H梁翼板矫平机毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 青岛农业大学 毕 业 论 文 （ 设计 ） 题 目： H 梁翼板矫平机设计 姓 名： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 指导教师： 2011 年 6 月 18 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业论文（设计）诚信声明 本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书 本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校 后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时， 单位署名为青岛农业大学。 论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . I . 绪论 . 1 课题的来源、意义、目的 . 1 课题需解决的主要问题 . 1 课题在国内的研究状况及发展趋势 . 2 2 矫直机总体方案设计 . 3 直 机结构分析 . 3 送传动方案 . 3 下装置工作原理的描述 . 4 下调整方案的确定 . 4 3 矫直机下压装置的设计计算 . 7 直机矫直力与弯矩的计算 . 7 杠螺母的设计分析 . 8 杠螺母的耐磨性计算 . 8 旋副自锁条件的校核 . 9 纹牙的强度校核 . 9 下系统的电动机和减速机的选择 . 10 轮系统的设计计算 .辊的设计计算 . 12 4 矫直机输送系统的设计计算 . 15 直机顶辊的设计计算 . 15 电机和主减速器的选择 . 15 电机的选择 . 15 减速器的选择 . 16 送系统轴的设计 . 17 出轴上的功率及扭矩 . 17 用于轴上的力和弯矩 . 18 定轴的最小直径 . 19 各处尺寸的确定 . 20 轴器和轴承的选择 . 20 5 结论 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I H 梁翼板矫平机设计 摘要 本文阐述了 设计过程。课题主要 完成 了 直机的总体结构设计 、 输送系统 的设计 及下压装置 的 设计问题。 参考查阅了国内多种型号的 经过多种方案的对比最后确定了经济合理的， 且 符合工业生产需求的整体方案。 传动系统采用动力电机通过联轴器带动输送轴上顶辊的转动；下压系统采用齿轮减速和丝杠螺母 传动机构带动压辊的升降运动。 传动系统 的设计 和下压系统的设计可以实现 对 焊接 纵向弯曲 的半自动矫直工作 。 通过 比较 精确的设计计算及各种参考方 案 和参考资料最终设计出 了 满足课题要求且有实际应用价值的 矫 平 机。 关键词 ： 矫直机 ； 输送系统 ； 下压装置买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n is is in to of of as as to of of is In is to is up in of to of is H 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 本次设计的题目是 H 梁翼板矫平机，在设计中完成了输送系统的主要零部件设计，压下系统的主要零部件设计以及机器的整体结构设计。对主要零件进行了校核。本机器的设计可以大幅降低工人的劳动强度及 改善工人的 工作环境，可以达到更好的经济效益。 课题的来源、意义、目的 随着社会现代化的发展，焊接 实习期间参观山东鸿达集团的焊接 厂内采用先拼接， 而 后 采用埋弧自动焊或二氧化碳气体保护焊将之焊接 为 接后 且有旁弯现象。 焊接 要对翼缘板进行重要的矫直工作，以使其达到工程使用标准 1。焊接 要在公路桥梁、煤矿井架、建筑、轮船制造等行业应用最为常见。现代工业中焊接 以在工厂内批量机械化生产焊接 2-3。 