【導(dǎo)讀】減速比大、啟制動頻繁和能夠承受較大的動載荷。有著非常重要的影響。為獲得適應(yīng)于驅(qū)動的低轉(zhuǎn)速，需要很大的減速比。爐體自重很大，再加裝料重量等，整個被傾轉(zhuǎn)部分的重量要達(dá)上百噸或上千噸。轉(zhuǎn)爐傾動機械的工作屬于“啟動工作制”。機構(gòu)除承受基本靜載荷作用外，還要。承受由于啟動、制動等引起的動載荷。這種動載荷在爐口刮渣操作時，其數(shù)值。其中，帶有扭力桿緩沖止動裝置的全懸掛式傾動機械，由于其。獨有的多點嚙合柔性傳動的優(yōu)勢，逐漸成為主流。形式做了簡單介紹。重點介紹用3D法計算轉(zhuǎn)爐傾動力矩的整體過程。校核，并對整個傾動系統(tǒng)的主要零部件進(jìn)行了計算和校核。機構(gòu)的設(shè)計提供了一種新思路。

　　

【正文】 qiM —— 電動機啟動力矩， mKg? ； mKgn NM qi ???????? （ ） ? 2GD —— 轉(zhuǎn)爐及其傾動機械折合到電動機軸 上的飛輪力矩， 2mKg? ； 2222)()GD(mKgGDGD????????????? 聯(lián)軸器電機 （ ） 式中 2電機GD —— 電動機飛輪力矩， 2mKg? ； 2聯(lián)軸器GD —— 聯(lián)軸器的飛輪力矩， 2mKg? ； ? —— 考慮到各級大齒輪、高速軸，轉(zhuǎn)爐爐體及托圈產(chǎn)生的飛輪力矩引起的影響因數(shù)。 500375 2 ?????? ? MM nGDt qiqi 啟動時間為 秒，可以滿足要求。 聯(lián)軸器的計算與選擇 聯(lián)軸器按下式計算選擇： ntzwwc TKKKKnPT ?? 9 55 0 （ ） 即： mNTc ????? 式中 wP —— 驅(qū)動功率， KW； n—— 工作轉(zhuǎn)數(shù)， r/min； wK —— 動力機系數(shù)，電動機取 ； K—— 工況系數(shù)，重沖擊載荷取 ； zK —— 啟動系數(shù)，當(dāng)啟動頻率小于等于 120Hz 時取 ； tK —— 溫度系數(shù)，取 。 綜合電機軸伸出端的直徑，查 文 獻(xiàn)［ 10］得： 選 ZLL7 型帶制動輪的聯(lián)軸器。其 主要參數(shù)為：公稱轉(zhuǎn)矩 mNTn ?? 16000 ，許用轉(zhuǎn)速 min/1200rnp ? ，轉(zhuǎn)動慣量 22 mKgGD ?? , 主動端孔徑mmd 1301 ? ，從動端孔徑 mmd 1302 ? 。 制動器的計算與選擇 轉(zhuǎn)爐傾動機械制動器裝在電動機出軸或減速機高速軸上。在選擇制動器時，既要考慮 到制動器要有足夠的制動力矩、保證轉(zhuǎn)爐安全和準(zhǔn)確定位，不致因制動器失靈造成工藝操作事故；又要考慮到制動時間不宜太短，否則會造成傾動機械承受過大的動負(fù)荷引起扭振疲勞。為了確保安全，轉(zhuǎn)爐的每個傳動系統(tǒng)中至少要有兩個以上制動器。 制動器的選擇計算 mKgiKMM j ??????? ? ? 3m a x ? （ ） 式中 jM —— 轉(zhuǎn)爐傾動力矩反作用產(chǎn)生的靜力矩， 2mKg? ； 其它參數(shù)與（ ）式相同。 當(dāng) 轉(zhuǎn) 爐 轉(zhuǎn) 速 為 r/min ， 電 動 機 轉(zhuǎn) 速 為 500 r/min ，新爐的22 1 4 7 8 mKgGD ??? ，取 秒3?zt ，新爐的動力矩為： nGDMz2dz ?????? ? 式中 dzM —— 由轉(zhuǎn)爐及傾動機械慣性力矩在制動軸上產(chǎn)生的動力矩， mKg? ； zt —— 制動時間。初選時，中小型轉(zhuǎn)爐取 ～ 2s，大型轉(zhuǎn)爐取 2～ 5s； n—— 電動機轉(zhuǎn)速， r/min； mKgMMM dzjz ?????? 則制動器額定制動力矩為： ? ? mKgMMzz ????? ~ ~~ ? （ ） 其中 ? 為制動器正常工作時的個數(shù)。 選用 ZWZ— 600 制動器， cJ =40%， ? ? mKgM z ?? 355 ，故能滿足要求。 當(dāng)一個制動器失靈，另一個制動器工作時： ? ? )~(, 355)14()1( m i nm i n ??????? kkM Mj z? （ ） 同樣也能滿足要求。 制動時間校核 制動時間按以下公式計算： ? ? )(375 )(375 2 ???? ???? ? jzz MM nGDt ? 制動時間應(yīng)再延長，以減少動負(fù)荷及扭振疲勞。由于機械方法延長制動時間較困難，只能先再生制動，將轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速降低后再制動。 