非标角钢冷轧矫直机矫直部分设计

河南科技大学毕业设计（论文）非标角钢冷轧矫直机(矫直部分)摘 要矫直机是轧制车间必不可少的重要设备，而且广泛用于轧材作坯料的各种车间，如汽车、船舶制造厂等。 矫直机矫直钢板时,由于长度方向发生塑性变形,导致钢板与矫直辊速度差可达到3%,因而产生附加扭矩。以往的整体传动易导致接轴和齿轮损坏,同时当矫直辊与钢板产生速差时,钢板打滑现象会损伤表面,为了避免这些现象的发生,矫直辊尽量采用单独传动或分组传动,同时还可用于控制张力。本文首先通过对矫直原理的学习了解，通过大量计算确定矫直辊数目。然后根据工件的形状确定辊形进而来对整个矫直辊结构进行设计。其次就是动力传动和引导装置的设计。考虑到传统与现代的设计思想，本课题采用矫直辊在矫直机平台上，均匀而且独立分布。通过这种设计，它不仅使矫直辊能够单独传动，而且能够通过改变各个矫直辊间的距离随时变身成现代主流的异辊距矫直机。关键词：矫直机，异辊距，矫直辊，扭矩 NON-STANDARD ANGLE IRON COLD STRAIGHTENING MACHINEABSTRACTStraightening machine is important and indispensable equipment in rolling workshop, and it is also used in a variety of workshops rolled to billets, Such as automotive, ship manufacturing, etc.When straightener is used to Straighten plates, due to length of the plastic ,its deformation is occurred, resulting in the velocity difference between steel plate and straightening rolls, just like the 3% rate,thereby creating additional torque. The overall drive past easily leads to damage between axis and gear.At the same time when the speed of straightening rollers and steel production is different, the steel skidding may damage the surface, in order to avoid the occurrence of these phenomena, straightening roll as far as possible use separate drive or group drive ,at the same time it can also be used to control the tension.Firstly, through the understanding and learning of the principle of straightening, the number of the straightening rollers are determined by a large number of calculations. Then according to the shape of the workpiece , the contour of the straightening roller and the entire design of the structure of straightening roller is determined. The second is the design of the power transmission and guide devices.Taking into account the traditional and modern design, this issue puts the straightening roller into straightening machine platform with uniform and independent distribution. In this design, it not only make the