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出钢机的设计【6张图纸】【优秀】

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关键词：: 出钢机设计图纸优秀优良

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出钢机的设计

49页 13000字数+说明书+6张CAD图纸【详情如下】

传动装置.dwg

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总装配.dwg

摆杆装配.dwg

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目录.doc

轴.dwg

轴01.dwg

齿条出料杆.dwg

出钢机的设计

摘要

　出钢机是加热炉区重要的机械设备之一，它的运转直接影响整套轧机的生产率。目前广泛应用的出钢机有两种，分别是侧出料出钢机和料杆式出钢机。本文对料杆式出钢机进行了研究，并根据现场的环境设计了料杆式出钢机。

　首先本文讨论了出钢机的发展及主要形式，并阐述了料杆式出钢机的工作原理及工作过程。在设计过程中，对主要的部件做了合理的选用，例如：传动系统设计中电动机及减速器的计算和选用、联轴器的选择、出料杆升降机构和移送机构的方案进行的论证等等，以便达到最佳的经济效益和工作效率。

　然后根据原始数据中的出料杆前进和后退的速度，计算传动轴的转速和电动机至出料杆的总的机械传动效率等结果，并依据这些结果初选电动机，并对所选电动机做过载校核，若满足要求则选用，否则重新选用再校核。再选择联轴器、设计减速器并选用。

　最后对主要零件进行强度校核，包括出料杆、压辊和传动轴进行强度校核，联轴器的强度校核，减速器中齿轮、轴和轴承的强度校核，传动轴上键的强度校核。

关键词：出料杆，移送机构，压辊

1概述1

1.1设计的目的、意义及相关设备的发展情况1

1.1.1毕业设计的目的和意义1

1.1.2国内外相关设备发展情况1

1.3设计方案的评述2

1.3.1出钢机的形式2

1.3.2出钢机的结构及工作原理4

1.3.3出钢机主要装置形式的选择及原因5

2 传动系统的设计计算7

2.1主传动装置设计方案的确定7

2.2电动机的选择7

2.2.1出钢机主动电机的功率及转速计算7

2.2.2确定电动机的型号9

2.2.3电机过载能力的验算9

2.3减速器的计算9

2.3.1确定传动装置的总传动比和分配传动比9

2.3.2确定第一级传动的中心距11

2.3.3确定第二级传动的中心距12

2.3.4减速器的润滑及密封13

2.4联轴器的选择14

2.4.1联接电机与减速器的联轴器选择14

2.4.2联接减速器与传感器的联轴器选择15

2.4.3联接减速器与主令控制器的联轴器选择16

3 主要零件强度计算17

3.1减速器中齿轮强度计算17

3.1.1齿根弯曲疲劳强度计算17

3.1.2齿面接触疲劳强度计算19

3.2减速器低速轴的设计计算19

3.3滚动轴承的选择和寿命验算25

3.4键联接强度计算27

3.5联轴器的强度计算27

3.5.1联接电机与减速器的联轴器强度计算27

3.5.2联接减速器与传感器的联轴器强度计算28

3.5.3联接减速器与主令控制器的联轴器强度计算29

3.6齿轮齿条强度校核计算29

3.6.1按接触疲劳强度计算29

3.6.2按弯曲疲劳强度计算32

3.7传动轴的键联接强度计算33

3.8出料杆的强度校核34

结语34

致谢35

参考文献36

.1设计的目的、意义及相关设备的发展情况

1.1.1毕业设计的目的和意义

　毕业设计是一个综合的专业教学环节，其目的是通过一定工程实践工作，将前面所学的理论知识与工程实践相结合，培养学生综合应用能力、独立思考能力和解决工程问题能力。在毕业设计中，通过查阅资料、方案设计、参数确定、理论分析、设计计算，从而提高分析及解决问题的能力，达到高级工程技术人员的基本要求。

1.1.2国内外相关设备发展情况

　世界上主要工业国家的钢产量中，有四分之三要经过轧制，其中板、带钢产量占钢材总产量的一半以上。加热是轧制作业线的初始工序，钢料轧制前的加热广泛应用各种不同炉型结构的连续加热炉。出钢机是加热炉区重要的机械设备之一，它的运转直接影响整套轧机的生产率[5]。

　在以前广泛的应用有一种简单的出钢方式，它的工作原理是，加热炉端出料时，推钢机将钢料推到出料端的斜坡上，靠钢料的自重滑出炉外。这种方式不需出料机械，结构简单，但缺点是尺寸较大、重量较重的板坯对出料辊道的冲击力很大；有时板坯偏斜后又滑不到辊道上；板坯表面还容易划伤，产生翘皮、结疤等现象。加之板坯在下滑过程中对辊道的撞击，影响了辊道的使用寿命。

　所以为了适应大坯料生产的要求,加快了生产的节奏,保证了高附加值钢板的轧制，目前广泛应用的出钢机有两种，分别是侧出料出钢机和料杆式出钢机。这两种出钢机都有生产效率高的特点，所以大量的应用在连接加热炉区和连轧作业区之间，具有提高钢板表面质量和经济效益重要意义。2 传动系统的设计计算

