【導讀】我設計的題目是“矯直機的主傳動系統(tǒng)”。矯直機是對金屬棒材、管材、線。材等進行矯直的設備。矯直機通過矯直輥對棒材等進行擠壓使其改變直線度。般有兩排矯直輥，數(shù)量不等。也有兩輥矯直機，依靠兩輥。的角度變化對不同直徑的材料進行矯直。主要類型有壓力矯直機、平行輥矯直機、斜輥矯直機、旋轉反彎矯直機等等。本設計是根據(jù)包鋼無縫鋼管廠的斜六輥矯直機設計的，采用兩臺電機驅動。擇；軸的設計與校核；聯(lián)軸器的選擇與校核；軸承的選擇與校核。列的設計計算及校核，設計出的矯直機可以正常安全的工作。

　　

【正文】 ? ??CO SF 211 F39。FF2 ???總 (324) ? ?N5534c o s???????? 驅動功 率的計算 矯直機工作時所消耗的功率包括：各軸承的摩擦功率、工件滾動摩擦功率內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 22 所消耗的功率和工件塑性彎曲所消耗的功率。 下面分別計算各功率。 各軸承的摩擦功率 60dz n g11 ?? 合FP ? (325) 式中： ??dz 軸輥的直徑， mmmmmdz 2 0 ??? ??1?軸承摩擦系數(shù)，取 1 ?? ??gn輥子轉速， m in/34s in60Vn sg rD ??? ?? 其中 : smV 矯直速度，??s； m輥子傳動直徑，??D ； 3 DD2 m inm ax ??D 3???? 則有： 60ndFP g21 ?? 合? 60 0 6??????? 工件滾動摩擦所消耗的功率 ?? c osd30 nDFP gg2 合f? (326） 式中： 0 0 ??? ff ，工件與輥面的摩擦系數(shù) ； mDg 工件的直徑，??； 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 23 r /m in 。ng 輥子轉速，?? 則有： ?? c osd30 nDFP gg2 合f? 6??? ?????? 工件塑性彎 曲所消耗的功率 dt 60 c osnDU2P ggtxJ3 ??? （ 327） KW14? 所以 矯直機的驅動功率為： )PPP(1321 ??? ?P (328) ? ????? 其中： 。傳動效率，取 ??? ?? 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 24 電動機的選擇 電動機的選用原則 電動機的功率．應根據(jù)生產(chǎn)機械所需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下運行。選擇時應注意以下兩點： (1)如果電動機功率選得過小．就會出現(xiàn) “ 小馬拉大車 ” 現(xiàn)象， 造成電動機長期過載．使其絕緣因發(fā)熱而損壞．甚至電動機被燒毀。 (2)如果電動機功率選得過大．就會出現(xiàn) “ 大馬拉小車 ” 現(xiàn)象．其輸出機械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶和電網(wǎng)不利。而且還會造成電能浪費。 要正確選擇電動機的功率，必須經(jīng)過以下計算或比較： 對于恒定負載連續(xù)工作方式，如果知道負載的功率 (即生產(chǎn)機械軸上的功率 )Pl．可計算所需電動機的功率 ， 即傳動效率。 計算 出的功率，不一定與產(chǎn)品功率相同。因此．所選電動機的額定功率應等于或稍大于計算所得的功率。 此外．也可用 類比法來選擇電動機的功率。所謂類比法。就是與類似生產(chǎn)機械所用電動機的功率進行對比。具體做法是：了解本單位或附近其他單位的類似生產(chǎn)機械使用多大功率的電動機，然后選用相近功率的電動機進行試車。試車的目的是驗證所選電動機與生產(chǎn)機械是否匹配。驗證的方法是：使電動機帶動生產(chǎn)機械運轉，用鉗形電流表測量電動機的工作電流，將測得的電流與該電動機銘牌上標出的額定電流進行對比。如果電功機的實際工作電流與銘脾上標出的額定電流上下相差不大．則表明所選電動機的功率合適。如果電動機的實際工作電流比銘牌上標出的額定電流低 70％左右．則表 明電動機的功率選得過大 (即 “ 大馬拉小車 ” 應調換功率較小的電動機。如果測得的電動機工作電流比銘牌上標出的額定電流大 40％以上．則表明電動機的功率選得過小 (即 ” 小馬拉大車 ”) ，應調換功率較大的電動機 。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 25 電動機的選擇 根據(jù)上章知矯直機的驅動功率 KWP ? 查表得： 萬向聯(lián)軸器的傳遞效率： 1=? 減速器的傳遞效率： 2=? 軸承的傳遞效率： 3=? 電機至矯直機之間的總效率為 ??????? ???? 因采用 2 臺相同的電機 所需電機的電機功率dP: kWPPd ??? ? 因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率略大于 Pd即可 所以選取電動機的額定功率為 55kW。 根據(jù)計算出的功率選電動機的型號為： YZR280M110 主要參數(shù)： 額定功率 /kW 轉 速 r/min 定子電流 /A 55 556 127 輸出軸直徑 D=85mm 減速器的選用 傳動機構的總傳動比 傳動機構的總傳動比： ??? gmnni 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 26 其中： 為電機的滿載轉速nm； 分配傳動裝置各級傳動比 分配傳動裝置各級傳動比： 高速級的傳動比 51?i ； 低速級的傳動比 ?i ； 傳動裝置的總體布置 根據(jù)以上參數(shù)確定傳動裝置的布置，具體布置如圖 所示 圖 減速器內部裝置布置圖 傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) （ 1）各軸的轉速： m in/5560 rnn m ?? m i n/5556101 rinn ??? 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 27 m in/34 rinn ??? （ 2） 減速器輸出軸的功率： KWd 22 ????? ?輸 其中 ?? 。 (3) 輸出軸的直徑 d mmd 150? 減速器的潤滑與維護 （ 1）減速器有油池潤滑和循環(huán)潤滑兩種情況，功率較大 ,轉速較高 ,連續(xù)工作的減速器應盡可能采用循環(huán)潤滑，以降低油溫，充分發(fā)揮減速器的承載能力。 （ 2）當加速器工作環(huán)境溫度較低時，應采取措施保證油溫在 010C 以上。 （ 3）油池潤滑的油面高度比內齒輪齒頂高 2— 5 倍的模數(shù)（兩級以高速級為準，三級以中級為準）。 （ 4）潤滑油推薦采用黏度等級為 150— 220,GB5903 中載荷工業(yè)齒輪油 . （ 5）潤滑油的更換期：第一次使用的減速器（或新更換齒輪）運轉 10— 15天后，需更換新油。正常情況下，連續(xù)工作的減速器 3 個月更換一次油。 （ 6）在工作過程中，如油溫顯著升高且超過 090C ，油的質量變壞或產(chǎn)生不正常的噪聲時，應停機檢查。 （ 7）減速器應半年之內檢 修一次，備件必須按圖紙要求制造，更換備件后的減速器必須經(jīng)過跑合和承載試車后再正式使用。 （ 8）使用單位應有合理使用維護規(guī)章制度，又減速器的運轉情況和檢修中發(fā)現(xiàn)的問題應進行詳細記錄。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 28 . 軸的結構設計 軸的結構設計原則 軸的結構設計是確定軸的合理外形和全部結構尺寸，為軸設計的重要步驟。它與軸上安裝的零件類型，尺寸及位置，零件的固定方式，載荷性質、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯，制造和裝配工藝、安裝及運輸，對軸的變形等因素有關。一般軸結構設 計原則是： （ 1）節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； （ 2）易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調整； （ 3）采用各種減少應力集中和提高強度的結構措施； （ 4）便于加工制造和保證精度。 選擇軸的材料 該軸無特殊要求，因而選用 45鋼調質處理。 初步確定軸的最小直徑 根據(jù)軸的最小直徑公式： 30min npAd 輸? （ 51） ? ?3 T0 00 00A ??其中： T? 扭轉切應力（ MPa） 。 選取軸的材料為 45 鋼，調質處理。根據(jù)表 153，取 125A0 ? ， 軸傳遞的功率 P ： 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 29 2 ?????? ?輸 其中 ? 為聯(lián)軸器的傳遞效率， 輸出軸轉速為 n輸出軸 =34/min。 于是有： mmnP 330m in ??? 軸上存在一個鍵槽，軸的最小軸徑應該增加 5％。即： min ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 65d? （圖 ）。為了使所選的軸的直徑 65d? 與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉矩 TKTaca?， 《機械設計》 表 141 考慮到轉矩變化極小，故選取 a ?，則： mN ??????? 626234 6aca (52) 按照 計算轉矩 caT 應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查標準，其公稱轉矩為mmN?25000 。半聯(lián)軸器的孔徑 mm150 ，故取 150d? ，半聯(lián)軸器長度 202L? ，為了使半聯(lián)軸器能緊靠在軸肩上，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度取 mm200L? 。 軸的結構設計 其裝配方案如圖 所示 內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 30 圖 軸的結構與裝配 1)56軸段左端需制出一軸肩，而 45段要安裝滾動軸承故需參考軸承內徑。因為主要承受徑向載荷，所以初步選擇調心滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)mm152d 65 ? ，查 GB/T2881994 選 24140 CCK/W33 型圓柱孔 型調心滾子軸承，其尺寸 mmmmmmBDd 140340200 ????? 。故 200dd2154 ??。 2） 取矯直輥軸段 34 的直徑 mm220d43 ??，已知矯直輥的長度為 650mm 左端靠軸肩定位，右端靠套筒定位，為了軸肩和套筒能緊緊的壓緊矯直輥，此軸段應短于矯直輥的的長度，故取 mm592l43 ??。 3） 矯直輥的左端靠軸肩定位，軸肩 的高度 dh ＞ ，故取 mmh 13? ，則軸環(huán) mm246d 32 ?? 。軸環(huán)的寬度 hb ? 。取 mm49l 32 ?? 。 4） 12 軸段上軸承的右端用隔環(huán)固定，取隔環(huán)的長度為 mml 17? ,所以mml 1571401721 ???? 。 5） 45 軸端上的軸承左端靠隔環(huán)固定，右端靠端蓋固定，取隔環(huán)長度 60?l ，所以 mml 2 0 66061 4 054 ????? 。 至此，已初步確定了軸各段直徑和長度。 半聯(lián)軸器與軸的周向 定位采用平鍵連接。安 15265 ??d 查表得平鍵截面mmmmhb 2240 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 125mm。半聯(lián)軸器與軸的配內蒙古科技大學畢業(yè)設計論文 31 合為67kH。調心滾子軸承與軸的周向定位是由過度配合來固定的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。矯直輥與軸的軸向定位是由過盈配合配合來保證的。 參考 《機械設計》 表 152，取軸端倒角為 ??452 。 各軸肩的圓角半徑見軸的 CAD 圖。 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結構于裝配圖（ ）做出軸的載荷計算簡圖（ ）。再確定軸承的支撐位置，由手冊知調心輥子的支撐點為軸承的中心，因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距為 mmll 87444243221 ???? : NmmmmNdTFt 36 34???????輥子的圓周力： 由第三章知： 輥子面上的徑向力： Nr ?? 水平面上的支反力： NFF tNH 31 442 ???? ； NFF tNH 32 432 ???? 。 垂直面上的支反力： NFF rNV 51 442 ???? ； NFF rNV 52 432 ???? 。 截面 B 處的彎矩圖為圖 （ b）（ c）；