g80球軋機齒輪機座設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　G80球軋機齒輪機座設(shè)計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化

2、 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘　要</b></p>

3、<p>　　摘要：球軋機齒輪機座是軋鋼機傳動系統(tǒng)的重要部件，其主要作用是將電機轉(zhuǎn)矩傳遞給相應(yīng)的軋輥。它的運轉(zhuǎn)精度和壽命直接影響軋制鋼材的質(zhì)量和產(chǎn)量且與經(jīng)濟效益密切相關(guān)。齒輪機座由齒輪軸、軸承和軸承座、機架和機蓋等主要部件組成。本論文以軋制理論為基礎(chǔ)，借助機械原理與機械設(shè)計等相關(guān)知識，運用計算機輔助設(shè)計（利用ＣＡＤ軟件），對球軋機齒輪機座部分進行設(shè)計，對重要部件如：齒輪軸、齒輪和地腳螺栓等進行了運動分析、強度分析，利用可靠性設(shè)計

4、理論，驗證了設(shè)計部件的可靠性和安全性。通過設(shè)計和分析，對球軋機齒輪機座進行了校核和改善。齒輪座在工作過程中承受較大的傾覆力矩，這對地腳螺栓的安全系數(shù)提出更高的要求。為了防止地腳螺栓因受力而松動，需要通過優(yōu)化設(shè)計，對齒輪機座地腳螺栓的設(shè)計校核提出優(yōu)化方法。對提高齒輪機座的壽命和安全系數(shù)具有一定的參考意義；對提高軋機的運轉(zhuǎn)精度和壽命也有一定的作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：Ｇ８０；球軋機；齒輪機座；強度。<

5、/p><p>　　Gear housing’s design of G80 ball rolling mill</p><p>　　Abstract：Ball rolling mill gear housing is an important component of ball rolling mill’s drive system, its main role is to pass the

6、appropriate torque. The Revolution precision and life span have significant effect on the rolled steel’s quality and production. What’s more, they are also closely related to the economic benefit. The gear housing is com

7、posed from gear axis, bearing, frame and cover. Based on the rolling theory, this text designs the gear housing by CAD with the application of mecha</p><p>　　Key words：G80 ；ball rolling mill ；gear housing; s

8、trength.</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　摘　要I</b></p><p><b>　　目　錄III</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　

9、1.1軋機的研究背景1</p><p>　　1.2軋機發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1軋機分類3</p><p>　　1.2.2軋機的發(fā)展歷程4</p><p>　　1.3軋機發(fā)展方向5</p><p>　　1.4軋機設(shè)計方法6</p><p>　　2零件斜軋

10、技術(shù)8</p><p>　　2.1軋制方法概述8</p><p>　　2.2斜軋機分類8</p><p>　　2.3零件斜軋技術(shù)9</p><p>　　3鋼球軋機齒輪機座設(shè)計13</p><p>　　3.1鋼球軋機13</p><p>　　3.2鋼球軋機齒輪機座13&l

11、t;/p><p>　　3.2.1齒輪機座箱體14</p><p>　　3.2.2齒輪機座齒輪14</p><p>　　3.2.3齒輪機座機架15</p><p>　　3.2.4齒輪機座軸承15</p><p>　　3.2.5齒輪機座安裝16</p><p>　　3.2.6齒輪機

12、座的傳動形式16</p><p>　　3.3鋼球軋機齒輪機座設(shè)計計算17</p><p>　　3.3.1齒輪傳遞力矩T計算17</p><p>　　3.3.2齒輪軸強度計算18</p><p>　　3.3.3齒輪強度計算20</p><p>　　3.3.4齒輪機座傾覆力矩計算22</p>

13、;<p>　　4齒輪機座地腳螺栓設(shè)計24</p><p>　　4.1地腳螺栓的分類24</p><p>　　4.2地腳螺栓連接方法的選擇28</p><p>　　4.3地腳螺栓螺栓設(shè)計30</p><p>　　4.3.1螺栓組連接結(jié)構(gòu)設(shè)計30</p><p>　　4.3.2地腳螺栓組

14、設(shè)計計算31</p><p>　　4.3.3地腳螺栓校核計算33</p><p><b>　　5 結(jié)論36</b></p><p><b>　　參考文獻37</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄39&

15、lt;/b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　軋機的研究背景</b></p><p>　　早在14世紀歐洲就發(fā)明了軋機，最早記載追溯到1480年意大利人達芬奇(Leonardo da Vinci)設(shè)計出軋機草圖。1553年法國人布律列爾(Burlier)軋制出金和銀板材。之后西班

16、牙和英國相繼出現(xiàn)軋機。19世紀中葉，第一臺可逆式板材軋機在英國投入生產(chǎn)，軋制的船用鐵板問世。1848年德國發(fā)明了萬能式軋機。1853年三輥式的型材軋機在美國投產(chǎn)，通過蒸汽機傳動的升降臺，該類軋機實現(xiàn)了機械化。不久之后就出現(xiàn)了勞特式軋機。1859年第一臺連軋機問世，萬能式軋機于1872年出現(xiàn)；20世紀初期，由兩架三輥粗軋機和五架四輥精軋機組成的半連續(xù)式帶鋼軋機出現(xiàn)。20世紀40年代，蘇聯(lián)開始對斜軋基礎(chǔ)理論和工藝進行研究，并在50年代，較全

17、面地掌握了斜軋過程的規(guī)律，進而進入生產(chǎn)階段。其中磨球及其它產(chǎn)品的試軋成功對斜軋成形工藝的運用與發(fā)展起了先導(dǎo)作用，穿孔式斜軋機應(yīng)運而生。同一時期，日本、美國等也先后開始了這方面的研究。到了70年代，蘇聯(lián)可斜軋出直徑范圍較廣的磨球或滾珠；單頭孔型軋輥相繼投入使用，單機產(chǎn)量成倍增長。進入80年代后，國外一些主要進行斜軋工藝停頓不前，仍以形狀簡單的產(chǎn)品為主，直到計算機開始用來</p><p>　　我國的斜軋研究始于195

18、8年，經(jīng)過五十多年的努力，在斜軋產(chǎn)品特別是復(fù)雜形狀產(chǎn)品軋制理論、設(shè)備和工藝等方面取得了可賀的成績。目前斜軋的磨球、滾珠等產(chǎn)品己廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。與國外斜軋技術(shù)發(fā)展狀況相比，我國斜軋技術(shù)的特色主要體現(xiàn)在以下幾個方面：軋件品種多，尺寸范圍大；能斜軋復(fù)雜產(chǎn)品；掌握了熱精密斜軋技術(shù)。進入新世紀以來，我國鋼鐵工業(yè)的鋼材產(chǎn)量始終保持在世界第一的地位，鋼材生產(chǎn)已整體開始供大于求的新階段，但是相當一段時間仍然存在以下結(jié)構(gòu)性矛盾：先進產(chǎn)能

19、與落后產(chǎn)能并存；高端產(chǎn)品產(chǎn)能不足與低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩；產(chǎn)業(yè)集中度很差，原材料和能源支撐矛盾突出等。這就要求鋼鐵工業(yè)在結(jié)構(gòu)調(diào)整上加大淘汰落后工藝裝備產(chǎn)能的力度，轉(zhuǎn)變增長方式，加快技術(shù)升級和開發(fā)新品種，加快產(chǎn)業(yè)的并購、重組，在轉(zhuǎn)變增長方式方面要重視鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，發(fā)展鋼材的深度加工。改革開放以來，我國的軋鋼工業(yè)和技術(shù)發(fā)展充滿了活力，鋼材產(chǎn)量從1985年的369萬噸，發(fā)展到1998年的10518萬噸，居世界軋材產(chǎn)量第一位，已基本滿足國內(nèi)需求。

