重卷检查机组小车行走装置设计【毕业论文绝对】

1、近年来，随着热连轧生产向高速、大钢卷方向发展，语气相关的设备就更需要进 行优化。本课题的设计在普通钢卷车的基础上进行了改进，以便适应对大钢卷运输的 要求。该装置具有结构简单，检修维护方便等特点。在冷轧厂的酸洗、轧制、退火、 精整、电镀等各道工序中，钢卷运输车是必不可少的设备。它可把钢卷装上开卷机或 从卷取机上卸下钢卷，亦可用于机组间的长距离运输和一些过跨运输。本文主要以设 计钢卷运输车的行走装置，从钢卷车的结构分析、受力分析、以及各方血的优化比较 来使所设计的产品更完美。其中，以及各方面的优化比较来使所设计的产品更完美。 其中设计包括结构设计、功能设计、材料选用、应力计算以及校合、和工艺设计。

2、通过钢卷车的设计，可以运用机械设计的相关知识，采用数字化设计手段，完成 毕业设计任务。本课题通过对钢卷车总体设计以及关键零部件的设计，达到毕业设计 综合训练的目的，其结果对于企业设备的技术改造具有一定的实际意义。关键词：钢卷车；行走装置；车架；abstractin recent years, with the hot rolling production to high-speed, large coil direction, with its associated equipment will need to be optimized the design of this subject i

3、n general based on the coil car has been improved to meet the requirements of the transport of large coils. the device has a simple structure, easy maintenance overhaul. in the cold rolling plant pickling, rolling, annealing, finishing, electroplating and other working procedure, the coil transporte

4、r is essential equipment. it can be installed on the coil winder uncoiler or unloaded from the coil, can also be used for crew transport and some long distance between the cross-over transport. in this paper, mainly to he design of steel coils of vehicle walk device , the structure of vehicles fiom

5、the coil, the force, as well as compare the various aspects of optimizing the design to make the products more perfect. among them, the design including structural design, functional design, material selection, stress calculations and the school together, and process design.through the design of coi

6、l car, you can use the knowledge of mechanical design, digital design tools, to complete the graduation project tasks. this issue through the design of the overall design of coil car, as well as key components to achieve a graduation design a comprehensive training purposes, the result is of practic

7、al significance for the technological transformation of the business equipment.key words： coil car, walk device, frame1 绪论11选题的背景和目的11.2钢卷车的研究现状与发展趋势11.3钢卷车的研究方案31.3.1.技术方案（技术路线、技术措施）31.32 要解决的主要问题和技术关键31.3.3所设计的钢卷车行走装置选型42小车行走装置传动方案确定52传动方案选择原则52.2 选定小车传动方案52.3选择车轮与轨道并验算其强度62.3.1轮压值校核及选择车轮和轨道62.3.2

8、车轮疲劳计算72.3.3车轮强度计算72.4运行阻力计算82.4.1摩擦阻力矩计算82.4.2摩擦阻力计算82.5初选电动机择82.5.1 减速电机的典型类型82.5.2 减速电机的类型的选择92.5.3 确定减速机型号102.6传动齿轮设计计算102.6.1选择齿轮类型，精度等级，材料及齿数102.6.2按齿根弯曲疲劳强度设计102.6.3校核齿面接触强度122.6.4传动齿轮参数确定132.7各级传动比计算142.8v 带传动设计计算143 轴的尺寸确定与强度校核183初定轴的最小直径183.2轴的结构设计183.3轴强度校核184轴承的选择与寿命校核计算214.1 滚动轴承的选择依据21

9、4.2初选滚动轴承224.3初步计算当量载荷224.4轴承寿命校核235键的设计计算235.1电动机伸出端键的设计与校核235.1.1选择键连接的类型和尺寸235.1.2校核键连接的强度，计算最大转矩235.2从动带轮键的设计与校核245.2.1选择键连接的类型和尺寸245.2.2校核键连接的强度，计算最大转矩245.3 齿轮上键的设计与校核255.3.1选择键连接的类型和尺寸255.3.2校核键连接的强度，计算最大转矩256机架的设计266.1 机架结构设计266.2焊接工艺设计26总结30参考文献311绪论近年来随着热连轧生产向高速，大钢卷方向发展，与其相关的设备就需要进行优 化。本课题的

10、设计在普通钢卷车的基础上进行了改进，以便适应对大钢卷运输的要求。 该装置具有结构简单，检修维护方便等特点。通过钢卷车的设计，可以运用机械设计的相关知识，采用数字化设计手段，完成 毕业设计任务。本课题通过对钢卷车总体设计以及关键零部件的设计，达到毕业设计 综合训练的目的，其结果对于企业设备的技术改造具有一定的实际意义。1.1选题的背景和目的冷轧机生产线是冷轧带钢生产中一个最重要的工序，上卷作为冷轧机生产线的第 一道工序，其自动化程度制约着冷轧的生产规模。因此提高上卷效率，缩短辅助时间, 就会使冷轧产量得到很大提高所以冷轧的自动上卷成为现代化冷轧机生产线上必不 可少的功能之一。上卷工序作为冷轧机生

