目錄PAGEPAGEV三輥卷板機的結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要在基礎(chǔ)工業(yè)加工中，卷板機起著重要的作用。全鋼成型所表現(xiàn)的即為圓柱形，基本上均是利用該設(shè)備進行輥制的。在軍工、汽車等行業(yè)發(fā)揮出了重要作用。按照應(yīng)用要求的不同，則可得出與之相對應(yīng)的鋼柱，因此具有極強的實用性。本設(shè)計是關(guān)于對稱輥的設(shè)計，主要是對上輥、下輥和減速機進行設(shè)計計算。設(shè)計的第一部分和第二部分詳細闡述了中厚板彎曲機上、下輥和受力分析的結(jié)構(gòu)設(shè)計。中厚板軋機的結(jié)構(gòu)是為三輥對稱卷板機。在這種結(jié)構(gòu)中，上輥的下降運動提供壓力，兩個下輥旋轉(zhuǎn)為軋制板材提供扭矩。主傳動采用齒輪傳動，副傳動采用齒輪傳動。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、經(jīng)濟高效。電源選用YZyz160l-6系列電動機。該電機具有比y系列電機更好的性能，在低速、正反轉(zhuǎn)以及振動小的情況下比較適用。在后半部分，主要應(yīng)用了三級展開式圓柱齒輪結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。齒輪由40Cr制成，經(jīng)過淬火、回火以及表面淬火處理。對齒輪、軸、鍵以及軸承等零部件進行檢查，提高本次設(shè)計的可操作性。

關(guān)鍵詞:卷板機;電動機;減速器;鍵;齒輪目錄TOC\o"1-3"\h\u11265摘要 I18130第1章緒論 1145411.1概述 189361.2卷板機的原理 2303061.2.1卷板機的運動形式 242861.2.2彎曲成型的加工方式 2257911.3卷板機的發(fā)展趨勢 36963第2章方案的論證及確定 5198112.1方案的論證 5121242.1.1方案1雙輥卷板機 5297632.1.2方案2三輥卷板機 6101882.1.3方案3四輥卷板機 7323602.2方案的確定 7325392.3本章小結(jié) 79948第3章傳動設(shè)計 8193873.1傳動方案的分析 8316613.1.1齒輪傳動 8305513.1.2皮帶傳動 9277203.2傳動系統(tǒng)的確定 9302923.2.1主傳動系統(tǒng)的確定 9316193.2.1副傳動系統(tǒng)的確定 10102833.3本章小結(jié) 1015110第4章動力設(shè)計 1140154.1主電機的選擇和計算 1189504.1.1上下輥的參數(shù)選擇計算 11190794.1.2主電機的功率確定 11123104.2上輥的設(shè)計計算校核 21105854.2.1上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力圖 21173264.2.2剛度校核 2257624.2.3上輥強度校核 22100574.2.4疲勞強度安全強度校核 23125634.2.5上輥在卸料時的校核 24214894.3下輥設(shè)計計算及校核 24248554.3.1下輥結(jié)構(gòu)及受力圖 24299744.3.2下輥剛度校核 25288534.3.3下輥彎曲強度校核 26228404.3.4下輥疲勞強度校核 26181754.4本章小結(jié) 287015第5章減速器的設(shè)計計算 29189225.1傳動方案的分析和擬定 29277445.2減速器傳動裝置總的傳動比和各級傳動比的分配 29100935.2.1總的傳動比 29188585.2.2傳動比的分配 