【正文】 軸的校核 主傳動軸的校核 先作出軸的受力圖，取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點。 直徑為 11 的光孔是緊固螺栓的部位，螺栓緊固在軸套 I 上，其螺栓為 GB578285,M10 45。 對軸承定位的端蓋結(jié)構(gòu)和尺寸如 圖 ： 44 圖 直徑為 22 的光孔是緊固螺栓的部位，螺栓緊固在軸上，其螺栓為 GB5782— 86,M20 65。對錐齒輪進(jìn)行定位的端蓋與主軸的端蓋相同，其端蓋的尺寸如下： 圖 直徑為 22 的光孔是緊固螺栓的部位，螺栓緊固在軸上，其螺栓為 GB70— 85， M20 50。 綜上軸的機(jī)構(gòu)及尺寸如圖 3。上部突出的光孔用于緊固其和上面的軸套。直徑為 22 的光孔起把軸承套緊固在機(jī)架上的作用，螺栓的型號為 GB5782— 86,M20 70,個數(shù)為 6 均勻分布。其個數(shù)為 2，在一條直線上。 自由軸段的間隔環(huán) II: 圖 II 其外圓 柱面與組合軸承相配合，左端對鼓型聯(lián)軸器定位。其中的小圓孔起冷卻和潤滑軸承的管道的作用。 軸承套的設(shè)計 由于在工作中要對軸承進(jìn)行冷卻和潤滑，所以在安裝軸承時要安裝軸承套，它的內(nèi)孔要與軸承的外環(huán)相匹配，上側(cè)的內(nèi)槽要與環(huán) I 進(jìn)行匹配，下面是軸承套的尺寸如 圖： 40 圖 圖中中間直徑為 17 的孔為固定軸承套的光孔，其作用是對軸承套進(jìn)行定位和防止軸承套隨著軸承一起轉(zhuǎn)動。但錐齒輪的軸徑減小了，齒形的尺寸沒有變化。所以其軸段的長度為 134。其內(nèi)部尺寸如圖。 軋輥段的軸的長度的確定： 37 圖 軋輥段軸圖 所以軋輥軸的長度為： 22+10+325+10=367，其又側(cè)有軸套對其進(jìn)行定位，應(yīng)減去 2— 3毫米，所以軸段的長度為 3673=364。 環(huán) II 的尺寸如 圖 ： 圖 間隔環(huán) II 軋輥的直徑為 190， d 要與軋輥軸配合所以 d=190,其配合為基軸制 H7，它與軸一起轉(zhuǎn)動， 1 處安裝密封圈的部位， O 型環(huán) 200 ，所以 1 200d ? 。 d 的配合為基軸制配合為 H7， 4d 要求要大于環(huán) II 中的 4d 所以取 4 ? ，其它各配合面的粗糙度如圖 所示。 環(huán)的設(shè) 計 由于要對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻，所以要用環(huán)將軸承和軋輥隔開，需要有環(huán)。 這一部分的結(jié)構(gòu)簡圖如 圖 ： 圖 軋輥左邊的軸段 自由軸段的設(shè)計 由于三軋輥軸為正三角形分布，所以自由段相對而言比較長，所以為了減小軸的受力狀況，也同時為了避免軸與機(jī)架直接接觸而在軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生干摩擦，所以需要在自由軸段設(shè)計組合軸承。齒輪與軸 34 是花鍵聯(lián)接，其軸徑應(yīng)為花鍵的頂圓直徑減去頂隙，所以花鍵段的軸徑 190 2 188ad ? ? ? ，光軸配合段的軸徑為 191bd ? ，由齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)可得，軸承左邊的 一段軸的長度為3+5+=。 軸承的 左邊安裝錐齒輪，但為了使軸承定位同時軸承和錐齒輪不能直接接觸，所以中間要用間隔環(huán)隔開。 為了減小軸的彎矩，從而增強(qiáng)軸的抗彎扭強(qiáng)度，要使軸承盡量靠近軋輥和錐齒輪，為了使軸承和軋輥的定位良好，所以要用軸肩來定位，它要定位在軸承的內(nèi)環(huán)上所以取軸肩的直徑 d=229,寬度 b=20。 軸承段軸的設(shè)計 軸承是由意大利 INNSE 公司提供的，為雙列自動調(diào)心圓柱滾子軸承，能滿足軋輥徑向調(diào)整時產(chǎn)生小的轉(zhuǎn)角的要求，其型號為 32930/DF 其主要尺寸如 圖 ： 33 圖 自動調(diào)心滾子軸承 d=220 D=340 b=95 d 的配合為過盈配合所以公差取 ? ? ??， D 的配合為基軸制所以配合取 ? ?07H ?。 圖 鼓型齒聯(lián)軸器 鼓型齒參數(shù)： 齒數(shù) Z=41 齒頂圓直徑 ad =352 齒寬 b=80 壓力角 ? =20? 