自动控制液压板料剪切生产线设计-卷材支撑开卷机设计【毕业论文+CAD图纸通过答辩】
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毕业 实习报告 题目名称 ： 自动控制液压板料剪切生产线设计 卷材支撑 、 开卷机设计 院系名称 ： 班 级 ： 学 号 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 中原工学院毕业设计实习报告 1 前 言 随着科学技术的迅猛发展和人类生活节奏的加快，产品的生产，特别是机械产品为了能够有很强的市场竞争力， 必须 减少产品的生产时间 ，减轻工作的劳动强度这就要求机械产品更加效率自动化和智能化 。 在今天生活节奏很快的世界里， 剪板机主要是 为其他的加工提供或 其他 用途 提供板料， 因此， 要求剪板机能提供合格板料的基础上，还要有高的工作效率，很高的自动化程度。因此液压剪板机自动生产线就应运而生了。 我的课题是“ 液压板料剪切生产线 卷材支撑开卷机设计 ” ，完成总体设计及其传输装置的设计。 支撑开卷机 是 板料剪切生产线 机组 的一部分， 是 卷材加工准备工序的主要设备，其 主要 作用是 为带材运行时提供张力，支撑带材，并把带材送入校平机。 为了对课题进行进一步的了解以及产生合理的设计思路，我就这一课题进行了实地考察和调研。调研的主要单位 是郑州天元钢材城 内的郑州伊力工贸有限公司 ， 这次实习和调研成果显著，为我们下一 步 总体方案的设计工作做了很好的事前准备 。 现就实习内容及收获总结于此 ，以便日后查阅参考。 随着对开卷机速度和板面质量的要求，开卷机的型式已由箱式开卷机，无胀缩卷筒开卷机等类型 ，逐步发展过渡到胀缩卷筒式开卷机，这种通过卷筒轴上的弓形板的 胀缩支持带卷内径，避免了带材边部损伤和内孔打滑的缺点。根据结构胀缩卷筒开卷机大致有以下型式：单卷筒悬臂式 双柱头开卷机 卷筒悬臂式适用于带材宽度在 350上，带厚较大的带卷，大多带有离合驱动装置，可以被动或主 动开卷， 具有正 、 反转驱动功能 ,大多配有拆头直头机，方便开卷 ; 对于带材宽度在 350上，带厚较大的带卷我们推荐使用单卷筒悬臂式开卷机。双卷筒回转式适用于带厚小于 3带材 ,这种 双工位 开卷机就是一个卷筒在工作时，另一个可以用悬臂吊或其他方法上卷。前一卷带材用完后，已上好卷的另一个卷筒 可以立即回转至带材准备作业线进行开卷，当前一卷带材用完后。这样可以减少上卷工作时间，以减少后续活套的带材储存量。双柱头开卷机适用于带材宽度较大，卷重较重的带卷都带有离合驱动装置，可以被动或主动开卷具有强度刚性好，上卷操作方便 ，工作平稳可靠，对中性好，结构简单的优点。对于带材宽度中原工学院毕业设计实习报告 2 较大，卷重较重的带卷我们 推荐使用双锥或双柱头开卷机。为了避免外径较大（1600 以上）的带卷在高速工作时倾倒，大带卷的单卷筒悬臂式 本报告主要包括以下内容： （ 1） 实习过程及内容 我们实习的单位主要为河南钢材市场 ，依次参观了等，对 液压板料剪切生产线中的机械设备 有了全面细致的掌握。 （ 2） 课题调研及方案初拟 通过在网上查支撑开卷机知识 和现在支撑开卷的发展现状，并结合在钢材市场的实习 ， 在那里我们全面了解了企业对这套生产设备的期望， 设计中所需要的各种参数， 及操作方面的问题 等。在所得到的技术参数的基础上我们初拟了几套方案，在此也一一介绍。 中原工学院毕业设计实习报告 3 目 录 1 实习概况 . 4 州 伊力工贸有限公司 . 4 司介绍 . 4 习内容 . 4 习小结 . 6 郑州百信物质 有限公司 . 7 司 介绍 . 7 习内容 . 7 习 小结 . 8 2 课题调研 . 9 题概述 . 9 国液压剪板机 生产线 的设计现状及国际状况 . 9 献检索 . 10 计任务的确定（明确的设计任务书） . 12 案初拟 . 12 3 致谢 . 14 参考文献 . 15 中原工学院毕业设计实习报告 4 1 实习概况 我们参观实习的单位主要为 位于 郑州 天元钢材城 内的几家带材生产厂 ， 如 郑州伊力工贸有限公司 、 郑州百信物质有限公司。 这次参观使我们对液压剪板机的生产线加工有了全面细致的掌握，为我们进一步的设计工作注入了新的能量。 州 伊力工贸 有限公司 司简介 郑州 伊力工贸 有限公司 是一家生产各种型号的带材 的 加工企业，厂内有两台 自动控制 液压板料生产线 设备， 送料 、 开卷 、 矫平 、 剪切 、 接料各个环节， 工作的设备都在自动控制下进行 ，其已经 具备 了很高板料剪切自动化程度。 习内容 液压板料剪切生产线 的第一道工序是支撑 、 开卷。而支撑卷材的设备有好几种，在这里我们见到了两种。一个是通过手动，第二个是通过 液压缸控制的 类似 于 三爪或四抓卡盘的胀缩系统，其工作原理是 开卷机芯轴通过四个端面上带斜度燕尾槽连接四块扇形板，每块扇形板在尾端通过一个径向滑道防止其轴向窜动，但可以实现沿径向涨缩。在卷筒轴尾端连接有旋转油缸，油缸活塞杆通过卷筒轴中心的拉杆驱动前端 四棱轴轴向滑动，从而带动扇形板径向涨缩。卷筒可以通过附加的四块扇形板来增加公称直径。开卷机 支撑 形式 如 图 1 和图 2。 中原工学院毕业设计实习报告 5 图 1 手动支撑 图 2 胀缩式支撑 预展机的 作用是通过辊筒 进行 喂给和预展 ， 图 3 为预展机的外观图 和 图 4 为 原预展机的原理图。 图 3 预展机外观图 图 4 预展机原理图 第二道工序是展平通过几排辊筒的作用使板料展平， 其上面的几个手柄是调节辊筒之间间距的，以适应不同厚度的板材。这些调整辊筒间距机构是丝杠螺母结构 展平机整体图 如 5。 中原工学院毕业设计实习报告 6 图 5 展平机 在开卷机和校平机中间有个预留坑，预留坑的作用是防止板材的积累，因为剪裁的速度没有开卷的快，所以要加一个预留坑。 其图示如 图 6。 图 6 预留坑 下一道工序是剪板接料架， 接料架如下图 7，接料架的作用是整齐所剪切的板料，当板料的数目达到一定量后，就通过导轨送走。 