XXXXX 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 翻鋼機(jī)設(shè)計(jì) 系 名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 年 月 I 目 錄 摘 要 III Abstract IV 第一章 緒論 1 1 1 翻鋼機(jī)簡(jiǎn)介 1 1 2 研究現(xiàn)狀分析 1 第二章 總體設(shè)計(jì) 2 2 1 翻鋼機(jī)功能要求 2 2 2 方案選定 2 2 2 1 翻鋼機(jī)構(gòu)方案選定 2 2 2 2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選定 3 第三章 動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3 1 電動(dòng)機(jī)選擇 7 3 2 總體參數(shù)計(jì)算 7 3 2 1 傳動(dòng)比分配 7 3 2 2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 7 3 3 渦輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 8 3 3 1 選擇蝸輪蝸桿的傳動(dòng)類型 8 3 3 2 選擇材料 9 3 3 3 按計(jì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行設(shè) 9 3 3 4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 10 3 3 5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 11 3 3 6 驗(yàn)算 12 3 4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 12 3 4 1 選精度等級(jí) 材料和齒數(shù) 12 3 4 2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12 3 4 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 14 3 4 4 幾何尺寸計(jì)算 15 3 5 軸的設(shè)計(jì)與校核 16 3 5 1 蝸桿軸 16 3 5 2 渦輪軸 19 3 5 3 曲柄軸 21 3 6 軸承的校核 24 II 3 6 1 蝸桿軸上的軸承壽命校核 24 3 6 2 渦輪軸上的軸承校核 24 3 6 3 曲柄軸上的軸承校核 25 3 7 鍵的校核 26 3 7 1 蝸桿軸上鍵的強(qiáng)度校核 26 3 7 2 蝸輪軸上鍵的強(qiáng)度校核 26 3 7 3 曲柄軸上鍵的強(qiáng)度校核 26 3 8 聯(lián)軸器的選用 27 第四章 翻鋼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 4 1 機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 28 4 1 1 計(jì)算曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸 28 4 1 2 搖桿速度分析 28 4 2 曲柄設(shè)計(jì) 29 4 3 連桿設(shè)計(jì) 30 4 4 搖桿設(shè)計(jì) 30 第五章 翻鋼機(jī)的安裝與維護(hù) 32 5 1 翻鋼機(jī)的安裝 32 5 1 1 安裝方法 32 5 1 2 就位和找正調(diào)平 32 5 1 3 安裝實(shí)施 32 5 2 翻鋼機(jī)維護(hù) 34 總 結(jié) 35 參考文獻(xiàn) 36 致 謝 37 III 摘 要 本課題的任務(wù)是翻鋼機(jī)設(shè)計(jì) 鋼坯在輸送過程中具有一定的專用性 需解決由輸 送輥道到冷床的問題 這就需要用到翻鋼機(jī) 其作用就是按照一定角度和頻率把鋼坯 翻轉(zhuǎn)并送至專門位置 本次設(shè)計(jì)的翻鋼機(jī)主要由電機(jī) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 曲柄 連桿 搖桿 翻鋼爪 支架等構(gòu)成 本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)主要包括 電動(dòng)機(jī)的選取 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 曲柄搖桿式翻鋼機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)架的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)首先 通過對(duì)搓翻鋼機(jī)結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析 在此 分析基礎(chǔ)上提出了翻鋼機(jī)的翻鋼機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 接著 對(duì)主要技術(shù)參數(shù) 進(jìn)行了計(jì)算選擇 然后 對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核 最后 通過 AutoCAD 制 圖軟件繪制了搓絲機(jī)總裝圖 傳動(dòng)裝置裝配圖及主要零部件圖 通過本次設(shè)計(jì) 鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí) 如 機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計(jì) 材料力學(xué) 公差與互換性理論 機(jī)械制圖等 掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用 AutoCAD 制圖軟件 對(duì)今后的工作于生活具有極大意義 關(guān)鍵詞 翻鋼機(jī) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) IV Abstract The task of this project is to turn steel machine design billet has some specificity in the delivery process the need to solve the problem of roller conveyor to the cooling bed which will need to turn steel machine and its role is to follow a certain angle and frequency Flip the billet and sent to specialized positions The design of the steel turning machine is mainly consists of motor transmission crank connecting rods rocker turn Steel Talons brackets and other accessories The design of the design include the design of the motor selection design of the transmission mechanism designed to turn steel crank rocker mechanism the rack The design is first by turning to rub steel machine structure and principles for analysis the analysis presented in this design turned steel machine turned steel bodies and on the basis of the transmission mechanism Next the main technical parameters were calculated choice then of the main components were designed and checked Finally AutoCAD drawing software to draw the thread rolling machine assembly diagrams gear assembly drawings and main parts diagram Through this design the consolidation of the university is expertise such as mechanical principles mechanical design mechanics of materials tolerances and interchangeability theory mechanical drawing etc mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life Keywords Durning steel machine Rocker mechanism Drive mechanism Design 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 1 第一章 緒論 1 1 翻鋼機(jī)簡(jiǎn)介 本課題的任務(wù)是翻鋼機(jī)設(shè)計(jì) 