BC-5183冰箱门壳滚压成型及专机设计【说明书+CAD】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共51页)
编号：120936085
类型：共享资源
大小：3.08MB
格式：ZIP
上传时间：2021-04-11
上传人：221589****qq.com
认证信息
个人认证
李**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
40
积分
- 关 键 词：
-
BC
5183
冰箱门
壳滚压
成型
专机
设计
说明书
CAD
- 资源描述：
-
BC-5183冰箱门壳滚压成型及专机设计【说明书+CAD】,BC,5183,冰箱门,壳滚压,成型,专机,设计,说明书,CAD
- 内容简介：
-
黄河科技学院毕业设计说明书 第 51 页1绪 论1.1滚压加工国内外发展状况目的滚压成型是冷弯成型另一种叫法，目前我国对Cold RollForming这一工艺有多种叫法：一种是从俄文翻译过来的，称为冷弯成型、冷弯型钢(冶金行业多用此说法)；一种是从英文等外文译过来的，有滚轧成型、辊轧成型、辊弯成型、滚压成型；还有一种是我国台湾的叫法，有滚轮成型、冷轧成型等。英文名称比较确定，有Roll forming、Roll-forming。国外在1983年对滚压成形有一定发展, 冷弯成型(Cold Roll Forming)是通过顺序配置的多道次成型轧辊，把卷材、带材等金属板带不断地进行横向弯曲，以制成特定断面型材的工艺技术。冷弯成型是一种节材、节能、高效、先进适用的板金属成型工艺。20世纪八九十年代以来，冷弯成型的工艺技术在我国得到广泛应用。在国内外，由于技术资料缺乏，工程技术人员经常需要进行探索和利用试错法解决工程问题，冷弯成型工艺仍被普遍认为是一种“未掌握的艺术” (Blank Art)，还未上升为科学。主要原因是冷弯成型本身具有的特点和规律尚未被人们完全掌握和认识。近些年来，冷弯型钢产品作为重要的结构件在建筑、汽车制造、船舶制造、电子工业及机械制造业等许多领域得到了广泛的应用。其产品从普通的导轨、门窗等结构件到一些为特殊用途而制造的专用型材，类型极其广泛。冷弯型钢单位重量的断面性能优于热轧型钢产品，并且具有很高的表面光洁度和尺寸精度，因此冷弯型钢代替热轧型钢可以取得既节约钢材又节省能源的双重效果，所以人们对冷弯型钢的发展给予了高度重视。正是用户对冷弯型钢产品的品种、规格、质量等方面的不断渴求，促使冷弯成型工艺技术的迅猛发展。1.2辊式冷弯成型的历史辊式冷弯成型，记在一排串联的成型扎机上，连续通过金属板和金属板带，顺次使其弯曲，将平板加工成所需的截面形状的塑性加工法。辊式冷弯成型曾用于自行车的轮圈、伞的骨架制造、冰箱门壳的制造等。第二次世界大战之前的欧美，在开始只在钢管、预制结构、航空飞机库顶波纹板、简易飞机场的着陆底板、飞机零部件等之后，逐渐形成了工业规模的发展。由于钢铁的需求扩大，日本各钢铁公司从1955年开始生产轻质型钢材。轻质型钢材在1957年作为“一般构造用轻质型钢材”被列入日本工业标准。从此以后，经过数次修改，沿用至今。辊式冷弯成型技术在大学、企业等的研究成果从1980年中期开始有了飞跃式进步。特别是1990年中期开始的计算机辅助设计、理论解析、计算机控制钢管轧机、数控冷弯成型机等的开发研究，使辊式冷弯成型技术向智能成型技术迈出了新的一步。1.3辊式冷弯成型的产品冷弯成型的产品有很多种，主要包括C型钢、薄槽钢、薄V型钢、薄Z型钢、带缘Z型钢、帽型钢等轻质型钢，瓦垄钢板、波纹钢板等宽幅截面材，钢板桩、道路护栏等大型截面材，圆管、方矩形管等钢管。对于轻质型钢，截面各部分的形状、尺寸、尺寸公差和板厚都有规定。1.4滚压成型用材料（1）钢 碳素钢中，常用的多为含碳量0.2%以下的软钢，其成型是容易的。当纵长方向分布有线状夹杂物时，就容易成为弯曲裂纹的起因。特别是必须使用高级材料的场合，最好是用铝镇静钢。如果是球状珠光体组织，含碳量约在0.6%以下，都可以作急剧过渡的直角弯曲。（2）不锈钢 13、18-8、18等不锈钢很好使用。13不锈钢的成型性能稍差一些。成型速度在825m/min的情况下要防止由于发热而烧伤表面。必须使滚轮的润滑良好并保持其表面清洁。当板厚小于2mm，弯曲半径取为板厚的2倍左右是安全的。（3）和合金 比不锈钢的成型性能稍差。成型速度要低。对板厚的要求与不锈钢相同。（4） 在冷作状态下，由于加工硬化而产生裂纹，所以滚压成型时必须加热，用红外线灯管在入口处和滚轮间加热是方便的。（5）表面被覆材料 由于镀镍、镀铬材料硬度大，容易产生裂纹。但是镀铜和黄铜的材料可以滚压成型，而镀锌和镀镉的材料是不容易成型的。由于浸镀材料成型困难，故必须加大弯曲半径。油漆类涂覆材料，必须以尽可能低的滚压力加工。使用韧性良好的硬质涂料作滚压成型的条件是：将弯曲半径加大至板厚的45倍。1.5最近的研究动向 按截面形状不同，将辊式冷弯成型技术分为弯曲截面成型技术和管状截面成型技术。弯曲截面成型技术又细分为辊式冷弯成型试验、辊式冷弯成型理论、计算机辅助设计。管状截面成型技术只以焊管为对象，细分为初成型，笼式成型，不锈钢钢管成型，方管异形管成型，焊管的矫正，冰箱门壳的滚压等。