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遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
分鋼機(jī)的設(shè)計(jì)
摘要
國(guó)內(nèi)軋鋼車間使用的分鋼機(jī)構(gòu)目前大都存在一些不足,簡(jiǎn)單的對(duì)引進(jìn)分鋼機(jī)構(gòu)進(jìn)行介紹,尤其是對(duì)引進(jìn)分鋼機(jī)的系統(tǒng)工作原理及構(gòu)造展開研究,把國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)和引進(jìn)分鋼機(jī)展開對(duì)比,對(duì)比出影響當(dāng)今軋鋼廠生產(chǎn)效率的原因,從而符合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)變化的需求,減少分鋼機(jī)鋼機(jī)存在一些缺點(diǎn)，避免設(shè)備事故及人身安全隱患。分鋼機(jī)應(yīng)用在冶金行業(yè)上，是連續(xù)性生產(chǎn)線上重要的機(jī)械設(shè)備，分鋼機(jī)構(gòu)是軋鋼廠的重要輔助設(shè)備，可以減少人工，從而減少費(fèi)用，而且提高了效率，是我國(guó)軋鋼廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要一環(huán)節(jié)，分鋼機(jī)的作用是將上一步的成捆的線材和型鋼一個(gè)一個(gè)的分開，讓后放入輥道上進(jìn)行下一步的處理，從入爐輥道送進(jìn)加熱爐，分鋼機(jī)構(gòu)主要由分鋼機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)兩部分組成，分鋼機(jī)主要實(shí)現(xiàn)了將鋼坯分開和將鋼坯移動(dòng)到下一步工序的作用，分鋼機(jī)應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，發(fā)展推廣潛力巨大。此次分鋼機(jī)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用了很多機(jī)械方面的專業(yè)知識(shí)，如：材料力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等材料，本論文包括分鋼機(jī)的分鋼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，電機(jī)的選擇，軸減速器等的選擇與校核等。最終設(shè)計(jì)的分鋼機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)分鋼的要求，保證鋼坯表面不被劃傷，光滑，沖擊小，延長(zhǎng)使用壽命，軸承等零件的潤(rùn)滑等。隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)朝著自動(dòng)化水平發(fā)展,分鋼機(jī)的研究是非常重要的。
關(guān)鍵詞：分鋼機(jī) 分鋼機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)裝置
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遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
目錄
1 緒論...................................................................................................................6
1.1 課題的選題背景及目的.............................................................................6
1.2國(guó)內(nèi)外分剛機(jī)的分析與比較......................................................................6
1.2.1國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)的介紹....................................................................................6
1.2.2國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)的缺點(diǎn)....................................................................................8
1.2.3國(guó)外引進(jìn)分鋼機(jī)系統(tǒng)介紹..........................................................................8
1.3分鋼機(jī)的發(fā)展趨勢(shì).....................................................................................10
1.4課題的研究方法與內(nèi)容.............................................................................10
2總體設(shè)計(jì)方案的選擇與論證....................................................................10
2.1設(shè)計(jì)參數(shù).....................................................................................................10
2.2分鋼機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).........................................................................................11
2.2.1 挑桿機(jī)構(gòu)的設(shè)........................................................................................11
2.2.2曲軸連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)..............................................................................11
2.2.3平衡重的設(shè)計(jì).........................................................................................12
2.3行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)........................................................................................13
2.3.1傳動(dòng)方案的選擇......................................................................................13
2.3.2車輪與軌道形式的選擇............................................................................14
2.3.3車輪的支撐裝置的選擇............................................................................15
3 行走機(jī)構(gòu)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...................................................................17
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇與校核.................................................................................17
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遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
3.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇..........................................................................................17
