【正文】 查 參考文獻(xiàn) [1]圖 1119 得 2 ? （ 3） 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力的確定： 根據(jù) 鑄錫磷青銅 (ZCuSn10P1)，金屬模鑄造的蝸輪。 ? ? ，因?yàn)? 39。多取 4Z =5070。 考慮蝸桿傳動(dòng)的功率不大，其轉(zhuǎn)速也不大。 圖 一級(jí)蝸輪結(jié)構(gòu)示意圖 二級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)及校核 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 根據(jù)不同的齒廓曲線 ，普通圓柱蝸桿分為阿基米德蝸桿 (ZA 蝸桿 )，漸開線蝸桿 (ZI 蝸桿 )，法向直廓蝸桿 (ZN 蝸桿 )和錐面包絡(luò)蝸桿 (ZK)等四種。 （ 1） 蝸桿的主要參數(shù) 軸向齒距： ap π m 3 .1 4 5 1 5 .7 0 8? ? ? ?mm 直徑系數(shù)： 1 50 105dq m? ? ? 齒頂圓直徑 : 11 2 80 2 1 5 90aad d h m m m?? ? ? ? ? ? ? 齒根圓直徑 : 1 1 12 5 0 2 1 . 2 5 3 8ffd d h m m m? ? ? ? ? ? ? 導(dǎo)程角： 39。 由式： ? ?23 EHZZa kT ????? ???? 式中： EZ —— 材料的彈性影響系數(shù) Z? —— 蝸桿傳動(dòng)接觸線長度和曲率半徑，對(duì)接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)，簡稱接觸系數(shù)。 確定主要參數(shù) 蝸桿頭數(shù) Z1 一般為 14，傳動(dòng)比大時(shí)，可取 1Z =1。高速重載蝸桿常采用 15Cr 或 20Cr，并經(jīng)滲碳淬火；也可以用 45 鋼或 40Cr 并經(jīng)淬火。由于蝸桿與蝸輪齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，從而增加了產(chǎn)生膠合和磨損失效的可能性，尤其在某些條件下 (如潤滑不良 )，蝸桿傳動(dòng)因齒面膠合而失效的可能性更大。若一對(duì)齒面均為硬齒面。由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少 ,因而結(jié)構(gòu)很緊湊 .優(yōu)先取用基本傳動(dòng)比： 一級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比取為 1 30i? 二級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比取為 2 40i ? (2) 齒弧與軸齒輪的傳動(dòng)比 3 12 4800 43 0 4 0ii ii? ? ??總 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 17 第四章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核 齒輪的傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長，傳動(dòng)比 準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊；適用的速度和傳遞的功率廣；可實(shí)現(xiàn)平行軸相交軸和交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)。而錐齒輪的傳動(dòng)比范圍是 1～ 10；蝸桿蝸輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 5～ 80；直齒輪傳動(dòng)比內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 15 一般很小約為 1～ 5。一般高低齒弧安裝在搖架上，其余備件均安裝在上架上?；鹋诟叩蜋C(jī)傳動(dòng)方案有以下兩種： （ 1） 螺桿式高低機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，本身可以自鎖是其優(yōu)點(diǎn)。 故 1 3m 煤氣完全燃燒的理論耗 氧量為 ? ?22 3 30 , O 2 m n 2 21 1 3L C O H C H H S O 1 0 m / m2 2 4 2mn ?????? ? ? ? ? ?????????? 