11、产线的第一道工序，它的效率将对冷轧产品 产量起到一定的制约作用自动上卷比人工上卷操作更方便，它不但省时，生产效率高, 而且在安全和投资方面都具有非常明显的优势。所以，自动上卷将是以后冷轧机生产 线上卷方式的首选，是提高冷轧产品产量的前提，也是现代化生产的要求。近年来， 钢厂为了提高其他冷轧产品的产量及自动化程度，在新上的热镀锌机组、电镀锌机 组、 连续冷轧及彩涂机组等大型机组上也开始应用口动上卷。在金属板带生产设备中，自动上卷功能是基础自动化中的重要功能之一。90年代 中期，国产的板带生产设备开始装备自动上卷装置。自动上卷控制的主要组成部分是 带卷的高度和宽度自动对中控制。高度自动对中是指带卷

12、的内孔与开卷机卷筒在高度 方向上自动对正，使带卷能准确的套在卷筒之上。宽度自动对中是指带卷上到卷筒上 时，使其宽度中心对正机组中心线。其次是实现口动上卷整个过程的顺序控制。高度 和宽度自动对中就其检测方法和控制方式的不同又有多种形式。上卷小车是主要设备 之一。该设备在整个系统中起着至关重要的作用，它能否正常运行直接影响着冷轧清 洗线的状况、产品产量和质量。小车的自动控制过程贯穿整个上料过程，如果失败， 可能造成设备损坏，甚至危害到人身安全。因此，小车的自动控制必须做到准确，及 时、安全可靠。在冷轧重卷线中，入口小车首先从鞍座位取卷，然后进行钢卷直径测 量和高度对中，对中准确后进行上卷，使钢卷的

13、宽度中心位与开卷机心轴的中心位一 致。这样，开卷机才能正确甩带头，开卷。1.2钢卷车的研究现状与发展趋势热带钢连轧机生产由于生产率高、成本低、金属消，因此，近几十年來，热带钢 连轧机生产发展迅猛，也是各种新技术应用最广泛的一个领域。热带钢连轧机的水平 在一定程度上反映了一个国家钢铁工业的技术水平，目前钢材产量较多的国家中，热 带钢连轧机所轧出的板材占板材总产量的50%以上。冃前，热带钢轧机是围绕着提高生产能力、扩大产品规格、提高产品质量和自动 化装备水平向着大型化、高速化和自动化方向发展。近来新逮的热带钢连轧机数量 不多，但轧机的技术水平却有了显著的提高。现代热带钢连轧机在提高轧机生产能力和扩

14、大产品规格方面的技术发展特点是：（1）增大板坯重量为提高轧机的生产能力，不断提高板坯厚度和长度。板坯重量由27-40吨增加到 45.7吨钢卷单位宽度上的重量达到36公斤/毫米。（2）增加精轧机座数目，实行升速轧制。过去热带钢连轧机精轧机组的机架数为六架，近來均采用七架。增加精轧机座数 目的目的是：减轻分配给各机架的负荷，提高轧制速度，改善带钢表面形状与质量;加大精轧坯的厚度，减少粗轧机的轧制道次，减少板坯的温度降，提高产量；可 生产更薄的带钢。由于精轧机组的轧制速度直接影响轧机的生产能力，因此通过加大主电机功率和 增加机座数目等措施提高精轧速度。过去热带钢连轧机的轧制速度一般在610米/秒,

15、现普遍采用20米/秒左右。适应精轧机组的高速化，粗轧机组的轧制速度也相应地由 2-3米/秒提高到4米/秒以上，最高设计速度达6.5米/秒。当精轧速度超过12米/秒后 带钢在输出辘道上将“飘浮”起来，不便于运输， 因此，卷取机的咬入速度限制在10-12米/秒的范围内。为适应精轧机组的高速化， 冃前的高速轧机都采用低速卷取（约10米/秒），待卷取机咬钢后，轧机、输出辗道、卷 取机同步加速到最高轧制速度。（3）增大主电机功率随着板坯厚度的增大和轧制速度的提高，要求增加主电机的传递扭矩来强化轧制 过程。目前，粗轧机座的主电机功率达10000千瓦，精轧机座的主电机功率达8000 -12000千瓦。冃前，