原始数据：

最大负荷： 7.9 t

前进、后退最大行程： 3190（280×380）mm

前进、后退最大行程， 3140（280×280）mm

前进速度： 36 m/min

后退速度： 72 m/min

上升速度： 2 m/min

下降速度： 4 m/min

出料杆前进上升量： 100 mm

出料杆前进下降量： 100 mm

出料杆后退上升量： 100 mm

出料杆后退下降量： 100 mm

液压缸直径： 200mm

液压缸行程： 420 mm

液压缸最大工作压： 14 MPa

齿条出料杆： 3个

齿条出料杆间距： 2000 mm

齿条出料杆宽度： 500 mm

2.1主传动装置设计方案的确定

　　　由于现场的环境、要求出料杆快速和平稳的工作，所以选用二级圆柱斜齿轮减速器。这种减速器的特点是承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、寿命长。工作过程是电机通过减速器使出钢机工作。如图2.1

2.2电动机的选择

2.2.1出钢机主动电机的功率及转速计算

由文献[5]中公式30-1得出钢机电动机的功率计算：

QQ截图20130802190347.gif

QQ截图20130802190355.gif

出钢机的设计.gif

内容简介：: 第IV页辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）出钢机的设计摘要出钢机是加热炉区重要的机械设备之一，它的运转直接影响整套轧机的生产率。目前广泛应用的出钢机有两种，分别是侧出料出钢机和料杆式出钢机。本文对料杆式出钢机进行了研究，并根据现场的环境设计了料杆式出钢机。首先本文讨论了出钢机的发展及主要形式，并阐述了料杆式出钢机的工作原理及工作过程。在设计过程中，对主要的部件做了合理的选用，例如：传动系统设计中电动机及减速器的计算和选用、联轴器的选择、出料杆升降机构和移送机构的方案进行的论证等等，以便达到最佳的经济效益和工作效率。然后根据原始数据中的出料杆前进和后退的速度，计算传动轴的转速和电动机至出料杆的总的机械传动效率等结果，并依据这些结果初选电动机，并对所选电动机做过载校核，若满足要求则选用，否则重新选用再校核。再选择联轴器、设计减速器并选用。最后对主要零件进行强度校核，包括出料杆、压辊和传动轴进行强度校核，联轴器的强度校核，减速器中齿轮、轴和轴承的强度校核，传动轴上键的强度校核。关键词：出料杆，移送机构，压辊 A steel aircraft designAbstractHeating furnace steel machine is a mechanical one important area, which directly affects the functioning of the entire rolling mill productivity. The current widespread application of the two steel, a material difference is adjacent to a steel machines and materials from foreign steel machines. All of the expected foreign steel machines studied, and in accordance with the environmental design of the expected foreign steel machines.The first discussed a steel aircraft development and main form of foreign steel materials and expounded principles and the work process. In the design process, the main components of a reasonable choice, for example : drivetrain system design, calculation and electric motors and reducer selection, shaft coupling option, the expected pole-transfer agencies and institutions of verification programme, in order to achieve the best value for money and efficiency.Based on raw data from the expected pole speed of the advance and retreat, on the transmission shaft rotational speed and electric motors to a total expected pole mechanical transmission efficiency results, and based on these findings primary electric motors and electric motors done is chosen degree, if it is to meet the requirements of the selection, otherwise choose to re-verification. Then shaft coupling, reducer design and selection.Finally intensity of the main components for verification, including the expected pole, pressure roller intensity and transmission shaft for accuracy, shaft coupling degree of intensity, reducer, gear, axle and bearings intensity accuracy, transmission shaft, Kin intensity degree.Keyword：the expected pole transfer agencies pressure roller目录1概述11.1设计的目的、意义及相关设备的发展情况11.1.1毕业设计的目的和意义11.1.2国内外相关设备发展情况11.3设计方案的评述21.3.1出钢机的形式21.3.2出钢机的结构及工作原理41.3.3出钢机主要装置形式的选择及原因52 传动系统的设计计算72.1主传动装置设计方案的确定72.2电动机的选择72.2.1出钢机主动电机的功率及转速计算72.2.2确定电动机的型号92.2.3电机过载能力的验算92.3减速器的计算92.3.1确定传动装置的总传动比和分配传动比92.3.2确定第一级传动的中心距112.3.3确定第二级传动的中心距122.3.4减速器的润滑及密封132.4联轴器的选择142.4.1联接电机与减速器的联轴器选择142.4.2联接减速器与传感器的联轴器选择152.4.3联接减速器与主令控制器的联轴器选择163 主要零件强度计算173.1减速器中齿轮强度计算173.1.1齿根弯曲疲劳强度计算173.1.2齿面接触疲劳强度计算193.2减速器低速轴的设计计算193.3滚动轴承的选择和寿命验算253.4键联接强度计算273.5联轴器的强度计算273.5.1联接电机与减速器的联轴器强度计算273.5.2联接减速器与传感器的联轴器强度计算283.5.3联接减速器与主令控制器的联轴器强度计算293.6齿轮齿条强度校核计算293.6.1按接触疲劳强度计算293.6.2按弯曲疲劳强度计算323.7传动轴的键联接强度计算333.8出料杆的强度校核34结语34致谢35参考文献36第42页辽宁科技学院本科毕业生毕业设计（论文）1概述1.1设计的目的、意义及相关设备的发展情况1.1.1毕业设计的目的和意义毕业设计是一个综合的专业教学环节，其目的是通过一定工程实践工作，将前面所学的理论知识与工程实践相结合，培养学生综合应用能力、独立思考能力和解决工程问题能力。