將上式乘以 1 ( ) ? ，則得到 1 3m 煤氣燃燒的理論空氣需要量 0L ? ?2 3 30 2 m n 2 21 1 m 3L 4 . 7 6 C O H n C H H S O 1 0 m / m2 2 4 2 ?????? ? ? ? ? ?????????? 空氣需要量的計(jì)算 假設(shè)某廠使用高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的混合煤氣，兩種煤氣按照 3： 7 混合。 1 3m 荒焦?fàn)t煤氣通常含有300～ 500 g 水和 100～ 125 g 焦油，以及其他可作為化工原料的氣態(tài)化合物。高爐的燃料的熱量約有 60%轉(zhuǎn)移到高爐煤氣中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，高爐每消耗 1 噸焦炭可產(chǎn)生 3800～ 4000 3m 高爐煤氣。 由于以上特點(diǎn)，氣體燃料在冶金企業(yè)的燃料平衡中一直占有重要地位。 （ 4）采用陶瓷蜂窩體作為蓄熱體。借助于排煙管內(nèi)空氣噴射的作用，將燃燒產(chǎn)物吸引通過預(yù)熱器，爐內(nèi)壓力可以通過改變噴射空氣來進(jìn)行調(diào)節(jié)。為防治脫火，該燒嘴本身設(shè)有火焰穩(wěn)定裝置。 目前，國內(nèi)一些鋼鐵企業(yè)在充分利用高爐煤氣等資源上尚有許多工作要做。 四是提高包襯壽命。 二是可以提高包溫，優(yōu)化冶煉生產(chǎn)。特別是具有我國特色和國際水平的高效蓄熱燃燒技術(shù)，使此項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)在我國推廣應(yīng) 用起來更為容易，成內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 4 本更低，效率更高。 鋼包烘烤技術(shù)發(fā)展新趨勢 隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本越來越關(guān)注，對(duì)鋼包、中間罐、鐵水包等設(shè)備的優(yōu)化予以了更多 的關(guān)注，對(duì)其烘烤溫度和能耗提出了更高的要求。在加熱五件時(shí)，不論在加熱速度方面，還是在加熱均勻性方面，其加熱效果大大的超 過普通燒嘴。 鋼包烘烤技術(shù)的發(fā)展過程 國內(nèi)的鋼包烘烤經(jīng)歷從僅用一支煤氣管至使用普通燒嘴、高速燒嘴、熱風(fēng)燒嘴、自身預(yù)熱式燒嘴、蓄熱式燒嘴的一系列發(fā)展過程。 鋼包是盛儲(chǔ)鋼水的容器，又是精練設(shè)備的組成部分。 該 裝置 可以回收煙氣中的余熱，用來加熱助燃空氣，從而達(dá)到減少空氣污染、節(jié)省能源、提高鐵水包烘烤溫度和速度的目的。 鋼包烘烤的意義 鋼包烘烤是煉鋼生成工序中的主要環(huán)節(jié)之一。鋼包蓄熱損失約占鋼水總熱量損失的一半左右，如果不采用鋼包烘烤方法補(bǔ)償鋼水的熱能損失、保證鋼水的澆注溫度，勢必要提高鋼水的出鋼溫度，但這會(huì)帶來一系列的問題。由于燒嘴的的火焰動(dòng)能較小，鋼包的溫度分布不均勻，烘烤時(shí)間長，燃料消耗較大。由于對(duì)空氣或煤氣 進(jìn)行預(yù)熱，提高了火焰的理論燃燒溫度，可降低燃料的消耗，并保持了高速燒嘴的火焰動(dòng)能大，加熱均勻的特點(diǎn)。進(jìn)入 90 年代，日本開發(fā)了小型陶瓷蜂窩狀蓄熱體并應(yīng)用于燃燒器，成功地制造了更新型的蓄熱式烤包器，將煙氣余熱的回收推至極限，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低 NOx 物排放。高效蓄熱式烤包器在具體應(yīng)用中主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 一是大幅度節(jié)約燃料。采用蓄熱燃燒技術(shù)，提高了包內(nèi)的平均火焰溫度，加大了熱量傳輸率，加快了烤包速度。經(jīng)測算，一般采用高效蓄熱燃燒技術(shù)改造的鋼包烘烤器，均能在半年內(nèi)收回投資 。高效蓄熱燃燒技術(shù)具有積極的推廣價(jià)值，市場前景看好。 自身預(yù)熱式 鋼包烘烤器 自身預(yù)熱燒嘴 自身預(yù)熱燒嘴把燒嘴和預(yù)熱器聯(lián)合成一個(gè)整體，像普通燒嘴一樣便于安裝，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)立式烘烤器和臥式烘烤器都適用。