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BZ型板材折弯机结构设计说明书.doc

BZ型板材折弯机结构设计【7张CAD图纸和毕业论文】

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BZ型板材折弯机装配图-A0.dwg

大带轮-A3.dwg

小带轮-A3.dwg

曲柄轮-A2.dwg

连接销-A3.dwg

连杆-A3.dwg

顶柱-A2.dwg

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关键词：: 全套CAD图纸和毕业论文 bz 板材折弯结构设计全套 cad 图纸以及毕业论文

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摘要

“BZ型板材折弯机结构设计”是生产中经常用到的折弯设备，是一种对较薄的钢板折弯的机器。本次设计的折弯机主要由自动进料机构，曲柄滑块机构，V带传动机构等组成。

本次设计首先调查了钢板折弯机的研究背景及现况；其次，在分析设计要求及机构功能要求的基础上提出了多种设计方案并进行对比确定本次曲柄滑块式折弯方案；接着，对折弯机总体参数进行计算并选定了驱动电机；然后，对各装置及主要零部件进行了详细设计及校核；最后，应用AutoCAD制图软件绘制了装配图和主要零件图。

通过本次设计巩固了大学所学专业知识，也掌握了普通机械的设计理论和流程，熟悉了AutoCAD制图软件的使用。

关键词：钢板，折弯，曲柄滑块机构，设计

Abstract

"BZ plate bending machine structure design" is often used in the production of bending equipment, is a kind of thin plate bending machine. The design of the bending machine is mainly composed of automatic feeding mechanism, crank slider mechanism, V belt drive mechanism and so on.

This design first investigated the research background and current status of steel plate bending machine; secondly, a variety of design scheme is proposed based on analysis of the design requirements and function requirements of the institutions and compared to determine the crank block type bending scheme; then, the overall parameters of bending machine is calculated and the driving motor is selected; then, for each device and main components of the detailed design and verification; finally, application of AutoCAD drawing software to draw the assembly drawings and part drawings.

Through this design to consolidate the University of professional knowledge, and master the design theory and process of ordinary machinery, familiar with the use of AutoCAD graphics software.

Key words: Steel plate, Bending, Crank slider mechanism, Design

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1研究的背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

第2章总体方案设计 2

2.1设计要求 2

2.1.1设计目标 2

2.1.2设计数据 2

2.2方案设计 2

2.2.1方案对比分析 2

2.2.2方案确定 4

2.2.3工作原理分析 4

第3章电动机的选择 5

3.1折弯阻力计算 5

3.2电动机的选择 5

3.2.1折弯功率计算 5

3.2.2电动机型号的选择 7

第4章主要构成件设计与校核 8

4.1 V带传动设计 8

4.1.1 V带的基本参数 8

4.1.2带轮结构的设计 10

4.2传动轴的设计与校核 10

4.2.1尺寸与结构设计计算 10

4.2.2强度校核计算 11

4.3曲柄滑块机构设计 13

4.3.1曲柄滑块机构的运动分析 13

4.3.2曲柄滑块机构的受力分析 16

4.3.3曲柄轴的设计 19

4.3.4曲柄轴的校核 21

4.4标准件的选择与校核 21

4.4.1轴承 21

4.4.2键 22

4.5自动送料机构设计 23

4.5.1托辊的设计 23

4.5.2托辊轴的设计与校核 24

4.6底座机架的设计 29

4.6.1机架的选择与设计 30

4.6.2机架连接螺栓的校核 30

总结 32

参考文献 33

致谢 34

第1章绪论

1.1研究的背景及意义

随着对高产、高效工作的要求，近年来折弯机的技术发展日新月异。为了满足工作需求，母线的可加工尺寸也越来越大，折弯机的功率也越来越大。二是控制系统日趋完善。折弯机控制功能逐步齐全，可靠性不断提高。折弯一般采用冲压技术完成，冲压是利用冲压模在冲压设备上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需要形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备。折弯机结构日趋完善和简便，能简化制造工艺、缩短制造周期、降低生产成本，在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。

