張緊輪與軸的聯(lián)接為滑動軸承，因為鏈所傳遞的動力較大，張緊輪的工作時間較長，為了保證張緊輪能繼續(xù)工作，故選用滑動軸承?；瑒虞S承需要采用油潤滑，而此滑動軸承與軸為軸端聯(lián)接，故需要用專用螺栓來軸向固定，潤滑油由空心螺栓送入軸承與軸的接觸面。根據(jù)軸的直徑d=50mm,選用m16x45的空心螺栓。3.6調(diào)整螺栓張緊輪安裝在旋轉(zhuǎn)杠桿上，固張緊輪必須與旋轉(zhuǎn)杠桿固定在一起，但是為了調(diào)整張緊輪，需使

32、用調(diào)整螺栓，此調(diào)整螺栓來保證張緊輪沿著鏈重度方向移動，從而達到調(diào)整張緊輪的作用。 此螺栓采用兩端固定在橫梁上，受力不大，故選用m30x400即可。3.7安裝移送架的軸 此軸上裝有滑動軸承，軸的另一端安裝鏈輪。鏈輪有防護罩保護，故這一端的滑動軸承的潤滑油的輸入較困難。故次軸必須選用空心軸，潤滑油由一端送入另一端來潤滑滑動軸承，又因為此空心軸的內(nèi)徑很小，只要能輸送潤滑油即可，故在計算時，可按實心圓軸計算，材料為45#鋼。3.7.1最小軸徑計算因為此軸為既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩作用的轉(zhuǎn)軸，在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計前，常用按鈕轉(zhuǎn)強度條件估算軸徑的方法來算最小直徑，此方法是用降低許用應力的辦法來補償彎矩對周強度的影

33、響。 軸的直徑為： d=63.24mm式中：c由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)查機械設(shè)計表12-4 取c=110故選取 d=80mm3.7.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的設(shè)計既滿足軸的強度的要求，也要保證軸上零件的定位、固定和安裝方便，并且有良好的加工工藝，所以根據(jù)軸上零件的布置，故此軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計為階梯軸。3.7.3確定各段軸經(jīng)和長度定位軸肩高度按機械設(shè)計表123取，非定位軸肩高度一般取12.5mm，從左向右取80mm90mm80mm90mm。對于軸長，取決于軸上零件的寬度及它們的相對位置和工作需要。結(jié)合以上可知此軸的結(jié)構(gòu)如圖此軸校核略第四章 軸的設(shè)計4.1軸（一）的設(shè)計4.1.1軸（一）的形狀尺寸設(shè)計（1

34、）選定軸的類型： 根據(jù)所需軸線形狀，選定軸為直軸中的轉(zhuǎn)軸。（2）軸的材料： 軸常用的材料是優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中最常用的是調(diào)制處理的45號鋼。該軸無特殊要求，故選用45號鋼為軸的材料。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的設(shè)計既滿足軸的強度的要求，也要保證軸上零件的定位、固定和安裝方便，并且有良好的加工工藝，所以根據(jù)軸上零件的布置，故此軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計為階梯軸。最小軸徑dmin的計算軸（一）兩端段為最小直徑dmin，根據(jù)軸上聯(lián)軸器的型號可知：dmin=150mm確定各段軸徑和長度定位軸肩高度按機械設(shè)計表123去，非定位軸肩高度一般取12.5mm，所以對于軸徑，從左向右取150mm180mm170mm180mm160mm

35、170mm180mm170mm180mm150mm對于軸長，取決于軸上零件的寬度及它們的相對位置和工作需要，結(jié)合以上可知此軸結(jié)構(gòu)如圖所示4.1.2軸的校核由于此軸為轉(zhuǎn)軸，既受轉(zhuǎn)矩，又受彎矩，但手里始終朝一個方向，故此軸受力較為簡單。受力分析：彎矩：m= bc= 其中ft=25000=5000n=4048.08nm=4048.080.465=1882.822nm扭矩：t=9550=35951.05nm彎矩合成：mca=其中=0.6帶入數(shù)值得：mca=21652.64nm彎矩合成圖為：4.1.3按彎矩合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面的強度。由圖可知：軸受彎矩最大的截

