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弯管
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电气设计
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自动弯管机及其电气设计,自动,弯管,及其,电气设计
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摘 要弯管机的种类多种多样，有CNC数控弯管机，有PLC型弯管机，也有简易型的自动弯管机，而本文正是关于自动弯管机的装置设计及其控制电路的设计，自动弯管机的装置可由机身、电机、减速机构、挡料机构、电器控制机构等组成。关键词：弯管机；电器控制；弯曲半径ABSTRACTThis article focuses on the curved tube machine. A variety of the curved tube machine, there is curved tube machine of CNC control, and there is curved tube machine of PLC control, there also is the simple type automatic curved tube machine, but this article is just to the design of the automatic curvede machine and its control electric circuit, and the device of the curved tube machine can construct with the fuselage of machine, motor , the decreaseing-speed organization, block organization, and electric appliances control organization etc. Key words：motor curved tube machine ；electric appliances control； bent radius目 录1 绪 论11.1弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比11.2弯管机的基本原理与选择22 弯管机设计22.1 工件工艺分析22.2 计算弯曲力矩32.3 电机选取32.4 传动比的计算与各传动装置的运动与参数52.5 皮带轮与皮带的计算与选择62.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择72.7联轴器的计算与选择72.8 轴承的选择82.9 轴的初步计算与设计及校核82.10 齿轮的计算与设计122.11 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计142.12 轴套的结构设计152.13 盖板的结构设计及计算162.14 机身的结构设计与计算162.15 弯管机的主要参数173 挡料架的结构设计193.1 挡料架的结构设计194 用电器选择与电路204.1 各用电器的选择与电路设计20参考文献22致谢23附录24 1绪 论 1.1弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比现今工业发达，无论是哪一种机器设备、健身器材、家具等几乎都有结构钢管，有导管，用以输油、输气、输液等，而在飞机、汽车及其发动机，健身器材，家具等等占有相当重要的地位。各种管型品种之多、数量之大、形状之复杂，给导管的加工带来了不少的困难。对于许多小企业，家庭作坊，或者大企业中需要配管的场合，如工程机械上的压力油管，机床厂的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等等，这些场合可能不需要功能全的弯管机，且加工的管件的难度不高，简易手动型的弯管机很可能适应。这系列弯管机采用手动夹紧，机械弯曲，机器结构简单，控制元件极少，因此价格上比较容易被用户接受。市面上现有的自动弯管机大多数是液压的，数控的，也有机械传动的，但它们的占地面积较大(长度在2.54m之间)，价格昂贵(25万元人民币或更多)，然而大多数用户都需求的是小占地面积小价格便宜且使用方便的自动弯管机。图1液压弯管机图2数控弯管机本文便是朝这方面的用途面设计的自动弯管机，设计出一种价格和占地面积使用方便的自动弯管机（长0.9M，宽0.8M，高1.1M，价格9000元人民币左右），并着手对弯管机的性能进得进一步的强化，使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用制动电机以提高弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统，方便操作。1.2弯管机的基本原理与选择弯管机的弯曲原理,在普通情况下有以情二种，即滚弯式与缠绕式。如下图3、4分别是弯管原理图。 图3滚弯式 图4缠绕式二者各有优缺点。缠绕式主要用于方管的弯曲其结构复杂，而滚弯式主要用于圆管弯曲也可用于方管弯曲但没有缠绕式好，但结构简单。故本弯管机采用滚弯式。弯管的步骤大致是：1.留出第1段直线段长度，并夹紧管子。 2.弯曲。 3.松开夹紧块，取出管子，使模具复位。按管形标准样件在检验夹具上检查管形，并校正。4.重复第1步，直至弯完管子为止。2弯管机设计2.1工件工艺分析此工作件采用的直径为30mm厚为2mm是无缝钢管做为弯管件，材料为10号钢，其最小弯曲半径为60mm。而弯曲件的弯曲半径为100mm，固其符合加工工艺性。其工件如图3。弯管件要求不能有裂纹，不能有过大的外凸。不能有趋纹。 图5 弯曲半径为100mm 图6 最小弯曲半径2.2计算弯曲力矩由弯管力矩公式，由于弯管时弯曲半径越小所用的力矩越大，故以钢管在最小半径弯曲时的力矩来做为管的弯曲弯力矩。其式如下2-1 (2-1) 其中 为弹性应力r为管材内径t为管材壁厚为屈服应力为中性层的弯曲半径=2420 Nm 2.3电机选取由经验选取弯管机的弯管速度为8r/min则有 P=M*=2 KW (2-2)由工作功率为2KW 所以电机功率P= (2-3)、分别为带传动、蜗轮传动、联轴器、齿轮、轴承的传动效率。取=0.96、=0.9、=0.99、=0.97、=0.98则P=2.5 KW由于弯管机需要弯多种型式的钢型，固选用较大功率的电机以使弯管机能够适用更大的弯曲范围，又由于弯曲机需要固有制动功能故选用配有制动功能的电机，且电机正反的频率过大，所以电机转速不宜过大，现取电机的转速为960r/min为宜。