畢業(yè)設(shè)計（論文）-鋼絲折彎機設(shè)計

目錄62.1二維折彎機的設(shè)計要求 62.3折彎單元的方案設(shè)計 2.4拉直單元的方案設(shè)計 減速機的選用：1.5發(fā)展趨勢在如今科技高速發(fā)展的時代，國家對科技發(fā)展進步的渴望，折彎機的發(fā)展絕對將是受益匪淺的。首先，科技飛速發(fā)展為折彎機發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。巨大的市場需求對折彎機的發(fā)展提供了強有力的動力。勞動力的成本日益增高為折彎機的發(fā)展提供了現(xiàn)實的需求。最后，用戶對操作體驗的不斷提升為全電動折彎機發(fā)展提供了巨大動力。且更多的用戶在不斷追求一個比較舒適的工作環(huán)境，這樣的需求使折彎機需要更高的工作效率，因此，發(fā)展一種功能全面、價格低廉、經(jīng)濟環(huán)保的折彎機迫在眉睫。解決這一問題最有效途徑，就是發(fā)展折彎機的核心驅(qū)動技術(shù)，也可以打破國外設(shè)備對折彎機產(chǎn)品的壟斷、又可以進一步的填補國內(nèi)折彎機空白，所以研發(fā)一款新型的折彎機有著深遠意義。1.6本章小結(jié)本章主要介紹二維折彎機的項目背景和發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)本文上述的內(nèi)容我們可以得知目前國內(nèi)的折彎機發(fā)展已經(jīng)遇到了瓶頸，需要關(guān)鍵技術(shù)的支持，在折彎機的高端領(lǐng)域一直采取在購買國外的設(shè)備的方法，但是國外的設(shè)備又比較昂貴，本文所設(shè)計的折彎機功能雖然沒有國外的折彎機功能強大，但是折彎機的功能比國內(nèi)一般水平的折彎機更加優(yōu)秀，且價格更加便宜。

第二章總體方案的設(shè)計本文設(shè)計的二維折彎機動力源來自電機驅(qū)動，通過減速器來控制電機轉(zhuǎn)速，電機和主動軸通過皮帶向連接，主動軸和從動軸之間用齒輪連接。從動軸到滑塊之間采用了連桿機構(gòu)。本課題主要實現(xiàn)的功能為自動進料、校直及彎絲動作。二維折彎機主要的結(jié)構(gòu)有折彎單元，校直單元，傳動單元，減速器單元組成。2.1二維折彎機的設(shè)計要求1、 完成二維鋼絲折彎機結(jié)構(gòu)設(shè)計；2、 折彎動力：電機驅(qū)動；3、 線材直徑范圍：?5~?8mm；4、 折彎形式：平面折彎。2.2整體方案設(shè)計其工作原理是將鋼絲通過進料口進入，在通過校直單元時將對鋼絲進行校直處理，在通過折彎單元時將進行折彎處理。兩個主要的工作單元的動力來自電機，動力的傳動方式為皮帶傳動和齒輪傳動。如圖2.1為二維折彎機的整體方案圖。圖2.1二維鋼絲折彎機整體方案圖根據(jù)折彎機的設(shè)計要求有以下二種設(shè)計方案：方案一：本文來設(shè)計由伺服電機驅(qū)動的兩組堅固的滾筒組件來送料，可以對未加工的鋼絲進行矯直，鋼絲經(jīng)過限位孔定位。電機驅(qū)動的彎絲轉(zhuǎn)盤卡住鋼絲，在水平面做一定圓心角的圓弧運動，鋼絲按要求折彎一定角度。而經(jīng)折彎臂的的旋轉(zhuǎn)，卡盤可再次旋轉(zhuǎn)，進一步堆鋼絲進行折彎。周而復(fù)始，兩者配合，可以生產(chǎn)出更多型號種類的產(chǎn)品。方案二：設(shè)計由伺服電機驅(qū)動的滾筒組件來送料，可以對未加工的鋼絲進行矯直，通過折彎機的鋼絲經(jīng)過限位孔定位.折彎單元中，鋼絲經(jīng)過折彎模具，被滾輪覆壓定形，完成折彎步驟。方案二鋼絲折彎角度不精確，且不易定形。經(jīng)過研究和考慮，決定選擇方案一中的鋼絲折彎機。2.3折彎單元的方案設(shè)計本文設(shè)計的二維折彎機中最主要的單元就是折彎單元，折彎單元是本裝置的技術(shù)核心。本文對折彎單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2.2折彎單元結(jié)構(gòu)設(shè)計所示。