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风阀体板料折弯机传动装置设计【6张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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风阀体板料折弯机传动装置设计

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关键词：: 阀体板料折弯传动装置设计全套 cad 图纸毕业论文答辩优秀优良

资源描述：

摘要

风阀是中央空调的组成部分。现在随着人民生活的需求量日益增大，使得风阀的使用量越来越大。风阀体板料大都是由薄壁板料加工而成，为了增加板料刚度需要进行折弯处理。本弯边机采用辊压成形对板料进行折弯处理。

板料在塑性弯曲时，由于中性层会发生内移，使得板材受拉伸的区域扩大，受压缩的区域减少，从而使板材的平均长度增加，在分析板材滚弯变形时的应力应变的基础上，运用弹塑性理论对板材的中性层移动、厚度减薄及长度增加进行了分析计算。

本设计的任务是完成一台板料弯边机的总体设计和部件设计，侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲拉伸理论的基础上，设计出板料折弯机的工作原理，计算出相关参数，并确定部件及零件的型号、尺寸和动力参数。绘制弯边机联系尺寸图、动力箱的部装图及箱体零件图，并对主要零部件进行相关的校核计算。

板带材产品薄而宽的断面决定了板带材产品在生产和应用上有其特有的优势条件。本设备具有结构相对紧凑、性能可靠、生产成本相对便宜、工作效率高等特点。

关键词　风阀体；板料；弯边机；动力箱

Abstract

Wind valve is an integral part of the central air-conditioning.Now with the lives of the people growing demand Valve allows the use of more and more.Valve body sheets are made ofthin-walled sheet metal which need bending processing in order to increase the stiffness of sheet. The design task is to complete a sheet metal bending mill design which focuse on the design of the power box. On the basis of in a familiar with stretch of sheet metal bending theory design of sheet metal bending mill working principle calculate inertia and related mechanical parameters and to identify parts and components model and size power and other parameters. Drawing size chart power box assembly and the main parts of work chart and main components of the associated check calculation.

Product thin plate strip wide cross-section of the board decided to strip products in the production and application has its unique advantages. The device has a relatively compact structure reliable performance the cost of production is relatively cheap high efficiency.

Keywords　wind Valve　sheet metal　mill　power box

摘要I

AbstractII

第1章　绪论1

1.1　课题背景1

1.2　辊压成型的功能和用途1

1.3　辊弯成型2

1.4　本设计的工作内容3

第2章　轧制工艺设计及计算4

2.1　毛坯料的计算4

2.1.1　计算板材的尺寸4

2.1.2　最小弯曲半径5

2.2　咬入条件计算5

2.2.1　对每道轧制力进行计算5

2.2.2　第二道的受力分析6

2.3　终定方案8

第3章　总体方案设计9

3.1　总体布局10

3.2　结构及构件选择10

3.3　工作原理11

3.4　结构特点11

第4章　传动装置设计13

4.1　电机的选择13

4.2　动力箱的传动方案13

4.3　传动装置的运动及动力参数计算14

4.3.1　分配传动比14

4.3.2　各轴的转矩计算15

4.4　轴径初定16

第5章　运动部件的设计计算与校核19

5.1　带轮计算19

5.2　蜗杆蜗轮设计21

5.3　齿轮传动设计24

5.3.1　第一对齿轮的传动设计24

5.3.2　第二对齿轮的传动设计28

5.4　轴的校核计算33

第6章　主要机件的选用与校核38

6.1　箱体的选择38

6.2　轴承的选择及校核38

6.2.1　轴承的选择38

6.2.2　轴承的校核39

6.3　联轴器的选择41

结　论43

致　谢44

参考文献45

附录1　译文46

附录2　英文参考资料49

第1章　绪论

1.1　课题背景

金属板料成型加工设备是汽车、电子信息、家用电器和仪表等行业最重要的工艺装备之一。因此，风阀体板料弯边机动力箱的设计也充分体现了课题研究的重要性。

目前，国内外金属板料成型装备正朝着高精度、数控等方向不断发展。因其本身的重要性，所以其技术水平很大程度决定了制件的质量和成本。

金属板料成型设备在20世纪已经得到了全面的发展。形成了较完备的体系并达到了较高的技术水平。现今板料成型设备技术持续发展，并形成了许多新种类产品，如高精密压力机、弯边机、数控回转头压力机以及无模成型压力机等。

