2013 年XXJD-1301槽型冷彎機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)—鏈傳動(dòng)模塊設(shè)計(jì)

1、新鄉(xiāng)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）論文（設(shè)計(jì)）題目：XXJD-1301槽型冷彎機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)鏈傳 動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號 院 系 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級 2009級 指導(dǎo)教師 2013 年 6 月 5 日 目 錄摘 要1ABSTRACT2第1章 緒論31.1冷彎成型定義及發(fā)展31.2冷彎成型新技術(shù)31.3冷彎成型機(jī)的組成及工作過程5第2章 傳動(dòng)部分的選擇62.1傳動(dòng)部分的組成及工作過程62.2電動(dòng)機(jī)的選擇62.2.1電動(dòng)機(jī)種類的選擇62.2.2選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式62.2.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算72.2.4 確定電動(dòng)機(jī)具體型號72.2.5確定各部件

2、的功率與線速度72.2.6確定各軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩72.3減速器的選擇及軸的設(shè)計(jì)校核82.3.1減速器的選擇82.3.2中間軸的設(shè)計(jì)及校核8第3章 設(shè)計(jì)方案的提出與確定143.1方案的提出143.2 方案的確定15第4章 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)164.1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用164.3鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇174.4鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算18第5章 鏈傳動(dòng)的建模與仿真過程265.1鏈輪鏈條的建模過程265.2鏈輪鏈條的裝配過程305.3鏈輪鏈條的仿真過程31第6章 結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致 謝35新鄉(xiāng)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘 要冷彎成型是通過順序配置的多道次成型軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進(jìn)行橫向彎曲，以制成特定斷

3、面型材的塑性加工工藝。 本文是關(guān)于冷彎成型機(jī)械傳動(dòng)部分鏈輪鏈條的設(shè)計(jì)。首先研究并收集了冷彎成型機(jī)的一些基本資料；接著針對冷彎成型機(jī)在工作過程中電機(jī)的功率小、電機(jī)與傳動(dòng)軸之間的距離較遠(yuǎn)等要求提出了兩種方案，一種是鏈傳動(dòng)；另一種是帶傳動(dòng)，通過對兩種方案的比較，選擇了鏈傳動(dòng)；最后是對鏈傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)之后，利用solidworks軟件進(jìn)行三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真過程。直觀的演示了其運(yùn)動(dòng)過程。關(guān) 鍵 詞：冷彎成型機(jī)；鏈傳動(dòng)；三維建模；運(yùn)動(dòng)仿真 ABSTRACTCold roll forming is through multi-pass forming roll sequence configurat

4、ion, the sheet, strip and other metal plates with constantly subjected to transverse bending, plastic processing technology into a special section.This paper is about the design of cold roll forming machine transmission part of chain and sprocket. Firstly introduces some basic situation of cold roll

5、 forming machine; then the cold roll forming machine requirements put forward two kinds of schemes, comparing two schemes, choose the chain transmission; finally, according to the design requirement of the chain driveAfter the design, 3D modeling and motion simulation process using SolidWorks softwa

6、re. Visual demonstration of the process of its motion.Key words：Cold roll forming；chain transmission；Three-dimensional modeling；Motion simulation第1章 緒論1.1冷彎成型定義及發(fā)展冷彎成型是通過順序配置的多道次成型軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷地進(jìn)行橫向彎曲，以制成特定斷面型材的塑性加工工藝。 目前我國對cold roll forming這一工藝有多種叫法，一種是從俄文翻譯過來的，稱為冷彎成型，冷彎型鋼（冶金行業(yè)多用此說法），一種是從英文等外文翻譯

7、過來的，有滾軋成型，輥軋成型，輥彎成型，滾壓成型：還有一種是我國臺(tái)灣的，有滾輪成型，冷軋成型等，英文名稱比較確定，有Rollforming,Roll-forming,Roll Forming等。國外冷彎成型技術(shù)工藝己具有100多年歷史了，大致分為三個(gè)階段。第一階段(1838一1909)是探索和試制階段，這階段輥彎成型理論和冷彎型鋼的研究工作進(jìn)展緩慢。隨著工業(yè)運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，輥彎成型工藝生產(chǎn)的冷彎型鋼己經(jīng)不能滿足用戶要求。第二階段(1910一1959)是創(chuàng)立和逐步推廣輥式冷彎成型工藝的階段。第三階段(1960年到現(xiàn)在)是輥彎成型生產(chǎn)迅速發(fā)展的階段。國外冷彎型鋼生產(chǎn)的發(fā)展動(dòng)向，歸納起來，有以幾方

