立式液壓驅(qū)動數(shù)控滾彎機機械系統(tǒng)設(shè)計
36頁 11000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+20張CAD圖紙【詳情如下】
任務(wù)書.doc
傳動部圖.dwg
原理圖.dwg
大軸A3.dwg
大軸前端蓋A3.dwg
大軸后端蓋A3.dwg
大軸套A4.dwg
大軸承座A3-9.dwg
大齒輪A3.dwg
小軸A3.dwg
小軸前端蓋A3.dwg
小軸后端蓋A3.dwg
小軸套A4.dwg
小軸承座A3.dwg
小齒輪A3.dwg
彎管機資料
擋料架裝配圖1.dwg
擋料軸A3.dwg
控制電路圖.dwg
機身A3.dwg
蓋板A3.dwg
立式液壓驅(qū)動數(shù)控滾彎機機械系統(tǒng)設(shè)計論文.doc
驅(qū)動圖.dwg
立式液壓驅(qū)動數(shù)控滾彎機機械系統(tǒng)設(shè)計
目 錄
目錄………………………………………………………………………………………………1
第一章 緒論……………………………………………………………………………………2
1.1 彎管機在工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比……………………………………………2
1.2 彎管機的基本原理與選擇……………………………………………………………………3
第二章 彎管機的設(shè)計……………………………………………………………………4
2.1 工件的工藝分析………………………………………………………………………………5
2.2 計算彎曲力矩…………………………………………………………………………………5
2.3 電機的選取……………………………………………………………………………………6
2.4 傳動比的計算與各傳動裝置的運動參數(shù)……………………………………………………8
2.5 皮帶與皮帶輪的計算與選取…………………………………………………………………9
2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計算與選取………………………………………………………………9
2.7 聯(lián)軸器的計算與選取…………………………………………………………………………10
2.8 軸承的選取……………………………………………………………………………………10
2.9 軸的初步計算與設(shè)計及校核…………………………………………………………………14
2.10 齒輪的計算與設(shè)計……………………………………………………………………………17
2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………18
2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………………19
2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算………………………………………………………………………20
2.14 機身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算………………………………………………………………………21
2.15 彎管機的主要參數(shù)……………………………………………………………………………22
第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………23
3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………… 23
第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………24
4.1 動力設(shè)計計算 22
4.1.1 壓緊缸載荷分析并選定壓緊缸缸徑 22
4.1.2計算切頭缸載荷并選定切頭缸缸徑。 22
4.1.3計算抓緊缸載荷并選定抓緊缸缸徑 23
4.1.4分析擺動缸載荷并選定擺動缸缸徑 26
4.1.4計算轉(zhuǎn)動缸載荷并選定轉(zhuǎn)動缸缸徑 26
4.1.6 分析移位缸載荷并選定移動缸缸徑 27
4.2 運動設(shè)計計算 28
4.2.1 確定切頭刀具工作角度： 28
4.2.2 確定齒輪齒條模數(shù)及齒輪齒數(shù) 29
4.2.3計算抓緊機構(gòu)轉(zhuǎn)位角度 29
4.2.4計算轉(zhuǎn)位缸行程并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 30
4.2.4計算切頭缸工作行程并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 30
4.2.6分析壓緊缸工作行程并選定壓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程 31
4.2.7選定抓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程 31
4.2.8選定切頭機構(gòu)移動缸標(biāo)準(zhǔn)行程 31
4.2.9計算切頭機構(gòu)擺動缸并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 32
4.2.10選定抽芯缸標(biāo)準(zhǔn)行程 32
4.2.11選定定位缸標(biāo)準(zhǔn)行程 33
設(shè)計總結(jié)………………………………34
參考文獻………………………………35
第1章 緒 論
1.1 彎管機在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比：
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá)，無論是哪一種機器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導(dǎo)管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機、汽車及其發(fā)動機，健身器材，家具等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復(fù)雜，給導(dǎo)管的加工帶來了不少的困難。對于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機械上的壓力油管，機床廠的液壓管道發(fā)動機的油管健身器材的彎管等等，這些場合可能不需要功能全的彎管機，且加工的管件的難度不高，簡易手動型的彎管機很可能適應(yīng)。這系列彎管機采用手動夾緊，機械彎曲，機器結(jié)構(gòu)簡單，控制元件極少，因此價格上比較容易被用戶接受。
