机械毕业设计（论文）-冷床上料装置设计【全套图纸】 .doc.doc

内蒙古科技大学毕业设计说明书摘要冷床上料装置是无缝钢管生产线上的一种传送运输机械。上料装置时一种机械传动，但是要求传递的位置准确、可靠。上料装置具有物造简单制造方便，传送效率高等特点。在本次设计中，我完成了以下工作：选择和确定了设计方案；选择和确定了合适的电动机和减速器；设计和校核了主要的零部件。关键词：旋转杠杆；冷床上料装置。abstractthe cold-frame high-quality goods installment is on the seamless steel pipe production lines one kind of transmission transport machinery. when high-quality goods installment one mechanical drive, but the request transmissions position is accurate, is reliable. the high-quality goods installment has the thing to make the simple manufacture to be convenient, transmission efficiency higher characteristic. in this design, i has completed the following work: chose and has determined the design proposal; chose and has determined the appropriate electric motor and the reduction gear; designed and examined the main spare part. key word：revolving release lever ；cold-frame high-quality goods installment前言我国生产无缝钢管的第一条生产线是1953年10月27日在鞍钢无缝钢管厂建成投产的，至今已有51年历史，在这半个多世纪的年代里，我国无缝钢管轧机由50年代初唯一的一套中140mm自动轧管机组，设计年产量仅6.19万吨，发展到目前为止，已是产品品种、规格齐全，各种机组形成齐全并分布于全国。到2001年止，我国无缝钢管机组的年总生产能力约480万吨，其中冷轧占15%，为世纪无缝钢管生产能力的10%左右。1998年的产量为342.3万吨，超过了日本、德国、美国、俄罗斯、意大利等国家，为无缝钢管第一生产大国。我国无缝钢管生产的主要特点是机组数量多，平均生产能力小，且较为分散，不能反映钢管生产的大型化，专业化的其中某些难度较大的，如高级别和抗腐蚀套管，高压锅炉水冷壁用的内螺纹管、核装置中某些用管等，都不能生产或不能批量生产。目录摘要iabstracti前言ii一.无缝钢管生产流程如下：11、热轧管的生产：12.冷拔管的生产：1二、国内无缝管生产现状1三、冷床类型及其概述21、型钢冷床22、方坯冷床23、钢板冷床24、圆钢（管坯）及钢管冷床3四、本文设计内容3第一章 方案确定4第二章 传动部件的选择52.1电动机型号的选择52.1.1电动机静功率计算：52.2减速器型号的选择62.3制动器型号的选择62.4电动机轴上联轴器的选择：72.4.1类型选择：72.4.2载荷计算：82.4.3型号选择：82.5轴上联轴器的选用82.5.1类型选择82.5.2载荷计算82.5.3型号选择9第三章 旋转杠杆的设计103.1链的选择103.1.1根据一些已知条件初选链条型号103.1.2链条静强度条件校核123.2滚子链链轮的尺寸计算：133.2.1基本参数133.2.2主要尺寸计算与选取133.3张紧轮的设计143.4张紧轮的轴的设计153.5专用螺栓163.6调整螺栓173.7安装移送架的轴173.7.1最小轴径计算173.7.2轴的结构设计173.7.3确定各段轴经和长度18第四章 