非對稱三輥卷板機液壓系統(tǒng)與下輥缸設計
49頁 10000字數(shù)+論文說明書+任務書+18張CAD圖紙【詳情如下】
主減速器裝配圖A0.dwg
主視圖A0.dwg
任務書.doc
卷板機俯視圖A0.dwg
卷板機右視圖A0.dwg
活塞桿.dwg
液壓圖.dwg
液壓缸A1.dwg
系統(tǒng)原理圖.dwg
閥塊.dwg
零件圖8張.dwg
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非對稱三輥卷板機裝配圖.dwg
非對稱三輥卷板機液壓系統(tǒng)與下輥缸設計
第1章 緒 論 1
1.1卷板的分類及特點 1
1.2卷板機的分類及特點 2
第2章 卷板機軸輥受力分析 4
2.1作用在卷板機輥子上的彎曲扭矩 4
2.2卷板機的空載扭矩 5
第3章 電動機的選擇與計算 9
第4章 主減速器的設計 10
第5章 傳動系統(tǒng)的設計 32
第6章 下輥液壓缸的設計 35
6.1下輥液壓系統(tǒng)的工作原理 36
6.2下輥筒液壓缸設計 37
第8章 液壓控制系統(tǒng) 41
結束語 45
致 謝 46
第1章 緒 論
近些年隨著原子能、石油化工、海洋開發(fā)、宇航、軍工等部門的迅速發(fā)展，卷板機作業(yè)的范圍正在不斷的擴大，要求也在不斷提高，現(xiàn)在卷板機已經(jīng)廣泛應用于鍋爐、造船、石油化工、航空、水電、裝潢、金屬結構等行業(yè)中，用于將金屬板材卷制成圓柱、圓錐或者將任意形狀卷曲成圓柱形或其一部分。
1.1卷板的分類及特點
卷板按照工作狀況分為：冷卷和熱卷兩種。冷卷的精度高，操作方便，要求鋼板不能有缺口及裂縫等缺陷，有時還需在滾彎前進行正火或退火處理。熱卷的最大缺陷是產(chǎn)生氧化皮及明顯熱膨脹。因此，只有當彎制的板超過機器的冷卷能力或彎曲較大時，才能使用熱卷法，但冷卷的板料厚度范圍目前正在日益擴大。生產(chǎn)也應根據(jù)不同卷制方法的特點結合具體情況適當選用。例如有些不允許冷卷的剛度太差，而且彎曲困難。如果采用溫卷的方法就比較合適。
1.2卷板機的分類及特點
卷板機按照輥筒數(shù)量布置形式分為：式卷板機和三輥式卷板機，其中三輥又可以分為對稱式和不對稱式兩種。對稱式三輥卷板機：結構緊湊，重量輕，易于制造、維修，投資小，兩側輥可以作得很近，成形準確。但是剩余直邊大，一般對稱三輥卷板機減小剩余直邊比較麻煩。（如圖1.1-1所示）
不對稱三輥卷板機是一根下輥軸和上輥軸中心水平距離到極小位置，另一根下輥軸放在側邊，所以滾出的零件僅起始端有直邊。這樣在滾零件時，正反兩次輥制就可以消除直邊問題。（如圖1.1-2所示）其缺點為：在滾彎時大大增加了輥軸的彎曲力，使輥軸容易彎曲，影響零件的精度，坯料需要調頭，彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，彎卷能力較小。
卷板機按輥位調節(jié)方式可以分為：上調式和下調式兩種，其中上調式可以分為橫豎上調式（機械或液壓調節(jié)）；垂直上調式；下調式又可以分為不對稱下調式（機械或液壓調節(jié)）；對稱下調式（含垂直下調式）（液壓調節(jié)）水平下調式（液壓調節(jié)）。
垂直下調式：結構簡單、緊湊；剩余直邊小，有時設計成上輥可以沿軸向抽出的結構。它的缺點是：彎板時，板料有傾斜動作，對熱卷及重型工件不安全，長坯料必須先經(jīng)初彎，否則會碰地面。
水平下調式：較卷板機的結構緊湊，操作方便剩余直邊小，坯料始終保持在同一水平面，進料安全方便。其缺點是：上輥軸承間距較大，坯料對中不如卷板機方便。
卷板機按照輥筒方位，可以分為立式和臥式。按上輥受力類型，可以分為閉式（上輥中部有托輥）和開式（上輥無中部托輥），其中開式又可以分為有反壓力裝置的和無反壓力裝置的。
立式：如圖1.1-4，消除了氧化皮壓傷，矩形板料可保證垂直進入輥間，防止扭斜，卷薄壁大直徑，長條料等剛性較差的工件時，沒有因自重而下榻的現(xiàn)象，板樣測量較準，占地面積小。其缺點是：短工件只能在輥筒下部卷制，輥筒受力不均勻，易呈錐形；工件下端面與支撐面摩擦影響上下曲率的均勻性，卸料及工件放平料不方便，非矩形坯料支持不穩(wěn)定。
閉式：如圖1.1-5 沒有活動軸承機構結構較簡單，上輥加中間支承輥后可作得很細可彎到較大的曲率，上輥剛度好，工件母線直線度好，下輥間距小，可卷薄板且曲率較準確，上輥行程大，有足夠的位置裝模具，可以作長拆邊機用，但只能卷制圓心角小于180度的弧形板
8.4.結論
這樣對設置在兩個支路中的電磁換向閥的控制，即可以實現(xiàn)對下輥兩側的液壓缸進行同步控制，從而可以實現(xiàn)上輥和下輥的軸線在工作的過程中保持平行，避免了次品的產(chǎn)生， 大大提高了工作效率。
結束語
我所設計的這臺卷板機由四個輥筒所組成，其中一個上輥、兩個側輥和一個下輥。最大可以將40mm厚、2m長的鋼板卷曲成圓柱、圓錐或其一部分。