故先用电机的型号为YEP132S-6，其基本性能如表1表1YEP132-6的主要性能参数型号 功率 满载时 堵转 最大 静制动 空载制 噪声 转速 电流 效率 功率 转矩 转达矩 转达矩 动时间 因数 不小于 不大于YEP1 3KW 960 8.8 77% 0.67 2.2 2.2 294 04/s 71/db32S-6 r/ A Nm min电机的主要安装尺寸如下图7 电机安装尺寸表2 电机的安装尺寸 单位（mm）型号 A B C D E F G H I LYEP-132S-6 280 140 89 38 80 315 216 132 210 5152.4传动比的计算与各传动装置的运动与参数由电机转速N1=960r/min ，而弯管机的速度初拟为N5 =8r/min所以 总传动比 =N1/N5=120由皮带轮的传动比为14 所以取皮带轮的传动比=2.5，由于单付齿轮的传动比为18 。便拟定取齿轮传动比=3,则蜗轮蜗杆的传动比=16,蜗轮的传动比不大这有利于提高蜗轮的寿命。为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为1轴、2轴以及, 为相邻两轴间的传动比；， 为相邻两轴间的传动效率；P1，P2 为各轴的输入功率（Kw）；T1,T2 为各由的输入转矩（Nm）；N1,N2 为各轴的转速（r/min）；2.4.1各轴转速电机轴转速Nm=960 r/min蜗轮小轴端N1=384 r/min （2-4） 蜗轮大轴端N2=24 r/min 小齿轮转速 N3= N2=24 r/min 大齿轮转速N4=8 r/min工作台转速N5= N4=8 r/min2.4.2各轴的输入功率电机输出功率 P0=3KW蜗轮小轴输入功率 P1= P0*=3*=3*0.96=2.88KW （2-5）蜗轮大轴输入功率 P2= P1= P1*=2.88*0.9=2.59KW齿轮小轴输入功率 P3= P2*= P2*=2.59*0.99=2.56KW齿轮大轴输入功率 P4= P3= P3*=2.56*0.972=2.41KW工作台输入功率 = P4*= P4*=2.41*0.972*0.98=2.22KW2.4.3各轴输入转矩电机输出转矩 =9550*=9500*=29.84 Nm （2-6）蜗轮小轴输入转矩=*=29.84*2.5*0.96=71.62 Nm蜗轮大轴输入转矩=*=71.62*16*0.9=1031.27 Nm齿轮小轴输入转矩=*=1031.27*0.99=1020.96 Nm齿轮大轴输入转矩=*=1020.96*3*0.972=2881.86 Nm工作台输入转矩=*=2881.86*0.972*0.98=2657.31 Nm2.5皮带轮与皮带的计算与选择由电机转速与功率，确定了采用普通A型皮带作为传动带。由A型带的小带轮最小直径为70mm，故定小带轮直径为=100mm皮带速度验算=5.03 （2-7）所以5带的根数 z= (2-11)其中取 =00.97KW=0.11KW=0.96=0.99可得 z=2.92取z=32.6蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择因为蜗轮蜗杆的安装为蜗杆在蜗轮的侧面所以选用CWS型的蜗轮蜗杆减速器，又因为 蜗轮大轴输入转矩 =1031.27 Nm蜗轮小轴输入功率 P1=2.88 KW传动比 =16所以选用蜗轮蜗杆的型号为1 CWS-125 JB/T 7935其基本性能如表3表3 蜗轮减速器的主要友参数型号公称传动比转速中心距额定输入功率额定输出转矩CWS-12516750r/min125mm7.781KW1400 Nm2.7联轴器的计算与选择由于此联轴器承受的力矩相对较大，且顾及性价比轴孔径的配合关系且弹性柱销齿式联轴器的结构简单，制造容易，不需用专用的加工设备，工作是不需润滑，维修方便，更换易损件容易迅速，费用低，因此选用弹性柱销齿式联轴器。由于 =1020.96 Nm且蜗轮蜗杆的蜗轮轴径为55mm 故选用ZL4联轴器，其型号为 ZL4GB50151985其主要尺寸及参数如表4表4联轴器的主要参数 未标单位（mm）型号许用转矩Nm许用转速r/min轴孔直径轴孔长度外径凸圆厚度转动惯量(kgm2)重量(Kg)ZL41600400040,45,50,5511284158890.04614.82.8轴承的选择由于弯管机需要一个平稳的平台且轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故不能选用深沟滚子轴承。且轴承受力不大，转速也较低，故可选用圆锥滚子轴承，且可选取外径较小的以使空间更紧凑和降低成本。选用32912和32918二种圆锥轴承。其主要参数及基本尺寸如表5 表5轴承的主要参数 未注单位（mm）型号小径外径厚度内圈厚度外圈厚度额定载荷极限转速重量32912608517161434.5KN4000r/min0.24kg329189012523221977.8KN3200r/min0.79kg2.9轴的初步计算与设计及校核初步计算轴径选取轴的材料为45钢，调质处理。 (2-12)P为轴所传递的功率，KW为轴的转速，r/minA由轴的许用切应力所确定的系数，其值可取A=现在取A=115则 =54.54 mm取 =55mm则 =77.09mm取 =85 mm小齿轮轴的装配方案如图8图8 小齿轮的装配方案为了满足半联轴器的轴向定位要求，故在轴与联轴器相接间需制出一个轴肩，由于半联轴器的连接长度为L=84mm又因轴段长度比L要短些故取L1为82mm，且轴径与半联轴器直径一样取d1=55mm。轴肩后却是齿轮段，于是轴承的关系故取d2为60mm，取轴承端盖的总厚度为42mm（由箱体及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面间的距离L2=10mm，由于轴承是由轴承座支撑住的，故取轴承座的高厚为25mm，取齿轮与轴承座之间的距离为15mm由于齿轮的宽度为175mm，齿轮左端需制出一个轴肩，由齿轮与轴承座之间的距离为15mm且轴承座与轴承之间的距离相差为8mm，则此轴肩的长度为23mm，又因为轴承的厚度为17mm则轴肩之至左端要比轴承的厚度要长一点，取18mm，其直径为60mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。查得键的截面为 b*h=18*11键槽用键槽刀加工，长为160mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6；同样，半联轴器与轴的联接，选用平键为16mm*10mm*70mm，半联轴器的配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为n6。