separate drive of straightening rollers possible, but also to transform into modern mainstream straightener by changing the distance between each straightening roller at any time.KEY WORDS: Straightening machine, different from the roll, straightening rolle目 录前 言1第1章 绪 论21.1 矫直的定义21.2 矫直技术的发展及现状31.3 矫直机的发展及现状41.4 平行辊矫直法的简介5第2章 矫直部分的设计62.1矫直辊数的确立62.1.1 矫直辊数与钢板厚度的关系62.1.2 矫直的理论计算72.2 矫直辊的结构设计102.2.1 矫直辊径与辊距的确定102.2.2 矫直辊上下两辊中心距地确定112.2.3 矫直辊的整体设计122.3 矫直辊的整体强度校核122.3.1 矫直辊主要参数122.3.2 矫直辊主动轴的强度校核132.4 本章小结15第3章 主传动部分的设计163.1 传动的结构设计163.2 传动部分的强度校核183.3 本章小结21第4章 轧制部件的设计224.1轧制部件的设计224.2 轧辊轴的强度校核235.3本章小结25第 5 章 进料部件、皮带轮的设计265.1 进料部件的设计265.2皮带轮的设计265.3本章小结25第6章 总 结29参考文献30致 谢31III河南科技大学毕业设计（论文）前 言矫直技术多用于金属条材加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。例如矫直辊负转矩的破坏作用在20世纪下半叶才得以解决（改集体驱动为单辊驱动，改刚性连接为超越离合连接等），但其破坏作用的机理直到20世纪80年代末材被阐明。另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如辊数、辊距、辊径、压弯量及矫直速度；其次是许多技术现象如螺旋弯废品、矫直缩尺、矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述；再次是理论的概括性不够，一套公式不仅不能包括各种断面型材，甚至不能包括同类断面而尺寸和材质不同的工件，如弯矩与矫直曲率等都缺少通用表达式。20世纪70年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动（万能）矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序控制矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双向旋转矫直技术等；完善了等距双曲线辊形设计法；创立了等曲率递减反弯辊形设计法、矫直耗能计算法、主要工艺参数计算法、两种拉弯制度的定性与定量分析以及负转矩和超前接触分析法；尤其在利用相对值概念对各种矫直过程进行定量分析工作中取得了系统化的成果，为矫直技术数字化处理打下了基础。在这种情况下，本文采用平行辊等距矫直法对非标角钢进行矫直。本课题主要工作分为三部分:1. 矫直部分传动方案的设计2. 轧制部分的设计、进料部件的设计3. 矫直力的校核，皮带轮的设计限于本人的水平，本文虽经多次修改，但难免会有疏漏甚至错误之处，恳请各位评审老师及同学批评指正。第1章 绪 论矫直技术属于金属加工学科的一个分支，已经广泛应用于日用金属加工业，仪器仪表制造业，汽车、船舶和飞机制造业，石油化工业，冶金工业， 建筑材料学业，机械装备制造业，以及精密加工制造业。矫直技术在广度和深度方面的巨大发展迫切要求矫直理论能进一步解决一些疑难问题，推动开发新技术和研制新设备。本章主要介绍矫直机的定义，矫直技术的发展，矫直机的发展现状和平行辊矫直法的介绍。1.1 矫直的定义金属条材像型、管、线、板、带等长条状的金属型材，在轧制、锻造、挤压、运输、冷却及各种加工过程中常因外力作用，温度变化及内力消长而发生弯曲或你扭曲变形。在长度远大于宽度或厚度的条材上，纵向纤维的变形十分明显；在宽度不太小的条材上如带材横向纤维的变形有时显而易见。为了获得平直的成品条材必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直，横向纤维或横向截面也由曲变直，实现这一要求的工艺过程称为矫直。