轴的设计194.1轴（一）的设计194.1.1轴（一）的形状尺寸设计194.1.2轴的校核214.1.3按弯矩合成应力校核轴的强度224.2轴（二）的设计234.2.1选择轴的类型234.2.2轴的材料234.2.3轴的结构设计234.2.4轴的校核234.3轴（三）的设计254.3.1选择轴的类型254.3.2轴的材料254.3.3轴的结构设计254.3.4轴的校核25第五章 键的选择275.1联轴器与轴联接处的键275.1.1键的选用：275.1.2键的强度校核：275.2旋转杠杆与轴联接处的键275.2.1键的选用275.2.2键的强度校核275.3移送架与轴联接键的选用及校核285.3.1键的选用285.4链轮与轴联接处的键295.4.1键的选用295.4.2键的校核29第六章 滑动轴承与轴瓦的设计306.1滑动轴承的设计306.2滑动轴承的校核306.2.1验算轴承的平均压力306.2.2验算轴承的pv值316.2.3验算滑动速度v值316.3剖分式轴瓦的设计32第七章 螺栓的选用337.1焊接件所用螺栓的选用337.1.1此螺栓的链接其结构简图如图所示：337.1.2确定螺栓的直径d。347.1.3螺栓m24200的校核。347.2吊环螺栓的选用35第八章 焊接的强度校核36第九章 调整杆的设计37结论38结束语39参考文献40附录41一、轴的校核vb应用程序41v内蒙古科技大学毕业设计说明书一.无缝钢管生产流程如下：1、热轧管的生产：管坯准备剪切加热穿孔轧制（撒盐）均整定径冷却矫直切管检查修磨捆扎标号称重入库2.冷拔管的生产：管坯准备剪切加热穿孔轧制（撒盐）均整热打头收集酸洗清洗冲洗磷化处理清洗（热水）水洗干燥皂化处理拔制成品退火矫直切管检查涂油捆扎标号称重入库二、国内无缝管生产现状凡是两端开口并有中空封闭型断面而且长度与周长成较大比例的钢材，称为钢管。由于钢管具有中空、抗弯、抗扭能力强，适合于流体、输送建筑结构等特点，因此在工业、农业以及国防科学技术方面得到广泛应用，并占有相当重要的地位。据统计发达国家的钢管产量约占钢材产量的10%-20%，其中无缝钢管和焊管各占一半。与焊管相比，无缝管具有横截面性能均匀，张度高，承载能力大等特点，所以地质钻探、石油开发，锅炉制造、机械、建筑等行业大量采用无缝管，在原子能、航天等。现在化科技工业中，无缝管也占有相当重要的地位，具有工业面管之称。随着国民经济的高速发展和科学技术的不断进步。用户对无缝管的品种、质量提出了更高要求。例如：外径范围大薄壁、高精度、成分性能波动范围窄，可靠性高等，因此，无缝生产任务时，采用先进生产手段为国民经济的高速发展提供品种、规格对路，品质优良的无缝管，从而取得良好的社会效益和企业效益。前面我们提到了机组老化的问题，所以对机组改造、提高其生产力是现今无缝钢管厂的首要问题。所以今后无缝管的发展将由扩大生产能力转为继续采用先进技术扩大品种，提供实物质量和降低成本。三、冷床类型及其概述在开坯、型钢及钢管轧机上，冷床用来冷却热轧后的轧件。在冷床上，轧件是在缓慢的横向移动过程中逐渐冷却的。因此，实际上冷床和横列式轧机前后的拉钢机一样，从其完成机械的动作来看是相同的，都是属于横向移送轧件的运输设备。在线材轧机上，盘卷的运输与冷却设备主要有链式（或板式）运输带和钩式冷却运输机或两种组合运送冷却方式。为了提高线材的质量，自六十年代以来，对线材采取控制冷却工艺，目前已发展成为采取强制水冷与散卷冷却相结合的较完善的冷却方式。冷床的类型：冷床按其用途分：型钢冷床、方坯冷床、钢板冷床、圆钢（或管坯）冷床及钢管冷床。1、型钢冷床型钢冷床用以冷却除定尺短坯以外的各种坯料及型钢。