【導(dǎo)讀】備，是現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，為實現(xiàn)連鑄創(chuàng)造了連續(xù)提供鋼液的條件。1它能迅速準(zhǔn)確的將載滿鋼水的鋼包運(yùn)送至澆鋼位置，并在澆鋼過程中支承鋼包；3能實現(xiàn)保護(hù)澆注，并通過安裝鋼水稱重裝置，澆注更順利；4占用澆鑄平臺面積小，有利于澆注操作。本課設(shè)計以SMS公司設(shè)計生產(chǎn)的蝶式可升降鋼包回轉(zhuǎn)臺為參照。輪校核、回轉(zhuǎn)支承的選型和地腳螺栓的校核等。

　　

【正文】 maxP 值由《機(jī)械設(shè)計手冊》可選定交流電機(jī)為： Y315M1— 2， 其大參數(shù)為： 額定功率 132KW 同步轉(zhuǎn)速 2980r/min 效 率 92% 功率因數(shù) 電動機(jī)功率驗算 由《機(jī)械設(shè)計手冊》第五卷得驗算公式為： gN PkP ?? ? 式（ ） 式中： K電機(jī)過載系數(shù)。取 K=2。 Ng PP K?? 帶入數(shù)值符合要求。 馬達(dá)的選擇 查《機(jī)械設(shè)計手冊》選取馬達(dá)為 DM015/12 基本參數(shù)為：額定功率為： 9KW 額定轉(zhuǎn)速為： 400r/min 額定扭矩為： 270Nm? 減速器的 設(shè)計 確定減速器的結(jié)構(gòu) 根據(jù)傳動比為 90，查《機(jī)械設(shè)計手冊》，選擇圓錐 —— 圓柱齒輪減速器。 27 圖 各級減速傳動比的確定 查《 機(jī)械設(shè)計手冊》 maxP 表 — 2減速器傳動比分配計算。 圓錐 —— 圓柱齒輪減速器的三級減速中，查得 i =90 時， iⅠ =， iⅡ =，則iⅢ = +iiiⅠ Ⅱ= + = 式（ ） 各級減速齒輪基本參數(shù)確定 1)確定材料 對于小的圓錐齒輪選擇 40MnB 調(diào)質(zhì)， HB=268～ 286 對于大的圓錐齒輪選擇 45鋼調(diào)質(zhì)， HB=241～ 269 查《機(jī)械設(shè)計手冊》 592P 圖 3— 3— 11b 和 595P 圖 3— 3— 17 得 lim1H? =750 aMP lim1F? =280 aMP lim2H? =600 aMP lim2F? =230 aMP 2) 按接觸疲勞強(qiáng)度計算 查《機(jī)械設(shè)計》表 3— 47 中接觸強(qiáng)度設(shè)計公式為： 28 ? ? 26 11 101 R H P RKTd u? ? ????? ?????? 式（ ） ? ?266 10 2921 540 10 ????? ??? ? ? ? ??? =187mm 式中 取 K= R? = u = i = HP? = lim2H? = 600=540 aMP 3)主要尺寸的確定 齒數(shù)：根據(jù) 1d =187，取 ZⅠ 1 =31 則有 ZⅠ 2 = 21? =118 模數(shù)： m =1dZⅠ 1Ⅰ=31=, 查《機(jī)械設(shè)計》 141P 表 5— 10 取 m=6 大端分度圓直徑： dⅠ 1 = 1mZⅠ =631?＝186mm dⅠ 2 =mZⅠ 2 =6118?=708mm 節(jié)錐角： 1?Ⅰ = zarctgzⅠ 1Ⅰ 2=? ?Ⅰ 2 =90－ dⅠ 1 =90－ ? =? 外錐距： R=11siniid?=1862 ??=158mm 平均分度圓直徑： 1md = Rd ??Ⅰ 1( ) 式（ ） =186 (1 )? ? ? =602mm 1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力。 大小齒輪材料均選 40Cr 滲碳淬火，硬度為 48— 55HRC。由《機(jī)械 設(shè)計》圖 5— 32c查的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 limF? =360 aMP ，由《機(jī)械設(shè)計》圖 5— 32c 查的接觸疲勞強(qiáng)度極 29 限 limH? =1300 aMP . 2)按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 3 FSn d FPKT Ym Z??? 