三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)方案

三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)方案摘要卷板機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其他形狀工件的通用設(shè)備。該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機(jī)械制造行業(yè)。本文設(shè)計(jì)的是三輥卷板機(jī)。通過對幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析比較，最終決定采用設(shè)計(jì)加工尺寸為的對稱式三輥卷板機(jī)。該設(shè)備主要由輥?zhàn)?、機(jī)身、動(dòng)力傳遞部件和電機(jī)等組成。通過已知設(shè)計(jì)參數(shù)確定了輥?zhàn)拥闹睆胶烷L度，然后確定上輥和下輥的傳動(dòng)方案。為了保證下面兩輥的同步運(yùn)動(dòng)，采用減速器輸出軸安裝齒輪與下輥的齒輪成角度嚙合，上輥采用蝸輪蝸桿保證兩端的上下運(yùn)動(dòng)。然后對輥?zhàn)?、齒輪、軸、鍵等關(guān)鍵零件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，最后進(jìn)行了機(jī)架的設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)，對三棍卷板機(jī)的組成原理及結(jié)構(gòu)有了深刻的認(rèn)識，設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際相符，滿足使用要求。關(guān)鍵詞：卷板機(jī)；減速器；壓下系統(tǒng)；蝸輪蝸桿目錄1緒論 緒論1.1概述卷板機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其他形狀工件的通用設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工作輥相對位置變化和旋轉(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、化工、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。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。在國外一般以工作輥的配置方式來劃分。國內(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)：包括對稱式三輥卷板機(jī)、非對稱式三輥卷板機(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。從驅(qū)動(dòng)方式分三輥卷板機(jī)有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式三輥卷板機(jī)分為對稱式和非對稱式。機(jī)械三輥對稱式卷板機(jī)：其上輥在兩個(gè)下輥中央對稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過絲杠絲母蝸桿傳動(dòng)而獲得，兩個(gè)下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速器的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩。該機(jī)缺點(diǎn)是板材端部需借助其它設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎。圖1-1機(jī)械對稱式三輥卷板機(jī)機(jī)械三輥非對稱式卷板機(jī)：該機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥非對稱式，上輥為主傳動(dòng)，下輥?zhàn)鞔怪鄙颠\(yùn)動(dòng)，以便夾緊板材，并通過下滾齒輪與上輥齒輪嚙合，同時(shí)作為主傳動(dòng)；邊輥?zhàn)鲀A升降運(yùn)動(dòng)，具有預(yù)彎和卷圓雙重功能。機(jī)構(gòu)緊湊，操作維修方便。液壓式三輥卷板機(jī)：該機(jī)上輥可以垂直升降，垂直升降的液壓傳動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用活塞桿而獲得；下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過減速器輸出齒輪嚙合，為卷板提供扭矩，下輥下部有托輥，并可調(diào)節(jié)。上輥呈鼓形狀，提高制品的直線度，使用于超長規(guī)格各種截面形狀灌。圖1-2液壓式三輥卷板機(jī)該機(jī)為上調(diào)式對稱三輥卷板機(jī)，可將金屬板材卷成圓形、弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，本機(jī)兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥，上輥為從動(dòng)輥。它廣泛使用于造船、鍋爐、航空、水電、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。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，由于結(jié)構(gòu)簡單，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，所以越來越多地采用液壓傳動(dòng)。近年來，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。國內(nèi)外采用冷卷方法較多。冷卷精度較高，操作工藝簡便，成本低廉，但對板材的質(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設(shè)備工作能力時(shí)，在設(shè)備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。卷板機(jī)是一種通用性及適應(yīng)性較高的彎曲整形機(jī)械。為提高卷板機(jī)的工作效率，提高制品的加工精度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作條件，通常采用板料送料工作臺(tái)、輔助操作機(jī)械、托架平臺(tái)以及支承滾道等輔助設(shè)備。國外有些廠家已有配上自動(dòng)焊接機(jī)、下料機(jī)械手等成線或單元供貨。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)形式為三輥對稱式，上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過絲桿絲母蝸桿傳動(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1-3三輥卷板機(jī)工作原理圖由圖1-3：主運(yùn)動(dòng)指下輥分別繞、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完成的。滾圓是在外力的作用下，使鋼板的外層纖維伸長，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上輥軸向下移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來達(dá)到的。它們滾圓工作原理如圖1-4所示。a）b）c）a）對稱式三輥卷板機(jī)b）不對稱式三輥卷板機(jī)c）四輥卷板機(jī)

圖1-4滾圓機(jī)原理圖卷圓的基本原理是懸空法。上輥是被動(dòng)輥，可上下移動(dòng)；下輥2是主動(dòng)輥，是固定輥，當(dāng)板料送入上下輥之間時(shí)，鋼板的下表面與兩個(gè)輥的最高點(diǎn)相接觸，當(dāng)上輥下壓并超過材料的屈服極限時(shí)，板料便產(chǎn)生塑性變形。隨著三個(gè)輥軸的旋轉(zhuǎn)，便形成一條弧線，這條弧線的外層纖維被拉伸，內(nèi)層被擠縮，中心層不變，這時(shí)鋼板被卷成圓。卷制錐形筒節(jié)時(shí)，應(yīng)在筒節(jié)小頭一側(cè)在卷板機(jī)上安設(shè)止推擋滾，以擋住板料，不讓它在卷制時(shí)朝小頭的方向移動(dòng)。三輥對稱式卷板機(jī)的特點(diǎn)是上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于卷板機(jī)的三輥是對稱式的，在彎曲成型過程中，板材前后受力相對均勻，因此能夠較好的解決鋼板的彈復(fù)問題和精度問題。其缺點(diǎn)在于對稱式的機(jī)器不能彎卷板材的全部長度。板材兩端有略小于兩個(gè)下輥之間距離之半的長度仍然是直的，因此板材保持直挺的兩端在彎卷之前需要先在專門的預(yù)彎邊機(jī)上加以預(yù)彎。對稱式三棍卷板卷板是利用卷板機(jī)對板料進(jìn)行連續(xù)三點(diǎn)彎曲的過程。如圖1—4所示，卷板工藝過程大致分為4步：A預(yù)彎：卷板時(shí)平板兩端各有一段長度由于接觸不到上輥而不發(fā)生彎曲，稱為剩余直邊，工藝上將平板開始彎曲的最小力臂叫做理論剩余直邊，其大小與設(shè)備結(jié)構(gòu)及其彎曲形式（對稱彎曲，不對稱彎曲）有關(guān)。B對中：對中的目的是使工件母線與輥筒軸平行，防止產(chǎn)生扭斜。C卷圓：卷圓是產(chǎn)品成形的主過程，分為一次進(jìn)給與多次進(jìn)給。進(jìn)給次數(shù)取決于工藝限制條件（如冷卷時(shí)不得超過允許的最大變形率）及設(shè)備限制條件（如不打滑條件和功率條件）。卷圓操作中應(yīng)注意：1、冷卷時(shí)回彈較明顯，必須施加一定的過卷量。高強(qiáng)鋼回彈較大，為了減少回彈，在最終成形前需進(jìn)行一次退火，以消除冷作硬化。2、熱卷時(shí)不必考慮回彈。對于閉合圓筒，一般只要控制板料尺寸，卷至剛好閉合即可。為防止工件卸下后產(chǎn)生變形，應(yīng)將工件在終卷曲率下進(jìn)行不斷滾彎，直至工件表面顏色發(fā)暗為止。a：加載根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算將工作輥調(diào)到所需的最大矯正曲率的位置。b：滾圓將輥筒在矯正曲率下滾卷1—2圈，使整卷曲率均勻一致。c：卸載逐漸卸除載荷，使工件在逐漸減少的矯正載荷下多次滾卷。d：矯圓：矯圓包括加載、滾圓和卸載3個(gè)過程：矯圓的目的是盡可能使整圓曲率均勻一致，保證品質(zhì)量。圖1-5卷板工藝過程在卷板機(jī)卷取鋼板時(shí)，由于上輥的壓力，使支承在兩個(gè)下輥上的板材形成三點(diǎn)彎曲。因此板材的成型過程可以看成是三輥卷板機(jī)對板材做連續(xù)的三點(diǎn)彎曲的過程。