上輥為主傳動，由主電動機通過主減速器和聯(lián)軸器與上輥筒相連接，為卷制鋼板提供扭矩；下輥作垂直升降運動，通過液壓缸內的液壓油作用于活塞而獲得，以便夾緊板材，為液壓傳動，在下輥的兩側設有兩個側輥，側輥可以沿著機架導軌做傾斜運動，由側輥電動機通過一個單級減速器把扭矩傳到絲桿絲母蝸輪蝸桿傳動副，這樣既達到了傳遞扭矩的作用，同時也改變了運動方向。
在本次設計中，我設計了一套液壓同步控制系統(tǒng)，通過控制電磁換向閥的通斷，來控制下輥兩端液壓缸的同步上升，達到在下輥上升的過程中，下輥中心線能夠始終同上輥中心線保持水平，這樣就可以避免因鋼板位置偏離中間位置，而使下輥受力不均勻，使下輥在上升的過程中一端受力大，一端受力小，使卷出來的圓筒一端大而一端小的情況發(fā)生。
本次畢業(yè)設計是一次大型綜合的設 計，通過這次做畢業(yè)設計使我對大學四年所學的知識有了更加深刻的回顧，也培養(yǎng)了我使用工具書的能力，同時它也是對我大學四年所學知識的一次檢驗。通過做畢業(yè)設計使我學習到了許多在課本上面所學習不到的致知識，也提高了我的動手能力。相信他們都是我在未來工作中能夠用得上的。
致 謝
經(jīng)過兩個月的畢業(yè)設計，我終于完成了此項任務。在此我首先感謝老師和在做畢業(yè)設計中給我?guī)椭^的老師們。
在這次設計中廣泛參考了相關工藝的工程實例，認真結合各種資料數(shù)據(jù)，在不熟悉的情況下克服困難，同時得到了指導教師的大力幫助。學到了很多內容，收益頗多。過程中我總結和鞏固了四年來相關的知識體系，使之進一步加深和系統(tǒng)化，并養(yǎng)成了刻苦鉆研及創(chuàng)造精神，這次設計使我全面、具體地把以前所學零散的知識綜合了起來，使自己對理論知識的了解更加深刻了。我認為畢業(yè)設計應有先進性，在提高設計水平的同時，促進學術發(fā)展，雖然自己的設計存在一些不足之處，但也建立了我畢業(yè)之時的理論經(jīng)驗基礎。
這次設計不僅使我對所學專業(yè)課程知識有所鞏固，而且使我對CAD操作熟練了許多。當然，學以致用是我們最大的目的，對于書本上所學的知識，僅僅停留在表面上是不夠的，不僅要知其然還要知其所以然。
通過畢業(yè)設計，我對一臺卷板機的設計方法和步驟有了初步的了解，相信以后一定會對我的工作以及學習深造有深遠的影響。
設計中存在的不足還請各位老師與同行予以指導幫助，在此表示感謝！
參考文獻
1. 濮良貴，紀名剛主編. 機械設計（第七版）.北京：高等教育出版社, 2002
2. 壟桂義主編. 機械設計課程設計圖冊.北京： 高等教育出版社, 2000
3. 沈興全，吳秀玲主編. 液壓傳動與控制.北京： 國防工業(yè)出版社, 2005
4. 黎啟柏主編. 液壓元件手冊. 北京：機械工業(yè)出版社, 2000
5. 任金泉主編. 機械設計課程設計. 陜西：西安交通大學出版社, 2003
6. 劉品，劉麗華主編. 互換性與測量技術基礎. 黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學出版社, 2001
7. 機械工程手冊編委會主編. 機械工程手冊（第7卷）. 北京：機械工業(yè)出版社, 1982
8. 機械設計手冊編委會主編. 機械設計手冊（第3卷）.北京： 機械工業(yè)出版社, 2004
9. 王憲軍，趙存友主編. 液壓傳動. 黑龍江：哈爾濱工程大學出版社, 2002
10. 趙鐵主編. 液壓卷板機同步控制系統(tǒng)的研究與改進.河南： 焦作工學院學報，1996，6：（3）3338
11. 王大川，沈利蓉主編. 卷板機軸輥的受載分析及板裁曲率半徑的確定.山西： 山西煤炭.2002，12：（4）45-46
12. 王青主編. 80X2800mm卷板機設計. 內蒙古：包鋼科技. 1997(4):134-136
13. 蘇傳德主編. 卷板機電機驅動功率的計算. 山東冶金. 1999，6（3）:42-43
14. 成其謙，吳榮昌主編. W12卷板機改造. 制造與工藝. 2000,6(2):29-32
15. 常英麗，劉曉涵主編. Z31900SM型卷板機技術改進.2004，（7）：101-102
