40t精炼炉测温取样枪设计设计说明书毕业论文文档

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）本科毕业设计（论文）题目：40t精炼炉测温取样枪设计毕业设计（论文）任务书1.毕业设计(论文)题目： 40t精炼炉测温取样枪设计 2.题目背景和意义： 精炼炉冶炼过程中经常需要对冶炼的产品进行成分分析，取样的工具采用测温取样枪，因此测温取样枪的可靠性和取样效率对冶炼都有重要的意义。本题目来自工程实际，具有很高的实用价值，涉及到机械、电子、液压和结构设计方面的知识。3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标)：本课题主要内容为精炼炉测温取样枪的设计（取样枪长度7.2米，行程4.5米），包括测温取样枪的平台结构设计（平台总高度约8米）、测温取样枪传动系统设计（采用伺服电机和电液推杆驱动）、测温取样结构设计等。4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点)：开题报告完成时间 2018年12月25日前（完成内容：论文综述，方案确定，外文翻译，毕业设计工作管理手册及撰写规范），中期报告完成时间2019年4月5日前（完成内容：论文或设计内容完成的基础工作报告），论文答辩时间2019年5月25日前（完成内容：按要求完成所有应完成的工作），设计地点：学校 。5.毕业设计(论文)的工作量要求：所写论文除满足学院论文的基本规定外，还需要达到以下要求：1、根据提供的总图及技术要求读懂机构并进一步完善总图 1张2、根据所给出的总图设计传动系统 1张3、根据相关已知参数正确选择电机减速器 1套4、滚子链的计算及选型说明 1套5、毕业设计说明书 1份（1.5万字以上）6、传动系统电液推杆的设计理论及选择依据 7、绘图量为 3张（折合成A0号图纸计算）以上 实验（时数）或实习（天数）： 图纸（幅面和张数）： 绘图量为3张（折合成A0号图纸计算）以上 其他要求： 按照学校毕业设计进度和质量完成该毕业设计、完成三维建模，最终形成二维工程图。 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日 说明：1本表一式二份，一份由各系集中归档保存，一份学生留存。2 带*项可根据学科特点选填。3字体：五号，宋体。II需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）40t精炼炉测温取样枪设计摘 要精炼炉测温取样枪是应用于高炉加工物料检测其物料温度组分等的一种装置，其完成的工作是高炉内物料的温度检测和物料取样，在冶炼行业有着不可替代的作用，随着科学技术的发展和现代工业市场对冶炼行业的需求，物料冶炼的要求也越来越高，同时人力成本增加，以往靠人工来检测的高炉冶炼急需自动化设备来完成，对测温技术提出了巨大的挑战，为此本文根据精炼炉测温取样枪的运动进行了相关的设计。在本文设计中，根据测温取样的运动需求，完成了链轮传动的选型计算设计，并根据链传动的传递效率及强刚度要求进行了链轮的结构设计，通过预设取样的载荷，进行了电机减速器的选型计算，并设计了取样枪内枪体取样的液压传动，设计了液压传动方案，本根据其主要参数进行了液压元件的选型计算。经由过程对标准件的选型及零部件的构造需求，完成为了本文的计划。关键词：精炼炉；测温取样枪；物料检测；结构设计VI需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）Design of temperature sampling Gun for 40t RefiningFurnaceAbstractThe temperature measuring and sampling gun of refining furnace is a kind of device which is used to detect the material temperature composition of blast furnace processing materials. The completed work is the temperature detection and material sampling of the materials in the blast furnace, which has an irreplaceable role