10x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)說明書

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1、XXX大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目：10x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)是三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)。此卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，卷板機(jī)是一種將板料通過塑性變形使其變?yōu)楣芰系臋C(jī)械。 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)。因?yàn)閷?duì)稱式三輥卷板機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，和通過幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析比較，再考慮到通用性，最終決定采用三輥對(duì)稱式卷板機(jī)。其設(shè)計(jì)加工尺寸為10x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī),其主要有輥?zhàn)樱瑱C(jī)身，動(dòng)力傳遞部件和電機(jī)組成，輥?zhàn)又饕O(shè)計(jì)其強(qiáng)度，半徑等尺寸足以保

2、證設(shè)計(jì)尺寸。 關(guān)鍵詞: 塑性變形，通用性，動(dòng)力傳遞，輥?zhàn)印? Abstract The design is three-roll bending machine design. Bending machine of this relatively simple structure, is a coiling machine will be through the sheet metal to plastic deformation of the material into the machinery. Three-roller symmetrical bending machi

3、ne sheet structure is simple, compact, light weight, easy to manufacture and so on. Because of three-roll symmetric bending machines many advantages, and several sports programs through analysis and comparison, taking into account the general nature of, and ultimately decided to adopt a three-roll s

4、ymmetric bending machine. Its design and processing size of 10*2000 three-roller symmetrical bending machine. The main roller, aircraft, spare parts and electrical power service component. Roll of the main design of their strength, size sufficient to ensure the radius, and other factors Key w

5、ords: Plastic deformation，General，Power transmission，roller. 目錄 摘要…………………………………………………….………………….Ι Abstract………………………………….………………………………..Ⅱ 第1章 緒 論………………………………………………………..…..1 1.1概述…………………………………………………………..…….1 1.2卷扳機(jī)的原理……………………………………………….……..2 1.2.1卷扳機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式…………..………………………….....

6、..2 1.2.2彎曲成型的加工方式……………..…………………….......3 1.3卷扳機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………...5 第二章 方案的論證及確定……...………………………………….…...8 2.1方案的論證………………………………………………………....8 2.1.1方案1雙輥卷板機(jī)…………………………………………….8 2.1.2方案2三輥卷板機(jī)…………………………………………….9 2.1.3方案3四輥卷板機(jī) ………………………………………….10 2.2方案的確定……………………………………………………

7、..….11 2.3本章小結(jié)………………………………………………………..….11 第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………………………………………………...……12 3.1傳動(dòng)方案的分析…………………………………………….…….12 3.1.1齒輪傳動(dòng)…………………………………………………..…..12 3.1.2皮帶傳動(dòng)………………………………………………….…...13 3.2傳動(dòng)系統(tǒng)的確定……………………………………………….….14 3.2.1主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定……………………………………….…..14 3.2.2副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定………………….…………………….….14

8、 3.3本章小結(jié)………………………………………………………….15第四章 下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………..…17 4.1基本參數(shù)的選擇計(jì)算…………………………….......................17 4.2主電機(jī)的功率確定………………………………………………..19 4.2.1受力分析………………………………………………………19 4.2.2電機(jī)的功率確定……………………………………………...20 4.2.3電機(jī)的選擇…………………………………………………...21 4.3分配傳動(dòng)比………………………………………………………..2

9、2 4.3.1總傳動(dòng)比………………………………………………………22 4.3.2減速器的選擇……………………….………………………..22 4.3.3分配傳動(dòng)比……………………………………………………22 4.4末級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………..22 4.5本章小結(jié)…………………………………………………………..24 第五章 壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………..24 5.1電機(jī)選擇…………………………………………………………..24 5.1.1驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算………………………………………………...24 5.1.2選擇電機(jī)

10、………………………………………………………24 5.2螺旋副設(shè)計(jì)………………………………………………………..25 5.3傳動(dòng)比計(jì)算………………………………………………………..27 5.4蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………..27 5.5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………..31 5.5.1蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………...31 5.5.2蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………31 5.5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………....32 5.6蝸桿的軸校核………………………

11、……………………………..33 5.6.1軸的受力分析…………………………………………………33 5.6.2軸的彎、扭矩綜合圖…………………………………………34 5.6.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度……………………………..37 5.7軸承的選擇和校核………………………………………………..37 5.7.1選擇軸承……………………………………………………….37 5.7.2軸承校核……………………………………………………….38 5.8本章小結(jié)………………………………………………………….39第六章 上下輥的設(shè)計(jì)及校核…………………………………………..39 6.