20、裝備水平不斷提高，引進了一批熱連軋機、冷連軋機、連軋管機、小型連軋機、高速線材軋機等，使我國鋼材</p><p><b>　　軋機發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　軋機主要由主要設(shè)備、輔助設(shè)備、起重運輸設(shè)備和附屬設(shè)備等，如圖1—1所示。習慣上軋機的分類可按其用途、軋輥在機座中的布置及軋機的排列方式進行分類。</p><p>　　圖1—1 軋

21、機的組成</p><p><b>　　軋機分類</b></p><p>　　按軋輥在機座中的布置方式可分為：具有水平軋輥的軋機、立輥軋機、萬能軋機(既有水平輥又有立輥的軋機)與斜輥軋機等。</p><p>　　(1).水平式軋機：軋輥水平放置的軋機，應(yīng)用最廣，是最普遍的。按軋輥的數(shù)目及排列方式可分為2輥、4輥、8輥……最多達20輥、行星軋機等。

22、以2輥4輥軋機最為常用。廣泛用于初軋、型鋼及板帶軋機上。多輥軋機的支承輥其目的是增強工作輥的剛性，用于薄帶軋制。</p><p>　　(2).立式軋機：輥垂直放置的軋機。用于不希望翻鋼的場合(如鋼坯連軋H—V布置、帶鋼粗軋用于軋制板邊破鱗等)。</p><p>　　(3).萬能軋機：具有水平輥及立輥的軋機。用于寬帶鋼、板坯、及寬邊鋼梁、H型鋼等。</p><p>　

23、　(4).斜輥軋機：軋輥傾斜放置的軋機。用于橫向螺旋軋制。主要用于鋼管生產(chǎn)、鋼管穿孔、延伸、精整、擴型等。并可用于軋制鋼球。</p><p>　　另外還有一些特種用途的軋機用于軋制車輪、輪箍、齒輪等，實現(xiàn)無切屑加工。</p><p>　　軋機的生產(chǎn)能力除取決于標稱外，還決定于布置形式。按照布置形式可以分為：</p><p>　　(1).單機座：二輥、三輥、四輥及多輥

24、軋機，應(yīng)用最廣(初軋、板帶、鋼管等)。這種布置簡單、但孔型少。</p><p>　　(2).橫列式：用一臺電機帶動布成一列的多架工作機座。用于型鋼、線材軋制。它的特點是設(shè)備簡單、投資少；但生產(chǎn)率低。大量用于中小企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。</p><p>　　(3).連續(xù)式：它的特點是：速度高、生產(chǎn)率高、設(shè)備緊湊，易于實現(xiàn)機械化自動化。廣泛用于帶鋼、線材與鋼坯生產(chǎn)。但是存在調(diào)整困難、難以生產(chǎn)復(fù)雜斷面的

25、型鋼，一次性投資大等問題。 </p><p>　　(4).半連續(xù)式： </p><p>　　連續(xù)式+橫列式——用于生產(chǎn)型鋼。</p><p>　　連續(xù)式+順列式——用于生產(chǎn)帶鋼。</p><p>　　(5).串行往復(fù)式和布棋式</p><p>　　金屬在每個機座中只軋一道，實現(xiàn)跟蹤軋制。設(shè)備布置緊湊，排成幾列，

26、軋制時有橫移。軋制速度隨道次而增加，生產(chǎn)率高。布棋式則更為緊湊。</p><p>　　實際上，軋機的布置形式不是一成不變的，在實際中必須根據(jù)實際情況靈活選擇。</p><p><b>　　軋機的發(fā)展歷程</b></p><p>　　初軋機的發(fā)展經(jīng)過了3個階段，到20世紀70年代初，初軋機的軋輥直徑已增大到了1500mm.我國從1959年開始自行

27、設(shè)計制造開坯機，目前已制700mm，750mm，850mm，1150mm初軋機。20世紀80年代以來，連鑄技術(shù)得到較大的發(fā)展連鑄比達到80%甚至更高，連鑄連軋工藝和設(shè)備也日趨完善，初軋機的職能將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榕浜线B鑄，彌補連鑄在鋼種和規(guī)格方面的不足。</p><p>　　帶鋼連軋機分為熱帶鋼連軋機和冷連軋機。圖1—2示為全連續(xù)軋制設(shè)備工藝配置圖。</p><p><b>　　圖1—2

28、</b></p><p>　　在所有市場需求的鋼材中，板帶材占有相當大的比重。熱連軋機發(fā)展的主要特點有：加大帶卷和坯料重量，減少切頭切尾的損耗，提高產(chǎn)品收得率;采用加速軋制，提高鋼材產(chǎn)量，帶鋼熱連軋機精軋機組的出口速度已從20世紀50年代的10m/s～12m/s提高到現(xiàn)在的35m/s;產(chǎn)品規(guī)格增加，精度提高;采用計算機控制，提高了自動化水平等。冷軋鋼板的生產(chǎn)成本、投資費用雖然比熱軋鋼板高，但由于冷軋鋼

29、板的性能和質(zhì)量比熱軋好，在同樣用途下，可以節(jié)約金屬材料達30%，故冷軋板生產(chǎn)得到迅速發(fā)展。某些工業(yè)發(fā)達國家(如美國)使用的薄板，幾乎100%是冷軋的。熱軋板只作為冷軋板、焊管、冷彎型鋼的坯料。我國于1965年末制成300 mm五機架試驗性窄帶鋼冷連軋機，20世紀80年代又從原西德引進1700mm五機架帶鋼冷連軋機成套機組，90年代后又有六輥HC軋機、CVC軋機也先后投入生產(chǎn)。帶鋼冷連軋機正在向大型化、高速化、高精度和自動化方向發(fā)展。&l

30、t;/p><p>　　鋼管制造方法可分為軋制鋼管與焊接鋼管.建國前，我國不能生產(chǎn)熱軋鋼管。建國后，我國不僅能生產(chǎn)大直徑的螺旋焊管，以滿足石油、煤氣等長距離輸送的需要，而且廣泛采用周期式冷軋管機生產(chǎn)冷軋鋼管，20世紀90年代還建成了大直徑熱軋無縫鋼管廠。一般焊接鋼管產(chǎn)量都超過無縫管的產(chǎn)量尤其是大直徑鋼管，用于長距離輸送油氣。無縫鋼管一般采用熱軋(斜軋穿孔)方法生產(chǎn)，其生產(chǎn)工藝與設(shè)備都十分復(fù)雜?？偟内厔菔沁B續(xù)化，產(chǎn)品的精

31、度與質(zhì)量不斷提高。</p><p>　　型鋼主要是靠熱軋方式生產(chǎn)，用于熱軋型鋼的軋機按軋輥直徑和產(chǎn)品規(guī)格分為軌梁、大型、中型、小型和線材軋機。型鋼軋機近年來得到較大的發(fā)展，初、中軋采用萬能軋機，減少翻鋼次數(shù)，縮短間隔時間;精軋采用短應(yīng)力線軋機和預(yù)應(yīng)力軋機，以增加軋機剛性，保證產(chǎn)品有較小的公差范圍;改進導(dǎo)衛(wèi)裝置及其裝拆方法，以延長導(dǎo)衛(wèi)裝置的使用壽命及減少更換時的停車時間;采用自動壓下設(shè)定機構(gòu)，以保證軋件的精確尺寸，