在毕业设计中，通过查阅资料、方案设计、参数确定、理论分析、设计计算，从而提高分析及解决问题的能力，达到高级工程技术人员的基本要求。1.1.2国内外相关设备发展情况世界上主要工业国家的钢产量中，有四分之三要经过轧制，其中板、带钢产量占钢材总产量的一半以上。加热是轧制作业线的初始工序，钢料轧制前的加热广泛应用各种不同炉型结构的连续加热炉。出钢机是加热炉区重要的机械设备之一，它的运转直接影响整套轧机的生产率5。在以前广泛的应用有一种简单的出钢方式，它的工作原理是，加热炉端出料时，推钢机将钢料推到出料端的斜坡上，靠钢料的自重滑出炉外。这种方式不需出料机械，结构简单，但缺点是尺寸较大、重量较重的板坯对出料辊道的冲击力很大；有时板坯偏斜后又滑不到辊道上；板坯表面还容易划伤，产生翘皮、结疤等现象。加之板坯在下滑过程中对辊道的撞击，影响了辊道的使用寿命。所以为了适应大坯料生产的要求,加快了生产的节奏,保证了高附加值钢板的轧制，目前广泛应用的出钢机有两种，分别是侧出料出钢机和料杆式出钢机。这两种出钢机都有生产效率高的特点，所以大量的应用在连接加热炉区和连轧作业区之间，具有提高钢板表面质量和经济效益重要意义。1.3设计方案的评述1.3.1出钢机的形式(1)侧出料出钢机推钢机将加热好的钢料推到出料位置后，炉头侧面的出钢机推杆伸入炉内，将钢料推到炉外辊道或料台上。为了使机构简单并能保证机械安全运转，一般出钢机推杆采用原料验收加热开坯连轧火焰切割火焰切割定尺锯切标志冷却清理检验检查入库发出探伤喷标包装图1.1 工艺流程摩擦辊传动的方式。推力较大时上下摩擦辊同时传动，推力小时只用下辊传动。有的小型钢坯加热炉，钢坯轧制周期短，为了配合推钢机满足轧制周期的要求，将出钢机整个放在一个小车上，并能在轨道上移动。当推钢机将一批钢坯（例如38根）推到出钢位置后，靠整个出钢机移动，可依次将钢坯逐根推出炉外。也有的使出钢机支座绕尾部回转轴转动一个很小的角度而能同样起到上述作用5。如图1.21-推杆 2-夹持辊 3-机架轨道 4-小车图1.2 小车结构(2) 料杆式出钢机料杆式出钢机出料是靠出料杆伸入炉内后升起，将加热好的板坯托起移出炉外，然后出料杆下降，将板坯放在送料辊道上，它的优点是机械传动效率高、出钢速度比较快、工作可靠。因此目前大型板坯的出炉，一般都采用料杆式出钢机出料。为了适应大坯料生产的要求，提高连轧作业区的生产效率，所以，选用料杆式出钢机。1.3.2出钢机的结构及工作原理(1)出钢机的结构：出钢机设备由两大部分组成，一是传动装置，二是升降移送机构。主要包括主电机、减速器、出料杆、活动架、升降机构、压辊装置、支承装置、液压缸、横移传动装置等机构组成。(2)出钢机的工作原理：出钢机的初始位置和状态是，升降机构处于下位，移送机构处于后位（即炉后辊道）的轧制中心线上。出钢工艺过程是周期性的，出钢机由初始位置向加热炉方向（正向）运行取钢时升降机构处于下位。此时移送机构以高速运行，接近炉门时减至中速，接近板坯时减至低速。当出钢机出料杆端头插入到板坯下底面3/4宽度的深度时停车，以确保板坯重心落在出料杆内，同时又不误碰相邻的板坯。出钢时，首先升降机构升起到上位，出料杆托起板坯，使板坯底面高于炉内滑轨面和炉后辊道面。然后移送机构反向运行，从炉出口侧向炉后辊道轧制中心线移送。因为带有负载，不用高速级，先低速运行。当板坯露出炉门时升至中速，到达轧制中心线时停车。然后升降机构降至下位，使板坯落在炉后辊道面上，由后者运输，经高压水除鳞后送往主轧机或粗轧机轧制。1.3.3出钢机主要装置形式的选择及原因(1)出钢机头重脚轻，出料杆滚轮始终处于受压状态，出钢时，如果滚轮上承受了远大于设计极限的正压力，造成滚轮轴承损坏严重。此外,如果采用链传动，滚轮与传动链轮之间有一受力臂，又长时间承受较大的正压力，造成出钢机受力臂后部产生塑性变形，最终导致链条打滑。所以，针对出钢机链条打滑现象，采用了齿轮齿条式结构，保证了传动精度的可靠。(2)出料杆通过行走轮压在工作台上，出料杆重心偏高,承受负荷时，出料杆与所托重物为一体，则重心继续上移，造成出料杆行走过程中失稳，严重影响定位精度。针对出料杆变形失稳的情况，将出料杆设计为整体铸钢结构。(3)出料杆头部为焊接式箱型结构，在使用中出料杆与钢坯直接接触，在高温作用下，箱型出料杆焊缝受热产生应力，最终导致焊缝开裂而引发出料杆变形，严重时造成出料杆托钢位置不正，出现钢坯掉道现象。所以，为了保证齿轮齿条的充分啮合，将出料杆头部滚轮置于齿轮上方，同时，将滚轮位置确定在出料杆自由状态时的中部，有效地减小了滚轮使用过程中承受的正压力，同时改善了出料杆的局部受力情况。(4)出料杆在承受负荷时，产生较大的弹性变形，出料杆弹性变形为“”形，进而引起机体晃动，不能完成出钢动作。出料杆升降装置采用偏心轮装置，当出料杆升起时,偏心轮的锁定完全依靠电机的抱闸,而抱闸的抱紧力矩随着出料杆的负载变化而变化,升降可靠性较低。针对出钢机升降机构可靠性低的情况，采用四连杆曲柄摆杆机构，由液压缸带动曲柄四连杆装置，再由连杆带动摆杆托轮，托轮直接支承在出料杆下部，从而增加了出料杆受力时的稳定性。同时，将托轮设计为滚动轴承形式，以减少出料杆行走时的摩擦阻力。此升降机构可以通过摆杆角度的变化得到不同的起升速度。同时,适当地增加摆杆的回转半径，可以减小对电机启动力矩的要求。此机构依靠四连杆本身的自锁性，加上电机抱闸的抱紧力矩，有效地提高了升降的可靠性。(5)出料杆的行程：出钢机的出钢节奏要满足轧制节奏，出钢机的出料杆行程主要取决于被加热的钢坯长度和炉子宽度，由这些因素来确定两种坯料的前进、后退最大行程3190mm（280380）；前进、后退最大行程3140mm（280280）2 传动系统的设计计算原始数据：最大负荷： 7.9 t前进、后退最大行程： 3190（280380）mm前进、后退最大行程， 3140（280280）mm 前进速度： 36 m/min后退速度： 72 m/min上升速度： 2 m/min下降速度： 4 m/min出料杆前进上升量： 100 mm出料杆前进下降量： 100 mm出料杆后退上升量： 100 mm出料杆后退下降量： 100 mm液压缸直径： 200mm 液压缸行程： 420 mm液压缸最大工作压： 14 MPa齿条出料杆： 3个齿条出料杆间距： 2000 mm齿条出料杆宽度： 500 mm 2.1主传动装置设计方案的确定由于现场的环境、要求出料杆快速和平稳的工作，所以选用二级圆柱斜齿轮减速器。