5 齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 分配傳動比 根據(jù)文獻(xiàn)［ 14］傳動比分配的基本原則： （ 1）使各級傳動承載能力大致相同； （ 2）使減速機獲得最小的外形尺寸和重量； （ 3）使各級傳動中大齒輪浸油大致相同，潤滑最為方便； （ 4）懸掛齒輪副的速比可根據(jù)制造條件加大到 7～ 9。 根據(jù)以上原則， 總傳動比： ???i （ ） 主減速機傳動比： 8?主i 分減速機總傳動比： ?分i 由傳動比可以得知分成三級減速機最為合適。 根據(jù)文獻(xiàn)［ 14］可得： 21 ii ? ， 32 ii ? ； 在根據(jù)公式 321 iiii ???分 ，可得 ?i ， ?i ， ?i 運動以及動力參數(shù)計算 0 軸（電動機軸） KWNP 830 ?? ， min/5000 rn ? ， mNnPT ?????? 5 8 5500 3000 Ⅰ 軸（減速機高速軸） KWPP ???? 聯(lián)軸器? ， min/5 0 001 rnn ?? ， mNnPT ?????? 5 6 9500 3111 Ⅱ 軸 KWPP ????? 軸承齒輪 ?? m in/ 5001212 rinn ??? mNnPT ?????? 3222 Ⅲ 軸 KWPP ????? 軸承齒輪 ?? m in/ rinn ??? mNnPT ?????? 8 9 5 3333 Ⅳ 軸 KWPP 2234 ????? 軸承齒輪 ?? m in/ rinn ??? mNnPT ?????? 2 5 7 3444 Ⅴ 軸 KWPP ????? 軸承齒輪 ?? m in/ rinn ??? 主 mNnPT ?????? 3555 匯總運動動力參數(shù)如表 表 各軸運動動力參數(shù) 軸 序號 功率 P （ KW） 轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 轉(zhuǎn)矩 T （ ） 傳動比 i 效率 ? O 軸 83 500 1 Ⅰ軸 500 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 8 Ⅴ軸 齒輪傳動設(shè)計 、精度等級、材料及齒數(shù) 1）根據(jù)設(shè)計的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。 2）傾動機械速度不高，故選用 8 級精度軟齒面。 3）材料選擇。這對齒輪為分減速機中的齒輪，大齒輪材料選擇 45 鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），小齒輪調(diào)質(zhì)硬度為 280HBS，大齒輪調(diào)質(zhì)硬度為 240 HBS。二者材料硬度差差為 40 HBS。 4）選小齒輪齒數(shù) 241?Z ，選大齒輪齒數(shù) ???Z ，取 762?Z 。 5）選取螺旋角。初選螺旋角 ?14?? 。 2. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 按文獻(xiàn)［ 14］中式（ 10— 21）試算，即： ? ?3 211 )(12HEHadtt ZZuuTKd ?? ??? （ ） （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選 ?tK 。 2）由圖 10— 30 選取區(qū)域系數(shù) ?HZ 。 3）由圖 10— 26 查得 ?a? ， ?a? ， 則 ??? aaa ??? 。 4）計算小齒輪傳遞的扭矩： mmNnPT ???????? 1569447500 61161 （ ） 5）由表 10— 7 選取齒寬系數(shù) 1?d? 。 6）由表 10— 6 查得材料的彈性影響系數(shù) MPaZ E ? 。 7 ）由圖 10 — 21d 按 齒面硬度 查得小 齒輪的 接觸疲勞 強度極 限 MPaH 7501lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 7002lim ?? 。 材料按 MQ級質(zhì)量要求取值。 8)由式 10— 13 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 911 )1530082(15006060 ?????????? hjLnN 891212 ????? iNN （ ） 9)由圖 10— 19 取接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ， ?HNK 。 10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1。由式（ 10— 12）得 ? ? M P aSK HNH ???? ?? ? ? M P aSK HNH 6651 ???? ?? 