精軋機組F1軋機主傳動系統(tǒng)設(shè)計(共37頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上本科畢業(yè)設(shè)計題目：精軋機組F1軋機主傳動系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院:機械自動化學(xué)院專 業(yè):機械電子工程學(xué) 號:學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師:日 期:專心-專注-專業(yè)摘 要 精軋機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。精軋機在軋制過程中不僅要對軋件的寬度厚度進行控制，還對產(chǎn)品其他性能進行監(jiān)測。對于熱軋機，軋機還要承受高溫影響。為保證軋件的產(chǎn)品要求，軋機的主傳動系統(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步，軋機在各方面性能都不斷進步，為鋼鐵公司創(chuàng)造了不斐的收益。F1精軋機主傳動系統(tǒng)是將電機輸出轉(zhuǎn)速通過減速或增速來實現(xiàn)工作要求。本次設(shè)計根據(jù)需求采用減速方案，

2、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度；降低了維修的困難度。此次設(shè)計的最主要的目標是對軋機有更深層次的了解，與此同時還需要對傳動系統(tǒng)進行設(shè)計和核算并了解其他各種部件的選擇原理。最后根據(jù)設(shè)計的尺寸參數(shù)，繪制減速機的裝配圖和關(guān)鍵零部件的零件圖，來更深一步的了解減速機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞： 精軋機； 主傳動系統(tǒng)； 減速箱； 齒輪AbstractAs the last rolling process in the rolling process, finishing mill has a great influence o

3、n 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 req

4、uirements, 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

5、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

6、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 th

7、e 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 dri

8、ve system; Reducer; Gear目 錄1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)計中國在2012年的鋼鐵產(chǎn)能大約達到了九億噸。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目；2.產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分布混亂，同質(zhì)化嚴重；其次科技含量和性價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，非重點的企業(yè)投資越來越迅速。自2010

9、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。1鋼鐵行業(yè)在我國的經(jīng)濟發(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)濟地位的指向標。由于金屬礦石在國際上的價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。目前我國正處于“十三五”發(fā)展時期，當(dāng)前我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，各種行業(yè)興起，尤其是計算機行業(yè)和電氣行業(yè)，雖然我國在機械

10、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械方面的產(chǎn)業(yè)仍然是促進我國經(jīng)濟加速的重要支撐，這也是其發(fā)展的機遇。1.2目的 從此前的種種現(xiàn)象看來，中國在機械方面產(chǎn)業(yè)的發(fā)展跟其他制造業(yè)強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為原始材料的在品質(zhì)方面達不到要求。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，降低了廢品率。軋機傳動系統(tǒng)的合理設(shè)計在很大程度上提升

11、了軋機的質(zhì)量。 1.3軋機的發(fā)展18 世紀末，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。隨后，J. 皮卡德嘗試把蒸汽機與軋機結(jié)合，用蒸汽機提供動力來驅(qū)動軋機，這一做法大大提高了軋機的工作效率，使的軋機開始得到廣泛的應(yīng)用。19世紀中期，德國發(fā)明出了萬能式軋機。1891年，美國的宜家鋼鐵制造公司制作出了四輥的厚板軋機。1897 年德國成功地將電力用到軋機中，采取電動機來驅(qū)動。在50 年代后，張力與板型控制類型的的大型冷連軋機組開始迅速發(fā)展，與之同時發(fā)展的還有連續(xù)鑄坯機，這些各種類型的軋機幾乎取代了粗軋機，他們開始與熱連軋機組成聯(lián)合機組。1.4 軋機主傳動系統(tǒng)的組成軋機由電

12、機、傳動系統(tǒng)、工作機座和軋輥組成；軋機的傳動系統(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.減速機的作用是把電動機提供的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成軋制過程中軋輥需要的轉(zhuǎn)速。因為高速電機在價格是比低速電機便宜。而一個裝置是否需要用到減速機，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用是否低于低速電動機與高速電動機之間的差價。通常，只有當(dāng)軋機軋輥的轉(zhuǎn)動速度不大于200到250r/min時才會選擇采取減速機，當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)速大于200到250 r/min時則不用減速機而是直接采取速度稍微低的電機較為適宜。在可逆軋機中，盡管軋輥的轉(zhuǎn)速比200到250 r/min還要小的時候，一般也