折彎單的折彎角度大小一般是由折彎輪的進給量大小而確定的，如果進給量很大那么折彎角就會跟大大，如果進給量小那么相對應(yīng)的折彎角度就會很小，當(dāng)然這是理論上的折彎。圖2.2折彎單元結(jié)構(gòu)設(shè)計二維折彎機工作時，鋼絲沿著進料口進入折彎轉(zhuǎn)盤，當(dāng)折彎轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動是，折彎盤上的兩個折彎輪就會固定住鋼絲，通過折彎轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的扭轉(zhuǎn)力將鋼絲進行折彎。接下來將對折彎的過程進行詳細介紹。首先是對鋼絲的定位，將鋼絲放置在二維折彎機上，由定輪進行固定然后進行下一步工作。如圖2.2鋼絲定位示意圖所示。圖2.3鋼絲的定位在鋼絲被固定以后，下一步就是折彎輪的進給，折彎輪與工件接觸后在扭轉(zhuǎn)力的作用下折彎。在折彎時固定輪不動，折彎輪在折彎盤的作用下轉(zhuǎn)動，進而達到折彎的作用。第三步為端部的折彎，前折彎輪在折彎盤的推動下繼續(xù)向前運動，在固定輪的配合下將鋼絲折彎，并且可以因以根據(jù)實際折彎角度進行多次折彎。如圖2.3折彎過程示意圖。圖2.4折彎過程示意圖在折彎作業(yè)以后還需要脫離轉(zhuǎn)盤，具體表現(xiàn)為鋼絲與折彎輪的分離，折彎輪脫離時就代表著折彎作業(yè)完成，此時折彎前輪向后移與鋼絲脫離接觸，取下鋼絲即會完成折彎過程。通過對現(xiàn)有折彎裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)特性進行分析，發(fā)現(xiàn)普遍存在折彎工件有壓痕、變形大、回彈明顯、角度控制難等問題，不便于連續(xù)、自動化生產(chǎn)。針對以上問題，在這里我們現(xiàn)提出一種新型有效的折彎機構(gòu)。這種新型的折彎機構(gòu)里面具體包括了折彎圓盤、折彎輪、鋼絲的夾緊定位裝置，折彎柱通過固定塊鑲嵌在圓盤上，并且通過螺栓、螺母與旋轉(zhuǎn)圓盤進行固定，根據(jù)所需要的折彎鋼絲的直徑大小不同大小的折彎柱分別安裝旋轉(zhuǎn)圓盤上的固定塊中，并且在旋轉(zhuǎn)圓盤的底部通過螺母與圓盤固定。最后在通過加緊的定位裝置，對鋼絲進行定位、夾緊。圓盤裝有齒圈，通過與傳動裝置的齒輪的配合，實現(xiàn)圓盤的轉(zhuǎn)動。2.4拉直單元的方案設(shè)計本文設(shè)計的二維折彎機除了折彎單元以外另外一個主要的工作單元為拉直單元，拉直單元是通過兩排拉直輪進行校直，通過自動進給方式提供前進的動力。如圖2.4所示是拉直單元的方案圖。圖2.5拉直單元的方案圖拉直單元主要有兩個大的模塊，如圖所示第一板塊是在X軸方向?qū)摻z拉直，第二板塊的Y軸方向?qū)摻z拉直。這樣鋼絲經(jīng)過拉直單元后就可以保證鋼絲是直的，這樣的設(shè)計方案可以將拉直單元和彎曲單元同時進行工作，也可以將拉直單元和彎曲單元分開進行工作。這樣就可以保證工作效率達到最高。2.5機架的方案設(shè)計機架單元需要承載整個二維折彎機的重力，并且要在承受重力作用還要承受直線運動時產(chǎn)生的作用力，并且要在運動的開始時和運動結(jié)束時保證可以支撐整個折彎結(jié)構(gòu)。所以需要對這個機構(gòu)的可靠性進行充分的考慮。這個機架采用方鋼焊接的方式進行連接。共有6條腿進行支撐。這樣的設(shè)計可以保證機架可以承受最大的壓力。并且考慮到焊接牢固問題，機架的材料最終采用其Q235鋼。2.6本章小結(jié)本章根據(jù)二維折彎機的整體布局，對本裝置進行方案設(shè)計。除了整體方案設(shè)計以外，我們還對彎曲單元和拉直單元和機架的方案設(shè)計。并且根據(jù)折彎機構(gòu)的設(shè)計要求，提出來兩種設(shè)計方案并對折彎機構(gòu)中的各個主要工作模塊進行詳細的設(shè)計需求分析。通過對設(shè)計目標(biāo)的分析，從提出的兩種方案中確定了折彎機結(jié)構(gòu)的折彎形式采用折彎方案。

