1、冶金裝備課程設計課程設計報告學 院:_專業班級:學生姓名:學 號:設計地點（單位）_ _設計題目:_ 500大圓鋼軋機壓下裝置設計 _ _ 完成日期： 2013 年1月 16 日指導教師評語:_ _ _ 成績（五級記分制）:_ _ 指導教師（簽字）:_ _ 課程設計任務書設計題目：500大圓鋼軋機壓下裝置設計設計內容及要求設計500大圓鋼軋機壓下裝置，包括傳動方案制定、傳動功率計算、傳動參數計算及結構設計。 小組同學共同制定傳動方案三種，選著其中一種方案進行具體設計，分工進行參數計算及結構設計，各自完成總裝圖的繪制（2#），以手工繪制，提交設計說明書一份（字數不少于5000字）：包括打印稿和電

2、子檔。圖紙投影正確，標注完善，圖紙清潔；說明書格式符合學校制定要求。設計參數 典型鋼種：40MnB 軋輥轉速 150rpm 典型軋制道次： 入口高度 80mm 壓下量：3mm 軋制溫度：1050 壓下最大行程： 150mm 壓下速度： 15mm/s進度要求第12天熟悉題目，提出設計基本方案第36天進行參數計算及基本結構設計第710天修正參數及繪圖第1114天編輯設計說明書，修改圖紙第1415天提交設計成果及答辯參考資料軋鋼機械、機械設計手冊、機械設計、材料力學等方面教材或參考文獻其它計算機及繪圖軟件說明.本表應在每次實施前一周由負責教師填寫二份，院系審批后交院系辦備案，一份由負責教師留用。.若

3、填寫內容較多可另紙附后。3.一題多名學生共用的，在設計內容、參數、要求等方面應有所區別。目 錄摘要41、緒論52、傳動方案的選擇63、各部件的參數設計及校核73.1 軋制力的計算73.2 壓下螺絲和壓下螺母結構參數設計893.4 電動機的選擇113.5 傳動比的分配12133.7 齒輪傳動設計143.8 蝸輪蝸桿設計計算193.9 軸的設計與校核243.10軸承校核 284、500電動壓下機構的安裝與維護33 5、心得體會356、參考文獻36摘要500大圓鋼軋機的壓下裝置,在電動壓下時最常用的上輥調整裝置，通常包括：電動機、減速器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測壓儀等部件。壓

4、下裝置的結構與軋輥的移動距離、壓下速度和動作頻率等有密切的關系。本文主要設計500大圓鋼軋機壓下裝置的傳動和機構的具體參數，使所設計的機構能夠運用到軋機上精確和快速的調整鋼板壓下厚度。本文采取工藝要求數據先計算出軋制力的大小，然后進行預選電動機。再進行分配總傳動比，設計各部分的具體尺寸。其中要進行壓下螺絲、壓下螺母、各軸和各鍵的強度校核以及對各軸承的壽命的校核。本文機構采用一級齒輪減速器，蝸輪蝸桿和螺旋傳動進行壓下，機構緊湊，結構簡單。關鍵詞： 500 大圓鋼軋機 電動壓下 二級減速Abstract500big steel mill screwdown, usually included in

5、 the upper roller adjustment device, the most commonly used electric under pressure: motor, reducer, screw, nut, pressing down position indicator, spherical cushion block and a pressure gauge etc.Moving distance, pressure roller device structure and the pressure there is a close relationship between

6、 the speed and movement frequency.The specific parameters of holding-down device of transmission and mechanism design with the 500 large steel mill, so that the design of the mechanism can be used to adjust the plate mill on the precise and fast compression thickness.This article take the process da

7、ta to calculate the rolling force, and then primary motor.Then divide the total transmission ratio, design the dimensions of each part.To check the pressure screw, nut, pressing strength check the shaft and the key as well as the bearing life.This paper adopts gear reducer, worm and helical gear is

