〔大学论文〕板坯连铸机垛卸板机设计说明书（含word文档） .pdf

板坯连铸机垛卸板机设计 目录 1.绪论1 1.1 选题的背景和目的1 1.1.1 选题的背景1 1.1.2 选题的目的1 1.2 连铸在国内外的发展概况1 1.3 连续铸钢的优越性2 1.4 连铸机的类型及生产工艺流程3 1.4.1 连铸机的类型3 1.4.2 连铸机的生产工艺流程3 1.5 连续铸钢生产所用的设备4 1.6 目前国内外相关邻域垛卸板机的研究成果(堆垛机）4 1.6.1 目前用于各种类型的小型车间用的标准堆垛机4 1.6.2 用于物流仓储中的堆垛机5 2.垛卸板机的工况分析和传动方案分析7 2.1 垛卸板机的工况分析7 2.2 垛卸板机的传动方案分析7 3.传动方案的设计计算10 3.1 电动机的选择及校核11 3.1.1 电动机的选择11 3.1.2 电动机的发热校核12 3.1.3 电动机的过载校核12 3.2 减速器中传动比的分配13 3.2.1 求各轴 p、n、t 备用13 3.3 与电机轴相联接的联轴器的选择14 3.4轴的强度校核16 3.4.1 按转矩估算轴的直径16 3.4.2 计算轴各截面的弯矩和扭矩17 3.4.3 按弯扭合成应力校核轴的疲劳强度18 3.4.4 精确校核轴的疲劳强度18 3.5 齿轮的强度校核与几何尺寸计算22 3.5.1 选择齿轮的类型、精度等级、材料及齿数22 3.5.2 按齿面按触强度设计22 3.5.3 按齿根弯曲强度校核24 3.5.4 齿轮的几何尺寸计算25 3.6 轴承的选择和轴承寿命的计算26 3.6.1 轴承的选择26 3.6.2 轴承的寿命计算26 3.7 键的选择及其强度计算27 3.7.1 尺寸的选择27 3.7.2 键的强度校核27 3.8 制动器的选择27 3.8.1 制动器的类型的选择27 3.8.2 外抱块式制动器的性能特点28 3.8.3 垛卸板机上制动器的选择28 4.润滑及密封29 4.1 润滑的作用29 4.2 润滑油的选择29 4.3 润滑脂的选择29 4.4 右起升传动箱中的润滑与密封29 结论30 致谢31 参考文献32 摘要 连续铸钢是五十年代以来在钢铁工业中发展起来的一项重大新技术。 连续铸钢是将 钢水连续注入结晶器，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，从结晶器下口拉出活底（引锭 链） ，这样，铸钢坯就连续从结晶器下口被拉出来。这种将高温钢水直接浇注成钢坯的 新工艺就是连续铸钢，简称“连铸” 。 常规的连铸出坯后，由吊车将钢板一块块运入成品库，劳动时间较长，劳动量大而 且比较频繁。 本次设计的垛卸板机则是对连铸出坯精整系统中以上的一系列弊端进行改良和创 新而设计的一台连铸出坯系统中堆垛钢板的设备。 垛卸板机是个升降机械，由去毛刺机和打号机出来后的板坯在运输轨道上，由推钢 机将钢板推送到垛卸板机升降台上，每堆垛一块钢板后，升降台下降一个板坯厚度， 直 到堆垛 4 块板坯后，由吊车将板坯吊运到成品库中。 设计中采用齿轮与齿条传动方案，来实现将旋转运动转变为直线运动。 本次垛卸板机的设计，设计内容包括:电动机的选择、传动比的分配、联轴器的选 择、齿轮与轴的计算及强度校核等。减化了连铸生产出坯系统中的工艺流程，改善了劳 动条件的同时，减少了工人的劳动时间及其劳动强度。 关键词：连续铸钢，出坯系统，垛卸板机 the unloader of the continuous slab casting abstract continuous cast steel has developed a major new technology in iron and steel industry in the 1950s. continuous cast steel is molten steel continuous infusion crystallizer when molten steel curdle into a shell thickness of unburnt earthenware, pulled live from the mouth of the crystallizer (from 120,000 chain), so that continuous cast billet on the mouth pulled out from under crystallizer. that this will involve high-temperature molten steel directly into the new craft is continuous cast steel billet, short for “continuous metal casting.