in the smelting industry. The development of science and technology and the demand of the modern industrial market for the smelting industry, the requirements for material smelting are also getting higher and higher, and the labor cost is increasing. In the past, blast furnace smelting, which was manually detected, urgently needs automation equipment to complete, and the temperature measurement technology is huge. The challenge, for this purpose, is based on the design of the motion of the sampler in the refining furnace.In the design of this paper, according to the motion demand of temperature measurement sampling, the selection calculation design of sprocket transmission is completed, and the structural design of the sprocket is carried out according to the transmission efficiency and strong rigidity requirements of the chain transmission. The selection and calculation of the motor reducer was carried out, and the hydraulic transmission of the gun body sampling in the sampling gun was designed. The hydraulic transmission scheme is designed, and the selection of hydraulic components is calculated according to its main parameters. Through the selection of standard parts and the construction requirements of parts, the plan of this paper is completed.Key Words：Refining furnace; temperature sampling gun; material detection; structure design 目录1 绪论11.1 研究目的和意义11.2 国内外研究现状11.3 研究内容和方法32 总体方案设计42.1 方案分析42.2 取样枪设计方案确定63 传动系统设计及计算73.1 传动系统设计73.1.1 滚子链的选型73.1.2 链轮设计93.2电机及减速器的选择133.2.1 载荷计算133.2.2 电动机以及减速器的选择163.3 液压传动系统设计计算173.3.1 确定液压系统基本方案173.3.2 确定液压系统的参数数值183.3.3 计算和选择液压元件194 轴系零部件设计计算及选型214.1 轴的设计214.1.1 初步确定轴的最小直径214.1.2 轴的转矩214.1.3 轴的结构设计214.1.4 轴的校核计算224.2 键的选择及计算224.2.1 键的选择224.2.2 键的校核234.3轴承的选择及计算234.3.1轴承的选择234.3.2轴承的计算234.3.3轴承的润滑与密封245 结论255.1 结论255.2 展望25参考文献26致谢28毕业设计（论文）知识产权声明29毕业设计（论文）独创性声明30需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）主要符号表K 修正系数T 转矩，扭矩P 功率R 半径a 中心距J 转动惯量d 分度圆直径VII需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）1 绪论1.1 研究目的和意义过去钢水的冶炼是根据人共判定测量的，根据认为的判定进行温度测量、取样品及成分测量等工作。