3.1.2電動(dòng)機(jī)的校核..........................................................................................18
3.2減速器的選擇與校核.................................................................................20
3.2.1減速器的選擇..........................................................................................20
3.2.2減速器的校核..........................................................................................21
4分鋼機(jī)構(gòu)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...................................................................22
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇.............................................................................................22
4.2二減速器的選擇與校核.............................................................................23
4.2.1減速器的選擇.........................................................................................23
4.2.2減速器的熱功率校核...............................................................................24
4.3平衡重質(zhì)量的計(jì)算....................................................................................25
5 主要零部件的選擇與校核.......................................................................27
5.1軸的校核.....................................................................................................27
5.1.1 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的度...................................................................27
5.1.2確校核軸的疲勞強(qiáng)度..............................................................................29
5.2軸承的校核................................................................................................32
5.3聯(lián)軸器的選擇............................................................................................33
5.4制動(dòng)器的選擇............................................................................................33
5.5驗(yàn)算主動(dòng)輪的打滑現(xiàn)象...........................................................................34
5.6驗(yàn)算車輪與軌道的接觸強(qiáng)度...................................................................35
6分鋼機(jī)的潤(rùn)滑方式、試車與調(diào)試..........................................................37
6.1試車與調(diào)試..............................................................................................37
6.1.1安裝的技術(shù)要求......................................................................................37
6.1.2使用規(guī)程.................................................................................................37
6.2潤(rùn)滑方式的選擇.......................................................................................38
7分鋼機(jī)的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性分析....................................................................39
7.1設(shè)備的環(huán)保.................................................................................................39
7.2經(jīng)濟(jì)性分析.................................................................................................39
結(jié)論.......................................................................................................................40
致謝.......................................................................................................................41
參考文獻(xiàn)...............................................................................................................42
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遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1緒論
1.1 課題的選題背景及目的
在現(xiàn)在飛速發(fā)展的社會(huì)里，鋼鐵已經(jīng)成為全球廣泛應(yīng)用所需要的主要材料。而鋼鐵工業(yè)為了滿足當(dāng)今人們的廣大需要，隨著冶金行業(yè)的快速發(fā)展，及生產(chǎn)的自動(dòng)化，以及生產(chǎn)線的連續(xù)性，分鋼機(jī)的作用尤為重要。它主要用于坯料的橫向運(yùn)送，適用于各種形式的坯料。本設(shè)計(jì)分鋼機(jī)用于連鑄連軋生產(chǎn)線上，目前國(guó)內(nèi)軋鋼車間使用的分鋼機(jī)構(gòu)大都存在一些缺點(diǎn),現(xiàn)對(duì)引進(jìn)分鋼機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,特別是對(duì)引進(jìn)分鋼機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)造及工作原理進(jìn)行分析,將國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)或撥鋼機(jī)與引進(jìn)分鋼機(jī)進(jìn)行比較,找出制約現(xiàn)代軋鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏的原因,以便適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求變化,同時(shí)消除由于分鋼機(jī)存在一些缺點(diǎn)而造成的設(shè)備事故及人身安全隱患。
