驱动台摆动机构传动装置设计【文献综述】.doc

1、毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 驱动台摆动机构传动装置设计 一、 驱动台的概念作用以及国内外动态 驱动台摆动机构，亦称摆动台摆动机构，或叫升降台。一般装设在二辊迭轧薄板轧机、三辊型钢轧机和三辊钢板轧机的前后，用来升降和输送轧件。以帮助三辊型钢轧钢机完成成型轧制。在三辊型钢成型轧钢机上，机后驱动台是用来接受从中下辊出来的轧件，并将轧件上升提高后送入中上辊轧制。机前驱动台是用来接受上中辊出来的轧件，并使其下降后送入中上辊轧制。在驱动台上装有运送轧件的辊道，其辊道可以是单独驱动或集体驱动。为了不加重驱动台摆动 部分的重量，集体驱动辊道的电动机和减速机一般均装在地基上，只有在尺寸受到限制时，

2、才装在驱动台框架上。 升降台的升降机构通常是采用曲柄连杆式或偏心轮式。近年来，亦有采用液压式。升降台的平衡装置，在轻型升降台上常用弹簧或汽缸，在重型升降台上则用重锤平衡。轧机前后升降台的驱动，可由一台电动机驱动，通过连杆进行机械连锁或分别由两台电动机和机械传动装置驱动而采用电气连锁。为了使带动升降台的垂直杆作近似于直线的运动，重锤杠杆的摆动角度取为 40600。 生产钢材的方法有轧制、锻造、挤压、拉拔等。用轧制方法生产 钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于机械自动化等优点。轧钢生产是将钢锭轧制成钢材的生产环节。与生铁和钢一样，钢材的生产在国民经济中占有重要地位。近 几年我国轧钢生

3、产技术的进步，其主要体现在钢材品种结构调整基本满足了国民经济发展的需要；轧钢装备现代化和国产化工作的重大突破为提高产能、提升品种及质量创造了良好条件；轧钢生产技术经济指标进一步提高；轧钢技术自主创新取得一批重要成果，核心技术的自主创新出现了可喜进展。众多新产品与新技术的研发成功缩小了我国与国际轧钢技术先进水平的差距。对于轧钢技术的发展， 要把资源、能源与环境问题作为轧钢技术创新和进步的战略任务；应更加关注先进、成熟、重要技术的应用与提高，如提高热装温度和热装比，低温轧制与轧制润滑技术，控轧控冷技术及装备，精细操作技术等。 近几年及今后一段时期内，中国的钢铁工业自身已经和将要发生十分值得关注的变

4、化。例如大型沿海钢铁基地的建设、特大型钢铁企业加大了对国内现有钢铁企业的联合重组力度、大中型钢铁企业钢产量增速超过小企业、钢铁生产风险因国内外态势的改变而增加等；同时，随着国家对资源环境新法规的出台、煤炭和原材料价格的上涨、钢材钢坯出口阻力的增加、经济建设对高端和顶级产品的需求等，都需要在更高的层次上应对新的竞争。我国轧钢工作者要以崭新的积极思维方式，认识到这是我国轧钢技术发展的重要时期，是迈向轧钢强国的大好时机。 我国要在“十一五” (2006 2010年 )期间，实现万元 GDP总产值能源消耗比“十五”期未降低 2O%的目标。而钢铁工业总能耗占全国工业总能耗的 1l% 15% ，轧钢工序能

5、耗占钢铁全流程能耗的 12%左右，轧钢工序节能减排的重要性可见一斑。总体上讲，我国轧钢企业的能耗虽然逐年降低，但与国际先进水平仍有 10年以上的差距，且各个企 业能耗差别较大，仅有部分企业达到国际先进水平，节能减排任重道远。同时，还须加强资源友好型产品及工艺技术的研发，通过提高生产及产品的技术含量，达到减少用钢量、提高成材率、降低成本的目的。 以循环经济模式运行、改造和建设钢铁工业，是钢铁领域解决资源环境问题、实现可持续发展的有效途径。因此，应将轧钢技术进步超越轧钢工序自身，而将其置于循环经济模式的钢铁领域之中，从钢铁生产的全流程考虑其发展。此外，轧钢是钢铁生产流程中最后的关键工序。与其他工序