8、under pressure, compact structure, simple structure.Keywords： 500 ； big steel mill ； The electric pressure ； two stage reducer一 緒論 軋輥調整裝置是用于調整輥縫，使軋件達到所要求的斷面尺寸。尤其是在初軋機、板培軋機、萬能軋機上，幾乎每軋一道工序都需要調整軋輥的輥縫；調整軋輥與輥道水平面間的相互位置，在連軋機上，還要調整各機座間軋輥的相互位置，以保證線高度一致（調整下輥高度）；同時，軋輥調整裝置還可以調整軋輥軸向位置，以保證又槽軋輥對準孔型；此外，在板帶軋機上要調整軋輥

9、輥型，其目的在于減小板帶材的橫向厚度差并控制板型。根據各類軋機的工藝要求，軋鋼機的軋輥調整裝置可分為：上輥調整裝置、下輥調整裝置、中輥調整裝置、立輥調整裝置和特殊軋機的調整裝置。上輥調整裝置也稱“壓下裝置”，有手動電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小軋機上；電動壓下裝置包括電動機減速機制動器壓下螺絲壓下螺母壓下位置指示器球面墊塊和測壓儀等部件；它的傳動效率低，運動部分的轉動慣性大，反應速度慢，調整精度低； 70 年代以來，板帶軋機采用 AGC( 厚度自動控制 ) 系統后，在新的帶材冷熱軋機和厚板軋機上已采用液壓壓下裝置，具有板材厚度偏差小和產品合格率高等優點。電動壓下裝置壓下速度一般

10、比較大，可實現快速壓下要求；在快速壓下裝置工作時候，上軋輥可以進行快速的、大行程的、頻繁的調整，且軋輥調整時，不帶軋制負荷，即不帶鋼壓下。電動壓下的壓下裝置采用慣性較小的傳動系統，可以實現頻繁地調整；同時，傳動效率較高，并且工作可靠性高；電動壓下裝置采用了壓下回松裝置，能夠有效的克服壓下絲桿“坐輥”或“卡鋼”等阻塞事故。 但是由于結構的限制，可能采用復雜的傳動系統；并且傳動系統小，則造價較高， 動作迅速、靈敏度較低。在高速度下調整軋件厚度偏差，壓下機構動作迅速，但是反應不太靈敏。且傳動系統慣性大、加速度大。二： 傳動方案的選擇傳動方案A：采用一級減速齒輪傳動和一級蝸桿傳動,結構簡單緊湊，采用一

11、對蝸輪蝸桿傳動，能實現較大的傳動比。在兩個電動機中間使用電磁聯軸器，以保證壓下螺絲的同步運轉，且通過電磁聯軸器也可以實現壓下螺絲的單獨調整；傳動方案B：采用了一級減速器和一級錐齒輪傳動，錐齒輪傳動效率高且平穩，但是該 方案結構不緊湊，造成安裝空間較大，占用了不必要的空間。傳動方案C： 此方案中，采用二級渦輪蝸桿傳動，能夠實現較好的傳動比。但是傳動效率低安裝占用空間大，且電機軸上面增加了浮動軸，傳動軸總長度大，撓性太大 ，不利于動力傳動，故不宜采用。綜合考慮這三個方案，考慮到廠房空間及日后點檢定修，安裝調試，A方案更適合三： 各部件的參數設計及校核3.1 軋制力的計算 壓下量軋件與軋輥間的摩擦系

12、數 軋制速度 （3-1） 變形阻力 （3-2） 軋件粘度系數 （33） （系數查表2-2，軋鋼機械設備；邊金生） 外摩檫影響系數（3-4） 變形速度 (3-5)平均單位力 接觸弧長度=27.4mm (3-6)接觸面積 (3-7)軋件對軋輥的總壓力 (3-8) 3.2.1壓下螺絲的外徑、內徑、導程與螺紋升角的設計 輥徑直徑；取 由經驗公式 ； 即取壓下螺絲外徑根據自鎖條件要求螺紋升角，且螺紋導程； 所以：取t=36mm 則： 壓下螺絲最小斷面直徑 (3-8)（當取安全系數n=6時，許用應力 2校核選擇壓下螺絲材料為40Cr調制處理 取安全系數n=6則許用應力 其中壓下螺絲實際計算壓力，MPa壓下