1 非對稱三輥卷板機液壓系統(tǒng)與下輥缸設計 第 1 章 緒 論 ......................................... 2 板的分類及特點 ................................. 2 板機的分類及特點 ............................... 2 第 2 章 卷板機軸輥受力分析 .............................. 5 用在卷板機輥子上的彎曲扭矩 ...................... 5 板機的空載扭矩 ................................. 6 第 3 章 電動機的選擇與計算 ............................. 10 第 4 章 主減速器的設計 .................................. 11 第 5 章 傳動系統(tǒng)的設計 .................................. 32 第 6 章 下輥液壓缸的設計 ................................ 36 輥液壓系統(tǒng)的工作原理 .......................... 37 輥筒液壓缸設計 ................................ 38 第 8 章 液壓控制系統(tǒng) .................................... 42 結束語 ................................................. 46 致 謝 ................................................. 47 2 第 1 章 緒 論 近些年隨著原子能、石油化工、海洋開發(fā)、宇航、軍工 等部門的迅速發(fā)展，卷板機作業(yè)的范圍正在不斷的擴大，要求也在不斷提高，現(xiàn)在卷板機已經(jīng)廣泛應用于鍋爐、造船、石油化工、航空、水電、裝潢、金屬結構等行業(yè)中，用于將金屬板材卷制成圓柱、圓錐或者將任意形狀卷曲成圓柱形或其一部分。 板的分類及特點 卷板按照工作狀況分為：冷卷和熱卷兩種。冷卷的精度高，操作方便，要求鋼板不能有缺口及裂縫等缺陷，有時還需在滾彎前進行正火或退火處理。熱卷的最大缺陷是產(chǎn)生氧化皮及明顯熱膨脹。因此，只有當彎制的板超過機器的冷卷能力或彎曲較大時，才能使用熱卷法，但冷卷的板料厚度范圍目前正在日益擴大。生產(chǎn)也應根據(jù)不同卷制方法的特點結合具體情況適當選用。例如有些不允許冷卷的剛度太差，而且彎曲困難。如果采用溫卷的方法就比較合適。 板機的分類及特點 卷板機按照輥筒數(shù)量布置形式分為：式卷板機和三輥式卷板機，其中三輥又可以分為對稱式和不對稱式兩種。對稱式三輥卷板機：結構緊湊，重量輕，易于制造、維修，投資小，兩側輥可以作得很近，成形準確。但是剩余直邊大，一般對稱三輥卷板機減小剩余直邊比較麻煩。（如圖 示） 不對稱三輥卷板機是一根下輥軸和上輥軸中心水平距離到極小位置，另一根下輥軸放在側邊，所 以滾出的零件僅起始端有直邊。這樣在滾零件時，正反兩次輥制就可以消除直邊問題。（如圖 示）其缺點為：在滾彎時大大增加了輥軸的彎曲力，使輥軸容易彎曲，影響零件的精度，坯料需要調頭，彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，彎卷能力較小。 3 圖 對稱式卷板機 圖 稱式卷板機 卷板機按輥位調節(jié)方式可以分為：上調式和下調式兩種，其中上調式可以分為橫豎上調式（機械或液壓調節(jié)）；垂直上調式；下調式又可以分為不對稱下調式（機械或液壓調節(jié)）；對稱下調式（含垂直下調式）（液壓調節(jié)）水平下調 式（液壓調節(jié)）。 垂直下調式：結構簡單、緊湊；剩余直邊小，有時設計成上輥可以沿軸向抽出的結構。它的缺點是：彎板時，板料有傾斜動作，對熱卷及重型工件不安全，長坯料必須先經(jīng)初彎，否則會碰地面。 水平下調式：較卷板機的結構緊湊，操作方便剩余直邊小，坯料始終保持在同一水平面，進料安全方便。其缺點是：上輥軸承間距較大，坯料對中不如卷板機方便。 橫豎上調式：如圖 節(jié)輥筒的數(shù)目最少，具有各種三輥的優(yōu)點，而且剩余直邊小。其缺點：設計時結構復雜不易處理。 圖 豎上調式 圖 式 卷板機按照輥筒方位，可以分為立式和臥式。按上輥受力類型，可以分為閉式（上輥中部有托輥）和開式（上輥無中部托輥），其中開式又可以分為有反壓力裝置的和無反壓力裝置的。 4 立式：如圖 除了氧化皮壓傷，矩形板料可保證垂直進入輥間，防止扭斜，卷薄壁大直徑，長條料等剛性較差的工件時，沒有因自重而下榻的現(xiàn)象，板樣測量較準，占地面積小。其缺點是：短工件只能在輥筒下部卷制，輥筒受力不均勻，易呈錐形；工件下端面與支撐面摩擦影響上下曲率的均勻性，卸料及工件放平料不方便，非矩形坯料支持不 穩(wěn)定。 閉式：如圖 有活動軸承機構結構較簡單，上輥加中間支承輥后可作得很細可彎到較大的曲率，上輥剛度好，工件母線直線度好，下輥間距小，可卷薄板且曲率較準確，上輥行程大，有足夠的位置裝模具，可以作長拆邊機用，但只能卷制圓心角小于 180 度的弧形板。 圖 式卷板機 圖 板機 卷板機有四個輥，（如圖 示）上輥是主動輥，下輥可以上下移動，用以夾緊鋼板，兩個側輥可以沿斜向升降，在卷板機上可進行鋼板的預彎工作，它靠下輥的上升，將鋼板 端頭壓緊在上下輥之間，再利用側輥的移動使鋼板端部發(fā)生彎曲變形，從而達到所要求的曲率。 