加工時(shí)將被加工板材的一端送入三輥卷板機(jī)的上、下軋輥之間，然后對上輥施加一向下的位移，使位于下方的板材部分因受壓而產(chǎn)生一定的塑性彎曲變形。當(dāng)下輥被驅(qū)動(dòng)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于板材與軋輥之間存在摩擦力，所以當(dāng)軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)板材也就沿其縱向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)板材依次通過上輥的下方即變形區(qū)時(shí)，應(yīng)力超過屈服極限，則將產(chǎn)生塑性變形，板材也就獲得了沿其全長的塑性彎曲變形。適當(dāng)調(diào)整軋輥之間的相對位置，就可以把板材彎成半徑不小于上輥半徑的任意值。在卷取鋼板的過程中，也伴有變形量與應(yīng)力成正比的彈性變形。研究表明，彈復(fù)與彎曲曲率、材料屈服極限有關(guān)，并且隨下輥之間的距離和上下輥徑比的降低而減小。卷板加工屬于壓力加工范疇，是在鍛造加工和軋制加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型加工方法。從加工形式上屬于彎曲加工。所謂壓力加工，從廣義上講：凡是利用永久變形(塑性變形)將固態(tài)坯料制成所需形狀和尺寸的固態(tài)制件的加工，均被稱為壓力加工，或壓力成形。狹義上的壓力成形，一方面是指板料及條料的彎曲、翻邊、拉伸等。它們是既保持作為坯料的板料的形態(tài)，同時(shí)又改變其外觀的加工方法。另一方面，像鍛造、擠壓等，能使材料的大部分產(chǎn)生復(fù)雜的塑性變形，并且制件形狀和外觀都與原材不同。彎曲成形就是將金屬材料彎成一定角度、曲率和形狀。常用的彎曲加工大體上可分為壓彎、折彎和滾彎三種類型。a壓彎b折彎c滾彎圖1-6對中彎曲方式1、壓彎壓彎是用壓力機(jī)或彎板機(jī)進(jìn)行的板料彎曲。最簡單的形式，是用一個(gè)固定凹模和一個(gè)活動(dòng)凸模的彎曲。(如圖1-6a所示)板材、型材、管材的彎曲多用這種成形方法。2、折彎(如圖1-6b)折彎是用沿著固定模具周邊移動(dòng)的壓彎工具，一邊將材料壓在固定模具圓角部分，同時(shí)又使其貼合在一起的彎曲方法。管材、板材、線材的彎曲多用這種成形方法。3、滾彎(如圖1-6c)滾彎是用二至四個(gè)軸輥在送進(jìn)板料的同時(shí)做連續(xù)彎曲加工的方法。與壓彎和折彎相比，滾彎的彎曲半徑較大，制件的曲率相等(同一截面的曲率)。所以被廣泛用于筒形、錐形、部分筒形或錐形等大口徑管件的加工制造之中。滾壓成形也被視為是滾彎的一種，是使帶料依次通過幾組成形軸輥，成形一定斷面形狀。一般用于結(jié)構(gòu)用輕型型材。卷板機(jī)就是滾彎原理的具體應(yīng)用。1.3卷板機(jī)的發(fā)展趨勢加入后我國卷板機(jī)工業(yè)正在步入一個(gè)高速發(fā)展的快道，并成為國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和提高人民生活質(zhì)量的作用也越來越大。預(yù)計(jì)“十五”期末中國的卷板機(jī)總需求量為600萬輛，相關(guān)裝備的需求預(yù)計(jì)超過1000億元。到2012年，中國的卷板機(jī)生產(chǎn)量和消費(fèi)量可能位居世界第二位，僅次于美國。而其在裝備工業(yè)上的投入力度將會(huì)大大加強(qiáng)，市場的競爭也愈演愈烈，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：1.從國家計(jì)委立項(xiàng)的情況看，卷板機(jī)工業(yè)1000萬以上投入的項(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，促使各地政府都紛紛投資（國家投資、外資和民間資本）卷板機(jī)制造。其次，跨國公司都開始將最新的車型投放到中國市場，并計(jì)劃在中國加大投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以爭取中國更大的市場份額。民營企業(yè)的崛起以及機(jī)制的敏銳使其成為卷板機(jī)工業(yè)的新寵，民營企業(yè)已開始成為卷板機(jī)裝備市場一個(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，其中進(jìn)口設(shè)備用于卷板機(jī)，同時(shí)也帶動(dòng)了焊接、涂裝、檢測、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)了我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因此，至年，卷板機(jī)工業(yè)對制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長左右，據(jù)預(yù)測，卷板機(jī)制造業(yè)：對數(shù)控機(jī)床需求將增長；對壓鑄設(shè)備的需求將增長；對纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長；對工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長；對液壓成形設(shè)備需求增長；對模具的需求增長；對加工中心需求增長；對硬車削和硬銑消機(jī)床的需求增長；對切割機(jī)床的需求增長；對精密加工設(shè)備的需求增長；對特種及專用加工設(shè)備需求增長；對機(jī)器人和制造自動(dòng)化裝置的需求增長；對焊接系統(tǒng)設(shè)備增長；對涂裝設(shè)備的需求增長，對質(zhì)檢驗(yàn)與測試設(shè)備的需求增。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，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對這個(gè)機(jī)械品種提出越來越高的要求，將促使這個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)的迅速發(fā)展。2總體設(shè)計(jì)方案的確定2.1方案的論證一臺(tái)卷板機(jī)在一般情況下所能卷制的板厚，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)的最小卷筒直徑的能力，熱卷可達(dá)冷卷能力的一倍。按卷制溫度不同，可分為冷卷、溫卷、熱卷。一般情況下都是進(jìn)行冷彎，冷卷精度高，操作工藝簡便，成本低廉，但對鋼板的質(zhì)量要求較高，金相組織一致性要好。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)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.在一次行程中有做高精度成型的可能；3.板坯即使是經(jīng)過沖孔、切口、起伏成型等加工，也不致產(chǎn)生折裂及不規(guī)則翹曲等；4.不產(chǎn)生皺折，不在制件表面造成劃痕；5.可以彎曲多種材料，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單。雙輥卷板機(jī)的缺點(diǎn)：1.對于不同彎度的制品，需要跟換相適應(yīng)的上輥，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，目前一般只能用于以下的板料。圖2-1雙輥卷板機(jī)工作原理圖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.對稱式三輥卷板機(jī)對稱式三棍卷板機(jī)，由工作輥、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)座等組成。通常兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥，相對于上輥?zhàn)鲗ΨQ布置，上輥為從動(dòng)輥，可垂直調(diào)節(jié)，所以也稱對稱上調(diào)式三棍卷板機(jī)。機(jī)器一側(cè)安裝有傾倒軸承，稱為機(jī)器的傾倒側(cè)，另側(cè)安裝有傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為機(jī)器的傳動(dòng)側(cè)。除去全機(jī)械傳動(dòng)的對稱式三棍卷板機(jī)，還有半液壓半機(jī)械傳動(dòng)的對稱式三棍卷板機(jī)。傳動(dòng)側(cè)的翹起機(jī)構(gòu)和傾倒側(cè)的軸承傾倒機(jī)構(gòu)均是為方便卸下卷制成形的筒件。通過傾倒機(jī)構(gòu)能把軸承體傾倒，翹起機(jī)構(gòu)可把上工作輥翹起。在中小型對稱式三棍卷板機(jī)中大多采用手動(dòng)傾倒機(jī)構(gòu)和手動(dòng)翹起機(jī)構(gòu)。在大型的對稱式三棍卷板機(jī)中，大多采用液壓驅(qū)動(dòng)的翹起機(jī)構(gòu)傾倒機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、重量輕，投資小、維修方便，兩側(cè)輥可以做的很近。成型較準(zhǔn)確，輥?zhàn)拥淖饔昧Ρ容^小，但是不能彎卷板材的全部長度，板材的兩端有略小于兩個(gè)下輥之間距離之半的長度仍然是直的，剩余直邊大。一般對稱三輥卷板機(jī)減小剩余直邊比較麻煩。2.不對稱式三輥卷板機(jī)不對稱三輥卷板機(jī)的上輥位于下輥之上而略偏移，因下大軸輥與下小軸輥的距離很小，所以可把鋼板的一端進(jìn)入上下軸輥進(jìn)行彎曲，要彎曲另端只將鋼板掉頭，在上下軸輥輥軋即可，因此，可以省去預(yù)彎鋼板端頭工序。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，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2-1所示：對稱彎曲式不對稱彎曲式圖2-1三輥卷板機(jī)工作原理圖由于不對稱三輥卷板機(jī)上輥和兩個(gè)下輥之間距離不一樣，上輥中心線小于兩下輥中心的一半，如圖2-1所示，而對稱式三輥卷板機(jī)剩余直邊為兩下輥中心距的一半。在卷制比較厚板材，和壓下里較大時(shí)，兩個(gè)下輥承受的載荷不同，靠近上輥的下輥所承受的力要比另外一個(gè)下輥大的多，這樣受力不均，長時(shí)間的使用對機(jī)器壽命要強(qiáng)相當(dāng)高。它主要卷制薄筒。2.1.3方案3四輥卷板機(jī)其原理如圖2-2圖2-2四輥卷板機(jī)四輥卷板機(jī)有四個(gè)輥，跟三輥相比，輥?zhàn)訑?shù)目多一個(gè)，還有四輥卷板機(jī)的上輥為主動(dòng)輥，而下輥可上下移動(dòng)，用來夾緊鋼板，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。