太阳能热水器内桶气控翻边机设计

毕 业 设 计题 目 太阳能热水器内桶气控 翻边机的设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 班 级学 生学 号指导教师二一 一年 五 月 二十九 日- 1 -摘 要在太阳能热水器的加工中，内桶端部的翻边是极为重要的一个步骤。因为内桶必须长期工作在热水的浸泡之中，而且冷热交替频繁的环境下，可以说工作环境比较恶劣，内桶边缘如果翻的不好，就会影响到桶两端的密封，太阳能热水器一旦漏水那么太阳能热水器的寿命也就结束。本次设计旨在通过设计过程进一步巩固自己的专业知识，提高自己的设计水平，动手能力的基础上设计一款操作简便实用，机构相对简单，加工动作简洁，加工长度范围较大，工作稳定，性能可靠，加工效率高且维护及维修简便的太阳能内桶气控翻边机。关键词：太阳能内桶；内桶加工；翻边机；压辊- 1 -ABSTRACTIn the processing of the solar water heater, the inner barrel flanging end is a very important step. Because the barrel must be long-term work in the hot water immersion and alternating hot and cold environment frequently, it can be said that the working environment is bad, the inner edge of the barrel if turned bad, will affect the ends of the barrel seal, solar water heater once leakage so the service life of the solar water heater is over. This design aims to through the design process further consolidate their professional knowledge, improve their design level, ability based design of a practical and simple to operate, relative simple structure, simple operation, stable work and large length processing range, reliable performance, barrels of gas in the processing efficiency is high and maintenance and simple maintenance of solar control flanging machine.Keywords: solar barrel; barrel processing; flanging machine; roller- 1 -目 录- 1 -1 前言1.1 选题背景及意义1.1.1 国内研究现状目前国内太阳能热水器行业风生水起，几个知名的太阳能热水器厂家生产规模都在不断地扩大，生产设备更新换代，日益现代化，自动化。作为太阳能热水器生产加工的重要一环的太阳能内桶翻边机也经过一次又一次的改造，翻边机是用来完成金属桶桶身翻边工序的机器，其种类繁多，如果就工作是金属桶的放置方式而言，可分为卧式翻边机和立式翻边机（其中以桶的轴线水平放置者称为卧式，垂直放置者称为立式） ；若按一次能翻边数分类，则可分为单头翻边机和双头翻边机（其中一次只对桶的一端翻边的为单头，桶身两端同时翻边的称为双头翻边机） ；就翻边的原理来分，则应分为滚压式和挤压式翻边机；若按所加工的桶形状来分又可分为圆桶翻边机和异形桶翻边机，我们这里的太阳能热水器内桶翻边机属于圆桶翻边机。当前国内的桶的翻遍机的效率还不是很高，大多数厂家使用人工装桶、卸桶，这在相当程度上影响到了桶翻边的加工效率的提高，就单独的把边翻出来说有些机器自动化程度已经比较高，但仍有改进的空间，下一步如果要提高工作效率主要要从装卸桶上下功夫。1. 2.1 选题的目的及意义我国的太阳能产业中，太阳能热水器是支柱力量。近年来随着太阳能热水器在我国飞速发展，我国已经成为世界上应用太阳能最广的国家。