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买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第一 绪 论热轧板带钢是钢铁产品的主要品种之一，广泛应用于工业，农业，交通运输和建筑业，同时作为冷轧、焊管、冷弯型钢等生产原料，其产量在钢材总量所占的比重最大，在轧钢生产中占统治地位。在工业发达国家，热连轧板带钢占板带钢总产量的 80%左右，占钢材总产量的 50%以上。宽带钢在我国国民经济中的发展中需求量很大。世界各国近年来都在注重研制和使用连铸连轧等新技术和新设备来生产板带钢。随着钢带冲模技术及其它各种新技术的发展，利用钢带实现某种加工工艺，已经在许多行业得到广泛的应用，在许多场合，如需要对钢带进行连续冲压、或连续地将两种不同材质的钢带进行焊接等场合，都需要一种能牵引钢带，传送钢带的设备。牵引机有很多种，而钢带牵引机是其中最基本的一种。金属带牵引机要求工作牵引力范围为 50150 公斤，牵引带的宽度为 50mm，厚度为 1.5mm，牵引速度范围为 220m/min。金属带在牵引过程中传动平稳无冲击打滑。用它传递工件，可以提高生产效率，缩短工作时间。备有较宽的调速范围，可获得理想传递速度。近几十年以来，各个跨国公司推动的产品全球化发展使得国际分工和国际贸易格局发生额改变，加工贸易成为全球化产业发展的要求。中国作为发展中国家需切入全球高新技术产业链条，同时为了满足铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆等的需求，并实现产业升级。牵引机得到了广泛运用，各种新型牵引机不断被引进，同时我国也自主研制和开发了一批使用、高效可行的金属牵引机、实用性强、传递效率稳定，并能满足生产加工的需求。金属带牵引机作为牵引机中的一个非常大的部分，研究其设计、制造过程是非常有实际要的工程应用价值，可大大提高生产效率，实现自动化。所以金属带牵引机的研究必然有着其实际的意义。买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第二章 总体设计2.1 设计要求（1）工作牵引力范围为 50150 公斤（2）牵引带的宽度为 50mm，厚度为 1.5mm（3）牵引速度范围为 220m/min（4）金属带在牵引过程中传动平稳无冲击打滑。2.2 总体方案设计图 2-1 结构原理图2.3 总体设计计算2.3.1 选择电动机（1）电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相异步电动机。（2）电动机功率的选择标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。1、运输带的功率 为：P买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑)(36.218.kWvFP2、电动机的输出功率 为0 )(0kp电动机至滚筒轴的传动装置总效率。联轴器传动效率 ，蜗杆传动效率 ，滚子轴承传动效率 ，9.018.0298.03传送带的效率 6.4则从电动机到工作机传送链的总效率为： 708.96.8.09.0324321 3、电动机所需功率为： kWPw75.408.60查机械设计实践与创新表 19-1 选取电动机额定功率为 5.5kw。（3）电动机转速的选择滚筒转速：min/3.57401.32.6106max rDvn涡轮蜗杆传动比为： 8蜗i所以电动机实际转速的推荐值为： in/2936.458rinw符合这一范围的同步转速为 750、1000、1500r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 1500r/min 的电机。型号为 Y32S2-4，满载转速 ，功率 5.5 。min/140rnmkw2.3.2 传动比的计算（1）传动比为： in/13.25740riwm（2）传动比买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑取涡轮蜗杆传动比： 5.2wi则涡轮蜗杆传动比： %)5,(.13.52 i2.3.3 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴的转速1 轴 min/140rn2 轴 ；i/7.56.22riw3 轴 ；in/43n（2）各轴的输入功率1 轴 ；kwPm703.49.75.11 2 轴 ；68.3223 轴 ；k5.68.13（3）各轴的输入转矩1 轴 ；mNnPT19.3407.950112 轴 ；5.62.8223 轴 ；mNnPT 93.047.5390533将各轴动力参数整理如下表：轴名 功率 kw/转矩 NT/转速 in)/(r传动比1 轴 4.703 31.19 1440 12 轴 3.687 623.53 56.47 25.53 轴 3.577 604.93 56.47 1买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑第三章 传动零件设计3.1 涡轮蜗杆设计3.1.