这种减速器的特点是承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、寿命长。工作过程是电机通过减速器使出钢机工作。如图2.12.2电动机的选择2.2.1出钢机主动电机的功率及转速计算由文献5中公式30-1得出钢机电动机的功率计算： (2.1)1-电动机 2-联轴器 3-主令控制器 4-光电转速传感器图2.1 主传动设计方案式中：最大载荷，出钢速度，由电动机至出料杆的总的机械传动效率。影响值的因素很多，在一般情况下，齿条式出钢机由原始数据知前进速度为，后退速度为,二级圆柱斜齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为 (2.2)2.2.2确定电动机的型号根据以上的参数由文献4选出电机，其型号为。此电机的主要性能如表(2-1)：型号额定功率 kW满载时转速r/min电流A效率%功率因数YP280M-655980104920.876.51.82.02.2.3电机过载能力的验算根据电动机转矩过载系数，则电动机最大转矩： (2.3) (2.4)式中：电动机额定转矩；电动机转矩过载系数；则，故所选电动机过载能力足够。2.3减速器的计算2.3.1确定传动装置的总传动比和分配传动比出料杆后退速度 72，齿轮齿条传动中齿轮轴直径D=400 (2.5)传动装置总传动比式中：电动机满载转速; 工作机主动轴转速分配减速器的各级传动比：按展开式布置，考虑润滑条件，为使两极大齿轮直径相近，可由图12展开式曲线查得，则各轴的运动和动力参数（1）各轴转速：电动机满载转速（2）各轴输入功率：各连接的效率：（3）各轴输入转矩：由公式(2.3)得： 2.3.2确定第一级传动的中心距由接触疲劳强度公式计算得到的斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮分度圆直径为，所以取（1）初定（2）选定模数，齿数、和螺旋角 (2.6)一般，初选，则，取97，代入公式(2.6)得：由标准取，则根据公式(2.6)得：取取，则，根据公式(2.6)得：（3）计算齿轮分度圆直径：小齿轮大齿轮（4）齿轮宽度：按强度计算要求，由文献1表(10-7)取齿宽系数为，则齿轮工作宽度： (2.7)圆整为大齿轮宽度，取小齿轮宽度 2.3.3确定第二级传动的中心距由接触疲劳强度公式计算得到的斜齿圆柱齿轮传动的小齿轮分度圆直径，所以取（1）初定（2）选定模数，齿数、和螺旋角，由公式(2.6)得：一般，初选，则，取111，代入公式(2.6)得：由标准取，则由公式(2.6)得：取取，则，由公式(2.6)得：（3）计算齿轮小齿轮：分度圆直径：齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径大齿轮：分度圆直径齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径（4）齿轮宽度：按强度计算要求，由文献1表(10-7)取齿宽系数为，由公式(2.7)得，则齿轮工作宽度圆整为大齿轮宽度，取小齿轮宽度 2.3.4减速器的润滑及密封齿轮在工作时,齿面产生摩擦和磨损，造成动力损耗。因此润滑式齿轮传动设计是制造中的一个重要方面。润滑的功用是，减磨提高传动效率，减缓和防止齿面失效以及散热和防锈等。其润滑方式可采用两种方案，喷油润滑和浸油润滑。对于浸油润滑方式，在速度低时为了减少功率损耗，浸油深度为1/3齿顶圆半径。本次设计大小齿轮的润滑方式为浸油润滑，要求在冬季HL-20，夏季HL-30。对于小齿轮轴上的一对滚动轴承，其润滑方式为甩油环，润滑油为润滑脂ZG-4（GB491-86）。其密封装置选用毡圈油封形式。2.4联轴器的选择2.4.1联接电机与减速器的联轴器选择（1）类型选择：由于电机联接的是减速器的高速轴，故常用弹性联轴器，这里选择带制动轮弹性柱销联轴器，这种联轴器的特点是传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。如图2.21-半联轴器 2-制动轮 3-柱销 4-挡板图2.2 GB5014-85HLL型带制动轮弹性柱销联轴器（2）载荷计算：由公式(2.3)得公称转矩：由文献1中表14-1查得，故由文献1中公式(14-3)得计算转矩为： (2.8)(3)型号选择：从文献3中查得GB5014-85HLL型带制动轮弹性柱销联轴器，选择的型号是：HLL6，其中许用转矩为，许用最大转速为，所以适用。2.4.2联接减速器与传感器的联轴器选择（1）类型选择由于是减数器的高速轴联接光电转速传感器，所以选择滑块联轴器，这是因为它的特点是它的中间滑块的质量很小，又具有弹性，故具有较高的极限转速。这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。如图2.31-螺钉 2-半联轴器 3-滑块 4-半联轴器图2.3 JB/ZQ4384-86 KL3 滑块联轴器（2）载荷计算：公称转矩由文献1中表14-1查得，故由文献1中公式(14-3)得计算转矩为：(3)型号选择：从文献3中查得JB/ZQ4384-86 KL型滑块联轴器，选择的型号是：KL3 ，其中许用转矩为，许用最大转速为，所以适用。2.4.3联接减速器与主令控制器的联轴器选择（1）类型选择：选择滑块联轴器，这是因为它的特点是它的中间滑块的质量很小，又具有弹性，故具有较高的极限转速。这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。如图2.4（2）载荷计算：公称转矩 1-螺钉 2-半联轴器 3-滑块 4-半联轴器图2.4 JB/ZQ4384-86 KL5 滑块联轴器由文献1中表14-1查得，故由文献1中公式(14-3)得计算转矩为(3)型号选择：从文献3中查得JB/ZQ4384-86 KL型滑块联轴器，选择的型号是：KL5 ，其中许用转矩为，许用最大转速为，所以适用。3 主要零件强度计算3.1减速器中齿轮强度计算3.1.1齿根弯曲疲劳强度计算（1）端面重合度：已知：，由文献1中图(10-26)查得，则 (3.1)（2）载荷系数：使用系数由文献1中查表(10-2)得动载系数已知：7级精度，由文献1中查图(10-8)得齿间载荷分配系数由文献1中查表(10-3)得齿向载荷分布系数根据文献1中表(10-4)要求先求得：由由文献1中表(10-4)查得的公式： (3.2) 再由文献1中查图(10-13)得： (3.3)（3）斜齿轮的齿形系数可近似地按当量齿数，由文献1中表(10-5)查取查得（4）斜齿轮的应力校正系数（5）螺旋角影响系数斜齿轮的纵向重合度 (3.4)由的值，根据文献1中图(10-28)查数值为0.92（6）由文献1中公式(10-16)得： (3.5)计算许用齿根弯曲疲劳强度：（1）由文献1中图(10-20C)查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限（2）由文献1中图(10-18)查得弯曲疲劳寿命系数（3）（4）取弯曲疲劳安全系数 ,由文献1中公式(10-12)得： (3.6) 所以符合要求。3.1.2齿面接触疲劳强度计算弹性影响系数，单位为，数值列于(1)中表（10-6）， (3.7)由文献1中图（10-21）查得：齿轮的接触疲劳强度极限接触疲劳寿命系数由，得出由文献1中公式(10-12)得： (3.8)3.2减速器低速轴的设计计算(1) 初步确定轴的直径选取轴的材料为45，调制处理。