型钢冷床按其床面固定或运动分作两大类： 在中型以上的型钢车间中，冷床台架通常是固定不动的，轧件在冷床上的横向移动，一般是通过多爪齿条式推钢机、多爪曲柄连杆式推钢机、带拔爪的绳式或链式拉钢机进行运送的。 在机械化程度较高的小型车间中，为了保证断面小而长度较长的轧件在横移过程中不被弯曲、扭转和表面擦伤，往往采用步进式锯齿形冷床，斜辊式冷床或摇摆式冷床，轧件在上述几种冷床上的横向移动，是通过冷床床面本身的运行实现的。 目前，在中小型型钢车间得到普遍采用的冷床有：多爪式冷步进式锯齿形冷床；斜辊式冷床；小车多爪式冷床；小车潜行式冷床；摇摆式冷床等六种型式。2、方坯冷床 方坯冷床用以冷却经剪切成定尺的方坯。3、钢板冷床多用于中板车间，钢板在床面上的移动是由钢绳小车式拉钢机拖动的。4、圆钢（管坯）及钢管冷床 这种冷床的床面沿轧件前进方向带有2%的上坡度，一般多用链式多爪拉钢机移送轧件，用于冷却圆钢、管坯及热轧无缝钢管。在近代的钢管车间中多采用螺旋式冷床。 近年来，由于轧钢工艺趋向无扭轧制，采用紧凑的平立辊轧机，先进活套、计算机控制等手段，使轧制速度迅速提高。这样一来，就对扎线后部冷床工序提出了新的发展课题。冷床上料系统作为冷床的咽喉设备，其作用就是将轧件从输入辊道运送到矫直梁上，并在矫直梁上校直。四、本文设计内容本文设计内容为：生产中180-中432mm，无缝钢管设备上料装置，钢管的最大重量为2500kg。钢管长度为6-16m.第一章 方案确定冷床一般由输入辊道，上料装置及冷床床身三部分组成，其中上料装置是冷床的关键设备。在轧钢车间里，冷床上料装置的作用是将成形热轧钢材在高速状态下制动，并将其从冷床输入辊道抬举滑至冷床床身。冷床上料装置的型式有：斜块辊轮式、平移摇杆式、扭转升降式、曲柄摆杆式、旋转杠杆式等。由于本文设计的为无缝钢管冷床上料装置。故首选曲柄摆杆式和旋转杠杆式两种上料装置。下面就曲柄摆杆式上料装置和旋转杠杆式上料装置做一比较，选取其一作为设计方案。曲柄摆杆式冷床上料，与其他上料机构相比，由于拉杆和各制动板为杠杆平衡机构，使其形成自平衡力系，故该上料机构设备重量轻，驱动功率小，但由于其支承摆杆较细。故其作为包钢无缝冷床上料装置不合适。因为由于曲柄摆杆支承的重量不大，故在冷床上要安放多个冷床上料装置（安放数量大于5个），故其曲柄摆杆式冷床上料在包钢无缝厂有限的冷床空间内不能安放这么多的上料装置。而旋转杠杆式冷床上料装置，其旋转臂与后面的平衡铁相互平衡，故构成自平衡杠杆体系。电动机所带动的质量中不包括旋转杠杆的质量。即驱动功率只用在钢管上面又由于支承上料口的轴较粗。故抬同样质量的钢管。其所需上料装置较少。根据包钢无缝钢管的冷床空间，选取旋转杠杆式冷床上料系统是较合适的。此次方案确定为：设计旋转杠杆式冷床上料装置。其简图如下：旋转杠杆冷床上料简图第二章 传动部件的选择2.1电动机型号的选择 由于冷床上料装置的工作原理与起重机相似，故初步选定为起重冶金用绕线转于异步电动机。其新产品代号为：yzr。代号汉字意义：异重绕。老产品代号：jzr。2.1.1电动机静功率计算：冷床上料机构的静功率为：式中 起升载荷n 物品起升速度m/s h 机构总效率=g=mg=250010=25000n钢管移送一次时间为12s，旋转杠杆厂0.8m。角速度 w=vq=wr=0.8=0.42m/s由于机构为滑动轴承，所以机构总效率h查表可选h=0.78=13.46kw又pnp;其中 pn 基准按电持续率时，电动机额定功率 基准按电持续率时，电动机转矩允许过载倍数；取=1.2 h 系数；洗线型异步电动机取h=2.1 p； 净功率 pnp;=2.1/1.213.46=23.56kw起重及冶金用异步电动机（yz）（jz）性能和结构特点：断续定额，封闭自扇冷式。采用高电阻铝合金浇铸的笼型转子。起动转矩大能频繁起动。（1）yzr，系列电动机具有较大的过载能力和较高的机械强度。适用于短时或断续周期运行频繁起动和制动，有过载及显著振动。冲击的设备。（2）起重用的yzr电动机的绝缘等级为h级，适用于环境温度。