中央空调的通风口大部分都是由薄壁板材加工而成。为了增加刚度需要弯边，采用冲压加工比较困难，因为板材较长，一般都长一米多，因此模具的加工困难。而用手工加工不但精度差而且效率低。没法满足高效的自动化的大批量的现代化生产要求。采用辊压成形能很好地解决以上问题。本成形弯边机是专为通风口滚边而设计的，所加工的材料厚度约为2.0~4.0mm。材料为延展性较强的钢板或类似的金属材料，轧辊转速可调，工作台可以上下升降、前后调节。工件最终的形状为“U”型。

辊压成品的制作步骤：按照所需规格将一定宽度的金属板片经输入装置水平匀速地送人成型辊压机，金属板片经过串联的12对主轧辊和11对辅助轧辊的辊压加工，逐渐变形成为所需的“U”形槽形状。最后经输出装置送走进入下一走加工装置[1]。

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内容简介：: 哈工大华德学院毕业设计（论文）任务书姓名：宋相材院（系）机电与汽车工程学院专业：机械设计制造及其自动化班号： 1095111 任务起至日期： 2013 年 9 月 20 日至 2013 年 12 月 17 日毕业设计（论文）题目：风阀体板料折弯机传动装置设计立题的目的和意义：毕业设计是本科生大学生大学学习阶段的综合训练环节。通过毕业设计，使学生把所学的技术基础知识和专业知识和与工程实践相结合，重点培养学生的理论分析能力、工程设计与计算能力和事迹操作能力，具有良好的创新意识，使其毕业后能更好地适应实际工作的需求。技术要求与主要内容：风阀体板料折弯机是为某企业研制的风阀体加工自动生产线上的一台设备。生产批量： 3 万件 /年 ;截面形状：呈 U 字型（详见参考图样）；技术参数：加工材料 Q235，纵向长度为 1424mm，板厚 2.04.0mm。设计（论文）完成后应提交的成果 1、工程设计图折弯机总装图 1 张传动装置装配图 1 张主要零件图 3 张 2、设计计算说明书（ 10000 字以上） 1 份 nts 进度安排： 9 月 20 日开题报告 11 月 5 日中期检查 12 月 5 日结题验收 12 月 13 日上交毕业论文； 12 月 17、 18 日毕业答辩同组设计者及分工：邢彦召风阀体板料折弯机轧制工艺设计指导教师签字 _ 年月日系（教研室）主任意见：系（教研室）主任签字 _ 年月日 nts - 1 - 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）题目风阀体板料折弯机传动装置设计专业机械设计制造及其自动化学号 1109511127 学生宋相材指导教师段铁群答辩日期 2013 年 12 月哈工大华德学院 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）题目风阀体板料折弯机传动装置设计专业机械设计制造及其自动化学号 1109511127 学生宋相材指导教师段铁群答辩日期 2013.12.17 哈工大华德学院 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - I - 摘要风阀是中央空调的组成部分。现在随着人民生活的需求量日益增大，使得风阀的使用量越来越大。风阀体板料大都是由薄壁板料加工而成，为了增加板料刚度需要进行折弯处理。本弯边机采用辊压成形对板料进行折弯处理。板料在塑性弯曲时，由于中性层会发生内移，使得板材受拉伸的区域扩大，受压缩的区域减少，从而使板材的平均长度增加，在分析板材滚弯变形时的应力应变的基础上，运用弹塑性理论对板材的中性层移动、厚度减薄及长度增加进行了分析计算。本设计的任务是完成一台板料弯边机的总体设计和部件设计，侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲拉伸理论的基础上，设计出板料折弯机的工作原理，计算出相关参数，并确定部件及零件的型号、尺寸和动力参数。绘制弯边机联系尺寸图、动力箱的部装图及箱体零件图，并对主要零部件进行相关的校核计算。板带材产品薄而宽的断面决定了板带材产品在生产和应用上有其特有的优势条件。本设备具有结构相对紧凑、性能可靠、生产成本相对便宜、工作效率高等特点。关键词风阀体；板料；弯边机；动力箱。 The design of transmission device of a wind valve plate bending machine nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - II - Abstract Wind valve is an integral part of the central air-conditioning.Now with the lives of the people growing demand Valve allows the use of more and more.Valve body sheets are made ofthin-walled