取=112，于是得：由于有键槽的影响d = 1.3108.26 = 140.74mm，取d = 140mm。（2）齿轮的受力分析：（3）绘制齿轮轴的受力简图，如图3.1所示，由图得，求支座反力：水平面支反力：由，得： (3.9) 图3.1 轴的载荷分布图（M，T的单位为Nm）由，得： (3.10)垂直面支反力：由，得： (3.11) 由，得： (3.12)（4）作弯矩图：水平面弯矩图： (3.13) 垂直面弯矩图： (3.14) 合成总弯矩M图： (3.15)(3.16)（5）按弯扭合成应力校核轴的强度：进行校核时，通常是校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B的强度）。当扭转切应力为脉动循环变应力时，取，由文献1中公式15-5得，计算应力为： (3.17)式中：轴的计算应力，单位为；轴所受的弯矩，单位为；轴所受的扭矩，单位为；轴的抗弯截面系数，单位为；对称循环变应力时轴的许用弯曲应力；前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1中表15-1查得因此，故安全。（6）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面：在2-2截面上，既有较大的弯矩，又有扭矩，所以校核2-2截面。虽然1-1截面承受的应力最大，但应力集中不大，而且轴径最大，故1-1截面不必校核。只校核2-2截面：在2-2截面左侧抗弯截面系数为： (3.18) 抗扭截面系数为： (3.19) 弯矩M及弯曲应力为： (3.20) 扭矩T及扭转切应力为： (3.21)轴的材料为45，调制处理。由文献1中表(15-1)查得，HBS = 287241。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按文献1中附表(3-2)查取。因为，经插值后可查得：又由文献1中附图(3-1)可得轴的材料的敏性系数为：故有效应力集中系数按文献1中式(附3-4)为：由文献1中附图(3-2)得尺寸系数；由文献1中附图(3-3)得扭转尺寸系数；轴按磨削加工，由文献1中附图(3-4)得表面质量系数为：轴未经表面强化处理，即，则按文献1中式(3-12)及(3-12a)得综合系数值为：又由文献1中3-1及3-2得碳钢的特性系数：，取，取于是，计算安全系数值，按式(15-6)(15-8)则得： (3.22)(3.23) (3.24)故可知其安全。在3-3截面右侧由公式(3.18)得抗扭截面系数为：扭矩T及扭转切应力为：由公式(3.21)得：轴的材料为45，调制处理。由文献1中表(15-1)查得，HBS = 287241。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数按文献1中附表(3-2)查取。因为，经插值后可查得：又由文献1中附图(3-1)可得轴的材料的敏性系数为：故有效应力集中系数按文献1中式(附3-4)为：由文献1中附图(3-3)得扭转尺寸系数；轴按磨削加工，由文献1中附图(3-4)得表面质量系数为：轴未经表面强化处理，即，则按文献1中式(3-12)及(3-12a)得综合系数值为：又由文献1中3-1及3-2得碳钢的特性系数：，取于是，计算安全系数值，按公式( 3.23)则得：故可知其安全。3.3滚动轴承的选择和寿命验算(1) 滚动轴承的选择轴承为圆锥滚子轴承，型号为32230号。由文献1查得基本额定动载荷,基本额定径向静载荷，额定工作寿命。（2）寿命验算设轴承所受的支反力合力为，由轴的校核可知：水平方向支反力为：垂直方向支反力为：支反力合力为： ( 3.25) ( 3.26)派生轴向力： ( 3.27)则轴右移 2轴承成为“紧轴承”，1轴承成为“松轴承” 紧轴承松轴承由文献1中表(13-6)查得在中等冲击情况下取载荷系数 1轴承：则 ( 3.28) ( 3.29)2轴承：由公式( 3.28) 和( 3.29)得则因为，所以按轴承2的受力大小验算。由文献1中表(13-4)查得温度系数，对于滚子轴承，。 ( 3.30) 由于，故选用的型号为32230轴承安全可靠，是适用的。3.4键联接强度计算减速器中低速轴与齿轮联接是用圆头普通平键联接，其主要失效形式是工作面被压溃，因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算由文献1中公式(6-1)得： ( 3.31)式中：传递的转矩，单位为；键与轮毂键槽的接触高度，单位为；键的工作长度，单位为，圆头平键，这里为键的公称长度，单位为；为键的宽度，单位为；轴的直径，单位为；键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为，从文献1中表(6-2)查得；故，符合要求。3.5联轴器的强度计算3.5.1联接电机与减速器的联轴器强度计算根据所选电机YP280M-6 E=140 D=75联轴器的型号是HLL6，主要的参数为主动端：Z型轴孔 A型键槽 =75 =142从动端：Y型轴孔 A型键槽 =70 =142由电机的最大转矩/额定转矩=2.0得：联轴器的计算转矩 =2=2535.97N=1071.94N柱销中心分布圆直径 =（1015）=12=1228.11柱销直径柱销长度柱销数其中取8柱销的剪切强度： ( 3.32)柱销的挤压强度： ( 3.33)尼龙柱销材料的许用切应力，可取=11尼龙柱销材料的许用压强，可取=811则和，验算符合强度要求。3.5.2联接减速器与传感器的联轴器强度计算联接减速器与传感器的联轴器选择的型号是： KL3 ，主要参数为：主动端：Y型轴孔 A型键槽从动端：Y型轴孔 A型键槽已知轴的直径联轴器的外径联轴器的计算转矩 =N滑块凸榫的工作高度 ( 3.34)半联轴器端面与滑块接触的许用压力，对于未淬火钢与铸铁表面 =1015 则，故适用。3.5.3联接减速器与主令控制器的联轴器强度计算联接减速器与主令控制器的联轴器选择的型号是： KL5 ，主要参数为：主动端：Y型轴孔 A型键槽从动端：Y型轴孔 A型键槽已知轴的直径联轴器的计算转矩 N联轴器的外径滑块凸榫的工作高度，由公式( 3.34)得：半联轴器端面与滑块接触的许用压力，对于未淬火钢与铸铁表面 =1015则，故适用。3.6齿轮齿条强度校核计算（1）齿轮材料为ZG35CrMo，查文献3可知其机械性能如下： MPa ； MPa ；硬度小于229HBS。（2）齿轮参数：模数，齿数，分度圆直径mm压力角，齿顶高系数，顶隙系数，变位系数 3.6.1按接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算公式： ( 3.35)式中计算载荷；泊松比，塑料的泊松比为0.5，其余的材料为0.3；接触线长度；弹性模量；啮合齿面上啮合点的曲率半径；为计算方便，取接触线单位长度上的计算载荷： ( 3.36) ( 3.37) ( 3.38) 则上式为： ( 3.39) 式中啮合齿面上啮合点的综合曲率半径，单位 mm；弹性影响系数，单位MPa1/2； N mm；由公式( 3.36)得： N/mm；76.95 mm；由公式( 3.37)得： mm；由公式( 3.38)得： MPa；由公式( 3.39)得： MPa；又可知： ( 3.40) 公式摘于文献1中(10-12)；其中接触疲劳寿命系数；齿轮应力循环次数公式取于文献1中(10-13)，并查文献1中图1019得：；接触疲劳强度极限值；并查文献1中图(10-21)得： MPa；接触疲劳强度安全系数；由于点蚀破坏发生后只引起噪声、振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取：； ( 3.41) MPa；故安全。