6、相比，它更直接与钢材的深加工和钢铁制品在社会上的应用相关。因此 ，轧钢技术的进步还需要考虑或增加钢铁制品全寿命周期的资源与环境评价的内容。 二、 减速器的主要型式及其特性 减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递 转矩 的作用，在现代机械中应用极为广泛。 （ 1） 减速 器 的种类 一般的减速 器 有 :1.斜齿轮减速 器 包括平行轴斜齿轮减速 器 、蜗轮减速 器 、锥齿轮减速器 等等 )、 2.行星齿轮减速 器 、 3.摆线针轮减速 器 、 4.蜗轮蜗杆减速 器 、 5.行星摩擦式机械无级变速 器 等等 。 （ 2） 常见减速 器 的种类 1.蜗轮蜗杆减速 器， 主要特点是具有反

7、向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和 输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 2.谐波减速 器， 谐波减速 器 的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。 3.行星减速 器， 其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。 常见减速器简介： 1.行星齿轮减速 器 ：主要传动结构为 :行星轮 ,太阳轮 ,外齿圈 . 行星减速 器 因为结构原因 ,单级减速最小为 3,最大一般不超过 10,常见减

8、速比 为： 3、 4、5、 6、 8、 10,减速机级数一般不超过 3,但有部分大减速比定制减速机有 4 级减速 .相对其他减速 器 ,行星减速 器 具有高刚性 ,高精度 (单级可做到 1分以内 ),高传动效率 (单级 97%-98%),高的 扭矩 /体积比 ,终身免维护等特点 .因为这些特点 ,行星减速 器 多数是安装在步进电机和伺服电机上 ,用来降低转速 ,提升扭矩 ,匹配惯量 . 减速 器 额定输入转速最高可达到 18000rpm(与减速 器 本身大小有关 ,减速机越大 ,额定输入转速越小 )以上 ,工业级行星减速 器 输出扭矩一般不超过 2000Nm,特制超大扭矩行星减速 器 可做到

9、10000Nm 以上 .工作温度一般在 -25 到 100 左右 ,通过改变润滑脂可改变其工作温度 关于行星减速 器 的几个概念 : 级数 :行星齿轮的套数 .由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比 ,有时需要 2 套或者 3套来满足拥护较大的传动比的要求 .由于增加了星星齿轮的数量 ,所以 2级或 3级减速机的长度会有所增加 ,效率会有所下降 . 回程间隙 :将输出端固定 ,输入端顺时针和逆时针方向旋转 ,使输入端产生额定扭矩 +-2%扭矩时 ,减速机输入端有一个微小的角位移 ,此角位移就是回程间隙 .单位是 “分 “,就是一度的六十分 之一 .也有人称之为背隙 . 2.行星摆线针轮减速 器

10、：全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位 180 的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成 H 机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，（为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。 当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动， 在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助 W 输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，

11、传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。 摆线针轮减速 器 特点 ： （ 1） 高速比和高效率单级传动，就能达到 1： 87 的减速比，效率在 90以上，如果采用多级传动，减速比更大。 （ 2） 结构紧凑体积小由于采用了行星传动原理，输入轴输出轴在同一轴心线上，使其机型获得尽可能小的尺寸。 （ 3） 运转平稳噪声低摆线针齿啮合齿数较多，重叠系数大以及具有机件平衡的机理，使振动和嗓声限制在最小程度。 （ 4） 使用可靠、寿命长因主要零件采用高碳铬钢材料，经淬火处理（ HRC58 62）获得高强度，并且，部分传动接触采用了滚动摩擦，所以经久耐用寿命长。设计合理，维修方便，容易分解安装，最少零件个数以