若要焊接 须进行翼缘板的 矫直 工作 ，以使焊接 是机械矫正法， 另外一种是 使用千斤顶 校正，同时锤击变形来控制变形，使得工人工作量大，劳动强度大，工作环境差，同时还导致生产效率低，生产周期长，没有达到很好的经济效益 ， 而且需要有经验的老工人来完成工作 4。 因此设计研制 一台 焊接 课题 需 解决的主要问题 本课题主要是设计焊接 焊接 由于是完整机器的设计，需要满足 特定的 工程要求，所以 需要解决的主要问题有 以下三点： （ 1） 焊接 包括整体外形尺寸，机架，底座 ，零件组合方案。 （ 2） 焊接 包括动力系统，传动方式，传动机构等的设计。 （ 3） 焊接 包括动力的选择，传动形式，如何实现 传动。 本课题设计的矫平机主要应用机械滚压加压的方式使焊接 H 型钢梁翼缘板产生塑性变买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 形达到矫直的目的，加压装置的设计采用机械加压装置同时能自动完成翼缘板的矫平工作。 课题 在国内的研究状况及发展趋势 机械制造业是国家重工业的基础工业，机械制造同样代表着一个国家的 经济水平，代表着国家的生产力 !而随着全球经济的发展， 工业发展水平对一个国家越来越显得重要，而很多工业的建设，工业的发展都离不开钢构件。焊接 3。近年来 ，焊接 矿井架、建筑、轮船制造等行业。随着焊接 H 型钢逐渐替代轧制工字钢的使用，在工厂内机械化生产焊接 6。 如果控制不严，不讲究制作工序就容易产生较大的变形，增加产品的制造成本，更有可能使工件报废 1。 随着生产和生活的需求，工厂内正在机械的批量生产焊接 接过程中 翼缘板会产生变形，因此 前我国的焊接 种是机械矫直，另外一种是 使用 千斤顶校 正 ，同时锤击变形来控制变形 ，使得工人工作量大，劳动强度大，工作环境差，同时还导致生产效率低，生产周期长，没有达到很好的经济效益 12。 目前国内有几种焊接 黑龙江哈尔滨市太平区 宏图街 165号四海股份有限公司研制的卧式翼缘矫正机，此机器有效的提高了工作效率改善了工作条件。但其采用多辊的设计，虽然可以完成多种型钢的矫直工作，但是其对焊接 H 型钢的矫直工作效率低，精度不够高。 此种机器占用工地比较大，生产成本高，不宜用来专用矫直 2007年由广东省一家厂商生产的 矫正装置由动力电机和两个齿轮副及压辊组成，输送系统无需电动机的带动而使其自发运动，此机器虽然能节省部分电力，但是实际的工作效率低，所需的齿轮副也是比较 大 的， 占用空间相对较大， 给操作带来了一定的困难 7-8。 总的来说目前 动化、高效益化发展。所以迫切需要一种专用的翼缘矫直机来实现工业加工目的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 矫直机总体 方案 设计 直 机结构分析 焊接 方案一：采用 2五辊矫直机，这种矫直机的优点是适用范围广，表面精度好，可以一机多用。缺点为上辊稳定性低，传动系统复杂，需成本较高，维护保养费用较高， 方案二：采用两辊式矫直机，此矫直机是使用数量最多的矫直机之一。这种矫直机 为焊接 具有制造成本低，维护方便简单，稳定性高，矫直表面质量好，操作方便等优点。 方案三：采用卧式翼缘矫正机，此矫正机优点是一次性矫直焊接 H 型钢梁，取消了翻转机构的占用空间，提高了工作效率。缺点是操作复杂 ，制造成本高，矫直机构复杂，维护复杂。 综上分析，采用方案二。 送 传动方案 焊接 方案一： 输送系统 齿轮传动如图 2 图 2H 型钢翼缘板矫直机齿轮传动 1 2 3 4 5此图为主动输送为齿轮传动的 是由两个齿轮及一个减速机而带动输送轴转动。这种传动比较紧凑，并且传动比可以通过更换不同的齿轮可以调整，但是传动轴和输送轴不在同一直 线上，安装时会占用较大的空间，其强度也受限制。此外，有齿轮系统包含在轴上，润滑及密封也不太方便。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 方案二： 输送系统 联轴器传动如图 2图 2H 型钢翼缘板矫直联轴器传动结构图 1 2 3 4滑块联轴器的一端与减速机相联，滑块另外一端与输送轴连接，电动机与减速 机是配套的，和减速机进端相连接 。这种传动方式使润滑、维修及换辊等工作得到改善。