四輥卷板機(jī)與對稱三輥卷板機(jī)的不同之處，是兩個(gè)側(cè)軸輥排列得很遠(yuǎn)，在中間有一根下軸輥。當(dāng)拿掉兩個(gè)側(cè)軸輥中的一個(gè)時(shí)，就與不對稱的三輥卷板機(jī)相同。因此，四軸輥軋圓機(jī)彎曲鋼板端部不需掉頭。特點(diǎn)：板料對中方便，工藝通用性廣，可以校正扭斜，錯(cuò)邊缺陷，可以既位裝配點(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方案的確定為了選型適當(dāng)，我們先來看工藝上對輥式卷板機(jī)的要求，在輥式卷板機(jī)上主要完成三個(gè)工序：板邊的預(yù)彎，卷圓和筒節(jié)矯圓。因此所選的卷板機(jī)應(yīng)該保證：板邊預(yù)彎后，剩余的直邊寬度最??；卷圓時(shí)行程數(shù)最少；矯圓能達(dá)到必要時(shí)的精確度，為了在整個(gè)筒節(jié)長度上得到正確的幾何形狀，上輥的撓度要最小。此外，在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)批量的批量數(shù)目不同，材質(zhì)也不同，要求卷板機(jī)必須具有通用性。再根據(jù)卷板機(jī)的分類，以及上節(jié)三輥卷板機(jī)不同類型所具有的特點(diǎn)，最后形成我的設(shè)計(jì)方案：機(jī)械對稱式三輥卷板機(jī)。2.3本章小結(jié)通過對雙輥卷板機(jī)、對稱式三輥卷板機(jī)，非對稱式卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)的比較分析，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)通用性廣，但其質(zhì)量體積大、成本高，而且操作技術(shù)不易掌握；對稱三輥卷板機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量輕、易于制造等優(yōu)點(diǎn)?？紤]到對稱式三輥卷板機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，通過對幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析、比較，最終決定采用三輥對稱式卷板機(jī)。3傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對稱式三輥卷板機(jī)如圖3-1所示：圖3.1對稱式三輥卷板機(jī)如圖所示，上輥是從動(dòng)輪，工作時(shí)它依靠兩個(gè)下輥的轉(zhuǎn)動(dòng)、通過夾在上下輥間板材的摩擦帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，起調(diào)整擠壓作用。兩個(gè)下輥為主動(dòng)輪，由主電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器及開式齒輪副驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)主要組成是：驅(qū)動(dòng)兩個(gè)下輥的主電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)上輥升降電動(dòng)機(jī)，減速器、蝸輪副、螺桿螺母副。工作時(shí)，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。上輥始終和兩個(gè)下輥轉(zhuǎn)向相反，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)，完成上料、卷制、卸料等工作。3.1傳動(dòng)方案的分析及確定一般機(jī)械傳動(dòng)分為齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)。一般卷板機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)有齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)兩種方式。3.1.1齒輪傳動(dòng)如圖3-2，電動(dòng)機(jī)傳出的扭矩通過一個(gè)有保護(hù)作用的聯(lián)軸器，傳入一個(gè)有分配傳動(dòng)比的減速器，然后通過聯(lián)軸器傳入開式齒輪副，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)圖圖3-3皮帶式傳動(dòng)系統(tǒng)圖齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：1)效率高。在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，閉式傳動(dòng)效率為，這對大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟(jì)意義。2)結(jié)構(gòu)緊湊。比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸小。

3)傳動(dòng)比穩(wěn)定。傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，正是由于其具有這一特點(diǎn)。

4)工作可靠、壽命長。設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場合。3.1.2帶傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)帶傳入減速器直接傳入主動(dòng)軸。如圖3-3所示。這種傳動(dòng)的特點(diǎn)：(1)傳動(dòng)帶有良好的緩沖消震能力，工作平穩(wěn)，沒有噪音。(2)過載時(shí)，傳動(dòng)帶在帶輪上打滑，可以避免損壞其它機(jī)件，起著保險(xiǎn)裝置的作用。(3)適用于動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)分離較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。(4)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便。但是帶傳動(dòng)在工作是傳動(dòng)帶容易受到拉力作用會(huì)發(fā)生彈性變形，傳動(dòng)帶在使用過程中有被拉長，工作過程還會(huì)出現(xiàn)打滑等缺點(diǎn)，并容易被酸、堿、油腐蝕，傳動(dòng)帶和帶輪之間摩擦放電，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，在和汽油蒸汽或糧食粉塵接觸時(shí)，應(yīng)特別當(dāng)心引起火災(zāi)。3.2傳動(dòng)系統(tǒng)的確定比較齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)，考慮到所設(shè)計(jì)的是三輥卷板機(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，鑒于齒輪傳動(dòng)效率較高等優(yōu)點(diǎn)，選用齒輪傳動(dòng)更合適。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：主傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由聯(lián)軸器連接減速器，減速器輸出連接開式齒輪傳動(dòng)，開式齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)下輥旋轉(zhuǎn)。所以選用了圓柱齒輪減速器，減速器通過聯(lián)軸器和齒輪副帶動(dòng)兩個(gè)下輥工作。圖3-4主傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.2.2副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定考慮運(yùn)用液壓系統(tǒng)做副傳動(dòng)系統(tǒng)，調(diào)整上輥升降，但目前使用蝸輪蝸桿傳動(dòng)還是占大數(shù)，為調(diào)整上下輥間距，由上輥升降電動(dòng)機(jī)通過減速器，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，有牙嵌離合器以備調(diào)整，副傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3-4所示。需要卷制錐筒時(shí)，把離合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。圖3-5副傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.3本章小結(jié)收集資料對各種運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行分析，并結(jié)合三輥卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及對工作方式的可靠性分析，最后確定傳動(dòng)方案如下：主傳動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)，副傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)。如下圖所示：圖3-6傳動(dòng)系統(tǒng)圖4下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1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：屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：輥材：屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：硬度：板厚：板寬：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)：（冷卷）無油潤滑軸承的滑動(dòng)摩擦系數(shù)：板料截面形狀系數(shù)：（矩形）板料相對強(qiáng)化系數(shù)板料彈性模量：卷板速度：升降速度：2.確定卷板機(jī)基本參數(shù)下輥中心矩：上輥直徑：下輥直徑：上輥軸直徑：下輥軸直徑：最小卷圓直徑：卷板速度：下輥轉(zhuǎn)速：4.2主電機(jī)的功率確定卷板機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率的計(jì)算是設(shè)計(jì)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和選擇電動(dòng)機(jī)的必備參數(shù)，所以對卷板機(jī)的受力分析和驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算對設(shè)計(jì)卷板機(jī)至關(guān)重要。4.2.1受力分析卷板機(jī)工作時(shí)，需要將鋼板卷制成鋼管。此時(shí)，材料所承受應(yīng)力已全部達(dá)到屈服極限。因此，卷管截面上彎曲應(yīng)力分布如圖4-1(b)所示，則截面上彎矩為：式中：—卷板機(jī)卷制鋼板的最大寬度和厚度—材料的屈服極限圖4-1卷板的應(yīng)力分布考慮材料變形時(shí)存在強(qiáng)化，引入強(qiáng)化系數(shù)對式(1)進(jìn)行修正，則：式中—強(qiáng)化系數(shù)，可取卷制時(shí)，鋼板受力情況如圖4-2所示。根據(jù)受力平衡，可以得到下輥?zhàn)饔糜诰戆迳系闹С至Γ簣D4-2卷板的受力分析由幾何關(guān)系，得：考慮到板厚遠(yuǎn)小于卷管的最小直徑，所以，中性層半徑；為簡化計(jì)算，上式可變?yōu)椋菏街校哼B心線間夾角下輥中心距(m)卷管最小直徑下輥直徑中性層半徑最大的壓下力：單根絲杠所受拉力：4.2.2主電機(jī)功率的確定卷板機(jī)的下輥為驅(qū)動(dòng)輥，作用在下輥的驅(qū)動(dòng)力矩用于克服卷板變形扭矩和摩擦力矩鋼板在卷制過程中，存貯于鋼板段(圖1a與圖2)的變形能為，所花費(fèi)的時(shí)間為(為卷板速度)，兩者的比值等于變形扭距的功率，即：