太阳能热水器中，内桶是太阳能热水器起保温贮水作用的，因此在太阳能热水器加工过程中，对太阳能热水器内桶的加工时决定太阳能热水器性能的关键工序。在内桶加工中，内桶端部的翻边是极为重要的一个步骤。在目前技术中有很多种太阳能热水器内桶翻边机，这些太阳能热水器各有各的特点，但总体来讲其成本较高。有的结构过于复杂，操作不便；有的结构过于简单，无法连续完成整个翻边动作，使工作效率低。同时目前的太阳能热水器内桶翻边机要求的产品尺寸较短，制约了太阳能热水器的发展，所以为了太阳能热水器的加工制造能够满足现代化的要求和市场的需要，进一步提高工作效率，太阳能内桶翻边机的设计显得尤为重要。- 1 -2 方案设计及论证太阳能内桶气控翻边机的工作过程是：驱动电机通过键带动减速器，减速器通皮带带动主轴旋转，主轴带动要翻边的内桶旋转，在内桶旋转时气缸带动小压辊径向直线运动，将要翻遍的桶经过挤压逐渐将其翻过来。设计参数如下：1. 最 大 直 径 为 ： 380mm。2. 最 大 加 工 长 度 为 ： 3000mm。 3. 翻 边 的 尺 寸 为 ： 5mm。4. 桶 体 转 速 为 ： 120r/min。5. 工 作 效 率 为 ： 2 个 /分2.1 传动方案初步设计首先，应满足机器的功能要求，如所传递的功率大小、转速和运动形式，此外还应满足工作平稳、传动效率较高、传动距离较远、结构简单、工艺性好、使用维护方便。常用传动方案有 3 种：（1）带传动：结构简单,适用于两轴中心距较大的传动场合；传动平稳无噪声,能缓冲、吸振；过载时带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用；不能保证精确的传动比，带轮材料一般是铸铁等。（2) 链传动:和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力；能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作；和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小；传递效率较高,一般可达 0.950.97；链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象。（3）圆柱齿轮传动：能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠；传递的功率和速度范围较大；结构紧凑、工作可靠,可实现较大的传动比；传动效率高,使用寿命长。根据太阳能热水器内桶气控翻边机的的实际工作情况及工作特点，结合机械造价以及使其便于维修、维护，便于使用等特点，选择“电机-带传动”的传动方案，电机的动力通过减速器再通过带轮、皮带把动力传到主轴上，实现加工过程中所需要的动力条件。如图 2.1 所示。- 1 -图 2.1 传动系统示意图 2.2 翻边方案设计（1）影响翻边质量的最后一道工序就是翻边工序，这也是最重要的工序之一。目前，国内制桶行业的钢桶制造生产线，其翻边工序大致有两种工艺方法：一种为滚压翻边；一种为模具翻边。两种翻边方法虽有不同，但结果是基本一致的。对于翻边部位的材料来说，都是属于变薄拉伸的变形，除去以上分析的其它原因之外，主要影响质量的就是翻边过程的工艺技术问题。从实际生产角度来分析，翻边裂与翻边的角度、圆弧度、翻边速度等有关。根椐各钢桶生产线的不同，有的要求翻边的角度（翻边部位与桶身的外夹角）为 90（即垂直翻边） ，有的要求大于 90（如 95或 100等） 。相比较来说，翻边角度越大，翻边边缘直径就越小，相对变形量就小，翻边时就不易破裂；而垂直翻边，翻边边缘直径最大，变形量也最大，也最易产生破裂。就太阳能热水器内桶制造工艺来说，许多卷边封口机，在卷封前，要将桶盖与桶身先压合靠紧，为了桶身翻边能与桶盖靠得更紧些，一般来说，翻边太直（90）是不利的。而翻边角度相对的大一点，更有利于翻边的边缘与桶盖靠紧。翻边后桶身与翻部位之间的连接部分一般要有一定的圆弧过度，这个圆弧半径的大小有时是导致翻边裂的主要因素。圆弧半径越大时，变形力较为缓解，相对延长了变形时间，有利于翻边力的均匀传递，破裂就不易发生；如果圆弧半径太小，变形来得突然，变形力传递不急，变形时间太短，破裂就容易发生。在生产实践中，由于这个原因而引起的翻边裂问题是较多的，必须引起重视。翻边过程进行的时间也是影响翻边裂的因素之一。