然而随着现代科学技术的不断成长以及现代各国工业市场对冶炼行业的技术要求，质料冶炼的技术要求也越来越高，同时人力本钱增添，以往靠人工来检测的高炉冶炼急需自动化装备来完成，对测温手艺提出了庞大的挑衅。当钢材本身的温度约为1600时，钢在高温下生产，钢制造集料（氧气转炉，串联炉或电弧炉）的工作空间中的温度更高。是以，在这种聚集体的里面有很高的要求对于耐火衬里性能而言。衬里性能逐渐退化和衰减，然而革新的成果是非常明显的。除过温度高之外，对衬里性能的另外一个不好的影响是炉子的球体的腐蚀作用，其在高温之下加更明显。陶瓷衬里性能的使用周期的消极影响还将会受到由一些钢材生产技能（比方说，高炉）所引起的周期性温度变动的影响。因为这些影响因素，对丈量精炼炉子内部空间的工作温度非常有帮助，能进一步改良我国在此行业方面的生产技能。但是，一般情况而言，在此行业里，这是一次非常具有挑战性的技术革新，不管是对精炼炉内环境进行温度丈量，还是对精炼炉炉衬温度环境进行丈量。精炼炉里气氛环境的温度是一个重要的技术指标，特别是对于基于氧气过程的生产装置（串联炉和氧气转换器）以及正在进行的技术过程规律性。同时，明白能把温度作为表示衬里性能的“热载荷”的信息。困难是怎样在确保传感器不受精炼炉炉内环境的温度以及腐蚀作用的条件下同时丈量实际温度。精炼炉炉内气体环境的温度丈量一般情况下是一项不太好完成的任务，特别是在钢质炉的条件下，由于精炼炉炉内气氛环境的极度污染，测量起来比较复杂。所以为了进行传感器的研发以及实验测试，因此选择了串联式毛皮。目标是丈量炉子顶部正下方的温度。目前，精炼炉冶炼过程中经常需要对冶炼的产品进行成分分析，取样的工具采用测温取样枪，因此测温取样枪的可靠性和取样效率对冶炼都有重要的意义。1.2 国内外研究现状测温手艺是从19世纪除英国物理学家发明红外线起头成长起来的一门手4需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）艺，在德国、美国等发达国家经由过程对红外线在军事上的操纵起头迅速成长，该手艺是操纵低频射线的辐射举行成像的手艺，分歧的温度呈现出分歧的色彩以测定温度与分辨物体，经由过程光电的转换将光光旌旗灯号转换成电旌旗灯号以搜集所需信息，可以不借助机器光芒到达视觉察看的结果，德国人经由过程研制红外装备为该手艺的成长起到了很大的鞭策感化通过几十年在美国、瑞典、德国等发达国家的发展，红外测量技术得到迅速的发展，但由于技术的保密性，最开始的发展只是在军事领域，用于军事战略储备，另一个重要的原因是该技术的研发需要大量资金的支撑，研发成本过高限制了在其他行业发展的机会，为此研制低成本，小范围的应用成了急需解决的难题，由此开始出现了光子探测器、红外热成像等技术，但这种早期的产品还是应用于军事探测、目标跟踪等。知道六十年代瑞典在探测巡视的基础上开发的测温功能，才开始考虑应用于民营行业的低成本、小范围应用。六十年代到九十年的得到了跨越性的发展，在工业领域开始了成像应用，经过不断的开发改进，70年代短短几年的时间，红外成像设备经历了液氮冷却、高压供电、质量过重而带来的不便携到热电电池供电、功能集成的便携。20世纪80年代，BIAN Maoshu等13基于阿基米德原理设计了用于测量高温熔体密度和材料熔体体积变化率的耦合称重法。操纵的首要方式是由细颈（称为沉降颈）毗连的两个球（称为沉降片）。当沉降片系统沉入熔融样品中时，沉降片在下部沉降片颈部和上部沉降片颈部连续称重。将基于丈量成果计较高温熔体的密度和质料融化体积转变率。该测量方法将必要很多样本。沉降片由耐高温且具备高防腐机能的质料制成，比方Mo.有时在沉降片的表面上需要耐火氧化物材料涂层。更重要的是，沉降器颈部的直径非常小（约0.2厘米），并且两个沉降器颈部的直径差异也要求非常小。偶然必要邃密研磨进程。此外，在测量测试之前，需要使用汞（Hg）测量两个沉降片的体积。最少，还需要用于丈量重量的装备。是以，测量仪器和方式很繁杂。处置测量仪器的组件是一个难题。直到九十年代中期，美国已将军事储备红外设备成熟的应用于民用领域，并进行商业化的开发，得到更具挑战性的测温设备，通过技术的研发和设备的改进，已将重达几十公斤的设备集成到可进行单手操作的程度。