φ100mm热轧无缝钢管定径机设计【毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985本 科 毕 业 设 计题目 ： 100mm 热 轧 无 缝 钢 管 定 径 机 设 计买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985摘 要在城市建设和机械产品生产制造过程中热轧无缝钢管发挥了关键作用，因此在广泛的市场需求驱动下，热轧无缝钢管生产加工技术得到快速发展。热轧无缝钢管生产工艺是指管坯在结晶温度以上时进行轧制定径的生产过程，在这个过程中，由于其耗能低，产品性能特点较好，已被广泛应用。热轧无缝钢管生产技术经过这么多年的发展已经逐渐成熟，应用也比较广，目前在国内外大多数无缝钢管生产厂家都采用热轧工艺。 随着时代的发展和技术的进步，一些新设备逐渐发展并运用到热轧无缝钢管生产过程中来，提高无缝钢管轧制质量，推动其工艺的不断发展。热轧轧制无缝钢管生产流程主要包括圆管坯、环形加热、二辊斜轧穿孔、连轧或挤压、脱管、定(减)径、冷却、矫直。热轧无缝钢管生产过程中以穿孔、轧管、定径（减径）为主要变形工序。三个工序所用的设备分别为穿孔机、轧管机、定（减）径机。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985II本设计主要是对定（减）径机作设计、计算。主要内容：传动轴的设计计算、直齿锥齿轮的设计计算、轧辊的设计计算、其他零件的选取。关键词：三辊定径机；轧制；设计计算AbstractHot-rolled seamless steel pipe in the city construction and machinery products in the production and manufacturing process have played a pivotal role, so in the broad market demand driven, hot-rolled seamless steel pipe production and processing technology has been 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985IIIrapid development. Hot-rolled seamless steel pipe production process is the metal above the crystallization temperature of the rolling sizing production process, because of its low energy consumption, product performance characteristics of a variety of good and has been widely used.Hot-rolled seamless steel pipe production technology after years of development has gradually matured, has also been widely promoted and applied, at home and abroad a number of seamless steel pipe manufacturers, most of the use of hot-rolled process. With the development of the times and the progress of technology, some new equipment gradually developed and applied to the hot-rolled seamless steel pipe production process to improve the quality of seamless steel pipe rolling, and promote the continuous development of its technology.Hot rolling rolling pipe production process mainly includes round tube, heating, perforation, three rolling, rolling or extrusion, detaching, sizing (reducing), cooling, straightening, water pressure test. Generally in the production process to perforation, rolling, sizing (reducing diameter) as the main deformation process. The design is mainly for the set (minus) diameter machine for the design, calculation. The main content: drive shaft design and calculation, straight bevel gear design and calculation, the selection of other parts.Key words：Three - roll sizing machine rolling design calculation目录买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985IV绪论 .11. 热轧无缝钢管生产简介 .22. 总体方案 .52.1 轧辊机架的确定 .52.2 传动方式 62.3 机架数确定 62.4 轧制力、轧制力矩 .72.5 总功率的验算以及减速器、电动机的选择 .103. 传动部分设计 123.1 齿轮传动的设计计算 123.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 .123.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计 123.1.3 几何尺寸计算 143.1.4 齿面接触疲劳强度校核 143.1.5 齿轮参数 153.2 主传动轴的设计 .153.2.1 确定轴的最小轴径 .15买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985V3.2.2 轴的结构设计 .163.3 从动轴的设计 .174. 其他配套零件的设计 .194.1 轴承套的设计 .194.2 轧辊的设计计算 .194.3 轴套的设计 204.4 环的设计 214.5 花键的设计 .215 机架的受力仿真 235.1 主要步骤 235.2 仿真结果 25结束语 .26参考文献 28致谢 .29买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709851买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709850绪论无缝钢管的生产有着近 150 年的历史。说到无缝钢管，必须要提起孟内斯兄弟，他们俩在 1885 年发明了用棒钢给管坯穿孔而不用焊接来直接生产无缝钢管的生产方法，这是钢管生产史上一次伟大的变革。这种方法在今日来看也是一种非常好的钢管生产方法。大大简化了生产工序，提高了生产速度，减少能耗。在次之后，与无缝钢管相关的设备如雨后春笋一般相继冒了出来，二辊斜轧穿孔机、周期轧管机、自动轧管机（也有人称之为顶头式乳管机）、连续式轧管机、顶管机等各种与热轧无缝钢管相关的设备开始出现，无缝钢管工业开始形成一个体系。其中的二辊斜轧穿孔机于 1885 年由德国人曼尼斯兄弟发明，周期轧管机由瑞士人施蒂费尔 1903 年发明。三辊乳管机、挤压机、周期式冷轧管机，于 20 世纪 30 年代开始走进无缝钢管的生产中，它们的出现使无缝钢管的外径品种开始猛增，与此同时，无缝钢管的表面质量也得到了很大的提升。在 60 年代，又有另外一批轧制无缝钢管设备的出现，那就是即使在现在也在依旧使用着的三辊穿孔机，其中特别值得注意的是张力减径机，以前的设备连乳管机也得到了改造，再加上在生产工艺上也取得了很大进步，连铸坯生产工艺的成功，进一步提高了无缝钢管在钢管产量中的比值，开始能够与焊管竞争。在此之后，又经过一段时间的发展，无缝钢管生产能力的提高，产品质量的提高，到了 70 年代，在钢管市场上，无缝钢管已经能够与焊管分庭抗礼了，世界钢管产量每年也在迅速递增，每年的增长速度大约为 5%。我国的无缝钢管工业起步比较晚，直到建国初期 1953 年提出第一个五年计划，国家开始重视重工业，在苏联的援助下，鞍山钢铁公司建成我国第一个无缝钢管生产厂，结束了我国不能制造钢管的历史，经过慢慢地发展，引进国外先进设备，初步开始形成各种大、中、小型无缝钢管的生产工业体系。