板料矫直机设计毕业说明书

毕业设计报告(论文)报告(论文)题目：板料矫直机设计作者所在系部：机电工程学院作者所在专业：机械设计制造及其自动化第1章绪论1.1课题研究的意义及现状我们知道，轧钢厂刚轧出的轧件由于运输，制造等多种因素的影响，都会产生形状的缺陷[1]。所以就会导致所轧制出来的产品出现各种形状上面的情况。为了解决这些问题，就需要使用矫直机了，从而能达到规定的标准，为此本次设计是对比之前的矫直机的一些参考资料，做了一些参考，又结合当前新的矫直计技术设计了该矫直机。本设计方案的主要设计思想为实用化、坚固耐用。矫直技术是一门金属加工学科，它广泛的应用在日用金属加工产业，建筑材料业，机械装备制造业，以及精密加工制造业等各种行业中[2]。并且矫直技术也推动技术的发展与更新。所以对矫直机的要求也就越来越高，我们一提到矫直机，可能就会想到把一个弯的金属板材矫直了，其实，这里面的学问有很多，都需要我们一步步的研究。矫直技术一般来说是用于金属条材加工时的后部工序，所以它也就在一定程度上决定了该种产品的质量水平[3]。矫直技术相比之前来说取得了明显并且巨大的的发展，相应的矫直理论也取得了进一步的发展。这对于我国的矫直事业也做了巨大的改变，我们虽然取得了巨大的发展，但是好多的东西我们都没有成熟，设备以及技术都还需要改进，这就需要我们国家这些优秀的人才，也需要我们这些正在读书的大学生，我们要好好地学习这些知识，并且能够真正的学以致用。目前我国的钢铁事业发展的也很快速，所以矫直方面的事业也会有很大的市场[4]，所以做好这方面的研究对我们国家的经济也会有所提升[5]。我们提到的矫直技术的源头目前并没有明确的记载，但是我们从挖掘出来的文物中可以看到在战国时期我国的矫直技术就已经达到当时的很高水平[6]。但是由于后来我国社会的特殊条件，很多的技术都只停留在手工阶段，并没有进一步的发展，相反，当时欧洲进行了产业革命，并进一步的实现了机械化生产代替手工业。所以，我们国家最开始的矫直机都是德国、英国等国家制造的。后来经过我们国家对人才的培养以及技术的研究，我国的矫直技术也迈进了一大步。1.2论文主要研究内容本矫直机的主要技术参数为：矫直的材料为Q235，钢板厚度H=5—15mm，最大板宽B=2000mm；矫直温度400—600℃；矫直速度0.5—1.5m/s；矫直辊辊距280mm；辊径250mm；辊身长2350mm，5个上辊，4个下辊；支承辊辊径280mm、辊身长900mm、3个上辊、4个下辊；最大开度140mm；压下装置采用一台5.5kw、1455r/min的交流电机驱动；主电机一台、200kw、980r/min、交流。

第2章矫直机方案确定2.1矫直机类型2.1.1压力矫直机轧件是在活动的压头和两个固定支点间对准最弯部位进行反向压弯方法进行矫直的。它是最简单的矫直设备。这种矫直机主要是用来矫直钢轨，大型钢梁、和大直径（大于φ200～φ300毫米）钢管或用作辊式矫直机的补充矫直。压力矫直机的主要缺点是生产率低且操作较繁重。压力矫直机有卧式和立式两种。2.1.2拉伸矫直机拉伸矫直机主要是用于矫直板材厚度小于0.6毫米的薄钢板和有色金属板材。通常，辊式矫直机只能有效的矫直轧件的横向或纵向弯曲（即二元形状缺陷）。至于板带材的中间瓢曲和边缘浪形（三元形状缺陷）则是由于板材沿长度方向的各纤维变形量不等而造成的。