毕业论文71920

1、辽宁科技大学继续教育学院毕业设计(论文)辽宁科技大学继续教育学院毕业设计(论文) 题 目： 保温罩床设计 学院、系： 辽宁科技大学继续教育学院 专业班级： 函机升本12 学生姓名： 李兴博 指导教师： 陈东 2014年 04 月 26 日第 46 页 共 46 页保温罩床的设计摘 要本设计方案是为国内各大钢铁公司热轧连铸工程设计的。保温罩床的保温板采用硅酸铝纤维作为保温材料，经过相关内容的计算，得出这种保温材料具有保温性能好、质量轻、价格便宜、便于安装等优点。在整套保温罩床的传动机构中，采用万能组合式齿轮减速电机作为变速机构，它具有占地面积小、造价低、重量轻等特点。设计中，首先通过负载确定电机

2、的额定功率，再由已知的传动链的线速度来确定减速器的输出转速，然后结合工作条件选择电动机。我们在设计中应用了滚珠万向联轴器，滚珠万向联轴器可以实现自由伸缩，具有刚性好、拆装方便、无须润滑等优点，通过计算轴所受的扭矩便可对联轴器进行选择。总之，保温罩床的应用对于热轧连铸工程的节能以及提高产品质量意义重大。关键词：保温罩床；硅酸铝纤维；滚珠万向联轴器；万能组合式齿轮减速电机Insulation covers the design of bedAbstract This program is designed for the major domestic hot-rolled steel compan

3、ys continuous casting project design.The insulating bed cover used Aluminosilicate fiber as insulating materials, after some related content,this shermal insulation material has many adbantages like good performance,light weight,easy to install,cheaper price and so on.In the package of equipment dri

4、ve,universal modular gear motor-driven institutions.It has a small footprint,low cost,light weight.In the design,First identify the clectrical load of rated power.Known by the chain of transmission lines to determine the speed reducer to the output of a few.This will determine the deceleration motor

5、 models.We are use universal coupling ball in the program,Ball universal coupling can be achieved freedom stretching,have good rigid, no lubrication,and easily reassembled advantages.Suffered by calculating the axial torque coupling can be right to choose.Anyway, Insulation cover for the hot bed of

6、continuous casting project of energy conservation and improving the quality of products of great significance.Key Words:Insulation bed cover; Aluminosilicate fiber; Ball universal coupling;Universal modular gear motor slowdown目录摘 要IAbstract41 绪 论11.1 保温罩床设计的背景和目的11.2 保温罩床的作用11.3 保温罩床国内外的发展状况21.4 保温罩

7、床设计研究内容与方法31.4.1 生产工艺流程31.4.2保温罩床示意图31.4.3 保温罩床研究内容42 方案选择与评述53 保温材料的相关计算83.1 保温材料厚度的确定83.2 保温层表面散热损失计算93. 3 保温层外表面温度计算94 热力学计算104.1 热流密度值104.2 导热热流量105 电机容量选择115.1 计算电机静功率115.1.1 关于摩擦阻力的计算115.1.2 坡度阻力125.1.3 风阻力125.2 初选电动机136 链传动设计计算146.1 链型号的选择146.2 链的相关计算157 梁的强度、刚度计算177.1 确定均布载荷q177.1.1 计算选取梁上各部

8、分质量177.1.2 计算均布载荷q177.2 梁的校核188 轴的计算208.1 求链轮轴上的功率、转速、和转矩208.2 轴的受力分析及相关计算208.2.1轴的受力分析208.2.2 轴端直径确定及联轴器选择218.2.3 轴的结构设计218.2.4 求支承反力和228.2.5 弯矩计算228.2.6 扭转计算228.3 轴的校核计算238.3.1 轴的强度校核计算238.3.2 轴的刚度校核计算289 轴承的校核319.1 轴承寿命的验算3110 润滑与密封3211 设备的可靠性计算与经济评价3311.1 可靠度计算3311.2 平均寿命计算3311.3 经济评价3312 设备的节能与