矫直与弯曲是两个相反的工艺过程,但它们的变形机理是相同的。通常，不同金属都有大小不等的弹性极限，即使在塑性变形条件下仍然伴随着弹性变形。弹性变形意味着势能的贮存，表现为一种弹性返回的能力，完全能返回原状的变形称为纯弹性变形，否则都是弹塑性变形。而纯塑性变形是指在相当大变形程度或在相当高的变形温度时，忽略不计其很小的弹复能力而假定的一种理想状态。古人从生产和生活实践中早已认识到弹性的存在，并得出“矫正必须过正”的理性结论。今人对金属矫直理论的研究不仅从理论上验证了“矫正必须过正”的基本规律，而且找到了计算“过正量”的科学方法，指出在“过正量”与金属弹复量相等时可以达到矫直目的。由于条材种类不同，弯曲形态不同，各自所要求的矫直方法也不尽相同。工业上人们已经研制成功的矫直方法主要有压力矫直法、平行辊矫直法、斜辊矫直法、转毂矫直法、平动矫直法、拉伸矫直法、拉弯矫直法及其他一些特殊的矫直法。本设计采用平行辊矫直法。平行辊矫直法是把间断的压力矫直法变成辊式连续矫直法，从入口到出口交错交错布置若干个互相平行的矫直辊，按递减压弯规律进行多次反复压弯以达到矫直目的。不仅显著提高工作效率，而且能获得很高的矫直质量。这种矫直法在板材及型材矫直中得到广泛应用，不仅能矫直型材的主弯曲，在增加轴向调节条件下也能矫直其侧弯曲；不仅能矫直板材的纵向波浪，在增加弯辊措施后，也能矫直其横向波浪，即矫直其飘曲。利用两组平行辊将其辊系进行直角组合或称平立辊组合，即将一组水平辊与一组垂直辊组合起来形成复合辊系可以对二维弯曲严重的线材及小型材进行有效的矫直。1.2 矫直技术的发展及现状 矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。例如矫直辊负转矩的破坏作用在20世纪下半叶才得以解决（改集体驱动为单辊驱动，改刚性连接为超越离合连接等），但其破坏作用的机理直到20世纪80年代末材被阐明。另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如辊数、辊距、辊径、压弯量及矫直速度；其次是许多技术现象如螺旋弯废品、矫直缩尺、矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述；再次是理论的概括性不够，一套公式不仅不能包括各种断面型材，甚至不能包括同类断面而尺寸和材质不同的工件，如弯矩与矫直曲率等都缺少通用表达式。20世纪70年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动（万能）矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序控制矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双向旋转矫直技术等；完善了等距双曲线辊形设计法；创立了等曲率递减反弯辊形设计法、矫直耗能计算法、主要工艺参数计算法、两种拉弯制度的定性与定量分析以及负转矩和超前接触分析法；尤其在利用相对值概念对各种矫直过程进行定量分析工作中取得了系统化的成果，为矫直技术数字化处理打下了基础。1.3 矫直机的发展及现状我国已有中厚板轧机31套，正在建设或计划建设中厚板轧机约24套，中厚板轧机合计约55套(未含台湾)，中厚板年生产能力约4900多万吨。中厚板轧钢厂热矫直机有近一半已进行了技术改造,安装了新型四重式11辊、上辊或下辊可整体倾动、可快速换辊的恒辊距矫直机。还有一半热矫直机和多数冷矫直机是5060年代的台式矫直机。目前国内外钢板矫直机均是恒辊距矫直机,或少数双恒辊距矫直机。发展状况国际知名的的冶金设备供应商（德国的MDS、SMS-Demag和日本的MHI 等）不断提高矫直机性能，使高刚度、全液压和自动化功能更强，对钢板的矫直效果更好。应用技术一般有预应力机架、液压平衡系统、换辊装置、压下系统（AGC）、弯辊系统（APC系统）、辊系分组传动或单独传动等。 对于矫直机传动系统而言，普遍采用电机、减速齿轮分配箱、安全联轴器、万向联轴器到矫直辊的传动方式。矫直机矫直钢板时,由于长度方向发生塑性变形,导致钢板与矫直辊速度差可达到3%,因而产生附加扭矩,以往的整体传动易导致接轴和齿轮损坏,同时当矫直辊与钢板产生速差时,钢板打滑现象会损伤表面, 为了避免这些现象的发生,矫直辊尽量采用单独传动或分组传动,同时还可用于控制张力。国际上比较著名的轧钢设备生产商主要在德国、日本等西方发达资本主义国家。