8、面:（1） 產(chǎn)量不斷增加（2） 研究工作正在深入（3） 新工藝不斷出現(xiàn)（4） 產(chǎn)品品種不斷增加，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷更新在我國，從50年代末開始建設(shè)冷彎機(jī)組以來，經(jīng)歷了發(fā)展、調(diào)整的曲折過程，70年代末僅有6家，80年代我國的冷彎型鋼迅速發(fā)展，到1982年產(chǎn)量僅1.6萬噸，到1989年，全國20多個(gè)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)量發(fā)展到30余萬噸，設(shè)計(jì)能力達(dá)到60余萬噸，其中冶金系統(tǒng)14個(gè)重點(diǎn)廠，機(jī)組45套，冷彎型鋼品種規(guī)格也在不斷增多，現(xiàn)已經(jīng)達(dá)800余種。1.2冷彎成型新技術(shù)(1)冷彎實(shí)驗(yàn)研究新進(jìn)展實(shí)驗(yàn)研究是冷彎成型研究十分重要的組成部分,其主要有兩種形式,一是真實(shí)成型實(shí)驗(yàn);二是模擬實(shí)驗(yàn),前者優(yōu)點(diǎn)在于材料變形能真實(shí)反應(yīng)

9、實(shí)際生產(chǎn)情況,直觀可靠,針對性強(qiáng);缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)設(shè)備規(guī)模大,投資大,費(fèi)用較高;后者優(yōu)點(diǎn)在于投資小,方便靈活,不受較多客觀條件限制,研究具有普遍性;缺點(diǎn)是不能全面地反映冷彎變形的真實(shí)情況,只能側(cè)重研究某一方面。目前,國內(nèi)外主要集中在真實(shí)成型實(shí)驗(yàn)研究上,而且一般是對槽鋼、焊管的成型過程進(jìn)行研究,目的是提高冷彎產(chǎn)品形狀、尺寸精度,防止缺陷,探索冷彎變形特征、規(guī)律以及合理的變形分配模型。研究的對象一般有型鋼變形過程的曲面形狀、縱橫向變形、彎曲回彈、成型力等等。 冷彎模擬實(shí)驗(yàn)尚處于起步階段,沒有成熟的、規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)手段,現(xiàn)有的模擬實(shí)驗(yàn)研究對象各不相同,研究方式也有區(qū)別。如Byahumanyun針對鍍鋅板

10、冷彎成型中鍍層破裂現(xiàn)象,采用單拉和張力彎曲實(shí)驗(yàn),集中研究了冷彎成型對鍍鋅板鍍層破裂的影響。另外,槽鋼經(jīng)冷彎變形切成定尺后,端部常因殘余應(yīng)力作用而產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象。為了研究如何消除這一現(xiàn)象,日本學(xué)者小奈弘和神馬敬設(shè)計(jì)了兩種模擬實(shí)驗(yàn)裝置,發(fā)現(xiàn)若給槽鋼的腿部足夠的壓縮變形,使之產(chǎn)生新的塑性變形,可消除上述缺陷。加拿大Terry.r.Walk-er等人特意設(shè)計(jì)了模擬實(shí)驗(yàn)裝置來研究電焊管成型過程的軸向應(yīng)變分布。(2）冷彎成型研究應(yīng)用有限元技術(shù)的進(jìn)展有限元法是解決工程技術(shù)問題的可靠工具。目前冷彎成型分析應(yīng)用有限元法有兩大趨勢,一是致力于獨(dú)力開發(fā)冷彎成形有限元軟件。日本學(xué)者小野田等人長期研究電焊管成型的有限元模

11、擬問題,使用剛塑性有限元法分別對電焊管坯在開口孔型和閉口孔型中的變形進(jìn)行研究。解決了W彎曲法中管坯邊部的減薄或增厚現(xiàn)象,計(jì)算分析結(jié)果與實(shí)際很相符。二是使用商用大型有限元軟件包對冷彎成型進(jìn)行分析,并用于冷彎工具設(shè)計(jì)。如Harstain利用商用有限元軟件著重分析了鋼管定徑成型時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變分布、管壁的厚度變化、回彈控制;Walker等人使用非線性有限元軟件ABAQUS,對直縫焊管成型過程的應(yīng)變、應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,建立了預(yù)報(bào)焊管成型過程的邊緣失穩(wěn)模型,并得到了調(diào)整軋機(jī)參數(shù)的依據(jù)。雖然,目前對冷彎成型的數(shù)值模擬研究并不完整,主要集中于簡單斷面型材,但已顯示了其無比的優(yōu)越性和強(qiáng)大的生命力。使用數(shù)值模擬手段,可

