【正文】 Yβ——螺旋角影響系數(shù)； b—— 計算齒寬； mn——當(dāng)量模數(shù)； ——斜齒輪端面的傳動重合度； [σF]——齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力；① 確定斜齒輪齒形系數(shù)和斜齒輪應(yīng)力校正系數(shù) ② 計算當(dāng)量齒數(shù)zv （） 查《機(jī)械設(shè)計》表105 知：YFa1= YSa1=YFa2= YSa2=③ 確定螺旋角影響系數(shù)，由查《機(jī)械設(shè)計》圖1028得：Yβ=④ K=⑤ Ft1= (N) Ft2= (N)⑥ B1=110 (mm) B1=105 (mm)⑦ mn=4 (mm)⑧ εα=⑨ 查《機(jī)械設(shè)計》圖1020C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1=500 (MPa)；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE2=380 (MPa) 查《機(jī)械設(shè)計》圖1018得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=、 KFN2=許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=[σF1]=(KFN1σFE1)/S=(380)/= (MPa)計算： (MPa) （） (MPa) 因此，該齒輪滿足要求。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。P3)/n3=(106P3)/(n電/i總)=(106)/(2930/293)=106 (N取KV=則 K=KAKv=1=③確定彈性影響系數(shù)ZE因選用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故ZE=160（MPa1/2）④確定接觸系數(shù)ZP先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d3和傳動中心距a2的比值d3/a2=查《機(jī)械設(shè)計》圖1118中查得ZP=⑤確定許用接觸應(yīng)力[σH]根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1。[σH]′=268=260 (MPa)⑥計算中心距 （mm） （）查《機(jī)械設(shè)計手冊3》取中心距 a2=315(mm) m=8 (mm)，蝸桿分度圓直徑 d3=140 (mm) d3/a2=140/315= 查《機(jī)械設(shè)計》圖1118 得ZP′= 因?yàn)閆P′ZP 因此，以上計算結(jié)果可用。m=8= (mm)直徑系數(shù)q=d3/m=140/8= (mm)齒頂圓直徑da3=d3+2ha*42’38”蝸桿軸向齒厚Sa=π蝸輪分度圓直徑 d4=mz4=861=488 (mm) 蝸桿幾何尺寸參數(shù) 單位（mm）蝸桿 蝸輪 蝸桿 蝸桿 中 蝸桿 模分度 分度 直徑 軸向 心 軸向圓直 圓直 系數(shù) 齒距 距 齒厚 數(shù)徑 徑 d3 d4 q pa a2 sa mn140 488 315 8（5）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核： ()式中： σF——齒根彎曲疲勞應(yīng)力； YFa2——齒形系數(shù)； Yβ——螺旋角系數(shù)； [σF]——齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力；當(dāng)量齒數(shù)zV4=z4/cos3γ=61/ cos3 5176。42’38”/140176。KFN查《機(jī)械設(shè)計》表118得ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[σF]′=56 （MPa）壽命系數(shù) ： （）[σF]=56=（MPa） （MPa） （）σF [σF] 齒根彎曲強(qiáng)度滿足要求。 載荷計算 公稱轉(zhuǎn)矩 由[機(jī)械設(shè)計]表141查得，故由式得計算轉(zhuǎn)矩為 （） 型號選擇從GB432385中查得TL8型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為，許用最大轉(zhuǎn)速為，軸徑為45~63mm 之間，故合用。查《機(jī)械設(shè)計手冊1》 得：鋼的摩擦系數(shù)μ= 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量 m總=m頂槍+m小車+m機(jī)架 （） =1200+2200+8410=11810（kg）正壓力：N=m總N==(KN)估計液壓缸的最大行程：S=1250（mm）估計液壓缸距機(jī)架軸承上的摩擦圓距離L=70（mm）滑動軸承直徑D=120（mm）計算摩擦力的轉(zhuǎn)矩：Tf=Ffm)計算液壓缸所需的推力：F=T/L （）=1044/=14914 (N由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長mm 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表62查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值。解:選用圓頭普通平鍵(A型) 根據(jù)從從表4中查得鍵盤的截面尺寸為:寬度mm，高度mm。鍵的工作長度，鍵與輪轂的接觸高度；由式可得： 因此該鍵符合要求。 ；彎矩M ； ；總彎矩 扭矩T 3 按彎扭合成應(yīng)力校核的強(qiáng)度進(jìn)行校核時,通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面C),以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力 （）前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表查得。4 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險截面 截面A，B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A，B均無需校核。因而只需校核截面C左右即可。由[機(jī)械設(shè)計]表151查得， 截面上由于軸肩而形成理論應(yīng)力集中系數(shù)和按附表32查取。31及167。（3）校核C截面（右側(cè)）截面上的彎曲應(yīng)力： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。