鋼坯在輸送過程中具有一定的專用性 需解決有輸 送輥道到冷床的問題 要考慮在翻轉(zhuǎn)過程中鋼坯的支撐均勻 位置控制準(zhǔn)確以及鋼坯 尺寸 翻鋼機(jī)要完成幾個(gè)動(dòng)作 即方坯的輸送和放置 方坯的翻轉(zhuǎn)和撥爪的復(fù)位 1 2 研究現(xiàn)狀分析 目前 國(guó)內(nèi)大中型型鋼生產(chǎn)使用的翻鋼移鋼設(shè)備有水壓式和機(jī)械夾鉗式翻鋼機(jī)兩 種 長(zhǎng)城特殊鋼公司四鋼廠初軋車間 825 軋機(jī)機(jī)前機(jī)后原使用的是機(jī)械夾鉗式翻鋼機(jī) 它是該車間的重要設(shè)備之一 但該翻鋼機(jī)長(zhǎng)期不能滿足工藝既定的要求 主要是夾不 緊 翻不轉(zhuǎn)軋件 翻鋼靠人工進(jìn)行 工人勞動(dòng)條件惡劣 影響產(chǎn)品產(chǎn)量的提高及產(chǎn)品 規(guī)格的擴(kuò)大 不能進(jìn)行大斷面型鋼的生產(chǎn) 1976 年曾委托有關(guān)單位設(shè)計(jì)過水壓式翻鋼 機(jī) 設(shè)備費(fèi) 用按當(dāng)時(shí)價(jià)格就需 250 萬余元 而且還要停產(chǎn)半年進(jìn)行基建和設(shè)備安裝 由于種種原因未付諸實(shí)施 鑒于機(jī)械夾鉗式翻鋼移鋼機(jī)實(shí)際使用中暴露出諸多缺陷 例如維修特別 困難 難于調(diào)試 易損零部件多等等 該廠又不擬重新制造 該廠急需 設(shè)計(jì)一種工作可靠 投資少 上馬快 制造安裝維修方便且節(jié)能的翻鋼移鋼機(jī) 以結(jié) 束人工翻鋼局面 提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量 擴(kuò)大產(chǎn)品品種 1 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 2 第二章 總體設(shè)計(jì) 2 1 翻鋼機(jī)功能要求 翻鋼機(jī)的作用就是將經(jīng)過火焰切割機(jī)定尺切斷的連鑄方坯輸送并將其從輸送軌道 翻上 翻鋼坯料尺寸 150 x150mm 6m 翻轉(zhuǎn) 90 度 功能簡(jiǎn)圖如下 圖 2 1 翻鋼機(jī)功能簡(jiǎn)圖 2 2 方案選定 2 2 1 翻鋼機(jī)構(gòu)方案選定 根據(jù)本次設(shè)計(jì)對(duì)翻鋼機(jī)功能 環(huán)境要求和現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù) 考慮起工作環(huán)境 我們 設(shè)計(jì)了以下方案 1 方案一 曲柄搖桿式 如圖 2 2 所示 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件 曲柄 a 作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 要干 c 只在一定角度內(nèi)擺動(dòng) 因 此 曲柄 a 連桿 b 搖桿 c 和連架桿 d 的尺寸滿足下列條件 或cd 即 a 為最短連架 圖 2 2 曲柄搖桿原理圖 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 3 2 方案二 液壓翻鋼機(jī) 本方案的工作原理主要是將液壓缸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通過桿件將其轉(zhuǎn)化為工作長(zhǎng)軸 的轉(zhuǎn)動(dòng) 工作原理 油從油源進(jìn)入液壓系統(tǒng)時(shí) 在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中 定量泵提供的 是恒定流量 當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí) 會(huì)使流量需求減小 此時(shí)溢流閥開啟 使多余流量 溢回油箱 保證溢流閥進(jìn)口壓力 當(dāng)三位四通換向閥 1 切換到左位時(shí) 液壓源的壓力 油經(jīng)閥 1 單向節(jié)流閥 2 中的單向閥 分流集流閥 3 此時(shí)分流閥作用 液控單向 閥 4 和 5 分別進(jìn)入液壓缸 6 和 7 的無桿腔 實(shí)現(xiàn)雙缸伸出同步運(yùn)動(dòng) 當(dāng)三位四通換向 閥 1 切換至右位時(shí) 液壓源的壓力油經(jīng)閥 1 進(jìn)入液壓缸德有桿腔 同時(shí)反向?qū)ㄒ嚎?單向閥 4 和 5 雙缸無桿腔經(jīng)閥 4 和 5 分流集流閥 3 此時(shí)分流閥作用 換向閥 1 回油 實(shí)現(xiàn)雙缸縮回同步運(yùn)動(dòng) 當(dāng)三位四通換向閥處于中位時(shí)液壓油通過 1 直接流回 郵箱 圖 2 3 液壓系統(tǒng)圖 3 方案三 齒輪傳動(dòng)翻鋼機(jī) 工作原理為 電動(dòng)機(jī)通過減速器減速后通過一對(duì)嚙合齒比大的嚙合齒輪 控制電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)軸的定角轉(zhuǎn)動(dòng) 以上各種方案 方案一和方案三中都有電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)和高要求的準(zhǔn)確制動(dòng) 而且方案三還要電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn) 對(duì)點(diǎn)都能掛機(jī)的損耗很大且不經(jīng)濟(jì) 通過對(duì)各種方 案的綜合分析 本次設(shè)計(jì)選定方案一曲柄搖桿式機(jī)構(gòu)作為翻鋼機(jī)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 2 2 2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選定 1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)擬定的一般原則 a 采用盡可能簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈 采用簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈 有利于降低機(jī)械的重量和制造成本 也有利于提高機(jī)械傳動(dòng) 效率和減小積累誤差 為了使運(yùn)動(dòng)鏈見你短 在機(jī)械的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈之間沒有嚴(yán)格的速 比要求的情況下 可以考慮每一個(gè)運(yùn)動(dòng)一個(gè)原動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng) 并注意原動(dòng)機(jī)類型和運(yùn)動(dòng) 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 4 參數(shù)的選擇 以簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈 b 優(yōu)先選用基本結(jié)構(gòu) 魷魚基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 設(shè)計(jì)方便 技術(shù)成熟 故在滿足功能要求的條件下 應(yīng) 優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu) 若基本機(jī)構(gòu)不能滿足或者不能很好的滿足機(jī)械的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力要求 時(shí) 可以適當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行變異或組合 c 應(yīng)使機(jī)械油較高的機(jī)械效率 機(jī)械的效率取決于組成機(jī)械的各個(gè)機(jī)構(gòu)的效率 一次 當(dāng)機(jī)械中包含有機(jī)械效率較低的機(jī)構(gòu)時(shí) 就會(huì)使機(jī)械的總效率降低 但要注意 機(jī)械中各運(yùn)動(dòng)鏈所傳遞的功率往往相差很大 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮使傳遞效率最大的 主運(yùn)動(dòng)鏈具有較高的機(jī)械效率 而對(duì)于傳動(dòng)效率很小的輔助運(yùn)動(dòng)鏈 其機(jī)械效率的高 低則可以妨礙次要地位 而著眼于其他方面的要求 如簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu) 減小外廓尺寸等 d 合理安排不同類型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序 一般來說 在機(jī)構(gòu)的排列順序上有如下的一些規(guī)律 首先 在可能的情況下 轉(zhuǎn) 變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu) 如凸輪機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu) 螺旋機(jī)構(gòu)等 通常總是安排在運(yùn)動(dòng)鏈的 末端 與執(zhí)行機(jī)構(gòu)靠近 其次 帶傳動(dòng)等摩擦傳動(dòng) 