16、精轧坯的厚度由25毫米提高到45毫米，最大的达到60毫米。 因精轧坯厚度的增加导致精轧机轧辘尺寸和主电机转矩的增加。精轧机上采用两种不 同的轧規尺寸，以均衡主电机能力。（4）设置近距离卷取机和强力卷取机由于带钢厚度范围不断增加，因此仅用调节冷却水来控制不同产品的卷取温度是 有一定困难的同时较薄的带钢在运输辗道上长距离运输不够稳定，容易出事故。为此, 有的热带钢生产线上专门设置了近距离卷取机。一般，近距离卷取机距末架精机轧机 座约60-70米，卷取0.82.5毫米的带钢。对于卷取较厚的带钢则采用强力型卷取 机。目前可达2.3-25.4毫米的带钢 最大厚度已达30毫米。钢卷车在国内外皆属于较成熟的

17、产品，已被广大钢铁生产厂家所采用，近年来随 着热连轧生产向高速，大钢卷方向发展，与其相关的钢卷车设备在普通钢卷车的基础 上向着适应热连轧生产的这种发展方向发展。1.3钢卷车的研究方案1.3.1. 技术方案(技术路线' 技术措施)钢卷车是热轧生产线上的设备之一，主要用于将卷取完毕的钢卷从卷取机上卸下 并运送到打捆站，另外还有辅助卷取机卷取钢卷的功能。钢卷车的水平驱动方式主要分为电机驱动及液压驱动两种驱动方式，托车昆形式也 因不同需要而有多种多样。根据本课题的要求，由于水平输送距离较短，所以选择液 压驱动方式；由于钢卷车需要具备辅助卷取功能，钢卷支承部分选择托辘形式钢卷车 主要由钢卷车木体

18、及运输轨道组成。运输轨道由两条轨道组成，呈水平布置，固定在 基础上。轨道从卷取机下方一直延伸到打捆站。钢卷车主要由车体、支承辗轮、带托辗的升降框、水平驱动缸、垂直升降缸及托 车昆制动缸等组成。四个支承轮固定在车体上，升降框的导向部分为方形结构，由车体导向，两个托 辘固定在升降框的上表血，在两个托辘之间安装一个制动缸，通过制动块制动两个托 辐，带托辗的升降框由垂直升降缸驱动进行升降，垂直升降缸的一端固定在升降框上, 另一端固定在车体上。以上所述部分形成一个整体，由四个支承辘支承座落在两条水 平轨道上。水平驱动缸一端与车体连接，另一端与固定在基础上的支架连接。钢卷车 由水平驱动缸驱动在轨道上行走。

19、钢卷车在水平轨道上由三个特征位置，卷取机下方 为接受位置，打捆站下方为放卷位置，在以上两个位置之间为等待位置。在每个特征 位置上都有限位开关提供信号给控制系统，以便控制钢卷车的水平位置。在垂直液压 缸上内置了位移传感器，检测托辘的升降高度，由控制系统控制托辘的高度位置。在 供油回路上由压力传感器检测油压，控制托辘的提升力。在制动缸的非制动位置，由 限位开关检测，由控制系统控制制动缸制动状态。1.3.2. 要解决的主要问题和技术关键(1) 车架的结构设计及材料选择由于升降行程较大达1200mm,在最大行程时还要考虑在40吨钢卷的重量下保持 平稳的导向，同时还要考虑加工制作的可行性，因此其结构的合

20、理选择较为关键。(2) 钢卷车的水平垂直运动装置的合理设计由于最大钢卷重量达40吨，而卷取机的卷取速度非常快，因此运动速度的选择既 要保证钢卷平稳运送，又要满足轧制节奏，及时将钢卷从卷取机运送到打捆站，保持 钢卷运输通畅。(3) 车体和行走装置等主要零部件的强度、刚度计算1.3.3所设计的钢卷车行走装置选型在如今热轧厂常用的钢卷车通常有两种方式驱动：(1) 由液压缸驱动钢卷车的水平行程：液压驱动是如今国内外大部分工厂所采用的形式，由于液压驱动在能量传递方面 的损耗较小，而且稳定性好，液压的缓冲回路能实现无级加速与减速，所以能防止钢 卷从小车上的脱岀，造成事故。各种不同的液压回路还能在不同的任务

21、中实现各种调 整。女山运载轻载的钢卷时，由于钢卷的直径较小，不易脱出，可以适当加快钢卷车 的速度，提高效率。(2) 由电动机驱动钢卷车的水平行程电动机驱动的钢卷车被广泛应用于地形复杂，或是有转弯的轨道。并且，其本身 有着灵活的机动性。在某些较大的厂中，由于钢卷出口离运输口较远，通常选用电动 机来驱动钢卷车，电动机驱动还便于在多根轨道上行走，可以使一廊钢卷车遍及各个 岀口，灵活性比液压驱动大的多，也是广大厂家选择它的原因。本次设计的选用，由于要求所设计的钢卷车最大载重为38吨,是较重的大型钢卷, 而且钢卷车行程路线为直线。由以上电动机驱动与液压缸驱动比较，本课题所设计的钢卷车用电动机驱动较为 合

