机械毕业设计（论文）-冷轧带钢夹送矫直装置设计（全套图纸） .pdf

辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 冷轧带钢夹送矫直装置设计 指导老师： 机设 12-4 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 辽宁科技大学毕业设计(论文)任务书 课题名称 冷轧带钢夹送矫直装置设计 课题类别 设计类 论文类 课题来源 生产实际 科研实际 社会实际 其它来源 一、毕业设计(论文)要求、设计参数、各阶段实践安排、应完成的主要工作等 1、设计和绘图的总体要求： （1）设计中计算数据准确合理，图表清晰、准确，符合撰写规范的要求； （2）图纸准确清晰，表达清楚、全面，格式规范，符合数量要求； （3）外文摘要翻译准确，符合撰写规范的要求。 （4）设计说明书及图纸的内容不得与同组及往届的其他同学有雷同。 2、设计参数： 带钢材质 q235 带厚 1.8mm;带宽 1100mm 带钢厚度：1.84.0mm；带钢宽度：1100mm 材料屈服极限：s=235mpa；材料强度极限:b=400mpa 带钢最大输送速度 vmax=160m/min；最小输送速度 vmin=60m/min 夹送辊张力为 20kn 3、各阶段时间安排和应完成的主要工作： （1）资料检索与撰写绪论（一周） （2）总体方案设计与选择的论证（一周） （3）设计计算部分：（三周） 力能参数计算和主电机容量选择； 主要零件设计与强度校核。 （4）技术经济分析、结论、摘要等（一周） （5）绘图：（三周） 总图：至少 1 张； 部件装配图：至少 1 张；不小于 6a1 零件图：至少 3 张，尽量选择轴类零件、齿轮类零件。 （6）设计说明书的编制：（一周） （7）检查修改审阅说明书和图纸：（一周） （8）答辩：（一周） 指导教师(签字)： 年 月 日 院长(系主任)(签字)： 年 月 日 注：此页装订在学生毕业设计说明书（论文）首页。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） i 冷轧带钢夹送矫直装置设计 摘要 随着国民经济的快速发展和生产规模的不断扩大，客户对钢材的质量和精度要求越 来越高，大多数钢材必须经过矫直才能满足客户需求。矫直质量已经成为衡量产品竞争 力的重要标准。在这种背景下，矫直技术得以迅速发展，应用也越来越广泛。辊式矫直 机是目前应用最为广泛的一种矫直机。也是矫直技术发展最为完善的一种矫直机。本文 中所设计的矫直机是五辊夹送矫直机组。针对冷轧带钢矫直，进行矫直力，矫直力矩， 矫直功率，夹送各装置和零件校核计算。并根据给定的数据进过计算选出所需电机等传 动装置。文中所涉及的夹送矫直机在经过一系列设计之后，依据工作原理，还要校核主 要零件强度， 以保证所设计的机械能够满足实际生产。 最后还要结合技术经济环保分析， 进行装置评估。 关键词：关键词：冷轧带钢五辊夹送矫直机；矫直辊；矫直力；矫直力矩；夹送辊；零件校核 全套图纸，加 153893706 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） ii design of cold- rolled strip pinch straightening device abstract with the rapid development of national economy and the continuous expansion of production scale, customers on the quality and accuracy of steel increasing, most of the steel must be straightened in order to meet customer needs. straightening has become an important measure of the quality of product competitiveness. in this context, straightening technology developed rapidly, applications are increasingly widespread. roller leveler is currently the most widely used as a leveler. straightening technology is the most perfect kind of leveler. herein designed leveler five pinch roller straightening unit. for