sheet metal which need bending processing in order to increase the stiffness of sheet. The design task is to complete a sheet metal bending mill design which focuse on the design of the power box. On the basis of in a familiar with stretch of sheet metal bending theory design of sheet metal bending mill working principle calculate inertia and related mechanical parameters and to identify parts and components model and size power and other parameters. Drawing size chart power box assembly and the main parts of work chart and main components of the associated check calculation. Product thin plate strip wide cross-section of the board decided to strip products in the production and application has its unique advantages. The device has a relatively compact structure reliable performance the cost of production is relatively cheap high efficiency. Keywords wind Valve; sheet metal; mill; power box 。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - III - 目录摘要 . I Abstract . II 第 1 章绪论 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.2 辊压成型的功能和用途 . 1 1.3 辊弯成型 . 2 1.4 本设计的工作内容 . 3 第 2 章轧制工艺设计及计算 . 4 2.1 毛坯料的计算 . 4 2.1.1 计算板材的尺寸 . 4 2.1.2 最小弯曲半径 . 5 2.2 咬入条件计算 . 5 2.3 终定方案 . 8 第 3 章总体方案设计 . 9 3.1 总体布局 . 9 3.2 结构及构件选择 . 10 3.3 工作原理 . 11 3.4 结构特点 . 11 第 4 章传动装置设计 . 13 4.1 电机的选择 . 13 4.2 动力箱的传动方案 . 13 4.3 传动装置的运动及动力参数计算 . 14 4.3.1 分配传动比 . 14 4.3.2 各轴的转矩计算 . 15 4.4 轴径初定 . 16 第 5 章运动部件的设计计算与校核 . 19 5.1 带轮计算 . 19 5.2 蜗杆蜗轮设计 . 21 5.3 齿轮传动设计 . 24 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） IV 5.3.1 第一对齿轮的传动设计 . 24 5.3.2 第二对齿轮的传动设计 . 28 5.4 轴的校核计算 . 32 第 6 章主要机件的选用与校核 . 37 6.1 箱体的选择 . 37 6.2 轴承的选择及校核 . 37 6.2.1 轴承的选择 . 37 6.2.2 轴承的校核 . 38 6.3 联轴器的选择 . 40 结论 . 41 参考文献 . 418 致谢 . 41 附录 A . 40 附录 B . 46 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） 1 第 1章绪论 1.1 课题背景金属板料成型加工设备是汽车、电子信息、家用电器和仪表等行业最重要的工艺装备之一。因此，风阀体板料弯边机动力箱的设计也充分体现了课题研究的重要性。目前，国内外金属板料成型装备正朝着高精度、数控等方向不断发展。因其本身的重要性，所以其技术水平很大程度决定了制件的质量和成本。金属板料成型设备在 20世纪已经得到了全面的发展。形成了较完备的体系并达到了较高的技术水平。现今板料成型设备技术持续发展，并形成了许多新种类产品，如高精密压力机、弯边机、数控回转头压力机以及无模成型压力机等。中央空调的通风口大部分都是由薄壁板材加工而成。为了增加刚度需要弯边，采用冲压加工比较困难，因为板材较长，一般都长一米多，因此模具的加工困难。而用手工加工不但精度差而且效率低。