市面上現(xiàn)有的自動彎管機大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的(如圖1-1,1-2)，也有機械傳動的，但它們的占地面積較大(長度在2.5~4m之間)，價格昂貴(2~5萬元人民幣或更多)，然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價格便宜使用方便的自動
本設(shè)計便是朝這方面的用途方面設(shè)計的自動彎管機，設(shè)計出一種價格便宜,占地面積少,使用方便的自動彎管機（長0.9M，寬0.8M，高1.1M，價格9000元人民幣左右），并著手對彎管機的性能更進一步的強化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動電機以提高彎曲機的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。
設(shè)計總結(jié)
近兩個月的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了，通過這些天的設(shè)計學(xué)習(xí)，自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計過程中的認(rèn)識和體會。
首先，我學(xué)會了查閱資料和獨立思考。我的課題是自動彎管機裝置及其電器設(shè)計。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里面是一片迷茫，不知從何入手，甚至連彎管機是什么樣的都不知道，幸好在黃老師的指導(dǎo)下及時理清了頭緒，避免了走很多的彎路。認(rèn)真翻閱相關(guān)資料如《機械設(shè)計手冊》，自動彎管機的設(shè)計與鋼筋彎曲機的改進論文與書籍等，我開始了自己的設(shè)計思想，確定了自己的設(shè)計方案。我的課題除了彎管機的結(jié)構(gòu)的設(shè)計之外，還有其控制電路設(shè)計。
由于，彎管機的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且零件較多但由于論文上已有一定的結(jié)構(gòu)模型，故我憑著模型以及黃老師對我的講解，我慢慢的認(rèn)清了彎管機的全部結(jié)構(gòu)，故我對我自己的一些想法與應(yīng)用思想都設(shè)計到彎管機中去，把原有的模型做適當(dāng)?shù)母倪M。使結(jié)構(gòu)更合乎生產(chǎn)安裝以及多樣化使用的要求。每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、完善的過程。在設(shè)計過程中運用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。
其次，認(rèn)識到實踐的重要性。這次設(shè)計我做了很多重復(fù)工作、無用功，但是這些重復(fù)工作和無用功積累了設(shè)計經(jīng)驗。同時也認(rèn)識到設(shè)計不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進行實際操作。另外，也應(yīng)從多個角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因為即使想的很完美，但到實際的設(shè)計時會遇到很多想不到的實際問題。
在設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是彎管機的、以及各種標(biāo)準(zhǔn)件如蝸輪減速器，接觸器等沒有親眼見過不知道其具體大小與工作情況，只能憑著手冊的說明而想像，彎管力矩的計算方法也沒有一條統(tǒng)一的式的，只能憑著經(jīng)驗式子來進行計算，其次由于條件不足缺乏實驗性，等等多種原因使我的設(shè)計是沒有完全的根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，而做出來的，難免有些缺點和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠提出寶貴修改意見。
最后，衷心感謝黃開有老師對我的悉心指導(dǎo)，使我在大學(xué)里最后一段時間里學(xué)習(xí)到了很多有用的東西。
參考文獻
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立式液壓驅(qū)動數(shù)控滾彎機機械系統(tǒng)設(shè)計 目 錄 目錄 ……………………………………………………………………………………………… 1 第一章 緒論 …………………………………………………………………………………… 2 彎管機在工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比 …………………………………………… 2 彎管機的基本原理與選擇 …………………………………………………………………… 3 第二章 彎管機的設(shè)計 …………………………………………………………………… 4 工件的工藝分析 ………………………………… …………………………………………… 5 計算彎曲力矩 ………………………………………………………………………………… 5 電機的選取 …………………………………………………………………………………… 6 傳動比的計算與各傳動裝置的運動參數(shù) …………………………………………………… 8 皮帶與皮帶輪的計算與選取 ………………………………………………………………… 9 蝸輪蝸桿減速箱的計算與選取 ……………………………………………………………… 9 聯(lián)軸器的計算與選取 ……… ………………………………………………………………… 10 軸承的選取 …………………………………………………………………………………… 