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转炉倾动机构毕业设计说明书

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内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书(毕业论文)



目:转炉倾动机构的设计

学生姓名:赵永强 学 专 班 号: 2003041441 业:机械设计制造及其自动化 级:机 2003-4 班

指导教师:张玉宝副教授

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转炉倾动机构的设计 摘 要
钢铁工业是整个工业发展的基础, 钢铁产品的产量与质量对于我国综合国力的提高 有至关重要的影响。目前,较为流行和使用的炼钢方法是转炉炼钢法,这种炼钢法具有: 冶炼时间短、生产率高、投资少、成本低、建设速度快、原料适应性强、冶炼钢的质量 好,适用于高度机械化和自动化生产等优点。 转炉倾动机构是转炉炼钢中的关键部分,它处于高温多尘环境工作,倾动力矩大、 速比高、启动和制动频繁、承受较大的动载荷,因此对于转炉倾动机构的研究和设计是 十分必要的,不仅关系到兑铁水、加废钢、取样、测绘、出钢、倒渣、喷补炉等工艺操 作顺利进行,而且关系到产品安全和人生安全等重大问题。 本设计说明书以包钢炼钢厂 80 吨转炉全悬挂倾动装置为借鉴,以倾动角度连续回转 360°、倾动速度范围从 0.1r/min 到 1.0r/min 进行的设计、转炉可连续工作并可根据 工艺要求实现任意位置的点动进行设计。主要内容包括:转炉倾动力矩的计算(本次设 计采用计算机程序设计) ;倾动机械及其传动件的设计(包括传动方案的选择、根据倾动 力矩进行电动机的选择和校核、减速器的设计、主要零部件的强度校核) ;抗扭缓冲装置 的设计,此外,还进行了技术经济性分析。

关键词: 关键词:转炉;倾动机构;传动方案;
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Tilting Agencies Converter Design Abstract
Iron and steel industry as a whole is the foundation for industrial development. The output of steel products and quality for China's comprehensive national strength has increased a vital impact. Currently, more popular and use of the steel-making method is BOF, which has steelmaking method : refining a short time, high productivity, less investment, low cost, fast speed, adaptability raw materials, smelting, steel quality, apply to highly mechanized and automated production advantages.

Converter tilting mechanism BOF is a key part of it at high temperature and dust environment, dumping Moment, high-speed ratio, activation and brake frequently, to take greater dynamic load, Because converter tilting the research and design is necessary, not only against the hot metal to increase scrap, sampling, mapping, Steel, reversing slag, Gunning process heaters operating smoothly, but is also related to product safety and life safety and other major issues.

The design of brochures to 80 tons of Baotou Steel steelworks all flags converter tilting device for the reference, Tilting to continuous rotary angle of 360 °. Tilting speed range from 0 to 1.0r/min .1r/min the design, Converter may be under continuous working process requirements to achieve arbitrary move the location of the design.Main contents include : Moment converter dumping calculations (this design using computer programming); Tilting pieces of machinery and drive the design (including the choice of driving programs, According to the dumping Moment of choice for motor and Verification, reducer design, the main components of strength check); torsional buffer design, in addition, also the
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techno-economic analysis.

Key words: converter; Tilting institutions; Transmission

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目 录
摘 要 ...................................................错误 错误! 错误!未定义书签。 未定义书签。 Abstract .................................................错误 错误! 错误!未定义书签。 未定义书签。 第一章 绪 论 ............................................................. 1 1.1 氧气转炉炼钢法简介 .................................................................................................. 1 1.1.1 氧气顶吹转炉炼钢法(LD 法) .................................. 1 1.1.2 氧气底吹转炉炼钢法(OBM / Q-BOP / LWS 法) ................... 1 1.1.3 氧气“顶、底”复合吹炼法(LD-OB 法) ......................... 2 1.1.4 氧气侧吹转炉炼法 ............................................ 2 1.2 氧气顶吹转炉车间设备简介 ...................................................................................... 3 1.2.1 转炉主体设备 ................................................ 3 1.2.2 供氧系统设备 ................................................ 3 1.2.3 铁水供应系统 ................................................ 3 1.2.4 散状原料供应系统设备 ........................................ 4 1.2.5 废钢供应设备 ................................................ 4 1.2.6 铁合金供应设备 .............................................. 4 1.2.7 出渣、出钢和铸锭系统设备 .................................... 4 1.2.8 修炉机械设备 ................................................ 4 1.2.9 烟气净化和回收设备 .......................................... 4 1.3 本文研究内容 .............................................................................................................. 5 第二章 初步确定设计方案 ................................................... 6 2.1 初始条件 ...................................................................................................................... 6

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2.1.1 设计题目 .................................................... 6 2.1.2 技术参数及性能 .............................................. 6 2.2 氧气顶吹转炉倾动设计原则分析 .............................................................................. 6 2.2.1 氧气顶吹转炉倾动装置的基本要求 .............................. 6 2.2.2 转炉倾动机构的设计原则分析 .................................. 6 2.3 倾动机械的几种基本结构和配置形式 ...................................................................... 7 2.3.1 落地式配置倾动机械 .......................................... 7 2.3.2 半悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.3.3 全悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.4 倾动机械的优缺点比较 .............................................................................................. 8 2.5 转炉倾动机构的结构设计 ........................................... 10 2.6 确定方案 ......................................................... 10 第三章倾动力矩的计算和最佳耳轴位置的确定 ................................. 11 3.1 转炉炉壳质量及重心位置的计算 ............................................................................ 11 3.1.1 建立空炉模型 ............................................... 11 3.1.2 炉壳重量与重心的计算 ....................................... 12 3.2 转炉炉衬质量及重心位置的计算 ............................................................................ 14 3.2.1 建立空炉炉衬模型 ........................................... 14 3.2.2 炉衬重量与重心的计算 ....................................... 15 3.3 空炉质量及重心位置的计算 .................................................................................... 18 3.4 转炉摩擦力矩的计算 ................................................................................................ 18 3.5 转炉炉液力矩的计算及最佳耳轴位置的确定 ........................................................ 20 3.5.1 计算原理和数学模型 ......................................... 20
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3.2.1 计算结果 ................................................... 21 第四章 倾动机械的过程设计 ................................................ 23 4.1 初选电动机 ................................................................................................................ 23 4.1.1 初步确定电动机的功率 ................................................................................. 23 4.1.2 电动机的复合特点 ......................................................................................... 23 4.1.3 选定电动机 ................................................. 24 4.1.4 过载校核 ................................................... 24 4.2 分配传动比 ................................................................................................................ 25 4.2.1 分配传动比的一般原则 ................................................................................. 25 4.2.2 分配传动比 ..................................................................................................... 26 4.3 选择减速器的传动方案 ............................................................................................ 26 4.3.1 减速器传动方案的比较 ................................................................................. 26 4.3.2 选择减速器的传动方案 ................................................................................. 29 4.4 各级传动齿轮的计算 ................................................................................................ 29 4.4.1 高速轴斜齿圆柱齿轮的基本参数的确定 ..................................................... 29 4.4.2 中间级斜齿圆柱齿轮的基本参数的确定 ..................................................... 31 4.4.3 低速轴斜齿圆柱齿轮的基本参数的确定 ..................................................... 33 4.4.4 一次减速机传动齿轮的基本参数的确定 ..................................................... 35 4.5 各轴的设计与校核 .................................................................................................... 38 4.5.1 最小轴径的计算 ............................................................................................. 38 4.5.2 各轴轴承的选择 ............................................................................................. 39 4.5.3 求各轴承的支反力并且画受力图、弯矩图、扭矩图.................................. 39 4.5.3.1 高速轴的设计计算 .............................................................................. 39
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4.5.3.2 第二轴的设计计算 .............................................................................. 41 4.5.3.3 第三轴的设计计算 .............................................................................. 44 4.5.3.4 第四轴的设计计算 .............................................................................. 46 4.6 箱体尺寸计算与选择 ................................................................................................ 48 4.6.1 内腔宽度 ................................................................................................. 48 4.6.1 箱座壁厚 ................................................................................................. 49 第五章 扭力杆装置的设计 .................................................. 50 5.1 材料的选择 ................................................................................................................ 50 5.2 结构设计计算 ............................................................................................................ 50 5.3 间隙值的设计与计算 ................................................................................................ 51 第六章 技术经济性分析 .................................................... 52 6.1 技术经济分析概述 .................................................................................................... 52 6.2 技术经济分析方法 .................................................................................................... 53 6.3 技术经济分析 ............................................................................................................ 53 6.4 综合分析 .................................................................................................................... 55 结论..................................................................... 56 致谢..................................................................... 57 参考文献 ................................................................. 58 附录..................................................................... 59

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第一章绪 论
1.1 氧气转炉炼钢法简介
氧气转炉炼钢时*三十年发展起来的新的炼钢方法。根据氧气吹入转炉的方式,可 分为顶吹、底吹、 “顶、底”复合吹、斜吹和侧吹等几种方法。 1.1.1 氧气顶吹转炉炼钢 氧气顶吹转炉炼钢法 顶吹转炉炼钢法(LD 法) 氧气顶吹转炉炼钢法是 1949 年 6 月由奥地利的 Voest-alpine 联合公司试验成功的, 并在 1952 年和 1953 年先后在其所属的林茨(Linz)和多纳维茨(Donawitz)两钢厂投 入生产。 氧气顶吹转炉炼钢法是通过双层水冷吹氧管自炉口处向炉内金属熔池吹入氧气进行 冶炼。生产实践证明,这种炼钢法具有显著的优越性: 1)冶炼时间短,生产率高。 2)投资少、成本低、建设速度快。 但这种炼钢法具有一定的缺点: 1)冶炼高磷生铁有一定的困难。 2) 氧气从上部吹入对熔池的搅拌能力不够强烈,使钢、渣不能充分混合。 3)不能大量采用低廉的废钢作原料。 4)吹氧设备和除尘系统需要较高的厂房。 1.1.2 氧气底吹转炉炼钢 氧气底吹转炉炼钢法 吹转炉炼钢法(OBM / QQ-BOP / LWS 法) 1968 年联邦德国马克西米利安冶金厂 (Maximillan Shutte of Sulzbach-Rosenberg) , 通过他们对托马斯转炉的改造,安装和运转了第一座商业用氧气底吹转炉。 氧气底吹转炉炼钢法的新特征是它拥有双层管状喷嘴。这种喷嘴可通过气体或液态 碳氢化合物冷却作保护。当气体或碳氢化合物被吹入两管所形成的间隙时,分解作用使
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其吸收大量的热从而对喷嘴进行冷却。适当的降低温度可以减少对炉底和喷嘴的化学侵 蚀和磨损。 这种炼钢法的优点: 1)投资成本较低,特别适于新建工厂中投产或由*炉进行改造,因为其可以避免在 高处安装氧枪所造成的昂贵成本。 2)吹氧时间短、吹炼*稳、喷溅少、烟尘少、金属收得率高、生产率较高并且节省 设备成本。 一些早期的支持者们甚至声称由于这种炼钢法的应用使得氧气供过于求。事实上, 氧气底吹转炉炼钢法只产生少量的棕色烟尘。几乎没有必要采用水煤气处理设备。缺点 是炉底和喷嘴寿命难以解决。 1.1.3 氧气“ 氧气“顶、底”复合吹炼 复合吹炼法(LDLD-OB 法) 日本新日铁 1978 年首先在八幡厂 60 吨转炉上试验成功顶吹和底吹复合吹炼的新技 术, 称为“LD-OB 法” 。 LD-OB 法是顶吹氧气转炉采用在炉底辅助吹入搅拌气体的方法, 使顶吹和底吹炼钢法可以相互取长补短,提高了熔池搅拌能力,克服了底吹化渣、去磷 的困难。 LD-OB 法的优点: 1)提高金属收得率,降低氧、铁合金消耗,降低钢成本。 2)炉子可控性提高。 3)可生产特低碳的钢种(0.01~0.003%C) ,可是钢中含氮量仍维持在 10ppm 左右。 4)提高去磷能力。 5)可以充分发挥炉气净化系统的能力。 1.1.4 氧气侧吹转炉炼 氧气侧吹转炉炼法 侧吹转炉炼法 氧气侧吹转炉炼钢法是我国在侧吹空气转炉炼钢法的基础上研制成功的新的氧气炼钢
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法。它的特定也是采用燃料油作为保护的双层喷枪代替空气侧吹转炉的风眼,利用喷枪 向熔池内吹氧炼钢。 氧气侧吹转炉炼钢法的优点: 1)氧气侧吹转炉吹炼过程*稳、喷溅少、烟尘少、热效率高。 2)对原料的适应性强,设备简单,投资少。 从以上分析可以看出几种炼钢方法各有优缺点。从目前来看,氧气顶吹转炉炼钢方 法仍占主导地位,其中工艺和设备发展较为成熟。