13、螺絲所承受的軋制力，MN3.2.3壓下螺母高度H與外徑D 確定 1（1）壓下螺母高度H的確定 壓下螺母選用鑄造鋁青銅ZQA19-4 由經驗公式： (3-9) 這里我們取H=380mm（2）壓下螺母外徑D確定 由經驗公式： (3-10) 則取D=340mm 3.3 電動機的選擇 (3-11)； 壓下螺絲傳動效率 （其中摩擦角系數） (3-12)該結構的傳動總效率(3-13) 所以 選用YZR108L-6電動機 額定功率13KW，額定轉速963r/min. 3.4 傳動比的分配及各軸轉矩和轉速的計算 3.4.1 傳動比的分配 壓下螺絲的轉速 總傳動比為 齒輪傳動分配傳動比； 蝸輪蝸桿分配傳動比3.

14、4.2 各軸轉速和轉矩的計算軸的轉速和轉矩計算： 軸的轉速和轉矩計算： 壓下絲桿的功率和轉矩計算：3.5 齒輪傳動設計 3.5.1 傳動比(1）按圖示傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。(2）選用7級精度等級。(3）材料選擇；小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為190HBS，二者材料硬度差為50HBS。選小齒輪齒數z1=24；大齒輪齒數z2=4×24=96，取 (4) 選取螺旋角。初選螺旋角。3.5.2 按齒面接觸強度設計，設計公式為(3-14) （1）確定公式內各計算數值2）小齒輪傳遞的轉矩3）據表10-7，選取齒輪系數4）由表10-6，

15、查得彈性系數5）由圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限6）計算應力循環次數 （ 工作壽命六年、330天/每年、每天24h、按85%計算） 7)由圖10-19取解除疲勞強度系數 8）計算解除疲勞許用應力。 取失效率為1%，安全系數S=1,則 (3-15) （2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑(3-16) 2）計算圓周速度。 （3-17）（3-18） (3-19) 4）計算縱向重合度 (3-20) 5）計算載荷系數K。 已知使用系數 6)按實際的載荷系數小鄭所得的分度圓直徑； 7）計算模數 3.5.3 按齒根彎曲強度設計（1) 確定計算參數1） 計算載荷系

16、數(3-18) 2)根據縱向重合度 3)計算當量齒數。 (3-19) 4)查取齒形系數。 由表10-5查得 5）查取應力校正系數 由表10-5查得 6）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 7）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數 8)計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數S=1.4，則 9)計算大、小齒輪的并加以比較。 大齒輪的數值大。 （2）設計計算 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的發面模數，取，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算應有的齒數。于是由 取 3.5.4 幾何尺寸計算 （1）計算中心

17、距 (3-20) 將中心距圓整為275mm。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 (3-21) 因𝜷值改變不多，故參數等不必修正。 （3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計算齒輪寬度 圓整后取3.6 蝸輪蝸桿設計計算3.6.1 選擇材料根據已知參數，蝸桿選用40Cr表面淬火，硬度4855HRC，蝸輪采用ZcuSn10P1，金屬型鑄造。3.6.2 按齒面接觸疲勞強度進行設計 傳動中心距 (3-22)(1) 確定作用在蝸輪上的轉矩(2) 確定載荷系數K取載荷分布不均系數；由表選取使用系數;動載系數；則 （3）確定彈性影響系數 （4）確定接觸系數 先假設蝸桿分度圓直徑和傳動中心距a的