10 軸的初步計算與設(shè)計及校核 ………………………………………………………………… 14 輪的計算與設(shè)計 …………………………………………………………………………… 17 小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………… 18 套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………………………… 19 板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 ……………………………………………………………………… 20 身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 ……………………………………………………………………… 21 管機的主要參數(shù) …………………………………………………………………………… 22 第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………… 23 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………………… 23 第四章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ……………………………………………………… 24 力設(shè)計計算 .............................................................................................. 24 緊缸載荷分析并選定壓緊缸缸徑 .............................................. 24 ........................................... 25 ............................................... 26 ............................................... 28 ............................................... 28 析移位缸載荷并選定移動缸缸徑 .............................................. 29 動設(shè)計計算 .............................................................................................. 29 定切頭刀具工作角度 ： .............................................................. 30 定齒輪齒條模數(shù)及齒輪齒數(shù) ...................................................... 30 ................................................................... 30 ................................................... 31 ........................................... 31 ............................... 32 ....................................................................... 32 ....................................................... 32 ........................................... 32 ..................................................................... 33 ..................................................................... 33 設(shè)計總結(jié) …………………………………………………………………………… 34 參考文獻 ……………………………………………………………………………… 35 第 1章 緒 論 管機在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比： 現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá)， 無論是哪一種機器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導(dǎo)管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機、汽車及其發(fā)動機，健身器材，家具等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復(fù)雜 ，給導(dǎo)管的加工帶來了不少的困難。 對于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機械上的壓力油管，機床廠的液壓管道 發(fā)動機的油管健身器材的彎管等 等，這些場合可能不需要功能全的彎管機，且加工的管件的難度不高，簡易手動型的彎管機很可能適應(yīng)。這系列彎管機采用手動夾緊， 機械彎 曲，機器結(jié)構(gòu)簡單，控制元件 極少 ，因此價格上比較容易被用戶接受。 市面上現(xiàn)有的自動彎管機大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的 (如圖 1也有機械傳動的，但它們的占地面積較大 (長度在 m 之間 )，價格昂貴 (2~5 萬元人民幣或更多 )，然 而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價格便宜使用方便的自動 本設(shè)計便是朝這方面的用途方面設(shè)計的自動彎管機，設(shè)計出一種價格便宜 ,占地面積少 ,使用方便的自動彎管機（長 格 9000元人民幣左右），并著手對彎管機的性能更進一步的強化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動電機以提高彎曲機的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。 