29309055.3傳動裝置各軸的參數(shù)計算 30149545.3.1各軸轉(zhuǎn)速 3061905.3.2各軸功率 30102495.3.3各軸轉(zhuǎn)矩 3020385.4齒輪傳動設(shè)計 31227555.4.1第一級傳動設(shè)計 31303155.4.2第二級傳動設(shè)計 3514335.4.3第三級傳動設(shè)計 3758075.5蝸輪、蝸桿的傳動設(shè)計 4014655.5.1材料選擇： 40140375.5.2參數(shù)的設(shè)計 4132715.6軸的設(shè)計校核計算： 4364775.6.1四個軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4384735.6.2軸的校核計算 447375.7軸承校核 48242655.7.1參數(shù)： 4850005.7.2求軸承受到的徑向力 48270305.7.3驗算軸承壽命 49249595.8鍵的校核 49181005.9減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和齒輪、軸承的潤滑： 49160525.9.1箱體參數(shù) 49298365.9.2減速器齒輪、軸承的潤滑 50290025.10本章小結(jié) 5013497參考文獻 53PAGEPAGE5第1章緒論1.1概述在國民經(jīng)濟發(fā)展中，機械加工行業(yè)起到了不容忽視的作用。旨在為各個行業(yè)提供零部件與機械設(shè)備。行業(yè)的發(fā)展水平與規(guī)模如何，將會體現(xiàn)出國家的科技發(fā)展與經(jīng)濟實力，因此具有重要的研究意義。針對卷板機而言，指的是將金屬板材卷制成各種形狀的通用設(shè)備，例如圓筒形以及圓弧形等。按照成圓三點原理的基本要求，結(jié)合工件的不同運動變化，對其進行連續(xù)塑性變形，方可得出預(yù)定的工件效果[5]。產(chǎn)品在許多行業(yè)均得到了廣泛應(yīng)用，其中可包括石油、鍋爐以及造船等方面。在基礎(chǔ)工業(yè)加工中，卷板機起著重要的作用。全鋼成型所表現(xiàn)的即為圓柱形，基本上均是利用該設(shè)備進行輥制的。在軍工、汽車等行業(yè)發(fā)揮出了重要作用。按照應(yīng)用要求的不同，則可得出與之相對應(yīng)的鋼柱，因此具有極強的實用性。國外在對其進行劃分時，所參考的是工作輥的基本形態(tài)。綜合國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，所采用的即為混合分類的方式，具體如下所述：1、三輥卷板機：主要包含以下幾種類型，即對稱式.不對稱式.傾斜下調(diào)式.水平下調(diào)式.弧形下調(diào)式以及垂直下調(diào)式等。2、四輥卷板機：則可劃分為兩種類型，包括側(cè)輥圓弧調(diào)整式與側(cè)輥傾斜調(diào)整式。3、特殊用途卷板機：主要包括以下幾類形式，即雙輥式，立式，船用式，多輥式，錐體式以及多用途卷板機等。機械傳動的卷板機已經(jīng)歷經(jīng)了長時間的發(fā)展，由于優(yōu)勢明顯，具有相對比較簡單的結(jié)構(gòu)，可靠性較高，所需成本低，在中小型卷板機上得到了廣泛應(yīng)用。在最近幾年以來，有些卷板機的動力源為液壓馬達，并對工作輥運動進行控制，但是機械傳動的機液混合傳動仍為主傳動[3]。其工作能力指的是當板材處于冷態(tài)的條件下，按照最大板材的寬度與厚度要求，最小滾筒直徑所具有的能力。在國內(nèi)外，冷卷均得到了廣泛應(yīng)用。由于具有較高的精度，所需成本低，便于操作，但是對板材質(zhì)量（如無缺口、裂紋等）與金相組織的一致性提出了非常高的要求[2]。