2000年，BLUMM J等人14计划了一种经由过程改装mandril热膨胀仪器的仪器。 改装仪器可以丈量金属融化体积转变率。 仪器的细节如下：样品封装在圆管中，管的两端是活塞，熔化体积变化率由加热阶段活塞的位移反映。但该仪器结构复杂，样品容器尺寸精度高，难以满足数百甚至数千个测试温度的要求。另外，压力跟着温度的升高而升高，蒸汽压对测试成果的影响更大，尤其是对蒸汽压较高的无机盐。温度对于优化制造过程和延长内炉衬的寿命周期至关重要。炉内条件非常苛刻;温度可能暂时超过2000C，温度变化为60C-1。炉内氛围首要是氧化，其化学成分转变很大。在大气球中，还存在液体和固体化合物，其在衬里和传感器上具有化学和磨蚀性。这些条件使得不可能使用吸附式测量仪，非接触式光学或声学测量方法。决定在保护管中使用athermocouple。经由过程水冷却将传感器插入炉内。对于第一次测量，使用由SiC制成的外屏蔽管内的Al2O3保护管中的Bthermocouple型。第二个传感器在由烧结硅制成的特殊厚壁保护管中使用C型热电偶。传感器不测量气体本身的温度，因为它受到周围区域辐射的影响。从炉子到传感器的热传递条件是可变的并且难以确定；是以，不可能精确辨认大气温度。对于绝热和理想的大气候气氛的假设情况，确定了大气温度区间的极限值。现在，红外热成像体系已经在电力、消防、石化和医疗等范畴获得了普遍的运用。红外热像仪在世界经济的发展中正阐扬着举足轻重的感化。1.3 研究内容和方法a.分析现有测温取样枪的实现原理，确定本设计的传动方案；b根据设计要求进行滚子链、电机减速器及液压传动设备的选型计算； c.对传动装置中链轮、支撑设备、传动轴等结构进行详细的设计，并出具图纸；技术指标：精炼炉测温取样枪的计划（取样枪的长度7.2米，行程4.5米），包括测温取样枪的平台结构设计（平台总高度约8米）、测温取样枪传动系统设计（采用伺服电机和电液推杆驱动）。需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）2 总体方案设计2.1 方案分析精炼炉测温取样枪是应用于高炉加工物料检测其物料温度组分等的一种装置，其完成的工作是高炉内物料的温度检测和物料取样，在冶炼行业有着不可替代的作用，随着科学技术的发展和现代工业市场对冶炼行业的需求，物料冶炼的要求也越来越高，同时人力成本增加，以往靠人工来检测的高炉冶炼急需自动化设备来完成，对测温技术提出了巨大的挑战，为此本文根据精炼炉测温取样枪的运动进行了相关的设计。测温取样枪主要包括运行小车、传动机构、取样枪、张紧装置、动力设备、支架及底座等，取样枪安装于运行小车上，随着运行小车上下往复的运动实现测温枪在高炉内的运动，运行小车在传动机构上滑轨上运动，依靠链轮的回转运动实现运行小车的往复运动，滚子链与运行小车通过齿条进行连接，在运动过程中齿条与滚子链啮合运动，滚子链在上下两个链轮的啮合传动下运动，其中上链轮与电机减速器连接，电机减速器将传动直接作用在链轮上进行回转运动，传动装置固定与支架上，支架与固定底座连接。本文按照测温体例的分歧故提出如下设计方案：设计方案一：精炼炉测温取样枪电阻温度计测量温度装置分别是金属材料电阻温度计以及半导体材料电阻温度计，全部是按照电阻的数值随着温度的改变这种特点而制作成成品的。金属材料制成的温度计首要用铂、金、铜、镍等一些纯金属的及铑铁以及磷青铜合金；半导体材料制成的温度计首要用碳、锗等。测温取样枪电阻温度计的使用方法，便捷可靠，在我国此行业已经被广泛使用。它的丈量规模为-260至600摆布。设计方案二：精炼炉测温取样枪温差电偶温度计测量温度装置：一种产业上被广泛使用的测量温度数值的测量仪器。温度测量仪器是使用温差电原理制成的。在测量仪器中两种分歧的金属材料丝连接在一起构成测量仪器的工作端，另外两头与测量仪表相连接在一起，构成电路。把测量仪器工作端放置在所要被测量温度那里，测量仪器工作端和自由端温度数值分歧时，就会呈现出电动势的数值，所以有电流通过回路。经由过程电学量的丈量，操纵已知处的温度值，就可以测量出另外一处的温度数值。这类温度计大多数用铜与康铜、铁与康铜、镍铭与康铜、金钴与铜、铂与铑等构成。它一般情况下适用于温度数值差比较大的不同种物质之间，大多数情况下适用于高温与低浊丈量。一些特别的温差电偶温度计可以丈量高达3000的高温，一些特别的温差电偶温度计可以丈量靠近绝对零度的低温设计方案三：精炼炉测温取样枪热电偶温度计测量温度装置：热电偶温度计是由两条分歧金属毗连着一个活络的电压计所构成。