2600mm轧辊机构设计

机械原理课程设计轧辊机构的设计目录一、设计题目31、轧辊机工作原理32、原始数据及设计要求3二、机构的选择与比较41方案一52方案二53方案三8三、机械系统运动方案的拟定与比较7四、所选机构的设计7五、原动机的选择及传动机构的选择与比较81原动机的选择82传动机构的选择93原动机的装配要求10六、所选机构的运动和动力分析101速度曲线图112加速度曲线图11七、制定机械系统的运动循环图11八、画出运动方案布置图及机械运动简图12九、总结12十、参考资料12一、设计题目设计一初轧机的轧辊机构1、轧辊及工作原理如图所示轧机是由送料辊送进铸坯，由于工作辊将铸坯轧制成一定尺寸的方形、矩形或圆形截面坯料的初轧机。它在水平面内和钳垂面内的各布置一对轧辊图中只画了铅垂面内的一对轧辊。两对轧辊交替轧制。轧机中工作辊中心M应沿轨迹MM运动，以适应轧制工作的需要。坯料的截面形状右由轧辊的形状来保证。2、原始数据及设计要求根据轧制工艺，并考虑减轻设备的载荷，对轧辊中心点M的轨迹可提出如下基本要求。（1）在金属变形区末段，应是与轧制中心线平行的直线段，在此直线段内轧辊对轧件进行平整，以消除轧件表面因周期间歇轧制引起的波纹。因此，希望该平整段L尽可能长些。（2）轧制是在铅垂面和水平面内交替进行的，当一个面内的一对轧辊在轧制时，另一面内的轧辊正处于空回行程中。从实际结构上考虑，轧辊的轴向尺寸总大于轧制品截面的宽度，所以，要防止两对轧辊在交错时发生碰撞。为此，轧辊中轨迹曲线MM除要有适当的形状外，还应有足够的开口度H，使轧辊在空行程中能让出足够的空间，保证与轧制行程中的轧辊不发生“拦路”相撞的情况。（3）在轧制过程中，轧件要受到向后的推力，为使推力尽量小些，以减轻送料辊的载荷，故要求轧辊与轧件开始接触时的咬入角尽量小些。约取25左右，坯料的单边最大压下量约30MM，从咬入到平整段结束长度约260MM。（4）为调整制造误差引起的轨迹变化或更换轧辊后要求开口度有稍许变化，所选机构应能便于调节轧辊中心的轨迹。（5）要求在一个轧制周期中，轧辊的轧制时间尽可能长些。二、机构的选择与比较根据设计要求，轧辊中心点M可走上图所示轨迹，而且在长度约260MM工作行程中作匀速运动，在其前后作变速运动，回程时有急回运动特性。对这种运动要求。通常，要用若干个基本机构组合成的组合机构，各司其职，协调动作，才能实现。在选择机构时，一般先考虑选择满足轨迹要求的机构基础机构，而沿轨迹运动时的速度要求，则往往通过改变基础机构主动件的运动速度来满足。能实现给定平面轨迹要求的机构可以有连杆机构、凸轮机构、凸轮连杆机构、齿轮连杆机构等。1方案一双凸轮机构双滑块构件3上点M的运动分别由凸轮1和5来控制。一般来说，点M可精确实现任意给定的轨迹。2方案二铰链四杆机构利用构件BC上的点M可近似实现要求的轨迹，杆AB主动件，根据四杆机构的传动特性，由设计要求确定传动角及杆AB的长度、再利用图解法大致确定其杆长，且调节AB与CD两构件间的相对位置即可调节点M的轨迹，故调节较方便。但由于机构受力较大，不容易满足强度要求。3方案三五杆机构构件BC上的点M可近似实现要求的轨迹，且调节AB与DE两构件间的相对位置即可调节点M的轨迹，其中可直接手动调节两轧辊间的距离，送料采用摩擦原理运送铸坯，故调节较方便，同时也可满足一定的强度要求。三、机械系统运动方案的拟定与比较经过评定与判断，我们觉得方案三较好。方案一由于采用凸轮连杆机构，使得凸轮的推程和回程的压力角比较大，杆的受力比较大，故不适合。方案二由于采用四杆机构，虽然可以避免方案一的不足，但是主动件只有一个，考虑到杆的承受力的能力和整体机构的效果，故不采用方案二。方案三由于采用五杆机构，不仅可以承受较大的压力，而且工作比较稳定，可直接手动调节两轧辊间的距离，主动件有两个，可以更好地传动力学特性，故采用方案三。四、所选机构的设计1、所选机构为五连杆机构，其设计机构如下由设计曲线可知，其直线行程约为270MM,最大压下量约为50MM，在允许的误差范围内，满足设计曲线要求。