为了改善这种情况，就需要轧件有适当的塑性延伸。在普通的辊式矫直机上其实也能使这种情况得到一点改善，但效果不理想。这时就需要采用这种矫直方法。拉伸矫直的主要特点是对轧件施加张力，并且是高于材料屈服极限的张力，使之产生弹塑性变形，从而将轧件矫直。2.1.3拉弯矫直机它的基本原理是当带材在小直径矫直辊上弯曲时，同时施加张力，使带材产生弹塑性延伸，从而矫平。这种矫直机组一般是在连续作业线上，可以矫直各种金属带材（包括高强度极薄钢板）。拉伸弯曲机组也可在酸洗机组上进行机械破鳞，以提高酸洗速度。2.1.4管材、棒材矫直机管、棒材矫直的原理也是利用多次反复弯曲轧件从而达到矫直效果。斜辊式矫直机的工作辊是具有类似双曲线的空间曲线的形状。两排工作辊轴线相互交叉。管棒材在矫直时边旋转边前进，从而获得对轴线对称的形状。2.1.5辊式矫直机在辊式矫直机上轧件多次反复弯曲而得到矫直。辊式矫直机克服了压力矫直机连续工作的不足，使得矫直的效率成倍提高，能使得矫直工序连续生产[7]。辊式矫直机的类型很多，主要的类型有上排每个工作辊可单独调整的辊式矫直机。这种调整方式较灵活，但由于结构配置上的原因，它主要用于辊数较少、辊距较大的型钢矫直机；整排上工作辊平行调整的矫直机。通常，出入口的两个上工作辊（也称导向辊）做成可以单独调整的，以便于轧件的导入和改善矫直质量。这种矫直机广泛用来矫直4～12mm的中厚板；整排上工作辊可以倾斜调整的矫直机。这种调整方式使轧件的弯曲变形逐渐减小，符合轧件矫直时的变形特点。它广泛用于矫直4毫米以下的薄板；上排工作辊可以局部倾斜调整（也称翼倾调整）的矫直机。这种调整方式可增加轧件大变形弯曲的次数，用来矫直薄板。2.2矫直机工作原理轧件弯曲过程可以用曲率变化来说明，主要使用以下几个曲率：原始曲率1/ro：轧件在矫直弯曲前所具有的曲率[8]。反弯曲率1/ρ：在外力矩作用下，轧件强制弯曲后的曲率称为反弯曲率。在压力矫直机和辊式矫直机上，反弯曲率是通过矫直机的压头和辊子的压下来获得的。3）总变形曲率1/rc：它是轧件弯曲变形的变化量，是原始曲率与反弯曲率的代数和，即：1/rc＝1/r0＋1/ρ(2-1)4）残余曲率1/r：当去除外负荷后，轧件在弹性内力矩的作用下，经过弹复后所具有的曲率称为残余曲率。如果1/r＝0，则表示轧件已矫直。5）弹复曲率1/ρy：弹性恢复阶段，轧件弹性恢复的曲率。它等于反弯曲率与残余曲率的代数差，即：1/ρy＝1/ρ－1/r(2-2)根据（2-1）式，要使原始曲率为1/r0的轧件得到矫直，即残余曲率1/r=0，则必须选择适当的外力矩，使反弯曲率在数值上等于弹复曲率。矫直的基本原理：轧件的矫直弯曲变形过程分为弹塑性弯曲变形和弹复变形两个阶段。弹塑性弯曲变形阶段是在弯曲力矩M的作用下，将具有原始曲率1/r0的轧件向反方向弯曲，其反弯曲率为1/ρ；当外力矩去除后，进入弹复阶段。此时在轧件的弹性内力矩的作用下，轧件弹性恢复（弹复曲率为1/ρy)，最终得残余曲率1/r。如果所取的反弯曲率在数值上等于弹复曲率，则弹复后的轧件将得到矫直。2.3工作辊的布置方案按工作辊的调整方法和排列方式不同，工作辊的结构有以下几种基本形式：1）每个上辊可单独调整高度的。如图2-1a，每个上辊都具有单独的轴承座和压下调整机构，可以任意的调整其高度。