1.2 氧气顶吹转炉车间设备简介
现代氧气顶吹转炉车间设备是以转炉设备为主体,同时配备供氧、供料、出钢、出 渣、注锭、烟气处理及修炉等操作系统,而各操作系统之间是通过各种运输和起重设备 联系起来的。 1.2.1 转炉主体 转炉主体设备 主体设备 转炉主体设备是实现炼钢工艺操作的主要设备, 它由炉体、 炉体支撑装置和炉体倾动 机构组成。 1.2.2 供氧系统设备 供氧系统设备 供氧系统由输氧管道、 阀门和向转炉吹氧的装置等设备组成。 氧气顶吹转炉炼钢时, 用氧量大,要求供养及时、氧压稳定,安全可靠。 1.2.3 铁水供应 水供应系统 铁水是氧气顶吹转炉炼钢的主要原料,炼一吨钢就需要一吨左右的铁水。为确保转 炉正常生产,铁水供应因充足、及时;成分均匀、温度稳定;称量总确。铁水供应设备 由铁水贮存、铁水预处理、运输及称量等设备组成。铁水贮存设备主要有混铁炉和混铁 车。
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1.2.4 散状原料供应 原料供应系统设备 转炉生产对散装状料供应设备要求及时运输、快速加料、称量准确、运转可靠、维 修方便、能改善劳动条件。整个系统包括将散状料由地下仓运至高位料仓的上料机械设 备和将散状料自高位料仓加入转炉内的加料设备。 1.2.5 废钢供 废钢供应设备 废钢由电磁起重机在原料厂装入废钢料箱,再由机车或起重机械运至转炉*台,然 后由炉前起重机械或废钢加料机加入转炉。 1.2.6 铁合金供应设备 合金供应设备 铁合金运于钢水的脱氧和合金化。转炉侧面的*台设有铁合金料仓、铁合金烘烤炉 和称量装置。出钢时把铁合金从料仓或烘烤炉卸出,称量后运至炉后通过溜槽加入盛钢 筒中。 1.2.7 出渣、 出渣、出钢和铸锭系统设备 锭系统设备 转炉下设有电动盛钢筒和渣车等设备。转炉钢水倒入盛钢筒由盛钢筒运至注锭车间进行 浇注。渣则由渣罐车运至附*渣厂进行处理。铸锭系统包括(铸锭起重机、浇注*台、 盛钢筒修理设备和脱模、整模设备)和连铸设备。 1.2.8 1.2.8 修炉机械设备 当转炉炉衬被侵蚀比较严重而无法修补时,就必须停止吹炼,进行拆炉和修炉。修 炉机械设备包括补炉机、拆炉机和修炉机等。 1.2.9 1.2.9 烟气净化和回收设备 由于氧气顶吹转炉炼钢过程中产生大量的棕色高温的烟气 (含有大量的 CO 和铁粉, 是一种很好的气体燃料和化工原料) , 因此必须对转炉排出的烟气进行净化和回收。 烟气 净化设备包括:活动烟罩、固定烟道、溢流文氏管可、调喉口文氏管、弯头脱水器和抽 风机等。
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1.3 1.3 本文研究内容
本文的主要研究内容包括以下几个方面: ①在计算分析转炉倾动过程中倾动力矩的基础上, 确定倾动载荷及最佳耳轴位置 (采 用 QB 语言实现炉液力矩及最佳耳轴位置的确定) ; ②进行电动机的选择与校核,以及一次减速机、二次减速机的设计(包括对相关零 件的设计与校核)且研究传动中传动比的优化分配; ③扭力杆装置的设计; ④技术经济性分析。

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第二章初步确定设计方案
2.1 初始条件
2.1.1 设计题目 80 吨转炉倾动机械设计 2.1.2 技术参数及性能 结构形式为:托圈支撑、三点螺栓连接; 驱动形式为:全悬挂一端四点驱动; 工程容量:80T; 转炉连续回转:360°; 回转速度:1.0r/Min; 速度可调,在转炉回转任意角度可以停止并定位;

2.2 氧气顶吹转炉倾动设计原则分析
2.2.1 氧气顶吹转炉倾动装置的基本要求 氧气顶吹转炉倾动装置的基本要求: 传动装置紧凑,维护和操作容易,传动效率高和可靠性高。 2.2.2 转炉倾动机构的设计原则分析 转炉倾动机构的设计原则分析: (1) 应满足转炉工艺操作的要求。例如能使炉体连续正反转360°,并能*稳而准确地停 止在任意角度的位置上。 (2) 倾动机构安全可靠,不应发生齿轮及轴、制动器等设备事故,且在某一部分发生故障 时,也要求倾动机械有能力继续工作至一炉冶炼结束。 (3) 倾动机构能适应载荷的变化和转炉结构的变形。

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2.3 倾动机械的几种基本结构和配置形式
本次设计的课题是 80 吨转炉倾动装置,由电动机、一次减速机、二次减速机、扭矩 缓冲*衡等组成,使转炉炉体完成兑铁水、出钢、加料、修炉等一系列工艺操作,而且 关系到产品安全和人生安全等重大问题,对于转炉倾动装置的研究是非常必要的。 2.3.1 落地式配置倾动机械 落地式配置倾动机械的特点是:全部传动机械均安装在地基上,通过连轴器或大齿 轮与耳轴连接,实现转炉的倾动。落地式配置中按传动机械的结构又可分为蜗轮-正齿 轮传动,全正齿传动,和行星齿轮传动。落地式倾动机械结构简单,只要采用适当传动 结构形式,就可以使倾动机械适应托圈下凹引起的耳翘曲变形。但其占地面积比其它配 置形式大,抗冲击及抗扭振疲劳性能差。 2.3.2 半悬挂式配置倾动机械 半悬挂式配置倾动机械的特点是: 将最末一级齿轮副的主动小齿轮装在该齿轮副的 壳体上,与大齿轮一起悬挂在耳轴上。而其它传动装置仍安装在基础上。初级减速机与 末级减速机齿轮副之间,任用万向联轴器或齿型联轴器连接。半悬挂式配置倾动机械从 传动结构又可分为:正齿传动倾动机械、行星差动齿轮传动机械、小车式双扭杆柔性倾 动机械。半悬挂式配置倾动机械能适应托圈下凹引起的耳翘曲变形,克服了末级减速机 齿轮啮合的不良影响,但由于初级减速机与悬挂减速机之间使用连轴器连接,使倾动机 械占地面积大,布置不够紧凑。 2.3.3 全悬挂式配置倾动机械 全悬挂式配置倾动机械(如图 1.1 所示)的特点是:从电动机到末级齿轮传动副全 部传动装置都悬挂在耳轴上。全悬挂式配置倾动机械根据缓冲止动装置的结构型式,可 分为:带有弹簧止动装置的全悬挂式配置倾动机械;带橡胶块缓冲止动装置的全悬挂式 配置倾动机械;带扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式配置倾动机械。全悬挂式配置倾动机
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械采用多电动机, 多初级减速机共同带动悬挂在耳轴上的大齿轮使转炉倾动。 其优点是: 有较大的备用能力 ,一个驱动系统发生故障仍可继续进行工作,直到一炉冶炼结束;其 次能充分发挥大齿轮的作用,使各齿轮受力减小,设备的重量和尺寸也减小。全悬挂式 配置倾动机械从传动结构上分为:全正齿轮多点啮合传动,直流电动机驱动调速;大、 小交流电动机驱动,多点啮合传动,行星差动调速;正齿轮-蜗轮双点啮合传动,直流 电动机驱动调速。 全悬挂式配置倾动机械综合了落地式和半落地式的优点,克服了二者的缺点,是大型转 炉倾动机械发展的方向。

图2.1四点啮合全悬挂扭力杆式倾动装置

2.4 倾动机械的优缺点比较
最早的氧气顶吹转炉于1949 年应用于奥地利林茨钢厂,倾动装置采用了液压传动作
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为动力源,随之电气机械传动装置取代了液压传动装置。 目前,倾动装置主要有3 种基本形式:落地式,半悬挂式及全悬挂式。 随着现代转炉向 大型化发展,转炉倾动装置已由全悬挂式配置取代落地式配置和半悬挂式配置,并在国内 外钢厂中获得广泛应用。 其型式的特点如下:属现在使用最多的配置型式。 它将整个传动 装置全部挂在了耳轴的外伸端上,末级齿轮常采用多点啮合传动,使这种配置型式的结构 紧凑,重量轻,占地面积小,运转安全可靠,工作性能好。这种配置型式必须考虑采用性能 好的抗扭缓冲装置。 此装置零部件少, 使用寿命较长, 具有很好的缓冲及减振性能,尤其 在转炉出钢、对铁水、扒渣等工艺过程中发挥缓冲吸振作用。与半悬挂型式相比较, 最 突出的优点有: ①扭力杆缓冲止动装置的作用力不会传递到耳轴上, 即耳轴上不会有附 加水*力; ②扭力杆装置的基础与半悬挂型式比较要小。为了防止过载, 避免扭力杆的 损坏,在末级减速机机壳的下方,设置有止动支座(即保护挡铁) 。 当倾动力矩超过正常倾 动力矩的2. 5 倍时,末级减速机机壳底部与止动支座接触,扭力杆不再承受更大的扭矩。 全悬挂式配置常用于大型转炉中,但现在也较多地应用于中型转炉中。 通过以上的介绍我们知道,落地式是最早采用的一种布置形式,主要用于容量不大 的转炉上,缺点是末级大齿轮在托圈耳轴上,托圈变形引起耳轴轴线发生较大偏斜时, 末级齿轮的正常啮合关系被破坏,产生载荷的集中分布,加速了齿轮的磨损。在此基础 上发展起来了半悬挂式配置倾动机械,其缺点是悬挂减速其与主减速器之间需要用一个 庞大的万向联轴器进行连接,占地面积较大。而全悬挂式配置倾动机械从电动机到末级 齿轮传动副全部传动装置都悬挂在耳轴上,采用多点啮合柔性支承传动,即使托圈发生 变形也不会影响齿轮副的正常啮合,同时也不需要通过笨重的万向联轴器实现悬挂减速 其与主减速器之间的连接,有较大的备用能力, 能充分发挥大齿轮的作用,使各齿轮受 力减小,设备的重量和尺寸也减小,传动*稳。

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2.5 转炉倾动机构的结构设计
现代氧气转炉倾动机构通常采用的是圆柱齿轮多点啮合传动、 直流电动机驱动调速、 带扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式倾动机构型式。 它主要由以下几个部分组成:驱动电动 机、一次减速机、二次减速机、扭力杆式扭*胶庾爸谩⒖古ぶ苟爸眉跋∮腿蠡镜取

2.6 确定方案
综上所述, 本次设计的 80 吨转炉采用全正齿轮多点啮合传动, 直流电动机驱动调速, 带扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式配置倾动机械。

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第三章倾动力矩的计算和最佳耳轴位置的确定
转炉倾动力矩的计算,是由转炉炉体重量及其重心的计算和力矩计算两部分组成。 其计算内容包括: (1)空炉重量及其中心的计算 其中包括:炉壳重量及其重心的计算;新炉炉衬及其重心的计算。 (2)炉内液体(铁水、炉渣)中心的计算 (3)预选耳轴和力矩的计算 (4)确定最佳耳轴位置和力矩的计算 (5)根据生产工艺要求进行的特殊计算

3.1 转炉炉壳质量及重心位置的计算
3.1.1 建立空炉模型 转炉炉型可分为:筒球型、锥球型、截锥型。筒球型是由圆柱体和球缺体组成的,特点 是结构简单、炉壳制造容易、炉衬砌筑方便。锥球型是由球缺体和截头圆锥体组成的, 特点是适合钢水的流动、有利于保护炉底、有利于物理化学反应的进行。截锥型是截头 圆柱体,特点是结构简单、熔池为*底、易于砌筑。本次设计中选用铜球型来建立模型。 (如下图 3.1 所示)