3.6.2按弯曲疲劳强度计算 ( 3.42) 其中齿轮齿跟弯曲应力，单位MPa；齿轮弯曲疲劳许用应力，单位MPa；载荷作用于齿顶时的应力校正系数，齿形系数；齿轮齿数；查文献3中；；载荷系数： ( 3.43) 按齿面接触疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数；按齿面接触疲劳强度计算时用的齿面载荷分配系数；由公式( 3.42)得齿根弯曲应力： MPa；齿轮弯曲疲劳许用应力： ( 3.44)公式摘于文献1中(10-12),其中弯曲疲劳寿命系数；查文献1中图(10-18)得；弯曲疲劳强度极限值；查文献1中图(10-20)得MPa；齿根弯曲应力： MPa；故安全。3.7传动轴的键联接强度计算传动轴的键联接是用圆头普通平键联接，其主要失效形式是工作面被压溃，因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算由文献1中公式(6-1)得：式中：传递的转矩，单位为；键与轮毂键槽的接触高度，单位为；键的工作长度，单位为，圆头平键，这里为键的公称长度，单位为；为键的宽度，单位为；轴的直径，单位为；键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为，从文献1中表(6-2)查得；故，符合要求。3.8出料杆的强度校核当出料杆取料时，出料杆受弯矩最大，故验算此时的状态, 如图3.3图3.3 出料杆受力分析根据摩擦力原理可知，在A点产生齿轮拉力为： ( 3.45)针对出钢杆变形失稳的情况，将出钢杆设计为整体铸钢结构，由图可知A、B点所受弯矩最大,且A点较单薄,所以对A点进行校核。对于A点矩形梁,宽度，高度。根据弯曲虎克定律得： ( 3.46)其中：为截面上的剪力结论本文对出钢机的工作原理及工作过程进行了阐述，并依靠所学知识对出钢机的各结构进行了选择和论证，以便达到最佳的经济效益和工作效率。还对设计的出钢机的主要零件进行了强度校核。在毕业设计期间，使我以前学过的机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等专业基础课得到复习和巩固，并且使这些理论知识在实际中得到应用。毕业设计期间，通过查阅资料、进入工厂实际了解设备，这样不仅使我拓宽了知识面，而且还提高了设计能力和独立思考的能力。同时，设计期间遇到问题与同组同学共同查阅资料、共同研究探讨，使我认识到团队精神的重要性，为我以后走上工作岗位打下良好的基础。还有指导老师的敬业精神和对科学的严谨态度使我身受感染。在查阅国内外资料时，我深知我国钢铁企业技术水平与国外的差距是很大的，作为一名即将毕业的大学生，我感到我肩上的重任，同时，我也会把这种压力变为动力，不断的充实自己，提高自己的创新能力，为国家的富强、东北的振兴出一份力！总之，这次毕业设计在我的知识上和人生上都具有重要意义，更是对我以后走向社会的一次难得的历练。致谢在本次毕业设计的过程中，我得到刘老师的大力支持和帮助，为我顺利的完成毕业实习打下了坚实的基础，而且也对我日后的学习和工作带来了很大的帮助。同时，我也要感谢机械工程系的各位老师在设计期间对我的指导和帮助。通过此次设计所得到的锻炼将给我将来走向社会带来极大的帮助。毕业设计以后，大学生活也将要结束，但是我不会停止学习，我会将在学校所学的知识融入实践中去，不辜负辽宁科技学院机械工程系各位老师的培养和希望。参考文献1 濮良贵、纪名刚，机械设计（第七版）M，北京：高等教育出版社，2001。2 刘鸿文，材料力学（第三版）M，北京：高等教育出版社，1991。3 徐灏，机械设计手册（4）M，北京：机械工业出版社，1991。4 蔡春源，机电液设计手册（下）M，北京：机械工业出版社，1997。5 工业炉设计参考资料编写组，钢铁厂工业炉设计下M，北京：冶金工业出版社，1985。6 马鞍山钢铁设计院，中小型轧钢机械设计与计算M，北京：冶金工业出版社，1979。7 孙恒、陈作模，机械原理M，高等教育出版社，2000。 8 朱红一，出钢机的改造J,中国设备工程，2005。 9 sims,R.B.Inst Meach Engr.1986.附录Row tandem cold rolling mill models and the flatness control In the second half of 1994, Sidmar on the 1st column of cold rolling mill was transformed into a row of five full mill, and equipped with a pickling line. The composition of its mill equipment, including: Screwdown hydraulic rack on the body; with the first-axial movement to the middle of the six roll roller mill; rack all the support roll; final Axial on the rack Mobile work roll. The new cold-rolling technology and this new pickling line to allow the pickling process, the export size and strip mill flatness of the closed-control. It contains two straight measurement system: First, the exit of the mill, and the other is on a rack between the cracks. Flatness through the traditional first-and last a feedback loop between the methods used straight-line model in support of the roll and axial movement set up to control the point. On-line model used to describe 6,4 roller mill axial movement of flatness of linear elements, parabolic and quartic equation. Apart from the straight-degree feedback control and set up online model, a unique feedback system through the strip to confirm the new shape of the type of rack with the flatness measurement