32、縮短調(diào)整及試軋時間;采用輥系的組合換輥以縮短換輥的時間等。線材軋機用來生產(chǎn)5mm～12.7mm的圓形斷面軋材。線材產(chǎn)量占鋼材產(chǎn)量7—8%。多年來，線材軋機在高速、大盤重、高產(chǎn)量、高精度方面有了比較大的發(fā)展。</p><p><b>　　軋機發(fā)展方向</b></p><p>　　軋制零件其它零件生產(chǎn)方式相比，其顯著的優(yōu)越性是生產(chǎn)效率高而工作噪音小，而且進出料容易實現(xiàn)機械

33、化、自動化操作，是機械加工的創(chuàng)新性發(fā)展。世界軋鋼工業(yè)的技術(shù)進步主要表現(xiàn)為生產(chǎn)工藝流程的縮短和簡化，最終形成的軋材性能品質(zhì)高、品種規(guī)格多樣、易于計算機控制管理等。展望未來，軋鋼工藝和技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面：</p><p><b>　　(1).鑄軋一體化</b></p><p>　　利用軋機生產(chǎn)鋼材的過程連續(xù)、高效、可控而且便于結(jié)合計算機等高新技術(shù)，在未來一段時

34、間內(nèi)，以輥軋為特征的連軋技術(shù)依舊將是鋼材成型的主流技術(shù)，與此同時軋鋼前后工序的銜接技術(shù)必將有較大的進步。在20世紀，由于連鑄的發(fā)展，初軋工序已經(jīng)逐步被淘汰。而用連鑄技術(shù)生產(chǎn)的薄帶鋼直接進行冷軋，使得連鑄與熱軋工序合二為一。鑄軋一體化，使軋制工藝流程更緊湊。同時，低能耗、低成本的鑄軋一體化，也是棒、線、型材生產(chǎn)發(fā)展的方向。</p><p>　　(2).軋制過程清潔化</p><p>　　在熱

35、軋過程中，鋼的氧化不僅會浪費鋼材與能源，同時也造成環(huán)境的污染，并給深加工帶來困難。所以，低氧化燃燒技術(shù)和低成本氫的應(yīng)用都成為無氧化加熱鋼坯的基本技術(shù)。酸洗除鱗是冷軋生產(chǎn)中最大的污染源，新開發(fā)的無酸清潔型(AFC)除鱗技術(shù)，可使帶鋼表面全無氧化物、光滑，并具有金屬光澤。無氧化(或低氧化)和無酸除鱗(氧化鐵皮)這兩項被稱為綠色工藝的新技術(shù)，將使軋鋼過程清潔化。</p><p>　　(3).軋制過程柔性化</p&

36、gt;<p>　　板帶熱連軋生產(chǎn)中壓力調(diào)寬技術(shù)和板形控制技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了板寬的自由規(guī)程軋制。棒、線材生產(chǎn)的粗、中軋平輥軋輥技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了部分規(guī)格產(chǎn)品的自由軋制。冷彎和焊管機也可實現(xiàn)自由規(guī)格生產(chǎn)。這些新技術(shù)使軋制過程柔性化。</p><p>　　(4).高新技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　在21世紀的前20年，我國經(jīng)濟建設(shè)已經(jīng)制定了走新型工業(yè)化發(fā)展道路的戰(zhàn)略，作為國民經(jīng)濟

37、支柱之一的鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須符合新型工業(yè)化的要求，即要符合可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境友好、技術(shù)創(chuàng)新和信息化的要求，并針對我國人口眾多，就業(yè)需求大的特點，適當發(fā)展勞動密集型產(chǎn)業(yè)，這是我國新型工業(yè)化發(fā)展道路和戰(zhàn)略對鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的具體要求。20世紀軋鋼技術(shù)取得重大進步的主要特征是信息技術(shù)的應(yīng)用。板形自動控制，自由規(guī)程軋制，高精度、多參數(shù)在線綜合測試等高新技術(shù)的應(yīng)用使軋鋼生產(chǎn)達到全新水平。軋機的控制已開始由計算機模型控制轉(zhuǎn)向人工智能控制，并隨著信息

38、技術(shù)的發(fā)展，將實現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)化，使庫存率降低，資金周轉(zhuǎn)加快，最終降低成本。</p><p>　　(5).鋼材的延伸加工</p><p>　　在軋鋼生產(chǎn)過程中，除應(yīng)不斷挖掘鋼材的性能潛力外，還要不斷擴大多種鋼材的延伸加工產(chǎn)業(yè)，如開發(fā)自潤滑鋼板用于各種沖壓件生產(chǎn)，減少沖壓廠潤滑油污染;開發(fā)建筑帶肋鋼筋焊網(wǎng)等，把鋼材材料生產(chǎn)、服務(wù)延伸到各個鋼材使用部門。隨著工業(yè)的發(fā)展和軋鋼技術(shù)的進步，軋鋼工

39、藝的裝備水平和自動控制水平不斷提高，老式軋機也不斷被各種新型軋機所取代。按照我國走新型工業(yè)化道路的要求，軋鋼技術(shù)發(fā)展的重點也轉(zhuǎn)移到可持續(xù)發(fā)展上，在保證滿足環(huán)保要求的條件下，達到鋼材生產(chǎn)的高質(zhì)量和低成本。</p><p><b>　　軋機設(shè)計方法</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，軋鋼機械設(shè)計的方法已由傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計向加強測試分析和自動化設(shè)計轉(zhuǎn)變。主要

40、包括以下方面：</p><p>　　(1).優(yōu)化設(shè)計：以數(shù)學理論為依托，運用計算機技術(shù)，根據(jù)機械設(shè)計理論，在多變量的條件下的方案設(shè)計。</p><p>　　(2).可靠性設(shè)計：從實踐結(jié)論出發(fā)，對各種可能性失效進行校核的設(shè)計，利用統(tǒng)計的觀點來研究強度問題。</p><p>　　(3).動態(tài)設(shè)計：通過對機器工作過程的動力學分析，提高確定動載荷的準確性在臨界狀態(tài)、瞬態(tài)及動

41、態(tài)情況下，對機器進行技術(shù)性改進；主要涉及疲勞強度設(shè)計。</p><p>　　(4).計算機輔助設(shè)計(CAD)：借助現(xiàn)代繪圖技術(shù)，通過計算機實現(xiàn)設(shè)計和繪圖。</p><p>　　(5).有限元設(shè)計：根據(jù)變分原理求解數(shù)學，物理問題的一種數(shù)值解法。即將彈性連續(xù)體離散化為由有限個單元組成的集合體，然后按照矩陣分析的方法來求解。</p><p><b>　　零件斜軋

42、技術(shù) </b></p><p><b>　　軋制方法概述 </b></p><p>　　軋制方法屬于零件塑性成形工藝，但與其他零件塑性成形工藝相比，如鍛造。軋制是連續(xù)、局部、塑性成形。因此生產(chǎn)效率高、載荷特別小、設(shè)備重量輕，模具壽命長，生產(chǎn)中無沖擊與噪聲，屬清潔生產(chǎn)方式而且易于實現(xiàn)機械自動化生產(chǎn)。零件軋制的缺點是：模具設(shè)計制造復(fù)雜、尺寸大、設(shè)備通用性差