取轴端倒角为2*450。轴上载荷的计算与轴的校核=4861 N (2-13)=1794 N (2-14)=830.9 N (2-15)由轴的结构尺寸及安装条件可知，作为得支梁的轴的支承跨距a=221 mm，从轴的结构图以及弯矩各扭矩图中可以看出截面C是危险截面。现将计算出的截面C处的、的值如表6表6截面C处、值载荷水平面H垂直面V支反力F=2430.5N =2430.5N=1005.7N =794 N弯矩M=268570 N/mm=111129 N/mm =87734N/mm总弯矩=290653 N/mm =282536 N/mm扭矩T=1 020 960N/mm图9轴的弯矩图进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。则由=31.39Mpa (2-16)前已选定轴的材料为45钢，调质处理，可得=60Mpa 因此，故安全故小轴的结构尺寸如图10图10小轴的结构尺寸由于大轴的结构设计与计算大部分与小轴类同。故在此，类同的省略，且经验算此轴也为安全轴。不同的时，前不是与半联轴器相连，而是工作台即弯曲模。由于转矩较大且要求工作台要较为平稳及误差小，由此轴与弯曲模的连接采用矩形花键连接。由静联接有 ，对矩形花键进行验算。 (2-17)式中 载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取=0.70.8，现取=0.8花键的齿数 =8花键齿侧面工作高度= =3mm (2-18)齿的工作长度 ， =80mm花键平均直径 = = =60mm (2-19)故有 =56.77Mpa=100140Mpa (2-20)故此矩形花键安全另外，为了紧固弯曲模在轴上，从而在轴端钻了螺纹孔，其规格为M12-深30mm，轴的主要尺寸及其结构如下图11图11轴的主要尺寸及其结构如下2.10齿轮的计算与设计由于齿轮传动只有一对，为利于机器的平稳，寿命及制造方便，故选用直齿齿轮传动。此机器为一般工作机器，速度不高故选用7级精度采用锻造制造。材料选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS按齿面接角强度设计 (2-21)式中取载荷系数 =1.3取小齿轮传递的传矩 =1020.96 Nm取齿宽系数 =1查得材料的弹性影响系数 =189.8MPa大齿轮的接触疲劳强度极限=550Mpa； 小齿轮的接触疲劳强度极限=600Mpa各取值代入公式则得 13.9 mm由于小齿轮直径为55mm 而为了达到2*故取 =140mm所以齿轮中心矩 =280 mm (2-22)初步定 =280一般=1730，=初选 =23，=，则=69则 m= =5.99 (2-23)取 m=6则 =91.9 (2-24)取 =92则按=可得 =23 , =69则 = (2-25)则小齿轮 =140.00 mm大齿轮 =420.00 mm则齿厚 =1.2*140=168 mm取大齿轮厚 =170mm则小齿轮厚取 =175mm验算齿轮,由 =*103=14571 N (2-26) =83.26N/mm100N/mm 合适 (2-27)大、小齿轮的结构及尺寸如图12，13 图12 大齿轮 图13 小齿轮2.11大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计考虑到综合性能故都采用45号钢，由于轴主要是由钢板支撑，但由于钢板不能选用太厚，而轴承的厚度又是过厚故采用加入轴承座用螺钉紧固于钢板从而来支持轴承，从而支持轴，这样较于用轴承套焊接于钢板上或是用超厚钢板来支持轴与轴承大大的降低了成本，同时也便于安装和维修。由于受力不大所以采用四根M10的内六角螺钉来紧固轴的前后端盖及轴承承座，已经足够支撑。它的的结构及尺寸图14，15，16，17，18，19 图14 大轴前端盖 图15大轴后端盖 图16大轴承座 图17小轴承座 图18 小轴后端盖 图19小轴前端盖2.12轴套的结构设计由于轴套的厚度s在0.5d2.0d之间小轴轴径为60mm 故取小轴的轴套厚度为6mm大轴轴径为90mm 故取大轴的轴套厚度为8mm 轴套的材料为45钢，为能与轴与轴承之间的更好，更耐久的配合，故把轴套进行调质处理，轴套的结构其尺寸如图20，21 图20 大轴轴套 图21 小轴轴套2.13 盖板的结构设计及计算由于在盖板上需装好多零件，如行程开关，挡料架，大小齿轮轴的端盖以及用于安装定位的孔。故盖板采用厚度为20mm是45钢。此盖板的长与度主要是由电与蜗轮蜗杆所占的空间位置所取定的，由于电机与蜗轮蜗杆的中心距 a=519.6mm 大飞轮的分度圆直径为 d2=250mm小机的安装地脚宽为 L1=280mm取壁至电机脚的空间长度 L0=90mm取壁到大飞轮的空间长度 L2=110mm壁厚取 b1=10mm又因盖板要比壁凸出以便于与壁配合 b0=10mm故盖板长度 L=2* b0 +2*b1+ +L2 +L0 + L1/2 +d2/2+ a=1024.6mm取 L=1025mm盖板的宽厚主要跟大齿轮的位置及电机各自的相互空间位置有关取齿轮端到壁的距离 B1=100mm齿轮另一端到壁的距离 B2=160同大齿轮的d5=420mm则 B=B1+B2+d5=100+160+420=680mm则得盖板尺寸车 B*L*h=680*1025*20(mm)结合其它结构需要，故其结构及尺寸如图22图22 盖板的结构及尺寸2.14 机身的结构设计与计算由于机身支撑了整套机器的零件，故机身采用厚钢板及钢管焊接而成，由于机器重且机器性能要求平稳，故用地脚螺钉来紧固机器以减少机器的振动，脚板采用45钢厚10mm，尺寸为B*L*h=80*120*10（mm）用四个脚来支撑机器。支撑钢管采用20号方管钢。型号为60*60*4地脚高度取h1=80mm采用45号厚为20mm的钢板来作为底板支撑电机与蜗轮蜗杆减速箱。考虑中板与与底板是距离过及支撑齿轮的问题，故在两侧多加二个钢板以增加机身的强度。侧板的尺寸 B*L*h= 487*540*20(mm)，且在二侧有碟结配合后用溥铁板把前后面给围住。盖板与中板之间是齿轮的箱体机构，四边都采用45号钢，厚度为20mm的钢板与20号钢方管焊接而成，为让机身与盖板容易装拆，以便齿轮箱内各零件容易装拆与维修，故采用盖板与机身用螺钉连接。采用四个螺钉连接。在方管上焊接一块45号钢厚为20mm的小钢板，尺寸B*L*h=80*80*20(mm)机身的基本尺寸及其结构如图23图23机身的结构及尺寸2.15 弯管机的主要参数电 源：380V-50Hz 三相交流电电机功率：3KW外形尺寸：B*L*H=680*1025*1038最大弯曲力矩：2657N*m弯曲半径范围：R80R300最大弯曲角度：2000弯曲速度：8r/min整机重量：大约M=300kg3挡料架的结构设计3.1 挡料架的结构设计挡料架在弯管机上的作用主要是用来挡弯曲钢管时的反力，同时也具有定位的作用。 