1.2卷板機的原理1.2.1卷板機的運動形式針對卷板板機而言，主要可分為兩種運動形式，即主運動與輔助運動。前者指的是卷板機上下輥所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動與旋轉(zhuǎn)。后者指的是在卷板期間，上輥在進行升降與上下料、運動與倒架所產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)。通過對該機構(gòu)進行分析后發(fā)現(xiàn)，呈現(xiàn)為三輥對稱的狀態(tài)。在兩下輥的中心對稱處，上輥產(chǎn)生垂直升降運動，基于絲桿絲母蝸桿傳動為依托完成該項操作。利用減速機所產(chǎn)生的輸出齒輪，將其與下輥齒輪相嚙合,則可為卷制板材保證充足的扭矩。圖1.1三輥卷板機工作原理圖根據(jù)圖1.1可以得出：主運動表示的是上輥繞O1，下輥表示的分別為繞O2以及O3呈現(xiàn)為順時針或者逆時針的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。對于輔運動來說，表示的是上輥所產(chǎn)生的升降運動，在O1垂直平面狀態(tài)下，上輥產(chǎn)生的上翹與翻邊運動等。1.2.2彎曲成形的加工方式在制造中彎制的鋼結(jié)構(gòu)時，主要的加工方法有軋制（成圓），彎曲（煨彎），翻邊和模壓。彎曲成形過程通過熱加工或冷加工完成[1]。滾圓是指受到外力影響后，促使鋼板的外纖維伸長，內(nèi)纖維減小，中間纖維不發(fā)生變化。若是具有比較大的圓筒半徑，則可在室溫條件下完成卷制。若是具有比較小的半徑，且在具有較厚鋼板的條件下，則應(yīng)加熱并卷制鋼板。鋼板常溫卷方法主要包括以下幾種類型，即：機械滾圓，手工制作以及胎模壓制。在卷板機上，滾圓的操作原理具體詳見下圖1.2所示。a）對稱式三輥卷板機b）不對稱式三輥卷板機c）四輥卷板機

圖1.2滾圓機原理圖利用三輥彎（卷）板機進行彎板處理，在板兩側(cè)均要采取預(yù)彎操作，預(yù)彎長度在0.5L＋（30~50）mm（L表示的是下輥中心距）。常用以下兩種方式，具體詳見下圖1.3所示a）b）a）用壓力機模壓預(yù)彎b）用托板在滾圓機內(nèi)預(yù)彎圖1.3鋼板預(yù)彎示意圖1.3卷板機的發(fā)展趨勢根據(jù)預(yù)測結(jié)果顯示，截止到“十五”期末，國內(nèi)卷板機的市場需求量將會突破600萬臺，設(shè)備需求將突破1000億元[16]。隨著社會的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來越快，對于行業(yè)發(fā)展也提出了更多的要求，所具有的優(yōu)勢可總結(jié)為以下幾點：1、卷板機行業(yè)已投資1000多萬個項目。2對現(xiàn)有項目進行二期改造，在行業(yè)內(nèi)也將吸引更多的客戶群體。3.因為卷板機會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益，各地政府均選擇在該領(lǐng)域投資。其次，在國內(nèi)市場上，跨國企業(yè)已經(jīng)投放了許多最新車型，計劃擴大產(chǎn)能，提高投資力度，致力于占據(jù)更多的市場份額?，F(xiàn)階段，民營企業(yè)迅速崛起，為行業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻。對于機床模具行業(yè)來說，作為重要的買方市場，卷板機制造業(yè)70%的軋機設(shè)備采用進口設(shè)備，這也促進了其他行業(yè)的發(fā)展，包括焊接、檢測以及涂裝等。隨著行業(yè)技術(shù)革命的持續(xù)推進，也會導(dǎo)致設(shè)備市場產(chǎn)生重要變化。