金属接点在分歧的温度下，会在金属的两头发生分歧的电位差。电位差很是细小，故需活络的电压计才能测得。由电压计的读数，即可晓得温度是多少。由于精炼炉测温取样装置测温头在高温环境中进行工作，且在测温时还需完成取样工作，所以在方案选择时需考虑所能检测最高温度的同时，还需考虑取样设备在测温环境中的工作条件，故本文选用方案三作为测温方式进行设计，设计测温取样枪的整体方案如图2.1所示：图2.1.设计方案总图。2.2 取样枪设计方案确定本文拟采用链轮和液压传动的设计方案进行设计，具体设计方案如下：1、链轮传动：链轮传动的计划特点是能够确定较高的传动效率与传动精度，且可以实现较大间隔的传动要求，本文链轮传动电机选用10KW的大功率电机，通过电动机的正反运动完成取样枪的取样工作；经由过程减速器将电机的输入力矩增大，传递到有链轮轴相连的两个链轮上两个链轮同步运动，确保较大的输入扭矩，经由过程链轮的运动带动滚子链连续的动弹，使得安置在运行小车上的齿条随着直线行走，从而带动安装在运行小车上的取样枪完成上下运动，链轮传动设计如图2.2所示。图2.2 链轮传动机构2、液压传动：液压传动是取样枪内部完成取样枪的取样工作而设计，机构通过链轮的传动将取样枪深入精炼炉内需要取样的位置，到达指定位置后通过控制液压传动装置进行取样，取样的过程是液压缸推动取样枪头深入预热废钢，然后液压装置在拉动取样枪头退出，在退出的过程中带出样本，完成取样工作；液压缸底座安装于取样枪座，推杆与取样枪头相连，由于其稳定的传动特点使得所取样本能够稳定带出，具体设计如图2.3所示。图2.3 液压传动机构323 传动系统设计及计算3.1 传动系统设计3.1.1 滚子链的选型1滚子链的基本参数表3.1.滚子链的基本参数链号节距mm排距mm滚子外径mm内链节内宽mm销轴直径mm链板高度mm极限拉伸载荷(单排)N每米质量(单排)qkg/m08A12.714.387.957.853.9612.07138000.610A15.87518.1110.169.45.0815.0921800112A19.0522.7811.9112.575.9518.08311001.516A25.429.2915.8815.757.9424.13556002.620A31.7535.7619.0518.99.5430.18867003.824A38.145.4422.2325.2211.136.21246005.628A44.4548.8725.425.2212.742.241690007.532A50.858.5528.5331.5514.2948.2622240010.140A63.571.5539.6837.8519.3460.3334700016.148A76.287.8347.6347.3523.372.3950040022.62.滚子链选型按照电动机功率以及其在工作状态下的转速情况，从表3.1选取并确定滚子链带的型号为A型。滚子链节宽为=38.1mm，滚子链排距为b=45.44mm,滚子外径为h=22.23mm.内链宽为bn=25.22mm。2.1滚子链带速v滚子链带速不应该过低或者过高，一般情况下应在v=525m/s范围内最为合适,最高则不应该超过v=30m/s.计算滚子链带速v=4.39m/s （3.1）故符合技术要求。2.2计算滚子链链轮直径按照文献3查表8-8则选择主动轮直径为=220mm,所以从动轮直径为=1220=220mm。2.3确定滚子链链轮的基准长度及计算中心距a按照具体的设计尺寸及三角形定理可得：=即=725mm= （3.2）把已知的数值代入上式后计算得出：=1876.91mm，按照表8-2选择带长为=1800mm。2.4检算滚子链链轮上的包角滚子链链轮包角= （3.3）带入上式后计算得出：=172.56120符合技术要求。2.5确定滚子链链带的根数zz= （3.4）上式中：-为当传动比不为1时，一根滚子链额定功率的增加量，； -为当包角不为180时的修正系数； -为当带长不等于实验规定的特定带长时的修正系数； -为不符合正常工作时的修正系数。带入各个数值计算得：叶轮带轮=1.87，取=2；2.6算出滚子链滚子链的最初拉力= （3.5）需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）把数值代入上式计算得出：滚子链链轮 =421.12N2.7算出滚子链链轮轮传动的轴压力= （3.6）把数值代入上式计算得出：=840.47N3.1.2 链轮设计经常使用的链轮轮质料有HT150和HT200这两种。