22、适。2小车行走装置传动方案确定2.1传动方案选择原则拟定传动方案，应首先考虑电动机的同步转速。相同容量的同类异步电动机，其 同步转速有300017min 1500r/min> 1000r/min> 750r/min四种。电动机转速越高，则 极数越少，尺寸和重量越小，价格也越低，但机械传动装置的总传动比增大，传动级 数要增多，传动尺寸和成本都要增加。通常多用同步转速为1500r/min和1000i7min两 类电动机。选定同步转速后，依据电动机的同步转速及工作机的输入转速久，可确定传动 装置的初估总传动比，根据所需的f,并考虑各类传动机构i的合理范围，拟定出几种 传动方案进行分析比较

23、。图125所示的三种传动方案中，图125a为闭式双级齿轮传 动，使用维护方便，适于在重载和恶劣条件下长期工作，但制造、装配要求较高，成 本较高；图12-5b采用v带传动获得较为紧凑的结构尺寸，乂能发挥其缓冲、吸振， 过载起安全保护作用的优点，一般宜把带传动布置在高速级，该方案通常得到广泛应 用。但外廓尺寸一般较大，口不适于繁重和恶劣条件下工作；图12-5c为电动机直接 接在蜗杆减速器上，结构最紧凑，但在长期连续运转条件下，由于蜗杆效率低，功率 损失大。传动方案远不止上述三种，设计时应根据不同的性能要求和工作特点，选取 合理的传动方案。2.2选定小车传动方案行走机构采用带传动，小车的四个车轮固定

24、在小车架的四周，车轮采用带有角形 轴承箱的成组部件，电动机装在焊接于车架左边的钢板上，先由电机带动带轮传递力 矩到从动轮上，再由从动轮带动轴继而带动齿轮转动，齿轮传动为齿轮齿条开始传动, 由齿轮传动力矩克服车轮出产生的阻力矩带动小车运动。传动方案见图2. 1图2. 1传动装置简图2.3选择车轮与轨道并验算其强度2.3.1轮压值校核及选择车轮和轨道选择车轮与轨道并验算其强度(1.1)车轮的最大轮压：pmm=扌（q+g* ）式中 g.小车自重，估取为ga,=5000由已知有q=38000r妙载荷率由表3-8-12选择车轮：当运行速度（匕=45m/min） <60m/min, ->1.6

25、,工作类型为中级时，车轮直径为o =400mm,轨道为p38,其许用轮压为16（,故可用2.3.2车轮疲劳计算疲劳计算时的等效载荷：(1.2)qd =2(2 = 0.6x 38000 = 22800kg/式中 ®=0.6车轮的计算轮压:等效系数由表120查得(1.3)式中pf =22800 + 50004=6950*0pj = k.;/pd =lx0.8x 6950 = 5560k 妙(14)(1.5)k、冲击系数，由表27查的。当载荷为第一种时，运行速度v v1 加/s 时，ka = l载荷变化系数，查表28,当卫->1.6时，/=0.8gxe根据点接触情况计算接触疲劳应力:

26、% =4ooojp/(- + -)2 二 4000 x #5560x(菁 + 非 二 13519.61 矽/沏 式中r = 30cm 轨顶弧形半径，由表3-8-15查得。对于车轮材料 zg55fi，由表 5-4 查得jmax = 17000-19000kgf/cm2。 比较得vq/max，故疲劳条件满足。2.3.3车轮强度计算按点接触进行接触力的强度校核：6 = 4000max(-| + )2 = 4000 x 0 0750x(菁 + 非=,6842.6 kgfcm式中 什喰=灯肚=>0x10750 = 10750矽kn冲击系数，由表27查得給=1对于车轮材料zg55h,由表 54 查得

27、ct(/max =20000-23000。比较得< <tjmax ,故强度条件满足。2.4运行阻力计算2.4.1摩擦阻力矩计算摩擦总阻力矩：m,”=0(q + gq(s£)(2.1)由表8-1-102知d = 400mm车轮轴承型号为7520,内径值为d = 100mm ；由表7-1至73有k = 0.005为滚动摩擦系数；轴承摩擦系数u = 0.02 ；附加阻力系数0 = 2.0。代入上式得：mm =2x (38000 + 5000)(0.005 + 0.02) = 1290/v m 22.4.2摩擦阻力计算运行摩擦阻力:_ 1290-0.4/2=6450n(2.2)2