一般都安排在轉(zhuǎn)速較高的運(yùn)動(dòng)鏈 的始端 以減小其傳遞的轉(zhuǎn)矩 從而減小其外形尺寸 這樣安排 也有利于啟動(dòng)平穩(wěn) 和過載保護(hù) 而且原動(dòng)機(jī)的布置也方便 e 合理分配傳動(dòng)比 運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比應(yīng)合理分配給各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 具體分配方法應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 每一級(jí)的傳動(dòng)應(yīng)在常用的范圍之內(nèi)選取 如一級(jí)傳動(dòng)比過大 對(duì)機(jī)構(gòu)的性能和 尺寸都是不利的 例如當(dāng)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比大于 8 至 10 時(shí) 一般應(yīng)設(shè)計(jì)成兩級(jí)傳動(dòng) 當(dāng)傳動(dòng)比在 30 以上時(shí) 常設(shè)計(jì)成兩級(jí)以上的齒輪傳動(dòng) 但是 對(duì)于帶傳動(dòng)來說 一般 不采用多級(jí)傳動(dòng) 2 當(dāng)傳動(dòng)鏈為減速傳動(dòng)時(shí) 必須十分注意機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)問題 防止發(fā)生損壞機(jī) 械或傷害人身的可能性 例如起重機(jī)械的起吊部分 必須防止荷重的作用下自動(dòng)倒轉(zhuǎn) 為此在傳動(dòng)鏈中應(yīng)設(shè)置具有自鎖能力的機(jī)構(gòu)或者裝設(shè)制動(dòng)器 又如 為防止機(jī)械因過 載而損壞 可采用具有過載打滑現(xiàn)象的摩擦傳動(dòng)或裝置安全聯(lián)軸器等 f 保證機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn) 對(duì)于以上要求 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量滿足 2 擬定傳動(dòng)方案 通常翻鋼機(jī)每分鐘翻鋼 10 次即原動(dòng)件曲柄的轉(zhuǎn)速為 10 一般選用同步轉(zhuǎn) 速為 1000 或 1500 的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī) 因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為 100 或 150 為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸盡量小 應(yīng)選擇較小的傳動(dòng)比 所以選用轉(zhuǎn)速為 1000 的電動(dòng)機(jī) 由于傳動(dòng)比較大 可采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)或者復(fù)合輪系傳動(dòng) 方案一 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 簡(jiǎn)圖如下圖所示 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 5 圖 2 4 方案一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 方案二 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng) 簡(jiǎn)圖如下圖所示 圖 2 5 方案二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3 方案選定 兩種方案的比較 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案一 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 傳動(dòng)零件數(shù)目少 結(jié)構(gòu)緊湊 嚙合沖擊載荷小 傳動(dòng)平穩(wěn) 噪聲小 傳動(dòng)效率低 蝸輪蝸桿 嚙合輪齒間的相對(duì)速度 大 摩擦磨損大 易發(fā) 熱 環(huán)境適應(yīng)性差 工 作壽命短 制造成本高 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 6 且傳動(dòng)具有間歇性 方案二 周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng) 傳動(dòng)效率高 環(huán)境適應(yīng) 性好 工作壽命長(zhǎng) 制 造成本低 連續(xù)工作性 能好 結(jié)構(gòu)尺寸大 嚙合沖擊 大 噪聲大 綜合考慮兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn) 應(yīng)選用方案二 已達(dá)到制造簡(jiǎn)便 成本低廉的目的 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 7 第三章 動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 電動(dòng)機(jī)選擇 1 根據(jù)電源及工作機(jī)工作條件 選用臥式封閉型 Y IP44 系列三相交流異步 電動(dòng)機(jī) 2 工作所需功率 根據(jù)工作要求 取翻鋼機(jī)主動(dòng)軸的輸出轉(zhuǎn)矩約為 T 2000 N m 和轉(zhuǎn)速 10 則翻鋼機(jī)主動(dòng)軸所需功率為 2 09kW 95502000 109550 3 傳動(dòng)效率計(jì)算 蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率取 0 75 齒輪 3 4 之間的傳動(dòng)效率 0 96 總傳動(dòng)效率為 1 2 0 75 0 72 1 2 0 96 4 電動(dòng)機(jī)輸出功率 Pd 傳動(dòng)裝置的總效率為 0 72 則電動(dòng)機(jī)輸出功率 2 903kW 2 090 72 5 電動(dòng)機(jī)額定功率 根據(jù) 2 903kW 查教材機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 20 1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率 3 kW 3 2 總體參數(shù)計(jì)算 3 2 1 傳動(dòng)比分配 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件曲柄轉(zhuǎn)速 10 電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 960 則傳動(dòng)裝置總 傳動(dòng)比為 i 96 96010 則取其中各齒輪的齒數(shù)分別為 1 31 20 62 故有 1 2 3 4 蝸輪蝸桿 31 1 2 1311 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 8 齒輪傳動(dòng) 3 4 3 1 2 4 36220 故 31 1 2 3 1 96 1 3 2 2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1 各軸的轉(zhuǎn)速 1 軸 min 9601rn 2 軸 i 7 312i 3 軸 in 0 92rin 2 各軸的輸入功率 1 軸 kwP97 2 3101 2 軸 k183 50822 3 軸 972 33 3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 mNnPT 84 960359500 1 軸 5 27 11 2 軸 mNnPT 16 397 3018595022 3 軸 4 2133 整理列表 軸名 功率 kwP 轉(zhuǎn)矩 mNT 轉(zhuǎn)速 in r傳動(dòng)比 電機(jī)軸 3 29 84 960 1 軸 2 97 29 55 960 1 2 軸 2 183 673 16 30 97 31 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 9 3 軸 2 097 2002 64 10 3 1 3 3 渦輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3 3 1 選擇蝸輪蝸桿的傳動(dòng)類型 傳動(dòng)參數(shù) kwP97 2 31imin 960r 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用阿基米德蝸桿即 ZA 式 3 3 2 選擇材料 設(shè) 12 5 滑動(dòng)速度 smdndvs 1026 cos106 蝸桿選 45 鋼 齒面要求淬火 硬度為 45 55HRC 蝸輪用 ZCuSn10P1 金屬模制造 為了節(jié)約材料齒圈選青銅 而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造 1 確定許用接觸應(yīng)力 H 根據(jù)選用的蝸輪材料為 ZCuSn10P1 金屬模制造 蝸桿的螺旋齒面硬度 45HRC 可從文獻(xiàn) 1 P254 表 11 7 中查蝸輪的基本許用應(yīng)力 268HMPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7296060183 510hNjnL 壽命系數(shù) 87 5HNK 則 03268 59MPaa 2 確定許用彎曲應(yīng)力 F 從文獻(xiàn) 1 P256 表 11 8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 F 56MPa 壽命系數(shù) 96710 23 5FNK 637 4FMPa 3 3 3 按計(jì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行設(shè) 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 10 1 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算 先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì) 再 校對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 2212z0 HEZkTdm 式中 蝸桿頭數(shù) 渦輪齒數(shù) 1z 3z2 渦輪轉(zhuǎn)矩 N 6 73T2 載荷系數(shù) AvK 因工作比較穩(wěn)定 取載荷分布不均系數(shù) 由文獻(xiàn) 1 P253 表 11 5 選取使15 K 用系數(shù) 由于轉(zhuǎn)速不大 工作沖擊不大 可取動(dòng)載系 則1 A 05 1 vK 51 0328vK 選用的是 45 鋼的蝸桿和蝸輪用 ZCuSn10P1 匹配的緣故 有 故有 2 160MPaZE32312 74 59 81606 738 0 mdm 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 7 3 得應(yīng)取蝸桿模數(shù) 蝸桿分度圓直徑 180d 蝸桿導(dǎo)程角 542 3 渦輪分度圓直徑 mz2481 中心距 ma160 變位系數(shù) 5x 渦輪圓周速度 s ndv 58 016072 48 322 3 3 4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1 蝸桿 軸向尺距 25 13aPm 直徑系數(shù) 801dq 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 11 齒頂圓直徑 mhdaa962 1 齒根圓直徑 cf 8 0 蝸桿螺線部分長(zhǎng)度 取 90mmzb9 7 21 2 蝸輪 蝸輪齒數(shù) 32 z 驗(yàn)算傳動(dòng)比 1i 蝸輪分度圓直徑 mzd248312 齒頂直徑 mxhaa 256 01 2 齒根圓直徑 cf 8 20 2 咽喉母圓半徑 drag 356 012 渦輪外圓直徑 mm2708e 取 渦輪寬度 Ba72965 07 1取 3 3 5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 FFaFYdKT 213 當(dāng)量齒數(shù) 23345 6cos vz 根據(jù) 220 5 6vx 從圖 11 9 中可查得齒形系數(shù) Y 2 372Fa 螺旋角系數(shù) 1 310 89140Y 許用彎曲應(yīng)力 從文獻(xiàn) 1 P256 表 11 8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 F 56MPa 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 12 壽命系數(shù) 96710 843 FNK 50 63 FMPa 1 21927891 5 F 可以得到 因此彎曲強(qiáng)度是滿足的 3 3 6 驗(yàn)算 1 效率驗(yàn)算 tan 96 05 v 已知 與相對(duì)滑動(dòng)速度 有關(guān) 31 vvfarctn s mds 3 1cos061 從文獻(xiàn) 1 P264 表 11 18 中用差值法查得 代入式中 得 29 vf 6 v 大于原估計(jì)值 因此不用重算 7 0 2 熱平衡驗(yàn)算 由于傳動(dòng)效率較低 對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的蝸桿傳動(dòng) 會(huì)產(chǎn)生較大的熱量 如果產(chǎn)生的 熱量不能及時(shí)散去 則系統(tǒng)的熱平衡溫度將過高 就會(huì)破壞潤(rùn)滑狀態(tài) 從而導(dǎo)致系統(tǒng) 進(jìn)一步惡化 初步估計(jì)散熱面積 1 751 75800 3392aS 取 周圍空氣的溫度 為 at 2 c28 15 7 4 17 0 04 36 10 824 S796 S092dadwmwcpttc 取油 的 工 作 溫 度 合 格 3 4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3 4 1 選精度等級(jí) 材料和齒數(shù) 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 13 采用 7 級(jí)精度由表 6 1 選擇小齒輪材料為 45 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大齒輪材 料為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為 240HBS 前述已選取小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)203 Z624 Z 3 4 2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算 即 3211 2 HEdtt ZuTkd 1 確定公式各計(jì)算數(shù)值 1 試選載荷系數(shù) tK 2 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT 16 732 3 小齒輪相對(duì)兩支承非對(duì)稱分布 選取齒寬系數(shù) 8 0 d 4 由表 6 3 查得材料的彈性影響系數(shù) 2 1 89MPaZE 5 由圖 6 14 按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H601lim 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Pa52li 6 由式 6 11 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 71 10 3 80 197 3060 hjLnN572 53 7 由圖 6 16 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 1 NZ16 2 NZ 8 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù)為 S 1 由式 10 12 得 MPaSHN60 lim1 ZH 3851 2li2 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 14 9 計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑 代入 中的較小值td1 H mt 93 16 38 1 48 0673 23 231 計(jì)算圓周速度 sndvt 09761 計(jì)算齒寬 mbtd 54 39 8 01 模數(shù) Zmtnt 5231 3 4 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 321 FSdnYZKTm 1 確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值 由圖 6 15 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 382 由圖 6 16 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 0 1 NZ6 2N 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù)為 S 1 25 得 MPaSFENF4025 1 ZFEF 2 3 1862 2 查取齒形系數(shù) 由表 6 4 查得 8 1 FaY7 2Fa 3 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 6 4 查得 5 1Sa734 2Sa 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 15 4 計(jì)算大小齒輪的 并比較 FSaY 012 4 327 85 1821 FSaY 大齒輪的數(shù)據(jù)大 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm7 3012 2016 73 33 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù) 可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 3 77 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 m 4mm 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d93 16 算出小齒輪齒數(shù) 