畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）小型三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、全套完整版cad圖紙，聯(lián)系153893706第1章 緒 論1.1概述機(jī)械加工行業(yè)在我國(guó)有著舉足輕重的地位，它是國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈。作為整個(gè)工業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分的機(jī)械制造業(yè)，任務(wù)就是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)提供先進(jìn)的機(jī)械裝備和零件。它的規(guī)模和水平是反映國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，因此非常值得重視和研究。卷板機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其它形狀工件的通用設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工件相對(duì)位置變化和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使板材產(chǎn)生連續(xù)的塑性變形，以獲得預(yù)定形狀的工件。該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機(jī)械制造行業(yè)。卷板機(jī)作為一個(gè)特殊的機(jī)器，它在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位

2、。凡是鋼材成型為圓柱型，幾乎都用卷板機(jī)輥制。其在汽車，軍工等各個(gè)方面都有應(yīng)用。根據(jù)不同的要求，它可以輥制出符合要求的鋼柱，是一種相當(dāng)實(shí)用的器械。在國(guó)外一般以工作輥的配置方式來(lái)劃分。國(guó)內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行混合分類，一般分為：1、三輥卷板機(jī)：包括對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)、傾斜下調(diào)式三輥卷板機(jī)、弧形下調(diào)式三輥卷板機(jī)和垂直下調(diào)式三輥卷板機(jī)等。2、四輥卷板機(jī)：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥卷板機(jī)和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥卷板機(jī)。3、特殊用途卷板機(jī)：有立式卷板機(jī)、船用卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、多輥卷板機(jī)和多用途卷板機(jī)等。卷板機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)已有幾十年的歷史，由于

3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，造價(jià)低廉，至今在中、小型卷板機(jī)中仍廣泛應(yīng)用。在低速大扭矩的卷板機(jī)上，因傳動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，電動(dòng)機(jī)功率大，起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)也較大，所以越來(lái)越多地采用液壓傳動(dòng)。近年來(lái)，有以液壓馬達(dá)作為源控制工作輥移動(dòng)但主驅(qū)動(dòng)仍為機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)液混合傳動(dòng)的卷板機(jī)，也有同時(shí)采用液壓馬達(dá)作為工作輥旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的全液壓式卷板機(jī)。卷板機(jī)的工作能力是指板材在冷態(tài)下，按規(guī)定的屈服極限卷制最大板材厚度與寬度時(shí)最小卷筒直徑的能力。國(guó)內(nèi)外采用冷卷方法較多。冷卷精度較高，操作工藝簡(jiǎn)便，成本低廉，但對(duì)板材的質(zhì)量要求較高（如不允許有缺口、裂紋等缺陷），金相組織一致性要好。當(dāng)卷制板厚較大或彎曲半徑較小并超過(guò)設(shè)備工作能力時(shí)，在設(shè)備

4、允許的前提下可采用熱卷的方法。有些不允許冷卷的板材，熱卷剛性太差，則采用溫卷的方法。1.2卷板機(jī)的原理1.2.1 卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式可以分為主運(yùn)動(dòng)和輔運(yùn)動(dòng)兩種形式的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是指構(gòu)成卷板機(jī)的上輥和下輥對(duì)加工板材的旋轉(zhuǎn)、彎折等運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)完成卷板機(jī)的加工任務(wù)。輔運(yùn)動(dòng)是卷板機(jī)在卷板過(guò)程中的裝料、下料及上輥的升降、翹起以及倒頭架的翻轉(zhuǎn)等形式的運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)形式為三輥對(duì)稱式,上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng),通過(guò)絲桿絲母蝸桿傳動(dòng)而獲得,兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合,為卷制板材提供扭矩。 圖1.1 三輥卷板機(jī)工作原理圖由圖1.1：主運(yùn)動(dòng)指上輥繞o1，下輥分別繞

5、o2、o3作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。輔運(yùn)動(dòng)指上輥的上升或下降運(yùn)動(dòng)，以及上輥在o1垂直平面的上翹、翻邊運(yùn)動(dòng)等。1.2.2彎曲成型的加工方式在鋼結(jié)構(gòu)制作中彎制成型的加工主要是卷板（滾圓）、彎曲（煨彎）、折邊和模具壓制等幾種加工方法。彎制成型的加工工序是由熱加工或冷加工來(lái)完成的。滾圓是在外力的作用下，使鋼板的外層纖維伸長(zhǎng)，內(nèi)層纖維縮短而產(chǎn)生彎曲變形（中層纖維不變）。當(dāng)圓筒半徑較大時(shí)，可在常溫狀態(tài)下卷圓，如半徑較小和鋼板較厚時(shí)，應(yīng)將鋼板加熱后卷圓。在常溫狀態(tài)下進(jìn)行滾圓鋼板的方法有：機(jī)械滾圓、胎模壓制和手工制作三種加工方法。機(jī)械滾圓是在卷板機(jī)（又叫滾板機(jī)、軋圓機(jī)）上進(jìn)行的。在卷板機(jī)上進(jìn)行板材的彎曲是通過(guò)上滾