28、.5初选电动机择2.5.1减速电机的典型类型减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达 或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛 应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。减速电机结合国际技术要求制造，具有很高的科技含量。节省空间，可靠耐用，承受 过载能力高，功率可达95kw以上。能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上。振动 小，噪音低,节能高，选用优质段钢材料，钢性铸铁箱体,齿轮表面经过高频热处理。经过精 密加工，确保定位精度，这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机，形 成了机电一体化

29、，完全保证了产品使用质量特征。产品才用了系列化、模块化的设计思 想，有广泛的适应性,本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案，可按实际 需要选择任意转速和各种结构形式。减速电机主要可以分为：伞齿轮减速电机、硬齿面减速电机、斜齿轮同轴式减速 电机、平行轴斜齿轮减速电机、螺旋锥齿轮减速电机、ycj系列齿轮减速电机等。2.5.2减速电机的类型的选择(1) 减速电机的选择方法减速机是按载荷平稳，每天工作吋间一定和少量起停次数的情况设计的，而在实 际使用中往往不是出于此种理想状态，因此必须按照实际情况的载荷类型、运行时间、 使用频率来确定工作机系数八、原动机系数/2、启动系数广。使其小于或等于选

30、型 表中的服务系数办，即：加加血丁或将工作机所需转矩乘以服务系数(/1 x/2x /3)应小于或等于减速机的许用转， 即：tn >t2x/1x/2x/3(2) 减速电机参数的选择根据本纠偏装置的特点，工作情况，工作环境，最终选择l系列斜齿轮硬齿面减 速机。已知条件：减速电机功率20kw；速比12；输出转速1530rpmo由于本对中装置属于金属加工设备，类似于辗缝调节驱动装置，每日工作小时不 大于8小吋，所以经查工作机系数表得知门为1.0。由于是减速电机 所以经查原动机系数表得知/2为1.0。由于本对屮装置只有在穿带和甩尾阶段才起作用，也就是说只有在这两个阶段电 动机是启动的，那么其中间时

31、间段电动机就要停止，所以本装置通常一天要停200 300次 那么要启动300500次。于是算得一个小时估计启动70次，又/ix/2 = l, 所以经查启动系数表得知广为1.6。所以 /ix/2x/3 = 1.0x1.0x1.6 = 1.6本装置是均匀负载 所以允许惯性加速系数w0.2。根据已知条件减速电机功率20kw,速比12,输出转速1530rpm,挾魚l系列斜。 齿轮减速机选型参数表查的参数为：输出扭矩220n/m ,传动比即速比12,输出 轴许用径向载荷尸加为4390n,使用系数走为2.2,机型号为la5,减速机级数为2 级，重量为97kg。根据输出功率与许用转矩表查得最大许用输出扭矩m

32、cmax为260 n/m o满足了要求 t/v>t2x/!x/2x/3o所允许的使用系数mamaxx np-95501530x26020x9550«2.08满足了要求/lx/2x/3<2.5.3确定减速机型号电动机静功率:njpyxc100077/7?6450x451000x0.88407x1=5.47 kw(2.3)式屮 pj =p/tl(q = q)满载运行时静阻力；m = 驱动电动机台数qm 其中=0.94为开式齿轮传动效率，?;2 =0.99为滚动轴承传动效率，“3=095为v带传动效率。(2.4)初选电动机功率：n =褊 nj = 1.15x5.47 = 6.2

33、9bv式中褊=1.15电动机功率增大系数，由表76查得综上，查表 16-1-57 选用 bja-380-7.5-219参数为 nt, = 7.5kw n =219min2.6传动齿轮设计计算2.6.1选择齿轮类型，精度等级，材料及齿数(1) 选精度等级为7级；(2) 材料选择:大小齿轮的材料均为20crmnti,渗碳后淬火加回火。齿面硬度hrc 58-62 o(3) 此齿轮传动为传递运动，为保证传动的稳定性，小齿轮齿数不宜过小，故初 选小齿轮齿数z =43。262按齿根弯曲疲劳强度设计由齿根弯曲强度公式有:(2.5)、tyfaysa 确定齿宽系数：两支承相对于小齿轮做对称布置，小齿轮为硬齿面。

34、根据表107取齿宽系数 =0.6试选载荷系数：试选=1.6小齿轮传递的转矩t =心° = °)21290 一“=645 n m2查表105得：yfa = 2.35m68由式10-13计算应力循环次数：n = 60zz jl/z =60x219x1x24x365 = 1.15x108v 由图10-18查得接触疲劳寿命系数krn = 1计算弯曲许用应力：取安全系数二1.25由图10-20 (d)得= 930ma/确定弯曲许用应力为：如 / 怜 744 mpa由弯曲强度计算齿轮的模数： 故将齿轮1的参数带入设计公式屮:j2x 1.6x645x1000x2.35x1.68v0.6

