2600中板矫正机压下系统毕业设计指导书.doc

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1、2600中板矫正机压下系统设计摘要轧钢生产已经成为冶金生产行业中把钢坯轧制成钢材的重要生产环节，具有产量大、品种齐全，生产过程机械化自动化程度高等许多优点，是满足国民生产需要的重要技术。并且随着科学的发展，轧钢生产行业与传统机械业进一步紧密地结合在一起。利用轧钢生产技术，提高轧制产品的质量，减少轧制生产时间，提高成材率，降低生产成本和材料的利用率已经成为轧钢机械设计的主要目标。而矫正技术是提高板带钢产品表面质量和平坦度的重要环节。本文介绍了中厚板产生不平直度的原因及中厚板矫正机的类型。从2600中板矫直机的总体方案评述开始，先确定2600中厚板矫正机基本参数、力能参数，进一步依据板带矫正机的生

2、产过程和工作原理，依次进行了压下电机的选择计算,压下螺丝、压下螺母、蜗轮蜗杆的设计及校核和轴承的设计及寿命校核。关键词：压下系统;矫正力 ;矫正机; 2600Type Plate Straightening Machine Pressure System Design AbstractThe product of steeling has become an important tache of rolling billet to be steels in the metallurgy produce industry. The strongpoint of this industry is

3、have great output of the production is the variety production. and the produce process is very mechanization and automatization.The steeling is a important technology to fulfill the country need.Also with the development of steeling industry the industry integrate very well with the traditional mech

4、anism industry. How to make use of the steeling manufacture technology, enhance the rolling quality of the production, decrease the product of rolling time,enhance the rate of product useful rolled steel .The straighting technology is a important tache to enhance the surface quality and flatness of

5、the production .This article describes the reasons inflatedness occurred on medium and heavy plateThe type of levelers，the determination of basic parameters，energetic date for 2600 plate leveler,the decision for complete structure and design，the development of plate leveling technology .This article

6、 design basis on the board-strip straighting machine produce process and the working principle in the steel metallurgy. This article first begin with the scheme review of the energetic date for 2600. Then go along with choice of the pressure electromotor, the design and checking of pressing the nut

7、and the pressure screw, Worm and worm gear equipment.than design and checking the life of the bearing.Following designed the local assessor and the over all structure. Besides researched the development direction of the straighting machine .Keywords: Pressure system; Correction force; flatness 目录1.绪

8、论11.1 矫直机的发展状况11.2 主要产品、技术性能及工艺参数11.2.1轧钢生产及产品种类11.2.2 技术性能及工艺21.3 矫正机的分类、用途及特点31.4辊式矫直机的工作原理、特点及结构组成：32. 总体方案42.1矫正方案及矫正工艺42.2矫正机系统的组成及作用52.2.1机座形式52.2.2 传动机构组成和作用52.2.3 压下机构组成和作用72.2.4 矫正辊的结构特点及轴承形式83.矫正机结构参数和力能参数的确定93.1矫正机结构参数的确定93.2作用在螺丝上的最大矫正力的确定104 压下电机选择及校核124.1 压下螺丝的设计124.2电机的选择124.3电机过载校核14

9、5. 零件的设计及校核175.1压下螺母的强度设计及校核175.1.1 螺母的高度的设计及校核175.1.2压下螺母的外径的设计及校核185.2蜗轮蜗杆的设计及校核195.2.1蜗轮蜗杆的设计计算195.2.2蜗杆的校核225.3 圆锥滚子轴承寿命计算246.润滑方式的选择276.技术经济性分析286.1技术经济性分析概述286.2技术经济分析方法286.3技术经济分析29结 论32致 谢33参考文献341.绪论1.1 矫直机的发展状况钢铁工业是最重要的基础工业，是其他工业发展的物质基础。有了钢铁，就使得中国国民经济的技术改造成为可能。而矫直在炼钢过程中有着不可代替的地位。 我国20世纪五、六

10、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。而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

11、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。1.2 主要产品、技术性能及工艺参数1.2.1轧钢生产及产品种类矫直机生产的主要产品除了一些一把产品外，还生产