9、环保3512.1 设备的节能3512.2 设备的环保3513 设备的试车36结束语37致谢38参考文献391.绪 论1.1 保温罩床设计的背景和目的近年来，我国工业重点是发展钢铁行业。而发展钢铁行业的重点则是提高经济效益，将成本降低。如何降低成本而又能保证产品的质量不受影响，节约能源将是重中之重。连续铸钢与传统的从钢水至钢坯的生产工艺相比，以其在此过程中减少金属消耗和能源消耗所产生的巨大经济效益，于20世纪60年代在钢铁工业得到推广和应用。中间辊道加保温罩利用带坯的自身热量使热连轧大幅度节能降耗，是高产优质的新工艺和新技术。带坯在中间辊道输送过程中，由于自身辐射散热、与大气间的对流散热以及与输

10、送辊道的接触导热冷却等原因，导致温度迅速下降。为了减少输送过程中的热量损失、减小中间辊道的输送长度、提高带坯的输送速度以及在中间辊道上加装保温装置等，都是减少带坯热量散失、带坯头尾温差的有效措施。保温罩床便应运而生，所以其设计和制造将有重要的意义。1.2 保温罩床的作用 保温罩床是安装在中间辊道上的一种防止辐射散热的保温装置。热轧带钢具有表面积与体积比值大的特点，其散热方式主要是辐射，中间坯在辊道上输送过程中，辐射热损失达90，对流损失达9，与辊道接触的传导损失不到1。而在中间辊道上使用保温罩可以有效地减少带坯的温降，在相同的工艺条件下可以降低粗轧出日温度或者提高精轧入日温度，以达到降低能耗的

11、目的。保温罩床主要作用是以中间坯的辐射热作为热源，采用反射率大于吸收率的材料做反射板，将热量反射给中间坯，减少中间坯的热损失和头尾温差。此外，增设保温罩床还可以有降低生产成本、提高加热炉的生产能力、提高轧机作业率、简化炼钢到轧钢的生产工序、减少中间环节、节省更多的剩余劳动生产力等等作用。在保温罩床的众多作用中，节约能源是非常重要的。在当代社会，人人都在创建和谐社会，节约能源已经成为每个工厂关注的话题，因此从这方面来说，保温罩床在这方面的实际作用更加的重大。1.3 保温罩床国内外的发展状况近些年，国外钢铁工业已经完成结构调整、专业分工、技术升级，正处于企业并购、资源整合阶段，规模扩张已经从发达国

12、家转向以亚洲为主的发展中国家。日本、韩国及欧洲国家的大型钢铁企业通过加大科技投入、开发核心技术、实施知识产权战略等方式，巩固自身在国际竞争中的地位，并借助规模、资金、专有技术、服务网络等优势，通过出口装备向发展中国家输出技术，获得高额利润。而现阶段国外转炉练钢技术进步目标是：提高转炉连铸的生产效率、提高钢质量，满足社会对钢材质量、性能的需求；降低钢的生产成本；降低炼钢能源消耗及回收利用炼钢过程产生的能源；减少对环境的污染，实现清洁生产；使得钢铁材料在与其他材料的竞争中获得更多的市场。而如何真正的实现这些目标，保温罩床作为这方面突出的代表，自然必不可少。由于保温罩床具有降低生产成本、提高加热炉的

13、生产能力、提高轧机作业率、降低炼钢能源消耗等等作用。已经有很多国外的企业包括像：德国蒂森克虏伯、美国LTV钢铁公司等大型钢铁公司在内的数百家企业增设了保温罩床。反观国内，作为能源消耗大户，降低能耗一直也是国内冶金行业的“重头戏”。国内各大钢铁公司接触钢坯热送热装工艺，发端于多年前学国外钢铁公司降成本的热潮。现如今这一工艺经过大规模的工业试验已在国内大部分钢铁公司推广，并取得了可观的经济效益。武汉钢铁(集团)公司热连轧机组的装备水平比较高，为了降低能、提高成材率和减小带钢的头尾温差，该轧机采取了中间辊道保温罩、较厚的粗轧出日中间坯料和先进的粗轧道次负荷分配方式等措施。作为一项需要多方配合的连续性