此图为输送系统联轴器传动 矫直机。这种矫直机采用 联轴器传动比较普遍，其优越性更大。电动机和 减速 机体 可单独 固定在地上 ，与 矫 直 机 工作 体分离较远 距离 ，使结构明显 优化 。具有调节方便， 拆装维护方便，机器本体与传动系统的震动相互不干扰等一系列优点 。 下装置工作原理的描述 为适应不同规格钢管能在矫直机中顺利的实现矫直，上横梁装配必须实现以下功能： （ 1） 应不同规格的待矫直 H 型钢翼缘，上、下工作辊系中的压辊与顶辊的辊距要求可调，并且必须能够同时承受上工作辊系传递给机架的反力 。 （ 2） 要使矫直机能稳定流畅、矫直精确的工作，在工作过程中必须使压辊与顶辊保持平稳，不能上下窜动；保证矫直辊辊面与翼缘板能够良好的接触，矫直辊必须在宽度方向上能够调整 。 （ 3） 矫直机要达到高精度 ，稳定的工作条件 ，上、下工作辊必须 能保持规定的距离 ，在工作过程中不能 随意改变距离，要求传动丝杠能自锁 。 下调整方案的确定 为了 达到 上述工作原理 的要求，以下 分别对上述 三点 要求 进行 阐述： （ 1） 矫直机要适应不同规格 焊接 H 型钢的 矫直 工作 ， 压辊和顶辊的 辊距要求可调。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 这一要求，我们采取三种方案 分别加以比较和分析。 压辊和顶辊的辊距 调整有很多种方案可以实现： 方案一：采用 电动机通过 减速电机 而 带动齿轮齿条 机构 ： 此机构 优点：可以通过机械制动实现 压辊 准确定位并 自动 锁紧，工作 较 容易实现，但工作可靠性不高。 此机构 缺点：传动机构 设计安装相对 笨拙、复杂， 设计 制造成本 较 高，可靠性 又相对一般。 方案 二 ： 机架上安装液压装置 通过液压缸推、拉来实现 压 辊 上下的移动 。 此机构 优点： 设计 结构简单，制造 维护 成本 相对 低廉，控制 操作 简单 方便 。 此机构 缺点： 由于 液体具有可压缩性 且 液压传动 的 准确性随 着 油温 高低的 变 化 会表现出较为明显的变动 ， 因此压辊和顶辊 调整好后很难保证 相互的 准确位置不 在 变 动 ，这样矫直机的工作精度 比较难以得到 保证。 方案三：采用 电动机通过 减速电机 来 带动螺旋副 机构 来实现 压辊的 升降：如图 2 此机构优点：结构简单，便于加工，控制维护方便，调整精确度较高 此机构缺点：丝杠螺旋机构传动效率较低； 综上所述，方案三虽然有传动效率低的不足，但此方案适用于调整，在调整结束后进入稳定矫直工作阶段后，固定不动。所以采用方案三 （ 2）要实现稳定、精确矫直、在工作过程中压辊不能上、下窜动，也就是压辊必须紧密的与升降体在一起，不能有任何动态或静态问题，有两种方案： 方案一：采用焊接方法实现升降体与丝杠的链接： 优点：结构简单，操作容易方便，成本低。 缺点：在焊接过程中如果出现 焊后不 水平 的 现象，则 机器不能正常运转 ，且焊 接后拆装和维护 都 变的 比较复杂，不利于机械化生产。 方案二：采用螺杆与螺母相配合来实现升降体与丝杠的链接： 优点：结构简单，成本低，在链接后如果没有人工放松螺母和螺杆，那么很不容易使传动部件松动，有很好的经济效益。 缺点：拆装不太方便。 综合两种方案，考虑经济性和实用性选用方案二。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 2采用减速电机带动螺旋副传动简图 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 矫直机 下压装置 的 设计计算 下压装置是 部分的设计精度对焊接 的传动部分 是 由动力电机、减速器、齿轮减速机构、丝杠螺母传动机构组成；压力装置 是由 升降体、压 辊 轴和压辊组成。 下压装置主要结构见第二章图 2 直机矫直力与弯矩的计算 当压辊压下 H 型钢翼缘板的传动过程中，中间顶辊所受的矫直力最大，所以在以下的丝杠设计以及辊轴的验算校核过程之中都用此力来计算。 H 型钢规格 5 10t ； 2 0 0 5 0 0b m m ； H 从文献 11中可知翼缘板的变形属于是弯曲变形，而且是属于 V 形件弯曲变形。 