液壓彎管機 1 數(shù)控彎管機 1管機的基本原理與選擇 彎管機的彎曲原理 ,在普通情況下有以下二種情況，即滾彎式與纏繞式。如下圖11別是彎管原理圖。 彎管模滾彎式纏繞式彎管模夾緊塊導(dǎo) 板圖 1 圖 1者各有優(yōu)缺點 ： 纏繞式主要用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而滾彎式主要用于圓管彎曲也可 用于方管彎曲但沒有纏繞式好，但結(jié)構(gòu)簡單。故本彎管機采用滾彎式。 彎管的步驟大致是： 段直線段長度，并夾緊管子。 出管子，使模具復(fù)位。按管形標(biāo)準(zhǔn)樣件在檢驗夾具上檢查管形，并校正。 步，直至彎完管子為止。 第二章 彎管機設(shè)計 件工藝分析 此工作件采用的直徑為 30為 2料為 10號鋼，其最小彎曲半徑為 60彎曲件的彎曲半徑為 100其符合加工工藝性。彎管件要求不能有裂紋，不能有 過大的外凸 ,不能有皺紋。其工件如圖 2 圖 2 圖 算彎曲力矩 由彎管力矩公式 由于彎管時彎曲半徑越小所用的力矩越大，故以鋼管在最小半徑彎曲時的力矩來做為管的彎曲彎力矩。其式如下 238433t ? ????(2 其中 s?為彈性應(yīng)力 b?為屈服應(yīng)力 ? 為中性層的彎曲半徑 238 * 3 3 3 * 2 * 2 6 4 * * 2 0 8 * 2 * 2 63 * 9 53M???=2420 N· m 電機選取 由 經(jīng)驗選取彎管機的彎管速度為 8r/有 P=M*? = 8 * 22346 *60?? 2 (2由工作功率為 2所以電機功率 P=41 2 3 4 5P?? ? ? ?工 (21?、2?、3?、4?、5?分別為帶傳動、蝸輪傳動、聯(lián)軸器、齒輪、軸承的傳動效率。取1?=?=?=?=?=P=420 . 9 6 * 0 . 9 * 0 . 9 9 * 0 . 9 7 * 0 . 9 8=W 由于彎管機需要彎多種型式的鋼型，固選用較大功率的電機以使彎管機能夠適用更大的彎曲范圍，又由于彎曲機需要固有制動功能故選用配有制動功能的電機，且電機正反的頻率過大，所以電機轉(zhuǎn)速不宜過大，現(xiàn)取電機的轉(zhuǎn)速為 960r/宜。故選用電機的型號為 基本性能如表 [1] 型號 功率 滿載時 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)達(dá)矩 靜制動轉(zhuǎn)達(dá)矩不小于 空載制動時間不大于 噪聲 轉(zhuǎn)速 電流 效率 功率因數(shù) 60r/7% 9． 4N· m 0． 4/s 71/機的主要安裝尺寸如下 1 4089φ3847 58028 021 6315132 表 [1]機的安裝尺寸 單位（ 型號 A B C D E F G H I L 80 140 89 38 80 315 216 132 210 515 動比的計算與各傳動裝置的運動與參數(shù) 由電機轉(zhuǎn)速 60r/而彎管機的速度初擬為 8r/以 總傳動比 =5=120 由皮帶輪的傳動比為 1~4 所以取皮帶輪的傳動比1i=于單付齒輪的傳動比為 1~8 。便擬定取齒輪傳動比3i=3,則蝸輪蝸桿的傳動比2i=16,蝸輪的傳動比不大這有利于提高蝸輪的壽命。 為進行傳動件的設(shè)計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。 如將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為 1軸、 2軸……以及 1i,2i, … 為相鄰兩軸間的傳動比； 01?，12?… 為相鄰兩軸間的傳動效率； 為各軸的輸入功率（ 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（ N· m）； 為各軸的轉(zhuǎn)速（ r/ （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 電機軸轉(zhuǎn)速 60 r/輪小軸端 84 r/ （ 2 蝸輪大軸端 138416 =24 r/齒輪轉(zhuǎn)速 4 r/齒輪轉(zhuǎn)速 243=8 r/作臺轉(zhuǎn)速 r/ 2） 各軸的輸入功率 電機輸出功率 輪小軸輸入功率 1?=3*1?=3* （ 2 蝸輪大軸輸入功率 ?=輪小軸輸入功率 3?= ?=輪大軸輸入功率 24?=作臺輸入功率 5?= 24?*5?= 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機輸出轉(zhuǎn)矩 0T=9550*09500* 3960 = N· m （ 2 蝸輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 1T=0T*1i*1?=N· m 蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 2T=1T*2i*2?=6*N· m 齒輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 3T=2T*3?=N· m 齒輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 4T=3T* 24?*3i=*N· m 工作臺輸入轉(zhuǎn)矩 5T=4T* 24?*5?=N· m 帶輪與皮帶的計算與選擇 由 電機轉(zhuǎn)速與功率，確定了采用普通 A 型皮帶作為傳動帶。 由 A 型帶的小帶輪最小直徑為 70定小帶輪直徑為1d=100帶速度驗算 1060 *1000 ? = 3 * 1 0 0 * 9 6 06 0 * 1 0 0 0 = （ 2 所以 5 0120 帶的根數(shù) z=? ?0 K K???帶帶(2其中取 ?帶 =? =K=得 z=? ?30 . 9 7 0 . 1 1 * 0 . 9 6 * 0 . 9 9?