小型卷板機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、前言卷板機(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。卷板機(jī)的規(guī)格型號(hào)很多，按卷板機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和卷板機(jī)輥的數(shù)量劃分，有三輥卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)之分，按輥的驅(qū)動(dòng)方式有機(jī)械式卷板機(jī)和液壓式卷板機(jī)之分，卷板機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，三輥當(dāng)中有一對(duì)側(cè)輥和一根上輥，其中上輥能夠上下移動(dòng)。四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，有一對(duì)側(cè)輥和一根上輥和下輥，這種卷板機(jī)成本很高，但性能較好，卷制成品質(zhì)量較好。各種卷板機(jī)，工作原理都相同，通過(guò)調(diào)整上輥和側(cè)輥的相

2、對(duì)位置，使板料在輥之間逐漸彎曲變形，用主軸的正反轉(zhuǎn)使板料在輥之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)直至板料產(chǎn)生塑性變形。隨著輥的相對(duì)位置的不斷調(diào)整，主軸不斷的往復(fù)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，板料的塑性變形量逐漸加大，直至加工成符合要求的圓弧或圓通型成品。本設(shè)計(jì)是關(guān)于對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)卷板機(jī)上、下輥及減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。設(shè)計(jì)前部分詳細(xì)闡述了卷板機(jī)上、下輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析。板機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥對(duì)稱式, 在該結(jié)構(gòu)中上輥下壓提供壓力,兩下輥?zhàn)鲂D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),為卷制板材提供扭矩。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、經(jīng)濟(jì)、等優(yōu)點(diǎn)。1 緒論11 概述卷板機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其他形狀工件的通用設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工作輥相

3、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。該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機(jī)械制造行業(yè)。卷板機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)以有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，造價(jià)低廉，至今在中、小型卷板機(jī)中仍廣泛應(yīng)用。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)輥制。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，它可以輥制出符合要求的鋼柱，是一種相當(dāng)實(shí)用的器械。在國(guó)外一般以工作輥的配置方式來(lái)劃分。國(guó)內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行混合分類，一般分為：1）、三輥卷板機(jī)：包括對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、非對(duì)稱式三輥卷板

4、機(jī)、水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)、傾斜下調(diào)式三輥卷板機(jī)、弧形下調(diào)式三輥卷板機(jī)和垂直下調(diào)式三輥卷板機(jī)等。2）、四輥卷板機(jī)：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥卷板機(jī)和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥卷板機(jī)。3）、特殊用途卷板機(jī)：有立式卷板機(jī)、船用卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、多輥卷板機(jī)和多用途卷板機(jī)等。卷板機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)已有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，造價(jià)低廉，至今在中、小型卷板機(jī)中仍廣泛應(yīng)用。在低速大扭矩的卷板機(jī)上，因傳動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，電動(dòng)機(jī)功率大，起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)也較大，所以越來(lái)越多地采用液壓傳動(dòng)。近年來(lái)，有以液壓馬達(dá)作為源控制工作輥移動(dòng)但主驅(qū)動(dòng)仍為機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)液混合傳動(dòng)的卷板機(jī)，也有同時(shí)采用液壓馬達(dá)作為工作輥旋轉(zhuǎn)動(dòng)

5、力源的全液壓式卷板機(jī)。卷板機(jī)的工作能力是指板材在冷態(tài)下，按規(guī)定的屈服極限卷制最大板材厚度與寬度時(shí)最小卷筒直徑的能力。國(guó)內(nèi)外采用冷卷方法較多。冷卷精度較高，操作工藝簡(jiǎn)便，成本低廉，但對(duì)板材的質(zhì)量要求較高（如不允許有缺口、裂紋等缺陷），金相組織一致性要好。當(dāng)卷制板厚較大或彎曲半徑較小并超過(guò)設(shè)備工作能力時(shí)，在設(shè)備允許的前提下可采用熱卷的方法。有些不允許冷卷的板材，熱卷剛性太差，則采用溫卷的方法。卷板機(jī)是一種通用性及適應(yīng)性較高的彎曲整形機(jī)械。為提高卷板機(jī)的工作效率，提高制品的加工精度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作條件，通常采用板料送料工作臺(tái)、輔助操作機(jī)械、托架平臺(tái)以及支承滾道等輔助設(shè)備。國(guó)外有些廠家已有配上

6、自動(dòng)焊接機(jī)、下料機(jī)械手等成線或單元供貨。12 卷板機(jī)的分類卷板機(jī)（Rolling Machine）是對(duì)板料進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)彎曲的塑形機(jī)床。卷板機(jī)由于使用的領(lǐng)域不同，種類也就不同。卷板機(jī)按其抱輥數(shù)目分：1）八輥式卷板機(jī)；2）四輥式卷板機(jī)；3）三輥式卷板機(jī)；4）二輥式卷板機(jī)。卷板機(jī)按其卷筒結(jié)構(gòu)分：1）連桿式卷板機(jī)，其卷筒結(jié)構(gòu)基本原理與鏈板式張力卷取機(jī)相同；2）斜契式卷板機(jī)，其卷筒結(jié)構(gòu)基本原理與棱錐式張力卷取機(jī)相同。卷板機(jī)按其抱輥滑移動(dòng)移動(dòng)方式分：1）滑道式卷板機(jī)，抱輥輥架可延滑道移動(dòng)；2）無(wú)滑道式卷板機(jī)，抱輥輥架的移動(dòng)，不是在滑道內(nèi)滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是直接由連桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的。13 卷板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)加入WTO后我

