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1257 钢坯 火焰 清理 设计 装置

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1257-钢坯火焰清理机的设计—排屑装置,1257,钢坯,火焰,清理,设计,装置

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系统总体方案确定本课题是以及其经济性好，人性化设计，可靠性高，寿命长，结构简单，易于维修等为设计思路初选电机减速器系统反感（a）为带转动涡轮-涡杆减速器系统 （b）为带传动-二级圆柱圆锥减速器系统 （c）为联轴器-二级圆柱斜齿轮减速器系统 （d）为带传动-二级圆柱斜齿轮减速器系 图2.1 电机减速器系统方案方案评价：（a） 方案为整体布局最小，传动平稳，而且可以实现较大的传动比，但是由于涡轮涡杆效率低，功率损失大，很不经济。（b）方案布局比较小，但是圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径，大模数的锥轮，所以一般不采用。（c）方案中减速器选择合理，但本设计是用于自动排屑系统装置，工作速度很低，使用联轴器不利于减速，会增加减速器的成本，不够经济。最终确定方案为（d）方案。该方案的优缺点：该工作机有轻微震动，由于V带有缓冲吸震能力，采用V带传动能减小震动带来的影响，而且利于减速，还能起过载保护的作用，并且该工作机属于小功率，载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅度降低成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种，齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度，高速及齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀现象。电动机部分为Y系列三相交流，异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，使用工作条件，工作可靠，此外还结构简单，成本低，传动效率高。2.3输送外传动系统的确定（a）带传动（b）履带传动（c）链传动方案评价：（a）方案成本较低，但是防腐蚀性不强。（b）履带主要用在坦克等触地设备，在此处用履带传动很不经济。（c）方案中链传动选择合理。最终确定方案为（c）方案该方案的优缺点：链传动的传动比精确，传动效率高，链传动对轴的作用力较小，链传动尺寸较紧凑，链传动对环境的使用能力较强，链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节量较小。2.4总体方案的确定方案为：电动机带传动减速器链传动如下图：图2.2 系统总体方案 电动机型号的选择电动机功率的选择 根据链传输机结构的布置由已知条件链传动机构承受的铁屑质量为为此排屑的质量，即为2.28（最大板宽度）*4（最大版长度）*0.01（平均每次清理厚度）*7.85*1000（普通刚的的密度）=716KG的铁屑，即7016N（取G=9.8），取3000， 链的传动速度为（烧嘴速度为V=8M/MIN,每次清理宽度为100mm，所以清理一面的时间为（2.28*10*4）/8=11.4min，取12MIN，搜所以每12分钟便有2806.72N铁屑排出，假设一次清理的铁屑分连词排出，算的6min/次，总行程为3.6M，3.6/6=0.6M/MIN，由于传动机构还受链条摩擦力f和刮板的重力分量F1。由上述可知总的载荷为F=f+F1+3000设所选链型号为48A，P=76.2MM,单排质量Q=22.6KG/M，总长度为10M，刮板尺寸为500mm*300mm*10,选用普通碳素钢密度为7.85，相邻刮板之间的距离为五个节距88.9*6=533.4MM，F1约为2193N，f约为5880NF=5880+2193+7016=15089则工作机有效功率为P=F*V=15089*0.01=0.151KW由已知条件得电动机有效功率为Pd=P/，式中为系统总的传动效率电动机到链传动总的传动效率为=1*2（平方）*3（六次方）*4*5式中：1为V带传动效率，2为闭式齿轮的传动效率，3为圆锥滚子轴承的传动效率，4为联轴器的传动效率，5为链传动效率查表：1=0.95 2=0.97 3=0.98 4=0.99 5=0.96 代入上式：=0.723 所以电动机的有效功率Pd=p/=0.209KW所选电动机的额定功率必须满足PePd确认电动机型号根据已知条件本排屑装置的输送速度为：Nw=V*60*1000/Z1*P=11.04 选取电动机型号为Y2-90S-8,同步转速为750r/min,对应额定功率为0.37KW，外伸轴直径24mm 