變形扭矩而摩擦扭矩包括上、下輥與鋼板間的滾動(dòng)摩擦力矩和輥?zhàn)虞S頸與軸套間的滑動(dòng)摩擦力矩，可用下式計(jì)算式中：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，??；滑動(dòng)摩擦系數(shù)，取。下輥驅(qū)動(dòng)力矩等于變形扭矩之和。從驅(qū)動(dòng)電機(jī)到下輥傳動(dòng)的效率，傳動(dòng)過程：電機(jī)——減速器——末級齒輪傳動(dòng)——下輥。傳動(dòng)效率驅(qū)動(dòng)功率電動(dòng)機(jī)選擇：選擇系列三相異步電機(jī)，考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，電動(dòng)機(jī)的功率選?？蛇x電機(jī)如表4.1所示，最終選擇型電機(jī)：額定功率，滿載轉(zhuǎn)速。表4.1電機(jī)選型參數(shù)表型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)015150014602.21510009701.84.3本章小結(jié)查手冊計(jì)算得上、下輥基本參數(shù)，再根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出卷板所需驅(qū)動(dòng)功率：，考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，最終選擇三相異步電機(jī)。5減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1傳動(dòng)方案的分析和確定本設(shè)計(jì)的卷板機(jī)卷板時(shí)所需的大功率是由一個(gè)主電機(jī)通過減速器傳遞給兩個(gè)下輥來獲得的，為了避免兩下輥發(fā)生干涉，故減速器采用對稱式結(jié)構(gòu)。又因減速器轉(zhuǎn)速較高，而減速器輸也軸轉(zhuǎn)速較低，故總傳動(dòng)比較大，采用三級減速器設(shè)計(jì)；考慮到經(jīng)濟(jì)性，采用結(jié)構(gòu)簡單的展開式減速器。圖5-1減速器結(jié)構(gòu)示意圖5.2減速器傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)比和各級傳動(dòng)比的分配5.2.1總的傳動(dòng)比下輥轉(zhuǎn)速：，滿載轉(zhuǎn)速：。所以，總傳動(dòng)比：。5.2.2傳動(dòng)比的分配，其中分別為ⅠⅡ軸、ⅡⅢ軸、ⅢⅣ軸上相互嚙合齒輪間傳動(dòng)比?？紤]潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，?。汗剩骸?.3傳動(dòng)裝置各軸的參數(shù)計(jì)算5.3.1各軸轉(zhuǎn)速減速器各傳動(dòng)軸從高速至低速依次編號為：1軸、2軸、3軸、4軸，各軸轉(zhuǎn)速為：5.3.2各軸功率聯(lián)軸器效率：，各軸輸入效率：，軸承效率：。5.3.3各軸轉(zhuǎn)矩將上述結(jié)果匯總于表5.1以備查用。表5.1減速器各軸的轉(zhuǎn)速、功率、扭矩參數(shù)表軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸15147.68097010.993Ⅰ軸14.746145.1809706.2Ⅱ軸14.161864.138156.54.6Ⅲ軸13.5993819.71934.014.25Ⅳ軸13.05915589.1818.05.4齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核5.4.1高速級齒輪設(shè)計(jì)軸的傳遞功率，軸轉(zhuǎn)速，齒輪傳動(dòng)，故采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。1、齒輪選材，確定許用應(yīng)力由表6.2選小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪45正火許用接觸應(yīng)力接觸疲勞極限查課本圖6—4得：，。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由課本式6-7得：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，查課本圖6-5得；接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，；帶入上式得許用應(yīng)力：，所以，許用彎曲應(yīng)力，由課本式6—12，彎曲疲勞極限，雙向傳動(dòng)，查課本圖6—7得：；查圖6-8，得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)：；查課本圖6-9，得彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)：（設(shè)模數(shù)小于）；彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，?。粚⒁陨细魇綆肷鲜街?，得：。，。2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級，按估取圓周速度，參考6.7、表6.8選取齒輪精度等級：Ⅱ級公差組8級。小輪分度圓直徑，確定公式中的各計(jì)算值：因?yàn)辇X輪分布非對稱，查表6.9得齒寬系數(shù)：；小輪齒數(shù)在推薦值中選取：；大輪齒數(shù)，圓整取：；齒數(shù)比傳動(dòng)比誤差，合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩由之前得：載荷系數(shù)—QUOTEQUOTE使用系數(shù)，查表6.3得：—?jiǎng)虞d系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取—齒間載荷分配系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取QUOTEQUOTE—齒向載荷分布系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取將以上數(shù)據(jù)帶入上式得：載荷系數(shù)材料彈性系數(shù)查課本表6.4得：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)按查課本圖6—3得：重合度系數(shù)由推薦值螺旋角系數(shù)故法面模數(shù)：，取標(biāo)準(zhǔn)，得；中心距：，圓整??；分度圓螺旋角：；分度圓直徑圓周速度：齒寬，圓整取大輪齒寬小輪齒寬3、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由課本公式6—16當(dāng)量齒數(shù)： 齒形系數(shù)查表6.5得：，應(yīng)力修正系數(shù)查表6.5得：， 不變位時(shí)，端面嚙合角 端面模數(shù)重合度重合度系數(shù)取所以，齒根彎曲強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。4、齒輪其他主要尺寸大輪分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 表5.2高速級齒輪參數(shù)表名稱代號小齒輪1大齒輪2法向模數(shù)2.5螺旋角12．09°齒數(shù)27167分度圓直徑69426.97齒頂圓直徑a74431.97齒根圓直徑62.75420.72齒寬6256中心距247.92傳動(dòng)比中速級齒輪設(shè)計(jì)軸的傳遞功率，軸轉(zhuǎn)速，齒輪傳動(dòng)，故采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。1、齒輪選材，確定許用應(yīng)力由課本表6.2選小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪45正火許用接觸應(yīng)力接觸疲勞極限查課本圖6—4得：，。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式得：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，查課本圖6-5得；接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，；帶入上式得許用應(yīng)力：所以，許用彎曲應(yīng)力，由式6—12，（*）彎曲疲勞極限，雙向傳動(dòng)，查課本圖6—7得：；查課本圖6-8，得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)：；查課本圖6-9，得彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)：（設(shè)模數(shù)m小于5mm）；彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取；將以上各式帶入上式中，得：，。2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級，按估取圓周速度，參考6.7、表6.8選取齒輪精度等級：Ⅱ級公差組8級。