小型复合材料试验轧机主传动及测试系统设计+CAD图纸(8)
图3.3 开口式扁头受力简图
合力的作用点位于三角形的面积形心，即在边缘 处。当万向接轴传递的扭转力矩为M时，合力为
（3.8）
式中 扁头的总宽度； 扁头一个分支的宽度。在合力 作用下，断面 中的弯曲力矩 和扭转力矩 分别为：
（3.9）
（3.10）
式中 合力 对断面 的力臂。当万向接轴倾角为 时可求出力臂 为
（3.11）
式中 万向接轴铰链中心至断面 的距离。根据以上分析，断面 承受弯曲应力和扭转应力，计算应力
（3.12）
式中 扁头宽度；
计算矩形断面抗扭断面系数时的转化系数，他决定于矩形断面尺寸 与 之比。[16]
表3.1 η与b:s的关系
b:s 1 1.5 2 3 4 6
0.208 0.346 0.493 0.801 1.15 1.781
(2) 叉头强度计算
叉头的每个颚板承受滑块传来的压力 ，在垂直于扁头的断面 中，压力近似的以三角形分布，合力 的作用点位于距铰链中心线 处。叉头颚板任意断面 中的应力将是很复杂的。
图3.3 叉头中受力简图
分析表明，最大应力发生在叉头颚板内表面的某一点上，其值可按下式计算
(3.13)
式中: 叉头外径；
插头镗孔直径；
接轴传递的扭矩；
考虑接轴倾角的影响系数，其值由下式决定
（3） 轴体强度计算
根据万向接轴倾角的大小，轴体扭转力矩 可分别按下式计算
当 时，
当 时，
Sac=[τ]/τ =360/1.14》5
式中 为接轴本体直径。万向接轴的最小安全系数不应小于5，而设计中的安全系数远大于5，满足扭转要求。实验室中的异步轧机，采用的两个万向连接轴不同，导致两个传动链在工作时弹性形变，扭转角有很大差异，实验结果不是很理想。为此此次设计中采用了相同的滑块万向连接轴，使传动两端的弹性形变尽量保持一致。
4 调速传动链的设计
轧机主传动系统作为机械与电气能量的转换环节，应满足生产工艺的需要，同时又要适应电网的要求，实现高效率运行和高水平生产。在设计轧机主传动系统时应考虑以下因素：传动系统的性能指标，自动化信息化要求，经济性等。轧钢机主传动的特点是传动系统功率大、过载能力强、动态响应快、力矩脉动小，因此轧钢机对传动系统的要求较高。