這樣鋼包烘 烤可以用純高爐煤氣完成， 節(jié)約高熱值煤氣。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 8 第二章 燃料及燃燒 冶金工業(yè)爐以及爐窯所用的氣體燃料主要是高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣和天然氣等。當(dāng)冶煉特殊生鐵時(shí)，高爐煤氣的發(fā)熱量比冶煉普通煉鋼生鐵時(shí)高418630 3kj/m 。 焦?fàn)t煤氣 焦?fàn)t煤氣是煉焦生產(chǎn)的副產(chǎn)品。 表 . 2H 4CH mnCH CO 2CO 2N 2O 55～ 60 24～ 28 2～ 4 6～ 8 2～ 4 4～ 7 ～ 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 10 空氣需要量 燃料燃燒所需要的空氣（氧氣）數(shù)量，是根據(jù)燃燒反應(yīng)的物質(zhì)平衡計(jì)算的，這些參 數(shù)有實(shí)際用處。采用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)，且其傾動(dòng)速度不大，鋼包蓋的重量較重。這種結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)效率高，有可能增大射角，但不能自鎖，使用時(shí)必須在傳動(dòng)鏈中另加自 鎖結(jié)構(gòu)。根據(jù)兩種傳動(dòng)方案特點(diǎn)，又考慮到現(xiàn)場工作環(huán)境?，F(xiàn)有 參考文獻(xiàn) [4] GJB703891 中規(guī)定了手輪的參數(shù)，在此取。但是對(duì)于磨料磨損，塑性變形，目前尚無成熟的計(jì)算方法。 一級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)及校核 和齒輪傳動(dòng)一樣，蝸桿傳動(dòng)的失效形式也有點(diǎn)蝕 (齒面接觸疲勞破壞 )，齒根折斷， 齒面膠合及過度磨損等。 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 根據(jù)不同的齒廓曲線 ，普通圓柱蝸桿分為阿基米德蝸桿 (ZA 蝸桿 )，漸開線蝸桿 (ZI 蝸桿 )，法向直廓蝸桿 (ZN 蝸桿 )和錐面包絡(luò)蝸桿 (ZK)等四種。 考慮蝸桿傳動(dòng)的功率不大，其轉(zhuǎn)速也不大。多取 2Z =5070。 ? ? ，因?yàn)? 39。查 參考文獻(xiàn) [1]圖 1119 得 2 ? （ 3） 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力的確定： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 23 根據(jù) 鑄錫磷青銅 (ZCuSn10P1)，金屬模鑄造的蝸輪。通常要求蝸桿淬火后的硬度為 4055HRC，經(jīng)氮化處理后的硬度為 5562HRC。蝸輪齒數(shù) 4Z ，對(duì)于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)一般取 4Z =2780。蝸桿螺旋齒面強(qiáng)度＞45HRC，可從 參考文獻(xiàn) [1]表 11— 7中，可查得基本許用應(yīng)力 ? ? 268HaMP? ? 。 ? ?F? — — 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為 aMP 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 29 表 . 機(jī)器名稱 精度等級(jí) 機(jī)器名稱 精度等級(jí) 汽輪機(jī) 3 6 拖拉機(jī) 6 8 金屬切削機(jī)床 3 8 通用減速器 6 8 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 4 8 鍛壓機(jī)床 6 9 輕型汽車 5 8 起重機(jī) 7 10 載重汽車 7 9 農(nóng)業(yè)機(jī)械 8 11 （ 3） 齒輪材料的選擇 參考文獻(xiàn) [1]表 101 如下表 所示。 （ 1） 蝸桿的主要參數(shù) 軸向齒距： 3 .1 4 1 0 3 1 .4apm?? ? ? ?mm 分度圓的直徑 3 200d mm? 直徑系數(shù)： 3 200 2021dq m? ? ? 