此外还可以移动机架的上部分相对下部分进行集体调整。能够得到较高的矫直精度。但是其结构十分复杂，所以在实际生活中一般采用的辊数较少。2）上排辊子集体平行调整高度。如图2-1b，上排辊子固定在一个平行升降的横梁上，只能集体的进行上下平行调整，所以辊子的压下量是相同的，结构也比较简单。但这种调整方式只能用较小的有效弯曲变形，才能得到较高的矫直精度，否则将会出现较大的残余曲率。为解决这些问题，通常出入口上辊为单独调整的。这种结构方案主要应用于中厚板的矫直。3）上排辊子集体倾斜调整。如图2-1c，上排辊子安装在一个可以倾斜调整的横梁上，由入口到出口轧件弯曲逐渐减小，可以实现大变形，小变形的矫直方案，可以得到较高的矫直速度，调整方便，所以应用非常广泛。图2-1板材辊式矫直机上辊调整方案a-每个上辊单独调整；b-上辊集体平行调整；c-上辊集体倾斜调整图2-2混合排列的辊式矫直机a-入口平行、出口倾斜；b-中间平行、俩端倾斜4）平行和倾斜混合排列的矫直机。如图2-2，一种是入口段为平行排列，出口段为倾斜排列，增加了入口段轧件的大变形过程，可提高矫直质量。另一种是中间为平行排列，两端为倾斜排列，它不仅能提高矫直质量，而且可改善咬入条件和作用于可逆矫直。2.4支撑辊的布置方案1）垂直布置。如图2-3a，支承辊仅承受工作辊垂直方向的弯曲。这种布置形式仅用于辊径与辊身长度比值较大的矫直机。2)交错布置。如图2-3b，支承辊承受工作辊垂直方向的弯曲，矫直过程中工作辊比较稳定。多用于工作辊辊径与辊身长度比值较小的矫直机。3）垂直和交错混合布置。如图2-3c，下排支承辊采用垂直布置形式，可漏掉辊间的氧化铁皮和其他物质，从而减轻辊面之间的磨损，提高了辊子寿命。这种布置形式多用于矫直带氧化铁皮的热轧钢板。4）双层支承辊。随着板材厚度的减小，矫直机工作辊辊距和辊径相应减小，则支承辊直径可能会受到限制，为加大支撑作用和扭转能力，增设大直径的外层支承辊并改为内层支承辊（中间支承辊）传动。目前这种矫直机用于铝及铝合金薄带的拉弯矫直机组中。图2-3板材矫直机支承辊的布置形式a-垂直布置；b-交错布置；c-垂直和交错混合布置2.5机架结构由上、下机架，横梁组成，上、下机架均采用焊接闭式机架，具有足够的强度和刚度，加工精度高，所有矫正力通过横梁作用在机架上2.6工作机座的结构形式1）台架式这种矫直机机座由上台架、下台架和立柱三个主要部分组成。立柱同时也是压下螺丝。压下螺丝（或螺母）转动，可以调整上、下台架的相互位置，从而也调整了矫直辊的压下量。中厚板矫直机大多是台架式的，它的上台架可以整体平行压下和整体倾斜压下。整体平行压下，其压下机构是集体驱动的，如图2-5所示。图2-5集体驱动压下装置a--两级蜗杆减速b--两级蜗杆减速c--圆柱齿轮-蜗杆减速2）牌坊式牌坊式矫直机的机架牌坊可以是开式的也可以是闭式的。牌坊式工作机座的特点是强度和刚性较好，辊子的调整和拆卸方便。故新设计的薄带矫直机常采用这种形式。它的缺点是结构较复杂，外形尺寸也较大。2.7主传动系统机列布置是指电动机、传动装置和工作机座的总体安排。他取决于车间内与之联系的设备布置情况、安置该矫直机的面积亦即传动装置的布置形式等。机列布置中最简单的一种，扭矩由电动机经联合减速机传到工作辊。由于减速机与齿轮座放在一个箱体内，机列布置紧凑，重量轻，占地面积小，润滑集中。