模數(shù) m=8 分度圓直徑 d=328 軋輥的設(shè)計 力學(xué)參數(shù)計算中得到軋輥的理想直徑為 750，軋輥半徑中最小的為1 ?，一般取軋輥的厚度 ? ?50% 70% dTR? 。（如圖 ）外齒套的齒頂和齒根都作成以套筒中心線上 o點為中心的球面，齒型為鼓型斷面，這樣就能滿足軋輥徑向調(diào)整的要求。 3m i n 1 2 9 . 3 69 8 1 4 4 . 9 2 440d ? ? ? 由于主傳動軸的輸入端連接聯(lián)軸器部位使用花鍵聯(lián)接，要有花鍵槽，所以其軸頸應(yīng)增大8%，所以 ? ?144. 924 1 8% 156. 518? ? ? 又所以取輸入端聯(lián)軸器的軸徑為 168 聯(lián)軸器部位花鍵的設(shè)計 根據(jù) GB114472 且 d =168，所以花鍵的參數(shù)如下： 齒數(shù) Z=41 齒頂圓直徑 ad =160 壓力角 ? =20? 齒根圓直徑 fd =170 模數(shù) m=4 分度圓直徑 d=164 齒寬 b=186 花鍵的校核： ? ?12mTzhlD????? ?—— 各齒間載荷不均勻系數(shù)，一般取 ? =— ，取 ? = z—— 齒數(shù) h—— 齒的工作高度，漸開線花鍵 h=m l—— 齒的工作長度 l =b mD —— 平均直徑，漸開線花鍵 mD =m ??? —— 許用擠壓應(yīng)力取 120 2 2 0 5 8 9 .8 4 2 .6 4 50 .8 4 1 4 1 .8 4 4? ???? ? ? ???? 所以符合要求。 最小軸頸的估算 3min RZPdCn? (222) 30 C—— 由軸的材料和軸承情況確定的常數(shù) 因為傳動的力矩比較大，且受到交變載荷，所以選取合金材料。 1650 1 1 1 1 0 01 . 5HP M P a?? ? ? ? ? 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ? 2122111211 E H PRKTZbd??? ?????? (221) EZ —— 材料彈性系數(shù)由 機(jī)械設(shè)計 表 （ 5— 7）得 EZ =188 ? ? 222 20 58 1 112 1 18 8 111 8 36 8 1 5H???? ? ?? ? ? ? = HP? 所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度足夠。 28 即? ? 13 2 1 0 .5 1 FSFPRR YKTm Z ?? ? ????? ? ?3 2 221 .3 2 0 5 8 9 .8 4 .0 21 6 .8 2 6 5 6 .2 51 0 .5 0 .4 5 2 3 0 .4 5 1 1?? ? ?? ? ? ? ? = 由 機(jī)械設(shè)計表 （ 5— 10）取 m=16 所以齒輪的參數(shù)如下： 齒數(shù) Z=23 齒寬 3Rb? ， b=118 模數(shù) m=16 齒頂角 16a r c ta n a r c ta n 2 .4 9368aa hR? ? ? ? ? 頂隙 ?? 分度圓直徑 16 23 368d mZ? ? ? ? 壓力角 ? =20? 齒頂圓直徑 2 c o s 3 8 4ad d m ?? ? ? 螺旋角 33??? 齒根圓直徑 c os 34 d m ?? ? ? 齒數(shù)比 ? =1 16a r c ta n a r c ta n 2368aa hR? ? ? ? ? 當(dāng)量齒數(shù) vZ =27 1 9 . 2a r c ta n a r c ta n 3368ff hR? ? ? ? ? 齒頂高 16ahm?? 頂錐角 1 30 2 32aa? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 齒根高 ?? 根錐角 1 30 3 27ff? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 錐距 2212 11 3682 2 s indR d d ?? ? ? ? 