1计算依据

计算的依据是轧钢工艺专业提供的车间工艺平面布置图及最难轧钢种的轧制程序表。根据这两份资料，明确以下参数：

1)原动机类型、功率、转速；

2)轧制力矩；

3)轧辊转速；

4)联合减速机的安装方式；

5)相邻轧机间距；

6)车间跨距；

7)其它特殊要求(包括用户要求)。

2计算的准备根据计算依据，确定联合减速机的下列参数：

1)使用寿命：一般取8一lO年，年工作小时为5 500 h。

2)齿轮精度：一般硬齿面联合减速机取6级精度，中硬齿面联合减速机取7级精度。这点和通用减速机不同。通用减速机的齿轮精度等级与齿轮副的圆周速度有关，而联合减速机的齿轮精度一般要比按圆周速度确定的精度要高，目的是在合理的加工费用的前提下，充分发挥材料能力，降低设备重量，减小噪音。

3)润滑方式及润滑油品：均采用稀油集中润滑循环系统，油品一般为N320或N220工业齿轮润滑油。

4)轴承寿命：一般大于6 000 h，即能满足一个大中修使用周期。

5)齿型、齿面硬度、齿轮材料及热处理方法。

减速级齿型一般为渐开线圆柱斜齿轮。分速级齿型有两种选择：若齿面为硬齿面，则可用斜齿轮；若齿面为中硬齿面，由于分速级中心距受轧机规格限制，一般用人字齿轮，以保证承载能力。

齿面硬度、齿轮材料及热处理方式的选择比较复杂。

首先，采用硬齿面可以减小联合减速机的外型尺寸，减轻设备重量(经测算，一般可减轻20% 一30% 以上)，缩短机列长度，对轧机间距要求不严。但是需要渗碳淬火或表面淬火，需要磨齿，机加工费用较高。而采用中硬齿面，则可以减少机加工难度，降低机加工费用，但带来的问题是设备外型尺寸较大，设备重量较大，增大了机列长度，对轧机间距要求较严，甚至有可能影响到工厂设计。

其次，对硬齿面齿轮，若采用表面淬火热处理工艺，则齿轮材料为中碳合金钢。但中碳合金钢的焊接性能较差，使制造减速级大齿轮时的焊接难度加大。若采用渗碳淬火热处理工艺，则齿轮材料为低碳合金钢，大齿轮的焊接性能较好，但需要大型的渗碳炉，机加工费用较高。

再次，对中硬齿面齿轮，必须采用中碳合金钢。由于其热处理工艺相对简单，一般机械厂都能加工，机加工费用低。但制造大齿轮时焊接性能不好，而且当中碳合金钢调质处理硬度为HB300—350时，其芯部的其他机械性能指标，如盯s、8s、Ak等都受到影响，特别是韧性指标有一定的下降，必须严格控制。

由于目前国内中硬齿面联合减速机的加工费用一般比硬齿面联合减速机的加工费用便宜一半左右，所以，我们现在选择齿面硬度的原则是：尊重用户的选择，在轧机间距和机列长度许可的前提下尽量不用渗碳淬火热处理工艺，尽量不用高档材料，尽量降低齿面硬度，以适应市场经济的需要。

但随着国内机加工能力的提高，加工费用的进一步合理，联合减速机采用渗碳淬火硬齿面齿轮、大齿轮采用焊接结构将是发展的方向。

3齿轮计算

正确而合理的计算是保证联合减速机性能可靠、体积和重量合理、工艺性好的前提。齿轮计算的大致步骤是：先按体积最小原则进行速比分配，再初算齿轮传动的几何参数，最后按GB/T3480—1997(渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》进行接触强度和弯曲强度校核。整个计算过程与通用减速机设计计算相似。

1)联合减速机的输入扭矩不是按电机功率和转速计算出来的，而是按轧制程序表中最难轧钢种的实际轧制力矩和转速反算过来的。以某线材厂第一架0420中轧机为例，其电机功率P为239 kW，电机转速n为690 r/min。

而实际上，轧制最难轧钢种时的轧制力矩反算到电机轴上仅为2 195 N．m。可见，如果按输入扭矩为3 308 N．m设计计算联合减速机，则联合减速机将过于安全。

2)使用情况系数KA全部按严重冲击取值，一般取KA：1．75。接触强度安全系数SH为1．1一I．3，弯曲强度安全系数sF为1．5—2．0。若进行强度校核后SH和SF超出这一范围，则相应调整齿轮参数，重新校核。

3)齿宽系数 d的选择比较复杂，多需反复计算。若中d取值偏大，虽然可以提高齿轮的承载能力，但齿轮较宽，减速机尺寸加大，并且当齿宽大到一定程度以后，其提高齿轮承载能力的作用并不明显，因为随着齿宽的加大，齿向载荷分布系数、齿间载荷分配系数均明显加大。而若 d取值偏小，虽然可以克服此值偏大后的缺点，但可能满足不了承载能力的要求，或者虽然能满足承载能力的要求，但纵向重合度8B小于1，影响齿轮传动的平稳性。我们选择齿宽系数的原则是：在满足承载能力和纵向重合度￡B大于l的前提下，尽量减少齿宽系数。

4)分速级的中心距不是根据强度条件确定的，而是按照轧机在最大、最小辊径和不同开口度、不同横移位置的情况下，万向接轴有合理的工作倾角确定的，一般等于轧机的名义规格。如450轧机的联合减速机，其分速级中心距为450 mm。尽管该级中心距受到限制，但是按此中心距确定的齿轮参数仍需满足强度要求。因此分速级齿轮一般齿宽比较大，齿面硬度较高。随着硬齿面技术的发展和使用，齿轮承载能力已经提高。现在制约分速级中心距的关键环节已不是齿轮的强度，而是该级滚动轴承的使用寿命了。

5)为降低成本，提高效率，在进行新厂设计时，尽量使同一规格轧机的联合减速机的箱体相同。以某线材工程 450轧机联合减速机为例，可按以下方案设计。

这种设计方案的缺点是后三架联合减速机偏于安全，有一定的浪费现象。优点是减少了设计工作量，简化了工艺工装，减少了备品备件，便于维护，还可以将质量较差的箱体配置在负荷较低的机列上。据SMS公司测算，这种方案可使总成本下降10%以上。

4其它计算

齿轮几何计算和强度校核完毕后，先按扭转强度计算出各轴的最小轴径，然后初选轴承，并进行轴承寿命校核。当轴承确定之后，再根据轴承和齿轮的具体参数计算出该联合减速机所需要的润滑油量。结构设计完毕后，对各轴进行精确地强度和刚度校核。

需要说明的是，在进行轴承寿命校核时，要按轴承样本上介绍的方法进行，而不要按一般设计手册中的方法进行校核。一般设计手册中的计算方法过于保守。

随着电子计算机的飞速发展，现在有关齿轮计算的软件也随之出现并越来越丰富。采用电子计算机计算将是轧机联合减速机设计的发展方向 。