43、、生產(chǎn)工藝調(diào)整難度大等。零件軋制的優(yōu)點與缺點，決定它適合于批量大的零件生產(chǎn)和專業(yè)化工廠生產(chǎn)。使得批量生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)體零件生產(chǎn)成本較低。利用零件軋制技術(shù)能夠生產(chǎn)具有變截面的桿類零件、軸類零件及盤類、筒類等形狀各異的產(chǎn)品，因此是冶金軋制技術(shù)的延伸。零件軋制又被稱作零件回轉(zhuǎn)成形。其基本類型主要分為：輥鍛、楔橫軋、斜軋、輾環(huán)和旋壓。本文設(shè)計的G80球軋機利用斜軋技術(shù)軋制鋼球。</p><p><b>　　斜軋機分類

44、</b></p><p>　　按照斜軋機總體結(jié)構(gòu)的配置，可以將其分為三大類：穿孔機式斜軋機、機床式斜軋機和鉗式斜軋機。</p><p>　　(1).穿孔式斜軋機</p><p>　　穿孔機式斜軋機是把電動機、傳動裝置和工作機座等分別安裝在地基基礎(chǔ)上的，最先用于軋制無縫鋼管。穿孔式軋機能基本上滿足生產(chǎn)要求。</p><p>　　穿孔

45、式斜軋機的主要優(yōu)點包括：機器強度高、剛性大、使用可靠且維護方便。但是還存在一些缺陷：第一：電動機和軋機的能力都設(shè)計的過大；第二：采用了剛性不好的開式機架且無法打開機架蓋直接調(diào)換軋輥。第三：分開配置的方式使得該種軋機占地面積和設(shè)備重量都比較大。這種軋機適合于軋制尺寸大但精度要求不高的產(chǎn)品。改進后的穿孔式軋機主要用來生產(chǎn)球磨鋼球、軸承鋼球等產(chǎn)品。</p><p>　　(2).機床式斜軋機</p><

46、;p>　　機床式斜軋機是將電動機、傳動裝置和工作機座等配置在一起構(gòu)成的，該種軋機是從機器制造廠的機床，特別是從輥式無心磨床發(fā)展而來。</p><p>　　機床式斜軋機由于結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便普受制造小型且精度高的產(chǎn)品的制造商歡迎。該種軋機存在一些缺點：第一：機架分塊造成剛性變差；第二：設(shè)備維護和裝配不方便；第三：機構(gòu)比較復(fù)雜。機床式軋機主要用來生產(chǎn)小尺寸、精密的產(chǎn)品。</p><p>

47、<b>　　(3).鉗式斜軋機</b></p><p>　　與上述兩種斜軋機相比，鉗式斜軋機的特點是：齒輪數(shù)量少而且沒有用于轉(zhuǎn)向的圓錐齒輪。優(yōu)點是：零部件少、制造容易、設(shè)備重量輕和占地面積小。缺點是：傳動齒輪是開始或者半閉式的，工作時噪音大；進料或者出料容易受到傳動齒輪的影響：更換下導(dǎo)板比較麻煩等。</p><p><b>　　零件斜軋技術(shù)</b>

48、;</p><p>　　零件斜軋的工作原理如圖2—1帶螺旋孔型模具的兩個軋輥相互交叉，且同向旋轉(zhuǎn)，以此使得圓形軋件反向旋轉(zhuǎn)并前進。在螺旋孔型的作用下，軋件徑向壓縮、軸向延伸，被軋制成所需的回轉(zhuǎn)體零件。</p><p>　　圖2—1螺旋孔型斜軋原理圖 圖2—2 斜軋軋輥展開圖</p><p>　　軋輥的展開圖如圖2—2，螺旋孔型軋輥的特點：軋輥的凸棱從

49、入口到出口是由低到高的，而寬度是由窄變寬的。由此可見變高度、變導(dǎo)程的軋輥是該種軋輥孔型的特點?；剞D(zhuǎn)棒材在這樣的軋輥孔型中邊旋轉(zhuǎn)邊前進，經(jīng)成形、精整、切斷軋制成球。斜軋成型技術(shù)除生產(chǎn)實心體產(chǎn)品外，還用來生產(chǎn)空心變斷面回轉(zhuǎn)體產(chǎn)品。</p><p>　　斜軋成形方法主要有孔型斜軋、仿形斜軋、麻花鉆頭斜軋。</p><p>　　(1).孔型斜軋9]</p><p>　　兩個

50、帶螺旋孔型的軋輥，其軸心線在空間交叉一個角度，軋輥以相同方向旋轉(zhuǎn)，帶動圓形工件既旋轉(zhuǎn)又前進，工件徑向壓縮、軸向延伸成形回轉(zhuǎn)體與螺旋體零件(如圖2—3)的軋制方式。生產(chǎn)的零件包括軸承與球磨機鋼球、銅球、鋁球、軸承座圈、錨桿等。</p><p>　　圖2—3工作原理及其典型產(chǎn)品示意圖</p><p><b>　　(2).仿形斜軋</b></p><p&

51、gt;　　仿形斜軋零件成形的工作原理如圖2—4所示。三個帶罪行的軋輥1帶動圓形軋件2旋轉(zhuǎn)，由于軋輥軸心線與軋件軸線交叉，所以軋件旋轉(zhuǎn)地同時向前運動。三個軋輥借助于仿形板3改變軋輥距離軋件的徑向位置，從而實現(xiàn)變截面軸的軋制。仿形斜軋的變形主要是徑向壓縮軸向延伸。仿形斜軋主要用于長徑比大的軸類零件的生產(chǎn)，如紡織錠桿、醫(yī)療器械等。</p><p>　　圖2—4 仿形斜軋原理圖 </p><p>

52、　　(3).麻花鉆頭斜軋</p><p>　　麻花鉆頭斜軋的原理如圖2—5所示。四個帶扇形板地軋輥1、2，其軸心線與軋件3的軸心線交叉，四個軋輥同時旋轉(zhuǎn)并帶動軋件作旋轉(zhuǎn)前進運動。軋輥1為鉆溝扇形板，軋輥2為鉆刃扇形板，通過四個扇形板將圓形軋件軋制成麻花鉆頭。其變形主要為徑向壓縮軸向延伸。</p><p>　　圖2—5 斜軋麻花鉆頭原理圖(a) 孔型示意圖(b)&l

53、t;/p><p>　　孔型斜軋與楔橫軋、仿形斜軋相比有如下特點：</p><p>　　(1).生產(chǎn)效率高 </p><p>　　仿形斜軋生產(chǎn)率最低。楔橫軋的生產(chǎn)率次之，因為楔橫軋進出料都需要占用生產(chǎn)時間，所以軋輥的轉(zhuǎn)速不可能太高?？仔托避埖纳a(chǎn)率最高。 </p><p><b>　　(2).產(chǎn)品質(zhì)量高</b></p

54、><p>　　比較這三種成形工藝的產(chǎn)品質(zhì)量，仿形斜軋的產(chǎn)品質(zhì)量最低。因為軋輥把軋件局部軋成后便離開軋件，產(chǎn)品精度較難控制。楔橫軋的產(chǎn)品質(zhì)量次之。因為它在不到一圈的孔型軋輥中成形，孔型斜軋的產(chǎn)品質(zhì)量最高。因為斜軋產(chǎn)品經(jīng)過2~3圈螺旋孔型軋制與精整，產(chǎn)品的同心度、表面光潔度、尺寸精度都能達到較高水平。精密斜軋可以達到精車水平。 </p><p>　　(3).材料利用率高</p>

