10x2000對稱式三輥卷板機設計機械畢業(yè)設計論文

1、10 x2000對稱式三輥卷板機設計摘 要卷板機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械設備，廣泛用于鍋爐、造船、化工、金屬結構及機械制造行業(yè)。本課題的研究宗旨在改良舊式卷板機的缺乏，提高生產率、降低工人勞動強度，滿足廠方對板料加工的生產需求。本文主要研究內容：分析了對稱式三輥卷板機的受力狀況。在對卷板過程變形力能參數(shù)分析的礎上, 將其受力與設備的驅動功率直接建立聯(lián)系, 通過功能轉換計算, 得出了卷板機主驅動系統(tǒng)的驅動功率的一種計算方法。經算例分析證明: 該方法簡化了卷板機選擇設備動力的功率計算, 計算結果更為符合實際。關鍵詞:卷板機，受力分析，驅動功率STRACT

2、Roll 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 anal

3、ysis 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 drivi

4、ng 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. HYPERLINK l _Toc202178059 緒 論.11.1概述.11.2卷扳機的原理.2卷扳機的運動形式.2彎曲成型的加工方式.31.3卷扳機的開展趨勢.5第三章 方案的論證及確定.8 2.1方案的論證.8 方案1雙輥卷扳機.8 方案2三輥卷扳機.9方案3四輥卷扳機 .10 2.2方案確實定.11 2.3本章小結.11第三章 傳動設計12 3.1傳動方案的分析.12齒輪傳動.12皮帶傳動.133.2傳動系統(tǒng)確實定.14 主傳動系統(tǒng)確實定.14副傳動系統(tǒng)

6、確實定.14 3.3本章小結.15第四章 下輥驅動系統(tǒng)的設計164.1根本參數(shù)的選擇計算.164.2主電機的功率確定.16 受力分析.16 電機的功率確定.18 電機的選擇.194.3分配傳動比.19 總傳動比.19 分配傳動比.194.4末級齒輪傳動設計.204.5本章小結.21第五章 壓下系統(tǒng)設計22 5.1電機選擇.22驅動功率計算.22選擇電機.22 5.2螺旋副設計.23 5.3傳動比計算.24 5.4蝸桿機構設計.25 5.5軸的設計計算.28蝸輪軸的設計計算.28蝸桿軸的設計計算.29軸的結構設計.30 5.6蝸桿的軸校核.31軸的受力分析.31軸的彎、扭矩綜合圖.32按彎扭合成

7、應力校核軸的強度.34 5.7軸承的選擇和校核.35選擇軸承.35軸承校核.36 5.8本章小結.36第六章 上下輥的設計及校核37 6.1結構及力學分析.376.2對輥子進行剛度校核計算.39上輥的設計計算.39下輥的設計計算.406.3對輥子進行強度校核.40 6.4本章小結.41第七章 機架的設計42 7.1全焊鋼結構的優(yōu)點.42 7.2確定機架的材料和厚度.42 7.3機架的焊接工藝.43 7.4本章小結.43總結.44參考文獻.45致謝.47第一章 緒 論1.1概述卷板機作為一個特殊的機器，它在工業(yè)根底加工中占有重要的地位。但凡鋼材成型為圓柱型，幾乎都用卷板機滾制。其在汽車、軍工等各

8、個方面都有應用。根據(jù)不同的要求，它可以滾制出符合要求的鋼筒，是一種相當實用的器械。卷板機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備。根據(jù)三點成圓的原理，利用工作輥相對位置變化和旋轉運動使板材產生連續(xù)的塑性變形，以獲得預定形狀的工件。該設備廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、金屬結構及機械制造行業(yè)。1.2卷板機的原理卷板機的運動形式可以分為主運動和輔運動兩種形式的運動。主運動是指構成卷板機的上輥和下輥對加工板材的旋轉、彎折等運動，主運動完成卷板機的加工任務。輔運動是卷板機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等形式的運動。第二章 方案的論證及確定通過對雙輥卷

9、板機、對稱式三輥卷板機、非對稱式三輥卷板機、四輥卷板機的分析，雙輥卷板機雖然不需要預彎，但只適合小批量生產，而且彎曲板厚受限制。四輥卷板機通用性廣，但其質量體積大而且操作技術不易掌握。對稱三輥卷板結構簡單、緊湊、質量輕、易于制造等優(yōu)點。經過比擬最終決定采用三輥對稱式卷板機。第三章 傳動設計電動機傳出的扭矩通過一個有保護作用的聯(lián)軸器，傳入一個有分配傳動比的減速器，然后通過聯(lián)軸器傳入開式齒輪副，進入帶動兩軸的傳動。主傳動系統(tǒng)由電動機驅動，由聯(lián)軸器連接減速器，減速器輸出連接開式齒輪傳動，開式齒輪傳動帶動下輥旋轉。優(yōu)點：1.工作可靠、壽命長，2.傳動比穩(wěn)定，3.結構緊湊，4.效率高。為調整上下輥間距，