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型传动参数： kwP703.45.2imin/140rn根据设计要求选用阿基米德蜗杆即 ZA 式。3.1.2 选择材料设 12.5滑动速度： smdndvs /1026.cos106蜗杆选 45 钢，齿面要求淬火，硬度为 45-55HRC.蜗轮用 ZCuSn10P1,金属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁 HT100 制造（1）确定许用接触应力 H根据选用的蜗轮材料为 ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度45HRC，可从文献1P254 表 11-7 中查蜗轮的基本许用应力 268HMPa应力循环次数 821406031.05.hNjnL寿命系数8781.3HK则 026194.57NMPaa（2）确定许用弯曲应力 F从文献1P256 表 11-8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F=56MPa寿命系数 96810.52.3FNK5.9MPa买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑3.1.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设（1）根据闭式蜗杆传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。 2212z0HEZkTdm式中：蜗杆头数： 2z1涡轮齿数： 515.， 取i涡轮转矩： mN36T2载荷系数： AvK因工作比较稳定，取载荷分布不均系数 ；由文献1P253 表 11-5 选取使用2.1K系数 ；由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系 ；则1.5A 05.1vK.5.049Av选用的是 45 钢的蜗杆和蜗轮用 ZCuSn10P1 匹配的缘故，有 故有：2160MPaZE32312 95.4857.19605.6249.0 mdm查机械设计表 7.3得应取蜗杆模数： .3取蜗杆直径系数： 10q蜗杆分度圆直径： 6dm，满足要求3212 95.2487.563.dm蜗杆导程角： 1涡轮分度圆直径： mzd3.1.62中心距： mxa891变位系数： 0.5x涡轮圆周速度：买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑smndv /58.016072.45.316022 3.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸（1）蜗杆轴向尺距 19.8aPm直径系数 0dq齿顶圆直径 mhaa6.752*1齿根圆直径 cdf 84)(蜗杆螺线部分长度： 取 80mmzb79.0.21（2）蜗轮 蜗轮齿数 52z验算传动比 12.5i蜗轮分度圆直径 mmzd3.21.62齿顶直径 mxhaa 6.327)5.0(6)(*2 齿根圆直径 cf 8.9)1.*2 咽喉母圆半径 drag .375.01892涡轮外圆直径 mm3506.e 取涡轮宽度 Ba.7075.1 取3.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度 FFaFYdKT2153.当量齿数 233.6cos.vz根据 220.5,.6vx买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑从图 11-9 中可查得齿形系数 Y =2.372Fa螺旋角系数： 1.310.89140Y许用弯曲应力：从文献1P256 表 11-8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F=56MPa寿命系数 96810.4.3FNK50.683.FMPa1.22791.531.F可以得到： 200mm 时，采用 9Cr。有的重型厂当 D90mm 时，采用 59CrV4；热牵引机工作辊常采用 60SiMn2MoV 或 55Cr；采用温矫工艺的矫正辊需要镀铬，铬层厚度 0.10.2mm。