分鋼機(jī)的機(jī)構(gòu)主要由分鋼楔子、水平油缸、水平滑移件、垂直油缸、垂直滑移件和底座等部分組成。兩個(gè)油缸的伸縮運(yùn)動(dòng)分別帶動(dòng)水平和垂直滑移件運(yùn)動(dòng),使得分鋼楔子實(shí)現(xiàn)上下左右的運(yùn)動(dòng)。分鋼機(jī)用于連鑄連軋生產(chǎn)線上，主要實(shí)現(xiàn)的功能是把熱送輥道上由連鑄來的熱坯料推至存料臺(tái)架上，然后分批次推至鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)的受料位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了存料臺(tái)架上鋼坯的分鋼再由鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)提升至平臺(tái)上的輥道上，繼續(xù)坯料的輸送。
1.2國(guó)內(nèi)外分剛機(jī)的分析與比較
1.2.1國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)的介紹
國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)構(gòu)如圖1所示。其工作原理是:先通過鋼坯臺(tái)架的送料系統(tǒng)將鋼坯1送至分鋼輪上,再通過分鋼輪將鋼坯一支一支的分到入爐輥道上;當(dāng)分鋼輪速度過快時(shí),分鋼輪2將鋼坯拋到入爐輥道4上,這樣對(duì)輥道沖擊過大,鋼坯表面受損;當(dāng)分鋼輪速度過低時(shí),分鋼輪2通過斜軌3將鋼坯推滑到入爐輥道4上,這樣易造成鋼坯表面劃傷;同時(shí)由于冷熱坯的混裝,考慮到冷熱坯的摩擦系數(shù)不同,根本無法找到合適的斜軌卸鋼角度和分鋼輪的分鋼速度。
1—鋼坯;2—分鋼輪;3—斜軌;4—入爐輥道;5—軸承;6—鋼坯臺(tái)架
1 圖國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)構(gòu)示意圖
拔鋼機(jī)構(gòu)如圖2所示,其工作原理是:先通過鋼坯臺(tái)架的送料系統(tǒng)將鋼坯1送至撥鋼輪的滑道上,再通過撥鋼輪將鋼坯臺(tái)架上的鋼坯一支一支的撥到入爐輥道上;此機(jī)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是極易造成鋼坯表面劃傷。
1—鋼坯;2—撥鋼輪;3—斜軌;4—入爐輥道;5—液壓缸;6—鋼坯臺(tái)架
圖2 國(guó)內(nèi)撥鋼機(jī)示意圖
1.2.2國(guó)內(nèi)分鋼機(jī)的缺點(diǎn)
目前國(guó)內(nèi)一些軋鋼車間使用的分鋼或撥鋼機(jī)構(gòu)與國(guó)外分鋼機(jī)構(gòu)相比大都存在如下缺點(diǎn):
1)在分鋼的過程中鋼坯對(duì)設(shè)備的沖擊力過大,特別是對(duì)入爐輥道沖擊大,降低了輥道及輥?zhàn)虞S承的使用壽命,且在運(yùn)行過程中容易造成鋼坯卡阻在斜軌上,導(dǎo)致設(shè)備事故和人身安全隱患。
2)鋼坯下滑的滑道角度不容易掌握,角度過大鋼坯容易對(duì)設(shè)備造成沖擊,角度過小鋼坯難以下滑到入爐輥道上。
3)無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
4)在分鋼過程中容易造成鋼坯表面劃傷,很難保證成品表面質(zhì)量。對(duì)圖1、圖2、圖3與圖4比較可以看出上述缺點(diǎn)。近年來國(guó)外和國(guó)內(nèi)一些引進(jìn)項(xiàng)目普遍選用液壓鋼坯分鋼(引進(jìn)鋼坯分鋼機(jī))型式,它通過輕取輕放的方式把鋼坯從鋼坯臺(tái)架上輕輕取下,然后輕輕放在入爐輥道上送入加熱爐加熱。
1.2.3國(guó)外引進(jìn)分鋼機(jī)系統(tǒng)介紹
1)引進(jìn)液壓鋼坯分鋼機(jī)都是由固定車體、擺動(dòng)車體、授料臂、液壓缸、復(fù)合軸承和電氣自動(dòng)檢測(cè)元件等組成。固定車體安裝固定在設(shè)備基礎(chǔ)上,活動(dòng)車體可以在固定車體上移動(dòng)或擺動(dòng)。圖3比較適用于鋼坯臺(tái)架標(biāo)高與入爐輥道輥面標(biāo)高高低差較小者。圖4比較適用于鋼坯臺(tái)架標(biāo)高與入爐輥道輥面標(biāo)高高低差較大者。圖3在升降液壓缸6的作用下,擺動(dòng)車體3可以繞固定車體7的支點(diǎn)“O”擺動(dòng)。圖4在升降液壓缸6的作用下,活動(dòng)車體4上的復(fù)合軸承可以沿固定車體7的導(dǎo)向槽上下運(yùn)動(dòng)。授料臂2在水平液壓缸3
2)潤(rùn)滑效果好,軸承壽命提高。自動(dòng)控制能保證供脂周期短、潤(rùn)滑頻度高、供脂連續(xù)性好,全部潤(rùn)滑點(diǎn)都能得到充分潤(rùn)滑,系統(tǒng)具有的保壓功能還能起到一定密封作用,可防止水淋狀態(tài)下潤(rùn)滑點(diǎn)零部件受到腐蝕,大大降低軸承磨損及熱疲勞損傷,軸承使用壽命可提高30%以上。
3)操作簡(jiǎn)便,維修方便,使用成本低。系統(tǒng)中主管道只有一根,支線管道長(zhǎng)度不超過4m,配管簡(jiǎn)單緊湊,安裝精度要求不高,投資費(fèi)用少且維修方便;供脂量系按各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)實(shí)用耗脂量進(jìn)行設(shè)計(jì)預(yù)定,加上自動(dòng)控制,使供脂量恰到好處滿足需要,無多余脂浪費(fèi);操作簡(jiǎn)便,只需監(jiān)視一級(jí)分配器動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)監(jiān)視;系統(tǒng)運(yùn)行良好,使設(shè)備備件費(fèi)用與維修人工費(fèi)用每年減少50多萬元。
4)連鑄機(jī)作業(yè)率提高,鑄坯表面質(zhì)量提高。潤(rùn)滑系統(tǒng)保持正常運(yùn)行,使連鑄機(jī)未出現(xiàn)因潤(rùn)滑不良造成的停產(chǎn)情況,連鑄機(jī)作業(yè)率提高到93%以上,鑄坯一次合格率相應(yīng)提高,已極少出現(xiàn)外弧面劃傷現(xiàn)象,后續(xù)精整工作量大為減少。
5)改變了環(huán)境污染狀況。定時(shí)定量供脂,潤(rùn)滑脂得到有效利用,無多余潤(rùn)滑脂排入周圍環(huán)境中,工作環(huán)境得到改善。本潤(rùn)滑系統(tǒng)的缺點(diǎn)是使用壓力高,需要相關(guān)管道與元器件耐壓強(qiáng)度高,并要求有適當(dāng)高壓防漏及防爆安全措施。
1—鋼坯;2—授料臂;3—擺動(dòng)車體;4—水平液壓缸;5—鋼坯臺(tái)架;6—升降液壓缸;7—固定車體;8—入爐輥道
圖3 引進(jìn)分鋼機(jī)示意圖Ⅰ
1—鋼坯;2—授料臂;3—水平液壓缸;4—活動(dòng)車體;5—鋼坯臺(tái)架;6—升降液壓缸;7—固定車體;8—入爐輥道
圖4 引進(jìn)分鋼機(jī)示意圖Ⅱ
1.3分鋼機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
由于復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)工況要實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)線上棒材的自動(dòng)分離
分鋼機(jī)構(gòu)需要滿足以下要求：
（1）在不影響正常生產(chǎn)節(jié)奏前提下能夠?qū)︽湸采隙询B的棒材實(shí)
現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)分鋼；
（2）分鋼精度要高，分鋼過程中需要計(jì)算出正確的分鋼位置， 并按照前后捆棒材間的分離位置確定分鋼軌跡；（3）整個(gè)自動(dòng)分鋼過程中保證整個(gè)架構(gòu)的穩(wěn)定性、快速性和連貫性。
目前我國(guó)軋鋼車間的上料系統(tǒng)中都設(shè)有分鋼機(jī)構(gòu),該分鋼機(jī)主要是把鋼坯臺(tái)架上的鋼坯一支一支地分開,然后放在爐前的入爐輥道上,通過入爐輥道送至加熱爐加熱。鋼坯分鋼機(jī)構(gòu)運(yùn)行的好壞直接影響軋鋼廠的產(chǎn)量及成品的質(zhì)量。未來分剛機(jī)的發(fā)展要具有以下的要求：
1)在分鋼的過程中鋼坯對(duì)設(shè)備無沖擊力。
2)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
3)與生產(chǎn)節(jié)奏相匹配,滿足軋鋼要求。
4)能夠保證鋼坯表面不被劃傷,保證鋼坯表
面質(zhì)量。
1.4課題的研究方法與內(nèi)容
首先緒論及設(shè)計(jì)方案的確定與論證；
然后進(jìn)行分鋼機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
進(jìn)行行走機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；
進(jìn)行主要零部件的設(shè)計(jì)與校核，包括軸，軸承的校核，聯(lián)軸器的選擇，制動(dòng)器的選擇，車輪的接觸強(qiáng)度與打滑現(xiàn)象的驗(yàn)算等；
最后進(jìn)行繪圖；
2總體設(shè)計(jì)方案的選擇與論證
2.1設(shè)計(jì)參數(shù)
每捆型鋼的重量：10噸；
分剛機(jī)挑桿頻率：18次/分；
分剛機(jī)行走速度：28.7m/min;
分鋼機(jī)總的行程：4.9m;
軌 道 寬 度：5400mm.