不超过60的场合。（3）yzr系列电动机的防护等级，一般场合为ip44，冶金使用场合为ip54.（4）名牌标示的额定数据通常yzr 225m-6型号电动机。技术参数：额定功率：p=30kw fc=40%工作方式：s3 6次/h定子电流：62a转子电流：74.4a转速：n=962r/min额定电压：380v,50 hz效率： 88%重量：398kg2.2减速器型号的选择（1）电动机的转速为：n1=962 r/min（2）传动轴的转速:n2=60/12=5 r/min（3）减速器的效率选为0.97（4）减速器的输入转速为：n1=9620%=577 r/min（5）传动比：i=577.92/5=112比减速器的传动比较大，由于安装时电动机的输出轴与传动轴垂直，故需要选择圆锥-圆柱齿轮减速器。又因传动比较大，故选用三级的圆锥-圆柱齿轮减速器。由于大尺寸的圆锥齿轮较难敬请制造。因而总是把圆锥齿轮传动作为圆锥-圆锥齿轮减速器的高速级（载荷较小），以减小尺寸，便于提高制造精度。所以减速器选择为：ksd 545-112l型2.3制动器型号的选择 制动器是用于机构或机器减速或使其停止的装置，有时也用作调节或者限制机构或机器的运动速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。因为对于起重机械和旋转机构以及车辆等，为了控制制动转矩的大小以便准确停车，则多采用常开式制动器。冷床上料机构相当于起重机，它要求机器能准确的停在指定的位置，故采用常开式制动器。 由于此制动器要与电动机直接相连，是对电动机起制动作用的。故此制动器的制动转矩只要能大于电动机的转矩即可。所以此制动器按电动机的转矩来选。公称转矩：t=9550=955030/962 =297.82nm计算转矩：t1=kt=2.3297.82 =684.99nm其中： k 工作情况载荷系数，查表k=2.3查手册得制动器的型号选为ywz5400/50技术参数：制动转矩：450-710 nm制动轮直径为：400 mm 这种制动器制动转矩、制动时间的调整，简便可靠，摩擦材料更换方便，制动过程无粉尘污染，使用寿命长，可达二千万次。2.4电动机轴上联轴器的选择： 联轴器的基本功用是连接两轴（也连接轴和其他回转零件），并传递运动和转矩。有时，联轴器也用作安全保险装置。联轴器所连接的两轴，只能在运行停止后经过装拆才能彼此接合或分开。应用联轴器可以方便地将组成机器的相关部分（如原功机部分，传动部分和执行部分）连接起来。联轴器选用时，首先按工作条件选择合适的类型，再按转矩、轴径和转速选择联轴器的尺寸；必要时校核其薄弱的承载能力。2.4.1类型选择： 因为电动机出来的轴是要求制动的轴，而且还要有缓冲减振功能，其寿命也不能短，而且电动机带减速器，所以此轴为高速轴，故选用带制动轮弹性柱销联轴器。2.4.2载荷计算：t=9550=955030/962 =297.82nm计算转矩：t1=kt=2.3297.82 =684.99nm其中： k 工作情况载荷系数，查表k=2.32.4.3型号选择：从标准中差得hl26型带制动轮弹性柱销联轴器，其许用转矩为t=2000nm用转速为1400r/m。 技术参数： 许用转矩：t=2000nm许用转速：n=1400r/min轴孔直径：d=75mm轴孔长度：l=142mm故其型号为：hll6联轴器2.5轴上联轴器的选用2.5.1类型选择轴与轴之间需有相互制动功能才能使其在适当位置同时停止工作，又因为需用联轴器联接的轴。为两水平的同心轴，故选用制动轮鼓形齿联轴器。2.5.2载荷计算公称转矩：t=9550=9550300.880.790.980.98/5 =35951.05nm工作情况载荷系数：k=1.5计算转矩：tc=kt=1.535951.05=53926.58 nm2.5.3型号选择从标准中查得ngcl12型联轴器适用主动端：j型轴孔、b型键槽d=140mm、l=202mm从动端：j型轴孔、b型键槽d=150mm、l=202mm故其型号为：ngcl12 第三章 旋转杠杆的设计3.1链的选择由于旋转杠杆做顺时针圆周运动，为使v型架始终保持竖直向上，则v型架必须做逆时针圆周运动，其转速要与旋转杠杆圆周运动的相等。