8mm卷板機(jī)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 說 明 書 的 內(nèi) 容一. 設(shè)計(jì)題目二. 卷板機(jī)的用途,特點(diǎn)及主要參數(shù)三. 卷板機(jī)電機(jī)的選擇四. 卷板機(jī)結(jié)構(gòu)的確定五. 傳動(dòng)方案的分析六. 卷板機(jī)主要零件的估算和驗(yàn)算七. 潤滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)八. 設(shè)計(jì)的體會(huì)及總結(jié)九. 其他一. 設(shè)計(jì)題目: 8mm卷板機(jī)的設(shè)計(jì)二. 卷板機(jī)的用途 特點(diǎn)及主要參數(shù)1. 卷板機(jī)的用途 利用卷板機(jī)可將板料卷成單曲率或雙曲率的制件.本臺(tái)卷板機(jī)主要是用來卷制圓柱面,通風(fēng)管,也可卷制圓錐面等.2. 卷板機(jī)的工作原理 本臺(tái)卷板機(jī)為對稱式三輥筒卷板機(jī), 其輥筒斷面圖如下: 1. 上輥筒 2 下輥筒 3 板料 上棍1有兩種運(yùn)動(dòng):一種是可上下垂直運(yùn)動(dòng),使量于上下棍間的板料3到不同的卷曲

2、半徑上棍通過升降電機(jī)帶動(dòng)垂直運(yùn)動(dòng);另一種運(yùn)動(dòng)就是可轉(zhuǎn)動(dòng),是由板料送進(jìn)時(shí)與上棍筒產(chǎn)生摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng). 下棍2只有一種運(yùn)動(dòng)即轉(zhuǎn)動(dòng),它是通過主電機(jī)齒輪而轉(zhuǎn)動(dòng)的,下輥筒為主動(dòng)輥.工作時(shí)板料置于上下輥間,壓下上輥使板料在支撐點(diǎn)間發(fā)生彎曲,當(dāng)兩下輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于摩擦力作用使板料移動(dòng),從而使整個(gè)板料發(fā)生均勻的彎曲.3 卷板機(jī)的特點(diǎn) 對稱三輥筒卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊,重量輕,易于制造,維修,投資少,兩側(cè)輥可以做得很近.成形較準(zhǔn)確,但剩余直邊大.它一般需配預(yù)彎設(shè)備或不要求彎邊的各種卷板工作,可用對稱式.4 卷板工藝過程 1. 預(yù)彎: 對于較薄板可直接在卷板機(jī)上用墊板彎曲如圖示:3. 對中 將預(yù)彎的板料置于卷板機(jī)上滾彎時(shí),為

3、防止產(chǎn)生歪斜應(yīng)將板料對中 ,使板料的縱向中心線與輥筒軸線嚴(yán)格保持平行.5 卷板機(jī)的主要參數(shù) 卷板規(guī)格(最厚x寬度) 8x2000 mm 卷制3x2000mm板時(shí)最小彎曲半徑 90 mm 上輥直徑/側(cè)軸直徑 121/117.5 mm 兩側(cè)輥中心距 180 mm 卷板速度 4 m/分 主電機(jī)功率 2.2千瓦 升降電機(jī)功率 1.5千瓦三. 卷板機(jī)電機(jī)功率的確定(一) 工藝參數(shù)計(jì)算 已知條件 板厚s=3mm, 板寬l=2000 mm, 最小彎曲半徑rmin=90 mm 板料的最大變形彎矩m （1-1）查機(jī)械工程手冊?。?-材料的相對強(qiáng)化系數(shù)。=11.6 查機(jī)械工程手冊=24 查機(jī)械加工手冊將這些數(shù)據(jù)代

4、入式（1-1）中得 2. 板料由平板開始彎曲時(shí)的初始變形彎矩（1-2）查機(jī)械工程手冊 3. 卷板機(jī)空載扭矩： （1-3）板料的重量； 萬向接頭的重量 ； 主動(dòng)輥的重量；主動(dòng)輥軸徑的直徑 滑動(dòng)摩擦系數(shù) 板料的比重 =40027.15 kg =10580.97 =204.61 4. 卷板力和功率的計(jì)算（1） 幾何參數(shù) 受力圖為： （1-4）t- 兩側(cè)輥的中心距取t=180 mm 主動(dòng)輥直徑， ?。?） 軸輥受力計(jì)算：上輥受力 （1-5） kg下軸輥所受力 kg（3） 將板料從平板彎到時(shí)消耗于板料變形的扭矩 （假設(shè)一次彎成） =75043.33 kg. mm （4） 消耗于摩擦阻力的扭矩： （1-7