2滚压加工成型2.1滚压成型的优缺点滚压成型是将高硬度且光滑的滚柱与金属表面滚压接触，使其表面层发生局部微量的塑性变形后得到改善表面粗糙度的塑性加工法的一种。 （1）滚压成型运行成本低。成型过程前期设计定型，所以对操做人员的数量、技能水平、劳动强度要求较低，产品生产过程稳定，成品合格率高，降低了原材料的消耗，同时不需要专人进行模具管理。 （2）滚压成型生产效率高。滚压成型生产过程不间断，适宜延伸( 冲孔、焊接、切断)进行深加工，进行自动化生产。相比冲压成型，效率提高数倍，因此更适宜大规模生产。 （3）成型产品品质高。滚压成型过程分3道工序，材料逐渐变形，且弯曲变形应力得到有效释放，产品性能稳定，其尺寸精确，表面粗糙度低。不像冲压成型材料弯曲变形剧烈，一次到位，应力得不到释放，后期容易产生应力腐蚀。 （4）成型产品长度不受限制，且产品厚度均匀，断面上金属分布合理，单位质量的断面系数较高。加之滚压成型具有冷作硬化作用使产品的刚度强度均有提高，提高了产品的承压能力。 （5）滚压成型保证安全生产。滚压成型生产过程，操作人员双手被隔绝危险区操作。劳动强度低，杜绝了安全事故，同时其运行稳定，几乎不产生70dB以上的噪声， 极大地改善了人们的劳动条件和劳动环境。 （6）滚压成型投资高。由于滚压成型需要进行滚压专机设计、滚轮设计、传动装置设计、气动装置设计等，并且整套滚压成型线技术含量高，设计结构复杂，制造难度大，调试时间长，投产周期长，所以其不适宜成型外观的随意改变，即不仅适用产品研发阶段更适宜定性产品的生产。因此只有实力雄厚的公司才可以应用滚压技术。如底座、机体、床身、车架、桥架、壳体等。机架设计的三个准则是应满足刚度、强度以及稳定性的要求5。2.2滚压成形的原理与设计要点滚压成形原理如图1所示。是由多对成形辊轮顺次对板料变形并向前送进的滚压成形。成形在工艺上与弯曲工序极为相似, 门壳滚压成形机的成形原理是将裁切好的板材放入按逐渐成型工艺排列的多组成形辊轮中通过，带动板料向前送进，同时板料随着各道滚轮的形状而产生变形，顺次进行滚弯加工。如果门壳的形状要发生改变，可通过更换辊轮来实现。图1 滚压成型滚压加工是一种压力光整加工，是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用滚压工具对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而使工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。滚压是一种无切削的塑性加工方法。在滚压成形过程中，为了使板材不跑偏，在门壳成形的每一时刻，都必须保证至少有两道辊轮同时作用在门壳上成形并牵引板材行走，通常称为不跑偏基本条件。为此，前后两辊轮之间的距离应小于门壳长度的一半。如果门壳尺寸过短，成形高度较高，且要满足上下辊节圆直径相等,则相邻两辊将无法布置。其设计要点主要有:a) 断面的展开长度和弯曲展开一样, 也要考虑中性层的移动;b) 在弯曲半径很小时, 要考虑到因拉伸使截面宽度的增加;c) 以轮廓外形所制定的轴线在各工步中保持一致;d) 每对辊轮对型材壁的弯曲角度有所限制,否则将产生滚压不畅( 卡壳) 、制品不光滑和起皱现象。弯曲数据如下:板材厚2.5mm 弯曲角: 100200。塑性好的材料取上限, 塑性差的材料取下限。连续弯曲要考虑金属的加工硬化;e) 起始变形时, 竖壁弯曲和底部弯曲不能同时进行;f) 最后一对成形辊轮形状应考虑弹性回跳数据。由于门壳零件成形高度较高，形状比较复杂，多处带圆弧的90折弯，且不同制品甚至同一制品两侧的圆弧半径的大小不相等，这给由水平成形辊过渡到垂直成形带来很大困难，板材内外成形面的相对滑移过大会影响门壳表面质量。特别是纵向尺寸较短的滚压成型件，外加垂直轴成型，位置排列更加困难。对此采用了现有资料中没有的倾斜辊压成形技术，上辊的轴线倾斜，使成形表面行走方向与辊相接触处的线速度一致，避免或减少辊与板材之间的相对滑移,提高了成型表面质量。2.3制件花型展开图着手设计时, 首先考虑断面形状。以制件的弯曲过程逐渐展开, 直至回复到平直板料的连续图形, 就称之为花型展开图, 如图2所示。将展开过程的形状, 叠放在同一张纸上的花型展开图进行分析研究。无论对形状简单还是复杂的断面都是十分有效的方法, 进而可以从整体上考虑从一个辊轮孔型移至下一个辊轮孔型的时候, 高度和宽度方向以及弯曲加工有无不合理的地方。制件形状要避免出现太深的沟槽和急剧过渡的尖角，工步展开图如图3. 板料滚压成形用于等断面制件的大批量生产。由于使用多对辊轮的连续成形, 可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材 ( 图4) 。图3 BXG7002工步展开 图2 花形展开图图4 封闭或半封闭的型材加上顺序滚压过程中可以与冲洗、起状、卷筒、焊接等多种工艺装置连动, 形成流水作业, 故生产效率极高, 成本低廉, 是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方法, 如自行车钢圈、自来水管、塑料龙骨、波纹板和国外广为应用的不锈钢窗框的生产。2.4滚压成型的应用我们经常看到铺设道路时，轧路机将凹凸不平的马路压得很平整。滚压工具的加工原理也是如此，用滚柱滚压金属表面，将表面凸起部分碾平,而使凹陷部分隆起，加工成平滑如镜的表面。