裝卸用帶式輸送機設計說明書

1、- PAGE 53 - 裝卸用帶式輸送機設計摘要帶式輸送機(belt conveyer)由驅動裝置拉緊裝置輸送帶中部構架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶

2、式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。 本文通過對裝卸用帶式輸送機的設計分析，深入探討了帶式輸送機的結構、工作原理以及特點，通過了解國內外的帶式輸送機的的現狀，進一步完善了該產品。關鍵詞：帶傳動；液壓傳動系統(tǒng)；結構設計；校核； AbstractConveyor (belt conveyer) drive from the central conveyor belt tensioning device structure and composition of conveyor idlers and bearing components as traction for delivery of mat

3、erials or goods into pieces. Is a friction drive belt conveyor to transport materials for the machinery. Applications it can be the delivery of certain materials online, from the initial feed point to the final discharge point of a material between the transmission process. It can be broken, scatter

4、ed and transport materials can also be conducted into the delivery of items. In addition to purely material handling, but also with the industrial enterprises in the production process in matching the requirements of the process, the formation of assembly-line rhythmic transport. Therefore, the mode

5、rnization of the belt conveyor is widely used in various industrial enterprises. Underground tunnel in the mine, mine ground transportation systems, open pit mining and mineral processing plant in the field, the wider use of belt conveyors. It used to tilt the level of transport or transport. Based

6、on the handling by belt conveyor design analysis, in-depth exploration into the structure of belt conveyor, the working principle and the characteristics of the belt conveyor at home and abroad through an understanding of the status quo, to further improve the product. Keywords: belt drive, hydrauli

7、c drive system, structural design, more nuclear, reducer, motor目 錄引言4第一章 帶式輸送機的簡介51.1 帶式輸送機的組成及其優(yōu)勢51.2關于帶式輸送機效率的計算問題6第二章 傳動鏈設計 72.1 傳動方案的確定以及電動機的選擇 722帶傳動部分設計8第三章 液壓傳動部分設計1231減速器的選擇 1232技術參數1233負載特性分析123.4液壓系統(tǒng)方案設計（液壓系統(tǒng)圖的擬訂）133.5組成元件的設計選用1436液壓系統(tǒng)性能估算21結論26參考文獻 27謝辭28附錄1 外文翻譯29(原文,譯文)附錄2 裝配圖以及零件圖需要全套圖

8、紙資料聯系QQ：1047713170引言帶式輸送機廣泛地應用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門，是因為它具有輸送量大、結構簡單、維修方便、成本低、通用性強等優(yōu)點。帶式輸送機還應用于建材、電力、輕工、糧食、港口、船舶等部門。通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小(約為刮板輸送機的13-15)，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高。這些均有利于降低生產成本。帶式輸送機的輸送線路適應性強又靈活。線路長度根據需要而定短則幾米，長可達10km以上?？梢园惭b在小型隧道內，也可以架設在地

9、面交通混亂和危險地區(qū)的上空。根據工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當同時在幾個點向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉下的輸送機)或沿帶式輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。下面對帶式輸送機及裝卸用帶式輸送機作一個簡要的介紹。第一章 帶式輸送機的簡介11帶式輸送機的組成及其優(yōu)勢通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。輸送帶常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。 橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度-1540C之間。物料溫度不超過50C。向上輸送散粒料的傾角1224。對于大傾角輸

10、送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點，但對于氣候的適應性差，易打滑和老化。帶寬是帶式輸送機的主要技術參數。托輥分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210230）、雙滾筒（包角達350）和多滾筒（用于大功率）等。有槽形托輥、平形托輥、調心托輥、緩沖托輥。槽形托輥（由25個輥子組成）支承承載分支，用以輸送散粒物料；調心托輥用以調整帶的橫向位置，避免跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對帶的沖擊。滾筒分驅動滾筒和改向滾筒。驅動滾筒是傳遞動力的主要部件。分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210230）、雙滾筒（包角達350）和多滾筒（用于大功率）等。張緊裝置其作用是使輸送帶達到必要的張力，以免在驅動滾筒上

11、打滑，并使輸送帶在托輥間的撓度保證在規(guī)定范圍內。帶式輸送機的技術優(yōu)勢：首先是它運行可靠。在許多需要連續(xù)運行的重要的生產單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小(約為刮板輸送機的13-15)，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高。這些均有利于降低生產成本。帶式輸送機的輸送線路適應性強又靈活。線路長度根據需要而定短則幾米，長可達10km以上?？梢园惭b在小型隧道內，也可以架設在地面交通混亂和危險地區(qū)的上