中原工学院毕业设计实习报告 7 图 7 接料架 液压板料剪切生产线整个设备布局如下图 : 图 8 液压板料剪切生产线整体图 习小结 在 郑州伊力工贸 有限公司 的实习，使我实实在在的了解了自动控制液压板料剪切生产线 的工作 过程 为我们近一步的设计工作做了一个很好的铺垫。 并且对支撑开卷机 做了最全面的了解。完成了此次实习任务。 支撑开卷机是液压板料剪切生产线设备组的第一个机械设备，主要作用是为为带 材运行时提供张力，支撑带材，并把带材送入校平机。 支撑开卷机包括两部分，一个是支撑卷材，开卷的设备，一个是喂给带材 入校平机的设备。支撑卷材的设备现在估计主要是胀缩式的，那种手动现在很少使用了，因为操作不便，费时费力，不利于自动化操作。 起喂给和预展作用的两辊筒之间距离是通过丝杠螺母或者涡轮蜗杆 、 两锥齿轮 实现的 。当我们设计时要比 较 这几种的优略 。 郑州 百信物质 有限公司 司 介绍 郑州 百信物质有限公司位于郑州天元钢材城院内，也是一家生产板料的加工厂。厂内有两个一样的液压板料剪切生产线设备。 郑州百信物资有限公司始建于 1996年，是一家以板材贸易为主的综合性物资流通企业，现为鞍钢冷板河南地区代理，中原工学院毕业设计实习报告 8 且与本钢、邯钢、包钢、武钢、鞍钢、涟钢等国内各大钢厂长期合作。公司常年经营冷板、热板、冷卷、热卷和镀锌卷等百十余种，货源长期稳定。 多年来，公司为汽车、农机、家电、电气等行业提供优质的产品和服务。在钢厂和用 户之间树立了良好的企业形象及信誉，现已与省内外千余家企业用户和国内几家大型钢厂保持着长期稳定的合作关系，形成了稳定的供货渠道及营销网络 。 百信精神：诚信、创新、发展。 经营理念：诚信为本，以义制利。 管理理念：事事有落实，人人找事做，每天进步一点点。 品牌意识：靠诚信打品牌，百信的品牌形象信誉高于一切。 服务理念：满足客户对产品的需求，为客户提供最合适的产品是我们的工作重心，客户满意是我们永恒的追求。 百信人价值观：爱，勤奋，自律。 习内容 在郑州 百信物质有限公司我看到了两台一样的液压板料剪切生产线设备。其支撑开卷部分和伊力的差不多，但是有些不同：其主轴和带斜度燕尾槽的套筒是固定在一起的，胀缩时一起轴向运动，从而对带燕尾槽的扇形板作用，当开卷时 它们一起转动。 车间中一个支撑开卷机的外壳由于去掉了我们能清楚地看到里面主轴的驱动情况。下面是电动机经过变速箱然后通过链条传动传到主轴的套筒上，这是主轴回转运动的动力来源。 里面还有个制动装置，原理是通过手动拧紧或松开丝杠螺母达到抱紧松开主轴的作用。 中原工学院毕业设计实习报告 9 图 9 支撑开卷机主轴部分 在该图中我们还可以看到由 液压缸控制的机构用于压实卷材的开头便于开卷或者收卷 。 小结 在百信公司我看到了支撑开卷机主轴部分，通过与伊力公司内支撑开卷机主轴的 比较 ， 基本上明白了主轴的结构 以及与 套筒 、 扇形板的安装问题。短期的实习当然不会学到太多的东西，但是足以让我们见一见液压板料剪切生产线的工作情况与现状，了解了生产线所必须的各种设备包括送料小车 、 支撑开卷机 、 展平机 、 接料架。见到了实际生产过程和各个设备的功能作用，从而建立了模型，为下一步的设计提供了设计思路。这次实习使我们 开阔了视野，增长了知识。 2 课题调研 题概述 我的课题为“自动控制液压板料剪切生产线设计 支撑开卷机设计 ”。 支撑开卷机是板料剪切生产线机组的一部分，是卷材加工准备工序的主要设备。 支撑开卷机包括两个方面：一个是支撑 、 开卷部分 的设备，一个是将带材送入 展 平机的设备 目前支撑 卷材的部分有两种一个是 主要靠人工方式 拧螺栓 螺套 来完成， 自动化水平不高， 这 不仅 浪费了 大量的人力， 而且手工操作时操作人员极易划伤或者碰伤。另一个支撑形式是 开卷机芯轴通过 三（ 四 ） 个端面上带斜度燕尾槽连接 三（ 四 ） 块扇形板，每块扇形板在尾端通过一个径向滑道防止其轴向窜动，但可以实现沿径向涨缩。卷筒可以通过附加的四块扇形板来增加公称直径 ，来支撑不同内径的卷材 。开卷部分 通过主轴的旋转来起到开卷的 作用 。将带材送入展平机的设备的作用 是 为带材运行 提供张力，支撑带材，并把带材送入校平机，而且也起到了预展的作用，便于 更好 地 展平带材 。 本课题就是对支撑开卷机进行整体结构设计，在满足支撑开卷功能的基础上，还要实现设备 结构紧凑、 运作稳定、效率高、成本低。 中原工学院毕业设计实习报告 10 国支撑开卷机 的设计现状及国际状况 开卷机的型式已由箱式开卷机，无胀缩卷筒开卷机等类型，逐步发展过渡到胀缩卷筒式开卷机，这种通过卷筒轴上的弓形板的胀缩支持带卷内径，避免了带材边部损伤和内孔打滑的缺点。根据结构胀缩卷筒开卷机大致有以下型式：单卷筒悬臂式 、 双卷筒回转式 、 双柱头开卷机 、 单卷筒悬臂式 、 双锥头式开卷机 。悬臂式开卷机具有刚性大，开卷张力大等优点，因此适用于较薄带材的开卷。 悬臂式开卷机和双圆柱式开卷机及双锥头式开卷机已成功地应用于带材精整机及冷连轧机组 。最近几年，西德和美国一些机械制造公司和生产厂商，大力推广双圆柱头式开卷机。国外生产事件证明，双圆柱头式开卷机上料操作方便，工作平稳可靠，其结构也比悬臂式开卷机简单，其缺点是，由于采用两套传动装置，双圆柱头式开卷机设备重量比悬臂式开卷机要大。双锥头式开卷机由于锥头部分和带内卷圈接触面积太小，带张力操作时，容易损坏带材头部，所以目前已不大使用。 献检索 通过 调研与实习 ,在图书馆找文献，在设计时要考虑下面几个问题： 材开卷机主轴的设计与计算 开卷机主要用于支撑钢带卷，并和直头机一起把钢带送入校平机。本开卷机采用胀缩式卷筒，可以适应多种内径变化。其技术参数为 电机功率 k W 转速 r 宽 重 k g 1 当轴的支撑位置和轴所受载荷大小 作用 点及载荷种类均以确定， 支点反力及弯矩可以 求得 时，可按弯矩合成的理论进行近似计算。 中原工学院毕业设计实习报告 11 根据开卷机的工作方式 ， 主轴大致结构如图 10 所示。 