本科毕业论文---减速分配箱箱体零件论文说明书.doc

武汉科技大学本科毕业设计 摘 要 近年随着钢铁，汽车，家电行业的发展，对钢板要求越来越高。由于种种原因轧后钢材必须经过矫正，才能消除制品的弯曲和扭拧，波浪弯和瓢曲等缺陷以达到国家规定的质量标准。所以矫正机在轧钢机械中有着举足轻重的地位。由于施加钢材反向弯曲或拉伸的方式不同及结构上的不同而有不同类型的矫直机，所以矫直钢材所需的矫直机的种类有很多种，驱动矫直机的减速分配箱也有各种各样的传动方式。因此，需根据矫直机的要求设计专门的传动分配箱。本文的设计方案是：由一个电动机驱动的，经过一级减速的，通过五个小齿轮进行分配的整体减速分配箱。由于圆柱齿轮减速机的制造和安装较为简单，因此在矫直机主传动系统中得到广泛的应用。将该矫直机的减速分配箱，制造成联合减速机。因为将减速机和齿轮座组成一个整体，可减少传动件，且结构紧凑，能减少机列总长度，节省精整车间的空间。在整个设计中，本文对减速分配箱箱体内的各零件做了仔细的设计计算和校核，通过对箱体内各零件的合理的布置以及各部分的完善，最终设计除了满足要求的矫直机的主传动系统。 本文设计的主参数如下：选择电机为：Y系列，功率为5.5KW的Y132M2-6型电动机，其转速为nm=960r/min。减速机为一级减速，其传动比：i=3分配箱经一级分配。分配齿轮齿数为Z=21关键词：矫直机；矫直机主传动机构；减速分配箱；减速机；机架 Abstract In recent years, with the iron and steel, automobiles, household appliances industry, increasing demands on the plate. For various reasons must be corrected after rolling of steel to eliminate bending and twisting products, wave bending and buckling and other defects in order to meet the national quality standards. So straightening machine in the steel rolling machine has a pivotal position. Since the reverse bending or stretching of steel applied in different ways and different structures have different types of straightening machine, so the required straightening steel straightening machine There are many types, the drive gear straightening machine distribution box there are a variety of transmission mode. Therefore, the request must be in accordance leveler drive designed specifically assigned box. This design is: driven by a motor through a speed reduction through the allocation of five overall pinion gear distribution boxes. Because the manufacture of cylindrical gear reducer and installation is simple, so straightening the main drive system is widely used. Slowdown in the straightening machine distribution box, manufactured jointly reducer. Because of the speed reducer and gear housing to form a whole, can reduce the transmission parts, and compact machine can reduce the total length of the column and save the space between fine vehicle. In the whole design, the paper distribution boxes