12、以準(zhǔn)確地計(jì)算分析成型過程、檢驗(yàn)工具設(shè)計(jì)模型、設(shè)計(jì)結(jié)果,從而使工具設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)性大大降低。因此,與有限元分析法相結(jié)合是冷彎CARD（計(jì)算機(jī)輔助軋輥設(shè)計(jì)）發(fā)展的趨勢。1.3冷彎成型機(jī)的組成及工作過程冷彎成型機(jī)簡單的來說就是應(yīng)用了冷彎成型技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)加工的這類機(jī)械的總稱。按生產(chǎn)加工過程，冷彎成型機(jī)的主要組成機(jī)構(gòu)有：物料傳送機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、進(jìn)料導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、校直機(jī)構(gòu)、電氣控制機(jī)構(gòu)和液壓切斷機(jī)構(gòu)。 物料傳送機(jī)構(gòu):用于存放卷材、帶材等加工原材料的機(jī)構(gòu)?？梢宰孕修D(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料的傳送。動(dòng)力機(jī)構(gòu)：由三相異步電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，通過電氣控制機(jī)構(gòu)和減速器的調(diào)節(jié)，使輸出的轉(zhuǎn)矩滿足加工的要求。進(jìn)料導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：由一對光滑

13、圓輥?zhàn)咏M成。對卷材進(jìn)行初步的平整和糾正。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：由電機(jī)、軸、齒輪等組成。校直機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)是由若干對相同形狀的輥?zhàn)咏M成。形狀根據(jù)產(chǎn)品要求而定。電氣控制機(jī)構(gòu)：應(yīng)用PLC技術(shù)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓剪斷機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。液壓剪斷機(jī)構(gòu)：由液壓裝置和刀具對最后定型的卷材進(jìn)行剪斷，而達(dá)到規(guī)格要求。冷彎成型機(jī)的工作過程如下：卷材（帶材）固定在物料存放架上，隨著物料存放架的轉(zhuǎn)動(dòng)，卷材在進(jìn)料導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)下進(jìn)入冷彎成型機(jī)關(guān)鍵的成型部分由若干成對的具有漸變形狀的輥?zhàn)咏M成。輥?zhàn)釉趥鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下不斷轉(zhuǎn)動(dòng)。卷材進(jìn)入成對輥?zhàn)又g的間隙中，按照輥?zhàn)犹囟ǖ男螤钸M(jìn)行塑性變形，最終達(dá)到產(chǎn)品所要求的規(guī)格尺寸。由于在塑性變形過程中，卷材會(huì)發(fā)

14、生邊部波浪、袋形波、縱向彎曲、角部皺褶、裂紋及扭曲等變形缺陷。其中的彎曲、扭曲變形可通過校直機(jī)構(gòu)進(jìn)行校直。通過校直機(jī)構(gòu)后，卷材到達(dá)液壓剪斷機(jī)構(gòu)部位，進(jìn)行剪斷。其中電氣控制機(jī)構(gòu)用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓剪斷機(jī)構(gòu)的剪斷動(dòng)作。第2章 傳動(dòng)部分的選擇2.1傳動(dòng)部分的組成及工作過程傳動(dòng)部分由電動(dòng)機(jī)、減速器、鏈輪鏈條、齒輪和軸等組成。電動(dòng)機(jī)在經(jīng)過變頻以及減速機(jī)后由鏈條連接主傳動(dòng)軸和鏈輪，再通過固定在軸上的兩個(gè)錐齒輪帶動(dòng)軋輥。兩個(gè)軋輥在用聯(lián)軸器連接，使其完成要求的加工過程。2.2電動(dòng)機(jī)的選擇2.2.1電動(dòng)機(jī)種類的選擇由于三相籠型異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修方便和價(jià)格便宜等特點(diǎn)，并且它采用的動(dòng)力電源是很

15、普遍的三相交流電源。因此廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，是生產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣的電動(dòng)機(jī)。但它的啟動(dòng)和調(diào)速性能差，功因數(shù)低。對調(diào)速，啟動(dòng)性能要求不高的一般生產(chǎn)機(jī)械中，如機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)、家用電器等，應(yīng)優(yōu)先采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。故本設(shè)計(jì)采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。2.2.2選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)的安裝型式有臥式和立式兩種。一般情況下用臥式，特殊情況用立式。 電動(dòng)機(jī)的安裝型式有臥式和立式兩種。一般情況下用臥式，特殊情況用立式。電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)形式有開啟式、防護(hù)式、封閉式及防爆式幾種。開啟式電動(dòng)機(jī)，在定子兩側(cè)與端蓋上都有很大的通風(fēng)口，這種電動(dòng)機(jī)價(jià)格便宜、散熱條件好，但容易進(jìn)灰塵、水滴、鐵屑等，只能