= z=3 輪蝸桿減速箱的計算與選擇 因為蝸輪蝸桿的安裝為蝸桿在蝸輪的側(cè)面所以選用 的蝸輪蝸桿減速器，又因為 蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 2T=· m 蝸輪小軸輸入功率 動比 i =16 所以選用蝸輪蝸桿的型號為 [1] 7935 其基本性能如表 2 [1]2輪減速器的主要友參數(shù) 型號 公稱傳動比 轉(zhuǎn)速 中心距 額定輸入功率 額定輸出轉(zhuǎn)矩 6 750r/25400 N· m 軸器的計算與選擇 由于此聯(lián)軸器承受的力矩相對較大，且顧及性價比軸孔徑的配合關(guān)系 且彈性柱銷齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，不需用專用的加工設(shè)備，工作是不需潤滑，維修方便，更換易損件容易迅速，費用低，因此選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。 由于 3T= N· m 且蝸輪蝸桿的蝸輪軸徑為 55故選用 其型號為 1255 84J D X 1985 其主要尺寸及參數(shù)如表 2表 [1]2軸器的主要參數(shù) 未標(biāo)單位（ 型號 許用轉(zhuǎn)矩 N· m 許用轉(zhuǎn)速 r/孔直徑 軸孔長度 外徑 凸圓厚度 轉(zhuǎn)動慣量(重量(600 4000 40,45,50,55 112 84 158 89 承的選擇 由于彎管機需要一個平穩(wěn)的平臺且軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故不能選用深溝滾子軸承。且軸承受力不大，轉(zhuǎn)速也較低，故可選用圓錐滾子軸承，且可選取外徑較小的以使空間更緊湊和降低成本。選用 32912和 32918二種圓錐軸承。 其主要參數(shù)及基本尺 寸如表 2 表 [1]2 未注單位（ 型號 小徑 外徑 厚度 內(nèi)圈厚度 外圈厚度 額定載荷 極限轉(zhuǎn)速 重量 32912 60 85 17 16 14 000r/2918 90 125 23 22 19 200r/的初步計算與設(shè)計及校核 初步計算軸徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3* 2P 為軸所傳遞的功率， KW n 為軸的轉(zhuǎn)速， r/ 由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)，其值可取 A=103~126 現(xiàn)在取 A=115 則 34 2 . 5 61 1 5 * 24d ?= 4d=55 35 2 . 4 11 1 5 * 8d ?= 5d=85 了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，故在軸與聯(lián)軸器相接間需制出一個軸肩，由于半聯(lián)軸器的連接長度為 L=84要短些故取 2軸徑與半聯(lián)軸器直徑一樣取 5肩后卻是齒輪段，于是軸承的關(guān)系故取 0軸承端蓋的總厚度為 42箱體及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆 及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離0于軸承是由軸承座支撐住的，故取軸承座的高厚為 25齒輪與軸承座之間的距離為 15于齒輪的寬度為 175輪左端需制出一個軸肩，由齒輪與軸承座之間的距離為 15此軸肩的長度為 23因為軸承的厚度為 1718直徑為 60 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。查得鍵的 截面為 b*h=18*11 鍵槽用鍵槽刀加工，長為 160時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為1600聯(lián)軸器的配合為 H7/動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 軸端倒角為 2*450。 軸上載荷的計算與軸的校核 3 1 0 2 0 T N m?352d? = 32 * 1 0 2 0 * 1 0420 =4861 N (200t a n t a n 2 04 8 6 1 *c o s c o s 9 . 7??=1794 N (20* t a n 4 8 6 1 * t a n 9 . 7??= (2由軸的結(jié)構(gòu)尺寸及安裝條件可知，作為得支梁的軸的支承跨距 a=221 軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩各扭矩圖中可以看出截面 將計算出的截面 M、 M 的值如表 2 2荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12 294 N 彎矩 M 68570 N/11129 N/7734N/彎矩 1M=290653 N/2M=282536 N/矩 T 3T=1 020 960N/的彎矩圖 : 圖 2行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。則由 ? ? 2213 ?? = ? ? 2232 9 0 6 5 3 0 . 6 * 1 0 2 0 9 6 00 . 1 * 6 0? = (2前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，可得 ? ?1??=60此? ?1??，故安全 故小軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 2圖 2于大軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 大部分與小軸類同。故在此，類同的省略，且經(jīng)驗算此軸也為安全軸。 由于軸不是與半聯(lián)軸器相連，而是與工作臺即彎曲模。由于轉(zhuǎn)矩較大且要求工作臺要較為平穩(wěn)及誤差小，由此軸與彎曲模的連接采用矩形花鍵連接。 由靜聯(lián)接有 ? ?32 * 1 0pz h ???(2 對矩形花鍵進行驗算。 載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般取 ? =取 ? =鍵的齒數(shù) z =8 花鍵齒側(cè)面工作高度 h =28 622h ??=3 (2齒的工作長度 l =80鍵平均直徑 Dd?68 622?=60 (2故有p? ?32 * 2 6 5 7 * 1 00 . 