數(shù)控機床的可靠性、精度以及效率均比較高，通過引進數(shù)控機床，將會有利于行業(yè)的發(fā)展，對于提高企業(yè)的發(fā)展水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動機械工業(yè)的進步產(chǎn)生了積極影響。截止到2010年，該行業(yè)對于制造設(shè)備將會產(chǎn)生更高的需求量，同比提高大約12%。預(yù)期對數(shù)控機床、壓鑄設(shè)備、纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備和工作壓力較高的擠壓或沖壓設(shè)備的需求將分別增長26%、16%、15%和12%，液壓成形設(shè)備需求提高了8%，模具需求顯著提高了36%，加工中心需求則提高了6%，焊接系統(tǒng)設(shè)備需求量提高36%等[10]。在未來的發(fā)展中，卷板機的應(yīng)用將會更加廣泛。通過采用彎曲鋼板進行操作，能夠極大程度地節(jié)約資源，避免浪費更多的人力物力。由于社會的高速發(fā)展，對于這類機械設(shè)備的要求也越來越高，因此行業(yè)具有十分廣闊的發(fā)展前景。

第2章方案的論證及確定2.1方案的論證針對卷板機的工作能力而言，指的是可以卷制的板厚水平，當板材處于冷態(tài)的條件下，根據(jù)相應(yīng)的屈服極限卷制最大板材寬度與厚度度時所產(chǎn)生的最小卷桶直徑的能力，與冷卷能力相比，熱卷能力顯著更高一些。目前為止，冷卷能力也得到了顯著提升。在本次設(shè)計中，所制定的方案如下所述。2.1.1方案1雙輥卷板機通過對雙輥卷板機進行研究后可得出，其運行原理具體詳見下圖2.1所示：132132圖2.1雙輥卷板機工作原理圖。1.上輥2.工件3.下輥。上輥表示的即為剛性鋼輥，下輥表示的則是彈性輥，能夠采取垂直調(diào)節(jié)的方式。下輥轉(zhuǎn)動時，上輥和進料輥在壓力作用下，壓入下輥的彈性層，促使其發(fā)生變形。然而，因為彈性體體積并未發(fā)生變化，將會在不同側(cè)面轉(zhuǎn)移壓力，將轉(zhuǎn)移到各個側(cè)面，迫使板料和剛性輥保持緊密接觸，從而使其旋轉(zhuǎn)成桶形的狀態(tài)。其優(yōu)勢可總結(jié)為以下幾點：1。板材不需要進行預(yù)彎處理，生產(chǎn)效率高。2可對多種材料進行彎曲，而且結(jié)構(gòu)也相對比較簡單。不足之處則體現(xiàn)在：1。如果產(chǎn)品具有不同的曲率，必須要利用上桿進行適應(yīng)操作。2對于可彎曲金屬板來說，其厚度會受到許多因素的限制。2.1.2方案2三輥卷板機三輥卷板機的應(yīng)用比較廣泛，根據(jù)三輥滾彎的基本原理，可將板彎成圓形，弧形以及圓錐形等多種形狀。1.對稱三輥卷板機特點其結(jié)構(gòu)緊湊，便于操作，所需成本少，兩側(cè)滾筒較近，精確性較高，但卻具有比較大的剩余直邊。2.不對稱三輥卷板機特點剩余的邊比較小，具有簡單結(jié)構(gòu)，但是必須要翻轉(zhuǎn)彎曲坯料，不易于操作，具有較小的彎曲能力。尺寸大小與彎曲方式以及設(shè)備存在密切的相關(guān)性。具體詳見下圖2.2所示：不對稱彎曲時t2對稱彎曲時t1不對稱彎曲時t2對稱彎曲時t1圖2.2三輥卷板機工作原理圖針對對稱三輥卷板機而言，其剩余直邊表示的即為兩個下滾軸之間中心距離的二分之一。然而，為了防止金屬板在輥間滑動，與理論值相比，實際殘余直邊更大一些。不對稱三輥卷板機的剩余直邊不足兩個下滾中心的二分之一，具體詳見下圖2.2所示，可以對薄臂管卷制。2.1.3方案3四輥卷板機具體詳見下圖2.3所示圖2.3四輥卷板機是由四個輥構(gòu)成的。