【導讀】本次設計針對連鑄機的結晶器振動裝置進行了研究。內容結構包括9個章。緒論部分較為詳細的介紹了連鑄連軋技術和薄板坯的發(fā)展，并介紹了連鑄車。計計算，其他附件都選為標準件；最后還對機構的維護作了介紹。

　　

【正文】 80N= P= 0 33 ? ??? ?= 設減速器及聯(lián)軸器的總效率為 ，則：所需電動機功率為： =，即電動機的額定功率不低于 。 電動機的選擇 選擇電動機機型 由于電機工作在高溫多塵和潮濕的環(huán)境中，現(xiàn)選用 Y系列全封閉式自動扇冷 23 籠型三相異步電動機，電壓為 380V，頻率 50Hz。 確定電機型號 由于電機功率至少為 ,查機械設計手冊，現(xiàn)選擇 Y160L4型電動機，技術參數(shù)如表 52。 電動機技術參數(shù) 表 52 型號 額定功率 ,KW 額定電流 ,A 轉速 ,r/min 效率 ,% 功率因素 ,cos ? 同步轉速 ,r/min 重量 ,kg Y160L4 15 1460 1500 142 24 第六章 減速器的設計計算 選擇減速器類型 蝸桿 傳動是在空間交錯的兩軸間傳遞運動和動力的一種傳動機構，兩軸線交錯的夾角可為 任意值，常用的為 這種傳動由于具有下述特點，故應用頗為廣泛。 1）當使用單頭蝸桿（相當于單線螺紋）時，蝸桿每旋轉一周，蝸輪只轉國一個齒距，因而能實現(xiàn)大的傳動比。在動力傳動中，一般傳動比 5~80i? ；在分度機構或手動機構的傳動中，傳動比可達 300；若只傳遞運動，傳動比可達 1000。由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結構很緊湊。 2）在蝸桿傳動中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對又較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 3） 當蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動便具有自鎖性。 4）蝸桿傳動與螺旋齒輪傳動相似，在嚙合處有相對滑動。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化。因此摩擦損失較大，效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅為 左右。同時由于摩擦與磨損嚴重，常需耗用有色金屬制造蝸輪（或輪圈），以便與鋼制蝸桿配對組成減摩性良好的滑動摩擦副。 蝸桿傳動通常用于減速裝置，但也有個別機器用作增速裝置。 基于上述優(yōu)點，本次設計采用單級蝸輪蝸桿減速器。 考慮到傳動 的傳遞功率不大，速度也不太高，故根據(jù) GB/T 10089—— 88的推薦，采用阿基米德蝸桿（ ZA），精度為 7C。 選擇材料 根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度是中等，因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求表面滲碳淬火，硬度為 56—— 62HRC。蝸桿用 20CrMnTi,蝸輪輪緣選用 ZCuSn10Pb1 金屬模鑄造。 25 計算傳動裝置運動和動力參數(shù) 計算軸的轉速 1n 為蝸桿的轉速，因為和電動機用聯(lián)軸器連在一起，其轉速等于電 動機的轉速。 2n 為蝸輪的轉速，由于和偏心輪連在一起，其轉速等于偏心輪的轉速。 min/14601 rn ? min/2021 rn ? 計算軸的輸入功率 dp 為電動機的功率 dp =15kw 1p 為蝸桿軸的功率 11 ??? dpp =15 ? = 2p 為蝸輪軸的功率 kwpp ??????? ?? 3p 為偏心 軸 的功率 kwp ? 計算軸的轉矩 dT 為電動機軸上的轉矩 26 mNnpT dd ???? 1 1T 為蝸桿 軸上的轉矩 mNnpT ???? 111 3T 為偏心 軸上的轉矩 mNnpT ???? 33 按齒面接觸疲勞強度進行設計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。傳動中心距為： 22 )][( HE ZZKTa ? ?? 1）確定作用在蝸輪上的轉矩 2T 按 Z1=4,估取效率 ,?? 則 mmNnPT ????? 55 533 2262 2）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù) 1,k?? 