图 10 主轴简图 1、安装齿轮 2、主轴 3、轴承 4 张紧装置 首先， 根据轴的直径计算公式初步估算直径 ，然后轴上受力分析，最后轴的强度校核。 速旋转接头的研制 高速旋转接头是当今板材开卷 机、巷取机涨缩机构上的关键部件，国 内大多靠进口。本文阐述高速旋转接头的结构 、工作原理、生产制造 过程及实际应用情况。 ( 1 )旋转接头的功 能及工作原理 旋转接头的功能见图 11 。通过旋转接头装置 1 供给涨缩缸 2 压力油，使活塞 3 作往复运动，带动卷筒心轴 4 使卷筒的扇形板 5 涨开或收缩， 从而完成卷筒 6 的紧卷或松卷工作。由于供油的旋转接头装置 1 其外壳分配筒不旋转，处于浮动 状态， 而该装置的分配轴固定在与卷筒轴同回转的涨缩缸 2 上，因分配轴与不旋转的分配筒间存在有间隙，于是当间隙内有压力油时，就产生动压油膜，即形成了密封。 中原工学院毕业设计实习报告 12 图 11 旋转接头的功能示意图 经过理论计算，确定了旋转接头基本参数。结构设计方面设计师结合以往的工作经验，采用比照设计的方法，大胆创新，在 采用油膜 间隙 密封结构的同时，又增加 了两个深沟球轴承，由于轴承游隙小于分配轴与分配筒之间的间隙，确保了分配轴与分配筒之间无论何时 都存 在间隙，使旋转接头的结构更趋合理，下面是高速旋转接头的结构如图 12： 图 12 高速旋转接头结构 计任务的确定（明确的设计任务书） 经过几次的 实习以及调研，可以说是圆满完成任务，明确了液压板料剪切生产线 工作的各个环节， 特别是支撑开卷机有了很深的理解。并有了 一个初步的想法。最主要的是明确了设 计任务，为下一步的总体设计做好了足够的准备。 整个生产线设计的主要任务为以下几个方面： （ 1） 剪板机选型及成品接料架设计 ; （ 2） 支撑开卷机设计 ; （ 3） 展平机设计 ; 中原工学院毕业设计实习报告 13 （ 4） 液压泵站及系统设计 。 而我的主要任务 是 支撑开卷机设计（包括机架的设计 、 各主要零部件的设计及安装 ） 案初拟 卷机型式 方案 悬臂式开卷机，原因是 悬臂式开卷机具有刚性大，开卷张力大等优点，适用于较薄带材的开卷。 方案 双圆柱头式开卷 机 原因是 上料操作方便，工作平稳可靠，其结构也比悬臂式开卷机简单，其缺点是， 由于 采用两套传动装置，双圆柱头式开卷机设备重量比悬臂式开卷机要大 。 根据我们的选型钢材厚度不是太大，所以选择悬臂式开卷机 。 撑部分 方案 为了满足自动化 的动作要求， 采用胀缩式开卷机。 方案 用无胀缩式开卷机， 如图 13 这种的支撑机构， 优点是结构简单，生产成本低，缺点是胀缩卷材内径时要人工去操作，比较麻烦，工人的劳动强度增大而且还容易划伤碰伤。 图 13 手动的支撑机构 综合分析选择方案 I 采用胀缩式开 卷机 在选择了胀缩式开卷机之后，就要考虑怎么实现胀缩， 下面也有两种方案 方案 I 卷筒轴上装有滑块，通过固定螺母、卡套与拉杆相连接 ，拉杆与胀 缩缸的活塞相连接，滑块可在卷筒轴上的 T 形槽内滑动。滑块的斜面与水平面成 1 6 度 角。扇形板通过滑块与卷筒轴相连接， 由于卷筒轴端盖的限制，使得扇形 板只能作径向运动 左端进油时使活塞向右移动 ，活塞通过拉杆带动固定螺母和卡套向中原工学院毕业设计实习报告 14 右移动，带动滑块也向右移动，扇形板在滑块的斜面上作径向 运动使卷筒胀 径 。 方案 过 卷筒主轴的左右移动从而使一个类似于平行四边形的支撑机构变形 ，这样扇形板在径向上移动，从而使卷筒胀径或缩径。如图 11 图 11 胀缩机构的一种形式 从稳定性上考虑我选择 方案 I。 3 致谢 在此真情的感谢在实习和调研过程中得到了各方面人士的大力帮助，特别是受到了郑州伊 力和郑州百信公司的工作人员的热情帮助和讲解，同时还有樊老师的指导，在此表示感谢。 中原工学院毕业设计实习报告 15 参考文献 1联合编写组 中下） S械工业出版社， 2联合编写组 1） S械工业出版社， 3樊瑞 M 机械 工业出版社 ， 北京：机械设计 出版社， 4联合编写组 . 机械零件设计手册 S 机械工业 出版社， 5成大先 行本）：常用设计资 料 S学工业出版社， 6 成大先 行本）：机械传动 S学工业出版社， 7路甬祥 S机械工业出版社， 8汪启明等 J003年 06期 9 张利平 液压控制系统及设计 S学工业出版社， 10黄大宇、梅瑛 长春：吉林大学出版社， 11牛永生、吴隆 机械制造技术 西科学 技术出版社， 12邓星钟、 机电传动控制（第三版） 中科技大学出版社， 2001.3 毕业 设计说明书 题目名称 ： 自动控制液压板料剪切生产线设计 卷材支撑开卷机设计 院系名称 ： 班 级 ： 学 号 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 毕业设计 开题报告 题 目名 称 ： 自动控制液压板料剪切生产线设计 卷材支撑、 开卷机设计 院系名称 ： 班 级： 学 号： 学生姓名 ： 指导教师 ： 2011 年 3 月 1 1 本课题所涉及的内容国内 (外 )研究现状综述 题背景 随着科学技术的迅猛发展和人类生活节奏的加快，产品的生产，特别是机械产品为了能够有很强的市场竞争力，必须减少产品的生产时间，减轻工作的劳动强度这就要求机械产品更加效率自动化和智能化。在今天生活节奏很快的世界里，剪板机主要是为其他的加工提供或其他用途提供板 料，因此，要求剪板机能提供合格板料的基础上，还要有高的工作效率，很高的自动化程度。因此液压剪板机自动生产线就应运而生了 。 内（外）状况 支撑开卷机是板料剪切生产线机组的一部分，是卷材加工准备工序的主要设备，其主要作用是为带材运行时提供张力，支撑带材，并把带材送入校平机。 随着对开卷机速度和板面质量的要求，开卷机的型式已由箱式开卷机，无胀缩卷筒开卷机等类型，逐步发展过渡到胀缩卷筒式开卷机，这种通过卷筒轴上的弓形板的胀缩支持带卷内径，避免了带材边部损伤和内孔打滑的缺点。