2.2分鋼機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.2.1 挑桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
挑桿機(jī)構(gòu)在分鋼機(jī)構(gòu)中的主要作用是放在分鋼機(jī)臺(tái)架上型鋼或線材逐步一根根的分開，讓型鋼平整的、一根一根運(yùn)送到入爐輥道上。
要實(shí)現(xiàn)挑桿機(jī)構(gòu)的功能，必須將電動(dòng)機(jī)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘魲U機(jī)構(gòu)挑桿繞支架4的
上下運(yùn)動(dòng)，依據(jù)之前學(xué)過的機(jī)械原理連桿機(jī)構(gòu)的知識(shí)，四連桿機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單(即雙搖桿機(jī)構(gòu))。與此同時(shí)，為了確保能將一根根很長(zhǎng)的型鋼頂起并水平的向前運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)上述功能采用多個(gè)挑桿機(jī)構(gòu)并列的形式，本設(shè)計(jì)采用4個(gè)，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2.1所示。1.拐臂2.分鋼機(jī)聯(lián)桿3.分鋇機(jī)挑桿4.支架1.曲軸2.曲軸連桿3.拐臂4支架
圖2. 1挑桿機(jī)構(gòu)圖簡(jiǎn)2. 2曲軸連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2.2曲軸連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為了四個(gè)挑桿機(jī)構(gòu)能夠得到更好、更均勻的動(dòng)力，因此設(shè)計(jì)了用一個(gè)曲軸連桿機(jī)構(gòu)來給同一套動(dòng)力系統(tǒng)的四個(gè)相同并行挑桿機(jī)構(gòu)提供動(dòng)能，讓四個(gè)挑桿機(jī)構(gòu)同時(shí)具有相同的運(yùn)動(dòng)軌跡相同和運(yùn)動(dòng)頻率18次/分，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2.2所示。
曲柄連桿機(jī)構(gòu)和挑桿機(jī)構(gòu)組合成一個(gè)系統(tǒng)就既分鋼機(jī)構(gòu)，當(dāng)分鋼機(jī)挑桿運(yùn)動(dòng)到最高位置時(shí)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖用細(xì)實(shí)線表示，當(dāng)分鋼機(jī)挑桿在最低位置時(shí)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖用粗實(shí)線表示，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2.3所示。
1曲軸2.曲連聯(lián)桿3.拐臂4.平衡重5，分鋼機(jī)連桿6分鋼機(jī)挑桿7.支架
圖2. 3分鋼機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2.3平衡重的設(shè)計(jì)
1.平衡重的作用
平衡重的作用主要是平衡掉曲柄連桿和分剛機(jī)挑桿機(jī)構(gòu)自身重量對(duì)于主傳動(dòng)軸的力矩，讓分剛機(jī)構(gòu)不對(duì)電動(dòng)機(jī)造成無用功率消耗，提高了電機(jī)的效率，減少經(jīng)濟(jì)損失，高能高效，平衡重在分剛機(jī)構(gòu)中還能起緩沖作用，在進(jìn)行分剛過程中型鋼對(duì)分剛機(jī)電動(dòng)機(jī)的較大的尖峰動(dòng)載荷對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響很大大，平衡重可以更好的保護(hù)電動(dòng)機(jī)。
2.平衡重的重量和位置選擇
依據(jù)平衡重起的作用來對(duì)平衡重的位置進(jìn)行選擇，如上圖2-3所示(在O2處),分鋼機(jī)挑桿機(jī)構(gòu)和曲軸連桿機(jī)構(gòu)的自身重量對(duì)O2點(diǎn)的力矩就可以相互平衡掉一些，進(jìn)而減小平衡重的重量。平衡重重量的確定見下一章。
2.3行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.3.1傳動(dòng)方案的選擇
行走機(jī)構(gòu)可以由電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，由于電動(dòng)機(jī)的設(shè)備成本較低，而且對(duì)環(huán)境的要求也不高，所以在本次分鋼機(jī)的設(shè)計(jì)中采用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。
行走機(jī)構(gòu)可以分為集中驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)兩種方式。
1.集中驅(qū)動(dòng)
當(dāng)行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率軌道距離和軌道距離都較小時(shí)，為了能讓制造成本降低，通常選擇集中驅(qū)動(dòng)，如下圖2.4所示。由電動(dòng)機(jī)1通過減速器3以及兩對(duì)開式齒輪6，集中驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪5.使整個(gè)車體走行。在這種傳動(dòng)方案中，采用了開式傳動(dòng)的齒輪6，它被直接裸露在工廠惡劣的環(huán)境中，環(huán)境較差，容易產(chǎn)生磨損腐蝕。下圖2.6為采用集中傳動(dòng)方案，它是由閉式傳動(dòng)齒輪的集中傳動(dòng)，進(jìn)而齒輪的工作條件得到改善，由于傳動(dòng)軸4的轉(zhuǎn)速較低，進(jìn)而傳遞的扭矩較大，所以應(yīng)當(dāng)略增加傳動(dòng)軸4的尺寸。
1電動(dòng)機(jī)2.制動(dòng)器3減速器4.傳動(dòng)軸 1電動(dòng)機(jī)2.制動(dòng)器3減速器4.傳動(dòng)軸
5主動(dòng)車輪6.開式傳動(dòng)的齒輪5主動(dòng)車輪
(具有兩對(duì)開式傳動(dòng)齒輪)(全部采用閉式齒輪傳動(dòng))
圖2. 4集中驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)圖2. 5集中驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)
2.分別驅(qū)動(dòng)
