毕业设计（论文）-二辊热轧机压下装置设计

文献综述目录TOC\o"1-4"\h\u13040第一章引言 230251第二章概述 3311912.1热轧机 3184092.2二辊轧机压下装置的设计简介 3201962.3压下装置分类 412557第三章双减速压下装置的设计 413393.1二辊轧机压下装置的功能原理及总体布置设计 4145603.1.1黑箱法 4278543.1.2总功能分解 51566总功能分解依据 530161总体功能分解 589613.1.3建立功能结构图 5227893.1.4选择功能原理 799703.2二辊轧机压下装置的总体结构 8131043.2.1热轧机机构确定 868053.2.2总体结构工作过程 8136903.2.3蜗轮蜗杆压下装置机构简图： 8207983.3轧辊材质的选择 9229203.4机架的设计 928423.4.1机架材料的选择 916261第四章动力系统设计 1034694.1电机的选择： 10198474.1.1交流电机驱动的压下装置： 1029664.1.2电机功率的计算 1089331，蜗轮蜗杆的传动计算： 10179732，蜗轮蜗杆中心距（圆柱形蜗杆）a=400mm 10183013，压下速度计算： 10197554，一级减速箱设计计算： 11322585，再次计算压下速度： 11190826，电机功率计算： 1165904.2双减速机压下装置的传动总成： 11225084.2.1电机（07）功率的计算： 12316044.2.3电机联轴器（06）的选定： 1246894.3联轴器的选择 13138964.4压下摩擦静力矩的计算： 1325434.5蜗轮传动设计 1694174.5.1蜗轮蜗杆的材料选择 16218804.5.2蜗杆参数确定 16142454.5.2蜗轮蜗杆强度校核 1732354.6一级齿轮减速机设计计算： 20211234.6.1前一级齿轮减速机的设计参数： 20194604.6.2减速机计算 20289474.6.3传动比分配 21134124.7轴和轴承的设计计算 26239054.7.1轴的设计 26108264.7.2轴承的寿命校核 27189156谢辞 30第一章引言钢材被炼出之后首先成为热毛坯，随后的第一道序就是热轧，热轧的毛坯通常是多边形的棒料，像这种轧制热毛坯的机器通常被称之为二辊热轧机。被轧制的钢材多种多样，一般分为合金钢和普通钢两大种钢材，这二种钢材最大的差别就是压缩比，合金钢比能更高一些，现在社会场中的初轧开坯正在进行轧制，对于质量的追求更高，结构的更新和优化通常考虑配料的胚料，提出了对于轧机压下装置的设计要求。轧机在轧制钢板时，为了能调整辊的缝隙缝，上轧辊的辊系必须可以能上升下降的调节，该调整动作就是由压下装置来提供的。轧机的压下机构是轧机最为关键的部件之一，在设备运行中它是机动最频繁的部件之一，所以，在日常的工作中处理也需要经常维护修理。通过对压下装置的构造、热工作性能还有润滑性能等的要求，以及主机外形的大小我们考虑了一种双减速机的压下装置的设计。此课题主要是研究压下装置的新结构组成，压下装置是一种能够调节轧辊压在板材上面的位置的调整的，改变了上轧辊的位置就可以改变了钢板的厚度的，从而实现对不同尺寸厚度钢板的控制了、钢胚通过二辊轧机的压下装置，钢板就变薄了。这种结构简单，调整方便的，维修率很低的压下机构，适用于不同的热轧机机型的。第二章概述2.1热轧机热轧机是改变金属板材的物理尺寸的一种机器的，它还能改善金属的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为组织，调高合金的加工性能。2.2二辊轧机压下装置的设计简介二辊热轧机的压下装置，也被称为下摆装置，是一种将电机的转动能通过蜗轮蜗杆减速机的装置来产生比较大的圧下力来施加给热钢板的一种装置。