【正文】 銷齒的設(shè)計 銷齒傳動比 ??? iii n （ 614） 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 38 （ 1）選定材料及其許用應力 銷齒采用 45號鋼經(jīng)正火處理，硬度為 167217HB，按 10r/min 查機械設(shè)計手冊 1473 的 MPap 1058?? ，查表 1474，按對稱循環(huán)載荷計算 M P aSkPp ?????? ??? （ 615） 圖 62 齒輪材料采用 45號鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后 HB=207～ 255，按 10r/min 查表得 M P aM P a pFp 14 2。下面討論 B點上的一點，就其絕對運動軌跡來說，即為與該圓圓周重合的一圓??；而就其相對于輪 1的運動軌跡來說，則為一外擺線 bb’ 。設(shè) 2 兩 輪的節(jié)圓處切于節(jié)點 P。 F— 物體的受力， N． 由上式可知，當受力物體的位移量較大時，則物體所受的力較小，根據(jù)這一原理設(shè)計的緩沖器將大大減少機器的沖擊載荷 。 g— 物體的重力加速度， g=9800 2/mms 。 考慮到本次設(shè)計的末級減速為銷齒傳動，減速器的輸出軸的速度不能太高。按其軸在空間的相互配置可分為臥式和立式等．通用減速器的選型包括提出原始條件、選擇類型、確定規(guī)格等步驟。綜合對環(huán)形加熱爐爐底機械液壓馬達閉式回路和開式回路控制方式的優(yōu)缺點比較，可以優(yōu)化出一種目前最佳的控制方案：采用開式回路，由恒壓變量泵來提供油源，選擇一個通徑較 大的比例閥來控制所有的液壓馬達，為了保證液壓馬達轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性和大慣量制動停位 的要求，在比例閥后采用回油壓力補償器是必須的，所以，在今后的環(huán)形加熱爐項目中采用這種控制方式。為了避免速度差，且一旦比例閥斷電，液壓馬達能被動運轉(zhuǎn)，所以比例閥就必須使用 Y型中位機能，且不能加裝液壓鎖，確保液壓馬達 A、B腔油液能互流。因而其優(yōu)點是：液壓系統(tǒng)比較小，裝備簡單，造價低，維護量也小。如果其中一臺比例泵或液 壓馬達損壞，可以在線維修，而環(huán)形加熱爐仍能正常運轉(zhuǎn)；其缺點是：液壓系統(tǒng)比較大，裝備比 較復雜，造價高，同時由于閉式回路的清潔度和散熱不易控制，還需要專門的補油回路，所以整個液壓設(shè)備維護量大。 1)液壓閉式回路控制的環(huán)形加熱爐就采用閉式比例泵控制液壓馬達的轉(zhuǎn)動，來實現(xiàn)無級凋速，所有比例泵集中出油后控制幾個液壓馬達其他設(shè)備，如裝、出料機和裝、出料爐門等設(shè)備的液壓缸需要另一套油源。對液壓馬達的控制方式進行選擇也是一個很重要的。它與斜盤式軸向柱塞泵相比，具有柱塞側(cè)向力小、缸體擺角較大、配油盤分布圓直徑小、轉(zhuǎn)速高、自吸能力強，耐沖擊性能好、效率高、易于實現(xiàn)多種變量方式等優(yōu)點。 平均每臺液 壓馬達所需轉(zhuǎn)矩為 mNM .84332531 ?? （ 67） 液壓馬達的選擇 根據(jù)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，查機械設(shè)計手冊得以下液壓馬達型號： 表 61 型號 工作轉(zhuǎn)速 r/min 額定扭矩 工作壓力 MPa 排量 r/l 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 33 A2F125W3S3 790 900 15 125 BMS125 600 798 16 75 NJMG46 700 840 18 48 根據(jù)以上對比認為選 A2F125W3S3 型斜軸式軸向定量柱馬達。而本次設(shè)的 ? 35米加熱爐屬于大型加熱爐，所以設(shè)計時設(shè)計四臺液壓馬達。d=25mm。f=。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 31 第六章 液壓元件及其附件的設(shè)計 液壓馬達的選擇 液壓馬達的功率計算 爐底機械的驅(qū)動系統(tǒng)功率的計算是設(shè)計主驅(qū)動系統(tǒng)和選擇 馬達 的必備參數(shù)，所以對爐底機械的受力分析和驅(qū)動功率的計算對設(shè)計爐底機械至關(guān)重要 . 靜力 矩 的計算： 1M = RfKdD Q )..2.