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709851热轧无缝钢管是轧钢生产中的重要产品之一，占钢材生产总量的 8%-16%左右。经过这么多年的发展，热轧无缝钢管的生产技术也越来越成熟。20 世纪 80 年代以前的一些较落后可生产成品管的热轧机现在大都已经停产或者改造，大多都改建为三辊轧机机组，四辊轧机也已经出现，在轧制钢管中使用较少。1. 热轧无缝钢管生产简介我国的无缝钢管工业起步比较晚，直到建国初期 1953 年提出第一个五年计划，对重工业和轻工业进行技术改造, 优先发展重工业,以重工业为核心，我国的无缝钢管生产工业才开始发展起来。在苏联的援助下，1953 年 11 月，鞍山钢铁公司三大重点工程新型大型轧钢厂、无缝钢管厂和七号炼铁炉建成并很快投入使用。鞍山无缝钢管厂是我国第一家无缝钢管生产公司，结束了我国不能生产无缝钢管的历史。经过这么多年的研发和引进国外无缝钢管轧制设备，到目前为止，我国已经是世界上拥有热轧管机组种类最多，规格最齐全，冷拔、冷轧管机的种类、规格稍微次之的国家。按中国钢管 50 年的观点：1984 年到 2003 年，我国的无缝钢管生产工业发展尤为迅速，拿无缝钢管年产量来说，这 20 年，无缝钢管年产量从 127.7 万吨提高到了699.5 万吨，翻了将近 5 倍。我国的无缝钢管产量从 1953 年的零开始，到了 1993 年，我国的无缝钢管的年产量达到了 284 万吨，成为全球无缝钢管产量最多的国家，从无到有再到世界思议用了仅仅 40 年时间。虽然在无缝钢管生产领域中各种先进的设备上与其他发达国家还有较大差距，但是也已经已经引进相关设备，掌握能够利用其生产各种管径的无缝钢管，相信经过不断的发展，我们在无缝钢管设备技术方面也能够赶超世界先进水平而不是只在产量上位居世界第一。下面来介绍一下我国几个大型钢管厂采用、引进的几套比较先进的热轧机组：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709852作为我国第一座无缝钢管厂的鞍钢无缝钢管厂，现有三套热轧无缝钢管机组，100自动轧管机组一套；159MPM 限动芯棒连轧管机组；219 机组一套。其中的159MPM限动芯棒连轧管机组引进自德国，热轧主要装备有：21m 环形炉、带导板的立式锥形辊穿孔机、5 机架限动芯棒连轧管机（轧机轧辊呈水平-垂直布置、相临两机架成 90交叉布置）、感应式再加热炉、12 架微张力定径机。衡阳钢管（集团）有限公司现在的热轧无缝钢管生产线有三条，分别是89、108、273，其中 89连轧管生产线采用锥形辊穿孔 半浮芯棒连轧管24 机架张力减径的工艺路线，其中的穿孔机、连轧机、定径机三大主体设备全部引进自德国，整体装备水平在全球来看也比较先进。2005 年建成的 273生产线采用锥形穿孔5 机架限动芯棒连轧12 机架定径减径工艺路线，同时还配置了高水平的在线热处理设施和专用管精整线，生产线上配备集测厚、测长、测径等功能于一体的多层次在线检测和无损探伤设备。包头无缝钢管厂于 2000 年最先引进了（MINI-MPM）限动芯棒连轧管机组，热轧主要装备有：环形加热炉、带导板的立式锥形辊穿孔机、5 机架限动芯棒连轧管机（轧机轧辊呈水平-垂直布置、相临两机架成 90交叉布置）、步进式再加热炉、12 架微张力定径机、架张力减径机。天津钢管公司于年建成了由世界最先进的三辊连轧管机、脱管机和带导盘锥形辊穿孔机及机架张减机组成的限动芯棒连轧管机组。这是世界上第一套机组。国外无缝钢管产业一直拥有着先进技术的定径机组，在无缝钢管生产领域一直是高质量无缝钢管生产的核心工艺装备。减定径机组的发展历史不长，是属于新技术，是近几年才采用在轧制无缝钢管轧机上的，在减定径这一领域技术和设备比较成熟、先进且应用得范围最广的几个国外公司主要有如下几个：摩根()公司研发的减定径机组（）：此定径机组有四架机架，机架安排和传统轧机不一样， 前面的两架机架为减径机，后面的两架机架为定径机。在驱动方面，采用一台的大功率电机再经过两级齿轮减速器与轧机通过联轴器联接，四架机架的形式与传统轧机形式相同，均为悬臂式结构，呈顶交布置，机架间距十分紧凑。轧辊的材料则采用了碳化钨辊环，由于碳化钨辊环的硬度很高，而且其硬度值随温度的变化很小，而热轧时轧辊与高温管坯直接接触，导致轧辊温度很高，由于碳化钨辊环轧辊的导热买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709853率高，所以散热效果好，使轧辊表面处于高温的时间较短，用它做的轧辊比其他钢辊抗腐蚀、抗冷热疲劳性能都要好。达涅利（）公司研发的双模块机组(）：双模块机组与摩根公司的减定径机组在本质上来说其实是差不多的，没有太大差别。