小輪分度圓直徑，確定公式中的各計(jì)算值：因?yàn)辇X輪分布非對稱，查課本表6.9得齒寬系數(shù)：；小輪齒數(shù)在推薦值中選?。?；大輪齒數(shù)，圓整?。?；齒數(shù)比傳動(dòng)比誤差，合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩由之前得：載荷系數(shù)—QUOTEQUOTE使用系數(shù)，查表6.3得：—?jiǎng)虞d系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取—齒間載荷分配系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取QUOTEQUOTE—齒向載荷分布系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取將以上數(shù)據(jù)帶入上式得：載荷系數(shù)材料彈性系數(shù)查表6.4得：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)按查圖6—3得：重合度系數(shù)由推薦值故模數(shù)：，取標(biāo)準(zhǔn)，得；中心距：，圓整??；分度圓直徑圓周速度：齒寬，圓整取大輪齒寬小輪齒寬3、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由課本式6—16齒形系數(shù)查課本表6.5得：，應(yīng)力修正系數(shù)查課本表6.5得：， 重合度重合度系數(shù)所以，齒根彎曲強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。4、齒輪其他主要尺寸大輪分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 表5.3中速級齒輪參數(shù)表名稱代號小齒輪3大齒輪4模數(shù)4.5齒數(shù)27124分度圓直徑121.5558齒頂圓直徑a130.5567齒根圓直徑110.25546.75齒寬10095中心距339.75傳動(dòng)比低速級齒輪設(shè)計(jì)軸的傳遞功率，軸轉(zhuǎn)速，齒輪傳動(dòng)比，采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。1、齒輪選材，確定許用應(yīng)力因低速重載，為防止齒面膠合，由表6.2選小齒輪34CrNi3調(diào)質(zhì)大齒輪40Cr正火許用接觸應(yīng)力接觸疲勞極限查課本圖6—4得：，。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式得：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，查圖6-5得；接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，；帶入上式得許用應(yīng)力：，所以，許用彎曲應(yīng)力，由式6—12，（*）彎曲疲勞極限，雙向傳動(dòng)，查圖6—7得：；查圖6-8，得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)：；查圖6-9，得彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)：（設(shè)模數(shù)m小于5mm）；彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，?。粚⒁陨细魇綆肷鲜街?，得：，。2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級，按估取圓周速度，參考6.7、表6.8選取齒輪精度等級：Ⅱ級公差組8級。小輪分度圓直徑，確定公式中的各計(jì)算值：因?yàn)辇X輪分布非對稱，查表6.9得齒寬系數(shù)：；小輪齒數(shù)在推薦值中選?。海淮筝嘄X數(shù)，圓整?。?；齒數(shù)比傳動(dòng)比誤差，合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩由之前得：載荷系數(shù)（*）—QUOTEQUOTE使用系數(shù)，查表6.3得：—?jiǎng)虞d系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取—齒間載荷分配系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取QUOTEQUOTE—齒向載荷分布系數(shù)，推薦值QUOTEQUOTE，取將以上數(shù)據(jù)帶入上式得：載荷系數(shù)材料彈性系數(shù)查表6.4得：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)按查圖6—3得：重合度系數(shù)由推薦值故模數(shù)：，取標(biāo)準(zhǔn)，得；中心距：；分度圓直徑圓周速度：齒寬，圓整取大輪齒寬小輪齒寬3、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式課本6—16齒形系數(shù)查課本表6.5得：，應(yīng)力修正系數(shù)查表6.5得：， 重合度重合度系數(shù)所以，齒根彎曲強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。4、齒輪其他主要尺寸大輪分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 表5.4低速級齒輪參數(shù)表名稱代號小齒輪5大齒輪6模數(shù)5齒數(shù)33141分度圓直徑165705齒頂圓直徑a175715齒根圓直徑152.5692.5齒寬132127中心距435傳動(dòng)比4.255.5軸的設(shè)計(jì)與校核5.5.1軸3的設(shè)計(jì)1）計(jì)算作用在齒輪上的力轉(zhuǎn)矩軸3上大齒輪分度圓直徑中間軸上小齒輪分度圓直徑大齒輪上受力圓周力徑向力2）初選軸的最小直徑選取40Cr為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式8—2：計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮雙鍵的影響查表8.6取A=104則3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案圖5-2軸3結(jié)構(gòu)圖（2）確定各軸段直徑和長度①段根據(jù)圓整，取，齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取，考慮軸承潤滑，取軸承距箱體內(nèi)壁距離，初選軸承型號為32016，其寬度，②段，為使擋油槽端面可靠地壓緊齒輪，應(yīng)比齒輪轂孔長短，③段，?、芏?，為使擋油槽端面可靠地壓緊齒輪，應(yīng)比齒輪轂孔長短，⑤段，取5.5.2軸4的設(shè)計(jì)1）計(jì)算作用在齒輪上的力轉(zhuǎn)矩軸4上大齒輪分度圓直徑大齒輪受力：圓周力徑向力2）初選軸的最小直徑選取40Cr為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式8—2：計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮雙鍵的影響查表8.6取A=104則3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案圖5-3軸4結(jié)構(gòu)圖（2）確定各軸段直徑和長度①段根據(jù)圓整，取，由和選擇聯(lián)軸器型號為HL9，比轂孔長度短，所以②段取，根據(jù)軸承端蓋的尺寸確定。③段為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑，取暫選軸承型號為32928，其寬度?？紤]軸承潤滑，取軸承距箱體內(nèi)壁距離，由幾何關(guān)系知。④段，用于安裝齒輪，取寬度比齒輪寬小作為第四段長：。⑤段用于定位齒輪，取，取。⑥段用于安裝軸承，，。5.5.3軸2的設(shè)計(jì)1）計(jì)算作用在齒輪上的力轉(zhuǎn)矩軸2上大齒輪分度圓直徑大齒輪受力：圓周力徑向力軸向力軸2小齒輪分度圓直徑：小齒輪受力：圓周力徑向力2）初選軸的最小直徑選取40Cr為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式計(jì)算軸的最小直徑并加大以考慮雙鍵的影響查表8.6取A=104則3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案圖5-4軸2結(jié)構(gòu)圖（2）確定各軸段直徑和長度①段根據(jù)圓整，取，齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取，考慮軸承潤滑，取軸承距箱體內(nèi)壁距離，初選軸承型號為32910，其寬度，②段，為使擋油槽端面可靠地壓緊齒輪，應(yīng)比齒輪轂孔長短，③段，由幾何關(guān)系知④段，為使擋油槽端面可靠地壓緊齒輪，應(yīng)比齒輪轂孔長短，。⑤段，取。5.5.4軸1的設(shè)計(jì)1）計(jì)算作用在齒輪上的力轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸上齒輪分度圓直徑圓周力徑向力徑向力2）初選軸的最小直徑選取45號鋼為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式計(jì)算軸的最小直徑并加大3%以考慮雙鍵的影響，查表8.6取則3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案估算齒輪分度圓直徑，選擇齒輪軸設(shè)計(jì)，從右到左依次為軸段。圖5-5軸1結(jié)構(gòu)圖（2）確定各軸段直徑和長度①段根據(jù)圓整，取，選擇聯(lián)軸器型號為：聯(lián)軸器，比轂孔長度短作為第1段長度。②段為使帶輪定位，軸肩高度，孔倒角取3mm，且符合標(biāo)準(zhǔn)密封內(nèi)徑。取，取。③段為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑，取，暫選軸承型號為32909，其寬度。取。④段，由幾何關(guān)系知：齒輪軸長。⑤段，取。5.5.5軸的校核因?yàn)楦鬏S選材相同40Cr，輸出軸軸4低速、重載，所受扭矩最大，應(yīng)予以優(yōu)先校核。1.確定軸承及軸齒輪的作用力位置查軸承32928，其支點(diǎn)尺寸為。其受力如下圖所示：圖5-6軸4受力分析圖其中。2.繪制軸的彎矩扭矩圖（1）求支反力H水平面V垂直面（2）齒寬中點(diǎn)彎矩H水平面V垂直面合成彎矩3.