有如同夹具一般。由于本弯管机是采用滚弯式的弯管原理，故钢管与挡料轮的接触面较不大，故挡料轮的硬度不能比钢管的硬，故采用黄铜作为挡料轮的材料。挡料轮的结构主要由挡料轮、挡料轴、挡料轮架、轴承、键、轴盖、挡料座、螺纹杆、手轮等一些组成。结构设计上，由于弯管时不同型号的弯曲半径相差可能会很大，但由于 单纯在挡料轮架的调整来调整弯曲半径远远不足，故采用挡料架具有不同的定位安装位置，以增加挡料架与弯曲模的调整范围。设计了在挡料架上的调范围为50mm而在位置调整的范围可达100mm。故总调整范围有150mm。锁紧螺纹采用自锁螺纹，用手轮锁紧。滚轮主要由轴支持再结合二个滚子轴承而装于挡料轮架上，这样滚轮滚动时的滚动摩擦小有利于提高弯管的合格率。采用普通黄铜H62材料作为其直径D=100mm高度H=60mm挡料轴采用45号钢轴径 D1=20mm挡料轮架采用45号钢尺寸为 B*L*h=80*84*100(mm)轴承采用深沟滚子轴承 B*D*d=7*32*20键采用45号钢其尺寸为 B*L*h=4*6*40（mm）挡料座采用45号钢其尺寸为 B*L*h=100*190*95(mm)螺纹杆采用45号钢其尺寸为 d*L=16*145(mm)手轮采 d*D=12*100(mm)轴盖采用45号钢其尺寸为 D*H=56*20（mm）挡料架的主要尺寸及结构如图24图24挡料架的结构及尺寸4用电器选择与电路4.1 各用电器的选择与电路设计由于此弯管机采用的是半自动的形式，故采用二个行程开关和二个交流接触电器等组成其电路。由于电机的功率为3KW且电压为380Vh频率为50Hz的交流电。故选用行程开关的型号1LX19-131(B)，接触器型选用1CJ-16，2常闭2常开，其工作功率为4KW。按钮使用普通型平钮二个，型号1为LA101P-P。电源开关选用LW8万能转换开关型号1为AC21，其工作功率为3.8KW。短路保护熔断器选用1RL6-25其额定功率为4KW。过载保护采用1JRS1-25/F系列热继电器JRS1-25/F其控制功率为380*3=1124W,因为有二根线所以总功率为1124*3=3372W故合适。电源线采用1BV4（B）即常用铜芯聚氯乙烯绝缘电线4平方毫米的铜线线芯结构为7*0.85。其额定电压为600V其电路设计如下 图25 弯管机电路设计其工作过程，电源线接上，把电源开上，此时电机是不通电的。挡按下SB1时KM1接触器通电，此时常开天关二个KM1闭合通电，而另一个KM1常闭开关则打开断电，且此时电机正转，进行弯曲工作，当弯曲到定角度时（此角度由弯曲角度的大小而调整）碰到了行程开关X1则接触器KM1断电则常开天关二个KM1打开即电机断电，由于电机是旁磁制动电机故电机很快停止运转，常闭开关闭合。此时弯曲过程已经完成，之后按下SB2则二个常开开关KM2闭合通电，而另一个KM2常闭开关打开断电，此时电机反转，当转回初始位置时由于碰到了行程开关X2则接触器KM2断电，则二个常开天关KM2打开断电，而另一个常闭开关闭合通电，电机停止。当再次按下SB1时，则得反复工作。其中电路中设有过载保护、短路保护。当在工作中时，电路中具有自锁功能，因而不用怕操作者不小心按错键而出事故。但当工作中出现意外时，只要转动电源开关，把电源开关断开即可使电机停转，之后处理意外后转动电源开关使电源通电便可继续进行正转或反转进行工作。操作过程及其分析设钢管所需的成形角为，弯曲模设置的旋转角为，刹车后的空行程角为，钢管回弹角为，那么+-。由公式得，当，很小时=据此先将弯曲模下的调角杆按要求在转盘刻度上调至接近所需的角，然后将方钢穿过弯曲模的上下底板，使用注销、固定块将钢管固定下来。转动挡料架的手柄，使挡料架的浚住顶住钢管。按下正转开关SB1，弯曲模工作。通过试弯1一2次后，没定一个准确的角，以后即可作批量生产。在电机正转停后，取出钢管，再启动反转开关弯曲弯回复到原位。由回弹系数 K = 由于材料是10钢，且弯曲半径为R=100mm，管厚t=2mm则=25故其回弹系数K=0.97刚= 故回弹角=3.70由于电动机采用旁磁制动方式刹车，故回空行程角很小或是约等于0参考文献1 徐灏，机械设计手册.第二版.北京：机械工业出版社，2001，92 濮良贵、纪名刚，机械设计. 第七版.北京：高等教育出版社，2001，63 罗圣国、李平林、张立乃，机械设计课程设计指导书. 第二版.北京：高等教育出版社，2001，44 王光铨，机床电力拖动与控制.北京：机械工业出版社，2001，75 曾纪进，自动弯管机与钢筋管曲机的改进.广州：轻工机械， 19986 刘江南 郭克希，机械设计基础. 湖南大学出版社，20057 梁景凯，机电一体化技术与系统. 机械工业出版社，19998 成大先，机械设计图册（第5卷）M. 北京：化学工业出版社，20009 东北工学院，机械零件设计手册M. 北京：冶金工业出版社，197910 李维荣，标准紧固件实用手册M. 北京：中国标准出版社，200111 刘鸿文，材料力学M. 北京：高等教育出版社，1992.912 邹慧君，机械原理课程设计手册M. 北京：高等教育出版社，1998致谢本次毕业设计获得老师们的大力帮助，尤其是导师康煜华老师的悉心帮助与指导，他那严谨踏实的态度，敏捷开阔的思维使我终身受益，在此我表示深深敬意与最真挚的感谢！ 同时设计中我也得到很多同学的帮助，在此深表谢意！附录设计总结近三个月的毕业设计终于结束了，通过这些天的设计学习，自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作有着深远的影响。现在就谈谈对本次毕业设计过程中的认识和体会。首先，我学会了查阅资料和独立思考。我的课题是自动弯管机装置及其电器设计。当开始拿到毕业设计题目时，心里面是一片迷茫，不知从何入手，甚至连弯管机是什么样的都不知道，幸好在康老师的指导下及时理清了头绪，避免了走很多的弯路。认真翻阅相关资料如机械设计手册，自动弯管机的设计与钢筋弯曲机的改进论文与书籍等，我开始了自己的设计思想，确定了自己的设计方案。我的课题除了弯管机的结构的设计之外，还有其控制电路设计。由于，弯管机的结构较复杂且零件较多但由于论文上已有一定的结构模型，故我凭着模型以及各位老师对我的讲解，我慢慢的认清了弯管机的全部结构，故我对我自己的一些想法与应用思想都设计到弯管机中去，把原有的模型做适当的改进。使结构更合乎生产安装以及多样化使用的要求。每一个设计都是一个创新、完善的过程。在设计过程中运用所掌握的知识，发挥自己的想象力，完美原有的结构。这个过程也是一个学习的过程。其次，认识到实践的重要性。这次设计我做了很多重复工作、无用功，但是这些重复工作和无用功积累了设计经验。