6、軸向下移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)達(dá)到的。它們滾圓工作原理如圖1.2所示。a） b） c）a）對(duì)稱式三輥卷板機(jī) b）不對(duì)稱式三輥卷板機(jī) c）四輥卷板機(jī)圖1.2 滾圓機(jī)原理圖 用三輥彎（卷）板機(jī)彎板，其板的兩端需要進(jìn)行預(yù)彎，預(yù)彎長(zhǎng)度為0.5l（3050）mm(l為下輥中心距）。預(yù)彎可采用壓力機(jī)模壓預(yù)彎或用托板在滾圓機(jī)內(nèi)預(yù)彎（圖1.3） a） b）a）用壓力機(jī)模壓預(yù)彎 b）用托板在滾圓機(jī)內(nèi)預(yù)彎圖1.3 鋼板預(yù)彎示意圖1.3卷板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)加入wto后我國(guó)卷板機(jī)工業(yè)正在步入一個(gè)高速發(fā)展的快道，并成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和提高人民生活質(zhì)量的作用也越來(lái)越大。預(yù)計(jì)“十五”期末中國(guó)的卷板機(jī)總需求量為

7、600萬(wàn)輛，相關(guān)裝備的需求預(yù)計(jì)超過(guò)1000億元。到2010年，中國(guó)的卷板機(jī)生產(chǎn)量和消費(fèi)量可能位居世界第二位，僅次于美國(guó)。而其在裝備工業(yè)上的投入力度將會(huì)大大加強(qiáng)，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈，產(chǎn)品的更換也要求卷板機(jī)裝備工業(yè)不斷在技術(shù)和工藝上取得更大的優(yōu)勢(shì)：1.從國(guó)家計(jì)委立項(xiàng)的情況看，卷板機(jī)工業(yè)1000萬(wàn)以上投入的項(xiàng)目達(dá)近百項(xiàng)；2.卷板機(jī)工業(yè)已建項(xiàng)目的二期改造也將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的用戶群；3.由于卷板機(jī)的高利潤(rùn)，促使各地政府都紛紛投資（國(guó)家投資、外資和民間資本）卷板機(jī)制造。其次，跨國(guó)公司都開始將最新的車型投放到中國(guó)市場(chǎng)，并計(jì)劃在中國(guó)加大投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以爭(zhēng)取中國(guó)更大的市場(chǎng)份額。民營(yíng)企業(yè)的崛起以及機(jī)制的敏

8、銳使其成為卷板機(jī)工業(yè)的新寵，民營(yíng)企業(yè)已開始成為卷板機(jī)裝備市場(chǎng)一個(gè)新的亮點(diǎn)。卷板機(jī)制造業(yè)作為機(jī)床模具產(chǎn)業(yè)最大的買方市場(chǎng)，其中進(jìn)口設(shè)備70%用于卷板機(jī)，同時(shí)也帶動(dòng)了焊接、涂裝、檢測(cè)、材料應(yīng)用等各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。卷板機(jī)制造業(yè)的技術(shù)革命，將引起裝備市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)變化：數(shù)控技術(shù)推動(dòng)了卷板機(jī)制造企業(yè)的歷史性的革命，數(shù)控機(jī)床有著高精度、高效率、高可靠性的特點(diǎn)，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備在增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了很好的作用，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因此，至2010年，卷板機(jī)工業(yè)對(duì)制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長(zhǎng)12%左右，據(jù)預(yù)測(cè)，卷板機(jī)制造業(yè)：對(duì)數(shù)控機(jī)床需求將增長(zhǎng)26%；對(duì)壓鑄設(shè)備的需求將增長(zhǎng)16%；對(duì)纖維