第三章折彎機結(jié)構(gòu)設(shè)計在二維折彎機方案設(shè)計中各個單元方案設(shè)計的基礎(chǔ)上，我對方案設(shè)計的各個模塊進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，我在本章節(jié)較為詳細的介紹了較為關(guān)鍵的單元。并且對關(guān)鍵部件的主要零件進行選型。在二維折彎機的整體中折彎單元和動力單元較為主要，所以我在本章主要介紹了這些單元的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計。3.1彎曲單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.1動力傳輸分析如圖3.1所示，電機通過帶輪將動力傳輸給軸1，軸2轉(zhuǎn)動，在軸的末端通過小齒輪帶動大齒輪，此處是個減速部分。緊接著大齒輪轉(zhuǎn)動，通過傳動桿將動力傳遞給滑塊?；瑝K與齒條固定，做往復(fù)運動，再次動力傳遞給軸3，而軸3連接著折彎轉(zhuǎn)盤，進而完成往復(fù)折彎運動。折彎臂由多個相同的連桿機構(gòu)，折彎軸和網(wǎng)片接觸軸套，驅(qū)動軸等零部件裝配而成。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示，多個相同連桿機構(gòu)均勻分布、共同作用。折彎軸的設(shè)計，可以保證相互間距為100mm的各根縱筋都能受到均勻的折彎力。網(wǎng)片接觸軸套主要起到保護折彎軸和直接折彎的作用，并且磨損后軸套的可更換性大大提高了該折彎設(shè)備長久使用過程中維護、維修的操作性和經(jīng)濟性。圖3.1連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖3.1.2折彎臂連桿機構(gòu)理論及運動分析（1）自由度分析機構(gòu)要具有確定的相對運動，其中主動件數(shù)目與自由度數(shù)目應(yīng)該相等。如圖3.1，該機構(gòu)是一個平面四桿機構(gòu)，包括四個轉(zhuǎn)動副，對該機構(gòu)自由度進行分析如下：平面機構(gòu)自由度公式為F=3n-2PL-PH，該機構(gòu)中活動構(gòu)件n=3，低副PL=4，高副PH=0，沒有虛約束和局部自由度，可得F=1。該機構(gòu)中主動件數(shù)目等于自由度的數(shù)目，使得機構(gòu)中的各個構(gòu)件都具有確定的相對運動。（2）折彎連桿機構(gòu)運動學(xué)分析機構(gòu)的運動學(xué)分析是指在不考慮力作用的前提下，對機構(gòu)的位置、速度、加速度變化情況進行分析。運動學(xué)分析的目的：是確定構(gòu)件的運動空間，判斷是否發(fā)生干涉；確定構(gòu)件行程，點的軌跡，找出上下極限位置。了解從動件速度變化規(guī)律是否可以滿足工作要求。對機構(gòu)進行運動分析的方法主要包括圖解法和解析法等。圖解法相對而言更為簡單、直觀，適合對機構(gòu)的單個或者幾個位置的運動特性進行分析，但是分析結(jié)果精確度較低。解析法分析精度比圖解法高，可以分析一系列位置的運動學(xué)特性，便于把機構(gòu)分析與綜合問題關(guān)聯(lián)起來，隨著計算機應(yīng)用的普及，性能的提升，解析法的應(yīng)用也愈加廣泛，常用的解析法有復(fù)數(shù)矢量法、矩陣法、桿組分析法等。根據(jù)本文的實際情況，采用復(fù)數(shù)矢量法對折彎連桿機構(gòu)進行運動學(xué)分析。通常復(fù)數(shù)矢量法分析機構(gòu)運動的一般過程為：(1)創(chuàng)建合適的坐標(biāo)系及機構(gòu)的封閉矢量圖；(2)進行位移分析，列出運動方程；(3)進行速度分析，將運動方程對時間求導(dǎo)，得到速度方程；(4)進行加速度分析，將速度方程對時間求導(dǎo)，得到加速度方程。3.1.2折彎運動分析建立如圖3-2所示矢量封閉圖。