【正文】 級(jí)的效率： 1 ?? 2 ? ? 3 ?? 取 i 4800?總 傳動(dòng)比的分配 (1) 蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比 在蝸輪蝸桿傳動(dòng)中，在單頭蝸桿 (相當(dāng)于單線螺紋 )時(shí)，蝸桿每旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 16 轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距 ,因而能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比。由于材料和結(jié)構(gòu)上的原因 ， 蝸桿螺旋齒部分的強(qiáng)度總是高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度，所以失效經(jīng)常發(fā)生在蝸輪輪齒上。所以蝸桿的材料采用 45 鋼，表面高頻淬火，硬度為 4555 HRC。ZZ??? ，因此以上數(shù)據(jù)結(jié)果可用。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 220300HBS。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 26 （ 6） 計(jì)算中心距 ? ?23 EHZZa kT ????? ???? 233 16 0 1 23 62 5 10268???? ? ? ? ???? ? 可從 參考文獻(xiàn) [2]表 14— 4— 9 中，查得可取中心距 , 500a mm? 因?yàn)? 40i? ，取10m? ，蝸桿分度圓的直徑 3 200d mm? 。 二級(jí)蝸輪 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蝸 輪的設(shè)計(jì)成腹板式結(jié)構(gòu)，腹板上開有四個(gè)小孔， 如圖 所示 圖 二 級(jí)蝸輪結(jié)構(gòu)示意圖 齒輪軸與齒弧傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （ 1） 齒輪類型的選擇 根據(jù)對(duì)傳動(dòng)方案的分析，應(yīng)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) （ 2） 精度等級(jí)的選擇 由 參考文獻(xiàn) [1]表 108如下表 所示 ，根據(jù)該裝置的工作機(jī)速度不高，所以選用 7 級(jí)精度 。 綜合考慮： 取 3Z2? 則 4 3 2Z = Z i = 2 4 0 = 8 0?? 按齒面接 觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 24 選擇蝸輪蝸桿的材料 蝸桿的材料一般是用碳鋼或合金鋼制成。蝸桿螺旋齒面強(qiáng)度 大于45 HRC，可從 參考文獻(xiàn) [1]表 11— 7 中 如下表 所示 ，可查得基本許用應(yīng)力? ? 268HaMP? ? 。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 5562 HRC。則應(yīng)按彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式確定模數(shù)，然后校核接觸強(qiáng)度。這樣可以增大該傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比。一般適用于輕型裝置。 焦?fàn)t煤氣的可燃成分主要是 2H 、 4CH 、 CO。 高爐煤 氣 高爐煤氣是高爐煉鐵過程中所得到的一種副產(chǎn)品，其主要成分是 CO。當(dāng)燃燒處于燃燒狀態(tài)時(shí)，用蜂窩體預(yù)熱空氣及燃?xì)?；?dāng)燒嘴處于但燃燒狀態(tài)時(shí)，利用高溫?zé)煔饧訜岱涓C體。采用高效蓄熱燃燒技術(shù)，為低熱值的高爐煤氣等資源的利用開辟了新的領(lǐng)域。 HRC 高效蓄熱式烤包器可顯著提高包襯溫度，減少鋼水在鋼包中的熱損失和鋼水總溫降，從而可使轉(zhuǎn)爐出鋼溫度降低，產(chǎn)量提高，使電爐大幅降低 電耗。 據(jù)介紹，目前，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)普遍采用的鋼包烘烤器主要為套筒式和金屬自預(yù)熱式兩種，其存在的主要問題是：能耗高、烘烤時(shí)間長、烘烤質(zhì)量差、排煙溫度高。由于鋼包烘烤的溫度低，要求出鋼溫度高，爐子的爐齡低，冶煉時(shí)間長，限制了鋼的 產(chǎn)量，并使的成本增加。 本設(shè)計(jì) 對(duì)煤氣以及空氣需要量進(jìn)行了簡單的計(jì)算 ，主要對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，從而確定了鐵水包烘烤裝置結(jié)構(gòu)組成及其尺寸等 。其中以鋼包內(nèi)襯的蓄熱損失為主。隨后由開發(fā)出負(fù)富氧燒嘴、油氣兩用燒嘴，以滿足只有高爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣，煤氣熱值低或煤氣量不足的煉鋼廠的需要。當(dāng)兩個(gè)燒嘴中一個(gè)處于燃燒狀態(tài)時(shí)，另一個(gè)燒嘴處于蓄熱狀態(tài)。由于蓄熱式烘烤器消耗的煤氣等燃料量為普通烤包器的50％左右，燃料消耗的減少即意味著煙氣的發(fā)生量降低；同時(shí)由于助燃空氣和燃料可以相互獨(dú)立地噴入包內(nèi)，燃燒通常發(fā)生在貧氧狀態(tài)下，從而大大降低了 NOx 物和 CO等有害氣體的排放，可明顯改善現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境。簡易高速內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 6 燒嘴也可以用液體燃料，如重柴油等。 （ 5）蓄熱式燒嘴系統(tǒng)的關(guān)鍵部件換向閥，采用四通換向閥，具有體積小、密封好、動(dòng)作時(shí)間短、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 由于高爐煤氣中含有大量 CO，在使用中應(yīng)特別注意防止煤氣中毒事故。 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。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。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。 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。 其余符號(hào)的意義和單位同前。 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。 （ 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。 ? ?F? — — 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為 aMP 。蝸輪齒數(shù) 4Z ，對(duì)于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)一般取 4Z =2780。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。多取 2Z =5070。 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。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。根據(jù)兩種傳動(dòng)方案特點(diǎn)，又考慮到現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境。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。 焦?fàn)t煤氣 焦?fàn)t煤氣是煉焦生產(chǎn)的副產(chǎn)品。 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。 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。經(jīng)測(cè)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。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)。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(shì)必要提高鋼水的出鋼溫度，但這會(huì)帶來一系列的問題。 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。 鋼包烘烤技術(shù)發(fā)展新趨勢(shì) 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。 二是可以提高包溫，優(yōu)化冶煉生產(chǎn)。 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。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)。 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。 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?；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)。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。若一對(duì)齒面均為硬齒面。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)。 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。多取 4Z =5070。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。 考慮蝸桿傳動(dòng)的功率不大，其轉(zhuǎn)速也不大。 （ 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。 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。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。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)。一般高低齒弧安裝在搖架上，其余備件均安裝在上架上。 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。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。 （ 4）采用陶瓷蜂窩體作為蓄熱體。為防治脫火，該燒嘴本身設(shè)有火焰穩(wěn)定裝置。 四是提高包襯壽命。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。在加熱五件時(shí)，不論在加熱速