18、比值 （5）確定許用接觸應力 根據蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度可從表11-7中查得蝸輪的基本許用應力 應力循環次數 壽命系數 (3-23) 則 （6）計算中心距 取中心距a=225mm，因i=9.5，故從表11-2中取模數m=8mm，蝸桿分度圓直徑，因此以上計算結果可用。 3.6.3 蝸桿與蝸輪的主要參數與幾何尺寸 （1）蝸桿 軸向齒距； 齒頂圓直徑分度圓導程角；蝸桿軸向齒厚。（2）蝸輪蝸輪齒數；變位系數驗算傳動比，傳動誤差為5%，允許。蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑 3.6.4 校核齒根彎曲疲勞強度 當量齒數 根據；，從圖11-

19、19中可查得齒形系數 螺旋角系數 許用彎曲應力 從表11-8中查得由 ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應力 壽命系數 (3-24) 彎曲強度滿足。 3.6.5 驗算效率𝞰 (3-25)已知； 從表11-18中用插值法查得代入式中的𝞰=0.86，大于原估算值，因此不用重算。3.7 軸的設計，強度校核及軸上的軸承、鍵的校核3.7.1 軸的設計1.選擇45鋼，調制處理，初步確定軸的最小直徑根據表15-3，取于是得 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯軸器的孔徑相適應，故 同時選取聯軸器的型號。聯軸器的計算轉矩,查表14-1，考慮

20、到轉矩變化很小，故取，則 按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件，查機械設計手冊，選用LT8型彈性柱銷聯軸器，其公稱轉矩為250，半聯軸器的孔徑,故取，半聯軸器長度L=142mm，半聯軸器與軸配合的旕孔長度。（1） 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（圖3-1）1） 為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，-軸段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=70mm。半聯軸器與軸配合的耳孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故取-段的長度應比短一些，現取。2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時承受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參

21、照工作要求并根據，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30314，其尺寸為，故?。欢?。 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查的30314型軸承的定位軸肩高度h=6mm，因此，取。3） 取安裝齒輪處的軸段-的直徑;齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪的寬度為100mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，則軸環處的直徑。軸環寬度。4） 軸承端蓋的總寬度為50mm。根據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離。5） 取齒輪距箱體內壁之距離a=16mm，?？?/p>

22、慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動軸承寬度T=38mm，C=6mm。3.7.2 軸的強度校核該軸并沒有的特殊要求，選用45鋼，調質處理。由于軸尺寸較大，性能數據按毛坯直徑選用。由表查知3.7.2 軸的強度校核該軸并沒有的特殊要求，選用45鋼，調質處理。由于軸尺寸較大，性能數據按毛坯直徑選用。（圖3-2） Fr=Fttann/cos=922N Fa=FttanFaD1.mFv2=FrX80/(80+111)+32.5/(0.08+0.111)X2=726NFv1=922-726=196N水平面上最大彎矩垂直面上最大彎矩故Mmax= (3-26

23、)Mca=ca=Mca33ca=3.2Mpa<所以第一根軸符合強度要求4軸承校核對于30314型軸承，按表13-7，軸承派生軸向力查機械手冊得;則由于，所以軸承1被“放松”，軸承2被“壓緊”。故所以，查表13-5得，X=1，Y=0。則所以，查表13-5得，X=0.4，Y=1.7。則因為 所以只驗證即可。允許。(3-27)軸的設計選擇45鋼，調制處理，初步確定軸的最小直徑根據表15-3，取于是得 取選取軸承30313，其尺寸為 蝸桿齒寬軸的結構如下圖所示（圖3-3）軸2的強度校核大齒輪處的受力：Fr1=Ft·tan/cos=21995Xtan20蝸桿處受力：Ft2=2T/d=2X

24、485/0.08=121258NFa2=2T/d輪=Fr2=Fa2·tan·m·m由124+124.5+1131.6X0.245-Fv2X0.49-826.6X0.605=0作出下圖 并求出最大彎矩（3-4）Mmax=·mMca=Mca/wW·d3Mca=12Mpa<所以第二根軸也符合應力條件軸承校核對于30314型軸承，按表13-7，軸承派生軸向力查機械手冊得;則由于，所以軸承1被“放松”，軸承2被“壓緊”。故所以，查表13-5得，X=1，Y=0。則所以，查表13-5得，X=0.4，Y=1.7。則因為 所以只驗證即可。允許。四、 500