假設(shè)各桿長度，主動臂第1部分AC長度為l1，主動臂第2部分CD長度為l2，油缸推桿BC伸長量為s，延長桿部分CF長度為l3，連桿DE長度為l4，推板第1部分EF長度為l5，折彎板第2部分長度為l6，機架AB的長度為l7。如圖3-2建立機構(gòu)矢量封閉圖，將其分為封閉區(qū)間ABC和封閉區(qū)CDEF來分別進行解析。圖3.2折彎連桿示意圖（1）封閉區(qū)間ABC運動分析當(dāng)油缸推桿伸長量s發(fā)生變化時，利用復(fù)數(shù)矢量法可推導(dǎo)出桿AC的旋轉(zhuǎn)角度θ1和桿BC的旋轉(zhuǎn)角度θ2與油缸伸長量之間的函數(shù)關(guān)系，以及點C與點A之間的運動關(guān)系。由已知可設(shè)：由以上矢量構(gòu)建封閉矢量三角形ABC，在這個封閉矢量三角形中，其各矢量之和必為0，由此可得矢量方程為：已知該封閉圖形中各桿長度和原動件的運動規(guī)律，故由此矢量方程可求得兩個未知方位角θ1和θ2，將矢量方程改寫為以下形式的復(fù)數(shù)位置方程：應(yīng)用歐拉公式將復(fù)數(shù)位置方程的實部與虛部分離，得：f3θ3,f3θ3,解此方程即可得該封閉圖形中的兩個未知方位角θ1和θ2。3.2驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)設(shè)計驅(qū)動單元主要由驅(qū)動和傳動部件構(gòu)成，驅(qū)動單元主要包括伺服電機、減速機、液壓缸以及氣缸等，本單元核心的模塊有減速器模塊和連軸器模塊，針對這兩個模塊在下文我會進行詳細的接受。除了驅(qū)動模塊還有傳動模塊，本裝置的傳動裝置有皮帶、主動軸、齒輪、從動軸等組成。工作時伺服電機的動力通過皮帶傳遞到主動軸上，主動輪的動力一部分通過皮帶傳遞到從動軸上，還有一部分的動力通過齒輪傳遞到折彎單元。在折彎單元中動力是依靠連桿機構(gòu)傳遞。從動軸中有一部分通過齒輪傳遞到拉直單元。這就是本裝置驅(qū)動單元的所有結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于驅(qū)動電機的選擇我對伺服進行了進一步的了解，伺服電機大致可以分為以下兩類：第一種是直流和交流的伺服電機，這種伺服電機的主要特性是當(dāng)信號電壓沒有時他就不會自傳，他的轉(zhuǎn)速會根基伴隨轉(zhuǎn)矩的增大而發(fā)生降低。這樣的伺服電機它通常用于低轉(zhuǎn)速和大扭矩的傳動設(shè)備，并且在現(xiàn)代工業(yè)機械加工中有廣泛的應(yīng)用。在常見的折彎機構(gòu)中，這種伺服電機是降低輸出轉(zhuǎn)速，增大電機輸出扭矩的主要傳動部件。電機和減速器的選型，對折彎力、折彎速度的大小起著關(guān)鍵性作用。3.2.1減速機的選用：我們所設(shè)計的傳動軸，因為其是為立軸，因此我們選用渦輪蝸桿的減速機。這一種減速機的特點以及其在生活中的應(yīng)用：這一種減速機它進行嚙合運動，是同時進行滾動和滑動的，他進行工作的時候運行是非常平穩(wěn)的，并且產(chǎn)生的振動是很小的，發(fā)出的聲音也是很小的。我們選用的這種蝸桿，其直徑是比較小的，但是對應(yīng)的蝸桿的齒數(shù)是比較多的，我們選用的傳動比為1500r/min，他的轉(zhuǎn)速在5-80轉(zhuǎn)之間。這一種減速機在我們的生活中應(yīng)用是非常廣泛的，建筑、冶金、機械化生產(chǎn)等行業(yè)中，都用到了這種方式的減速傳動。在進行工作的時候，其中需要加入一定量的潤滑油，我們選用68#潤滑油，能夠在工作的時候降低溫度，達到散熱的目的。