根据结构胀缩卷筒开卷机大致有以 下型式：单卷筒悬臂式 双柱头开卷机 卷筒悬臂式适用于带材宽度在 350厚较大的带卷，大多带有离合驱动装置，可以被动或主动开卷，具有正 大多配有拆头直头机，方便开卷 ; 对于带材宽度在 350上，带厚较大的带卷我们推荐使用单卷筒悬臂式开卷机。双卷筒回转式适用于带厚小于 3带材 ,这种双工位开卷机就是一个卷筒在工作时，另一个可以用悬臂吊或其他方法上卷。前一卷带材用完后，已上好卷的另一个卷筒可以立即回转至带材准备作业线进行开卷，当前一卷带材用完后。这样可以 减少上卷工作时间，以减少后续活套的带材储存量。双柱头开卷机适用于带材宽度较大，卷重较重的带卷都带有离合驱动装置，可以被动或主动开卷具有强度刚性好，上卷操作方便，工作平稳可靠，对中性好，结构简单的优点。对于带材宽度较大，卷重较重的带卷我们推荐使用双锥或双柱头开卷机。为了避免外径较大（ 1600 以上）的带卷在高速工作时倾倒，大带卷的单卷筒悬臂式 2 2本课题有待解决的主要关键问题 根据 支撑开卷机结构 特点， 在设计时 要注意以下几点问题： 1） 支撑开卷机的支撑胀紧 的 形式及 结构设计 ； 2） 开卷机主轴的设计与计算 ； 3） 变速系统设计 ； 3对课题要求及预期目标的可行性分析 (包括解决关键问题技术和所需条件两方面 ) 题任务介绍 1） 市场参观调查对开卷机 结构分析 其 合理性 2） 查阅资料，确定支撑开卷机 总体设计方案 3） 绘制草图 ，完成相关的理论计算 4） 利用 键零部件 和装配图 5） 撰写毕业设计说明书 键问题的技术解决 1）支撑开卷机支撑的形式及机构设计 卷筒轴上装有滑块，通过固定螺母、卡套与拉杆相连接，拉杆与胀缩缸的活塞相连接，滑块可在卷筒轴上的 T 形槽内滑动。滑块的斜面与水平面成 1 6 度角。扇形板通过滑块与卷筒轴相连接，由于卷筒轴端盖的限制，使得扇板只能作径向运动 左端进油时使活塞向右移动 ，活塞通过拉杆带动固定螺母和卡套向右移动，带动滑块也向右移动，扇形板在滑块的斜面上作径向 运动使卷筒胀 径。 2） 开卷机对中调节功能 为了减小带钢的翘曲现象， 对于一般的带材开卷机组，都要求开卷机具有对 3 中调整功能，即在上卷时和工作过程中，始终保证带材中心线与机组中心线重合，以保证机组能正常工作。目前采用的纠偏系统主要有光电液纠偏系统和气电液纠偏系统。但是光电液系统应用比较成熟。在光电液纠偏系统中，光电头固定在带材的边缘，使带材位于光源的中心线位置，当带材跑偏时，将引起 电信号的变化，系统将此变化反馈给液压对中油缸，推动开卷机，实现自动对中。 3） 保证开卷机开卷线速度的恒定 在开卷过程中卷材的半径逐渐变小， 而 开卷的线速度 V=2 r n，式中 r 为带材半径， 在很多设计为了保证开卷线速度的基本恒定 。在选用电动机的时要选择电磁调速电机 。 4完成本课题的工作计划及进度安排 毕业实习； 案论证，确定方案，完成调研报告，开题报告及外文翻译； 定支撑开卷机 总体设计方案 ,绘制草图 并完成相关的理论计算 成该 支撑开卷机总体设计及关键零部件设计 ;按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书； 查设计、准备答辩； 辩资格评审 ； 公开答辩）； 改毕业设计 。 5指导教师审阅意见 4 指导教师 (签字 )： 年 月 日 6指导小组意见 指导小组组长 (签字 )： 年 月 日 说明： 1. 本报告前 4项内容由承担毕业论文 (设计 )课题任务的学生独立撰写； 2. 本报告必须在第八学期开学两周内交指导教师审阅并提出修改意见； 3. 学生须在小组内进行报告，并进行讨论； 本报告作为指导教师、毕业论文 (设计 )指导小组审查学生能否承担该毕业设计 (论文 )课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校的抽查。 1 摘要 液压剪板机自动生产线中第一道工序就是开卷。这就用到了开卷机，开卷机是用来支撑钢卷、回转钢卷的。随着对开卷机速度和板面质量的要求，开卷机的型式已由箱式开卷机，无胀缩卷筒开卷机等类型，逐步发展过渡到胀缩卷筒式开卷机。目前市场上开卷机的型式有很多种，如单卷筒悬臂式 双柱头开卷机。它们共同特点都是涨缩卷筒式开卷机。采用胀缩卷筒式开卷机的优点是：其设备配置较为简单，主要由传动系统及胀缩卷筒、压紧辊和支撑等装置组成。 根据现场调研，原开卷机的张力较小，现 增加了带钢的张力，进行了主要零件的强度计算。该 开卷机保证开卷时恒定张力，保证开卷线速度恒定，从而提高了带钢的表面质量。而且具有对中调节功能，即在上卷和工作过程中，始终保证带材中心线与下道机组中心线重合，减少带钢的翘曲现象，从而保证剪板的正常进行，提高了带钢产品质量。 关键词：开卷机，表面质量，恒定 张力 he of is is to As of to on of a of as of is of in is by to of is of on is it be in to 目录 引言 . 错误 !未定义书签。 1 开卷机的概念和发展趋势 . 错误 !未定义书签。 题的背景和目的 . 错误 !未定义书签。 卷机的概述 . 错误 !未定义书签。 卷机的结构 . 错误 !未定义书签。 筒可胀缩开卷机 . 错误 !未定义书签。 锥头无胀缩开卷机 . 错误 !未定义书签。 圆柱头可胀缩开卷机 . 错误 !未定义书签。 卷机的发展趋势 . 错误 !未定义书签。 2 开卷机筒结构设计 . 错误 !未定义书签。 卷机筒结构 . 错误 !未定义书签。 卷机筒结构设计 . 错误 !未定义书签。 3 开卷机电机功率与减速箱速比的合理选择 . 错误 !未定义书签。 卷机电机功率与减速箱速比合理选择重要性 . 错误 !未定义书签。 卷机张力和速度的确定 . 错误 !未定义书签。 卷电机的选择及功率计算 . 错误 !未定义书签。 磁调速电动机的选用及工作原理 . 错误 !未定义书签。 卷筒上的静张力计算的电机功率 . 错误 !未定义书签。 速箱速比的设计 . 错误 !未定义书签。 4 减速箱各齿轮设计计算 . 错误 !未定义书签。 轮模数的估算和验算 . 错误 !