上輥表示的即為驅(qū)動輥，而下輥則可對鋼板進行上下移動夾緊。兩側(cè)輥可實現(xiàn)升降操作。利用該設(shè)備可以預(yù)彎板料。在上升下輥之后，能夠在上下輥之間壓入鋼板端部。經(jīng)過側(cè)輥的運動之后，能夠使其彎曲變形符合要求。具有板材對中方便、工藝通用性廣、歪斜、錯位缺陷矯正、同位置點焊等特點。滾軸相對比較多。其特點即為具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，體積與質(zhì)量比較大。兩輥之間具有比較遠的距離，無法得到準確的對稱線圈曲率，不易于操作，極易出現(xiàn)過載等問題。2.2方案的確定綜上所述，按照各類卷板機的不同特性，最后制定出了合理的設(shè)計方案，即16×2000對稱上調(diào)式三輥卷板機。對于雙輥卷板機來說，具有簡單的結(jié)構(gòu)，不需要進行預(yù)彎處理，但是彎曲厚度有限，僅可以實現(xiàn)小批量制造。四輥卷板機需要投入過多的成本，而且也具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。針對三輥卷板機而言，即使無法實現(xiàn)預(yù)彎處理，單可以采用人工以及其他方式進行預(yù)彎操作。2.3本章小結(jié)經(jīng)過多次對比，最后采用了三輥卷板機。主傳動采用齒輪傳動，副傳動采用蝸輪蝸桿傳動，電機帶動齒輪，齒輪帶動下輥工作，上輥通過蝸輪蝸桿帶動做上下升降運動。

第3章傳動設(shè)計對稱上調(diào)式三輥卷板機的基本結(jié)構(gòu)，具體詳見下圖3.1所示：圖3.1對稱上調(diào)式三輥卷板機它由以下幾個部分組成，包括驅(qū)動機、減速器、聯(lián)軸器以及兩個驅(qū)動輪的開式齒輪副驅(qū)動。上輥運行過程中，由鋼板之間所產(chǎn)生的摩擦產(chǎn)生驅(qū)動的效果。與此同時，也是不可缺少的從動軸，在運行過程中可以起到調(diào)節(jié)擠壓的效果?；趥鲃酉到y(tǒng)為依托，實現(xiàn)獨立控制的目的，一般是由以下幾個構(gòu)件組成的，即：手輪，蝸輪副和螺母組成。工作時，蝸輪副轉(zhuǎn)動蝸輪的內(nèi)螺母，使螺桿和螺桿上下移動[4]。兩個滾柱在旋轉(zhuǎn)過程中，有兩個旋轉(zhuǎn)方向，即正向與反向。受到上輥壓力的作用，下輥將會呈現(xiàn)為反復(fù)滾動的操作，促使板料曲率符合一定的標準，產(chǎn)生相應(yīng)的形狀。3.1傳動方案的分析通過對卷板機傳動系統(tǒng)進行分析后發(fā)現(xiàn)，主要有以下幾種運行方式，即：3.1.1齒輪傳動電動機在傳輸扭距時，利用聯(lián)軸器傳送至減速器中，利用連軸器傳輸至開式副齒輪，實現(xiàn)兩軸傳動的操作。具體流程詳見下圖3.2所示。圖3.2齒輪式傳動系統(tǒng)圖其優(yōu)勢可體現(xiàn)為：工作可靠性比較強，具有較長的應(yīng)用壽命，可以實現(xiàn)精準傳動，結(jié)構(gòu)相對比較緊湊，具有較高的效率等功。3.1.2皮帶傳動電動機在傳送轉(zhuǎn)距時，利用皮帶傳送至減速器，最后傳輸?shù)街鲃虞S。具體過程詳見下圖3.3所示：圖3.3皮帶式傳動系統(tǒng)圖其優(yōu)勢可體現(xiàn)為：具有較小的噪音，穩(wěn)定性強，能夠產(chǎn)生過載保護的效果，可應(yīng)用于主動輥的卷板機。3.2傳動系統(tǒng)的確定綜上所述則可得出，在本次開發(fā)設(shè)計中，則是以三輥卷板機為主的，其所安裝的主動輥共有兩個，轉(zhuǎn)動準群，而且具有緊湊的結(jié)構(gòu)，因此可采用齒輪傳動的方式。