没法满足高效的自动化的大批量的现代化生产要求。采用辊压成形能很好地解决以上问题。本成形弯边机是专为通风口滚边而设计的，所加工的材料厚度约为 2.04.0mm 。材料为延展性较强的钢板或类似的金属材料，轧辊转速可调，工作台可以上下升降、前后调节。工件最终的形状为“ U ”型。辊压成品的制作步骤：按照所需规格将一定宽度的金属板片经输入装置水平匀速地送人成型辊压机，金属板片经过串联的 12对主轧辊和 11对辅助轧辊的辊压加工，逐渐变形成为所需的“ U ”形槽形状。最后经输出装置送走进入下一走加工装置 1。 1.2 辊压成型的功能和用途由卷料辊制成的各种剖面形状的板弯型材，重量轻，生产率高。适用于大批量生产各种复杂剖面形状的制件。由于使用多对辊轮的连续成形，可以轧制出许多薄壁、刚度大、质轻而且断面形状复杂的制件型材。加上顺序辊压过程可以与冲洗、起伏、卷筒、焊接等多种工艺装置连nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 2 - 动，形成流水作业，因此生产效率高，成本低，是现代加工制品中广泛应用和大力推广的一种无切削加工方，如自来水管、波纹板、自行车钢圈、塑料龙骨、不锈钢窗框和各种通风口的生产。 1.3 辊弯成型在强度要求较高的管件对接焊时，从优化焊接结构方面考虑，需要各种规格的开口衬环作为焊缝衬垫。衬环的制作一般采用无缝钢管机械加工或者板料钣金加工而成，但在大批量生产中，由于受工厂现在设备限制，通常采用无缝钢管锯割下料、车加工割断、洗缺口机械加工方法制作，特别是当选用较大直径开口衬环时，这种加工方法给工厂带来一定困难，不仅效率低，而且成本高。针对上述情况，通过工艺实践，进行工艺攻关，采用板材剪切下料、端头预弯、辊弯成型的钣金加工方法；设计制造预弯夹具，在普通车床上进行，收到了良好的效果，生产成本比无缝钢管机械加工制作成本降低两倍，效率也提高四倍多。如图 1-1 所示，为某工厂使用的辊弯机结构。其工作原理是将滚花芯轴固定车床主轴上，辊弯夹具固定在刀架上，手动进给中拖板，使辊弯夹具上两辊轮压轮压紧工件，使工件在受到两辊压轮一定的力的作用下发生弯曲与芯轴贴合；主轴旋转，工件靠与芯轴之间的摩擦力带动旋转，此时工件在辊弯力矩的作用下辊弯、旋转成型 2。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 3 - 图 1-1 辊弯机结构 1.4 本设计的工作内容本课题专门针对某风阀体生产商设计风阀体流水线生产过程中的其中一道工序，即将板料轧弯两个 90o 。在了解风阀体的使用状况和轧制工艺的前提下，做一个总体设计，侧重点在动力箱的设计。在熟悉板料弯曲理论的基础上，设计出板料弯边机的工作原理。具体工作内容如下。 1 轧制工艺设计及相关计算这部分内容是在阅读大量轧制工艺资料的前提下，对风阀体的整个加工工艺过程作一个分析，这是作为板料弯边机工作原理设计的重要参考依据。其次是对毛坯料进行初步计算、咬入条件计算和确定板料弯曲的最终加工方案。 2 板料弯边机的总体方案设计这部分内容包括轧机的方案比较、结构及构件的选择、轧机的工作原理及结构特点分析等。 3 动力箱的设计这部分为本设计的主要内容，是对动力箱整个传动装置的设计。包括电机的选择、传动装置的运动及动力计算、运动部件的设计计算及校核以及主要机件的选用与校核等。 4 编写设计说明书写出设计说明书、绘制轧机总装图、动力箱的装配图及主要零件工作图。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 4 - 第 2章轧制工艺设计及计算 2.1 毛坯料的计算 2.1.1 计算板材的尺寸风阀体板料纵向长度为 1424mm ，材料许用应力 375 MaP，弹性模量 52.0 10E MaP。轧制后截面几何形状及尺寸见图 2-1 。 235iR Os- 内径 2.0mm T- 板厚 2.0mm R 外径 4mm 材料 Q235 M aP 图 2-1 板材截面几何形状及尺寸板料拉伸后弯角处中性层长度可表示为 0/ 1 8 0 ( )niL T R mm 式中弯曲角，； /iRT 系数（由的值决定）由于 /1iRT ，可得 0.41 。 iR 内半径； T 板厚， mm 。将数值代入式 (2-1) ， 009 0 / 1 8 0 ( 0 . 4 1 2 2 ) 4 . 4 3nL 因为四个弯角相同，所以板料中性层总宽度为 L=285.72mm 。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 5 - 2.1.2 最小弯曲半径最大和最小半径是影响板材性能的两个重要参数，因此有必要对其进行计算。由关系式 (m in)iR C T(2-1) 式中 C- 材料的系数 T- 板厚。由手册，查得 C 为 0.5 。因此， (min) 1iR mm 。本设计的 ( m i n ) 2 m m ( m a x ) 4 m miiRR，。 2.2 咬入条件计算本设计要求两个轧弯 90度。