同时也认识到设计不能只在脑子里想其结构、原理，必须进行实际操作。另外，也应从多个角度来思考问题的所在，尝试其它的方法，以求找到最佳方法，因为即使想的很完美，但到实际的设计时会遇到很多想不到的实际问题。在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，就是弯管机的、以及各种标准件如蜗轮减速器，接触器，等没有新眼见过不知道其具体大小与工作情况，只能凭着手册的说明而想像，弯管力矩的计算方法也没有一条统一的式的，只能凭着经验式子来进行计算，其次由于条件不足缺乏实验性，等等多种原因使我的设计是没有完全的根据实际的情况来作合适、客观地修改，而做出来的，难免有些缺点和不足，由于诸多原因，本次设计存在一些不足和有待改善的地方，希望老师能够提出宝贵修改意见。最后衷心的感谢匡建新老师对我的悉心指导，让我在大学的最后一段时间里学到很多东西。 外文翻译 结构设计结构设计Augustine J.Fredrich摘要：结构设计是选择材料和构件类型，大小和形状以安全有用的样式承担荷载。一般说来，结构设计暗指结构物如建筑物和桥或是可移动但有刚性外壳如船体和飞机框架的工厂稳定性。设计的移动时彼此相连的设备（连接件），一般被安排在机械设计领域。 关键词：结构设计 ； 结构分析 ； 结构方案 ； 工程要求Abstract: Structure design is the selection of materials and member type ,size, and configuration to carry loads in a safe and serviceable fashion .In general ,structural design implies the engineering of stationary objects such as buildings and bridges ,or objects that maybe mobile but have a rigid shape such as ship hulls and aircraft frames. Devices with parts planned to move with relation to each other(linkages) are generally assigned to the area of mechanical . Key words: Structure Design ； Structural analysis ；structural scheme ； Project requirements Structure Design Structural design involved at least five distinct phases of work: project requirements, materials, structural scheme, analysis, and design. For unusual structures or materials a six phase, testing, should be included. These phases do not proceed in a rigid progression , since different materials can be most effective in different schemes , testing can result in change to a design , and a final design is often reached by starting with a rough estimated design , then looping through several cycles of analysis and redesign . Often, several alternative designs will prove quite close in cost, strength, and serviceability. The structural engineer, owner, or end user would then make a selection based on other considerations.Project requirements. Before starting design, the structural engineer must determine the criteria for acceptable performance. The loads or forces to be resisted must be provided. For specialized structures, this may be given directly, as when supporting a known piece of machinery, or a crane of known capacity. For conventional buildings, buildings codes adopted on a municipal, county , or , state level provide minimum design requirements for live loads (occupants and furnishings , snow on roofs , and so on ). The engineer will calculate dead loads (structural and known, permanent installations ) during the design process. For the structural to be serviceable or useful , deflections must also be kept within limits ,since it is possible for safe structural to be uncomfortable “bounce” Very tight deflection limits are set on supports for machinery , since beam sag can cause drive shafts to bend , bearing to burn out , parts to misalign , and overhead cranes to stall . Limitations of sag less than span /1000 ( 1/1000 of