取 24 1 mZ301 Z 大齒輪齒數(shù) 取0 32 i 3 4 4 幾何尺寸計(jì)算 1 計(jì)算分度圓直徑 mZd372491021 2 計(jì)算中心距 a6 1 3 計(jì)算齒寬寬度 取 100mmbd608 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 30 93 2 模數(shù) m 4mm 3 分度圓直徑 21dm372 10 4 齒頂高 ah4 5 齒根高 f 5 6 全齒高 hm9 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 16 7 頂隙 cm1 8 齒頂圓直徑 21 d380 2 9 齒根圓直徑 43f 6 10 中心距 a4 3 5 軸的設(shè)計(jì)與校核 3 5 1 蝸桿軸 1 材料的選擇 由表 16 1 查得 用 45 號(hào)鋼 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 MPaB637 由表 16 3 得 MPab601 2 估算軸的最小直徑 根據(jù)表 11 6 取 112 為取值范圍C 估算軸的直徑 mnpcd32 16907 233 因?yàn)檩S上開有兩個(gè)鍵槽 考慮到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削落 應(yīng)增大軸徑 此時(shí)軸徑應(yīng) 增大 5 10 d18 032 16 考慮到與聯(lián)軸器配合 結(jié)合電機(jī)軸尺寸查設(shè)計(jì)手冊(cè) mLd60 21 軸段 上有聯(lián)軸器需要定位 因此軸段 應(yīng)有軸肩 9 軸段 安裝軸承 必須滿足內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn) 故 Bm30 軸段 md364 L734 軸段 LLd1670565 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸頸 圓周力 NdTFt 8 14235291 徑向力 tr 7 6an 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 17 水平 NFtBA04 712 垂直 t6 8mMI 4 253704 1 mNI 92 1375 96 NI 2 450 128086 合成 2M mNIII 8 1369405221 當(dāng)量彎矩 TMIeI 522 NII 321 校核 beIeIeIeIeI MPadW13659 1 0 8 繪制軸的受力簡(jiǎn)圖 繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力 FAY FBY Fr1 2 540 2N FAZ FBZ 2 406 6N1tF 由兩邊對(duì)稱 知截面 C 的彎矩也對(duì)稱 截面 C 在垂直面彎矩為 MC1 FAyL 2 16 9N m 繪制水平面彎矩圖 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 18 圖 7 1 截面 C 在水平面上彎矩為 MC2 FAZL 2 406 6 62 5 12 7N m310 繪制合彎矩圖 MC MC12 MC22 1 2 16 92 12 72 1 2 21 1N m 繪制扭矩圖 轉(zhuǎn)矩 T TI 20 33N m 校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度 由教材 P373 式 15 5 經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 122 Wcca 脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力 取 0 6 2223 0 69 515cca a 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 19 前已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由教材 P362 表 15 1 查得 因此 a 601 故安全 ca 1 該軸強(qiáng)度足夠 3 5 2 渦輪軸 1 材料的選擇 由表 16 1 查得 用 45 號(hào)鋼 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 MPaB637 由表 16 3 得 MPab601 2 估算軸的最小直徑 根據(jù)表 11 6 取 110 為取值范圍C 估算軸的直徑 mnpcd4 597 301823 因?yàn)檩S上開有一個(gè)鍵槽 考慮到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削落 應(yīng)增大軸徑 此時(shí)軸徑應(yīng) 增大 3 取md8 46 314 5 d462 3 軸上的零件定位 固定和裝配 單級(jí)減速器中 可以將蝸輪安排在箱體中央 相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布 蝸輪左面用 軸肩定位 右面用套筒軸向定位 周向定位采用鍵和過渡配合 兩軸承分別以軸承肩 和套筒定位 周向定位則用過渡配合或過盈配合 軸呈階梯狀 左軸承從左面裝入 蝸輪套筒 右軸承和鏈輪依次從右面裝入 4 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 I 段 直徑 d1 46mm 長(zhǎng)度取 L1 100mm II 段 由教材 P364 得 h 0 08 d1 0 07 46 3mm 直徑 d2 d1 h 46 3 49mm 長(zhǎng)度取 L2 46 mm III 段 直徑 d3 50mm 由 GB T297 1994 初選用 30210 型圓錐滾子軸承 其內(nèi)徑為 50mm 寬度為 20mm 故 III 段長(zhǎng) L3 44mm 段 直徑 d4 54mm 渦輪輪轂寬為 70mm 取 L4 68mm 段 由教材 P364 得 h 0 08 d5 0 08 54 4 32mm D5 d4 2h 54 2 4 32 62mm 長(zhǎng)度取 L5 22mm 段 直徑 d6 d3 50mm L6 20mm 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 L 134mm 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 20 5 按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 求分度圓直徑 已知 d2 205mm 求轉(zhuǎn)矩 已知 T2 TII 304 27N m 求圓周力 Ft 根據(jù)教材 P198 10 3 式得 2T2 d2 590 N2tF 求徑向力 Fr 根據(jù)教材 P198 10 3 式得 Fr tan 3586 4 tan200 1370N2t 兩軸承對(duì)稱 LA LB 75mm 求支反力 FAY FBY FAZ FBZ FAY FBY Fr 2 107 35N FAX FBX 2 295N2tF 由兩邊對(duì)稱 截面 C 的彎矩也對(duì)稱 截面 C 在垂直面彎矩為 MC1 FAYL 2 107 35 75 8N m310 截面 C 在水平面彎矩為 MC2 FAXL 2 295 75 22 125N m3 計(jì)算合成彎矩 MC MC12 MC22 1 2 82 22 1252 1 2 23 54N m 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 21 圖 7 2 校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度由式 15 5 由教材 P373 式 15 5 經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 122 Wcca 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 取 1 2223 540 697 018cca a 前已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由教材 P362 表 15 1 查得 因此 61 故安全 ca 1 此軸強(qiáng)度足夠 3 5 3 曲柄軸 1 材料的選擇 由表 16 1 查得 用 45 號(hào)鋼 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 MPaB637 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 22 由表 16 3 得 MPab601 2 估算軸的最小直徑 根據(jù)表 11 6 取 110 為取值范圍C 估算軸的直徑 mnpcd35 61097 233 因?yàn)檩S上開有一個(gè)鍵槽 考慮到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削落 應(yīng)增大軸徑 此時(shí)軸徑應(yīng) 增大 3 取md3 67 135 6 d702 3 軸上的零件定位 固定和裝配 單級(jí)減速器中 可以將蝸輪安排在箱體中央 相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布 蝸輪左面用 軸肩定位 右面用套筒軸向定位 周向定位采用鍵和過渡配合 兩軸承分別以軸承肩 和套筒定位 周向定位則用過渡配合或過盈配合 軸呈階梯狀 左軸承從左面裝入 蝸輪套筒 右軸承和鏈輪依次從右面裝入 4 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 