16、在清潔、干燥的環(huán)境中使用。防護(hù)式電動(dòng)機(jī)在機(jī)座下面有通風(fēng)口，散熱好，能防止水滴、鐵屑等從上方落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)，但不能防止灰塵和潮氣侵入，所以，一般在比較干燥、灰塵不多、較清潔的環(huán)境中使用。封閉式電動(dòng)機(jī)有自扇冷式、他扇冷式和密閉式三種；前兩種型式的電動(dòng)機(jī)是機(jī)座及端蓋上均無通風(fēng)孔，外部空氣不能進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。可用在潮濕、有腐蝕性氣體、灰塵多、易受風(fēng)雨侵蝕等較惡劣的環(huán)境中。密閉式電動(dòng)機(jī)，外部的氣體、液體都不能進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。一般用于在液體中工作的機(jī)械，如潛水泵電動(dòng)機(jī)等。防爆式電動(dòng)機(jī)適用于有易燃、易爆氣體的場所，如油庫、煤氣站、加油站及礦井等場所。本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)工作場所較為良好，故采用臥式防護(hù)式籠型異步電動(dòng)機(jī)

17、。2.2.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算根據(jù)本人設(shè)計(jì)的小型冷彎機(jī)的使用要求，軋輥速度是0.02米每秒，聯(lián)軸器的效率為99%，鏈輪的效率為96%，軸承的效率為93%，大小齒輪的傳遞效率為97%。主體部分的預(yù)計(jì)為5KW。因?yàn)橐勒照w傳動(dòng)方案可計(jì)算出KW，所以，KW7KW （2-1）2.2.4 確定電動(dòng)機(jī)具體型號所以根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果和查閱了設(shè)計(jì)手冊后最終確定出了電動(dòng)機(jī)的具體型號：本機(jī)選用Y系列小型三相異步電動(dòng)機(jī)Y160M-6，其主要技術(shù)參數(shù)如下所示： 功率KW：7.5 電流A：6.58A 轉(zhuǎn)速r/min：970 效率（%）：82%頻率：50HZ 電壓：380V2.2.5確定各部件的功率與線速度 （2-2） 2

18、.2.6確定各軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 （2-3） （2-4） 2.3減速器的選擇及軸的設(shè)計(jì)校核 2.3.1減速器的選擇 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)械的需要。在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間用來提高轉(zhuǎn)速的獨(dú)立閉式傳動(dòng)裝置成為增速器。減速器的種類很多，按照傳動(dòng)形式不同可分為齒輪減速器，蝸桿減速器和星星減速器；按照傳動(dòng)級減速器；按照傳動(dòng)的不知形式又分為展開式，分流式。常見減速器的特點(diǎn)： （1） 齒輪減速器的特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長，維護(hù)簡便，因而應(yīng)用廣泛。 （2） 蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓尺寸不大的情況下，可以獲得大的傳動(dòng)比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率

19、較低。其中應(yīng)用最廣的式單級蝸桿減速器，兩級蝸桿減速器應(yīng)用較少。 （3） 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大，但制造精度要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格略貴。綜合冷彎機(jī)的設(shè)計(jì)使用要求，在確保設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的前提下最終選擇單級圓柱齒輪減速器。經(jīng)過計(jì)算可確定減速器的傳動(dòng)比i=4，該減速器的基本結(jié)構(gòu)由齒輪、軸及軸承組合、箱體等大部分組成。2.3.2中間軸的設(shè)計(jì)及校核1 軸的材料選擇及最小直徑估算根據(jù)工作條件，小齒輪的直徑較?。ǎ?，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，選用45鋼，正火，硬度HB=170217HBS。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即 初算軸徑，若最小直徑軸段開有鍵槽，還

20、要考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度影響。值由表2.1可知：A0=112表2.1軸材料及力學(xué)性能軸的材料Q235,20354540Cr,35SiMn,38SiMnMo（MPa）1220203030404052C16013513511811810610698，因中間軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值 。2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖2.1 中間軸1）各軸段的直徑的確定：最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，滾動(dòng)軸承選30206：低速級小齒輪軸段 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 ：高速級大齒輪軸段 ：滾動(dòng)軸承處軸段 2）各軸段長度的確定：由滾動(dòng)軸承、裝配關(guān)系確定 ：由低速級小齒輪的轂孔寬度確定 ：軸環(huán)寬度 ：由高速級大齒輪的轂孔