1.2国内外研究现状

常用折弯折弯机，按驱动方式分类，常用的折弯机有如下三种：

（1）机械折弯机

它采用曲柄连杆滑块机构，将电劝机的旋转运动变为滑块的往复运动。只要保证传动系统和工作机构有足够的刚度与精度。就能使工件具有相当高的尺寸重复精度。它的每分钟行程次数一般较高，维护简单，但机构庞大，制造成本较高，故多半用于中、小件折弯。

（2）液压折夸机

它采用油泵直接驱动。由于液压系统能在整个行程中对板料施加全压力，过载时能自动保护，易于实现自动控制，因此液压折弯机是现代最常见的折弯机。一般它采用两个竖直油缸推动滑块运动。为保证滑块在运动过程中不产生过大的偏斜，还设有同步控制系统。

（3）气动折弯机它用庄缩空气驱动，括用于小型薄板材料的折纸的左、右端进行加压，因此不会有普夙双缸驱动液压折弯机的滑块偏斜问题。

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内容简介：: 摘要“BZ型板材折弯机结构设计”是生产中经常用到的折弯设备，是一种对较薄的钢板折弯的机器。本次设计的折弯机主要由自动进料机构，曲柄滑块机构，V带传动机构等组成。本次设计首先调查了钢板折弯机的研究背景及现况；其次，在分析设计要求及机构功能要求的基础上提出了多种设计方案并进行对比确定本次曲柄滑块式折弯方案；接着，对折弯机总体参数进行计算并选定了驱动电机；然后，对各装置及主要零部件进行了详细设计及校核；最后，应用AutoCAD制图软件绘制了装配图和主要零件图。通过本次设计巩固了大学所学专业知识，也掌握了普通机械的设计理论和流程，熟悉了AutoCAD制图软件的使用。关键词：钢板，折弯，曲柄滑块机构，设计AbstractBZ plate bending machine structure design is often used in the production of bending equipment, is a kind of thin plate bending machine. The design of the bending machine is mainly composed of automatic feeding mechanism, crank slider mechanism, V belt drive mechanism and so on.This design first investigated the research background and current status of steel plate bending machine; secondly, a variety of design scheme is proposed based on analysis of the design requirements and function requirements of the institutions and compared to determine the crank block type bending scheme; then, the overall parameters of bending machine is calculated and the driving motor is selected; then, for each device and main components of the detailed design and verification; finally, application of AutoCAD drawing software to draw the assembly drawings and part drawings.Through this design to consolidate the University of professional knowledge, and master the design theory and process of ordinary machinery, familiar with the use of AutoCAD graphics software.Key words: Steel plate, Bending, Crank slider