35、x 432 x 7442.04取标准值 计算小齿轮的分度圆直径:d = zmn =43x2 = 86 mm(10) 计算齿轮的圆周速度:v =vxc= 0.75 m/s(11) 计算齿宽：b =也=0.6x86 = 51.6 mm(12) 计算齿宽和齿高比：bh(13)计算载荷系数：查表102得：使用系数ka =1.25；由图108 :根据v = 0j5m/s , 7级精度，查得忍=1.02由表 10-3 得：kfa = kha = 1由表 104 得：1.106 由图1013得：=1.08 弯曲强度载荷系数心人你丛 =1.25x1.02x1x106 = 1.41015（14）按实际载荷系数校

36、正模数:故取他=2合适。（15）中心距的确定:zmn _ 2x43 2=43mm圆整中心距q = 43 mm（16）进行圆整并最终确定齿宽：/?=“ x £ = 0.6 x 86 = 51.7 mm取 b =55 mm2.6.3校核齿面接触强度（1）确定接触强度载荷系数：k = kakvkhakhfi = 1.25 x 1.02 x 1 x 1（）6 = 1.41015（2）计算接触强度许用应力：由图 10-21 （e）得:6=1500 mpa由图10-19 +曲线2得：khn =1.0取失效率为1%,安全系数=1.5确定许用接触应力：ah = io。mpash确定弹性影响系数：由表

37、106得：“确定区域载荷系数：由图1030得:z二2.5校核接触强度：按齿面接触疲劳强度公式计算接触强度:由于此传动为齿轮齿条传动，可认为传动比z=oo,则式中廿1 = 1ut _ 42634 厂 0.086= 4957.47v件(“+1)v bdp= 189.8x2.5上皿血”29.40 mpav 34.4x86(2.6)经比较有 v ah故满足强度要求，故所选参数正确。2.6.4传动齿轮参数确定齿轮的个参数如下：齿轮模数m = 2齿轮齿数z = 43分度圆直径d = 86mm齿宽 b=55mm齿根圆直径 df =d 2hf =86-2x2x(l + 0.25) = 81/7?m齿顶圆直径

38、da = d + 2ha =86 + 2x2x1 = 90mm2.7各级传动比计算(2.7)总传动比为：i =式中 电动机转速ne = 219r/minv4sn(,车轮转速 n =:= 35.828 r/minc 3.1403.14x0.4代入数据计算得：219i =6.11335.828 又有 z = z, ?2 式中/. 齿轮与车轮的传动比/> = = 4.6511 d 86z； v带传动比计算可得=丄=£112 = 1.314295一 z, 4.652.8 v带传动设计计算(1) 确定计算功率由表87查得工作情况系数k八=1.2(2.8)贝 ij 有pa = jp = 1

39、.2x7.5 = 9bv(2) 选择v带类型根据氏、©由图8-11选用c型(3) 确定带轮的基准直径4/ ，计算带速v 初选小带轮基准直径由表86和表取小带轮的基准直径为：d(l = 200mm 计算带速由式813计算带速有:2292m s(2.9)加 d"x200x219v =!=60x100060x1000 计算大带轮的基准直径根据式815a计算有：丸=1 314295代入数据有 =200x1.314295 = 262.859/wm ,圆整为 = 260mm 验算传动比i 理=1.314295实际传动比0=如=型= 1.3人 %200.j 理q 1.314295-1.3

40、1 c /uhaz =皀一翌=1.0876% < 5%i 理1.314295故可行 确定v带的中心距a和基准长度ld 根据式8-20有 322 <a< 920取屮心距a) = 500mm 由式822计算基准带长71ld =2。（）+空（佥 +佥）+4%)(2.10)2x5°° +争（200 + 26。）+驾护=1724/?t/n 按式823计算实际中心距a= 500 +1800 17242=538/?/?(2.11)验算小带轮上的包角q=180°-(d -dd )= 180"-(260-200)x= 173.6f>90"

41、12 a538确定带的根数z 计算单根v带额定功率巴由 = 200mm 和® = 219r/min 查表 13-1-18 有 po = 1.39bv根据nx =219r/min 心 1.3和 c 型带，查表 13-1-18 有4pq=0.12kw 查表85得俭=0.99查表82得kl = 0.86(2.13)计算有 几=(仇 + £) 免俭=(1 39 + 0.12) x 0.99 x 0.86 = l2856rw 计算v带的根数zp 97 =亠= 7.0001pr 1.2856取整为z=7<10,满足要求(7)计算单根v带的初拉力的最小值(坨)斷由表8-3得c型带的

