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壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 目錄 1 緒論 ....................................................................................................................................................................1 1.1 選題的背景和目的.................................................................................................................................1 1.2 帶鋼卷取機(jī)國內(nèi)外發(fā)展 .......................................................................................................................1 1.3 冷帶鋼卷取機(jī)研究內(nèi)容和方法.........................................................................................................2 1.3.1 冷軋機(jī)組平面布置圖，卷取機(jī)的作用 ..................................................................................2 1.3.2 冷帶鋼卷取機(jī)的類型和特點(diǎn)......................................................................................................3 1.3.3 帶鋼卷取機(jī)研究內(nèi)容和方法......................................................................................................4 2 方案的選擇與分析 .......................................................................................................................................5 3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................................................................................6 3.1 卷筒當(dāng)量半徑的確定 ............................................................................................................................6 3.2 卷筒徑向壓力的計(jì) 算 ..........................................................................................................................7 3.3 卷筒的強(qiáng)度條件 .....................................................................................................................................8 3.4 卷取張力的計(jì)算 .....................................................................................................................................9 3.5 卷筒脹縮機(jī)構(gòu)受力分析 .......................................................................................................................9 3.5.1 卷取工作時收縮時的受力分析 .................................................................................................9 3.5.2 卸卷時卷筒縮徑的受力分析 ...................................................................................................11 3.6 軸向脹縮液壓缸行程計(jì)算 ................................................................................................................12 3.7 脹縮缸直徑的計(jì)算 ..............................................................................................................................13 4 卷筒傳動設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................15 4.1 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與傳動比 ................................................................................................................15 4.2 激磁調(diào)整范圍與最大卷徑比 ...........................................................................................................15 4.3 卷筒電機(jī)功率計(jì)算 ..............................................................................................................................16 5 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 .....................................................................................................................................19 5.1 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) ...........................................................................................................19 5.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................................................................19 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ...........................................................................19 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)..................................................................................................................19 5.3 心軸的校核.............................................................................................................................................25 5.3.1 作出心軸的計(jì)算簡圖..................................................................................................................25 5.4 軸的計(jì)算簡圖 ........................................................................................................................................30 5.4.1 作出軸的計(jì)算簡圖 ......................................................................................................................30 6 軸承計(jì)算 ........................................................................................................................................................33 6.1 軸承的壽命計(jì)算 ...................................................................................................................................33 7 潤滑方法的選擇..........................................................................................................................................35 7.1 減速機(jī)潤滑方法及潤滑油的選擇 .................................................................................................35 7.2 卷取機(jī)的潤滑 ........................................................................................................................................35 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 8 板形控制的探討 ...........................................................................................................................................36 8.1 卷取機(jī)張力的控制的探討 ................................................................................................................36 8.1.1 張力在冷軋帶鋼生產(chǎn)中的作用 ..............................................................................................36 8.1.2 卷取機(jī)工作張力的合理選擇 ..................................................................................................36 8.1.3 卷取機(jī)控制的核心 ......................................................................................................................36 8.2 人工智能控制系統(tǒng)的探討 ................................................................................................................37 8.2.1 人工智能控制系統(tǒng)概況 ............................................................................................................37 8.2.2 智能控制系統(tǒng)的引人 .................................................................................................................37 8.2.3 模糊推理 .........................................................................................................................................38 8.2.4 仿真研究 .........................................................................................................................................39 8.2.5 結(jié)論 ..................................................................................................................................................39 結(jié)論 ......................................................................................................................................................................40 致謝 ......................................................................................................................................................................41 參考文獻(xiàn)： .........................................................................................................................................................42 附錄 A..................................................................................................................................................................43 原文 ..................................................................................................................................................................43 譯文 ..................................................................................................................................................................49 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1 緒論 1.1 選題的背景和目的 卷取機(jī)的設(shè)計(jì)，除了按一般機(jī)械設(shè)計(jì)程序進(jìn)行機(jī)構(gòu)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，尚有幾個與工 藝和操作有關(guān)特殊問題。如機(jī)構(gòu)選擇、主要參數(shù)確定、卷筒壓力計(jì)算和張力、調(diào)速、 卷取質(zhì)量等。 卷取機(jī)的結(jié)構(gòu)形式的選擇，熱帶鋼卷取機(jī)裝在熱帶鋼軋機(jī)的后面地下式卷取機(jī)， 一般三輥式成形輥布置多支點(diǎn)棱錐型卷筒。冷軋帶鋼卷取機(jī)安裝冷軋機(jī)組、平整機(jī)組 外，廣泛用于各類縱切和橫切精整機(jī)組、重卷機(jī)組和酸洗機(jī)組的不同部位以滿足不同 的工藝要求。 在可逆式冷軋機(jī)上軋制時，帶鋼張力由卷取機(jī)產(chǎn)生，因而這種卷取機(jī)要承受很大 的張力，寬帶鋼的張力可達(dá) 400~500 千牛，特別多輥軋機(jī)軋制合金薄帶材時，帶鋼對 卷取機(jī)的徑向壓力極大，長期以來多采用帶鉗口的實(shí)心卷筒。再設(shè)置重卷機(jī)組倒卷， 多采用八棱錐無縫隙卷筒，以防止卷筒損壞坯帶材表面。冷帶鋼卷取機(jī)是冷軋生產(chǎn)的 重要設(shè)備。通過卷取機(jī)將帶鋼卷成鋼卷，以便貯存和運(yùn)輸。 卷取機(jī)的設(shè)計(jì)，為解決針對工藝和操作有關(guān)特殊問題背景下進(jìn)行的。其目的是確 定合理的主要參數(shù)。通過綜合分析選擇正確的機(jī)構(gòu)，按工藝要求確定張力的大小，計(jì) 算調(diào)速范圍，保證恒張力卷取。