13、不用減速機而是直接選擇采取低速電機，這是因為對于此種類型的傳動傳動系統(tǒng)采取低速電機更易于實現(xiàn)可逆運轉(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。2. 連接軸軋機經(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（因為板材較厚）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，軋機的軋輥調(diào)整量較小，一般只在軋輥磨損嚴重或者調(diào)換新的軋輥時才會進行軋輥調(diào)整，通常選擇梅花接軸或者聯(lián)合接軸；(3)

14、小型軋機和線材軋機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)在帶鋼軋機精軋機組上，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)軸器種類分兩種，目前用得最廣泛的是齒輪聯(lián)軸器。2設(shè)計要求及參數(shù)2.1 設(shè)計題目 設(shè)計題目：精軋機組F1軋機主傳動系統(tǒng)設(shè)計2.2 設(shè)計參數(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

15、質(zhì)：碳鋼、合金鋼、 硅鋼，最高強度，工作制度：24小時工作制，軸承壽命10年2.3 設(shè)計內(nèi)容1. 總體方案設(shè)計2. 電動機選型3. 減速箱的設(shè)計（包括齒輪及軸的設(shè)計與校核）3總體方案設(shè)計3.1 傳動方案設(shè)計思路在確定傳動應(yīng)選擇什么方案時方案時，應(yīng)充分了解傳動機構(gòu)的功能及適用工作條件，與此同時還要結(jié)合工作機所傳遞的載荷性質(zhì)和大小，以及其工作的運動方式和速度，工作條件也必不可少，分析比較各種所設(shè)計的傳動方案。43.2 傳動方案設(shè)計軋機示意圖：工作流程從右至左，根據(jù)計算功率選擇電動機型號，如果計算出來的電機功率太大，找不到適用的電動機的型號，可以考慮選擇用多個電機來進行驅(qū)動。只用一個電機驅(qū)動的情況稱

16、單電機驅(qū)動，多個電機驅(qū)動的情況成為多電機驅(qū)動。（對于功率適宜的工作條件，可以直接采用單電機來驅(qū)動軋輥；對于功率比較大的工作條件來說，采用多電機驅(qū)動，一個電機分別驅(qū)動一個軋輥。）選擇好了電機驅(qū)動類型以后根據(jù)所選電機的轉(zhuǎn)動速度與工作要求來確定是否需要額外加裝減速機或者增速機，此次設(shè)計，因為傳動需要，所以在電機后設(shè)置減速機。然后根據(jù)傳動比要求確定減速機的類型。對于單級齒輪減速器而言，其最大的傳動比一般限制在10以內(nèi)，因為對于單級齒輪傳動，傳動比過大會造成箱體結(jié)構(gòu)尺寸偏大，造成外廓尺寸偏大。不利于安裝與擺放，經(jīng)濟性降低。當(dāng)傳動比大于10以后，就應(yīng)考慮采取二級齒輪減速器。本次設(shè)計由于傳動比不大，選用單級

17、齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)原理圖如下： 單級減速器應(yīng)用比較廣泛廣泛，主要是因為其只有一級傳遞，結(jié)構(gòu)簡單，在傳動過程中損耗較少，因此精度較二級或者三級的要高。此外因為輪齒可做成多種形狀，如直齒、斜齒、人字齒，因此其種類也比較多?？捎迷诘退僦剌d的情況下，在高速傳動也經(jīng)常用到。4電機的選擇及傳動比的確定4.1 軋制力及力矩金屬通過軋輥產(chǎn)生的壓力產(chǎn)生塑性變形的過程叫做軋制。有計算數(shù)據(jù)可知板坯厚度H=40mm，由壓下率為40%，可計算出：壓下量：h=H=40%×40=16mm，軋制后板厚：h=H-h=40-16=24mm，軋輥半徑R=D/2=412.5mm。34.1.1 軋制力的確定1. 軋制時軋機與

18、板坯的接觸弧長度l0：在實際情況的設(shè)計計算中，一般不直接采取其接觸弧的長度，而采取弧長的水平投影l(fā)0。水平投影l(fā)0：（4.1）2. 軋制時金屬變形阻力計算 金屬在軋制過程中當(dāng)受力達到其屈服強度極限時會發(fā)生塑性變形現(xiàn)象，此時所受的屈服極限是金屬單向受到拉伸力時的變形阻力。變形阻力與變形時的溫度，速度，以及變形程度有關(guān)3。軋制時金屬的平均變形速度up根據(jù)文獻3（2-10）可知：（4.2） （4.3）3. 變形速度知道后，科根據(jù)文獻3經(jīng)驗公式（2-11）來確定變形阻力z:（4.4）C-鋼的含碳量，單位為%；-對數(shù)變形程度；T-軋制時金屬的絕對溫度，K；up-平均變形速度，秒-1；v-軋制速度，m/s