滚子链链轮转速比较高时应该能使用钢板材料冲压后焊接而制成链轮,转速比较低时是能使用铸铝材。根据本次设计要求应该选择质料为HT150。链轮的构成为轮齿、轮辐和轮这三样。按照轮幅布局的差别，滚子链链轮可分为椭圆轮幅式和孔板式以及实心式最后还包括腹板式等。滚子链链轮的构造形式特点具体由基准直径来确定。因此当滚子链链轮的基准直径2.5d（d为安装链轮的轴的直径）时，滚子链链轮样式应采用实心式；因此当300mm时，滚子链链轮样式应采用腹板式；因此当300mm，同时-100mm时，滚子链链轮样式应采用孔板式；因此当300mm时，滚子链链轮样式应采用椭圆轮辐式。滚子链链轮的轮槽应该和选择要用的滚子链的型号相匹配。滚子链缠绕在滚子链链轮上以后发生形变导致其发生弯曲，进一步的导致滚子链的工作面夹角出现变化。为了让滚子链的工作面和滚子链链轮的轮槽工作面相互紧紧贴合。所以将滚子链安置到轮槽之中以后，一般情况下滚子链不能超过滚子链链轮外圆，而且也不能和轮槽底部相接触。因此在此行业的技术指标划定了轮槽基准直径到滚子链链轮外圆的最小高度和轮槽基准直径到滚子链链轮底部的最小高度。结合上面的设计要求以及轴的设计计算结果可得出小链轮采用实心式，其中包含的数据有：=200mm，基准直径为=212mm，=（1.82）=21.624mm，取=22mm，基准宽度为=11mm，高度为=2.5mm，链轮轮槽边距离为=1.17mm，槽间距=2.34mm，带轮宽度为B=（-1）+2=11mm。其简图如图3.2所示：图3.2 链轮简图电动机的输入功率P=10KW，输入链轮转速n1=960r/min，工作寿命15年。则：确定好滚子链链轮类型和精度等级，所要用的质料以及链轮齿数：按照上述的设计要求确定传动方案为链轮传动，减速器为精度请求不高的且速率转变不大的机构，选择7级精度（GB10095-88），质料的选择，输入链轮质料的选择为40Cr（调制），滚子链链轮的硬度为280HBS，正链轮质料的选择为45钢（调制），链轮的硬度为240HBS，两者之间质料硬度的差值为40HBS。1.根据链轮轮齿齿面接触强度进行设计：根据设计计算公式进行计算： (3.7)（1）仔细确认公式中的各个计算数值：假设选取截面系数为 Kt=1.3计算出输入滚子链链轮传递的扭矩： (3.8)取齿宽系数d=1（两支撑相对于输入链轮分布情况而定）查取滚子链链轮材料的弹性影响系数为Ze=189.8MPa12根据滚子链链轮齿面硬度设计要求选择输入滚子链链轮的接触疲劳强度极限为Hlim1=600MPa，滚子链正链轮的接触疲劳强度极限为Hlim1=550MPa。因此得出的应力循环次数为： (3.9) (3.10)a. 经过研究确定接触疲劳寿命系数KHN1=0.90，KHN2=0.95.b. 经过研究计算接触疲劳许用应力：则取失效概率为1%，取安全系数为S=1，由=KNlimS得出 (3.11) (3.12)（2）a. 试着计算出输入滚子链链轮分度圆直径d1t，带入H中较小的值 (3.13)b. 计算圆周速度： (3.14)c. 计算齿宽： (3.15)d. 计算齿宽与齿高比：模数：mt=d1tZ1=2.725mm齿高：h=2.25mt=6.13mm (3.16）e. 试着计算出载荷系数：由v=3.29m/s，7级精度，所以查出载荷系数为Kv=1.12，滚子链直链轮为KH=KF=1，因此选择使用系数KA=1。使用插值法查出对应的链轮7级精度，输入链轮相对支承非对称分布时KH=1.423，由bh=10.67，得出KH=1.423，查出数值KF=1.35。所以载荷的系数为： (3.17)f. 按照正确的载荷系数数值改正所得出的分度圆直径数值： (3.18)g. 计算模数： (3.19)2.按照链轮轮齿齿根弯曲强度设计要求：弯曲强度设计公式进行计算： (3.20)（1）确定公式中各个符号的计算数值a. 选择输入滚子链链轮的弯曲疲劳强度极限数值为FE1=500MPa，输入滚子链正链轮的弯曲强度极限数值为FE2=380MPa。b. 选择弯曲疲劳强度寿命系数为和c. 计算弯曲疲劳许用应力：选择弯曲疲劳安全系数S=1.4，计算得出： (3.21)=238.36MPa (3.22)d. 计算链轮轮齿载荷系数： (3.23)e. 选择轮齿齿形系数为：YFa1=2.65，YFa2=2.226f. 选择应力改正系数为：YSa1=1.58，YSa2=1.764g. 计算输入滚子链链轮和正链轮的YFaYSaF，并对计算结果加以比较：输入链轮：YFa1YSa1F1=0.01379正链轮：YFa1YSa1F2=0.01644得出正链轮较大。