機(jī)械彎管機(jī)設(shè)計(jì)

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)機(jī)械彎管機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械電子工程2010-1班指導(dǎo)教師： 學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院2014年6月 機(jī)械彎管機(jī)設(shè)計(jì)摘要 數(shù)控彎管機(jī)是基于矢量彎管原理，運(yùn)用微機(jī)控制，完成用戶所需的任意空間立體管形，是現(xiàn)代彎曲整形的重要加工設(shè)備。本文主要針對(duì)彎管機(jī)這一數(shù)控裝備進(jìn)行嵌入式測控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)研究開發(fā)，以嵌入式微處理器為硬件平臺(tái)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)和工控機(jī)，對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行有效控制。在此基礎(chǔ)上加裝運(yùn)動(dòng)控制卡PCI-1240U，通過運(yùn)動(dòng)控制卡實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制，從而控制伺服電機(jī)帶動(dòng)各軸進(jìn)行準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)走位操作。本文主要對(duì)該嵌入式測控系統(tǒng)進(jìn)行硬件系統(tǒng)的研究開發(fā)，針對(duì)工業(yè)現(xiàn)

2、場控制電路的基本要求，利用PROTEL軟件繪制四個(gè)控制電機(jī)的電路原理圖和現(xiàn)場總體電路分布結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；根據(jù)設(shè)計(jì)精度要求和對(duì)元器件性價(jià)比的比較，對(duì)包括嵌入式系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出卡、編碼器及傳感器等元件在內(nèi)的各類硬件設(shè)備的選型。本文所設(shè)計(jì)的嵌入式測控系統(tǒng)用于控制數(shù)控彎管機(jī)的工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行，主要實(shí)現(xiàn)彎管機(jī)的送料、旋轉(zhuǎn)、彎曲等功能的控制。所設(shè)計(jì)的電路及選取的硬件在工業(yè)現(xiàn)場調(diào)試中基本能夠達(dá)到預(yù)期的效果。關(guān)鍵詞數(shù)控彎管機(jī)、嵌入式、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服驅(qū)動(dòng)器Mechanical bending machine designAbstractCNC pipe bending mach

3、ine is an important modern curved plastic processing equipment, which is based on the vector theory, using computer control, to complete any space for three-dimensional tube to meet users requirements. In this paper, it mainly about the research and development of hardware systems on the numerical c

4、ontrol equipment for pipe bending machine embedded control system, using embedded microprocessor hardware platform, instead of the traditional general-purpose computers and industrial machines, to control the machining process effectively. On this basis, installation of motion control card PCI-1240U

5、, realized through the motion control card servo motor drive control, to control each axis servo motor drive for accurate operation of rotating gears. In this paper, it mainly about the control system of the embedded hardware systems research and development, for industrial control circuit of the ba

6、sic requirements, using PROTEL software to draw four motor control circuit schematic diagrams and field distribution of the overall structure of the circuit design; according to the design precision and comparison of the cost on components, select the equipment including embedded systems, motion con

7、trol cards, servo motor, servo motor drive, input and output cards, encoders , sensors and various types of hardware components. This embedded control system designed to control the pipe bending machine for industrial on-site practical operation, mainly about feeding, rotating, bending and other fun

8、ctions of the control. The circuit design and selection of hardware debugging in the industrial field can achieve the desired results.KeywordsCNC pipe bending machine、embedded、Motion Control Card、servo drive目錄摘要Abstract1 前言11.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比11.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇22 彎管機(jī)設(shè)計(jì)42.1 工件工藝分析42.2 計(jì)算彎曲力矩42.3

9、 電機(jī)選取52.4 傳動(dòng)比的計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與參數(shù)62.5 皮帶輪與皮帶的計(jì)算與選擇72.6 渦輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選擇82.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選擇82.8 軸承的選擇92.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核92.10齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì)132.11大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)142.12軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)162.13蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算162.14機(jī)身的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算172.15彎管機(jī)的主要參數(shù)183擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)193.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194用電器選擇與電路204.1 各用電器的選擇與電路設(shè)計(jì)20結(jié)論22參考文獻(xiàn)23附錄24致謝25Error! No text of specified