19、。軋制過程中溫度為1300，故T=1300+273=1573。 帶入公式式（1）中，得到：z= 10.091kg/mm2 3. 軋制力的計算 由西姆斯公式，單位寬度軋機的軋制壓力計算公式為： （4.5）k-軋制時金屬的屈服極限kg/mm2；R-工作輥半徑，mm；h-壓下量，mm；-變形程度；H-軋制后鋼板的厚度，mm；hr-鋼板在中性面的厚度，mm。將數(shù)值帶入公式（2），可得單位寬度軋制力為： P0=1304.238kg/mm由計算參數(shù)可知板寬B=1430mm，故軋制力為： P=P0B=1304.238×1430=1860.059t4.1.2 軋制力矩的確定由文獻3式（2-25）可知

20、，簡單軋制過程中軋制力矩科簡化計算為：（4.6）-軋制力相對于軋輥中心的力臂系數(shù)；4.2電機的選擇4.2.1電機的選擇原理 軋機主電動機的選型主要考慮兩個方面的內(nèi)容，一是電動機的類型的選擇，二是電動機容量的選擇（即功率的大?。６妱訖C的類型一般依據(jù)軋機的工作制度和控制要求來確定；電動機的容量主要取決于驅(qū)動軋輥所需的軋制速度，扭矩和軋制周期。34.2.2 電機功率的計算1. 電動機容量N的計算電動機容量計算一般根據(jù)軋制時電機軸所受的扭矩來初步確定電動機的容量。根據(jù)文獻3式（2-91）（4.7）其中，Mz-軋制力矩與軋輥摩擦力矩之和；（4.8） -由文獻3表2-10，取=0.006；D-二輥軋機

21、軋輥（四輥軋機支承輥）輥頸直徑，由設(shè)計參數(shù)可知D=335mm；0 -初選電機時，取0 =0.9；n -軋輥轉(zhuǎn)速。（4.9）將數(shù)據(jù)帶入公式（3），可得電機容量N為為了計算出電動機所應(yīng)該需要的功率Pd，必須先計算出傳動過程中的總效率；假設(shè)聯(lián)軸器，滾動軸承，圓柱齒輪，人字齒輪，萬向軸效率分別為1，2，3，4，5。由文獻10查得：聯(lián)軸器效率1 =0.99滾動軸承2 =0.98圓柱齒輪3 =0.97人字齒輪4 =0.96萬向軸5 =0.95傳動系統(tǒng)總傳動效率為：=1224345=0.992×0.984×0.97×0.96×0.95 =0.7997電動機所需功率：

22、選擇電動機額定功率為10000kW，查手冊的電動機額定轉(zhuǎn)速nm=158r/min。4.3傳動裝置運動參數(shù)的確定4.3.傳動比的計算1. 由上述條件可知軋輥轉(zhuǎn)動速速為 ,由電機額定轉(zhuǎn)速可得到減速機傳動比i為：（4.10）4.3.2各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計算1.計算各軸轉(zhuǎn)速 電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速： 高速軸轉(zhuǎn)速： 低速軸轉(zhuǎn)速： （4.13）2.計算各軸輸入功率 高速軸： （4.14） 低速軸： （4.15） 軋輥軸： （4.16）3.計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機輸出轉(zhuǎn)矩： （4.17） 高速軸： （4.18） 低速軸： （4.19） 軋輥軸： （4.20）5齒輪的設(shè)計計算輸入功率（kW）轉(zhuǎn)矩（kN&#

23、183;m）小齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）傳動比類型938.9591583.329567.014斜齒輪1. 選取齒輪的精度等級 ，齒數(shù)及材質(zhì)：1） 選用小齒輪的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為50HRC，大齒輪材料為2G35SiMn,硬度為45HRC,二者之間的硬度差值為5HRC；2） 選擇齒輪精度等級為6級精度；3） 試選小齒輪的齒數(shù)為Z1=23，根據(jù)傳動比，選擇大齒輪齒數(shù)為Z2=77；4） 初步選定齒輪的螺旋角為=8°，壓力角=20°。5.1按齒面接觸強度設(shè)計1.由機械設(shè)計（10-24）試算小齒輪的分度圓直徑，即： （5.1）1）確定公式中各參數(shù)的值1 試選載荷洗漱KHt=1.