但是，联合减速机结构较复杂，很难加工制造和维修。电动机经减速机传到齿轮座，齿轮座再通过几根输出轴传动工作辊的布置形式。这种布置方式中的减速机与齿轮座的结构均较简单，但机列长度较长。当电动机功率超过60～80千瓦时，通常采用双电机驱动。这样不仅可以使减速机负荷均匀，而且可缩短机列长度。一般情况，这种布置方式的机列总宽均不超过工作机座的宽度，故适于在连续机组中布置。采用了球面蜗轮减速机。一般只在齿轮座必需采用两根相距较远的输入轴时，才使用这种布置形式。机列其宽度很大，只是在机列长度受限制时，才采用。

具体布置形式根据不同的情况而定，本次设计的矫平机采用第二种形式。主传动系统（1）减速器在矫直机主传动系统中，减速机除了有减速作用外，还有平衡分配传动扭矩的作用，因此也称为减速分配器。它有三种主要形式：圆柱齿轮型、圆柱-圆锥齿轮型和蜗轮型。在这种形式中，每种又可分为单支（指单根输出轴）、双支、三支等几种结构。在辊数大于7的矫直机上，通常不使用单支减速分配器。因为传递的总扭矩大，齿轮座的齿轮尺寸也大，使齿轮座输出轴的间距很难与矫直机辊间距相适应。因此，在辊式钢板矫直机上，大多使用多支的减速分配器，这样也可使齿轮座的载荷均匀。由于矫直机的第三辊（或第二辊）受的矫直扭矩最大，因此，对该辊要尽可能由减速机的一根输出轴经齿轮座直接传动，以减轻齿轮座的负荷。为适应矫直机在连续机组中的安装，将矫直机设计成可以双向进料的结构。这时，矫直机另一端的第三辊（或第二辊）也由减速机的一根输出轴传动。在这种情况下，减速机中心距总和应等于齿轮座两边第三轴或第二轴之间的距离。这一值受齿轮座最大中心距的限制。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获得广泛应用。在制造能力许可下，也可使用联合减速机。将减速机和齿轮座连成一个整体，可减少传动件，且结构紧凑，能减小机列总长度。（2）齿轮座一般情况，为防止钢板在工作辊间打滑，辊式钢板矫直机所有的工作辊都是驱动的。齿轮座的作用是将减速机传来的扭矩分配给各个矫直辊。齿轮座输入轴数目与减速机的支数相同。每根输入轴带动一组齿轮。在输入轴数量较多时，各组齿轮之间互不联结，以避免功率传递路线闭合，恶化齿轮啮合条件。按照齿轮的啮合列数，可分为单列齿轮座和多列齿轮座。一般在工作辊距小于50毫米时，一采用这种形式。与单列齿轮座比较，多列齿轮座的总中心距小，因为每对齿轮的齿宽是根据传递的扭矩确定的，同时，齿轮避免了重复啮合，因而可适当减小中心距。多列齿轮座的齿轮轴刚性较低。为保证齿轮轴的刚度，通常只在辊距大于50毫米时才采用这种结构。由于在矫直机的功率中，轴承摩擦损耗占得比重较大，所以齿轮座、减速机和矫直机本体一般均采用滚动轴承。（3）万向联轴节由于齿轮座的总中心距大于矫直机的总中心距，因此齿轮座输出轴与矫直辊采用万向联轴节联接。矫直机上常用的万向联轴节除了一般的滑块式叉头扁头型外，在辊径小于120毫米时，也采用球型万向联轴节。在小辊距矫直机上也可采用简易型钢球万向接轴。这种联轴节中采用标准钢球（GB308—64），它只起定心作用，矫直扭矩是靠两插头的侧面直接接触来传递的。这种联轴节结构简单，易于制造，易于拆卸。第3章矫直机结构参数与力能参数的计算3.1矫直机基本参数的确定3.1.1辊距t的确定辊距t的确定对保证矫直机的矫直质量有重要影响。