例如德国的德马克、西马克，日本的三菱重工等大集团。我国20世纪五、六十年代的大部分矫直机的辊系都采用大节距大工作辊，矫直厚度范围仅在45倍，支承辊承载能力低，使矫直能力低下，且工作辊轴承座是整体、固定不可调节的，造成矫直钢板质量低，产品成材率低。厚板矫直技术在我国起步较晚，且理论研究较生产落后的现象突出，经过近些年来工业的发展和自身技术的进步，矫直机的性能和各项参数都有了很大的改善。钢板的宽度、厚度及长度规格也在不断扩大。2005年3月1日投产的宝钢5m热矫直机由SMSD设计，是全液压9辊调节矫直机。最大矫直力可达44000KN，钢板的矫直温度范围也较宽：4001100，钢板的厚度范围在1080mm，宽度可达4800mm，矫直速度也达到0.52.5m/s。其矫直机电动机功率为220KW。舞阳轧钢厂生产的最厚钢板能达到700mm（900mm厚钢锭生产，不保探伤）。目前，厚板矫直机已由二重式发展到四重式，辊子为倾斜布置、成组换辊，并设过载保护装置，机架采用预应力框架结构，增大刚度。四重式矫直机，在结构和辊系布置上做了很大改进，改变了原有二重式热矫直机矫直质量不理想、辊距大、矫直能力低、维修不便等缺点，使矫直厚度范围扩大到10倍左右。使矫直机向自动化、全液压、高负荷、高刚度、多功能、强力矫直技术发展，即采用第三代矫直机，进一步提高钢板表面质量。1.4 平行辊矫直法的简介平行辊矫直法是把间断的压力矫直法变成辊式连续矫直法。压力矫直法是将条材的弯曲部位放置在两个支点之间用压头对弯曲部位进行反向压弯。当压弯量选定合适时，压头抬起后条材弹复变直，完成一维弯曲的矫直任务。当条材有侧弯时再将其弯曲部位移至压头处进行反弯完成第二次的一维矫直任务。当一根跳财具有多处的不同程度和不同方位的弯曲时，则需要进行多部位、多方向和多次的一维反弯矫直工作，即用一维反弯完成多部位二维弯曲矫直任务。平行辊矫直是从入口到出口交错布置若干个互相平行的矫直辊，按递减压弯规律进行多次反复压弯以达到矫直目的。不仅显著提高工作效率，而且能获得很高的矫直质量。这种矫直法在板材及型材矫直中得到广泛应用，不仅能矫直型材的主弯曲，在增加轴向调节调节条件下也能矫直其侧弯曲；不仅能矫直板材的纵向波浪，在增加弯辊将其辊系进行直角组合或称平立辊组合，即将一组水平辊与一组垂直辊组合起来形成复合辊系可以对二维弯曲严重的线材及小型材进行有效的矫直。第2章 矫直部分的设计 矫直部分的设计是本设计中至关重要的设计部分，一个产品的设计最重要的技术核心。只有把矫直部分很好的设计，满足一定的要求，才能使其生产出来的产品达到一定的技术指标。本设计采用平行辊矫直法。平行辊矫直机必须具备两个基本特征，第一是具有相当数量交错配置的矫直辊以实现多次的反复弯曲；第二是压弯量可以调整，能实现矫直所需要的压弯方案。本章主要介绍根据矫直原理对矫直辊数的确立，以及矫直辊所承受的力和整体的结构设计。2.1矫直辊数的确立我设计的矫直机所矫直的角钢横截面形状如图2-1。图2-1 需要矫直的角钢横截面本设计的技术要求：1.挠曲度全长不大于3mm； 2.扭曲不大于0.5；原料全长2000mm，钢板厚度为3mm2.1.1 矫直辊数与钢板厚度的关系很多资料书上给出了矫直辊与钢板厚度的经验关系如表2-1:表2-1 钢板厚度和矫直辊数的关系钢板厚度h/mm0.20-1.51.5-5.05.0辊数29-1717-119-7以上表格为经验数据，下面进行定量分析，进一步准确确定辊数。 2.1.2 矫直的理论计算1. 首先对第一个技术要求进行对辊数的确定图2-2 需要计算的截面保证挠曲度全长不大于3mm，可以对图2-2的菱形截面进行进行矫直计算，如果能把该菱形截面矫直，那么整体也能满足条件。菱形断面的弯矩比与曲率比的关系如下：=2-2+ （2-1）=2-+ （2-2）运用公式进行本设计计算：C=2-+ （2-3）C= C-= C-2+- （2-4）根据以上公式可以计算9辊后对应的残留挠度值可以设原始曲率C值为5，辊系矫直过程解析表2-2。表2-2 矫直过程解析表辊数CCC= C1/2345678950.340.140.060.010.0090.00770.00661.961.61.41.21.191.181.171.1560.340.140.060.010.0090.00770.00660.005由以上数据可知：A=AC= (较高强度=1000MPa，E=206000Mpa,H=3mm)A=0.005=0.000011441mm与此A相应的曲率半径为：=1/ A=87398mm每米长工件的相应挠度为：-所以87398-=1mm全长=2=2mm3mm 故满足技术要求。