“ conventional continuous metal casting out unburnt earthenware, the cable car will be a piece of metal pieces into chengpinku, longer working hours, labor and the large volume of relatively frequent. the interior design of this machine is for continuous metal casting off panels of unburnt earthenware finishing system over a series of improvement and innovation and design defects in the system, one taiwan continuous metal casting out unburnt earthenware piling steel equipment. stack dumping board aircraft is a mechanical movements from and to burr plane hit out of the plane after banpi in transport tracks from the plane onto steel plates push to stack dumping aircraft landing platform boards, a piece of steel per pile , a drop-taiwan banpi thickness until piling pieces banpi 4, the cable car will be lifted to banpi chengpinku. used gear and spline drive design programmes to achieve rotary movement into linear movement. this pile dumping board aircraft development, been greatly simplified the production of continuous metal casting unburnt earthenware system, given that a significant improvement in the working conditions, while reducing the working hours of workers with the labor intensity in continuous metal casting workshop for trial installation and commissioning achieved expected results and their purpose. keywords: continuous cast steel, a unburnt earthenware system ,stack dumping boards plane. 1 绪论 1.1 选题的背景和目的 1.1.1 选题的背景 鞍钢第二炼钢厂现有职工 1855 人，下设 5 个生产车间和 4 个辅助车间。厂区占地 面积 17.8 万平方米，建筑面积 20.8 万平方米。设备总量 3.6 万吨，主要设备有：100 公 称吨氧气顶吹转炉 3 座，r5.25 米弧型机六流高效连铸机两台，板坯连铸机 2 台，600 公称吨混铁炉 2 台，铁水预处理和炉外精练设备各 1 套。钢年生产能力 330 万吨，方坯 年生产能力 190 万吨，板坯年生产能力 180 万吨。正在建另一台板坯连铸机，预计 2003 年 5 月投产，拟再建一座转炉，届时年钢产量将达 450 万吨。 主要产品规格：方坯 120mm2、150mm2；板坯 150mm(850mm1200mm)； 135mm(900mm1550mm)；100mm(900mm1550mm)； 主要生产品种有：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金钢、高合金钢、铝钢、 军工钢等 7 个系列 120 多个品种。 