有的厂家的设备是模具冲压翻边，过程较快，变形时间短，变形力传递不急，破裂就较容易发生；有的设备是采用液压传动的模具翻边，由于液压速度相对较慢，力量传递较柔，于是发生破裂的可能性就小得多；还有一些设备，尤其是一些旧设备，它们采用滚压翻边的方式，其翻边过程是各种翻边方式中速度最慢的，虽然生产效率较低，但由于翻边力是慢慢传递的，就像双动压力机拉伸一样，产生破裂的可能性就非常小。在同样的材料- 1 -和前道工序的情况下，滚压翻边引起翻边裂的情况最小。(2)性能比较：卧式的翻边机和立式的翻边机相比，卧式的翻边机更容易操作，如果加工的桶非常短则用立式的方便，就一般而言卧式的使用性能更好；单头翻边机和双头翻边机相比，显然如果需要双头翻边的使用双头翻边不仅能大大提高工作效率，还能增加桶翻边的加工精度；滚压式翻边机和挤压式翻边机相比，滚压式加工效率要低，但是也正是由于加工速度慢所以滚压式不易出现废品。本设计结合各种翻边方案的优缺点，利用相关技术的进步，结合内桶翻边加工的独特性，即太阳能热水器内桶所用钢板材一般厚度都比较薄，大约在 0.41mm 左右，并最大限度的防止翻边加工边缘破裂的发生，综合考虑采用滚压式双头卧式翻边方式，滚压式翻边原理如图 2.2 所示。图 2.2 滚压式翻边原理图结构介绍：从图上可以看出原理实现的结构比较简单，两个压辊，被加工对象桶身，虽然原理图的结构看起来十分简单但是要实现规定的先后动作却需要合理的机构的紧密的相互联系和比较精确的动作幅度要求。原理介绍：从图中可以看出滚压式翻边的几个基本要素两个压辊之间的相对直线运动，压辊的转动桶身相对于两压辊的转动。加工过程中两压辊产生相对直线运动而夹在两压辊中的桶的薄壁在相互运动过程中就陪压辊逐渐的滚压过来，从而实现通的翻边要求。这种翻边方案的优点就在于，既能高效的生产又能保证翻边的质量，并且容易实现。（2）翻边大体方案已定，但要实现压辊到达工作位置和按规定的路线动作有多种可实现的途径，一种是纯机械式的传动，一种是机电实现的方式，一种是液压实现方式，一种是气压实现的方式。纯机械式的传动方式结构复杂，体积比较大，维护维修比较麻烦，但可靠性高；机电实现方式，就是用小电机作为压辊的动力源，这种实现形式结构简单明了，工作时噪音小，此结构的实现需要多个单独的小电机来实现，否则结构优势就被消耗掉，但造价比较高，液压和气压相比，气压干净整洁，但气压的动力比较小但成本相对也低。综合考虑各种实现方式并结合太阳能内桶的翻边特点，最后选用多个气压缸分时运动的方式来实现翻边过程中压辊到达规- 1 -定的位置和执行要求的动作。各个方向的运动采用燕尾形导轨的方式保证。其结构如图 2.3 所示。图 2.3 翻边机工作台结构图结构介绍：从图中可以清楚看出翻遍机构有三个气缸来提供运动动力，并有气缸来保证个运动的幅度，运动的方向精度由燕尾槽来保证。原理介绍：气缸 1 是用来使两压辊之间产生相对直线运动的，工作时气缸 1 通过伸缩来使小压辊在 X 方向上来回运动，气缸 2 和气缸 3 分别使工作台在 X 方向和Y 方向到达工作位置。2.3 太阳能热水器内桶定位方案的设计由于太阳能热水器圆桶，桶壁很薄，刚度很小，所以我们不可能采用像车床加工轴时所采用的定位方法，在加工过程既要让桶高速旋转又要保证桶身的刚度，还要让桶除旋转外的其它自由度完全限定，所以这里采用了内桶定位方式，为了保证桶的刚度在桶身中部得下面加上一个托架，以保证桶身不会因为过长而变形，从而影响翻边的质量。其次为了保证每次翻边的长度，还需要一个内桶轴向的定位装置。桶身支撑架如图 2.4 所示；内桶轴向定位机构、径向定位机构和部分零件细节图如图 2.5，图 2.6，图 2.7，图 2.8，图 2.9 所示。图 2.4 桶身支撑架- 1 -图 1.4 所示，两个可活动的支架，上部有轴承，下面用螺栓连接，每次加工不同的桶径产品都要送一下中间的螺纹调节两个支架开口度，以适应不同的桶径，调节好后把螺纹拧紧即可。图 2.5图 2.6 轴向定位轮结构图 图 2.7 内桶定位扇形滑块下面以一个加工实例来说明此机构工作过程，翻一批内桶为直径为 380mm 的边，4 块内桶定位扇形滑块所组成的盘（图 1.7）的直径为 360mm,当把桶套到两头的定- 1 -位盘时，首先桶前段碰到定位轮，这样翻边尺寸得到控制，之后后箱在后箱气缸的推动下将桶轴向定位。图 2.8 内桶定位机构图 2.9 推拉结构细节图接下来，内桶定位机构开始动作，首先内桶的定位机构的气缸向后收缩，通过杆拉动推拉机构的燕尾槽，向后运动，之后运动由推拉机构的轴承内外圈拉动转动杆，转动杆拉动锥子这样锥子的锥面和扇形滑块的锥面相互配合，在锥子往里进的同时扇形滑块所组成的圆的直径扩大，直到达到和 380mm 的桶内壁胀紧，由于前定位盘和后箱定位盘同时动作，所以桶在径向就完全定位，之后翻边工作台在气缸的分时动作下到达工作位置，桶身高速旋转，压辊径向运动及完成翻边动作。