7、國(guó)卷板機(jī)工業(yè)正在步入一個(gè)高速發(fā)展的快道，并成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和提高人民生活質(zhì)量的作用也越來(lái)越大。預(yù)計(jì)“十五”期末中國(guó)的卷板機(jī)總需求量為600萬(wàn)輛，相關(guān)裝備的需求預(yù)計(jì)超過(guò)1000億元。到2010年，中國(guó)的卷板機(jī)生產(chǎn)量和消費(fèi)量可能位居世界第二位，僅次于美國(guó)。而其在裝備工業(yè)上的投入力度將會(huì)大大加強(qiáng)，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈，產(chǎn)品的更換也要求卷板機(jī)裝備工業(yè)不斷在技術(shù)和工藝上取得更大的優(yōu)勢(shì)：1.從國(guó)家計(jì)委立項(xiàng)的情況看，卷板機(jī)工業(yè)1000萬(wàn)以上投入的項(xiàng)目達(dá)近百項(xiàng)；2.卷板機(jī)工業(yè)已建項(xiàng)目的二期改造也將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的用戶群；3.由于卷板機(jī)的高利潤(rùn)，促使各地政府都紛紛投資（國(guó)家投資、外資和民

8、間資本）卷板機(jī)制造。其次，跨國(guó)公司都開(kāi)始將最新的車型投放到中國(guó)市場(chǎng)，并計(jì)劃在中國(guó)加大投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以爭(zhēng)取中國(guó)更大的市場(chǎng)份額。民營(yíng)企業(yè)的崛起以及機(jī)制的敏銳使其成為卷板機(jī)工業(yè)的新寵，民營(yíng)企業(yè)已開(kāi)始成為卷板機(jī)裝備市場(chǎng)一個(gè)新的亮點(diǎn)。卷板機(jī)制造業(yè)作為機(jī)床模具產(chǎn)業(yè)最大的買方市場(chǎng)，其中進(jìn)口設(shè)備70%用于卷板機(jī)，同時(shí)也帶動(dòng)了焊接、涂裝、檢測(cè)、材料應(yīng)用等各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。卷板機(jī)制造業(yè)的技術(shù)革命，將引起裝備市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)變化：數(shù)控技術(shù)推動(dòng)了卷板機(jī)制造企業(yè)的歷史性的革命，數(shù)控機(jī)床有著高精度、高效率、高可靠性的特點(diǎn)，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備在增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了很好的作用，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因

9、此，至2010年，卷板機(jī)工業(yè)對(duì)制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長(zhǎng)12%左右，據(jù)預(yù)測(cè)，卷板機(jī)制造業(yè)：對(duì)數(shù)控機(jī)床需求將增長(zhǎng)26%；對(duì)壓鑄設(shè)備的需求將增長(zhǎng)16%；對(duì)纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長(zhǎng)15%；對(duì)工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長(zhǎng)12%；對(duì)液壓成形設(shè)備需求增長(zhǎng)8%；對(duì)模具的需求增長(zhǎng)36%；對(duì)加工中心需求增長(zhǎng)6%；對(duì)硬車削和硬銑消機(jī)床的需求增長(zhǎng)18%；對(duì)切割機(jī)床的需求增長(zhǎng)30%；對(duì)精密加工設(shè)備的需求增長(zhǎng)34%；對(duì)特種及專用加工設(shè)備需求增長(zhǎng)23%；對(duì)機(jī)器人和制造自動(dòng)化裝置的需求增長(zhǎng)13%；對(duì)焊接系統(tǒng)設(shè)備增長(zhǎng)36%；對(duì)涂裝設(shè)備的需求增長(zhǎng)8%，對(duì)質(zhì)檢驗(yàn)與測(cè)試設(shè)備的需求增長(zhǎng)16%。在今后的工業(yè)生產(chǎn)中，卷板機(jī)

10、會(huì)一直得到很好的利用。它能節(jié)約大量的人力物力用以彎曲鋼板。可以說(shuō)是不可缺少的高效機(jī)械。時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對(duì)這個(gè)機(jī)械品種提出越來(lái)越高的要求，將促使這個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)的迅速發(fā)展。2 般小型卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析21 輥卷板機(jī)雙輥卷板機(jī)的原理如圖2.1所示： 2.1雙輥卷板機(jī)工作原理圖上輥是鋼制的剛性輥，下輥是一個(gè)包有彈性的輥，可以作垂直調(diào)整。當(dāng)下輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，上輥及送進(jìn)板料在壓力作用下，壓人下輥的彈性層中，使下輥發(fā)生彈性變形。但因彈性體的體積不變，壓力便向四面?zhèn)鬟f，產(chǎn)生強(qiáng)度很高，但分布均勻的連續(xù)作用的反壓力，迫使板料與剛性輥連續(xù)貼緊，目的是使它隨著旋轉(zhuǎn)而滾成桶形。上輥壓人下輥的深度，

11、既彈性層的變形量，是決定所形成彎曲半徑的主要工藝參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，壓下量越大，板料彎曲半徑越??；但當(dāng)壓人量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，彎曲半徑趨于穩(wěn)定，與壓下量幾乎無(wú)關(guān)，這是雙輥卷板機(jī)工藝的一個(gè)重要特征。雙輥卷板機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)：1.不必端頭彎曲，加工速度快；2.在一次行程中有做高精度成型的可能；3.板坯即使是經(jīng)過(guò)沖孔、切口、起伏成型等加工，也不致產(chǎn)生折裂及不規(guī)則翹曲等；4.不產(chǎn)生皺折，不在制件表面造成劃痕；5.如果把棍輪的壓下量取大，即使倆棍輪的間距有所變動(dòng)而制件的直徑也不發(fā)生變化，因此設(shè)備精度不是很高也行，使用的是簡(jiǎn)單的裝置等等。另一方面，二棍卷板機(jī)的缺點(diǎn)是1.由于相對(duì)于制件直徑的每一個(gè)變化都需要制作導(dǎo)