10、 style in document.1 前言1.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá)，無論是哪一種機(jī)器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導(dǎo)管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機(jī)、汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)，健身器材，家具等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管，對(duì)大，形狀復(fù)雜，種類數(shù)，帶來了很多的困難，在管加工。對(duì)許多小企業(yè)，家庭作坊，需要管的場合或大型企業(yè)，如壓力管道工程機(jī)械，液壓管路，機(jī)床廠機(jī)油，健身器材管等，這些應(yīng)用程序不需要折彎機(jī)功能齊全，不高的擬合和加工難度，簡單的手動(dòng)式折彎機(jī)可滿足要求。折彎機(jī)手動(dòng)夾緊，機(jī)械彎曲模式，該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，控制元件少，所以更易被用戶所接受的價(jià)格

11、?，F(xiàn)在市場上有很多種類的大型彎管機(jī)銷售，但市面上現(xiàn)有的自動(dòng)彎管機(jī)大多數(shù)是液壓的、數(shù)控的(如圖1-1,1-2)，因他們的大面積（2.5 4m長），且價(jià)格相對(duì)昂貴的（約20000 價(jià)格在50000元以上）。相對(duì)很多企業(yè)不需要這樣的大型和昂貴的彎管機(jī)，自動(dòng)彎曲機(jī)小便宜和方便的區(qū)域可以被許多企業(yè)所接受。本設(shè)計(jì)從滿足市場及使用者需求等方面出發(fā)，計(jì)劃出一種價(jià)格低廉、面積較小、使用簡單的自動(dòng)彎管機(jī)（長900mm，寬800mm，高1100mm，價(jià)格9000元人民幣左右）。并對(duì)進(jìn)一步加強(qiáng)彎曲設(shè)置屬性，使它能彎曲在不同直徑和不同類型的鋼管。同時(shí)采用制動(dòng)電機(jī)以提高彎曲機(jī)的彎曲精度，大大的簡化了電氣控制系統(tǒng)，便于操作

12、。 圖1-1 液壓彎管機(jī) 圖1-2 數(shù)控彎管機(jī)1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇自動(dòng)式彎管機(jī)的彎管原理,在通常情形下分為如下倆種方式，即滾彎式與纏繞式。如圖1-3、圖1-4所示。 圖 1-3 圖 1-4二者各有優(yōu)缺點(diǎn)：繞線式主要用于方形彎管結(jié)構(gòu)復(fù)雜，和彎曲型主要用于彎曲管也可用于管彎曲，在彎曲管繞稍差，但相比之下彎滾式結(jié)構(gòu)更加簡單容易設(shè)計(jì)且成本更低。故本彎管機(jī)采用滾彎式。以下是彎管機(jī)的工作步驟： 1.留出第一段直線段長度，并用夾緊件夾緊管子。 2.啟動(dòng)彎管機(jī)，將管材彎曲。3.夾緊塊松開彎管件，拿出工藝管材，然后把模具重置。按照所需要管的標(biāo)準(zhǔn)樣品在夾具上檢查加工出的管形標(biāo)準(zhǔn)并校正。4.重復(fù)第1步，直

13、至將管材彎曲到理想程度為止。2 彎管機(jī)設(shè)計(jì)2.1 工件工藝分析本設(shè)計(jì)選用的管材是直徑30mm，厚度為2mm的鋼件，鋼管需是無縫的，選材為10號(hào)鋼，其最小彎曲半徑為60mm,整個(gè)管件的彎曲半徑為100mm。10號(hào)鋼力學(xué)性能如下：抗拉強(qiáng)度(MPa):335屈服強(qiáng)度(MPa):205伸長率(%):31斷面收縮率(%):55硬度：未熱處理，137HBs試樣尺寸：試樣尺寸縱向25mm加工技術(shù)。彎曲部分的要求，不得有裂紋，不能有凸起的大，不能有皺紋。其工件如圖2-1,2-2所示。 圖 2-1 圖 2-22.2 計(jì)算彎曲力矩管彎曲力矩的計(jì)算是在自動(dòng)折彎機(jī)機(jī)械參數(shù)的基礎(chǔ)上確定的。由于管彎曲半徑小的時(shí)候，彎曲的