在大型機(jī)誡設(shè)備中，由于行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率和兩軌道間的軌道距離都比較大，只用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)很困難，所以經(jīng)常采取分別驅(qū)動(dòng)的形式，如下圖2.6所示。由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
1各自經(jīng)過渦輪蝸桿減速器3及開式傳動(dòng)的開式齒輪4，分別驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪5,使整個(gè)在主動(dòng)車輪的推動(dòng)下車體行走。
1.電動(dòng)機(jī)2.制動(dòng)器3.蝸輪蝸桿減速器4.齒輪5.主動(dòng)車輪
(具有兩對(duì)升式傳動(dòng)齒輪)
圖2.6分別驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)[4]
因?yàn)榉咒摍C(jī)行走時(shí)軌到距離和走行機(jī)構(gòu)的功率都不大，所以采用集中驅(qū)動(dòng)，又因?yàn)榉咒摍C(jī)的工作環(huán)境相對(duì)很差，兩對(duì)開式傳動(dòng)齒輪的行走機(jī)構(gòu)容易出現(xiàn)磨損較快，不利于工廠生產(chǎn)，因此行走機(jī)構(gòu)應(yīng)采用全部閉式齒輪傳動(dòng)的集中驅(qū)動(dòng)。
2.3.2車輪與軌道形式的選擇
有軌的行走機(jī)構(gòu)上使用的車輪可按車輪的形狀分
為圓錐形和圓柱形車輪，按車輪的側(cè)緣可分為單側(cè)緣
車輪和雙側(cè)緣車輪兩種，對(duì)于大型的行走機(jī)構(gòu)，當(dāng)軌
距很寬時(shí)，為了避免整臺(tái)機(jī)器沿軌道走行時(shí)發(fā)生傾斜
，在集中驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)中，其主動(dòng)輪通常采用單側(cè)B.軌頂寬度 b.軌頂工作寬度
緣圓錐形滾動(dòng)面的車輪，軌道則選用凸頂鋼軌。在此R車輪
軌距不是很寬，不容易歪斜所以分鋼機(jī)行走機(jī)構(gòu)的主圓柱形車輪和平頂鋼軌 2.7
從動(dòng)車和主動(dòng)輪均采用雙側(cè)緣圓柱形車輪，軌道則采用類似鐵路軌道的平項(xiàng)鋼軌，其構(gòu)造如上圖2.7所示。
為了彌補(bǔ)行走機(jī)構(gòu)車輪間距和安裝的誤差.雙側(cè)緣車輪的寬度應(yīng)比軌頂寬度B大10到20毫米左右。
2.3.3車輪的支撐裝置的選擇
車輪可以分為車輪裝在轉(zhuǎn)軸和車輪裝在心軸上上兩種結(jié)構(gòu)的支撐形式。
1.車輪裝在心軸上
如圖2.8，2.9所示，滾動(dòng)軸承裝在車輪里，心軸通過支撐裝置和鍵相連，不隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而車輪通過心軸與軸承相連，可相對(duì)于心軸做自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)車輪采用這種連接形式時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩由齒輪傳遞給主動(dòng)車輪。
如圖下兩圖主動(dòng)輪裝在心軸上的傳動(dòng)方案中，兩對(duì)開式齒輪處在相對(duì)惡劣的環(huán)境中，工作環(huán)境也相對(duì)較差，齒輪很容易磨損，縮短使用壽命。
圖2. 8車輪裝載心軸上(從動(dòng)輪)圖2. 9車輪裝載心軸上(主動(dòng)輪)
2. 車輪裝在轉(zhuǎn)軸上
如下圖2.10所示，車輪與軸一起旋轉(zhuǎn)，軸承裝在車架上，當(dāng)主動(dòng)車輪采用這種傳動(dòng)形式時(shí)，驅(qū)動(dòng)力矩由聯(lián)軸器傳遞給主動(dòng)車輪。
如下圖2.11所示，為車輪裝在轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)輪的傳動(dòng)方案，在這種傳動(dòng)方案中，可以采用全部閉式齒輪來傳動(dòng)，這種支撐形式維護(hù)簡(jiǎn)單，拆裝也比較方便。
圖2. 10車輪裝載轉(zhuǎn)軸上(從動(dòng)輪)[4] 圖2. 11車輪裝載轉(zhuǎn)軸上（主動(dòng)輪)[4]
通過以上的條件的分析比較，采用車輪裝在轉(zhuǎn)軸上這種支撐形式比較合理，所以這次分鋼機(jī)車輪支撐裝置采用車輪裝在轉(zhuǎn)軸上這種支撐形式，便于維修，拆裝放便。
3 行走機(jī)構(gòu)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括:行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇與校核、減速器選擇與校核。
己知：總質(zhì)量m=19379.7kg；一整捆型鋼的質(zhì)量=。
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇與校核
3.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇
1.當(dāng)分鋼機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)所承受的總的重量
G(N)
式中 g 重力加速度，取;
依據(jù)分鋼機(jī)的車輪直徑D=0.7 m和走行速度=28.7m/min可計(jì)算出主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速
（1）車輪走行時(shí)的摩擦力矩
如下圖3.1所示，車輪走行時(shí)的摩擦力距主要由軌面與車輪之間的滾動(dòng)摩擦力矩、軸承與軸間的摩擦力矩和軌道側(cè)面與車輪輪緣間摩擦的摩擦力矩，即
（3.1）
式中 K 車輪與軌面間的摩擦系數(shù)
（m)，查閱文獻(xiàn)[表4-12]得，
K=0.008；
車輪軸承處的摩擦系數(shù)，查閱文獻(xiàn)
[4，表4-4]得0.02；
r 主動(dòng)車輪的半徑，r = 0.7 m，由
軌道寬B=5400 mm和主動(dòng)車軸與被
動(dòng)車輪的軸間距離 L=3400 mm,圖3. 1車輪滾動(dòng)時(shí)摩擦力矩計(jì)算
可查閱文獻(xiàn)[4，表4-11]，利用插值法得2.06。將上述計(jì)算數(shù)據(jù)帶入公式(3.1)，可得
(2)電動(dòng)機(jī)的靜功率
式中 行走機(jī)構(gòu)的總效率
式中 齒輪聯(lián)軸器的效率，= 0.99；
減速器的效率，=0.95；
圓錐輥?zhàn)虞S承的效率，=0.98。
Y系列電動(dòng)機(jī)具有高效節(jié)能、性能優(yōu)良、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大、噪音低、可靠性高、振動(dòng)頻率小、安裝尺寸和功率等級(jí)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，它也適用于機(jī)械的運(yùn)輸，因此選擇Y系列電機(jī)對(duì)分鋼機(jī)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)，根據(jù)=29.4（KW）選擇的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y 250M-8的三相交流異步電機(jī)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率大于4KW，所以它的采用△接法。