24、3；2 由圖（10-20）查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433；3 由式（10-21）計算接觸疲勞強度重合系數(shù)Z；4 由式（10-23）可得螺旋角系數(shù)（5.2）2) 試算小齒輪分度圓直徑：計算接觸疲勞許用應(yīng)力：工作條件：一天工作24小時，工作年限為8年；故應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1jLh=60×158×1×24×365×8=6.64×108， N2=60n2jLh=60×158×1×24×365×8=2×108； 由文獻6圖片10-25d可以查得小齒輪與大齒輪接觸時的疲勞極限是：=

25、845 MPa，=775 MPa由圖片10-19查得小齒輪的接觸疲勞的壽命系數(shù)是, 大齒輪接觸疲勞的壽命系數(shù)是，取齒輪失效的概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-10）得：（5.3）取 和 中的比較小的來作為齒輪副間接觸疲勞的許用應(yīng)力，那么 =736.25 MPa由式（5.3）試算小齒輪的分度圓直徑：2. 調(diào)整小齒輪的分度圓直徑1）計算實際載荷之前的數(shù)據(jù)準備；1 計算圓周速度v：2 計算齒輪寬度b；2） 計算實際載荷系數(shù)KH ：1 由表10-2查得使用系數(shù)（對于中等沖擊，電機驅(qū)動）KA=1.5；2 根據(jù)圓周速度v=6.30 m/s，6級精度，由文獻6圖片10-8可查出計算的動載系數(shù)是：Kv=

26、1.09；3 由齒輪圓周力 查表10-3，可得齒間載荷分配系數(shù)=1.1。由經(jīng)驗公式可得齒向載荷分布系數(shù)為：那么，實際載荷系數(shù)為：3） 由式（10-22），可得按實際載荷系數(shù)算得的小齒輪的分度圓直徑為： 齒輪模數(shù)：5.2按齒根彎曲強度設(shè)計1. 由式（10-20）試計算齒輪的模數(shù)，即： （5.4） 1）確定式中各參數(shù)的值1 試選載荷系數(shù)；2 由式（10-18）可以計算出彎曲時的疲勞強度的重合度系數(shù)：3 由式（10-19）可計算出按彎曲時的疲勞強度設(shè)計時螺旋角的系數(shù)：4 計算 ： 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)： 大齒輪當(dāng)量齒數(shù)： 5 由圖10-17，查得齒輪的齒形系數(shù)；6 由圖10-18，查得應(yīng)力修正系數(shù)；7 由

27、圖10-20c，查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限；8 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)；取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式（10-14）得：那么， ，故取 2）試算齒輪模數(shù) 2. 調(diào)整齒輪模數(shù)1)計算實際載荷前的數(shù)據(jù)準備圓周速度v齒輪寬度b：齒輪寬高比b/h：2）計算實際載荷系數(shù)KF1根據(jù)，6級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)2由 根據(jù)表10-3查得齒間載荷分布系數(shù)；由表10-4，用插值法算得結(jié)合b/h=10.222,由圖10-13，查得。因此載荷系數(shù)3）由式（10-13）可得根據(jù)實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)為：對比兩次計算計算結(jié)果可知，根據(jù)齒面的接觸疲勞強度所計算出來的法向模數(shù)比根據(jù)

28、齒根的彎曲疲勞強度所計算出來的法向模數(shù)要大；但是因為齒輪的模數(shù)m的大小絕大程度上決定于彎曲強度來確定的承受載荷的能力，故將齒輪模數(shù)圓整為模數(shù)標準值（第一系列），取值為。而齒輪直徑要滿足接觸，故直徑按疲勞強度齒面接觸疲勞強度取值，算得小齒輪齒數(shù)，取小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)。5.3齒輪幾何尺寸的計算1. 計算大小齒輪分度圓直徑 小齒輪分度圓直徑： （5.5） 大齒輪分度圓直徑： （5.6）2. 計算兩齒輪中心距（5.7）3. 計算齒輪的寬度b，取，使大齒輪寬度。4. 齒輪齒根圓與齒頂圓：小齒輪：小齒輪：6軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核6.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)使用要求,把高速軸設(shè)計為階梯狀的齒輪軸,根據(jù)結(jié)構(gòu)要