12、空。根據工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當同時在幾個點向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉下的輸送機)或沿帶式輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。帶式輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送帶長度方向的任一點卸料。12關于帶式輸送機效率的計算問題1 傳動鏈的效率計算在帶式輸送機的驅動功率計算中，效率系數選擇不當，則使帶式輸送機功率計算結果與實際所需功率相差較大，造成設備配置上的不合理、能源的浪費和

13、增加不必要的設備投資。帶式輸送機傳動鏈總效率應包括電動機軸和傳動滾筒軸之間全部傳動環(huán)節(jié)的效率。為了便于說明問題和進一步地分析研究，采用傳動鏈效率的計算及其相關系數的選取又與帶式輸送機的驅動方式密切相關。帶式輸送機的驅動部分，主要由電動機、減速機構和傳動滾筒等組成。電動機可分為單電機和多電機驅動。傳動滾筒分為單滾筒、雙滾筒和多滾筒傳動。帶式輸送機的驅動方式主要有以下幾種：a)鼠籠電動機、剛性聯軸器和減速器；b)繞線電動機、剛性聯軸器和減速器：c)鼠籠電動機、CST或BOSS軟起動裝置和減速器；d)鼠籠電動機、液力耦合器和減速器。其中，前3種驅動連接方式為剛性連接，后者為柔性連接。2 影響效率因素

14、的分析目前，在我國出版的設計手冊、標準和有關文獻中，計算帶式輸送機功率時，效率的計算方法和系數選取有些差異，特別在多機驅動情況下與國外相比差別較大。帶式輸送機國家標準GBT 17119、德國DIN和國際標準ISO中，效率的概念和系數的選取基本一致。在國標GBT 171 19中，電動機輸出軸前傳動鏈的效率規(guī)定為085-095；在DT 11型帶式輸送機設計選用手冊中，規(guī)定一般為078095。但在實際應用中，不少的帶式輸送機功率計算，尤其是在多機驅動時采用的效率通常低于上述值，計算裝機功率偏大。其中很重要原因之一，就是對電動機輸出軸前傳動鏈的效率理解和認識不同造成的，主要在效率的計算和確定應該包括哪

15、些效率損失及具體數值的合理選取上。偏差主要表現在電壓降和多機驅動的不平衡系數選取上。電壓降的影響國家標準GB 50052-95供配電系統(tǒng)設計規(guī)范第404條規(guī)定“正常運行情況下，用電設備端子處電壓偏差允許值(以額定電壓的百分數表示)，電動機為5”。國家標準GB 75581電機基本技術要求第41條規(guī)定“電動機當電源電壓(如為交流電源時，頻率為額定)與額定值的偏差不超過5時，輸出功率仍能維持額定值”。上述國家標準說明，我國供配電要求和電動機質量都能保證電動機在電壓偏差不超過5時保持輸出的額定功率不變。因此，帶式輸送機驅動功率計算時，不應再考慮電壓降的影響因素。第二章 傳動鏈設計21傳動方案的確定以及

16、電動機的選擇一、電動機的型號為Y180L-8額定功率KW轉速r.min-1電流A效率%功率因數%額定電流A額定轉矩躁聲db轉動慣量kg.m2凈重kg同步轉速r/min11730251865077617720.203200750二、傳動比的分配：因為帶速最終為4m/min，且選取傳動比為25的減速器，所以i2=25= =100m/min=604.44m/min =4.14三、運動簡圖：22帶傳動部分設計一、基礎設計部分選擇帶的種類：普通V帶設計功率： -傳遞功率/KW -工況系數 為已知11KW帶式輸送機（不均勻載荷）載荷變動?。幻刻旃ぷ?6個小時取1.3 =1.311KW=14.3KW選定帶型

17、 =730r/min -小帶輪轉速決定帶輪直徑：機械傳動設計手冊表7.1-26查得選 普通V 帶 槽型為C 最小基準直徑為200表7.1-24查得基準直徑=200 外徑=209.6 小帶輪的基準直徑=200mm=819.72 取800mm 外徑為809.6 取0.01決定軸間距a =956.05基本額定功率1）單根V帶傳遞的基本額定功率P1查表7.1-17e得=3.80KW2)傳動比i1的額定功率增量=0.62KW決定帶的根數、決定帶的寬度（截面積）1）V帶的根數 -小帶輪包角修正系數 -帶長修正系數小帶輪包角 查表7.1-14取=0.91 查表7.1-15取=0.97Z=2.85532）單根