7 5 * 8 * 3 * 8 0 * 6 5= ?p? =100~140 (2故此矩形花鍵安全 另外，為了緊固彎曲模在軸上，從而在軸端鉆了螺紋孔，其規(guī)格為 0的主要尺寸及其結(jié)構(gòu)如下圖 2圖 2輪的計算與設(shè)計 由于齒輪傳動只有一對，為利于機器的平穩(wěn)，壽命及制造方便，故選用直齒齒輪傳動。此機器為一般工作機器，速度不高故選用 7級精度采用鍛造制造。材料選擇小齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240者材料硬度差為 40齒面接角強度設(shè)計 213112 . 3 2 *t ???? ????(2式中 取載荷系數(shù) 小齒輪傳遞的傳矩 1T=· m 取齒寬系數(shù) d?==1 查得材料的彈性影響系數(shù) ?=550 小齒輪的接觸疲勞強度極限1?=600取值代入公式 則得 113.9 于小齒輪直徑為 55為了達(dá)到12*1 140以齒輪中心矩 ? ?1 12= ? ?140132 ?=280 (2初步定 a =280 一般1z=17~ 30， ? =08 ~ 015 初選 1z=23， ? = 010 ，則2z=9 則 m= 122 = 02 * 2 8 0 c o s 1 02 3 6 9?= (2取 m=6 則 12 2 = 02 * 2 8 0 c o s 1 (2取 1292 則按2z= 1z=23 , 2z=69 則 ? = ? ?121c o z = (2則小齒輪 1 齒輪 2齒厚 1=40=168 大齒輪厚 2b=170小齒輪厚取 1b=175算齒輪 ,由 12 2 *103=14571 N (2200N/ 合適 (2大、小齒輪的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 22 2齒輪 圖 2齒輪 小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮到綜合性能故都采用 45號鋼，由于軸主要是由鋼板支撐，但由于鋼板不能選用太厚，而軸承的厚度又是過厚故采用加入軸承座用螺釘緊固于鋼板從而來支持軸承，從而支持軸，這樣較于用軸承套焊接于鋼板上或是用超厚鋼板來支持軸與軸承大大的降低了成本，同時也便于安裝和維修。由于受力不大所以采用四根 經(jīng)足夠支撐。 它的的結(jié)構(gòu)及尺寸圖 222222 圖 2軸前端蓋 圖 2圖 2 圖 2軸承座 圖 2小軸后端蓋 圖 2小軸前端蓋 套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于軸套的厚度 s 在 間 小軸軸徑為 60 故取小軸的軸套厚度為 6軸軸徑為 90 故取大軸的軸套厚度為 8軸套的材料為 45 鋼，為能與軸與軸承之間的更好，更耐久的配合，故把軸套 進行調(diào) 質(zhì)處理，軸套的結(jié)構(gòu)其尺寸如圖 22 2軸軸套 圖 2 小軸軸套 板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 由于在蓋板上需裝好多零件，如行程開關(guān)，擋料架，大小齒輪軸的端蓋以及用于安裝定位的孔。故蓋板采用厚度為 205鋼。此蓋板的長與度主要是由電機與蝸輪蝸桿所占的空間位置所取定 的，由于 電機與蝸輪蝸桿的中心距 a=大飛輪的分度圓直徑為 50機的安裝地腳寬為 80壁至電機腳的空間長度 0壁到大飛輪的空間長度 10厚取 0因蓋板要比壁凸出以便于與壁配合 0蓋板長度 L=2* 2*+ ++ a= L=1025板的寬厚主要跟大齒輪的位置及電機各自的相互空間位置有關(guān) 取齒輪端到壁的距離 00輪另一端到壁的距離 60 同大齒輪的 20 B=2+00+160+420=680得蓋板尺寸車 B*L*h=680*1025*20(結(jié)合其它結(jié)構(gòu)需要，故其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2圖 2身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 由于機身支撐了整套機器的零件，故機身采用厚鋼板及鋼管焊接而成，由于機器重且機器性能要求平穩(wěn)，故用地腳螺釘來緊固機器以減少機器的振動， 腳板采用 45鋼厚 10寸為 B*L*h=80*120*10（ 四個腳來支撐機器。 支撐鋼管采用 20 號方管鋼。型號為 60*60*4 地腳高度取 0用 45號厚為 20作為底板支撐電機與蝸輪蝸桿減速箱?？紤]中板與與底板是距離過及支撐齒輪的問題，故在兩側(cè)多加二個鋼板以增加機身的強度。側(cè)板的尺寸 B*L*h= 487*540*20(且在二側(cè)有碟結(jié)配合后用薄鐵板把前后面給圍住。 蓋板與中板之間是齒輪的箱體機構(gòu)，四邊都采用 45號鋼，厚度為 20讓機身與蓋板容易裝拆，以便齒輪箱內(nèi)各零件容易裝拆與維修，故采用蓋板與機身用螺釘連接。采用四個螺釘連接。在方管上焊接一塊 45號鋼厚為 20寸 B*L*h=80*80*20(機身 的基本尺寸及其結(jié)構(gòu)如圖 2 2管機的主要參數(shù) 主要為機械設(shè)計部分，液壓件的選型，而數(shù)控部分從簡， 2D 最好為 件， 3D 為 動為液壓泵，馬達(dá)實際流量 1個輥的輸出件為3 個獨立的液壓馬達(dá) ，液壓泵大致功率為 11大轉(zhuǎn)矩 3000輪調(diào)節(jié) 360軸直徑 105三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擋料架在彎管機上的作用主 要是用來擋彎曲鋼管時的反力，同時也具有定位的作用。 有如同夾具一般。 由于本彎管機是采用滾彎式的彎管原理，故鋼管與擋料輪的接觸面較不大，故擋料輪的硬度不能比鋼管的硬，故采用黃銅作為擋料輪的材料。 擋料輪的結(jié)構(gòu)主要由擋料輪、擋料軸、擋料輪架、軸承、鍵、軸蓋、擋料座、螺紋桿、手輪等一些組成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計上，由于彎管時不同型號的彎曲半徑相差可能會很大，但由于 單純在擋料輪架的調(diào)整來調(diào)整彎曲半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，故采用擋料架具有不同的定位安裝位置，以增加擋料架與彎曲模的調(diào)整范圍。