12、建筑、造船、汽车、石油、化工、国防、矿山等专用钢材。轧钢生产的产品按钢材断面形状分为：钢板、钢管和型钢（包括线材）。型钢是一种应用范围广泛的钢材。工业先进国家中型钢产量占钢材总产量的30%35%。型钢。 按用途分为：常用型钢和专用型钢。从断面形状又可分为异型断面型钢和简单断面型钢。从生产方法又可分为轧制型钢、弯曲型钢和焊接型钢。工业先进国家钢板产量占钢产量的50%66%，其产品按用途分为锅炉板，桥梁板，造船板，汽车板，电工板等。 我国钢管产量占钢材总产量的8%15%，钢管的规格一般用外形尺寸及壁厚标称。其断面一般为圆形管，也有多种异型钢管和变断面钢管。钢管按制造方法分为无缝钢管、螺旋钢管与直缝

13、钢管、冷轧钢管等。按断面形状划分为圆形管、异型钢管和变断面钢管。这些品种齐全、样式繁多的钢管被应用在管道、石油运输，锅炉侧壁、地质钻探、轴承及注射针管等方面。1.2.2 技术性能及工艺1、该矫直机的技术参数主要有：工作方式，压下方式，可倾斜调整，传动矫正辊数，矫正辊直径，矫正辊辊矩，矫正辊辊身长度，矫正辊数量，中间辊辊数，中问辊直径，中间辊辊矩，支承辊辊径，支承辊排数，矫正辊辊面标高，上辊系的倾动，向倾斜调整，矫正辊传动方式，压下平衡机构：采用弹簧平衡等。 2、工艺要求： 针对矫正机的要求提高，矫直机的主电机要由以前的一台电机改为两台，而减速机内部还是3根轴，中间有一共用轴，2台电机通过它连接

14、起来，保证了两台电机的速度始终达到一致。在速度一致的情况下，还要两台电机达到转矩分配，即要求两台电机转矩一致，这就需要两台电机实现主从控制主从应用中，主传动是典型的速度控制，从传动是速度或转矩控制，一般分为下列情况：1)当主传动和从传动的电机轴，通过齿轮或链条相互固定地连接时，从传动与主传动之间不能有速度差。从传动使用转矩控制，其工作时只负责输出一定比例的转矩，以减少主传动的负荷，整个传动的速度控制由主传动来完成。矫正机主电机已通过减速机硬性连接到一起，控制采用此种主从方式。2)当主传动和从传动的电机轴，通过传动带等设备柔性地连接时，从传动与主传动之间允许有细微的速度差。从传动使用速度控制。3

15、)某些特殊应用中，从传动既需要速度控制，也需要转矩控制；两个电机轴工作时有时是硬性连接，有时是柔性连接。一般有主从控制性能的变频器，都有自由切换这两种控制方式的功能。1.3 矫正机的分类、用途及特点该类矫直机形式种类繁多：1、上排各辊可单独调整的矫直机：由于结 构上的原因，它主要用于辊数较少，辊距较大的型材矫直机。2、上排辊整体平行调整的矫直机：通常出 、入口两个上工作辊可单独调整 以便于加工件的导人和改善矫直质 量，广泛用于矫直中厚板。 3、上排辊可以倾斜调整的矫直机：这种调 整方式可使加工件的弯曲变形逐 渐减小，它主要用4 mm以下的板材矫直。4、是上排辊子可局部倾斜调整的矫直机；这 种调

16、整方式可增加加工件大变形 弯曲的次数，主要用于矫直薄板、带材。1.4辊式矫直机的工作原理、特点及结构组成：1、辊式矫直机的工作原理：加工件在辊式矫直机上通过多个交错排列 的辊子，经受多次反复弯曲而得到矫直。2、辊式矫直机的特点： 对于那些 原始曲率较大，曲率方向变化频繁的加工件，多采用连续式多辊递减压下的辊式矫直机。不仅可得到很好的矫直质量，而且大大提 高了矫直速度，在现代轧制生产中占据 了极其重要的地位。因此各种型材、板材和管材生产都离不开辊式矫直机。3、辊式矫直机的结构组成：辊式矫直机主要由机架装配、接轴定位装置、轨道升降装置、前后导辊、工作辊、支承辊、换辊车装置、上下斜楔调整装置、压下装

17、置、主传动装置等几部分组成。 该矫直机的上下两排矫直辊是平行排列的，下排辊子固定不动，而上排 辊子可单独进行调，其前、后导向辊可单独进行调整，前导向 辊的作用是使板材端部顺利地进入矫直机，后导向辊的作用是使板材出 矫直机后向平直方向运动。为防止矫直辊在矫直过程中产生挠曲变形，在矫直辊上设有支持辊。通常下工作辊和下支持辊固定不动，上工作辊和上支持辊 可集体在高度方向上调节。因其在矫直时，前后都具有相同的反弯曲率，故矫直后的板材具有较大 的残余曲率，矫直质量不高，多用于矫直厚度为440 mm的中厚板。2. 总体方案2.1矫正方案及矫正工艺按照每个矫直辊使钢板产生的变形程度和最终消除残余曲率的方法，