36、面應該為c點，即安裝旋轉(zhuǎn)杠桿的截面，且此處軸的直徑為160mm，與其它軸徑相比為最小，故只要此處的強度能達到要求，即可滿足強度要求。已知mca=21652.64nm查表得調(diào)質(zhì)處理的45號鋼的許用彎曲應力=60mpa=52.86mpa此軸強度合格4.2軸（二）的設(shè)計4.2.1選擇軸的類型同軸（一）為轉(zhuǎn)軸4.2.2軸的材料同軸（一）為45號鋼4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計方案同軸（一），軸的結(jié)構(gòu)如圖所示4.2.4軸的校核因此軸為轉(zhuǎn)軸，既受轉(zhuǎn)矩，又受彎矩，但受力始終朝一個方向，此軸受彎矩最大的地方仍然是安裝旋轉(zhuǎn)杠桿的地方彎矩：同軸（一）m=1882.822nm扭矩：t=t1-t1=35951.05-35

37、951.05 =28760.84nm其中：t1軸（一）的扭矩因為彎矩與軸（一）相同，而扭矩小于軸（一）的扭矩，故軸（二）的彎扭合成小于軸（一）的彎扭合成。故此軸強度合格4.3軸（三）的設(shè)計4.3.1選擇軸的類型同軸（一）軸（二）為轉(zhuǎn)軸4.3.2軸的材料同軸（一）軸（二）為45號鋼4.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計方案同軸（一），軸的結(jié)構(gòu)如圖所示4.3.4軸的校核因此軸為轉(zhuǎn)軸，既受轉(zhuǎn)矩，又受彎矩，但受力始終朝一個方向，此軸受彎矩最大的地方仍然是安裝旋轉(zhuǎn)杠桿的地方彎矩：同軸（一）軸（二）m=1882.822nm扭矩：t=t1- t1小于軸（一）的扭矩故此軸強度合格第五章 鍵的選擇5.1聯(lián)軸器與軸聯(lián)接處的鍵

38、5.1.1鍵的選用：聯(lián)軸器與軸聯(lián)接處的聯(lián)接為靜連接。即軸向上無相對移動。故選用平鍵聯(lián)接。又由于是聯(lián)軸器與軸聯(lián)接，故選用圓通普通平鍵（a型）。根據(jù)d=150mm,從標準中查得鍵的截面尺寸為b=36mm,高度h=20mm,鍵長l=180mm。5.1.2鍵的強度校核：鍵36180鍵、軸和聯(lián)軸器都是鋼，查手冊得，鋼的許用擠壓應力為=100200 mpa.取平均值=150 mpa。鍵的工作長度l=l-b=144mm,鍵與聯(lián)軸器的接觸高度k=0.5h=10mm= = = =93.73mpa鍵36180合格。5.2旋轉(zhuǎn)杠桿與軸聯(lián)接處的鍵5.2.1鍵的選用旋轉(zhuǎn)杠桿有定心的要求，且精度等級較高，故選用圓頭普通平

39、鍵聯(lián)接。根據(jù)d=160mm，從標準中查得鍵的截面尺寸：寬度b=40mm,高度h=22mm,鍵長l=260mm。5.2.2鍵的強度校核鍵的許用擠壓應力，根據(jù)其材料為鋼，可取=110 mpa。鍵的工作長度l=l-b=260-40=220mm。鍵與旋轉(zhuǎn)杠桿的接觸高度k=0.5h=11mm。由= =87.47mpa鍵40260合格5.3移送架與軸聯(lián)接鍵的選用及校核5.3.1鍵的選用由于移送架與軸的聯(lián)接具有一定的定心要求，故可選用圓頭普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)d=80mm，從標準中查得鍵的截面尺寸：寬度b=22mm,高度h=14mm,鍵長l=140mm。鍵與旋轉(zhuǎn)杠桿的接觸高度k=0.5h=7mm鍵的工作長度l=