由表 11— 5選取使用系數(shù) 1AK? ，由于轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù) ,?VK 則： 1 1 5 5AVK K K K?? ? ? ? ? ? ? 3）確定彈性影響系數(shù) EZ ，因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 27 21160MPaZ E ? 。 4）確定接觸系數(shù) ?Z 先假設蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動中心距 a 比值 ,?ad 從《機械設計》圖1118 中可得 ??Z 。 5）確定許用接觸應力 ][ H? 根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC,可從《機械設計手冊》表 117 中查得蝸輪的基本許用應力?][ H? =268MPa。 因為載荷變化不大，雙向運轉使用期限 8 年，工作環(huán)境清潔，每天工作 16小時，每年工作 300 天 應力循環(huán)次數(shù) 82 15006 0 6 0 1 3 8 4 0 0 4 .9 3 7 1 07hN jn L? ? ? ? ? ? ? 壽命系數(shù) 78810 0 .6 1 4 24 .9 3 7 1 0HNK ??? 所以， ?? HNH K][? ?][ H? 268 165MPa MPa? ? ?。 6）計算中心距 23 1 6 0 2 .91 .0 5 9 6 3 5 6 0 ( ) 1 5 7 .5 4172a m m m m?? ? ? ? 取中心距 a=160mm,因 i=7故從表 112取模數(shù) m=8蝸桿分度圓直徑 d1=64mm,這時 d1/a=,從《機械設計》圖 1118 中可查得接觸系數(shù) ,???Z 因為 ，?? ZZ ??因此以上計算可用。 28 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸計算 蝸桿 軸向齒距 Pa= mmm 1 3 ????? ,直徑系數(shù) q= 10。 齒頂圓直徑 ?1ad 80mm，齒根圓直徑 mmdf 441 ? ；分度圓導程角。453326 ?????? 蝸桿法向齒厚 mms ? 。 蝸輪 蝸輪齒數(shù) Z2=28,變位系數(shù) ?x 。 驗算傳動比 2128 74Zi Z? ? ? ,是允許的。 蝸輪的分度圓直徑： 22 8 28 224d m z mm? ? ? ? ? 蝸輪喉圓直徑： 2 2 22 248 2 14 252aad d h m m? ? ? ? ? ? 蝸輪齒根圓直徑： 2 2 22 2 6 4 1 .2 2 8 2 2 3 .1ffd d h m m? ? ? ? ? ? ? 外圓直徑： 2 1 .5 2 6 4 1 2 2 6 4waD d m m m? ? ? ? ? 蝸輪寬度 B: 57ad mm?? ,選取為 90 校核齒根彎曲疲勞強度 ][ 221 2 FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 29 當量齒數(shù) 22 33 28 5 5 .1 5c o s c o s 2 6 .3 3v zz ?? ? ?? 根據(jù) x2=, 2 ? ,從《機械設計》圖 1119中可查得齒形系數(shù) 2 ? 。 螺旋系數(shù) 140 ???????? ??Y 許用彎曲應力 FNFF K??? ][][ ?? 從《機械設計手冊》表 118中查得由鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應力 MPaF 56][ ??? 壽命系數(shù) 78810 0 .6 1 4 24 .9 3 7 1 0FNK ??? [ ] 56 2 52F M Pa?? ? ? ? 1 . 5 3 1 . 0 5 2 5 9 4 3 8 3 . 8 0 . 9 1 9 2 1 2 . 6 96 4 2 2 4 8F M P a? ??? ? ? ???，所以彎曲強度是滿足 精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從 GB/T100891988圓柱蝸桿、蝸桿精度等級中選 7級精度、側隙種類為 f,標住為 8f( GB/T100891988)。然后由有關手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。 