cold- rolled strip straightening, straightening force, the straightening moment, straightening power, pinch each apparatus and parts checking calculations. and according to the given data into the selected desired by calculating the motor and other gear. this paper involved pinch leveler after a series of design, based on the principle, but also to check the strength of the main parts, in order to ensure that the design of machinery to meet the actual production. finally, environmental protection but also with technical and economic analysis, device evaluation. key words:cold- rolled strip pinch five roller straightening machine; straightening roll; straightening force; straightening moment; pinch rollers; parts checking 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） iii 目 录 1 绪论 1 1.1 冷轧带钢的生产工艺和生产设备 1 1.2 冷轧带钢夹送矫直机类型和结构 2 1.3 国内外夹送矫直机的发展状况 2 1.4 冷轧夹送矫直机研究现状 4 1.5 课题的研究内容和研究方法 4 2 总体方案评述与选择 6 2.1 夹送装置主传动方案选择 6 2.2 矫直装置主传动系统方案选择 7 2.2.1 主传动方案 7 2.2.2 减速器方案 8 3 矫直机结构参数与力能参数的计算 10 3.1 设计要求与基本参数 10 3.2 辊式矫直机结构参数的选择与确定 10 3.3 矫直力与矫直力矩的计算 12 3.4 矫直功率的计算 14 3.5 矫直主传动系统的设计 15 3.5.1 选择矫直电机 15 3.5.2 电动机类型的选择 15 3.5.3 电动机的传动比 16 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） iv 3.6 减速器参数计算 16 3.7 减速器齿轮接触强度校核 17 4 冷轧带钢夹送装置主要零件强度计算校 核19 4.1 夹送辊的辊径计算 19 4.2 夹送辊的综合计算 20 4.3 夹送辊调整系统设计方案 21 4.4 弹簧调整系统主要零部件的强度校核 22 4.4.1 拉杆的强度校核 22 4.4.2 紧固螺栓的强度校核 24 4.4.3 连接夹送辊轴承座的螺栓的强度校核 24 4.5 夹送辊轴承的寿命计算 25 5 冷轧带钢矫直装置主要零件强度计算及其校核 26 5.1 轴承的选取与校核 26 5.2 矫直辊强度校核计算 28 5.2.1 矫直辊接触强度校核 28 5.2.2 矫直辊弯扭强度校核 29 5.2.3 矫直辊疲劳强度计算 32 6 润滑方式的选择 34 7 技术经济环保分析 35 结论 36 参考文献 37 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） v 致谢 38 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 1 页 1 绪论 带钢是相对于钢卷，由中小型生产线冷轧工艺轧制而成的带钢产品。带钢一般成卷 供应，具有尺寸精度高、表面质量好、便于加工、节省材料等优点。同钢板相同，带钢 按所用材质分为普通带钢和优质带钢两类；按加工方法分热轧带钢、冷轧带钢两种。带 钢广泛用于生产焊接钢管，作冷弯型钢的坯料，制造自行车车架、轮圈、卡箍、垫圈、 弹簧片、锯条、五金制品和刀片等。比如冷轧普碳带钢适用于制造自行车、缝纫机、农 机等配件及五金制品；冷轧优质带钢适用于制造各种冲压件、钢管及其他金属制品；冷 轧弹簧钢、工具钢带钢用于制造弹簧、刀具、带尺等制品。 1.1 冷轧带钢的生产工艺和生产设备 在相关学科和技术发展的基础上，冷轧技术发展迅速，面貌日新月异，逐渐形成了 现代冷轧工艺。