14、彎曲力矩管在彎矩最小半徑的鋼管。依據(jù)力學(xué)的塑性理論分析，剖析出管材均勻彎折時(shí)的彎矩理論表達(dá)式為： (2-1) 其中 為彈性應(yīng)力r為管材內(nèi)徑t為管材壁厚為屈服應(yīng)力為中性層的彎曲半徑=2420 2.3 電機(jī)選取按照經(jīng)驗(yàn)彎管器的彎管速度選擇為8r/min則有 P=23462kw (2-2)因?yàn)楣ぷ鞴β蚀_定為2kw 所以由電機(jī)功率公式P= (2-3)、分別為帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、聯(lián)軸器、工作齒輪、軸承的傳動(dòng)效率。取=96%、=90%、=99%、=97%、=98%得P=2.5kw由于滿足彎曲各種鋼筋的彎曲類型，因此選用的電動(dòng)機(jī)功率較大，這樣彎曲機(jī)可以彎曲更大范圍的彎曲半徑，電機(jī)設(shè)有制動(dòng)功能是因?yàn)檎蹚潤C(jī)需

15、要內(nèi)在的制動(dòng)功能，且電機(jī)轉(zhuǎn)速不宜過大是因?yàn)殡姍C(jī)正反的頻率過大。因此，電機(jī)的速度是960rmin達(dá)到上述要求，yep132s-6電機(jī)類型選擇，電機(jī)的基本性能如表22-1 表2-1 yep132-6主要性能參數(shù)型號(hào)功率滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)達(dá)矩靜制動(dòng)轉(zhuǎn)達(dá)矩不小于空載制動(dòng)時(shí)間不大于噪聲轉(zhuǎn)速電流效率功率因數(shù)YEP132S-63kw960r/min8.8A77%0.672.22.2294N·m04/s71/db 電機(jī)的主要安裝尺寸如下 圖2-2 表2-2 電機(jī)的安裝尺寸 單位（mm）模型ABCDEFGHILYEP-132S-62801408938803152161322105152.4 傳動(dòng)比的

16、計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與參數(shù)由與轉(zhuǎn)速為N1=960r/min ，并且之前機(jī)器的速率初步確定為N5 =8r/min所以 總傳動(dòng)比 =N1/N5=120由皮帶輪的傳動(dòng)比為14 可以將皮帶輪的傳動(dòng)比確定為=2.5，由于齒輪齒數(shù)的傳動(dòng)比為18 。便擬定取齒輪傳動(dòng)比=3,則蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比=16,蝸輪的傳動(dòng)比不大這有利于提高蝸輪的壽命。方便的計(jì)算傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的軸（或功率）。該傳動(dòng)裝置由高到低順序各軸，1軸，2軸.以及, 為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比；， 為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率；P1，P2 為各軸的輸入功率（kw）；T1，T2 對(duì)于每個(gè)軸輸入扭矩（N·米）；N1 ,N2 為各軸的轉(zhuǎn)

17、速（r/min）；（1） 各軸轉(zhuǎn)速電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為960轉(zhuǎn)/分鐘蝸輪的小軸部分N1=384 r/min 蝸輪的大軸部分N2=24 r/min N3= N2=24 轉(zhuǎn)/分鐘速度的小齒輪 N4=8 轉(zhuǎn)/分鐘速度的大齒輪工作臺(tái)N5= N4=8 轉(zhuǎn)/分鐘的速度（2） 各軸的輸入功率電機(jī)的輸出功率 P0=3kw蝸輪小軸的輸入功率 P1= P0=3=30.96=2.88kw 蝸輪大軸的輸入功率 P2= P1= P1=2.880.9=2.59kw齒輪小軸的輸入功率 P3= P2= P2=2.590.99=2.56kw齒輪大軸的輸入功率 P4= P3= P3=2.560.972=2.41kw輸入功率 = P4=