10、由上輥升降電動機通過減速器，蝸輪副傳動蝸輪內螺母，使螺桿及上輥軸承座升降運動，為使上輥、下輥軸線相互平行，有牙嵌離合器以備調整，需要卷制錐筒時，把離合器上的定位螺釘松開，然后使蝸輪空轉到達只升降左機架中升降絲桿的目的。第四章 下輥驅動系統(tǒng)的設計4.1根本參數(shù)的選擇計算1. 設計參數(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，升降速度Vs=1.5mm/s。2.確定卷板機根本參數(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 主電機的功率確定4.2.1受

11、力分析9截面上彎矩M為: (KN.M) 式中K強化系數(shù),可取K=1.15,卷制時,鋼板受力情況如圖4.2所示。根據(jù)受力平衡,可以得到下輥作用于卷板上的支持力F2：考慮到板厚遠小于卷管的最小直徑dmin,中性層半徑R05dmin,為簡化計算,上式可變?yōu)椋?最大的壓下力：=N 單根絲杠所受拉力：N4.2.2電機的功率確定變形扭矩 式中：f滾動摩擦系數(shù),取f=00008 m;滑動摩擦系數(shù),取=0.07從驅動電機到下輥傳動的效率， kw4.2.3.電機的選擇考慮工作機的平安系數(shù)，選取Y132M2-6型電動機。4.3分配傳動比4.3.1總傳動比 4.3.2.分配傳動比根據(jù)傳動比選用三級減速器，i減=40

12、，查機械設計手冊表16-2-3，選用ZSY160型減速器，末級齒輪傳動傳動比：4.4末級齒輪傳動設計10因末級齒輪傳動的轉速很小，應選取半開式齒輪傳動。原始參數(shù)：傳動比 i=2.4；小輪轉速r/mi；傳遞功率kw工作條件：開式傳動，輕微沖擊，硬啟動。查手冊就近圓整為m=4 mm幾何尺寸計算分度圓直徑：；中心距 a=0.5m(z1+z2)=0.54 (18+43)=122 mm；齒寬b1=70mm，b2=50mm。驗算速度，8級精度適宜。第五章壓下系統(tǒng)設計5.1電機選擇5.1.1驅動功率計算壓下系統(tǒng)工作功率: kw壓下系統(tǒng)效率: 驅動功率： kw5.1.2選擇電機 Y系列三相異步電動機Y90L-

13、6型電動機。5.2螺旋副設計上輥下降到一定程度需自鎖，應選取梯形螺紋。 按GB/T5796.3-1986選梯形螺紋T387自鎖性 升角 當量摩擦角 自鎖螺母螺牙強度 5.3傳動比計算 查手冊選擇二級減速器，ZLY180型減速器，。 5.4蝸桿機構設計 原始參數(shù): 傳動比 i=10.01；蝸桿轉速；傳遞功率 ； 校核齒根彎曲疲勞強度MPa 故彎曲強度是滿足的。驗算效率；fv與相對滑動速度vs有關。從參考文獻3表11-18中用插值法查得、代入式中得大于原估計值，因此不用重算。5.5軸的設計計算蝸輪軸的設計計算綜合以上兩點，蝸輪軸徑選為 d=44mm。蝸桿軸的設計計算 按照計算轉距的條件，查機械設計

14、手冊表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。軸的結構設計：圖5-1 軸的機構圖蝸桿所受轉矩： 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：按彎扭合成應力校核軸的強度由于該軸是雙向旋轉，所以其受到扭轉應力和切應力為對稱循環(huán)應力，所以，取。根據(jù)軸的計算應力：式中，W軸的抗彎截面系數(shù)，；由于材料為45鋼調制處理，查表得許用應力：MPa所以有故平安。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： 軸承的校核那么有 所以初選軸承適宜，即蝸桿兩端選用61909軸承第六章 上下輥的設計及校核6.1結構及力學

15、分析6.2 對輥子進行剛度校核計算上輥的設計計算跨度： mm式中B為最大卷板寬度；集度 ： 式中為卷板機的最大下壓力,；慣性矩： 其中為輥子內外徑之比，取0.7；為卷板機上輥直徑.輥子撓度： 所以上輥剛度適宜。 下輥的設計計算：各參數(shù)mm； ()() 所以下輥剛度適宜。6.3 對輥子進行強度校核 故上輥平安同理對下輥進行強度校核計算平安。第七章 機架的設計卷板機是彎曲金屬板材的設備, 傳統(tǒng)卷板機機架為全鑄件。隨著焊接技術的開展, 特別是近年30來,焊接結構已經根本上取代了鉚接結構, 并局部代替鑄造和鍛造結構。國內外在重型機械制造方面, 愈來愈多地用全焊鋼結構代替全鑄結構。其主要原因在于全焊鋼結構重量輕, 質量高, 生產周期短等特點.參考文獻1.蘇聯(lián)莫施寧.卷板機第一版M，北京：機械工業(yè)出版社，1970.2.濮良貴,紀名剛主編.機械設計(第八版)M，北京：高等教育出版社，2004.3.王忠濤.用厚壁管作卷板機工作輥的受力分