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 確定齒面接觸疲勞許用應(yīng)力 l i mm i nHH P N WH ZZS?? ? (220) HP? —— 齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力 29 limH? —— 試驗齒輪的接觸疲勞極限，由 機(jī)械設(shè)計表 （ 5— 33）得limH? =1650MPa minHS —— 接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，一 般傳動取 minHS =— ，重要傳動取 minHS =— ，這里取 minHS =。當(dāng)齒輪制造精度高時，可以減小內(nèi)部動載荷 k 可取較大值，取k=. 選取齒寬系數(shù) R? R bR?? b—— 齒輪輪齒寬度 R—— 錐齒輪外錐距 由 機(jī)械設(shè)計表 （ 5— 11）一般取 R? =— ，取 R? = 初定齒輪系數(shù) 初步確定齒輪齒數(shù) 1223ZZ??，螺旋角 33???，齒數(shù)比 12ZZ?? =1 確定復(fù)合齒形系數(shù) FSY 因為兩齒輪所選用的材料及外形相同，因此齒輪的齒根彎曲許用應(yīng)力 FP? 相同，錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為 23 2c o s c o s 3 0v ZZ ?? ? ??7，變位系數(shù) x=0。 limF? —— 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限，由 機(jī)械設(shè)計表 （ 5— 32）得 l im F? =525MPa STY —— 試驗齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，一般取 STY =2 NY —— 彎曲疲勞強(qiáng)度計算的壽命系數(shù)，一般取 NY =1 limFS —— 彎曲確定最小安全系數(shù)，一般傳動 limFS =— ，重要傳動limFS =— ，這里取 limFS = 5 2 5 2 1 6 5 6 . 2 51 . 6FP M P a? ?? ? ? ? 計算齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 1T 由于三輥定徑機(jī)齒輪傳動的傳動比 i=1，因此兩齒輪完全相同，且傳遞的扭矩是總的 2/3。 R? —— 齒寬系數(shù) 1T—— 齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩 FP? —— 彎曲許用應(yīng)力 FSY —— 復(fù)合齒形系數(shù) ? —— 齒數(shù)比 定齒根彎曲許用應(yīng)力 FP? li mli mF STFP NFY YS?? ? 在 機(jī)械設(shè)計 中給出了 limF? 的變化范圍，當(dāng)齒輪材質(zhì)及熱處理質(zhì)量達(dá)到很高要求時， limF?可取上 ME， 達(dá)到中等要求時取中限 MQ，達(dá)到最低要求時取下限 ML。由于是硬齒面，所以按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 選取材料，定許用應(yīng)力 三輥定徑機(jī)齒輪傳動的力矩是比較大的，所以選取硬度較大的材料。又因為三輥間的夾角都是 60 度，所以采用直齒錐齒輪傳動且其分度圓錐角為 ? =30 度。屬于冶金用繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)。 三輥定徑機(jī)由于是以來保證無縫鋼管外徑尺寸精度及 表面質(zhì)量和鋼管壁厚的，故要求三個軋輥的轉(zhuǎn)速相同，因此三輥定徑機(jī)的主電機(jī)軸上的力矩有兩部分組成，即： 12Zf ZD f fMM MM M Mii?? ? ? ? (217) 24 DM —— 三輥定徑機(jī)主電機(jī)的力矩 ZM —— 三輥定徑機(jī)軋輥上的最大軋制力 ZM = 2M = fM—— 附加摩擦力矩，即當(dāng)軋制時由于軋制力作用在軋輥軸承上，傳動機(jī)構(gòu)及其他傳動中的摩擦而產(chǎn)生的附加力矩 i—— 主電機(jī)與軋輥間的傳動比 附加力矩 fM 的確定 附加力矩 fM 包括兩部分，其一是由于三輥定徑機(jī)的軋制總壓力 P 在軋輥上 所產(chǎn)生的附加摩擦力矩1fM，這部分已經(jīng)包括在軋輥傳動力矩 ZM 之內(nèi)；另一部分為各傳動零件推算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩2fM。