9、復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長(zhǎng)15%；對(duì)工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長(zhǎng)12%；對(duì)液壓成形設(shè)備需求增長(zhǎng)8%；對(duì)模具的需求增長(zhǎng)36%；對(duì)加工中心需求增長(zhǎng)6%；對(duì)硬車削和硬銑消機(jī)床的需求增長(zhǎng)18%；對(duì)切割機(jī)床的需求增長(zhǎng)30%；對(duì)精密加工設(shè)備的需求增長(zhǎng)34%；對(duì)特種及專用加工設(shè)備需求增長(zhǎng)23%；對(duì)機(jī)器人和制造自動(dòng)化裝置的需求增長(zhǎng)13%；對(duì)焊接系統(tǒng)設(shè)備增長(zhǎng)36%；對(duì)涂裝設(shè)備的需求增長(zhǎng)8%，對(duì)質(zhì)檢驗(yàn)與測(cè)試設(shè)備的需求增長(zhǎng)16%。在今后的工業(yè)生產(chǎn)中，卷板機(jī)會(huì)一直得到很好的利用。它能節(jié)約大量的人力物力用以彎曲鋼板?？梢哉f(shuō)是不可缺少的高效機(jī)械。時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對(duì)這個(gè)機(jī)械品種提出越來(lái)越高

10、的要求，將促使這個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)的迅速發(fā)展。第2章 方案的論證及確定2.1 方案的論證一般情況下，一臺(tái)卷板機(jī)所能卷制的板厚，既工作能力，是指板材在冷態(tài)下，按規(guī)定的屈服極限卷制最大板材厚度與寬度時(shí)的最小卷桶直徑的能力，熱卷可達(dá)冷卷能力的一倍。但近年來(lái)，冷卷的能力正日益提高。 結(jié)合上章卷板機(jī)的類型，擬訂了以下幾種方案，并進(jìn)行了分析論證。2.1.1方案1雙輥卷板機(jī) 雙輥卷板機(jī)的原理如圖2.1所示：132 1.上輥2.工件3.下輥圖2.1 雙輥卷板機(jī)工作原理圖 上輥是鋼制的剛性輥，下輥是一個(gè)包有彈性的輥，可以作垂直調(diào)整。當(dāng)下輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，上輥及送進(jìn)板料在壓力作用下，壓人下輥的彈性層中，使下輥發(fā)生彈性變形。但因彈

11、性體的體積不變，壓力便向四面?zhèn)鬟f，產(chǎn)生強(qiáng)度很高，但分布均勻的連續(xù)作用的反壓力，迫使板料與剛性輥連續(xù)貼緊，目的是使它隨著旋轉(zhuǎn)而滾成桶形。上輥壓人下輥的深度，既彈性層的變形量，是決定所形成彎曲半徑的主要工藝參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，壓下量越大，板料彎曲半徑越?。坏?dāng)壓人量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，彎曲半徑趨于穩(wěn)定，與壓下量幾乎無(wú)關(guān)，這是雙輥卷板機(jī)工藝的一個(gè)重要特征。 雙輥卷板機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)：1.板料不需要預(yù)彎成形，因此生產(chǎn)率高；2.可以彎曲多種材料，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：1.對(duì)于不同彎度的制品，需要跟換相適應(yīng)的上棍，因而不適用多品種，小批量生產(chǎn)。 2.可彎曲的板料厚度系列受到一定限制，目前一般只能用于10mm以下的板

12、料。2.1.2方案2 三輥卷板機(jī)三輥卷板機(jī)是目前最普遍的一種卷板機(jī)。利用三輥滾彎原理，使板材彎曲成圓形，圓錐形或弧形工作。1.對(duì)稱三輥卷板機(jī)特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量輕、易于制造、維修、投資小、兩側(cè)輥可以做的很近。形成較準(zhǔn)確，但剩余直邊大。一般對(duì)稱三輥卷板機(jī)減小剩余直邊比較麻煩。2.不對(duì)稱三輥卷板機(jī)特點(diǎn)剩余邊小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但坯料需要調(diào)頭彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，彎卷能力較小。所謂理論剩余直邊，就是指平板開始彎曲時(shí)最小力臂。其大小與設(shè)備及彎曲形式有關(guān)。如圖2.2所示：不對(duì)稱彎曲時(shí)t2對(duì)稱彎曲時(shí)t1 圖2.2 三輥卷板機(jī)工作原理圖對(duì)稱式三輥卷板機(jī)剩余直邊為兩下輥中心距的一半。但為避免板料從滾