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图 3.1 空炉炉壳模型

各参数值如下: D1 =3006mm D6 =4130mm h 4 =684.6mm D 2 =3066mm
R =3456.6mm

D3 =5470mm h1 =2526mm

D 4 =5530mm h 2 =3860mm

D5 =4070mm h 3 =1626.4mm

h 总 =8697mm

以上参数的选择均参考自 《80 吨转炉设备使用规程》 和 《氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备》 。 3.1.2 炉壳重量与重心的计算 炉壳、炉衬的重量与重心的计算方法是一样的,其计算步骤如下:
1.划分为简单的几何体。 2.计算各几何体的重量,及其重心的坐标值。 3.计算炉壳、炉衬各自的总重量,合成重心坐标值。 4.空炉合成重量和合成重心的计算。

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一般取炉型垂直轴线为 Z 轴, Z 轴通过炉底壳表面的一点为原点 O,耳轴轴线方向为 Y 轴。 通过原点与耳轴轴线垂直的轴为 X 轴。 根据设计已知参数计算,密度 ρ =7.85 ×103 Kg/ m 3 。 圆柱壳计算公式:
G = ρπ (r1+r2)δ h
式(3.1)

式中 δ = r1+r2
G 炉身圆柱壳 = ρπ (r1+r2)δ h =7.85 × 3.14 × (D3/2+D4/2) × 0.06 × 3.86 =7.85 × 3.14 × 5.5 × 0.06 × 3.86 =31.39吨
Zc1 = h = 1.93m 2

Zc1 = Zc1 + h 3 + h 4 = 1.93+1.624+0.6846=4.241m

圆台壳计算公式:
G = ρπ (r1+r2)δ h
式(3.2)

G 炉帽圆台壳 = ρπ (r1+r2)δ h =7.85 × 3.14 × (1.518+2.75) × 0.054 × 2.526 =14.3吨 圆台壳重心计算公式:

h 1 + 2η Zc = i 3 1 +η
式中 η =r2/r1

式(3.3)

Zc1 =

h 1 1 + 2η i 3 1+η

2.752 1+ 2× 2.526 1.518 = i 2.752 3 1+ 1.518 =1.398m Zc 2 = Zc1 + h 2 + h 3 + h 4 = 1.383+3.86+1.6264+0.6846=7.569m
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G 炉底圆台壳 = ρπ (r1+r2)δ h =7.85 × 3.14 × (2.75+2.05) × 0.06 × 1.6264 =11.546吨
式(3.4)

r1=(D5+D6)/4=2.05m
Zc1 = h 3 1 + 2η i 3 1+η

r2=(D3+D4)/4=2.75m

2.75 1+ 2× 1.6264 2.05 = i 2.75 3 1+ 2.05 =0.853m
Zc 3 = h 3 + h 4 ? Zc1 = 1.6264 + 0.6846-0.853=1.458m

球缺壳计算公式:
G = ρ 2π rδ h G 球缺壳 = ρ 2π rδ h =7.85 × 2 × 3.14 × 3.4 × 0.08989 × 0.6846 =10.35吨 Zc 4 = h 4 / 2 = 0.6846/2=0.34323m
式(3.5)

合成计算:
G 总 = G 炉身圆柱壳 + G 炉帽圆台壳 + G 炉底圆台壳 + G 球缺壳 =31.4+14.3+11.546+10.35 =67.596吨 Zc总 = (G 炉身圆柱壳 × Zc1 + G 炉帽圆台壳 × Zc 2 + G 炉底圆台壳 × Zc 3 +G 球缺壳 × Zc 4 ) / G 总

=(31. 4 × 4. 241+14. 3 × 7. 569+11.546 × 1.458+10.35 × 0.3423)/69. 922 =3. 87吨

3.2 转炉炉衬质量及重心位置的计算
3.2.1 建立空炉炉衬模型 炉衬厚度的选取: 炉帽永久层 60~115, 工作层 400~600; 炉身加料侧永久层 115~ 150, 工作层 550~700; 炉身出钢侧永久层 115~150, 工作层 500~650; 炉底永久层 300~
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450,工作层 60~650; 建立空炉炉衬模型(如下图 3.2 所示)

图 3.2 空炉炉衬模型

3.2.2 炉衬重量与重心的计算 炉衬重量与重心的计算 (1)炉帽部分:可分为高度为 h5 的大截锥体、高度为 h6 的小截锥体和高度为 h7 的圆 柱 体 的 三 个 简 单 几 何 体 , 分 别 求 其 重 量 、 重 心 , 然 后 再 合 成 。

G zhd =

/2 / / /2 (R 2 + R2 R3 + R3 )rch 3 3.14 × 2.526 = (2.7352 + 2.735 × 1.503 + 1.5032 ) × 3 3 = 109.85吨
/2 / / /2 + 2R 2 + 3R 3 h5 R 2 R3 ( /2 ) / / /2 4 R2 + R2 + R3 R3

π h5

式 ( 3.6 )

Zzhd = h 0 + h1 + h 2 + h 3 + h 4 +

= 0.75 + 1.561 + 0.71 + 1.425 + 1.725 + = 7.794米

2.526 2.7352 + 2 × 2.735 × 1.503 + 3 × 1.5032 ( ) 4 2.7352 + 2.735 × 1.503 + 1.5032
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G zhx =

(R 2 2 + R 2 R 3 + R 3 2 )rch 3 3.14 × 2.376 = (2.0852 + 2.085 × 0.92205 + 0.922052 ) × 3 3 = 53.118吨
h 6 R 2 2 + 2R 2 R 3 + 3R 32 ( ) 4 R 2 2 + R 2 R 3 + R 32 2.376 2.0852 + 2 × 2.085 × 0.92205 + 3 × 0.922052 ( ) 4 2.0852 + 2.085 × 0.92205 + 0.922052

π h6

Zzhx = h 0 + h1 + h 2 + h 3 + h 4 +

= 0.75 + 1.561 + 0.71 + 1.425 + 1.725 + = 7.07米 G zhu = π R 32 h 7 rch = 3.14 × 0.922052 × 0.15 × 3 = 1.2吨 Zzhu = h 0 + h1 + h 2 + h 3 + h 4 + h 6 + = 8.622米 合成计算: G MA = G zhd ? G zhx ? G zhu = 109.85 ? 53.118 ? 1.2 = 55.532吨 ZMA = = G zhd i Zzhd ? G zhx i Zzhx ? G zhu i Zzhu G zhd ? G zhx ? G zhu

式(3.7)

h7 2 = 0.75 + 1.561 + 0.71 + 1.425 + 1.725 + 2.376 + 0.075

109.85 × 7.794 ? 53.118 × 7.07 ? 1.2 × 8.622 55.532 = 8.4686米 (2)炉身上段:
/2 G sh1 = π (R 2 ? R 2 2 )h 4 rch

式(3.8)

= 3.14 × (2.7352 ? 2.0852 ) × 1.725 × 3 = 50.9吨 Zsh1 = h 0 + h1 + h 2 + h 3 + = 5.3米 h4 2 = 0.75 + 1.561 + 0.71 + 1.425 + 1.725/2

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(3)炉身下段:
/2 G sh2 = π (R 2 ? R E 2 )h 3 rch

= 3.14 × (2.7352 ? 1.8352 ) × 1.425 × 3 = 55.21吨 Zsh1 = h 0 + h1 + h 2 + = 3.7335米 (4)炉底部分 h3 2 = 0.75 + 1.561 + 0.71 + 1.425/2

G zh =

/2 / (R 2 + R2 R 0 + R 0 2 )rch 3 3.14 × 1.561 = (2.7352 + 2.735 × 1.9 + 1.92 ) × 3 3 = 79.78吨 /2 + 2R /2 R 0 + 3R 0 2 h1 R 2 ( /2 ) / 4 R2 + R2 R 0 + R 02

π h1

Zzh = h 0 + h1 ?

= 0.75 + 1.561 ? = 1.6235米
/2 G zhu = π R 2 h 2 rch

1.561 2.7352 + 2 × 2.735 × 1.9 + 3 × 1.92 ( ) 4 2.7352 + 2.735 × 1.9 + 1.92

= 3.14 × 2.7352 × 0.71 × 3 = 50吨 Zzhu = h 0 + h1 + = 2.666米 h2 2 = 0.75 + 1.561+0.71/2

Gq = π h2 z (R-

hz )rch 3 0.81 )×3 3

= 3.14 × 0.812 × (2.4835 ? = 13.68吨
Zq = h 0 + h1 + h 2 ?

h E 4R ? h E 4 3R ? h E 0.81 4 × 2.4835 ? 0.81 × 4 3 × 2.1835 ? 0.81

= 0.75 + 1.561 + 0.71 ? = 2.743米

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合成计算:
G pi = G zh + G zhu ? G q = 79.78 + 50 ? 13.68 = 116.1吨 Zpi = 79.78 × 1.6235 + 50 × 2.666 ? 13.68 × 2.743 116.1 = 1.94米

(5)炉衬的合成重量和合成重心 G xch = G MA + G sh +G x +G pi

= 55.532 + 50.9 + 55.21 + 116.1 = 272.742吨
Zxch = G MA i ZMA +G sh i Zsh +G x i Zx +G d i Zd G xch

55.532 × 8.4686+50.9 × 5.3+55.21 × 3.7335 + 116.1 × 1.94 272.742 = 4.2949米

=

3.3 空炉质量及重心位置的计算
G炉 = G壳 + G衬

= 67.596 + 272.742 = 340. 338吨
Zxch = = G 壳 i Z壳 +G 衬 i Z衬 G 壳 +G 衬

67.596 × 3.87+272.742 × 4.2949 340.338 = 4.2米

3.4 转炉摩擦力矩的计算
耳轴摩擦力矩计算公式: M m = (G k + G d + G tuo + G xue ) ? ? d / 2 式中:
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式(3.9)

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G k ——空炉重量(KN) G d ——炉液重量(KN) G tuo ——托圈及附件重量(KN) G xue ——悬挂减速器的重量(KN)

? ——摩擦系数(滚动轴承取 ? =0.02~0.05)
d ——d=( d内 + d 外 )/2

根据炼钢设备中表 1-4,取耳轴直径为 ? 800,查机械设计手册第四卷,表 28-2-15,去 轴承外径 ? 1120。取 ? =0.04 其中
G k =340×9.8=3332KN G d =( G 钢 + G 渣 )=90×9.8=882KN M m = (G K + G d + G tuo + G xue ) ? ? d / 2

= (3332 + 882 ) × 0.04 × 0.96/ 2 = 80.9KNim

图 3.3 计算原理图

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3.5 转炉炉液力矩的计算及最佳耳轴位置的确定
3.5. 3.5.1 计算原理和数学模型 (1)弓形半径 r 的计算公式 r = R 2 ? (R ? Z)2 r = R j?1 + (Z ? Z j?1 )tgM j (2)弦高e计算公式 当 Zus ≤ Zi 和 Z ≤ Z j 时
e= Zus ? Z ? ( R 2 ? (R ? Zus ) 2 ? R 2 ? (R ? Z) 2 ) tgα Z ?Z e = us ? (Zus ? Z)tgM i tgα Z ?Z e = us ? (Zus ? Zi-1 )tgM i ? R i ?1 + R 2 ? (R ? Z) 2 tgα Z ?Z e = us ? (Zus ? Zi-1 )tgM i ? (R i?1 ? R j ) ? (Z j ? Z )tgM j tgα ? ( j = 0,i = 0) ? ? ? ( j = i, i ≠ 0) ? ? ? ( j ≠ i, j=0) ? ? ? ( j ≠ i, j ≠ 0) ? ? ?

当Z j-1

当 Z ≤ Z0时? ? ? ≤ Z ≤ Z j时( j = 1, 2,3) ? ?