压下装置用于对金属板材或工件上施加压力，以使其通过辊压变形或弯曲，实现成型或加工的目的，该装置由两个辊子组成，通常一个上辊和一个下辊。工作时，上辊施加压力，将工件挤压到下辊上。下辊可以通过调整的方式改变高度，以适应不同的工件厚度和加工要求，二辊扎机压下装置广泛应用于金属加工行业，特别是在轧机、板料加工和管材制造中。它可以用于轧制薄板、卷板、弯曲板材、制作管材等各种工艺。2.3压下装置分类压下机构按轧钢机的类型、轧件的轧制精度要求,以及生产率高低要求又可分为以下几种，手动压下装置、电动压下装置、双压下装置及全液压压下装置，从动力的传送系统方式来分还有大电机直接驱动蜗杆的，这种的蜗轮蜗杆的传动比都是很大的，一般的传动比都在70~100之间的，像这种的一级传动的蜗轮蜗杆减速机的结构的尺寸都是较大的，第二种电机的传动方式就是本课题所设计的双减速机传动方式，像这种双减速机的传动方式它的最大的特点就是传动系统的整体结构尺寸要比较小的，它可以让轧机的机架子的外形尺寸减小很多，所以，本次的课题就选择了双减速机的动力压下传动方式。双减速压下装置的设计3.1二辊轧机压下装置的功能原理及总体布置设计3.1.1黑箱法用黑箱法寻找总功能的转换关系见图3-1-1黑箱示意图。图3-1-1黑箱示意图3.1.2总功能分解总功能分解依据用技术过程流程图来表示技术过程和周围环境关系，见图3-1-2。总体功能分解将总体功能分解如图3-1-3所示。3.1.3建立功能结构图首先建立总功能图3-1-4与一级分功能的功能结构图3-1-5。图3-1-2技术过程流程图3-1-3总功能分解图3-1-4总功能图3-1-5一级分功能图3-1-6二级分功能图3.1.4选择功能原理功能结构图建立后，选择合适的功能方案，如表3.1.1表3.1.1功能原理组合分功能1234热轧钢轧辊能力转换电动机柴油机能量传递与分配蜗轮蜗杆丝杠螺母齿轮齿条组合方案数1×2×3=6，为了便于检验和了解有联系的分功能之间的相容性，可以列出相容性矩阵如表3-1-2，有表3-1-2可见有三种情况相容（A1、B1），条件相容（A2、B2），（C1、C2）。现选用电动机、蜗轮蜗杆的钢轧辊轧机压下装置。表3-1-2相容性矩阵动力源机构电动机柴油机12蜗轮蜗杆传动A可以可以（传动效率高，但存自锁）丝杠螺母传动B可以可以（存在自锁）齿轮传动C可以可以（噪音过大，价格过高）3.2二辊轧机压下装置的总体结构3.2.1热轧机机构确定机架结构：机架由钢骨架组成。动力结构：由两台电机进行电力供给。传动结构：电机与制动器用键固定定位，电机与蜗杆用联轴器相连，机架与横梁用螺栓螺母相连，轧辊和轧辊之间的传动用蜗轮和蜗杆相连。3.2.2总体结构工作过程将需要加热后的钢板，钢胚，厚板（普碳钢，合金材料）放入到喂料口处，供电给电机制动器起到减速，停止，保持停止作用，电磁离合器工作，使两边同时工作，电动机电能转换机械能，蜗轮蜗杆转动带动轧机的上轧辊进行下压调整与下辊之间间隙，到达一定间隙停止，从而轧制合适尺寸钢板，最后送出冷却。3.2.3蜗轮蜗杆压下装置机构简图：蜗轮蜗杆压下装置的组成部分大致有，01-箱体，02-蜗轮，03-蜗杆，04-压力轴承，05-压下花键螺杆，箱体上盖暂时不显示。从上图可以看出它是一个一级传动的减速传动装置，这是在《机械设计手册》里查得的结构数据：蜗轮蜗杆的模数m=20mm，蜗杆的头数n=1,蜗轮的齿数z=31，传动比i=31电机的转速通常是n=1440rpm，初步设定压下螺杆的螺距t=30mm。计算压下速度：蜗轮的转速n蜗轮=1440/i=1440/31=48rpm=0.8r/s则压下速度v=t*n蜗轮=30*0.8=24mm/s，根据工厂的使用经验这个压下速度v=24mm/s还是有一些快了，为此我们又增加了一级减速机装置，这个新加的减速机速比暂定为i=2，再一次计算v=24/2=12mm/s,基本符合使用要求。3.3轧辊材质的选择根据参考文献[]选取45号钢具有很高的硬度，可以在高温高压环境下承受重载和高应力，具有良好的耐磨性，可以在重负载和和高速的摩擦环境下长时间使用而不失效，具有良好的热稳定性，在高温环境下不容易软化和变形