初定每个 90度分 6 道，共 12道。第一道轧角为 0 度，起导向及定位作用。最后一道为 90度起定型及出料作用。板厚为2mm 的金属板料每道最大弯角为 25度，因此定为第一次弯 90度的第一道 0度，第二道 20度，第三道 40度，第四道 60度，第五道 80度，第六道 90度。第二次弯 90度的定为第七道 20度，第八道 40度，第九道 60度，第十道 80度，第十一道 90度，第十二道也为 90度。最后的一道是为了终定型及板料出料。考虑每道弯角为 20度，板料进入轧辊因难，因此在每道轧辊之间加一道辅助轧辊，对板材进行一次预弯。金属板材厚 2mm 的每道辅助弯角最大为 15度，因此定为每道 10度，第一道不预弯，为 0 度。只起进一走定向作用。能使轧制精度提高。在 12道主轧辊之间共加 11道辅助轧辊。第一道 0 度，第二道 30度，第三道 50度，第四道 70度，第五道 90度，第六道 94度（考虑到回弹的作用），第七道 30度，第八道 50度，第九道 70度，第十道 90度，第十一道94度（考虑到回弹） 3。 2.2.1 对每道轧制力进行计算查表得 0.15 ，可得max 8 o。轧制的受力几何图见图 2-2 。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 6 - 图 2-2 轧制的受力几何图根据公式 ha R(2-2) 05 . 5 2 s i n 2 0 1 . 2 8 22h mm 2/ 6 4 . 9R h t g a mm 即 R 要大于 65mm ，初定轧辊半径为 70mm 2.2.2 第二道的受力分析（本设计取轧制速度为 15m/min ）。如图 2-2 可得到弯曲梁高度为 22( 2 )b R R h =18.772 mm 因此，可得到弯曲力矩的计算式 2 22 3 ( ) 12s s rb T RM E (2-3) 弯曲中心层半径为 / 2 2 2 / 1 3iR R T rmm 2 252 3 5 1 8 . 7 7 2 2 2 2 3 5 3 3 ( ) 4 4 1 11 2 2 . 0 1 0M N.mm 又由弯曲力的计算式为 2 (1 s i n )MFL (2-4) 0 2 4 2 8iL R R T mm 9 0 9 0 2 0 7 0a o o o o 代入上式，可得 2 4 4 1 1 ( 1 s i n 7 0 ) 1 1 0 2 . 7 5 1 . 9 4 2 1 4 08F o N nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 7 - 又由阻力矩的计算式 M FL阻其中， / 2 1 8 . 7 7 2 / 2 9 . 3 9Lb mm 代入上式，得到 2 1 4 0 9 . 3 9 2 0 0 9 5M 阻 N.mm 由摩擦力 2 1 4 0 0 . 1 5 3 2 1FF N 得到， 3 2 1 7 0 2 2 4 7 0M F R N.mm。则总力矩为 2 0 0 9 5 2 2 4 7 0 4 2 5 6 5M 总 N.mm 根据上述的计算过程，可以得到各道次轧制力见表 2-1 。表 2-1 各道次轧制力计算名称弯曲角度 ( 度) 咬入高度h (mm) 轧辊半径R(mm) 轧辊径向力rF (N) 轧辊圆周力 tF(N) 弯矩 M (N.mm) 第一道轧辊 0 0 70 0 0 0 第二道轧辊 20 1.282 70 2140 310 42565 第三道轧辊 40 1.128 70 1828.7 274.3 35330 第四道轧辊 60 0.838 70 1341.5 201.23 24294.9 第五道轧辊 80 0.446 70 765.6 114.84 12303.2 第六道轧辊 90 0.057 70 469.22 70.383 5863.84 第七道轧辊 20 1.282 70 2140 310 42565 表 2-1 续第八道扎辊 40 1.128 70 1828.7 274.3 35330 第九道轧辊 60 0.838 70 1341.5 201.23 24294.9 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 8 - 第十道轧辊 80 0.446 70 765.6 114.84 12303.2 第十一道轧辊 90 0.057 70 469.22 70.383 5863.84 第十二道轧辊 90 0.057 70 469.22 70.383 5863.84 2.3 终定方案本设计采用 12对主轧辊， 11对辅助轧辊，第一对主轧辊为 0 度，（ 1 6 ）为轧第一个型，（ 7 12）为第二个型。六对主扎辊角度分别为 0 度、 20度、 40度、 60度、 80度、 90度。各道弯角所受的弯矩见表 2-2 。根据计算，采用 R=70mm 的轧辊（以中心距为准，即中心距为 140mm）。