由文献 9中公式 可知 ： 2l （ 3 以上公式中： 位 m； 位 m； l 为压辊与翼缘板接触长度，单位 m； s为 位 所以我们得矫直力： 22 60 . 5 0 . 0 1 2 3 5 5 8 7 5 00 . 2l N=N 在其后的丝杠主轴的校核设计中也都是选用此力。 由 文献 11中公式 可知 ： 14 l（ 3 以上公式中： M 为弯矩，单位 N ； 位 N ； l 为接触长度，单位 所以得： 11 293750044 l N m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 杠螺母的设计分析 丝杠螺母在下压装置把转动转换成上下直线运动。 由文献 6第 1 卷查得丝杠采用 45钢淬火，其抗拉强度 600B 服强度 355S母材料考虑到速度低用铝青铜 杠螺母的耐磨性计算 由文献 10第二卷中表 2（ 3 以上公式中： 2d 为 螺纹的中径，单位为 h 为 丝杠螺母螺纹的牙形高度，单位为 p 为 材料的许用压强，单位为 F 为 作用于螺杆上的轴向载荷，单位为 N； P 为 丝杠螺母的螺距，单位为 此处可根 据螺母的形式选定，而对于整体式螺母，由于磨损后不能调整，所以 取 。 需要考虑到丝杠对强度要求较 高 且属于单向受力 ，采用 锯齿 形的螺纹。 30锯齿形螺纹 。由文献 6第二卷 表 以查得许用压强 2518p 18p 以得： 2 58750 7 8 . 8 3 60 . 7 5 1 . 5 1 8F P Pd h p P 文献 10第 2 卷表 5以得到螺纹的基本尺寸： 7522 dD 693 d 80d 813 D 18P Ph 螺母高度： 2 （ 3 以上公式中： H 为螺母高度，单位 为系数，整体式螺母 ； 2位 所以得： 4 2 89 4 同时考虑到实际需要取 226H 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 旋合 圈数： 3 以上公式中： Z 为旋合圈数； H 为螺母高度 ，单位 P 为 螺距 ，单位 所以得： ，所以 12Z 旋副自锁条件的校核 螺 纹 升角： 2 （ 3 以上公式中： 为螺纹升角，单位度； 距 ，单位 2位 所以得： ct ct 304 证明此螺旋副自锁可靠。 纹牙的强度校核 由文献 11中的表 5知螺母螺牙的许用应力，青铜材料的需用应力 40 60 工作过程中载荷几乎为静载，而青铜材料的强度较高，所以许用应力取较大值。 螺纹牙处的危险截面剪切强度为： （ 3 螺纹牙处的危险截面弯曲强度为： 3 （ 3 以上公式中： b 为螺纹牙根部的厚度，对于 30锯齿形螺纹， 。单位为 D 为螺纹大经，单位 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 F 为矫直力，单位 N ； Z 为螺纹 旋合 圈数 ； 和 为许用强度，单位 所以得： 8 75 0 40 580587503322 2 60 以螺纹的剪切强度和弯曲强度都满足要求。 下系统的电动机和减速机的选择 由文献 10表 设总的摩擦力矩为总M： 轴承螺纹总 （ 3 以上公式中：螺纹的摩擦力矩 ，单位 N ； 轴承单位 N ； 丝杠所受到的横向力为： c i n 11 （ 3 丝杠所受到的摩擦阻力为： s 1 （ 3 以上公式中： 1N 为作用于螺纹上的正压力，单位 N； N 为矫直力， 单位 N； 为锯齿形螺纹工作面牙形斜角 ； 为摩擦系数； 为螺旋升角 ； 由文献 10第 1 卷中的表 擦系数 ，所以得： 158750c o s 3 c o s 3 5 8 9 6 4 . 3 7c o s s i n c o s 1 . 6 3 0 . 1 6 s i n 1 . 6 3 11s i n c o s 5 8 9 6 4 . 3 7 s i n 1 . 6 3 0 . 1 6 c o s 1 . 6 3 1 1 2 0 3 . 