按實(shí)測張力訊號調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，解決卷取帶卷平整， 防止產(chǎn)生左右偏斜的跑偏問題。提高卷取質(zhì)量。這次設(shè)計(jì)，根據(jù)卷取機(jī)生產(chǎn)中存在的 問題，制定合理的改造方案，選擇合適電機(jī)以滿足調(diào)速范圍的要求。通過設(shè)計(jì)過程， 掌握單體機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)方法，提高繪圖技術(shù)和設(shè)計(jì)能力，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。 1.2 帶鋼卷取機(jī)國內(nèi)外發(fā)展 熱帶鋼卷取機(jī)最早是八輥成型導(dǎo)板引入，生產(chǎn)中事故較多，改成四個成型輥和導(dǎo) 板。由于壓力不均，鋼卷質(zhì)量不好，易形成塔形。現(xiàn)在，多數(shù)采用三輥式卷取機(jī)，用 計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。卷取機(jī)的引料輥由框架結(jié)構(gòu)改進(jìn)擺動機(jī)構(gòu)以便快速提升上輥，滿足 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 卷取張力的要求。 冷帶鋼卷取機(jī)是地上卷取機(jī)，卷筒機(jī)構(gòu)由形塊改成扇形塊，由于扇形塊機(jī)構(gòu)對稱、 強(qiáng)度高，在冷軋機(jī)上廣泛應(yīng)用。近年來，冷軋機(jī)發(fā)展采用高速、大卷重、自動化。要 求卷取機(jī)進(jìn)行改革。采用八棱錐扇形塊卷筒，對薄帶鋼采用牙條扇形塊無縫隙卷筒， 以防止鋼卷不圓。 為滿足卷取工藝要求，保證卷取質(zhì)量，卷取機(jī)能夠夾緊板頭和卸卷，一定采用鋼 板頭夾緊機(jī)構(gòu)，卷筒脹縮機(jī)構(gòu)。近年來采用液壓伺服系統(tǒng)自動調(diào)整卷取機(jī)的位置，保 證板邊整齊。 近年來，由于卷筒機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，卷筒一般有兩段脹縮和三段脹縮機(jī)構(gòu)，脹縮量較 大。最近，使用四棱錐可控制剛度的卷筒。這種卷取機(jī)在卷取過程中，隨著徑向壓力 的增加有微量的自動縮徑。從而，在不影響帶鋼張力的前提下，大大減少了帶鋼對卷 筒的徑向壓力。以保證卷筒的剛度。卷取機(jī)卸卷側(cè)都設(shè)有活動支撐，以提高它的剛度 同時，保證卸卷要求。 1.3 冷帶鋼卷取機(jī)研究內(nèi)容和方法 1.3.1 冷軋機(jī)組平面布置圖，卷取機(jī)的作用 1700 冷軋機(jī)組平面布置如圖 1.1 所示 1 預(yù)拆卷機(jī) 2 伸直機(jī) 3 拆卷機(jī) 4 導(dǎo)向輥（二個） 5 機(jī)前壓板 6 1700 四輥軋機(jī)（二架） 7 張力輥 8 卷取機(jī) 圖 1.1 1700 冷軋機(jī)組平面布置示意圖 1700 冷軋機(jī)是不可逆軋機(jī)，采用二輥機(jī)架連軋，也稱二重式冷軋機(jī)。軋制工藝過 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 程是，將吊車吊運(yùn)的鋼卷用拆卷機(jī)拆開，由伸直機(jī)將帶鋼頭部平直。拆卷機(jī)轉(zhuǎn)動使帶 鋼經(jīng)過機(jī)前壓板進(jìn)入四輥軋機(jī)運(yùn)行到卷取機(jī)，帶鋼頭部被卷取機(jī)鉗口夾緊。卷筒直徑 脹大，卷取幾卷后，壓板壓緊，進(jìn)行軋制。軋制一道次后，卸卷返回卸卷機(jī)再重復(fù)前 面的工藝軋制，重復(fù)一次軋制四道次。由于都是正向軋制道次壓下量大，起到五道次 的作用。機(jī)前壓板產(chǎn)生后張力，而二機(jī)架中間用張力輥產(chǎn)生張力，并用液壓缸調(diào)節(jié)它 的大小。這樣軋制工藝生產(chǎn)率高、成材率好，相當(dāng)二機(jī)架連軋。 卷取機(jī)的作用保證卷取帶鋼，并產(chǎn)生恒張力軋制。 1.3.2 冷帶鋼卷取機(jī)的類型和特點(diǎn) 由于成卷冷軋帶材生產(chǎn)方式的發(fā)展，卷取機(jī)成為軋制和各精整線中不可缺少的重 要設(shè)備，根據(jù)不同的用途采用不同的結(jié)構(gòu)形式。在不同的卷取速度、帶卷重量和卷取 張力的條件下，卷筒承受較大的張力，這就決定了卷筒結(jié)構(gòu)的多樣性和復(fù)雜性。從卷 筒的發(fā)展過程來看，先后有無心卷筒和凸輪式、斜楔式、棱錐式和徑向柱塞式等脹縮 卷筒。卷取機(jī)采用固定式卷取外，也出現(xiàn)浮動式卷取機(jī)，卷取機(jī)橫向移動，補(bǔ)償帶材 跑偏?？刹捎霉怆娀驓鈩邮桨l(fā)射和接受裝置實(shí)現(xiàn)隨機(jī)控制。 1、實(shí)心卷筒卷取機(jī) 實(shí)心卷筒卷取機(jī)一般為兩端支撐,結(jié)構(gòu)簡單,具有高強(qiáng)度和剛度，其卷取時產(chǎn)生的彎 曲和塌陷變形少，保證均勻的張力。多半用于冷軋帶材的多輥軋機(jī)上。但實(shí)心卷筒不 能脹縮，故不能卸卷，卷取后需要重卷。 2、四棱錐卷取機(jī) 四棱錐卷筒結(jié)構(gòu)簡單,強(qiáng)度、剛度大,控制方便,卷筒筒體有對稱的結(jié)構(gòu),起動、制動 時的動平衡效果好.四棱錐卷筒脹徑時,由脹縮缸直接推動棱錐軸使扇形塊產(chǎn)生徑向位移. 由于沒有中間零件, 棱錐軸直徑大,強(qiáng)度高,可承受較大的張力. 3、弓形塊卷筒卷取機(jī) 弓形塊卷筒卷取機(jī)，帶有獨(dú)立的鉗口，斜楔式脹縮卷筒，這種卷筒雖然機(jī)構(gòu)比較 復(fù)雜，加工較困難。但實(shí)踐證明使用性能良好，工作可靠，卷筒軸強(qiáng)度、剛度較高， 平衡性較好，廣泛用于軋機(jī)、酸洗機(jī)組和精整機(jī)組中。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1.3.3 帶鋼卷取機(jī)研究內(nèi)容和方法 為搞好卷取機(jī)的設(shè)計(jì)，應(yīng)研究下列內(nèi)容，按下列方法進(jìn)行： 1、下廠收集資料，實(shí)習(xí)有關(guān)設(shè)備，了解生產(chǎn)中存在的問題，查閱與設(shè)計(jì)有關(guān)的資料。 