13、筒間滑落，實(shí)際剩余直邊常比理論值大。一般對(duì)稱彎曲時(shí)為板厚620倍。由于剩余直邊在校圓時(shí)難以完全消除，所以一般應(yīng)對(duì)板料進(jìn)行預(yù)彎，使剩余直邊接近理論值。不對(duì)稱三輥卷板機(jī)，剩余直邊小于兩下輥中心的一半，如圖2.2所示，它主要卷制薄筒（一般在323000以下）。2.1.3 方案3四輥卷板機(jī)其原理如圖2.3 圖2.3 四輥卷板機(jī) 它有四個(gè)輥，上輥是主動(dòng)輥，下輥可上下移動(dòng)，用來(lái)夾緊鋼板，兩個(gè)側(cè)輥可沿斜線升降，在四輥卷板機(jī)上可進(jìn)行板料的預(yù)彎工作，它靠下輥的上升，將鋼板端頭壓緊在上、下輥之間。再利用側(cè)輥的移動(dòng)使鋼板端部發(fā)生彎曲變形，達(dá)到所需要。它的特點(diǎn)是：板料對(duì)中方便，工藝通用性廣，可以校正扭斜，錯(cuò)邊缺陷，可

14、以既位裝配點(diǎn)焊。但滾筒多。質(zhì)量體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。上下輥夾持力使工件受氧化皮壓傷嚴(yán)重。兩側(cè)輥相距較遠(yuǎn)，對(duì)稱卷圓曲率不太準(zhǔn)確，操作技術(shù)不易掌握，容易造成超負(fù)荷等誤操作。2.2 方案的確定通過(guò)上節(jié)方案的分析，根據(jù)各種類型卷板機(jī)的特點(diǎn)，再根據(jù)三輥卷板機(jī)的不同類型所具有的特點(diǎn)，最后形成我的設(shè)計(jì)方案，122000對(duì)稱上調(diào)三輥卷板機(jī)。雙輥卷板機(jī)不需要預(yù)彎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但彎曲板厚受限制，只適合小批量生產(chǎn)。四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)又高。雖然三輥卷板機(jī)不能預(yù)彎，但是可以通過(guò)手工或其它方法進(jìn)行預(yù)彎。2.3本章小結(jié) 通過(guò)幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析，雙輥卷板機(jī)雖然不需要預(yù)彎，但只適合小批量生產(chǎn)，而且彎曲板厚受限制。四輥卷板機(jī)通用性

15、廣，但其質(zhì)量體積大而且操作技術(shù)不易掌握。對(duì)稱三輥卷板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量輕、易于制造等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)相比較下最終決定采用三輥卷板機(jī)。 第3章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)稱上調(diào)式三輥卷板機(jī)如圖3.1所示： 圖 3.1 對(duì)稱上調(diào)式三輥卷板機(jī) 它是以兩個(gè)下輥為主動(dòng)輪 ，由主動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器及開式齒輪副驅(qū)動(dòng)。上輥工作時(shí)，由于鋼板間的摩擦力帶動(dòng)。同時(shí)作為從動(dòng)軸，起調(diào)整擠壓的作用。由單獨(dú)的傳動(dòng)系統(tǒng)控制，主要組成是：上輥升降電動(dòng)機(jī)、減速器、蝸輪副、螺母。工作時(shí)，由蝸輪副轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座作升降運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)下輥可以正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在上輥的壓力下下輥經(jīng)過(guò)反復(fù)的滾動(dòng)，使板料達(dá)到所需要的曲率，形成預(yù)計(jì)的形狀。3.1

16、傳動(dòng)方案的分析 卷板機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩種方式：3.1.1 齒輪傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)傳出的扭距通過(guò)一個(gè)有保護(hù)作用的聯(lián)軸器，傳人一個(gè)有分配傳動(dòng)比的減速器，然后功過(guò)連軸器傳人開式齒輪副，進(jìn)入帶動(dòng)兩軸的傳動(dòng)。如圖3.2所示。 圖3.2 齒輪式傳動(dòng)系統(tǒng)圖這種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍廣等。3.1.2皮帶傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距通過(guò)皮帶傳人減速器直接傳人主動(dòng)軸。如圖3.3所示： 圖3.3 皮帶式傳動(dòng)系統(tǒng)圖這種傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音下的特點(diǎn)，同時(shí)以起過(guò)載保護(hù)的作用，這種傳動(dòng)方式主要應(yīng)用于具有一個(gè)主動(dòng)輥的卷板機(jī)。3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定鑒于上節(jié)的分析，考慮到所設(shè)計(jì)的

17、是三輥卷板機(jī)，具有兩個(gè)主動(dòng)輥，而且要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)準(zhǔn)確，所以選用齒輪傳動(dòng)。3.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3.4所示：上輥傳動(dòng)壓下系統(tǒng)下輥?zhàn)鲃?dòng)系統(tǒng) 圖 3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 所以選用了圓柱齒輪減速器，減速比i=134.719，減速器通過(guò)聯(lián)軸器和齒輪副帶動(dòng)兩個(gè)下輥工作。3.2.1副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 為調(diào)整上下輥間距，由上輥升降電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器，蝸輪副傳動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座升降運(yùn)動(dòng)，為使上輥、下輥軸線相互平行，有牙嵌離和器以備調(diào)整，副傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3.4所示。 需要卷制錐筒時(shí)，把離和器上的定位螺釘松開，然后使蝸輪空轉(zhuǎn)達(dá)到只升降左機(jī)架中升降絲桿的目的。3.3 本章小結(jié)收集資料對(duì)各種