未定义书签。 轮模数的估算（以高速级小齿轮为例） . 错误 !未定义书签。 轮模数的验算（以高速级小齿轮为例） . 错误 !未定义书签。 轮强度校核 . 错误 !未定义书签。 定的齿轮材料及精度等级及齿数 （以低速级啮合齿轮为例） 错误 !未定义书签。 齿面接触疲劳强度设计 . 错误 !未定义书签。 轮齿数及结构设计 . 错误 !未定义书签。 5 减速箱实际传动比及主轴的设计计算 . 错误 !未定义书签。 设计的减速器实际传动比及各轴动力参数计算 . 错误 !未定义书签。 轴的设计计算 . 错误 !未定义书签。 择轴的材料 . 错误 !未定义书签。 步估算轴的最小直径 . 错误 !未定义书签。 上受力分析 . 错误 !未定义书签。 的强度校核 . 错误 !未定义书签。 6 轴承寿命计算 . 错误 !未定义书签。 7 开卷机对中调节功能 . 错误 !未定义书签。 8 开卷机压辊压紧力计算 . 错误 !未定义书签。 9 开卷机各液压缸压力流量的确定 . 错误 !未定义书签。 卷机卷筒胀缩缸推力及压力流量的确定 . 错误 !未定义书签。 筒胀缩功能的介绍 . 错误 !未定义书签。 缩缸推力的计算 . 错误 !未定义书签。 3 卷机上其他液压缸流量的确定 . 错误 !未定义书签。 辊装置中液压缸流量的计算 . 错误 !未定义书签。 移液压缸流量的计算 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 购买后包含有 咨询 摘要 液压剪板机自动生产线中第一道工序就是开卷。这就用到了开卷机，开卷机是用来支撑钢卷、回转钢卷的。随着对开卷机速度和板面质量的要求，开卷机的型式已由箱式开卷机，无胀缩卷筒开卷机等类型，逐步发展过渡到胀缩卷筒式开卷机。目前市场上开卷机的型式有很多种，如单卷筒悬臂式 双柱头开卷机。它们共同特点都是涨缩卷筒式开卷机。采用胀缩卷筒式开卷机的优点是：其设备配置较为简单，主要由传动系统及胀缩卷筒、压紧辊和支撑等装置组成。 根据现场调研，原开卷机的张力较小，现 增加了带钢的张力，进行了主要零件的强度计算。该 开卷机保证开卷时恒定张力，保证开卷线速度恒定，从而提高了带钢的表面质量。而且具有对中调节功能，即在上卷和工作过程中，始终保证带材中心线与下道机组中心线重合，减少带钢的翘曲现象，从而保证剪板的正常进行，提高了带钢产品质量。 关键词：开卷机，表面质量，恒定 张力 购买后包含有 咨询 he of is is to As of to on of a of as of is of in is by to of is of on is it be in to 买后包含有 咨询 购买后包含有 咨询 购买后包含有 咨询 目录 引言 . 1 1 开卷机的概念和发展趋势 . 2 . 2 . 2 . 3 筒可胀缩开卷机 . 3 . 4 . 5 . 6 2 开卷机筒结构设计 . 8 卷机筒结构 . 8 . 9 3 开卷机电机功率与减速箱速比的合理选择 . 11 . 11 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 4 减速箱各齿轮设计计算 . 14 . 14 高速级小齿轮为例） . 14 高速级小齿轮为例） . 14 . 15 以低速级啮合齿轮 为例） . 15 . 15 . 17 5 减速箱实际传动比及主轴的设计计算 . 19 . 19 轴的设计计算 . 19 . 19 步估算轴的最小直径 . 19 上受力分析 . 20 的强度校核 . 21 6 轴承寿命计算 . 23 7 开卷机对中调节功能 . 24 8 开卷机压辊压紧力计算 . 25 9 开卷机各液压缸压力流量的确定 . 27 卷机卷筒胀缩缸推力及压力流量的确定 . 27 购买后包含有 咨询 . 27 . 27 卷机上其他液压缸流量的确定 . 28 . 28 . 29 致谢 . 31 参考文献 . 32 购买后包含有 咨询 1 引言 目前胀缩卷 筒开卷机大致有以下型式：单卷筒悬 臂式 双柱头开卷机。单卷筒悬臂式适用于带材宽度在 350上，带厚较大的带卷，大多带有离合驱动装置，可以被动或主动开卷，具有正、反转驱动功能 ,大多配有拆头直头机，方便开卷 ; 对于带材宽度在 350上，带厚较大的带卷我们推荐使用单卷筒悬臂式开卷机。双卷筒回转式适用于带厚小于 3这种双工位开卷机就是一个卷筒在工作时，另一个可以用悬臂吊或其他方法上卷。前一卷带材用完后，已上好卷的另一个卷筒可以立即回转至带材准备作业线进行开卷，当前一卷带材用完后。这样可以减少上卷工作时间，以减少后续活 套的带材储存量。双柱头开卷机适用于带材宽度较大，卷重较重的带卷都带有离合驱动装置，可以被动或主动开卷具有强度刚性好，上卷操作方便，工作平稳可靠，对中性好，结构简单的优点。对于带材宽度较大，卷重较重的带卷我们推荐使用双锥或双柱头开卷机。为了避免外径较大（1600 以上）的带卷在高速工作时倾倒，大带卷的单卷筒悬臂式 开卷机是自动控制液压板料剪切生产线中不可少的设备， 是卷材加工准备工序的主要设备，其主要作用是为带材运行时提供张力，支撑带材，并把带材送入下道工序校平机。 因此保证 开卷机顺利工作对提高剪板生产率有很重要意义。例如该设计，首先根据所要卷材的厚度，宽度，选择开卷机的设计方案，并对设计方案进行评述。由于钢卷开卷张力大，采用滑块胀缩式卷筒胀缩结构，用液压缸活塞移动 通过芯轴带动固定螺母、端盖向右移动，从而带动滑块也向 右移动，扇形板在滑块1 的斜面上作径向运动使卷筒缩径 ；反之，胀缩缸右端进油时使活塞向左移动，卷筒胀径 。采用压辊压紧带钢，方便收卷，卸卷。这次设计，计算胀缩缸推力，保证推力足以使扇形板胀径。还有主轴的直径设 计及校核。采用合理的直径使结构紧凑 、经济合理 、 强度足够。 购买后包含有 咨询 2 1 开卷机的概念和发展趋势 题的背景和目的 随着科学技术的迅猛发展和人类生活节奏的加快，产品的生产，特别是机械产品为了能够有很强的市场竞争力，必须减少产品的生产时间，减轻工作的劳动强度这就要求机械产品更加效率自动化和智能化。