42、单位长度质量q = 0.30檢伽故(2.14)（坨）mi" = 500耳沁+河= 500x（2-5-°-99）x9 + 0.3 x 2.29222 = 49.1 0.99x7x2.2922应使带的实际初拉力花 （坨）斷计算压轴力压轴力的最小值为：(2.15)（叫=2z（f0）min sin- = 2x7x49.1x sin= 686.37vv带最终参数确定综上所述，所选v带为c型带，根数z=7基准长度为ld = 1800/nm ,屮心距a = 536m/z小带轮的基准直径d心=200mm ,带轮的基准直径为d，= 260mm 查表810有轮宽为b = 17x2 + 25x6

43、 = 184加加3轴的尺寸确定与强度校核初定轴的最小直径对于传动轴，由式152有(3.1)初选轴材料为45钢调制处理式中 a)经国表153查得凡=126p 轴传递的功率，有上文知p = 7.5kwn 轴的转速，由上文可知 n= = = 6&46min i2 1.3计算得j-i26xoi=44-6572,mw又因最小轴径处存在i键联接与螺纹联接，故>(l + 10%)x44.6572 = 49.15mm取 gnin = 50mm3.2轴的结构设计轴的结构图见图3.13.3轴强度校核(1) 轴的受力分析轴的受力分析见图3.2已知 传递功率为p = 7.5kw轴的转速为n = 168r

44、/min(2) 求轴上的功率扭矩p7 5t = 9.55 xl06- = 9.55 xl06x= 426.34n mn168图3. 1轴的结构图图3. 2轴的受力简图求作用在齿轮与带轮上的力 作用在带轮上的力为：2t2x426.340.26=3279.54n(3.2)作用在齿轮上的圆周力为：(3.3)厂 厂 t 426.34f = f. = = 4957.44n"/2 d 0.26求水平面支反力a轴承的支反力为：fjbd + fjbe + fjcbab(3.4)=2127.55n3279.54 x 686 + 4957.44 x 59 - 4957.44 x (59 +109 + 6

45、86)(109 + 686)b轴承的支反力为:心二行心一花行0.5)=3279.54 + 2127.55-4957.44 4957.44 = -4507.79绘制水平面的弯矩图轴的水平面弯矩图与扭矩图见图3.3计算有 mah =_% ac = -4957.44x59 = -292.489 m(3.6)mhh = -fh be = -4957.44x59 = -292.4892v mmdh = -fh - cd - fah - ad = -4957.44 x 168 + 2127.55 x 109 = -600.9477v m 求危险截面的当量弯矩本轴的转矩产生的弯矩应力按脉动循环应力考虑，则取

46、6 = 0.6med = mm2+(dy)2 = 7(-600.94)2+(0.6x213.17)2 = 614.407n m(3.7)=319.23 in 加(3.8)也/ + (耳)2 = (-292.489)2 + (0.6 x 213.17)2校核b、d截面 巴=0. id j =0.1x703 = 34300mm3故d截面的疲劳应力为：614.40734300= l7.9l3mpa(3.9)% = 0. id, =0.1 x 5()3 = 12500/nm3 故b截面的疲劳应力为：m h319.231(y小.r -=25.538mpa12500adbemdht/2图3. 3轴的弯矩扭

47、矩图= 560mp。已知选用的材料为45号钢，采用调制处理则有a = 55mpa比较有故轴的危险截面安全。4轴承的选择与寿命校核计算4.1滚动轴承的选择依据(1) 载荷的大小、方向和性质球轴承适于承受轻载荷，滚子轴承适于承受重载荷及冲击载荷。当滚动轴承受纯 轴向载荷时，一般选用推力轴承；当滚动轴承受纯径向载荷时，一般选用深沟球轴承 或短圆柱滚子轴承；当滚动轴承受纯径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选 用深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承及调心球或调心滚子轴承；当轴向载荷 较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承，或考选用向心轴承和推 力轴承组合在一起，这在极高轴向载荷或特

48、别要求有较大轴向刚性时尤为适合(2) 允许转速因轴承的类型不同有很大的差异。一般情况下，摩擦小、发热量少的轴承，适于 高转速。设计时应力求滚动轴承在低于其极限转速的条件下工作。（3）刚性轴承承受负荷时，轴承套圈和滚动体接触处就会产生弹性变形，变形量与载荷成 比例，其比值决定轴承刚性的大小。一般可通过轴承的预紧来提高轴承的刚性；此外, 在轴承支承设计中，考虑轴承的组合和排列方式也可改善轴承的支承刚度。（4）调心性能和安装误轴承装入工作位置后，往往由于制造误差造成安装和定位不良。此时常因轴产生 捞度和热膨胀等原因，使轴承承受过大的载荷，引起早期的损坏。口动调心轴承可口 行克服由安装误差引起的缺陷，