。3.4机架的设计3.4.1机架材料的选择因为本设计为固定式机架，故采用碳素钢，1.碳钢具有较高的强度，可以用于承受较大的载荷和力量。2.制造成本低：相对于其他合金钢材料，碳钢制造成本较低，因为它的主要成分是碳和铁，且较为广泛和容易获得。3.可加工性好：碳钢容易加工和形成，可以通过冷加工、热加工等方式制造出不同形状和尺寸的零件。根据表手册选用Q235碳素结构钢，具有中等强度，并具有良好的塑性和韧性，而且易于成型和焊接，因此选用Q235碳素钢作为机架材料。第四章动力系统设计4.1电机的选择：为了驱动压下装置的压下螺杆，电机就必须要克服各种的压力和阻力，这些力大约有压下螺杆与螺母之间的螺纹面等的摩擦力、还有压下螺杆端部枢轴垫块间的垂直力压力的作用下所产生的转动摩擦静力矩、这样才能使压下螺杆实现转动热产生向下的压力。而对于高速压下的轧机(如初轧机、板坯轧机、厚板轧机以及双压下机构中的精调机构)还应考虑启动加速度所产生的动力矩，同时还要考虑压下机构中的传动效率，最后将这些力矩换算到转动电动机轴上，则称为压下螺杆的电动机转动力矩，当电动机的转速确定之后，其功率就可以确定了。4.1.1交流电机驱动的压下装置：交流电动机由\t"/item/%E4%BA%A4%E6%B5%81%E7%94%B5%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"定子和转子组成，交流电动机分为同步交流电动机和感应电动机两种。两种电机均为定子侧绕组通入交流电产生旋转磁场，但同步交流电动机的转子绕组通常需要激磁机需要供给直流电（激磁电流）；而感应电动机则转子绕组则无需通入电流。电机启动转矩大，适用于负载启动；结构简单，制造成本相对较低；稳定性高，可长时间连续运转。4.1.2电机功率的计算蜗轮蜗杆的传动计算：压下螺杆的选择：考虑到压下螺杆所受轧制力较大及需要双向传动，选用方形螺纹作为压下螺杆的螺纹样式。压下螺杆材料的选择为40Cr。根据工厂的经验值和查阅《机械设计手册》第五版第3卷第14篇P14-336页表14-4-5得知初步选定模数m=20，齿数z=31齿根圆直径dg=φ570mm，分度圆直径d0=φ620mm齿顶圆直径dw=φ660mm蜗轮蜗杆中心距（圆柱形蜗杆）a=400mm蜗杆分度圆直径d01=φ160mm头数n=1轴向齿距l=62.83mm，直径系数8齿顶圆直径dw1=φ200mm齿根圆直径dg1=φ112mm分度圆柱导程角y=7°07’30”压下速度计算：蜗轮蜗杆传动比：i=31，压下螺杆的导程距离t=30mm电机转速n=1400rpm则，螺杆下压速度v=n/i*t=1440/31*30=48*30=1440mm/min=24mm/s由于一级减速的压下速度较快，则再增加一级减速机传动，设置i=2一级减速箱设计计算：模数m=14，高速轴齿轮z1=17，低速轴齿轮z2=34高速轴齿轮：齿根圆直径dg1=φ203mm分度圆直径d01=φ238mm齿顶圆直径dw1=φ266mm低速轴齿轮：齿根圆直径dg2=φ441mm分度圆直径d02=φ476mm齿顶圆直径dw2=φ504mm再次计算压下速度：V2=v/2=24/2=12mm/s电机功率计算：N=M*V=100KN*0.012m/s=10000*0.012=12KW考虑到有很多不可计算的摩擦力和传动效率则计算出的电机功率要*2倍=24KW，查电机型号表得知选型为Y2-180L-4/1500rpm/22kw4.2双减速机压下装置的传动总成：结构组成的简图请见下图，其组成部分有：01—蜗轮蜗杆减速机，02—蜗杆轴联轴器，03—连接轴，04—减速机输出轴联轴器，05—减速机，06—电机联轴器，07—电机，08—压下花键螺杆轴。