式（ ） (1)確定許用應(yīng)力 FP? FP? = limlimF ST NFY YS? 式中 minS = (重要傳動，取大些 ) 去壽命系數(shù) NY =1，則 1FP? = limlimF ST NFY YS? =360 2 ? ? =267 aMP 式（ ） (2）計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 1T TⅡ =9550PnⅡⅡ 式（ ） =939550 124? =7162 (Nm? ) (3)選取載荷系數(shù)：因為是直齒輪傳動，且加工精度為 6級，故 K可大些，取 K=. (4)初步選定齒輪參數(shù)： 1ZⅡ =19， ZⅡ 2 =120， u =12019 = ， d? = . (5)確定復(fù)合齒形系數(shù) FSY 因為兩齒輪材料和熱處理相同，則 FP? 相同，故設(shè)計時按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù) 1FSY 代入即可。由圖 5— 38 查得 1FSY =. 將上述參數(shù)代入，并取 d? =，得 3 FSn d FPK T Ym Z??? 式（ ） 30 =3 7612 19 267???? =13mm 按表 5—— 1區(qū)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) nm =14mm，則中心距 1()2nm Z Za ??? Ⅱ Ⅱ 2= (19 120)2??=973mm 式（ ） (6)計算幾何尺寸 1dⅡ = 1mZⅡ =1419?＝266mm dⅡ 2 =mZⅡ 2 =120=1680mm bⅡ 2 = d? 1dⅡ =?=133 1bⅡ =bⅡ 2 +(5 10): =(138 143):，取 1bⅡ = 1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力。 大小齒輪材料均選 40Cr 滲碳淬火，硬度為 48— 55HRC。由《機(jī)械設(shè)計》圖 5—— 32c查的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 limF? =360 aMP ，由《機(jī)械設(shè)計》圖 5—— 32c 查的接觸疲勞強(qiáng)度極限 limH? =1300 aMP . 2)按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 3 FSn d FPKT Ym Z??? 式（ ） (1)確定許用應(yīng)力 FP? FP? = limlimF ST NFY YS? 式（ ） 式中 minS = (重要傳動，取大些 ) 取壽命 系數(shù) NY =1，則 31 1FP? = limlimF ST NFY YS? =360 2 ? ? =267 aMP 式（ ） (2)計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 1T TⅢ =9550PnⅢⅢ 式（ ） =79955033? =22862 (Nm? ) (3)選取載荷系數(shù)：因為是直齒輪 傳動，且加工精度為 6級，故 K可大些，取 K=. (4)初步選定齒輪參數(shù)： 1ZⅢ =20 ， ZⅢ 2 =75 ， u =7520 = ， d? = . (5)確定復(fù)合齒形系數(shù) FSY 因為兩齒輪材料和熱處理相同，則 FP? 相同，故設(shè)計時按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)1FSY 代入即可。由圖 5—— 38 查得 1FSY =. 將上述參數(shù)代入，并取 d? =，得 3 11 2 .4 21 FSn d FPKT Ym Z???=3 228 62 112. 4 20 267????=18mm 按表 5— 1 區(qū)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) nm =20mm，則中心距 1()2nm Z Za ??? Ⅲ Ⅲ 2=(20 75)2??=950mm (6)計算幾何尺寸 1dⅢ = 1mZⅢ =2020?＝400mm dⅢ 2 =mZⅢ 2 ==150 bⅢ 2 = d? 1dⅢ =?