1.1.2 选题的目的 本次设计的板坯连铸垛卸板机，为经连续铸钢后的板坯出坯后，用来堆垛钢板的一 台设备。 连铸垛卸板机为连铸机出坯系统中的一台专用设备。它承载能力大，结构简单， 占 地面积小，便于集中控制且检修周期长，在满足生产要求的同时，提高了成材率和劳动 生产率。 提高了连铸机的生产效率，缩短了劳动时间和工人的劳动强度。 1.2 连铸在国内外的发展概况 钢液经过连续铸钢机（简称连铸机）直接生产钢坯的方法叫连续铸钢，它生产出来 的钢坯叫连铸坯。 连续铸钢技术是在五十年代发展成功的。从六十年代中期就在钢铁工业中迅速发 展。七十年代以后，发展更为迅速，世界连铸比以 3%的速度增长。到 1986 年，世界钢 的连铸比已达 52%。在几个主要产钢国家中，连铸比增长更快，日本连铸比 1979 年为 52%，1986 年为 92%；美国 1979 年为 16.7%,1986 年为 53.6%，西欧一些国家连铸比已 达 100%。 日本是一个资源极其贫乏的国家， 钢铁工业消耗量很大的原材料和燃料都需要耗用 大量外汇从国外进口，日本的第一台连铸机是 1955 年投产的，开始对连铸并未引起重 视，到 1965 年后，不断认识到发展连铸技术会带来巨大的经济利益，就不断投入大量 的资金和力量。到 1986 年底，日本已经拥有各类连铸机 188 台 494 流，其中小方坯连 铸机 79 台 246 流，大方坯连铸机 53 台 158 流，板坯连铸机 56 台 90 流，现在日本已经 成为连铸生产的第一大国，连铸坯的年产量已超过 9000 万吨，连铸比达到 93%，居世 界各国之首。 美国在发展连铸技术方面起步较早， 1962 年美国的罗诺克电炉炼钢公司就正式投产 了一台两流小方坯连铸机，由 25 吨电炉供应钢水，生产（7575） （150150）mm 断 面铸坏。 1968 年美国国家钢铁公司在转炉车间建成了当时世界最大的板坯连铸机， 年生 产能力为 100 万吨。到 1983 年就有 7 台年产百万吨以上生产能力的大型连铸机投产。 到 1986 年底美国拥有各种连铸机 133 台， 总计 369 流。 1988 年美国连铸坯产量已由 1982 的 2000 多万吨提高到 5526.6 万吨，连铸比达到 60.9%，连铸坯产量居世界第二位。 我国的连铸开发较早，1958 年第一台立式连铸机就在重钢三厂建成投产。到 1980 年全国共有连铸机 25 台，生产能力为 345 万吨。从 80 年代起，我国的连铸进入了一个 新的发展阶段，陆续从国外引进了各种类型的连铸机。1989 年底，我国已拥有各类连铸 机 109 台，铸坯产量达到 1004 万吨，连铸比 16.3%。与 1980 年相比铸产量增加了 4.36 倍， 连铸比提高了 2.62 倍。 要提高我国的连铸坯产量和连铸比， 发展板坯连铸机是关键。 1.3 连续铸钢的优越性 连续铸钢的迅速发展，是因为它与传统的“模铸开坯”相比具有很多的优越性。 (1)简化了生产钢坯的工艺流程，节省了大量投资，连续铸钢可直接从钢水浇注成钢 坯。省去了脱锭、整模、均热、开坯等一系列中间工序和设备。使钢坯的生产工艺流程 大为简化，节省了大量资金。 (2)提高了金属收得率和成材率。 由于连铸从根本上消除了模铸中注管和汤道的残钢 损失，因而使钢水收得率提高。又因连铸坯没有热帽也不需切去 78%的坯头，因而成 材率也提高 1015%。 (3)极大地改善了劳动条件，并为钢铁生产向连续化、自动化发展创造了条件。普通 模铸生产是在高温多尘的条件下工作的，连铸机使铸锭工作机械化，从根本上改变了模 铸的劳动条件。 (4)提高了铸坯质量。采用连铸方法可以合理地调节铸坯的冷却条件，实现比较合理 的冷却速度，使铸坯结晶过程稳定，内部组织致密，非金属夹杂物减少。化学成分偏析 及内部低倍组织缺陷等都减少了。并且提高了金属的机械性能，改善了铸坯的质量。 尽管连续铸钢是一项先进的新技术，新设备，且发展很快。但是目前还存在一些问 题：连铸工艺对钢水的要求比较高，无论是化学成分，钢水温度，还是对炼钢炉出钢时 间与连铸机的配合，都有严格的要求；在实行多炉连浇的生产条件下，连铸机如何才能 适应长在高温条件下作业而不出事故，或一旦出现问题又怎样才能在短时间内排除， 恢 复正常生产；连铸的操作工艺有待进一步稳定，浇铸品种尚需扩大，浇铸板坯时的某些 缺陷有待于改进，设备作业率和拉坯速度还必须提高。 