mechanism, Design目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1研究的背景及意义11.2国内外研究现状1第2章总体方案设计22.1设计要求22.1.1设计目标22.1.2设计数据22.2方案设计22.2.1方案对比分析22.2.2方案确定42.2.3工作原理分析4第3章电动机的选择53.1折弯阻力计算53.2电动机的选择53.2.1折弯功率计算53.2.2电动机型号的选择7第4章主要构成件设计与校核84.1 V带传动设计84.1.1 V带的基本参数84.1.2带轮结构的设计104.2传动轴的设计与校核104.2.1尺寸与结构设计计算104.2.2强度校核计算114.3曲柄滑块机构设计134.3.1曲柄滑块机构的运动分析134.3.2曲柄滑块机构的受力分析164.3.3曲柄轴的设计194.3.4曲柄轴的校核214.4标准件的选择与校核214.4.1轴承214.4.2键224.5自动送料机构设计234.5.1托辊的设计234.5.2托辊轴的设计与校核244.6底座机架的设计294.6.1机架的选择与设计304.6.2机架连接螺栓的校核30总结32参考文献33致谢3435第1章绪论1.1研究的背景及意义随着对高产、高效工作的要求，近年来折弯机的技术发展日新月异。为了满足工作需求，母线的可加工尺寸也越来越大，折弯机的功率也越来越大。二是控制系统日趋完善。折弯机控制功能逐步齐全，可靠性不断提高。折弯一般采用冲压技术完成，冲压是利用冲压模在冲压设备上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需要形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备。折弯机结构日趋完善和简便，能简化制造工艺、缩短制造周期、降低生产成本，在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。1.2国内外研究现状常用折弯折弯机，按驱动方式分类，常用的折弯机有如下三种：（1）机械折弯机它采用曲柄连杆滑块机构，将电劝机的旋转运动变为滑块的往复运动。只要保证传动系统和工作机构有足够的刚度与精度。就能使工件具有相当高的尺寸重复精度。它的每分钟行程次数一般较高，维护简单，但机构庞大，制造成本较高，故多半用于中、小件折弯。（2）液压折夸机它采用油泵直接驱动。由于液压系统能在整个行程中对板料施加全压力，过载时能自动保护，易于实现自动控制，因此液压折弯机是现代最常见的折弯机。一般它采用两个竖直油缸推动滑块运动。为保证滑块在运动过程中不产生过大的偏斜，还设有同步控制系统。（3）气动折弯机它用庄缩空气驱动，括用于小型薄板材料的折纸的左、右端进行加压，因此不会有普夙双缸驱动液压折弯机的滑块偏斜问题。第2章总体方案设计2.1设计要求2.1.1设计目标“BZ型板材折弯机结构设计”是生产中经常用到的折弯设备，是一种对较薄的钢板折弯的机器。钢板定位后，压板下压钢板到工作台凹槽中折弯一次，完成钢板折弯任务。压板上提，退料杆退料，完成工序。2.1.2设计数据待折弯的钢板厚度为厚2.0mm，尺寸为600mm150mm，材料为Q235B。2.2方案设计2.2.1方案对比分析（1）方案一：液压传动方案折弯机液压传动系统原理图如图2-1所示，其原理：手动换向阀6推向左位（即左位接入系统），此时活塞在压力油的作用下向下运动，对板料进行折弯加工，当加工完成后，将阀6手柄推向右位（即右位接入系统），活塞向上运动，即刀片上抬，到了一定位置，将阀6手柄推入中位，这样活塞就停留在此位置不动。然后折弯第二次时，重复上述操作。手动换向阀6也可改为电气控制的换向阀，从而实现自动连续折弯，提高效率。1.油箱 2.粗过滤器 3.液压泵 4.溢流阀 5.调速阀 6.手动三位四通换向阀 7.液压缸 8.折弯上模图2-1 液压传动系统原理图液压折弯机采用液压传动，使机器工作时平稳，噪声小，安全可靠，可以进行单次连续折弯，折弯厚度也较机械传动的厚，但是液压系统是利用液体作为中间介质来传递动力的，折弯力大时，油压也相应的高，对液压元件的精度、强度要求也高，制造成本也相应的较高，而且液压系统不可避免的存在，泄露问题，会造成污染，油温的变化会引起油液粘度变化，影响液压传动工作的平稳性，所以适应环境能力小2。另外，液压折弯机的维修也不方便，需要掌握一定的专业知识，因此此次设计不选用此方案。（2）方案二：机械传动方案（a）凸轮机构方案图2-2 凸轮机构原理图凸轮机构的工作原理如图2-2所示：主轴的转动带动凸轮传动，凸轮升程时推动滑块（即刀片）作折弯动作。