=200 1bⅢ =bⅢ 2 (5 10): +=(205 210):，取 1bⅢ =206mm 32 將上述數(shù)據(jù)歸納為下表 ： 第一對齒輪 第二對齒輪 第三對齒輪 材料 40MnB 調(diào)質(zhì)（?。? 45 鋼調(diào)質(zhì)（大） 40Cr 滲碳淬火 40Cr 滲碳淬火 40Cr 滲碳淬火 40Cr 滲碳淬火 齒數(shù) ZⅠ 1 =31 ZⅠ 2 =118 1 19Z ?Ⅱ ZⅡ 2 =120 1 20Z ?Ⅲ ZⅢ 2 =75 模數(shù) m=6mm m=14mm m=20mm 中心距 a =973mm a =950mm 33 第四章 回轉(zhuǎn)臺主要構(gòu)件分析 回轉(zhuǎn)軸承的有關(guān)計算 在鋼包回轉(zhuǎn)臺上，裝有強(qiáng)大的推力軸承 —— 回轉(zhuǎn)軸承 如圖 41，用以承受鋼包及轉(zhuǎn)臂等所產(chǎn)生的壓力，同時還承受因轉(zhuǎn)臂負(fù)荷不平衡所產(chǎn)生的傾翻力矩，在接受鋼包時還要承受沖擊力。從安全的角度來考慮，它必須有足夠的強(qiáng)度。因此要對回轉(zhuǎn)軸承的強(qiáng)度進(jìn)行校驗。 回轉(zhuǎn)軸承采用三列圓柱滾子軸承，兩排徑向滾柱承受軸向負(fù)載，一排軸向滾柱承受徑向負(fù)載 圖 回轉(zhuǎn)推力軸承 1—— 轉(zhuǎn)臂； 2—— 推力軸承滾子； 3—— 推力軸承外圈； 4—— 徑向定心軸承滾子； 5—— 推力軸承內(nèi)圈； 6—— 基座 回轉(zhuǎn)軸承當(dāng)量軸向負(fù)荷的計算 因鋼包回轉(zhuǎn)臺的工況分三種，故對回轉(zhuǎn)軸承負(fù)荷的計算也需分三種工況進(jìn)行計算。 34 鋼包回轉(zhuǎn)臺在接受鋼包時，要對回轉(zhuǎn)軸承產(chǎn)生沖擊力，其沖擊系數(shù)為 。 由《板坯連鑄機(jī)設(shè)計與計算》得計算公式： F’a =Fa fS 式中： F’a —— 軸承所受的當(dāng)量軸向負(fù)荷； Fa —— 軸承所受的總軸向負(fù)荷； fS —— 靜負(fù)荷安全系數(shù)，為 。 對第Ⅰ種工況： Fa =(G+ 4G )＋ rm ＋ G3 ＋ G4 =244 104 N； 對第Ⅱ種工況： Fa =(G+ 4G )＋ 1m ＋ rm ＋ G3 ＋ G4 =294 104 N； 對第Ⅲ種工況： Fa =(G+ 4G )＋ (G+ 4G )＋ rm ＋ G3 ＋ G4 =392 104 N。 回轉(zhuǎn)軸承當(dāng)量傾翻力矩的計算 分三種工況進(jìn)行計算，其沖擊系數(shù)取 。 加蓋裝置在轉(zhuǎn)臂上沿軌道移動，其重心極限位置 L4 =。 M’ =M fS 式中 : M’ —— 軸承所受的當(dāng)量傾翻力矩； M —— 軸承所受的總傾翻力矩。 對第Ⅰ種工況： M= (G+ 4G )0r ＋ G4 L4 = 104 N m。 對第Ⅱ種工況： M=（ (G+ 4G )－ 1m ） 0r ＋ G4 L4 = 104 N m。 對第Ⅲ種工況： M=（ (G+ 4G )－ (G+ 4G )） 0r ＋ G4 L4 = 104 N m。 將各項匯總，結(jié)果如表 2所示。 35 表 2 三種工況的匯總結(jié)果 項目 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 軸向總負(fù)荷 Fa /104 N 244 294 392 當(dāng) 量 軸 向 負(fù) 荷F’a /104 N 427 686 總 傾 翻 力 矩M/104 N m 1031.5 當(dāng) 量 傾 翻 力 矩M’ /104 N m 1805 1324 381 計算條件：由于軸向滾柱比較短，且存在軸向間隙，徑向滾柱受力可視為滾柱推力軸承進(jìn)行計算。 力臂39。39。aFMe? 根據(jù)“滾動軸承的額定負(fù)荷與壽命”介紹： 當(dāng) mDe ? 時，軸承只有單向受力，可按單向圓柱軸承計算。 當(dāng) mDe ? 時，上下滾子均受力。 取滾子軸承內(nèi)外圓直徑： 3090/3600 高度： 283mm 內(nèi) /外螺栓數(shù)量： 84/84 高強(qiáng)度螺栓的尺寸： M/42/ 3345m m2 360030902 ????? 外內(nèi) ddD m ? ? M P a1 4 6 1 2 a