1.4 连铸机的类型及生产工艺流程 1.4.1 连铸机的类型 在连续铸钢的发展过程中，连续铸钢设备先后出现了立式、立弯式、弧形、椭圆形 和其它形式。 近些年来新发展的并且已经用于生产的连铸机的结构类型主要有： 立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、水平连铸机 1.4.2 连铸的生产工艺流程 1钢包回转台；2中间罐；3结晶器；4夹辊；5二次冷却区； 6拉矫机；7火焰切割机；8垛卸板机； 图 1.1 连铸工艺流程图 连续铸钢的一般生产工艺流程如图 1.1，由炼钢炉炼出的合格钢水，经盛钢桶运送 到浇住位置。 通过中间罐注入强制水冷的结晶器内。 结晶器是无底的， 在注入钢水之前， 必须先装上（活底）引锭链。注入结晶器的钢水表层迅速冷却凝结成形，且铸坯的前部 与伸入结晶器底部的引锭链头部凝结在一起。引锭链的尾部则夹持在拉坯机的拉辊中。 当结晶器内钢水升到要求的高度后，开动拉坯机，以一定的速度把带着钢坯的引锭链从 结晶器中拉出。为防止铸坯被拉断漏钢，并减少结晶器中的拉坯阻力。在浇注过程中， 既要对结晶器内壁进行润滑，又要使其做上下往复振动。出结晶器后的铸坯，内心还是 液体状态，应进一步喷水冷却，称之为二次冷却。通过二次冷却支导装置的铸坯逐渐从 表面向断面中心凝固。这样，铸坯不断被拉出，钢水连续地从上面注入结晶器，形成了 连续铸钢的过程。当铸坯通过拉坯机、矫直机后，脱去引锭链，完全凝固的直铸坯由切 割设备切成定尺，经运输辊道进入后步工序，最后到垛卸板机。 1.5 连续铸钢生产所用的设备 连续铸钢生产所用的设备，实际上是包括在连铸作业线上的一整套机械设备。通常 可分为主体设备和辅助设备两大部分。 主体设备主要有： (1)浇铸设备盛钢桶运载设备、中间罐及中间罐小车或旋转台、结晶器及其振动装置、 二次冷却支导装置、如在弧形连设备中采用直结晶器时，需设顶弯装置。 (2)拉坯矫直设备拉坯机、矫直机、引锭链、脱锭与引锭链存放装置。 (3)切割设备火焰切割机与机械剪切机（摆式剪切机，步进式剪切机等） 。 辅助设备主要有： (1)出坯及精整设备辊道、拉（推）钢机、翻钢机、火焰清理机、垛卸板机等。 (2)工艺性设备中间罐烘烤装置、吹氩装置、脱气装置、保护渣供给与结晶器润滑装置 等。 (3)自动控制与测量仪表结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、 测长、测速、测压等仪表系统。 1.6 目前国内外相关邻域垛卸板机的研究成果（堆垛机） 1.6.1 目前用于各种类型的小型车间用的标准堆垛机 (1)磁性堆垛机 轧件由装有可调磁性的翻转臂和输送小车进行一层一层堆垛， 并且层与层之间是面 对面或背对背交替放置的。该系统主要适用于中型型钢堆垛，全部由计算机自动操作。 从矫直机和冷剪（停剪或冷飞剪）出来的型钢层通过翻转臂从输出辊道上移送到堆 垛机前运输机上，翻转臂上装有可调磁性的磁头。对钢材层进行制动和定位。其上设有 齐头辊道和专用档板，使所有的钢材层在运输齐头。抬高挡板可将后面跟来的料层分开 以形成预定数量的钢材层。这些料层被磁性运输车托起或被磁性翻转臂拾取。在一个专 门的升降装置上轧件层面对面、背对背交替地堆垛在上面，堆垛成形。 (2)非磁性堆垛机 轧件由两套液压机械机构控制的机械手进行一层层堆垛。其动作类似于人手， 可 夹持并移送钢材，将钢材层面对面或背对背地进行堆放。 非磁性堆垛机多用于中小断面的型钢，可避免料层中钢材在堆垛臂失磁时散落， 形 成不正确的料堆。 矫直后的钢材从堆垛前输入辊道上被移向并收集在装有专用链条的缓冲区。 专用链 条用于避免单根钢材在运输中重叠。 升降挡板与一个易更换的梳料装置相结合，可奇数、偶数交替而精确地选择每单层 料的数量。 已成形的料层由直线运动的升降臂或通过夹持系统翻转料层来实现料层面对面、 背 对背交替堆放于步进下降的运输架上形成料垛。 (3)tmr400 电磁堆垛机 tmr 电磁堆垛机用于高产量生产线，产量可达每小时 120 吨。对堆垛前的轧件质 量要求较高。轧件必须经矫直，轧材平直度 a4%。它不仅可对正反交替放置的单层或 双层角钢、槽钢堆垛，也可用于对称断面扁钢、圆钢的堆垛。主要特点是堆垛棒材和小 断面型材时生产稳定性高。 tmr400 堆垛机有两套电磁头。第一套磁头可将单层或双层需正反翻置的轧材堆 垛，但不用于具有对称断面的轧材。第二套磁头不仅可将单层或双层需正、反成层的轧 材堆垛，还可用于具有对称断面的型材的堆垛。 