而v型架的圆周运动是靠链传动实现的，即，n1=n2=5r/min.其运动分析如简图。又因为所传递的功率较大，故为低速链传动，对于这种低速链传动，其主要失效形式是链条拉断，故低速链应按静强度条件进行计算。3.1.1根据一些已知条件初选链条型号因为链条做的功等于v形架上的钢管做的功。链与钢管：al=ag=mg（250+225 ） =50000.475 =2841nmp= = 2841/31000=0.95kw选取双排链，则链额定功率po为po=ka=0.950.981.4 =0.74kw又链传动速比i= =5/5=1故在实用机械设计手册上选z1=z2=27合适，由机械设计表9-3选ka= 1.4,再由图9-13，按z=27查出kz =0.98，再根据po=0.74kw，n1=5r/min,由机械设计图9-11查得链条型号为：20a20a链条的技术参数：节距：p=31.75mm排距：pt=35.76mm滚子外径：d1=19.05mm1）初定中心距a0=（30-50）p 因为一般a 0= 3231.75=1016mm2）确定链条节数lplp=+ =64+27+0 =91因为lp应圆整为整数，并宜取得偶数。lp=923）链条长度 ll= p =2.94)中心距 a当z1=z2=z时，用公式a=p=31.75=1031.87mm为保证链条松边的合理下重量，安装中心距a应相应减小。故取a=800mm3.1.2链条静强度条件校核链的平均速度：v=2731.755/601000 =0.071m/s链传动的圆周力，即有效圆周力。f= =10000.95/0.071=13380.3n静强度安全系数应满足下式要求：sca= sff=kfqa（n）式中：sca链的抗拉静强度的计算安全系数。q链条极限拉伸载荷，n，查机械设计实用手册表8-2-2，则，取q=173500nka 工作情况系数，查机械设计实用手册表8-2-7，取ka= 1.8f有效圆周力fc离心力引起的拉力，n，因链速v10m/s,故离心力应忽略q链条每米质量，kg/m，机械设计实用手册表8-2-2。q=3.80kg/mv链速， m/sff 悬重拉力，nff 系数，查机械设计实用手册图8-2-5，kf=6.5a链传动中心距，mm,a=800mmf下重度，mm,即f=0.02a时的拉力系数，取f=0.02800=16mm两轮中心连线对水平面的倾斜角；=0s许用安全系数，一般取48；ff=6.53.880010-2 =197.6nsca= =7.15即在48之间，故此型号链满足要求。3.2滚子链链轮的尺寸计算：3.2.1基本参数配用链条20a：链轮齿数z1=z2=27 节距p=31.75mm 排距pt=35.76mm 滚子外径d1=19.05 内链板高度h2=30.18mm3.2.2主要尺寸计算与选取分度圆直径：d= = =273.488mm齿顶圆直径：damax=d+1.25p-d1=273.488+1.2531.75-19.05=294.1255mmdamin =d+(1-1.6/z)p-d1 =273.488+(1-1.6/27) 31.75-19.05=284.307mmda在damax与damin之间选取；故选da=290mm齿棍圆直径：df=d-d1=273.488-19.05=254.438mm分度圆弦齿高ha hamax=(0.625+0.8/2)p-0.51=(0.62+0.8/27) 31.75-0.519.05=11.26mmhamin=0.5(p-d1)=0.5(31.75-19.05)=6.35mm齿侧凸缘（或排间槽）直径：dgpctg(180/z)-1.04h2-0.76=31.75ctg(180/27)-1.0430.18-0.76=239.49mm取dg=240mm3.3张紧轮的设计因为链条松边在上，如下简图。