29、求設(shè)計為7段,其中第5段設(shè)計為為齒輪,如下圖所示:76 4 3 21 5 由于設(shè)計成齒輪軸，軸的材料與齒輪的相同，初選小齒輪材料為40Cr，調(diào)制處理，材料系數(shù)，該軸的最小直徑為：（6.1）1） 選用聯(lián)軸器的類型為Y型，聯(lián)軸器孔徑為480mm,長度mm，故與聯(lián)軸器相連的軸徑mm，考慮到聯(lián)軸器連接的兩端軸要避免接觸，??；2） 由于要考慮到聯(lián)軸器在軸方向上的定位要求，應(yīng)在第二段設(shè)計軸的左邊制出一段略高于前段軸的軸肩用來進行對其定位，左端用氈圈密封，按軸端直徑取氈圈圈直徑：D=480mm，故?。?） 由于此軸要裝配軸承，應(yīng)根據(jù)選取的軸承型號來確定軸徑，查文獻9，初選軸承型號為3810/500，軸承尺寸

30、為，故取第3段軸尺寸為：；4） 為方便軸承的定位，第4段軸應(yīng)制出軸肩，按照軸承的裝配尺寸，取直徑為：，長度；5） 第5段是齒輪軸，其尺寸為小齒輪尺寸;6） 第6段為凸肩，；7） 第7段軸裝有軸承，尺寸與第三段相同，；6.2低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖所示，選擇軸材料為45號鋼，材料系數(shù)C=109。 2 165 3 4 軸的最小直徑；1）第1段軸因為要滿足傳動要求，再次段軸上裝有軸承，根據(jù)軸承型號選擇，根據(jù)文獻10選擇軸承型號為3811/670，其尺寸為：,故第一段直徑??；2）第2段軸設(shè)計用來對齒輪進行裝配與定位，此外此段軸還要滿足對軸承的裝配定位，根據(jù)軸承裝配尺寸，取，軸的長度應(yīng)該為大齒

31、輪寬度，但是，為保證齒輪的裝配，軸承長度略小于大齒輪寬度，??；53）第3段設(shè)計為凸肩，用來對齒輪進行定位，?。?）第4段設(shè)計為凸肩，用來對第5段的軸承進行定位，??；5）第5段用來裝載軸承，軸的直徑即為軸承孔徑，此外軸承外端還設(shè)計裝有套筒。?。?）第6段軸取；7）第6段軸??；6.3高速軸的校核6.3.1高速軸受力分析1）計算齒輪上的受力：斜齒輪所受的力包括圓周力，徑向力，軸向力，分別為：6（6.2）（6.3）（6.4）2） 求垂直面支反力 解得 ：垂直面彎矩：3） 求水平面支反力 解得：水平面彎矩：4） 求合成彎矩。5） 求危險截面的當(dāng)量彎矩 查文獻8表15-1，40Cr鋼所受應(yīng)力類型為對稱循環(huán)

32、時，軸的許用彎曲應(yīng)力為：，由于是齒輪傳動，故軸受的載荷類型屬于脈動類型，所以取。故當(dāng)量彎矩為：6）按彎扭合成強度進行校核 按最壞的情況校核，取 （6.5）故該軸是安全的。6.4低速軸的校核6.4.1低速軸受力分析1）計算齒輪上的受力：2）求垂直面支反力 解得 ：垂直面彎矩：3）求水平面支反力 解得：水平面彎矩：4）求合成彎矩。5）求危險截面的當(dāng)量彎矩 查文獻6表15-1，當(dāng)40Cr鋼所受應(yīng)力類型屬于對稱循環(huán)類型時，軸的許用彎曲應(yīng)力為：，由于是齒輪傳動，故軸受的載荷為脈動的，所以取。故當(dāng)量彎矩為：6）按彎扭合成強度進行校核 按最壞的情況校核，取 故該軸是安全的。7軸承的選擇及校核7.1高速軸軸承

33、軸承工作時間為：，兩軸承徑向載荷：軸承型號為3810/500,查文獻10科得軸承的基本額定動載荷為，判斷系數(shù)，。軸承壽命，對于滾子軸承。軸承當(dāng)量動載荷計算公式，X，Y相關(guān)取值與e有關(guān)。 軸承1：，查機械設(shè)計表13-5，取故；同理，對于軸承2：，故。取溫度影響系數(shù)，載荷影響系數(shù)，取載荷較大的軸承進行驗算，故軸承的壽命為：（7.1）滿足要求。7.2低速軸軸承 兩軸承徑向載荷： 軸承型號為3511/670,查文獻10科得軸承的基本的額定動載荷為，判斷系數(shù)，。 軸承1：，查機械設(shè)計表13-5，取故。同理，對于軸承2：，取故。取溫度影響系數(shù)，載荷影響系數(shù)，取載荷較大的軸承進行驗算，故軸承的壽命為：滿足要