12、向輥輪，故不適于多品種小批量生產(chǎn)； 2.不能做厚板的加工（最大加工板料69mm）。22 三輥卷板機(jī)三輥卷板機(jī)是目前最普遍的一種卷板機(jī)。利用三輥滾彎原理，使板材彎曲成圓形，圓錐形或弧形工作。221 對(duì)稱式三棍卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)對(duì)稱式三棍卷板機(jī)，由工作輥、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)座等組成。通常兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥，相對(duì)于上輥?zhàn)鲗?duì)稱布置，上輥為從動(dòng)輥，可垂直調(diào)節(jié)，所以也稱對(duì)稱上調(diào)式三棍卷板機(jī)。機(jī)器一側(cè)安裝有傾倒軸承，稱為機(jī)器的傾倒側(cè)，另側(cè)安裝有傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為機(jī)器的傳動(dòng)側(cè)。除去全機(jī)械傳動(dòng)的對(duì)稱式三棍卷板機(jī)，還有半液壓半機(jī)械傳動(dòng)的對(duì)稱式三棍卷板機(jī)。傳動(dòng)側(cè)的翹起機(jī)構(gòu)和傾倒側(cè)的軸承傾倒機(jī)構(gòu)均是為方便卸下卷制成形的筒件。

13、通過(guò)傾倒機(jī)構(gòu)能把軸承體傾倒8590，翹起機(jī)構(gòu)可把上工作輥翹起13。在中小型對(duì)稱式三棍卷板機(jī)中大多采用手動(dòng)傾倒機(jī)構(gòu)和手動(dòng)翹起機(jī)構(gòu)。在大型的對(duì)稱式三棍卷板機(jī)中，大多采用液壓驅(qū)動(dòng)的翹起機(jī)構(gòu)傾倒機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量輕、易于制造、維修、投資小、兩側(cè)輥可以做的很近。形成較準(zhǔn)確，但剩余直邊大。一般對(duì)稱三輥卷板機(jī)減小剩余直邊比較麻煩。222 不對(duì)稱三輥卷板機(jī)特點(diǎn)剩余邊小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但坯料需要調(diào)頭彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，彎卷能力較小。所謂理論剩余直邊，就是指平板開(kāi)始彎曲時(shí)最小力臂。其大小與設(shè)備及彎曲形式有關(guān)。如圖2.2所示： 圖2.2三輥卷板機(jī)工作原理圖對(duì)稱式三輥卷板機(jī)剩余直邊為兩下輥中心距的一半

14、。但為避免板料從滾筒間滑落，實(shí)際剩余直邊常比理論值大。一般對(duì)稱彎曲時(shí)為板厚620倍。由于剩余直邊在校圓時(shí)難以完全消除，所以一般應(yīng)對(duì)板料進(jìn)行預(yù)彎，使剩余直邊接近理論值。不對(duì)稱三輥卷板機(jī)，剩余直邊小于兩下輥中心的一半，如圖2.2所示，它主要卷制薄筒（一般在323000以下）。2.3 方案的確定通過(guò)上節(jié)一般小型卷板機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，根據(jù)各種類型卷板機(jī)的特點(diǎn)，再根據(jù)三輥卷板機(jī)的不同類型所具有的特點(diǎn)，最后形成本設(shè)計(jì)方案，122000對(duì)稱上調(diào)三輥卷板機(jī)。雙輥卷板機(jī)不需要預(yù)彎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但彎曲板厚受限制，只適合小批量生產(chǎn)。雖然三輥卷板機(jī)不能預(yù)彎，但是可以通過(guò)手工或其它方法進(jìn)行預(yù)彎。3 傳動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)稱上調(diào)式三輥

15、卷板機(jī)如圖3所示：它是以兩個(gè)下輥為主動(dòng)輪 ，由主動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器及開(kāi)式齒輪副驅(qū)動(dòng)。上輥工作時(shí)，由于鋼板間的摩擦力帶動(dòng)。同時(shí)作為從動(dòng)軸，起調(diào)整擠壓的作用。由單獨(dú)的傳動(dòng)系統(tǒng)控制，主要組成是：上輥升降電動(dòng)機(jī)、減速器、蝸輪副、螺母。工作時(shí)，由蝸輪副轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座作升降運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)下輥可以正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在上輥的壓力下下輥經(jīng)過(guò)反復(fù)的滾動(dòng)，使板料達(dá)到所需要的曲率，形成預(yù)計(jì)的形狀。31 傳動(dòng)方案的分析及確定卷板機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩種方式：齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)。皮帶傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音下的特點(diǎn)，同時(shí)以起過(guò)載保護(hù)的作用，這種傳動(dòng)方式主要應(yīng)用于具有一個(gè)主動(dòng)輥的卷板機(jī)。齒輪傳動(dòng)方式具有工作可

16、靠，使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍廣等特點(diǎn)。所設(shè)計(jì)的是三輥卷板機(jī)，具有兩個(gè)主動(dòng)輥，而且要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)準(zhǔn)確，所以選用齒輪傳動(dòng)32 主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定圖3.2傳動(dòng)系統(tǒng)所以選用了圓柱齒輪減速器，減速器通過(guò)聯(lián)軸器和齒輪副帶動(dòng)兩個(gè)下輥工作。 副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定為調(diào)整上下輥間距，由上輥升降電動(dòng)機(jī)通過(guò)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)，副傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3.2所示。4 動(dòng)力設(shè)計(jì)4.1 主電機(jī)的選擇和計(jì)算 上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算 1. 已知設(shè)計(jì)參數(shù)：加工板料：Q235-A 屈服強(qiáng)度：s=235MPa 抗拉強(qiáng)度：b=420MPa輥材：50 Mn 屈服強(qiáng)度：s=930M