在矫直轧件时，其基本的条件是轧件应产生弹塑性弯曲变形，例如，对钢板矫直机，根据前面几个辊子的反弯曲率必须满足下列条件：（3-1）显然，若板材的E已确定，则σs越大或h越小，反弯曲率半径ρ也应越小。与此对应，矫直辊径D与辊距t也应越小。确定辊距的原则是既要满足辊子的强度条件，又要保证轧件矫直质量。最小允许辊距受辊子强度条件限制；最大允许辊距取决于轧件矫正质量。根据[1]得：（3-2）图3-1最大允许辊距tmax的确定如图3-1所示根据[1]得最大允许辊距为：（3-3）根据经验值辊距取t=280mm3.1.2辊径D的确定由表3-1可知道工作辊直径D=(0.85-0.9)t=238～252mm取D=250mm表3—1辊径与辊距的比值矫直机类型矫直机类型薄板矫直机0.9—0.95厚板矫直机0.7—0.85中板矫直机0.85—0.90型钢矫直机0.75—0.903.1.3辊数n的确定增加辊数即是增加轧件的反弯次数，辊数增加有利于提高矫直质量，但也会增加轧件的加工硬化和矫直功率，为此，选择辊数是要在保证矫直质量的前提下，使辊数尽量少。辊式矫直机常用的辊数如表3-2所示：表3—2辊式矫直机常用辊数矫直机类型辊式钢板矫直机辊式型钢矫直机轧件种类钢板厚度mm中小型型钢大型型钢0.25-1.51.5-6＞6辊数19-2911-177-911-137-93.1.4辊身L的确定辊身长度L取决于轧件最大宽度，根据[3]得：L=bmax+a（3-4）当bmax<200mm时，a=50mm；当bmax>200mm时，a=100～400mm。所以L=2000+350=2350mm3.2矫直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[1]表11-6，=0.1~6.0m/s在此取=0.5m/s。3.3辊式矫直机的力能参数确定3.3.1作用在轧件上的弯曲应力对于中厚板矫直机，通常是第一辊和第n辊为单独调整，其余为集体调整，如图3-2所示，因此，除第二辊和第n-1辊外，中间各辊的弯曲力矩可认为是相同的，而第一辊和第n辊力矩为零，故弯曲力矩之和为：（3-5）图3-2作用在矫直辊上的压力和弯曲力矩考虑到原始曲率较大，第二辊的弯曲力矩可按计算。令：=,=,与分别为中间各辊弯曲力矩与的比值和第n-1辊弯曲力矩与的比值。二者数值的大小决定于中间各辊所调整的弯曲程度。一般取值为a=0.88，=0.84，在本方案中，采用的第一辊和第九辊单独调整，整体平行布置方案，因此n=9时，弯曲力矩之和为其中为弯矩弹性极限值，为：=（3-6）3.3.2计算矫直钢板时轧辊上的作用力依据[3]，作用在上、下两排辊子上的矫直力之和：P==（3-7）===7188.48KN因=0，=，=====，=，=0所以，作用在各辊子上的力分别为：（3-8）上述计算表明，第三根辊子上受力最大，所以应对其进行强度校核。3.4电机功率的确定如果分别考虑各辊子下轧件的塑性变形功，则根据[3]矫正扭矩为：（3-9）a塑性变形曲率折算系数。