故选用张紧轮。张紧轮的作用是为了避免在链条的重度过大时产生啮合不良和链条的振动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。此处张紧轮主要为了保证链条的重度过大时产生的啮合不良，避免由于啮合不良造成卡阻现象或振动，从而使钢管在已送架上产生巨大的振动、破坏、旋转杠杆及相关的零部件。张紧轮与20a链啮合，故选用链轮作为张紧轮，张紧轮的链节距p=31.75。由于张紧轮直径一般取0.5d,故张紧轮齿数z=1/227=13.5.取整数z=13，圆直径d紧=132.67齿顶圆直径：damax=d+1.25p-d1 (d1=19.05) =132.67+1.2531.75-19.05=153.31mm齿根圆直径：df=d-d1=132.67-19.05=113.62mm3.4张紧轮的轴的设计由于此轴是不大重要的轴，故选用其材料为调质后的45号钢即可。其轴直径可以粗略的选为1/2d，然后校核，验算其强度。d1=1/2d=1/2132.67=66.34mm又因为此处轴为滑动联按，为减小张紧轮的磨损。故在张紧轮与轴的联接之间加一个轴套。此轴套必须耐磨。所以选用耐磨铸铁作为材料，即ht300。耐磨铸铁价格便宜，宜用于低速、轻载的不重要轴承。因为加以轴套，故轴套直径为d=65mm，其轴的直径就相应减小，取d=50mm。按弯矩，转矩合成强度条件校核。张紧轮所受到的力，与链的紧边受到拉力f1有关，其关系（如上图）因为连的松边最大下重度为f=0.02a=0.02800=16mm所以张紧螺杆对轴的作用力f合=f合f合=f合f1f1=f+ff=13380.3+197.6=13577.9n=f18010-3=13577.90.08=1086.23nmma=0强度条件=式中w轴的抗弯截面系数，w= 故w=12265.63=8.8mpa45调质钢的许用弯曲应力为=60mpa故此轴适合，其强度合格。3.5专用螺栓 张紧轮与轴的联接为滑动轴承，因为链所传递的动力较大，张紧轮的工作时间较长，为了保证张紧轮能继续工作，故选用滑动轴承。滑动轴承需要采用油润滑，而此滑动轴承与轴为轴端联接，故需要用专用螺栓来轴向固定，润滑油由空心螺栓送入轴承与轴的接触面。根据轴的直径d=50mm,选用m16x45的空心螺栓。3.6调整螺栓张紧轮安装在旋转杠杆上，固张紧轮必须与旋转杠杆固定在一起，但是为了调整张紧轮，需使用调整螺栓，此调整螺栓来保证张紧轮沿着链重度方向移动，从而达到调整张紧轮的作用。 此螺栓采用两端固定在横梁上，受力不大，故选用m30x400即可。3.7安装移送架的轴 此轴上装有滑动轴承，轴的另一端安装链轮。链轮有防护罩保护，故这一端的滑动轴承的润滑油的输入较困难。故次轴必须选用空心轴，润滑油由一端送入另一端来润滑滑动轴承，又因为此空心轴的内径很小，只要能输送润滑油即可，故在计算时，可按实心圆轴计算，材料为45#钢。3.7.1最小轴径计算因为此轴为既承受弯矩又承受转矩作用的转轴，在作轴的结构设计前，常用按钮转强度条件估算轴径的方法来算最小直径，此方法是用降低许用应力的办法来补偿弯矩对周强度的影响。 轴的直径为： d=63.24mm式中：c由轴的材料和承载情况确定的常数查机械设计表12-4 取c=110故选取 d=80mm3.7.2轴的结构设计轴的设计既满足轴的强度的要求，也要保证轴上零件的定位、固定和安装方便，并且有良好的加工工艺，所以根据轴上零件的布置，故此轴的结构设计为阶梯轴。3.7.3确定各段轴经和长度定位轴肩高度按机械设计表123取，非定位轴肩高度一般取12.5mm，从左向右取80mm90mm80mm90mm。对于轴长，取决于轴上零件的宽度及它们的相对位置和工作需要。