17、Pa 抗拉強(qiáng)度：b=1080MPa硬度：HBS229HB板厚：s=8-12 mm 板寬：b=2000mm 滾筒與板料間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)：m=0.18 滾筒與板料間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)：f =0.8（冷卷）無(wú)油潤(rùn)滑軸承的滑動(dòng)摩擦系數(shù)：=0.05板料截面形狀系數(shù)：K1=1.5 （矩形）板料相對(duì)強(qiáng)化系數(shù)：K0=11.6 （A3鋼） 板料彈性模量： E=2.06105MPa卷板速度：V6 m/min2. 確定卷板機(jī)基本參數(shù)下輥中心矩：t=(1214)s =390mm 上輥直徑：下輥直徑： 上輥軸直徑： 下輥軸直徑：最小卷圓直徑：筒體回彈前直徑：其中。 主電機(jī)的功率確定因在卷制板材時(shí)，板材不同成形量所需的電機(jī)功

18、率也不相同，所以要確定主電機(jī)功率，板材成形需按四次成形計(jì)算：1成形40%時(shí)1）板料變形為40%的基本參數(shù)2）板料由平板開(kāi)始彎曲時(shí)的初始彎矩M1其中W為板材的抗彎截面模量：3）板料變形40%時(shí)的最大彎矩M0.44） 上輥受力： 下輥受力： 5）消耗于摩擦的摩擦阻力矩6）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩7）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩8）卷板機(jī)空載扭矩空載扭矩與主動(dòng)輥、板材以及聯(lián)軸節(jié)的重量有關(guān)，一般忽略不計(jì)。9）卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的力矩10）卷板時(shí)板料不打滑的條件：，所以滿足。11）驅(qū)動(dòng)功率：2成形70%時(shí)1）板料變形為70%的基本參數(shù)2）板料變形70%時(shí)的最大彎矩M0.73） 上輥受力： 下輥受力： 4）

19、消耗于摩擦的摩擦阻力矩5）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩6）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩7）卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的力矩8）卷板時(shí)板料不打滑的條件：，所以滿足。9）驅(qū)動(dòng)功率：3成形90%時(shí)1）板料變形為90%的基本參數(shù)2）板料變形90%時(shí)的最大彎矩M0.93）上輥受力： 下輥受力： 4）消耗于摩擦的摩擦阻力矩5）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩6）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩7）卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的力矩8）卷板時(shí)板料不打滑的條件：，所以滿足。9）驅(qū)動(dòng)功率：4成形100%時(shí)1）板料變形為100%的基本參數(shù)2）板料變形100%時(shí)的最大彎矩M1.03） 上輥受力： 下輥受力： 4）消耗于摩擦的摩擦阻力矩5）板料送進(jìn)時(shí)的摩

20、擦阻力矩6）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩7）卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的力矩8）卷板時(shí)板料不打滑的條件：，所以滿足。9）驅(qū)動(dòng)功率：綜合上述的計(jì)算結(jié)果總匯與表4表4計(jì)算結(jié)果總匯 成形量計(jì)算結(jié)果40%70%90%100%簡(jiǎn)體直徑（mm）1266.518723.724562.899506.607簡(jiǎn)體曲率半徑R(mm)639.259367.862287.45259.304初始變形彎矩M1(kgfmm)1.692107村料受到的最大變形彎矩M(kgfmm)1.8151071.9051071.9651071.995107上輥受力Pa(kgf)2.3251052.3761052.5031052.972105下輥受力

21、Pc(kgf)1.1971051.2891051.4191051.281105村料變形彎矩Mn1(kgfmm)3.2921061.8691061.7661068.972105摩擦阻力扭矩Mn22.3211062.4281062.6151062.725106材料送進(jìn)時(shí)摩擦阻力扭矩Mn31.3811061.4231061.5091061.727106空載力矩0拉力引起摩擦扭矩Mn41.5191051.3081051.0641058.529104Mn1+Mn34.6731064.0241063.2751062.624106總力矩M05.1711065.5681064.9641065.534106驅(qū)動(dòng)

22、力矩Mn5.7691065.1191064.4971064.485106驅(qū)動(dòng)功率N (kw)7.9547.4087.1517.0195主電機(jī)的選擇：由表4.1可知，成形量為40%時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)功率最大，考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，電動(dòng)機(jī)的功率選11kw。因YZ系列電機(jī)具有較大的過(guò)載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，特別適用于短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁起動(dòng)和制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速不高、有時(shí)過(guò)負(fù)荷及有顯著的振動(dòng)與沖出的設(shè)備。其工作特性明顯優(yōu)于Y系列電機(jī)，故選YZ160L6型電機(jī)，其參數(shù)如下：N=11kw； r=953r/min； Fa=40%； G=160kw。升降電動(dòng)機(jī)選擇YD系列變極多速三相異步電動(dòng)機(jī)，能夠簡(jiǎn)化變速系統(tǒng)