表 2-2 第一个 90o 弯角所受的弯矩 M 弯角弯矩 0 度 0 20度 M=42565N.mm 40度 M=35330N.mm 60度 M=24294.9N.mm 80度 M=12303.2N.mm 90度 M=5863.84N.mm 十一个辅助轧辊分别为 0 度、 30度、 50度、 70度、 90度、 94度。 30度、50度、 70度、 90度、 94度。第六道、十一道辅助轧辊为 94度是为了考虑金属板材的回弹。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 9 - 第 3章总体方案设计机床设计和其他产品设计一样，都是根据市场的需求、现有制造条件和可能采用的新工艺以及有关科学技术知识进行的一种创造性劳动。随着科学技术的发展，机床设计工作已经由单纯类比发展到分析计算；由单纯静力分析发展到包括静态、动态以及热变形、热应力等的分析；由定性分析发展到定量分析，使机床产品在设计阶段就能预测其性能，提高了一次成功率。特别是在计算机辅助设计的发展和应用以及生产社会化的有利条件下的今天，不仅能提高机床设计的效率，缩短设计周期，而且许多零部件均可外购，缩短了产品的制造周期，可更好地满足市场的需求。本板料弯边机的总体设计也是符合上述要求的其设计的流程见图 3-1 。图 3-1 弯边机的设计流程图 3.1 总体布局风阀体板料弯边机现在主要有两种形式，即立式与卧式。立式结构虽然nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 10 - 占用空间小，但在实际流水线生产过程中存在连续性差，生产效率低，且结构复杂、工艺性差、成本高等缺点。卧室结构虽然占用空间较大，但在实际流水线作业中连续性好，生产效率高，而且结构简单、制造容易、安装方便且传动链易于控制等优点。综合对比以上两种结构形式，显然卧式结构最适合风阀体生产厂家的实际情况，所以本设计选用卧式结构。 3.2 结构及构件选择本设备主要是由电机、带传动、蜗杆传动、齿轮传动、辊轮传动系统以及输入输出装置组成见图 3-2 。图 3-2 弯边机总体图由于本设备的整个工作台可以上下、前后调整位置，电机与减速箱的距离是可变的，因此采用了带传动，并且可以通过调节电机座上的螺杆来改变nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 11 - 皮带的松紧。另外带传动还具有缓冲、吸振、运行平稳等特点。采用蜗杆传动是因为它具有传动比大、结构紧凑、工作平稳的特点。由于要做成一个大的动力箱的话蜗杆轴很长强度不好，所以把动力箱分成 6 个，每个动力箱带动 2 对主轧辊，每个之间再用联轴器串联联接，这样能满足蜗杆的挠度要求。同时蜗轮扭矩较大，能够满足与蜗轮同轴的大齿轮同时带动两组齿轮工作的要求。采用齿轮传动，主要是其瞬间传动比恒定，从而使轧辊转速恒定。在电机的选择上，因为要求轧辊的转速可调，所以采用了变频调速器来实现电机的无级变速。 3.3 工作原理如图 3-2 所示，成型辊压机工作原理为：电机通电后，通过带传动把动力传到 6 根串联的蜗杆上。 6 根蜗杆分置在 6 个减速箱内，箱体间通过联轴器连接。每根蜗杆带动一根蜗轮轴旋转。大齿轮与蜗轮同轴，每个大齿轮分别与其左右两侧的两个大齿轮相啮合，每个与大齿轮同轴的小齿轮又和它上方的小齿轮啮合，这样一个大齿轮就能带动四个小齿轮旋转。小齿轮的尺寸是一样的，每个小齿轮轴作为减速器的输出轴。减速器共有上下两排 24个输出轴。这 12对输出轴经过万向联轴器接到 12对主轧辊轴上，经过调速电机，使轧辊获得所需的转速，来实现对工件的渐进加工， 11对辅助轧辊对工件的加工起辅助作用。 3.4 结构特点由于最终形成的“ U ”型槽变形较大，所以在辊压系统中共采用了 12对主轧辊和 11对辅助轧辊对金属板料进行渐变加工，这样可以提高加工精度。为了使各个轧辊与加工工件接触处的线速度方向相同，采用一个大齿轮带动其左右两侧的两个相同尺寸的大齿轮，每个与大齿轮同轴的小齿轮再带动其上方的一个小齿轮的方法，来得到我们所需的转向关系。而且各个小齿轮的尺寸完全一致，每根轧辊轴有相同的角速度。为了调整工作台的高度，以适应自动化生产线中下一道工序对工件高度的要求，在本设备中采用了蜗杆传动和螺旋传动相结合的方法。通过蜗杆传动以及蜗轮轴孔和螺杆的螺旋传动，把蜗杆的水平旋转转换成螺杆的垂直运动，以此改变工作台的高度。这相对于用垫铁来改变高度，既减轻了工人的劳动强度，又提高了精度。 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 12 - nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 13 - 第 4章传动装置设计 4.1 电机的选择前六道的力矩为 0 、 42565N.mm、 35330N.mm、 24294.9N.mm、12303.2N.mm、 5863.84N.mm可见力矩是减小的。