減速器軸的設計 計算 蝸桿基本尺寸設計 根據(jù)電動機的功率 P=15kw，滿載轉 速為 1460r/min，電動機軸徑mmd 32?電機 ，軸伸長 E=80mm，軸上鍵槽為 10x5。 初步估計蝸桿軸外伸段的直徑 30 d=（ — 10）電機d=—— 38mm 計算轉矩 Tc=KT=K 9550146015= 9550146015= mN? 由 Tc、 d 根據(jù)《機械零件設計課程設計》表 1413可查得選用 HL3 號彈性柱銷聯(lián)軸器（ 35 55）。 確定蝸桿軸外伸端直徑為 35mm。 根據(jù) HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器的結構尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為 35mm的長度為 60mm。 由參考文獻《機械零件設計課程設計》表 101 可查得 普通平鍵 GB1096— 90C型鍵 10 50，蝸桿軸上的鍵槽寬 0 ? mm，槽深為 ? mm，聯(lián)軸器上槽深mmt ? ，鍵槽長 L=50mm。 初步估計 d=64mm。 由參考文獻《機械零件設計課 程設計》，以及蝸桿上軸承、擋油盤，軸承蓋，密封圈等組合設計。 蝸輪基本尺寸 蝸輪采用裝配式結構，用螺釘聯(lián)接 (M10X25),輪芯選用 ZG310570，輪緣選用鑄錫青銅 ZcuSn10P1，單位： mm。 蝸輪齒數(shù) Z2=28,變位系數(shù) ?x 。 蝸輪的分度圓直徑： 22 8 28 224d m z mm? ? ? ? ? 蝸輪喉圓直徑： 2 2 22 248 2 14 252aad d h m m? ? ? ? ? ? 蝸輪齒根圓直徑： 2 2 22 2 6 4 1 .2 2 8 2 2 3 .1ffd d h m m? ? ? ? ? ? ? 31 外圓直徑： 2 1 .5 2 6 4 1 2 2 6 4waD d m m m? ? ? ? ? C X B 14 0． 75 90 最終確定尺寸如圖 62 所示 : 圖 62 蝸輪圖 蝸桿軸的設計 由于蝸桿直徑很小，可以將蝸桿和蝸桿軸做成一體，即做成蝸桿軸。 1) 蝸桿上的轉矩 T1= mN? 32 2) 求作用在蝸桿及蝸輪上的力 圓周力 NdTFF at 303464 31121 ?????? 軸向力 NdTFF ta 2 221 ????? 徑向力 NFFF trr 8 0 420t a n221 ???? ? 圓周力徑向力以及軸向力的作用方向如圖 63 所示 3)初步確定軸的最小直徑 先按《機械設計》中的式 152初步估算蝸桿的最小直徑，選取的材料為 45鋼，調質處理，根據(jù)《機械設計》中的表 153，取 0A =126， 則 mmnpAd 33 110m in ???? 蝸桿軸的最小直徑顯然是要安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑d與聯(lián)軸器的孔相適應，故需同時選取聯(lián) 軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉矩 dca KaTT ? ,查《機械設計》中的表 141，考慮到轉矩變化很小，故取 Ka =，則有： 47. 75 71. 625c a dT KaT N m m? ? ? ? ? 按照計算轉矩 Tca應小于聯(lián)軸器公稱轉矩的條件，查標準 GB\T50141985 或《機械設計手冊》，選用 TL 6 型聯(lián)軸器，其公稱轉矩為 63～ 125 K mN? 。聯(lián)軸器的尺寸為 d=35～42mm,L=82～ 112mm。 蝸桿軸的結構設計 1) 擬定蝸桿上零 件的裝配方案 蝸桿是直接和軸做成一體的，左軸承及軸承端蓋從左面裝，右軸承及右端蓋從右面裝。 33 2) 根據(jù)軸向和周向定位要求，確定各段直徑和長度，軸徑最小 d =35mm，查文獻 1 表 114，蝸桿齒寬 B計算選為 90mm。其余部分尺寸見圖 64： 圖 64 蝸桿圖 34 圖 65 蝸桿受力分析 軸的校核 （ 1）垂直面的支承反力（圖 b） ????? L dFlFR arvb 2/12 2/ ???? NRFR vbrva 1 0 7 8 0 4 ????? （ 2）水平面的支承反力（圖 c） 35 NFRR tHbHa 1517230342 1 ???? （ 3）繪垂直面的彎矩圖（圖 b） mmNdFlRM avavc ?????????? 11 mmNlRM vbvc ?????? 5 3 6 3 7 039。 2 （ 4）繪水平面的彎矩圖（圖 c） mmNlRM