1.6.2 用于物流仓储中的堆垛机 堆垛机的结构：堆垛机由金属结构、提升机构、运行机构、货叉伸缩机构、载货台、 司机房、电器控制柜等几大部件组成，如图 1.2。 1上横梁2平衡重3爬梯4立柱5电器控制柜6载货台7伸缩货叉 8松绳、过载与断绳安全装置9安全护栏10下横梁11提升机12运行机构 图 1.2 堆垛机机构 2 垛卸板机的工况分析和传动方案分析 2.1 垛卸板机的工况分析 垛卸板机是个升降机械，由去毛刺机和打号机出来后的板坯在运输轨道上，由推钢 机将钢板推送到垛卸板机升降台上，每堆垛一块钢板后，升降台下降一个板坯厚度， 直 到堆垛 4 块板坯后，由吊车将板坯吊运到成品库中。 2.2 垛卸板机的传动方案分析 由于垛卸板机是一个升降机械，所以要将回转运动转变成直线运动，则采用齿轮和 齿条传动。 齿轮和齿条的基本方案有三种： 方案(1):由 1 个双联齿轮和 2 个齿条组成的直线差动机构 如图 2.1 所示，假设齿条 1 为固定齿条，齿条 2 为从动齿条，双联齿轮的齿轮 3 的 分度圆直径 1 d大于齿轮 4 的分度圆直径 2 d，当滚动的双联齿轮的齿轮 3 沿固定齿条 1 滚动时，由齿轮 4 驱动的从动齿条 2 将以与双联齿轮中心运动相反的方向水平移动， 其 相对运动的距离。 ()nddl 21 = 式中n双联齿轮转过的圈数 按此计算公式，当双联齿轮 21 dd=时，不论双联齿轮转过的圈数为多少，齿条 1 与齿条 2 走过的相对距离为 0。 1固定齿条2从动齿条3、4双联齿轮 图 2.1 齿轮齿条直线差动机构 方案(2)：由 1 个滚动齿轮和 2 个齿条组成的直线差动机构 如图 2.2 所示，与图 2.1 相比，从动齿条 2 在滚动齿轮的上方，根据相对运动原理， 滚动齿轮与固定齿条的节点为二者的速度瞬心，当滚动齿轮相对于固定齿条 1 滚动时， 从动齿条 2 将沿滚动齿轮中心运动方向，以滚动齿轮中心 2 倍的速度平行移动。这样， 就形成了从动齿条 2 相对于滚动齿轮中心速度与行程的增倍机构。 1固定齿条子2从动齿条3液动齿轮 图 2.2 直线差动行程增倍机构 方案(3)：由 2 个相啮合的齿轮和 2 个齿条组成的同步传动机构 如图 2.3 所示,当齿轮 1 滚动的同时，带动齿轮 2 滚动，齿轮 1 与齿轮 2 滚动的同时 带动齿条 3 和齿条 4 进行同步直线运动，齿条 3 与齿条 4 以同一速度，同一方向同步运 动，实现了将回转运动转变为直线运动。 1齿轮 12齿轮 23齿条 34齿条 4 图 2.3 齿轮齿条同步运动机构 在以上三种方案中，考虑到工作机的实际工作状况，采用方案(3)来实现垛卸板机的 传动。 3 传动方案的设计计算 垛卸板机的基本工艺参数： 最大载重量：66t 板坯规格：最大 25015505500重 16.5t 升降行程：最大 1000mm 升降速度：约 2.4m/min 1电动机2减速器3起升传动箱 图 3.1 垛卸板台传动装置总图 3.1 电动机的选择及校核 3.1.1 电动机的选择 (1)选择电动机的系列 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压 380 伏。 (2)选择电动机的功率 传动装置的总效率： 238 . 齿轮蜗轮联轴器轴承 =（3.1） 由文献2,表 4.2-9查得 轴承的传动效率： 98 . 0 = 轴承 联轴器的效率： 99 . 0 = 联轴器 蜗轮的传动效率： 75 . 0 = 蜗轮 齿轮啮合效率： 97 . 0 = 齿轮 (8 级精度) 则传动总效率： 引用公式(3.1) 238 . 齿轮蜗轮联轴器轴承 = 238 97 . 0 75 . 0 99 . 0 98 . 0 = =0.5825 作用在齿条上的力： 6468008 . 910006666=吨qn 048.2081788 . 9658.21242=kgg升降台n 齿条上所需要的功率： 1000 604 . 2)048.208178646800( 1000 )( 1000 + = + = vgq fv pw 升降台 =34.199 kw 所需电动机的功率： 711.58 5825 . 0 199.34 = w r p pkw 由文献1可选 js 系列三相鼠笼型异步电动机 js1158，额定功率60 0 =pkw，转速n=730r/min jr 系列三相绕线型异步电动机 jr1158，额定功率60 0 =pkw，转速n=725r/min 比较两方案， 选用型号为 js1158 的电动机， 额定功率为 60kw， 同步转速 750r/min, 满载转速为 730r/min,电动机的中心高为h=375mm,外伸轴段de=85170 3.1.2 电动机的发热校核 升降行程：1000= m lmm=1m 最长工作时间： v lm = 4 . 