双减速机压下传动装置有着很多的优点，第一，在相同的传动比之下双减速机的传动组成的外形尺寸要小很多，这样一来主机的机架的外形尺寸就会小一些。第二，其中蜗轮蜗杆减速机中的蜗轮的尺寸也同样变小了，便于加工和制造。4.2.1电机（07）功率的计算：电机功率N=圧下力*压下速度=100KN*0.012m/s=10000*0.012=12KW，考虑到各种不可计算的阻力，电机选择二倍的计算结果，则N=22KW。电机的轴头尺寸d=φ42mm。选定电机的型号规格是Y2-180L-4/1500rpm/22kw4.2.2按照等功率安全传动原则，则第一级减速机的输入轴直径最少要等于电机轴的直径，即d1=d=φ42mm。4.2.3电机联轴器（06）的选定：因为有了电机轴的直径和减速机输入轴的直径，查表得知联轴器的型号规格为ML8-42-42，4.2.4第一级减速机（05）的选型：ZDY-160-2-65/70，选定标准的减速机DZY型的，中心距a=160mm，速比i=2，输入轴直径d1=φ65mm，输出轴直径d2=φ70mm，中心高h0=200mm。4.2.5输出联轴器（04）的选型：ML8-70-70。4.2.6连接轴（03）直径等于d=φ70mm4.2.7蜗轮蜗杆减速机输入轴联轴器（02）的选型：ML9-70-蜗轮蜗杆减速机（01）的设计计算；4.2.9联轴器转矩的验算，电机的输出转矩N=9550*22/1440=145.9=146NM查阅供应商的联轴器的技术参数如下：型号——ML7-42-42，允许使用的转矩——1120NM允许使用的转速——4500rpm结论——联轴器ML7的许用转矩远大于电机输出的转矩值，则所选联轴器是安全的，按照φ42孔轴推荐的使用的标准键的安全性也是可靠的。4.3联轴器的选择4.3.1联轴器基本参数型号公称转矩TnN*M许用转速nr/min轴孔直径d1，d2轴孔长度J1型/LLL0DSDr转动惯量(Kg*cm2)重量(Kg)ML92800330060*、65*、70、7510790mm230Mm230Mm50mm105Mm0.210532.0380、85、90、951321001674.4压下摩擦静力矩的计算：图4-2压下螺丝受力平衡图1—压下螺丝；2—压下螺母；3—压下螺丝枢轴；4—止推垫块；5—上轴承座在压下机构稳定运转的情况下，转动压下螺丝只要克服最大摩擦静力矩，压下螺丝便可正常运转。参看图，压下螺丝转动时的最大静力矩为：式中—压下螺丝的枢轴端部与止推垫块之间的摩擦力矩，;—压下螺丝与螺母螺纹间的摩擦力矩，。式中—压下时作用在一个压下螺丝上的力(压下螺丝的轴向力)，;—止推垫块与枢轴间的摩擦系数，通常取；—压下螺丝端部枢轴间的直径，。式中—被平衡部件的总重力，。取，，。式中—压下时作用在一个压下螺丝上的力(压下螺丝的轴向力)，;—压下螺丝与螺母的螺纹中径，；—压下螺丝与螺母间的摩擦角，；—螺纹间的摩擦系数，通常取，则；—压下螺丝与螺母的螺纹升角，。，，，最后在考虑传动效率的情况下，将静力矩换算到电动机轴上，则电动机轴上的静力矩为:式中—压下装置传动机构的总传速比，；—压下装置传动机构的总传动效率，式中—联轴器的传动效率，；—环面蜗轮蜗杆的传动效率，；—轴承的传动效率，；—螺纹的传动效率，；，压下电机属于启动工作制,电动机启动制动频繁，运转期与间隙期轮流交替出现，且其循环时间不超过10min。压下电动机负载大，而且需要频繁启动、制动、正反转，所以需要性能优越的电机。