18、 P4=2.410.9720.98=2.22kw（3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 =9550=9500=29.84 N·m 蝸輪小軸的扭矩輸出 =29.842.50.96=71.62 N·m蝸輪大軸的輸出轉(zhuǎn)矩 =71.62160.9=1031.27 N·m齒輪小軸輸出轉(zhuǎn)矩 =1031.270.99=1020.96 N·m齒輪大軸的扭矩輸出 =1020.9630.972=2881.86 N·m輸出轉(zhuǎn)矩 =2881.860.9720.98=2657.31 N·m2.5 皮帶輪與皮帶的計(jì)算與選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速與功率是一定值，故可以采用A型普通

19、皮帶作為傳動(dòng)帶。 由A型帶的小帶輪最小直徑為70mm為已知，故確定小帶輪的直徑為為=100mm。皮帶速度驗(yàn)算=5.03 （2-4）所以5<<=20所以此帶輪合格則從動(dòng)輪 =1002.5=250mm初選 =1600mm則有 a=A+ （2-5）其中 A=262.63 (2-6) B=2812.5 （2-7）所以 a=262.63+=519.6mm主動(dòng)輪包角 = (2-8) =>帶的根數(shù) z= (2-9)其中取 =00.97kw =0.11kw =0.96 =0.99可得 z=2.92取z=32.6 渦輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選擇我們需要將蝸桿安裝在渦輪的側(cè)面所以要選用CWS型的蝸輪

20、蝸桿減速器，又由于 蝸輪大軸的輸入轉(zhuǎn)矩為 N·m蝸輪小軸的輸入功率為 P1=2.88kw傳動(dòng)比為 =16所以選用的蝸輪蝸桿型號(hào)為6 CWS-125 JB/T 7935其基本性能如表2-3 表2-3 蝸輪減速器的主要參數(shù)型號(hào)公稱傳動(dòng)比轉(zhuǎn)速中心距額定輸入功率額定輸出轉(zhuǎn)矩CWS-12516750r/min125mm7.781kw1400 N·m2.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選擇由于這種耦合需要承受較大的扭矩，且需要考慮到成本和軸向孔徑配合的關(guān)系。彈性柱銷齒式聯(lián)軸器具有結(jié)構(gòu)簡單，易于制造的優(yōu)點(diǎn)，不需要特殊的加工設(shè)備，工作無需潤滑，維修方便，易損件的快速更換，成本低，滿足上述要求，因此彈性柱

21、銷齒式聯(lián)軸器是不二選擇。由于 =1020.96 N·m且蝸輪軸徑大小為55mm 所以選用聯(lián)軸器的型號(hào)為ZL4，其型號(hào)為 GB50151985其主要尺寸及參數(shù)如表2-4 表2-4聯(lián)軸器的主要參數(shù) 型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩N·m許用轉(zhuǎn)速r/min軸孔直徑（mm）軸孔長度(mm)外徑(mm)凸圓厚度(mm)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg·m2)重量(Kg)ZL41600400040,45,50,5511284158890.04614.82.8 軸承的選擇由于彎管機(jī)的軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用而且在運(yùn)行過程中需要一個(gè)平穩(wěn)的平臺(tái)，所以無法選用深溝滾子軸承。因?yàn)檩S承轉(zhuǎn)速較低應(yīng)力很小，所以圓錐滾子軸

22、承的選擇時(shí)，可以選擇較小的軸承外徑的折彎機(jī)更加緊湊和低成本。本設(shè)計(jì)選用32912和32918這倆種型號(hào)的圓錐滾子軸承。其主要參數(shù)及基本尺寸如表2-5 表2-5軸承的主要參數(shù) 未注的單位為（mm）型號(hào)小徑外徑厚度內(nèi)圈厚度外圈厚度額定載荷極限轉(zhuǎn)速重量32912608517161434.5KN4000r/min0.24kg329189012523221977.8KN3200r/min0.79kg2.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核初步計(jì)算軸徑使用45鋼作為軸的材料并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 (2-10)P為軸所傳遞的功率，kw為軸的轉(zhuǎn)速，r/minA的系數(shù)范圍為A=103126，其值是由軸的剪切應(yīng)力來確定的 現(xiàn)在