2 1 =0.417min=25 s 远远小于正常电动机的发热时间，所以必定合格。 3.1.3 电动机的过载校核 启动时负载转矩： n pt wzq 9550 = = 34.199 730 9550 =447.398n.m 所选电动机的启动转矩 ： 9550 0 = n p kt tq （3.2） 式中 t k启动转矩过载倍数 查文献1,表 10-3得 t k=1.8 则： 引用公式(3.2)9550 0 = n p kt tq 88.14129550 730 60 8 . 1=n.m 由于 zqq tt,所以电动机的过载能力校核通过。 3.2 减速器中传动比的分配 起升传动箱中齿轮轴中齿轮的分度圆直径为： 5002520=mzdmm 工作机的转速： 529 . 1 1050014 . 3 4 . 2 3 = = d v nw r/min 总传动比： 436.477 529 . 1 730 0 = w n n i 根据文献2,表 4.2-9查得 ,45 1 =i1829 . 3 2 =i,3333 . 3 3 =i 3.2.1 求各轴p、n、t备用 0 轴： 60 0 =pkw 730 0 =nrpm 932.784 730 1060 55 . 9 55 . 9 3 0 0 0 = = n p tn.m 轴： 4 . 5999 . 0 60. 01 = 联轴器 ppkw 730 01 =nnrpm 082.777 730 10 4 . 59 55 . 9 55 . 9 3 1 1 1 = = n p tn.m 轴： 659.4375 . 0 98 . 0 4 . 59 12 = 蜗轮轴承 ppkw 222.16 45 730 1 1 2 = i n nrpm 346.25702 222.16 10659.43 55 . 9 55 . 9 3 2 2 2 = = n p tn.m 轴： 502.4197 . 0 98 . 0 659.43 23 = 齿轮轴承 ppkw 097 . 5 1829 . 3 222.16 2 2 3 = i n nrpm 271.77760 097 . 5 10502.41 55 . 9 55 . 9 3 3 3 3 = = n p tn.m 轴： 452.3997 . 0 98 . 0 502.41 34 = 齿轮轴承 ppkw 529 . 1 3333 . 3 097 . 5 3 3 4 = i n nrpm 735.246413 529 . 1 10452.39 55 . 9 55 . 9 3 4 4 4 = = n p tn.m 轴： 057.3999 . 0 452.39. 45 = 联轴器 ppkw 529 . 1 45 =nnrpm 599.243946 529 . 1 10057.39 55 . 9 55 . 9 3 5 5 5 = = n p tn.m 3.3 与电机轴相联接的联轴器的选择 从电动机输出轴的直径d=85mm 由公式：.ttk e （3.3） 式中k工作情况系数，查文献1,表 4-291取k=2 (1) 载荷计算 工作转矩： 932.784 730 60 95509550= n p ten.m 计算转矩： 引用公式(3.3) 864.1569932.7842.= e tkn.m (2) 型号选择 cl 型齿轮联轴器，承载能力大，工作可靠，与其它型式联轴器相比，尺寸相同时， 传递的转矩最大。 由文献1,表 4-296查得 cl7 型齿轮联轴器的许用转矩t=19000n.m 轴径d=（65120）mm,取d=85mm,齿宽b=35mm,模数m=4,齿数z=56 (3) 联轴器的强度校核 齿面接触应力 2 0 max 9 . 0bd t = 接 接 （3.4） d0齿轮分度圆直径 224564. 0 =zmdmm 引用公式(3.4) 2 0 max 9 . 0bd t = 接 993 . 0 224359 . 0 1000864.1569 2 = =mpa100mm 的轴，有键槽时，轴径增大 7%，所以轴径为320mm,这样求出的轴径，只能作为承爱 扭矩作用的轴段的最小直径，d=320mm。 