11） 許用接觸應(yīng)力： ? ? ? ? ? ? M P aHHH 7 32 6 6 8 22 21 ????? ??? （ ） （ 2）計算 1） 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，由計算公式得 mmd t ) ( 21 ????????? 2）計算圓周速度 smndv t / 0 060 0 060 11 ?? ????? ?? （ ） 3）計算齒寬 b 及模數(shù) ntm mmdb td 2 2 311 ???? ? （ ） 模數(shù) mmZdm tnt 14c o o s11 ?????? （ ） 齒高 mmmh nt ???? b/h=4）計算縱向重合度 a a 1 ?????? ???? ? Zd （ ） 5）計算載荷系數(shù) K 由于傾動機構(gòu)采用電動機驅(qū)動且承受平穩(wěn)重載，所以使用系數(shù) 1?AK ，根據(jù) smv /? ， 8 級精度由圖 10— 8 查得動載系數(shù) ?VK ，由表 10— 4 查得??HK ,由圖 10— 13 查得 ??FK ，由表 10— 3 查得 ?? ?? FH KK 。故載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK 6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 10— 10a）得 mmKKdd tt 3311 ???? （ ） 7）計算模數(shù) nm mmZdm n 14c o o s11 ?????? （ ） 3. 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 按下式計算： ? ?32121 c o s2FSaFaadnYYZYKTm ??? ?? ?? （ ） （ 1）確定計算參數(shù) 1) 由圖 10— 20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 6201 ?? ，大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5902 ?? 。 2）由圖 10— 18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 11?FNK ， ?FNK ； 3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=， 由式 （ 10— 12）得 ? ? M P aSK FEFNF 6202111 ???? ?? ? ? M P aSK FEFNF ???? ?? （ ） 4）計算載荷系數(shù) ?????? ?? FFVA KKKKK 5）根據(jù)縱向重合度 ??? ，從圖 10— 28 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y 。 6）計算當(dāng)量齒數(shù) o s24c o s 3311 ??? ??ZZ V o s76c o s 3322 ??? ??ZZ V 7）查取齒形系數(shù) 由表 10— 5 查得 ?FaY ； ?FaY 8）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10— 5 查得 ?SaY ； ?SaY 9）計算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 0 0 9 7 8 2 2 5 9 9 11 ???F SaFa YY ? ? ? 0 1 0 2 9 7 9 8 0 0 6 9 22 ???F SaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大。 （ 2）設(shè)計計算 1 0 2 9 14c o 5 6 9 4 4 2 2 ???? ????? ?nm 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取 5?nm ，已經(jīng)可以滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 mmd ? 來計算 應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 14c o o s11 ???? ?nmdZ ? ， 取 281?Z ，則 4 ???? uZZ ，取 882?Z 4．幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距 mmmZZa n 14c o s2 5)8828(c o s2 )( 21 ?????? ?? （ ） 將中