式(3.10)

式(3.11)

(3)张角 ? 计算公式

? = 2 cos ?1 ? ?( r ? e ) / r ? ?
(4)体积 Vz 和盛液重心坐标(x,z)的计算公式

式(3.12)

1 2u 2 ? r (? ? sin? )dz ∫ ? 2 0 ? 1 2u 2 ? Zd = ∫ Zr (? ? sin? )dz / Vz ? 2 0 ? 2 2u 3 3 ? x d = ∫ r sin (? / 2)dz / Vz ? 3 0 ? (5)盛液力矩 M d Vz =

式(3.13)

M d = [ (h ? z) cos α ? x sin α ] G
M k = (h ? h k ) cos α G k

式(3.14)

(6)空炉力矩 M k
式(3.15)

(7)合成力矩M
M = M d +M k +M m
式(3.16)

(8)预选耳轴坐标修正值
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dh =

(M d + M k ) ? M m (G + G k ) cos α

式(3.17)

(9)最佳耳轴位置的Z坐标值
h ′ = h + dh
式(3.18)

(10)最佳耳轴位置确定后的合成力矩
M ′ = M+(G + G k ) cos α dh
式(3.19)

3.5. 3.5.2 计算结果 炉液的体形和重心是随着倾动角度的变化而变化的,在出钢过程中其重量也随着倾 动角度的变化而变化。为了方便快捷的计算,采用计算机编成进行计算。其中采用高斯 法进行*似计算,最佳耳轴的圈定采用全正原则。 最后由计算机程序得出:最大倾动力矩T=2415KN.m 最佳耳轴位置H=3.873m 详细计算查看附录。
*192.5487219765 *1260.95467033 *1908.76330578 *2201.87321622 *2410.46879133 *2234.21075446 *1789.22105799 *1238.65862347 *1180.99417322 *1169.78154542 *1048.66321544 *470.655417549 *1359.33021278 *1997.32684731 *2269.33012087 *2415.02089856 *2091.31579599 *1621.10789451 *1198.47813027 *1178.76650341 *756.518664754 *1576.55046817 *2013.10121304 *2379.65620296 *2411.3546869 *1896.93176378 *1486.01478854 *1190.77401233 *1176.98965601 *1002.86920761 *1786.92139272 *2196.87699017 *2403.65302653 *2391.02467702 *1812.79647589 *1345.98921648 *1186.66302189 *1175.01472031 *1057.77255012

*1063.98978579

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3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37
图 3.4 转炉力矩图

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第四章倾动机械的过程设计
4.1 初选电动机
4.1.1 初步确定电动机的功率 转炉电动机所需功率:

N=

KM max n 975η ψ

式(4.1)

式中: N—电动机需要的功率,千瓦; M max —转率计算最大倾动力矩,公斤力·米; n—转炉转速,转/分; K = K1 i K 2 ; K1 —电压降引起的力矩误差,常取 1.2; K 2 —电动机不同步造成的误差,一般取 1.1;

η —倾动机械的总效率,对于齿轮传动η =0.85~0.95;
N= KM max n 975η ψ 1.32 ×

2415 × 1000 × 0.7 9.8 = 975 × 0.9 × 4 = 64.87KW 4.1.2 电动机的复合特点 由于转炉倾动机械负载大,启制动频繁,并且经常受冲击载荷,进行一些逆转等, 因此相应的电动机应该用较大的过载系数,能承受频繁的启动、制动、逆转、振动和冲 击等问题。

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4.1.3 选定电动机 由《机械设计手册》单行本—减(变)速器·电机与电器,选取直流电动机,根据 电动机的工作制度和输出最大功率,初选电动机为 Z4-225-31 额定功率为 67KW,额定 转速/最大转速为 680/1000r/min,额定电压为 400V, 额定电流为 197A, 励磁功率为 2580KW, 重量为 800kg。 励磁方式:串励,它的特点是启动力矩很大,起动转矩可达额定转矩的 5 倍左右,短 时过载可达额定转矩的 4 到 4.5 倍左右,转速变化率很大,空载转速极高,适于云要求 很大的启动制动转矩,转速允许有较大的负载。 4.1.4 过载校核 (1)塌炉过载校核 塌炉力矩按 3 倍于最大计算力矩考虑,即要求电动机的最大过载力矩大于最大倾动 力矩的三倍。 根据: M ta = 3M max ≤ β
975η N Kn
式(4.2)

将过载系数 β =2.8,N=67 千瓦,K=1.2, η =0.875,n=0.7rad/min 代入上式得:
3 × 2415 × 1000 975 × 0.875 × 67 × 4 = 739285.7公斤力i米 = 3M max ≤ 2.8 × = 762125公斤力i米 9.8 1.2 × 0.7

故满足塌炉校核要求。 (2)事故过载校核 当一台电动机出事故时,另一台电动机要继续工作直到本炉冶炼结束。假设电动机在转 炉 0.7rad/min 下的过载工作,此时过载系数 β ′ =2.8 根据: M max ≤ β ′ 975η N(ψ -1) Kn
式(4.3)

2415 × 1000 975η N(ψ -1) 975 × 67 × 0.875 × 3 =246428.57=M max ≤ β ′ = 2.8 = 571593.75 9.8 Kn 1.2 × 0.7
公斤力i米
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故满足事故过载校核要求。 (3)高速过载校核 当电动机电压为 400 伏时,电动机转速为 680 转/分,电动机过载系数为 2.8,转炉转速 为 1 转/分。 根据: M max ≤ β ′′
975η Nψ Kn

2415 × 1000 975η Nψ 975 × 67 × 0.875 × 4 =246428.57=M max ≤ β ′′ = 2.8 = 533487.5 9.8 Kn 1.2 × 1
公斤力i米 故满足高速过载校核要求。

4.2 分配传动比
在计算齿轮之前,首先要分配传动比。设计减速器时,合理的分配各级传动比是一 个很重要的步骤,因为它将直接影响到减速器的外形尺寸、形状、润滑条件和各零件的 装配条件。 4.2.1 分配传动比的 分配传动比的一般原则 分配传动比一般应遵循以下原则: 1.尽可能使各级传动的承载能力相等,即强度一致。因为减速器在运转时,无论是并联 传动或是串联传动,只要其中有承载能力最差的一级失效,整个减速机就会失去正常工 作的能力。因此,减速器的各级传动的强度相差不能太大,这一原则成为等强度原则。 2.各级传动大齿轮浸入油池的深度大致相等。如果齿轮浸入油池的深度适当,所有齿轮 将有良好的润滑。如果油面过低,只有低速极大齿轮进入油内,而高速及齿轮浸不到油 内,造成润滑不良,就必须提高油面,但如果油面过高不但增加减速器的运油量,而且 还增加了低速极大齿轮搅油的功率损失。 3.要使减速器外形尺寸小,重量最轻,符合主机的要求。
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仅靠正全分配各级传动比已完全达到上述各项要求,一般是不易办到的。除了正确分配 传动比外,还应适当的选择各级齿轮的参数,才能使上述各项要求得到基本的满足。 4.2.2 分配传动比 转炉转速 1r/min,所选电动机的额定功率为 67KW, 额定转速为 680r/min,则电动 机到转炉的整个传动比 i总 = n 0 / n1 = 680 /1 = 680 ,参考《机械设计手册》中册第二版表 8-390, 单级斜齿轮的传动比 i ≤ 8~10,三级展开式减速器传动比 i=40~400, 从科技论文 的分析中,可以看出二次减速机的传动比取 10 时较为合理,一次减速机传动比
i =680/10=68。参考《机械设计手册》中册第二版表 8-392 中可得一次减速机三级齿轮

传动比的分配如下: 高速及传动比: i1 =3.44 中速及传动比: i 2 =4.2 低速及传动比: i3 =4.7

4.3 选择减速器的传动方案
4.3.1 减速器传动 速器传动方案 传动方案的比 方案的比较 的比较 齿轮减速器根据齿轮形状的不同,可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、圆锥 ——圆柱齿轮减速器。根据传动基数的不同,可分为单极、两极和多极减速器。根据传 动轴布置形式的不同,可分为展开式、分流式和同轴式减速机。 转炉倾动装置是转炉炼钢最主要的机械设备,其作业负荷的突出特点是:低速、重 载、正反转、频繁启制动、强烈冲击,如何提高设备的可靠性,一直是业界孜孜不倦研 究的重要课题。 三级圆柱齿轮减速器,其传动比一般在 20~100 之间。图 4.1 所示的传动方案的特 点是:它的两个双联齿轮和轴之间没有作轴向固定,可以自由的在轴上转动(双联齿轮 孔内安装有轴承) 。它只用两根轴就能实现三级传动,其结构紧凑,其横向齿寸较小,在
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要求结构紧凑的场合常采用这种方案。它的缺点是轴向尺寸较大,结构也比较复杂。有 时为了使三对齿轮的中心距相同,还必须采运能修正齿轮。

图4.1

图 4.2 是圆锥齿轮减速器。图 3 和图 4 是圆锥-圆柱齿轮减速器。他们的特点是输 入轴与输出轴垂直布置。由于圆锥齿轮加工比较困难,所以只有在机器的整体布置中有 特殊需要时才采用这种传动方案。

图 4.2
图 4.3 和图 4.4 是简单的三级减速器,称为展开式传动装置。它的结构简单零件数
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量少。但齿轮相对轴承的布置不对称,齿面载荷分布不均匀,对于齿轮的正确啮合很不 利。因此,为了改善载荷的分布轴应该设计的具有较大的刚度,而且应把高速及齿轮布 置在远离扭矩输入端。为了改善传动的*稳性,高速级常做成斜齿轮。

图4.3

图4.4
图 4.5 是分流式传动方案。中间两极有两极斜齿轮,这样齿轮与轴承的相对位置是 对称的,这使得齿面的载荷沿齿宽均匀分布,从而改善了啮合条件。分流式方案传动齿
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轮所受到的载荷比较均匀,轴承受载荷也均衡,轴向力较小,轴的受载荷情况亦有所改 善。它适运于高速、重载、冲击载荷等场合。缺点是零件数量较多,结构复杂。

图 4.5
4.3.2 选择减速器的传动方案 在选择减速器的传动方案时,要求达到既能满足主机的工作要求,又要结构紧凑, 重量轻,工艺性好、成本低,装配检修方便。按照传动比的要求,决定采用三级减速器, 减速器的总传动比为 68。

4.4 各级传动齿轮的 级传动齿轮的计算
4.4.1 高速轴 高速轴斜齿圆柱 齿圆柱齿轮的基本 齿轮的基本参数 的基本参数的确定 参数的确定 1.选择齿轮材料,确定许用应力 选大、 小齿轮材料均为45#钢,调质处理, 由《机械设计》课本 表5-6查得硬度229~286, 由《机械设计》课本 图5-32c查得弯曲疲劳极限应力 σ F lim = 430MPa, 由《机械设计》课 本 图5-33c查得接触疲劳极限应力 σ Hlim = 1650Mpa, σ B = 647Mb , σ s = 373Mp , 硬度为229~286。 2.按齿轮弯曲强度计算
3

m n ≥ 12.4 ×

KT 1YFS1 2 ψd Z1 σ FP1

式(4.4)

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1)确定许用弯曲应力 σ FP 取 YST =2, SF lim =1.6。 假设寿命为50年 齿轮循环齿数 N=60nat=60×680×1×24×300×50=1.4688× 1010 取寿命系数 YN =1 则 σ FP1 =
式(4.5)

σ F lim YST
SF lim

Y N=

500 × 2 × 1 = 625MPa 1.6

式(4.6)

2)计算小齿轮的名义转矩 T1

T1 = 9550

p1 67 = 9550 =940.96N·m n1 680

式(4.7)

3)选取载荷系数 K 因为是斜齿轮传动,加工精度取7级,故K=1.3。 4)初步选定齿轮参数
Z1 = 20 , Z2 =iZ1 = 3.44 × 20=68.8 ,取 Z2 = 70,ψd = 0.8 ,β=14°,U=3.5

5)确定复合齿形系数 YFS
ZV1 =Z1 / cos3 β = 20 / cos3 14°=22 ZV2 =Z 2 / cos β = 70 / cos 14°=76.6
3 3

式(4.8)

由图5-38查得 按 YFS1 进行计算

YFS1 =4.28、 YFS2 =3.98

将上述参数代入,得
3

m n = 12.4 ×

KT 1YFS1 = 12.4 × 2 ψd Z1 σ FP1

3

1.3 × 9040.96 × 4.28 =3.68 0.8 × 202 × 625

式(4.9)

按表5-1取标准模数 m n =4mm。则中心距
a= m n (Z1 + Z2 ) 4 × (20 + 70) = = 185.5 mm 2 cos β 2 cos14° m n (Z1 + Z2 ) 4 × (20 + 70) = = 0.97297 2a 2 × 185
式(4.10)