18、運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行分析，在結(jié)合三輥卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和工作的可靠性，最后主傳動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)，副傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)。第4章 動(dòng)力設(shè)計(jì)4.1主電機(jī)的選擇和計(jì)算4.1.1 上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算 1. 已知設(shè)計(jì)參數(shù)加工板料：q235-a1 屈服強(qiáng)度：s=235mpa 抗拉強(qiáng)度：b=420mpa輥材：mn 屈服強(qiáng)度：s=930mpa 抗拉強(qiáng)度：b=1080mpa硬度：hbshb板厚：mm 板寬：b=2000mm 滾筒與板料間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)： 滾筒與板料間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)：f =0.8無(wú)油潤(rùn)滑軸承的滑動(dòng)摩擦系數(shù)： 板料截面形狀系數(shù)： 板料相對(duì)強(qiáng)化系數(shù)： 板料彈性模量： e=2.06106mpa卷板速度：m/min

19、2. 確定卷板機(jī)基本參數(shù)14下輥中心矩：=390mm 上輥直徑：=300mm下輥直徑：=240mm 上輥軸直徑：=180mm下輥軸直徑：=130mm 最小卷圓直徑：=600mm筒體回彈前內(nèi)徑： =506.607mm 4.1.2 主電機(jī)的功率確定因在卷制板材時(shí)，板材不同成形量所需的電機(jī)功率也不相同，所以要確定主電機(jī)功率，板材成形需按四次成形計(jì)算：1成形40%時(shí)1）板料變形為40%的基本參數(shù) mm mm 2）板料由平板開始彎曲時(shí)的初始彎矩m1 kgfmmw為板材的抗彎截面模量。3）板料變形40%時(shí)的最大彎矩m0.4 kgfmm4）從 kgfmm上輥受力： kgf下輥受力： kgf5）消耗于摩擦的摩

20、擦阻力矩 = kgfmm6）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 kgfmm7）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩 kgfmm8）卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的總力矩 kgfmm9）卷板機(jī)空載時(shí)的扭矩:：板料重量g1: kg：聯(lián)軸器的重量8 : 選zl10，=180.9kg：下輥重量:kg kgfmm10）卷板時(shí)板料不打滑的條件： kgfmm kgfmm因?yàn)?，所以滿足。11）驅(qū)動(dòng)功率： kgfmmkw2. 成形70%時(shí)1）板料成型70%的基本參數(shù) mm mm 2）板料變形70%時(shí)的最大彎矩m0.7 kgfmmkgfkgf3）板料從 kgfmm4）消耗于摩擦的扭矩 kgfmm5）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 kgfmm6）拉力在軸

21、承中所引起的摩擦損失 kgfmm7）機(jī)器送進(jìn)板料時(shí)的總力矩 kgfmm8）卷板機(jī)空載時(shí)的扭矩 kgfmm9）板料不打滑的條件 kgfmm因，所以滿足。10）驅(qū)動(dòng)功率 kgfmmkw3.成形90%時(shí)1） 板料成型90%的基本參數(shù) mm mm 2）板料變形為90%時(shí)的最大彎矩m0.9 kgfmmkgfkgf3）板料從 kgfmm4）消耗于摩擦的扭矩 kgfmm5）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 kgfmm6）拉力在軸承中所引起的摩擦損失 kgfmm7）機(jī)器送進(jìn)板料時(shí)的總力矩 kgfmm8）卷板機(jī)空載時(shí)的扭矩kgfmm9）卷制時(shí)板料不打滑的條件：kgfmmkgfmm因，所以滿足。10）驅(qū)動(dòng)功率kgfmmkw

22、4成形100%時(shí)1）板料成型100%的基本參數(shù) mm mm 2）板料變形為100%時(shí)的最大彎矩m1。0kgfmm3）板料從kgfmmkgfkgf4）消耗于摩擦的扭矩 kgfmm5）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 kgfmm6）拉力在軸承中所引起的摩擦損失kgfmm7）機(jī)器送進(jìn)板料時(shí)的總力矩kgfmm8）空載時(shí)的扭矩kgfmm9）板料不打滑的條件kgfmmkgfmm因?yàn)?，所以滿足。10）驅(qū)動(dòng)功率 kgfmm kw綜合上述的計(jì)算結(jié)果總匯與表4.1表4.1 計(jì)算結(jié)果總匯 成形量計(jì)算結(jié)果40%70%90%100%簡(jiǎn)體直徑（mm）1266.518723.724562.899506.607簡(jiǎn)體曲率半徑r(mm)6