21、寬度確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定 3 中間軸的校核1）軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定軸上安裝30206軸承，它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面距離為a=13.8mm14mm，跨距l(xiāng)=l21+l22+l23+l24+l25-2a=156.5mm，高速級大齒輪的力作用點(diǎn)C到支點(diǎn)A的距離l1=l24/2+l25-a=38.25mm，低速級小齒輪的力作用點(diǎn)D到右支點(diǎn)B的距離l3=l22+l21-a=53.25mm。兩齒輪力作用點(diǎn)之間距離l2=l-l1-l3=65mm。軸的受力簡圖為：圖2.2 軸受力簡圖2）計(jì)算軸上作用力齒輪2：; 齒輪3：； （2-5） （2-6）3）計(jì)算支反力垂直面支反

22、力 圖2.3 垂直面支撐反力由，得 （2-7） 由，得 由軸上合力校核：，計(jì)算無誤 （2-8）水平面支反力圖2.4 水平面支撐反力由，得 由，得 （2-9） 由軸上合力校核： （2-10），計(jì)算無誤總支反力為 （2-11） 繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖a、垂直面內(nèi)彎矩圖C處彎矩 （2-12）D處彎矩 （2-13）圖2.5 垂直面彎矩圖b、水平面內(nèi)彎矩圖C處彎矩 （2-14）D處彎矩 （2-15）圖2.6 水平面彎矩圖c、合成彎矩圖 （2-16） 圖2.7 合成彎矩圖d、轉(zhuǎn)矩圖圖2.8 轉(zhuǎn)矩圖彎扭合成校核進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即截面D）的強(qiáng)度。去折算系數(shù)為 （2-17）已選定軸

23、的材料為45鋼正火處理， ，因此。 第3章 設(shè)計(jì)方案的提出與確定3.1方案的提出 針對冷彎成型機(jī)傳動(dòng)部分中減速器后面的傳動(dòng)，給出以下兩個(gè)方案可供選擇：方案一：選擇帶傳動(dòng)，如下圖3.1所示帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單,適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)場合； 傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲,能緩沖、吸振； 過載時(shí)帶將會(huì)在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到安全保護(hù)作用。圖3.1 帶傳動(dòng)方案二：選擇鏈傳動(dòng)，如圖3.2所示圖3.2 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： (1)能在低速、重載和高溫條件下及灰土飛揚(yáng)的不良環(huán)境中工作； (2)和帶傳動(dòng)比較,它能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳遞功率較大，且作用在軸和軸承上的力較?。?(3)傳遞效率較高,

24、一般可達(dá)0.950.97； (4)鏈條的鉸鏈磨損后,使得節(jié)距變大造成脫落現(xiàn)象； (5)安裝和維修要求較高，鏈輪材料一般是結(jié)構(gòu)鋼等； (6)可以在兩軸中心相距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。3.2 方案的確定針對上述兩種方案的比較，考慮到冷彎成型機(jī)在低速環(huán)境下工作，且要求有比較準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，兩軸中心相距又較遠(yuǎn)。方案二比方案一更適合，因此選擇鏈傳動(dòng)。第4章 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用圖4.1 鏈傳動(dòng)示意圖鏈傳動(dòng)及其傳動(dòng)比鏈傳動(dòng)由主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和繞在兩輪上的一條閉合鏈條所組成，靠鏈條與鏈輪之間的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)是由鏈條和具有特殊齒形的鏈輪組成的傳遞運(yùn)動(dòng)和（或）動(dòng)力的傳動(dòng)。它是一

25、種具有中間撓性件（鏈條）的嚙合傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比就是主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速之比值，也等于兩鏈輪齒數(shù)的反比。鏈條的主要參數(shù)：基本節(jié)距鏈傳動(dòng)的常用類型分類：傳動(dòng)鏈輸送鏈曳引鏈傳動(dòng)鏈：（1）滾子鏈（套筒滾子鏈）（2）齒形鏈鏈傳動(dòng)的應(yīng)用特點(diǎn)與帶傳動(dòng)相比 能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比。 傳遞功率大，且張緊力小，作用在軸和軸承上的力小。 傳動(dòng)效率高，一般可達(dá)0.950.98。 能在低速、重載和高溫條件下，以及塵土飛揚(yáng)、淋水、淋油等不良環(huán)境中工作。 能用一根鏈條同時(shí)帶動(dòng)幾根彼此平行的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 由于鏈節(jié)的多邊形運(yùn)動(dòng)，所以瞬時(shí)傳動(dòng)比是變化的，瞬時(shí)鏈速不是常數(shù)，傳動(dòng) 中會(huì)產(chǎn)生動(dòng)載荷和沖擊，因此不宜用于要求精密傳