对于单向波浪形的轧件，为4.5～6，根据塑性变形曲率折算系数计算图选取a值，此处取5，则根据图3-3查得a=6σs材料的屈服极限300MPab钢板宽度mh钢板厚度mD矫直辊直径mE材料的弹性模量图3-3塑性变形折算系数a的计算图电动机功率计算公式为：N=（3-10）则M矫正扭矩，KN·M作用在辊子上的压力总和，KNf辊子与轧件的滚动摩擦系数，对于钢板f=0.0002m如果考虑可能出现的较大的滑动摩擦，则对于钢板，f=0.0008m；对于型钢，f=0.0008～0.0012m；μ辊子轴承的摩擦系数，滚动轴承μ=0.005；滚针轴承μ=0.01；滑动轴承μ=0.05～0.07；D辊子直径，md辊子轴承处直径（滚动轴承取中径）mν矫直速度m/sη传动效率，η=0.85～0.7（有支承辊时取较小值）所以，查阅[4],选用YTSZ355M1-6型冶金用电机，其基本参数如下：额定功率为200千瓦转动惯量为8.05kgm,额定转矩为1910nm额定转速为980r/min主要零部件的设计与校核4.1工作辊的结构设计和强度校核（1）工作辊的结构设计因上下工作辊结构相同，故取上工作辊为研究对象工作辊采用如图4-1所示结构方案，选用60SiMnMo为轧辊材料。其拉伸强度极限=930MPa，屈服极限强度=490MPa,取安全因数n=5，则该材料的许用应力==98MPa.因轴端尺寸已定，所以依据[4],7-351，初选轴承型号为23030C/W33图4-1工作辊结构简图上图中相关尺寸为：L=2350mmc=150mma=2650mmD=250mmd=150mm深孔直径d=80mmp=p30%=1048.3230%=314.5KN图4-2轴端装配的详细设计方案（2）工作辊的强度校核轴的计算简图4-3所示：图4-3工作辊的载荷分析图上图中相关尺寸为：b=2000mmL=2350mmc=150mma=2650mmD=250mmd=150mm深孔直径d=80mm辊身中央断面2-2处的弯曲力矩为：（4-1）则弯曲应力：（4-2）截面1-1处的弯矩为：弯曲应力为：则传递到矫直辊上传递的扭矩为：（4-3）其中则扭转应力为：（4-4）依第四强度理论校核得：（4-5）1-1断面2-2断面均满足强度要求。（3）轴承校核前面已初选工作棍轴承型号为23030C/W33调心滚子轴承，基本参数如下：d=150mmD=225mmB=56mm基本额定动载荷为Cr=438KN轴承受力如图4-4所示：图4-4轴承受力图每个轴承所受的径向力为：第三辊子所受轧制力因无轴向载荷，故所以径向当量动载荷：（4-6）其中载荷系数=1.2~1.8,此处取1.5轴承所受径向力KN轴承所受轴向力KN所以轴承寿命：（4-7）C基本额定动载荷KNn辊子转速ε对于滚子轴承根据实际情况轴承寿命已满足要求4.2支承辊的结构设计和强度校核（1）支承辊结构设计拟定支承辊结构如下图所示。选用60SiMnMo为轧辊材料。其拉伸强度极限=930MPa，屈服极限强度=490MPa,取安全因数n=5，则该材料的许用应力=98MPa.依轴端尺寸，查阅[4],7-351，选用调心滚子轴承，轴承型号为23030C/W33图4-5支承辊结构简图上图中相关参数如下：a=1260mmb=900mmc=180mmd=150mmD=280mm=190mm图4-6轴端装配方案图（2）支承辊的强度校核因上下排支承辊结构相同，所以取上排支承辊为研究对象。