与切削加工不同，是一种塑性加工。 被滚压加工的工件不仅表面粗糙度瞬间就可以达到Ry=0.1-0.8m，而且加工面硬化后其耐磨性得到提高的同时疲劳强度也增加了30%等具有切削加工中无法得到的优点。由于可简单地并且低成本地进行零部件的超精密加工，日益被以汽车产业为首的精密机械，化学，家电等产业广泛采用，发挥了很大的优势。近些年来，滚压型钢产品作为重要的结构件在建筑、汽车制造、船舶制造、电子工业及机械制造业等许多领域得到了广泛的应用。其产品从普通的导轨、门窗等结构件到一些为特殊用途而制造的专用型材，类型极其广泛。3冰箱门壳辊压机工作原理及设计方案3.1冰箱门壳辊压机工作原理冰箱门壳辊压机主要适用各种冰箱门壳的生产，该设备占地面积小、结构灵巧、制造成本低、使用可靠、能适应我国当前国情、又能生产出高品质的门壳，维护简单、操作方便的冰箱门壳辊压机。冰箱门壳辊压机一般由四部分组成：槽钢支架部分、箱体部分、滚压部分、输出设备。 3.1.1槽钢支架部分槽钢支架主要用来支撑箱体，它主要由10号槽钢组成，此槽钢综合性能好，能满足设计的要求，并且价格便宜，能降低成本。另外，槽钢之间通过角铁焊接到一起，这样做不仅能提高槽钢支架的支撑刚度，还能增强槽钢的稳定性，角铁价格便宜，能降低成本。3.1.2 箱体部分箱体分为上箱体和下箱体。上箱体就是一个上面开有工字型槽的钢块，卡在下箱体的槽中，然后用两个轴承端盖卡着上箱体，以防止上箱体前后移动；钢块上放个压板，这样就可以用来支撑上辊轮。下箱体有两个，其中一个固定在槽钢支架上，另外一个不固定，这样可以通过丝杠调节辊轮前后的距离，以适应加工不同宽度的冰箱门壳。3.1.3 滚压部分 辊轮的材料主要有40Cr组成，对于加工冰箱门壳这样的薄板材料强度已满足。另外第一道辊轮轴上安装有一对齿轮，这样更有利于薄板的咬进。所有上直辊轮在一条水平线上，所有下辊轮在同一水平线上，这样有利于辊轮的安装、维修、调节。3.1.4 丝杠部分 由于滚珠丝杠常用于要求精度高的车床、磨床等设备上，并且造价很高，因此冰箱门壳滚压机采用普通丝杠即能满足要求。普通丝杠的螺母部分通过两个压块固定在箱体上，通过摇动固定在丝杠上的手柄即可调节前后箱体的距离，操作简单、方便，又节约成本。3.2设计方案的确定设计要求：生产效率不小于12m/min，生产宽度400-1000mm连续可调、误差不大于0.2mm，成型最小长度400mm，要求表面无压痕和划伤、无扭曲、翘曲等缺陷。根据以上要求主要从四方面入手：滚轮的布置方式、传动方式、调节方法、上下料形式。具体措施介绍如下：3.2.1 滚轮的布置方式由BC-5183冰箱门壳的图纸知，滚轮应采用对称布置的方式，上下滚轮之间的距离应等于板材的厚度，并且可调；前后滚轮的间距应等于不成型材料的宽度，并且可调。3.2.2 传动方式动力由动力源电动机直接传递给减速器，再通过链传动传递给下滚轮，下滚轮之间通过单排链相互传递动力。而上滚轮是靠薄板与其之间的摩擦力转动，从而实现滚压。3.2.3 调节方法（1）板宽调整的实现：转动手轮带动丝杠转动，通过丝杠螺母副使螺母移动，螺母通过两个压块与箱体连接到一起，从而带动箱体前后移动，进而实现加工不同宽度的冰箱门壳。（2）上下滚轮间隙调整的实现：下箱体开有T形槽，槽中放有橡胶，通过调整压板上的螺栓使上箱体在T形槽中移动来实现滚轮间隙的调整，调整好之后，通过螺栓上的螺母拧紧。3.2.4 上下料形式上料形式主要是有护板与角铁连接而成的支架，长度和宽度大致等于薄板材料的长度和宽度。角铁上连接有平板，平板的上表面要与下滚轮的上轮廓平行，另外两边的平板的一侧开有槽，槽中安有滚针轴承，这样设计既有利于薄板材料的前进又可以护着薄板不至于掉落。下料形式大致与此相同。4总体设计计算及校核4.1滚轮组数的确定择查压力加工手册，知滚轮的组数n为： n=L/d=hcot/d （1）其中为升角，d为辊轮工位间距，L为成型设备的全长。根据所要加工的产品的数据分别用三种方案进行计算4.1.1 成型直角边对于BC5183要求来说，左右两侧在成型直角边的方法步骤是相同的，故可以假设每次的升角都为=125,取工位间距L=180mm有公式（1）可以求出共需要6道辊轮。方法一：升角=125恒不变，求翻转角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 9.49 4.45 125第二道辊 19.25 8.90 125第三道辊 29.63 13.35 125第四道辊 41.24 17.80 125第五道辊 55.49 22.25 125第六道辊 90 26.7 125方法二：滚道数n=6不变，翻转角等分为=15，求升角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 15 6.99 2.22第二道辊 15 13.50 2.07第三道辊 15 19.09 1.78第四道辊 15 23.38 1.37第五道辊 15 26.08 0.86第六道辊 15 27 0.29方法二：滚道数n=6不变，由公式 (2)（其中=90），求升角和翻转角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 22 5.99 3.20第二道辊 42 12.50 2.53第三道辊 60 18.09 1.61第四道辊 75 24.37 0.86第五道辊 86 26.08 0.27第六道辊 90 27 0.02 对以上计算结果进行分析比较可知当等分翻转角时成型的结果较为理想，因此采用此方法。