在今天生活节奏很快的世界里，剪板机主要是为其他的加工提供或其他用途提供板料，因此，要求剪板机能提供合格板料的基础上，还要有高的工作效率，很高的自动化程度。因此 自动控制液压剪板机生产线就应运而生了。 而支撑开卷机是 板料剪切生产线机组的一部分，是卷材加工准备工序的主要设备，其主要作用是为带材运行时提供张力，支撑带材，并把带材送入下道工序矫平机组中。 开卷机的设计，除了按一般机械设计程序进行结构和强度设计外，还有几个与工艺和操作有关特殊问题 ：如机构选择、主要参数确定、开卷机张力的形成与确定胀缩液压缸推力的大小计算 、调速以保证开卷使线速度恒定、变速箱的结构设计及各个啮合齿轮的传动比及结构设计计算、压辊压紧力计算、主轴的结构设计与强度校核、 轴承的寿命计算等。 卷机的概述 开卷设备大体可分为： 悬臂式开卷机 、双圆柱 头式开卷机和双锥头式开卷机。悬臂式开卷机具有刚性大，开卷张力大等优点，因此适用于较薄带材的开卷。 悬臂式开卷机和双圆柱头式开卷机及双锥头式开卷机已成功地应用于带材精整机及液压剪板机生产线机组。最近几年，西德和美国一些机械制造公司和生产厂家，大力推广双圆柱头式开卷机。国外生产实践证明，双圆柱头式开卷机上料操作方便、工作平稳可靠，其结构也比悬臂式开卷机简单。 其缺点是。由于采用两套传动装置，双圆柱头式开卷机设备重量比悬臂式开卷机要大。 由于双锥头式开卷机，锥头部分和带内巻圈接触面积太小，带张力操作时，容易损坏带材 头部，所以目前已不大采用。 图 1 购买后包含有 咨询 3 图 1臂式开卷机 1、卷筒 2、传动装置 3、减速机 4、电机 5、胀缩油缸 6、对中油缸 卷机的结构 筒可胀缩开卷机 这种结构开卷机，其结构上与张力卷取机基本相同 ，但 在开卷机筒上无钳口装置。按筒结构形式不同，可分为单筒棱锥式开卷机和单筒链板式开卷机。 图 1单筒链板开卷机机构。它在带钢精整机组的头部，度为 500带卷。卷重为 16t，开卷速度为 3m/s。 筒的缩径机构，依靠仅作径向运动的四块弓形块 3 来实现。弓形块 3 与内筒 1用链板 2 铰接，内筒 1 与 芯轴 4 采用其尾部的垫板 5 连接在一起。芯轴 4 则与筒尾端部地轴向胀缩液压缸活塞杆相连。若轴向液压缸进行压力压油时，活塞杆与芯轴4一起做轴向移动使筒缩径 。借助于弹簧的作用，使活塞杆与芯轴 4复位，筒胀径。 图 11 内筒 2 链板 3 弓形块 4 芯轴 5 垫板 购买后包含有 咨询 4 这种 开卷机适用于开卷张力不大于 1000公斤的卷重在 15洗 机组、退火机组等精整机组。对于处理卷重较大和开卷张力较大的带卷时，可采用单筒棱锥式开卷机。 图 1用于双机架平整机组，带材厚度为 度为 550卷速度为 33m/s 或 23m/s。开卷张力为 2270 公斤，卷重为20000 这种开卷机筒由活动支撑轴颈 1、拉杆 2、空心轴 3、扇销 4、弓形块 5、棱锥轴 6以及滑键 7等组成。 图 11 活动支撑轴颈 2 拉杆 3空心轴 4 扇销 5 弓形块 6 棱锥轴 7 滑键 这种单筒棱锥式开卷机与链板式开卷机比较，具有刚性好 、 开卷张力大 、 设备重量较轻等优点，目前已被广泛采用。 锥头无胀缩开卷机 图 1用来开卷厚度为 度 为 1500开卷速度为 1m/s。这种开卷机结构简单，其缺点是圆锥头与带卷内孔容易产生打滑。为了克服这一缺点，可采用锥头可胀缩开卷机。 购买后包含有 咨询 5 图 1锥头无胀缩开卷机 圆柱头可胀缩开卷机 双圆柱头 可胀缩开卷机按其胀缩方式的不同 ，还可分为径向液压缸胀缩双圆柱头式开卷机和轴向液压缸胀缩双圆柱头开卷机两种。 双圆柱头式开卷机用于酸洗机组 、 剪切机组及冷轧机组。一般来说，这种开卷机用来开卷张力不大的带厚为 2热轧带钢。对于薄带钢和大张力开卷时，则采用悬臂式开卷机。 图 1径向液压缸胀缩双圆柱头开卷机。开卷机左右锥头分别由液压缸 2 操作，可沿其水平方向移动。借此夹持带卷内径，并对中机组中心线。圆柱胀缩由两个径向液压缸来实现。为了使两个径向液压缸 4 作同步径向运动，利用齿轮 3 实现机械同步。这种 结构上克服了上述锥头无胀缩开卷机的打滑现象，使用情况表明，效果良好。 图 1向液压缸胀缩双圆柱头 开卷机 轴向液压缸双圆柱头开卷机，用于无机架冷连轧机组。带材厚度为 材宽度为 550服极限为 37 公斤 /毫米 2。最大卷重为 45000 公斤。开卷速度为 s。开卷张力为 920 筒结构如图 1示，筒直径为 610径时为 630径时为 560长度为 855于筒较短，把与轴向胀缩液压缸活塞直接相连的拉杆头部做成锥购买后包含有 咨询 6 形，在锥形部位加工出燕尾槽滑动面，使它与弓形 3 相配合，构成斜 楔 滑动机构。推动弓形块胀开，筒胀径。轴向胀缩液压缸反向动作时，借助拉杆端部上的燕尾槽使筒缩径。轴向胀缩活塞直径为 440成 221 图 1向液压缸胀缩的双圆柱头开卷机的筒结构 1 空心轴 2 拉杆 3 弓形块 轴向液压缸胀缩双圆柱头开卷机与径向液压缸 双圆柱头开卷机相比，仅仅是圆柱头胀缩液压缸布置方式不同。制造和使用等方面来看，轴向液压缸胀缩双圆柱 头开卷机较好。 图 1缩液压缸和回转接头 1 拉杆 2 活塞 3 回转接头 卷机的发展趋势 随着科学技术的迅猛发展和人类生活节奏的加快，产品的生产，特别是机械产品为了能够有很强的市场竞争力，必须减 少产品的生产时间，减轻工作的劳动强度这就要求机械产品更加效率自动化和智能化。在今天生活节奏很快的世界里，剪板机主要是为其他的加工提供或其他用途提供板料，因此，要求剪板机能提供合格板料的基础上，还要有高的工作效率，很高的自动化程度。因此 自动控制液压剪板机购买后包含有 咨询 7 生产线就应运而生了。 而支撑开卷机是板料剪切生产线机组的一部分，是卷材加工准备工序的主要设备，其主要作用是为带材运行时提供张力，支撑带材，并把带材送入下道工序矫平机组中。开卷机的控制更加要自动化、智能化、使用方便、操作简单。 根据开卷 速度和板面质量的要求，开卷机的 型式已由箱式开卷机，无胀缩卷筒开卷机等类型，逐步发展过渡到胀缩卷筒式开卷机。 