又因为压下速度需要微调，所以需要选用调速较好的电机。Y系列起重及冶金用变频调速三相异步电动机广泛应用于起重、冶金、运输等行业要求连续调速和频繁正、反转的机械设备上，也可以用于一般通用机械设备上,具有宽广的调速范围、较大的过载能力和较高的机械强度，因此，它特别适用于那些短时或断续运行，频繁地起动、制动、有时过负荷及显著振动与冲击的设备。Y变频调速电动机的这些特性正符合轧钢机压下装置的压下电动机的要求，所以选用Y型交流电动机，所以在选择电机的时候就要有比较富裕的功率。4.4.1电机型号的选择根据功率要求，考虑电机起动时的动力矩，从机械设计手册.4版.第5卷，选择电机,额定功率。4.4.2电机的基本参数表4-1-1电机基本参数型号额定功率kw电流A功率%转速r/min额定电流Ist/In堵转转矩倍最大转矩倍Y2-180L-42243.29115004.5蜗轮传动设计4.5.1蜗轮蜗杆的材料选择对于闭式蜗杆主要的失效形式是蜗杆副因齿面产生胶合或点蚀。因此蜗轮材料不仅要求具有足够的强度，更重要的是要具有良好的磨合和耐磨性能。压下装置蜗轮蜗杆减速器传动功率较大，速度较高，选择蜗杆的材料为40Cr，为使其效率及耐磨性更好，蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为。蜗轮材料选用铸造锡青铜（），金属模铸造。为了节约，仅仅只有齿圈用青铜铸造。而轮芯用45钢制造，调质后表面淬火。精度等级选为7级。4.5.2蜗杆参数确定根据传动比，蜗杆转速，输入功率,由参考文献图，查得中心距。查阅参考文献表3-1直廓环面蜗杆传动的基本参数，选择标准传动系列，选择中心距,基圆直径，蜗杆分度圆直径,蜗轮尺宽，由方案设计时选定的传动比,结合中心距，根据参考文献表3-2直廓环面蜗杆传动公称传动比及齿数搭配，蜗杆齿数应选择较大值，同时考虑到蜗杆头数越多，传动效率越高。选择蜗杆齿数为，则由，可求得，齿数应互质，故蜗轮齿数定为，传动比。计算直廓环面蜗杆传动的基本参数与几何尺寸：蜗轮分度圆直径；蜗轮端面模数；齿顶高；齿全高；蜗杆齿顶圆直径；蜗杆齿根圆直径；蜗轮齿顶圆直径；蜗轮齿根圆直径；蜗杆分度圆导程角；4.5.2蜗轮蜗杆强度校核1）校核蜗轮齿面接触疲劳强度的安全系数式中—蜗轮齿面接触应力，，—蜗轮齿面接触疲劳极限，，—最小安全系数。根据蜗轮的圆周速度蜗轮精度等级为7级，查阅参考文献表11-12，得，蜗轮齿面接触应力式中—蜗轮分度圆上的圆周力，N;—系数，；—蜗轮平均尺宽，；—蜗杆齿的齿形系数。,，，由，在参考文献表11-13中插值求得。求得则蜗轮齿面接触疲劳极限式中—蜗轮与蜗杆的配对材料系数；—寿命系数；—速度系数；—载荷系数。根据蜗轮，蜗杆的材料,从参考文献表11-14查得，，，。求得：则，满足要求。2）直廓环面蜗杆传动的承载能力计算：直廓环面蜗杆传动的承载能力校核条件：式中—蜗杆计算功率；—蜗杆许用输入功率。蜗杆计算功率：式中—蜗杆实际传动功率，;—使用系数；—制造精度系数；—材料搭配系数。,由参考文献表3-5，查得,由表3-6，查得,由表3-7，查得。所以,蜗杆许用输入功率：式中—蜗杆转速；—传动比；—中心距系数；—齿宽和材料系数；—传动比系数；—速度系数；，，根据，由参考文献表3-8，查得，，根据，由参考文献表3-9，查得，根据，查阅参考文献表3-10，查得，所以满足要求。