2、机构各构件位置及装配参数AB150MMBC310MMCD470MMDE150MMEA560MMCM180MMBM350MM五、原动机的选择及传动机构的选择与比较1、原动机的选择1该机构需要长时间的连续转动且具有稳定的速度，即要求原动件具有恒定的速度，即需要电机有恒定的转速。2笼型三相异步电动机具有结构简单，体积小，易维护，价格低，寿命长，连续运行性好。转速受负载转矩波动影响小，刚好满足轧辊机构的要求。3机构设计要求轧辊中心点M平均速度为V45MM/S，返回的平均速度为工作行程三倍。两曲柄设计时的分度为60度，故曲柄转速N60/36045/1003/40R/S5R/MIN。4轧辊机构对功率的要求较高，故对电动机的输出转矩要求较高。同时还需考虑变速问题和经济因素。结论动力选择三相异步电动Y2160M28转速720R/MIN50HZ380V。2、传动机构的选择（1）设轧辊机构主动件的转速为5R/MIN则机械传动系统中驱动工作辊的总传动比为I总N电机/N执行主轴720/5144机械传动系统的第一级采用带传动，设速比为4；之后的传动为齿轮传动，传动比为36。（2）设送料辊的转速为20R/MIN,则机械传动系统中驱动送料辊的总传动比为I总N电机/N执行主轴720/2036带传动比为4；之后的传动比为9。（3）齿轮连杆机构的传动比I12I134。（4）由所设计的系统传动图得Z3Z4Z8/Z1Z3Z4I1236；Z3Z5Z9Z12/Z1Z3Z5Z10I1236；（Z2Z6）/Z1Z29；选择齿数Z110,Z240,Z220,Z340,Z320,Z4Z560,Z4Z5Z9Z1040,Z636,Z7Z8Z12Z1130；（5）选择模数M8MM,HA1,C025；其余尺寸用公式计算。3、原动机的装配要求需求分析1必须保证两连杆同步同向同速旋转，且连杆转速稳定在5R/MIN左右。2机构变速过程对噪声、轴力等都无特殊要求，故可选取直齿轮变速或变速箱变速。3输入与输出的传动比I720/5。4装配位置有诸多影响因素。结论电机轴心位于两连杆圆心连线的垂直平分线上，两主动曲柄同轴装配的两齿轮齿数模数完全相同，且同时与主动轴上齿轮外啮合。输入输出传动比I720/5，即主动从动轮齿数比为5/720。六、所选机构的运动和动力分析1、速度曲线图由速度曲线分析图可知，轧辊在工作时接近于匀速，且在工作区域段的速度小，有利于工作辊的压轧。2、加速度曲线图由加速度曲线图分析可知，轧辊在工作时的加速度变化较小，较接近于零线，且在回程时加速度较大，具有急回特性，在误差的允许内还是满足工作的需要。七、制定机械系统的运动循环图用运动循环图表示各机构动作的配合协调，如下图表所示以轧辊机构主动件转角360度为一个循环周期，水平轧辊以工作行程起始点为起始位置，竖直轧辊以回程行程起点为起始位置。水平工作辊工作行程回程行程竖直工作辊回程行程工作行程轧辊机构主动件转角0180180360八、方案布置图及机械运动简图（见附图）九、总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程随着科学技术发展，对我们学生也不断提出创新理念，要求创新精。通过机械原理的课程设计，我们可以从中学习到很多新的知识，提高我们的实践能力，更好的培养我们的创新精神。在此次的机械原理课程设计中，从研究课题到机构设计，从理论到实践，在整整两个星期里，我们学到很多实用的东西。不仅巩固了以前所学过的知识，而且得到了很多的实践经验。我们利用了WORKINGMODEL分析软件及等进行机构分析和简图绘画。通过这次课程设计使我们懂得了理论与实际相结合的重要性。在设计的过程中我们也会遇到许多的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如在机构的力分析和力传动等方面。通过老师同学的帮助，和查阅一些相关的书籍、资料等，我们所遇到的问题也得到了解决，这次课程设计终于