按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩，取折合系數(shù)，則齒寬中心處當(dāng)量彎矩：軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由課本表8.2查得抗拉強(qiáng)度極限，由課本表8.7查得材料許用彎曲應(yīng)力由課本圖8-4查得軸的計(jì)算應(yīng)力為：，故安全。圖5-7軸4的計(jì)算簡圖將上述結(jié)果匯總?cè)缦卤恚罕?.5軸Ⅳ彎扭距計(jì)算結(jié)果載荷水平面H垂直面支反力R(N)RH1=12161.875NRH2=32063.125NRV1=4426.4NRV2=11669.6N彎矩M(N·mm)MH=2645208N·mmMV=962742N·mm總彎矩(N·mm)M＝2814960N·mm扭矩TT＝15589181N·mm當(dāng)量彎矩McaMca＝9767913N·mm4.按疲勞強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度（1）軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鍵槽：齒輪與軸周向固定采用A型平鍵聯(lián)接，軸段1處鍵為：，軸段4處鍵為：。配合：參考現(xiàn)有設(shè)計(jì)圖紙或設(shè)計(jì)手冊、圖冊 軸段1：，軸段4：，軸段3、6：；加工方式分別為：軸段2、3、6：磨削；軸段1、4：精車；軸段5：粗車。（2）選擇危險(xiǎn)截面選擇各截面應(yīng)力較大、應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面（軸段3、4結(jié)合面）為研究對象。（3）計(jì)算危險(xiǎn)截面工作應(yīng)力截面彎矩：截面扭矩：抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面上彎曲應(yīng)力：截面上扭剪應(yīng)力：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力：扭切應(yīng)力幅及平均應(yīng)力：（4）確定軸材料的機(jī)械性能查課本表8.2，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限；合金鋼材料特性系數(shù)。（5）確定中和影響系數(shù)軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)，根據(jù)，，由表8.9插值計(jì)算得：；配合處綜合影響系數(shù)，根據(jù)，配合，由表8.11插值計(jì)算得：，；鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)，根據(jù)由表8.10插值計(jì)算得；尺寸系數(shù)，根據(jù)由表8.12差得：；表面狀況系數(shù)，根據(jù)，表面加工方法查圖8–2得：。鍵槽處綜合影響系數(shù)為：同一截面如有兩個(gè)以上的集中應(yīng)力源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計(jì)算安全系數(shù)，故按配合處取綜合影響系數(shù)。（6）計(jì)算安全系數(shù)由表8.13取需用安全系數(shù)，由式8–6：故疲勞強(qiáng)度安全。5.6軸承的選擇與校核5.6.1軸承的選擇選擇軸承類型的依據(jù)：安裝軸承處的最小直徑和軸承所受負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)；軸向固定形式；調(diào)心性能要求；剛度要求；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境等。

圓錐滾子軸承為向心推力結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)承受軸向和徑向的力。在設(shè)計(jì)中選用了該系列軸承。根據(jù)各軸徑尺寸并按照標(biāo)準(zhǔn)確定各軸承參數(shù)如下表：表5.6軸承參數(shù)表軸號軸承型號基本尺寸（mm）安裝尺寸（mm）額定動(dòng)載荷（kN）額定靜載荷（kN）dDT軸I32909456815350.63248.5軸II39910507215350.636.856軸Ⅲ32016802529531.5140220軸Ⅳ32928140190325822083925.6.2軸承的校核 軸Ⅳ作為輸出軸，低速重載，其傳遞扭矩、受力均較其他軸大，又因所選軸承均為圓錐滾子軸承，故按軸Ⅳ上軸承進(jìn)行校核計(jì)算。根據(jù)基本尺寸選軸承型號為32928，其主要性能參數(shù)為：，，預(yù)期壽命。軸承的合成支反力由軸校核部分知：水平方向：；豎直方向：；所以合成支反力：派生軸向力軸承所受的軸向載荷，所以軸承1被壓緊。軸承所受的當(dāng)量動(dòng)載荷按中等沖擊，查表10.6，取載荷系數(shù)。i)因?yàn)?，查?0.5得：。故ii)，查表10.5得：。故計(jì)算軸承壽命，按進(jìn)行計(jì)算，由表10.3，取溫度系數(shù)；故：，所以，合適。5.7各軸上鍵的選擇與校核5.7.1鍵的選擇選擇型平鍵，并根據(jù)軸段直徑，以及軸段長度，查表11-1得鍵的尺寸：，匯總結(jié)果如下表所示：表5.7：鍵的選型參數(shù)匯總表鍵位置軸徑d(mm)軸段長l(mm)鍵的公稱尺寸(mm)bhc或rL軸I聯(lián)軸器3058870.25~0.445軸II小齒輪559716100.4~0.680軸II大齒輪556316100.4~0.658軸Ⅲ大齒輪859225140.6~0.885軸Ⅲ小齒輪8512925140.6~0.8120軸Ⅳ聯(lián)軸6~0.8158軸Ⅳ齒1.21185.7.2鍵的校核根據(jù)鍵材料：鋼、載荷性質(zhì)：輕微沖擊，查表3.2得：許用擠壓應(yīng)力，鍵的工作長度：，一般，靜聯(lián)接平鍵最常見的失效形式是壓潰，按擠壓強(qiáng)度條件：擠壓應(yīng)力校核如下：1．軸I聯(lián)軸器端校核：，校核通過；2.軸II小齒輪處校核：，校核通過；軸II大齒輪處校核：，校核通過；3.軸Ⅲ大齒輪處校核：，校核通過；軸Ⅲ小齒輪處校核：，校核通過；4.軸Ⅳ聯(lián)軸器處校核：，校核通過；軸Ⅳ齒輪處校核：，校核通過；5.8本章小結(jié)采用額定功率、系列三相異步電機(jī)，減速器采用三級展開式設(shè)計(jì)，經(jīng)校核計(jì)算，減速器各軸、齒輪、鍵、軸承校核均符合要求6壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1電機(jī)選擇6.1.1驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算壓下系統(tǒng)工作功率：其中，最大壓下力；為上輥升降速度。壓下系統(tǒng)效率：式中：—螺旋副效率，按自鎖效率取0.45；—蝸桿機(jī)構(gòu)效率取0.79；—減速器效率取0.8；驅(qū)動(dòng)功率：6.1.2電動(dòng)機(jī)選型根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查機(jī)械手冊表17-1-35得以下幾種電動(dòng)機(jī)的型號：表6.1備用電機(jī)參數(shù)表方案電機(jī)型號額定功率Ped/kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)r/min效率%功率因數(shù)噪聲質(zhì)量同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y802-2100.8671172Y90L-41.51500140079.00.7967273Y90L-61.1100091073.50.726525考慮安全系數(shù)，最終選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y90L-6型電動(dòng)機(jī)。6.2螺旋副設(shè)計(jì)與校核上輥壓下系統(tǒng)是由上輥升降電動(dòng)機(jī)通過減速器，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)。下降到一定程度需自鎖，故選取梯形螺紋。（1）材料，熱處理，許用應(yīng)力螺桿材料：45，調(diào)制處理，，；取安全系數(shù)，則許用應(yīng)力螺母材料：，許用剪應(yīng)力（2）螺紋直徑、螺距螺紋中徑：其中，—單根絲杠所受拉力—高徑比系數(shù)—許用強(qiáng)度螺母旋合高度：螺距其中，—螺桿與螺母旋合部分螺旋圈數(shù)牙頂高外螺紋大徑（公稱直徑），選螺紋；基本牙型高度牙頂間隙外螺紋牙高內(nèi)螺紋牙高外螺紋小徑內(nèi)螺紋小徑外螺紋大徑牙根部寬度（3）自鎖性升角當(dāng)量摩擦角式中：為摩擦系數(shù)，取0.1為牙側(cè)角，梯形螺紋∵∴自鎖（4）螺母螺牙強(qiáng)度式中：—螺紋大徑，b—牙根部厚度，梯形螺紋—工作圈數(shù)，—螺母相對高度（高徑比系數(shù)），（5）螺桿強(qiáng)度校核，校核通過。其中，為螺紋小徑。6.3蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)與校核6.3.1參數(shù)計(jì)算（1）螺母及蝸輪轉(zhuǎn)速（2）總傳動(dòng)比（3）減速器通用減速器的選型包括提出原始條件、選擇類型、確定規(guī)格等步驟。規(guī)格選擇要滿足強(qiáng)度、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。查手冊選擇二級減速器，ZLY180型減速器，。基本參數(shù)：。（4）蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比6.3.2蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核蝸桿傳動(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。原始參數(shù)：傳動(dòng)比蝸桿轉(zhuǎn)速傳遞功率在閉式傳動(dòng)中，蝸桿副多因齒面膠合或點(diǎn)蝕而失效。因此，通常是按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。（1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）（2）選擇材料蝸桿采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。蝸輪采用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，為了節(jié)省貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用鑄鐵制造。