（2）设计计算：m32kT1dZ12YFaYSaF =2.05mm对照算出的数值，按照滚子链链轮轮齿齿面接触疲劳强度计算结果得出的模数数值大于根据滚子链链轮轮齿齿根弯曲强度计算结果得出的模数数值，因为滚子链链轮模数m的数值的改变由弯曲强度能确定的承受能力大小来恒量，而滚子链链轮轮齿齿面接触强度得出的承受能力，只和滚子链链轮直径数值有关系。选择模数m=2.05，并选择标准数值m=2.5mm，根据接触疲劳强度得出的分度圆直径数值为d1=69.995mm，可以由此得出输入滚子链链轮齿数数值：Z1=d1m=28正链轮齿数：Z2=Z1=89.6，取Z2=90。这样设计出的链轮既保证了滚子链链轮轮齿齿面接触疲劳强度的设计要求，又能保证滚子链链轮轮齿齿根弯曲疲劳强度的设计要求，重要的是能够达到布局紧凑设计要求，让材料没有被浪费了。在这一行业这一点尤为重要。3.几何数值大小计算：a. 计算得出分度圆直径数值：d1=Z1m=70mmd2=Z2m=225mmb. 计算得出中心距数值：a=d1+d22c. 计算轮齿齿宽数值：b=dd1=70取B1=70mm，B2=75mm。3.2电机及减速器的选择3.2.1 载荷计算链轮转动速度v=2r (3.24)上式中=470r/min=7.83r/s ，r=0.295m 把数值带入后得出结果：v=14.52m/s通过文献1能进一步得到电机叶轮的功率为=1200w依照文献6得出滚子链链轮的效率为,轴承的效率为=0.86,机械运动中的杆运动效率为=0.76。=1285.86w (3.25)电动机传动机构在工作时主要载荷有三种：惯性力矩，摩擦力矩以及重力不平衡力矩。机构速度设计为20mm/s，减速器传动比为100:1，行程为1130mm。工件时最大力矩M=100Nm，可得电机最大力矩为1Nm，由电机回转半径r为43mm，可知角速度为46.5r/s，角加速度为4.3r/s2,由此可以得出各载荷的力矩。1.惯性力矩：计算对电机轴的转动惯量，即对回转轴线的转动惯量： （3.26）其中J为转动惯量，m为电机带动回转质量，r为回转半径。计算的转动惯量为4.3Kg mm2惯性力矩为转动惯量与角加速度的公式为： （3.27）其中MJ为惯性力矩；J为转动惯量；为角加速度。计算得惯性力矩MJ=1.85Nm。2.摩擦力矩电机传动机构的摩擦主要为轴承内部的摩擦，本文所设计的测温取样枪电机传动装置轴承选用深沟球轴承61910-ZE型轴承，其额定载荷Cr=14.5KN，Cor=11.7KN，直径D=62mm。由此可得出摩擦力矩为： （3.28）其中MF为摩擦力矩；为动摩擦系数；G为轴承承载质量；D为轴承大径。计算得摩擦力矩MF=0.124Nm。3.重力不平衡力矩由于负载与电机回转轴不在同一轴线上，使得测温取样枪电动机在工作时产生重力不平衡力矩，根据公式可计算重力不平衡力矩： （3.29）其中MG为重力不平衡力矩；G为不平衡重力；D为重心偏移轴的间隔。计算得重力不平衡力矩MG=5.6Nm4.总负载力矩总负载力矩为M=MJ+MF+MG=7.574Nm1如果让传动负载进行回转运动负载额定功率： （3.30）负载加速功率： （3.31）负载力矩（换到电机轴）： （3.32）负载GD（换到电机轴）： （3.33）起动时间： （3.34）制动时间： （3.35）式中，-额定功率，KW；-加速功率，KW；-负载轴回转速度，r/min；-电机轴回转速度，r/min；-负载的速度，m/min；-减速机效率；-摩擦系数；-负载转矩（负载轴），；-电机启动最大转矩，；-负载转矩（折算到电机轴上），；-负载的；-负载（折算到电机轴上）；-电机负载；在这次设计中，由于步进电动机使链轮轴做回转运动，运动的类型是第二种类型。以下做仔细地运算。因为滚子链链轮轴在做回转运动时有摩擦力矩，而在回转圆周方向无别的转矩，因此转换到回转轴上的转矩为； （3.36）式中，-滚动轴承摩擦系数，取0.005；-取样枪本身与负载的重量和，取100；-回转轴上大链轮分度圆半径，R=240；带入数据，算出=0.12；回转速度为=5r/min；传动比为1/120；且， 带入数据得：=10.45667。将其带入上式，得： 启动时间 ； 制动时间 ；转换到电机轴上的负载转矩为：。3.2.2 电动机以及减速器的选择电动机轴所受总载荷T=M，考虑到配套组件的影响，取安全系数S=2，即综合力矩TM=ST=15.15Nm。