由安裝的位置確定選用的型號為WPO型減速機：表3.1詳細參數(shù)型號Size減速比RatioAAABBBBCCCE1E2FMNGZ401/101/151/20145867545407486701869811105017510698505093102902201161412602001251125560105120100260126151270235140132657012013612029515620158026516014070801301501403201762015入力軸InputShaft出力軸OutputShaft重量kg油量LHSUT-VLSSW-Y25124-2.528145-3520.3830124-2.540175-36.50.5240155-348226-3.59.50.6540186-3.560288-414.51.1548226-3.5653210-5221.5選擇WPO型減速機(WPOShaftDirection)主要參數(shù)：（長度單位mm）型號：250減速比：1/80AA=707，AB=420，BB=365，BC=200，CC=250E1=350，E2=440，F(xiàn)=440，M=860，N=510，G=46,Z=28入力軸：HS=105U=40T-V=12-7出力軸：LS=110S=90W-Y=18-6主軸與減速器的聯(lián)軸器：聯(lián)軸器的選擇：主軸的軸孔直徑為90mm，減速器的出力軸直徑為60mm，主軸的最大轉(zhuǎn)速是42r/min所選減速器的軸孔直徑為60mm，60mm，要求設(shè)備在運行的過程中平穩(wěn)、不產(chǎn)生較大的震動、噪音小等由《機械設(shè)計手冊》表6-2-11查得：選用：代號為cc-175型聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)摘自GB/T5272-1985額定轉(zhuǎn)矩Tn=710N.m彈性件硬度HA\a≥75額定轉(zhuǎn)矩Tn=1120N.m彈性件硬度HA\b≥85額定轉(zhuǎn)矩Tn=2240N.m彈性件硬度HA\c≥94許用轉(zhuǎn)速[n]\鐵=3400r/min許用轉(zhuǎn)速[n]\鋼=4500r/min軸孔直徑d1、d2、dz=60mm軸孔長度\L\Y型=142mm軸孔長度\L1\J、Z型=107mmL0=325mmD=170mmD1=130mmd0=166mmh=30mm轉(zhuǎn)動慣量=3.88kg.m重量=14.0kg3.2.2聯(lián)軸器的選擇輸入軸處聯(lián)軸器1.載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩：由表查得KA=1.3，故得計算轉(zhuǎn)矩為：2.型號選擇選用LT5型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T=125Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n=4600r/min，軸孔直徑為32mm，軸孔長度為60mm。聯(lián)軸器滿足要求，故合用。輸出軸處聯(lián)軸器1.載荷計算公稱轉(zhuǎn)矩：由表查得KA=1.3，故得計算轉(zhuǎn)矩為：2.型號選擇選用LT9型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T=1000Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n=2850r/min，軸孔直徑為50mm，軸孔長度為84mm。這是滿足我們聯(lián)軸器選用要求的，所以我們使用這一種聯(lián)軸器。聯(lián)軸器是同來傳遞扭矩的一個部分，在高速運轉(zhuǎn)的設(shè)備中，它還能夠起到緩沖、減震的作用，從而來保障整個裝置的平穩(wěn)運行。聯(lián)軸器的種類是非常多的，我們通?？梢詫⑵浞譃橐韵碌膬煞N：①固定式聯(lián)軸器。這一種聯(lián)軸器它的結(jié)構(gòu)是非常簡單的，所以它在進行加工的時候是很容易的。②可移式聯(lián)軸器。這一種聯(lián)軸器大都應(yīng)用于兩個軸有一定的位移的環(huán)境中。類似的聯(lián)軸器有萬向聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器等。