23、和節(jié)能。故選擇YD90S6/4，其參數(shù)如下：N=0.65kw； r=1000r/min； G=15kg。4.2 上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算校核上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力圖由上部分計(jì)算可知輥筒在成形100%時(shí)受力最大： 故按Pamax計(jì)算，其受力圖4.1：圖4.1上輥受力圖 剛度校核撓度： 確定公式各參數(shù)：（Ia為軸截面的慣性矩） 得： 因?yàn)?，所以上輥剛度滿足要求。4.2.3 上輥強(qiáng)度校核危險(xiǎn)截面為、，因、 相同，且，所以只需校核、處： ： 故安全，強(qiáng)度合乎條件。4.2.4 疲勞強(qiáng)度安全強(qiáng)度校核50Cr： 在截面、處，所以只需校核、處：處：r=0 則因上輥轉(zhuǎn)矩T=0，故：應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù) 尺寸影響系數(shù) 彎

24、曲平均應(yīng)力處： 故：疲勞強(qiáng)度滿足條件。4.2.5 上輥在卸料時(shí)的校核根據(jù)上輥的受力情況，只需考慮彎曲強(qiáng)度即可，卸料時(shí)其受力如下圖4.2： 板重： 上輥重： 總重： 圖4.2 上輥卸料受力圖由受力圖4.2可知： 故：卸料時(shí)彎曲強(qiáng)度滿足。4.3 下輥設(shè)計(jì)計(jì)算及校核4.3.1下輥結(jié)構(gòu)及受力圖下輥受力如圖4.3圖4.3 下輥受力圖受力：k 主電機(jī)齒輪嚙合效率： 聯(lián)軸器效率： 軸承效率：總傳動(dòng)效率： 轉(zhuǎn)矩： 下輥剛度校核：撓度： I為軸截面的慣性矩： 故：安全。4.3.3 下輥彎曲強(qiáng)度校核：由受力圖知彎曲強(qiáng)度危險(xiǎn)截面在、處：處： 安全系數(shù)：處： 安全系數(shù) 故安全，故彎曲強(qiáng)度滿足。4.3.4 下輥疲勞強(qiáng)度

25、校核初選、截面：、同類；、同類；、處：；、處：顯然 ， 故僅校核、即可。疲勞強(qiáng)度校核公式 截面： 應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù)尺寸影響系數(shù) 彎曲平均應(yīng)力 應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù)尺寸影響系數(shù)彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 所以：截面處滿足疲勞強(qiáng)度要求。截面： 應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù)尺寸影響系數(shù) 彎曲平均應(yīng)力應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù)尺寸影響系數(shù)彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 故滿足疲勞強(qiáng)度要求。截面： ，應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù)尺寸影響系數(shù) 彎曲平均應(yīng)力應(yīng)力集中系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù)尺寸影響系數(shù)彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 故滿足疲勞強(qiáng)度要求。 剛度條件滿足。 滿足彎曲強(qiáng)度要求。5 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算51 傳動(dòng)方案的分析

26、和確定本設(shè)計(jì)的卷板機(jī)卷板時(shí)所需的大功率是由一個(gè)主電機(jī)通過(guò)減速器傳遞給個(gè)下輥來(lái)獲得的，為了避免兩下輥發(fā)生干涉，故減速器采用對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。又因減速器轉(zhuǎn)速較高，而減速器輸也軸轉(zhuǎn)速較低，故總傳動(dòng)比較大。考慮到經(jīng)濟(jì)性，故采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、展開(kāi)式的減速器。傳動(dòng)方案如圖5.1：圖5.1 減速器結(jié)構(gòu)圖52 減速器傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 總的傳動(dòng)比n0=7.074r/min ni=953r/min 傳動(dòng)比的分配考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，?。?故： 53傳動(dòng)裝置各軸的參數(shù)計(jì)算 各軸轉(zhuǎn)速 各軸功率各軸輸入效率：1=0.97 聯(lián)軸器效率：2=0.99 軸承：3=0.98軸： P=P001=110.

27、9910.89lw軸： P=P12=10.890.980.9710.352kw軸： P=P23=10.3520.980.979.841kw軸： P=P34=9.8410.980.979.355kw 各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸： 軸： 軸： 軸： 軸： 將上述結(jié)果匯總于表5.1以備查用。表5.1 減速器參數(shù)表軸名功率(kw)轉(zhuǎn)矩T(Nm )轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率電動(dòng)機(jī)軸11110.23195310.99軸10.89109.1299530.976.2軸10.3526432.170153.7100.974.8軸9.8412934.81432.0230.974.527軸9.35512623.3827.

28、0710.9754 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)因合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素調(diào)質(zhì)鋼具有較好塑性和韌性，即有較好的綜合機(jī)械性能，再綜合卷板機(jī)的工作特性：低速、大功率、交變負(fù)荷，所以選擇較為適合的合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr。對(duì)于大型減速器，為了提高箱體的強(qiáng)度，選用箱體材料為鑄鐵或鑄鋼。第一級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.齒輪參數(shù)選擇1）選用圓柱直齒傳動(dòng)。2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削弱，齒輪材料為40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為4855HRC。3）選取精度等級(jí)：選7級(jí)精度(GB10095-88)。4）選小齒輪數(shù)：Z1=24, Z2=uZ1=148.8，Z2取149齒數(shù)比：u= 6.2 由于u5所以采用斜齒=

29、152.按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算和確定齒輪尺寸(1)確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：Kt=1.3 b)小齒輪傳遞扭矩：T1=1.093105 Nmmc)齒寬系數(shù)： 材料的彈性影響系數(shù)： 取=20 其中 e)按齒面硬度中間值52HRC查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：f)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1JLn=609531（2830015）4.117109N2=4.117/6.2=6.64108g)查得接觸疲勞壽命系數(shù)：ZN1=1.0 ZN2=1.0h)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：安全系數(shù)S1 所以： （2）計(jì)算a)試算小齒輪分度直徑d1t： b)計(jì)算圓周速度V：c)齒寬b：d)齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)：