12、1．結(jié)構(gòu)及力學(xué)分析……………..………………………………….39 6.2對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行剛度校核計(jì)算………………………...……………..41 6.2.1上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………41 6.2.2下輥的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………...42 6.3對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行強(qiáng)度校核…………………………...………………...42 6.4本章小結(jié)…………………………..……………..………………...43 第七章 機(jī)架的設(shè)計(jì)……………………………………………………..44 7.1全焊鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)………………………………………………...44 7.2確定

13、機(jī)架的材料和厚度…………………………………….…….44 7.3機(jī)架的焊接工藝…………………………………………………...45 7.4本章小結(jié)……………………………………………………………45 總結(jié).……………………………………………………………..………..46 參考文獻(xiàn)………………………………………………………..………...47 致謝………………………………………………………………………..49 49 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第一章 緒 論 1.1概述 1、三輥卷板機(jī) 三輥卷板機(jī)有機(jī)械式和液壓式：機(jī)械式三輥卷板機(jī)分為對(duì)稱適合非對(duì)稱式

14、，上輥在兩個(gè)下輥中央對(duì)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。 機(jī)械三輥非對(duì)稱式卷板機(jī)： 機(jī)械三輥非對(duì)稱式卷板機(jī)主要特點(diǎn)：該機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥非對(duì)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)： 液壓式三輥對(duì)稱卷板機(jī)主要特點(diǎn)：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

15、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(zhǎng)規(guī)格各種截面形狀灌。該機(jī)為上調(diào)式對(duì)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)。 圖1.1 對(duì)稱式三輥卷板機(jī) 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)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

16、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。 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

17、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1.2 三輥卷板機(jī)工作原理圖 由圖1.2：主運(yùn)動(dòng)指下輥分別繞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

18、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1.3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1.3 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

19、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(duì)稱式卷板機(jī)的特點(diǎn)是上輥在兩下輥中央對(duì)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(duì)稱式的，在彎曲成型過程中，板材前后受力相對(duì)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(duì)稱式的機(jī)器不能彎卷板材的全部長(zhǎng)度。板材兩端有略小于兩個(gè)下輥之間距離之

20、半的長(zhǎng)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(duì)稱式三棍卷板卷板是利用卷板機(jī)對(duì)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(zhǎng)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(duì)稱彎曲，不對(duì)稱彎曲）有關(guān)。 B對(duì)中：對(duì)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

21、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(duì)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

22、圓曲率均勻一致，保證品質(zhì)量。 圖1.4 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(duì)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(duì)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(zhǎng)的塑性彎曲變形。適當(dāng)調(diào)整軋輥之間的相對(duì)位置，就可以把板材彎成半徑

23、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

24、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 1.5 三中彎曲方式 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(jiǎn)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1.5a所示)板材、型材、管材的彎曲多用這種成形方法。 2、折彎(如圖1.5 b) 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

25、，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1.5 c) 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(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)量的作用也越來越大。

26、預(yù)計(jì)“十五”期末中國(guó)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)家發(fā)改委立項(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(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

27、大的市場(chǎng)份額。民營(yíng)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(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)

28、26%；對(duì)壓鑄設(shè)備的需求將增長(zhǎng)16%；對(duì)纖維復(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是不可缺少的高效機(jī)械。時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步

29、，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對(duì)這個(gè)機(jī)械品種提出越來越高的要求，將促使這個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)的迅速發(fā)展。 第二章 方案的論證及確定 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(jiǎn)便，成本低廉，但對(duì)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) 雙輥卷板機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)：1.板料不

30、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)比較簡(jiǎn)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(zhǎng)度，板材的兩端有略小于兩個(gè)下輥之間距離之半的長(zhǎng)度仍然是直的，剩余直邊大。一般對(duì)稱三輥卷板機(jī)減小剩

31、余直邊比較麻煩。 2.不對(duì)稱三輥卷板機(jī)特點(diǎn) 不對(duì)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(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2.1所示： 不對(duì)稱彎曲時(shí) 對(duì)稱彎曲時(shí) 中心線 圖2.1 三輥卷板機(jī)工作原理圖 由于不對(duì)稱三輥卷板機(jī)上輥和2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