這樣的聯(lián)軸器在目前的市場中已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)件，我們在進行選型的時候，可以根據(jù)其所連接的軸所需要的扭矩以及轉(zhuǎn)速，在機械設(shè)計手冊中就可以查出其應(yīng)該使用的型號，最后能夠?qū)ζ渲嘘P(guān)鍵的一些零部件進行驗算，檢驗其是否滿足工作的需要。在我們所設(shè)計的這一種卷揚機中，我們的聯(lián)軸器其連接的軸是相對平行的，所以我們選用的聯(lián)軸器需要在能夠傳遞軸轉(zhuǎn)動的扭矩時，也要補償其中的一部分角度，同時也需要補償其傳遞過程中所存在的徑向偏差。通過上述對于聯(lián)軸器種類的了解，結(jié)合本設(shè)計中我們對于聯(lián)軸器使用的具體需要，我們所要選用的聯(lián)軸器可以是以下的幾種：齒輪聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器以及銷聯(lián)軸器。通過查閱起重機設(shè)計手冊，我們知道聯(lián)軸器在選擇時，要考慮到上述的一些因素，我們在進行計算的時候，所采用的公式為：由1.391.31101.6=171.7（N.m）小于CL型齒輪聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩（其許用轉(zhuǎn)矩為710~10000N.m）查起重機設(shè)計手冊，選用CL1型齒輪聯(lián)軸器，如圖所示。3.3本章小結(jié)本章是針對二維折彎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要由折彎單元，拉直單元，驅(qū)動單元等組成。并且我們針對二維折彎機的工作環(huán)境以及受壓我們進行了一些機器載荷的計算。最后我們完成了本文的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對折彎機的機械結(jié)構(gòu)有了更深刻的認知。

四主要零部件強度校核我們所設(shè)計的鋼絲折彎機主要針對市場上直徑為1-5mm尺寸的鋼絲材料。所以需要為這種型材制定一個標(biāo)準(zhǔn)，在這個標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)的型號，本折彎機都可以加工，超出該標(biāo)準(zhǔn)的時候則不能適用于我們所設(shè)計的折彎機。但是不同截面的型材其計算方法不一樣，而只是抗彎截面系數(shù)相同，其所需要的折彎力就會相同。所以為了計算方便我們根據(jù)抗彎截面系數(shù)換算圓形的截面尺寸，對這個模型進行計算分析。4.1抗彎截面系數(shù)抗彎截面系數(shù)表征鋼材的抗彎特性，抗彎截面系數(shù)越大，所需要的折彎力就越大?？箯澖孛嫦禂?shù)與截面的慣性矩有關(guān)，其關(guān)系式為：Wz=IZ其中:Wz是抗彎截面系數(shù)；Iz是截面的慣性矩；IZ=圖4.1鋼筋模型分析圖我們用扁平鋼的截面進行計算，建立扁平鋼的截面。如圖1.1所示：y表示面積單元到z軸的距離。利用公式(1.2)求解可得：IZ將公式(4.3)帶入公式(4.1)得wz然后我們將wz=5500cm3，帶入公式(1.4)4.2計算折彎力目前的折彎機在工業(yè)中應(yīng)用中越來越廣泛，而折彎力計算目前還沒有比較權(quán)威的算法。各中折彎機廠家提供的計算方法大致有一下兩種：P=650SP=1.42S其中：P為折彎力，單位kN；S為板料厚度，單位mm；I為板材寬度，單位m；V為模具寬度，單位mm；σb為抗拉強度，單位MPa這兩個公式在本質(zhì)上是一樣的，因為常用鋼材的抗拉強度相差不大，所以我們在計算時兩個公式的計算結(jié)果都十分接近。對于本課題所研究的折彎機，我們后輥模具設(shè)置成間距可調(diào)。調(diào)整范圍在2200mm到3000mm。根據(jù)公式（4.5）和（4.6）可知折彎力P與模具寬度V成反比，與折彎板料厚度S成正比。因此待加工型材截面一定時，縮小中心距,折彎力增大；反之折彎力減小。在端部折彎時要將中心距調(diào)整到最小，折彎力最大。