14、强的系统工程，钢坯热送热装也在考验着公司冶金流程各工序的衔接和生产管理水平。随着各大公司更大规模产出钢的形成，钢坯热送热装工艺将具备更加充分的条件，也必将在降低能源消耗、提高生产效率上大有作为。由于保温罩床对于钢坯热送热装工艺起着重大的作用，所以国内许多大型钢铁公司均增建保温罩床，例如：宝钢三期工程、武钢二炼钢、鞍钢2150生产线等等。但是，仍然有很大一部分的钢铁企业还未增设保温罩床。这样进行热送热装必然会引起许多不必要的损失。因此，如何在全国各大钢铁企业持续推广保温罩床。这将是国内所有钢铁企业面临的新问题。1.4 保温罩床设计研究内容与方法1.4.1 生产工艺流程对于热轧工艺中，保温罩床有着

15、重要的作用，热轧工艺直接热装轧制，当连铸和热轧的生产计划相匹配时，合格的高温连铸板坯通过加热炉上料辊道运到称量辊道，经称重、核对，进入加热炉的装炉辊道，板坯在指定的加热炉前测长、定位后，由装钢机装入加热炉进行加热。其中一部分通过卸料辊道运输的直接热装板坯需通过吊车吊运一次放到上料辊道后直接送至加热炉区。如果炼钢厂可以实现直接热装板坯由上料辊道运送，则可减少部分吊车吊运作业。板坯经加热炉的上料辊道送到加热炉后由托入机装到加热炉内，加热到设定温度后，按轧制节奏要求由出钢机托出，放在加热炉出炉辊道上。加热好的板坯出炉后通过输送辊道输送，经过高压水除鳞装置除鳞后，将板坯送入定宽压力机根据需要进行侧压定

16、宽。定宽压力机一次最大减宽量为350 mm。 然后由辊道运送进入第一架二辊可逆粗轧机轧制及第二架四辊可逆粗轧机进轧制，根据工艺要求将板坯轧制成厚度约为30-60mm的中间坯。在各粗轧机前的立辊轧机可对中间坯的宽度进行控制，中间坯由带保温罩的中间辊道输送到切头飞剪处切头、切尾，保温罩有利于减少中间坯的热量损失和带坯头尾温差。可减少中间坯边部与中间部位的温度差，提高带钢性能的均匀性，提高轧件板型质量。1.4.2保温罩床示意图 图1.1 保温罩床1.4.3 保温罩床研究内容本设计主要进行了以下几个内容的研究：首先，选择合适的电机，这里着重可以参考起重机的电机的选择，首先，利用热力学知识进行设备稳态导

17、热分析，确定热流密度值和导热热流量；第二，需要计算电机的静功率，然后初选电机，最后综合现场诸多因素确定电机的额定功率；第三，对链传动进行设计，主要对其进行型号的选择和相关的计算；第四，进行了结构梁强度和刚度的校核，通过计算，确定该梁是否满足要求；第五，进行了轴和轴承的校核，其中对轴主要进行强度、刚度计算，对于轴承主要进行寿命验算，最终结果需要确定轴和轴承满足要求；第六，保温材料的相关计算，主要内容为保温材料的厚度确定和表面散热损失计算；最后，需要对设备的润滑与密封、设备的可靠性和经济可行性、设备的节能与环保、设备的试车进行了简要分析与研究。在保温材料的选择方面，选择保温材料的原则是：在保温材料