4.6一级齿轮减速机设计计算：4.6.1前一级齿轮减速机的设计参数：传动比i=2，模数取值后一级减速机模数的0.7~0.8倍则m=20*0.7=14输入轴齿轮齿数z1=17齿根圆直径dg1=φ203mm分度圆直径d01=φ238mm齿顶圆直径dw1=φ266mm输出轴齿轮齿数z2=34齿根圆直径dg2=φ441mm分度圆直径d02=φ476mm齿顶圆直径dw2=φ504mm4.6.2减速机计算齿轮传动的功率P可由下式来确定:式中P-减速机输入的功率-切削功率-传动链的总效率4.6.3传动比分配如前所述,所选择电机Y225S-4同步转速为1500r/min,输出轴转速为750r/min,因此需要设计减速器,减速器总传动比为:电动机输入功率为:减速器低速传动轴的输入和功率输出是经过一对齿轮传动轴承,一对齿轮轴承传动,所以:减速机高速轴的转速:减速器低速轴的转速:减速机高速轴的转矩:减速器低速轴的转矩:选择齿轮材料、热处理方法及精度等级和齿轮材料、热处理方法及齿面硬度。因为齿轮在载荷中一般会有轻微的振动,传动时的加速度不高,传动尺寸也无任何特殊要求,属于一般的齿轮传动,故两种小齿轮均可用软齿面代替小齿轮。经检查《机械基础》p322表14-10,小齿轮一般选用45号钢,调质处理,硬度260hbs;大齿轮一般选用45号钢,调质处理,硬度一般为220hbs。精度等级初选:减速器为一般齿轮传动,圆周速度不会太大,根据《机械设计学基础》P145表5-7,初选8级精度。按照轮齿面积和接触疲劳强度分别设计各种传动方式齿轮:由于本公司产品设计方案中的四轴齿轮传动减速器主要原理是通过采用位于软齿轮表面的四轴全封闭式传动齿轮结构进行减速传动,齿轮的传动承载能力主要由两个齿轮之间相互接触疲劳强度的变化大小等所决定,其以本产品的结构设计及其承载能力计算公式主要及其定义如下为:确定载荷系数K因为该机的轴承齿轮相对载荷轴承圆周传动装置是一个只具有较小软齿面的轴承齿轮,圆周传动速度也不大,精度也不高,而且该机的轴承齿轮相对轴承的圆周传动装置是对称式的布置,根据齿轮电动机和齿轮轴承相对载荷的圆周传动对称性质经检查《机械设计学基础》p147表5-8,得大于k的轴承齿轮圆周传动速度范围大约为1.4-1.6,取其中k=1.5。小齿轮的转矩:接触疲劳许用应力:接触疲劳极限应力,由《机械设计学基础》P150图5-30中的MQ取值线,根据两齿轮的齿面硬度,查得45钢的调质处理后的极限应力为:=600MPa,=560MPa接触疲劳寿命系数ZN应力循环次数公式为N=60njth工作的平均寿命每年按300天,每天至少工作8小时,总的工作寿命一般为10年。故th=(300×10×8)=24000hN1=60×477.7×1×24000=6.722×查《机械设计学基础》P151图5-31,且允许齿轮表面有一定的点蚀ZN1=1.02ZN2=1.15接触疲劳强度的最小安全系数SHmin,查《机械设计学基础》P151表5-10,得SHmin=1<br>计算接触疲劳许用应力。将以上各项的一些数值应力计算公式加以代数加入许多可用于计算接触应力的数值计算公式得齿宽系数由于本设计的齿轮传动中的齿轮为对称布置,且为软齿面传动,查《机械基础》P326表14-12,得到齿宽系数的范围为0.8~1.1。取。d1由于,故应将代入齿面接触疲劳设计公式,得圆周速度查《机械设计学基础》P145表5-7,v1>2m/s,该齿轮传动选用9级精度。主要参数包括选择和对几何图形尺寸的计算,对于这种封闭式的软齿面齿轮的传动,通常z1在20~40之间选取。为了更好地使其重合度较大,取z1=17,则确定z2=iz1=2×17=34。为了使两齿轮的重合度和齿数互为相同的质数,最后可以确定z2=34②模数m=14标准模数应大于或等于上式计算出的模数,查《机械基础》P311表14-1,选取标准模数m=14mm。