23、取A=115則 =54.54 mm取 =55mm則 =77.09mm取 =85 mm需要一個(gè)軸肩來滿足軸向定位半聯(lián)軸器和聯(lián)軸器之間的要求，由于軸段長度相比半聯(lián)軸器長度略小，且半聯(lián)軸器的連接長度為L=84mm故取軸段L1為82mm，半聯(lián)軸器與軸徑直徑取值均為d1=55mm。軸肩的后頭是齒輪部份，因?yàn)檩S承的存在所以選取d2為60毫米，軸承端部底蓋的總厚度取值設(shè)定為42毫米，此值是由箱體及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)定而確定。因?yàn)榘惭b簡單方便的需求加上軸承需要添加潤滑脂，所以預(yù)留聯(lián)軸器左面與端蓋的外端面之間的距離為L2=10mm，因?yàn)檩S承必須用軸承座來進(jìn)行支撐，所以可取軸承底座的壁厚為25mm，根據(jù)需要設(shè)定齒輪

24、與軸承座之間需要空出15毫米間隙，已知齒輪的厚度是175mm，在齒輪的左端也需要制出一個(gè)軸肩來滿足設(shè)計(jì)需求，由上文設(shè)定齒輪與軸承座之間的距離為15mm且軸承與軸承座之間的間距相差8mm，由此軸肩可設(shè)計(jì)為23毫米，由于軸承的寬度為17mm則軸肩到軸承左邊必須比軸承的寬度多出一些，故取值18mm且其半徑為30mm。到這里已經(jīng)初步確定了軸的基本設(shè)計(jì)尺寸。利用平鍵的功能對(duì)斜齒輪、半徑聯(lián)軸器與軸進(jìn)行設(shè)計(jì)選用來確定周向定位。查找材料取得鍵的截面為 bh=1811使用鍵槽刀對(duì)鍵槽進(jìn)行加工，其長度為160mm，同時(shí)為了確保結(jié)合優(yōu)秀對(duì)中性的齒輪與軸，所以選擇組合為H7/n6的輪轂與軸；同樣地，平鍵連接軸與半聯(lián)軸

25、器尺寸應(yīng)為16mm10mm70mm，半聯(lián)軸器的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為n6。取軸端倒角為2450。軸上載荷的計(jì)算與軸的校核=1020.96 Nm=4861 N (2-11)=1794 N (2-12)=830.9 N (2-13)通過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸軸和安裝條件需要滿足，考慮軸承壽命，設(shè)計(jì)支承跨距為a=221 毫米的支撐梁的軸，軸和軸的彎矩圖中可以看到的危險(xiǎn)截面結(jié)構(gòu)C部分。計(jì)算出的C部分，、的數(shù)值如表2-6所示 表2-6載荷水平面H垂直面V支反力F=2430.5N =2430.5N=1005.7N =794 N彎矩M=268570 N/

26、mm=111129 N/mm =87734N/mm總彎矩=290653 N/mm =282536 N/mm扭矩T=1 020 960N/mm軸的彎矩圖:圖2-4校正核查的時(shí)候只檢查軸所承受的強(qiáng)度以來能承受的最強(qiáng)彎矩和扭矩截面（即高危截面C）的強(qiáng)度。則由公式=31.39Mpa (2-14)之前已選用的材料為45鋼，進(jìn)行淬火及回火處理，可得=60Mpa 因此<，所以安全可靠故小軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-5 圖2-5由于軸的大、小軸的大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算同理。因此，類似的計(jì)算略，且由經(jīng)驗(yàn)表明，此軸是一個(gè)安全的軸。由于軸與彎曲模直接連接，并不是與半聯(lián)軸器相連。由于軸的轉(zhuǎn)矩較大且要求工作臺(tái)需平穩(wěn)以減小誤