18、的物理化学性能满足工艺要求的前提下，应当优先选用导热系数低、密度小、价格低、施工方便、便于维护的保温材料。而在电机选择方面，我们应当首要选择传动效率高、噪音低、设计寿命长、使用安装方便、占地面积小的合适电机，只有选择好正确的电机，才能为方案设计的可行性以及提高设备的生产率奠定良好的基础。2 方案选择与评述保温罩床是目前板材生产线中的重要设备。当今，节能、高产和高质已成为新老厂改建的目标。保温罩床的广泛应用，不仅实现了降低能耗，而且还改善了钢坯的加热质量，提高了轧线作业率与板坯的成材率。因此，保温罩床的设计意义重大。1. 保温材料的选择在保温材料的物理化学性能满足工艺要求的前提下，应优先选用导热

19、系数低、密度小、价格低、施工方便、便于维护的保温材料。本设计方案选用硅酸铝作为保温材料。该纤维质轻、耐高温（使用温度10001400）、热容量小、理化性能稳定等优点，这些优点将彻底避免如图2.1所示的保温罩床因高温导致局部损坏现象。图2.1 宝钢三期工程中的保温罩床2. 电动机的选择与评述在本设计方案中，驱动机构采用了由宁波东力传动设备股份有限公司提供的万能组合式齿轮减速电机。该产品具有如下特点：（1）万能安装自成一体的主箱体、端盖、法兰、输出轴等零部件通过不同方式的组合，可形成法兰安装、悬挂式安装、吊装式安装等各样式的安装形式，使减速机能够以不变应万变。（2）使用方便减速电机的输出轴、连接法

20、兰符合ISO标准，特殊的减速箱和联接结构使得现场装拆、维护极为方便、可靠。（3）小形体高坚固性采用三维CAD图形设计和CAD优化设计加上球墨铸铁的箱体，优质合金钢的齿、轴使整机结构具有更小的体积和更高的坚固性。（4）高强度、高效率、低噪音齿轮均采用优质低碳合金钢经渗碳淬火磨齿工艺制造而成，齿面的高硬度（HRC5662）保证了齿轮的高承载能力和耐磨损能力，齿轮芯部的高韧性能吸收冲击能量，从而避免了过载、冲击造成的断齿。齿面的高精度极大地降低了传动噪音。精密的齿轮传动效率高达96，令其他传动机械望尘莫及。（5）高可靠性电机设计的使用寿命10年，让企业绝无后顾之忧。本设计中，经过电机静功率计算、初选

21、、电机校核等三个步骤，最终选用的减速电机型号为：DSZFH97BY2112M4。通过校核计算得出结论，选用该型号电机能达到预期的效果，可以有效避免以往应用电机时出现的问题，为整体方案设计的可行性及设备生产率的提高奠定基础。3. 滚珠万向联轴器的选用在设计过程中，新产品的选用为设计提供很多方便，解决许多难题，滚珠万向联轴器的选用就是很好的例子。滚珠万向联轴器的工作原理：主动件和从动件用于传动的相对表面呈凹凸交错，其间留有间隙；在主、从动件凸出部的侧面加工圆柱孔时，相对侧面上形成了圆柱形凹槽，滚珠的直径大于主、从动件的间隙；将滚珠装入圆柱孔后，主动件通过挤压滚珠将运动和力（力矩）传递给被动件。该联

22、轴器具有以下优点：（1）承载能力大传力元件为包容接触状态，接触应力小；接触表面为球面和圆柱面，形状简单，表面易于硬化，许用接触应力高；接触面积大。（2）润滑状态好主从动件的相对位移是通过滚珠的滚动实现的，摩擦小、发热少，润滑油脂不会因为金属挤压摩擦产生的热量而变质。 （3）抗冲击性强易实现高精度加工，滚珠与滚道摩擦很小，滚珠与滚道受到的同步性能高冲击载荷小，同步性能好。（4）传动效率高无联接附加力；滚珠做短距离纯滚动，摩擦损耗少。（5）平稳无噪音各部接触稳定，无冲击，无滑擦。（6）可靠性好，使用寿命长单体尺寸大；元件数量少；接触表面硬度高，接触状态始终稳定可靠；润滑状态好。滚珠万向联轴器的选用