为了便于箱体孔加工和校验,取a=185mm
cos β =
式(4.11)

β =13.35 °
6)计算几何尺寸
d1 = m n Z1 4 × 20 = = 82.222 mm cos β cos13.35°
30

式(4.12)

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

d2 =

m n Z2 4 × 70 = = 287.778 mm cos β cos13.35°

b 2 =ψd d1 = 0.8 × 82.222=65.78 mm b1 = b 2 + (5 ? 10)mm = 71 ? 76 mm 3.齿面强度校核

取 b 2 =66mm 取 b1 =75mm。

式(4.13)

σ H = 109ZE

KT1 u + 1 ≤ σ HP 2 u bd1

式(4.14)

齿轮均为钢制取 ZE =189.8 MPa 则:

σ H = 109 × 189.8

1.3 × 940.96 3.5 + 1 = 1228.26 MPa 66 × 82.2222 3.5

齿面许用接触应力 σ HP 按(5-27)计算,因为较重要的传动,取最小安全系数 SH lim =1.1, Z N =1, ZW =1,则

σ HP =

σ H lim
SH lim

ZN ZW =1650/1.1=1500MPa

式(4.15)

因为 σ H ≤ σ HP ,故接触疲劳强度也足够。 小齿轮受力分析 圆周力 Ft1 = 2T1 / d1 = 2 × 940.96 / 82.222 = 22.888 × 103 N 径向力 Fr1 = Ft1
tan α n tan 20° = 22.888 × 103 = 8.56 × 103 N cosβ cos13.35°
式(4.16) 式(4.17) 式(4.18)

轴向力 Fa1 = Ft1 tan β = 22.888 × 103 tan13.35° = 5.43 × 103 N 4.4.2 中速轴斜齿圆柱 齿圆柱齿轮的基本 齿轮的基本参数 的基本参数的确定 参数的确定 1.选择齿轮材料,确定许用应力

选大、 小齿轮材料均为45#钢,调质处理, 由《机械设计》课本 表5-6查得硬度229~286, 由《机械设计》课本 图5-32c查得弯曲疲劳极限应力 σ F lim = 430MPa, 由《机械设计》课 本 图5-33c查得接触疲劳极限应力 σ Hlim = 1650Mpa, σ B = 647Mb , σ s = 373Mp , 硬度为229~286。 2.按齿轮弯曲强度计算
3

m n ≥ 12.4 ×

KT 1YFS1 2 σ FP1 ψd Z1
31

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

1)确定许用弯曲应力 σ FP 取 YST =2, SF lim =1.6。 假设寿命为50年 齿轮循环齿数 n 2 = n1 / i =680/3.44=197.67 p 2 = p1η = 67 × 0.98 = 65.66 N=60nat=60×197.67×1×24×300×50=4.27× 1010 取寿命系数 YN =1 则 σ FP1 =

σ F lim YST
SF lim

Y N=

500 × 2 × 1 = 625MPa 1.6

2)计算小齿轮的名义转矩 T1

T1 = 9550

p1 65.66 = 9550 =3172.22N·m n1 197.67

3)选取载荷系数 K 因为是斜齿轮传动,加工精度取7级,故K=1.3。 4)初步选定齿轮参数
Z1 = 19 , Z2 =iZ1 = 4.2 × 19=79.8 ,取 Z2 = 80,ψd = 0.8 ,β=14°,U=4.2

5)确定复合齿形系数 YFS
ZV1 =Z1 / cos 3 β = 19 / cos3 14°=20.79 ZV2 =Z 2 / cos3 β = 80 / cos3 14°=87.57

由图5-38查得 按 YFS1 进行计算

YFS1 =4.32、 YFS2 =3.98

将上述参数代入,得
3

m n = 12.4 ×

KT 1YFS1 = 12.4 × 2 ψd Z1 σ FP1

3

1.3 × 3172.22 × 4.32 =5.7 0.8 × 192 × 625

按表5-1取标准模数 m n =6mm。则中心距
a= m n (Z1 + Z2 ) 6 × (19 + 80) = = 306.0922 mm 2 cos β 2 cos14° m n (Z1 + Z2 ) 6 × (19 + 80) = = 0.970588 2a 2 × 306

为了便于箱体孔加工和校验,取a=306mm
cos β =

β =14 °
6)计算几何尺寸
32

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

d1 = d2 =

m n Z1 6 × 19 = = 117.5 mm cos β cos14° m n Z2 6 × 80 = = 494.8 mm cos β cos14°

b 2 =ψd d1 = 0.8 × 117.5=94 mm 3.齿面强度校核

取 b 2 =94mm 取 b1 =100mm。

b1 = b 2 + (5 ? 10)mm = 99 ? 104 mm

σ H = 109ZE

KT1 u + 1 ≤ σ HP 2 u bd1

齿轮均为钢制取 ZE =189.8 MPa 则:

σ H = 109 × 189.8

1.3 × 3172.22 4.2 + 1 = 1297.6 MPa 94 × 117.52 4.2

齿面许用接触应力 σ HP 按(5-27)计算,因为较重要的传动,取最小安全系数 SH lim =1.1, Z N =1, ZW =1,则

σ HP =

σ H lim
SH lim

ZN ZW =1650/1.1=1500MPa

因为 σ H ≤ σ HP ,故接触疲劳强度也足够。 小齿轮受力分析 圆周力 Ft1 = 2T1 / d1 = 2 × 3172.22 /117.5 = 53.995 × 103 N 径向力 Fr1 = Ft1
tan α n tan 20 = 53.995 × 103 = 20.2 × 103 N cosβ cos14°

轴向力 Fa1 = Ft1 tan β = 53.995 × 103 tan14° = 13.46 × 103 N 4.4.3 低速轴斜齿圆柱 齿圆柱齿轮的基本 齿轮的基本参数 的基本参数的确定 参数的确定 1.选择齿轮材料,确定许用应力 选大、 小齿轮材料均为45#钢,调质处理, 由《机械设计》课本 表5-6查得硬度229~286, 由《机械设计》课本 图5-32c查得弯曲疲劳极限应力 σ F lim = 430MPa, 由《机械设计》课 本 图5-33c查得接触疲劳极限应力 σ Hlim = 1650Mpa, σ B = 647Mb , σ s = 373Mp , 硬度为229~286。 2.按齿轮弯曲强度计算

33

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

3

m n ≥ 12.4 ×

KT 1YFS1 2 ψd Z1 σ FP1

1)确定许用弯曲应力 σ FP 取 YST =2, SF lim =1.6。 假设寿命为50年 n 2 = n1 / i =197.67/4.2=47
p 2 = p1η = 67 × 0.982 = 64.346

齿轮循环齿数 N=60nat=60×47×1×24×300×50=1× 1010 取寿命系数 YN =1 则 σ FP1 =

σ F lim YST
SF lim

Y N=

500 × 2 × 1 = 625MPa 1.6

2)计算小齿轮的名义转矩 T1

T1 = 9550

p1 65.66 = 9550 =3172.22N·m n1 197.67

3)选取载荷系数 K 因为是斜齿轮传动,加工精度取7级,故K=1.3。 4)初步选定齿轮参数
Z1 = 19 , Z2 =iZ1 = 4.7 × 19=89.3 ,取 Z2 = 90,ψd = 0.8 ,β=14°,U=4.7

5)确定复合齿形系数 YFS
ZV1 =Z1 / cos 3 β = 19 / cos3 14°=20.79 ZV2 =Z 2 / cos3 β = 90 / cos3 14°=98.52

由图5-38查得 按 YFS1 进行计算

YFS1 =4.32、 YFS2 =3.96

将上述参数代入,得
3

m n = 12.4 ×

KT 1YFS1 = 12.4 × 2 ψd Z1 σ FP1

3

1.3 × 13074.56 × 4.32 =9.187 0.8 × 192 × 625

按表5-1取标准模数 m n =9mm。则中心距
a= m n (Z1 + Z2 ) 9 × (19 + 90) = = 505.5 mm 2 cos β 2 cos14°

为了便于箱体孔加工和校验,取a=306mm

34

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

cos β =

m n (Z1 + Z2 ) 9 × (19 + 90) = = 0.971287 2a 2 × 505

β =13.76 °
6)计算几何尺寸
d1 = d2 = m n Z1 9 × 19 = = 176 mm cos β cos13.76° m n Z2 9 × 90 = = 833.945 mm cos β cos13.76°

b 2 =ψd d1 = 0.8 × 176=140.8 mm 3.齿面强度校核

取 b 2 =142mm 取 b1 =150mm。

b1 = b 2 + (5 ? 10)mm = 147 ? 152 mm

σ H = 109ZE

KT1 u + 1 ≤ σ HP 2 u bd1

齿轮均为钢制取 ZE =189.8 MPa 则:

σ H = 109 × 189.8

1.3 × 13074.56 4.7 + 1 = 1416.2 MPa 4.7 142 × 1762

齿面许用接触应力 σ HP 按(5-27)计算,因为较重要的传动,取最小安全系数 SH lim =1.1, Z N =1, ZW =1,则

σ HP =

σ H lim
SH lim

ZN ZW =1650/1.1=1500MPa

因为 σ H ≤ σ HP ,故接触疲劳强度也足够。 小齿轮受力分析 圆周力 Ft1 = 2T1 / d1 = 2 × 13074.56 /176 = 148.57 × 103 N 径向力 Fr1 = Ft1
tan α n tan 20 = 148.57 × 103 = 55.67 × 103 N cosβ cos13.76°

轴向力 Fa1 = Ft1 tan β = 148.57 × 103 tan13.76° = 36.38 × 103 N 4.4.4 一次减速机传动齿轮参数的确定 一次减速机传动齿轮参数的确定 1.选择齿轮材料,确定许用应力 选大齿轮材料为45#钢, 调质处理, 由 《机械设计》 课本 表5-6查得硬度229~286, 由 《机 械设计》课本 图5-32c查得弯曲疲劳极限应力 σ F lim = 430MPa, 由《机械设计》课本 图
35

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

5-33c查得接触疲劳极限应力 σ Hlim = 1650Mpa, σ B = 647Mb , σ s = 373Mp , 硬度为229~286。 选小齿轮材料为40Cr,调质处理,由《机械设计》课本 表5-6查得硬度229~286,由《机 械设计》课本 图5-32c查得弯曲疲劳极限应力 σ F lim = 500MPa, 由《机械设计》课本 图 5-33c查得接触疲劳极限应力 σ Hlim = 1650Mpa, σ B = 735Mb , σ s = 539Mp , 硬度为241~286。 2.按齿轮弯曲强度计算
3

m n ≥ 12.4 ×

KT 1YFS1 2 ψd Z1 σ FP1

1)确定许用弯曲应力 σ FP 取 YST =2, SF lim =1.6。 假设寿命为50年 齿轮循环齿数 N=60nat=60×10×1×24×300×50=2.16× 108 取寿命系数 YN =1 则 σ FP1 =

σ F lim YST
SF lim

Y N=

500 × 2 × 1 = 625MPa 1.6

2)计算小齿轮的名义转矩 T1

T1 = 9550

p1 63 = 9550 =60165N·m n1 10

3)选取载荷系数 K 因为是斜齿轮传动,加工精度取7级,故K=1.3。 4)初步选定齿轮参数
Z1 = 20 , Z2 =iZ1 = 10 × 20=200 ,ψd = 0.8 ,β=14°,U=10

5)确定复合齿形系数 YFS
ZV1 =Z1 / cos3 β = 20 / cos3 14°=22 ZV2 =Z 2 / cos3 β = 200 / cos3 14°=218.93

由图5-38查得 按 YFS1 进行计算

YFS1 =4.28、 YFS2 =3.97

将上述参数代入,得
3

m n = 12.4 ×

KT 1YFS1 = 12.4 × 2 ψd Z1 σ FP1

3

1.3 × 60165 × 4.28 =14.72 0.8 × 202 × 625
36

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

按表5-1取标准模数 m n =16mm。则中心距
a= m n (Z1 + Z2 ) 16 × (20 + 200) = = 1813.8799 mm 2 cos β 2 cos14°
m n (Z1 + Z2 ) 16 × (20 + 200) = = 14° 2a 2 × 1814