32、，而對(duì)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)，2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(zhǎng)時(shí)間的使用對(duì)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(duì)稱三輥卷板

33、機(jī)的不同處，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(duì)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。 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 通過對(duì)幾個(gè)方案的比較分析，為了選型適當(dāng)，我們先來看工藝上對(duì)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。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??；

34、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(zhǎng)度上得到正確的幾何形狀，上輥的撓度要最小。 要在生產(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。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，102000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)。 2.3本章小結(jié) 通過對(duì)雙輥卷板機(jī)，對(duì)稱式三輥卷板機(jī)，非對(duì)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)。因?yàn)閷?duì)稱式三輥卷板機(jī)的諸多優(yōu)

35、點(diǎn)，和通過幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析經(jīng)過比較最終決定采用三輥對(duì)稱式卷板機(jī)。 第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 對(duì)稱式三輥卷板機(jī)如圖3.1所示： 圖 3.1 對(duì)稱式三輥卷板機(jī) 如圖所示，上輥是從動(dòng)輪，工作時(shí)它依靠個(gè)下輥的轉(zhuǎn)動(dòng)通過夾在上下輥板材的摩擦帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，起調(diào)整擠壓作用。2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)2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、螺母。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2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

36、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 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)。卷板機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)分為齒輪傳動(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

37、96%~99%，這對(duì)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(duì)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(zhǎng)。 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(zhǎng)達(dá)一二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。

38、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(chǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)，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

39、，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，減速比i=128.86，減速器通過聯(lián)軸器和齒輪副帶動(dòng)兩個(gè)下輥工作。 圖a. 主傳動(dòng)系統(tǒng) 圖b. 副傳動(dòng)系統(tǒng) 圖 3.4 傳動(dòng)系

40、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，但目前使用渦輪蝸桿傳動(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。 3.3 本章小結(jié) 收集資料對(duì)各種運(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)，選副傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)。確定傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 第四

41、章 下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1基本參數(shù)的選擇計(jì)算 1. 已知設(shè)計(jì)參數(shù) 最大卷板厚度10mm，最大卷板寬度2000mm，板材屈服極限300MPa，卷板速度7m/min，升降速度Vs=1.5mm/s。 2.確定卷板機(jī)基本參數(shù) 1.規(guī)格：102000 厚度：=10mm 寬度：B=2000mm 2.屈服極限：=300 3下輥中心矩：=120~400mm=300mm (4-1) 4.上輥直徑：=230~272mm=250 mm (4-2) 5.下輥直徑：=200~225mm=220m

42、m (4-3) 6.上輥軸直徑：=125~150mm=140mm (4-4) 7.下輥軸直徑： (4-5) 8.最小卷圓直徑：=300mm (4-6) 9.下輥轉(zhuǎn)速：==10.1 (4-7) 10.卷板速度：=7 11.升降速度：1.5 W11 對(duì)稱式三輥卷板機(jī)一些技術(shù)參數(shù) 規(guī)格型號(hào) 最大卷板厚度 最大卷板寬度 板材屈服極限 卷板速度 滿載最小卷板直徑 上軸直徑 下軸直徑 兩下軸中心距 主電機(jī)

43、功率 外形尺寸 （長(zhǎng)寬高） mm mm MPa m/min mm mm mm mm Kw mm W11-41500 4 1500 245 5 300 150 140 185 3 29007201000 W11-61500 6 1500 245 5 380 160 140 220 4 29007201000 W11-62000 6 2000 245 4.5 380 170 160 260 5.5 36508201050 W11-63200 6 3200 245 4.5 380 22

44、0 180 280 7.5 485011001100 W11-82000 8 2000 245 4.5 400 185 170 260 5.5 37008201050 W11-82500 8 2500 245 4.5 550 240 180 280 7.5 415011001100 W11-122000 12 2000 245 4.5 550 240 180 280 7.5 3650011001100 W11-122500 12 2500 245 4.5 600 260 220 320 11 420

45、09201200 W11-123000 12 3000 245 4.5 700 280 240 360 11 490013001300 W11-162000 16 2000 245 4.5 600 260 220 320 7.5 37009201200 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(duì)卷板機(jī)的受力分析和驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算對(duì)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(