23、39.259367.862287.45259.304初始變形彎矩m1(kgfmm)1.692107村料受到的最大變形彎矩m(kgfmm)1.8151071.9051071.9651071.995107上輥受力pa(kgf)2.3251052.3761052.5031052.972105下輥受力pc(kgf)1.1971051.2891051.4191051.281105村料變形彎矩mn1(kgfmm)3.2921061.8691061.7661068.972105摩擦阻力扭矩mn22.3211062.4281062.6151062.725106材料送進(jìn)時(shí)摩擦阻力扭矩mt1.3811061.42

24、31061.5091061.727106空載力矩mn49.88103拉力引起摩擦扭矩mn31.5191051.3081051.0641058.529104mn1+mt+ mn44.6821064.0331063.2851062.634106總力矩mp5.1711065.5681064.9641065.534106驅(qū)動(dòng)力矩mn5.7691065.1191064.4971064.485106驅(qū)動(dòng)功率nqc(kw)7.9547.4087.1517.0195主電機(jī)的選擇：由表4.1可知，成形量為40%時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)功率最大，考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，電動(dòng)機(jī)的功率選11kw。因yz系列電機(jī)具有較大的過(guò)載能力和

25、較高的機(jī)械強(qiáng)度，特別適用于短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁起動(dòng)和制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速不高、有時(shí)過(guò)負(fù)荷及有顯著的振動(dòng)與沖出的設(shè)備。其工作特性明顯優(yōu)于y系列電機(jī)，故選yz160l6型電機(jī)，其參數(shù)如下：kw； r/min； ； kw。升降電動(dòng)機(jī)選擇yd系列變極多速三相異步電動(dòng)機(jī)，能夠簡(jiǎn)化變速系統(tǒng)和節(jié)能。故選擇yd90s6/4，其參數(shù)如下：n=0.65kw； r=1000r/min； g=15kg。4.2 上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算校核4.2.1上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力圖由上部分計(jì)算可知輥筒在成形100%時(shí)受力最大：kgf kgf故按計(jì)算，其受力圖4.1：圖4.1輥筒受力圖4.2.2 剛度校核撓度1： 確定公式各參數(shù)：mm4 （

26、ia為軸截面的慣性矩）kgf kgf/m mm mm 得： 因?yàn)?，所以上輥剛度滿足要求。4.2.3 上輥強(qiáng)度校核危險(xiǎn)截面為、，因、 相同，且，所以只需校核、處： kgfmmkgf/mm2w為抗彎截面系數(shù)。mm3kgf/mm2 ： kgfmmkgf/mm2 故安全，強(qiáng)度合乎條件。4.2.4 疲勞強(qiáng)度安全強(qiáng)度校核1： mpa=108kgf/mm2 kgf/mm2kgf/mm2在截面、處 5所以采用斜齒=152.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算和確定齒輪尺寸15 mm (5.1) (1)確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：kt=1.3 b)小齒輪傳遞扭矩：t1=1.093105 nmmc)齒寬系數(shù)15：材料的彈性影

27、響系數(shù)15： 取=20 e)按齒面硬度中間值52hrc查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限15：mpaf)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： n1=60n1jln=609531（2830015）4.117109 n2=4.117/6.2=6.64108g)查得接觸疲勞壽命系數(shù)15：zn1=1.0 zn2=1.0h)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力15：安全系數(shù)s1 mpa mpa所以： mpa（2）計(jì)算a)試算小齒輪分度直徑d1t 由5.1得： mmb)計(jì)算圓周速度v： m/sc)齒寬b： mm d)齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)： mtd1t/z152.53/242.195mm 齒高： h2.25mt2.252.1954.939

28、mm齒高之比 ： b/h47.407/4.9399.599e)計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)v=2.621m/s，7級(jí)精度動(dòng)載荷系數(shù)15：kv=1.11 kh=kf=1.4 使用系數(shù)：ka=1 kh=1.41kf=1.46故載荷系數(shù)： k=khkvkhkh=11.111.411.4=2.191f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： mm ?。簃mg)計(jì)算模數(shù)m： m=d1/z1=52.23/24=2.666mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)15 (5.2) (1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值a)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限15： mpab)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)15： c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取安全系數(shù)s1.4mpa m