34、求。8鍵的選擇及校核8.1高速軸與聯(lián)軸器鍵連接 高速軸與聯(lián)軸器相連處要裝鍵，那一段軸段的直徑為，查取機械設(shè)計手冊選取鍵為圓頭普通類型平鍵（B型）其型號為。由于鍵與齒輪輪轂部分的材料都選擇的鋼，由機械設(shè)計教材表6-2查得：，鍵的工作長短，工作的高度為，傳遞的力矩為，所以：（8.1）強度不夠，在軸上裝雙鍵，故選取雙鍵滿足強度要求。鍵的標記為：。8.2低速軸上的鍵連接 低速軸上的鍵是為了定位大齒輪以及傳遞力矩，選用選取鍵為圓頭普通類型平鍵（B型）。根據(jù)，。查取機械設(shè)計手冊選取鍵圓頭普通平鍵（B型）由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，選取型號為。鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，鋼的擠壓許用應(yīng)力為，取平均值為。鍵的

35、工作長度，鍵與輪轂的鍵槽在工作時的實際工作高度為：。傳遞的力矩為，所以：強度不夠，在軸上裝雙鍵，故選取雙鍵滿足強度要求。鍵的標記為：。9 潤滑方式、潤滑油牌號以及密封裝置選擇由于齒輪傳動速度不大，可采用浸油潤滑，查機械設(shè)計手冊選用液壓油CKD680。由于滾動軸承其轉(zhuǎn)動速度也不大，故可考慮采取脂潤滑的方式。查文獻6表7-2，可選則采取鈣基潤滑脂來進行潤滑，其編號為（GB/T 491-1987），代號為L-XAAMHA1。為避免油池中的稀油在齒輪傳動設(shè)計濺入進軸承座中，所以應(yīng)考慮在齒輪和軸承兩者之間安放擋油環(huán)。同時在輸入軸和輸出軸接口處用氈圈來進行密封。10 箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計由機械設(shè)計課程設(shè)

36、計手冊表11-1計算得箱體各尺寸如下表5：名稱符號具體數(shù)值箱蓋壁厚55mm箱蓋凸緣厚度b150mm箱座凸緣厚度b50mm箱座底凸緣厚度b2100mm地腳螺釘直徑df50mm地腳螺釘數(shù)目n12軸承旁聯(lián)接螺釘直徑d1100mm蓋與座聯(lián)接螺釘直徑d2110mm軸承端蓋螺釘直徑d340mm定位銷直徑d50mm大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離166mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離292mm11 設(shè)計總結(jié)通過此次精軋機組主傳動系統(tǒng)設(shè)計，我涉獵到了很多知識，不單單只是學(xué)會了傳動系統(tǒng)的設(shè)計，還掌握了諸多關(guān)于設(shè)計的方法。設(shè)計過程中需要考慮的方面很多，涉及的知識很廣泛，而我們所學(xué)的知識卻很片面不足以憑借自己的所學(xué)獨立完成，因此設(shè)計的過程中不懂得地方就要學(xué)會去查機械設(shè)計手冊，而看不懂的地方，可以去找導(dǎo)師加以討論。由于設(shè)計過程中需要查閱很多相關(guān)資料，借鑒很多其他設(shè)計的設(shè)計理念和方法，這讓我了解到，設(shè)計都是經(jīng)過學(xué)習(xí)，借鑒前人資料加以改進和創(chuàng)新的成果，任何設(shè)計都不可能吧在靈機一動間出現(xiàn)，但是借鑒并不是盲目的抄襲，這樣培養(yǎng)出來的人才是沒有意義的，我們需要在前人的基礎(chǔ)上加入自己的理解與創(chuàng)新。在機械零件的設(shè)計過程中，除了考慮強度剛度，穩(wěn)定性，可行性以外，還應(yīng)該綜合考慮零件本身的工藝性與經(jīng)濟性，以及實用性。不能被禁錮在可行性這一方面上，方方面面都要考慮，這