4.1.2 成型圆弧左侧：假设每次的升角都为=125,取工位间距L=180mm有公式(1)可以求出共需要10道辊轮。方法一：升角=125恒不变，求翻转角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 7 4.45 125第二道辊 12 8.90 125第三道辊 18 13.35 125第四道辊 24 17.80 125第五道辊 31 22.25 125第六道辊 38 26.7 125第七道辊 46 31.15 125 第八道辊 55 35.6 125第九道辊 68 40.05 125 第十道辊 87 44.5 125方法二：滚道数n=10不变，翻转角等分为=8.72，求升角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 8.72 6.56 2.09第二道辊 8.72 12.97 2.04第三道辊 8.72 19.08 1.94第四道辊 8.72 24.75 1.80第五道辊 8.72 29.85 1.62第六道辊 8.72 34.25 1.40第七道辊 8.72 37.87 1.15 第八道辊 8.72 40.60 0.87第九道辊 8.72 42.41 0.58 第十道辊 8.72 43.23 0.26方法三：滚道数n=10不变，由公式(2) （其中=87.2），求升角和翻转角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 13 6.99 3.10第二道辊 26 10.84 2.94第三道辊 37 13.45 2.25第四道辊 48 18.65 1.95第五道辊 58 23.24 1.44第六道辊 67 25.18 1.00第七道辊 75 27.25 0.63 第八道辊 82 28.88 0.34第九道辊 86 27.25 0.10 第十道辊 87.2 28.88 0.02右侧：假设每次的升角都为=19,取工位间距L=180mm有公式(1)可以求出共需要8道辊轮。方法一：升角=19恒不变，求翻转角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 7 3.61 19第二道辊 14 7.22 19第三道辊 22 10.83 19第四道辊 30 14.44 19第五道辊 39 18.05 19第六道辊 48 21.66 19第七道辊 61 25.27 19 第八道辊 85 28.88 19方法二：滚道数n=8不变，翻转角等分为=10.46，求升角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 10.46 5.00 1.59第二道辊 10.46 9.84 1.54第三道辊 10.46 14.35 1.44第四道辊 10.46 18.39 1.29第五道辊 10.46 21.81 1.09第六道辊 10.46 24.51 0.86第七道辊 10.46 26.39 0.60 第八道辊 10.46 27.39 0.32方法三：滚道数n=8不变，由公式(2) （其中=83.7），求升角和翻转角翻转角 成行的相对高度 (mm) 升角 第一道辊 13 6.99 1.97第二道辊 25 10.84 1.73第三道辊 36 13.45 1.45第四道辊 47 18.65 1.26第五道辊 56 23.24 0.86第六道辊 65 25.18 0.68第七道辊 72 27.25 0.39 第八道辊 83.7 28.88 0.38 综上所述：计算过程中没有考虑刚性边的影响，如果考虑此影响，在滚压R=9的圆弧时，角度分配如下：左侧：翻转角 升角 第七道辊 0 0第八道辊 0.5 0.12第九道辊 0.5 0.12第十道辊 1 0.24第十一道辊 1 0.24第十二道辊 5 1.20第十三道辊 5 1.18 第十四道辊 10 2.28第十五道辊 10 2.12第十六道辊 15 2.73第十七道辊 15 2.04第十八道辊 10 0.90第十九道辊 10 0.507第二十道辊 2.7 0.09右侧：翻转角 升角 第七道辊 0 0第八道辊 0.5 0.08第九道辊 0.5 0.08第十道辊 1 0.15第十一道辊 1 0.15第十二道辊 5 0.76第十三道辊 5 0.75 第十四道辊 10 1.45第十五道辊 10 1.34第十六道辊 14 1.64第十七道辊 14 1.26第十八道辊 10 0.62第十九道辊 10 0.37第二十道辊 2.7 0.06综上所述总滚道数n=20。 4.2辊轮直径的确定由于第一道辊轮上安装有一对齿轮，传动比大致为2：1，因此取上滚轮的直径为160mm，下滚轮的直径为80mm。 