它的優(yōu)點是： 1、 預彎及卷圓時，鋼板可不調頭。 2、 上下輥能夾緊鋼板，防止彎曲時滑脫。 3、 側輥能起定位作用，在進料時可使鋼板找正。 便于彎曲錐形件，橢圓形件及仿形加工。 5 第 2 章 卷板機軸輥受力分析 用在卷板機輥子上的彎曲扭矩 板料的最大變形彎矩 M ?????? ??'01 2 板料具有原始曲率半徑 的初始變形彎矩 ???????? ??101 2 式中：1形斷面取 K 0于 30， 35 鋼取 140 ?橫截面的斷面模數(shù)，矩形截面 6/2?， (B 為材料寬度，s?為板材的屈服極限， 35 鋼s?=250則 W= R 為彎曲最小半徑，在最大彎矩產(chǎn)生于板材彎成上輥半徑時，得到彎曲的最小半徑。（221 ?，1B 為板材厚度， 50R 為板料由平板（ ??1R ）開始彎曲時的初始變形彎矩 ??? 11 ? k g fm 5 ???????? 6 k g fm 51 ????? 板機的空載扭矩 ? ? 23214 n ??? ? 中： 1G 、 2G 、3向接送和主動輥的重量（ ? 青銅軸套時，取 ? =k g fD t L 61 ???????? ? k g 6223 ??????? ? 所以對321 ?取 3101? 則： 334 ?????板機的卷板力 側輥所受的力為 ?s ????? ?? ?????? ??25s = 7 k 52 ????? 所加液壓力 輥筒所受到的力為 ????? ??22 =??????? ??? 則?'= k g ???? 將板料從平板彎曲到 'R 時消耗于板料變形的扭矩1? 411 '11 ????? ??? 因為 ??1R ， 所以 g ??????? 7771 80)耗于摩擦阻力的扭矩2?????? ???????? 2)22(2 ?式中： 筒與板料間。冷卷 f=卷 f=2 作輥與支承輥間 f=? ad、bd、a 、 b 、 c 、 輥 軸 徑 ， 其 中8840mm,04 8 所以將上面數(shù)值代入得： g ?? 72 M ? ? ???????? ?????22 ? ?????? ?????????? 56 = 送進板料所需的拉力 T ? ? 21 ? ? ? 7 ????? ? 拉力在軸承中所引起的摩擦損失??? 1? ?7 ?????? k ? 機器送板料的總力矩 2)(1 ? ?式中； 1? ? = ? 5 ??????pM ? 驅動扭矩 4321 ???9 5377 ??????? ? 作用在卷板機輥子上的壓力（彎曲力） s 5 85 8 0 4022 5 022 22 ????????? ? 式中： s?m) 作用在卷板機輥子上的彎曲扭矩 422 ????? ? 式中： 則： ?????? 0 014 4022502480 2 10 第 3 章 電動機的選擇與計算 率計算 ??122 ???????? ?????? ???? 板為 ? 動軸承為 ????????? ?????? ?????N = 考慮到工作機器的安全系數(shù)，取功率為 45主電動機。 動機的選擇 由于卷板機在工作中沒有什么特殊的要求，因此在本次設計中我選用 能好，噪聲小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便的特點，主要應用于灰塵多、土揚水濺的場合、如農用機械、礦山機械、攪拌機、碾米機等，為一般用途電動機。 根據(jù)前面計算的結果，主電動機選擇 三相異步電動機，額定功率 45載轉速 740r/定轉矩 大轉矩 量 59211 第 4 章 主減速器的設計 動機的確定 按照設計要求以及工作條件選用 Y 系列三相異步電動機，臥式封閉結構，電壓 380V。 電動機型號的選擇，根據(jù)前面計算的 結果，主電動機選擇 三相異步電動機，額定功率 45載轉速 740r/定轉矩 量 592減速器中各部分的傳動效率如下： c?c?=g?g?=b?b?=各部分的傳動效率： c?? ?01=? ?12η12== ? ? ?32= ? ? ?34= ? 12 ?? ?4= ? 總?= 8 3 3 0 0 0 0 ???? (2)工作輥的旋轉轉速 m 1000 r?? ??取r/動比的分配 總傳動比總i= 1854740 ?? 101?i ； 145?i 所以本設計的三級減速器的總傳動比為 185?i , 主減速器傳動系統(tǒng)各級傳動比的分配如下： 101?i i i 534?i 145?i 動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)設計 率和轉矩計算如下 ： 0 軸：（電動機軸） 400 m?50 ??????? 5 09 5 5 000013 1 軸：（減速器的高速軸） mi n/7400101 ????? ???????? 2 軸（減速器的中間軸） m i n/ 01212 ????? ?? ??????? 3 軸（減速器的另一根中間軸） m 32323 ?? 0 ??? ?? ??????? 