18、V帶的預緊力 m-V帶每米長的質量（kg/m） 查7.1-16 m=0.33kg/mv-帶速取20m/s=340.214N3)作用在軸上的力=1940帶傳動的效率查表7.1-6 普通V帶 簾布結構87%-92% 線繩結構92%-96%二、V帶設計1、普通V帶（基準寬度制）的尺寸規(guī)格（mm）（GB/T 11544-1997）=19.0 b=22 h=14 =所選普通V帶的標記為 C 1950 GB/T 11544-19972、V帶傳動的額定功率計算公式為式中 -包角修正數 -小帶輪接觸弧包角， -基本額定功率，KW -傳動比的附加功率值，KW -帶長的附加功率值，KW -小帶輪節(jié)徑，mm -小帶

19、輪的角速度， -帶的實際長度，mm -帶的特定長度，mm，和應采用基準長度或節(jié)線長度 S-或的大值 -傳動比 在實際應用中，包角為180度、特定的長度，載荷平穩(wěn)條件下的基本額定功率=3.8KW，傳動比的附加功率值=0，則采用帶長修正系數來加以考慮V帶傳動的額定功率=4.68KW三、V帶輪帶輪的材料為HT200帶輪的基準直徑=200mm，外徑=209.6mm（查表7.1-24）V帶輪（基準寬度制）輪緣尺寸（GB/T 10412-2002 GB/T 13575.1-1992）基準寬度19.0基準線上槽深4.8槽間距e25.50.5槽邊距16最小輪緣厚10帶輪寬B外徑輪槽角輪槽角極限偏差相應的基準直

20、徑或Z輪槽數基準線下槽深143根據帶輪的基準直徑查表7.1-30 孔徑取55選擇實心輪 帶輪的技術要求：（1）鑄造帶輪的輪槽工作面不應有砂眼、氣孔，輻極、輪輻及輪轂不應有縮孔和較大的凹陷。（2）輪槽工作面的表面粗糙度不得超過，輪緣和軸孔端面不得超過，輪槽的棱邊要倒圓或倒鈍（3）帶輪基準直徑、有效直徑的偏差可取b11、b12（、500mm時）外徑偏差可取h11或h12；轂孔偏差取H8或H9（4）同一帶輪任意兩輪槽的有效直徑差為0.6mm（5）帶輪輪槽間距e的累積偏差應小于1.0mm。第三章 液壓傳動部分設計31減速器的選擇 機械設計手冊第四版 第4卷 中選擇代號為 ZSY 160-25-I JB

21、/T 8853-1999 的標準減速器。32技術參數欲設計制造一臺裝卸用帶式輸送機，其升降部分擬采用液壓缸驅動，液壓與電氣配合實現傳送帶的升高停止下降停止過程。 技術參數：負載KN 啟動制動時間0.2s 升高、下降速度0.1m/s 33負載特性分析動力參數分析啟動 -外負載 -法向力 -外負載與支撐面間的靜摩擦因數 -粘性阻尼系數-運動部件的速度 -彈性元件的剛度 -彈性元件的線位移即加速 -外負載與支撐面間的動摩擦因數 -運動部件的速度變化量 -運動部件的質量 -粘性阻尼系數 -加速或減速時間，一般機械 -回油背壓阻力，為背壓壓力鋼管取內徑80 外徑85 壁厚2.5 m約為10KG即勻速 即

22、制動 即 3.4液壓系統(tǒng)方案設計（液壓系統(tǒng)圖的擬訂）3.5組成元件的設計選用液壓缸的設計計算1、主要尺寸的確定缸筒內徑D 根據負載大小和選定的工作壓力或運動速度和輸入流量，再從GB/T2348-2001標準中選取相近尺寸加以圓整 取D=100活塞桿直徑d 按工作時受力情況來決定，如表所示。對單桿活塞缸d值也可由D和來決定。按GB/T2348-2001標準進行圓整。行業(yè)標準 JB/T 7939-1999 規(guī)定了單桿活塞液壓缸兩腔面積比的標準系列。活塞受力情況受拉伸受壓縮，工作壓力/MP5活塞桿直徑d缸筒長度 由最大工作行程決定2、強度較核： 對于液壓缸的缸筒壁厚、活塞桿直徑d和缸蓋處固定螺釘的直