结合以上可知此轴的结构如图此轴校核略第四章 轴的设计4.1轴（一）的设计4.1.1轴（一）的形状尺寸设计（1）选定轴的类型： 根据所需轴线形状，选定轴为直轴中的转轴。（2）轴的材料： 轴常用的材料是优质中碳钢，其中最常用的是调制处理的45号钢。该轴无特殊要求，故选用45号钢为轴的材料。（3）轴的结构设计轴的设计既满足轴的强度的要求，也要保证轴上零件的定位、固定和安装方便，并且有良好的加工工艺，所以根据轴上零件的布置，故此轴的结构设计为阶梯轴。最小轴径dmin的计算轴（一）两端段为最小直径dmin，根据轴上联轴器的型号可知：dmin=150mm确定各段轴径和长度定位轴肩高度按机械设计表123去，非定位轴肩高度一般取12.5mm，所以对于轴径，从左向右取150mm180mm170mm180mm160mm170mm180mm170mm180mm150mm对于轴长，取决于轴上零件的宽度及它们的相对位置和工作需要，结合以上可知此轴结构如图所示4.1.2轴的校核由于此轴为转轴，既受转矩，又受弯矩，但手里始终朝一个方向，故此轴受力较为简单。受力分析：弯矩：m= bc= 其中ft=25000=5000n=4048.08nm=4048.080.465=1882.822nm扭矩：t=9550=35951.05nm弯矩合成：mca=其中=0.6带入数值得：mca=21652.64nm弯矩合成图为：4.1.3按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩的截面的强度。由图可知：轴受弯矩最大的截面应该为c点，即安装旋转杠杆的截面，且此处轴的直径为160mm，与其它轴径相比为最小，故只要此处的强度能达到要求，即可满足强度要求。已知mca=21652.64nm查表得调质处理的45号钢的许用弯曲应力=60mpa=52.86mpa此轴强度合格4.2轴（二）的设计4.2.1选择轴的类型同轴（一）为转轴4.2.2轴的材料同轴（一）为45号钢4.2.3轴的结构设计设计方案同轴（一），轴的结构如图所示4.2.4轴的校核因此轴为转轴，既受转矩，又受弯矩，但受力始终朝一个方向，此轴受弯矩最大的地方仍然是安装旋转杠杆的地方弯矩：同轴（一）m=1882.822nm扭矩：t=t1-t1=35951.05-35951.05 =28760.84nm其中：t1轴（一）的扭矩因为弯矩与轴（一）相同，而扭矩小于轴（一）的扭矩，故轴（二）的弯扭合成小于轴（一）的弯扭合成。故此轴强度合格4.3轴（三）的设计4.3.1选择轴的类型同轴（一）轴（二）为转轴4.3.2轴的材料同轴（一）轴（二）为45号钢4.3.3轴的结构设计设计方案同轴（一），轴的结构如图所示4.3.4轴的校核因此轴为转轴，既受转矩，又受弯矩，但受力始终朝一个方向，此轴受弯矩最大的地方仍然是安装旋转杠杆的地方弯矩：同轴（一）轴（二）m=1882.822nm扭矩：t=t1- t1小于轴（一）的扭矩故此轴强度合格第五章 键的选择5.1联轴器与轴联接处的键5.1.1键的选用：联轴器与轴联接处的联接为静连接。即轴向上无相对移动。故选用平键联接。又由于是联轴器与轴联接，故选用圆通普通平键（a型）。根据d=150mm,从标准中查得键的截面尺寸为b=36mm,高度h=20mm,键长l=180mm。5.1.2键的强度校核：键36180键、轴和联轴器都是钢，查手册得，钢的许用挤压应力为=100200 mpa.取平均值=150 mpa。键的工作长度l=l-b=144mm,键与联轴器的接触高度k=0.5h=10mm= = = =93.73mpa键36180合格。5.2旋转杠杆与轴联接处的键5.2.1键的选用旋转杠杆有定心的要求，且精度等级较高，故选用圆头普通平键联接。根据d=160mm，从标准中查得键的截面尺寸：宽度b=40mm,高度h=22mm,键长l=260mm。5.2.2键的强度校核键的许用挤压应力，根据其材料为钢，可取=110 mpa。键的工作长度l=l-b=260-40=220mm。