12、及简单的润滑 。 (输入轴每转一圈，第一个摆线针轮转一个齿，第一个摆线针轮转一圈，第二个摆线针轮转一个齿，如果两个摆线针轮的齿数各是17，传动比就是 17*17=289。 ) 3.摆线针轮减速 器 和 涡轮蜗杆减速 器 （ 1） 摆线针轮减速 器 原理：完全是靠两个偏心轮实现齿轮的传递。在输入轴上装有一个错位 180的双偏心套，在偏心套上装 有两个滚柱轴承，形成 H 机构，两个摆线轮的中心孔即为偏心套上 转臂轴承的 滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿轮相啮合，以组成少齿差内啮合减速机构，（为了减少摩擦，在速 比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。 当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线

13、轮上齿廊曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为即有公转 又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向上转过一个齿差从而得到减速，再借助 W 输出机 构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的 输出转速。 （ 2） 涡轮蜗杆减速 器 原理：通过涡轮以及蜗杆 90 度的交叉配合实现传动。 摆线针轮与涡轮蜗杆共同点：效率低，扭矩输出大。 摆线针轮与涡轮蜗杆减速机的区别： 1，摆线针轮通常都是以面输出，空回以及背隙很小，进口的通常可以控制在 10 弧分以内。而涡轮蜗杆通常都是以轴输出。很难控制空回，特别是当涡轮与蜗杆磨合时间比较长后，

14、其空回都比较大。通常是度级的。 2，涡轮蜗杆最大的特点是自锁功能。但是其允许输入的转速范围很低。而摆线针轮一般都可以实现与行星轮集合成一体，其减速比可以做到很大。 3，摆线针轮的结 构以及运转模式可以参照谐波减速机。而涡轮蜗杆的传动相对比较简单。 三、 传动比分配 在设计二级和二级以上的减速器时，合理地分配各级传动比是很重要的，因为它将影响减速器的轮廓尺寸和重量以及润滑的条件。 传动比分配的基本原则是： 1)使各级传动的承载能力近于相等； 2)使各级传动中的大齿轮浸入油中的深度大致相近，从而使润滑最为方便； 3)使减速器获得最小的外形尺寸或重量等。 当二级圆柱齿轮减速器按照轮齿接触强度相等的条

15、件进行传动比分配时，应该取高速级的传动比。对于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由高速级 向低速级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。这种分配方法可使各级中间轴获得较高转速和较小的转矩，因此轴及轴上零件的尺寸和质量下降，结构较为紧凑。增速传动也可按这一原则分配。 齿轮传动是靠主动轮的齿廓依次推动从动轮的齿廓来实现的，不论两齿轮的齿廓形状如何，就其整周而言，两齿轮的传动比总等于齿数的反比，即 n1/n2=z1/z2,但是其瞬时传动却与齿廓的形状有关。 四、 减速器的基本构造 减速器主要由传动零件 (齿轮或 蜗杆 )、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分： 1、齿轮

16、、轴及轴承组合 小齿轮 与轴制成一体，称 齿轮轴 ，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下，如果轴的直径为 d，齿轮齿根圆的直径为 df，则当 df-d6 7mn 时，应采用这种结构。而当df-d 6 7mn 时，采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与 大齿轮 。此时齿轮与轴的周向固定 平键 联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向 载荷 较大时，应采用角接触球轴承、 圆锥滚子轴承 或深沟球轴承与 推力轴承 的组合结构。 2、箱体 箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强

17、度和刚度。 箱体通常用 灰铸铁 制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体 。 灰铸铁具有很好的 铸造性能 和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿 轴心 线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔 附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。 3、 减速器附件 为了保证减速器的

18、正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 五、 减速器的润滑 目前，大约有 80%零件的损坏是由于摩擦、磨损引起的。当然，可以通过合理地选择摩擦副配对材料等材料学方法达到减小磨损，并通过合理的结构 设计达到目的，而采用合理润滑不失为减摩的一种有效方法。润滑即是利用一种材料膜将彼此作相对运动的表面分隔开，这种材料剪切阻力低、引起的磨损小。而润滑油在齿轮传动中所起的主要作用便是降低摩擦阻力、减小磨损，以尽可能地延长机械零件的使用寿命。此外，润滑