( ??? ?? () （ 61） 式中 ?Q 為支承輥或定心輥承受的總負荷； D為支承輥輥子的直徑（ mm） d 為支承輥定心輥滾動軸承內(nèi)徑軸徑（㎜）； ? 為滾動軸承摩擦系數(shù)； f為滾動摩擦系數(shù)；K 為輥子不旋轉(zhuǎn)影響系數(shù)； R 為支承輥或定心輥軌道半徑； ? 為水封、碰爐墻等因素系數(shù)； 液壓馬達所需轉(zhuǎn)矩 為： 21 TTT MMM ?? （ 62） （ 1）支承輥的靜阻力矩的計算： 根據(jù)公式（ 61） 1M = RfKdD Q )..2.( ??? ?? () （ 63） 1?Q=, 查表得 ? ? ～ .25 取 ? =。 2 根據(jù)鋼 板厚度 , 采用直徑為 4 mm 的規(guī)格 , 直流正接 , 手工操作 , 平焊位置焊接 , 電流保持在 130 A～ 150A 之間。加強筋選用厚為 10 mm 的 Q235B 鋼 . 支座的焊接工藝 Q235B, 其焊接性能良好。4310626 1 5 106010 hh LhPCnL ?????????????????????? (524) 故所選軸承滿足壽命要求。 計算軸承當量動載荷 P1和 P2： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 eFF ra ??? (520) eFF ra ??? 0 1 9 9 0 222 (521) 查表得 X1=1, Y1=0； X2=, Y2= 因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，查表得 fp=。 因此計算軸向力 NYFF rd 11 ???? NYFF rd 3 0 1 92 22 ???? NFF ad 9 0 6 2 41 ???? ∵ 21 rad FFF ?? ∴軸承 1 被放松，軸承 2被壓緊?；绢~定動載荷 NCr 11500? ， 軸向動載荷系數(shù) Y= ，判斷系數(shù) e=。故選取圓錐滾子軸承。 按經(jīng)驗取軸 徑為： 100?d ㎜ 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 28 選擇軸承類型的依據(jù)：安裝軸承處的最小直徑和軸承所受負荷的大小、方向及性質(zhì)；軸向固定形式；調(diào)心性能要求；剛度要求；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境等。因此軸主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳動運動和動力。 ???? 23 )10125(4?? （ 517） 故強度合格 。 P －活塞桿的作用力 .單位 : N 。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 26 定心輥的設(shè)計計算及強度計算 定心輥的受力分析 圖 54 當爐底發(fā)生偏移的時候，定心輥必須給爐底提供定心力，定心力即為爐體的總重，爐體總重由 52已經(jīng)求出 :F= KN 液壓缸的選擇 定心輥采用杠桿液壓缸式結(jié)構(gòu)。 MPab 540?? ； MPaa 275?? 。 （ 2）輥子的強度校核： mmNFM ????????? 861 （ 58） WM1max ?? （ 59） 輥子 底座 擋銷 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 25 W 為抗彎截面系數(shù) 3633 8 032 mmdW ????? ?? （ 510） 32381m a x ???? dWM ?? Pa （ 511） 0 49?? MPa max0 ???? ??n 故安全，強度合乎條件。 支承輥的強度計算 圖 53 集度 ： MNLFq /1013 01018 0 63 ????? ? （ 55） 慣性矩 431244441 )(64480)1(64 mdI ?? ???????? ??? （ 56） 式中： ? 為輥子內(nèi)外徑比，取 。 根據(jù)加熱爐的運動形式可以把個輥軸的受力情況視為 簡支梁來分析。 設(shè)安裝的外支承輥的數(shù)目為： 60個 內(nèi)支撐輥的數(shù)目為： 44 個 以下設(shè)計均按上面假設(shè)的數(shù)目進行設(shè)計 160 180 160 180 180 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 當所有輥子不發(fā)生故障時： 每個支承輥所受的徑向負荷為： Fb= 4460 ? = kN （ 53） 當 輥子在最不利工況下所受的載荷 Fc= 3? ? = kN （ 54） φ420φφ 圖 52 考慮到輥子主要起到支撐作用和在爐底轉(zhuǎn)動時對輥子的摩擦磨損等因素， 輥子選用無縫鋼管制作、加工后輥子壁厚 1? =180 mm 根據(jù)生產(chǎn)廠家無縫鋼管的標準，選定輥子直徑為 485㎜ ,經(jīng)加工后輥子的工作直徑為 480 ㎜ ,材質(zhì)為 35號鋼。