23、徑，在高壓系統(tǒng)中，必須進行強度較核。缸筒壁厚在中、低壓液壓系統(tǒng)中，缸筒壁厚往往由結構工藝要求決定，一般不要較核。在高壓系統(tǒng)中，須按下列情況進行較核。當時為壁厚，可按下式較核式中 -缸筒內徑； -實驗壓力，當缸的額定壓力時，取；，取；-缸筒材料的許用應力，為材料抗拉強度，為安全系數，一般取當時為壁厚，應按下式進行較核活塞桿直徑d的較核式中 -活塞桿上的作用力 -活塞桿材料的許用應力，缸蓋固定螺栓的較核式中 -液壓缸負載 -螺紋擰緊系數， -固定螺栓個數 -螺栓材料許用應力，3、穩(wěn)定性較核： 活塞桿受軸向壓縮負載時，其值F超過某一臨界值，就會失去穩(wěn)定。活塞桿穩(wěn)定性按下式進行較核。 式中 -安全系數

24、，一般取當活塞桿的長細比時 當活塞桿的長細比時，且時則 式中 -安裝長度，其值與安裝方式有關 -活塞桿橫截面最小回轉半徑， -柔性系數 -由液壓缸支撐方式決定的末端系數 -活塞桿材料的彈性模量，對鋼，可取 -活塞桿橫截面慣性矩 -活塞桿橫截面積 -由材料強度決定的實驗值 -系數4、液壓缸的緩沖計算： 液壓缸的緩沖計算主要是估計緩沖時缸內出現的最大沖擊壓力，以便較核缸筒強度，另外還應較核制動距離是否符合要求。 液壓缸緩沖時，背壓腔內產生的液壓能和工作部件產生的機械能分別為 式中 -緩沖腔中的平均緩沖壓力 -高壓腔中的油液壓力 、-緩沖腔、高壓腔的有效工作面積 -緩沖行程長度 -工作部件質量 -工

25、作部件運動速度 -摩擦力根據計算選擇標準液壓缸 型號為 HSGE-100/70H-1 6 1 2-120060液壓缸的技術參數如下表缸徑速度比活塞桿直徑額定工作壓力推力拉力最大行程100mm70mm16125660N64090N1200mm液壓泵的確定確定液壓泵的最大工作壓力-液壓執(zhí)行元件工作腔的最大工作壓力-從液壓泵出口到液壓執(zhí)行元件入口處的總管路損失 當管路簡單或有節(jié)流閥調速時取 取得確定液壓泵的流量 單個液壓泵和單個液壓執(zhí)行元件的系統(tǒng) -液壓泵的流量 -考慮系統(tǒng)泄露和溢流閥保持最小溢流量的系數 取1.2-液壓執(zhí)行元件所需最大流量 選擇型號為 CB- 的外嚙合齒輪泵其技術參數如下表排量額定

26、壓力最高壓力額定轉速2000r/min最高轉速3000r/min容積效率生產廠榆次液壓件廠3、液壓泵的驅動功率式中 -液壓泵的額定壓力， -液壓泵的額定流量， -液壓泵的總效率 -轉換系數 -液壓泵實際使用的最大工作壓力， 取，n為2000 -排量 n-額定轉速 = 查機械設計手冊 表17-5-3 取85%選擇型號為Y315S-2 的電動機其技術參數如下表額定功率110KW轉速2980r/min電流204A同步轉速3000r/min效率93%功率因數0.90額定電流7.0額定轉矩1.8噪聲102dB轉動慣量1.18凈重980kg技術參數380V 50HZ液控單向閥型號 S L 15 G A 2

27、 30/2其技術規(guī)格如下X口控制容積8.7Y口控制容積7.7液流方向A至B自由流通工作壓力控制壓力液壓油礦物油、磷酸酯液油溫范圍粘度范圍重量45生產廠天津液壓件一廠順序閥型號 H-T-06-M-4-22其技術規(guī)格如下表通徑/mm最大工作壓力最大流量重量202112562三位四通電磁換向閥型號 4 WE 5 E 5/ A W220-50 N Z5 B08二位二通電磁換向閥型號 2 2 -H-Z LH三位四通換向閥（O型機能）型號 WH 10 H E NG16/0 6 A W220-50 N蓄能器型號 NXQ1-L4/10 F R郵箱的設計與計算郵箱的有效容積-液壓泵的額定流量 單位L/min-與