19、油还具有冷却、冲洗、保护、密封、防锈、卸荷、减震、对添加剂起载体及起结构材料等作用。 (1)减速器用什么润滑油 1、卧式摆线减速器在正常情况下采用油池润滑，油面高度保持在视油窗的中部即可，在工作条件恶劣，环境温度处于高温时可采用循环润滑。 2、摆线针轮减速 器在常温下一般选用 40#或 50#机械油润滑，为了提高减速机的性能、延长摆线针轮减速机的使用寿命，建议采用 70#或 90#极压齿轮油，在高低温情况下工作时也可应重新考虑润滑油。 3、立式安装行星摆线针轮减速器要严防油泵断油，以避免减速机的部件损坏。 4、加油时可旋开机座上部的通气帽即可加油。放油时旋开机座下部的放油塞，即可放出污油。该减

20、速器出厂时内部无润滑油。 5、第一次加油运转 100 小时应更换新油，（并将内部污油冲干净）以后再连续工作，每半年更换一次（ 8 小时工作制），如果工作条件恶劣可适当缩短换油 时间，实践证明减速器的经常清洗和换油（如 3-6 个月）对于延长减速机的使用寿命有着重要作用。在使用过程中应经常补充润滑油。 (2)减速机润滑及保养 减速机在投入运转之前，在减速机中装入建议的型号和数值的润滑脂。减速机采用润滑油润滑。对于竖直安装的减速机，鉴于润滑油可能不能保证最上面的轴承的可靠润滑，因此采用另外的润滑措施。 在运行以前，在减速机中注入适量的润滑油，润滑油的粘性根据以下列表选择。减速机通常装备有注油孔和放

21、油塞。因而在订购减速机的时候必须指定安装位置。下表列出了一般应用中建议采用 的润滑油的牌子和型号。工作油温不能超过 80。 终生润滑的组合减速机在制造厂注满合成油，除此之外，减速机供货时通常是不带润滑油的，并带有注油塞和放油塞。本样本中列出的减速机润滑油数量只是估计值。根据订货时指定的安装位置设置油位塞的位置以保证正确注油，减速机注油量应该根据不同安装方式来确定。如果传输功率超过减速机的热容量，必须提供外置冷却装置。 【参考文献】 1胡胜海 . 机械系统设计 M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社 ,2009. 2孙桓 . 机械原理（第七版） M. 北京：高等教育出版社 , 2006. 3濮良贵 ,

22、 纪名刚 . 机械设计（第八版） M. 北京：高等教育出版社 , 2006. 4唐锡宽 , 金德闻 . 机械动力学 M.北京：高等教育出版社 ,1983. 5刘鸿文 . 材料力学（第四版） M. 北京：高等教育出版社 , 2004. 6曹惟庆 , 徐曾荫 .机构设计 M.北京：机械工业出版社 ,1993.10. 7吴宗泽 , 罗圣国 . 机械设计课程手册 M.北京：高等教育出版社 ,1999. 8蔡春源 . 机械零件手册 M.北京：冶金工业出版社 ,1995. 9机械设计手 册联合编写组编 . 机械设计手册 上册 M.北京：化学工业出版社 , 1987. 10机械设计手册联合编写组编 . 机械

23、设计手册 中册 M. 北京：化学工业出版社 , 1987. 11大连理工大学工程画教研室编 . 机械制图（第四版） M. 北京：高等教育出版社 , 1993. 12高泽远 , 王 金 .机械设计基础课程设计 M.沈阳：东北工学院出版社 ,1987. 13杨平 . 轮系传动啮合效率计算方法探讨 J.现代机械 ,1998,1:6-15. 14M.Moroauml.theory and Design Calculation Method for planetary and differential Gear DrivesJ.Nikan-kogyshinbun,1989.7 134. 15John J Mccur Daniel G Dlson. Optimization of Complex Planetary Gear TrainsJ.Cams gears robot and mechanism desi,ASME,1996.26:57 62.