根据经验，矫直机的矫直辊的第一辊与最后一棍不起矫直作用，所以辊数为11个。2.根据技术要求确定对辊数要保证扭曲不大于0.5，可以取下图中的长方形截面进行计算校核。只要长方形截面能满足技术要求，那么该角钢的扭曲度就能满足技术要求。长方形断面的弯矩比与曲率比的关系如下：=1.5-0.5 （2-5）=1.5- （2-6）图2-3 需要计算的截面运用公式进行本设计计算：C=1.5- （2-7）C= C-= C-1.5+ （2-8）根据以上公式可以计算11辊后对应的残留扭曲值可以设原始曲率C值为5，辊系矫直过程解析如表2-3：表2-3 矫直过程解析表辊数CCC= C1/23456750.2140.0820.0440.0270.0191.4881.2731.1931.1481.121.1010.2140.0820.0440.0270.0190.013由以上数据可知：A=AC0.013 (较高强度=1000MPa，E=206000Mpa,H=3mm)A=0.013=0.000042071mm与此A相应的曲率半径为：=1/ A=23769mm每米长工件的相应挠度为：- （2-9）所以23769-=5.26mm所以全长=25.26=10.52mm ；=0.3024矫直速度的设为0.32m/s，故n=56.6r/min 所以P=0.50kw 每辊上的功率为0.05kw。2.3.2 矫直辊主动轴的强度校核根据所设计的矫直辊的结构，设计的轴如图2-6：图2-6 矫直辊主动轴材料为45钢，调质处理。所受的力如图2-7。图2-7 主动轴的受力图轴上的功率为P=0.05kw；所以：T=9550000=8437N.mm已知左端齿轮的分度圆直径d=84mm；所以：F=201N；F=tan F=73N (=20)BC=375mm；AB=276mmf=4N ()由受力图2-7可知水平面内的受力分析如下-FBC-FAB+AB=0得=108N；=14N得=271N=65N水平和垂直面上受的弯矩图如图2-8：图2-8 主动轴弯矩图由图得出=41669N.mm =20662N.mm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界面即危险界面的强度，轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，轴的计算应力：=52.6Mpa材料为45钢，=60Mpa, 故安全。被动轮轴和主动轮轴直径相同，所受之力远远小于主动轮，故从动轮也是安全的。2.4 本章小结 本章通过矫直原理确定了矫直辊的数目，以及矫直辊所需的矫直力。并且在矫直辊的设计中，采用独立分布的特点，避免了因整体传动导致接轴和齿轮损坏,和同时因矫直辊与钢板产生速差时,钢板打滑现象损伤表面,同时还可用于控制张力。第3章 主传动部分的设计机械中的传动方式主要有三种：带传动、链传动、齿轮传动。本设计采用的传动方式为最常见的齿轮传动。齿轮传动的特点如下主要优点：工作可靠，寿命长，传动比准确，传动效率高，结构紧凑，功率及速度适应范围广。主要缺点：制造精度要求高，制造费用大，精度低时震动和噪声大，不宜用于轴间距离较大的传动。考虑各种情况，本课题选择齿轮传动比较合适。本章主要介绍矫直机的传动部分的结构设计和主要零件的校核。3.1 传动的结构设计由于矫直辊需要11个，需要传动的距离比较大，所以要采用多级齿轮来带动矫直辊的转动。传动结构大致如图3-1：图3-1 齿轮传动图由于矫直辊分为上下两辊，而相邻的两个矫直辊的主动轴不在一个水平线上，所以把传动齿轮的齿轮轴线放置在矫直辊中心距的中点，使传动齿轮轴带动的悬臂齿轮能够同时带动相邻的两个齿轮轴转动。另外转向问题，由于相邻的两个矫直辊的主动轴式一上一下，而工件加工方向是一个方向（向右）所以相邻的两个齿轮轴的转向相反。要达到相反的功效，相邻的两个矫直辊的驱动齿轮轴不能是一个，所以采用上图所示的结构，一个传动齿轮轴带动一个矫直辊，相邻的矫直辊由相邻的传动齿轮轴带动，故方向能够得到保证。传动结构参数如下：（1）悬臂齿轮分度圆直径d 首先要保证矫直速度v=0.32m/s,矫直辊的转速n=56.6r/min，矫直辊主动轴上的悬臂齿轮分度圆直径d=84mm。要保证传动轴线在一个水平线上，同时要带动矫直辊，所以设计的传动轴上的悬臂齿轮的分度圆直d=127-84=43mm。传动比i=2:1。如图3-2所示。图3-2 悬臂齿轮 (2)传动齿轮分度圆直径d 由于矫直部分所决定的辊距t=180mm，所以传动齿轮的分度圆直径为180mm。