機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文10x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)

1、10x2000對(duì)稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)摘 要卷板機(jī)是一種將金屬板料彎卷成筒體、錐體、曲面體或其他形體的一種專用鍛壓機(jī)械設(shè)備，廣泛用于鍋爐、造船、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。本課題的研究宗旨在改進(jìn)舊式卷板機(jī)的不足，提高生產(chǎn)率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足廠方對(duì)板料加工的生產(chǎn)需求。本文主要研究內(nèi)容：分析了對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的受力狀況。在對(duì)卷板過程變形力能參數(shù)分析的礎(chǔ)上, 將其受力與設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率直接建立聯(lián)系, 通過功能轉(zhuǎn)換計(jì)算, 得出了卷板機(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率的一種計(jì)算方法。經(jīng)算例分析證明: 該方法簡化了卷板機(jī)選擇設(shè)備動(dòng)力的功率計(jì)算, 計(jì)算結(jié)果更為符合實(shí)際。關(guān)鍵詞:卷板機(jī)，受力分析，驅(qū)動(dòng)功率STRACTR

2、oll Machine can bend metal plate to a special shape, such as column, conecamber and so on, which is widely applied to boiler manufacture, shipbuilding,chemical industry and machine manufacture. decrease the work intensity andcontent the demand of the factory for plate coiling.The bearing force analy

3、sis of three rollers veneer reeling machine of symmet rical type was carried out . On thebase of the ability analysis in t ransform , the direct contact between bearing force and driving power on equipment wasestablished. Through the function conversion calculation , the calculating method of drivin

4、g power on the main drivesystem was given. The deducing process was simple and could be understood easily. The result s of calculated exampleshow that this method simplifies the choice of driving power on equipment . The calculated result is further accorded with the actual circumstance.Key words :

5、rolling machine ; st ress analysis ; driving power目錄摘要. Abstract. 第1章 緒 論.11.1概述.11.2卷扳機(jī)的原理.21.2.1卷扳機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式.21.2.2彎曲成型的加工方式.31.3卷扳機(jī)的發(fā)展趨勢(shì).5第三章 方案的論證及確定.8 2.1方案的論證.8 2.1.1方案1雙輥卷扳機(jī).8 2.1.2方案2三輥卷扳機(jī).92.1.3方案3四輥卷扳機(jī) .10 2.2方案的確定.11 2.3本章小結(jié).11第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)12 3.1傳動(dòng)方案的分析.123.1.1齒輪傳動(dòng).123.1.2皮帶傳動(dòng).133.2傳動(dòng)系統(tǒng)的確定.14 3.2.

6、1主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定.143.2.2副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定.14 3.3本章小結(jié).15第四章 下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)164.1基本參數(shù)的選擇計(jì)算.164.2主電機(jī)的功率確定.16 4.2.1受力分析.16 4.2.2電機(jī)的功率確定.18 4.2.3電機(jī)的選擇.194.3分配傳動(dòng)比.19 4.3.1總傳動(dòng)比.19 4.3.2分配傳動(dòng)比.194.4末級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì).204.5本章小結(jié).21第五章 壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì)22 5.1電機(jī)選擇.225.1.1驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算.225.1.2選擇電機(jī).22 5.2螺旋副設(shè)計(jì).23 5.3傳動(dòng)比計(jì)算.24 5.4蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).25 5.5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.285.5.1蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

7、.285.5.2蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.295.5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).30 5.6蝸桿的軸校核.315.6.1軸的受力分析.315.6.2軸的彎、扭矩綜合圖.325.6.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度.34 5.7軸承的選擇和校核.355.7.1選擇軸承.355.7.2軸承校核.36 5.8本章小結(jié).36第六章 上下輥的設(shè)計(jì)及校核37 6.1結(jié)構(gòu)及力學(xué)分析.376.2對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行剛度校核計(jì)算.396.2.1上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算.396.2.2下輥的設(shè)計(jì)計(jì)算.406.3對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行強(qiáng)度校核.40 6.4本章小結(jié).41第七章 機(jī)架的設(shè)計(jì)42 7.1全焊鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn).42 7.2確定機(jī)架的材料和厚度.42 7.3機(jī)架的