回程时，滑块在弹簧的作用下上升到开始位置，准备下一个动作循环。凸轮机构的优点是可以根据从动件的运动规律来选择机构的尺寸和确定凸轮轮廓线。缺点是凸轮机构一般用于控制机构而不是用于执行机构，因为其工作压力不能太大，否则会严重磨损凸轮的轮廓及推杆，导致该机构不能实现预期的动作要求，不能保证机器的稳定性，因此该方案不予采用。（b）曲柄滑块机构方案曲柄滑块机构的工作原理如图2-3所示：通过主轴转动带动曲柄转动，曲柄通过连杆使滑块作上下往复运动，实现折弯动作。图2-3 曲柄滑块机构原理图该机构具有结构简单、加工容易、维修方便、经济实用的优点，故采用此方案即曲柄滑块机构作为执行机构比较合适3。2.2.2方案确定综合考虑，本次折弯机设计的总体方案为电动机经过二级齿轮减速驱动主轴上的曲柄滑块机构，使滑块作往复运动，进行折弯动作，设计传动系统图如图2-4所示。根据设计要求选定如下设计方案：图2-4 设计方案简图2.2.3工作原理分析电机M经减速器减速后通过皮带带动曲柄滑块机构1的转动，使得滑块2向下运动，实现挤压，此处的减震弹簧3可以实现减震的作用，钢板在折弯模具的挤压下实现折弯。另外采用带传动式传动机构把钢板被运输到待加工区，完成钢板的自动化运输。实现机械化生产，使生产连续、高效。第3章电动机的选择3.1折弯阻力计算对于V形件（图2-5）图2-5 自由弯曲示意图（2.1）式中弯曲结束时的自由弯曲力；弯曲件宽度（mm）；弯曲件厚度（mm）；弯曲件的弯曲半径（mm）；材料的强度极限（MPa）；安全系数，一般取k=1.3。代入数据，得可知此力不大，对机构要求不高。3.2电动机的选择3.2.1折弯功率计算（1）工件变形功A1mm J（2）拉伸垫工作功A2J（3）工作行程摩擦A3 摩擦当量力臂取mmmm（4）弹性变形功A 4取Cg=100KN/mm（5）滑块空程功A5 查表得 A5=19500J（6）飞轮空转功A6 查表64得 N0=3.6KW查表56得 Cn=0.50 （7）离合器接合功A7 A7=0.2A（8）总功A=26129.25J+1458.333J+9133.9J+15312.5J+19500J+12020J+0.2A 解得 A=4442.479J 3.2.2电动机型号的选择电动机平均功率电动机实际功率查表61 得 K取1.3实际选用功率由于两级或两级以上的传动系统采用同步转速为1500或1000r/min的电动机，单级传动系统一般采用1000r/min的电动机。查机械设计手册5 ，额定功率为3KW的电动机型号为Y100L2-4三相异步电动机，额定功率3KW，满载转速1440r/min。第4章主要构成件设计与校核4.1 V带传动设计4.1.1 V带的基本参数1）确定计算功率：已知：；查机械设计基础表13-8得工况系数：；则：2）选取V带型号：根据、查机械设计基础图13-15选用A型V带，3）确定大、小带轮的基准直径（1）初选小带轮的基准直径：；（2）计算大带轮基准直径：；圆整取，误差小于5%，是允许的。4）验算带速：带的速度合适。5）确定V带的基准长度和传动中心距：中心距：初选中心距（2）基准长度：对于A型带选用（3）实际中心距：6）验算主动轮上的包角：由得主动轮上的包角合适。7）计算V带的根数：，查机械设计基础表13-3 得：；（2），查表得：；（3）由查表得，包角修正系数（4）由，与V带型号A型查表得：综上数据，得取合适。8）计算预紧力（初拉力）：根据带型A型查机械设计基础表13-1得：9）计算作用在轴上的压轴力：其中为小带轮的包角。10）V带传动的主要参数整理并列表：带型带轮基准直径(mm)传动比基准长度(mm)A31250中心距（mm）根数初拉力(N)压轴力(N)3002240.12801.74.1.2带轮结构的设计1）带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料HT200）2）带轮的结构形式：V带轮的结构形式与V带的基准直径有关。小带轮接电动机，较小，所以采用实心式结构带轮。4.2传动轴的设计与校核4.2.1尺寸与结构设计计算（1）传动轴上的功率P1，转速n1和转矩T1，（2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：该处开有键槽故轴径加大510，且传动轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径，为了与电机直接保持一致。取；。