30、 mtd1t/Z152.53/242.195mm齒高： h2.25mt2.252.1954.939mm齒高之比 ： b/h47.407/4.9399.599e)計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)v=2.621m/s，7級(jí)精度動(dòng)載荷系數(shù)：Kv=1.11 KH=KF=1.4 使用系數(shù)：KA=1 KH=1.41KF=1.46故載荷系數(shù)： K=KHKVKHKH=11.111.411.4=2.191f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：g)計(jì)算模數(shù)m： m=d1/Z1=52.23/24=2.666mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值a)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：b)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)： c)計(jì)算彎

31、曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S1.4d)計(jì)算載荷系數(shù)K：e)查取齒形系數(shù)： f)查取應(yīng)力校正系數(shù)： g)計(jì)算大小齒輪的并加以比較： 故小齒輪數(shù)值較大。(2)模數(shù)設(shè)計(jì)算因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)m1.68mm，圓整后m2mm。校正后的分度圓直徑d1=64mm。齒數(shù)Z1、Z2： Z1=d1/m=64/2=32 取Z1=32 Z2=i1Z1=200確定： 4.幾何尺寸計(jì)算a)兩齒輪的分度圓直徑： b)中心距： a=(d1+d2)/

32、2=241mmc)齒寬： 故取：b1=65 ，b2=60。5.驗(yàn)算 故：假設(shè)正確，設(shè)計(jì)合理。 第二級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1齒輪參數(shù)選擇1）選用圓柱直齒傳動(dòng)2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削弱，齒輪材料為40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為4855HRC。3）選取精度等級(jí)：選7級(jí)精度(GB10095-88)。4）選小齒輪數(shù)：Z1=24, Z2=iZ1=4.824=115. Z2取116 齒數(shù)比：u= 4.82按齒面接觸強(qiáng)度公式設(shè)計(jì)(1)確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：Kt=1.3 b)小齒輪傳遞扭矩：T1=6.432105 Nmmc)齒寬系數(shù)： 材料的彈性影響系數(shù)：d)

33、 按齒面硬度中間值52HRC,查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：e)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1JLn=60153.711（2830015）6.64108N2=6.64108/4.8=1.383108f)接觸疲勞壽命系數(shù): ZN1=1.0 ZN2=1.0g)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：安全系數(shù)S1 所以： (2)計(jì)算a)試算小齒輪分度直徑d1t： b)計(jì)算圓周速度：c)齒寬b：d)齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)：mtd1t/Z171.44/242.99mm 齒高：h2.25mt2.252.996.723mm齒高之比：b/h64.57/6.7289.597e)計(jì)算載荷系數(shù)：動(dòng)載荷系數(shù)：Kv=1.03 K

34、H=KF=1.1 使用系數(shù)：KA=1 KH=1.323 KF=1.39故載荷系數(shù)： K=KHKVKHKH=11.031.11.323=1.499f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：g)計(jì)算模數(shù)m： m=d1/Z1=75.232/24=3.167mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1)確定公式內(nèi)的各參數(shù)a)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：b)彎曲疲勞壽命系數(shù)： c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S1.4d)計(jì)算載荷系數(shù)K：e)查取齒形系數(shù)： f)查取應(yīng)力校正系數(shù)： g)計(jì)算大小齒輪的并加以比較： 因?yàn)椋?所以小齒輪的數(shù)值較小。(2)模數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決

35、定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)m3.227mm，圓整后m4mm。校正后的分度圓直徑d1=71.744mm。齒數(shù)Z1、Z2：Z1=d1/m=71.744/4=21.7 取Z1=25 Z2=iZ1=1204. 幾何尺寸計(jì)算a兩齒輪的分度圓直徑： b)中心距： a=(d1+d2)/2=290mmc)齒寬： 故取b1=90 ，b2=85。5. 驗(yàn)算： 故：假設(shè)正確，設(shè)計(jì)合理。 第三級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1齒輪參數(shù)選擇1）選用圓柱直齒傳動(dòng)2）材料熱處理：因此級(jí)傳遞功率校大，磨損嚴(yán)重，考慮磨損對(duì)齒輪強(qiáng)度的削

36、弱，齒輪材料為40Cr，表面需調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為4855HRC。3）選取精度等級(jí)：選7級(jí)精度(GB10095-88)。4）選小齒輪數(shù)：Z1=28, Z2=iZ1=4.52728=126.76 Z2取127齒數(shù)比：u= 4.5272按齒面接觸強(qiáng)度公式(1) 確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：Kt=1.3 b)小齒輪傳遞扭矩：T1=2.935106 Nmmc)得齒寬系數(shù)： 材料的彈性影響系數(shù)：d) 按齒面硬度中間值52HRC查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：f)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1=60n1JLn=6032.0231（2830015）1.383108 N2=1.383108/4.527=3.0

37、6107g)接觸疲勞壽命系數(shù)：ZN1=1.0 ZN2=1.02h)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：安全系數(shù)S1因?yàn)樗?(2)計(jì)算a) 試算小齒輪分度直徑d1t： b)計(jì)算圓周速度：c)齒寬b：d)齒寬與齒高之比b/h：模數(shù)： mtd1t/Z1118.09/284.217mm 齒高： h2.25mt2.254.2179.488mm齒高之比： b/h119/9.48811.2e)計(jì)算載荷系數(shù)：動(dòng)載荷系數(shù)：Kv=1.02 KH=KF=1.1 KA=1 KH=1.329 KF=1.39故載荷系數(shù)： K=KHKVKHKH=11.021. 11.329=1.491f)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：g)計(jì)算模數(shù)m：