26、動(dòng)的機(jī)械上。 安裝和維護(hù)的要求高。 鏈條的鉸鏈磨損后，使鏈條節(jié)距變大，傳動(dòng)中鏈條容易脫落。 無過載保護(hù)作用。4.3鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇（1）初定鏈輪齒數(shù)為減小鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷，提高鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性，小鏈輪不宜過少，小鏈輪齒數(shù)Z不少于15，而大鏈輪齒數(shù)也不宜過多通常打鏈輪最大齒數(shù)不超過114。由于鏈節(jié)數(shù)常為偶數(shù)，考慮到鏈條和鏈輪的均勻磨損，鏈輪齒數(shù)一般應(yīng)取于鏈節(jié)數(shù)互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)，優(yōu)先選用的鏈輪齒數(shù)系列為：17,19,21,23,25,38,57,76,95,114。（2）傳動(dòng)比i傳動(dòng)比過大，鏈條在小鏈輪上的包角就會(huì)過小，參與的嚙合齒數(shù)減小，每個(gè)齒輪承受的載荷過大，從而加劇齒輪的磨損，易出現(xiàn)跳齒和脫鏈

27、現(xiàn)象。推薦傳動(dòng)比i=10:6,10:5,10:4,10:3.5。取傳動(dòng)比為2:1。（3）中心距a中心距的大小對鏈傳動(dòng)的工作性能也有較大的影響。中心距過小，鏈在小鏈輪上的包角減小，且鏈的循環(huán)頻率增加而影響傳動(dòng)壽命；中心距過大，傳動(dòng)外廓尺寸以造成松邊垂度太大而產(chǎn)生抖動(dòng)。一般初選中心距a0=(3050)p,最大可為amax=80p. （4）鏈的節(jié)距和排數(shù)滿足一定的承載能力下，為使結(jié)構(gòu)緊湊和延長壽命，應(yīng)盡量選用較小節(jié)距的單排鏈。4.4鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算：（1）小鏈輪齒數(shù)z1，根據(jù)表4.1 取z1=25表4.1 小鏈輪齒數(shù)i12233445566z1312727252523232121171715優(yōu)先選

28、用齒數(shù)：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2取奇數(shù)，則鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，可使鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻。（2）大鏈輪齒數(shù)z2 z2=z1n=252=50 （4-1） （3）實(shí)際傳動(dòng)比 （4-2）（4）設(shè)計(jì)功率 （4-3） 工況系數(shù)，查表4.2可知kA，Pd=kAp=7.425KW。表4.2 工作情況系數(shù)kA載荷種類電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)載荷平穩(wěn)1.01.2中等沖擊1.31.4較大沖擊1.51.7（5） 單排鏈條傳遞功率，查表4.3和表4.4，齒數(shù)系數(shù)KZ=1.34，排數(shù)系數(shù)=1。表4.3小鏈輪齒數(shù)系數(shù)kzZ121232527Kz1.111.231.341.46Kz1

29、1.161.331.511.69表4.4多排鏈系數(shù)km排數(shù)1234Km1.01.72.53.3 =5.62kw （4-4）（6）鏈節(jié)距p根據(jù)p0=3.46km，n1=60.6r/min，曲線和n1確定的點(diǎn)，應(yīng)在所選型號鏈的功率曲線下方附近（不超過直線）。結(jié)果為16A，節(jié)距p=25.4mm。（7）驗(yàn)算小鏈輪軸直徑鏈輪中心孔最大許用直徑（8）初定中心距為優(yōu)，無張緊輪時(shí)取表4.5 i和a的組合方式i440.2z1（i+1）p0.33z1(i-1)p （4-5） （9）確定鏈條節(jié)數(shù) （4-6）=78.29?。▊€(gè)）（10）鏈條長度 （4-7）(11)鏈速 （4-8）(12)有效圓周力 （4-9）(13)

30、作用在軸上的力F 水平或傾斜的傳動(dòng) （4-10） 接近垂直的傳動(dòng) 工況系數(shù)， F=1.212283.1=2739.7N(14)潤滑方式：定期人工潤滑(15)鏈條標(biāo)記：16A-1-80GB 1243-1997 1表示排數(shù)，80表示節(jié)數(shù)(16)鏈輪的幾何尺寸 滾子直徑d1=15.88mm p=25.4mm 分度圓直徑 （4-11） 小鏈輪 大鏈輪 齒頂圓 ，對于三圓弧-直線齒形 （4-12）小鏈輪齒頂圓=214.78mm，取整215mm大鏈輪齒頂圓=417.44mm，取整418mm齒根圓直徑df=d-d1 （4-13） 小鏈輪齒根圓直徑df=d-d1= 202.66-15.88=186.78mm，