（3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足大带轮的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度。初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承6208，故，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度，取，因此，取。齿轮处由于齿轮分度圆直径，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度B=95mm，齿故取。另考虑到齿轮端面与箱体间距10mm以及两级齿轮间位置配比，取，。（4）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接大带轮的平键截面。4.2.2强度校核计算（1）求作用在轴上的力已知高速级蜗轮的分度圆直径为，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则（2）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于6208型深沟球轴承，由手册中查得a=18mm。因此，轴的支撑跨距为L1=90mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力F，C截面弯矩M总弯矩扭矩（3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力：已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。（4）键的选择采用圆头普通平键A型（GB/T 10961979）连接，联接大带轮的平键截面，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为。4.3曲柄滑块机构设计4.3.1曲柄滑块机构的运动分析1）曲柄机构的运动规律曲柄滑块机构的运动简图如图3-1所示，0点表示曲轴的旋转中心，A点表示连杆与曲柄的连接点，B点表示连杆与滑块的连接点，OA表示曲柄半径R，AB表示连杆长度。当OA以角速度作旋转运动时，B点则以速度V作直线运动。图3-1 曲柄滑块机构运动简图1.滑块位移图2.1为对心的曲柄滑块机构的运动关系简图。（所谓对心，是指滑块和连杆的连结点B的运动轨迹位于曲柄旋转中心O和连结点的连线上。）滑块的位移和曲柄转角之间的关系可表达为而令而整理得（1）由于一般小于0.3，对于通用折弯机，一般在0.10.2范围内，故公式（1）可进行简化。根号部分可用泰勒级数展开略去高阶项得公式（1）变为（2）图3-2曲柄滑块机构运动简图图3-3曲柄滑块机构的运动关系简图式中滑块位移，从下死点算起，向上方向为正，以下均相同；曲柄半径；曲柄转角，从下死点算起，与曲柄旋转方向相反为正，以下均相同；连杆系数。（，其中是连杆长度，当连杆长度可调时，取最短时数值。）利用余弦定理可得：（2-4）令则式可写成（2-5）2滑块速度（3）由于，式中滑块速度，向下方向为正；下同。曲柄角速度；曲柄转速，亦即滑块行程次数。3滑块加速度式中滑块加速度，向下方向为正，下同。4.参数确定由上述分析，结合运动关系简图可知，当；时； =7.5 mm 取则此次电机定子铁心冲片冲制设备的设计，即3500折弯机的滑块行程S=15mm，曲柄转速n=18r/min，L=69.32mm，则滑块速度以及加速度如下：； L=69.32mm；s（mm）05.95423.2950.4685.25124.8094.76181.1252.0302.2328.6-766.6-732.9-636.1-488.3-307.3-113.0166.2206.3242.7273.2296.1310.2315330.8309.5269.9215.1149.276.290-75.97244.5383.3488.3560.1601.3614.6 ；滑块的速度、加速度计算结果如表2.1.表2.1 滑块的速度、加速度计算结果4.3.2曲柄滑块机构的受力分析（1）连杆及导轨受力图2.3 结点正置的曲柄滑块机构受力简图考虑B点力的平衡得：由前推导得知，对型折弯机，远小于0.3，远小于。因此可认为，故上二式可写成其中： PAB连杆作用力Q导轨作用力P工件变形力曲柄转角连杆系数（2）曲柄所受扭矩理想扭矩1支承 2偏心齿轮 3支承4芯轴 5滑块 6导轨图2.4 偏心齿轮受力简图PAB是连杆给与偏心齿轮的力。