38、 m=d1/Z1=123.6/28=4.41mm3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 確定公式內(nèi)的各參數(shù) a)由文獻(xiàn)查大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限： b)由文獻(xiàn)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)： c)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取安全系數(shù)S1.4 d)計(jì)算載荷系數(shù)K： e)查取齒形系數(shù)： f)查取應(yīng)力校正系數(shù)： g)計(jì)算大小齒輪的并加以比較： 故小齒輪數(shù)值較大。2）模數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小是由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力決定的，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，又因齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞的計(jì)算模數(shù)，故取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)m4.976mm，圓整后m5mm。校正后的分

39、度圓直徑d1=124mm。齒數(shù)Z1、Z2：Z1=d1/m=124/5=25 取Z1=25 Z2=iZ1=1144. 幾何尺寸計(jì)算a)分度圓直徑：d1=Z1*m=25*5=125mm d2=Z2*m=114*5=570mmb)中心距： a=(d1+d2)/2=347.5mmc)齒寬： 故取b1=115 b2=1105. 驗(yàn)算故：假設(shè)正確，設(shè)計(jì)合理。 5.5 蝸輪、蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)蝸桿傳遞名義功率8.35kw，轉(zhuǎn)速n1=100r/min，傳動(dòng)比i=40。蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)有模數(shù)、壓力角、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒蝸桿中圓直徑及蝸桿直徑系數(shù)。按照蝸桿的形狀，蝸桿傳動(dòng)可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)和錐蝸桿傳動(dòng)等

40、。環(huán)面蝸桿傳動(dòng)具有的特點(diǎn)：同時(shí)齒合的齒的對(duì)數(shù)多，輪齒受力情況得到較大改善，其承受能力高于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。由于傳動(dòng)三輥卷板機(jī)上輥的上下運(yùn)動(dòng)需要較大的強(qiáng)度，所以我選擇包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。5.5.1 材料選擇：蝸桿：40Cr，表面淬火，HRC50齒面粗糙度Ra0.8蝸輪：ZCuSn10P1，傳動(dòng)選用8級(jí)精度，標(biāo)準(zhǔn)側(cè)隙，三棍卷板機(jī)間隙工作。 參數(shù)的設(shè)計(jì)：1. 求傳動(dòng)的中心距書(shū)：式中，K1、K2、K3、K分別為： 1、1.0、0.8、1 由文獻(xiàn)查得a=175mm，取成標(biāo)準(zhǔn)值a=180mm2. 主要幾何尺寸計(jì)算Z1=1，Z2=40da2=312mm, diz=245mm, de2=315mmb2=38mm

41、, Ra2=40mm, db=125mm其余項(xiàng)目由公式計(jì)算得：蝸輪端面模數(shù)： 徑向間隙和根部圓角半徑： c=r=0.2m=1.504mm齒頂高： ha=0.75m=5.64mm 齒根高：hf=ha+c=7.144mm蝸輪分度圓直徑 ：d2=da2-2ha=300.72mm蝸輪齒根圓直徑 ：df2=d2-2hf=286.432mm蝸桿分度圓直徑 ：d1=2a-d2=48mm蝸桿喉部齒根圓直徑 ：df1=da-2hf=48-2*7.144=33.712mm蝸桿喉部齒頂圓直徑 ：da1=d1+2ha=59.28mm蝸桿齒頂圓弧半徑 ：Ra1=a-0.5da1=150.36mm蝸桿齒根圓弧半徑 ：Rf

42、1=a-0.5df1=163.144mm周節(jié)角 ： 蝸桿包容蝸輪齒數(shù) ：Z=Z2/10=4蝸桿工作包角之半 ： 蝸桿工作部分長(zhǎng)度 ：蝸桿最大根徑：蝸桿最大外徑 ：蝸桿喉部螺旋導(dǎo)角 ： 分度圓壓力角 ：5.6軸的設(shè)計(jì)校核計(jì)算： 四個(gè)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：各軸材料為40Cr， A0=104.5mm。I軸：P=10.89kw n=953r/min 取d=30mm，故I軸可設(shè)計(jì)為齒輪軸。軸I的結(jié)構(gòu)如圖5.2圖5.2 軸結(jié)構(gòu)圖軸II： P=10.352kw n=153.71r/min A0=104.5mm軸II結(jié)構(gòu)如圖5.3 圖5.3 軸結(jié)構(gòu)圖軸III：P=9.841kw n=32.023r/min A0=10

43、4.5mm軸III的結(jié)構(gòu)圖5.4圖5.4 軸結(jié)構(gòu)圖軸： P=9.355kw n=7.071r/min 由材料40Cr查表取得：A0=104.5軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5.5：圖5.5 軸圖因小軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相配合的，故需先選定聯(lián)軸器。計(jì)算聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT3=1.1841.262104=14942.08 Nm。選用ZL10聯(lián)軸器（GB501585 ），其公稱轉(zhuǎn)矩為31500Nm。 5.6.2 軸的校核計(jì)算：1. 軸的彎矩計(jì)算由于軸的作為輸出軸其轉(zhuǎn)速最小，扭距最大故只對(duì)軸進(jìn)行校核計(jì)算。軸的支承跨距L=155+14+108+60=337mm。由軸結(jié)構(gòu)圖5.5和彎距的計(jì)算得出截面B是軸的危險(xiǎn)截面