2.4 床身的设计- 1 -图 2.10 床身结构图如图 1.10 所示整个床身采用焊接工艺做成，有 10 根支撑腿支撑腿之间有横梁和纵梁以加强床身强度和刚度。太阳能热水器内桶翻边的加工，就其加工精度来说并不算太高，加工时震动也不大，所以对床身的要求也不是太高，所以用焊接工艺做床身完全满足要求并有良好的经济效益。2.5 整体的设计太阳能热水器内桶气控翻边机的整体设计布局如下图 2.11 所示图 2.11 翻边机整体设计图主轴箱和后箱零部件的设计基本一致，最组要的不同之处在于，主轴箱是由电机经过摆线针轮减速机通过 V 带将动力传到主轴上，而后箱轴是由桶身在径向定位后转动带动的，也可以说主轴是主动的，后箱轴时从动的，再者后箱可以在后箱气缸的动作下做桶轴向的移动，而主轴是在桶的轴向是固定的。- 1 -3传动系统的设计根据太阳能内桶气控翻边机的实际工作情况，以及从可维护性、经济性等方面考虑，选择其传动系统部件组成为：电动机-联轴器-摆线针轮减速器-v 带传动主轴内桶。3.1 电动机的选择计算3.1.1 计算所需功率 P w太阳能热水器内桶的材料一般选用不锈钢，这里我们选用的是作为不锈耐热钢使用最广泛，食品用设备，一般化工设备用的 0Cr19Ni9 进行计算，查机械设计手册得其屈服强度为 550MPab（1）计算翻边力公式为： （3.1）kLtpktLPbb5.21压L：弯曲线长度（mm） ；t：为材料厚度（mm） ；：抗拉强度（MPa） ；bP ：压边力（为 0.250.3 ） ；压 Pk：系数，近似为 0.20.3带入相关数据得：（3.2）N.512370.415.302估计翻边的摩擦力为 500 N查机械设计手册钢与钢的摩擦系数 .（3.3）kw194.5029wnMPMRF摩3.2.2 确定电动机（1）通常选用 Y 系列三相交流一步电动机。对于启动频繁、制动和反转的场合（如起重机） ，则应选用起重或冶金用 YZ 型（笼型）或 YZR 型（绕线型）三相交流异步电动机。电动机结构形式有开启式、防护式、和防爆式等。电机的安装形式可根据防护要求选择。（2）确定电动机的功率 标准电动机的容量以额定功率表示，所选用电动机的- 1 -额定功率应不小于所需工作机要求的功率 Pd。工作机要求的电动机功率 Pd 为Pd=Pw/ (3.4)式中 Pd工作机要求的电动机输出功率，单位为 kwPw工作机所需输入功率，单位为 kw；电动机至工作机之间传动装置的总效率。总传动效率的计算：(3.5)4321其中 、 、 、 分别为十字滑块联轴器、摆线针轮减速器、V 带传动的效率、1234轴承的传动效率。查机械设计手册（表 1-7）知各部分的传动效率：刚性联轴器： =0.970.991摆线针轮减速器： =0.900.972V 带传动： =0.963滚动轴承： =0.984=0.820.90321所以总传动效率为：=0.820.90因此Pd=Pw/=1.194/0.857=1.39kw (3.6)Pd =Pw/=1.194/0.89=1.34kw (3.7)所以电机的功率范围为：P d Pd ：1.34 kw 1.39 kw但根据实际需要电机的功率要大于最大值，即，P d1.39 kw（3）电动机转速的选择对于 Y 系列的电动机，通常多选用同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电机，如无特殊需要，不选低于 750r/min 的电动机。而太阳能热水器内桶翻边机的所需功率不大，工作条件一般，为一般的工作机，对电机而没有特别的要求，因此通过查 机械设计手册 表 12-1，经过筛选选用同步转速 1500r/min,满载转速为 1400 r/min 额定功率为 1.5kw 的型号为 Y90L-4 的电动机。参数如表 3.1 所示 - 1 -3.2 传动系统总传动比及各级传动比分配 已知电动机的转速 n1=1500r/min，工作机所需转速 n2=80r/min，则总传动比i=1500/80=18.75传动比分配及选择原则为（1）各级机构传动比应尽量在推荐的范围内选取。（2）应使传动装置结构尺寸较小，重量较轻。（3）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合理，避免干涉碰撞。分析本传动系统，本传动系统中由减速器以及 V 带传动来分配传动比，V 带传动比推荐为（25） 。