8、焊接工藝.43 7.4本章小結(jié).43總結(jié).44參考文獻(xiàn).45致謝.47第一章 緒 論1.1概述卷板機(jī)作為一個(gè)特殊的機(jī)器，它在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位。凡是鋼材成型為圓柱型，幾乎都用卷板機(jī)滾制。其在汽車、軍工等各個(gè)方面都有應(yīng)用。根據(jù)不同的要求，它可以滾制出符合要求的鋼筒，是一種相當(dāng)實(shí)用的器械。卷板機(jī)是一種將金屬板材彎卷成筒體、錐體、曲面體或其他形體的通用成型設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工作輥相對(duì)位置變化和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使板材產(chǎn)生連續(xù)的塑性變形，以獲得預(yù)定形狀的工件。該設(shè)備廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。1.2卷板機(jī)的原理卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式可以分為主運(yùn)動(dòng)和輔運(yùn)動(dòng)兩種形式的運(yùn)動(dòng)

9、。主運(yùn)動(dòng)是指構(gòu)成卷板機(jī)的上輥和下輥對(duì)加工板材的旋轉(zhuǎn)、彎折等運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)完成卷板機(jī)的加工任務(wù)。輔運(yùn)動(dòng)是卷板機(jī)在卷板過程中的裝料、下料及上輥的升降、翹起以及倒頭架的翻轉(zhuǎn)等形式的運(yùn)動(dòng)。第二章 方案的論證及確定通過對(duì)雙輥卷板機(jī)、對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、四輥卷板機(jī)的分析，雙輥卷板機(jī)雖然不需要預(yù)彎，但只適合小批量生產(chǎn)，而且彎曲板厚受限制。四輥卷板機(jī)通用性廣，但其質(zhì)量體積大而且操作技術(shù)不易掌握。對(duì)稱三輥卷板結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量輕、易于制造等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過比較最終決定采用三輥對(duì)稱式卷板機(jī)。第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)傳出的扭矩通過一個(gè)有保護(hù)作用的聯(lián)軸器，傳入一個(gè)有分配傳動(dòng)比的減速器，然后通過聯(lián)軸器傳入開式

10、齒輪副，進(jìn)入帶動(dòng)兩軸的傳動(dòng)。主傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由聯(lián)軸器連接減速器，減速器輸出連接開式齒輪傳動(dòng)，開式齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)下輥旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)：1.工作可靠、壽命長，2.傳動(dòng)比穩(wěn)定，3.結(jié)構(gòu)緊湊，4.效率高。為調(diào)整上下輥間距，由上輥升降電動(dòng)機(jī)通過減速器，蝸輪副傳動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座升降運(yùn)動(dòng)，為使上輥、下輥軸線相互平行，有牙嵌離合器以備調(diào)整，需要卷制錐筒時(shí)，把離合器上的定位螺釘松開，然后使蝸輪空轉(zhuǎn)達(dá)到只升降左機(jī)架中升降絲桿的目的。第四章 下輥驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1基本參數(shù)的選擇計(jì)算1. 已知設(shè)計(jì)參數(shù)最大卷板厚度10mm，最大卷板寬度2000mm，板材屈服極300MPa，卷板速度7m/min，升降速

11、度Vs=1.5mm/s。2.確定卷板機(jī)基本參數(shù)2 下輥中心矩：300mm；上輥直徑：250 mm；下輥直徑：220mm 上輥軸直徑：mm； 下輥軸直徑： ；最小卷圓直徑：300mm 4.2 主電機(jī)的功率確定4.2.1受力分析9截面上彎矩M為: (KN.M) 式中K強(qiáng)化系數(shù),可取K=1.15,卷制時(shí),鋼板受力情況如圖4.2所示。根據(jù)受力平衡,可以得到下輥?zhàn)饔糜诰戆迳系闹С至2：考慮到板厚遠(yuǎn)小于卷管的最小直徑dmin,中性層半徑R0·5dmin,為簡化計(jì)算,上式可變?yōu)椋?最大的壓下力：=N 單根絲杠所受拉力：N4.2.2電機(jī)的功率確定變形扭矩 式中：f滾動(dòng)摩擦系數(shù),取f=0·