经过几十年的发展，我国的冷轧事业不断地成长壮大，从只能生产建筑 用材的产品发展成为能够生产高级汽车外板、 高级家电板、 高级包装材料和电工钢产品， 无论产量，还是产品的规格品种多样化和质量，都有大幅提高，所以对于加工工艺也有 不同的要求。 冷轧带钢在轧制、冷却、运输过程中或热处理之后，由于各种原因往往产生纵向弯 曲、横向弯曲、边缘浪形和中间瓢曲以及镰刀弯等缺陷，因此，为消除这些缺陷，冷轧 带钢需要在矫直机上进行矫直。冷轧带钢生产工艺流程一般为：矫直酸洗轧制工 艺润滑退火平整剪切包装。 在矫直方面，辊式矫直机生产率高且易实现机械化，在板带车间运用广泛。带钢在 辊式矫直机中经过交错排列的矫直辊多次反向弯曲，使原始曲率的不均匀度逐渐减小， 进而矫平。由于轧件的材质、规格和尺寸不相同，需要反复弯曲的次数也不同，因而辊 式矫直机的辊数差别很大，辊数最少 5 个，最多 29 个，用以矫直极薄带材。 现场矫直机的工作原理是塑性拉弯矫直理论，带材在轧制及平整工序中产生内部不 均匀应力，当其应力值达到一程度时，会造成板形的瓢曲或浪形，拉弯矫直机利用了内 应力的存在改善板形。需矫平的带材在张力辊组施加的张力的作用下，连续经过上下交 替布置的多组小直径的弯曲辊剧烈弯曲，如图 1.1。带材各条纵向纤维长度的不均匀性 在拉伸和弯曲的合作用下，沿长度方向上产生了不同程度的塑性延伸，拉伸弯曲矫直技 术使各条纵向纤维的长度趋向于一致，从而减小了内应力的不均匀分布，消除了由于纵 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 2 页 向纤维长度差造成的板形缺陷。 图 1.1 板带矫直机工作原理 1.2 冷轧带钢夹送矫直机工作原理和主要参数 轧件进入旋转着的矫直辊中，经过多次的、反复的、正反方向的弯曲变形使其原始 曲率的不均匀性得到消除， 从而使曲率从大变小， 达到矫直的目的； 矫直机有以下参数： 辊子直径：辊径过小强度不够，辊径过大，作用在辊子上的压力也越大，轧件得不 到足够的弯曲变形，使矫直质量达不到要求。 辊子数量：辊数增加，就增加了轧件反复弯曲的次数，有利于提高矫直精度；但实 际上辊数达到一定数量后，靠增加辊数来提高矫直效果已不明显，反而却增加能耗，因 此，在保证矫直要求的前提下，辊数应尽量少。 辊子间距： 辊间距对于轧件矫直质量和作用在辊子上的压力有很大关系。 辊距过小， 作用在辊子上的压力太大，矫直机不仅能量消耗增大，而且，当接触应力超过其许用值 时，辊子会过早磨损；而辊距过大，带材变形就不充分，不能达到所要求的矫直效果。 特别指出，支撑辊印要尽量避免；它是指平直光滑的工作辊辊面粘有金属铁粉及残 留乳液，从而在矫直带钢时，被传递到支撑辊表面，再由支撑辊传递到工作辊表面在带 钢表面形成可见，无明显手感的压印，多呈条带状。用擦拭法去处效果不明显，影响冷 轧板带钢的表面质量与美观。 综上所述：小辊径、多辊数及小的辊间距适合于矫直断面较薄的板带钢，大辊径、 少辊数、大的辊间距适合于矫直断面较厚的板带钢 本课题研究的是五辊冷轧带钢夹送矫直装置。 1.3 国内外夹送矫直机的发展状况 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 3 页 矫直技术产生的确切时间还未找到准确的文字记载。但从文物发掘中可以看到，我 国春秋战国时期宝剑的平直度要求表明当时手工矫和平整技术已经达到很高水平。 古 代人在矫直及整形的实践中认识到物质的反弹特性，确立了“矫枉必须过正”的哲理， 用之于矫直技术具有一语道破之功。由于中国社会的特殊条件，好多技术停留在手工阶 段。18 世纪末到 19 世纪初，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽动力代替人力， 机械化生产代替了手工作坊。19 世纪 30 年代冶铁技术培训发展起来，当时英国的生铁 产量已由 7 万吨增长到 19 万吨， 增加了了 2.7 倍， 19 世纪 50 年代开辟了炼钢技术的新 纪元。随着平炉炼钢技术的发明，钢产量增长迅速。到 19 世纪末，钢产量增加 50 多倍， 钢材产量占钢铁产量的比重也显著增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机 械。进入 20 世纪，以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。英国在 1905 年制造的辊式板材矫直机大概是我们见到的最早的一台矫直机。20 世纪初已经有 矫直圆材的二辊式矫直机。到 1914 年英国发明了 212 型五辊式矫直机，解决了钢管矫 直问题同时提高了棒材矫直速度，20 世纪 20 年代日本已能制造多斜辊矫直机，20 世纪 30 年代中期发明了 222 型六辊式矫直机，显著提高了管材矫直质量，20 世纪 60 年代中 期，为了解决大直径管材的矫直问题美国萨顿公司研制成功 313 型七辊式矫直机。