設(shè)計了在擋料架上的調(diào)范圍為 50在位置調(diào)整 的范圍可達(dá) 100總調(diào)整范圍有 150 鎖緊螺紋采用自鎖螺紋，用手輪鎖緊。滾輪主要由軸支持再結(jié)合二個滾子軸承而裝于擋料輪架上，這樣滾輪滾動時的滾動摩擦小有利于提高彎管的合格率。 采用普通黃銅 料作為其直徑 D=100度 H=60料軸采用 45 號鋼軸徑 0料輪架采用 45 號鋼尺寸為 B*L*h=80*84*100(軸承采用深溝滾子軸承 B*D*d=7*32*20 鍵采用 45號鋼其尺寸為 B*L*h=4*6*40（ 擋料座采用 45 號鋼其尺寸為 B*L*h=100*190*95(螺紋桿采用 45 號鋼其尺寸為 d*L=16*145(手輪的尺寸為 d*D=12*100(軸蓋采用 45號鋼其尺寸為 D*H=56*20（ 擋料架的主要尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 3 3四章 液壓系統(tǒng)設(shè) 計 力設(shè)計計算 先根據(jù)工作條件確定各個油缸的載荷，再選定各油缸的缸徑。 緊缸載荷分析并選定壓緊缸缸徑 板簧在切頭加工時，壓緊缸壓緊工件，且定位銷將工件定位，工件受力分析如圖 4 圖 4受力分析圖知：在切頭時，工件受力較復(fù)雜，不但受集中載荷切削力 F，壓緊 N，支持力緊塊對工件滑動摩擦力 定位銷對工件反作用 用外，還受芯軸對工件的部分分布載荷 q 作用。因此，以目前的我的理論知識還無法對其進行定量的計算以求出壓緊力 此只好以同型設(shè)備類比取壓緊缸的缸徑。 壓緊缸缸徑取： D=32計算切頭缸載荷并選定切頭缸缸徑。 （ 1）鋼板彈簧工件在 900〇 C 高溫下進行切頭加工，因而切頭缸產(chǎn)生的推力（即切削力）應(yīng)大于工件在 900〇 C 下的剪切極限力。 查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 得： 40#碳素鋼在 900〇 ??=70 900〇 C 時的抗剪強度 ?? 又查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 表 1 得： 40#碳素鋼在常溫下的抗剪強度 ??= 44—480常溫下的抗剪強度 ??=72比來求 60簧鋼板在 900〇 C 時的抗剪強度 ?900C，折換系數(shù) k=44/72= ?900?C=7/k=7/根據(jù)設(shè)計參數(shù)知：加工的鋼板彈簧工件最大截面積 400此計算出切斷工件所需的最大剪切力 F’’900?C=1440×此，切頭缸需要的最大推力，但考慮到液壓缸的自重故可取小些 ’40000N （ 2）選定切頭缸缸徑 考慮到油缸工作壓力太高時，油缸的價格增高，同時在使用中有漏油等弊病不易解決。因此定油缸工作壓力為中高壓（大于 8后各油缸定工作壓力同此原則。 因切頭缸推力較大，定其工作壓力為 P=16公式 D= ?4 后各缸的計算同此公式）。 以上公式摘自《機械設(shè)計手冊》第四卷 初定油缸時取 ?t=?m?v?d=×1=公式求出切頭缸缸徑 D，則 D= ?4 4×140000/6） 1/2=《機械設(shè)計手冊》第四卷 7切頭缸缸徑 D=110于切頭架、液壓缸等自重故不用放大 10%，并且工程上允許偏差 3%是合格的） 工件在抓緊力 用下，繞芯軸中心線同芯軸一道轉(zhuǎn)動，鋼板發(fā)生塑性變形產(chǎn)生彎曲，此時壓緊塊雖然對工件無壓緊力作用，但工件必然因翅曲對壓緊塊產(chǎn)生一作用力，相應(yīng)地壓緊塊對工件產(chǎn)生一反作用力 件越難彎曲 ， 越大。工件受力如圖 4 圖 4在我們可以反過來分析：假設(shè)抓緊力 對能夠抓緊工件，抓緊機構(gòu)固定不動，工件此時相當(dāng)于懸臂梁，在力 樣能產(chǎn)生塑性變形，發(fā)生彎曲。因而可以理解為 生的彎矩 M=小應(yīng)該大于板簧工件在 900℃ 時屈服極限力，才能使工件產(chǎn)生塑性變形而彎曲。即 Ay?定工件受力如圖 4 圖 4《材料力學(xué)》下冊 18式： Ay??s/s/6 加工板簧工件最大截面積如圖 4設(shè)計參數(shù)知： 00 4???????????????????圖 4因此 s/6=100×142??s /6=3740??s （ 1）確定 900℃高溫下板簧 60s 由前計算知 ， 60簧在 900℃ 時的抗剪應(yīng)力 ?=而其許用抗剪應(yīng)力[?]=[取安全系數(shù) [ 900℃ 高溫下材料 ?s/?b 較小） [自《機械零件》 2 [?]q=?×[又查《機械零件》 2： [?]q=（ [?] [?]b=（ 1～ [?] 求出許用應(yīng)力 [?]=[?]q/出許用應(yīng)力強度 [?]b=[?]= ?b=[?]b× [取安全系數(shù) [ ?b=[?]b× [查《機械零件》 2 ?s/?b= ?s=?b× 出最小的彎矩 3740?s=3740× 0324因 2L，其中 L=140總圖結(jié)構(gòu)定出） ∴ ≧ 80324/140=474工件抓緊轉(zhuǎn)位彎耳過程進行分析，如圖 4 4圖可見，工件受抓緊力 2作用，同時還受 1 及 用。另 2 作用在工件上，因此抓緊機構(gòu)要帶動工件轉(zhuǎn)位彎耳，必須滿足條件： 3 其中 1當(dāng)于鋼和熱鋼的滑動摩擦。（查《機械設(shè)計手冊》第一卷，參考類比取摩擦系數(shù) 2樣相當(dāng)于鋼和熱鋼的滑動摩擦，取 1當(dāng)于熱鋼在軌道上摩擦。（查《機械設(shè)計手冊》第一卷，取 故 1： 148（ =11240（ N） (2)計算選定抓緊缸缸徑 由計算出的抓緊缸載荷 1240N 由公式計算出缸徑的步驟方法同前 D= ?4 中 ?t=P 取 16 D=(4× 11240/16× ﹪ ，查《機械設(shè)計手冊》第四卷 17抓緊缸缸徑 D=32分析擺動缸載荷并選定擺動缸缸徑 擺動缸載荷只取決于切頭機構(gòu)自重，而切頭機構(gòu)自重估算不大于 400 ㎏，因此，查《機械設(shè)計手冊》第四卷 17擺動缸缸徑 D=32計算轉(zhuǎn)動缸載荷并選定轉(zhuǎn)動缸缸徑 板簧在彎耳時，轉(zhuǎn)動機構(gòu)受力見圖 4— 6 由受力分析可見，工件在彎耳時齒條的推動油缸的推力 F 對轉(zhuǎn)動中心的力矩必須大于等于軸承摩擦力對轉(zhuǎn)動中心的力矩之和，才能使抓緊機構(gòu)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)彎耳動作，而軸承摩擦 力矩很小，在此可忽略不計。