在PAB作用下，偏心齿轮所受理想扭矩为式中 R曲柄半径当曲柄转角等于公称压力角即时，曲柄上受的理想扭矩为理想公称扭矩。此次电机定子铁心冲片冲制设备的设计，即0KN型折弯机P=3500KN，R=7.5mm，=0.1082，当=时上述计算是在理想状态时的情况，但实际上折弯机是有摩擦的，在转动的零件上由于摩擦所增加的摩擦扭矩不可忽略。摩擦扭矩在曲柄滑块机构中摩擦主要发生在四处：a滑块导轨面的摩擦摩擦力的大小为：摩擦力的方向与滑块运动方向相反，形成对滑块运动的阻力。该阻力经连杆作用在曲柄上，增加了偏心齿轮传递的扭矩。b芯轴支承径和轴承之间的摩擦芯轴旋转时，轴承对轴颈的摩擦力分布在轴颈工作面上，如图，这些摩擦力对轴颈中心形成与轴颈旋转方向相反的阻力矩，分别为、两个支承的总阻力矩为由于小齿轮的作用力小的多，故认为二支座反力的和为故总阻力矩变为c偏心齿轮上的偏心和连杆大端轴承支撑之间的摩擦形成阻力矩。d球头与球头座之间的摩擦。形成阻力矩。上述三个阻力矩、和都会是偏心齿轮增加所需传递的扭矩。总摩擦扭矩为上式中是随变化而变化，但变化小，认为是一常数，取，因此摩擦扭矩为在折弯机中，P=500kN，=40mm对闭式折弯机=0.0450.055，取=0.05，则当时，偏心齿轮的公称扭矩为4.3.3曲柄轴的设计型折弯机的曲柄滑块机构主要有偏心齿轮、芯轴、连杆和滑块组成。偏心齿轮的偏心径相对于芯轴有一偏心距，相当于曲柄半径。芯轴两端紧固在机身上。偏心径在芯轴上旋转，并通过连杆使滑块上下运动。（1）曲柄轴的设计计算折弯机多采用整体芯轴的形式，其优点是芯轴是一个整体，刚度较好，且结构简单，缺点是偏心部分和连杆大端的结构尺寸较大，故曲柄滑块中的摩擦扭矩较大。芯轴采用45Cr，需经调制处理，与偏心齿轮轴瓦配合的部分需经磨削加工。根据经验公式3，芯轴直径：取芯轴只承受弯矩，而扭矩由偏心齿轮来承受。图3-4芯轴强度计算简图图3-4为芯轴强度计算简图。偏心齿轮受到连杆的作用力以后，分别以及两个集中力作用在芯轴上。由于芯轴在机身上的配合较长较紧，故可认为两端插入受集中载荷、作用的梁。也可视为两端为简支及外加反力偶、的简支梁。由变形协调条件可知，两端转角为零，可写出以下方程：（4-1）连立解方程：（4-2）（4-3）（4-4）（4-5）式中：，芯轴轴瓦长度4.3.4曲柄轴的校核型曲柄折弯机偏心齿轮结构如图4.2，计算芯轴应力（4-6）图3-5 型曲柄折弯机偏心齿轮结构简图代入数字，得材料为45Cr钢，故安全。4.4标准件的选择与校核4.4.1轴承根据前述计算选用的轴承为6208型深沟球轴承。由滚动轴承样本可查得，轴承背对背或面对面成对安装在轴上时，当量载荷可以按下式计算：计算动量载荷在设计时选用6208深沟球轴承，查手册知根据，查得查得所以校核轴承的当量动载荷已知，所以故选用该轴承合适。4.4.2键（1）选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键，尺寸为（2）校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为键的工作长度，合适4.5自动送料机构设计4.5.1托辊的设计托辊是传递动力的主要部件。本系列托辊根据承载能力分轻型、中型和重型三种。同一种托辊直径又有几种不同的轴径和中心跨距供设计者选用。轻型：轴承孔径80110mm。中型：轴承孔径120180mm。重型：轴承孔径200220mm。托辊表面有裸露光钢面、人字形和菱形花纹橡胶覆面。小功率、小带宽及环境干燥时可采用裸露光钢面托辊。人字形花纹胶面磨擦系数大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形胶面用于双向运行的输送机。用于重要场合的滚筒，最好采用硫化橡胶覆面。用于阻燃，隔爆条件，应采取相应的措施。最小托辊直径D按下式选取。 D=cd 式中：d芯层厚度或钢绳直径mm; c系数，棉织物=80，尼龙=90，聚酯=108，钢绳芯=145。轴的最小直径的确定托辊示意图如下：图3-2托辊4.5.2托辊轴的设计与校核（1）轴的最小直径的确定本次设计的托辊轴如图3-3所示：图3-3 托辊轴零件图托辊轴长度为1404mm ；许用应力用插入法查得：许用应力值应力校正系数当量弯矩设计的最小直径托辊轴直径；验算合格。（2）托辊轴强度计算式中：托辊轴的均布载荷；力；宽度。