20 世纪 30 到 40 年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到迅速发展，而且 相继进入到中国的钢铁工业及金属制品业。新中国成立前，在太原、鞍山、大冶、天津 及上海等地的一些工厂里可以见到德、英、日等国家制造的矫直机。与此同时，还出现 了拉伸矫直机。20 世纪 50 年代苏联的矫直机大量进入到中国，同时，世界上随着电子 技术及计算机技术的发展，工业进步速度加快，矫直机的品种，规格，结构及控制系统 都得到不断的发展与完善。20 世纪 70 年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研 究成果。 有小到1.6mm 金属丝矫直机和大到600mm 管材矫直机， 有速度达到 300m/min 的调整矫直机和精度达到0.038mm/m的高精度矫直机， 同时也引进许多先进的矫直设备。 如英国的布朗克斯矫直机、德国的凯瑟林矫直机、德马克连续拉弯矫直机以及高精度压 力矫直机、日本的薄板矫直机等。值得自豪的是我国科技界一直在努力提高自己的科研 设计创新能力。从 20 世纪 50 年代起就有刘天明提出的双曲线辊形设计的精确计算法及 文献提出的矫直曲率方程式。 6080 年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究， 并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会，产生了等曲率反弯辊形 计算法。进入 90 年代我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步，一些新研制的矫 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 4 页 直机获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市，省及部级科技进步奖。近年来我国 在反弯辊形七斜辊矫直机、多斜辊薄壁管矫直机、3 斜辊薄铜管矫直机、双向反弯辊形 2 辊矫直机、复合转毂式矫直机、平行辊异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制方 面相继取得成功。在矫直高强度合金钢方面也已获得很好的矫直质量，其矫后的残留挠 度为 0.20.5mm/m。此外，从 20 世纪 60 年代以后拉伸与拉弯矫直设备得到很大发展， 对带材生产起到重要作用。 1.4 冷轧夹送矫直机研究现状 进入 90 年代我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步，一些新研制的矫直机 获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市，省及部级科技进步奖。近年来我国在反 弯辊形七斜辊矫直机、多斜辊薄壁管矫直机、三斜辊薄铜管矫直机、双向反弯辊形二辊 矫直机、复合转毂式矫直机、平行辊异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制方面相 继取得成功。在矫直高强度合金钢方面也已获得很好的矫直质量，其矫后的残留挠度为 0.20.5mm/m。此外，从 20 世纪 60 年代以后拉伸与拉弯矫直设备得到很大发展，对带 材生产起到重要作用。 在实际计算中， 作用在矫直辊上的压力可按照轧件弯曲时所需的力矩来计算。 此时， 将冷轧带钢看成受很多集中载荷的连续梁，这些集中载荷就是各个辊对冷轧带钢的压 力。它们在数值上等于冷轧带钢对辊子的压力。 在辊式矫直机上，轧件是随着矫直机的转动不断前进并反复弯曲的，按矫直辊上的 扭矩按功能原理来确定。 矫直机的功率的计算，要计算主传动电机功率必须求出冷轧带钢塑性变形矫直力矩 （mk）和作用在辊子上的总压力（p）。 1.5 课题的研究内容和研究方法 进行设计前对鞍钢冷轧带钢夹送矫直装置进行研究分析。研究鞍钢集团冷轧带钢夹 送矫直装置生产流程后，采用经典材料力学、机械设计学方法，对五辊夹送矫直机进行 计算，对主要参数例如作用在辊式矫直机辊子上的压力，矫直辊间板带的弯曲挠度，辊 式矫直机传动功率和辊式带钢矫直机基本参数进行计算校核。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 5 页 图 1.2 立式矫直机机架 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 6 页 2 总体方案评述与选择 2.1 夹送装置主传动方案选择和调整装置的作用 1夹送辊 2电机 3减速器 图 2.1 双电机传动方案 双电机传动方案由于复杂和存在速度不均匀导致的带钢损伤，所以我不考虑使用这 个方案。 