即 F· a≧ (由前計算知： 274× a=D/2=140/2=74（ D 為齒輪分度圓直徑，由后運動計算可知） 0+14=64（由設(shè)計參數(shù)得知） ∴ F≧ (a=64/74=前，由公式計算得出轉(zhuǎn)動缸缸徑 D= ?4 ????????取 ?t=P=16轉(zhuǎn)動缸的缸 徑 : D=（ 4× 16× 1/2=計算值增加 10﹪，查《機械設(shè)計手冊》第四卷 17轉(zhuǎn)動缸缸徑 D=32圖 4— 6 析移位缸載荷并選定移動缸缸徑 移位缸承受的載荷主要是因切頭機構(gòu)因自重在導(dǎo)柱導(dǎo)套處滑動軸承中產(chǎn)生的滑動摩擦載荷，而切頭機構(gòu)自重由估算知不大（不大于 400 ㎏），因而產(chǎn)生的摩擦載荷很小。對于移動缸選擇缸徑來說，載荷不是主要因素，考慮到移動缸的行程較長（由后運動計算知行程為 400 ㎜）因而缸徑如 取的太小，雖然能滿足載荷要求，但活塞桿太小，壓桿穩(wěn)定性較差，查《機械設(shè)計手冊》第四卷 17移位缸缸徑： D=40 分析定位缸載荷并選定定位缸缸徑 定位缸承受的載荷主要是定位銷的重量，而定位銷直徑很小，長度也短，因而重量也輕。在此對載荷不作考慮。考慮到使定位機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，因而，查《機械設(shè)計手冊》第四卷 17抓緊缸缸徑： D=20分析抽芯缸載荷并選定抽芯缸缸徑 工件在耳型彎曲成型后，抓緊塊松開，工件此時不受任何載荷。然后抽芯缸 動作，將芯軸抽出，以便取出工件。因此抽芯缸載荷極小，僅為芯軸及接頭的自重。但考慮到活塞桿長期在芯軸及接頭自重作用下彎曲變形，因此缸徑在選擇時不宜太小，以免活塞桿太細(xì)。 查《機械設(shè)計手冊》第四卷 17抽芯缸的缸徑為： D=32動設(shè)計計算 根據(jù)設(shè)備總體結(jié)構(gòu)及各機構(gòu)具體工作要求，確定各油缸工作行程及各機構(gòu)運動參數(shù)。 定切頭刀具工作角度 ： 如果切頭刀具相對工件垂直安裝，對于機構(gòu)總體受力效果是好的。但是由于抓緊機構(gòu)要占據(jù)一定空間位置，因而如刀具相對工件垂直工 作時，必然會產(chǎn)生切頭機構(gòu)與抓緊機構(gòu)的相互干涉，因此，在參考同型設(shè)備后，確定切頭刀具的工作角度為 ?=30°。 見圖 4 4 確定齒輪齒條模數(shù)及齒輪齒數(shù) 按類比，取轉(zhuǎn)位機構(gòu)： 齒輪齒條模數(shù) m=4，齒輪齒數(shù) z=30 齒輪分度圓直徑 D=× 30=140 計算抓緊機構(gòu)轉(zhuǎn)位角度 抓緊機構(gòu)轉(zhuǎn)位過程如圖 4 ? 圖 4工件的 彎耳直徑為最大 ?00時，其需要的轉(zhuǎn)位角度最大由圖知 ?60° —120° — ?中 ?4040)=9/40)= ∴ ?60° — 120° — ?60° — 120° — = 當(dāng)工件彎耳直徑為最小 ?4需要的轉(zhuǎn)位角度最小。由圖示知： ?60° — 120° ?中 ? ∴ ?60° = 算轉(zhuǎn)位缸行程并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 由前取的齒輪齒條模數(shù)及齒輪齒數(shù)和前計算出的最大轉(zhuǎn)位角度來計算齒條需要移動的長度（即為轉(zhuǎn)位缸的行程） 而齒條的移動長度應(yīng)等于齒輪分度圓轉(zhuǎn)動最大圓周長，則齒輪分度圓最大轉(zhuǎn)動圓周長 = （ ?× D× ?° =140× 60 =整取轉(zhuǎn)動缸最大移動行程 00《機械設(shè)計手冊》第四卷 7轉(zhuǎn)動缸標(biāo)準(zhǔn)行程： S=320 計算切頭缸工作行程并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 當(dāng)加工板簧彎耳直徑為最大 ?00料為最厚 ?4具需要移動的位移即為切頭缸的最大工作行程。其最大工作行程參考圖 4 估計取工件切頭工作開始前，刀尖距工件的距離為 40件切頭完畢后，刀尖距切頭完成點距離為 10 由圖知： 刀具最大工作行程： 0+10+AB/ 其中 : D+C = 圖 440+14+24 =90 ∴ 0+10+90/ =60+ 查《機械設(shè)計手冊》第四卷 7取切頭缸標(biāo)準(zhǔn)行程為 ： S=200 分析壓緊缸工作行程并選定壓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程 由設(shè)計參數(shù)知：板簧最大卷耳直徑 00大板料厚度為 ?4此加工工件最大輪廓直徑 D’ 30慮到取卸工件的方便，壓緊缸行程應(yīng)大于130《機械設(shè)計手冊》第四卷 17壓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程為： S=200 選定抓緊缸標(biāo)準(zhǔn)行程 鑒于設(shè)備總體結(jié)構(gòu)要求：抓緊機構(gòu)的高度應(yīng)盡量小，以縮小切頭機構(gòu)的讓位行程，并抓緊動作對行程并無特殊要求。 查 《機械設(shè)計手冊》第四卷 7抓緊缸的標(biāo)準(zhǔn)行程為： S=24 選定切頭機構(gòu)移動缸標(biāo)準(zhǔn)行程 因總體結(jié)構(gòu)要求工件在彎耳轉(zhuǎn)位時，抓緊機構(gòu)轉(zhuǎn)動的空間位置不會同切頭機構(gòu)發(fā)生干涉，因而移動缸的行程取決于抓緊機構(gòu)至運動中心的高度，從設(shè)計總圖上得抓緊機構(gòu)自轉(zhuǎn)動中心高度 H 為 480 查《機械設(shè)計手冊》第四卷 7切頭機構(gòu)移動缸標(biāo)準(zhǔn)行程： S=400 計算切頭機構(gòu)擺動缸并選定標(biāo)準(zhǔn)行程 根據(jù)加工要求：工件在切頭完畢后。 工件最大 彎耳直徑?00芯軸最大直徑 ?00標(biāo)準(zhǔn) 床夾具零件及部件》國標(biāo)得 芯軸直徑隨工件彎耳規(guī)格變化而變化，根據(jù)前面的設(shè)計參數(shù)知其變動范圍為 00/2=此 s’ 根據(jù)設(shè)計總圖得切頭機構(gòu)位置尺寸見圖 4 圖 4圖可見，擺動油缸的最大工作行程 Sma