5、） 取 機(jī)械工程手冊 =6409.144+19612.789 =26021.93 kg. mm（5） 板料送進(jìn)的摩擦阻力的扭矩： （1-8）式中取 代入式 （1-8）得 = = = （6） 送進(jìn)板料所需的拉力 （1-9） = （7） 拉力在軸承中所引起的摩擦損失 取 （8） 機(jī)器送進(jìn)板料的總力矩： 取 （9） 板料送進(jìn)不打滑條件： =75043.33+27857.69+204.62=10315.64 板料送進(jìn)要打滑，即將把板料從平板彎到最小彎曲半徑90mm若一次彎成，則不滿足不打滑條件，故應(yīng)進(jìn)行多次彎曲?，F(xiàn)假設(shè)進(jìn)行兩次彎成，則由板料送進(jìn)不打滑條件得； =52275.045-27857.69-2

6、04.62 =24212.735又 mm 即先將板料從平板彎到的半徑，然后再由彎到的最小彎曲半徑，這樣分兩次進(jìn)行彎曲則可滿足不打滑條件，也可將板料彎到最小彎曲半徑90mm.由于變了，所以推力，推力引起的摩擦損失也隨之變化。 即： = =886.31 kg （10） 驅(qū)動(dòng)扭矩： （1-13） （11） 驅(qū)動(dòng)功率 n 卷板速度，一般 （1-14） 取 則 由于在傳動(dòng)過程中，蝸桿減速器和齒輪都存在功率損失，特別是蝸輪，蝸桿傳動(dòng)的損失較大，所以電機(jī)可選用y型，電機(jī)額定功率為2.2千瓦，轉(zhuǎn)速1430轉(zhuǎn)。 y型電機(jī)為本臺(tái)卷板機(jī)的主電機(jī)，升降電機(jī)主要是帶動(dòng)上輥筒上下運(yùn)動(dòng)的，由于有時(shí)需用上輥壓板料，使板料發(fā)生

7、彎曲，和蝸輪蝸桿傳動(dòng)存在的損耗較大，故電機(jī)可選用y型。額定功率1.5千瓦，轉(zhuǎn)速n=1410轉(zhuǎn)。四. 卷板機(jī)結(jié)構(gòu)的確定 我設(shè)計(jì)的這臺(tái)卷板機(jī)是選用三輥筒對稱式的結(jié)構(gòu)，我之所以選用這種結(jié)構(gòu)簡單，適合于安裝系統(tǒng)用，它的特點(diǎn)及用途在前面已有介紹，因安裝單位流動(dòng)性強(qiáng)，機(jī)器結(jié)構(gòu)太大，太復(fù)雜，不易于搬遷，故三輥筒對稱式卷板機(jī)較適用于安裝單位。 1. 卷板機(jī)的組成： 卷板機(jī)由動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、工作部分、機(jī)架部分組成。（1） 動(dòng)力部分主要有兩臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)為主動(dòng)電機(jī)，額定功率為2.2千瓦，轉(zhuǎn)速1430轉(zhuǎn)，主要用來帶動(dòng)主動(dòng)輥（下輥筒）轉(zhuǎn)動(dòng)的； 另一臺(tái)電機(jī)為升降電機(jī)，額定功率為1.5千瓦，轉(zhuǎn)速1410轉(zhuǎn)，主要是用來帶

8、動(dòng)上輥筒做垂直上下運(yùn)動(dòng)的。 （2） 傳動(dòng)部分包括齒輪和皮帶輪，主要是起傳遞動(dòng)力和降速的作用 （3） 工作部分： 主要由輥筒組成，包括一個(gè)上軸輥，兩個(gè)下軸輥，主要是起工作時(shí)使板料在上下輥間發(fā)生彎曲變形的作用。 （4） 支承部分： 包括機(jī)架，左右支架，支板等。主要是起支承作用。 2. 卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式： 卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)主要是輥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)和上下運(yùn)動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)。兩下輥筒為主動(dòng)輥，由電機(jī)齒輪下輥轉(zhuǎn)動(dòng)。 上輥可轉(zhuǎn)動(dòng)和上下垂直運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)是由于板料送進(jìn)時(shí)摩擦力作用為產(chǎn)生的。上下垂直運(yùn)動(dòng)是由電機(jī)皮帶輪蝸桿蝸輪升降絲桿帶動(dòng)的。 3. 卷板機(jī)的總布局： （見總裝配圖）五. 傳動(dòng)方案的確定。 已知： 板料送進(jìn)的速度為 即主