to improve the mill exports straightness. The new system all have reached the objective of improving the range of products offered by the flatness quality requirements. Flatness requirements Sidmar rolling mill-650 1880 mm, thick 0.3 3.5 mm and material strength from low-carbon steel to HSLA and in the scope of the carbon steel materials. From the cold-rolled flat-out good for the workpiece can increase production and productivity, it is easy to meet the requirements of the final customer. Typically, the flatness of raw materials from the change to 15 units to go through the entrance to the export line, but according to the residual error and patterns of different wavelengths, the rolling of the roughness is still greatly changed. Sidmar of the mill, in the stable operation of the circumstances, from raw materials to 8 units with volume flatness is the standard performance, better than from raw materials to 11 units, weaker than from raw materials to 5 units. In the new online rolling, rolling with the completion of the volume was shorter, and its new hot-rolled to the 12 volumes between Weld. In this regard, it is the flatness of interference is particularly important, but also for a single feedback system of feedback caused great difficulties. Different sizes of the mill online flatness requirements Physical model makes use of the mechanical structure of the most complex flatness model to a basic model was established. This basic model of the physical principles into mathematics and as a module on the code ofprocedure. Module code changes set to be simulated with special machinery to the requirements described in the form of software. For example, if the same model can be set to approximate a graphic description of quadratic equation or linear, quadratic equation and four equations, or for a more detailed set around the strip of 50 units. Sidmar mills online needs of the linear model of the device, secondary and four of the equation. Shape model includes the following modules: Roll the deflection Roll of contact stress Roll-indentation Tensile strength Coil pressure Roll the deflection - Roll strength calculation using a typical beam bending theory. Roll can be considered a distribution load with the beam, on the assumption that the Centre for roller bearings fulcrum mainly by the deflection and bending torque and shear stress caused. Because the roll diameter and length of the roll ratio is very large, shear stress caused by deflection is also counting. With short tapered roller, axial movement can reduce support the work roll contact length. In this way, across the width of the strip work roll can reduce the deflection. This way, Roll asymmetric axial movement can significantly reduce the width of the strip flatness of the sensitivity. Roll axial movement of the results can roll around the support of the changes in the distribution of load to simulate. Roll of contact stress - the support between the two roller pressure led to a local point of contact around the defect, along the axis of a distribution of the load. Through the Hertz pressure, according to two of Roll contacts between the different