23、解决了由于设备整体结构大、联轴器轴长易产生下挠度的难题。该联轴器除具备普通联轴器的功能以外，还有其质量轻的特点。由于质量轻，以至于产生的弯曲应力小，从而降低了联轴器轴的下挠度。另外，该联轴器的可伸缩性也是普通联轴器所没有的。4. 整体结构设计保温罩床主体结构为H型架，由H型钢通过一定的布置构成。如此布局有很多优点，例如，结构简单、便于安装、利于受力分析和校核等。另外，在设计中，大量应用标准件，节省了大量时间和资金。总之，整套设计方案本着严格按照标准要求，充分考虑现场诸多因素，总结以往经验和不足进行设计的，各部件经校核后全部满足要求。因此，整套设计方案合理。经过上面对整个方案的评述，该方案符合设

24、计要求。我相信在今后的生产中，该保温罩床一定能发挥预期的作用，实现节能、高产和高质的目标。3 保温材料的相关计算 保温罩床设计中，保温材料的选取至关重要，我选用硅酸铝纤维作为保温材料，因为硅酸铝纤维是以焦宝石为主要原料，经2100的高温熔化制成的无机纤维。它具有质轻、耐高温（工作温度为10001400）、热容量小、耐酸碱、耐腐蚀、理化性能稳定等优点。在此设计中，我将对保温材料厚度的确定和保温层散热损失进行计算。3.1 保温材料厚度的确定在计算保温材料厚度时，按经济厚度确定，由文献1知公式： (3.1)式中：保温材料厚度，单位是m; 常数。按照国家法定计算单位=； 热价（元/kJ），=86.99

25、7元/kJ； 保温材料导热系数，对于软质材料应按安装密度下的导热系数（W/mk）。由文献7查表3-3-80，取=0.153 W/mk； 年运行时间，单位是h。故取=2000h； 设备外表面温度，单位是K。取=353K（现场要求）； 环境温度，单位是K。取=293K（现场室温）； 保温结构单位造价，单位是元/；取=1600元/； 保温工程投资贷款年分摊率； (3.2) 式中：年利率，（610%），取=8%； 计算年数，（510年），取=8年。 将，代入公式（3.2）中，得= 保温层外表面大气的放热系数，单位是 W/； 一般取=11.63 W/将上述数据代入公式 (3.1) 得： =0.128 m

26、取0.13m。该保温材料的规格为。3.2保温层表面散热损失计算 关于保温层散热损失的计算，由文献1知公式： (3.3)式中：单位表面层散热损失，单位是； 保温层热阻，单位是 K/W； 保温层表面热阻，单位是 K/W； 其余的符号同公式（3.1）中所示。 在此利用公式 式中：已知=353K，=293K，=0.15m，=0.153W/mk，=11.63 W/ 代入公式（3.3）中，得 由文献1表2-3查值得出353K(80)允许的最大值为79，所以满足要求。 3.3 保温层外表面温度计算 关于保温层外表面温度的计算，通过文献1可知公式： (3.4)式中：保温层外表面温度，单位是K其余符号同公式(3

27、.1)中所示； 将数据代入公式(3.4)得： =785.4/11.63+293=360.5K4 热力学计算稳态导热是指物体温度不随时间变化的导热过程。在工况不变的条件下，大多数热力设备中断发生的导热是稳态导热。因而，对保温罩床进行稳态导热分析具有重要意义。4.1 热流密度值由文献2可知公式： (4.1) 式中：热流密度值； 导热系数。由文献7查表3-3-80，取=0.153W/； ，平壁两侧维持稳定的温度。已知=1123K，=353K； 保温材料厚度。已知=0.13m。 将，的数值代入公式(4.1)中，得 906.24.2 导热热流量 利用文献2可知公式： (4.2) 式中：导热热流量值，单位