18、矫直方案可分为小变形矫正方案、大变形矫正方案。1) 小变形矫直方案该方案的矫直原则是:矫直反弯的压下量用于消除钢板在前一辊上产生的最大残余曲率(即进入该辊的最大原始曲率)，使之变平。由于轧件上的原始曲率难于预先确定与预测，因而，小变形方案只能在某些辊式矫正机上部分的实施。他的主要优点是，轧件的总变形曲率小，矫正轧件时所需要的能量也也少。2) 大变形矫直方案这是使具有不同原始曲率的轧件经过几次剧烈的反弯以消除其原始曲率的不均匀度，形成旦值曲率，然后按照矫正单值曲率轧件的矫正方法加以矫正的方案。采用大变形矫正方案，可用较少的辊子获得较好的矫正质量。但若过分的加大轧件的变形程度。则会增加轧件内部的残

19、余应力，影响产品的质量，正大矫正机的能量消耗。 综上所述，由于小变形方案中，轧件的原始曲率难以预测，实现该方案技术要求高，因此选择大变形矫正方案。矫正机的矫正工艺与矫正机的类型和上矫直辊的调整方式有密切的关系，以下是上排工作辊的调整方式的四种矫正工艺。（1） 上排工作辊单独调整的矫正机 在这种矫正机上，第2、3辊按照大变形矫正法确定其压下量，将轧件剧烈弯曲，第四辊的压下量适当控制，使残余应力值减小，后面各辊按小变形矫正法调整压下量，将轧件逐渐矫平，一般适合型钢矫正。（2）上排工作辊整体平行调整的矫直机这种矫直机除第1和最后一个辊子外，其余各辊的压下量是相同的，使轧件多次反复剧烈弯曲，形成单值残

20、余曲率，最后一个辊能够单独调整，将此处的单值残余曲率矫平。第1辊适当减小压下量，以便于轧件的咬入。采用这种调整方式的一般是7-11辊钢板矫正机，用以矫正中厚板。 （3）上排工作辊整体倾斜调整的矫直机这种矫直机轧件在入口端的第二、第三辊上的反弯曲率最大，产生大变形。迅速消除轧件的原始曲率不均匀度，以后各辊的压下量按直线关系递减。在第n-1辊处，轧件的反弯曲率最小，只产生弹性弯曲变形。这种工作辊调整方式符合矫直过程的变形特点。采用这种调整方式的一般是713辊的薄板矫直机和17-29辊的极薄带材矫直机，后者带有工作辊挠度调整装置，以矫直板材的瓢曲以及单、双边波浪等二、三维形状缺陷。（4） 上排工作辊

21、局部(单侧或双侧)倾斜调整的矫直机这种矫直机出口处或入口与出口处的局部上排辊可倾斜调整，上排其余各辊整体平行调整。这种调整方式集中了平行调整与倾斜调整的优点。对于双侧局部倾斜调整的矫直机，由于入口端局部倾斜调整便于轧件的咬入，因而可加大平行调整部分的辊子压下量，适合于矫直薄带材或薄板材。本次毕业设计采用上排工作辊整体平行调整的矫直机，适合中板矫正机。2.2矫正机系统的组成及作用2.2.1机座形式辊式钢板矫直机工作机座可分为台架式和牌坊式两大类：牌坊式工作机座可以整体平行压下，其压下机构多是集体驱动。它的特点是强度和刚度较好，辊子的调整拆装方便。缺点是结构较复杂、外形尺寸也较大。台架式矫直机的结

22、构简单。但刚性较差，采用大量弹簧平衡的台架式矫正机，使用时上台架容易产生震动。综上所述，2600中板矫正机用于热轧中板，不需要太大的矫直力，因此，选择台架式，其结构简单的特点可以节约成本，降低操作难度。2.2.2 传动机构组成和作用主传动部分由主电机、减速机、齿轮机座及万向接轴等组成。传动系统由一台直流电机通过联轴器一减速机一齿轮机座一万向接轴一工作辊装置使设备转动运行。1减速机在矫直机主传动系统中，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。它有三种主要形式：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。圆柱齿轮减速机的