本文所设计测温取样枪传动比为i=100，取总效率总=0.85，由此可计算减速器轴上的负载力矩：T减=T总i （3.37）又角速度： =46.5/s=0.13r/s,相应转速： n=2 60r/min=1.24r/min折算到电机减速器轴上的转速：n=i n=124r/min。按照计算结果，以及多方面原因，确定用我国的公司北京和利时电机技术有限公司自己生产的步进电动机，具体型号：110BYG550B-SAKRMA-0301或110BYG550B-SAKRMT-0301 或 110BYG550B-BAKRMT-0301,该步进电机高转矩，低振动，综合性能很好。下图3.3和3.4为110BYG550B-SAKRMA-0301型有关技术参数和步进电机特性曲线。运动的特点：升高频率升高压力；步距角的数值为：0.36；步距角的数值为0.36，因为滚子链链轮传动比为1：120，步进电动机减速后传到主轴，主轴真实的步距角是电机真实步距角的1/120（按照理想情况而言），即便在实际情况中有点距离以及滚子链链轮运动非线性差别，在今天的社会发展状况下，此行业反转展转主轴的最低步距角也一定是非常低的，故而电动机的主轴实际步距角的精确程度是非常高的，所以本次设计中精炼炉测温取样枪的定位精度设计要求对于上述电动机而言完全没有问题。图3.3所选电机相关参数图3.4 110BYG550B-SAKRMA-0301步进电机的特性曲线依照电动机运转的速度以及电动机能够负担最大的载荷而确定吧28BYJ-48型号步进电机作为此次设计中精炼炉测温取样枪动力系统中的动力源。3.3 液压传动系统设计计算3.3.1 确定液压系统基本方案液压系统操作部分包括液压缸和液压马达，其中液压马达输出旋转运动，液压缸输出直线运动。两者的优良性质和它们在什么情况下能更好的发挥它们的作用。在下方图3.5中具体查看：. 图3.5常用液压缸在此次精炼炉测温取样枪设计中因为精炼炉测温取样枪的输出形式是以两点之间的直线距离作往返运动，包含有2个自由度其中一个是动弹自由度一个是挪动自由度。同时斟酌测温取样枪的运行负载和运行的外部情况对测温取样枪机械结构，以及确定位置精确度的实际的设计要求与被计算机控制的原因，测温取样枪与电动机连，通过电动机来带动测温取样枪使之能根据预期的轨迹来进行运动，测温取样枪枪头的取样活动用液压驱动实现。是以，根据设计要求精炼炉测温取样枪的枪头的上下运动目的通过特定的液压缸来达到。3.3.2 确定液压系统的参数数值液压运动体系的参数分为压力与流量两个方面，这两个参数值是计划液压运动体系，确保选择到正确的液压元件的重要数据指标。液压运动体系压力数值由外载荷来确定，液压运动体系操作器件的活动速度和布局数值决定了流量的大小。1.液压缸总机械负荷的数值按照液压缸的运行状态，液压缸机械总负载值为 （3.38）式中， -外加的载荷，水平方向无外载荷，为0；-活塞上的惯性力；-封闭阻力；-导向装置的摩擦阻力；-回油受压形成的阻力；（1）的数值大小 （3.39）式中，-液压缸要挪动的总重量，取100KG；-重力加速度，；-速度变动值；-制动时间，大概数值为0.010.5，取0.2s吧上述数值代入（3.39），结果为：=1.02（2）的数值 （3.40）式中，-战胜液压缸密封件摩擦阻力的空载压力，如液压缸运行压力16 ，根据有关手册取值为0.2 ；-进油工作腔有效面积； 启动时： 565N运动时： 283N（3）的计算取样枪头水平方向上有两个导环，枪头与外部导套之间的摩擦力为 （3.41）式中，-枪头和工件的总重量，值为100KG；-摩擦系数，取f=0.1；把数值代入得出结果： =98（4）的数值回油受压形成的阻力值依照下列公式算出 （3.42）式中，-回油背压，大概为0.30.5 ，取0.3 -有杆腔活塞面积，两面误差比是2；把数值代入公式（3.42）中得出，研究液压缸各运行时段的受力情况，活塞上受到的机械总负荷时2.液压缸设计数据的校核根据本次设计的系统中相关结构的移动特点，此装置对整体结构的强度要求比较高并且需要有非常好的稳定性。是以，液压缸的尺寸是根据其强度来确定的，并且对装置在运行时的平稳性和安全问题进行重点考虑。而在设计装置具体结构的时候，最主要的是考虑其运行压力并且保证装置的缸运行效率，其通过装置在运行的时候的液压油管线路选用正确的线路和特定的构件来达到预设效果。通过仔细研究，以及各个方面的原因。下图3.6是初始能做到各个液压缸的基础数值图； 图3.6液压缸参数3.3.3 计算和选择液压元件液压泵的计算1.确定液压泵的实际工作压力 （3.43）式中，-计算工作压力，前以定为