4.1.卷筒上总力矩的计算：已知条件： 钢板厚度： mm h 6~2= 钢卷宽度：mm B 1600~700=钢卷内径： mm 762~610=Φ内钢卷外径： mm 1500~1000=Φ外卷重： G=16 t 拉伸限： 2/650mm N b=σ屈服限： 2/360mm N s=σ开卷速度： v=15m/s工作方式：在这里的工作状态为穿带时的点动开卷，因而没有开卷张力，电机点动时需克服的力矩为带材拉直时所消耗的弯曲力矩，加速启动时的动态力矩.摩擦力矩等，穿好带后电机和卷筒脱开，板带由前面的夹送辊运送。

4.1.1带材拉直所消耗的弯曲力矩：B Z h Msy)3/54/(202-=σkg.m式中： s σ——为材料屈服极限：2/mm kg 2/725.3669cm kg s=σh ——带材厚度，h=0.2~0.6cmB ——带材宽度 m 取最大值B=1.6m0Z ——由中性线到塑性变形区及弹性变形区分界线的距离，公式：E R Zs/1000σ= cmE 为带材的弹性模量 kg/cm 2E=200 Gpa 由于E 值太大，因而0Z 很小，故可忽略。

m N m kg Bh Msy.5184.44.5284/725.36696.06.14/22==⨯⨯==σ(g=9.8m/s 2)4.1.2.摩擦力矩：根据理论力学公式知：2/d Q Mμ=摩式中：Q ——由卷筒（包括带卷）的自重在轴承处所引起的反力（kg ） μ——轴承处摩擦系数，对于圆柱滚动轴承004.0=μ d ——轴承处轴承枢直径从上述受力简图中，可以得到下列的关系式：2122P P G =+500)800400(211⨯=+⨯P G kgG G P P kgG P 272007.121192002.1121==+===⇒ 则：摩擦力矩为:md P P M .72.454225.0004.0)2720019200(22221=⨯⨯+⨯=+=μ）（摩4.1.3动过程中的动态载荷1). 钢卷的转动惯量为：(）（外内卷222225.1762.01600021)(21)+⨯⨯=+=φφG GD =22648kg.mm 22个卷筒的转动惯量为：（6.34777.786.047018.02405.02)222+=⨯+⨯⨯⨯=）（筒GD =355.4 kg.m 2总的转动惯量 2222.4.230034.35522648)()()(m kg GD GD GD =+=+=筒卷 2). 减速机速比i 的选择：开卷机的速度为s m v /15= （对应卷径 D=1500mm=1.5m ）对应的转速min /1847.35.1152r D v R v n ====πππ 初选电机同步转速为：1n 为1000 转/分，额定转速为 9702=n 转/分则速比为581.3041847.3970==i 查《机械设计实用手册》第二版表9-2-37在326.38附近的速比选为289=17⨯17 为二级传动，重新确定开卷机的速度：对应卷最大直径）开min(/80.155.12899702m D i n v =⨯⨯==ππ 3). 把GD 2折算到电机轴上为：275.02894.23003/)(2222===i GD GD 折 kg/m 2 由初选电机，查《1》表10-4-1 知道电机的惯量 J 2.20.0m kg m = ，则22.80.04)(m kg J GD m ==电假定电机启动时间为1s ，查手册《1》表10-3-10 公式：动载转矩为：5.37)(122n n GD M -=动M N ⋅=⨯-⨯+=28.275.37/82.9)1847.3970(80.0275.0）（4.2电机功率的计算按一般旋转运动的机械所需电动机功率P 来计算，查手册《1》，见表10-3-6公式9550DD M P η=……………………………………（1） 式中：P ——电动机功率，kw D M ——电动机转矩 N.m D η——电动机转 r/min 查手册《1》，见表10-3-10 D M =动M +1M 动M ——为折算到电机轴上的动态转矩1M ——为折算到电机轴上的静阻负载转矩 1M =(y M +摩M )/i 所以折算到电机轴上的总力矩为： D M =动M +1M =动M +(y M +摩M )/i =27.28+28972.4545184+=46.79Nm代入到公式（1）中 9550DD n M P ==46.79⨯970/9550=4.753 kw, 式中n D 取970转/分 见《机械设计手册》（5），根据 ，我们选取电机YEJ-160M-6 功率P=7.5kw ，同步转速为1000转/分，额定转速为970转/分，工作制度为300次/时， FC=0.66,额定电流为17A,功率0.86， 功率因素为,78.0cos =ϕ堵转电流/额定电流为6.5，堵转转矩/额定转矩为2.0， 最大转矩/额定转矩2.0，转动惯量0.0881，质量116kg.Y2系列电动机适用于一般机械配套和出口需要、在轻栽时有较好的效率，在实际运行中有较佳节能效果，具有较高堵转转矩。

4.3减速机的选择：查手册《1》，见P1403，选择满足传动比要求，并有足够的承载能力。

已知减速器的输如功率和 实际的输入轴转速，按式13.0'1111)(p A c P n n K P P ≤= …………………………………………（2） 1C P ——计算输入功率A K —— 工作情况系数，见表9-2-23（连续工作，略有变化，选A K =1.2）1n ——见表9-2-37中规定的输入轴转速。