23、制造和安装较为简单，因此在矫正机主传动系统中获得广泛应用。在制造能力许可时，也可使用联合减速机。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，能减小机列总长度。在辊数大于7的矫正机上，因为传递的总扭矩大，齿轮座的齿轮迟寸也大，使齿轮座出轴的间距很大与矫正辊间距相适应。因此，在辊式钢板矫直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。 2齿轮机座一般情况，为防止钢板在工作辊间打滑，辊式钢板矫直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。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

24、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。3万向接轴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。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。矫直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12

25、00mm时，也采用球形万向联轴节；在小辊距矫直机上，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。这种联轴节结构简单，易于制造。2.2.3 压下机构组成和作用电动压下装置装在横梁上部，由2台交流变频压下电机、蜗轮减速机和4个压下丝杠组成。压下丝杠承受矫正力和实现辊系的上下移动，可根据板材厚度、宽度、材料及原始曲率涮整开口度大小。压下丝杠下端部是球面结构，它可实现矫正辊系的前后倾动功能，同时下部装有起安全保护作用的液压垫，当操作者发生误操作或矫正力过大时，矫正过程中发生卡钢现象时，用以使活动梁及卜辊系快速抬起，工作辊的开口度增大，

26、对设备起到保护作用，同时装有4个压力传感器，用来检测矫正过程中矫正力的大小。为了避免矫正时的冲击，压下装置中装有液压平衡机构，用以平衡卜辊系及活动横梁的伞部重量，消除压下螺母与丝杠之间的间隙。压下丝杠顶部装有4个高精度的位移传感器，它可通过PLC通汛系统与压下交流变频电机形成位置闭环控制。实现工作辊缝的精确调整，并可在操作台卜数字显示，上辊系的工作行程还可以通过指针盘双重显示。其主传动结构简图由文献，图11-27可知如图2.2.3-1。压下装置结构简图由文献，图11-25如下图2.2.3-2所示。1 2 3 4 5 1-工作机座 2-联轴器 3-齿轮座 4-减速分配器 5- 电机图2.2.3-

27、1 主传动示意图 4321 1-二级减速器 2-电机 3-蜗轮 4-蜗杆 2.2.3-2 压下装置示意图2.2.4 矫正辊的结构特点及轴承形式辊子在机架的一侧悬臂布置。它的主要特点是操作时易于观察，而且换辊也很方便。上排矫正辊可以整体平行调整，下排矫正辊则固定在两侧机架上，径向和轴向不可调整。上排矫正辊为随动辊，辊子轴装在两个轴承座，为了减少摩擦损耗并使结构紧凑，采用了双列圆柱滚子轴承。轴承座两侧开有槽，可沿机架上下滑动。轴承座下装有弹簧，起平衡作用。整个随动辊系装在机架两侧板内，辊缝通过调整螺杆沿径向调整。调整螺杆通过压板调整，压板则固定在机架上。为了换辊方便，同时降低成本，辊子和辊子轴采用

28、分体结构。辊子内孔加工成锥度，安装在辊子轴相配的轴头上，加防松螺母锁固。为了避免辊子过早磨损和保证矫正机可靠工作， 要求工作辊面有较高的硬度，较高的加工精度和较高的抗弯强度。综合以上要求由于轴承摩擦损耗占的比重较大，所以减速机、矫正机本体全部采用了滚动轴承。为了便于轧件的导入，可以在入口处加设两个导卫立辊和导卫槽。3.矫正机结构参数和力能参数的确定已知参数如下：钢板厚度：=（630）mm钢板宽度：=（15002300）mm钢板屈服极限：=430MPa 钢板强度极限：=800 Mpa钢板材料：65Mn矫正机的矫正速度：v =0.52.0m/s 矫正辊数：上矫正辊 5 下矫正辊 6压下速度：v =

29、1.02mm/s被平衡物体重量：46190 3.1矫正机结构参数的确定 矫正机的基本参数包括：辊径D、辊距t、辊数Z、辊身长度L 和矫正速度v，其中主要的是辊径D 和辊距t。（l）辊径D 和辊距t 的确定辊距t 是矫正机最基本的参数，从矫正力公式可看出，矫正力和辊距成反比。辊距越小，对轧件可能产生的反弯曲率越大，矫正质量越高。但是辊距t 越小，矫正力P 越大。所以允许辊距t 受工作辊扭转强度和辊身表面接触应力限制。（2.1） 由文献，式11-49 可知： 由文献，式11-46 可知：（2.2） 根据实际 取 t=300mm D=.t=0.9x300=234mm 取D=270mm（2）辊数Z 的