250.410.50818.94.915.64.3电动机和减速器的选择4.3.1 计算滚压成型力及扭矩对于U形滚压成形，滚压成型力计算公式如下： (3)上辊轮扭矩Tu= (4)下辊轮扭矩Td= (5)式中 摩擦系数，通常取0.1比例系数，本设计全取0.8，y屈服应力， y= 175M，t板厚，t=0.5mm，变形后的翻转角，变形前的翻转角k1 = (6) k= (7) (8) (9)图4-1 辊压前后板料的变形图4-2 U型辊压成形因为板材在送进过程中是匀速前进的，则由板材在水平方向和竖直方向上的受力平衡可得： (10)用表示、则有： (11)因为 将、代入该式得将代入、中则有： = =带入Tu Td中得：Tu=Td=第一道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=15，=0P1 = 3.96N， =0.99, =0.56第二道辊：=0.47，=0.48，=0.5， =0.150m, =0.075m，=30，=15P2 = 3.72N，第三道辊：=0.0.43，=0.46，=0.54， =0.150m, =0.075m，=45，=30P3 = 3.4N，第四道辊：=0.37，=0.43，=0.57， =0.150m, =0.075m，=60，=45P4 = 2.93N，第五道辊：=0.31，=0.38，=0.62， =0.150m, =0.075m，=75，=60P5 = 2.45N，第六道辊：=0.22，=0.31，=0.69， =0.150m, =0.075m，=90，=75P6= 1.74N，第七道辊：=0，=0，=0， =0.150m, =0.075m，=90，=90P7= 0N，第八道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=0.5，=0P8= 0.13N，第九道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=1，=0.5P9= 0.13N，第十道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=2，=1P10= 0.26N，第十一道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=3，=2P11= 0.26N，第十二道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=8，=3P12= 1.30N，第十三道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=13，=8P13= 1.30N，第十四道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=18，=13P14= 1.30N，第十五道辊：=0.5，=0.5，=0.5， =0.150m, =0.075m，=25，=18P15= 1.82N，第十六道辊：=0.46，=0.0.48，=0.52， =0.150m, =0.075m，=35，=25P16= 2.40N，第十七道辊：=0.46，=0.43，=0.54， =0.120m, =0.075m，=45，=35P17= 2.40N，第十八道辊：=0.37，=0.43，=0.57， =0.120m, =0.075m，=60，=45P18= 2.90N，第十九道辊：=0.31，=0.38，=0.62， =0.120m, =0.075m，=75，=60P19= 2.40N，第二十道辊：=0.28，=0.36，=0.64， =0.120m, =0.075m，=80，=75P19= 0.37N， (12)一侧下滚轮总的扭矩：T=+=10.5另一侧有同样约等于10.3由于电动机放在机架中间，动力向两边传递，因此每个滚轮上的扭矩应该向中间滚轮上折合，假设向第十一道滚轮上折合，取传动效率为：一侧下滚轮折合后的总扭矩为：T=+=27 (13)另一侧T=+=26.8274.3.2电机的选择 有任务书知，整机运行速度不小于12m/min,可取v=12 m/min，即v=0.5m/s由n =得：n=，即n=51r/min，w=5.3rad/s。计算功率为： (14)在上述计算扭矩的过程中并没有考虑滚压形成力及各种摩擦的影响，但在计算总功率时要考虑此影响，因此所需功率应大些，计算出的功率应扩大十倍，所需功率为：根据上述，故选取电机型号为B53的普通电机，额定功率=3kW，额定转速为1430r/min，额定转矩为2020.2Nm4.3.3减速机的选择根据工作条件：工作均匀,假设每日连续运转24h,减速器输入转速1000r/min,输出轴链轮带动，工作转矩T总=58N.m，传动比 i=20，取传动比为23，查机械设计使用手册可得：选用机型为8130的摆线针轮减速器,输出转速为。4.4传动链的设计4.4.1辊轮轴之间的链传动的设计由于电动机的功率为3000W，因此1/4辊轮的总功率为750W，并且转速为n=51r/min，查机械设计手册图13-2-1知，选用10A型号的单排链，节距p=15.875mm，最大辊子直径为=10.16mm，最小内节内宽=9.4mm，最大销轴直径=5.09mm，最大内链接高度=15.09mm，排距=18.11mm。