它的不同是，双模块机组机架安排和不一样，双模块机组将 4 架减定径机组分为两组，由两台电动机分别驱动着这组机架，因此称之为“双模块机组”。每一个模块机组有两种速比，机组间没有活套，速度控制采用电气锁定方法，这样设置之后，在设计的时候，机械传动部分的减速箱设计就能够大大简化可。这两种减定径机在国内引进的较多，除此之外还有一种减定径机组，那就是西马克()公司研发出的减定径机组，不过可能由于技术还不够成熟，到目前为止，这套减定径机组还没有应用到实际的生产中来。生产热轧无缝钢管工艺流程如下：管坯加热二辊斜轧穿孔三辊定径冷却矫直剪切精整图 1.1 工艺流程图在无缝钢管生产中, 金属变形的第一道工序是穿孔，其的作用是将实心的管坯穿成空心的毛管。二辊斜轧穿孔工序流程如下。定径机：是将二辊斜轧穿孔轧制出来的毛管，进行进一步定径轧制，提高钢管外表面的质量，同时也改变毛管的外径。定径辊孔型调整可以通过轧辊来调整，定径机中的轧辊是定径机工作时的主要工具，它是通过电机带动定径机箱内的主传动轴转动，固定在传动轴上的轧辊转动，对管材进行轧制。目前定径机一般有三种类型：按照轧辊的数量分为二辊、三辊，四辊定径机。现在应用最多的是三辊定径机，因为二辊定买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709854径机在轧制时横向流动较较大，不能够保证所要求的管材的壁厚条件以及表面光滑度，并且在工作时振动冲击较大容易对钢管的外表面造成磨损等损伤，而三辊定径机在这些方面都比二辊定径机好，至于四辊定径机，现在技术还不是很成熟，应用较少，冶钢有一套四辊行星轧管实验机组（），还未得到广泛应用。常用三辊定径机如下图 1.2。图 1.2 三辊定径机买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098552. 总体方案2.1 轧辊机架的确定三辊定径机轧辊的宽度比二辊定径机的轧辊的要小，减径率也低，在轧制钢管时，轧制力距也要小，因此三辊定（减）径机辊径的尺寸可以做得比二辊定径机的小。二辊式定径机在轧制时横向流动较较大，不能够保证所要求的管材的壁厚条件以及表面光滑度，并且在工作时振动冲击较大容易对钢管的外表面造成磨损等损伤。三辊式比二辊式定减径机轧辊孔型周边的速度差小，从而减少轧辊与钢管的相对滑动，轧辊较小。三辊式定减径机轧辊交叉 60，轧机的结构也很简单，布置起来也很方便。轧辊数目多，则轧制时对钢管的曳入性能较好，可在较短的咬入钢管长度上建 立足够的张力。三个轧辊之间互相爱成 120布置，每个轧辊通过平键与轴相连，用轴套、轴肩和轴承定位，三根轴之间通过直齿锥齿轮联接，其结构如下图 2.1 所示。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709856图 2.1 三辊式定径机结构图2.2 传动方式定(减)径机的传动形式很多，一般可分为四种。集体传动：每个机架由一台电动机通过齿轮减速器传动，因此只有一种固定传动比。这种传动形式结构简单，速度刚性好，控制系统简单，但是能够生产的钢管规格种类较少。单独传动：即各个机架分别用一台电动机驱动，每个机架都具有互不干扰的调速和传动系统。这种形式的调速灵活、应用范围宽广，但速度刚性差，控制系统复杂。集体传动单独差速：综合集体传动速度刚性好和单独传动调整范围宽而灵活的优点，采用集体传动单独差速的复合传动形式。集体传动集体差速：与前一种形式不同，这种形式的叠加传动不是单独匹配每架，而是象主传动一样，由一个总的叠加电机通过传动机构向各机架进行速度叠加。它克服了集体传动单独差速传动形式的轧机结构复杂的缺点，保持了灵买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709857活性与刚性好的优点，因而得到更多的采用。为了方便计算，本次设计采用集体传动。2.3 机架数确定轧制钢管参数：入口管径：150mm 出口管径：100mm轧辊转速：40r/min 轧制速度：1.2m/s轧制温度：950定径机的工作机架数量较少，一般为 3 到 12 架，总减径率可达 75%到 80%，增加定径机的机架数量可扩大产品规格，给生产带来方便，新设计车间的定径机机架数量一般都较多，本设计的定径机的总减径率为 34%左右，偏小，故所取定径机机架数为6。每架定径机外径减径率可取 3%到 12%，最大减径率可取到 80%。本次设计每架定径机的减径率安排如下：第一架取微小减径率为 3%，第二架取最大减径率 12%，定径机机架往后靠机架的减径率应该越来越小，直到最后一架定径机减径率约为零位置（最后一架用来精整），这样来保证成品管的外径和横断面满足要求。