2 9 89 6 0 8 8232323 ? 4 軸（減速器 的低速軸） m 6 ?? 0 ??? ?? ??????? 6 6 39 6 0 2 9 8343434 ? 14 將上述計算結果和傳動比及傳動效率匯總如表 4 號 電 動 機 三 級 圓 柱 齒 輪 減 速 器 0 軸 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 轉速 n(r/ 740 740 率 P（ 45 矩 T（ 兩軸聯(lián)接件、傳動件 聯(lián)軸器 齒輪 齒輪 齒輪 傳動比 i 1 傳動效率 η 速級斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算 擇精度等級，材料和齒數(shù) 1）材料及熱處理。由表 10得大、小齒輪的材料均為 40經(jīng)調質及表面淬火，齒面硬度為 48— 55 1） 表面淬火，輪齒變形不大，故精度等級、大小齒輪的齒數(shù)以及螺旋 角分別為：精度等級為 7 級，小齒輪齒數(shù) 241 ?Z 、大齒輪的齒數(shù) 1562 ?Z 。 2） 選取螺旋角，初選螺旋角 ??14? 齒面接觸強度設計 15 ? ?321 12 ?????????????? ?? ?1） 確定公式內的各計算數(shù)值： .1?由文獻 [1]，選取區(qū)域系數(shù) Z 1]，查得 ??12 ????齒輪均為硬齒面，故宜選取小的齒寬系數(shù)， 7.0?d?1]，查得 M P 1 0 02? ?? 。 效概率 1%，安全系數(shù) S=1） ? ? M P i ???? ?? ? ? M P i ???? ?? ? ?H? = ? ? ? ? M P 1 72 1 0 4 59 9 02 21 ???? ?? ? 5749301 ? ? 911 ????????? 991212 ????? 由文獻 [1]，查得 算小齒輪的分度圓直徑 16 321 4 9 3 ????? ???????)計算圓周速度 t /1 ?? ???? ??? ? 4）計算齒寬 b 及 模數(shù)???? ? 4co ????? ???? ??5）計算縱向重合度?? ???????? ??? ? 6） 計算載荷系數(shù) K 根據(jù) ， 7 級精度，查文獻 [1]，取 08.1?文獻 [1]， ?? K ，從文獻 [1]中的硬齒面；齒輪欄中查得小齒輪相對支承非對稱布置， 6 級精度， ? ? bK 22 ????? ??? = ? ? 22 ???????? ?=慮齒輪為 7 級精度，取 載荷系數(shù) 17 ???????? ?? 另由文獻 [1]，查得 7） 按實際的載荷系數(shù)校正所算 得的分度圓直徑 3311 ???? 8） 計算模數(shù) n 4co ????? ?? ?3 2121 c o ?????? ???? 1）確定計算參數(shù) ???????? ?? 1]，查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 ,6 2 021 M ? ?? 1]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 彎曲疲勞安全系數(shù) ， ? ? M P ???? ?? ? ? M P ???? ?? 齒輪的? ?加以比較 ? ? 0 1 0 9 6 1 ????F Y ?18 ? ? 0 1 0 0 9 2 ????F Y ?齒根彎曲疲勞強度設計? ? ????????? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)標準模數(shù) m=3，取分度圓直徑 。 1 0 4co ????? 取 241 ?Z ，則 ??Z 。 何尺寸計算 1）計算中心距 ? ? ? ? n 814co 241 5 6co 1 ??? ??????將中心距圓整為 2782) 按圓整后的中心距修正螺旋角 ? ? ? ? ??? ????? 24156a r c c o r c c o s 21 a n? 因 ? 值改變不多，??，?K， 不必修正。 1） 計算大、小齒輪的分度圓直徑 n s 324co ????? ? 19 n 214co s 31 5 6co ????? ? 2） 計算齒輪的寬度 取 22 ? ， 51 ? 間級斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算 擇精度等級，材料 和齒數(shù) 1）材料及熱處理。由表 10得大、小齒輪的材料均為 40經(jīng)調質及表面淬火，齒面硬度為 48— 55 1） 表面淬火，輪齒變形不大，故精度等級、大小齒輪的齒數(shù)以及螺旋 角分別為：精度等級為 7 級，小齒輪齒數(shù) 261 ?Z 、??Z 。 