55、<p>　　仿形斜軋因為要消耗一個較大的夾持料頭，材料利用率最低。楔橫軋材料的利用率只有85%一95%。因為楔橫軋每軋一個產(chǎn)品，對于以長棒料為坯料的損失一個料頭，對于以短棒料為坯料的損失兩個料頭?？仔托避埖牟牧侠寐首罡?。因為它是以長棒料作為坯料，整根料只是頭尾平均損失一個產(chǎn)品的材料，故利用率高。尤其是軋制短小的產(chǎn)品。</p><p>　　(4).軋輥形狀復(fù)雜 </p><p

56、>　　孔型斜軋軋輥形狀最復(fù)雜。一般為2~3圈變螺距、變高度的凸緣軋輥。無論設(shè)計計算、加工制造還是調(diào)整，難度都比較大。而且更換軋制品種就必須更換軋輥模具。楔橫軋軋輥形狀比仿形斜軋復(fù)雜得多，但比孔型斜軋簡單，加上它的生產(chǎn)工藝調(diào)整比孔型斜軋容易。</p><p>　　如圖2—6我們可以通過改變孔型軋制出不同的回轉(zhuǎn)體零件。如斜軋穿甲彈鋼芯、斜軋錨桿、斜軋球頭吊環(huán)和斜軋電鉆鉆體等。</p><p&

57、gt;　　圖2—6 斜軋球成形過程圖</p><p>　　圖2—7 斜軋穿甲彈鋼芯 圖2—8 斜軋錨桿</p><p>　　圖2—9 斜軋球頭吊環(huán) 圖2—10 斜軋電鉆鉆體</p><p>　　鋼球軋機齒輪機座設(shè)計</p><p><b>　　鋼球軋機</b><

58、;/p><p>　　使用鋼球軋機生產(chǎn)鋼球是制造鋼球的主要方法之一。兩輥鋼球軋機是數(shù)量最多的鋼球軋機的結(jié)構(gòu)形式。軋件在開有螺旋孔型、具有一定的送進角、同方向旋轉(zhuǎn)地一對軋輥的作用下進入變形區(qū)被軋制成球體。軋出的鋼球纖維流向理想，出現(xiàn)的極部很小并且沒有飛邊。利用鋼球軋機生產(chǎn)的鋼球主要用于球磨機或者作為滾動體的坯料使用。還可以生產(chǎn)圓柱滾子類零件的熱軋或者冷軋。</p><p>　　軋機主機包括工作機座

59、，傳動機構(gòu)和電動機三部分。傳動機構(gòu)位于電動機和工作機座之間，其作用是把電動機的轉(zhuǎn)動傳遞給工作機座中的軋輥，使其旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對金屬的軋制。傳動機構(gòu)的組成與軋機的結(jié)構(gòu)形式和工作制度有關(guān)。如圖3—1所示，大多數(shù)軋機上傳動機構(gòu)是有聯(lián)軸器、聯(lián)接器、齒輪機座和減速器組成的。這是軋機主傳動裝置的基本形式。</p><p>　　圖3—1 a—具有齒輪座的主傳動裝置；b—電動機直接傳動軋輥的主傳動裝置</p><

60、p><b>　　鋼球軋機齒輪機座</b></p><p>　　齒輪機座的作用是將電動機或者主減速機的扭矩傳遞分配給相應(yīng)的軋輥。齒輪座傳遞的扭矩較大。按照軋輥的個數(shù)，一般是由兩個或三個直徑相等的圓柱形人字齒輪在垂直面中列成一排，裝在密閉的箱體中。齒輪機座由齒輪軸、軸承和軸承座、機架和機蓋等主要部件組成。</p><p><b>　　齒輪機座箱體</

61、b></p><p>　　齒輪機座的箱體有四種形式：高立柱式、矮立柱式、水平剖分式和垂直剖分式，如圖3—2所示。</p><p>　　高立柱式的箱體拆裝比較方便，齒輪軸軸承處均另外裝設(shè)軸承座，避免軸承直接磨損箱體，但卻使整個機架的高度增加。</p><p>　　矮立柱式的箱體高度顯然比高立柱式低。由于只在齒輪軸 軸頸間才另外裝設(shè)軸承座，但當采用滾動軸承時，有可

62、能引起箱蓋磨損。</p><p>　　高立柱式和矮立柱式箱體的主要優(yōu)點是箱體的剛性和密封比較好，不容易漏油，工作穩(wěn)定性較好，較為可靠。但是這兩種箱體的重量和外形尺寸都比較大，因此制造較為困難。</p><p>　　水平剖分式的箱體，結(jié)構(gòu)比較嚴密，但齒輪軸軸頸間隔壁厚度太小，此時箱體必須采用鑄鋼材料制造。</p><p>　　垂直剖分式齒輪座，在制造時對齒輪的跑合研齒

63、較為方便，而且在防止漏油方面有一定的防護措施。</p><p>　　水平剖分式箱體和垂直剖分式箱體都屬于剖分式箱體，每個分箱體重量小，易于加工。但是由于箱體分面造成連接螺栓較多，漏油現(xiàn)象又會常常困擾我們。</p><p>　　齒輪座箱體的材料一般為高強度鑄鐵。但是水平剖分式齒輪座的箱體，由于齒輪軸軸頸間隔壁厚較小，其箱體必須用鑄鋼材料制造。</p><p>　　圖3

64、—2 齒輪座形式</p><p>　　高立柱式；b—矮立柱式；c—水平剖分式；d—垂直剖分式</p><p><b>　　齒輪機座齒輪</b></p><p>　　一般情況下齒輪機座都采用人字齒輪。人字齒輪具有承載能力高、傳動平穩(wěn)和軸向載荷小等優(yōu)點，在重型機械的傳動系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。齒輪座齒輪的幾何參數(shù)已經(jīng)存在系列標準。齒輪座的齒輪一般具有較

65、少的齒數(shù)Z，較大的模數(shù)和齒寬B。齒數(shù)Z為20~40，模數(shù)為8~45。齒的螺旋角為~。軋機主傳動系統(tǒng)中的齒輪機座在工作中傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，而齒輪機座的中心距又往往受到軋輥中心距和聯(lián)接軸傾角的限制。因此不能像一般減速器一樣，根據(jù)強度條件計算齒輪中心距。齒輪機座中心距由軋輥中心距改變時聯(lián)接軸最合適的工作條件來確定。由于齒輪座中心距受到限制，為了滿足強度要求，通常將齒輪機座中齒輪寬度做得大一些。但是齒寬過大會引起齒輪本身較大的彎曲變形，引起傳動條

66、件的惡化，故齒寬系數(shù)不宜大于2.4.根據(jù)傳遞扭矩的大小，齒輪輪齒部分的寬度與其中心距之比即齒寬系數(shù)窄型為1.6，中型的為2.0而大型的可以達到2.8。大型齒輪機座的破壞主要是由于早期點蝕、齒面剝落或塑性變形等因素導(dǎo)致。由此，需要在保證彎曲強度的條件下，齒輪的模數(shù)不宜過大，而且模數(shù)過大的齒輪不能提高齒輪的接觸強度。</p><p>　　齒輪嚙合的潤滑方式一般有兩種：一種是用側(cè)向噴嘴直接向嚙合區(qū)噴射稀油，另一種是用放