受轧制温度影响，前面几架定径机轧制时温度高，金属的变形抗力小，轧制较为容易，因此前面几架定径机的减径率可取较大，后面几架定径机轧制时温度降低，金属的变形抗力较大，因此后面几架定径机的减径率越来越小。根据以上规律，6 架定径机的减径率安排如下：机架数 减径率买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709858第一架定径机 3%第二架定径机 12%第三架定径机 10%第四架定径机 8%第五架定径机 6%第六架定径机 约为 0%2.4 轧制力、轧制力矩现取第五架定径机为例计算：定径机机架孔型直径：di=di-1（1- i） (1.1)减径率d1=150（1-0.03）=145.5mmd2=145.5（1-0.12）=128.04mmd3=128.04（1-0.10）=115.236mmd4=115.236（1-0.08）=106.017mmd5=106.017（1-0.06）=99.656mmd6=99.656mm椭圆系数：i= (2.2)长半轴与短半轴的比值与 i 相对应的 i 值：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098590.03 0.9900.12 0.9750.10 0.9800.08 0.9850.06 0.9881= =1.0412=3=1.1344=5=1.1666=1长半轴：ai= (mm) (2.3)a5=51.675 (mm)短半轴：bi=(mm) (2.4)b5=(mm)孔型直径：d=（A+B）/2，d 5=99.656 (2.5)A 孔型高度，本设计中 A=d；B 轧槽宽度计算出轧槽宽度为：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098510为了方便设计加工，就近轧辊宽度取为 B=180mm轧辊理想直径：压下量咬入角，材料为型钢时取最大=d 1-d2=145.5-128.04=17.46(mm)=17.46,则 Dt=512.412(mm),取 Dt=550mm底圆直径：=Dt-2A=550-99.656/4=525.086(mm)计算接触面积：A=0.95B (2.6)A5=0.95=5150.191计算平均单位压力：Pc= (2.7)式中：b金属的抗拉强度极限，45 号钢的 b=676.2Mpa；t 轧制温度，设计中取 t=950；买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098511轧制后管子的壁厚尺寸系数，取。则 Pc=445.991Mpa轧制力为：P=PcAP=445.9915150.191=2296.938KN计算轧制力矩：Mi=Pidi (2.8)金属与轧辊间的摩擦系数，=(1.05-0.005t )；t 轧制温度,t=950;轧辊修正系数，钢辊的取 1，硬面铸铁轧辊取 0.8轧辊速度与管子速度一致的点所形成的轧制直径相符合的中心角， ；2是轧辊对钢管的包角，则；,轧辊半径 mm =(1.05-0.005)sin =0.407力矩为：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985122.5 总功率的验算以及减速器、电动机的选择由已知参数，轧辊的转速为 40r/min,轧制速度 1.2m/s，与此同时，因为轧辊与减速器距离比较远，因此取两级展开式圆柱齿轮减速器，查机械设计手册表 16-2-2 选取的减速器型号为 ZLY-560-14.三辊定径机是用来保证所轧制的钢管的外径和钢管表面质量要求以及钢管壁厚的，因此，要求轧制过程中钢管受力均匀，在此基础上，三个轧辊的转速应该相同，因此三辊定径机与主电机相连的轴上的力矩由 2 部分组成，计算公式如下：(2.9)三辊定径机电动机的力矩；轧辊上受到的最大轧制力；附加摩擦力；主电动机与轧辊间的传动比计算附加力矩 Mf附加力矩由 2 部分组成，其中之一是因为三辊定径机轧制时的轧制总压力 P 在轧辊上所产生的附加摩擦力矩，这一部分已经包括在轧辊传动的力矩 MZ 之中了，而另一部分为各传动零件零件推算到电机轴上的附加摩擦力.