31、取188mm大鏈輪齒根圓直徑df=d-d1= 404.52-15.88=388.64mm，取388mm節(jié)距多變形以上的齒高h(yuǎn)a=0.27p=0.2715.88=4.286mm（對于三圓弧-直線齒形）最大齒根距LX奇數(shù)齒 （4-14）偶數(shù)齒 （4-15）小鏈輪=202.26mm大鏈輪=404.32mm軸凸緣直徑 （4-16）鏈輪=110.032mm輪轂厚度h ，孔的直徑 （4-17）表4.6輪轂厚度系數(shù)kd150K3.24.86.49.5 小鏈輪=18.1mm，取整20mm大鏈輪=21.05mm，取整25mm 輪轂長度l l=3.3h lmin=2.6h （4-18）小鏈輪l=3.320=66m

32、m大鏈輪l=3.325=82.5mm，取整82mm輪轂直徑dh=dk+2h，dhmaxdg （4-19）小鏈輪dh=40+220=80mm小鏈輪 dh=60+225=95mm齒寬單排 （4-20）單排=0.9515.75=15mm齒側(cè)半徑 倒角寬 （4-21） ，取2.1mm倒角深h=0.5p=0.515.875=7.9375mm （4-22）齒側(cè)凸緣圓角半徑ra0.04p=1.01mm （4-23）(17)鏈輪公差 1)齒根圓直徑和量柱測量距極限偏差表4.7主要尺寸的偏差項(xiàng) 目極限偏差孔徑H8齒頂圓h11齒根圓直徑極限偏差h11齒寬h14量柱測量距極限偏差h11表4.8奇偶齒的計(jì)算公式項(xiàng)目符

33、號計(jì)算公式量柱測量距偶數(shù)齒奇數(shù)齒小鏈輪齒根圓直徑= 186.78mm， 小鏈輪齒頂圓=93.50mm =孔徑=2)徑向圓跳動(dòng)小鏈輪徑向圓跳動(dòng)=min0.0008df+0.008=0.000876.24+0.008=0.068992端面跳動(dòng)=min0.0009df+0.008=0.000976.24+0.008=0.076616（18）鏈輪的主要尺寸：表4.9 鏈輪主要尺寸名稱符 號小鏈輪大鏈輪分度圓直徑d202.66mm404.52mm齒頂圓直徑da214.78mm417.44mm齒根圓直徑df186.78mm388.64mm齒高h(yuǎn)a6.858mm確定的最大軸凸緣直徑dg11002mm350.

34、286mm表4.10鏈輪齒形的尺寸名稱計(jì)算 公式計(jì)算結(jié)果齒溝圓弧半徑r1 (mm)r1=0.5025dr+0.058.03齒溝半角（）a/2a/2=55-60/z52.6工作段圓弧中心O2的坐標(biāo)M T(mm)M=0.5drsina/26.31T=0.8drcosa/27.72工作段圓弧半徑r2(mm)r2=1.3025dr+0.0520.73工作段圓弧中心角（）=18-56/z14.71齒頂圓弧中心O3的坐標(biāo)W V(mm)W=1.3drcos180/z20.48V=1.3drsin180/z2.59齒形半角r/2r/2=17-64/z14.44齒頂圓弧半徑r3(mm)r3=dr(1.3cosr

35、/2+0.8cos-1.3025)-0.0511.55工作段直線部分長度dc(mm)dc=dr(1.3sinr/2-0.8sin)1.92e點(diǎn)至齒溝圓弧中心連線的距離H(mm)H=r32-(1.3dr-p0/2)21/2,P0=P(1+(2r1-dr)/d)9.25注：齒溝圓弧半徑r1允許比表中公式計(jì)算的大0.0015dr+0.06mm。第5章 鏈傳動(dòng)的建模與仿真過程5.1鏈輪鏈條的建模過程5.1.1鏈輪的建模:(1)打開solidworks軟件，點(diǎn)擊新建圖標(biāo)，然后選擇零件，確定即可以進(jìn)入三維建模環(huán)境。 （2）進(jìn)入草圖環(huán)境，草繪如下圖5.1所示 圖5.1 草繪截面（3）點(diǎn)擊,然后按下圖5.2所