式中：均布载荷；反力；长度式中：前后均布载荷式中：平面上附加的均布力矩按扭转条件计算截面的强度因此截面安全。按弯扭合成条件计算截面因此截面安全。（3）托辊轴的疲劳强度校核截面直径最小，且有应力集中；截面为连接处，由于直径发生实然变化，产生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对其他地方处进行校核，而只需对、截面进行校核。截面右侧因为截面受扭矩作用，所以由于变化形成的理论应力集中系数由表查取。因，经插值后可查得轴的材料的敏性系数为有效应力集中系数为尺寸系数表面质量系数为处未经表面强化处理，即，则得综合系数值为取计算安全系数可知其安全。截面左侧弯曲应力所以，扭转应力所以由于轴径变化形成的理论应力集中系数因，经插值后可查得，轴的材料的敏性系数为，有效应力集中系数为尺寸系数尺寸系数表面质量系数为此处未经表面强化处理，即，则得综合系数值为取，计算系数值故安全。（4）托辊轴的接触应力校核最大压应力式中：均布载荷；接触区宽度的一半。式中：模数；半径；半径。所以4.6底座机架的设计在机器中支承或容纳零部件称为机架。如支承罐的塔架、容纳传动齿轮的减速器的壳体，机床的床身等等统称为机架。4.6.1机架的选择与设计进行机架结构形式的选择是一个较复杂的过程，对结构形式、构件截面和结点构造等均需要结合具体的情况进行仔细的分析。对结构方案要进行技术经济比较。由于各种设备有不同的规范和要求，制定统一的机架结构选择方法较困难。但是，可以利用结构力学的知识提出下列一般的规则。这些规则是为了节约材料在选择形式时应遵守的一般规律。（1）结构的内力分布情况要与材料的性能相适应，以便发挥材料的优点。轴力较弯矩能更充分地利用材料。杆件受轴力作用时，截面上的材料分布是均匀的，所有材料都能得到充分利用。但在弯矩作用下截面的应力分布是不均匀的，所以材料的应力分布不够经济。机械结构中许多构件所受的都是沿垂直于杆轴的方向作用的。弯矩沿杆变化很迅速。有垂直载荷处，弯矩曲线有曲率，且曲率与载荷集度成正比。最大的弯矩限于一小段内，在较长段内材料不能充分利用，这是弯曲构件不经济的另一原因。（2）结构的作用在于把载荷由施力点传到基础。载荷传递的路程愈短，结构使用的材料愈省。（3）结构的连续性可以降低内力，节省材料。综合考虑机器的工作时所受的力，我选用机体材料HT200铸造机架，力学性能：=200MPa， =340MPa.适于制造箱体、底座类零件。4.6.2机架连接螺栓的校核在校核之前我们必须算出皮带通过带轮作用于轴上的力，因为这个力是直接通过机架传递给螺栓的。下面是求对轴作用力的公式：轴所受的拉力单位N：z 皮带根数，从同组人员那得到的数据为5根；单根皮带初拉力单位N；小带轮的包角；计算功率=，工况系数，P实际功率；带轮的圆周速度单位m/s；小带轮的包角系数；q每米带长的质量单位kg/m。根据机架的受力位置我们得到这样一个力学模型如图3-6：图3-6 机架的受力模型螺栓对机架的作用力单位。由于是四个螺栓作用我们根据关系可以得到：由公式及已知的数据我们可以得到。再参照选粉机电机机架设计时螺栓连接处预紧力一般取以上，所以螺栓的总受力为安全起见下面就可以根据公式求拉应力：螺栓受到的拉应力单位；S 螺栓的截面积单位。由于我们选的是M16的螺栓，危险截面对应螺纹小径处的面积约为140，根据公式（3-8）得43，除拉应力外，在螺栓受拉的过程中还受到螺纹副间摩擦阻矩的作用产生切应力，对于M10M64的螺栓=0.5，再根据第四强度理论：57Mpa螺栓的抗拉伸强度极限为，动载情况下许用应力安全系数为S=2.54，我们取4计算得到许用应力=82.5Mpa，由于，所以满足要求。总结毕业设计是对大学中所学知识的回顾，是对以往所学知识的综合运用，锻炼了我们的独立思考能力、独立解决工程实际问题的能力、画图能力，更是从课本中的理论知识到生产实际的转变。在这之前，虽然经过四年的学习学到了很多知识，但是还没有机会来运用和掌握这些东西。通过这次实践，我对机械系统的总体结构、安装工艺和机械设计过程都有了全面的了解，设计、计算和绘图方面的能力都得到了全面的训练和提高，也使我对机械产生了更加浓厚的兴趣，更坚定了我从事机械行业的信心。在总体结构设计的过程中，我也遇到了很多困难，经过多次的数据修改才把总体方案给确定下来，开始画图等工作。设计期间得到了我的指导老师的帮助，我觉得从与老师的沟通过

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