薄板、 带钢的生产技术是钢铁工业发展水平的一个重要标志。 薄钢板除了供汽车、农机、化工、食品罐头、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等需要薄钢板。因而在一些工业发达的国家中，薄钢板占钢材的比例逐年增加。 开卷机的发展主要有以下几面： （ 1）为了提高设备的生产能力，相应的增加钢卷的重量 。因为带钢是以钢卷方式生产的，每一个钢卷在送入矫平机前，都必须经过吊料、上料、拆捆、开卷、然后送入展平、矫平机组 中。在每一卷终了时又需要有减速、停机、卷取及卸卷的过程，占了较多的生产时间。钢卷 质量增大后，可相应地增加作业的时间，而且由于每卷带钢长度的增加，带钢在稳定速度下开卷的时间也相应的增加 ，带钢的质量才能得以改善。然而带钢质量也不可无限制地增加，它受到开卷机等机械设备的结构和强度的限制，也受到电动机调速范围的限制，而且卷重太大还会给车间内钢卷的运输和存放带来困难。目前，钢卷的质量已达 40t，个别的达到 60t，以带钢单位宽度计算的卷重达到 30 （ 2）提高开卷机开卷的速度 。 20 世纪 50 年代开卷机大都 在 20m/s 左右， 60 年代以来已逐步提高到 30m/s。但是开卷速度的进一步提高会受到工艺润滑材料与方式的限制。 （ 3）提高自动化程度。在生产操作自动化方面，普遍采用各种形式的极限开关 、光电管等，对每个动作实行自动程序控制，实现了钢卷对中、带钢边缘纠偏、开卷速度的自动调整、剪切钢板的自动分选等自动化操作与控制。 购买后包含有 咨询 8 2 开卷机 筒结构设计 卷机筒结构 胀缩式筒基本上有以下四种结构形式的：弓形板式 、 平行四连杆式 、 四棱锥式 、四斜契式。 其中平行四连杆式和四棱锥式两种结构比较常 见，下面 对 这两种 种筒结构进行介绍 。 平行四连杆式筒用四块结构尺寸基本相同的弧形板组成，每块弧形板和轴上的支撑套筒用四条相联形成平行四连杆机构，依靠短连杆倾角变化产生筒径的胀缩（图2 图 2行四连杆 式 筒 在网上图书馆馆藏一个文献上也找到了平行四连杆式筒，其结构如图 2时筒处于胀径的最大极限位置。 图 2于胀径最大极限位置的平行四连杆式筒 四棱锥式筒 的筒体由四块扇形板组成，扇形板的内侧有阶梯形斜面与中心四棱锥的阶梯斜面相配合，利用四棱锥的少量轴向滑动形成外径的胀缩（ 图 2 购买后包含有 咨询 9 图 2棱锥式筒 在图书馆藏 中文科技期刊数据库，维普资讯中找到一篇文献， 2007年第 2期 ， 开卷机涨缩缸推力的确定 。我设计的卷筒就是与这个类似，下面来介绍文献中这个筒结构。 卷筒轴为开卷机的主要部件，它主要由扇形板、卷筒轴、滑块、拉杆、涨缩缸、旋转接头等装配组成，如图 2 2卷筒轴上装有滑块，通过固定螺母、卡套与拉杆相 连接，拉杆与涨缩缸的活塞连接，滑块可在卷筒轴上的 T 形槽内滑动。滑块的斜面与水平面成 16。 角。扇形板通过滑块与卷筒轴相连接，由于卷筒轴端盖的限制，使得扇形板只能作径向运动。当涨缩缸左端进油时使活塞向右移动，活塞通过拉杆带动固定螺母和卡套向右移动，带动滑块也向右移动，扇形板在滑块的斜面上作径向运动使卷筒缩径；反之，涨缩缸右端进油时使活塞向左移动，卷筒胀径。 卷机筒结构设计 我设计的卷筒胀缩的原理 与上面的比较相似，卷筒轴上 也装有滑块式的导轨，通过固定螺母、端盖与芯轴相连接，滑块可在卷筒轴上的 T 形导轨内滑动。扇形板通过滑块与卷筒轴相连接，由于卷筒轴上的钢卷挡圈的限制，扇形板只能作径向运动。当涨缩缸左端进油时活塞向右运动，推动芯轴向右移动从而带动固定螺母和端盖向右移动，卷筒轴上的滑块向右移动，扇形板在滑块的斜面上作径向运动使卷筒缩径 ，最小值可达到 530之，涨缩缸右端进油时使活塞向左移动，卷筒胀径 ，最大值可达到 650。 结构如图 2 购买后包含有 咨询 10 图 2卷机卷筒 装配图 购买后包含有 咨询 11 3 开卷机电机功率与减速箱速比的合理选择 卷机电机功率与减速箱速比合理选择重要性 现代带材开卷机的卷 重、卷径和开卷速度都比较大，在同一台开卷机上希望生产的带材的厚度范围也比较大，因而卷取、开卷张 力的变化范围比较宽。因此，合理地选择电机功率和减速比就显得非常重要。 在计算开卷电机功率之前首先要确定张力的大小和开卷速度。 卷机张力和速度的 确定 精整机组开卷张力的选用，与机组尾部去张力一样，应该十分慎重。不合适的开卷张力，会影响到精整机组正常生产。 采用大张力，使传动设备加大，增加投资。过大的张力还可能拉断带材。小张力可能使带材跑偏。 卷取张力是轧机出口侧带材断面积与带材张应力的乘积： T=S*F 式中 S 带材张应力， N/ 2 F 带材的横断面面积 ， 2 对于 铝带冷轧机，开卷张应力一般取轧制 带材屈服极限的 10 25，而卷取张应力取开卷张应力的 60 对于铝箔轧机， S=20 2而设计的开卷机工作对象是钢材，所以 =80N/ 2 设计时开卷机按最大来料厚度和宽度计算断面积，乘以张应力就可以求得开卷机张力值。 根据选型的尺寸 带材厚度最大为 4，带材最大宽度为 2000，代入上面的公式 T=S*=80*2000*4N=640卷速度最大速度初定为 2m/20r/ 卷 电机的选择及功率计算 磁调速电动机的选用及工作原理 在开卷过程中卷材的半径逐渐变小， 而 开卷的线速度 V=2 r n，式中 r 为带材半径， n 为开卷机主轴转速。现在很多设计为了保证开卷线速度的基本恒定 。 在选用电动机的时要选择电磁调速电机 。 电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分组成。异步电机作为原动机使用，当它旋转时带动离合器的电枢一起旋转，电气控制装置是提 供滑差离合器励磁线圈励磁电流的装置。这里主要介绍电磁滑差离合器 ， 它包括电枢、磁极和励磁线圈三部分。电枢为铸钢制 成的圆筒形结构，它与鼠笼式异步电动机的转轴相连接，俗称主动部分；磁极做成爪形结构，装在负载轴上，俗称从动部分。主动部分和从动部分在机购买后包含有 咨询 12 械上无任何联系。