Y 250M-8三相交流異步電機(jī)的基木參數(shù)如下表3.1所示:
表3.1 Y 250M-8交流三相異步電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的參數(shù)
額定功率 轉(zhuǎn)速 電流A 效率 功率 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 質(zhì)量
型號(hào) （KW） （r/min) (380V) (%) 因數(shù) （kgm) (kg)
Y 250M-8 30 740 63.0 90.5 0.80 0.834 405
3.1.2電動(dòng)機(jī)的校核
因?yàn)榉咒摍C(jī)最大的起動(dòng)力矩發(fā)生在分鋼機(jī)剛剛起動(dòng)向前或向后倒退時(shí)，而電動(dòng)機(jī)的功率是依據(jù)分鋼機(jī)行走時(shí)的靜力矩來選擇的，所以應(yīng)驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)在分鋼機(jī)剛剛啟動(dòng)時(shí)的功率是否滿足條件。
分鋼機(jī)起動(dòng)或停止時(shí)的慣性力矩和摩擦力矩是由車輪滾動(dòng)時(shí)的起動(dòng)力矩克服的。
1.車輪滾動(dòng)時(shí)的摩擦力矩
上頁電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)求出:=13398.2 (N.m)
2慣性力矩
分為兩部分:傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)零件慣性力矩和分鋼機(jī)構(gòu)作加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力矩。計(jì)算如下
= (3.2)
式中分鋼機(jī)行走機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)零件折算到電動(dòng)機(jī)軸上的輪矩，旋轉(zhuǎn)的
構(gòu)件包括:一個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)子、兩個(gè)主動(dòng)車輪、五個(gè)聯(lián)軸器。
=44.24（kg/
行走機(jī)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，=740r/min；
起動(dòng)時(shí)間，一般取=s,在這里取=3s。
將上述數(shù)據(jù)帶人公式（3.2），得
=1.25（N.M)
= (3.3）式中 分鋼機(jī)作加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力（N)；
分剛機(jī)構(gòu)總的質(zhì)量，=293797N
g 重力加速度，取g=10m/ ;
分鋼機(jī)運(yùn)行的速度，=28.7m/min；
a 分鋼機(jī)起動(dòng)時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)加速度(m/)。
a=
將上述數(shù)據(jù)帶入公式(3.3),得
由文獻(xiàn)[4,式4-13]可知起動(dòng)力矩為
式中 i和分別為分鋼機(jī)行走機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比及效率。
由文獻(xiàn)[4,式4-13]可知起動(dòng)力矩}為
Y 25OM-8交流三相異步電動(dòng)機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)力矩為
故所選電動(dòng)機(jī)合格。
3.2減速器的選擇與校核
3.2.1減速器的選擇
減速器的行走機(jī)構(gòu)的采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為740 r/min，車輪的轉(zhuǎn)速為13.2r/min傳動(dòng)比i=55.97；電動(dòng)機(jī)額定功率等于=30KW。
根據(jù)與分鋼機(jī)構(gòu)減速器相同的計(jì)算公式方法可得出計(jì)算出功率=45KW ,選擇出電動(dòng)的型號(hào)是ZSY 315,它的參數(shù)見下表3.2。
表3.2減速器的基本參數(shù)
公稱傳動(dòng)比 輸入公稱轉(zhuǎn)速 輸出公稱轉(zhuǎn)速 規(guī)格（中心距） 公稱輸入功率
i (r/min) (r/min) a(mm) P1（KW）
56 750 15 315 58
當(dāng)=740r/min時(shí)，折算公稱功率等于
滿足 =57.2（ＫＷ）
可選用ZSY 315減速器。
3.2.2減速器的校核
校核熱功率能否通過，要計(jì)算系數(shù)系數(shù)應(yīng)符合條件:
＝ （3.4)
式中 減速器的實(shí)際輸入功率(KW）；
行走機(jī)構(gòu)電機(jī)的功率(KW),=30 KW；
齒輪聯(lián)軸器的效率，一齒輪聯(lián)軸器的效率， = 0.99；
查于文獻(xiàn)[5表25.1-27] 、 [5，表25.1-28]和[5，表25.1-29]得
=1.35(最高環(huán)境溫度t=38℃)；
=1 (每日工作24小時(shí))；
=1.175（ =30/57.2=0.519=51.9 %)。
將上述計(jì)算數(shù)值代入公式(3.4)，得
應(yīng)為沒有冷卻裝置，查閱讀文獻(xiàn)[5，表25.1-21]得到:ZSY 315減速器的熱功率
所以熱功率也合格，可以選擇ZSY315減速器。它的型號(hào)是ZSY 315-56-II。
因?yàn)樗x減速器的開始計(jì)算時(shí)所選擇傳動(dòng)比和公稱的傳動(dòng)比相差不多，所以電動(dòng)機(jī)
不必要重新選擇計(jì)算，完全符合。
4分鋼機(jī)構(gòu)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
分鋼機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)主要包括:挑桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、曲軸連掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，平衡重的設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇，減速器的選擇與校核等。
其中已知:分鋼機(jī)挑桿頻率f=18次/分;每捆型鋼的重量kg 。
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇
在選擇電動(dòng)機(jī)的功率時(shí)，應(yīng)考慮到載荷最大的的情況:把10 噸重的鋼捆全部放在分鋼機(jī)的挑桿上，來進(jìn)行電機(jī)的功率的選擇，由于分鋼機(jī)正常工作時(shí)所挑起的型鋼數(shù)量為一根，重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10噸，所以在選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)將不在考慮選取安全系數(shù)。
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的靜阻力矩M阻為
M阻= (4.1) 式中 m` 毎捆型鋼的重量（KG）；
g 重力加速度（m/） ，g=10m/;
a` 分鋼機(jī)挑桿上所受的力到主動(dòng)軸02的距離（m），a`=0.4m；
i 初選電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為750r/min時(shí)的分鋼機(jī)總傳動(dòng)比
i=
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總效率
=
式中 齒輪聯(lián)軸器的效率， =0.99
減速器的效率，=0.95
圓錐輥?zhàn)虞S承的效率，=0.98。
將上述計(jì)算數(shù)值帶人公式（4.1），得
初選電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n=750 r/min，其功率為
電動(dòng)機(jī)選擇Y系列，Y 315M2-8型號(hào)的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其基本參數(shù)如下表4.1所示。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的初選的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速幾乎相同，所以電動(dòng)機(jī)沒有必要重新選擇。
表4.1 Y 315M2-8交流三相異步電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的參數(shù)
額定功率 轉(zhuǎn)速 電流A 效率 功率 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 質(zhì)量
型號(hào) （KW) r/min （380V） （%） 因數(shù) （kg.m) （Kg)
Y 315M2-8 90 740 179 93 0.82 7.03 1230
4.2二減速器的選擇與校核
4.2.1減速器的選擇
減速器驅(qū)動(dòng)采用電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)比i=4I.67,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=740 r/min， 電動(dòng)機(jī)的額定定功率為P=90Kw，每天工作24小時(shí)，工作環(huán)境最高氣溫為t=38℃，軋鋼廠廠房比較大，通風(fēng)冷卻良好，才可以用油池潤(rùn)滑。
依據(jù)減速器機(jī)械強(qiáng)度功率表選取。通常條件下要計(jì)算工作的情況系數(shù)K，特殊情況下需要考慮安全系數(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)[5,表23.2-24]，分鋼機(jī)行走機(jī)構(gòu)承受中等沖擊的載荷，查找文獻(xiàn)[5，表25.1-26]，K=l.5，計(jì)算功率P為:
P=K.P=1.590=135(KW)
要求 P≦ P。
依據(jù)傳動(dòng)比i=41.67 ,轉(zhuǎn)速=740r/min ,轉(zhuǎn)速接近公稱轉(zhuǎn)速750 r/min，P=135KW按文獻(xiàn)[5，表25.1-24]選擇減這器，得其型號(hào)為:ZSY 315。
當(dāng)n=740r/min，折算公稱功率P為
P=
滿足
P=135≦P=152.9（KW）
故可選用ZSY 400減速器，其基本性能參數(shù)如表4.2所示。
``表4.2 ZSY40}減速器的性能參數(shù)
公稱 輸入公稱 輸入公稱轉(zhuǎn) 規(guī)格 公稱輸入
傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速 （中心距） 功率P
i (r/min） (r/min) (mm) (KW)
` 40 750 19 400 155
4.2.2減速器的熱功率校核
校核減速器主要是校核熱功率是否合格，校核熱功率能否通過，要計(jì)入系,應(yīng)滿足 ：
= （ 4.2）
式中 減速器的實(shí)際輸入功率(KW)；
=.=900.99=89.1(KW)
齒輪聯(lián)軸器的效率，= 0.99 ;
分鋼機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的功率(KW) =90 KW;
環(huán)境溫度系數(shù)，最高環(huán)境溫度t=38 ℃,查找文獻(xiàn)[5,表25.1-27]
可知 =1.35；
載荷率系數(shù)，分鋼機(jī)每天工作24小時(shí)，查找文獻(xiàn)[5，表25.1-28]
可知=1
減速器公稱功率利用系數(shù)，由=89.1/152.9=58.3%,
查找文獻(xiàn)[5,表25.1-29],得=1.105。
將上述查閱的數(shù)值代人上公式（4.2），得
=89.11.3511.105=132.9（KW）
由于沒有冷卻措施，查文獻(xiàn)[5,表25.1-21] 得：ZSY 400減速器熱功率
選用ZSY 400減速器的熱功率合格。所選減速器的具體型號(hào)ZSY 400—40—I 。
由于所選擇的開始計(jì)算時(shí)所選擇的傳動(dòng)比和減速器的公稱傳動(dòng)比數(shù)值接近，差別不大，所以選擇的電動(dòng)機(jī)不必重新設(shè)計(jì)選擇。
4.3平衡重質(zhì)量的計(jì)算
為了較精確的確定平衡的重量，把分鋼機(jī)挑桿上升高度均勻的分成三段，即最高、中間、最低三個(gè)位置，然后分別計(jì)算分鋼機(jī)挑桿在這三個(gè)位置時(shí)平衡重的質(zhì)量，然后求出平均值，可得到比較準(zhǔn)確的平衡重質(zhì)量。
所需要的計(jì)算數(shù)據(jù)下表4.3和表4.4所示。
表4.3各構(gòu)件重心到點(diǎn)的水平距離
第i桿（或構(gòu)件）重心到點(diǎn)的水
平距離
挑桿在最高位置（mm) 885.8 87 173.2 330 330
挑桿在中心位置（mm) 700 0 190 378 378
挑桿在最低位置（mm) 631.3 73.3 173.2 330 330
表4.4各構(gòu)件的長(zhǎng)度和所受重力
第i桿（或構(gòu)件） 1 2 3 4 5 6
長(zhǎng)度Li(mm) 150 1400 300 380 800 600
重力Gi（N） 1170.1 1090.7 362.6 458.6 1244.6 1705.