46、b)所示,則截面上彎矩M為: (KN.M) (4-8) 式中：B,δ—卷板機(jī)卷制鋼板的最大寬度和厚度(m) σs—材料的屈服極限(kNm-2) 圖4.1 卷管的應(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)K對(duì)式(1)進(jìn)行修正,則： 式中K—強(qiáng)化系數(shù),可取K=1.15, 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2： 圖4.2 卷管的受力分析 考慮到板厚δ遠(yuǎn)小于卷管的最小直徑Dmin,中性層半徑R≈05Dmin

47、,為簡(jiǎn)化計(jì)算,上式可變?yōu)椋? (4-9) (4-10) 式中： θ—連心線OO1與OO2 a—下輥中心距(m) Dmin—卷管最小直徑(m) d2—下輥直徑(m) 最大的壓下力： =N (4-11) 單根絲杠所受拉力： (4-12) 4.2.2電機(jī)的功率確定 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Tn1和摩擦力矩Tn2。 鋼板在卷制過程中,存貯于鋼板AB段(圖1a與圖2)的變形能為2Mθ,所花費(fèi)的時(shí)間為2θR/V(V為卷板速度),兩者的比值等于變

48、形扭距Tn1的功率,即: 變形扭矩 Tn1= (4-13) 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：f—滾動(dòng)摩擦系數(shù),取f=00008 m; μ—滑動(dòng)摩擦系數(shù),取μ=0.07 下輥驅(qū)動(dòng)力矩Td等于變形扭矩Tn1和摩擦扭矩Tn2之和。 (4-14) 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(jí)齒輪傳動(dòng)——下輥。 (4-15) 驅(qū)動(dòng)功率 KW

49、 (4-16) 4.2.3.電機(jī)的選擇 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查機(jī)械手冊(cè)得以下幾種電動(dòng)機(jī)的型號(hào)： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 Ped/kW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min

50、

51、

52、 效率 功率因數(shù) 噪聲 質(zhì)量 同步轉(zhuǎn)

53、速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y160M-4 11 1500 1460 88.0% 0.84 82 123 2 Y160L-6 11 1000 970 87.0% 0.78 75 147 3 Y160M1-2 11 3000 2930 87.2% 0.88 87 117 考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，選取Y160L-6型電動(dòng)機(jī)。 4.3分配傳動(dòng)比 4.3.1．總傳動(dòng)比 (4-17) 4.3.2.減速器的選擇 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

54、、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。 根據(jù)傳動(dòng)比選用三級(jí)減速器，i減=40，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表16-2-3，選用ZSY160型減速器， 基本參數(shù)：A=600mm, B=290mm, H=375mm, mm mm mm mm mm 4.3.3.分配傳動(dòng)比 末級(jí)齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比： (4-18) 4.4末級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 因末級(jí)齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速很小，故選取半開式齒輪傳動(dòng)。 原始參數(shù)：傳動(dòng)比 i=2.4 小

55、輪轉(zhuǎn)速 r/min (4-19) 傳遞功率 kw (4-20) 工作條件：開式傳動(dòng)，輕微沖擊，硬啟動(dòng)。 1. 材料 大小齒輪材料均采用Q235A,，正火處理，硬度160~180HBS, 查資料得 MPa，安全系數(shù) MPa (4-21) 2. 按齒面彎曲強(qiáng)度計(jì)算 開式或半開式齒輪傳動(dòng)，按理應(yīng)保證齒面齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，但目前僅以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 (4-22) 設(shè)齒輪

56、按8級(jí)精度加工，取載荷系數(shù)k=1.2，齒寬系數(shù) 作用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 (4-23) 取小齒輪齒數(shù) z1=18 則z2=i z1=2.418=43.2， 取z2=43。查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5得： 齒形系數(shù)YF1=2.91。 由強(qiáng)度公式得模數(shù) (4-24) 查手冊(cè)就近圓整為m=4 mm 式中：k—載荷系數(shù) k=1.21 3．幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑 ( 4-25) (4-26) 中心距 a

57、=0.5m(z1+z2)=0.54 (18+43)=122 mm (4-27) 齒寬 b1=70mm，b2=50mm 4．驗(yàn)算速度 (4-28) 8級(jí)精度合適。 4.5本章小結(jié) 對(duì)三輥進(jìn)行受力分析，確定主傳動(dòng)系統(tǒng)的功率，確定電機(jī)的功率為11kw，選擇主電機(jī)Y160L-6型。分配傳動(dòng)比，對(duì)末級(jí)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。結(jié)果選用三級(jí)減速器，末級(jí)齒輪的模數(shù)m=4mm，分度圓直徑 。 第五章壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1電機(jī)選擇 5.1.1驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算 壓下系統(tǒng)工作功率: w