I 段 直徑 d1 70mm 長(zhǎng)度取 L1 85mm II 段 直徑 d2 75mm 長(zhǎng)度取 L2 35 mm 由 GB T297 1994 初選用 6215 型深溝球軸承 其內(nèi)徑為 75mm III 段 直徑 d3 85mm L3 12 mm 段 直徑 d4 70mm 齒輪寬為 95mm 取 L4 95mm 由 GB T297 1994 初選用 6212 型深溝球軸承 其內(nèi)徑為 60mm 段 d5 60mm 長(zhǎng)度取 L5 30mm 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 L 136mm 5 按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 求分度圓直徑 已知 d2 205mm 求轉(zhuǎn)矩 已知 T2 TII 304 27N m 求圓周力 Ft 根據(jù)教材 P198 10 3 式得 2T2 d2 590 N2tF 求徑向力 Fr 根據(jù)教材 P198 10 3 式得 Fr tan 3586 4 tan200 1370N2t 兩軸承對(duì)稱 LA LB 75mm 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 23 求支反力 FAY FBY FAZ FBZ FAY FBY Fr 2 107 35N FAX FBX 2 295N2tF 由兩邊對(duì)稱 截面 C 的彎矩也對(duì)稱 截面 C 在垂直面彎矩為 MC1 FAYL 2 107 35 75 8N m310 截面 C 在水平面彎矩為 MC2 FAXL 2 295 75 22 125N m3 計(jì)算合成彎矩 MC MC12 MC22 1 2 82 22 1252 1 2 23 54N m 圖 7 2 校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度由式 15 5 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 24 由教材 P373 式 15 5 經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 122 Wcca 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 取 1 2223 540 697 018cca a 前已選定軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 由教材 P362 表 15 1 查得 因此 61 故安全 ca 1 此軸強(qiáng)度足夠 3 6 軸承的校核 3 6 1 蝸桿軸上的軸承壽命校核 在設(shè)計(jì)蝸桿選用的軸承為 30206 型圓錐滾子軸承 由手冊(cè)查得 068 2 48CkN 1 由滾動(dòng)軸承樣本可查得 軸承背對(duì)背或面對(duì) 面成對(duì)安裝在軸上時(shí) 當(dāng)量載荷可以 按下式計(jì)算 1 當(dāng) 0 68arF 0 92raPF 2 當(dāng) r 71 4r 且工作平穩(wěn) 取 按上面式 2 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 即 259 0 6846ar 1pf 1 0 71 4295praPfFN 2 計(jì)算預(yù)期壽命 hL 280hL 3 求該軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷 633600217480429537 5461hnLCP kNC 故選擇此對(duì)軸承在軸上合適 3 6 2 渦輪軸上的軸承校核 1 求作用在軸承上的載荷 22213418097351 0ANHV NRF 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 25 0aAF 222231094519 37BNHVR N 378aa 2 計(jì)算動(dòng)量載荷 在設(shè)計(jì)時(shí)選用的 30210 型圓錐滾子軸承 查手冊(cè)知079 65 8CkNk 根據(jù) 查得 143 7iA 0 27e 80 92251 3BR 查得 所以 XY1259 3702519 37BPXRYAN 3 校核軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 已知 所以 280hL 336 602 748027 7 59101hnLCP kNC 故選用該軸承合適 3 6 3 曲柄軸上的軸承校核 1 求作用在軸承上的載荷 22213418097351 0ANHV NRF 0a222231094519 37BNHV378aaFN 2 計(jì)算動(dòng)量載荷 在設(shè)計(jì)時(shí)選用的 6215 型深溝球軸承 查手冊(cè)知079 65 8CkNk 根據(jù) 查得 143 7iA 0 27e 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 26 4830 19225 7BAeR 查得 所以 XY1259 3702519 37BPXRYAN 3 校核軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 已知 所以 280hL 336 602 748027 7 59101hnLCP kNC 故選用該軸承合適 3 7 鍵的校核 3 7 1 蝸桿軸上鍵的強(qiáng)度校核 在前面設(shè)計(jì)軸此處選用平鍵聯(lián)接 尺寸為 鍵長(zhǎng)為 56mm 87bhm 鍵的工作長(zhǎng)度 5684lLbm 鍵的工作高度 73 2k 可得鍵聯(lián)接許用比壓 2 1 0 PN1743 5TPdkl 故該平鍵合適 3 7 2 蝸輪軸上鍵的強(qiáng)度校核 在設(shè)計(jì)時(shí)選用平鍵聯(lián)接 尺寸為 鍵長(zhǎng)度為 70mm160mbh 鍵的工作長(zhǎng)度 7054lL 鍵的工作高度 2hkm 得鍵聯(lián)接許用比壓 2 8 PN38065 54TPdkl 故選用此鍵合適 3 7 3 曲柄軸上鍵的強(qiáng)度校核 在設(shè)計(jì)時(shí)選用平鍵聯(lián)接 尺寸為 鍵長(zhǎng)度為 70mm201mbh 鍵的工作長(zhǎng)度 705lL 鍵的工作高度 62hkm 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 27 得鍵聯(lián)接許用比壓 2 70 8 PNm 38065 7TPdkl 故選用此鍵合適 3 8 聯(lián)軸器的選用 電機(jī)與蝸桿軸聯(lián)軸器的選用 根據(jù)前面計(jì)算 蝸桿軸最小直徑 取md26in d26 查機(jī)械手冊(cè) 根據(jù)軸徑和計(jì)算轉(zhuǎn)矩選用彈性柱銷聯(lián)軸器 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計(jì)算 KTc 查表課本 14 1 K 1 3 則 mNTKAca 531 107 28 97 啟動(dòng)載荷為名義載荷的 1 25 倍 則 TC 3217 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件 查手冊(cè)選擇聯(lián)軸器型號(hào)為選用 HL3 J1 型 彈性柱銷聯(lián)軸器 其允許最大扭矩 T 630 許用最高轉(zhuǎn)速 n 5000 半聯(lián)軸器的孔徑 d 35 孔長(zhǎng)度 l 60mm 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度min r L1 82 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 28 第四章 翻鋼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1 機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 4 1 1 計(jì)算曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸 如圖 4 1 所示 圖 4 1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)示意圖 設(shè)曲柄長(zhǎng)度 a 連桿長(zhǎng)度 b 搖桿長(zhǎng)度 b O 為搖桿中心 P 為曲柄中心 OA OB 為搖桿的兩極限位置 根據(jù)翻鋼機(jī)結(jié)構(gòu)選定 O 相對(duì) P 水平方向距離為 200mm 豎直方向距離為 400mm 搖桿長(zhǎng)度 300mm 即 OA OB c 300mm 則有 412 31mm 728 01mm 聯(lián)立可得 157 85mm 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 29 570 16mm 4 1 2 搖桿速度分析 如圖 8 設(shè)曲柄角速度 長(zhǎng)度 與機(jī)架夾角 連桿與機(jī)架夾角 搖桿角速 1 1 1 2 度 長(zhǎng)度 與機(jī)架夾角 3 3 3 圖 4 2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)速度分析簡(jiǎn)圖 則 90 1 2 90 3 2 因?yàn)?1 1cos 3 3cos 即 1 1sin 1 2 3 3sin 3 2 得 3 1 1sin 1 2 3sin 3 2 