2） 選取螺旋角，初選螺旋角 ??14? 按齒面接觸強度設計 ? ?321 12 ?????????????? ?? ?1）確定公式內的各計算數(shù)值： .1?d ???? ?20 2. 由文獻 [1]，選取區(qū)域系數(shù) Z 1]，查得 ??12 ????齒輪均為硬齒面，故宜選取小的齒寬系數(shù)， 6.0?d?1]，查得 M P 1 0 02? ?? 。 效概率 1%，安 全系數(shù) S=1） ? ? M P i ???? ?? ? ? M P i ???? ?? ? ?H? = ? ? ? ? 0672 107810562 21 ???? ?? ? 35886802 ? ? 911 ????????? 991212 ????? 由文獻 [1]，查得 算小齒輪的分度圓直徑 321 8 8 6 8 ????? ???????)計算圓周速度 t /81.1 ?? ???? ??? ? 3） 計算齒寬 b 及模數(shù)???? ? 526 14co ????? ???? ??4） 計算縱向重合度??a ???????? ??? ? 5） 計算載荷系數(shù) K 根據(jù) ， 7 級精度，查文獻 [1]，取 08.1?文獻 [1]， ?? K ，從文獻 [1]中的硬齒面齒輪欄中查得小齒輪相對支承非對稱布置， 6 級精度， ? ? bK 22 ????? ??? = ? ? 22 ???????? ?=慮齒輪為 7 級精度，取 載荷系數(shù) ???????? ?? 另由文獻 [1]，查得 6） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 3311 ???? 7） 計算模數(shù) 22 n 4co 2co ????? ?? ?3 2121 c o ?????? ???? 1）確定計算參數(shù) ???????? ?? 1]，查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 ,6 2 021 M ? ?? 1]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 彎曲疲勞安全系數(shù) ， ? ? ???? ?? ? ? M P ???? ?? 齒輪的? ?加以比較 ? ? 0 1 0 4 5 9 1 ????F Y ?? ? 0 0 9 7 2 ????F Y ?2）設計計算 23 ? ? ????????? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)標準模數(shù) m=3，取分度圓直徑 。 4co 2co ????? 取 251 ?Z ，則 ??Z 何尺寸計算 1）計算中心距 ? ? ? ? n 1 ??? ??????將中心距圓整為 4682) 按圓整后的中心距修正螺旋角 ? ? ? ? ??? ????? r c c o r c c o s 21 a n? 因 ? 值改變不多，??，?K， 不必修正 3)計算大、小齒輪的分度圓直徑 n s ????? ? n 7 9 414co s 0co ????? ? 4)計算齒輪的寬度 d ???? ?24 取 52 ? ， 01 ? 速級斜齒圓柱齒輪傳動的設計計算： 擇精度等級，材料和齒數(shù) 1）材料及熱處理。由表 10得大、小齒輪的材料均為 40經(jīng)調質及表面淬火，齒面硬度為 48— 55 2)表面淬火，輪齒變形不大，故精度等級、大小齒輪的齒數(shù)以及螺旋角分別為：精度等級為 7 級，小齒輪齒數(shù) 28、大齒輪的齒數(shù) 1405282 ???Z 。 3）選取螺旋角，初選螺旋角 ??14? 按齒面接觸強度設計 ? ?321 12 ?????????????? ?? ?1).1?由文獻 [1]，選取區(qū)域系數(shù) Z 1]，查得 ??12 ????齒輪均為硬齒面，故宜選取小的齒寬系數(shù)， 7.0?d?1]，查得 M P 1 0 02? ?? 。 效概率 1%，安全系數(shù) S=1） ? ? M P i ???? ?? 25 ? ? M P i ???? ?? ? ?H? = ? ? ? ? M P 1 72 1 0 4 59 9 02 21 ???? ?? ? ? ? 911 ????????? 991212 ????? 由文 獻 [1]，查得 算小齒輪的分度圓直徑 321 2 9 8 7 7 ????? ???????計算圓周速度 t /1 ?? ???? ??? ? 4）計算齒寬 b 及模數(shù)???? ? 4co ????? ???? 5）計算縱向重合度?? ???????? ??? ? 26 6）計算載荷系數(shù) K 根據(jù) ， 7 級精度，查文獻 [1]，取 08.1?