根据以上选择原则，V 带传动比选择为 2，则减速器传动比选择9。误差为 4.1%，在误差允许的范围内，合适。型号 功率(kw) 电流(A) 转速(r/min) 效率(%)Y90L-4 1.5 4.0 1500 80- 1 -4 传动零件的选择设计及计算4.1 轴的校核计算（1）轴是组成机器的主要零件之一。所有可以做回转运动的零件都必须安装在轴上才得以传递运动和动力。按照承受载荷的不同，轴可以分为转轴，心轴和传动轴三类。轴按照轴线形状的不同，分为曲轴和直轴两类。直轴根据外形的不同可分为光轴和阶梯轴两种。光轴形状简单加工容易，但轴上的零件不易装配及定位，阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。（2）轴的设计是根据轴上零件的安装，定位及轴的制造工艺等方面的要求合理的确定轴的结构形式和尺寸。轴的工作能力计算指的是轴的强度，刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需对轴进行强度计算以防止断裂或塑性变形，对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防发生共振而破坏。（3）太阳能热水器内桶翻边机得主轴主要受扭矩，所以只按轴所受的扭矩来计算轴的强度即可。4.11 计算主轴的抗扭截面系数 TW16)a(43DT（4.1）式中，D，d 分别为空心圆截面的外径、内径， Dda现在我们知道主轴的内径 d 为 35 ,m轴的扭转强度条件为：（4.2）16(n950)43TTaDPW式中， ：扭转切应力，MPaTT:轴所受的的扭矩， N.mm- 1 -n:轴的转速，r/minP:轴传递的功率，kwMPa许 用 扭 转 切 应 力 ，:T轴的材料取 45 号钢则 MPa45T整理得：12.64mm （4.3）)1(2094.09533aDT可以看出翻边的工作对轴的要求比较低，综合考虑各种其他因素最后取轴的最小外径为 75mm，完全能够满足工作要求。4.2 V 带传动的设计及计算V 带传动是一种挠性传动。传动的基本组成零件为带轮和传动带。当主动带轮转动时，利用带轮和传动带间的摩擦或啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动轮。带传动有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸震等特点，在近代机械中应用广泛。4.2.1 V 带的选用安装及计算标准普通 V 带式用多种材料制成的无接头环形带。这些材料包括顶胶 1、抗拉体 2、底胶 3 和包布 4 组成。根据抗拉体的不同，普通 V 带分为帘布芯和绳芯 V 带两种。本设计中选择普通帘布芯 V 带。已知条件：电动机功率：P=1.5kw，转速：n 1=1500r/min，传动比 i=2。每天工作 8 小时。处于传动系统的第二级。（1）确定计算功率由表 8-7 查得工作情况系数 KA=1.1，故Pca=KAP=1.3x1.5=1.65(kw) (4.4)（2）选择 V 带的带型根据 Pca、n 1 由机械设计课本图 8-10 选用 A 型- 1 -（3）确定带轮的基准直径 dd 并验算带速 v1）初选小带轮的基准直径 dd1。由机械设计课本表 8-6 和表 8-8，取小带轮的基准直径 dd1=100mm2)验算带速 v。v=dd1n1/(60x1000)=100 1500/(60 1000)=7.85m/s (4.5)因为推荐带速 5m/s(F0) 。min（7）计算压轴力 Fp压轴力的最小值为FQ =2 2 11.4 sin(172/2) 45.5N (4.14)/sin(210z4.2.2 带轮的设计计算.根据带轮的基准直径，带轮转速等条件，确定带轮的材料，结构形式，轮槽，轮辐和轮毂的几何尺寸、公差和表面粗糙度以及相关技术要求。根据轮辐结构的不同，V 带轮可以分为实心式，腹板式，孔板式、椭圆轮辐式。根据机械设计手册中册第二版（修订）表 8-12，设计中的小带轮选择为实心轮，大带轮选择为孔板轮。（1）小带轮计算：已知小带轮节圆直径为 100mm，减速器轴伸直径为 D=24mm，轮宽 B=36mm 故 D1=(1.82)D=(1.82)24=(4448)mm，取 D1=48mmL=(1.52)D=(1.52)24=(3648)mm，取 L=48mm- 1 -根据机械设计手册中册第二版（修订）查表 8-12，小带轮形式选择为实心轮=2.75mm， ，e =15mm， mm， mm， 0=34o，=6minha 7.8minfh9minf1dbmm。