當(dāng)曲柄和連桿共線時(shí) 搖桿速度為 0 即搖桿在兩個(gè)極限位置時(shí)的 1 2 0 速度為 0 這樣有助于順利盛放和交接鋼板 避免沖撞 而在中間過程時(shí)速度較快 能 夠節(jié)省時(shí)間 以滿足每分鐘翻鋼板六次的要求 4 2 曲柄設(shè)計(jì) 曲柄尺寸計(jì)算如 4 1 1 曲柄選用 Q235 由火焰切割加兩端焊接圓環(huán)后機(jī)加工而成 結(jié)構(gòu)根據(jù)總體尺寸匹配如下圖示 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 30 圖 4 3 曲柄結(jié)構(gòu)尺寸圖 4 3 連桿設(shè)計(jì) 連桿尺寸計(jì)算如 4 1 1 連桿選用 Q235 由火焰切割加兩端焊接圓環(huán)后機(jī)加工而成 結(jié)構(gòu)根據(jù)總體尺寸匹配如下圖示 圖 4 4 連桿結(jié)構(gòu)尺寸圖 4 4 搖桿設(shè)計(jì) 搖桿尺寸計(jì)算如 4 1 1 搖桿選用 Q235 由火焰切割加焊接耳板后機(jī)加工而成 結(jié) 構(gòu)根據(jù)總體尺寸匹配如下圖示 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 31 圖 4 5 搖桿結(jié)構(gòu)尺寸圖 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 32 第五章 翻鋼機(jī)的安裝與維護(hù) 5 1 翻鋼機(jī)的安裝 5 1 1 安裝方法 翻鋼機(jī)的行程開關(guān)底座 在調(diào)整好位置后安裝在支承架端部 撥爪與長(zhǎng)軸的連接 以及連桿與長(zhǎng)軸采用焊接 撥爪采用 Q235A 正火處理 由于低碳鋼含碳量低 錳 硅含量也少 所以 通常情況下不會(huì)因焊接而產(chǎn)生嚴(yán) 重硬化組織或淬火組織 低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好 焊接時(shí) 一般不需 預(yù)熱 控制層間溫度和后熱 焊后也不必采用熱處理改善組織 整個(gè)焊接過程不必采 取特殊的工藝措施 焊接性優(yōu)良 但在少數(shù)情況下 焊接時(shí)也會(huì)出現(xiàn)困難 1 采用舊冶煉方法生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼含氮量高 雜質(zhì)含量多 從而冷脆性大 時(shí)效敏 感性增加 焊接接頭質(zhì)量降低 焊接性變差 2 沸騰鋼脫氧不完全 含氧量較高 P 等雜質(zhì)分布不均 局部地區(qū)含量會(huì)超標(biāo) 時(shí) 效敏感性及冷脆敏感性大 熱裂紋傾向也增大 3 采用質(zhì)量不符合要求的焊條 使焊縫金屬中的碳 硫含量過高 會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂 紋 如某廠采用酸性焊條焊接 Q235 A 鋼時(shí) 因焊條藥皮中錳鐵的含碳量過高 會(huì)引起 焊縫產(chǎn)生熱裂紋 4 某些焊接方法會(huì)降低低碳鋼焊接接頭的質(zhì)量 如電渣焊 由于線能量大 會(huì)使 焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)晶粒長(zhǎng)得十分粗大 引起沖擊韌度的嚴(yán)重下降 焊后必需進(jìn)行 細(xì)化晶粒的正火處理 以提高沖擊韌度 總之 低碳鋼是屬于焊接性最好 最容易焊接的鋼種 所有焊接方法都能適用 于低碳鋼的焊接 5 1 2 就位和找正調(diào)平 1 設(shè)備就位 在安裝設(shè)備前 一般已先安裝好車間的橋式吊車 再利用橋式吊車來安裝其他設(shè) 備 在吊運(yùn)設(shè)備時(shí) 繩索應(yīng)拴在設(shè)備適合受力的位置上 在繩索與設(shè)備表面接觸部位 應(yīng)墊上保護(hù)墊板 以防損壞其油漆表面或已經(jīng)過加工的表面 如果施工現(xiàn)場(chǎng)受到限制 可以采用滑移就位或采用其它的吊裝方法 2 設(shè)備找正和調(diào)平 5 1 3 安裝實(shí)施 1 墊鐵的設(shè)置 a 每個(gè)地腳螺栓旁至少應(yīng)有一組墊鐵 且應(yīng)放置整齊 其塊數(shù)不宜超過 5 塊 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 33 b 墊鐵組在能放穩(wěn)和不影響灌漿的情況下 應(yīng)放在靠近地腳螺栓和底座主要受 力部位下方 相鄰兩墊鐵組間的距離宜為 500 1000mm c 每一組墊鐵的面積應(yīng)根據(jù)設(shè)備重量加在該墊鐵組上的負(fù)荷和地腳螺栓緊固力 決定 d 設(shè)備調(diào)平后 每組墊鐵均應(yīng)壓緊 對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn) 承受沖擊負(fù)荷和振動(dòng)較大 的設(shè)備 應(yīng)采用 0 05mm 塞尺檢查墊鐵之間及墊鐵與底座之間的間隙 在墊鐵同一斷 面處以兩側(cè)塞入的長(zhǎng)度總和不得超過墊鐵長(zhǎng)度或?qū)挾鹊?1 3 e 設(shè)備調(diào)平后 墊鐵端面應(yīng)露出設(shè)備底面外緣 平墊鐵宜露出 10 30mm 斜 墊鐵宜露出 10 50mm 墊鐵組伸入設(shè)備底座面的長(zhǎng)度應(yīng)超過設(shè)備地腳螺栓的中心 設(shè)備調(diào)平后應(yīng)將墊鐵組相互用定位焊焊牢 2 設(shè)備的灌漿 a 預(yù)留孔灌漿前 灌漿處應(yīng)清洗潔凈 灌漿宜采用細(xì)石混凝土 其強(qiáng)度應(yīng)比基 礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度高一級(jí) 灌漿時(shí)應(yīng)搗實(shí) 并不應(yīng)使地腳螺栓傾斜和影響設(shè)備的安裝精 度 b 采用無收縮混凝土或水泥沙漿時(shí) 無收縮混凝土的配比亦可采用 GB5031 98 規(guī)范附錄七的規(guī)定 c 灌漿層厚度應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定 如無設(shè)計(jì)規(guī)定宜為 50 100mm d 灌漿前應(yīng)敷設(shè)外模板 外模板至設(shè)備底座面外緣的距離不宜小于 60mm 模 板拆除后 表面應(yīng)進(jìn)行抹面處理 e 當(dāng)設(shè)備底座下不需全部灌漿 且灌漿層需承受設(shè)備負(fù)荷時(shí) 應(yīng)敷設(shè)內(nèi)模板 3 零 部件的清洗與裝配 施工人員必須熟悉施工圖和有關(guān)技術(shù)資料 弄清設(shè)備的性能 結(jié)構(gòu)和清洗技術(shù)要 求 清洗設(shè)備各零部件加工表面上的油脂 污垢及其他雜物 并使其表面具有防銹能 力 設(shè)備表面如果有干油可用煤油清洗 若有防銹漆則可用香蕉水或丙酮清洗 設(shè)備 清洗后 用棉紗擦凈并涂以潤(rùn)滑油 設(shè)備無油漆的部分均應(yīng)涂上機(jī)油防銹 2 設(shè)備 裝配時(shí) 應(yīng)先檢查零 部件與裝配有關(guān)的尺寸偏差 形狀和位置偏差 符合設(shè)備技術(shù) 文件的要求后 按照裝配順序和標(biāo)記進(jìn)行裝配 4 試運(yùn)轉(zhuǎn) 試運(yùn)轉(zhuǎn)的目的是進(jìn)一步檢查設(shè)備存在的缺陷并進(jìn)行使用前最后的修理和調(diào)整 使 設(shè)備的運(yùn)行特性符合生產(chǎn)的需要 試運(yùn)轉(zhuǎn)的步驟是 先空載 后負(fù)荷 先單機(jī) 后聯(lián) 動(dòng) 必須在上一步驟檢查合格后 才能進(jìn)行下一步驟的運(yùn)轉(zhuǎn) 5 竣工驗(yàn)收 a 竣工驗(yàn)收的主要依據(jù)有 施工單位與建設(shè)單位簽訂的合同或協(xié)議書 設(shè)計(jì)文 件 機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 進(jìn)口設(shè)備應(yīng)按合同的規(guī)定及國(guó)外廠家提供的 文件進(jìn)行驗(yàn)收 b 施工單位應(yīng)提供的資料主要包括 竣工圖或注明修改部分的施工圖 主要材 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 34 料的出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告 設(shè)備資料 說明書 合格證等 隱蔽工程記錄和各工序的 檢驗(yàn)記錄 重要部位的焊接記錄 設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)記錄等 并辦理竣工驗(yàn)收證明書 5 2 翻鋼機(jī)維護(hù) 軸的兩端采用向心關(guān)節(jié)軸承關(guān)節(jié)軸承廣泛應(yīng)用于工程液壓油缸 鍛壓機(jī)床 工程機(jī)械 自動(dòng)化設(shè)備 汽車減震器 水利機(jī)械等行業(yè) 關(guān)節(jié)軸承簡(jiǎn)介及分類關(guān)節(jié)軸承是球面滑動(dòng) 軸承 基本型是由具有球形滑動(dòng)球面接觸表面的內(nèi) 外圈組成 根據(jù)其結(jié)構(gòu)和類型的 不同 可承受徑向載荷 軸向載荷 或者是徑向 軸向同時(shí)作用的聯(lián)合載荷 有較大 的載荷能力和抗沖擊能力 并具有抗腐蝕 耐磨損 自調(diào)心 潤(rùn)滑好或自潤(rùn)滑無潤(rùn)滑 