28、为W； 平面面积，。在本设计方案中，仅考虑保温罩高低盖的面积： 保温罩高盖的尺寸(长宽)：1710.52； 保温罩低盖的尺寸(长宽)：16.58.128； =1710.52+16.58.128=312.952 热流密度值。由公式(4.1)得 =906.2。 将,的值代入公式(4.2)中，得 =312.952906.2=283.6KW。5 电机容量选择 在本次设计中，系统电机的选择主要参考塔式起重机设计中关于电机的选择方法。即由负载力确定静功率，然后进行初选、校核。5.1 计算电机静功率 由文献3可知电机静功率公式： (5.1)在式中：静阻力，N； 静阻力公式： (5.2) 其中：摩擦阻力，N；

29、坡度阻力，N；风阻力，N。 初始速度，已知=0.2m/s； 机构传动效率。 机构传动效率公式： (5.3) 由文献11查表4.2-9可知： =0.97； =0.99；=0.96；=0.97 代入公式(5.3)中，得 ；5.1.1 关于摩擦阻力的计算 由文献3可知公式： (5.4)在式中：起升载荷，N，已知= 0； 起重机械或运输小车的自重载荷，N； (5.5) 在公式中：保温罩高盖总重量，； =1934.68+5368.36+3213+11955.25+6378.24+0.173 =28849.70kg ； 重力加速度，；取。 代入公式(5.5)中，得； 流动摩擦系数，由文献3查表2-3-2，

30、取=0.3； 车轮摩擦系数，由文献3查表2-3-3，取=0.015； 与轴承配合处车轮轴的直径，mm；已知= 80 mm； 车轮踏面直径，mm；已知= 300 mm； 附加摩擦阻力系数，由文献3查表2-3-4，取=1.5。 将上述数据代入公式(5.4)中，得： 5.1.2 坡度阻力 由文献3可知公式： (5.6)在式中：起升载荷，N，已知= 0； 起重机械或运输小车的自重载荷，N；=283015.56 N； 与起重机类型有关，由文献3取= 0.001 。 将上述数据代入公式(5.6)中，得： 5.1.3 风阻力 由于保温罩床设备在室内工作，所以=0。根据上述计算 我们可以计算出静阻力，进而求出

31、电机静功率；将，代入公式(5.2)中，得： 将，代入公式(5.1)中，得kW5.2 初选电动机利用文献3知公式： (5.7)在式中：电机额定功率，kW； 由于必须考虑到在电动机启动时受惯性影响的功率系数，由文献3对于室内工作的起重机械小车运行机构可取=1.22.6，这里取=2.6； 电机静功率，由前面的计算可知=0.65kW。将，代入公式(5.7)中，得 kW由于我们必须要考虑到现场工作的诸多因素，例如车轮轨道间易落入灰尘、沙砾等会增加电机启动时的阻力；该设备属于间歇性工作，如果长期不使用会造成设备的润滑不畅，使其阻力增大。另外，由于现场工作环境复杂，有许多其他因素都会增加电机启动时的阻力，故

32、选用的电机实际功率应当远大于计算功率，所以，取电机的额定功率为kW。6 链传动设计计算 在本设计中，由于保温罩床整体结构较大，需要实现远距离传动，故选用链传动。对于链传动自身有很多优点，例如：工作可靠、传动效率高、无打滑现象。计算中，已知，电机的额定功率kW，实际中心距，链速。利用这些数据进行链传动设计计算。6.1链型号的选择对于的低链速传动，其主要失效形式是链条静力拉断，故低速链应按静强度条件进行计算。设计时，可依据已知链型号进行校核计算，满足静强度条件即可选取。由文献4可知静强度条件应满足公式 (6.1)在式中：静强度安全系数； 链条的最低破坏载荷，N； 载荷系数； 有效圆周力，N。 这里