及外墻燒咀開得大造成爐膛內(nèi)側(cè)溫度高于外側(cè)，使爐體鋼結(jié)構(gòu) 發(fā)生變形，內(nèi)圈支承輥全部不接觸軌道。 支承輥按輪壓設(shè)計，計算支承輥輪壓應按最不利工況，及沒權(quán)支承輥全部離開下環(huán)懸掛的鋼軌軌道，外圈支承輥也有 70％在工作，由此來選擇支承輥的輥徑、軸徑、滾動軸承。 所以為了降低成本，改善性能，試圖用厚壁無縫鋼管取代實心鋼柱輥子。安全可靠。如圖 51 空心輥子的優(yōu)點： ，使其功率消耗減小，節(jié)省了 能源。其缺點是耗費鋼材，加工難度大，整機笨重，支承輥轉(zhuǎn)動困難。 本章小結(jié) 收集資料對各種運動方式進行分析，在結(jié)合爐底機械的運動特點和工作的可靠性，最后主驅(qū)動裝置采用液壓驅(qū)動方式，傳動裝置采用銷齒傳動。 而齒輪傳動中的銷齒傳動更是具有傳動轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、造價低、拆修方便等優(yōu)點。 4)工作可靠、壽命長 。 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。 比帶、鏈傳動所需的空間尺寸小。 在常用的 液壓 傳動中，以齒輪傳動效率為最高，閉式傳動效率為96%~99%，這對大功率傳動有很大的經(jīng)濟意義。如圖 42 所示。 傳動帶、鏈在使用過程中有被拉長的缺點，并容易被酸、堿、油腐蝕，傳動帶和帶輪之間摩擦放電，有時會產(chǎn)生火花，在和汽油蒸汽或糧食粉塵接觸時，應特別當心引起火災。 (3)適用于動力機和工作機分離較遠的遠距離傳動。 圖 這種傳動的特 點： (1)傳動帶有良好的緩沖消震能力，工作平穩(wěn)，沒有噪音。 帶、鏈傳動 由驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)矩通過傳動帶、鏈傳入減速器直接傳入主動軸。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 由以上分析液壓傳動在大型加熱爐的驅(qū)動中有機械傳動所不具有的優(yōu)點，所以本次設(shè)計驅(qū)動裝置選用液壓馬達傳動。 另外，裝、出料機的升降和夾緊，裝、出料 爐門開閉等設(shè)備也需要液壓控制，那么在非閉式回路控制方式下，它們可以和馬達共用一個液壓泵站來供油。通過液壓系統(tǒng)控制可以實現(xiàn)幾臺液壓馬達同步驅(qū)動，也可在 l臺檢修時由其余的液壓馬達完成爐底的運轉(zhuǎn)。所以液壓馬達比例控制方式正成為環(huán)形加熱爐爐底機械控制方式的首選 .在液壓馬達控制方式中，環(huán)形加熱爐爐底機械通常采用均布在爐子周圍上的 3或 4套液壓馬達傳動裝置驅(qū)動。 機械傳動的是設(shè)備重量大，齒圈制作安裝要求高，機械傳動裝置要有安全裝置和安全銷等，以免因爐底卡住時損壞傳動機構(gòu)。 機械傳動就是環(huán)形加熱爐 的轉(zhuǎn)動能量直接由電動機為傳出轉(zhuǎn)矩。這樣既能節(jié)省能源，又能保證加熱出的鋼坯達到要求。 6. 轉(zhuǎn)底爐的機械化自動化程度較高，裝料出料與坯料在爐內(nèi)運送均可自動運行。 4. 坯料在爐底上相互間隔放置，三面受熱，加熱時間短，溫度均勻，沒有水冷“黑印”，加熱質(zhì)量較好。 3. 坯料在整個加熱過程中，隨爐底一起轉(zhuǎn)動，不需抜鋼或翻鋼操作，與爐底沒有摩擦和震動，鋼坯氧化鐵皮不易掉落。 2. 可以根據(jù)需要改變坯料在爐內(nèi)的分布，從而改變加熱制度，在生產(chǎn)中有較大的靈活性。 坯料的加熱條件為 1280 度、和坯料在爐內(nèi)的分布方式、坯料需要均勻加熱且加熱時間短等要求，我們選擇環(huán)形加熱爐 。 （ 3） 外形不太規(guī)整和厚薄不同的鋼坯在裝爐時不受限制。 步進式連續(xù)加熱爐 的優(yōu)點： （ 1） 鋼坯靠 步進梁的運動在爐內(nèi)通過，因此鋼坯之間可以留出間隙，不會產(chǎn)生粘結(jié)；鋼坯之間空出一定的間隙，還能縮短加熱時間，對氧化、脫碳要求嚴格的鋼坯，還因縮短在路時間而能減少氧化和脫碳。 70 年代以來，由于軋機的大型化，步進梁式爐得到了廣泛應用。軋鋼用加熱爐的步進梁通常由水冷管組成。爐子有固定爐底和步進爐底，或者有固定梁和步進梁。為減小