25、電動壓下機構的安裝與維護4.1 安裝注意事項1、安裝減速機構時，應重視傳動中心軸線的對中，其誤差不得大于所用聯軸器的使用補償量。對中良好能延長使用壽命，并獲得理想的傳動效率。2、箱體應牢固的安裝在穩定水平機架上，排油槽的油應能排除，且冷卻空氣循環流暢。若機架不牢固，運動時會引起振動及噪音，并促使壓下絲桿，傳動齒輪的受損。當傳動聯接件有突出物或采用齒輪、鏈輪傳動時，應考慮加防護裝置，輸出軸上承受較大的徑向載荷時，應選用加強型。3、按規定的安裝裝置保證工作人員能方便的靠近油標、通氣塞、排油塞。安裝就位后應按次序全面檢查安裝位置的準確性，各緊固件壓緊的可靠性，安裝后應能夠靈活轉動。減速機采用油池飛濺

26、潤滑，壓下螺絲傳動利用稀油潤滑，能夠提高其傳動件的壽命1-1.5倍。在運行時用戶需將通氣孔的螺塞取下，換上通氣塞。按不同的安裝位置，并打開油位塞螺釘檢查油位線的高度，從油位塞處加油至潤滑油從油位塞溢出位置，擰上油位塞確定無誤后，方可進行空載試運行，時間不得少于兩個小時。運轉時應平穩，無沖擊、振動、雜音及滲漏油現象，發現異常應及時排除。經過一定的時期應再檢查油位，以防止機殼可造成的泄露，如環境溫度過高或過低時可改變潤滑油的牌號。4、選擇安裝順序時，應該先按找平、找正、找標高安裝好箱體，然后根據箱體的具體位置安裝電動機及聯軸器。安裝時先由零件組成部件，再由部件最后裝配成主體。5、滾動軸承安裝時，先

27、將軸承壓裝在軸上，然后將軸連同軸承一起裝入軸承座孔中。壓裝時要在軸承端面墊一個軟金屬制作的套管，套管的內徑應比軸頸直徑大，外徑應小于軸承內圈的擋擋邊的直徑，以免壓壞保持架。另外，裝配時，要注意導正，防止軸承歪斜，否則不僅裝配困難，而且會產生壓痕，使軸和軸承過早損壞。6、圓柱齒輪裝配時先將齒輪裝配在軸上，再把齒輪軸組件裝入齒輪箱中。齒輪孔與軸配合要適當，不得產生偏心和歪斜現象。齒輪副應有準確的裝配中心距和適當的齒側間隙。保持嚙合時有足夠的接觸面積和接觸部位。要進行裝配質量檢查，用千分尺及方水平測量中心距；用壓鉛法或千分尺法檢查齒側間隙。7、安裝前，箱體與其他鑄件不加工面應清理干凈，除毛邊毛刺，并

28、浸涂防銹漆；零件裝配前用煤油清洗，軸承及蝸輪、蝸桿 用汽油清洗；調整、固定軸承時應留有軸向間隙0.2-0.5mm；油箱內裝有220工業齒輪油，油量達到規定 深度；壓下絲桿應稀油潤滑，提高其使用壽命；箱體剖分面、各接觸面不允許漏油滲油，箱體剖分面允許涂以密封油或水玻璃，許使用任何其他填料；體內壁涂耐油油漆，減速器外表面涂灰色油漆。4.2 日常點檢1、潤滑要定期更換潤滑油，稀油潤滑要注意潤滑油路的暢通。2、實行5S管理，進行預知維修，定期進行大修及小修。應特別注意壓下絲桿、壓下螺母和蝸輪蝸桿的磨損傳動情況。在技術要求的范圍內應及時更換或修復元件。3、機器發生故障的時候要進行機械維修度和機械設備的有效度的計算。在維修成本大于更換成本時應及時對設備進行報廢處理。4、檢修時應做好臺帳的管理，做好