1夹送辊 2电机 3减速器 图 2.2 单电机传动方案 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 7 页 夹送装置采用单电机传动，这种方案简单实用，而且布置紧凑。夹送装置不需要太 复杂，优先考虑单电机传动。 夹送辊装置由上夹送辊、下夹送辊、机架、压辊、活门、机架辊及导板、传动等组 成。本夹送辊设置在地下卷取机入口侧，将钢板头部引入地下卷取机的同时，对带钢施 加张力。上下夹送辊之间的辊缝设置，是根据带钢的厚度，由液压压下系统控制，行程 由组合位置传感器控制。 2.2 矫直装置主传动系统方案选择 2.2.1 主传动方案 轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因素的影响，往往产生形状缺陷。板材 和带材往往会产生纵向弯曲（波浪形）、横向弯曲、边缘浪形和中间瓢曲以及镰刀弯等 变形。为了消除这些缺陷，轧件需要在矫直机上进行矫正。 在辊式矫直机上，按照每个辊子使轧件产生的变形程度和最终消除残余曲率的方 法，可以有多种矫直方案。最常见的是小变形矫直方案和大变形矫直方案。小变形矫直 方案是假设矫直机上每个辊子的压下量都可以单独调整，各个辊子的反弯曲率的选择原 则是只消除轧件前一辊上产生的最大参与曲率，使之变平。大变形矫直方案是使具有不 同原始曲率的轧件经过几次剧烈的反弯以消除其原始曲率的不均匀度，形成单值曲率， 然后按照矫直单值曲率轧件的方法加以矫平。 传动简图如图 2.3 和图 2.4 所示： 1电机 2万向联轴器 3下工作辊 4上工作辊 图 2.3 矫直主传动方案原理图 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 8 页 该方案是一个由一个电动机驱动的。通过联轴器由电机带动每一个矫直辊。这种方 案虽然利于分别控制矫直辊，但是比较复杂，对精度要求也比较高。必须严格控制各辊 的转速。所以这一个方案不采用。 1电机 2万向联轴器 3上工作辊 4下工作辊 5链轮 图 2.4 矫直主传动方案原理图 该方案是一个由一个电动机驱动的。由于圆柱齿轮减速机的制造和安装较为简单， 因此在矫直机主传动系统中得到广泛应用。且将其制造成为联合减速机。因为将减速机 与齿轮座组成一个整体，可减少传动件，且结构紧凑，能减少机列总长度，节省精整车 间的空间。 该矫直机的优点是结构紧凑，一个电机驱动，传动结构精巧，布置紧凑， 通过带动一个下矫直辊，由链轮把下矫直辊统统带动。此矫直传动分配箱还带动一夹送 辊，这也是板带矫直机的另一个特点。由于其辊距较小，夹送辊的传动若另做，不仅浪 费电动机、联轴器等零部件，还浪费空间， 使得整机平面布置较困难。此外，还有夹 送辊，净辊等传动与矫直传动做到一起，使其性能更优。 2.2.2 减速器方案 为了方便运算和设计，我打算采用单级圆柱齿减速器，减速器方案简图如图 2.5。 本方案采用斜齿圆柱齿轮传动，其承载能力和平稳性比直齿圆柱齿轮传动好，结构 简单，适应转速较高负载较高的传动，更适用于高速或要求传动平稳的场合。并且由于 结构简单，便于生产制造。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 9 页 图 2.5 减速器传动方案 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 10 页 3 矫直机结构参数与力能参数的计算 3.1 设计要求与基本参数 带钢厚度：1.84.0mm， 带钢宽度：1100mm， 材料屈服极限： s =235mpa 材料强度极限：400= b mpa 带钢最大输送速度160 max =vm/min，最小输送速度60 min =vm/min 夹送辊张力为 20kn 。 3.2 辊式矫直机结构参数的选择与确定 1. 辊径 d 与辊距 t 的确定 辊径 d 与辊距 t 之间有一定的比例关系，查文献12，薄板矫直机的比例关系为： =/ t0.90.95d， 取。 在此取=0.95。辊径 d 确定后，滚子轴颈及与万向接轴连接 处轴颈的强度可以按照一般强度计算公式校核。辊子上的矫正扭矩按照第三辊的计算扭 矩(包括摩擦因素)考虑，因为第三辊的矫正力 p 最大。 在确定辊距 t 时，应该考虑满足最小厚度轧件的矫正质量要求，又满足考虑矫正最 大断面轧件时矫正辊的强度要求。为此，应分别计算最大允许辊距maxt和最小允许辊距 mint。最后确定的辊距 t 应该是minmaxtt 200mm时，a=100300mm。 在此取 a=300mm，l=1100+300=1400mm。 4. 