齒頂圓直徑 : 33 2 2 0 0 2 1 1 0 2 2 0aad d h m m m?? ? ? ? ? ? ? 齒根圓直徑 : 3 3 12 2 0 0 2 1 .2 1 0 1 7 6ffd d h m m m? ? ? ? ? ? ? 導(dǎo)程 角： 39。 由式： ? ?23 EHZZa kT ????? ???? 式中： EZ —— 材料的彈性影響系數(shù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 25 Z? —— 蝸桿傳動(dòng)接觸線長度和曲率半徑，對(duì)接觸強(qiáng)度的影響系數(shù)，簡稱接觸系數(shù)。 確定主要參數(shù) 蝸桿頭數(shù) 3Z 一般為 14，傳動(dòng)比大時(shí)，可取 3Z =1。高速重載蝸桿常采用 15Cr 或 20Cr，并經(jīng)滲碳淬火；也可以用 45 鋼或 40Cr 并經(jīng)淬火。 其余符號(hào)的意義和單位同前。 表 . 蝸輪材料 鑄造方法 蝸桿螺旋的硬度 ? 45 HRC 45 HRC 鑄錫磷青銅 (ZCuSn10P1) 砂模鑄造 150 180 金屬模鑄造 220 268 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 21 鑄錫鋅鉛青銅 (ZCuSn5Pb5Zn5) 砂模鑄造 113 135 金屬模鑄造 128 140 （ 6） 計(jì)算中心距 ? ? 23 EHZZa kT ????? ???? 23 160 787500 268???? ? ? ???? ? 可從 參考文獻(xiàn) [2]表 14— 4— 9 中，查得可取中心距 , 180a? mm， 因?yàn)? 30i? ， 取 5m? ，蝸桿分度圓的直徑 1 50d? mm。 對(duì)于小 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 19 功率傳動(dòng)，常取 2Z =3050。一般不太重要的低速中載的蝸桿，可采用 40 或 45 號(hào)鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其硬度為 220300 HBS。 在閉式傳動(dòng)中，蝸桿副多因齒面膠合或點(diǎn)蝕失效。對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，其主要失效形式是齒面磨損，但往往因輪齒磨薄后發(fā)生折斷，故按輪齒齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，但適當(dāng)?shù)慕档驮S用應(yīng)力以考慮磨損的影響。所以齒輪的主要失效形式是輪齒折斷，齒面點(diǎn)蝕，齒面磨損，齒面膠合，齒面塑性變形。 傳動(dòng)過程：人搖動(dòng)手輪，同時(shí)帶動(dòng)一級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，然后又帶動(dòng)二級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，最后通過軸齒輪與齒弧的傳動(dòng)，使得鋼包蓋掀起。必要時(shí)亦可取不同的齒數(shù)，使之起到調(diào)整傳動(dòng)比的作用。 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，通過直齒輪，錐齒輪帶動(dòng)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，使得螺桿相對(duì)螺母作上、下直線運(yùn)動(dòng)、推、拉起落部分而賦予高低射角。 計(jì)算發(fā)熱量 焦?fàn)t煤氣 3Q 1 2 6 . 4 8 . 6 6 1 0 8 5 5 . 7 5 3 5 8 2 4 . 4 5 5 9 1 2 . 7 9 1 7 5 1 8 K J /m? ? ? ? ? ? ? ? ?低 （ ） 高爐煤氣 3Q 1 2 6 . 4 2 5 . 2 2 1 0 8 2 . 8 9 3 5 8 0 . 5 9 3 7 1 1 K J / m? ? ? ? ? ? ?低 （ ） 每小時(shí)應(yīng)供空氣量的計(jì)算 假設(shè)該爐子的熱負(fù)荷為 6980 kw。 焦?fàn)t煤氣中的惰性氣體含量很少， 2N 和 2CO 共 8～ 16%，因此焦?fàn)t煤氣的發(fā)熱量很高，為 15890～ 17140 3KJ/m ，是冶金聯(lián)合企業(yè)重要的燃