27、差，因此采用矩形花鍵來連接軸與彎曲模。由靜聯(lián)接有 (2-15) 對(duì)矩形花鍵進(jìn)行驗(yàn)算。 不均的載荷分布系數(shù)與齒輪齒數(shù)有關(guān)，一般取=0.70.8，被設(shè)計(jì)取=0.8花鍵的齒數(shù) =8花鍵齒側(cè)面工作高度= (2-16) =3mm 齒的工作長度 =80mm花鍵平均直徑 = (2-17) = =60mm 故有=56.77Mpa<=100140Mpa (2-18)故此矩形花鍵安全此外，螺紋孔軸鉆孔彎曲模固定在軸上，加工螺紋孔的M12 - 30毫米深，主要設(shè)計(jì)尺寸和結(jié)構(gòu)如圖2-6所示 圖2-62.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì)由于齒輪傳動(dòng)只有一對(duì)，為利于機(jī)器的平穩(wěn)，壽命及制造方便，故選用直齒齒輪傳動(dòng)。本機(jī)是一般的

28、工作機(jī)工作速度低可使用7級(jí)的精密鍛造生產(chǎn)。小齒輪的原料選取40Cr（調(diào)質(zhì)熱處理），堅(jiān)硬程度達(dá)到280HBS，大齒輪的原料選取45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)熱處理）堅(jiān)硬程度達(dá)到240HBS，倆種材料的堅(jiān)硬程度差為40HBS按齒面接角強(qiáng)度設(shè)計(jì) (2-19)式中取載荷系數(shù)為 =1.3取小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩為 =1020.96 N·m取齒寬的系數(shù)為 =1查資料知彈性影響系數(shù)為 =189.8MPa接觸疲勞強(qiáng)度極限（大齒輪）=550Mpa 接觸疲勞強(qiáng)度極限（小齒輪）=600Mpa各取值代入公式則得 13.9 mm由于齒輪小直徑為55mm 而為了達(dá)到2故取 =14.0mm所以齒輪中心矩 =280 mm (2-20)

29、初步定 =280一般=1730，=80150初選 =23，=100，則=，=69則 m= =5.99 (2-21)取 m=6則 =91.9 (2-22)取 =92則按=可得 =23，=69則 = (2-23)則小齒輪 =140.00 mm大齒輪 =420.00 mm則齒厚 =1.2140=168 mm取大齒輪厚 =170mm則小齒輪厚取 =175mm驗(yàn)算齒輪,由 =103=14571 N (2-24) =83.26N/mm<100N/mm 合適 (2-25)大齒輪與小齒輪的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2-7，圖2-8所示 圖2-7 大齒輪 圖2-8 小齒輪2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸

30、主要是由鋼板進(jìn)行支撐，為經(jīng)濟(jì)性考慮鋼板不能選用太厚，45號(hào)鋼是常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。45號(hào)鋼的冷塑性還行，熱處理后力學(xué)性能較好，具備一定的強(qiáng)度和良好的切削加工性，材料的獲得很容易，考慮綜合條件，所以選用45號(hào)鋼。但是軸承的厚度又相對(duì)厚一些故選擇安裝軸承底座并用螺釘緊固于鋼板從而來支撐軸和軸承，這樣做可以大大降低設(shè)計(jì)成本，且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單也更便于安裝與維修。由于前后緊固軸力不大，可采用M10型號(hào)的內(nèi)六角螺釘4根來緊固軸的前后端蓋及軸承座，足夠支撐。它的的結(jié)構(gòu)及尺寸圖2-9，2-10，2-11，2-12，2-13，2-14 圖2-9 大軸前端蓋 圖2-10大軸后端蓋 圖2-11大軸承座 圖2-12小軸