1n =1000r/min, 1P ——规定1n 下，许用输入功率，7.5kw '1n ——实际输入轴转速 '1n =970r/min卷筒上的传动力矩：M 动=M y +M 摩+M 动⨯i=5184+454.72+27.28⨯289=13522.64N.m; 经计算满足条件（2）根据传动比为……及输入功率……，查表得：选择直联型二级摆线针轮减速器，型号XWED 7.5—106—289,低速轴许用转矩：T=19612N.m. 其中106机型，289速比。

与普通减速器补角，摆线针轮传动和少齿差行星传动一样，也具有结构简单、体积小、重量轻等优点若把摆线轮行星和少齿差行传动比较，摆线针轮行星传动具有如下优点：1）.转臂轴承载荷只有渐开线齿形的60%左右，即寿命约提高5倍左右。

因为转臂轴承是一齿行星传动的薄弱环节，所以这是一个很重要的优点。

2）.摆线轮和针轮间几乎有半数齿同时接触（指在制造精度较高的情况下），而且摆线齿和针齿都可以磨削，故运转平稳，噪声小。

4.4卷筒轴的强度校核卷筒轴：轴是组成机械的重要部件之一。

它用来安装各种传动零件，使之绕其轴线传动，传递转矩或回转运动，通过轴承与机架或机座联结。

轴与其上的零件组成一个组合体——轴系部件，在轴的设计时，不能只考虑轴本身，必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。

应用于轴的材料种类很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度和其它机械性能等的要求，采用的热处理方式，同时考虑制造加工工艺，并力求经济合理，通过设计计算来选择卷筒轴的材料。

开卷机中，卷筒轴既要支承卷筒和刚卷的重量又要传递电动机的转矩，即同时承受弯矩和扭矩的作用。

由于同样的材料，在热处理工艺不同时，所得到的静强度、硬度和疲劳极限也会不同，所以在选择卷筒轴时还应确定其热处理方法。

卷筒轴受载荷大，应选用调质钢（含碳量在0.30%-0.60%范围内的碳素结构钢和合金结构钢），调质钢能进行调质处理。

调质处理后得到的是索氏体组织，它比正火或退火所得到的铁素体混合组织具有更好的综合力学性能（例如：更高的强度、较高的冲击韧度，较低的脆性转变温度和较高的疲劳强度）。

调质钢的钢种很多，常用的有35、45、40Cr 、45Mn 、40MB 等。

卷筒轴的钢种我们选取45，45钢调质后的硬度为HB217——255。

轴的设计应满足下列几方面的要求：在结构上要受力合理，尽量避免或减少应力集中，足够的强度（静强度和疲劳强度），必要的刚度，特殊情况下的耐腐蚀性和耐高温性，高速轴的振动稳定性及良好的加工工艺性，并应使零件的轴上定位可靠、装备适当和装拆方便等。

4.4.1校核轴的安全系数已知条件：1. 传递的扭矩为： T=13339.027N.m 2 .轴的结构图和受力简图如下：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⨯=⨯+=5005952121112P G G P P⇒ ⎩⎨⎧==kg P kgP 17520952021 （乘g 折合N ）弯矩图，在上面，33108.91059521⨯⨯⨯⨯=-G M ＝46743.2Nm 易知在（2）处为最危险截面，校核此处的安全系数S由表5-1-10 得 双向旋转轴的校核公式221)(3)(TW T K W M K S τσσ+=-][S ≥见《1》 查表5-1-21 [S ]=1.3~1.5 式中 1-σ——为材料的弯曲疲劳极限 MPa由表5-1-1 根据调质 40r C d=240 可以知道： 1-σ=335N/mm 2， b σ=685N/mm 2M ——轴危险截面上的弯矩 N.mmT ——轴危险截面的转矩 N.mmW ——轴危险截面上的抗弯截面模数 3.m m NW T ——轴危险截面上的抗扭截面模数 3.m m N 见《1》表5-1-11 W=331.032d d ≈π W T =W 2σK τK ——弯曲和剪切疲劳极限的综合影响系数，见《1》表5-1-12由b σ=685N/mm 2，在表中标准化为700，由配合H7/m6选σK =3.39 τK =2.44 则S =22)8.20901176044.2(3)104.104546743(39.3335+⨯=2.133>[s]＝1.5满足要求。

4.4.2轴的静强度安全系数校核s S该校核的目的在于校核轴对塑性变形的抵抗能力，轴的强度是根据轴所受的最大瞬时载荷（包括动载荷和冲击载荷）来计算的公式见手册《1》P801，s S =≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++2max 2max max 3)(T sW T A FW M σ[s S ]式中：max M max T ——轴危险截面上的最大弯矩和扭矩 max F ——作用于轴上的最大轴向载荷W T W ——轴危险截面的抗弯和抗扭截面系数。

A ——轴危险截面的面积查手册《1》表5-1-1的屈服极限为 s σ=4902/mm N表5-1-22有[s S ]=1.7~2.2 且s σ/b σ=190/685=0.72属于低塑材料s S =2)8.2090117602(34.10542.467432490⨯+⨯=5.354≥[s S ]＝2.2也满足要求。