（1）选择链轮齿数Z1 Z2由减速器输出转速为51/min,即整机运行速度为0.5m/s,有机械设计使用手册选取齿数Z1=Z2=25，传动比i=1（2）计算功率 (15) 查表9-9，工况系数=1，=1，所以，=0.24kw(3) 确定链条链节数初定中心距=15p则链节数为=47.7节， (16) 计算得到的值，应圆整为偶数，以避免使用过度链节，否则其极限拉伸载荷须降低20%，故取=48节。(4) 确定链条节距由机械设计图9-13按小链轮转速估计，链工作在曲线顶点左侧时，可能出现链板疲劳破环。有机械设计课本表9-10查的小链轮齿数系数为：，选取单排链，由表9-11查的，多排链系数链条所需传递的功率计算公式如下: (17)带入数据后，算得=0.75kW。根据小链轮转速及功率=0.75kW，由图13-2-1选链号为10A单排链。再由表9-1查得链节距=15.875mm(5)确定链长L及中心距a由知， (18)则实际中心距取(6)验算链速v=0.333m/s (19)（7）验算小链轮轴孔直径由机械设计表9-4查的链轮毂孔许用最大直径，大于轴径，故合适。(8)作用在轴上的压轴力 F= (20) (21)在设计中因为链条是水平传动的，所以有，即F=1.15427.2=500N(9)链轮的参数选取 根据链号10A,查机械设计手册知：节距p=15.875mm，最大辊子直径为=10.16mm，最小内节内宽=9.4mm，最大销轴直径=5.09mm，最大内链接高度=15.09mm，排距=18.11mm。 根据上知，计算链轮外型数据如下：分度圆直径：齿顶圆直径：=126.7+1.2515.875-10.16=136.4mm 139.7mm取=136mm分度圆弧齿高： 我们取6mm齿根圆直径： =126.710.16=116.54mm齿侧凸缘（或排间槽）直径：4.4.2减速器与主轴之间的链传动（1）选择链轮齿数Z1 Z2由减速器输出转速为50r/min,即整机运行速度为0.5m/s,有机械设计使用手册选取齿数Z1=Z2=25，传动比i=1（2）计算功率 查表9-9，工况系数=1，=1.1，所以，=11.13=3.3 kw(3) 确定链条链节数初定中心距=30p则链节数为=23025=85节，计算得到的值，应圆整为偶数，以避免使用过度链节，否则其极限拉伸载荷须降低20%，故取=86节。(4) 确定链条节距由机械设计图9-13按小链轮转速估计，链工作在曲线顶点左侧时，可能出现链板疲劳破环。有机械设计课本表9-10查的小链轮齿数系数为：，选取单排链，由表9-11查的，多排链系数2.5链条所需传递的功率计算公式如下: (22)带入数据后，算得=2.78kW。根据小链轮转速及功率=2.78 kW，查机械设计手册由图13-2-1选链号为16A单排链。但是为了便于购买、调节和安装，仍然应选用10A型号的链条，但为了能达到16A型号的功率，必须采用多排链，选用三排链。(5)确定链长L及中心距a由知，取(6)验算链速v=0.36m/s（7）验算小链轮轴孔直径由机械设计表9-4查的连轮毂孔许用最大直径，大于轴径，故合适。(8)作用在轴上的压轴力 F= 在设计中因为链条是水平传动的，所以有，即F=1.059166.7=9625N(9)链轮的参数选取 根据链号10A,查机械设计课本表9-1得：选用10A型号的多排链，节距p=15.875mm，最大辊子直径为=10.16mm，最小内节内宽=9.4mm，最大销轴直径=5.09mm，最大内链接高度=15.09mm，排距=18.11mm。 根据上知，计算链轮外型数据如下：分度圆直径：齿顶圆直径：=126.7+1.2515.875-10.16=136.4mm 139.7mm取=136mm分度圆弧齿高： 我们取6mm齿根圆直径： =126.710.16=116.54mm齿侧凸缘（或排间槽）直径： 多排链齿宽=0.93b1=8.74mm链轮齿总宽=2+=45mm。4.5齿轮的设计校核4.5.1齿轮的几何计算（1）齿顶高系数：=1（2）顶隙系数：=0.25（3）模数：m=2.5（4）齿数：（5）齿数比：u=2（6）齿宽：参考机械设计手册，表14-1-79选取推荐的齿宽系数=1则齿宽b=80，（7）中心距：（8）全齿高：h=2.25m=5.625（9）齿顶高：=m=2.5（10）齿距：9（11）分度圆直径：（12）齿顶圆直径：（13）齿根高直径：4.5.2 第一道辊轮轴上齿轮的校核 (1)按齿面接触强度设计由机械设计设计公式10-9a进行计算，既(23) 确定公式内的计算数据1） 试选载荷系数 Kt =1.32） 计算齿轮传递的转矩T1 = 3） 由表10-7选取齿宽系数4） 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE =189.9Mpa1/2 5） 由图10-21d按按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限6） 由式10-13计算应力循环系数N= (24)7） 由图10-19查得接触疲劳寿命系数8） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得 (25) 计算1） 试计算齿轮分度圆直径，代入值2）计算圆周速度2） 计算齿宽 b=3） 算齿宽和齿高之比b/h模数齿高h=2.25b/h=60.27/4.5=13.3334）算载荷系数 根据，7级精度，由图10-8查得，直齿轮，假设。