③分度圆直径d④中心距a=357⑤齿轮宽度b大齿轮宽度小齿轮宽度其他几何尺寸的计算(，)⑥齿顶高由于正常齿轮所以⑦齿根高由于正常齿，所以⑧全齿高⑨齿顶圆直径⑩齿根圆直径齿根校核:齿根弯曲疲劳强度的校正考核计算公式实际定义如下为:齿形系数YF根据Z1、Z2,查《机械设计学基础》P153表5-11,得:YF1=2.81,YF2=2.24弯曲疲劳许用应力的计算公式:ⅰ)弯曲疲劳极限应力根据大小齿轮的材料、热处理方式和硬度,由《机械设计学基础》P154图5-33的MQ取值线查得:ⅱ)弯曲疲劳寿命系数YN根据N1=6.722>和N2=>,查《机械设计学基础》P156图5-34得YN1=1,YN2=1ⅲ)弯曲疲劳强度的最小安全系数SFmin本传动要求一般的可靠性,查《机械设计学基础》P151表5-10,取SFmin=1.2。ⅳ)弯曲疲劳许用应力将以上各项的应力参数使用公式组合代入弯曲疲劳许用弯曲应力计算公式得齿根弯曲疲劳强度校核σσ4.7轴和轴承的设计计算4.7.1轴的设计1.轴的相关计算参数轴的输入功率,转速，转矩。2.轴的选材因为蜗杆螺旋部分的直径不大，所以将轴和蜗杆做成一个整体。所以轴也用40Cr，淬火处理，硬度达，抗拉强度极限，屈服强度极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，许用弯曲应力。弹性模量取，泊松比取。这种材料应用十分广泛。3.初步确定轴的最小直径由参考文献式初步估算轴的最小直径。根据参考文献表15-3，取,于是得，考虑到传递转矩较大，有中等冲击，选取最小轴径。4.轴的结构设计由减速器尺寸以及与轴连接件尺寸得出轴的轴向尺寸和轴向定位如图5-1所示。4.7.2轴承的寿命校核本设计采用一对对称安装的调心滚子轴承来承受蜗杆啮合中受到的的径向力和切向力的合力，采用推力调心滚子轴承来承受轴向力。调心滚子轴承的型号选为23138CC/W33，推力调心滚子轴承型号选为29448。压下装置24h运转，轴承的预期寿命设定为蜗杆受到的力的大小如下：;;1.调心滚子轴承的校核：蜗杆所受径向力和切向力的合力为：则每一个调心滚子轴承承受的力为,等效于轴承承受一个径向载荷，即,轴承的当量动载荷式中—载荷系数,由参考文献表13-6查得。当量动载荷，则轴承寿命式中—轴承转速，；—轴承基本额定动载荷，；—轴承当量动载荷，；—指数。从参考文献表7-2-77，查得调心滚子轴承23138CC/W33的基本额定动载荷。根据，对于滚子轴承，则调心滚子轴承的寿命，满足要求。2.推力调心滚子轴承的校核蜗杆所受的轴向力由推力调心滚子轴承承受，正转时由位于右端的推力调心滚子轴承承受轴向力，反转时由位于左端的推力调心滚子轴承承受轴向力。，推力调心滚子轴承的当量动载荷为：从参考文献表7-2-84，查得调心滚子轴承29448的基本额定动载荷; ;。则推力调心滚子轴承的寿命，满足要求。5结论本设计是在查阅大量国内外相关文献的基础上，并参考某钢铁公司1780mm热连轧粗轧机机压下装置的设计特点，对热连轧R1二辊轧机压下装置进行了设计。设计中在采用传统设计理论的基础上，应用了计算机辅助设计，完成了工程图的绘制，不但提高了设计质量，而且提高了设计效率。本文基于有限元理论，利用ANSYS的强大分析功能完成了关键零件的校核工作。主要设计内容和结论有：（1）从给定的参数着手，选择采用卧式电动机的快速电动压下装置作为设计方案，其传动由电动机提供动力，通过蜗轮蜗杆减速器，压下螺丝完成压下动作。（2）由强度条件设计压下螺丝和压下螺母的尺寸，再利用ANSYS分析校核压下螺丝的扭转刚度，以最终确定压下螺丝的尺寸，经校核，压下螺丝的尺寸能满足要求。（3）选用单级直廓环面蜗杆减速器作为压下装置的传动装置，其传动效率高，承载能力大，能在复杂工况条件下工作。利用ANSYS分析校核蜗杆轴的弯扭合成强度，经校核，蜗杆轴的弯扭合成应力在许可范围内，能满足要求。6谢辞本毕业设计是在刘海生老师的悉心指导和严格要求下完成的，在此谨向刘海生老师表示最诚挚的谢意。在这做毕业设计的四个月时间里，从开始选题、课题的展开、各种具体设计与