据此设计小带轮如图 4.1 所示图 4.1 小带轮（2）大带轮计算：已知小带轮节圆直径为 200mm，轴径为 100mm，轮宽 B=51mmD1=(1.82)D=(1.82)24=(4448)mm，取 D1=48mmL=(1.52)D=(1.52)50=(3648)mm，取 L=48mm根据机械设计手册中册第二版（修订）查表 8-12，大带轮形式选择为腹板式=2.75mm， ，e =15mm， mm， mm， 0=34o，=6minha 7.8minfh9minf1dbmm，C=12mm 。如图 4.2 所示：图 4.2 大带轮4.2.3 V 带传动的张紧、安装与防护（1）V 带传动在运转一段时间以后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛。为了保证带传动正常工作应定期检查带的松弛程度，采取相应的不就措施。可以选择 1.调整中心距法，2.张紧轮法通过选择，本设计选择定期张紧装置来调节带的初拉力，使带重新张紧。V 带传动在安装时，个带轮的轴线应该平行，各带轮相对的 V 型槽的对称平面应重合，- 1 -误差不得超过 20o，否则会引起 V 带的扭曲使两侧面过早磨损。（3）对带传动应定期检查及时调整，发现损坏的 V 带应及时更换，新旧带、普通 V 带和窄 V 带、不同规格的 V 带均不能混合使用。这样既可防止绞伤人，又可以防止灰尘、油及其它杂物飞溅到带上影响传动。（4）为了安全起见，本设计中的 V 带传动置于保护罩内，使之不能外露，达到良好的保护效果,这样既可防止绞伤人，又可以防止灰尘、油及其它杂物飞溅到带上影响传动。4.3 键的选择键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽 b 键高 h 表示）与长度 L。键的截面尺寸 b h 按轴的直径 d 由标准中选定。键的长度 L 一般可按轮毂的长度而定，即键长等于或稍短于轮毂的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。一般轮毂的长度可取为 L (1.5-2)d,这里 d 为轴的直径。所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。这里我们综合考虑翻边的实际工作情况选取普通平键，查机械设计课本表 6-1 选取键的尺寸，b h：28 16，长度 L 选取50mm。平键的强度计算假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键连接的强度条件为：（4.15）kld1023ppT这里我们选取键的材料为钢 MPa 代入数据得： p（4.16）75.41056.0923p所以键选取的合格。4.4 减速器的选择摆线针轮减速机是一种应用行星式传动原理，采用摆线针齿啮合的新颖传动装置。摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位 180的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱- 1 -轴承，形成 H 机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，（为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套。在这里我们选择江苏省泰兴减速总厂生产的单级 BWD 型摆线针轮减速机， 减速比为 9，外形尺寸如图 4.3图 4.3 单级 BWD 型摆线针轮减速机4.5 滚动轴承的选择3.4.1 滚动轴承的作用滚动轴承是现代机器中，广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件见的滚动接触来支撑转动零件的。滚动轴承绝大多数已经标准化，并有专业工厂大量制造及供应各种常规规格的轴承。滚动轴承的基本结构主要由内圈、外圈、滚动体、和保持架等 4 部分组成。内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座孔装配。通常内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可用于外圈回转而内圈不动。