矫正速度 的确定 矫直机的矫正速度主要由生产效率确定，要与轧机生产能力和所在机组的速度相协 调。查文献1， =0.16.0m/s 在此取 =1.1m/s。 3.3 矫直力与矫直力矩的计算 在生产实际中，辊式矫直机的矫直原理就是使工件在矫直辊压下力的作用下，在同 一工作平面内通过交错配置的工作辊进行反复压弯，工件发生弹塑性变形，直到残余曲 率逐渐减小为零，工件趋于平直。下面根据计算矫直力和矫直力矩的公式求出所需的参 数。 （1）矫直力的计算 根据文献1可知，作用在矫直辊上的矫直力如图 1.1 所示，各辊子上的力可以根 据轧件断面的力矩平衡条件求出，即： 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 13 页 = += += += = 45 5344 4233 322 21 2 )2( 2 )2( 2 )2( 2 2 m t p mmm t p mmm t p mm t p m t p （3.5） 式中 t 矫直辊辊距。 今假设第 2、3、4 辊下轧件弯曲力矩为塑性弯曲力矩 s m ; 由文献2，5- 12得辊式矫直塑性弯曲力矩为 s m = s 4 2 max bh =1316 3 10n mm， 其中 s 为轧辊屈服极限， s =235mpa 。 将上述三个假设代入式（3.3），可得出各辊下矫直力的计算式为： 1 p = s m t 2 =16.45 kn 2 p= s m t 6 =49.35 kn 3 p= s m t 8 =65.8 kn 4 p= s m t 6 =49.35 kn 5 p = s m t 2 =16.45 kn 故作用在上下辊子上的压力总和为 ： p= n i p 1 = 1 p + 2 p+ 3 p+ 4 p+ 5 p =197.4 kn （3.6） （2） 矫直力矩的计算 矫直过程按照以下假设进行分析： （1）认为各辊下的弯曲力矩im 均是塑形弯曲力矩sm； 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 14 页 （2）认为弹复变形不属于耗能变形； （3）除原始曲率 0 1 r 外，其余各辊下的残余曲率（也就是下一辊的原始曲率）都等 于小变形矫直方案中的残余曲率最大值 max ) 1 ( i r ； （4）对具有原始曲率 min0) ( 1 0 r 的轧件，可假设其平均原始曲率为： ( ) min0min00 )(2 11 0 2 11 rrr = += 式中 min0) (r的数值，对于钢板， min0) (r= h/ )3010(，h 为轧件厚度。 按照上述假设，矫直辊上的矫直力矩为： += max 0 ) 1 )(72( 1 2 i sk r n r m d m (3.7) 其中，按照下列回归经验公式可以近似计算max i 1 r ： ()22 . 0 44 . 0 6 . 0 1 max = eh e r s i hr/ )3010()( min0 =， mmh0 . 46 . 1= 故：( )min 0 r=2.5 18.75mm。 ( ) 00min 1111 2 r537.5r =，取大值： 0 11 36r =。 将 0 1 r 与max 1 ir 代入式(3.7)中可得： mmknmk= + = 844.322422 . 0 )752( 1036 1 1512 2 150 3 3.4 矫直功率的计算 查文献1，辊式矫直机电动机功率可按下式计算： 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 15 页 21 2 k d nmpf d =+ （3.8） 式中 k m 总矫正扭矩， k m =3224.8knmm ； p 作用在矫直辊上的压力总和，p= 197.4 kn ； f 矫直辊与轧件的滚动摩擦系数，对于钢板 f =0.0002， 如考虑可能出现较 大的滑动摩擦，则对于钢板 f =0.0008 ； 辊系轴承的摩擦系数，辊针轴承01 . 0 = ； d辊子直径，d= 150 mm ； d辊子轴承处直径 (滚针轴承取中径), d=85 mm； v矫正速度 m/s， v=1.1 m/s ； 传动效率， = 减数器 齿轮座 2 联轴器 2 万向接轴 =0.768 22 99 . 0 99 . 0 98 . 0 =0.723 。 所以电机功率： n= 21 () 2 k d mp f d + =75.426kw 3.5 矫直主传动系统的设计 3.5.1 选择矫直电机 由前面的主参数计算可以得到，矫直机的总功率为 p=75kw 3.5.2 电动机类型的选择 电动机类型的选择可以根据动力源和工作条件，冶金用电动机大多采用 yzr 系列 （绕线转子三相异步）电动机。