the beam length ) are not uncommon . In conventional buildings, beams supporting ceilings often have sag limits of span /360 to avoid plaster cracking, or span /240 to avoid occupant concern (keep visual perception limited ). Beam stiffness also affects floor “bounciness,” which can be annoying if not controlled. In addition , lateral deflection , sway , or drift of tall buildings is often held within approximately height /500 (1/500 of the building height ) to minimize the likelihood of motion discomfort in occupants of upper floors on windy days .Member size limitations often have a major effect on the structural design. For example, a certain type of bridge may be unacceptable because of insufficient under clearance for river traffic, or excessive height endangering aircraft. In building design, ceiling heights and floor-to-floor heights affect the choice of floor framing. Wall thicknesses and column sizes and spacing may also affect the serviceability of various framing schemes.Materials selection. Technological advances have created many novel materials such as carbon fiber and boron fiber-reinforced composites, which have excellent strength, stiffness, and strength-to-weight properties. However, because of the high cost and difficult or unusual fabrication techniques required , they are used only in very limited and specialized applications . Glass-reinforced composites such as fiberglass are more common, but are limited to lightly loaded applications. The main materials used in structural design are more prosaic and include steel, aluminum, reinforced concrete, wood , and masonry . Structural schemes. In an actual structural, various forces are experienced by structural members , including tension , compression , flexure (bending ), shear ,and torsion (twist) . However, the structural scheme selected will influence which of these forces occurs most frequently, and this will influence the process of materials selection.Tension is the most efficient way to resist applied loads ,since the entire member cross section is acting to full capacity and bucking is not a concern . Any tension scheme must also included anchorages for the tension members . In a suspension bridge , for example ,the anchorages are usually massive dead weights at the ends of the main cables . To avoid undesirable changes in geometry under moving or varying loads , tension schemes also generally require stiffening beams or trusses. Compression is the next most efficient method for carrying loads . The full member cross section is used ,but must be designed to avoid bucking ,either by making the member stocky or by adding supplementary bracing . Domed and arched buildings ,arch bridges and columns in buildings frames are common schemes . Arches create lateral outward thrusts which must be resisted . This can be done by designing appropriate foundations or , where the arch