58、 (5-1) 壓下系統(tǒng)效率: (5-2) 式中：—螺旋副效率，按自鎖效率取0.45； —蝸桿機(jī)構(gòu)效率取0.7； —減速器效率取0.8； 驅(qū)動(dòng)功率： w=0.945kw (5-3) 5.1.2選擇電機(jī) 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查機(jī)械手冊(cè)表17-1-35得以下幾種電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 Ped/kW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min 效率 功率因數(shù) 噪聲 質(zhì)量 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y802-2 1.1 3000 2830

59、 77.0% 0.86 71 17 2 Y90L-4 1.5 1500 1400 79.0% 0.79 67 27 3 Y90L-6 1.1 1000 910 73.5% 0.72 65 25 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y90L-6型電動(dòng)機(jī)。 5.2螺旋副設(shè)計(jì) 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 螺桿用45鋼，調(diào)制處理，HBS210~220，MPa 取安全系數(shù)S=1.5,則許用應(yīng)力MPa 螺母用鑄鐵，許用剪應(yīng)力MP

60、a 2．螺紋直徑、螺距 (5-4) (5-5) 梯形螺紋 中徑 螺距 (5-6) 牙頂高 (5-8) 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 (5-9) 當(dāng)量摩擦角 (

61、5-10) 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 (5-11) 式中：—螺紋大徑，=47mm b—牙根部厚度，梯形螺紋b=0.5p=3.5mm Z—工作圈數(shù) —螺母相對(duì)高度 5.螺桿強(qiáng)度 (5-12) 5.3傳動(dòng)比計(jì)算 1.螺母及蝸輪轉(zhuǎn)速 (5-13) 2總傳動(dòng)比 (5-14) 3減速器 通用減速器的選型包括提出

62、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(cè)選擇二級(jí)減速器，ZLY180型減速器，。 基本參數(shù)：A=600mm，B=320mm，H=435mm， 。 4蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 (5-15) 5.4蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 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 i=10.01 蝸桿轉(zhuǎn)速

63、 (5-16) 傳遞功率 (5-17) 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 蝸桿用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。蝸輪用鑄錫磷青銅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HT100制造。 3計(jì)算渦輪輸出轉(zhuǎn)矩 粗算傳動(dòng)效率： (5-18) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2： (5-19) 4．確定

64、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，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14-4-13蝸輪的基本許用應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (5-20) 壽命系數(shù) (5-21) 5.確定載荷系數(shù) 因工作載荷穩(wěn)定，古曲載荷不均勻系數(shù)，由參考機(jī)械設(shè)計(jì)課本表11-5選取使用系數(shù),由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，取動(dòng)載系數(shù),則： (5-22) 6.計(jì)算m和q值

65、 (5-23) 取m=8 ; q=10 7.主要參數(shù)與幾何尺寸計(jì)算 (5-24) (5-25) (1)蝸桿 軸向齒距，直徑系數(shù)；齒頂圓直徑；分度圓導(dǎo)程角。蝸桿頭數(shù)； (2)蝸輪 蝸輪齒數(shù)z2=41；變位系數(shù)； 驗(yàn)算傳動(dòng)比，這是傳動(dòng)比誤差為：，是允許的。 蝸輪分度圓直徑 (5-26) 蝸輪齒頂高 蝸輪齒根高（一般頂隙系數(shù)）

66、 (5-27) 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓半徑 8. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (5-28) 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)，，查機(jī)械設(shè)計(jì)課本10-5可得： 齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 螺旋角系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)課本表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 壽命系數(shù) (5-29) MPa 故彎曲強(qiáng)度是滿足的。 9.驗(yàn)算效率 (5-30) 已知；；fv與相對(duì)滑動(dòng)速度vs有關(guān)。 (5-31) 查機(jī)械設(shè)計(jì)課本表11-18中用插值法查得、代入式中得大于原估計(jì)值，因此不用重算。 10.熱平衡核算 正常工作溫度所需的散熱面積 (5-32) 箱體實(shí)際面積遠(yuǎn)大于