31、承座 圖2-13 小軸后端蓋 圖2-14 小軸前端蓋2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸套的厚度s可在0.5d2.0d之間進(jìn)行選擇小軸的直徑為60mm 小軸厚度為6mm大軸的直徑為90mm 大軸厚度為8mm 套管材料是45鋼，為了軸與軸承之間，更好，更耐用的配合，故把軸套材料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，如圖2-15和圖2-16所示軸套的尺寸結(jié)構(gòu) 圖2-15 大軸軸套 圖2-16 小軸軸套2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算由于對(duì)蓋板上的裝置的行程需要，齒輪齒條，齒輪軸端蓋的開關(guān)尺寸和一個(gè)定位孔和大量的部件的裝置。故蓋板選擇厚度為20mm的45號(hào)鋼。電機(jī)的空間位置和渦輪蝸桿占據(jù)的位置是蓋板長度選取的重要條件，由于電機(jī)中心與蝸

32、輪蝸桿中心的距離 a=519.6mm 大飛輪的分度圓直徑為 d2=250mm電機(jī)的安裝地腳寬為 L1=280mm取壁至電機(jī)腳的空間長度 L0=90mm取壁到大飛輪的空間長度 L2=110mm壁厚取 b1=10mm又因蓋板要比壁凸出以便于與壁配合 b0=10mm故蓋板長度 L=2b0+2b1+L2+L0+L1/2+d2/2+a=1024.6mm取 L=1025mm大齒輪和電機(jī)罩板及其相互空間位置決定蓋板的寬厚齒輪與機(jī)箱壁的距離 B1=100mm齒輪到機(jī)箱壁另一端的距離 B2=160同大齒輪的d5=420mm則 B=B1+B2+d5=100+160+420=680mm則得知蓋板的尺寸為 BLh=6

33、80102520(mm)根據(jù)其它的結(jié)構(gòu)需要，其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖2-16 圖2-162.14 機(jī)身的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算由于機(jī)身需要支撐整套機(jī)器，所以將機(jī)身由厚鋼板和鋼管焊接組成。而且選用地腳螺釘來固定機(jī)器以縮小機(jī)械的波動(dòng)以達(dá)到機(jī)械技能平緩的要求。腳板采用45號(hào)鋼厚10毫米，尺寸為BLh=8012010（毫米）用四腳來支撐機(jī)器。支撐鋼管采用20號(hào)方管鋼?；境叽鐬?0604地腳高度取h1=80毫米支持電機(jī)與蝸輪蝸桿減速箱的底座采用45號(hào)厚為20毫米的鋼板。為加強(qiáng)機(jī)身支撐強(qiáng)度在底板兩側(cè)多加二個(gè)鋼板。側(cè)板的尺寸 BLh= 48754020(毫米)。齒輪箱體蓋板與板之間的兩側(cè)，用45鋼和鋼板厚度為20毫米焊接

34、鋼管相焊接。為了使其更容易組裝和拆卸方便之間的閥體和閥蓋，齒輪箱部件易于操作和維修，使蓋板和機(jī)身的螺紋連接。采用四個(gè)螺釘連接。再將一塊45號(hào)厚為20毫米的小鋼件焊接到方管上，尺寸為BLh=808020(毫米)。機(jī)身的基本尺寸及其結(jié)構(gòu)如圖2-17 圖2-172.15 彎管機(jī)的主要參數(shù)電 源：380V50Hz 三相交流電電機(jī)功率：3kw外形尺寸：BLH=68010251060最大彎曲力矩：2657N·m彎曲半徑范圍：R80R300最大彎曲角度：2000彎曲速度：8r/min整機(jī)重量：大約M=300kg此說明書不完整 欲購買全部說明書及其全套圖紙請(qǐng)加QQ1097201253 參考文獻(xiàn)1 高錦張，陳文琳，賈俐俐.塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì).北京機(jī)械工業(yè)出版社 1998.2 唐長平.數(shù)控彎管機(jī)的研發(fā)與開發(fā).合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1991.3 機(jī)電工程手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程手冊(cè).19824 JB2671-82 附錄 B5 陶冶.材料成形技術(shù)基礎(chǔ).北京機(jī)械工業(yè)出版社 20026 鄭文緯，吳克堅(jiān).機(jī)械原理（第七版）.北京高等教育出版社 20017 濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.北京高等教育出版社8 AUTOcad2007，AUTOcad2008.9 潘為民、段明德、李濟(jì)順、雷賢卿，三位數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在新型彎