因为它具有较大的过载能力和较高的机械强度，特别使 用于短时和周期运行， 频繁启动和制动， 有时过负荷及有显著的振动和较大冲击的设备。 电动机功率的选择及其类型参数： 根据矫直机的功率（75kw），可选择 yzr 系列，功率为 75kw 的 280m 电机，由文 献 16 查得其转速为 nm=969r/min。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 16 页 由文献 16 可查得其安装尺寸及重要的外形尺寸： 电动机总长度：l=1315mm 外伸轴径：d=80mm 外伸长度：e=170mm 电动机中心高：h=280mm 3.5.3 电动机的传动比 电动机的转速为 nm=969r/min 经一级减速后，要进行两次分配，最终输出轴的转速可计算得到： v = 1.5m/s；v=nr；r=d/2； d 为工作辊的直径（d=150mm） 所以： min/1200/20 2/150 . 0 5 . 1 2/ 5 . 1 radsrad d = （3.1） 0828.191 14. 32 1200 2 = = w n 传动比：07 . 5 0828.191/969/= wm nni 3.6 减速器参数计算 1、各轴的转速计算 min/12.191 min/12.191min)/(07 . 5 /969/ min/969 23 12 1 rnn rrinn rnn m = = = 2、各轴的输入功率 各传动轴和传动机构的效率 321 、 由文献4查得， 99 . 0 1= (弹性联轴器)，其特点是传递转矩的能力很大，结构简单，耐久性好， 有 一定的缓冲和吸振能力。适用于轴向窜动较大，正反转变化较多和启动较频繁的场合。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 17 页 98 . 0 2 = （闭式圆柱齿轮传动，7 级精度），其特点是结构紧凑，工作可靠，效率 高 (0.99)，寿命长，能保证恒定的传动比，传动平稳，适用的范围广,可实现平行轴、 相交轴和交错轴之间的传动。 98 . 0 3 = (圆锥滚子轴承)，其结构为向心推力结构，可以同时承受轴向和径向的 力。其中单列的只能承受单方向的轴向力，有些类型可以同时承受对向轴向力，类似角 接触球轴承，不同的是相对转速低，精度低，但承受力大很多。 所以减速器的传递效率为 885 . 0 98 . 0 98 . 0 99 . 0 42 4 32 2 1 =减速器 由主要参数计算可以得到：所选电动机的额定功率为 p=75kw;电动机所工作需功率 为 pd=71kw。 所以各轴输入功率为： kwpp kwpp kwpp d 99.61 89.63 53.66 1323 2312 11 = = = 3、各轴输入转矩 各轴转矩如下： mnpt mnpt mnpt = = = 39.309712.19199.619550/9550 58.319212.19189.639550/9550 67.65596953.669550/9550 333 222 111 4、总汇 将上述计算结果列于下表 4.1 中，以供后面查用 表 4.1 减速机参数图 轴号 转速（r/min） 功率 p(kw) 转矩 t(nm) 传动比 i 1 969 66.53 655.67 5.07 1 2 192.12 63.89 3492.58 3 192.12 61.99 3098.39 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 18 页 3.7 减速器齿轮接触强度校核 由于减速器齿轮较多，这里只列出一个高速级齿轮。查文献 17 得， 模数:m=2.5 齿数:z1=30 齿形角:a=20 齿顶高系数:ha* =1 分度圆直径:d1=75 精度等级:7hk gb10095-02 中心距:157.5 31.5 按照接触疲劳强度校核公式进行校核得 h he t h zz u u bd kf + = 1 1 （3.2） 齿轮法向力 n d t ft47.213292 1 1 = (3.3) 所以有 92.1079 1 1 = + = he t h zz u u bd kf mpa (3.4) 所以 8 . 1501= 因此，da处轴承静强度合格，所选型号 22217 能满足使用要求 。 对于轴颈为 b d处的轴承， b prf= =1576kn， 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文） 第 28 页 设计基本额定动载荷为： 10 6 60 1561.84 10 h t nlp ckn f = 根据上式计算结果，在机械设计手册中选取型号为 22217c 的调心滚子轴承，在 b d 处放置一个，同时可得轴颈 b d =85mm。 基本尺寸/(mm)d:8