30、确定虽然增加辊数可以提高矫正质量，但也会增加轧件的加工硬化和矫正机的功率，因此选择辊数Z 的原则是在保证矫正质量的前提下，使辊数尽量减少。取辊数 z=11（3）辊身长度L 的确定辊身长度L 与轧件的最大宽度有关。L= bmax + abmax = 2300 200 取 a = 300 结合实际取L= 2300 + 300 = 2600 mm。（4） 矫正速度v 的确定矫正机的矫正速度主要由生产率确定。矫正机的矫正速度：v =0.52.0m/s 3.2作用在螺丝上的最大矫正力的确定由文献,11-33 和 ,11-34 得： （2.3） = （2.4） b矫正件的宽度 1500 2300mm ，取

31、1800mmh矫正件的厚度 6 30 ，取25mmt矫正辊辊距 ， 取300mm矫正件的屈服极限 ， 由已知 取430Mpa 综上 ： = N 单个压下螺丝上的作用力。 4 压下电机选择及校核4.1 压下螺丝的设计1.压下螺丝最小断面直径由下式确定：由文献，式4-5 可知 = （3.1）作用在单个螺丝上的最大矫正力 R压下螺丝的许用应力。 R = 压下螺丝的强度极限 由 文献 ，式2-8 查表选取压下螺丝材料为35GrMo，式2-9得Mpan安全系数 取 n=6所以 R = =261Mpa = 根据实际 取查文献 ,表21.1-26 取螺距 t = 20mm螺纹中径为205.0mm 螺纹内径为

32、185.289mm 螺母的螺纹孔直径 因此 螺纹升角 4.2电机的选择1.压下螺丝的传动力矩和压下电机功率计算： 由文献5，式4-5 可知 = （3.2） 其中：螺纹中径 取 = 205.0mm当量摩擦角，即arctan,为螺纹接触面的摩擦系数一般取0.1， 故5= 5.667；螺纹升角， 1.568 作用在一个压下螺丝上的力 = 其中 Q = (1.2 1.4)G 所以 = (0.050.1)G 取 = 0.1G = 0.14619010 = 46190N压下螺丝止推轴颈直径，取 = 370mm；止推轴承的阻力矩。按式 ，4-7 计算 = = 0.005=28483.83N mm；螺纹摩擦阻

33、力矩。 = N mm所以，压下螺丝的传动电动机功率为：由文献5，式4-9 可知： = （3.3）其中：传动压下螺丝的静力矩。=+= 578566.25N mm 压下螺丝转速。 = （3.4） -传动系统在单个压下螺丝的机械效率。所以传动电机的功率为： = N =2 = 0.53kW 根据实际 取N = 7.5kW由文献 ,40.1-28 断续工作制，选取绕线转子电机YZR-160MB-6 电机功率为7.5kW，转数为9402. 传动速比的分配： 取 则 4.3电机过载校核参考文献 ，3-10校核如下： （3.5）每个电机带动两个压下螺丝 因此式中 压下机构中传动系统中的总飞轮矩（kNm） 两个

34、压下螺丝轴上的所有有关转动零件的飞轮矩之和（kNm） 即两个压下螺丝的转矩 = 电动机轴和压下减速机构中传动轴上的传动零件的飞轮矩之和（kNm）即轴三、轴四和减速器的飞轮矩之和 由经验折合到电机上取0.004kNm -压下机构中所有移动零件的飞轮矩之和（kNm） = （3.6）式中 v移动零件的移动速度（） 即为压下螺丝的压下速度取1 电机的额定转速（） 取940 压下机构中所有移动零件的重量之和（kN） 即为压块、球面垫、垫、销、液压垫之和 = （87+98+50.6+0.082+600 ）= 8.36kN因此 = 所有运动件换算到电机上的飞轮矩为： （3.7） =换算到电机轴上的动力矩为：