29、pa d)計(jì)算載荷系數(shù)k： e)查取齒形系數(shù)15： f)查取應(yīng)力校正系數(shù)15： g)計(jì)算大小齒輪的并加以比較： 故小齒輪數(shù)值較大。(2)模數(shù)設(shè)計(jì)算mm 因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)m1.68mm，圓整后m2mm。校正后的分度圓直徑d1=64mm。齒數(shù)z1、z2： z1=d1/m=64/2=32 取z1=32 z2=z1=200確定： 取=241mm 4.幾何尺寸計(jì)算a)兩齒輪的分度圓直徑：mm mmb)中心距： mmc)齒寬

30、： mm 故?。篵1=65 ，b2=60。5.驗(yàn)算 n n/m 故：假設(shè)合適，設(shè)計(jì)合理。 5.4.2 第二級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1齒輪參數(shù)選擇 1）選用圓柱直齒傳動(dòng)2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削弱，齒輪材料為40cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為4855hrc。 3）選取精度等級(jí)：選7級(jí)精度(gb10095-88)。4）選小齒輪數(shù)：z1=24, z2=iz1=4.824=115. z2取116 齒數(shù)比：u= 4.82按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式5.1 (1)確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：kt=1.3 b)小齒輪傳遞扭矩：t1=6.432105 nmmc)齒寬系數(shù)15：

31、 材料的彈性影響系數(shù)：d) 按齒面硬度中間值52hrc,查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限15：mpae)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：n1=60n1jln=60153.711（2830015）6.64108 n2=6.64108/4.8=1.383108f)接觸疲勞壽命系數(shù)15: zn1=1.0 zn2=1.0g)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力15：安全系數(shù)s1mpa mpa所以： mpa(2)計(jì)算a)試算小齒輪分度直徑d1t：71.44mmb)計(jì)算圓周速度： m/sc)齒寬b： mm d)齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)：mtd1t/z171.44/242.99mm 齒高：h2.25mt2.252.996.723mm齒高

32、之比：b/h64.57/6.7289.597e)計(jì)算載荷系數(shù)：動(dòng)載荷系數(shù)15：kv=1.03 kh=kf=1.1 使用系數(shù)：ka=1 kh=1.323 kf=1.39故載荷系數(shù)： k=khkvkhkh=11.031.11.323=1.499f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：mm d1取76mmg)計(jì)算模數(shù)m： m=d1/z1=75.232/24=3.167mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)公式5.2 (1)確定公式內(nèi)的各參數(shù)a)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限15：mpab)彎曲疲勞壽命系數(shù)15： c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力15：取安全系數(shù)s1.4mpa mpad)計(jì)算載荷系數(shù)k：e)查取齒形系數(shù)15：

33、 f)查取應(yīng)力校正系數(shù)15： g)計(jì)算大小齒輪的并加以比較： 因?yàn)椋?所以小齒輪的數(shù)值較小。(2)模數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算mm因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)m3.227mm，圓整后m4mm。校正后的分度圓直徑d1=71.744mm。齒數(shù)z1、z2：z1=d1/m=71.744/4=21.7 取z1=25 z2=z1=1204. 幾何尺寸計(jì)算a兩齒輪的分度圓直徑：mm mmb)中心距： c)齒寬： mm 故取b1=90 ，b2=85。5.

34、驗(yàn)算： n n/m 故：假設(shè)合適，設(shè)計(jì)合理。5.4.3 第三級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1齒輪參數(shù)選擇1）選用圓柱直齒傳動(dòng)2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削弱，齒輪材料為40cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為4855hrc。 3）選取精度等級(jí)：選7級(jí)精度(gb10095-88)。 4）選小齒輪數(shù)：z1=28, z2=iz1=4.52728=126.76 z2取127齒數(shù)比：u= 4.5272按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式5.1(1) 確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：kt=1.3 b)小齒輪傳遞扭矩：t1=2.935106 nmmc)得齒寬系數(shù)15： 材料的彈性影響系數(shù)：d) 按齒面

35、硬度中間值52hrc查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限15：mpaf)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： n1=60n1jln=6032.0231（2830015）1.383108 n2=1.383108/4.527=3.06107g)接觸疲勞壽命系數(shù)15：zn1=1.0 zn2=1.02h)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力15：安全系數(shù)s1mpa mpa所以 mpa(2)計(jì)算a) 試算小齒輪分度直徑d1t：=118.08mmb)計(jì)算圓周速度： m/sc)齒寬b： mmd)齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)： mtd1t/z1118.09/284.217mm 齒高： h2.25mt2.254.2179.488mm齒高之比： b/h1