传动齿轮采用等速传动，传动i=1，如图3-3。图3-3 传动齿轮齿轮轴断面直径d=45mm,轴承型号为7208，外形尺寸d=40mm.（3）齿轮轴所受最大功率P 前面矫直部分已经得知矫直辊的功率p=0.05kw.由传动结构决定传动齿轮为13个，其中一个是用来和轧制部分相连接，一是解决中心过大问题，二是调节转向问题。且直径d=120mm。另外一个在轧制辊轴上直径d=125，整个传动系统的传动比基本保持一致。图3-4 调向齿轮 取齿轮传动的效率为0.98，轴承的传动效率为0.98。因此可以得出从轧制部分输入的功率P=0.89kw。调向齿轮的功率P=0.89=0.87kw。扭矩T=9550000=9550000=281644N.mm3.2 传动部分的强度校核 （1）传动齿轮的强度校核 校核的该齿轮是传动系统中承受载荷最大的，该齿轮的强度影响整个机器是否能够长时间工作，所以该齿轮在设计中必须要重点考虑。齿轮位置如图3-5。图3-5 校核齿轮材料：20 一天八小时，单班制，工作寿命15年试选载荷系数K=1.3。Z=48计算小齿轮传递的转矩：T=9550000=9550000=281644N.mm选齿宽系数=0.4。查机械设计106查得材料的弹性影响系数Z=189.8MPa.由机械设计图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=780Mpa；大齿轮的接触疲劳强度极限=700 Mpa。由式机械设计1013计算应力循环次数： N=60nJL=6029.51（830015）=6.37210 N=6.11310由机械设计图1019取接触疲劳寿命系数K=0.90；K=0.95。计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1,由机械设计式（10-12）得 =0.9780=702Mpa =665Mpa计算小齿轮分度圆直径d,代入中较小的值。d=2.32=122.2mm圆周速度v=0.19m/s。计算载荷系数：根据v=0.18m/s,7级精度，由机械设计图10-8查得动载荷系数K=1;直齿轮，=1；由机械设计表10-2查得使用系数K=1；由机械设计表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮响度支撑非对称布置时，K=1.16。K=1.15。K= KKKK=1=1.16按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式得=117.6mm。按齿根弯曲强度设计：由机械设计式（10-5）得弯曲强度的设计公式为：m （3-1）确定公式内的各计算数值：由图机械设计10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=600Mpa，大齿轮弯曲强度极限=550Mpa。由图机械设计10-18取弯曲疲劳寿命系数K=0.85,K=0.88；计算弯曲疲劳许应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式得 =364.29Mpa =345.71 Mpa计算载荷系数K K=查齿形系数：由机械设计表10-5查得 =2.332 =2.32查应力校正系数：由机械设计表10-5查得 =1.692 =1.70计算大、小齿轮的并加以比较。=0.01083=0.01141大齿轮的数值大。设计计算： m=2.001mm因此，取m=2.5，d=180mm3.3 本章小结本章主要介绍了传动系统的结构设计和零件的设计校核，传动系统是一个机器能量传递的桥梁，是机械设计中一个重要的环节。该传动结构的设计能够实现上一章的矫直辊的单独传动。第4章 进料部件的设计及强度校核工件从进料部件中进入到矫直辊中进行矫直处理。进料部件的设计关系到工件能否顺利进行矫直的关键。4.1轧制部件的设计本课题所设计的轧制不部件不是用来把工件轧制成型的，而是把轧制成型的部件拉入矫直辊区进行矫正作业。一、定中心距：考虑到工件的咬入，轧辊的直径不宜过小。根据结构选定中心距为200mm。二、轧辊大小及结构的设计：本课题设计的轧辊的大小取轧制成型轧辊大小的近1/2。轧辊的作用是夹紧角钢往矫直辊区传送。上下辊的最大半径是108mm，设计如图4-1：图4-1轧拉结构上轧辊采用弹簧浮动结构来实现对工件的压紧，在工作时，先对上轧辊施加一个预紧力（本设计预紧力F=1000N），以便压紧角钢。下轧辊不动，由带轮带动获得一个对工件的牵引力。