键与旋转杠杆的接触高度k=0.5h=11mm。由= =87.47mpa键40260合格5.3移送架与轴联接键的选用及校核5.3.1键的选用由于移送架与轴的联接具有一定的定心要求，故可选用圆头普通平键联接。根据d=80mm，从标准中查得键的截面尺寸：宽度b=22mm,高度h=14mm,键长l=140mm。键与旋转杠杆的接触高度k=0.5h=7mm键的工作长度l=l-b=140-22=118mm移送钢管的最大直径为450mm,最大重量为2500kg。故移送钢管时所需的最大转矩为：t= mg(250+225 )= 250000.475=2841nm由公式： =22841103 /711880=85.98 mpa.因为键、轴及移送架的材料都是钢，由手册查得其许用挤压应力=100120mpa.，取平均值=110mpa.=85.98此键不合格。由于用一个键联接了强度不够要求，所以改用两个键在相隔180的母线上布置，其工作的有效长度为1.5l。由公式= =22841103 /71.56080=94.2 mpa.6p此时合格第六章 滑动轴承与轴瓦的设计6.1滑动轴承的设计移送架相当于起重机构，由于冷床上料装置连续工作时间长，载重量大，采用的是定期检修方式，故要求轴承的工作时间较长。另外，安装旋转杠杆的传动轴较长，不便于安装滚动轴承，且旋转杠杆要求有轴向定位，由于轴较长，故轴向定位较难，但是采用割分式的滑动轴承则较容易达到所需要求，且滑动轴承的载重量较大，便于装拆。综上所述：故选用滑动轴承。由于滑动轴承为非标准件，根据所需尺寸自行设计此滑动轴承。此滑动轴承受的力较大，且传动轴的转速为5r/min，所以选择16-4硅黄铜作为滑动轴承的材料，即zcuzn16si4，此材料的特点适用于低速中载轴承。滑动轴承的结构设计如图所示：6.2滑动轴承的校核6.2.1验算轴承的平均压力由公式： p= p= =4049.08/170310 =0.08mpa查手册得=10mpap 轴承能达到要求6.2.2验算轴承的pv值由公式pv= = = =0.003mpam/s由查手册得=10 mpam/spv轴承的pv值合格6.2.3验算滑动速度v值由公式：v=3.141705/60 =0.045m/s由查手册得：=1m/sv滑动轴承的v值满足要求6.3剖分式轴瓦的设计由于此处滑动轴承不承受多大的载重力，且低速转动，故可选用耐磨铸铁作为材料，即ht300，耐磨铸铁价格便宜，宜于低速轴，轻载的不重要轴承。其结构及主要参数为：此处滑动轴承基本不受压力，只受链的拉力，由此拉力而产生摩擦力，故此滑动轴承的校核可以省略。第七章 螺栓的选用7.1焊接件所用螺栓的选用7.1.1此螺栓的链接其结构简图如图所示：取左半毂为分离体，作用于其上的载荷如图所示。其中：f=而根据轴与毂之间不发生相对滑动的条件有：2fn=ksqln=f=1n7.1.2确定螺栓的直径d。该螺栓联接反受预紧力f的作用，故螺栓小径的确定公式：= =28.775mm由机械设计手册查得选用m36的螺栓。7.1.3螺栓m24200的校核。此螺栓的联接采用螺栓对称式分布，此轴所受转矩t=（250225） =2841nm四个螺栓所受的轴向力p=2841100/7.5=37880n单个螺栓所受力ff=37880/4=9470n由手册查得m24的小径d1=20.752mm由拉伸强度条件公式：= =36.41mpa此螺栓的精度等级为8.8级，由手册查得=640mpa安全系数s=8=80mpa此螺栓合格7.2吊环螺栓的选用此吊环螺栓是为了便于平衡体的安装，平衡体的重量大约为900kg，根据手册查得选用m30的吊环螺栓，即可达到要求。第八章 焊接的强度校核旋转杠杆零部件用到较多的“丁”字焊缝联接和带结构件焊联接。此联接所承受的重量较大，故需对此焊接进行强度计算。由于此焊联接的类型承受拉伸和弯曲的焊联接。故由公式：=+其中=- fw=20.7k（b+h） y=jw=-=