2、制定設(shè)計(jì)方案，對生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，制定合理的設(shè)計(jì)方案，并對方案進(jìn) 行評述。 3、對電機(jī)容量進(jìn)行選擇，制定傳動方案。 4、對主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證強(qiáng)度和剛度要求。 5、繪制總圖、部分部件圖和零件圖。 6、審圖、準(zhǔn)備答辯。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2 方案的選擇與分析 冷軋機(jī)組采用的卷取機(jī)一般用四棱錐式卷取機(jī)，有卷筒軸和四個扇形塊組成。卷 筒的脹縮靠扇形塊與其下面的棱錐軸上的斜楔軸向相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)。由于結(jié)構(gòu)對稱， 強(qiáng)度和剛度好，適用大張力卷取。因此選擇扇形塊式斜楔四棱錐卷取機(jī)。卷取機(jī)傳動 簡圖見圖 2.1。 1 卷筒 2 推動桿 3 空心傳動軸 4 減速機(jī) 5 制動器聯(lián)軸器 6 電機(jī) 7 雙向脹縮液壓缸 8 隨動液壓缸 9 活動支承 圖 2.1 卷取機(jī)傳動簡圖 卷筒有電機(jī)經(jīng)減速機(jī)帶動空心棱錐軸來傳遞，卷筒的脹縮靠液壓缸帶動推動桿實(shí) 現(xiàn)脹縮。 現(xiàn)代冷軋機(jī)向高速、大卷重、自動化方向發(fā)展。為保證鋼卷質(zhì)量，對卷取機(jī)做了 改進(jìn)，為了減少卷取機(jī)的傳動慣量以改善卷取機(jī)啟動、制動、調(diào)速性能。對傳動齒輪 設(shè)計(jì)時減少慣量。其次為解決卷取軸的加工困難，改進(jìn)卷取軸圓形用鍵裝上較短的帶 斜楔的四棱錐軸這樣改進(jìn)不僅加工長卷取軸方便，而且更換提高維修度，由于冷軋機(jī) 帶鋼出口速度很高已達(dá) 40 米/秒。為提高軋機(jī)的生產(chǎn)率，縮短輔助操作時間，方案中卷 筒均不采用鉗口。而用助卷機(jī)幫助帶鋼繞在卷筒上，這樣卸卷方便快速。 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3 卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 卷筒當(dāng)量半徑的確定 對于冷軋帶材卷取機(jī)，卷筒直徑的選擇一般以卷取過程中內(nèi)層帶材不產(chǎn)生塑性變 形為設(shè)計(jì)原則。對熱軋帶材卷取機(jī)，則要求帶材的頭幾圈產(chǎn)生一定程度的塑性變形， 以便得到整齊密實(shí)的帶卷。 四棱錐扁形塊式卷筒，可從彈性變形等條件到出卷筒當(dāng)量半徑公式 [1,467] （3.1）20Ar??當(dāng) 式中： —卷筒半徑 mm or — [1,467]2Aln0 ?tgLmaz/?? —棱錐軸橫斷面大邊長z L—為段棱錐軸長 —棱錐角? ?tgLAmaz/2????8153.46A.72?98.016.3ln2?20Ar??當(dāng) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098571.023???m8 3.2 卷筒徑向壓力的計(jì)算 徑向壓力計(jì)算不僅是卷筒零件強(qiáng)度和脹縮缸推力計(jì)算的先決條件，而且與卷取質(zhì) 量直接相關(guān)。一般認(rèn)為卷筒徑向壓力與卷取張力和帶卷直徑、帶卷和卷筒的徑向剛度 （包括帶卷的層間變形效應(yīng)和卷筒的脹縮性能） 、帶卷層間介質(zhì)及表面狀態(tài)、層間滑動 與摩擦及帶寬等因素有關(guān)。由于這些問題在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究方面都具有較大的難 度，多年來國內(nèi)雖有許多學(xué)者做了大量研究工作，至今仍不能精確計(jì)算卷筒徑向壓力。 卷筒壓力的計(jì)算公式較多，一般都把卷筒化為薄壁圓筒，考慮圓筒受力后的彈性 壓縮變形與應(yīng)力的，但沒有考慮卷筒的自動縮徑和卷層之間的摩擦的影響。其中英格 利斯公式較易于計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果與不自動縮徑情況較為接近。 英格利斯公式推導(dǎo)的出發(fā)點(diǎn)是，認(rèn)為在張力卷取時，帶材是連續(xù)依次地繞在卷筒 上并把帶卷和卷筒看成厚圓筒的整體。 [1,467] （3.2）20 200)(ln1rRap????? [1,467] （3.3）??????122012?ErE當(dāng)當(dāng) [2,420] （3.4）?????????????2020ln當(dāng)當(dāng)當(dāng) rRrt? 式中： —作用在帶材上的張應(yīng)力0? R—帶卷外半徑 —卷筒外半徑0r —卷筒當(dāng)量半徑當(dāng) —帶材的彈性模數(shù)1E 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 —卷筒的彈性模數(shù)2E —帶材波松系數(shù)1? —卷筒波松系數(shù)2 若 ，E?121 20200)(ln2rRap???? ????????????? 2228.135ln8.15.9MPa.24? 式中： ?????????feC12 f=0.15 時，C=0.81 ??????????????????????20200ln12當(dāng)當(dāng)當(dāng) rRrt? ??????2228.135l8.5.9MPa3.24? 3.3 卷筒的強(qiáng)度條件 選擇 45#鋼 （3.5 ）???????20當(dāng)當(dāng)合 外 rp228.13.4?MPa507.9?? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 （3.6）???????20當(dāng)合 外 rp 228.1304?MPa5.67?? 3.4 卷取張力的計(jì)算 （3.7）MpabhT12078.24950???? 3.5 卷筒脹縮機(jī)構(gòu)受力分析 PF/4fNα 圖 3.1 卷筒收縮時受力分析 3.5.1 卷取工作時收縮時的受力分析 0sinco????fNP （3.8）if? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985????12sin.012cos4 MPa5. （3.9）i4????NfF??cossinf?ifP? 若 0sn????ftgPF??412..2??Ma938pAm 圖 3.2 卷筒收縮時受力 參考圖帶寬為 b AbpPm2?? （3.10） 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 Aprm20? （3.11） bptP20??1506.731.4??29260MPam? ??ftgAbprFo??24 12.0?f （3.12） ??ftpr?0 ??12.01523.4???tg851MPam 式中： —卷筒收縮時受力（卷筒工作時卷筒縮徑）F 3.5.2 卸卷時卷筒縮徑的受力分析 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985PF`/4/fNPα 圖 3.3 卸卷時卷筒縮徑的受力分析簡圖 取扇形塊為自由體 0sinco????NfP （3.13） cos4si??fF （3.14） [1,469] （3.15）??ftgbprF?????024125.0??f ??8523071.569????tgMPa17. 式中： —脹縮液壓缸反向推力（卸卷縮徑）F? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3.6 軸向脹縮液壓缸行程計(jì)算 αNLG` 圖 3.4 軸向脹縮液壓缸行程計(jì)算簡圖 卷筒脹縮時直徑 1D ???141GL?? （3.16） ??13.258.36?m40? 卷筒縮徑時直徑 2D ???12GL?? （3.17） 045.36??m28 XG?? （3.18） 式中：X—徑向位移 ?Htg? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 卷筒脹縮量 （3.19）??HtgXD24121????tgH4???123tm6.0 3.7 脹縮缸直徑的計(jì)算 [1,470] （3.20）??02pQDH?9.3.1584?m20? 式中： Q—脹縮缸張緊力 FQ? —液壓缸供油壓力0p —脹縮缸效率 ?9.0?? 液壓缸的反向推力 Q? （3.21）????024pdDH?? 9.3157??286.3MPam 式中： —活塞桿直徑Hd ???tgbprQf??0max24 （3.22） 150237.56194028??? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985216.0? ----最大允許摩擦系數(shù)??maxf 4 卷筒傳動設(shè)計(jì) 4.1 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速與傳動比 卷筒電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 必須與卷取計(jì)算轉(zhuǎn)速 相適應(yīng)ernjn 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 [2,423] （4.1）CjRvn?max30?15?s/04.83 式中: —最大卷取線速度maxvsm/ —最大帶卷半徑cR 需要減速機(jī)時，其速比 為i [2,423] （4.2）jerni? 04.832 5 通過電機(jī)的調(diào)速，速比定為 3.5。 4.2 激磁調(diào)整范圍與最大卷徑比 為實(shí)現(xiàn)在卷取過程中張力不發(fā)生波動，卷筒的電機(jī)的弱磁調(diào)速范圍應(yīng)滿足下列要 求 由于 iDniRverc602maxmax?? 則 [2,423] （4.3）ncerax460.1523max??rpnax 式中： —卷筒電機(jī)弱磁調(diào)整的最高轉(zhuǎn)速。maxn —卷筒直徑D 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 4.3 卷筒電機(jī)功率計(jì)算 卷取帶材所需的轉(zhuǎn)動功率應(yīng)由帶材的張力、塑性彎曲變形、卷取的速度和加速度 及摩擦阻力等因素確定。由于塑性彎曲和摩擦的影響遠(yuǎn)小于張力，故初選電機(jī)時，額 定功率 可按下式近似計(jì)算erN [2,424] （4.4）???10max2TvKNjer??9./.sk?w6 式中 ： —塑性彎曲及摩擦影響系數(shù)，取 ；2K2.1~ —卷取張力， ；TN —卷取速度， ；vsm/ —傳動效率，取 。?9.0~85. 式中 稱為計(jì)算功率， 表示在各種工藝制度下，速度和張力乘積的最大值。 jN??maxTv 用兩臺 電機(jī)驅(qū)動卷筒工作，選 ZD120/45TH 直流電動機(jī)。kw80 初選電機(jī)并確定傳動比之后，應(yīng)對電機(jī)過載能力進(jìn)行校核，應(yīng)滿足下列條件 [2,424] （4.5）erzM??? 式中： —所選電機(jī)的過載系數(shù)；? —電機(jī)額定力矩 ， [2,424] （4.6）erMerernN950?m? ??4750328 —電機(jī)軸上的最大力矩，可按下式計(jì)算：z [2,424] (4.7)fbTzM?? 式中： —張力對電機(jī)軸的阻力矩TM 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 [2,424] (4.8)3012????BhiDMWT 3105.945. ??mN?4368 式中： —帶卷外徑， ；WDm —帶材厚度， ；h —電機(jī)至卷筒的減速比；i —帶材彎曲對電機(jī)軸的阻力矩，忽略彈復(fù)作用時bM [2,424] (4.9)3 2104???sbiBhM?325.5?mN??40 ----卷筒軸承摩擦形成的電機(jī)軸阻力矩fM [2,425] (4.10)3102???RjjfPidM?26.40.758294.5673???mN?10 式中： —表示卷筒支承的編號；j —第 軸承處的軸承摩擦系數(shù)；?j —第 軸承處的軸承當(dāng)量摩擦直徑，單位為 ；jd m —第 軸承處的軸承支反力，單位為 ；RjPNfbTzM??21.064.52.4368 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985mN??17.45369MMerz ??????47508.09.5217436?? 