67、在齒輪軸上方的一排噴射稀油，如圖3-3所示。對于不可逆式軋機，只需要在其中一側(cè)安裝擋板。而對于可逆式軋機，需要兩側(cè)都裝上擋板。</p><p>　　圖3-3 由頂部注油的可逆式齒輪座的潤滑簡圖</p><p><b>　　齒輪機座機架</b></p><p>　　齒輪機座的機架應(yīng)保證齒輪傳動具有較好的密閉性，并且具有足夠的剛性，以保證軸承具有足

68、夠的支承。為此，應(yīng)盡可能加強機架軸承處的強度和剛度。提高機座剛度的途徑有：提高承載零件的剛度；對機座施加預(yù)應(yīng)力。</p><p><b>　　齒輪機座軸承</b></p><p>　　齒輪座軸承選擇滾動軸承或滑動軸承。滾動軸承剛性好、摩擦損耗小、維護方便，但是徑向尺寸較大。滾動軸承一般采用圓雛滾子或床面滾子軸承?；瑒虞S承的徑向尺寸小，有利于提高軸承座的強度，但是摩擦系

69、數(shù)大，在頻繁啟動和換向的工作情況下，襯瓦容易磨損，從而使齒輪嚙合條件變壞。滑動軸承的襯瓦一般采用巴氏合金。常用的材料有ChSnSb11-6h和ChPbSb16-16-2。在齒輪座徑向尺寸和轉(zhuǎn)速等條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用滾功軸承。齒輪座的齒輪和軸承通常共用一個潤滑供油系統(tǒng)，在齒輪座箱體上應(yīng)有潤滑軸承的油溝。</p><p><b>　　齒輪機座安裝</b></p><p

70、>　　齒輪座通常直接安置在基礎(chǔ)上，可以將整個底座或只靠底腳支承在基礎(chǔ)上，如圖3—4所示。當?shù)啬_螺檢間距b相同時，齒輪座的穩(wěn)定性基本相同，但是前者制造和安裝較為方便，與地基的連接也更為可靠. 為了避免人字齒在工作中齒面的受載不勻，齒輪座在安裝時，只將一根齒輪軸的一端(驅(qū)動軸的輸人端)進行軸向固定，其它端都做成軸向可以游動的。這祥，人字齒在嚙合時就能自動定位，保證了載荷在齒面分布的均勻性。</p><p>　　

71、圖3—4 齒輪座安裝形式</p><p><b>　　齒輪機座的傳動形式</b></p><p>　　如圖3-5所示，齒輪機座的傳動形式主要分為：</p><p><b>　　(1).下齒輪傳動</b></p><p>　　該種傳動方式主要應(yīng)用于二輥或四輥軋機，考慮到傳動裝置的布置形式和拆裝方便等各

72、種因素。此外，勞特式鋼板軋機也采用下齒輪傳動。</p><p>　　(2).中輥齒輪傳動</p><p>　　主要適用于三輥軋機。</p><p>　　(3).在電動機功率較大的初軋機、鋼板軋機及板坯軋機上，大多數(shù)不存在齒輪座而是以單獨的電動機分別驅(qū)動每個軋輥。</p><p>　　圖3—5 齒輪座傳動形式簡圖</p><

73、p>　　鋼球軋機齒輪機座設(shè)計計算</p><p>　　齒輪機座的幾何參數(shù)在我國已有系列標準，見表3—1.在設(shè)計齒輪機座時，應(yīng)盡量采用通用標準。根據(jù)已經(jīng)標準化的球軋機的參數(shù)進行設(shè)計。</p><p><b>　　表3—1</b></p><p><b>　　齒輪傳遞力矩T計算</b></p><p&

74、gt;　　如圖3—6所示，因為齒輪座將主減速機的扭矩傳遞分配給軋輥，其齒輪軸傳遞力矩T應(yīng)為齒輪座齒輪軸的最大傳遞力矩;又因為齒輪座齒輪軸的最大傳遞力矩不大于齒輪軸齒輪強度計算中的計算力矩M所以確定傳遞力矩T為：T=M 　　　　　　(式3—1)</p><p>　　計算結(jié)果在下文得出。</p><p>　　圖3—6 軋機傳動件圖</p><p><b>　　

75、齒輪軸強度計算</b></p><p>　　由于齒輪座齒輪直徑小、寬度大，往往與軸做成一個整體，成為齒輪軸。齒輪軸的材料，常用的有40. 45、40Cr. 32Cr2MnMo等。齒輪軸坯料在正火后應(yīng)具有以下的機械性能：：強度極限、屈服強度、伸長率、沖擊韌性。</p><p>　　(1).確定齒輪座齒輪軸齒輪強度計算力矩M</p><p>　　當已知電動機

76、功率時：M=K (式3—2)</p><p>　　式中：K—扭矩分配系數(shù)，K值為0.5~0.7.當電動機功率已知時，K取0.5；</p><p>　　—電動機的最大力矩，；</p><p>　　又有 =9550 (式3—3)</p>&

77、lt;p>　　式中：—電動機的最大功率 (根據(jù)電機的過載系數(shù)和額定功率確定)；</p><p>　　=2M=2450KW=900KW，此處取過載系數(shù)為2。</p><p>　　表3—2 Y500—4 電機參數(shù)</p><p>　　n—電動機轉(zhuǎn)數(shù)； 選用Y500—4電機時，n=1480；</p><p>　　i—

78、減速機的總傳動比； 選用IL100—7—Z減速機時，i=14.005；</p><p>　　—減速機和聯(lián)軸器的總傳動效率； 此處取0.94</p><p>　　將數(shù)據(jù)代入式3—2和式3—3中計算得：</p><p>　　M=K=0.5=0.59550=0.595509000.9414.005/1480</p><p>

79、　　M= 38226.55 </p><p>　　所以齒輪軸傳遞的力矩為：T=M= 38226.55 </p><p><b>　　圖3-7 齒輪軸</b></p><p>　　(2).按鈕轉(zhuǎn)強度條件對齒輪軸進行校核計算：</p><p>　　軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： (式3—4)</p><

80、;p>　　式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa</p><p>　　T—齒輪軸所受的扭矩，N</p><p>　　—軸的抗扭截面系數(shù)，mm</p><p>　　n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min</p><p>　　P—軸傳遞的功率，kW</p><p>　　d—計算截面處軸的直徑，mm</p><p&g

81、t;　　表3—3軸常用材料的[]及</p><p>　　將齒輪軸危險截面處的設(shè)計數(shù)據(jù)代入式3—4求得：= =38.9<40</p><p>　　即齒輪軸的設(shè)計數(shù)據(jù)符合要求。</p><p><b>　　齒輪強度計算</b></p><p>　　齒輪座齒輪的基本參數(shù)是：分度圓直徑，中心距A、模數(shù)m、齒數(shù)Z和齒寬B等。

82、這些參數(shù)可根據(jù)軋鋼機的不同型式、軋輥直徑、軋輥提升量和所傳遞力矩的大小，在齒輪座系列標準中選擇，然后再進行校核驗算。實踐經(jīng)驗表明，齒輪座齒輪破壞的形式，主要是輪齒嚙合面的損壞，而不是輪齒的折斷。因此在強度核驗時，主要是要驗算齒面的接觸強度.</p><p>　　斜齒輪傳動齒面的接觸疲勞強度應(yīng)該同時取決于大、小齒輪。實用中，斜齒輪傳動的許用接觸應(yīng)力約可取為=。</p><p>　　當>