为了便于箱体孔加工和校验,取a=1814mm
cos β =

6)计算几何尺寸
d1 = d2 = m n Z1 16 × 20 = = 329.896 cos β cos14° m n Z2 16 × 200 = = 3298.96 cos β cos14°

b 2 =ψd d1 = 0.8 × 329.896=263.917

取 b 2 =264mm 取 b1 =270mm。

b1 = b 2 + (5 ? 10)mm = 268.917 ? 273.917 mm

3.齿面强度校核

σ H = 109ZE

KT1 u + 1 ≤ σ HP 2 u bd1

齿轮均为钢制取 ZE =189.8 MPa 则:

σ H = 109 × 189.8

1.3 × 60165 10 + 1 = 1132 MPa 264 × 329.8962 10

齿面许用接触应力 σ HP 按(5-27)计算,因为较重要的传动,取最小安全系数 SH lim =1.1,
Z N =1, Z W =1,则

σ HP =

σ H lim
SH lim

Z N Z W =1650/1.1=1500MPa

因为 σ H ≤ σ HP ,故接触疲劳强度也足够。

37

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

齿 轮 参 数 表 减 速 机 级 分 齿 齿 轮 模 别 齿轮种类 变 数 数 一 级 位变 位变 类 小齿轮 大齿轮 一 次 减 数 机 二 级 位变 位变 三 级 位变 位变 小齿轮 大齿轮 小齿轮 大齿轮 二次减数机 四 级 位变 位 小齿轮 大齿轮

20
4

70
20° 13.35°

19
6

80
20° 14°

19
9

90
20° 13.76°

20
16

200
20° 14.015°

压 力 角 75

螺 旋 角 (轴) 齿 宽 参 分度圆直径 中 心 距 数 变位系数 转速 / 齿 备 形 注 左

66 185

100 117.5 306 0.2 196.67 斜 旋右 旋左

94 494.5 0.1 47 齿 旋左

150 176 505 0.2 47 斜 旋右

142 834 0.1 10 齿 旋右

270

264 1814

82.22 287.78 0.2 680 斜 旋右 0.1 196.67 齿

329.9 3298.96 0.2 10 斜 旋左 0.1 1 齿 旋

4.5 各轴的设计与校核
4.5.1 最小轴径的计算 高速轴的计算: P1 =67KW n1 =680r/min

查机械设计课本取 C0 =99

d m ≥ C0 3

p1 =50.83mm n1

圆整后取 d m =50mm

查机械设计课本取 C0 =99 第二根轴的计算: P2 = 67 × 0.98 = 65.66KW n 2 =197.4r/min

查机械设计课本取 C0 =99

d m ≥ C0 3

p1 =76.2mm n1

圆整后取 d m =80mm
n 3 =47r/min

第三根轴的计算:

P3 = 67 × 0.982 = 64.346KW

查机械设计课本取 C0 =99

38

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

d m ≥ C0 3

p1 =122.14mm n1

圆整后取 d m =125mm
n 4 =10r/min

第四根轴的计算:

P4 = 45 × 0.983 = 63KW

查机械设计课本取 C0 =99

d m ≥ C0 3

p1 =203.16mm n1

圆整后取 d m =220mm

4.5.2 各轴轴承的选择 查《机械设计师手册》 ,选取角接触球轴承 GB292-83。 轴承Ⅰ:型号 36211 轴承Ⅱ:型号 36316 轴承Ⅲ:型号 46126 轴承Ⅳ:型号 46244
d=55 d=80 d=130 d=220 D=100 D=170 D=200 D=400 B=21 B=39 B=33 B=65 a=18.7 a=32.8 a=56.7 a=108.1 c=4190 c=12500 c=9800 c=27900 c0 =3490 c0 =12000 c0 =10500 c0 =40000

4.5.3 求各轴的支反力并且画受力图、 求各轴的支反力并且画受力图、弯矩图、 弯矩图、扭矩图 4.5.3.1 高速轴的设计计算 一轴水*面上的支反力:
FA1 = FB1 = Ft1134.5 22.888 × 103 × 134.5 = = 7.56 × 103 N 407 407 Ft1 272.5 22.888 × 103 × 272.5 = = 15.324 × 103 N 407 407

垂直面上的支反力:

F 134.5-Fa1 41.1 FA1′ = r1 407 8.56 × 103 × 134.5-5.43 × 103 × 41.1 = 407 3 = 2.28 × 10 N

39

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

F 272.5+Fa1 41.1 FB1′ = r1 407 8.56 × 103 × 272.5-5.43 × 103 × 41.1 = 407 3 = 6.279 × 10 N
水*面上的弯矩(如下图 b 所示)
M c1 = FA1134.5 = 7.56 × 103 × 134.5 =1016.8Nim

垂直面上的弯矩(如下图 c 所示) M H1 = FB1′ 272.5 × 10-3 = 6.279 × 103 × 272.5 × 10-3 =1711Nim M H2 = FA1′134.5 × 10-3 = 2280 × 134.5 × 10-3 =306.6Nim 合成弯矩(如下图 d 所示)
2 M1 = M c1 + M H12

= 1016.82 + 17112 = 1990Nim
2 M 2 = M c1 + M H2 2

式(4.19)

= 1016.82 + 306.62 = 1062Nim 转矩 T1 = 940.96 N·m

40

画计算据弯矩图
2 + (α T1 ) 2 = 19902 + (0.6 × 940.96) 2 = 2068.5 N·m M vc1′ = M c1

式(4.20)

2 M vc2′ = M c2 + (α T1 ) 2 = 10622 + (0.6 × 940.96) 2 = 1202.7 N·m

按弯扭合成应力校核轴的强度 M= M vc1′ =2068.5 N·m [ σ ?1b ]=60MPa

σc =

M c 2068.5 × 103 = = 55 MPa<[ σ ?1b ]=60MPa W 0.1 × 723

该轴安全

图 4.6

4 . 5 . 3.2 3. 2 第二轴的设计计算 第二轴:计算简图如下图所示。 二轴水*面上的支反力:

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)

FA2 = FB2 =

Ft2 272.5+Ft3 129 22.888 × 103 × 272.5 + 53.995 × 103 × 129 = = 32439.5N 407 407 Ft2 134.5+Ft3 278 22.888 × 103 × 134.5 + 53.995 × 103 × 278 = = 44445.5N 407 407

垂直面上的支反力: F 129-Fa3 58.75 ? Fr2 272.5-Fa2 143.89 FA2′ = r3 407 3 20.2 × 10 × 125-13.46 × 103 × 58.75-8.56 × 103 × 272.5 ? 5.43 × 103 × 143.89 = 407 = ?3389.9N F 278+Fa3 58.75 ? Fr2 134.5+Fa2 143.89 FB2′ = r3 407 3 20.2 × 10 × 278+13.46 × 103 × 58.75-8.56 × 103 × 134.5+5.43 × 103 × 143.89 = 407 = 14831.4N 水*面上的弯矩(如下图 b 所示) M c1 = ? FA2 134.5 = ?32439.5 × 134.5= ? 4363112.75 N·mm M c2 = ?FA2 278+Ft2 129 = ?32439.5 × 278+22890 × 129= ? 6065371 N·mm 垂直面上的弯矩(如下图 c 所示)
M H1 = FA2′134.5 = ?3389.9 × 134.5= ? 455941.5 N·mm M H1′ = FA2′134.5+Fa2 143.89 = ?3389.9 × 134.5+5430 × 143.89=325381.1 N·mm M H2 = FB2′129 ? Fa3 58.75 = 14831.4 × 129 ? 13460 × 58.75= ? 1122475.6 N·mm M H2′ = FB2′129 = 14831.4 × 129=1913250.6 N·mm

合成弯矩(如下图 d 所示)
2 M1 = M c1 + M H12 = (?4363112.75)2 + ( ? 455941.5) 2 = 4401685Nimm

2 M1′ = M c1 + M H1′2 = (?4363112.75) 2 + (325381.1) 2 = 4375228.6Nimm

42

内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)
2 M 2 = M c1 + M H2 2 = (?6065371) 2 + (1122475.6) 2 = 6168360.9Nimm

2 + M H2′2 = (?6065371) 2 + (1913250.6)2 = 6359972.7Nimm M 2′ = M c1

转矩 T2 = 3172.22 N·m 按弯扭合成应力校核轴的强度
2 2 M = M′ 6359.9727 2 + (0.6 × 3172.22) 2 = 6625.2 N·m c2 + (α T2 ) =

[ σ ?1b ]=60MPa

σc =

M c 6625.2 × 103 = = 40.8 MPa<[ σ ?1b ]=60MPa W 0.1 × 117.53

该轴安全

图 4.7
43

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4 . 5 . 3.3 第三轴的设计计算 第三轴:计算简图如下图所示。 三轴水*面上的支反力: FA3 = FB3 = Ft5 251+Ft4 129 148.57 × 103 × 251 + 53.995 × 103 × 129 = = 108738N 407 407 Ft5 156+Ft4 278 148.57 × 103 × 156 + 53.995 × 103 × 278 = = 93826.85N 407 407

垂直面上的支反力: F 251 ? Fa5 247.4 ? Fr4 129 ? Fa4 88 FA3′ = r5 407 3 55.67 × 10 × 251 ? 36.38 × 103 × 247.4 ? 20.2 × 103 × 129 ? 13.46 × 103 × 88 = 407 = 2905N F 156+Fa5 247.4+Fa4 88+Fr4 278 FB3′ = r5 407 3 55.67 × 10 × 156+36.38 × 103 × 247.4-13.46 × 103 × 88+20.2 × 103 × 278 = 407 = 32564.6N 水*面上的弯矩(如下图 b 所示) M c1 = FA3 156 = 108738 × 156=16963128 N·mm M c2 = FA3 278-Ft5 122 = 108738 × 278-148570 × 122=12103624 N·mm 垂直面上的弯矩(如下图 c 所示)
M H1 = FA3′156 = 2905 × 156=453180 N·mm M H1′ = FA3′156+Fa5 247.4 = 2905 × 156+36380 × 247.4=9453592 N·mm M H2 = FB3′129 ? Fa4 88 = 32564.6 × 129 ? 13460 × 88=3016353.4 N·mm M H2′ = FB3′129 = 32564.6 × 129=4200833.4 N·mm

合成弯矩(如下图 d 所示)
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2 M1 = M c1 + M H12 = (16963128) 2 + (453180) 2 = 16969180Nimm

2 + M H1′2 = (16963128)2 + (9453592) 2 = 19419529.2Nimm M1′ = M c1

2 M 2 = M c1 + M H2 2 = (12103624) 2 + (3016353.4) 2 = 12473816.6Nimm

2 M 2′ = M c1 + M H2′2 = (12103624) 2 + (4200833.4) 2 = 12811897.4Nimm

转矩 T3 = 13074.56 N·m 按弯扭合成应力校核轴的强度
2 2 2 2 M = M′ c2 + (α T2 ) = 19419.529 + (0.6 × 13074.56) = 20871.5 N·m

[ σ ?1b ]=60MPa

σc =

M 20871.5 × 103 = = 38.3 MPa<[ σ ?1b ]=60MPa W 0.1 × 1763

该轴安全

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图 4.8

4 . 5 . 3.4 第四轴的设计计算 第四轴:计算简图如下图所示。 四轴水*面上的支反力: FA4 = Ft6 251 148.57 × 103 × 251 = = 91624.3N 407 407

Ft6 156 148.57 × 103 × 156 FB3 = = = 56945.7N 407 407 垂直面上的支反力:

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F 251+Fa6 417 FA4′ = r6 407 55.67 × 103 × 251+36.38 × 103 × 417 = 407 = 71605.97N F 156-Fa6 417 FB4′ = r6 407 55.67 × 103 × 156-36.38 × 103 × 417 = 407 = ?15935.97N 水*面上的弯矩(如下图 b 所示) M c1 = ? FA4 156 = 91624.3 × 156=14293390.8 N·mm 垂直面上的弯矩(如下图 c 所示)
M H1 = ? FA4′156 = -71605.97 × 156= ? 11170531.3 N·mm M H1′ = ? FA4′156+Fa6 417 = -11170531.3 × 156+36380 × 417=3999928.7 N·mm

合成弯矩(如下图 d 所示)
2 M1 = M c1 + M H12 = (?14293344) 2 + ( ? 11170531.3)2 = 18140574.75Nimm