occurs above the roadway or floor line , by using tension members along the roadway to tie the arch ends together ,keeping them from spreading . Compression members weaken drastically when loads are not applied along the member axis , so moving , variable , and unbalanced loads must be carefully considered. Schemes based on flexure are less efficient than tension and compression ,since the flexure or bending is resisted by one side of the member acting in tension while the other side acts in compression . Flexural schemes such as beams , girders , rigid frames , and moment (bending ) connected frames have advantages in requiring no external anchorages or thrust restrains other than normal foundations ,and inherent stiffness and resistance to moving ,variable , and unbalanced loads .Trusses are an interesting hybrid of the above schemes . They are designed to resist loads by spanning in the manner of a flexural member, but act to break up the load into a series of tension and compression forces which are resisted by individually designed tension and have excellent stiffness and resistance to moving and variable loads . Numerous member-to-member connections, supplementary compression braces ,and a somewhat cluttered appearance are truss disadvantages .Plates and shells include domes ,arched vaults ,saw tooth roofs , hyperbolic paraboloids , and saddle shapes .Such schemes attempt to direct all force along the plane of the surface ,and act largely in shear . While potentially very efficient ,such schemes have very strict limitations on geometry and are poor in resisting point ,moving , and unbalanced loads perpendicular to the surface.Stressed-skin and monologue construction uses the skin between stiffening ribs ,spars ,or columns to resist shear or axial forces . Such design is common in airframes for planes and rockets, and in ship hulls . it has also been used to advantage in buildings. Such a design is practical only when the skin is a logical part of the design and is never to be altered or removed .For bridges , short spans are commonly girders in flexure . As spans increase and girder depth becomes unwieldy , trusses are often used ,as well as cablestayed schemes .Longer spans may use arches where foundation conditions ,under clearance ,or headroom requirements are favorable .The longest spans are handled exclusively by suspension schemes ,since these minimize the crucial dead weight and can be erected wire by wire .For buildings, short spans are handled by slabs in flexure .As spans increase, beams and girders in flexure are used . Longer spans require trusses ,especially in industrial buildings with possible hung loads . Domes ,arches , and cable-suspended and air supported roofs can be used over convention halls and arenas to achieve clear areas .Structural analysis . Analysis of structures is required to ensure stability (static equilibrium ) ,find the member forces to be resisted ,and determine deflections . It requires that member configuration , approximate member sizes ,and elastic modulus ; linearity ; and curvature and plane sections . Various methods are used to complete the analysis .Final design . once a structural has been analyzed (by using geometry alone if the analysis is determinate , or geometry plus assumed member sizes and materials if indeterminate ), final design can proceed . Deflections and allowable stresses or ultimate strength must be checked against criteria provided either by the owner or by the governing building codes . Safety at working loads must be calculated . Several methods are available ,and the choice depends on the types of materials that will be used .Pure tension members are checked by dividing load by cross-section area .Local stresses at connections ,such as bolt holes or welds ,require special attention . Where axial tension is combined with bending moment ,the sum of stresses is compared to allowance levels . Allowable : stresses in compression members are dependent on the strength of material, elastic modulus ,member slenderness ,and length between bracing points . Stocky members are limited by materials strength ,while slender members are limited by elastic bucking . Design of beams can be checked by comparing a maximum bending stress to an allowable stress , which is generally controlled by the strength of the material, but may be limited if the compression side of the beam is not well braced against bucking .Design of beam-columns ,or compression members with bending moment ,must consider two items . First ,when a member is bowed due to an applied moment ,adding axial compression will cause the bow to increase .In effect ,the axial load has magnified the original moment .Second ,allowable stresses for columns and those for beams are often quite different .Members that are loaded perpendicular to their long axis, such as beams and beam-columns, also must carry shear. Shear stresses will occur in a direction to oppose the applied load and also at right angles to it to tie the various elements of the beam together. They are compared to an allowable shear stress. These procedures can also be used to design trusses, which are assemblies of tension and compression members. Lastly, deflections are checked against the project criteria using final member sizes. Once a satisfactory scheme has been analyzed and designed to be within project criteria, the information must be presented for fabrication and construction. This is commonly done through drawings, which indicate all basic dimensions, materials, member sizes, the anticipated loads used in design, and anticipated forces to be carried through connections.结构设计结构设计包含至少5个不同方面的工作：工程要求，材料，结构方案，分析和设计。对于不一般的结构或材料，又包含一个方面：试验。这些方面不是严格按步骤进行，因为不同材料在不同方案
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