28、壓力有關的經驗數據 取7V=36.18L/min6液壓系統(tǒng)性能估算一、系統(tǒng)壓力損失驗算 液壓系統(tǒng)壓力損失包括管道內的沿程損失和局部損失以及閥類元件的局部損失三項。計算系統(tǒng)壓力損失時，不同的工作階段要分開來計算。回油路上的壓力損失要折算到進油路上去。因此，某一工作階段液壓系統(tǒng)總的壓力損失為式中-系統(tǒng)進油路的總壓力損失，即-進油路總的沿程損失；-進油路總的局部損失-進油路上閥的總損失，即-閥的額定壓力損失，由產品樣本中查到；-閥的額定流量-通過閥的實際流量-系統(tǒng)回油路的總壓力損失，即-回油路總的沿程損失；-回油路總的局部損失；-回油路上閥的總損失，計算方法同進油路；-液壓缸進油腔有效工作面積-液壓

29、缸回油腔有效工作面積 由此得出液壓系統(tǒng)的調整壓力（即泵的出口壓力）應為 式中 -液壓缸工作壓力二、系統(tǒng)總效率估算液壓系統(tǒng)的總效率與液壓泵的效率、回路效率及液壓執(zhí)行元件的效率有關，其計算式為其中，各種類型的液壓泵及液壓馬達的效率可查閱有關手冊得到，回路效率按下式計算 式中-同時動作的液壓執(zhí)行元件的工作壓力與輸入流量乘積之總和； -同時供液的液壓泵的工作壓力與輸出流量乘積之總和； 系統(tǒng)在一個工作循環(huán)周期內的平均回路效率由下式確定 式中 -各個工作階段的回路效率； -各個工作階段的持續(xù)時間； T-整個工作循環(huán)的周期。三、系統(tǒng)發(fā)熱與溫升估算： 液壓系統(tǒng)的各種能量損失都將轉化為熱量，使系統(tǒng)工作溫度升高，

30、從而產生一系列不利影響。系統(tǒng)中的發(fā)熱功率主要來自于液壓泵、液壓執(zhí)行元件和溢流閥等的功率損失。管路的功率損失一般較小，通?？梢院雎圆挥?。系統(tǒng)的發(fā)熱功率計算方法之一液壓泵的功率損失式中-液壓泵的輸入功率 -液壓泵的總效率液壓執(zhí)行元件的功率損失式中 -液壓執(zhí)行元件的輸入功率 -液壓執(zhí)行元件的總效率溢流閥的功率損失 式中 -溢流閥的調定壓力 -溢流閥的溢流量系統(tǒng)的總發(fā)熱功率 系統(tǒng)的發(fā)熱功率計算方法二對于回路復雜的系統(tǒng)，功率損失的環(huán)節(jié)很多，按照上述方法計算較煩瑣，系統(tǒng)的總發(fā)熱功率通常采用以下簡化方法進行估算。 或 式中 -液壓泵的輸入功率 -液壓執(zhí)行元件的有效功率 -液壓泵的效率 -液壓回路的效率 -液

31、壓執(zhí)行元件的效率 -液壓系統(tǒng)的總效率系統(tǒng)的散熱功率液壓系統(tǒng)中產生熱量，一部分使工作介質的溫度升高；一部分冷卻表面散發(fā)到周圍空氣中去。因管道的散熱量與其發(fā)熱量基本持平。所以，一般認為系統(tǒng)產生的熱量全部由郵箱表面散發(fā)。因此，系統(tǒng)的散熱功率可由下式計算 式中 -系統(tǒng)的散熱功率，單位為KW； -油箱散熱系數，單位為油箱散熱面積，單位 -系統(tǒng)中工作介質的溫度， -環(huán)境溫度，單位系統(tǒng)的溫升當系統(tǒng)的發(fā)熱功率 等于系統(tǒng)的散熱功率時，即達到熱平衡。此時，系統(tǒng)的溫升為 式中符號意義同前，散熱面積計算計算油箱散熱面積 當油箱三個邊的尺寸比例在1：1：1到1：2：3之間、液面高度為油箱高度的80%、且油箱通風狀況良好