83、1.23時，應(yīng)取=1.23。為較軟齒面的許用接觸應(yīng)力。</p><p>　　表3—4重型機械用鋼的許用接觸應(yīng)力</p><p>　　(1)．齒輪軸齒輪的齒面接觸強度計算：</p><p><b>　　齒輪軸齒輪的參數(shù)</b></p><p>　　按照齒面接觸疲勞強度進行校核需滿足</p><p>

84、<b>　　(式3—5) </b></p><p>　　式中：K—載荷系數(shù) </p><p>　　—使用系數(shù)； —動載系數(shù)；</p><p>　　—齒間載荷分配系數(shù)； —齒向載荷分配系數(shù) </p><p>　　根據(jù)球扎機的工作狀況 =1.75 =1.4

85、=1.4 =1.3 K=4.459</p><p>　　—圓周力， N == =20154.1N</p><p>　　—齒輪轉(zhuǎn)矩，Nmm = 3822655 Nmm</p><p>　　—齒輪節(jié)圓，mm = MnZ/=3310/cos29.55=379.343mm&l

86、t;/p><p>　　u —齒數(shù)比 =54/33=1.636</p><p>　　—端面重合度 =0.723+0.746=1.469</p><p>　　b—齒寬，mm 　 b=390mm</p><p>　　—區(qū)域系數(shù)

87、 =2.35</p><p>　　—彈性影響系數(shù) =161.4</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=309.59 MPa<</p><p>　　(2)．嚙合齒輪的齒面接觸強度計算：</p><p><b>　　

88、嚙合齒輪輪齒參數(shù)</b></p><p><b>　　圖3-8 嚙合齒輪</b></p><p>　　—齒輪節(jié)圓，mm = MnZ/=5410/cos29.55=620.742mm</p><p>　　—齒輪轉(zhuǎn)矩，Nmm = 3822655 Nmm</p><p>　　

89、—圓周力， N == =12316.4N</p><p>　　根據(jù)球扎機的工作狀況 =1.75 =1.4 =1.4 =1.3 K=4.459</p><p>　　—端面重合度 =0.723+0.746=1.469</p><p>　　b—齒寬，mm b=390mm</p>&

90、lt;p>　　—區(qū)域系數(shù) =2.35</p><p>　　彈性影響系數(shù) =161.4</p><p><b>　　===540MPa</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　=191.487 MPa<</p><

91、p>　　綜上校核，齒輪軸齒輪和齒輪都達到齒面接觸疲勞強度要求。</p><p>　　齒輪機座傾覆力矩計算</p><p>　　二輥軋機的齒輪座通常以連接下軋輥的齒輪軸作為驅(qū)動軸(主動軸)。驅(qū)動軸的一端從電動機(或減速機)輸人扭矩Mk經(jīng)齒輪和聯(lián)接軸分配給兩個軋輥。輸人扭矩Mk與軋制力矩Mz相等即Mk=Mz。設(shè)電動機作用在下齒輪軸上的力矩Mk為正向，則上、下軋輥反作用到齒輪軸上的力矩和和

92、，一個為正向，另一個為反向。作用在齒輪座上的傾覆力矩就是以上這些力矩的代數(shù)和。如圖3-9。</p><p><b>　　(式3—6)</b></p><p>　　如果，像簡單軋制過程那樣，電動機力矩 Mk均勻地分配給上下兩個齒輪軸(即上下軋輥)，那么=而這說明在類似簡單軋制的情況下，齒輪座的傾覆力矩等于軋制力矩Mz (或等于軋輥的驅(qū)動力矩)。</p>&

93、lt;p>　　即為：=Mz=3.2T/M</p><p>　　圖3-9二輥軋機齒輪機座傾覆力矩圖</p><p>　　此外，軋鋼機工作機座的運轉(zhuǎn)情況不同，作用在齒輪座上的傾覆力矩值也各不相同：</p><p>　　(a)假設(shè)上軋輥的聯(lián)接軸折斷后，在某段時間內(nèi)軋制還在繼續(xù)進行。這時=0，電動機的全部驅(qū)動力矩都傳給下軋輥，即=Mk，齒輪座的傾覆力矩按式3—6計算為

94、： =0 </p><p>　　(b)假定下軋輥的聯(lián)接軸折斷(=0， =Mk)，這時作用在齒輪座上的傾覆力矩就等于兩倍的軋制力矩Mz (或兩倍的驅(qū)動力矩)：=2Mz =6.4T/M </p><p>　　顯然，在事故的情況下，作用在齒輪座上的傾覆力矩要比軋鋼機工作機座上的傾

95、覆力矩大兩倍。傾覆力矩試圖使齒輪座的底腳抬離地基，而使一側(cè)的地腳螺槍承受拉力。這說明在類似簡單軋制的情況下，齒輪座的傾覆力矩幾乎等于軋制力矩Mz (或等于軋輥的驅(qū)動力矩)。 </p><p>　　齒輪機座地腳螺栓設(shè)計</p><p>　　地腳螺栓埋于混凝土中所發(fā)生的作用應(yīng)理解為金屬表面與混凝土間的粘著力和混凝土在鋼筋表面上的摩擦力，這就決定了埋置深度。地腳螺栓的長度應(yīng)根據(jù)設(shè)備底座(地腳板)

96、的厚度和埋置深度i進行確定，地腳螺栓標準配備一個墊圈和一個螺母，振動較大的設(shè)備應(yīng)加用鎖緊螺母或使用雙螺母，上端部位要露出螺母2～3個牙為宜，對于機床類設(shè)備和不振動設(shè)備及一般鋼結(jié)構(gòu)支柱固定的鉤式地腳螺栓其埋置深度薦取L=15d為宜，其余的地腳螺栓按設(shè)備和承載與受力分折，一般埋置深度為12—25d，大型設(shè)備或振動較大的設(shè)備，則必須加大倍數(shù)，增加螺栓埋置深度。</p><p><b>　　地腳螺栓的分類<

97、;/b></p><p><b>　　(1).埋置式</b></p><p>　　埋置式地腳螺栓是經(jīng)過一次澆灌或二次澆灌在混凝土基礎(chǔ)里的。這種形式的地腳螺栓根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式分為鉤式、瓜式和錨板式。</p><p>　　(a)鉤式：鉤式地腳螺栓可分為直鉤式(如圖3—10)和彎鉤式(如圖3—11)。</p><p>　　

98、圖3—10鉤式地腳螺栓結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3—11 彎鉤式地腳螺栓結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　直鉤式地腳螺栓一般用于直徑小于M20的場合。適用于固定動力載荷較輕、沖擊振動較小的輕型設(shè)備，如機床等。彎鉤式地腳螺栓現(xiàn)已規(guī)范化，大、中、小設(shè)備與振動設(shè)備應(yīng)用較普遍，在選用時各部尺寸可參照《機械設(shè)備安裝手冊》，如表3—5。</p><p>　　表3—5 直鉤和彎鉤式

99、地腳螺栓各部分結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　(b)爪式：爪式地腳螺栓比鉤式有較好的附著性和定位的垂直性。爪式地腳螺栓的結(jié)構(gòu)如圖3—12所示?？蓱?yīng)用于大中型設(shè)備和大型鋼結(jié)構(gòu)支柱上和無強烈振動的設(shè)備上，在選取時，其結(jié)構(gòu)尺寸在表3—6中查得。</p><p>　　圖3—12 爪式地腳螺栓結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　(c)錨板式：錨板式地腳螺栓比鉤式和爪式具有更好的附著性和