3.2.1主傳動系統(tǒng)的確定針對傳動系統(tǒng)而言，具體結(jié)構(gòu)詳見下圖3.4所示：上輥傳動壓下系統(tǒng)下輥住傳動系統(tǒng)上輥傳動壓下系統(tǒng)下輥住傳動系統(tǒng)圖3.4傳動系統(tǒng)圖所采用的即為圓柱齒輪減速器，減速比為i=134.719，減速器在運行時，在副齒輪與聯(lián)軸器的作用下，帶動下面兩個輥運行。3.2.1副傳動系統(tǒng)的確定上滾輪通過絲桿絲母蝸桿傳動實現(xiàn)的，以調(diào)節(jié)螺距。為了使上輥和下輥的軸線相互平行。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖3.4所示。在應(yīng)用滾動錐體的情況下，則需要將分離裝置所具有的固定螺釘松開，之后促使蝸輪呈現(xiàn)為空轉(zhuǎn)狀態(tài)，僅提高左側(cè)機架中的螺桿。3.3本章小結(jié)在查看資料信息之后，對各類運動形式展開了深入的探討，與三輥卷板機的基本特性相結(jié)合，主傳動所應(yīng)用的即為齒輪傳動，而副傳動應(yīng)用的則是蝸輪蝸桿傳動。

動力設(shè)計4.1主電機的選擇和計算4.1.1上下輥的參數(shù)選擇計算1.已知設(shè)計參數(shù)確定卷板機基本參數(shù)4.1.2主電機的功率確定在對板材進行卷制時，如果應(yīng)用不同的板材，成形量需要的電機功率也會存在一定的差異，因此，必須要明確具體的主電機功率，在板材成形過程中，需要分為四次進行計算，具體計算公式如下所示：1．成形40%時1）各項參數(shù)為[8]（4.1）2）板料的初始彎矩M1的計算公式如下所示（4.2）W表示的即為抗彎截面模量。（4.3）3）最大彎矩M0.4的計算公式如下所示（4.4）4）從（4.5）上輥受力的計算公式為：（4.6）下輥受力的計算公式為：（4.7）5）在摩擦中消耗的摩擦阻力矩的計算公式如下所示（4.8）6）在送進板料時產(chǎn)生的摩擦阻力矩的計算公式如下所示（4.9）7）軸承中拉力產(chǎn)生的摩擦阻力矩的計算公式如下所示（4.10）8）將板料送進卷板機時所產(chǎn)生的總力矩的計算公式如下所示（4.11）9）當卷板機處于空載狀態(tài)時，扭矩的計算公式如下所示:：板料重量G1的計算結(jié)果為：聯(lián)軸器重量取值為:：下輥重量的計算結(jié)果為:10）在卷板過程中，板料不打滑的要求應(yīng)滿足以下計算公式：（4.14）由于，因此符合。11）驅(qū)動功率的計算公式如下所示：（4.15）2.成形70%時（所用到的公式和成形40%時所用公式相同）1）各項參數(shù)為2）最大彎矩M0.7的計算公式如下所示3）板料從4）在摩擦中消耗的扭矩的計算公式如下所示5）在送進板料時所產(chǎn)生的摩擦阻力矩計算公式如下所示6）軸承中拉力產(chǎn)生的摩擦損失計算公式如下所示7）機器在送進板料過程中產(chǎn)生的總力矩計算公式如下所示8）卷板機在空載狀態(tài)下，所產(chǎn)生的扭矩為9）板料不打滑應(yīng)符合以下要求，公式如下所示由于，因此符合。10）驅(qū)動功率的計算公式如下所示3.成形90%時（所用到的公式和成形40%時所用公式相同）1）各項參數(shù)為最大彎矩M0.9的計算公式如下所示3）板料從4）在摩擦中消耗的扭矩計算公式如下所示5）板料送進過程中產(chǎn)生的摩擦阻力矩計算公式如下所示6）拉力在軸承中產(chǎn)生的摩擦損失計算公式如下所示7）機器在送進板料過程中產(chǎn)生的總力矩的計算公式如下所示8）卷板機在空載狀態(tài)下產(chǎn)生的扭矩的計算公式如下所示9）在卷制過程中，板料不打滑應(yīng)符合以下要求，計算公式為：由于，因此符合。10）驅(qū)動功率的計算公式如下所示4．成形100%時（所用到的公式和成形40%時所用公式相同）1）各項參數(shù)為2）最大彎矩M1。