（3）計(jì)算蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩粗算傳動(dòng)效率：確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩：（4）確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，查表7.6知：蝸輪的基本許用應(yīng)力：；應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)：許用接觸應(yīng)力：彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)：蝸輪基本許用應(yīng)力：由表7.6查得許用彎曲應(yīng)力：（5）齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算由式7-8其中，蝸桿頭數(shù)：蝸輪齒數(shù)：蝸輪轉(zhuǎn)矩：估取效率：載荷分布不均勻系數(shù)：使用系數(shù)：查表7.8得：動(dòng)載系數(shù)：由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，取載荷系數(shù)：材料彈性系數(shù)：將以上數(shù)據(jù)帶入公式中，得：查表7.3得：模數(shù)，蝸桿分度圓直徑：，螺桿導(dǎo)程角：蝸輪分度圓直徑：蝸輪分度圓速度：，設(shè)計(jì)合格。（6）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核計(jì)算蝸輪齒形系數(shù)：查表7.9，蝸輪齒根彎曲應(yīng)力：由式7-10有：（7）熱平衡校核計(jì)算由式7-15可得蝸桿傳動(dòng)所需的散熱面積傳動(dòng)效率，其中，軸承效率（滾動(dòng)軸承）；攪油效率；滑動(dòng)速度：根據(jù)查表7.10得當(dāng)量摩擦角：所以，嚙合效率；將以上數(shù)據(jù)帶入式中，得傳動(dòng)效率：散熱系數(shù)，按通風(fēng)良好，取，油工作溫度空氣溫度；將帶入式中，得：箱體的實(shí)際尺寸遠(yuǎn)大于所需正常散熱尺寸，所以，合適。6.4上、下輥的設(shè)計(jì)與校核6.4.1上、下輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算章節(jié)得知：下輥中心矩：，板寬：，上輥直徑：，下輥直徑：。上輥受力：；最大的壓下力：。6.4.2上下輥結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過去的卷板機(jī)，三個(gè)受力輥通常是由鍛壓而成的實(shí)心鋼柱經(jīng)車、銑等工藝精加工而成。其缺點(diǎn)是耗費(fèi)鋼材，加工難度大，整機(jī)笨重，上輥升降困難。為降低成本，改善性能，試圖用厚壁無縫鋼管取代實(shí)心鋼柱制作上下三個(gè)工作輥。空心工作輥的優(yōu)點(diǎn)：1）由于三根工作輥采用了空心圓管，從而降低了成本。2）由于工作輥重量減輕，使其功率消耗減少，節(jié)省了電能。3）由于改變有關(guān)結(jié)構(gòu)，尺寸減小，傳動(dòng)緊湊合理。比同類規(guī)格的卷板機(jī)，節(jié)省資金一倍多。且工作性能良好，安全可靠空心工作輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于處理好空心工作輥與實(shí)心軸頸處的連接，確保整機(jī)運(yùn)行可靠安全。因輥?zhàn)硬捎脽o縫鋼管，故采用基孔制H7/s6過盈配合。將軸徑進(jìn)行加熱處理，然后錘擊打入。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上來看(圖6—1)，三輥卷板機(jī)主要由1個(gè)上輥及2個(gè)下輥呈寶塔形狀組成。用該設(shè)備加工圓(弧)形工件時(shí)，由上輥垂直向下移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，對工件(即鋼板)產(chǎn)生向下的壓力。必須克服鋼板的屈服強(qiáng)度，使其產(chǎn)生彎曲變形。2個(gè)下輥則向同一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而移動(dòng)鋼板，將其加工成一定曲率半徑的圓(弧)形工件。因此為了確定，我們完全可以將被加工鋼板看作為一簡支梁，從而有對鋼板的最大彎矩為：彎矩對鋼板產(chǎn)生的應(yīng)力為：鋼板的抗彎截面模量：由以上三式可得：(6-1)其中，為被加工鋼板屈服極限；為卷板機(jī)兩下輥之間距離；為被加工鋼板最大厚度。圖6-1機(jī)構(gòu)分析圖由上述可以看出，當(dāng)加工工件材質(zhì)一定時(shí)，的大小只取決于工件的厚度和寬度b，從而可以確定其兩下輥之間的距離。取上輥為分析對象，將P力看作是作用于上輥的一個(gè)均布載荷，故上輥就成了一個(gè)簡支梁，如圖6—2所示。圖6-2上輥力學(xué)模型圖由集度產(chǎn)生的彎矩函數(shù)為：(6-2)其中，。6.4.3上、下輥校核跨度：式中為最大卷板寬度，為兩下輥中心距；1.上輥校核（1）上輥的剛度校核上輥集度：式中為卷板機(jī)最大的壓下力慣性力矩：其中為輥?zhàn)觾?nèi)外徑之比，取，為卷板機(jī)上輥直徑；上輥撓度：所以上輥剛度合適。（2）上輥的強(qiáng)度校核最大截面彎矩：(6-14)抗彎截面模量：彎矩對鋼板產(chǎn)生的應(yīng)力：，，故上輥安全。2.下輥校核（1）下輥的剛度校核下輥集度：下輥慣性力矩：下輥撓度：所以下輥剛度合適。

（2）下輥的強(qiáng)度校核最大截面彎矩：抗彎截面模量：彎矩對鋼板產(chǎn)生的應(yīng)力：，，故下輥安全。6.5本章小結(jié)計(jì)算壓下系統(tǒng)的所需功率，得出電動(dòng)機(jī)的功率為0.9kw，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用型電動(dòng)機(jī)。計(jì)算總傳動(dòng)比，減速器選用兩側(cè)輸出的二級減速器。考慮到自鎖性，螺桿采用梯形螺紋，并對其進(jìn)行強(qiáng)度校核，強(qiáng)度滿足要求；對蝸輪蝸桿副進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，采用漸開線蝸輪蝸桿傳動(dòng)，設(shè)計(jì)計(jì)算螺旋副并驗(yàn)證其自鎖性。對蝸桿軸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算及校核的強(qiáng)度，選擇軸承并校核，均滿足要求。對三輥卷板機(jī)的上下輥結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，對上下輥的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核，結(jié)果工作輥的強(qiáng)度、剛度都滿足要求。為卷制出理想的筒體，應(yīng)始終保持上、下輥軸之間的間隙均勻一致，保證它們對板材的壓緊力和彎曲力相同是非常重要的。為達(dá)到這一目的，各輥軸要有足夠的剛性，即使在卷制最大規(guī)格的板料時(shí)各輥軸也不至于發(fā)生過大的變形。7機(jī)架的設(shè)計(jì)卷板機(jī)是彎曲金屬板材的設(shè)備，傳統(tǒng)卷板機(jī)機(jī)架為全鑄件。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來，焊接結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本上取代了鉚接結(jié)構(gòu)，并部分代替鑄造和鍛造結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外在重型機(jī)械制造方面，愈來愈多地用全焊鋼結(jié)構(gòu)代替全鑄結(jié)構(gòu)。其主要原因在于全焊鋼結(jié)構(gòu)重量輕、質(zhì)量高，生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)。7.1全焊鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)全焊鋼結(jié)構(gòu)和鑄造件相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)因?yàn)殇摰膹椥阅Ａ渴氰T鐵的一倍，因此焊接結(jié)構(gòu)比鑄鐵結(jié)構(gòu)重量減輕25%左右，這對提高現(xiàn)代化機(jī)床快速行走部件的工作靈敏度有重大意義。2)全焊鋼結(jié)構(gòu)的塑性和韌性比較好，所以它的抗脆斷能力比鑄鐵好。3)鋼材的材質(zhì)均勻，各個(gè)方向的物理力學(xué)性能基本相同，在一定應(yīng)力范圍內(nèi)處于彈性狀態(tài)，因此，全焊鋼結(jié)構(gòu)消除了鑄件往往不可避免的鑄造缺陷，使廢品率大幅度下降。4)在進(jìn)行小批量生產(chǎn)時(shí)，具有極大靈活性，縮短了生產(chǎn)周期。5)在加工工藝及選材上賦予了焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員極大的靈活性；相反，鑄造結(jié)構(gòu)不論在造形及壁厚方面皆受到極大限制。6)全焊鋼結(jié)構(gòu)更加便于維修和安裝。7.2機(jī)架參數(shù)的確定以前，卷板機(jī)主要采用經(jīng)驗(yàn)和類比設(shè)計(jì)。原西德阿亨工業(yè)大學(xué)試驗(yàn)表明，側(cè)壁板厚以不小于為宜。根據(jù)卷板機(jī)的軋制力以及外載受力分析，卷板機(jī)機(jī)架側(cè)壁板和主要受力面板采用厚為的鋼。加強(qiáng)筋選用厚為的鋼。7.3機(jī)架的焊接工藝1.母材材質(zhì)為，其焊接性能良好。選用熔渣流動(dòng)性好、脫渣容易、電弧穩(wěn)定、熔深適中、飛濺少、焊波整齊、價(jià)格低廉的焊條。2.根據(jù)鋼板厚度，采用直徑為的規(guī)格，直流正接，手工操作，平焊位置焊接，電流保持在之間。3.在焊接過程中，為防止扭曲變形，采取了一些剛性固定措施，合理安排了組裝和焊接順序，焊后進(jìn)行了退火處理及整形。7.4本章小結(jié)確定機(jī)架的材料為厚為的鋼，強(qiáng)筋選用厚為的鋼。分析機(jī)架的加工工藝，采用全焊鋼結(jié)構(gòu)。PAGE778結(jié)論本次設(shè)計(jì)的是三輥卷板機(jī)，通過對現(xiàn)有三輥卷板機(jī)的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行綜合分析后，最終采用了三輥對稱式結(jié)構(gòu)；考慮到三輥卷板機(jī)的卷制工作都是通過三個(gè)輥?zhàn)觼硗瓿傻模暂佔(zhàn)拥牟牧先坎捎?。通過計(jì)算得出其主傳動(dòng)比較大，因此采用三級展開式減速器。