33、利用公式 (6.1) 式反求链条的最低破坏载荷，从而选取链条型号。具体见下列步骤：1 载荷系数由文献4查表3-2-3，这里取=1.0。2 计算有效圆周力利用文献10公式： (6.2)式中：电机额定功率，已知=4 kW； 链速，已知=0.2 m/s。代入公式(6.2)中，得 3 许用安全系数公式 (6.1) 中的48为许用安全系数，这里取许用安全系数为5。由公式 (6.1) 得出 (6.3)将上述参数结果代入公式 (6.3) 中，得 则每一侧的链条最低破坏载荷为。由于要考虑到现场诸多因素，例如：链子润滑不良、链子出现啃边等均会增加链条的最低破坏载荷。根据现场工人的设计经验，链条的实际最低破坏载荷

34、须在原基础上增加一倍。对照文献4表3-2-1得出链型号为24A的单排滚子链极限拉伸载荷为124600N接近要求，故选用型号为24A的单排滚子链，其链节距为 mm。6.2 链的相关计算1确定链轮齿数，选取=21。传动比，故。2求链节数由文献4查表3-2-1可知，当时， (6.4)从而，代入数值得，节，考虑到链条的物理下垂量，而实际上的链条数： 节数应以取偶数为宜，取1074节。 3小链轮转速 小链轮转速的公式由文献10： (6.5)可以得出 ，代入数值得本设计中，采用组合式减速电机，故链轮的转速既为减速器的输出转速。已经通过截面的计算得出电机额定功率，从而选用由宁波东力传动设备股份有限公司提供的

35、型号为DSZFH97B-15Y2111M-4E11M5+M6的减速电机。7 梁的强度、刚度计算保温罩床的高盖、低盖为机架结构，对于机架的选择有轻型架和H型架。这里选用由H型钢做成的H型架。之所以选用H型架是因为其结构简单、便于安装、利于进行强度和刚度的校核。计算中将H型钢视为梁，利用材料力学知识进行强度和刚度的校核。7.1 确定均布载荷q7.1.1 计算选取梁上各部分质量 单架梁（长度线密度）：线密度由文献7查表3-1-55得56.7kg/m 质量=； 角钢（长度线密度根数）：线密度由文献7查表3-1-52得5.005kg/m 质量=2.155.00519=204.454kg/m； 钢板（长宽

36、线密度）：线密度由文献7查表3-1-40得39.25kg/ 质量=10.1682.1539.25=858.052kg； 保温块（体积密度）：密度由厂家提供为200kg/ 质量=9.6672.150.15200=623.522kg； 总质量=596.484+204.454+858.052+623.522=2282.51kg7.1.2 计算均布载荷q 于梁的尺寸较长，梁上受到的作用力及作用力间的距离大小相等。因此将梁视为受的均布载荷作用。计算步骤如下：1. 总重力G=mg=2282.519.81=22391.42N2. 均布载荷公式： g=G/l (7.1)式中：l-支撑点间的距离，已知l=10.

37、168m； 于是可求得：q=22391.42/10.168=2202.15N/m，图7.1为梁的受力简图。 图7.1 梁的受力简图7.2 梁的校核1. 梁的强度校核公式 由文献9知： (7.2)式中：梁所承受的最大弯曲正应力，MPa； 梁所承受的最大弯矩，N/m； =q/8 (7.3) 式中：q，l如前所得，梁的受力见图7.1。 =2202.15/8=2.85N/m W抗弯截面系数，。由文献7表3-1-55查得W=0.001010 许用弯曲应力，MPa； 式中：屈服极限，MPa；=235MPa 安全系数，由文献5表18-2-11选取=2 代入其中，得=235/2=117.5MPa。将以上参数代