cabinets gear made of various parts of the design calculations and check carefully through the various parts of the cabinets of the layout as well as a reasonable part of the perfect addition to meeting the requirements of the final design straightener The main drive system.In this paper the main design parameters are as follows:Select motor: Y series, power of 5.5KW of Y132M2-6-type motor, the speed is nm = 960r/min.Reducer is a reducer, the gear ratio: i = 3Distribution by a distribution box. Distribution of gear for the Z = 21朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典Keywords:Straightening machine; straightening machine main drive mechanism; slow distribution box; reducer; rack.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典49目 录1.绪论1.1 论述.11.2 设计内容.1 1.2.1 设计内容.1 1.2.2 工作原理.11.3 方案设计及确定.22.主参数计算.32.1 主参数计算.3 2.1.1 先按理想材料进行.3 2.1.2 确定辊距.3 2.1.3 计算辊子直径.4 2.1.4 确定辊长.4 2.1.5 确定辊数.4 2.1.6 校核矫正辊扭转应力.4 2.1.7 矫正功率确定.53.电机的选择3.1 选择电机.6 3.1.1 电动机类型的选择.6 3.1.2 电动机的传动比.6 3.1.3 传动方案简图.7 3.1.4 传动装置的运动和动力参数计算.84.减速分配箱内部传动部分的设计计算.84.1 减速齿轮的设计计算.8 4.1.1 选定齿轮类型，精度等，材料及齿数.8 4.1.2 按齿面接触强度设计.9 4.1.3 设计计算.11 4.1.4 几何尺寸计算.12 4.1.5 齿轮校核.134.2 传动分配箱内各轴及其附带零件的设计计算.13 4.2.1 齿轮轴1的设计计算.13 4.2.2 齿轮轴2的设计计算.174.3 齿轮轴和齿轮的有限元分析.19 4.3.1 齿轮轴的有限元分析.19 4.3.2 齿轮的有限元分析.225.减速分配箱箱体部分的设计计算.275.1 减速器焊接箱体结构尺寸的确定.276. 机架的设计及计算.286.1 结构设计.286.2 牌坊的尺寸参数确定.28 6.2.1 矫直辊轴承及轴承座的确定.28 6.2.2 牌坊窗口高度确定.29 6.2.3 牌坊窗口宽度确定.316.3 机架宽度的确定.327 机架强度和变形计算.32 7.1 机架的材料和许用应力.32 7.2 机架强度计算.33 7.3机架的变形计算.37 7.4 机架倾翻力矩计算.39 7.4.1 传动系统加于机架上的倾翻力矩.39 7.4.2 由水平力引起的倾翻力矩.39 7.5 支座反力及地脚螺栓的强度计算.39 7.5.1 支座反力的计算.39 7.5.2 地脚螺栓的强度计算.40 7.6 机架有限元分析.408.结束语.459.参考文献.461 绪论1.1 概述钢铁行业是我们国家的重要产业，它关系着国民经济命脉。一个国家钢铁行业的发展状况是该国综合国力的重要表现。经过炼铁厂炼制的钢坯，需要经过轧钢车间和精整车间的产品处理才能成为用户需要的钢铁产品。轧钢车间和精整车间的机械设备有很多，包括轧钢机.剪切机.飞剪机.锯切机.矫直机.卷取机等等都是冶金钢铁行业中必不可少的机械设备。近几年来，冶金生产行业有了新的发展，冶金机械在新的要求和挑战下也有了新的突破。比如矫直机，今年随着钢铁.汽车.家用电器行业的发展，对钢板质量的要求越来越高。钢铁行业对矫直机的需求也越来越迫切，因为轧件在轧制，冷却和运输过程中，由于各种各样的因素的影响，玩玩产生形状缺陷。例如，钢轨，型钢和钢管经常出现弧形弯曲；某些型钢（如工字钢等）的断面会产生外扩和扭转；板材和带材会产生纵向弯曲（如波浪形），横向弯曲，边缘浪形和中间瓢曲以及镰刀弯等。