由表10-3查得由表10-2查得使用系数由表10-4查得7级精度，齿轮相对支承非对称布置时， 由b/h=13.333，查图10-13得=1.4故载荷系数 5）按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式10-10a得 6）计算模数 （2）按齿根弯曲强度校核由式10-5得弯曲强度的设计公式为 A） 确定公式内的各计算数值1） 由机械设计课本图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380Mpa2） 由机械设计图10-18查得弯曲疲劳寿命系数=0.9，;3） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数为S=1.2，由式10-12得4） 计算载荷系数K 5）查取齿形系数 由表10-5查得6）查取应力校正系数 由表10-5查得=1.67B）设计计算（4）几何尺寸计算1） 计算分度圆直径 mm但是根据设计上下辊轮的中心距a=112.5，我们可以在满足强度要求的情况下加大模数和齿数，来满足中心距的要求。模数 m=2.5 齿数 z=30 则d=mz=150mm2） 中心距a=112.5mm3） 齿宽b=40mm（5）验算 故齿轮是安全的。4.5.3 传动轴上齿轮的校核（1）按齿面接触强度设计由机械设计设计公式10-9a进行计算，既 d u 确定公式内的计算数据试选载荷系数 Kt =1.3计算齿轮传递的转矩T1 = 由表10-7选取齿宽系数由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE =189.9Mpa1/2 由图10-21d按按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限由式10-13计算应力循环系数N=由图10-19查得接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得计算试计算齿轮分度圆直径，代入值2）计算圆周速度计算齿宽 b=算齿宽和齿高之比b/h模数齿高h=2.25b/h=45.89/2.59=17.754）算载荷系数 根据，7级精度，由图10-8查得，直齿轮，假设。由表10-3查得由表10-2查得使用系数由表10-4查得7级精度，齿轮相对支承非对称布置时， 由b/h=17.75，查图10-13得=1.4故载荷系数 5）按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式10-10a得 6）计算模数 （3）.按齿根弯曲强度校核由式10-5得弯曲强度的设计公式为 确定公式内的各计算数值由图10-20c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限=380Mpa由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数=0.9计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数为S=1.2，由式10-12得计算载荷系数K 5）查取齿形系数 由表10-5查得6）查取应力校正系数 由表10-5查得=1.67B）设计计算4）几何尺寸计算计算分度圆直径 但是根据设计上下辊轮的中心距a=180，我们可以在满足强度要求的情况下加大模数和齿数，来满足中心距的要求。模数 m=3 齿数 z=60 则d=mz=180mm中心距a=d=180mm齿宽b=40mm（5）验算 故齿轮是安全的。4.6轴的设计校核4.6.1第一根轴的设计校核（1）求轴上的功率P、转速n和转矩T 有上面的计算可知，功率P=0.15，转速n=51r/min，则T=28.65N.m dmin= A0 = 115 =15.87mm取安全系数S=1.2dmin=S A0= 1.215.87=19.04圆整为20mm输出轴的最小直径要与链轮配合。 参考表15-2，取轴倒角为2，各轴肩处的圆角尺寸见机械设计图15-2。（2）求轴上的载荷首先跟据轴的结构图做出轴的计算简图，然后根据轴上的受力情况计算轴上个点所受的转矩及其力，并作出弯矩图和扭矩图，如图7-2图7-2轴的弯矩图和扭矩图（3）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面。则由机械设计式15-5及上述数据可得：取 W=0.1d=0.1=27462.5mm =20.32MPa前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表15-1查的=60MPa，因此，故安全。4.6.2主传动轴的设计校核（1）求轴上的功率P、转速n和转矩T 有上面的计算可知，功率P=1.027，转速n=62.2r/min，则T=157.84N.m（2）初步确定轴的最小直径先按机械设计式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45号钢，调质处理。根据机械设计表15-3，取A0 =115，于是得 dmin= A0 = 115 =29.77mm取安全系数S=1.2dmin=S A0= 1.229.77=35.7mm，圆整为36mm输出轴的最小直径要于链轮配合。