支承辊的结构简图及其载荷分析图如图4-7所示：图4-7支承辊载荷分析图上图中相关参数如下：b=900mmc=180mmd=150mmD=280mm=190mmp=p70%=1048.3270%=733.8KN辊身中央断面2-2处的弯曲力矩为：弯曲应力为：满足应力要求轴颈1-1处所受弯矩为：满足应力要求（3）轴承校核上面已初选23033C/W33型调心辊子轴承，基本参数如下：d=150mmD=225mmB=56mmCr=438KN轴承受力载荷图如图4-8所示：图4-8支承辊轴承受力载荷图单个轴承所受的径向力为：其中=1048.32KN，为第三辊所受轧制力因无轴向载荷，故所以，轴承所受径向当量动载荷：其中，载荷系数1.2~1.8,此处取1.5则轴承寿命为:C基本额定动载荷KNn辊子转速ε对于滚子轴承根据实际情况轴承寿命已满足要求第5章压下机构的设计计算5.1压下螺纹选择参数要求：电动机压下速度v=0.5mm/s最大压下量为15mm牙型选择：考虑到螺杆要承载较大力，所以选择锯齿形螺纹，因为锯齿形螺纹适用于单向受力条件，且承载力较大。压下螺丝直径为：（5-1）所以d其中，P为单个承载螺杆所受轴向力，即P==（288+1048.32+1013.76+1002.24+241.92）=898.56KN螺杆采用铸钢ZG270-500，屈服极限=270MPa根据相关设备经验值选取d=180mm查阅[4]5-26，螺距P=8mm中径d2=174mm小径d1=166.116mm与其配合的内螺纹参数如下：=174mm=168mm5.2螺纹牙的强度校核如图5-1所示：螺纹牙危险截面a—a的剪切强度为图5-1螺纹牙简图（5-2）其中，为零件材料铸钢ZG310-570的许用剪切应力186F为单个螺栓柱所承受的压力螺纹牙危险截面a—a的弯曲强度为：（5-3）其中，为螺栓材料铸钢ZG310-570的许用弯曲应力310—372；b为螺纹牙根部的厚度；为弯曲力臂。满足强度要求。5.3压下电动机的选择粗略计算整个压下部分的总重：（5-4）则单根螺柱的受重为P==84.3KN则压下螺柱的传动力矩：（5-5）作用在一个压下螺丝上的力KN螺纹中径mm螺纹上的摩擦角。t螺距mm螺纹升角，根据[3]得根据[7]得压下螺丝的电动机传动功率为： （5-6）η传动系统总的工作效率n电动机额定转速i传动系统总传动比根据计算结果选用YTSZ—132S—4型号电机：额定功率5.5千瓦额定转矩35N·M额定转速1455r/min重量80Kg5.4压下机构减速器的选择压下机构总传动比查阅[7],16-79选用CW型圆弧圆柱蜗轮蜗杆减速器。根据电动机的输出转速和总传动比查手册得：一级减速器选用CW型圆弧圆柱蜗轮蜗杆减速器输入转速1465r/min传动比10，中心距125mm。二级减速器因无标准减速器可选用，所以需另行设计。也选用CW型圆弧圆柱蜗杆蜗轮参数如表5-1所示：表5—1二级蜗轮蜗杆减速器主要参数传动比30.5中心距a=225mm蜗杆头数Z=2蜗轮齿数Z2=61模数m=6.3模数m=6.3蜗杆分度圆直径d1=mq=63mm蜗轮分度圆直径d2=384.3mm蜗杆齿根圆直径df1=47.88mm蜗轮齿根圆直径df2=371.9mm蜗杆齿顶圆直径da1=75.6mm蜗轮喉圆直径da2=391.95mm齿顶高=6.2mm蜗轮齿宽B=50≤0.75da1=56.7mm5.5万向联轴器的选用和校核分配箱与工作辊之间使用的联轴器选用WS型十字轴式万向联轴器。