因，經(jīng)插值后可查得 又由[機(jī)械設(shè)計]附圖31可得軸的敏性系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由[機(jī)械設(shè)計]附表34得由[機(jī)械設(shè)計]附圖32的尺寸系數(shù)；由[機(jī)械設(shè)計]附圖33的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由[機(jī)械設(shè)計]附圖34得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式和得綜合系數(shù)為又由[機(jī)械設(shè)計]167。32得碳鋼的特性系數(shù) 取 取于是，計算安全系數(shù)值，按式和則得 故可知其安全。 頂槍冷卻水控制加熱時頂槍要下到真空室內(nèi)的溫度很高（1100～1300℃），因此頂槍采用水冷方式進(jìn)行冷卻，以免頂槍被燒壞。冷卻水流量差的算法如下。其數(shù)字化算法如下： △Flow1=Yk+1=F(Yk，Xk)=A1Yk+A2Xk （）△Flow2=Yk+1=F(Yk，Xk)=B1Yk+B2Xk△Flow3=△Flow1△Flow2上式中，△Flow1為2s內(nèi)的流量差平均值；Ａ1=T1/(T1+△t)?！鱂low2為20min內(nèi)的流量差平均值；B1=T2/（T2+△t）；B2=△t/（T2+△t）。令T1=2s，T2=20min=1200s,△t=,則△Flow1=(2/)Yk+()Xk△Flow2=(1200/)Yk+()Xk 針對上述算法專門編寫了一個功能塊，將該功能塊放在OB35(100ms)執(zhí)行一次。 頂槍安全控制策略1．RH的頂槍，在非處理階段主要對真空室進(jìn)行升溫加熱；在處理階段，頂槍停放主要對真空室的頂部。這樣，頂槍的安全性需要從兩方面考慮：（1）頂槍加熱時，煤氧燃燒的安全（2）設(shè)備冷卻水的安全；這兩方面出現(xiàn)故障時都可能引起爆炸。2．頂槍加熱燃燒方面的安全控制策略有：（1）在真空處理期間，需要用N2對頂槍槍頭進(jìn)行吹掃，防止頂槍槍頭被真空處理過程中產(chǎn)生的噴濺物堵塞；頂槍加熱前和加熱結(jié)束后，需要用N2對頂槍進(jìn)行定時吹掃，清掃管道中的煤氣。（2）如果真空時溫度不大于800℃，頂槍燒嘴禁止使用。（3）煤氣閥和氧氣閥必須由燒嘴控制單元直接控制，嚴(yán)禁采用PLC進(jìn)行控制。（4）當(dāng)點(diǎn)火命令發(fā)出15s后，如果沒有檢測到火焰，頂槍控制單元會產(chǎn)生一個故障信號來切斷氧氣、煤氣閥門，頂槍提升到停放位。該功能基于歐洲標(biāo)準(zhǔn)，主要是為了安全。吹掃4min后，廢氣流量達(dá)到5000kg/h，吹掃過程結(jié)束，才能重新使用加熱系統(tǒng)。3．頂槍冷卻水方面的安全控制策略有：（1）冷卻水流量低于認(rèn)定值的80%時，切斷氧氣煤氣源，提槍到停放位。（3）冷卻水進(jìn)出水流量差大于正常流量的2%，切斷氧氣、煤氣源，提槍到停放位。對于可修復(fù)設(shè)備，由于發(fā)生故障之后，可以修理恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。把兩者結(jié)合起來，就是機(jī)械設(shè)備的有效度（有效利用率）。MTBF=12000/12=1000（h） （）MTTR=（300+120）/12=35（h）=1000/（1000+35）=% 投資回收資金時間（年） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10投資 1500 1500年收益 800 1000 1500 1500 1500 1500 1500 1500凈收益 1500 3000 2200 1200 300 1800 3300 4800 6600 9100投資回收期（Pt）=[累計凈現(xiàn)金流量開始出現(xiàn)正值的年份數(shù)]1+[上年累計凈現(xiàn)金流量的絕對值/當(dāng)年凈現(xiàn)金流量] =（51）+1200/1500= (年)PC——行業(yè)投資回收期，重型機(jī)械PC=17年∵Pt PC ∴經(jīng)濟(jì)性符合要求。本設(shè)計以實(shí)際生產(chǎn)中的氧槍為設(shè)計基礎(chǔ)，按照機(jī)械設(shè)計的要求，對氧槍升降及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計與校核。通過本次設(shè)計我完成了氧槍升降及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總圖、鏈輪箱、升降小車裝配圖、RH真空頂槍機(jī)構(gòu)、減速器設(shè)計等多張圖紙的繪制，熟練的掌握了CAD繪圖工具。同時，通過對本次課題的研究以及論文的撰寫，使我深切領(lǐng)悟到機(jī)械系統(tǒng)工作機(jī)理的復(fù)雜性、機(jī)械系統(tǒng)現(xiàn)代化設(shè)計方法的重要性，深切感到自己的專業(yè)知識還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)[1] 徐灝主編. 機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[2] 濮良貴，[M]（第七版）.北京：高等教育出版社，2001[3] 鞏云鵬，田萬祿，張祖立，[M]. 沈陽：東北大學(xué)出版社，2004[4] 孫桓，陳作模主編. 機(jī)械原理[M]. 第六版. 北京：高等教育出版社，2001[5] 劉澤九主編. 滾動軸承應(yīng)用手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[6] 龔桂義，潘沛霖，陳秀，嚴(yán)國良主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊. 北京：高等教育出版社，1992[7] 羅振才主編. 煉鋼機(jī)械. 北京：冶金工業(yè)出版社，1989[8] 嚴(yán)允進(jìn)主編. 煉鐵機(jī)械. 北京：冶金工業(yè)出版社，[9] 管克智主編. 冶金機(jī)械自動化. 北京：冶金工業(yè)出版社，[10] Based on the sound intensity of the BOF lance guncontrol expert systemBased on the sound intensity of the BOF lance guncontrol expert systemConverter process for blowing oxygengun gun control, I use furnace slag noise strength and thickness of the furnace, the relationship between the establishment of oxygen gun gun experts, to achieve the oxygen in the gun operation, and to prevent splash back to stem the phenomenon of Happened to optimize oxygen guns blowing process. Simulation analysis showed that the