35、 （3.8）式中 压下装置传动机构的总传功效率， 考虑每个电机带动两个压下螺丝 （3.9） 电动机角加速度. （3.10） 电机额定转速 940 电机启动时间，由 查表取压下加速度a= 所以 静力矩换算到电机轴上计算如下： （3.11）由文献，40.1-28 查得 电机过载系数 电机的过载能力为： 所以 过载能力合格 5. 零件的设计及校核5.1压下螺母的强度设计及校核5.1.1 螺母的高度的设计及校核 1.压下螺母高度的设计 由文献，130 可知 H = (1.22) （4.1） = 根据实际取 430mm 压下螺丝螺纹中径2. 压下螺母高度H应按螺纹的挤压强度来确定，螺纹受力面上的挤压应力

36、为： 由文献，2-5进行校核 = （4.2） 其中： 单个压下螺丝轴颈上的力 =N压下螺丝的外径，d=220 mm d压下螺丝的内径，d=185.289 mm Z压下螺母中的螺纹圈数 ， Z=压下螺母与螺丝的内径之差。 = mm 螺纹间许用应力，由文献，130 可知: =1520 MPa 。则，= =14.02所以，挤压强度校核合格 ； 5.1.2压下螺母的外径的设计及校核1. 压下螺母的外径的设计 由文献，130 可知： =（1.51.8） （4.3） =1.8205.0=369 mm 根据实际取 = 400mm2、 机架与螺母端面间挤压应力校核 由文献，2-7进行校核 = （4.4）得 其

37、中：许用挤压应力，由文献，130可知：=（6080 ）MPa ；机架上镗孔直径 ，=250 mm ；螺母端面，=400 mm 。则 = =41.77所以，机架与螺母间挤压应力校核合格 。5.2蜗轮蜗杆的设计及校核5.2.1蜗轮蜗杆的设计计算根据GB/T100851988推荐用渐开线蜗杆 。根据文献，23.5-11 ,蜗杆采用45钢，希望效率高耐磨性好，蜗轮采用铸锡磷青铜ZCuSn10P1。1.按齿面接触疲劳强度设计闭式蜗杆传动的设计准则，按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根校核： 由文献，式11-12 （4.5） （1） 确定作用在蜗轮上的转矩，按Z=1, =：=则=9.55 = （2）确定载荷

38、系数 = （4.6） 其中： 使用系数，由文献，11-5 得=1.15 载荷分布不均匀系数，因工作载荷较稳，取动载系数，由于转速较低，所以取=1.05 所以，=1.15 = 1.21（3）定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，根据文献 =155 MPa （4）定接触系数Z先假设蜗杆分度圆直径与传动中心距的比值=0.35，由文献，11-18 ,中可查得Z=2.9 ；（5）确定许用接触应力根据蜗杆材料为铸锡磷青铜Z10, 金属模铸造蜗杆齿面硬度45HRC，由文献，11-7 ，表查得蜗轮的基本许用应力=268 MPa ；应力循环次数，N=60=60=2.20 寿命系数 ，=1.21 （

39、4.7） 则 ： =1.21=324.28MPa （6）计算中心距：a=267mm 取中心距a=355mm，因为=50，由文献，23.5-18得： 模数 m=12.5 mm,蜗杆分度圆直径=112mm , 这时=0.32 ，查得接触系数=3.1 重新代回原式计算 = 355= = 279.1满足条件，所以以上结果可用2. 蜗杆蜗轮主要参数及几何尺寸根据文献，11-3 蜗杆轴向齿距：=3.14=39.25mm ；直径系数：=；齿顶圆直径：=+=137mm ；齿根圆直径：=（）=（）=80.75mm ；分度圆导程角： ；蜗杆轴向齿厚：=mm ；蜗轮齿数：Z=49,变位系数= .58 ；验算传动比：

40、=49，这时传动比误差为 是允许的 ；蜗轮分度圆直径：=mZ=12.5；蜗轮外圆直径； 取640mm蜗轮喉圆直径：=；蜗轮齿根圆直径： =；蜗轮咽喉母圆半径：=355=43.5mm 。3.校核齿根弯曲疲劳强度根据文献，11-13 = （4.8） 其中：齿形系数，根据文献得= 0.58 ，当量齿数，= =由文献，11-19，可查得齿形系数=2.82 ；螺旋角影响系数，=0.9562；基本许用弯曲应力，由由文献，11-8，查得由ZCuSn10P制造的蜗轮基本许用弯曲应力=56 MPa；寿命系数， =0.916 许用弯曲应力， =56=51.3MPa；则：= =41.03MPa 所以，蜗轮强度校核合格 。5.2.2蜗杆的校核蜗杆刚度的校核 根据由文献，11-14 进行校核 （4.9） 蜗杆受到的圆周力（N）。根据 文献，11-7