2 + M H1′2 = (-14293344) 2 + (3999928.7) 2 = 14842476.6Nimm M1′ = M c1

转矩
T3 = 59010.8 N·m

按弯扭合成应力校核轴的强度

M = M12 + (α T2 ) 2 = 18140.574752 + (0.585 × 59010.8) 2 = 37956.68 N·m
[ σ ?1b ]=60MPa

σc =

M 19586.98 × 103 = = 23.7 MPa<[ σ ?1b ]=60MPa W 0.1 × 2523

该轴安全
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图 4.9

4 . 5 箱体尺寸计算与选择
4 . 5 . 1 内腔宽度

L 2 = ∑ B + 2? 2 + ?3
式中: ∑ B ——最低数齿轮与次低速级齿轮齿轮的齿宽之和; ? 2 ——齿轮端面到内腔侧面的间隙,取 20mm; ? 3 ——两齿轮端面间的距离,通常取 3~5mm;

式(4.18)

L 2 = ∑ B + 2? 2 + ?3 =292+15+5=312mm
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4 . 5 . 2 箱座壁厚

δ = 0.025A + ? 式中:A——低速级齿轮的中心距;
? ——壁厚增量,三级传动减速器的 ? =6。

δ = 0.025A + ? =0.025×505+6=18.625mm
取为: δ = 26mm。

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第 五 章 扭力杆装置的设计
扭力杆是转炉倾动机构的缓冲装置。在炉体制动过程中, 由于炉体与减速机一起作 为相对静止的整体绕耳轴转动, 减速机下部左右两推杆一个受拉, 一个受压, 将力传递 给扭力杆, 在拉压杆两端形成大小相等、 方向相反的一对力偶, 使扭力杆发生扭转变形, 从而起到支承与缓冲作用。

5 .1 材料的选择
选取扭力杆的材料为 40CrNiMo,r 取 0.45m,s 取 3700m, [ τ ]取 200Mpa,取 L=2.75m。

5 . 2 结构设计计算
倾动机构由二次减速机及扭力杆缓冲系统组成。倾动机构的作用是倾动炉体, 满足 兑铁水、 加废钢、 取样、 出钢和倒渣等操作要求, 可使转炉炉体正反旋转360度, 使启动、 旋转和制动时保持*稳和准确, 安全停在要求的位置上。 如图1所示, 扭力杆位于减速机 箱体下方, 安装在两端轴承座上, 是转炉倾动机构缓冲系统的重要部件。在左右两端, 设有扭力杆系统失效时起支撑作用的辅助装置。在炉体制动过程中, 倾动机构系统的回 转动能, 在扭力杆进行支承和缓冲的过程中, 经推杆转变为扭力杆的扭转变形能。 转炉最大倾动力矩为2415× 103 N.m, 因为 m n / w t ≤ [τ ]
d≥
3

r=0.45m

s=3.7m

m n = m 0 r / s = 2415000 × 0.45 ÷ 3.7 = 293716.2 N.m

16 × m n = 0.1956m π [τ ]

经分析取d=265mm

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间隙量 1 2

减速箱 4

3

图 5.1 扭力杆式力偶*衡抗扭器简图 1—力杆 2—曲柄 3—扭力杆 4—制动支座

5 . 3 间隙值的设计与计算
查炼钢文集 1994 年第三集 76 页, 最佳间隙值从最小间隙值 δ min 与最大间隙值之间选取, [δ ] ≤ δ max 。 对于无精度要求的一般光轴的许用单位扭转角: [θ ] ≤ 0.5 ? 1 / m 又 θ = φ / s ≤ [φ ] 所以 φ = s[φ ] = 3.7 × 0.5 = 1.85 故 h= rtgφ =450 × tg1.85 = 14.5mm 取 [θ ] = 0.5 / m

δ max = Lh / S = 2.75 × 14.5 / 3.7 = 10.78mm
取 [ δ ]=10mm
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第 六 章 技术经济性分析
6 . 1 技术经济分析概述
技术经济分析史研究技术活动的经济效果,需求以最低的投入获得最大的产出的途 径与方法的手段。我们开发某一种产品或建设某一种工程项目,必须对技术方案进行事 前经济效果评价。评价就是期望在某项技术方案、措施还没有在社会实践前,估算出它 的经济效果,事前分析评价不同的技术方案、措施和路线的经济价值,帮助决策者优选 经济效果好又有很大社会效益的技术方案。技术经济分析设计到技术经济可比条件,技 术方案经济效果和相应的计算方法等,然后进行评价。 技术经济分析的基础原则是: 在生产活动中所创造的价值必须大于投入劳动的价值, 负责事业就不能发展,甚至连简单再生产也难以维持。技术方案经济效果可以用下列两 个关系表达式表示:
E = V/C



E = V?C

式(6.1)

式中:E—技术经济效果; V—使用价值; C—劳动耗费; 衡量此技术经济效果最起码的标准量:
E = V / C 〉1



E = V ? C 〉0

对不同的技术方案进行经济效果的评价的摸底是从众多的方案中精选出最优方案。为了 能够准确反映被比较反感的相对今嘉兴,就必须寻求个反感之间的指标一致,即建立各 方案之间的可比条件。一般来说,经济效果可比条件有四个:满足需要的可比;时间的 可比;劳动耗费的可比;价格的可比。

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6 . 2 技术经济分析方法
技术经济分析方法是指在进行产品的开发、提高产品的质量或改建、扩建,甚至是兴建 一个企业是分析方案的投资经济效果。 常用的分析方法有: ( 1) 投资效果系数法: 投资效果系数反映新工程占用费用的资金 (固定资金和流动资金) 与投入生产后每年所获利税的对比关系,而投资效果系数的倒数即是投资回收期。投资 效果系数越大,这说明投资效果越好,投资回收期越短,其投资效果越好。 ( 2 )追加投资期回收期法:对于同一个项目的不同方案进行比较时,有时可能出现甲方 案占用基建投资额较大,而预计生产后产品总成本额达的情况。这时,评价两方案经济 效果的大小,一般需要计算甲方案的适加投资回收期。 ( 3 )计算费用法:如果标准投资回收期已定,可用计算费用法来比较同一项目的经济效 果,特别是在一个项目有两个以上的方案时,用该方法更方便。 ( 4 )净现值法:是把项目整个寿命周期内逐步年发生的收入和支出的差额,用一个预定 的利息率分别折算为项目开始时的现值。如果计算结果为正值,说明收入大于支出,方 案的经济效果好。 ( 5 )成本效益分析法:成本效果分析法在国外应用很普遍,它是在*衡点的基础上,对 不同方案进行比较。

6 . 3 技术经济分析
本次设计采用比较法,评价经济效果的基本过程: ( 1 )选择对比方案; ( 2 )确定对 ( 4 )分析比较指标; ( 5 )综 比方案的指标体系; ( 3 )将被比较方案的使用价值等同化; 合分析评价。
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( 1)选择对比方案 方案 1:落地式倾动机械传动系统 方案 2:半悬挂倾动机械传动系统 方案 3:全悬挂倾动机械传动系统 ( 2)确定对比方案的指标体系 基建投资,维修费用,运行可靠度,维修周期,寿命,结构工艺性。 ( 3)将被比较方案的使用价值等同化 方案 1 的单位产量投资额和经营费用:

R 1q1 = C1q1 =

R 1元 Q1吨 / 年 C1元 / 年 Q1吨 / 年

式(6.2)

式(6.3)

方案 2 的单位产量投资额和经营费用:

R 2q2 = C2q2 =

R 2元 Q 2吨 / 年 C2 元 / 年 Q 2吨 / 年

方案 3 的单位产量投资额和经营费用:

R 3q3 = C3q3 =

R 3元 Q3吨 / 年 C3 元 / 年 Q 3吨 / 年

式中: Q1 、 Q2 、 Q3 —1、2 方案的产量; R 1 、 R 2 、 R 3 —1、2 方案的总投资额; C1 、 C2 、 C3 —1、2 方案的总经营额;
R 1q1 、 R 2q2 、 R 3q3 —1、2 方案的单位产量投资额; C1q1 、 C2q2 、 C3q3 —1、2 方案的单位产量经营费用。
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( 4)分析比较指标 方案 1 基建投资 维修费用 运行可靠度 维修周期 寿命 结构工艺性 最多 最多 一般 较长 较短 较差 方案 2 较多 较多 较好 较长 较长 较好 方案 3 较少 较少 最好 较短 较长 较好

6 . 4 综合分析
全悬挂式倾动机械基建投资少,可节约 30%,维修方便、工作可靠,结构工艺性较 好,因此全悬挂式倾动机械为最佳选择。

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结论
本文针对包钢 80T 转炉倾动机构的实际课题,进行设计,可以解决了一定的工 程问题。通过本次毕业设计,对以前学*过的课程进行重新复*,学会了通过网络、 图书馆、杂志等途径获取资料,对专业知识、技能进行了加深和巩固,为大学的学 *生活画上了圆满的句号。下面将本人的论文研究工作做一个总结: 1、 本文在计算分析转炉倾动过程中倾动力矩的基础上,确定倾动载荷及最佳耳轴位 置时,采用 QB 语言编程计算求得炉液力矩及确定最佳耳轴位置; 2 、进行电动机的选择与校核,以及一次减速机、二次减速机的设计(包括对相关零 件的设计与校核)且研究传动中传动比的优化分配; 3、进行扭力杆装置的设计; 4、对落地式、半悬挂、全悬挂倾动机械传动系统进行技术经济性分析。

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致 谢
首先要感谢我的导师张玉宝对我的培养和教导,他严谨的学风和一丝不 苟的科研态度使我深受启迪。 感谢所有曾经教育和指导过我的老师!感谢他们将知识和经验毫无保留的 传授,老师永远是老师,而学生永远是老师的学生。 感谢所有本人曾经阅读和下载过的科技工作者提供的可鉴借的免费资料为 我的论文提供了不小的帮助。 感谢所有的朝夕相处的同学!感谢他们在我的论文工作中给予我的大力支 持以及在生活上对我无微不至的关心。 感谢我的父亲和母亲!他们为我的学业付出了辛勤的汗水,他们辛劳的工 作和爱子之心值得我一生去尊敬和爱戴。

赵永强 二零零七年六月十四日

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参考文献
[1] 成大先. 《机械设计手册》. 北京: 化学工业出版社, 2004 [2] 谭牧田.《氧气顶吹转炉炼钢设备》[M]. 北京: 机械工业出版社, 2002.8 [3] 彭文生, 李志明, 黄华梁.《机械设计》[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002.8 [4] 金科. 《炼钢文集》[J]. 北京: 机械工业出版社 1994 年第 3 期 [5] 罗振才.《炼钢机械》[M].北京:冶金工业出版社 1999.8 [6] 机械设计师手册编写组.《机械设计师手册》.北京: 机械工业出版社 [7]戴均陶.《现代管理评价技术》. 北京: 机械工业出版社 [8] 张玉宝,汪建新.转炉倾动力矩计算中几个问题的探讨.重型机械[J] .1997No12

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附录 转炉倾动力矩源程序
REM gaose method OPEN "zx.dat" FOR APPEND AS #1 OPEN "hcmn.dat" FOR APPEND AS #2 OPEN "bandv.dat" FOR APPEND AS #3 CLOSE #1: CLOSE #2: CLOSE #3: KILL "zx.dat": KILL "hcmn.dat": KILL "bandv.dat": OPEN "zx.dat" FOR APPEND AS #1 OPEN "hcmn.dat" FOR APPEND AS #2 OPEN "bandv.dat" FOR APPEND AS #3

q0 = 997.76: bz = 5.9: tv0 = q0 / bz / 9.8: db = .01: hr = 2.8 G = 2668.7: RE = 1.84: RC = 1.98: RM = .98: ze = .32: zj1 = 1.03 zj2 = 4.85: ZJ3 = 6.5: hg = 2.62: mtp = 84.93: alf = 0: rd = 5.45 e = .5: a = 0: B = .9: pi = 3.1415 / 180 L = ATN((RC - RE) / (zj1 - ze)): M = ATN((RC - RM) / (ZJ3 - zj2)) DIM a(6), csai(6) a(1) = .4679139: a(2) = a(1): a(3) = .3607616 a(4) = a(3): a(5) = .1713245: a(6) = a(5) csai(1) = .2386192: csai(2) = -.2386192: csai(3) = .6612094 csai(4) = -.6612094: csai(5) = .9324695: csai(6) = -.9324695 DEF fnv (rr, rfa) = rr ^ 2 * (rfa - SIN(rfa)) * .5 DEF fnx (rr, fa) = rr ^ 3 * (SIN(fa * .5)) ^ 3 * .66666 DEF fny (x, r, fa) = x * r ^ 2 * (fa - SIN(fa)) * .5