3.4.1 滚动轴承的选择选择滚动轴承主要依据几下几个原则（1）轴承载荷轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择滚动轴承类型的主要依据。（2）轴承的转速一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才回有比较显著的影响。（3）轴承的调心性能- 1 -当轴承的中心线与轴承座中心线补充和而有角度误差是，或因轴受力而弯曲或倾斜时，会造成轴承的内外圈轴线发生偏斜。这时，应采用具有一定调心性能的调心轴承或带座外球面球轴承。（4）轴承的安装和拆卸便于拆卸，也是在选择轴承类型时应考虑的一个因素。在轴承座没有刨分面而必须严轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离轴承。使用机械设计手册通过以上原则以及轴的内径，选择深沟球轴承轴承。轴承型号 6320 为,个数为 2 个。4.6 联轴器的选择（1）联轴器是机械传动中常用的部件。他们主要用来连接轴与轴，以传递运动与转矩；有时也可用作安全装置。联轴器用来把两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将连接拆开后，两轴才能分离。（2）选择联轴器类型可以考虑以下几点：1所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减震功能的要求。2联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器。3两轴相对位移的大小和方向。在安装调整过程中，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。4联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元素制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，可能污染环境。5联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足其使用性能的条件下，应选用拆卸方便、维护简单、成本低的联轴器。（3）本设计中的联轴器用来连接减速器输出轴与圆锥筒体上的旋转轴，用以将减速器输出的动力传动到筒体旋转轴上。已知输出轴转速约为 80r/min。通过加工，筒体上的旋转轴对中性较好。综合考虑以上几点，选择凸缘联轴器。轴孔直径为 48mm，个数为两个。- 1 -5 其他零部件的计算5.1 压辊的设计在本设计中，采用了连个压辊，一个大压辊，一个小压辊，小压辊可以在气缸的推动下做桶直径方向的移动，是主要的翻边工作零件，而大压辊是给翻出的边做定位用的，以使翻出的边在所要求的位置翻边，两个压辊都内桶都有轴承，可以随桶的旋转而旋转，轴承选用深沟球轴承型号为 62045.2 轴向定位轮的设计由于不同的内桶型号对翻出边的尺寸要求不一样，有的需要 5mm 有的需要 7mm等所以就需要对桶的轴向在加工中进行定位，轴向定位轮正是应此要求而设计的，它可以转动，内部装有深沟球轴承型号为 6203，轴采用 T 型槽专用的螺杆，长度270mm，上面有个定位块，这样方便在加工不同的内桶需要对翻边尺寸变动时调整轴向尺寸。5.2 推拉机构的设计推拉机构是让内桶扇形滑块经行径向移动的部件，作用就是使内桶径向定位，因为椎杆在加工过程中由于摩擦力必须要旋转，而推拉椎杆的气缸轴又不能转动，所以必须在中间加一个中转机构，在本设计中由于椎杆轴向需要往复运动所以选取一个双列角接触轴承作为推拉机构的核心零件，型号为 3304A,外径为 52mm,内径为 20mm，宽度为 22.2mm。- 1 -6 结 论到这里本次毕业设计的设计部分已经完成，本次设计的太阳能热水器内桶气控翻边机十分适合太阳能内桶的加工，具有结构简单，操作翻边，加工尺寸范围大，采用模块化设计思维，标准化零件采用较多，方便维护及维修，有些结构设计巧妙。但限于自己的水平和时间，有时不得已而为之，下面就总结下本次设计的不足之处太阳能热水器内桶气控翻边机的工作效率如果再提高就必须解决人工装卸内桶的问题，人工装卸内桶是效率一直提高不上去的一个重要原因，这一部分设计在这次设计中没有得到改进，就其原因一方面是由于这是一个系统性工程必须要结合之前和之后的工序来设计，一方面是由于自身知识水平有限。本次设计的床身的宽度尺寸有点过大，但没有原则上的错误，如果优化结构设计可以考虑在此优化，由于时间有限，改动较大所以没有改动。翻边机的推