= (2.10)电动机到轧辊之间的传动效率，一般情况下取 0.960.98，这里取 =0.97则 =电动机轴上的力矩为：MD=KNm买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098513根据功率选择电动机PD= (2.11)nD=ni=40r/minMer额定静力矩；nD电机的最大转速；K电机过载系数，采用荷夫推荐电动机过载系数 K 数值如下：可逆转电动机 K=2.53.0不可逆转电动机 K=1.52.0带有飞轮的电动机 K=46这里取 K=3.0则 Mer=PD=根据机械设计手册表 17-1-87 选取 YZR280S 电动机，其额定功率 PD=37KW,转速n=572r/min。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985143. 传动部分设计3.1 齿轮传动的设计计算为了保证所轧制的钢管的外径和钢管表面质量满足要求，因此，要求轧制过程中钢管受力均匀，在此基础上，三个轧辊的转速应该相同，因此所选用齿轮传动的传动比是 1，因此要求两个齿轮的齿数相同，在传动过程中齿轮只是起了传递转矩的作用而没有改变转速。由之前的结构图可知，三辊定径机的三个轧辊的轴之间的夹角互为买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709851560，因此选用直齿锥齿轮传动，且其分锥角，为了设计和以后维护方便，两个互相啮合的齿轮设计应该完全相同。3.1.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）选用标准直齿锥齿轮传动，压力角取为 20。（2）由于传动力矩较大，选用硬度较大的材料，查机械设计表 10-1，选定20CrMnTi，淬火处理，硬度为 5862HRC,强度极限 B=1100MPa，屈服极限。应为是硬齿面齿轮，故按照齿根弯曲疲劳强度设计，再用齿面接触疲劳强度校核。轧辊属于锻压机床，查机械设计表 10-6，齿轮精度等级选用 6 级精度。（3）选定齿轮齿数为 z=23。3.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计（1）由机械设计式（10-27）计算模数，即mt确定式中的各参数试选。计算齿轮传递的转矩T=为直齿锥齿轮的齿宽系数，通常取，这里取 0.3计算由分锥角，取齿轮齿数 z=23，当量齿数 zv=26.558由机械设计图 10-17 查得齿形系数。由机械设计图 10-18 查得应力修正系数买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098516由机械设计图 20-24d 查得齿根弯曲疲劳极限=800Mpa。由机械设计图 10-22 取弯曲疲劳寿命系数。取弯曲疲劳安全系数 S=1.7.由机械设计式(10-14)得试算模数mtmm调整齿轮模数计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度 vd=mz=8.34平均分度圆：dm=d(1-0.5)=191.82mm齿宽 bb=计算时间载荷系数由机械设计图 10-8 查得动载系数 =1.05使用系数，查机械设计表 10-2，取取齿间载荷分配系数=1由机械设计表 10-4 用插值法查得 =1.118,直齿锥齿轮，取买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098517=1.118则载荷系数为(4.1)由机械设计式(10- 13)可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为按照齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数 m=10。3.1.3 几何尺寸计算(1)分度圆直径 d=zm=23(2)分锥角(3)齿轮宽度 b=取 b=50mm3.1.4 齿面接触疲劳强度校核由机械设计式(10-28)可知，锥齿轮齿面接触疲劳强度条件为 H式中：ZE弹性影响系数， ZE ,Mpa1/2,位泊松比，这里取 0.3，E 为材料的弹性模量，查机械设计表 10-5，取 20.6,则 ZE=189.812;ZH区域系数，查机械设计图时，买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098518KH接触疲劳强度计算的在和系数，,直齿锥齿轮传动考虑到其精度较低，取,则。将他们带入齿面接触疲劳强度条件，得到满足齿面接触疲劳强度条件。3.1.5 齿轮参数齿数 z=23,模数 m=10，压力角 20，变位系数 x=0，分锥角，齿宽 b=50mm，材料选用 20CrMnTi（淬火），6 级精度。