9、動(dòng)輥的線速度為 主電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 從以上兩已知數(shù)據(jù)可知，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需降速很多，若采用齒輪降速，則傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就較大，故選用一蝸輪蝸桿減速器來主要降速。傳動(dòng)線路如下：一 兩主動(dòng)輥傳動(dòng)圖： 1，3-為帶動(dòng)兩主動(dòng)輥的齒輪 ； 2-導(dǎo)向齒輪； 4- 傳動(dòng)齒輪； 5- 齒輪軸； 6，7傳動(dòng)齒輪 ； 8蝸輪軸； 9減速器； 10大皮帶輪； 11三角帶； 12小皮帶輪； 13主電機(jī)傳動(dòng)路線如下： 13 由于下輥轉(zhuǎn)速很低，故可選用傳動(dòng)比較大的減速器來降速。 下輥轉(zhuǎn)速 1. 減速器傳動(dòng)比的確定和帶輪直徑的確定： 主電機(jī)轉(zhuǎn)速 現(xiàn)預(yù)計(jì)用皮帶輪和減速器二級(jí)降速使電機(jī)轉(zhuǎn)速1430降到11， 假設(shè)傳動(dòng)齒輪的模數(shù)均取 m=4.5,

10、 傳動(dòng)齒輪均為直齒圓柱齒輪 取 則： 取 （查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊中冊） 取則 尺寸過大，三角帶在傳動(dòng)過程中要碰到機(jī)架的連接板，如圖示位置，改變小皮帶輪中心距也不可避免，故只有改變減速器的傳動(dòng)比現(xiàn)取 （查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 則： 取 即兩皮帶輪直徑為通過畫草圖，采用這個(gè)尺寸就可避免三角帶與機(jī)架連接板的碰撞。 2. 減速器型號(hào)的確定： 已知減速器的傳動(dòng)比 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊中冊得蝸輪軸許用計(jì)算轉(zhuǎn)距 根據(jù) 可確定減速器的型號(hào)的： -100-60-型減速器為普通圓柱蝸桿減速器；它適用于蝸桿嚙合處滑動(dòng)速度不大于 蝸桿轉(zhuǎn)速不超過 工作環(huán)境溫度為 可用于乙反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)的條件，本臺(tái)卷板機(jī)適用于這些條件，故可選用普通

11、圓柱蝸桿減速器。（二） 上軸輥?zhàn)魃舷麓怪边\(yùn)動(dòng)主要是通過升降電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪再通過蝸輪蝸桿帶動(dòng)絲套使升降絲桿上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上輥筒作上下運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)圖如下，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，故中間要進(jìn)行降速，本方案采用皮帶輪和蝸桿蝸輪兩的降速。 1升降電機(jī) 2皮帶輪 3三角帶 4皮帶輪 5蝸桿 6蝸輪 7絲套 8升降絲桿 9滑塊 10上輥筒 絲桿的升降速度為：六卷扳機(jī)主要另見的估算和檢算 （一）。確定皮帶輪的直徑及中心距：計(jì)算功率 ： 主電機(jī)型號(hào)為jo2314 額定功率： 取 k = 1.2 查機(jī)械另件設(shè)計(jì)手冊 表 104 kw確定皮帶輪的膠帶型號(hào)： 根據(jù) 和 由圖101選定 已知 由此可查機(jī)械另件設(shè)計(jì)手冊 確定

12、皮帶輪的膠帶型號(hào)為a型 小帶輪的計(jì)算直徑 查機(jī)械另件設(shè)計(jì)手冊上冊 表105 ，106可確定 取大帶輪計(jì)算直徑 =3 90（10.02） =264.6 查 表 106取 .帶速： v= =6.74 .初定中心句=（0.72）（） =（0.72） （90+265） =248.5710（mm） 取 ： .初定三角帶長度 =2+（）+ = 2 500+ = 1000+（90+265）+15.3125 =15.72.662 查械另件設(shè)計(jì)手冊 表 102 選用 計(jì)算長度 ：=1633 ； 內(nèi)周長 ： .實(shí)際中心距：aa = 驗(yàn)算小帶輪包角 = = 單根三角帶所能傳遞的功率： 根據(jù) 查表圖 102 得 11