图7-3 轴的结构简图（3）初步选择滚动轴承，因轴承同时受有径向力和微小的轴向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据d1=40mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的角接触轴承6210C，尺寸为，故d2=50mm。了、L2=40mm。轴承由定位轴肩定位，故定位轴肩为d3=56mm，L3=40mm。（4）取安装齿轮处的轴径d3=40mm，齿轮的下端由轴肩定位，由于直齿轮的轮毂宽度L=60mm，又因为轴长应略短于轮毂长度，故取轮毂长度L=56mm（5）轴上零件的周向定位轴与辊轮之间都采用普通圆头平键定位联结 ，轴与链轮之间采用普通平头平键。轴上零件的轴向定位中间的链轮有两个挡圈进行轴向定位。（7）做出轴的计算简图求轴上零件的载荷，锥齿轮对轴的力已计算出，可据此计算轴承所受的径向载荷Fr1和Fr2将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。其中，水平面平面力系图中的为通过另加转矩而平移到指向轴线。根据以上分析，做出力矩图和弯矩图如下：轴的弯矩图和扭矩图（8）校核轴的强度由上述弯矩和扭矩的分析计算，截面C为危险截面，可对此危险截面做弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力 (26) 式中 轴的计算应力，单位为Mpa M 轴所受的弯矩，单位Nmm T 轴所受的扭矩，单位Nmm W 轴的抗弯截面系数，单位 许用弯曲应力，单位为Mpa取=0.6，其中，轴的直径为d=40mm，键槽尺寸为：，t=4mm。代入得：代入计算得：前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-15查得，故安全。4.7轴承和键的选择与校核4.7.1轴承的选用及校核根据辊轮在轴向上受到的力是对称的，故轴承不受轴向力，即=0，所以。1求轴承当量动载荷P因为由表13-5查的径向载荷系数和轴向载荷系数为： X=1，Y=0按表13-6，取,则 =1.2（1951.22）=1141.46N (27)2. 验算轴承寿命许用时间故轴承是安全的。4. 7.2 键的选用及校核 （1）花键的挤压强度校核所选花键为矩形花键16，其规格为,倒角尺寸为。挤压强度条件为： (28)式中： T转矩，； 各齿载荷不均匀系数，一般为，可取； z齿数，为8；h齿的工作高度，mm，对于矩形花键；l齿的工作长度，mm；Dm平均直径，矩形花键ppp许用压强，查表5-3-2916为25；代入公式，计算得： (29)故满足挤压强度要求。（2）减速器与链轮相连的键的校核。链轮与轴通过普通平键联接，轴径D=50mm，键的公称尺寸为bxh=14mmx8mm，。键或键槽工作面的挤压或磨损： (30)式中，T转矩， k键与轮毂的接触高度，；l键的工作长度， l=L-b=（63-14）mm=49mm；转矩： 将数据代入式中，得：p=2T/Dkl=2*100100/50*4*49=20.43Mpa查表5-3-1716得，满足要求。键的剪切：p=2T/Dkl=2*100100/50*14*49=3Mpa查表5-3-17得，满足要求。经以上校核，所选普通平键满足强度要求,故键是安全的。 结 论本毕业设计通过对冰箱门壳辊压机的设计，着重分析了滚压成型的工作原理以及滚压机的工作原理，滚压机的整机结构包括上下料机构、滚压设备、动力传动以及调节控制部分。通过对V带传动、滚子链传动、齿轮传动、花键轴以及普通轴的传动等结构的分析、设计、计算和校核，具体分析了各个传动所需的计算过程，并进行校核，部分零件的设计图样附图所示。通过一系列的计算，设计及校核，各个传动机构均满足机器要求，结合实际需要，就将此设计应用于实际生产中提供了可能。通过不断的改进，使我此次设计的机器效率高、操作简单、维护方便，能够迎合市场要求。通过此次毕业设计，我收获了很多东西，以前的学习一直仅限于理论知识的学习，很多实际的问题没有碰到，理论的设计往往是在理想的情况下进行的，以至于让我误认为设计是一项简单的工作。刚开始接触到毕业设计时我仍然抱着原来的心态，结果发现真正的设计是需要考虑很多实际问题的，于是我开始认真的研究我所需要设计的课题。在老师的指导下，我努力的搜索一些与本课题相关的资料，认真的听老师的讲解，最后终于理解了滚压机的工作原理和传动路线，实现了生产实践和理论知识的融合与飞跃。在此次毕业设计中，经过这段时间指导老师的谆谆教诲，使我巩固了以前好多似是而非的机械概念和设计理念，也使我对机械有了一个更加明确清晰的概念，并且对本行业有了一个全新的认识，亲身体会到了作为设计师在设计过程中认真和严谨的重要性。随着本学期毕业设计的结束，我的大学生活也即将画上了句号。回想大学里经历的种种，很多事情都深深的印在了我的脑海里，那些值得记忆的事情，那些值得回味的时光，那些让我敬畏的老师，那些让我感动的同学，那么多次携手共事，那些英姿飒爽的身影，那些激情澎湃的演说，
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号