取最大力矩 T=42565 ，可计算出电机的功率 P 及转速 n 为 9550TnP (4-1) 36 0 1 0vnD其中， v=0.25m/s (4-2) 代入上式，得 336 0 1 0 0 . 2 5 6 0 1 0 3 4 . 1 23 . 1 4 1 4 0vn D 取 34n (r/min) 取最大的力矩来计算即 M=42565 N.mm 。共 12道主轧辊， 11道辅助轧辊。 4 2 5 6 5 2 3 9 7 8 9 9 5M 总 N.mm 978995 3 . 4 89 5 5 0 9 5 5 0TnP KW 考虑到经过多重传送，且打算采用蜗轮蜗杆传动，设备精度不高，而且为了设备以后升级，可轧更厚的板材和提高轧制速度，取功率为 5.5KW 的Y132W4 型同步转速电机，转速为 1500r/min4。 4.2 动力箱的传动方案本设计所采用 5.5KW （ Y132W4 ）型同步转速电机，由上可知转速为 1500r/min 。轧制速度初定为 10m/min=0.167m/s。则有 336 0 1 0 0 . 1 6 7 6 0 1 0 2 2 . 7 93 . 1 4 1 4 0w vn D (r/min)nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 14 - 0 1500 6 5 . 8 12 2 . 7 9wni n 总动力箱的传动示意图见图 4-1 。先经过带轮减速后再传到动力箱，动力箱采用二级传动 , 第一级为蜗杆传动 , 第二级为齿轮传动。 1 电机 2. 皮带 3.9. 联轴器 4. 涡杆轴 5. 蜗杆 6. 大齿轮 7.万向联轴器 8.10. 小齿轮图 4-1 传动方案 4.3 传动装置的运动及动力参数计算 4.3.1 分配传动比考虑到蜗轮蜗杆的传动能力较大，为进一步简化结构，方便零件的生产和加工，增强机构的通用性，在第一级蜗轮蜗杆传动时，传动比稍大些，而第二级齿轮传动采用等转速传动。现分配如下。 1 ）分配传动比，初定带传动 1.65i 带； 2 ）变速器第一级 40i 1； nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 15 - 3 ）变速器第二级 1i 2；所以总传动比12 1 . 6 5 4 0 1 6 4i i i i 总带。 4.3.2 各轴的转矩计算 0 轴，即为电机轴，其转矩0T计算如下。 0 5.5rpp kw ， 15000n r/min 30005 . 5 1 09 . 5 5 9 . 5 5 3 5 . 0 21500pTn N.m (4-3) 轴，即为减速器高速轴 ( 蜗杆轴 ), 查得带传动的效率VB为0.95, 则可得 10 5 . 5 0 . 9 5 5 . 2 2 5VBpp kw 0011500 9091 . 6 5ni 1n r/min 31115 . 2 2 5 1 09 . 5 5 9 . 5 5 5 4 . 8 9909pTn N.m 轴，即为减速器蜗轮轴 , 共有 6 根 , 功率按平分计算。查得蜗杆传动的效率为 0.80, 滚动轴承的效率为 0.98, 则可得 21 / 6 5 . 2 2 5 0 . 8 0 0 . 9 8 / 6 0 . 6 8GBpp kw 112909 2 2 . 7 2 540ni 2n r/min 32220 . 6 8 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 8 5 . 4 52 2 . 7 2 5pTn N.m 轴，即为下轧辊轴 , 查得齿轮传动的效率为 0.97, 滚动轴承的效率0.98, 则可得 32 0 . 6 8 0 . 9 7 0 . 9 8 0 . 6 4 6 4EBpp kw 2232 2 . 7 5 2 2 . 7 51ni 3n r/min nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 16 - 33330 . 6 4 6 4 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 6 9 . 92 2 . 7 5pTn N.m 轴，即为上轧辊轴，查得齿轮传动效率为 0.97，滚动轴承的效率为0.98，则可得 43 0 . 6 4 6 4 0 . 9 7 0 . 9 8 0 . 6 1 4 5EBpp kw 3342 2 . 7 5 2 2 . 7 51ni 4n r/min 34440 . 6 1 4 5 1 09 . 5 5 9 . 5 5 2 5 7 . 82 2 . 7 5pTn N.m 由上述计算，可得到各轴的传动参数见表 4-1 表 4-1 各轴传动参数轴序号功率 (kw) 转速(r/min) 转矩(N m) 传动比 i 效率 0 5 5 1500 35.02 1 5.225 909 54.89 1 65 0 95 0 68 22.75 285.45 40 0 75 0 6464 22.75 269.9 1 0 95 0 6145 22.75 257.8 1 0 95 4.4 轴径初定 1 轴蜗杆轴由关系式 30 pdAn(4-4) 采用 45钢， 1120A，代入上式，得到 3 5 . 