摘 要
本设计是关于小型对称式三辊卷板机的设计，主要对卷板机上、下辊及减速器进行设计和计算。
卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。根据三点成圆的原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。为提高卷板机的工作效率，提高制品的加工精度，减轻劳动强度，改善工作条件，通常采用板料送料工作台、辅助操作机械、托架平台以及支承滚道等辅助设备。卷板机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用卷板机辊制。该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。
设计前部分详细阐述了卷板机上、下辊结构设计和受力分析。板机结构型式为三辊对称式, 在该结构中上辊下压提供压力,两下辊做旋转运动,为卷制板材提供扭矩。它具有结构简单、体积小、重量轻、经济、等优点。动力源则选择了YZ系列YZ160L—6型电机，其工作特性优于Y系列电机，适用于有轻微震动，正反转且转速不高的场合。
总体设计后部分所涉及的减速器采用了三级展开式圆柱齿轮结构。齿轮材料为40Cr，并经调质及表面淬火。校核齿轮、轴、键、轴承确保了设计的实际可行性。
关键词: 卷板机；电动机；减速器；键；齿轮
Abstract
This design is about the three-roller symmwtry rolling machine,mainly calcats the up and down roller and the decelerator.
Roll trigger a sheet metal bending roll into the cylindrical, arc or other shape the universal equipment. According to the principle of into round three, use of work roll change and the relative position of the rotary motion to produce continuous plastic deformation plank, scheduled for the shape of the workpiece. In order to improve the efficiency of the roll triggers, improve the machining precision of the products, reduce labor intensity, to improve the working conditions of the sheet metal, usually by lateral table, auxiliary operation machinery, bracket platform, as well as supporting groove and auxiliary equipment. Roll trigger as a special machine, it in the industry foundation processing occupies an important position. All steel cylinder, forming for almost all roll trigger roller system with. The products are widely used in the boiler, shipbuilding, petroleum, chemical industry, carpentry, metal structure and other mechanical manufacturing industry.
During the front process of the design,the rolling machine`s structucre design and the analysis of strength are described. The rolling machine` structure is three-roller symmetry. Pressure provides pressure under owing structure the above-average roller , the roller does revolution sport under two , sheet material provides moment of torsion to roll of system.It has a series of advantages such as simply structure,small volume,light weight,economical and so on.YZ type YZ-160L-6 motor is selected as the power source,which adapts situation such as slience quenching and light reverse velocity.
The last part of the paper is ahout decelerator which is choosing triple expanding columm gear constiuction .The material of gear is 40Cr which has been hardening surface.The gears, axes, keys, bearings are checked, so to confirm this design is practical
Keywords: Rolling machine；Motor；Decelerator；Key；Gear
目 录
摘 要 I
Abstract II
前 言 1
第1章 绪论 2
1．1 概述 2
1．2 卷板机的分类 3
1．3 卷板机的发展趋势 3
第2章 小型卷板机结构及特点分析 5
2.1 辊卷板机 5
2.2 三辊卷板机 6
2.2.1 对称式三棍卷板机结构及特点 6
2.2.2 不对称三辊卷板机特点 6
2.3 方案的确定 7
第3章 传动设计 8
3.1 传动方案的分析及确定 8
3.2 主传动系统的确定 9
3.2.1 副传动系统的确定 9
第4章 动力设计 10
4.1 主电机的选择和计算 10
4.1.1 上下辊的参数选择计算 10
4.1.2 主电机的功率确定 11
4.2 上辊的设计计算校核 22
4.2.1上辊结构设计及受力图 22
4.2.2 刚度校核 23
4.2.3 上辊强度校核 23
4.2.4 疲劳强度安全强度校核 24
4.2.5 上辊在卸料时的校核 25
4.3 下辊设计计算及校核 26
4.3.1下辊结构及受力图 26