上輥壓下系統(tǒng)因兩側(cè)都要下降，故采用兩端輸出的同軸式二級減速器，本次設(shè)計(jì)都是采用機(jī)械傳動(dòng)的方式，避免了采用液壓方式容易漏油的缺點(diǎn)。本課題的研究工作總結(jié)如下;1.在基于塑性彎曲變形理論的基礎(chǔ)上，對卷板設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，針對對稱式三輥卷板機(jī)進(jìn)行了工藝參數(shù)的分析，建立了數(shù)學(xué)模型。2.在滿足輥?zhàn)痈鲝?qiáng)度要求的前提下，對輥?zhàn)舆M(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.根據(jù)卷板工藝要求，進(jìn)行了卷板機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案及傳動(dòng)方案的研究。參考文獻(xiàn)[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三版）[S]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003[2]程志紅.機(jī)械設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，2006.6[3]王宏欣，馮雪梅主編.機(jī)械原理.南京：東南大學(xué)出版社，2005.8[4]程志紅，唐大放主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社[5]甘永立.幾何量公差與檢測.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005.7[6]李愛軍，陳國平.畫法幾何及機(jī)械制圖.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.8[7]濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)[M]，北京：高等教育出版社，2006[8]李愛軍，陳國平.畫法幾何及機(jī)械制圖.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.8[9]李強(qiáng)，高耀東等.對稱式三輥卷板機(jī)的受力及驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算分析[J]，鍛壓技術(shù)，2007[10]王靜，焦文祥.離合裝置在卷板機(jī)上的應(yīng)用[J]，中國設(shè)備工程，2002[11]機(jī)械工程手冊編委會(huì).機(jī)械工程手冊（第二版）[S]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[12]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M]，第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005[13]秦建華.參數(shù)化設(shè)計(jì)在卷板機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]，鍛壓機(jī)械，1999.[14]孫洪江，蘇發(fā)，胡金平.三輥卷板機(jī)卷制任意錐筒的調(diào)整計(jì)算及卷制過程[J]，煤礦機(jī)械，2005[15]張晶，崔鵬程，張本源.大型三輥卷板機(jī)機(jī)架的強(qiáng)度與剛度分析，武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001.[16]張偉豐.三輥彎板機(jī)升降機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析，金山油化纖，2000[17]何耀群.一種簡易卷板機(jī)的方案設(shè)計(jì)，黃石高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，1994[18]魏忠才.三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)力學(xué)分析及主參數(shù)確定，中州煤炭，2006[19]蘇猛，張維斌.卷板機(jī)三輥力學(xué)狀態(tài)分析，煤炭技術(shù)，2008[20]何耀群.一種簡易卷板機(jī)的方案設(shè)計(jì)，黃石高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，1994[21]劉云飛等.三輥卷板機(jī)斷輥原因分析，稀有金屬快報(bào)，1996[22]趙立春，趙蕓.三輥卷板機(jī)工作能力的換算，化工裝備，2001[23]胡孟君.三輥卷板機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，重型機(jī)械科技，2001[24]郭永平.特長薄板新型對稱三輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，裝備，2009[25]國家標(biāo)準(zhǔn).漸開線圓柱齒輪精度輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值.，GB/T10095.1-2001[26]國家標(biāo)準(zhǔn).漸開線圓柱齒輪精度.徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)的定義和允許值，GB/T10095.2-2001英文原文DedicatedtothesinglescrewcompressormachineupdatedtheIntroductionAbstract:Thispaperdescribesfourareasfromtheexistingsingle-screwmachinelayoutandstructure,andputouttheadvantagesanddisadvantagesofthelist,becauseofthecompressorplantsingle-screwmachinetoolsandmachinetoolexternalSecurityinformation,theaboveintroductionthereisinevitablyone-sidedandwrong,andarethereforesingle-screwcompressorfortheproductionofreferenceworks.First,introducethelayoutofmachinetoolsDecidethesizeofthecompressordisplacementofthestarsround,screwdiameter,meshsizeandthesizeofthecenterdistance,sodifferentindiameterscrew,machinetoolspindleandtherotarycenterarealsodifferent.Tomeettheprocessingofdifferentdiameterscrew,singlescrewCurrentlythelayoutofmachinetoolsingeneralthereareseveraloptions.Thefirstis:machinetoolrotarytoolspindlecenterandthecenterdistanceforthefixedMachinetoolrotarytoolspindlecenterandthecenterdistanceforthefixed,cannotadjustthecenterdistance.Processingofseveralofthescrewdiameteronthecenterdistancerequiredseveraldifferentspecificationsofthemachine.Advantages:simplestructureofthemachine.Disadvantage:Thefirst:eachmachinecanonlyprocessaspecificationofthescrew,whenthemarketonacertainspecificationrequirementswhenthescrewcompressor,resultinginamachine,othermachineidle.Thesecond:themachinetoolspindleboxforrotaryProcessingscrewmachineaccordingtothesizeofthediameterattheprocessingbeforeapointofrotatingspindlebox.Spindleboxthatthemachinecanturnonamachineattheabove-mentionedarticleontheuseoftheimprovements,withthefirststructureofamachinetoolisbasicallythesame.Advantages:thestructureofmachinetooleasytoadapttoavarietyofspecificationsoftheprocessingscrew.Onedisadvantage:aftertherotatingspindleboxandthetoolspindleturningcenterlinedistancebetweenthecenterlineofaccuratemeasurementdifficult.Twodisadvantage:aftertherotatingspindlespindleboxandthefrontsurfaceoftherotarycuttercenterlinedistancebetweenthereductionofthelargerdiameterofthescrewprocessingislimited.Thethird:themachinetoolspindleboxforhorizontalmobileBoxatthebottomofthespindleandthebasethereisarrangedbetweentherectangularslidingrail,spindleboxperpendiculartothedirectionofmovementofspindlecenterlineandperpendiculartothecenterlineofthetoolrotation.Throughthepowerofthespindleboxsplineshafttothebaseofthetoolfeedmechanism.Screwdiameter,accordingtothesizeoftheprocessingintheprocessingofthepreviousroundbyhandtothebodyputintothescrewspindleboxmovedtotheappropriatelocation,andthenscrewthesp