支承辊承受牵引过程中的扭转应力，与工作辊直接接触，在二十一辊牵引机中也采用 60CrMoV 作为原材料。4.5 传动系统的形式主传动系统包括减速机、齿轮座和万向联轴节等。1、减速机。在牵引机主传动系统中，减速机除有减速作用外，还有均衡分配传动扭矩的作用，因此也称减速分配器。减速机有三种主要形式：圆柱齿轮型，圆柱圆锥齿轮型和蜗轮型。这三种形式中，每种又可分为单支、双支、三支和四支等结构。辊数大于 7 的牵引机上，不宜使用单支减速分配器。这是因为传递的总扭矩大，齿轮座的齿轮也大，使齿轮座出轴的间距很难与矫正辊间距相适应，因此，在辊式钢板牵引机上大多使用多支的减速分配器，这样可以使齿轮座的载荷均匀。由于牵引机的第三辊（或第二辊）受的矫正扭矩最大，因此，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。有时，为适应牵引机在连续机组中的安装，将牵引机设计成可以双向进料的结构，这时，牵引机另一端的第三辊由一根输出轴直接传动。2、齿轮座。一般情况，为防止钢板在工作辊间打滑，辊式钢板牵引机的所有工作辊都是驱动的，齿轮座的作用是将减速机传来的扭矩分配给各个矫正辊。齿轮座输入轴数目与减速机支数相同，每根输入轴带动一组齿轮，在输入轴数量较多时，各组齿轮之间互补联接，以避免功率传递线路闭和，恶化齿轮啮和条件。按照齿轮的啮合列数，可分为单列齿轮座和多列齿轮座。单列齿轮座的制造和安装简单，各齿轮轴和轴承可以通用且切齿轮轴的刚性高。一般在工作辊距小于 50mm时，宜采用这种形式。与单列齿轮座比较，多列齿轮座的中心距较小，因为每对齿轮座的齿宽是根据传递的扭矩确定的。同时，齿轮避免了重复啮合，因而可以适当减小买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑中心距。多列齿轮座的齿轮轴刚性较低，为保证齿轮轴的刚度，通常只在辊距大于50mm 时才采用这种结构。3、万向联轴节。由于齿轮座中心距大于矫正机的总中心距，因此，齿轮座出轴与矫正辊采用万向联轴节连接。牵引机常用的万向联轴节除了一般的滑块式、叉头、扁头型外，在辊径小于 1200mm 时，也采用球形万向联轴节；在小辊距牵引机上，也可以采用简易型刚球万向接轴，这种联轴节采用标准刚球，它只起定心作用，矫正扭矩是靠两叉头的侧面直接接触来传递的。4.6 轴承选择在牵引机的功率损耗中，由于轴承摩擦占的损耗大，所以减速机齿轮座和牵引机本体一般均采用滚动轴承；因为二十一辊牵引机的牵引辊辊径小，故需支承轴承的外形尺寸不能太大，所以采用辊针轴承可以减少轴承的外形尺寸。所以工作辊和支承辊用滚针轴承和止推轴承。4.7 压下机构的形式1、两片机架用螺母互相连接，通过螺栓将机架固定在机座上，机架盖与机架用螺栓连接在一起。2、压下装置通过电机传动，带动两个蜗杆，使四个蜗轮分别带动四个压下螺丝旋转，因螺母固定在滑块中，当压下螺丝旋转时滑块升降，摆动体及工作辊通过弹簧的作用，也随着升降（如图 2.3） 。3、上工作辊两端倾斜时，通过单独调整工作辊的一端，使其处于水平位置，为此两螺杆之间装有离合器，脱开离合器，既可单独调整。图 2.3 高度调节示意图4.8 牵引辊列的布置形式与驱动形式1、工作辊与支承辊装置：工作辊装置，上下两排工作辊分别装在轴承座中，轴承座固定在上下机座中，上辊座的侧面形成圆弧面，可以在机架窗上内侧摆动和上下滑买文档就送全套 CAD 图纸 QQ:414951605 或 1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑动，使上工作辊上下移动，及改变前后工作辊的开度，当调整工作辊挠度时，轴承座和辊座之间可沿半径为 60 毫米的圆弧面相对转动。2、驱动形式：钢板辊式牵引机的上排和下排工作辊是驱动的，以避免钢板在工作辊间打滑。参考文献1 符炜等. 机构设计学M. 长沙：湖南大学出版社，2001.2 吴生富. 150MN 锻造液压机M. 北京：机械工业出版社，2003. 3 吴宗泽. 机械设计实用手册M. 北京：国防工业出版社，2012.114 藤森痒三. 机构设计实用构思图册M. 北京：机械工业出版社，1990.5 濮良贵. 机械设计M. 北京：高教出版社，2001.6.6 孙桓. 机械原理M. 北京：高等出版社，2001.5.7 大连理工大学. 机械制图第六版M. 高等教育出版社，2007.7.8 冯炳尧等.模具设计与制造简明手册(第二版）M.上海： 上海科学技术出版社,2000.9 王明强. 计算机辅助设计技术M. 北京：科学出版社，2002.10Homer DEckhardt.Kinematic Design of Machines and Mechanisms. McGraw-Hill.1998.
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