由于上述种种原因，为了消除这些缺陷，轧后钢材必须经过矫正，才能消除制品的弯曲和扭拧，波浪弯和瓢曲等缺陷已达到国家规定的质量标准。所以矫直机在轧钢机械中占有举足轻重的位置。由于施加钢材反向弯曲或拉伸的方式不同以及结构上的不同而有不同类型的矫直机，所以矫正钢材所需的矫直机的种类有很多种，驱动矫正机的减速分配箱也有各种各样的传动形式。因此，需根据矫直机的要求设计专门的传动分配箱。1.2 设计内容1.2.1 设计内容A 带钢厚度：h=0.3mm-2.5mm，s=600MPa，b=250-850MPaB 带钢宽度：810mm-1530mmC 带卷内径：d内=508mmD 机组速度：20-200m/min 最大重量：350000KN1.2.2 工作原理辊式矫直机通过一组工作辊将钢材反复弯曲，使之发生弹朔性变形，以消除钢板在轧制过程中形成的内应力，达到改善板形和尺寸精度的目的。该矫直机由电机通过联轴器传动减速分配箱的输入轴，通过一对斜齿圆柱齿轮进行一级减速，减速后的传动轴的伸出端，与五个相同的相互啮合的斜齿圆柱齿轮中的第三个齿轮相联，进行一级分配，这样刚好把电动机输出的总扭矩通过平均分配传递给五个矫正辊。由此可以分析，当采用单支传动时，以直接传动第三根齿轮轴最好。如果受结构限制也可传动第二根轴。当矫正机矫正辊的数目增多时，要求减速机有若干个输出轴，每个输出轴应当直接传动这一组齿轮轴中相应负荷最大的那一根齿轮轴。1.2.3 进一步优化由于矫正辊的第三根（或第二根）矫直辊的矫正扭矩最大，因此，对该辊要尽可能由减速机的一根出轴经齿轮座直接传动，以减轻齿轮座的负荷。一般情况下，为了防止钢板在工作辊中打滑，辊式钢板矫正机所有的工作辊都是驱动的。这时可以通过齿轮座将减速机传来的扭矩平均分配给各个矫直辊。齿轮座输入轴数目要与减速机支数相同。每根输入轴带动一组齿轮。1.3方案设计及确定方案：图1.1 矫直机传动系统方案原理图 该方案是一个由一个电动机驱动的，经过一级减速机通过五个完全相同的小齿轮进行分配的，整体减速分配箱。由于圆柱齿轮减速机的制造和安装较为简单，因此在矫直机主传动系统中得到广泛应用。且将其制造成联合矫正机。因为将减速机与齿轮座组成一个整体，可减少传动件，且结构紧凑，能减少机列总长度，节省精整车间的空间。该矫正机的优点是结构紧凑，一个电机驱动，传动结构精巧，布置紧凑，每个齿轮受力较均匀。2.主参数计算2.1主参数计算（参考板带车间机械设计 下册 P65-135）已知：1） 带钢厚度：h=0.3mm-2.5mm，s=600MPa，b=250-850MPa2） 带钢宽度：810mm-1530mm3） 带卷内径：d内=508mm 2.1.1 先按理想材料进行计算2.1.2 确定辊距按式 确定辊距，考虑用大变形矫正Kt3 - - 第三辊的压下量系数。 K f 3 -第三根矫正辊的弹塑性弯曲系数按中厚板板型，一般取Co = 0 Cp3 = 5 ，则=3查表 P120 （图 1446）得 K f 3 = 1.688 ， 中厚板矫直机一般可以取 Kt3 = 0.05 ，又.hmin=1.0mm.按经验公式板带车间 下册P116.最小辊距 Tmax= Tmin=由于tmintFd1所以，轴承向右窜动，即轴承1被压紧，轴承2被放松所以 Fa1=783.157N Fa2=392.227N由2（表13-6）查得载荷系数fp=1.5当量动载荷 P=fp（XFr+YFa）由Fa/Fr=0.672e=0.68,根据2P314（表13-5）查得X=1，Y=0又P1=P2，所以P=P1=P2=1.5（1576.804+0）=865.206N根据2P312（式13-5）算得轴承寿命（对于球轴承 =3）大修期为三年，所以该轴承满足强要求。计算弯矩：MH=FrH1L1=FrH2L2=767.99755=4.223104N.MMM0=Frv1L1=Frv2L2=288.40255=1.586104N.MM MA=FdD/2=390.9365/2=1.271104N.MMMv=M0-Ma=1.586104-1.271104=3.15103N.MM受力图如下所示： 由2P355(表15-1)查得-1=60MPa由2P364，对称循环变应力，折合系数a=1由2P365(表15-4)查得：所以2P365(式15-5)进行校核 所以，一号轴满足强度要求。4.2.2齿轮轴2的设计计算 该轴是一根很复杂的阶梯齿轮轴，是一根既承受转矩又承受弯矩的转轴。而且为了箱体的结构紧凑，其上还要设计一个齿轮，是分配齿轮时的传动齿轮。1）初选轴直径由2P362(式15-2)初步计算轴的最小直径，所选材料为45钢，调质处理。根据P362(表15-3)，取A0=110由前面的计算可知 P1=5.282kw，n1=324.32，T1=155.5349N.M所以 取初始段轴直径 d1=30mm 根据箱体内部结构，以及啮合齿轮