計算所需最大折彎力P：根據(jù)我們設(shè)計的兩后輥中心距以及采用的板材截面尺寸我們定義折彎力所需參數(shù)V=2200mm；l=0.35m；S=300mm；σb=450MPa。將數(shù)值帶入公式（4.5），得P≈4.3×106N。將其換算成質(zhì)量并對其整數(shù)化,這里我們定為500噸。4.3主要零件的強度校核4.3.1步進電機轉(zhuǎn)矩校核步進電機的選擇：注脂轉(zhuǎn)盤是控制注脂頭的轉(zhuǎn)位機構(gòu)，轉(zhuǎn)盤由步進電機連接減速器控制，當(dāng)需要不同的注意脂頭時，轉(zhuǎn)盤能自動按照相應(yīng)規(guī)格的自動澆注頭轉(zhuǎn)位。轉(zhuǎn)盤換一個位只需要轉(zhuǎn)動45度，而且轉(zhuǎn)速慢，根據(jù)這個轉(zhuǎn)盤的特點，選用步進電動機控制，步進電動機和減速機用聯(lián)軸器連接，減速機和主軸也采用聯(lián)軸器連接。所以我們采用圓柱體在發(fā)生轉(zhuǎn)動時候的轉(zhuǎn)動慣量J=，來對于每一個傳動件的轉(zhuǎn)動慣量進行相應(yīng)的計算，其中： （4.7）我們將每一個傳動件的具體質(zhì)量以及其本身的轉(zhuǎn)動慣量換算到該軸對應(yīng)的電機上面，就能夠得到總的負載量： =步進電機轉(zhuǎn)矩校核1、空載啟動時電機軸總的負載轉(zhuǎn)矩TT=T+（4.8）式中：（1）T——慣性轉(zhuǎn)矩T=JJ——電機軸總慣量（包括當(dāng)量）——啟動時角加速度本設(shè)計中電機空載啟動時間為25s，絲杠的最大進給速度取80mm/min，電機軸的慣性轉(zhuǎn)矩J取4。所以：==0.0618（N.m）（2）T——工作臺當(dāng)量摩檫轉(zhuǎn)矩T= （4.9）——摩檫系數(shù)——傳動鏈總效率m——工作臺質(zhì)量本設(shè)計中選取摩檫系數(shù)=0.025，伺服進給傳動鏈的總效率=0.85。所以：（3）T——附加摩檫轉(zhuǎn)矩T= （4.10）F——預(yù)緊力，取為軸向負載——效率，取0.9所以：2、正常工作時電機軸總負載轉(zhuǎn)矩TT=式中：——負載轉(zhuǎn)矩 （4.11）——軸向負載最大值所以：所以：電機最大靜轉(zhuǎn)矩（1）按空載計算：其中常數(shù)C按下表選取。表4.1常數(shù)C電機相數(shù)3456運行拍數(shù)3648510612C0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866因為本設(shè)計電機為三相六拍，所以C=0.866。所以：（2）按正常工作計算：取。所以：又通過電機手冊知道=0.078而所以：步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩滿足要求，從而進一步確定電機滿足要求。所以選擇電機型號為90BF003。傳動軸的設(shè)計計算：假設(shè)電機功率為2.2Kw，根據(jù)公式計算：N.mm（4.12） （4.13）因為==0.003取A=106（4.14）所以考慮到裝聯(lián)軸器，需要將其軸徑增加4~5%，故取軸的最小端的直徑d=60mm相應(yīng)取所以軸的輸出端直徑小取二軸轉(zhuǎn)矩為根據(jù)公式因為=（4.15）所以==0.067取A=107所以=107=87.4相應(yīng)取=90mm。4.3.2軸的校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則：（1）為節(jié)省材料，減輕重量，應(yīng)盡量采用等強度外形或大的截面系數(shù)剖面形狀。（2）便于軸上的零件定位、固定、裝配、拆卸和調(diào)整。（3）采用各種減小應(yīng)力集中和提高疲勞強度的結(jié)構(gòu)措施。（4）便于加工制造和保證精度。軸的加工和裝配工藝性（1）考慮加工工藝所必須的結(jié)構(gòu)要素（如中心孔、螺尾退刀槽、砂輪越程槽等）。（2）合理確定軸與零件的配合性質(zhì)、加工精度和表面粗