5 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 傳動裝置采用一級減速器，一對斜齒輪傳動。運(yùn)動參數(shù)為：電機(jī)功率 ，kWP801? 轉(zhuǎn)數(shù) ，齒輪比 。min/3201rn?5.3?u 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 5.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1、按所設(shè)計(jì)的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。 2、選用 7 級精度（GB10095-88） 。 3、材料選擇:選擇小齒輪材料為 40 （調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼rC （調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 。 4、選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) 。241?z 8423.5uz12??? 5、選取螺旋角。初選螺旋角 β=14°。 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 即： [3,196] (5.1)??3 2112?????????HEadtt ZuTK??? 1、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 Kt = 1.6。 由圖選取區(qū)域系數(shù) 。2.453 ZH? 由圖查得 ， ，則 。7.01a?80a? 65.121??aa? 由表選取齒寬系數(shù) 。d? 由表查得材料的彈性影響系數(shù) 。MP 9. ZE? 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 03015.nT? = 9.55× 328 =23887500 mN? 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985jLhnN1160? ??1530823??9. (5.2)u/12? 5.308.9? 查取彎曲疲勞壽命系數(shù) 由圖查得， ；90.1?FNK95.02?FN 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1 得： (5.3)??SFENH11??609.?MPa54??SKFENH22??16095.?Pa4? 許用接觸應(yīng)力 (5.4)??????2/1HH???540?MPa 2、 計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t，由計(jì)算公式得： 3 21 5408.193.2.536.12870???????????td m5.? 計(jì)算圓周速度 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 (5.5)106??ndvt?3285.sm/9. 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm (5.6)tdb1??85.3?m (5.7)1coszdtnt??2485.3??m.? (5.8)nth2.145.?9395./8./?hbm710 計(jì)算縱向重合度 ?? (5.9)????tgzd138.???4209. 計(jì)算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) =1。A 根據(jù) v = 5.895m/s，7 級精度，查得動載系數(shù) ；由表查得 的計(jì)算公式:17.?VK?HK 故 bdH ??????? ?3210.)60(18.2. ?? 85..295. 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 查得 ， 。故載荷系數(shù)：35.1??FK2.1??FHK (5.10)??HVAK95.17.?42? 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑， 即： (5.11)31/ttKd6.1/74285.??m940 計(jì)算模數(shù) nm (5.12)1coszdn??249.0??m.7? 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 即： [3,261] (5.13)??FSadn YzYKT???????21cos A 確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) ??FVAK?35.127.1?90 根據(jù)縱向重合度 ，由圖查得螺旋角影響系數(shù) 。903.1??? 8.0?BY 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) (5.14)?31coszV??4237.6? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 (5.15)?320coszV??148395. 查取齒形系數(shù) 由表查得， ； 。592.1??FY20.??FY 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表查得， ； 。6.1?S 78.12?S 查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖查得，小齒輪 MPa；大齒輪 MPa。501?FE?3802?FE? 由圖 10-18 查得:彎曲疲勞極限壽命系數(shù): .,5.21NNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取安全系數(shù) ,由式(10-12)得:4.SFEF11][???508.?7.3SKFENF22][???180.?6.23 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較??FS Y?? (5.16)57.309612.1??FS?. ??86.2312FSY??09? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 大齒輪的數(shù)值大。 