文獻 [1]， ?? K ，從文獻 [1]中的硬齒面齒輪欄中查得小齒輪相對支承非對稱布置， 6 級精度， ? ? bK 22 ????? ??? = ? ? 22 ???????? ?=慮齒輪為 7 級精度，取 載荷系數(shù) ???????? ?? 另由文獻 [1]，查得 7）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 0/ 3311 ???? 8）計算模數(shù) n 4co 7co ????? ?齒根彎曲疲勞強度設計 ? ?3 2121 c o ?????? ???? 1）確定計算參數(shù) ???????? ?? 27 1]，查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 ,6 2 021 M ? ?? 1]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 彎曲疲勞安全系數(shù) ? ? M P ???? ?? ? ? M P ???? ??齒輪的? ?加以比較 ? ? 0 1 0 8 1 ????F Y ?? ? 0 0 9 0 2 ????F Y ?2）設計計算 ? ? ????????? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)標準模數(shù) m=分度圓直徑 。 4co ????? 取 281 ?Z ，則 1402852 ???Z 。 何尺寸計算 28 1） 計算中心距 ? ? ? ? n 1 ??? ??????將中心距圓整為 4682) 按圓整后的中心距修正螺旋角 ? ? ? ? ??? ????? r c c o r c c o s 21 a n? 因 ? 值改變不多，??，?K， 不必修正。 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 n 2 4 514co s ????? ? n 2 614co s ????? ? 4）計算齒輪的寬度 取 722 ? ， 751 ? 主減速器中所有齒輪的基本參數(shù)如下表： 軸 號 高速級齒輪 中間級齒輪 低速級齒輪 齒 數(shù) 24 156 25 140 28 140 法面模數(shù)度圓直徑 74 482 142 794 245 1226 齒根圓直徑 78 135 787 234 1215 齒頂圓直徑 77 485 00 心 距 278 468 736 齒 寬 55 52 90 85 175 172 d 12 4 ???? ?29 螺旋升角 ?輪精度等級 7 級 7 級 7 級 速軸的設計以及軸的校核 軸上小齒輪的直徑嬌小（ 51 ?），采用齒輪軸結構，軸的材料選用45 號鋼（調質）。 軸的受力簡圖如下： 圖 軸的受力簡圖 圖 在水平面內的受力圖 圖 軸在垂直面內的受力圖 30 圖 在水平面內的彎矩圖 圖 在垂直面內的彎矩圖 圖 的合成彎矩圖 圖 的合成轉矩圖 圖中： B 4501 ?? C 15022 11 ????? 00? a)計算齒輪的嚙合力 31 F t 1 5 3 3 175 42 0 0 02 0 0 0111 ???? 5 014co s 20t 3 3 1co st ?????? ?? 2 214t a 3 3 1t a ????? ? b)求水平面內的支承反力，做水平面內的彎矩圖 軸在水平面內的受禮簡圖如圖 示 1 1 04501501 5 3 3 11 ????? 0 2 2 15 1 1 01 5 3 3 11 ????? 0?? M ??????? 7 6 6 5 0 01 5 05 1 1 0 軸在水平面內的彎矩圖如圖 示 C）求垂直面內的支承反力，作垂直面內的彎矩圖 軸在垂直面內的受力簡圖如圖 示 l 111 ???? 4 50 2 23 5 0 ????=4152N 7501 ????? 0?? M Y ???? 6 2 2 8 0 01504 1 5 2 Y ???? 4 7 9 6 7 9 8 32 d)求支成承反力，作軸的合成彎矩圖、轉矩圖 5 8 422 ??? ?? 0?? M ?? ?? 5 6 62 ? ? ?? ?3 2210?? ? ? ? ? ? ??? = 按經(jīng)驗公式，減速器輸入軸的軸端直徑 ? ? ? ? 2~~??? 參考聯(lián)軸器標準孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑 0?。 第 5 章 傳動系統(tǒng)的設計 輥電動機的確定 側輥 電動機選擇 三相異步電動機，額定功率 11載轉速730r/轉轉矩 大轉矩 輥減速器的確定 在側輥傳動系統(tǒng)中，側輥電動機通過一個單級減速器把扭矩傳到絲桿絲母蝸輪蝸桿傳動副，這樣既達到了傳遞扭矩的作用，同時也改變了運動方向。 33 單級圓柱齒輪減速器：傳動軸線平行，結構簡單，精度易保證，而且應用廣泛，直齒一般圓周速度 v=25~50m/s，應用于重負荷場合，但也用語重載低速的場合。 