方案电机机型号额定功率(KW)同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比i1Y2-90S-80.37750700654，V带的设计计算4.1 传动比的分配计算总的传动比：i=Nm/Nw=715/11=65传动比的分配：i1=3,i2*i3=i/i1=21.66双极斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为5低速级传动比：i3=4.334.2 各轴的转速，功率和转矩转速：N1=715/3=238.33R/MIN功率：P1=Pd*4=0.209*0.95=0.199KW扭矩：T1=9550P1/N1=9550*0.199/238.33=7.97N。M转速：N2=238.33/5=47.67R/MIN功率：P2=P1*2*3=0.199*0.97*0.98=0.189KW扭矩：T2=9550P2/N2=9550*0.189/47.67=37.86N。M转速：N3=47.67/4.33=11.01R/MIN功率：P3=P2*2*3=0.189*0.97*0.98=0.180KW扭矩：T3=9550P3/N3=9550*0.180/11.01=156.13N。M转速：N4=N3=11.01R/MIN功率：P4=P3*1*5=0.180*0.99*0.96=0.17KW扭矩：T4=9550P4/N4=9550*0.17/11.01=147.46N。M表1.1各轴的运动与动力参数轴号转速（r/min）功率（KW）扭矩（N.M）1238.330.1997.97247.670.18937.86311.010.180156.13411.010.17147.46带传动方案的确定外传动带选为普通V带传动1. 确定计算功率：Pc a(1)查文献得工作情况系数KA=1.2（2）Pca=KA*P=1.2*0.151=0.18122.选择V带型号选A形V带4.4带传动设计计算1，确定带轮尺寸d1,d2根据带轮要求去小带轮尺寸为d1=160mm d 1/2H=82.5(电机中心高符合要求)验算带速 求得：V=n1*d1/(60*1000)=715*3.14*160/60000=5.99m/s从动带轮尺寸 d 2=i*d1=3*160=480mm确认中心距初定中心距（1） 初定中心距a和带长Ld 0.7(d1+d2)a02(d1+d2)448a0120确定V带根数ZZPca/(P0+P)KKlP0为单根V带的基本额定功率，p0为I1是单根V带额定功率增量，Kl为带长修正系数，Ka为小带轮包角系数P0=1.51 p0=0.09 Ka=0.93 KL=1.13代入得Z=2确定单跟初拉力F0F0=500*Pca/VZ(2.5/Ka-1)+qv2=16.37N查表的q=0.1kg/m计算对轴的压力FpFp=2ZF0sin(1/2)=2*2*16.37*sin(159.86/2)=64.47带轮的结构设计1. 小带轮的设计因为小带轮基准直径d1=160300故可采用轮辐式带轮宽：B=（Z-1）e+2f=(2-1)*15+2*10=35mm轮毂宽：L=（1.5-2）d=1.8*60=108轮毂外直径：d1=1.9d=114mm带轮外径：da=dd+2ha=480+2*2.75=485.5轮缘宽：=8mm基准线下深槽：10mm由以上数据，大带轮结构简图如下：链传动的计算1， 选择从动链轮齿数取传动比为i=1 取Z2=292， 选择主动链轮齿数Z1=iZ2=1*29=29120 故合理3，确定计算功率已知链传动工作平稳，设计功率为Pd=KaP/KzKm=1*0.151/1.579*1=0.096kw式中：P-传递功率KV Ka-工矿系数，取Ka=1.0Kz-小链轮齿数系数，取Kz=1.579Km-多排链排数系数，去Km=13， 链条节距选用根据设计功率Pd(取Pd=P0)和小链轮转速n1,选用56B号链条，查表节距P=88.9,设链长10M计算链轮尺寸D1=P/（sin180/Z1）=88.9/sin(180/29)=822.4mmD2= P/（sin180/Z2）=88.9/sin(180/29)=822.4mm初定中心距中心距暂取3540（根据漏斗长决定）9，链条长度及链长节速链长：L=10M链条节数：Lp=L/P=10000/88.9=112.49元整偶数节，取Lp=114链速：V=Z1N1P/60*1000=29*11.04*88.9/（60*1000=0.470.6m/s属于低速运动2链轮的结构和尺寸1，链轮材料： 链轮材料为45钢，硬度为40-50HBS。