B 設(shè)計(jì)計(jì)算 ??32201639.65.144cos8709.12?????nm.? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算nm 的法面模數(shù)，取 ，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需n12 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。d94.201? 則： (5.17)nmz?cos1249.40???36. 取 ,則 。341?zuz135.12?? 4、幾何尺寸的計(jì)算 計(jì)算中心距 (5.18)???cos21nmza????49310.6? 將中心距圓整為 946mm。 按圓整后的中心距修正螺旋角 (5.19)??amzn2arcos1???9463? 58'49''?1 因 β 值改變不多，故參數(shù) 、 、 等不必修正。a??KHZ 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑 (5. 20)?cos1nmzd?'58493 2??.0? ?cos2nmzd'584913???.7 計(jì)算齒輪寬度 (5.21)mdb45.20.41???? 圓整后取 ， 。mB4302?401 5.3 心軸的校核 5.3.1 作出心軸的計(jì)算簡圖 作計(jì)算簡圖時，求出軸上受力零件的載荷，并將其分解為水平分力和垂直分力， 如圖。求各個支承處的水平力 和垂直反力NHFNVF 1、力能參數(shù)的計(jì)算 軸傳遞的功率： 每級齒輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)） 97.0?? (5.22)P2.8?kW75 軸的轉(zhuǎn)數(shù)： min/04.32rnj? 軸的轉(zhuǎn)矩： 229PT 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098504.837259?mN?6 求作用在齒輪上的力 (5.23)2dTFt5.14786?? N39 (5.24)??costanrF94851320t.176??? N428 (5.25)?tanF948513t9.1765???? N2 垂直面支反力： 0201?????DFBCDFABGaVr?? 5.479.30954.1274903 1???NkNV6.731?F082? 水平面支反力： 1?????BDCABTNHt??2795.127014920?kFNH.341?602? 彎矩計(jì)算 0131 ?????VNHa MABGCFD??45903456.7425.19.30?? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985mkNMV??75.3128?042 繪制齒輪軸的受力簡圖，如圖所示 4.1: 合成總彎矩 M： GTFtaHN1Vr2ABDCMv3)bFNH12合 合 合 3T合cd)e 圖 4.1 軸的載荷分布圖（M，T 的單位為 N·m） 211HV??合 ????214904903?? (5.26)mkN?52. 2HVM??合 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 ??22956.1038.354??? mkN??6. 233HVM??合 ??2956.10375.8? mkN??4. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，通常只校核上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 B）的強(qiáng)度。 根據(jù)下式計(jì)算軸的應(yīng)力 (5.27)??WTMca 2321????合 (5.28)434 31.02??????dd??????????????3261.035.6784m 式中： —軸所受的扭矩，單位為 ；WN? d—軸的直徑，單位為 ； —空心軸內(nèi)徑與外徑的比值； ? (5.29)???1合M??????260.55317.48m? 彎曲應(yīng)力 (5.30)WM? 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517.24856?3.0 式中： —軸的彎曲應(yīng)力，單位為 ；?MPa —軸所受的彎矩，單位為 ；MmN? 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 (5.31)WT2??15.6784?. 式中： —軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 ；?MPa —軸所受的扭矩，單位為 ；TmN? 計(jì)算應(yīng)力，若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對稱循環(huán)變應(yīng)力時， 24????ca 28.5137.0?MP65 該軸的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，查[3,214]表 15-1 得 ，因此 ，??a601?????1???ca 故安全。 式中 ： —軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 ；ca?a —對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力；??1? 5.4 軸的計(jì)算簡圖 5.4.1 作出軸的計(jì)算簡圖 作計(jì)算簡圖時，求出軸上受力零件的載荷，并將其分解為水平分力和垂直分力， 如圖。求各個支承處的水平力 和垂直反力NHFNVF 1、力能參數(shù)的計(jì)算 軸傳遞的功率： 壓縮包內(nèi)含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 每級齒輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)） kWP801? 軸的轉(zhuǎn)數(shù)： min/32rn 軸的轉(zhuǎn)矩： 11950T328??mN?7 求作用在齒輪上的力： 1dTFt45.2038?? N6 ??costanrF94851320t