40、l-b=140-22=118mm移送鋼管的最大直徑為450mm,最大重量為2500kg。故移送鋼管時所需的最大轉(zhuǎn)矩為：t= mg(250+225 )= 250000.475=2841nm由公式： =22841103 /711880=85.98 mpa.因為鍵、軸及移送架的材料都是鋼，由手冊查得其許用擠壓應力=100120mpa.，取平均值=110mpa.=85.98此鍵不合格。由于用一個鍵聯(lián)接了強度不夠要求，所以改用兩個鍵在相隔180的母線上布置，其工作的有效長度為1.5l。由公式= =22841103 /71.56080=94.2 mpa.6p此時合格第六章 滑動軸承與軸瓦的設(shè)計6.1滑動軸

41、承的設(shè)計移送架相當于起重機構(gòu)，由于冷床上料裝置連續(xù)工作時間長，載重量大，采用的是定期檢修方式，故要求軸承的工作時間較長。另外，安裝旋轉(zhuǎn)杠桿的傳動軸較長，不便于安裝滾動軸承，且旋轉(zhuǎn)杠桿要求有軸向定位，由于軸較長，故軸向定位較難，但是采用割分式的滑動軸承則較容易達到所需要求，且滑動軸承的載重量較大，便于裝拆。綜上所述：故選用滑動軸承。由于滑動軸承為非標準件，根據(jù)所需尺寸自行設(shè)計此滑動軸承。此滑動軸承受的力較大，且傳動軸的轉(zhuǎn)速為5r/min，所以選擇16-4硅黃銅作為滑動軸承的材料，即zcuzn16si4，此材料的特點適用于低速中載軸承?；瑒虞S承的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示：6.2滑動軸承的校核6.2.1驗算

42、軸承的平均壓力由公式： p= p= =4049.08/170310 =0.08mpa查手冊得=10mpap 軸承能達到要求6.2.2驗算軸承的pv值由公式pv= = = =0.003mpam/s由查手冊得=10 mpam/spv軸承的pv值合格6.2.3驗算滑動速度v值由公式：v=3.141705/60 =0.045m/s由查手冊得：=1m/sv滑動軸承的v值滿足要求6.3剖分式軸瓦的設(shè)計由于此處滑動軸承不承受多大的載重力，且低速轉(zhuǎn)動，故可選用耐磨鑄鐵作為材料，即ht300，耐磨鑄鐵價格便宜，宜于低速軸，輕載的不重要軸承。其結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)為：此處滑動軸承基本不受壓力，只受鏈的拉力，由此拉力而產(chǎn)

43、生摩擦力，故此滑動軸承的校核可以省略。第七章 螺栓的選用7.1焊接件所用螺栓的選用7.1.1此螺栓的鏈接其結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示：取左半轂為分離體，作用于其上的載荷如圖所示。其中：f=而根據(jù)軸與轂之間不發(fā)生相對滑動的條件有：2fn=ksqln=f=1n7.1.2確定螺栓的直徑d。該螺栓聯(lián)接反受預緊力f的作用，故螺栓小徑的確定公式：= =28.775mm由機械設(shè)計手冊查得選用m36的螺栓。7.1.3螺栓m24200的校核。此螺栓的聯(lián)接采用螺栓對稱式分布，此軸所受轉(zhuǎn)矩t=（250225） =2841nm四個螺栓所受的軸向力p=2841100/7.5=37880n單個螺栓所受力ff=37880/4=9470n由手冊查得m24的小徑d1=20.752mm由拉伸強度條件公式：= =36.41mpa此螺栓的精度等級為8.8級，由手冊查得=640mpa安全系數(shù)s=8=80mpa此螺栓合格7.2吊環(huán)螺栓的選用此吊環(huán)螺栓是為了便于平衡體的安裝，平衡體的重量大約為900kg，根據(jù)手冊查得選用m30的吊環(huán)螺栓，即可達到要求。第八章 焊接的強度校核旋轉(zhuǎn)杠桿零部件用到較多的“丁”字焊縫聯(lián)接和帶結(jié)構(gòu)件焊聯(lián)接。此聯(lián)接所承受的重量較大，故需對此焊接進行強度計算。由于此焊聯(lián)接的類型承受拉伸和彎曲的焊聯(lián)接。故由公式：=+其中=- fw=20.7k（b+h） y=jw=-=34