FOR alf = 1 TO 120 STEP 3 60 s = 0: xc = 0: yc = 0

FOR i = 1 TO 6 x = (B + a) / 2 + (B - a) * csai(i) / 2 SELECT CASE x CASE IS <= ze r = SQR(rd ^ 2 - (rd - x) ^ 2) CASE ze TO zj1
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r = RE + (x - ze) * TAN(L * pi) CASE zj1 TO zj2 r = RC CASE zj2 TO ZJ3 r = RC + (x - zj2) * TAN(M * pi) END SELECT

SELECT CASE B CASE ze TO zj1 tgst0 = (B - ze) / (2 * RC - TAN(L * pi) * (zj1 - ze) - (zj1 - B) * TAN(L * pi)) zux0 = (B - TAN(alf * pi) * (2 * RC - (2 * zj1 - B) * TAN(L * pi))) SELECT CASE x CASE IS <= ze IF x < zux0 THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) - (B - ze) * TAN(L * pi) - SQR(rd * rd - (rd - ze) * (rd - ze)) + SQR(rd * rd - (rd - x) * (rd - x)) IF r > RC THEN r = RC IF r > 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex < 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF CASE ze TO zj1 IF x < zux0 THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * (TAN((90 - alf) * pi) - TAN(L * pi))
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IF r > RC THEN r = RC IF r > 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex < 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF END SELECT CASE zj1 TO zj2 tgst1 = (B - zj1) / (2 * RC) tgst2 = (B - ze) / (RC + RE) tgst3 = B / RC tgst4 = (B - ze) / (RC - RE) IF alf * pi < ATN(tgst1) THEN zux = B - 2 * RC * TAN(alf * pi) END IF IF ATN(tgst1) < (alf * pi) AND (alf * pi) < ATN(tgst2) THEN zux = (B + zj1 * TAN(L * pi) * TAN(alf * pi) - 2 * RC * TAN(alf * pi)) / (1 + TAN(L * pi) * TAN(alf * pi)) END IF

IF (alf * pi) > ATN(tgst2) AND (alf * pi) <= ATN(tgst3) THEN zuxk = 0 DO zux = B - TAN(alf * pi) * (RC + SQR(rd ^ 2 - (rd - zuxk) ^ 2)) epxxl = zux - zuxk zuxk = zux LOOP UNTIL (ABS(epxxl) < .01 OR zux < 0) END IF
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IF zux < 0 THEN zux = 0

IF (alf * pi) > ATN(tgst2) AND (alf * pi) <= ATN(tgst4) THEN zuxk = 0 DO zux = B - TAN(alf * pi) * (RC + SQR(rd ^ 2 - (rd - zuxk) ^ 2)) epxl = zux - zuxk zuxk = zux LOOP UNTIL (ABS(epxl) < .01 OR zux < 0) END IF IF (alf * pi) > ATN(tgst4) THEN zux = 0 END IF SELECT CASE x CASE IS <= ze IF x < zux THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) - (zj1 - ze) * TAN(L * pi) - SQR(rd * rd - (rd - ze) * (rd - ze)) + SQR(rd * rd - (rd - x) * (rd - x)) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN r = RC IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF

CASE ze TO zj1
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IF x < zux THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) - (zj1 - x) * TAN(L * pi) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF

CASE zj1 TO zj2 IF x < zux THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF

CASE zj2 TO ZJ3
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ex = (B - x) * (TAN((90 - alf) * pi) + TAN(M * pi)) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF

END SELECT CASE zj2 TO ZJ3 tg1 = (B - zj1) / (2 * RC - (B - zj2) * TAN(pi * M)) tg2 = (B - ze) / (2 * RC - (B - zj2) * TAN(M * pi) - (zj1 - ze) * TAN(L * pi)) tg3 = B / (RC - (B - zj2) * TAN(M * pi)) TG4 = (B - ze) / (RC - RE - (B - zj2) * TAN(M * pi))

IF (alf * pi) < ATN(tg1) THEN zux1 = B - TAN(alf * pi) * (2 * RC - (B - zj2) * TAN(M * pi)) END IF IF ATN(tg1) < (alf * pi) AND (alf * pi) < ATN(tg2) THEN zux1 = (B + zj1 * TAN(alf * pi) * TAN(L * pi) - TAN(alf * pi) * (2 * RC - (B - zj2) * TAN(M * pi))) / (1 + TAN(alf * pi) * TAN(L * pi)) END IF IF ATN(tg2) < (alf * pi) AND (alf * pi) < ATN(tg3) THEN zuxk = 0 DO zux1 = B - TAN(alf * pi) * (RC - (B - zj2) * TAN(M * pi) + SQR(rd ^ 2 - (rd - zuxk) ^ 2)) epx = zux1 - zuxk zuxk = zux1 LOOP UNTIL (ABS(ep) < .001 OR zux1 < 0)
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IF zux1 < 0 THEN zux1 = 0

END IF IF ATN(tg3) < (alf * pi) AND (alf * pi) < ATN(TG4) THEN zuxk = 0 DO zux1 = B - TAN(alf * pi) * (RC - (B - zj2) * TAN(M * pi) - SQR(rd ^ 2 - (rd - zuxk) ^ 2)) ep = zux1 - zuxk zuxk = zux1 LOOP UNTIL (ABS(ep) < .001 OR zux1 < 0) IF zux < 0 THEN zux = 0

END IF IF alf * pi > ATN(TG4) THEN zux1 = 0 END IF SELECT CASE x CASE IS <= ze IF x < zux1 THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) - (B - zj1) * TAN(M * pi) - (zj2 - ze) * TAN(L * pi) - SQR(rd ^ 2 - (rd - ze) ^ 2 + SQR(rd ^ 2 - (rd - x) ^ 2)) IF r > RC THEN ex = 2 * r IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF
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END IF

CASE ze TO zj1 IF x < zux1 THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) - (B - zj2) * TAN(M * pi) - (zj1 - x) * TAN(L * pi) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF CASE zj1 TO zj2 IF x < zux1 THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * TAN((90 - alf) * pi) + (B - zj2) * TAN(M * pi) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF
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END IF CASE zj2 TO ZJ3 IF x < zux1 THEN ex = 2 * r: fa = 6.28 ELSE ex = (B - x) * (TAN((90 - alf) * pi) + TAN(M * pi)) IF r > RC THEN r = RC IF ex >= 2 * r THEN ex = 2 * r IF ex <= 0 THEN ex = 0 cosfa = (r - ex) / r sinfa = 1 - SQR(cosfa ^ 2) IF ex < r THEN fa = 2 * ATN(sinfa / cosfa) ELSE fa = 6.28 - ABS(2 * ATN(sinfa / cosfa)) END IF END IF END SELECT END SELECT s = s + a(i) * fnv(r, fa) * (B - a) / 2 xc = xc + a(i) * fnx(r, fa) * (B - a) / 2 yc = yc + a(i) * fny(x, r, fa) * (B - a) / 2

NEXT i PRINT #3, alf, s, B number = number + 1 IF number > 21 THEN GOTO 500 IF ABS(s - tv0) > e THEN IF (s - tv0) > 0 THEN B = .94 * B GOTO 60 END IF IF (s - tv0) < 0 THEN
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B = 1.1 * B * ABS(B - tv0) / tv0 IF B > ZJ3 THEN B = ZJ3 GOTO 60 END IF END IF 500 number = 0 IF s <> 0 THEN xd = xc / s: yd = yc / s ELSE xd = 0: yd = 0 END IF PRINT #1, alf, s, xd, yd, B mk = G * (hr - hg) * SIN(alf * pi) md = 9.8 * bz * s * ((hr - yd) * SIN(alf * pi) - xd * COS(alf * pi)) mhc = mk + md + mtp PRINT #2, alf, mk, md, mhc

SCREEN 7 COLOR 14, 0 VIEW (10, 10)-(300, 180), 3, 4 LINE (10, 10)-(300, 180), 4, B LINE (12, 12)-(298, 178), 3, BF LINE (12, 12)-(298, 12), 7 LINE (298, 12)-(298, 170), 7 LOCATE 5, 5: PRINT "正在计算" LOCATE 7, 9: PRINT "请稍候......" VIEW SCREEN (60, 80)-(250, 145), 1, 7 LOCATE 13, 13: PRINT "alf="; alf LOCATE 14, 13: PRINT "Xc="; xd LOCATE 15, 13: PRINT "Yc="; yd NEXT alf CLOSE #1: CLOSE #2: CLOSE #3: OPEN "zjmn.dat" FOR APPEND AS #1 CLOSE #1
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KILL "ZJMN.DAT" OPEN "hcmn.dat" FOR INPUT AS #1 my0 = .1: alf0 = 0: mn0 = 0 DO INPUT #1, alf, mk, my, mn IF my < my0 THEN my0 = my: alf0 = alf: mn0 = mn END IF LOOP UNTIL EOF(1) CLOSE #1 dltm = mn0 - mtp hip = hr - dltm / ((q0 + G) * SIN(alf0 * pi)) OPEN "zjmn.dat" FOR APPEND AS #3 OPEN "zx.dat" FOR INPUT AS #2

DO INPUT #2, alf, v, xd, zd, B mk = G * (hip - hg) * SIN(alf * pi) md = 9.8 * bz * v * ((hip - zd) * SIN(alf * pi) - xd * COS(alf * pi)) mhc = mk + md + mtp PRINT #3, alf, mk, md, mhc LOOP UNTIL (EOF(2)) CLOSE #3 CLOSE #2 SCREEN 12 KEY OFF vx0 = 20: vy0 = 20: vx1 = 600: vy1 = 400 wx0 = 0: wy0 = 0: wxl = 20000: wy1 = 20000 VIEW (vx0, vy0)-(vx1, vy1), 3, 4 WINDOW (wx0, wy0)-(wx1, wy1) num = 10 FOR i = wx0 TO wx1 STEP wx1 / num LINE (wx0 + i, wy0)-(wx0 + i, wy0 + 5)
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LINE (wx0 + i, wy0)-(wx0 + i, wy0 + 5), , , 9 NEXT i FOR j = wy0 TO wy1 STEP wy1 / num LINE (wx0, wy0 + j)-(wx0 + 5, wy0 + j) LINE (wx0, wy0 + j)-(wx1, wy0 + j), , , 9 NEXT j

mmax = 0: lend1 = 0 OPEN "zjmn.dat" FOR INPUT AS #1 DO INPUT #1, alf, mk, my, mm IF mm > mmax THEN mmax = mm IF alf > lend1 THEN lend1 = alf LOOP UNTIL (EOF(1)) CLOSE #1 OPEN "zjmn.dat" FOR INPUT AS #1 PSET (wx0, wy0) DO INPUT #1, alf, mk, my, mm x = alf * (wx1 - wx0) / lend1 y = mm * (wy1 - wy0) / mmax LINE -(x, y), 1 LOOP UNTIL (EOF(1)) CLOSE #1 OPEN "zjmn.dat" FOR INPUT AS #1 PSET (wx0, wy0) DO INPUT #1, alf, mk, my, mm x = alf * (wx1 - wx0) / lend1 y = mm * (wy1 - wy0) / mmax LINE -(x, y), 5 LOOP UNTIL (EOF(1)) CLOSE #1
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OPEN "zjmn.dat" FOR INPUT AS #1 PSET (wx0, wy0) DO INPUT #1, alf, mk, my, mm x = alf * (wx1 - wx0) / lend1 y = mm * (wy1 - wy0) / mmax LINE -(x, y2), 4 LOOP UNTIL (EOF(1)) CLOSE #1

SHELL "graphics.com" DIM a%(2) DEF SEG = VARSEG(a%(0)) FOR i% = 0 TO 2 READ d% POKE VARPTR(a%(0)) + i%, d% NEXT i% DATA 205,5,203: 'int 5 retf 'Machine-language code 'for printing screen. CALL ABSOLUTE(VARPTR(a%(0))) DEF SEG 90 IF INKEY$ = "" THEN 90 SCREEN 0, 0 WIDTH 80 END

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