工艺为：链轮的结构和尺寸由前面设计可知D1=D2=822.4 P=88.9 Z1=Z2=29链轮结构如下 链轮结构简图轮毂厚度：h=K+Dk/6+0.01d=9.5+220/6+0.01*822.4=54.4mm 由于d=822.4 K取9.5轮毂长度：L=3.3h=3.3*54.4=179.5mm轮毂直径：Dh=Dk+2h=220+2*54.4=328.8mm齿宽Bf1=0.93*b1=49.6mmB1为内链节宽度齿侧倒角：Ba=0.13p=0.13*88.9=11.56mm齿侧半径：Rx=P=88.9mm齿全宽：Bfn=(n-1)Pt+Bf1=49.6mm4， 基本参数和主要尺寸分度圆直径：D1=D2=822.4mm齿顶圆直径：Da max=d+1.25p-d1=822.4+1.25*88.9-53.98=879.545式中：d1-滚子直径 查表得d1=53.98 Da min=d+p(1-1.6/Z)-d1=822.4+88.9*（1-1.6/29）-53.98=852.42mm 取Da=866.0mm齿根圆直径：Df=D-D1=822.4-53.98=768.42mm分度圆弦齿高：Ha max=(0.652+0.8/Z)p-0.5d1=31.02mm Ha min=0.5（p-d1）=17.46 取Ha=24.24mm最大齿跟距高：Lx=dcos90/Z-d1=822.4*cos(90/29)-53.98=767.21mm齿轮凹缘直径：dg=Pcot180/Z-1.04h2-0.76= 查表得齿表面粗糙度：Ra=6.3um齿根圆极限偏差 量柱测量距极限偏差：由于:Df=768.42mm查表得：上偏差0，下偏差h11量柱测量距：Mr=dcos90/Z+dr=822.4*cos(90/29)+53.98=875.17mm dr=d1式中：dr-量柱直径，DR=D1,量柱技术要求为：极限偏差为：上片车+0.01，下偏差：0；表面粗糙度Ra=1.6um；表面硬度为：55-60HRC。链轮孔和根圆直径之间的跳动量：不能超过max(0.008df+0.08,0.15)=0.15轴孔到链轮齿侧平直部分的断面跳动量：不能超过max(0.009df+0.08,0.14)=0.14孔径：H8齿宽：H14 联轴器的选定根据联轴器的特征，结构，经济等考虑，采用凸缘联轴器。电机轴径D=24，选用联轴器的型号为GYS2。 9湘潭大学机械工程学院毕业设计工作中期检查表系 机电系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 07兴湘机一班 姓 名叶海龙学 号2007964214指导教师胡自化指导教师职称教授题目名称钢坯火焰清理机的设计总体方案设计和总体装配题目来源科研 企业 其它课题名称钢坯火焰清理机的设计总体方案设计和总体装配题目性质 工程设计 理论研究 科学实验 软件开发 综合应用 其它资料情况1、选题是否有变化 有 否2、设计任务书 有 否3、文献综述是否完成 完成 未完成4、外文翻译 完成 未完成由学生填写目前研究设计到何阶段、进度状况：通过对资料的查询，已经确定了钢坯火焰清理机初步设计方案。现阶段着力对各个构件外形设计和计算。与此同时还通过对一些复杂的装配图形的装配和仿真熟悉和了解三维制图软件由老师填写工作进度预测（按照任务书中时间计划） 提前完成 按计划完成 拖后完成 无法完成工作态度（学生对毕业论文的认真程度、纪律及出勤情况）： 认真 较认真 一般 不认真质量评价（学生前期已完成的工作的质量情况） 优 良 中 差 指导教师（签名）： 年 月 日建议检查结果： 通过 限期整改 缓答辩系意见： 签名： 年 月 日注：1、该表由指导教师和学生填写。2、此表作为附件装入毕业设计（论文）资料袋存档。湘潭大学兴湘学院毕业设计任务书设计题目： 钢坯火焰清理机的设计排屑装置 学号： 2007964214 姓名： 叶海龙 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 胡自化 系主任： 一、主要内容及基本要求 1、钢坯火焰清理机排屑系统项目的重要性 2、钢坯火焰清理机排屑系统项目的设计基本任务 3、钢坯火焰机排屑系统总体功能分析 4、钢坯火焰清理机排屑系统设计方案可行性论证 5、总结和撰写设计说明书一份（附光盘）； 6、CAD制图，本文一张A0装配图纸及其零件图，课题组一套完整图纸 7、翻译相关外文资料一份； 二、重点研究的问题 1、熟悉和掌握钢坯火焰清理机相关性能方面的知识； 2、熟悉和理解钢坯火焰清理机的结构参数； 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1熟悉课题及基础资料第一周2调研及收集资料第二周3方案设计与讨论第三四周4初步方案可行性论述第五八周5CAD软件的学习第九周6CAD制图第十周7撰写说明书第十一周8英文文献翻译，答辩第十二周四、应收集的资料及主要参考文献1秦大同.机械传动科学与技术.北京：清华大学出版社，2003.2齿轮手册编委会齿轮手册(上册)北京：机械工业出版社，1990 3付则绍新型蜗杆传动北京：石油工业出版社，1992 4姚立纲,李尚信.超环面行星减速器的设计与制造研究J.机械传动, 2001, 25(4): 17-20. 