四、轧辊的功率轧辊的作用是拉动角钢前行，速度比前轧辊大（v=0.26m/s）,故，该轧辊要大于它，取V=0.32m/s，转速n=28.3r/min,要想拉动角钢，不仅速度要大，牵引力也要大，根据前面同学设计，在满足该轧辊能够克服前轧辊摩擦力和本辊的摩擦力总和不大于500N。所以设计该轧辊的功率为0.3kw，提供的牵引力远远大于摩擦，所以能够带动前进。4.2 轧辊轴的强度校核如果V带是连接前后的传动方式，起到了重要作用，那么轧辊轴正是实现传动很好的结构桥梁。它同样起到至关重要的作用。如图4-2所示：图4-2 轧辊轴示意图该轴的轧辊处的直径d=60mm,两端轴承支承处的直径d=55mm。该轴的受力分析图如图4-3：图4-3 轴的受力分析图材料为45钢，调质处理。所受的力如下轴上的功率为P=1.2kw；所以：T=9550000=404947N.mm已知左端齿轮的分度圆直径d=125mm；所以：F=4694N；F=tan F=1708N (=20)AC=161mm；AB=268mm；BD=102mm ；预紧力F=1000Nf=212N ()由受力图可知水平面内的受力分析如下FBC+fAB-AB-BD=0得=2149N；=10089N得=6145N=5279N水平和垂直面上受的弯矩图如图4-4：图4-4 轴的弯矩图由图得出=804053N.mm =748638N.mm =905660 N.mm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界面即危险界面的强度，轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，轴的计算应力：=56.4Mpa材料为45钢，=60Mpa,（）8.计算压轴力F 压轴力的最小值为 （F）=8879N5.3 本章小结本章主要介绍了进料、皮带轮的设计，皮带轮带动轧制部件运转，是很重要的部分。结论本课题题目是“非标角钢冷轧矫直机的设计”。矫直技术多用于金属条材加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。对于矫直机传动系统而言，普遍采用电机、减速齿轮分配箱、安全联轴器、万向联轴器到矫直辊的传动方式。矫直机矫直钢板时,由于长度方向发生塑性变形,导致钢板与矫直辊速度差可达到3%,因而产生附加扭矩,以往的整体传动易导致接轴和齿轮损坏,同时当矫直辊与钢板产生速差时,钢板打滑现象会损伤表面, 为了避免这些现象的发生,矫直辊尽量采用单独传动或分组传动,同时还可用于控制张力。本文首先通过对矫直原理的学习了解，通过大量计算确定矫直辊数目。然后根据工件的形状确定辊形进而来对整个矫直辊结构进行设计。其次就是动力传动和引导装置的设计。综合了传统与现代的设计思想，本课题采用矫直辊在矫直机平台上，均匀而且独立分布。通过这种设计，实现了矫直辊能够单独传动，而不会像以往的整体传动那样因为矫直辊与工件的速度差导致一些表面损伤现象，同时它能够保证在矫直辊失效时，能够及时快速的替换从而保证较高的工作效率。参考文献1 吴宗泽机械设计实用手册M化学工业出版社，1999 2 机械零件设计手册（上、下）M冶金工业出版社，1995 3 朱冬梅画法几何及机械制图（第五版）M高等教育出版社，2000 4 机床设计手册M机械工业出版社，1999 5 吴志军机械CAD技术基础（第二版）M清华大学出版社,1995 6 濮良贵机械设计（第八版）M高等教育出版社，20067 孙桓机械原理（第七版）M高等教育出版社,20068 崔甫矫直原理与矫直机械（第二版）M冶金工业出版社,20059 文庆明轧钢机械M化学工业出版社，200410 黄庆学轧钢机械设计M冶金工业出版社，200711 刘鸿文材料力学（第四版）M高等教育出版社，200412 王坤课程设计高等教育出版社M，199513 康永林轧制工程学冶金工业出版社M，200414 日中岛浩卫型钢轧制技术M冶金工业出版社，200415 王宝玺汽车制造工艺学M机械工业出版社，2007致 谢本论文是在导师曹雪梅老师的悉心指导下完成的。从课题的研究到论文的撰写整个过程，得到了曹老师的多次指导帮助，她那敏锐的思维，渊博的知识和对科学事业的严谨的治学态度和无私奉献精神，都是学生所敬佩和应该学习的。在论文完成之际，谨向尊敬的曹老师致以崇高的敬意和由衷的感谢!在课题研究的开始阶段，也得到了好多同学的热心帮助，在此也表示感谢！最后，感谢河南科技大学全体老师对本人的教育和培养。衷心感谢辛勤评阅我论文的各位专家。