36、示填寫，選擇步驟（2）所畫的草繪圖，點(diǎn)擊對勾即可。圖5.2 命令框 （4）點(diǎn)擊，在草繪環(huán)境畫出下圖5.3所示，然后在方向1中選擇完全貫通，點(diǎn)擊對勾即可。圖5.3 齒形截面 (5)圓形陣列步驟4 （6）在中心拉伸一個(gè)中心孔直徑為30mm （7）對鏈輪齒進(jìn)行倒圓角，半徑為3mm （8）草繪一個(gè)齒頂圓。繪制完成，如下圖5.4所示：圖5.4 鏈輪效果圖5.1.2 鏈條的建模（1）打開solidworks軟件，點(diǎn)擊新建圖標(biāo)，然后選擇零件，確定即可以進(jìn)入三維建模環(huán)境。（2）點(diǎn)擊，草繪如下圖5.5所示，厚度為6mm，選擇兩側(cè)對稱。 圖5.5 草繪鏈條截面 （3）點(diǎn)擊，在草繪環(huán)境草繪如下圖5.6所示，厚度為1

37、mm。圖5.6 草繪鏈條外表面 （4）鏡像步驟3 （5）草繪點(diǎn)，點(diǎn)的位置在步驟1所畫圖的中心 （6）點(diǎn)擊，在草繪環(huán)境草繪如下圖5.7所示圖5.7 草繪鏈孔 （7）繪制完成，如下圖5.8所示圖5.8 鏈條1的三維圖 鏈條2的繪制和1相似，繪制結(jié)果如下圖5.9圖5.9 鏈條2的三維圖5.2鏈輪鏈條的裝配過程 (1) 打開solidworks軟件，點(diǎn)擊新建按鈕，選擇裝配體，即可進(jìn)入裝配環(huán)境。(2) 點(diǎn)擊按鈕，選擇要裝配的鏈輪和支板零件圖插入(3) 點(diǎn)擊按鈕，選擇標(biāo)準(zhǔn)配合里的同軸心，使兩鏈輪與支板同軸心。在選擇高級配合里的寬度，使兩個(gè)鏈輪與支板兩面的距離相等。如下圖5.10所示 圖5.10 裝配鏈輪(

38、4) 在鏈輪兩個(gè)面之間新建一個(gè)基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊皮帶輪按鈕，選擇兩個(gè)鏈輪的齒頂圓作為作為基準(zhǔn)，生成皮帶輪。(5) 打開皮帶輪零件圖，點(diǎn)擊選擇3D草繪，再點(diǎn)擊選擇套合曲線，點(diǎn)擊帶輪曲線形成套合曲線，完成保存。(6) 插入鏈條1，選擇高級配合里的寬度選項(xiàng)，選擇鏈輪的兩個(gè)外表面和鏈條的兩個(gè)外表面，使鏈條中心始終在步驟4中建的基準(zhǔn)面重合。(7) 點(diǎn)擊高級配合按鈕里的路徑配合，選擇鏈條的一個(gè)草繪中心點(diǎn)和步驟5畫的套合曲線，點(diǎn)擊完成。同理，選擇另一個(gè)中心點(diǎn)和套合曲線，完成一個(gè)鏈條的裝配，如下圖5.11所示圖5.11 裝配鏈條1（8） 插入鏈條2，選擇高級配合力的寬度配合，將鏈條2與鏈條1的中心面重合，再選擇標(biāo)注

39、配合的同心軸，使兩個(gè)鏈條中心重合。裝配后如下圖5.12所示。圖5.12裝配鏈條2 （9）同理，將所有鏈條都裝上。裝配后如下圖5.13所示。圖5.13鏈輪鏈條裝配圖5.3鏈輪鏈條的仿真過程（1） 在評估菜單點(diǎn)擊按鈕，點(diǎn)擊計(jì)算看是否有干涉。（2） 點(diǎn)擊下面的運(yùn)動(dòng)算例，點(diǎn)擊引力按鈕，選擇Y軸方向?yàn)橐Ψ较颍较虼怪毕蛳录纯?。?） 點(diǎn)擊馬達(dá)按鈕，速度設(shè)定為6RPM。（4） 點(diǎn)擊接觸按鈕，選擇所有的鏈輪和鏈條，確認(rèn)即可。（5） 將運(yùn)動(dòng)的時(shí)間設(shè)置為10秒，點(diǎn)擊計(jì)算按鈕，大約十分鐘后即可計(jì)算完畢。（6） 點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)按鈕，完成仿真過程。導(dǎo)出仿真文件。（7） 如圖5.14為整體裝配圖。圖5.14 冷彎成型機(jī)裝配

40、簡圖第6章 結(jié)論畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次對冷彎成型機(jī)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際機(jī)械工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種零部件的適用條件和選用標(biāo)準(zhǔn)，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對自己提出了新的要求。 在設(shè)計(jì)過程中畫圖讓我很頭痛，原因是由于自己的畫圖能力不是很強(qiáng)，