3.4.2 计算轴各截面的弯矩和扭矩 396.975786 102520 599.24394622 3 = = d t ftn 219.31705220396.975786=tgtgff tr n 534.1026002 20cos 396.975786 20cos = = = t n f fn 求 h 面轴承的支反力： 由0550)550550(=+ tnhc ff 得 nhc f= 550550 550396.975786 550550 550 + = + t f =487893.198n 198.487893= nhcnha ffn 求 v 面轴承的支反力： 由0550)550550(=+ rhva ff 得1095.158526 550550 550219.317052 550550 550 = + = + = r nva f fn 1095.158526= nvcnva ffn 求 h 面上 b 点的弯矩： 414.26834155 . 0 198.487893.=xfm nhah n.m 其中 0,所以可知其安全。 (3)截面 7 的右侧 抗弯截面系数： 32768003201 . 01 . 0 33 =dwmm 3 抗扭截面系数： 65536003202 . 02 . 0 33 =dwtmm 3 截面 7 右侧的弯矩为： 3 103299.110295 550 11520200550 844.282150= =mn.mm 截面 7 右侧的扭矩为： 599.243946=tn.m 截面上的弯曲应力为： 659.33 3276800 103299.110295 3 = = w m b mpa 截面上的扭转切应力： 223.37 6553600 10599.243946 3 = = t t w t mpa 由文献6,表 19.3-6,查得： 键槽处引起的应力集中系数，用插值法列式为： 76 . 1 600650 89 . 1 650700 = xx 求得825 . 1 =x 即825 . 1 = k，625 . 1 k = 配合处引起的应力集中系数： 625 . 2 = kmpa，89 . 1 = kmpa 取两处应力集中系数中的大值，则： 625 . 2 = kmpa，89 . 1 = kmpa 计算安全系数： 659.33= ba mpa, 0= m mpa 引用公式(3.8) 659 . 1 0659.33 54 . 0 92 . 0 625 . 2 295 1 = + = + = ma k s 2 t ma = 引用公式(3.9) 275 . 2 2 223.37 21 . 0 2 223.37 54 . 0 92 . 0 89 . 1 170 1 = + = + = ma k s 引用公式(3.10) 34 . 1 275 . 2 659. 1 275 . 2 659 . 1 2222 = + = + = ss ss scampa ssca,所以可知其安全。 3.5 齿轮的强度校核与几何尺寸计算 3.5.1 选择齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 (1)按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 (2)由于转速不高，故选用 8 级精度。 (3)材料选择。选择齿轮的材料为 35 orm c，齿面高频淬火，齿面硬度为 hrc4045。 (4)选两齿轮的齿数为： 25 1 =z25125 12 =uzz 3.5.2 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即： 3 21 1 ) ( 1 .32 . 2 h e d t t z u utk d + （3.11） 1)确定公式内的各计算数值 (1)试选载荷系数3 . 1= t k (2)小齿轮传递的转矩599.243946 1 =tn.m (3)由文献5,表 10-7选取齿宽系数1= d (4)由文献5,表 10-6查得， 8 . 189= e zmpa (5)由文献1查得两齿轮的接触疲劳强度极限 6 . 1097 2lim1lim = hh mpa (6)计算应力循环次数 由于使用期限为 10 年，每年 300 天，两班制，每天工作 16 小时，所以 6 21 10807 . 8 )8300102(2529 . 1 6060= h njtnnh (7)由文献5,图 10-19查17 . 1 21 = hnhn kk (8)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数s