5姚立纲.超环面行星蜗杆传动的啮合分析和加工研究D.哈尔滨:哈尔滨工业大学, 19966许立忠,曲继方,赵永生.超环面行星蜗杆传动效率研究J.机械工程学报, 1998, 34(5):207张跃明.超环面行星蜗杆传动的啮合理论研究.学位论文.哈尔滨工业大学机械工程系,1993.78张春丽,徐晓俊,董申.超环面传动的工艺改进方案及其齿面研究J.中国机械工程, 2000, 11(7): 749-752.湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目：钢坯火焰清理机的设计排屑装置学 院： 兴湘学院 专 业：机械设计制造及其自动化学 号： 2007964214 姓 名： 叶海龙 指导教师： 胡自化（教授） 完成日期： 2011年6月 湘 潭 大 学 兴湘学院 本科毕业设计开题报告题 目钢坯火焰清理机的设计总体方案设计及总体装配姓 名叶海龙学号2007964214专 业机械设计制造及其自动化班级兴湘学院机械一班指导教师胡自化职称教授填写时间2011年5月31 日 2011年6月说 明1根据湘潭大学毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计(论文)开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。6. 填写说明：(1) 课题性质：可填写A工程设计；B论文；C. 工程技术研究；E.其它。(2) 课题来源：可填写A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C校级基金课题；D自拟课题。(3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。(4) 参考文献不能少于10篇。(5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名叶海龙学 号2007964214专 业机械设计制造及其自动化指导教师胡自化职 称教授所在系机电系课题来源科研课题性质工程技术研究课题名称钢坯火焰清理机的设计总体方案设计及总体装配一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况所谓钢坯火焰清理就是利用高温火焰的气割和熔除作用将钢坯表面缺陷烧除的工序。该工序能有效提高钢材的轧制质量，为二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施本课题对超环面行星蜗杆传动的结构参数设计和啮合理论分析研究，中心蜗杆和超环面内齿轮复杂齿面建模，传动系统的运动、动力仿真以及数控转台的设计,主要完成以下研究内容：1研究超环面行星蜗杆传动啮合理论、关键零件的廓面方程、传动效率以及一些重要零件的校核计算。2超环面行星蜗杆传动减速器进行运动学、动力学分析和数字仿真研究分析。预计达到的目标：通过此次毕业设计今后自己能够对一些复杂曲面的廓面方程进行很好的计算和分析，并能够熟练的利用三维建模软件对一些机构及复杂的系统进行计算机模拟和仿真来解决一些困难的问题，同时开发这产品，提高在制造设计技能为今后的工作岗位打下坚实的基础。关键理论和技术指标：主要是对中心蜗杆，行星蜗轮以及内超环面齿轮廓面方程的计算分析和机构的动态仿真.完成课题的方案和主要措施：先在导师的帮助下查阅相关的资料，对课题进行初步的了解，然后通过对传动比，廓面方程的分析计算对它做前面的了解，先通过三维软件对之进行动态仿真，看所设计的参数是否合理，最后将此产品研发出来三、主要特色及工作进度主要特色： 利用计算机辅助设计技术，基于UG、等软件对理论设计的进行参数化建模，动态仿真。工作进度： 收集查阅了有关超环面行星蜗杆传动设计资料，现已经对它的传动比计算，传动中各传动轮齿数与喉径螺旋升角的关系，传动的装配关系，行星蜗轮与中心蜗杆之间的力关系以及廓面方程有了足够的理解，现已能过对其进行设计分析，并制定了设计提纲方案和计划。四、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）1秦大同机械传动科学与技术北京：清华大学出版社，20032齿轮手册编委会齿轮手册(上册)北京：机械工业出版社，19903付则绍新型蜗杆传动北京：石油工业出版社，1992.4姚立纲,郑建祥,李尚信,徐晓俊,李华敏.超环面行星蜗杆传动的啮合分析大庆石油学院学报, 1996.5姚立纲,李尚信.超环面行星减速器的设计与制造研究J.机械传动, 2001.6姚立纲.超环面行星蜗杆传动的啮合分析和加工研究D.哈尔滨:哈尔滨工业大学, 19967许立忠,曲继方,赵永生.超环面行星蜗杆传动效率研究J.机械工程学报, 1998.8张跃明.超环面行星蜗杆传动的啮合理论研究.学位论文.哈尔滨工业大学机械工程系,1993.9张春丽,徐晓俊,董申.超环面传动的工艺