如图5-2所示：图5-2WS型十字轴式万向联轴器1、3—半联轴器2—叉型接头4—十字轴5—销钉6—套筒7—圆柱销十字轴的材料一般为中碳合金钢，如42CrM0、40Cr；或低碳合金钢，如18CrM0Ti、20MnVB、20CrM0等，经渗碳淬火后，表面硬度达58～64HRC。十字轴轴径的主要失效形式是轴颈在轴肩处的弯曲强度不足，根据[4]得弯曲强度条件为：（5-7）Tc万向联轴器的计算转矩（N·mm）R十字轴中心到轴颈中部的距离（mm）s轴颈中部到轴肩的距离（mm）d、d0轴颈直径和内径（mm）十字轴材料的许用弯曲应力，一般取=σs/（3～3.5）（MPa）σs十字轴材料的屈服极限（MPa）当轴肩圆角半径过小（一般应使r/d>0.1，且r>3mm）,或载荷不稳定，应力变化较大时，还应按弯曲疲劳强度校核轴肩处的安全系数。在本案中不对其进行验算润滑方式的选择板料矫直机润滑方式有两种：稀油润滑和干油润滑。稀油润滑（1）主减速机为稀油集中循环润滑（2）压下减速机构为稀油注入润滑干油润滑干油润滑有手动和自动两种。自动干油集中润滑方式主要采用流出式，干油粘度较大，特别冬天防寒不良时，干油压力损失较大，应该注意输油管的保温措施，干油油管不需要经常拆卸，用法兰联接，加工制造简单。稀油润滑集中润滑系统通常由两部分组成：稀油站和润滑管路，包括给油管、回油管及机器配管。为保证齿轮对由可靠地润滑，主减速机为循环喷注润滑。管路分为供齿轮对啮合润滑和供轴承润滑两个部分，都是从一个总进油管分出来，其中包括油管、接头、截止阀、油流指示器，弯头及管路固定装置等元件，供齿轮对润滑还有喷嘴。各种管路的规格需根据啮合处或轴承处所需油量确定，在此不设计。齿轮对啮合处润滑是从齿轮对入口方向向齿轮喷油。对较宽的齿轮，通常利用几个喷嘴的集中油管均匀喷注在齿轮表面上，保证齿轮啮合处形成油膜并将齿轮传动时的热量带走，在主减速机机体内，润滑油面应保持在最大齿面根圆上5-15mm。减速机漏油主要集中在箱盖和箱体间的接触面、轴端、箱体与油箱的接缝处，在这些地方采用相应的措施防漏。压下机构润滑方式为稀油润滑。由于压下机构经常动作，调整周期长，故每次压下调整时，均需先开动润滑机构，使压下螺母与螺丝得到充分润滑。结论本人在参照以往的设计资料的基础上，对该矫直机的压下系统进行了改进。为使压下蜗轮在转动时更加灵活，减少蜗轮的磨损，同时也考虑到蜗轮承受较大轴向力，故加装了一对圆锥滚子轴承。虽然在设计过程当中力求在每一个板块中做到严谨、先进、合理，使该矫直机的每一个结构、每一项功能都尽量贴近实际，满足现实要求，但受到学识、经验、设计能力、时间方面的制约而不能尽善尽美，因此该矫直机在未来的时间里可在以下方面进行升级改进：（1）支撑方案改进。在本设计案中，每个工作辊只有一个支承辊支撑。这种方案虽结构简单，安装维护方便，但其只能对工作辊中部竖直方向起到支撑作用，而对工作辊靠近轴承端的部分以及水平方向的挠曲变形不能有效抑制，所以日后可对支撑方案进行改进。（2）增加支承辊缓冲装置。在本案中，支承辊的轴承座与上机架是刚性连接的，工作辊轧制时产生的振动会传递至支撑辊和上机架，这种频繁的振动对由钢板焊接而成的上机架是极为不好的，可能会损坏机架结构，缩短矫直机的使用寿命。此外，这种振动可能会破坏支承辊和工作辊的工作面。所以，改进时应为每个支承辊加设缓冲装置。（3）优化上机架结构。本案中，上