2 2 51 1 2 2 0 . 0 6909d mm 即最小直径应大于 21mm 。 2 轴，蜗轮轴由关系式 30 pdAn其中， 1 1 0 1 6 0:00A 为与材料有关的许用扭剪应力系数， A 在之间，采nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 17 - 用 45钢，取 1120A。代入上式，得到 3 0 . 6 81 1 2 3 4 . 7 52 2 . 7 5d (mm)即最小直径应大于 35mm 。 3 轴即为下轧辊轴由关系式 30 pdAn其中， 1 1 0 1 6 0:00A 为与材料有关的许用扭剪应力系数， A 在之间，采用 45钢，取 1120A，代入上式，得到 3 0 . 6 4 6 41 1 2 3 4 . 1 72 2 . 7 5d mm 即最小直径应大于 35mm 。 4 轴蜗轮轴由关系式 30 pdAn其中， 1 1 0 1 6 0:00A 为与材料有关的许用扭剪应力系数， A 在之间，采用 45钢，取 1120A。代入上式，得到 3 0 . 6 1 4 51 1 2 3 3 . 62 2 . 7 5d mm 即最小直径应大于 34mm 。由上述计算，可得各轴的最小半径见表 4-2 。表 4-2 各轴的最小半径轴号最小半径 (mm) 21 35 35 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 18 - 34 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 19 - 第 5章运动部件的设计计算与校核 5.1 带轮计算由上一章可知，电动机为 Y132W-4，功率 P=5.5KW ，转速n=1440r/min。则带轮的设计计算与校核具体如下。 1 定 V 带型号和带轮直径工作情况系数 Ka，可查得 Ka=1.3 功率 Pc=Ka.P=1.3 5.5=7.15 KW 选带型号，由功率 Pc可知，取 B 型小带轮直径，可取 D1=100mm 大带轮直径，由 D2=1121 0 0 1 4 4 0( 1 ) ( 1 0 . 0 1 ) 8 7 2 . 7Dnn =170 mm （设1% ）大带轮转速， 11221 0 0 1 4 4 0( 1 ) ( 1 0 . 0 1 ) 170Dnn n =838.5 r/min 2 计算带长由以下公式 21 1 7 0 1 0 022m DDD =135 mm 2 1 7 0 1 0 022DD =35 mm 初定中心距 a=600mm。则带长 22mL D a a 2351 3 5 2 6 0 0600 =1636.04 mm 基准长度取 1800dL mm。 3 求中心距和包角中心距 nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 20 - 221 ( ) 844m mLDa L D 221 8 0 0 1 3 5 1 ( 1 8 0 0 1 3 5 ) 8 3 544 =687 mm 小轮包角 0 211 1 8 0 6 0DDa a o 1 7 0 1 0 01 8 0 6 0687 oo=173.52 。 4 求带根数带速 11 1 0 0 1 4 4 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0Dnv =7.536 m/s 传动比 1214401140ni n =1.26 带根数可查得 P0=1.27KW， Ka=0.74 ，取 KL=0.92 ，0 0.40p得到0()calpz p p k k 7 . 1 5( 1 . 2 7 0 . 4 0 ) 0 . 9 2 0 . 7 4 =5根 5 计算轴上载荷张紧力 20 2 . 55 0 0 ( )caapKF q vv z K 27 . 1 5 2 . 5 0 . 7 45 0 0 ( ) 0 . 1 7 7 . 5 3 67 . 5 3 6 5 0 . 7 4 =235.3 N (由表 11.4 q=0.17kg/m ) 轴上载荷 102 s in 2Q aF z F01 7 3 . 5 22 5 2 3 5 . 3 s i n2 =2350 N nts 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文） - 21 - 5.2 蜗杆蜗轮设计蜗杆采用 45钢，表面硬度 45HRC。蜗轮材料采用 ZCuSn10P1 ，砂型铸造。具体计算如下。 1 初选1 / da当量摩擦系数，1 / c o s 4 m

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