当励磁线圈通过电流时产生磁场，爪形结构便形成很多对磁极。此时若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转，那么它便切割磁场相互作用，产生转矩，于是从动部分的磁极便跟着主动部分电枢一起旋转，前者的转速低于后者，因为只有当电枢与磁场存在着相对运动时，电枢才能切割磁力线。磁极随电枢旋转的原理与普通异步电动机转子跟着定子绕组的旋转磁场运动的原理没有本质区别，所不同的是：异步电动机的 旋转磁场由定子绕组中的三相交流电产生，而电磁滑差离合器的磁场则由励磁线圈中的直流电流产生，并由于电枢旋转才起到旋转磁场的作用 。当稳定运行时，负载转矩与离合器的电磁转矩相等 。 综合考虑：由机械设计手册选用 7123 1993）其调速范围 1250源：三相交流 50380V。 卷筒上的静张力计算的电机功率 对于开卷机，由于带材的直径在不断 的减小，在保证带材开卷速度不变的条件下，卷筒的转速随着卷径的 减小 而增大 。因此，电气控制 采用最大力矩法进行 控制。根据电机 在基速以上随着速度的增加力矩下降的特性，让电机 始终在最大力矩状态下工作。最大力矩法的开卷功率计算公式如下 ： )(*6 1 2 0 m a a x e式中 T 最大张力， N； V 开卷速度， m/ 最大卷径 ， m； 最小卷径（卷筒直径）， m； 电机基速， r/ 电机最高转速， r/ 效率，取 根据所设计的开卷机 ： 1250r/ 25r/ T 取 640 开卷 最大速度初定 为 2m/20m/入上面的公式得到 ： 电机功率 N= 根据 机械设计手册（常用电机 、电器及电动（液）推杆）表 16 选用 列电磁调速三相异步电动机型号为 技术参数 ：拖动电机功率 4 调速范围 1250 转速变化率 、 电源 三相交流 5080V 重量 157 速箱 速比的设计 设计所采用的是双级圆柱齿轮减速， 在设计时要注意下面几个问题 ： （ 1） 由于 二级圆柱齿轮减速器 其传动比 范围 i=各级传动机构的传动比应尽量在推荐范围内选取。圆柱齿轮传动比常用值为 3大值为 8。 购买后包含有 咨询 13 （ 2）各传动件彼此不发生干涉碰撞。例如，在双级圆柱齿轮减速器中，若高速级传动比过大，可能会使高速级的大齿轮顶圆与低速级大齿轮的轴相撞。在分配各轴的传动比时要按机械设计具体 标准进行设计。 开卷机主轴其转速大致为 30r/右，电磁调速三相异步电动机调速范围最大 值 为 1250r/计算其变速比 i=1250/30= 40 比较接近，就初定传动比 i 减速器 =40。 当设计多级传动 的传动装置时，分配传动比 是一个很重要的步骤； 往往由于传动比分配不当，造成尺寸不紧凑、结构不协调、成本高、维护不变等诸多问题。欲做到较合理地分配传动比，就要按照要求去设计。 下面给出一部分 分配传动比的参考数据： 对二级圆柱齿轮减速器，可取 i 减速器 = 中 i 减速器 为两级齿轮减速器的传动比。 但是考虑到开卷机主轴直径较大， 低速级的齿轮较大，防止各传动件彼此不发生干涉碰撞。所以高速级的传动比要小于低速级的传动比，即 反过来， 由下面两个式子 i 减速器 =0 。 从而可以得到 ： 买后包含有 咨询 14 4 减速箱各齿轮设计计算 轮模数的估算和验算 轮模数的估算 （以高速级小齿轮为例） 在 减速器 高速级 中，啮合的两对齿轮一般取同一模数。选择负载最重的小齿轮按下述公式进行模数的估算： (参考机床课程设计指导书 24页 ) 按接触疲劳强度估算的模数（ 驱动电动机的功率（ 齿轮的计算转速（ r/ u 大齿轮与小齿轮齿数之比，“ +”号用于外啮合，“ -”号用于内啮合； 被计算齿 轮的齿 数 ； m 齿宽系数 , m=B/m； 【 j】 许用接触应力（ 其中： 250r/ u=1= 5； 45钢整淬接触应力【 j】为 1100 代入数据得到： 轮模数的验 算 （以高速级小齿轮为例） 齿轮模数的验算，应在结构确定之后才能进行。 一般对高速传动齿轮以验算接触疲劳强度为主，对低速传动齿轮，以验算 弯曲疲劳强度为主 。 以高速级小齿轮为例，按接触疲劳强度计算齿轮模数 3 2215321】j【1(1 6 3 0 0 式中： P 被验算齿数所传递的功率，（ P= ； 工作状态系数，考虑载荷冲击的影响，冲击性机床， ，中 等冲击 ，轻微冲击， 动载荷系数； 齿向载荷分布系数； 寿命系数； 查表得到： 2=3=入数据得到 买后包含有 咨询 15 所以模数估算准确。 同理：低速级啮合的两对齿轮的模数定 为 3。 轮 强度 校核 齿轮材料及精度等级 及齿数 （以低速级啮合齿轮为例） 1）机器为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（ 0095 2）材料选择。由表课本表 100质 ），硬度为 280齿轮材料为 45钢（调质）硬度为 240者材料硬度差为 40 3）选小齿轮齿数 9，大齿轮齿数 9*整得 284。 由 设计计算公式（ 10进行试算，即 T1(u+1) H 2)1/3 (1)确定公式内的各计算数值 1)试选载荷系数 2)计算小齿轮传递的转矩 。 0 5P I/0 5 3)由课本表 10 齿宽 系数 d=1。 4)由课本表 10E=。 5)由课本图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 =600 齿轮的接触疲劳强度极限 =550 6） 由课本 式 1000 ( 8 300 8) =0 8 1/i 齿 =0 8/0 8 7）由图课本 10）计算接触 疲劳许用应力。 取失效概率为 1%， 安全系数 S= H1= =600/558 H2= =550/5392)计算 1）试算小齿轮分度圆直径 ，代入 H较小的值 u+1) H2)1/3 =（ ） 5392) 1/3 =110)计算圆周速度 v。 购买
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