100、定位垂直性，對于無強烈振動和有沖擊的大、重型設(shè)備的地腳螺栓推薦采用這種結(jié)構(gòu)形式，如圖3—13所示。在選取時，其結(jié)構(gòu)尺寸在表3—6中查得：</p><p>　　圖3—13 錨板式地腳螺栓結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　表3—6爪式與錨板式地腳螺栓各部分結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>　　(2).咬附式</b></p><p>

101、;　　咬附式地腳螺栓通常稱為膨脹式地腳螺栓，目前應(yīng)用較為普遍，其工作原理就是當螺栓上提時，能使錐體頭稱脹脹管而咬附在混凝土壁上，產(chǎn)生強大的錨固力。如圖3—14所示。在選用時其結(jié)構(gòu)尺寸，螺栓鉆孔直徑和深度在表3—7中查。</p><p>　　圖3—14 咬附式(膨脹式)地腳螺栓結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　表3—7咬附式(膨脹式)地腳螺栓各部分尺寸</p><p>　　

102、(3).活動式地腳螺栓</p><p>　　活動式地腳螺栓一般應(yīng)用在有強烈振動和有沖擊載荷的大、重型設(shè)備上，如礦井提升機或鍛壓設(shè)備等，螺栓直徑都在M30以上，下部是托盤，托盤多為鑄鋼件，拆裝較方便，安裝時不用混凝土澆灌，只在基礎(chǔ)孔中撼砂充填即可，如圖3—15螺栓結(jié)構(gòu)和圖3—16托盤結(jié)構(gòu)。在選用時，其結(jié)構(gòu)尺寸在表3—8中查得?；顒拥啬_螺栓錨板的規(guī)格在選用時，其結(jié)構(gòu)尺寸在表3—9中查得：</p><

103、;p>　　表3—8活動式地腳螺栓結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　圖3—15 活動式地腳螺栓結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖3—16 活動式地腳螺栓錨板結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　表3—9 活動式地腳螺栓錨板結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　地腳螺栓連接方法的選擇</p><p>　　地腳螺栓的連接方式可以有以下4種供選擇

104、：</p><p>　　(1).松連接方式。這種螺栓在連接裝配時，螺母不需擰緊，在承受工作載荷之前，螺栓不受力。這種螺栓使用在拉桿、起重釣鉤等場合，對于錨機和絞車顯然是不合適的。</p><p>　　(2).不控制預(yù)緊力的連接方式。這種連接安裝時要預(yù)緊，但圖紙或技術(shù)資料沒有規(guī)定預(yù)緊力的數(shù)值，安裝操作控制不嚴，由于螺栓承載能力與預(yù)緊力的大小關(guān)系極大，對于重要的受力零件是不合適的。</p

105、><p>　　(3).控制預(yù)緊力的連接方式。螺栓一般選用高強度螺栓，螺栓可同時承受軸向拉力和橫向勞能力強，在起重機機構(gòu)中廣泛應(yīng)用。這種連接方式的關(guān)鍵是如何施加預(yù)緊力。</p><p>　　在GB／T16823.2—1997“螺紋緊固件緊固通則”中提出了3種擰緊方法：</p><p>　　第一種方法是扭矩法。只對緊固扭矩進行控制，操作簡便，但是，由于緊固扭矩的90％左右被

106、螺紋和和支承面所消耗．由于摩擦系數(shù)與螺栓的材料、加工精度、潤滑情況、支承面的光潔度或墊片材料等多種因素有關(guān)，因此離散度較大，預(yù)緊力控制不準。</p><p>　　第二種方法是轉(zhuǎn)角法。將螺栓與螺母相對回轉(zhuǎn)角度作為指標進行控制，該方法由于轉(zhuǎn)角的計算誤差較大轉(zhuǎn)角大小的測量也較困難。</p><p>　　第三種方法是扭矩斜率法。該方法對初始預(yù)緊力的控制和螺栓的屈服點要控制很嚴，緊固工具比較復(fù)雜。根

107、據(jù)經(jīng)驗，采用液壓拉力扳手應(yīng)是預(yù)緊力最準確操作最簡單的一種方法．其原理是先把螺栓拉伸變形(拉伸力等于預(yù)緊力)，再把螺母旋緊。</p><p>　　(4).利用止推塊或鉸制孔用螺栓連接，用止推塊或鉸制孔用螺栓來承受波浪產(chǎn)生的橫向剪力。隨著連接方法的不同．螺栓連接的安全系數(shù)相差很大，具體見表3—10，所以連接方法的確定是螺栓強度計算的前提，同時不同的連接方式對可靠性和經(jīng)濟性都至關(guān)重要。

108、 </p><p>　　表3—10螺栓連接的安全系數(shù)</p><p>　　本設(shè)計中采用彎鉤式地腳螺栓M48.</p><p><b>　　地腳螺栓螺栓設(shè)計</b></p><p><b>　　螺栓組連接結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　螺栓組連接結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目

109、的，在于確定合理的連接結(jié)合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，為了使各螺栓和連接結(jié)合面之間受力均勻，便于更好的加工和裝配。設(shè)計時，應(yīng)該注意以下幾方面的問題：</p><p>　　(1).連接結(jié)合面的形狀一般設(shè)計成較簡單的幾何形狀，如軸對稱，可選擇圓形、環(huán)形、矩形、三角形、框形等等。這些幾何形狀不但便于加工和裝配，而且便于對稱布置螺栓，以此可以使螺栓組的對稱中心和連接結(jié)合面的形心重合，進而確保連接結(jié)合面的受力比較均勻。&

110、lt;/p><p>　　(2).螺栓的布置應(yīng)該使得各螺栓的受力合理。對于鉸制孔用螺栓連接，不要在平行于工作載荷的方向上成排的布置8個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均。當螺栓連接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)該使螺栓的位置適當靠近連接結(jié)合面的邊緣，由此來減小螺栓的受力。如果同時承受較大的軸向載荷和橫向載荷，應(yīng)使用銷、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷，以減小螺栓的預(yù)緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　(3).

111、螺栓的排列應(yīng)該有合理的邊距、間距。布置螺栓時，各螺栓軸線間以及螺栓軸線和體壁間的最小距離，應(yīng)該根據(jù)扳手等所需活動空間的大小決定。</p><p>　　(4).分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目應(yīng)該取成偶數(shù)：4、6、8等。這樣使得在圓周上鉆孔的分度和畫線更為方便。</p><p>　　(5).避免螺栓承受附加的彎曲載荷。除了要在結(jié)構(gòu)上設(shè)法保證載荷不偏心外，還要在工藝上確保被連接件、螺栓的支撐面平整。

112、并且應(yīng)該使得與螺栓軸線相垂直。在鑄造、鍛造等粗糙零件表面上安裝時，應(yīng)該制造出沉頭座或者凸臺。當支撐面為傾斜表面時，應(yīng)該采用斜面墊圈或者球面墊圈。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計中地腳螺栓的布置形式如圖3—17所示，符合螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。</p><p><b>　　圖3-17</b></p><p><b>　　地腳螺栓組設(shè)

113、計計算</b></p><p>　　圖3—18 受傾覆力矩的螺栓組連接</p><p>　　螺栓組連接傾覆螺栓組中螺栓所受的最大工作載荷為：</p><p><b>　　(式3—7)</b></p><p>　　式中：Z—總的螺栓個數(shù)</p><p>　　—個螺栓軸線到底板軸線O—O的