污物污染的特點(diǎn) 即使安裝錯(cuò)位也能正常工作 關(guān)節(jié)軸承廣泛用于速度較低的擺動(dòng)運(yùn) 動(dòng) 傾斜運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 向心關(guān)節(jié)軸承 GE ES 型 單縫外圈 有潤(rùn)滑油槽 能承 受徑向載荷和任一方向較小的軸向載荷 7 設(shè)備潤(rùn)滑管理是設(shè)備管理的一個(gè)重要分支 做好潤(rùn)滑工作有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用 壽命 提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率 減少故障的發(fā)生 有利于生產(chǎn)的順利進(jìn)行 反之 將會(huì)導(dǎo) 致設(shè)備的故障率大大提高 停機(jī)次數(shù)和停機(jī)時(shí)間都會(huì)增加 以致于給生產(chǎn)帶來不便 嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)任務(wù)無法完成 給廠里帶來重大損失 設(shè)備潤(rùn)滑工作是機(jī)器設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)使用與維護(hù)的重要環(huán)節(jié) 正確 合理地潤(rùn)滑設(shè)備能 減少摩擦和設(shè)備零部件的磨損 延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命 充分發(fā)揮設(shè)備的效能 降低功能 損耗 防止設(shè)備銹蝕和受熱變形等 相反 忽視設(shè)備潤(rùn)滑工作 設(shè)備潤(rùn)滑不當(dāng) 必將 加速設(shè)備磨損 造成設(shè)備故障和事故頻繁 加速設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化 使產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn) 量受到影響 因此 設(shè)備管理 使用入員和維修人員都應(yīng)重視設(shè)備的潤(rùn)滑工作 設(shè)備維護(hù)是操作工人為保持設(shè)備正常技術(shù)狀態(tài) 延長(zhǎng)使用壽命必須進(jìn)行的日常工 作 設(shè)備維護(hù)的 四項(xiàng)要求 1 整齊 工具 工件 附件放置整齊 安全防護(hù)裝置齊全 線路管道完整 2 清沽 設(shè)備內(nèi)外清潔 各滑動(dòng)面及絲杠 齒輪 齒條等無油污 無碰傷 各 部位不漏油 不漏水 不漏氣 不漏電 切屑垃圾清掃干凈 3 潤(rùn)滑 按時(shí)加油換油 油質(zhì)符合要求 油壺 油槍 油杯 油氈 油線清潔 齊全 油標(biāo)明亮 油路暢通 4 安全 實(shí)行定人定機(jī)和交接班制度 熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)和遵守操作規(guī)程 合理使 用設(shè)備 精心維護(hù)設(shè)備 防止發(fā)生事故 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 35 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎用到了我們大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課程 可以說是我們大學(xué)所學(xué)專 業(yè)知識(shí)的一次綜合考察和評(píng)定 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我們對(duì)以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了一 個(gè)總體的認(rèn)識(shí)與融會(huì)貫通 例如我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程當(dāng)中需要用到所學(xué)的工程制圖 材料力 學(xué) 機(jī)械工程材料 機(jī)械設(shè)計(jì) 極限配合與公差以及CAD計(jì)算機(jī)輔助制圖等基礎(chǔ)的專 業(yè)知識(shí) 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中 不僅使我們熟悉了舊的的知識(shí)點(diǎn) 還使我們發(fā)現(xiàn)了許多以 前沒有注意的細(xì)節(jié)問題 而這些細(xì)節(jié)問題恰恰是決定我們是否能夠成為一名合格的機(jī)械 技術(shù)人才的關(guān)鍵所在 此外 我感覺兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)極大的豐富了我們的知識(shí)面 使我學(xué)到了許多知識(shí) 不 僅僅局限于多學(xué)的專業(yè)知識(shí) 在做設(shè)計(jì)的過程中 由于需要用到課本外的知識(shí) 這要求我們 上網(wǎng)或者到圖書館等查閱資料 例如在設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案時(shí)就需要我們對(duì)提升裝置的工作環(huán) 境和工作能力等由一定的了解才能選擇合適的傳動(dòng)方式 由于以前沒有注意此方面的問 題 所以必須通過實(shí)踐認(rèn)識(shí)和查閱資料才能做到更好 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 36 參考文獻(xiàn) 1 菱進(jìn)方翻鋼裝置的設(shè)計(jì) 軋鋼 1996 5 15 16 2 帶撥抓自動(dòng)翻鋼裝置的設(shè)計(jì) 湖南冶金 1997 2 34 38 3 鄭志祥 機(jī)械零件 高等教育出版社社 4 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版 5 王守城 段俊勇 液壓元件及選用 化學(xué)工業(yè)出版社 6 劉鴻文 材料力學(xué) 高等教育出版社 7 孟慶森 王文先 金屬材料焊接基礎(chǔ) 化學(xué)工業(yè)出版社 8 張晨輝 設(shè)備潤(rùn)滑與潤(rùn)滑油應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 9 帶撥抓自動(dòng)翻鋼裝置的設(shè)計(jì) 湖南冶金 1997 2 34 38 10 王昆等主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 北京 高等教育出版社 1996 年 2009 重版 11 孫桓等主編 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編 機(jī)械原理 北京 高 等教育出版社 2006 年 12 紀(jì)名剛等主編 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編 機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版 北京 高等教育出版社 2006 年 翻 鋼 機(jī) 設(shè) 計(jì) 37 致 謝 從基礎(chǔ)課到專業(yè)課四五十門 但這都是零散的 成塊吸收 而最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)就 是把這些零散 成塊的知識(shí)有條理 系統(tǒng)化 綜合運(yùn)用 達(dá)到檢驗(yàn)所學(xué)程度的目的 既是對(duì)綜合運(yùn)用知識(shí)的能力的培養(yǎng) 又是為將來走上工作崗位的做的一次實(shí)戰(zhàn)模擬 課題對(duì)我來說是陌生的 因?yàn)槠綍r(shí)接觸這方面的知識(shí)很少 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中 我學(xué)會(huì)了如何把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去 不是單一的設(shè)計(jì)一件東西 而是要靈活 運(yùn)用 舉一反三 能運(yùn)用到別的設(shè)計(jì)中去 不過 在設(shè)計(jì)上還有很多缺陷 需要進(jìn)一 步完善 希望各位領(lǐng)導(dǎo)和老師提出意見 批評(píng)指正 使以后不在犯同樣的錯(cuò)誤 不斷 成熟 進(jìn)步 在此我感謝各位領(lǐng)導(dǎo)和老師的孜孜不倦的教悔和熱心幫助 經(jīng)過了近 3 個(gè)月的時(shí)間 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于作完了 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我尊敬的 老師們和我的同學(xué)給予了我很大的幫助 在此我深表感謝 沒有他們的幫助我很難將 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做好 我更加感謝的我的指導(dǎo) 在我的整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都給予了我很大 的支持和幫助 在此 我對(duì)老師衷心的說一聲謝謝 我還要感謝院里的領(lǐng)導(dǎo) 因?yàn)槭?他們?yōu)槲姨峁┝诉@次機(jī)會(huì) 謝謝