deflection to simulate the distribution of load. Roll-indentation - Roll gap appearance by the work roll and strip contacts between the different and flexible indentation great impact. Roll a small indentation model regional units on the pressure arising from the roll for the deflection factor. Straightening depend on the general roll and strip contact surface of the combined effects of small area. Tensile strength - flat, tensile strength and strip the pressure caused from the outline of each other at the top of the rack had a lot of negative feedback. As strip stretching from the load can change from the roll compression to stretch and get the sensitivity. Coil pressure - As the strip surface defects caused by work roll to strip from the horizontal surface of the load distribution. Comprehensive rolling pressure / arc-length model of the rolling force to provide accurate forecasts. The flatness model, the use of a simplified form is built on the rolling force model on the basis of the sensitivity. Sidmar of equipment, the new head of the strip is based on the impact of each volume with his head in a hot record in the process of measurement to calculate, although not very important, but more accurate measurement of the increase in the head Straightness model accuracy played an important role. Coil shape - roll bite in two places, depending on the shape of the strip slot shape. The shape depends on the roll deflection, shape and surface roll gap, through their respective geometric model to describe. Flatness - each rack between the flatness of rolling to a large extent dependent on the process of drawing in varying degrees. On cold-rolled, the next strip process was limited to a partial region, in addition to the extra-territorial area, the strip can be assumed to be deviations vertical. Exports flatness decided to strip the head of the changes and the new strip to the combined effects of flatness.Sub-structure - a special structure to reduce the rolling model, a number of standard components of the subsystem model were constructed. Figure 2 on the roll, a simple components can be defined under the influence of the work force of the roller deflection. Use this method, roll roll axial movement and support the length of the combined effect of exposure to computational geometry sensitivity. This component of the geometric sensitivity mathematical expression are as follows: (1) Another component is used to define work roll and strip contacts between the force, and it is working roller deflection into the strip shape and stretching the function. (2) This synthesis of the two components were later used to roll and strip the complex model. 6 roll and four roll mill structure - with geometric shapes and components of knowledge, most of the rack component model can be constructed, for example, such as the four-high mill work roll bending and axial movement; six ROLL Mill work roll and roll the middle of the implementation of devices and bending the middle of the roll axial movement. And six four-high model of the roller mill with the same method of structura

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