3.2 主传动轴的设计3.2.1 确定轴的最小轴径按照机械设计式(15-2)以扭转强度条件初步估算轴的最小直径，轴在工作时所受弯矩不大，可作为最后结果：dmin=A0式中，P 为轴传递功率 (KW)；n 为轴的转速；A 0 为由轴的材料和受载情况确定的系数，轴的工作温度较高，轴的材料选为 1Cr18Ni9Ti，淬火处理，通常取 A0=112，由于传动轴传递的力矩较大，根据机械设计表 15-3，取 A0=112，于是得dmin=112此段轴与齿接手通过平键联接，轴径增大 3%,则 d=106.167,就近取 dmin=110mm。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098519鼓形齿接手的孔径与所选轴径适应，参照机械设计手册表 5-2-10 鼓形齿联轴器尺寸参数，齿接手的孔径 d=110mm,长度 L=167mm,鼓形齿宽度 B=,z 鼓形齿接手各项参数如图 3.1 所示：图 3.1 鼓形齿接手鼓形齿与轴通过平键联接，根据轴径 d=110mm,查机械设计表 6-1，选取的平键为：键 GB/T 109620033.2.2 轴的结构设计本设计的装配方案已经在前面给出，现在选用的轴的装配方案入图 3.2 所示：图 3.2 轴上零件装配与轴的结构根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足轴套的轴向定位要求，段轴左端需要制作出一个轴肩，此段轴长度根据齿接手和轴套长度确定，长度为为 L =130+154mm=284mm，轴径 d =110mm。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098520此段配合零件为轴套，齿接手，轴套上配合的为调心滚子轴承，查机械设计手册表 6-2-77，选择 23024 号轴承，各项参数如图 3.3 所示：图 4.3 调心滚子轴承 23024段轴与直齿锥齿轮配合，直齿锥齿轮宽度为 100mm,右端突出 14mm，轴段左端留出 11mm 方便加工花键时退刀，因此，轴长为 L =100-14+11=97mm,轴径为d =120mm。段轴与调心滚子轴承配合，轴径 d =140mm,与之相配合的调心滚子轴承代号为23028，尺寸如下：小径 d=140mm,大径 D=210mm，宽度 B=53mm.因此，此段轴长度选为 L =50mm。段为轴承和轧辊在轴向定位而设计的轴肩，轴肩高度为 2.5mm,则取轴径为d =145mm,长度根据轴承套的尺寸设计为 L =30mm。段轴为轧辊轴段，根据轧辊的结构尺寸，选择的轴径 d =140mm,L =189mm，与之相配合的轧辊的结构尺寸在后面的设计计算中会给出。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098521段轴与轴套和轴承配合，轴承代号为 23028，为了使轧辊在高速轧制过程中不与轴承接触摩擦发热而设计轴套，另外轴套给轧辊提供轴向定位，轴套的尺寸在后面会给出，此段轴的轴径为 d =125mm，轴段长度根据轴套确定，长度为 L =78mm，轴套的尺寸在后续设计会给出。段轴与直齿锥齿轮配合，d =d =10mm,轴长度根据直齿锥齿轮和轴段上的环尺寸确定，轴长为 L =100-20+8=88mm。为了满足直齿锥齿轮的轴向定位，最左边设计一端盖通过螺母固定在轴段上，端盖用来提供直齿锥齿轮的轴向定位，因此轴段最左边延伸出一小段与端盖配合，长度L =20mm,轴径 d =50mm。至此，主传动轴的各段直径和长度已经确定。确定的主传动轴的尺寸参数如图3.4 所示：图 3.4 轴的基本尺寸3.3 从动轴的设计由前面的设计计算以及机架结构图可知，本设计所设计的三辊定径机的三个轧辊所在的轴两两互相成 60 度角度布置，同时，着三根轴具有相同的运动参数，和结构。因此，着三根轴在某些轴段上应该具有相同性，从动轴的结构与主传动轴除了在直齿锥齿轮以及右边的自由段和鼓形齿接手外，其他方面与主传动轴应该完全相同。传动轴右边部分没有直齿锥齿轮的部分，分别直接用一个端盖对直齿锥齿轮和调心滚子轴承进行轴向定位。对调心滚子轴承进行轴向定位的端盖的尺寸如图 3.5 所示：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098522图 3.5 端盖尺寸通孔是固定端盖的螺钉部位，螺钉紧固在轴上，其螺钉为内六角圆柱头螺钉 GB/T 70 M12,个数为 4 个，均匀分布。对直齿锥齿轮进行轴向定位的端盖的尺寸如图 3.6 所示：图 3.6 端盖尺寸通孔是固定端盖的螺钉部位，螺钉紧固在轴上，其螺钉为内六角圆柱头螺钉 GB/T 70 M12,个数为 4 个，均匀分布。