36、19/9.48811.2e)計(jì)算載荷系數(shù)：動(dòng)載荷系數(shù)15：kv=1.02 ka=1 kh=1.329 kf=1.39故載荷系數(shù)： f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：mmg)計(jì)算模數(shù)m： m=d1/z1=123.6/28=4.41mm3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)15(1) 確定公式內(nèi)的各參數(shù) a) 查文獻(xiàn)15大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限： b) 查文獻(xiàn)15得彎曲疲勞壽命系數(shù)： c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力15： 取安全系數(shù)s1.4mpa mpa d)計(jì)算載荷系數(shù)k： e)查取齒形系數(shù)15： f)查取應(yīng)力校正系數(shù)15： g)計(jì)算大小齒輪的并加以比較： 故小齒輪數(shù)值較大。2）模數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 mm因?yàn)辇X輪模數(shù)m的

37、大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)m4.976mm，圓整后m5mm。校正后的分度圓直徑d1=124mm。齒數(shù)z1、z2：z1=d1/m=124/5=25 取z1=25 z2=z1=1144. 幾何尺寸計(jì)算a)分度圓直徑：mm mmb)中心距： c)齒寬： mm 故取b1=115 b2=1105. 驗(yàn)算 n n/m 故：假設(shè)合適，設(shè)計(jì)合理。 5.5 蝸輪、蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)蝸桿傳遞名義功率8.35kw，轉(zhuǎn)速n1=100r/min，傳動(dòng)比i=40。蝸桿傳

38、動(dòng)的主要參數(shù)有模數(shù)、壓力角、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒蝸桿中圓直徑及蝸桿直徑系數(shù)。按照蝸桿的形狀，蝸桿傳動(dòng)可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐蝸桿傳動(dòng)等。環(huán)面蝸桿傳動(dòng)具有的特點(diǎn)：同時(shí)齒合的齒的對(duì)數(shù)多，輪齒受力情況得到較大改善，其承受能力高于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。由于傳動(dòng)三輥卷板機(jī)上輥的上下運(yùn)動(dòng)需要較大的強(qiáng)度，所以我選擇包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。5.5.1 材料選擇：蝸桿：40cr，表面淬火，hrc50齒面粗糙度ra0.8蝸輪：zcusn10p1，傳動(dòng)選用8級(jí)精度，標(biāo)準(zhǔn)側(cè)隙，三棍卷板機(jī)間隙工作。5.5.2 參數(shù)的設(shè)計(jì)：1. 求傳動(dòng)的中心距書1：kw 式中，k1、k2、k3、k分別為： 1、1.0、0.8、1 由1得a

39、=175mm，取成標(biāo)準(zhǔn)值a=180mm2. 主要幾何尺寸計(jì)算1 mm， mm，mm，mm，mm，mm其余項(xiàng)目由1：蝸輪端面模數(shù)： mm徑向間隙和根部圓角半徑： mm齒頂高： mm 齒根高： mm蝸輪分度圓直徑 ：mm蝸輪齒根圓直徑 ：mm蝸桿分度圓直徑 ：mm蝸桿喉部齒根圓直徑 ：mm蝸桿喉部齒頂圓直徑 ：mm蝸桿齒頂圓弧半徑 ：mm蝸桿齒根圓弧半徑 ：mm周節(jié)角 ： 蝸桿包容蝸輪齒數(shù) ： 蝸桿工作包角之半 ：蝸桿工作部分長(zhǎng)度 ：mm蝸桿最大根徑： mm蝸桿最大外徑 ：mm 蝸桿喉部螺旋導(dǎo)角 ： 分度圓壓力角 ： 蝸輪法面弦齒厚： mm蝸輪弦齒高 ： =5.78mm蝸桿喉部法面弦齒厚 ： =1

40、0.629mm蝸桿弦齒高 : mm確定蝸桿螺旋修形量及修緣量1：mm mm mm 56 軸的設(shè)計(jì)校核計(jì)算：5.6.1 四個(gè)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：各軸材料為40cr1， a=104.5mm。i軸：p=10.89kw n=953r/min d104.5=23.538mm取mm，故i軸可設(shè)計(jì)為齒輪軸。軸i的結(jié)構(gòu)如圖5.1圖5.1 軸結(jié)構(gòu)圖軸ii： p=10.352kw n=153.71r/min a=104.5mmda=42.516mm 取d=45mm軸結(jié)構(gòu)如圖5.2 圖5.2 軸結(jié)構(gòu)圖軸iii：p=9.841kw n=32.023r/min a=104.5mm damm 取d=80mm軸iii的結(jié)構(gòu)圖5.3圖5.3 軸結(jié)構(gòu)圖軸： p=9.355kw n=7.071r/min 由材料40cr查表15-3取得：