參考分鋼機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.3，當(dāng)分鋼機(jī)挑桿處于最高位置時(shí)，對(duì)點(diǎn)取矩有:
（4.3)
式中 分鋼機(jī)挑桿6給分鋼機(jī)連桿5的力(N),大小為:
第i個(gè)構(gòu)件的所受的重力(N);
第i個(gè)構(gòu)件的重心到點(diǎn)的距離(mm)。
將上述數(shù)值代入公式(4.3 )，得
(852.5+1244.6)330+458.6173.2-362.687-1090.7 885.8一=0
得;
=2088326.1（N.mm)
同理可求出分鋼機(jī)挑桿處于中間位置時(shí)的=2756014.8(N.mm)
分鋼機(jī)挑桿處于最低位置時(shí)的=2503780.4（N.mm)
取=380和在平衡重的聯(lián)桿與水平位置成θ=時(shí)分鋼機(jī)挑桿處于最低位置時(shí)，計(jì)算出平衡重的質(zhì)量為為
5 主要零部件的選擇與校核
零部件的選定和校核主要有:軸的校核、軸承的校核、聯(lián)軸器的選擇、制動(dòng)器的選擇、驗(yàn)算打滑和驗(yàn)算車輪的接觸強(qiáng)度等。
5.1軸的校核
其中已知車輪的受力情況為:
=9757.5 N； T=9757500 N.mm
因?yàn)橹鲃?dòng)車輪軸是非常關(guān)鍵的零件，且受力復(fù)雜，所以選擇該軸來校核。首先依據(jù)裝配圖5.1與軸的結(jié)構(gòu)作出軸的載荷分布簡(jiǎn)圖。然后確定軸承的支點(diǎn)，將支點(diǎn)簡(jiǎn)化在在兩個(gè)軸承的中心。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的載荷分布圖，如下圖5.2。
從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩圖及扭矩圖中可以推算出截面F危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)在計(jì)算截面F處的、、M和T值如下表5.1所示。
表5.1軸的計(jì)算數(shù)據(jù)
載荷 垂直面V 水平面H
支反
力F
彎矩M
總彎矩
扭矩 =-9757500N.mm
5.1.1 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
因?yàn)槌惺茏畲髲澗睾团ぞ匚恢檬荈截面，是軸的危險(xiǎn)截面，所以應(yīng)校核該截面的強(qiáng)度。依據(jù)文獻(xiàn)[6，式15-5] 以及表5.1中的數(shù)值，并取=0.6 ,計(jì)算軸的應(yīng)力為：
選定軸的材料為45鋼，查找文獻(xiàn)[6,表15-1],得60 MPa。所以，可以判斷該軸F截面處是安全的。
圖5. 1軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖
圖5. 2軸的載荷分布圖
5.1.2確校核軸的疲勞強(qiáng)度
1.判斷危險(xiǎn)截面
因?yàn)锳.B. C. D截面都只受扭矩作用，雖然軸肩、鍵槽、及過渡配合引起的應(yīng)力均削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但軸的設(shè)計(jì)是按照軸的最小直徑扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕的確定的，所以幾個(gè)截面都沒有必要校核。
截面F處所受的彎矩最大，但是應(yīng)力不集中，而且該位置軸徑也最大，所以不需要校核，面E、H既受到比較大的彎矩又受到軸肩以及過渡配合的多種影響，但是截面E受到扭矩，而截面H不受到扭矩 ，所以只校核截面E兩側(cè)即可。
2. 截面E的左側(cè)
抗扭截面系數(shù)
抗彎截面系數(shù)
截面E上的彎矩M及彎曲應(yīng)力為：
M=6007299.2
截面E上的扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：
T=9757500N.mm
=
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)查閱文獻(xiàn)[6，表15-1]查得= 640 MPa。=275M pa，=155 MPa。
由于截面上軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[6，附表3-2] 查取。因?yàn)榻?jīng)插值后可查得=2. 21； 。
又因?yàn)槲墨I(xiàn)附[6,附圖3-1]可以查得軸材料的敏感系數(shù)為 =0.83； =0.85。
因此應(yīng)力集中系數(shù)按照文獻(xiàn)[6,式3-4]可得
=2.00
文獻(xiàn)[6,附圖3-2]和[6,附圖3-3]可分別查得尺寸系數(shù)=0.59和扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=0.77。
軸是按磨削加工，根據(jù)查閱文獻(xiàn)[6，附圖3-4]可得到表面的質(zhì)量系數(shù)。
軸的表面未經(jīng)強(qiáng)化處理等，即=1,則按文獻(xiàn)[6,式3-12}得綜合系數(shù)值為
查閱文獻(xiàn)[6，3-1],和[6，3-2]得到碳鋼的特性系數(shù)
取
取
于是，計(jì)算彎曲應(yīng)力安全系數(shù)，參考文獻(xiàn)[6，式15-7]可得到
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的安全系數(shù),參照文獻(xiàn)[6，式15-8]可得到
計(jì)算安全系數(shù)，參閱文獻(xiàn)[6，式15-6]可得到
所以可知知道軸在截面E的左側(cè)是安全的。
3.截面E的右側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
在截面E上的彎矩M和彎曲應(yīng)力為
截面E上的扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為
由于軸和車輪的配合是，屬于過盈配合，其由才參考文獻(xiàn)[6,附表3-2]利用差值法求的，，可得：
=3.6 =0.83.6=2.88
所以得綜合系數(shù)值為
所以軸在截面E右側(cè)的安全系數(shù)為
所以可的軸在截面E的右側(cè)安全。因?yàn)樵撦S不受嚴(yán)重的不對(duì)稱循力大的瞬時(shí)過載，
所以可略靜強(qiáng)度校核。
5.2軸承的校核
主動(dòng)車輪裝配中選用的軸承是圓錐滾子軸承，具體型號(hào)為30324,查文獻(xiàn)[8，2-3-18]
得:Y=1.7；=1；=562 KN ；=745 KN ； e=0.35 。
參考表5.1中軸的計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算出軸承所受徑向載荷和為
==
對(duì)于30000型軸承，按照參考文獻(xiàn)[6，表，13-7]得軸承的派生軸向力，所以可求兩軸承的軸向載荷