因此我選用了 單級減速器 由于側輥的上升速度為 80mm/桿的螺 距為 16蝸輪的轉速m 10 m 0 ?輪 ，因此， ?總i ，此時單級減速器分得的傳動比為 蝸輪蝸桿分得的傳動比為 28。 輪蝸桿傳動設計 根據(jù) 10085推薦，采用漸開線蝸桿（ 考慮到蝸桿傳遞的功率不大，速度也很小，故蝸桿采用 45鋼，因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度 45~55輪用鑄錫磷青銅 屬模鑄造。為了 節(jié) 約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而鐵芯用灰鑄鐵 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。由文獻 [2]查得，傳動中心距 ? ?322 ????????? 1） 確定作用在蝸輪上的轉矩 2T 按 11?z ，估算效率 ，則 ???????? 7 6 528/2 2 5 5 2)確定載荷系數(shù) K 34 因 工作載荷比較穩(wěn)定，故載荷分布不均勻系數(shù) 1??K，由文獻 [2]，選取使用系數(shù) K ；由于轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù) ? ?????? ?A 3)確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 160 214)確定接觸系數(shù)?d 和傳動中心距 d /a=文獻 [2]中查得?Z= 5)確定許用接觸應力 ? ?H? 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 >45文獻 [2]中得蝸輪的基本許用應力 ? ? 68' ?? 應力循環(huán)次數(shù) 72 ?????? 壽命系數(shù) 08 77 ???則 ? ? ? ? M P ????? ??6）計算中心距 35 ????? ???? 取中心距 a=250 i=28,從文獻 [2]中取模數(shù) m=桿分度圓1121 ?d ，這時 由文獻 [2]，查得接觸系數(shù) ??Z ，因為 ?? ' ，因此以上計算結果可用。 1)蝸桿 軸向齒距 直徑系數(shù) q=10;齒頂圓直徑 61 ?；齒根圓直徑 ；分度圓導程角 ?? ；蝸桿軸向齒厚 2） 蝸輪 蝸輪齒數(shù) 302 ?z ； 變位系數(shù) ?x ； 驗算傳動比 3013012 ??? 時傳動比誤差為 830 ??=是允許的。 蝸輪分度圓直徑 ??? 蝸輪喉圓直徑 6 6823 5 02 222 ??????蝸輪齒根圓直徑 02 222 ???????蝸輪咽喉母圓半徑 73662125021 22 ??????? ?T ?? ? ?? 量齒數(shù) s 3322 ???? ??x ， 文獻 [2]中查得齒形系數(shù) 螺旋角系數(shù) ?????? ?? ? ? ? ??? '??從文獻 中查得鑄錫磷青銅 造的蝸輪的基本許用彎曲應力? ? 6'?? 。 壽命系數(shù) ??? M P ??? M P ???? ???? 彎曲強度是滿足的 第 6 章 下輥液壓缸的設計 卷板機下輥筒的升降我采用液壓傳動的方式來控制，由于下輥筒在運動的過程中對速度的要求不高，液壓傳動具有傳動平穩(wěn)，易于實現(xiàn)過載保護，易于實現(xiàn)自動化的特點。因此在下輥的傳動方式中，我選 擇了采用液壓傳動。 液壓系統(tǒng)額定工作壓力取為 16下輥缸額定推力為每只 60T、行程 70缸能獨立升降，側輥缸額定推力為每只 20T，行程 200側缸既能同步升降，也能以單缸之運動補償累積之位移誤差。同步誤差在其有效行程范圍內不超過規(guī)定值。側輥與下輥缸上升速度均在 100mm/可，下降時稍快以提高生產(chǎn)效率。輥徑 200 37 輥液壓系統(tǒng)的工作原理 下輥筒兩端的壓缸在上升的過程中要求一定要同步，在下輥筒上升的過程中要求下輥筒與上輥筒的軸線保持平行，如果在下輥上升的過程中出現(xiàn)一端上升的 速度快，而另一端上升的慢的情況。這樣卷制出來圓筒就會一頭大一頭小的喇叭筒形狀，造成加工缺陷。 我設計的這套液壓控制系統(tǒng)的工作原理圖（如圖 1示）當 1磁鐵帶電時，使得 34磁鐵得電，油缸 A 口進油，使得輥子兩端升起， 成下輥筒的上升，若在上升的過程中油缸 1 的一段到達了指定刻度時，油缸 2 一段尚未到達，則電磁鐵 3電，油缸 1 停止進油，直至油缸 2一端也到達指定刻度時， 4磁鐵斷電。由此來保證卷板機在加工過程中，下輥與上輥之間間隙保持一致，實現(xiàn)下輥的軸線與上輥的軸線始終保持平行。 當 2磁鐵帶電時，使 34磁鐵得電， B 口進油，使輥子下降，A