49、因而是适合此类用途的轴承。（5）安装和拆卸圆锥滚子轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承等，属于内外圈可分离的轴承类型（即 所谓分离型轴承），安装拆卸方便。（6）市场性即使是列入产品冃录的轴承，市场上不一定有销售；反之，未列入产品冃录的轴 承有的却大量生产。因而，应清楚使用的轴承是否易购得。4.2初选滚动轴承分析此轴受力知，此轴仅受径向载荷，受较小的轴向载荷故初选为深沟球轴承依据装轴承端轴径为60mm,查表6-2-52,选型号为6212轴承4.3初步计算当量载荷轴承径向载荷为 伦=2127.55/v fhr =4507.79®轴承轴向载荷为巧“ =0n fha = on求比值：垃=0查表得：垃

50、vepr按照表 13-6,得/p=1.2-1.8取/p=1.8按照表135得x=l, y=0,则p = fp(xfr+yfa)代入数据有：=1.8x2127.55 = 3829.592v£ = 1.8 x 4507.79 = 8114.022n由 pb> pa.故取 p = ph = 8114.002n4.4轴承寿命校核由式13-5有“60n p式中 n = 168r/min由于此轴承为深沟球轴承，故g取值为£ = 3代入数据有 l, = -x( 47800 )3 = 20282.329/1山 60x1688114.002折合年数为 n = = 2.315年365 x

51、 24 因整机每年检修，故n>l 轴承寿命满足要求5键的设计计算5.1电动机伸出端键的设计与校核5.1.1选择键连接的类型和尺寸根据传动条件，选择圆头普通平键。根据cl = 5o/77a7?查表6-1得键的截而尺寸为：宽度 b =,高度 h = 10mm因为轮毂宽度= 184mm,键长要比轮毂长度稍短，故按标准键长，取厶二5.1.2校核键连接的强度，计算最大转矩查表6-2得许用挤压应力, = 100-12qmpa ,取平均值勺=11 ompa键白勺工作长度 l = l-h = no-6 = 154mm(4.1)(4.2)ylqmm键与轮毂键槽时接触高度k = 0.5/1 = 0.5 xl

52、o = 5mm计算挤压应力为2tx103(5.1)式中 t 值为 厂=9550x100 =554242n代入数据有2 x 554.242 xlo35x154x50=2s.79mpa比较有故键的强度满足条件5.2从动带轮键的设计与校核5.2.1选择键连接的类型和尺寸根据传动条件，选择圆头普通平键。根据d = 70/nm查表61得键的截面尺寸为：宽度b = 2qmm ,高度力=12mm因为轮毂宽度b = 184mm ,键长要比轮毂长度稍短，故按标准键长，取厶=522校核键连接的强度，计算最大转矩1 iqmm查表6-2得许用挤压应力勺二100 -120mpa ,取平均值勺二11 ompa 键“勺工作

53、长度 i = l-b = l70-20 = 50mm键与轮毂键槽时接触高度k = 0.5/1 = 0.5 x 12 = 6mm计算挤压应力为2txlo3式中 t值由前文知t = 426.34n 代入数据有_ 2x426.34xlo3 j 6x150x70= 15.535mpa比较有勺vj故键的强度满足条件5.3齿轮上键的设计与校核5.3.1选择键连接的类型和尺寸根据传动条件，选择圆头普通平键。根据d = 50刖n查表6-1得键的截面尺寸为:宽度b = 16mm ,高度力=10加加因为轮毂宽度b = 55/7/m ,键长要比轮毂长度稍短，故按标准键长，取l = 50mm5.3.2校核键连接的强度

54、，计算最大转矩查表6-2得许用挤压应力ap = 100-120mpa ,取平均值cyp = 1 lompa 键白勺工作长度 l = l-b = 50-16 = 34mm键与轮毂键槽时接触高度k = 0.5/? = 0.5 xlo = 5mm计算挤压应力为2txlo3kid式中 t值由上文得t = 213.17n 加 代入数据有2x2137xl()35x34x50=50 a 58m pa比较有 勺v_键的强度满足条件。6机架的设计6.1机架结构设计由于机架本身没有通用的规定，只要其能够满足机组所要求的性能要求和安装尺 寸要求，即要满足可靠性，实用性，工艺性，经济性要求即可，机架的基木形状尺寸 是根据张力转向辘的用途，安装在机架内部及外部零部件的位置与尺寸、相互运动关 系，以及它们的安装和拆卸条件确定的，也取决于运动情况和所承受的载荷情况，在 这里对机架的尺寸不做叙述。6.2焊接工艺设计对