12、0008 m;滑動(dòng)摩擦系數(shù),取=0.07從驅(qū)動(dòng)電機(jī)到下輥傳動(dòng)的效率， kw4.2.3.電機(jī)的選擇考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，選取Y132M2-6型電動(dòng)機(jī)。4.3分配傳動(dòng)比4.3.1總傳動(dòng)比 4.3.2.分配傳動(dòng)比根據(jù)傳動(dòng)比選用三級(jí)減速器，i減=40，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表16-2-3，選用ZSY160型減速器，末級(jí)齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比：4.4末級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)10因末級(jí)齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速很小，故選取半開式齒輪傳動(dòng)。原始參數(shù)：傳動(dòng)比 i=2.4；小輪轉(zhuǎn)速r/mi；傳遞功率kw工作條件：開式傳動(dòng)，輕微沖擊，硬啟動(dòng)。查手冊(cè)就近圓整為m=4 mm幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑：；中心距 a=0.5m(z1+z2)=0.54 (18+

13、43)=122 mm；齒寬b1=70mm，b2=50mm。驗(yàn)算速度，8級(jí)精度合適。第五章壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1電機(jī)選擇5.1.1驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算壓下系統(tǒng)工作功率: kw壓下系統(tǒng)效率: 驅(qū)動(dòng)功率： kw5.1.2選擇電機(jī) Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y90L-6型電動(dòng)機(jī)。5.2螺旋副設(shè)計(jì)上輥下降到一定程度需自鎖，故選取梯形螺紋。 按（GB/T5796.3-1986）選梯形螺紋T387自鎖性 升角 當(dāng)量摩擦角 自鎖螺母螺牙強(qiáng)度 5.3傳動(dòng)比計(jì)算 查手冊(cè)選擇二級(jí)減速器，ZLY180型減速器，。 5.4蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 原始參數(shù): 傳動(dòng)比 i=10.01；蝸桿轉(zhuǎn)速；傳遞功率 ； 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度MPa 故彎曲強(qiáng)度是滿

14、足的。驗(yàn)算效率已知；fv與相對(duì)滑動(dòng)速度vs有關(guān)。從參考文獻(xiàn)3表11-18中用插值法查得、代入式中得大于原估計(jì)值，因此不用重算。5.5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算綜合以上兩點(diǎn)，蝸輪軸徑選為 d=44mm。蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 按照計(jì)算轉(zhuǎn)距的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-2-8，選用GY6型凸緣聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為45mm故取d1=45mm。5.5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖5-1 軸的機(jī)構(gòu)圖蝸桿所受轉(zhuǎn)矩： 軸所受的圓周力力：軸所受的軸向力：軸所受的徑向力：式中，為齒形角查表得：5.6.3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由于該軸是雙向旋轉(zhuǎn)，所以其受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，所以，取。根據(jù)軸的計(jì)算應(yīng)力：式中，

15、W軸的抗彎截面系數(shù)，；由于材料為45鋼調(diào)制處理，查表得許用應(yīng)力：MPa所以有故安全。5.7軸承的選擇與校核圓周力、；軸向力、；徑向力、； N式中，為齒形角查表得：5.7.2 軸承的校核則有 所以初選軸承合適，即蝸桿兩端選用61909軸承第六章 上下輥的設(shè)計(jì)及校核6.1結(jié)構(gòu)及力學(xué)分析6.2 對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行剛度校核計(jì)算6.2.1上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算跨度： mm式中B為最大卷板寬度；集度 ： 式中為卷板機(jī)的最大下壓力,；慣性矩： 其中為輥?zhàn)觾?nèi)外徑之比，取0.7；為卷板機(jī)上輥直徑.輥?zhàn)訐隙龋?所以上輥剛度合適。6.2.2 下輥的設(shè)計(jì)計(jì)算：各參數(shù)mm； ()() 所以下輥剛度合適。6.3 對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行強(qiáng)度校核 故上輥安全同理對(duì)下輥進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算安全。第七章 機(jī)架的設(shè)計(jì)卷板機(jī)是彎曲金屬板材的設(shè)備, 傳統(tǒng)卷板機(jī)機(jī)架為全鑄件。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展, 特別是近年30來,焊接結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本上取代了鉚接結(jié)構(gòu), 并部分代替鑄造和鍛造結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外在重型機(jī)械制造方面, 愈來愈多地用全焊鋼結(jié)構(gòu)代替全鑄結(jié)構(gòu)。其主要原因在于全焊鋼結(jié)構(gòu)重量輕, 質(zhì)量高, 生產(chǎn)周期短等特點(diǎn).參考文獻(xiàn)1.蘇聯(lián)莫施寧.卷板機(jī)（第一版）M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1970.2.濮良貴,紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)M，北京：高等教育出版社，2004.3.王忠濤.用厚壁管作卷板機(jī)工作輥的受