13、單根膠帶傳遞功率的增量 ： = 查械另件設(shè)計(jì)手冊 表107 及 表108 得 =7.4 =7.42n = 136w = 0.136kw12確定三角帶根數(shù) 查械另件設(shè)計(jì)手冊 圖103 和 表109 得 = 3.45 取 13.單根膠帶初張力=0.5 = 0.5 = 4.72n 14.對軸的作用力 q =2 =24.724sim 2.升降電機(jī)皮帶輪的確定 計(jì)算功率： 確定三角帶型號(hào)： 由 查機(jī)械另件設(shè)計(jì)手冊 可選用0型三角帶小帶輪計(jì)算直徑： o 型膠帶 取 大帶輪直徑的確定： 查 取 帶速v v= v = = 4.94 初定中心距： = （0.72）（67+250）=221.9634 取 三角帶計(jì)

14、算長度 =2 = 2 =1125.59mm 由表102 查得 實(shí)際中心距a a= 小帶輪包角 = = 單根膠帶所能傳遞的功率： 查機(jī)械手冊 圖102 11單根膠帶傳遞功率的增量 = =2.8 =50.75w=0.05kw 12三角帶根數(shù)= 1.39取=1 根以上為三角皮帶長度及帶輪直徑，中心距的計(jì)算 （二）。齒輪有關(guān)尺寸的計(jì)算及驗(yàn)算 已知條件： 齒數(shù)=30 ， m=4.5 齒數(shù)材料選用45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì) hb=217255 ，hrc=4050 =36 1齒面接觸強(qiáng)度的校核。 b齒寬 b=40mm=0.04m m=1(齒數(shù)比) 見表1220 取 =1.1 =1.1 =1 由圖129 得 =0.

15、84+0=0.84 由圖1217 取 = =719672867.0=719.7m 應(yīng)用應(yīng)力 查圖 1220 取 =1.0 查表1223 由hb=255查圖1219 得=650mp ； 許用應(yīng)力 接觸強(qiáng)度合格 2.彎曲強(qiáng)度的校核 式中 許用彎曲應(yīng)力 壽命系數(shù) 查圖1226 尺寸系數(shù) 查圖1227 應(yīng)力集中系數(shù) 查圖1228 查圖1223 =310m 13蝸桿螺牙沿分度圓柱上的軸向齒厚 14蝸桿齒厚測量高度 ： 15蝸桿分度圓直徑： 16蝸桿齒輪直徑 17渦輪齒頂圓半徑 18渦輪最大外圓直徑 19渦輪絕緣寬度 b=0.65 20.渦輪齒頂圓圓弧半徑 21渦輪齒根圓圓弧半徑： 上面為渦輪蝸桿基本參數(shù)

16、的確定。結(jié)構(gòu)如圖： 2 . 蝸桿的結(jié)構(gòu)： 蝸桿選用銑制的蝸桿 材料 調(diào)質(zhì) 尺面粗糙度 3 蝸輪蝸桿強(qiáng)度的校核。 查表 1511 機(jī)械零件手冊 許用彎曲應(yīng)力 已知絲桿的螺旋角 則蝸輪軸傳遞的扭距 取 k=1.3 故蝸桿的接觸強(qiáng)度驗(yàn)算合格 驗(yàn)算蝸桿的彎曲強(qiáng)度：齒形系數(shù) 故蝸桿蝸輪的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算合格4. 蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率： （四） 上輥筒受力分析及強(qiáng)度和校核。上輥筒由軸頭和鋼管焊接而成，軸頭為45號(hào)鋼查機(jī)械加工手冊可得 鋼管為 受力圖如下： 已知 集度 由受力分析知： 在ac 段內(nèi)，取截面-在截面 上的剪有應(yīng)力在 在cd段內(nèi)；取截面- m（x）= q（x-135） = 在bd段；取截面- m（x）=

17、 0 x=0 -240468.75 kg*mm x=135剪力圖和彎矩圖如圖所示所以 故上輥筒檢驗(yàn)合格（五） 下輥筒受力分析幾檢驗(yàn)受力圖已知 由受力分析圖可知在ab段內(nèi) ?。?）截面。 在cd段內(nèi)；取截面（-） m（x）= =1112.235 = 在bd段內(nèi)；?。?）截面q（x）=-1112.235 kgm（x）= 剪力圖 彎矩圖如上圖所示。彎曲圖可知 =706286.725 kg = = 故下輥筒驗(yàn)算合格（六） 銷及升降絲桿的驗(yàn)算。1 絲桿驗(yàn)算 絲桿受力如圖所示，由圖可知絲桿只受拉應(yīng)力 則 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得（45鋼）升降絲桿內(nèi)m30 故 內(nèi)徑d=30-4=26mm斷面面積 故升降絲桿的強(qiáng)度驗(yàn)算合格。2 銷的驗(yàn)算：受力如圖所示銷子直徑為 25mm 長為60mm 由受力圖知 =0 x=0 ； 26718.75 kg.mm x=30取截面ii-iiq