44、，根據(jù)受力圖繪出軸的彎矩、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖5.6。B面受力分析：a) 轉(zhuǎn)矩：T1.26107 Nmm b) 直徑：已知d=570mmc) 求圓周力：Ft=2T/d=44211Nd) 求徑向力Fr: Fr=Fttan=44211tan200=16091.316Ne) 求支反力：RV1 、 RV2 、 RH1 、 RH2 RV111579.063N, RV24512.253NRH131813.555N , RH212397.455Nf)彎矩： MH=3.706106 N.mm MV= 1.349106 Nmmg)總彎矩： h)扭矩： T=0.61.25107=7.56106Nmm（0.6）i)

45、計(jì)算當(dāng)量彎矩：圖5.6軸彎扭距圖將上述結(jié)果列表5.2： 表5.2 軸彎扭距計(jì)算結(jié)果載荷水平面H垂直面支反力R(N)RH1=31813.553N RH2=12397.455NRV1=11579.063N RV2=4512.253N彎矩M(Nmm)MH=1.094106 NmmMV= 3.006106 Nmm總彎矩(Nmm)M3.199106 Nmm扭矩T(Nmm)T7.56106 Nmm當(dāng)量彎矩McaMca8.527106 Nmm2. 軸強(qiáng)度校核 -1=70MPa，因ca-1=70MPa，所以安全。3. 軸疲勞強(qiáng)度校核(1) 確定危險(xiǎn)截面因截面A、受力要比、處小，所以截面A、無(wú)需校核。因截面、處

46、采用過(guò)盈配合，所以應(yīng)力最集中，但截面不受扭矩作用，軸徑也比截面處大，故只對(duì)截面校核。截面B處雖受力很大，但應(yīng)力集中明顯校截面小，軸徑也比截面大，所以截面B處不需校核。(2) 截面左側(cè)a抗彎截面系數(shù)：b抗扭截面系數(shù)：c左側(cè)彎矩： d扭矩： T=1.26 107Nmm e彎曲應(yīng)力：f剪切應(yīng)力：g軸材為40Cr，查文獻(xiàn)得： 應(yīng)力集中系數(shù)：材料敏感系數(shù)： 尺寸系數(shù)：軸表面質(zhì)量系數(shù)： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理： 材料特征系數(shù)取則： 故安全。(3)截面IV右側(cè) a抗彎截面系數(shù)： b抗扭截面系數(shù)： c右側(cè)彎矩： d扭矩： T=1.26 107Nmm e彎曲應(yīng)力： f剪切應(yīng)力： g查文獻(xiàn)得：，于是：， h軸按磨削加

47、工，質(zhì)量系數(shù) ：i軸IV右截面處的安全系數(shù)為：則： 故安全。因在傳動(dòng)時(shí)無(wú)較大的瞬間過(guò)載和嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，故無(wú)須靜強(qiáng)度校核。 (5)軸承的選擇選擇軸承類型的依據(jù)：安裝軸承處的最小直徑和軸承所受負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)；軸向固定形式；調(diào)心性能要求；剛度要求；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境等。a軸I、軸II、軸軸承的選擇因?yàn)檩S的軸向載荷幾乎沒(méi)有，徑向載荷遠(yuǎn)大于軸向載荷，故軸向載荷可忽略不計(jì)，且轉(zhuǎn)速較高，由文獻(xiàn)選擇同類型的深溝球滾動(dòng)軸承如表5.3。表5.3 軸承參數(shù)軸號(hào)軸承型號(hào)外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）額定動(dòng)載荷（kN）額定靜載荷（kN）DDB軸I60063055133649113.28.30軸II6009

48、4575165161121.014.8軸6016801252287118147.539.8b軸軸承的選擇因?yàn)辇X輪傳動(dòng)采用直齒傳動(dòng)，故軸向力幾乎為零，僅受徑向作用力，選用單列圓柱滾了軸承，參照工作要求并依據(jù)d126mm，選用32126，其尺寸：dDT=13020033，Cr=152，Cor=125kN，N0=2400r/min。57 軸承校核因?yàn)檩敵鲚SIV傳遞的扭矩、受力比其它軸承大，所以只對(duì)與輸出軸IV配合的軸承進(jìn)行校核即可。5.7.1軸承參數(shù)Cr=152kN Cor=125kN N0=2400r/min 預(yù)期壽命：；實(shí)際參數(shù)：n=7.071r/min T=1.26 107Nmm P=9.35

49、5kw求軸承受到的徑向力 因，所以只對(duì)軸承左側(cè)校核即可。載荷系數(shù)： 。則有當(dāng)量載荷： 驗(yàn)算軸承壽命故可達(dá)到預(yù)計(jì)壽命要求，安全。58 鍵的校核平鍵傳遞扭矩時(shí)，其主要失效形式是工作面壓潰，因此，通過(guò)計(jì)算工作面上的壓力進(jìn)行條件性強(qiáng)度校核。許用壓力=150MPa，計(jì)算公式。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)的是小型三輥卷板機(jī)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀三輥卷板機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析，最終采用了三輥對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，考慮到三輥卷板機(jī)的卷制工作都是通過(guò)三個(gè)輥軸來(lái)完成的，所以輥軸的材料采用50Mn。通過(guò)計(jì)算得出其傳動(dòng)比較大，因此采用三級(jí)減速器。為了減少設(shè)備的占地面積三級(jí)減速器采用同向輸入輸出。本次設(shè)計(jì)都是采用機(jī)械傳動(dòng)的方式，避免了采用液壓方式容易漏油的缺點(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周國(guó)盈.帶鋼卷取設(shè)備.冶金工業(yè)出版社,1992.3蘇傳德.卷板機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算J.山東冶金.1999.6(3