32、時，油箱散熱面積A（單位為）還可用下列估算 式中 -油箱有效面積，單位為當系統(tǒng)需要設置冷卻裝置時，冷卻器的散熱面積（單位為）按下式計算 式中 -冷卻器的散熱系數，單位為 -平均溫升，單位為， -工作介質進口溫度，單位 -工作介質出口溫度，單位為 -冷卻水（或風）的進口溫度，單位為 -冷卻水（或風）的出口溫度，單位為結論國內帶式輸送機技術的現狀我國生產制造的帶式輸送機的品種、類型較多。帶式輸送機的技術水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產呂開發(fā)都取得了很大的進步。設計帶式輸送機的過程要注意從實際出發(fā)，帶式輸送機常用驅動方式的選擇、托輥間距的選擇、都需要較為細致的

33、研究設計計算，同時還要注意帶式輸送機的安裝運行實踐。參考文獻1 王昆，何小柏，汪信遠.機械設計課程設計M.高等教育出版社,20052 濮良貴，紀名剛.機械設計M.高等教育出版,20063 王文斌等.機械設計手冊3M.機械工業(yè)出版社,20044 王鐵,趙富強,李光輝.手動變速器建模實例教程-Pro/ENGINEER野火版M.機械工業(yè)出版社,20075 劉朝儒，彭福蔭，高治一.機械制圖M.高等教育出版社,20046 冷紀桐,趙軍,張婭.有限元技術基礎M.化學工業(yè)出版社,20077 成大先. 機械設計手冊第三版M. 化學工業(yè)出版社,20078 Wynne H,Irene M.Current rese

34、arch in the conceptual design of mechanical products.Comouter-Aided Design,1998,30(7):377-3899 Lohse Jerry, Rueter Henry, Biolsi Kevin etc Classifying Visual Knowledge Representaton: A Foundation for Visualization Research Visualizalization, 1999,20(2):217-22610 F. CUNLIFFF. Dynalnic Tooth Loads in

35、Epicyclic Gear.Journal of Transactions of JSME.1986. 28(5):196-215謝辭本論文是在老師的悉心指導和熱情關懷下完成的，從課題的選定到課題的完成無一不滲透著老師的心血和關懷。在設計的過程中老師給了我很多的指導，使我對設計的選題和思路有了更加深刻的體會，也使得我的設計得以順利完成，感謝老師給予的幫助。老師嚴謹的治學態(tài)度、淵博的專業(yè)知識、勤奮務實的工作作風，令學生受益匪淺，值此論文完成之際，首先向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意！同時感謝曾經教育和幫助我的所有老師，感謝所有給予本文真誠意見和建議的朋友們。最后向所有關心和幫助過作者的老師、同

36、學、朋友們表示誠摯的謝意!并感謝我的父母、家人，是他們多年以來無私地奉獻、鼓勵和支持，才能使作者順利完成學業(yè)!附錄一Prediction of shape defects during cooling of hot rolled low carbon steel stripRColas,L.A.Leduc and M.A.Neri Shape defects are found in hot rolled steel strip when unwrapping tightly wound coils.This problem is particularly acute in thin stri

37、ps that were considered to be defect free while processing.A model developed to predict the occurrence and magnitude of such defects in hot rolled low carbon steel strip is described in the present paper.The model assumes that the strip is free of shape defects as it exits the last stand of a contin

38、uous mill,but,as a result of processing conditions,thermal and microstructural gradients are present across the width of the strip.It is considered that the variation of ferrite ande austenite mixture is caused by the chemical composition of the variation of ferrite and austenite mixture is caused b

39、y the chemical composition of the steel ande the actual temperature of the strip.On cooling to room temperature,the distribution of both temperature and microstructure will cause variation in the local contraction that the steel is subjected to,and will promote shape defects.IntroductionAttributes r

40、elated to the dimensional quality of rolled strip are of paramount importance in commercial sectors that make direct use of this product for transformation into manufactured goods.Moreover,the dimensional quality of hot rolled steel strip can be critical to avoid delay,or damaging equipment,when for

41、ming in downstream operations.Among the most typical,defects in hot or cold rolled steel strip are those associated with shape or flatness,which are characterised by waves or undulations present at any position within the width of the strip.1-3It is normal practice to assume that such undulations ar

42、ise from differences in elongatio,at various portions of the strip,originating from a change in profile of the cross-sectional area of the rolled piece during a given deformation pass.Is it known that the rolling of flat products proceeds under plane strain conditions,and therefore changes in profil

43、e of the cross-sectional area cannot be compensated by lateral shift of the material,but by longitudinal flow.1-4 Shape defects are more pronounced in strips of thin cross-sectional area,an effect that is associated with the readiness of bending a thinner cross-section5 according to where PC is the

44、force required to buckle the strip ,E is Youngs modulus,L is the length of the strip and It is the moment of inertia of the cross-sectional area5 given by where w and t are the width and the thickness of the strip,respectively (subscript t indicates that the moment is computed along this direction).