2 3F N N N 52 2 0 32 纹 N 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 204/120265 120265 轴承N 44 107910371042 轴承螺纹总 N 90 N m 螺杆所受的扭 矩： 联轴承总 3 以上公式中：轴承为轴承的传动效率；齿轮为联轴器的传动效率； 查文献 11可知： 承轮所以 齿轮轴承 总 初选丝杠的下压速度为 mm/s， 初定电机输出转速： 0（ 3 以上公式中： P 为螺距，单位 0位 / 所以得： r/为 09549r （ 3 所以 149549 0 文献 12表 10准电动机选择：选电机 机功率为 满载 转速1430n r/文献 10第三卷 中表 择 减速机 型号： B/出转速为 轮系统的设计计算 下压装置中齿轮系统起到减速作用。 由文献 13中表 10度等级为 7级精度，初步选择小齿轮齿数为 40，大齿轮齿数为 120；根据应用条件选择为直齿圆柱齿轮传动。 （ 1） 按齿面接触强度设计按下式进行 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2131 12 . 3 2 （ 3 以上公 式中 ： u 为 传动比 ； K 为载荷系数； H 为疲劳强度； d 为齿宽系数； 由文献 13知：其中Z=2 u =4；d= 所以 得： 1 2）计算圆周速度 V： 11 / m i 1 0 0 0 （ 3 以上公 式中： V 为圆周速度，单位 / 1速，单位 / 所以 得： V=s （ 3)计算齿宽与齿高比 齿宽 1 0 . 4 1 4 7 . 6 7 4 9 . 0 8 9d m m 模数 11/ 9 7 . 6 7 / 4 0 2 . 4tm d Z 齿高 2 . 2 5 2 . 5 2 . 2 5 5 . 6 2 5h m m m 所以 / （ 4）按齿根弯曲强度计算可以 得到同样的数值，为了安全我们取较大的数值： 1z=40；2z=120；1d=120d=360b =50； 辊 的 设计 计算 初步确定辊径大小： 由文献 9中公式得： 200h ： m i 3 0 （ 3 以上公式中： 矫直辊最大直径，单位为 H 型钢腹板最小高度，单位为 若取其系数为 辊径 2 7 03 0 hD g 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 初 步确定 辊子长度文献 9中 公 式得： 200h ： L （ 3 取系数为 辊子长度 1 8 92 7 L 际 生产中为了有利于压辊与 H 型钢翼缘板的接触，更好的达到矫直效果， 压辊有一锥度如图 3 为了便于压辊 辊面 与 充分 接触， 为了达到最好的矫直效果，翼缘板需要矫枉过正，因为有弯曲回弹现象的存在。 压辊轮廓应设计出相应的锥度，因为翼缘板矫枉过正 是 有 弯曲 角 的，所以压辊有合适的锥度会更利于翼缘板矫直的进行。 图 3辊的倾斜度 由文献 14中第 公式 可知 ： 则 （ 3 以上公式中： 值等 于加载时的弯矩； 性模量； 曲毛坯截面惯性矩 ， 3112I 由文献 12中公式 可知 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 0 1 7 4 = 0 . 1 1 2 . 8 7 81 0 3 . 4 （ 3 所依我们可以得到应变中性层曲率变化量： 942 9 3 7 . 5 0 . 8 9 9 21 9 6 0 . 1 7I （ 3 所 以 得弯曲角 ： 0 . 8 9 9 2 2 . 8 7 8 2 . 6K 3 （ 3 因此 根据 工厂内 的实际情况和 和参考的资料 ，同时 参照同类型 的 设备和 相 关标准，最后 我们 确定 压辊 辊形的工艺参数为： 270gD 180gL 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4 矫直机 输送系统 的 设计 计算 性能平稳的输送 系统是保证矫直机能平稳工作的重要条件。通过第二章对输送系统传动方案的分析，我们采用动力电机通过联轴器带动主轴和顶辊 转动 的传动方案， 此种传动方案可以有效节省占用空间，提高了工地利用率。 主要包括 顶辊的设计计算， 电机的选择，减速机的选择 及 轴的设计计算 。 直机顶辊的设计计算 初步确定