38、入公式（7.2）中，得 满足，故梁满足强度要求。图7.2为梁的弯矩图： 图7.2 梁的弯矩图2.梁的刚度校核 利用文献9公式： (7.4) 式中：最大挠度值，mm； q,l同前； E弹性模量，E=210GPa； I已知I=210GPa； 许用挠度值，由文献9一般取 将参数代入公式（7.4）中，得 满足公式，故梁满足刚度要求。8 轴的计算 轴是组成机器的主要零件之一。在本设计中，链轮处的轴选取的材料为45钢（调质处理）。下面将对此轴进行设计和校核。8.1 求链轮轴上的功率、转速、和转矩由文献11查得减速器的传动效率，联轴器的传动效率为，则 (8.1)式中：P电动机功率，已知； 代入 中，得 减速

39、器的输出转速即为链轮的转速：即 转矩： (8.2) 将，代入公式（8.2）中，得mm8.2 轴的受力分析及相关计算8.2.1轴的受力分析 本设计方案中，链轮部分仅受圆周力。 (8.3)式中：链轮自身所受圆周力，N； 由链子悬垂力产生的圆周力，N； 即，为和较大者。文献6公式：， (8.4)式中： 垂度系数； 取下垂度，中心距， 两链轮中心连线与水平面的夹角； 由文献6表8-1查得。将参数和代入公式 (8.4) 中，得 从而，。8.2.2 轴端直径确定及联轴器选择由文献6表15-3取 (因转数低故取小值)由文献6轴端的直径考虑有键槽，轴径需增大45%，因此初取。对于联轴器的选择，考虑到设备的整体

40、结构较大，所需联轴器的尺寸较大，易产生挠度，而联轴器的挠度是由其自身重力产生，滚珠式万向联轴器除满足一般联轴器的功能外，它因其质量轻，可减小挠度的产生，另外其可伸缩性也是选择的主要原因。联轴器的计算转矩： (8.5)式中为工况系数，又文献6表14-1选取。代入（8.5）中，得故选用的滚珠万向联轴器的型号为QJ-1225DH-4890。8.2.3 轴的结构设计取轴径处的直径为80mm，与标准轴承6216（GB/T276-1994）的孔径相同，其余各轴径均按标准设计，具体结构见图8.1。图8.1 轴的结构图8.2.4 求支承反力和列平衡方程：从而则由于，故，8.2.5 弯矩计算8.2.6 扭转计算

41、公式：式中： 轴所受的扭转，； 输出轴的功率，； 输出轴的转速，；已知 代入式中，得 图8.2 轴的载荷分析图8.3 轴的校核计算8.3.1 轴的强度校核计算1.按弯扭合成应力校核的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B）的强度。轴的计算应力公式由文献6知： (8.6)式中：轴的计算应力，； 轴所受的扭矩，。已知； 折合系数，由文献6取； 轴的抗弯截面系数，； ，其中； 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，由文献6表15-1查。将上述参数的值代入公式（8.6）中，得 满足，故危险截面安全。2.按疲劳强度条件进行精准校核（1）确定危险截面（参见图8.1）截面，E，D，只受扭矩作用，虽然轴肩等过度配合所引起的应力集中将削弱轴的疲劳强度，但由于轴径设计时是宽裕的，故无须校核。截面，A，不受弯矩和扭矩作用无须校核；截面虽受应力集中的影响，但不受扭矩作用，同时该段轴径也较大，也无须强度校核；截面B上虽然应力较大，但应力集中不大（过盈配合及链槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径很大，所以B不必校核。故该轴只需要对截面的左右两侧校核即可。（2）截面的左侧截面左侧安全系数由文献6知： (8.7)式中： ， (8.8)式中：截面上的弯曲应力，； 式中：截面左侧的弯矩； 抗弯截面系数； 截面上的扭转切应力，； 式中：截面