45、Equation (1) implies that the force required to bend a strip of a given width and length will be strongly reduced as the thickness diminishes. A factor that can increase the tendency for the development of flatness defects in hot rolled steel strip is the variation of temperature across the width at

46、 the end of rolling;this is caused by differences in contraction of various portions of the material,i.e colder regions will contract to a lesser extent than those that are hotter.Further variation in contraction will be expected to occur when the microstructure of the strip at the end of rolling ex

47、hibits a gradient of mixtures of ferrite and austenite.The aim of the present work was to develop a model that can be used to predict the occurrence and magnitude of shape defects in low carbon steel strips as a function of thermal and multiphase gradients present at the end of hot rolling and vario

48、us dimensional parameters.Modelling The model developed assumes that the transformaion from austenite to ferrite occurs under conditions of equilibrium,neglecting the effects that deformation or cooling rate exert on the critical temperatures of transformation.Such temperatures are assumed to 1 Dila

49、tation data used to compute contraction of austenite and mixtures of austenite and ferrite: data modified from Refs.7and 8depend solely on the chemical composition of the steel6 (3a) (3b)where A1 and A3 arethe temperatures of equilibrium for the start and end of transformation from ferrite to susten

50、ite ,respectively;the amounts of carbon and manganese are expressed as wt-%.The contraction of a particular region of the strip can be computed using dilatation data,7,8such as those presented in Fig.1.Heat transfer conditions during hot rolling are responsible for a sharp drop in temperature toward

51、s the edge of the strip.9-11It can be considered that if the temperature gradient within the strip at the exit of the last stand varies from above A1 at the centre to a temperature below A1 at the edge,the microstructure will vary from pure austenite at the centre to a mixture of sustenite and ferri

52、te towards the edge.The final length of the strip will depend on the contraction of the phases present within the material,and can be calculated from data such as those shown in Fig.1.The model divides half the width of the strip into 50 sections of size ,as it is assumed that conditions during roll

53、ing,and after it,are symmetrical.Sectioning is done to assign a thermal gradient within the strip,and from it compute the distribution of ferrite and austenite,as well as allow for changes in thickness across the width (crowning).The force F that is caused by contraction can be calculated from (4)wh

54、ere A and l are individual values of the cross-sectional area and the final length of a given section of the strip,respectively,and is the average length of the strip.The cross-sectional area is computed from the section of width and the local value of thickness owing to crowning.The magnitude of th

55、e undulations, in I units,can be calculated from (5)where is the difference between the critical load for2 Temperature distribution across width of 1.5mm thickness stripbuckling,equation(1),and that due to contracion,equation(4) （6）ResultsThe model can be used to evaluate the changes that may occur

56、as different parameters vary during rolling.Figure 2 shows the temperature distribution across half the width of a 1.5mm thickness strip manufactured from a 0.05%C,and 0.03%Mn steel at the exit point of a continuous six stand rolling mill described elsewhere.It can be appreciated that the temperatur

57、e at the centre of the strip is 30K above that at the edge(920 and 890。C,respectively).Figure 3 shows the expected variation in contraction that will be expected as a function of the thermal gradient illustrated in Fig.2.As result of this distribution,it is expected that the material at the edge of

58、the mill will contract to a lesser extent than that at the centre,i.e.the sections located towards the edge will be longer at room temperature.Shape defects can be computed after assuming a given crown in the strip,defined in the present case as the difference in thickness at the centre and at 40mm

59、from the edge of the strip.Figure 4 shows the case of a 25 parabolic crown3 Expected contraction of strip owing to temperature distribution shown in Fig.24 Profile of strip with parabolic crown of 25 Variation of the force due to contracion,as computed from equation (4),and the critical load for buc

60、kling,equation(1),for the case of the 1.5mm thickness strip illustrated in Fig.5a.It can be considered that shape defects will occur only when ,equation(6),is negative.The magnitude of shape defects in I units ,equation(5),for this particular case is shown in Fig.5b,and corresponds to a strip with w