4.3.2下辊刚度校核： 27
4.3.3 下辊弯曲强度校核： 27
4.3.4 下辊疲劳强度校核 28
第5章 减速器的设计计算 31
5.1 传动方案的分析和确定 31
5.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 31
5.2.1 总的传动比 31
5.3传动装置各轴的参数计算 32
5.3.1 各轴转速 32
5.3.2 各轴功率 32
5.3.3 各轴转矩 32
5.4 齿轮传动设计 33
5.4.1第一级传动设计 33
5.4.2 第二级传动设计： 37
5.4.3 第三级传动设计： 41
5.5 蜗轮、蜗杆的传动设计 44
5.5.1 材料选择： 44
5.5.2 参数的设计： 44
5.6轴的设计校核计算： 46
5.6.1 四个轴的结构设计： 46
5.6.2 轴的校核计算： 47
5.7 轴承校核 52
5.7.1轴承参数 52
5.7.2求轴承受到的径向力 53
5.7.3验算轴承寿命 53
5.8 键的校核 53
结 论 54
参考文献 55
致 谢 56
前 言
卷板机是一种将金属板料弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的一 种专用锻压机械设备，广泛用于锅炉、造船、化工、金属结构及机械制造 行业。本课题的研究旨在改进旧式卷板机的不足，提高生产率、降低工人劳动强度，满足厂方对板料加工的生产需求。
卷板机的规格型号很多，按卷板机的机械结构和卷板机辊的数量划分，有三辊卷板机和四辊卷板机之分，按辊的驱动方式有机械式卷板机和液压式卷板机之分，卷板机结构相对简单，三辊当中有一对侧辊和一根上辊，其中上辊能够上下移动。四辊卷板机结构相对复杂，有一对侧辊和一根上辊和下辊，这种卷板机成本很高，但性能较好，卷制成品质量较好。各种卷板机，工作原理都相同，通过调整上辊和侧辊的相对位置，使板料在辊之间逐渐弯曲变形，用主轴的正反转使板料在辊之间来回运动直至板料产生塑性变形。随着辊的相对位置的不断调整，主轴不断的往复正反转运动，板料的塑性变形量逐渐加大，直至加工成符合要求的圆弧或圆通型成品。
本设计是关于对称式三辊卷板机的设计，主要对卷板机上、下辊及减速器进行设计和计算。设计前部分详细阐述了卷板机上、下辊结构设计和受力分析。板机结构型式为三辊对称式, 在该结构中上辊下压提供压力,两下辊做旋转运动,为卷制板材提供扭矩。它具有结构简单、体积小、重量轻、经济、等优点。
第1章 绪论
1．1 概述
卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。根据三点成圆的原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。
卷板机采用机械传动以有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型卷板机中仍广泛应用。
卷板机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用卷板机辊制。其在汽车，军工等各个方面都有应用。根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用的器械。
在国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类，一般分为：
1）、三辊卷板机：包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机等。
2）、四辊卷板机：分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。
3）、特殊用途卷板机：有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用途卷板机等。
卷板机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型卷板机中仍广泛应用。在低速大扭矩的卷板机上，因传动系统体积庞大，电动机功率大，起动时电网波动也较大，所以越来越多地采用液压传动。近年来，有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的卷板机，也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式卷板机。
卷板机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。
国内外采用冷卷方法较多。冷卷精度较高，操作工艺简便，成本低廉，但对板材的质量要求较高（如不允许有缺口、裂纹等缺陷），金相组织一致性要好。
当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作能力时，在设备允许的前提下可采用热卷的方法。有些不允许冷卷的板材，热卷刚性太差，则采用温卷的方法。
卷板机是一种通用性及适应性较高的弯曲整形机械。为提高卷板机的工作效率，提高制品的加工精度，减轻劳动强度，改善工作条件，通常采用板料送料工作台、辅助操作机械、托架平台以及支承滚道等辅助设备。国外有些厂家已有配上自动焊接机、下料机械手等成线或单元供货。
1．2 卷板机的分类
卷板机（Rolling Machine）是对板料进行连续点弯曲的塑形机床。
卷板机由于使用的领域不同，种类也就不同。
卷板机按其抱辊数目分：
1）八辊式卷板机；
2）四辊式卷板机；
3）三辊式卷板机；
4）二辊式卷板机。
卷板机按其卷筒结构分：
1）连杆式卷板机，其卷筒结构基本原理与链板式张力卷取机相同；
2）斜契式卷板机，其卷筒结构基本原理与棱锥式张力卷取机相同。
卷板机按其抱辊滑移动移动方式分：
1）滑道式卷板机，抱辊辊架可延滑道移动；
2）无滑道式卷板机，抱辊辊架的移动，不是在滑道内滑动来实现，而是直接由连杆来实现的。
1．3 卷板机的发展趋势
加入WTO后我国卷板机工业正在步入一个高速发展的快道，并成为国民经济的重要产业，对国民经济的贡献和提高人民生活质量的作用也越来越大。预计“十五”期末中国的卷板机总需求量为600万辆，相关装备的需求预计超过1000亿元。到2010年，中国的卷板机生产量和消费量可能位居世界第二位，仅次于美国。而其在装备工业上的投入力度将会大大加强，市场的竞争也愈演愈烈，产品的更换也要求卷板机装备工业不断在技术和工艺上取得更大的优势：1.从国家计委立项的情况看，卷板机工业1000万以上投入的项目达近百项；2.卷板机工业已建项目的二期改造也将会产生一个很大的用户群；3.由于卷板机的高利润，促使各地政府都纷纷投资（国家投资、外资和民间资本）卷板机制造。其次，跨国公司都开始将最新的车型投放到中国市场，并计划在中国加大投资力度，扩大产能，以争取中国更大的市场份额。民营企业的崛起以及机制的敏锐使其成为卷板机工业的新宠，民营企业已开始成为卷板机装备市场一个新的亮点。
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