0的計算公式如下所示3）板料從4）在摩擦中消耗的扭矩的計算公式如下所示5）板料送進過程中產(chǎn)生的摩擦阻力矩的計算公式如下所示6）拉力在軸承中產(chǎn)生的摩擦損失的計算公式如下所示7）機器送進板料過程中產(chǎn)生的總力矩的計算公式如下所示8）在空載過程中，扭矩則可表示為9）板料不打滑應(yīng)符合以下要求，計算公式如下所示由于，因此符合。10）驅(qū)動功率的計算公式如下所示綜上所示，具體數(shù)據(jù)詳見下表4.1所示表4.1計算結(jié)果總匯5．主電機的選擇：根據(jù)表4.1則可得出，當成形量為40%的條件下，會產(chǎn)生最大的驅(qū)動功率，為了符合安全系數(shù)的要求，因此，電動機功率則可選擇為11kw。針對YZ系列電機而言，所產(chǎn)生的機械強度比較高，而且也具有極強的過載能力，所以，在間歇周期或短時內(nèi)比較適用，若是啟動過于頻繁，正反轉(zhuǎn)和低速，有時過載和顯著振動以及沖出設(shè)備。相比于Y系列電動機來說，具有顯著更高的應(yīng)用特性，因此可選用YZ160L—6型電機，具體參數(shù)如下所述[7]：對于升降電動機來說，所采用的則是YD系列變極多速三相異步電動機，變速系統(tǒng)可以得到簡化，起到良好的節(jié)能效果。因此，則可采用，具體參數(shù)如下所述：4.2上輥的設(shè)計計算校核4.2.1上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計及受力圖如上可知，成形100%時，將會產(chǎn)生最大的受力：因此，基于進行計算，具體詳見下圖4.1所示：圖4.1輥筒受力圖4.2.2剛度校核撓度[1]：（4.16）公式參數(shù)則可表示為：（表示的是軸截面的慣性矩）（4.17）因此得出：由于，因此符合條件。4.2.3上輥強度校核Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為危險截面，由于Ⅰ、Ⅲ是相等的，并且>，僅需要對Ⅰ、Ⅱ進行校核，具體如下所示：Ⅰ：（4.18）（4.19）W表示的是抗彎截面系數(shù)。（4.20）Ⅱ：（4.21）因此符合要求。4.2.4疲勞強度安全強度校核在Ⅰ、Ⅱ處<，因此，只需要對Ⅱ、Ⅲ進行校核：Ⅱ處由[1]則可得出由于上輥轉(zhuǎn)矩，所以：（4.22）[1]（4.23）Ⅲ處：因此符合規(guī)定要求。4.2.5上輥在卸料時的校核從受力層面來看，僅需符合彎曲強度，在卸料過程中，所產(chǎn)生受力情況詳見圖4.2所示：圖4.2上輥卸料受力圖根據(jù)圖4.2可以得出：因此符合要求。4.3下輥設(shè)計計算及校核4.3.1下輥結(jié)構(gòu)及受力圖下輥受力的結(jié)構(gòu)圖具體詳見下圖4.3所示圖4.3下輥受力圖（4.24）4.3.2下輥剛度校核：(所用公式和4.3.1相同）因此符合安全要求。4.3.3下輥彎曲強度校核：(所用公式和4.3.1相同）如圖可知，Ⅱ、Ⅲ處為完全強度危險截面[5]，具體如下所示Ⅱ處：Ⅲ處：安全系數(shù)因此符合要求。4.3.4下輥疲勞強度校核(所用公式和4.3.1相同）初選截面為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ：Ⅰ、Ⅲ是相同類型的；Ⅳ、Ⅴ是相同類型的；Ⅱ、Ⅳ處：；Ⅰ、Ⅳ處：，因此，只需要對Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ進行校核。因此符合要求。因此符合要求。Ⅳ因此符合要求。滿足剛度條件。符合彎曲強度需求。4.4本章小結(jié)可將卷板機分為四次成形，所得出的研究結(jié)果表明，所需功率最高的即為40％。電動機功率達到了11kw。校核分析各項參數(shù)，研究表明上下輥強度符合要求。

第5章減速器的設(shè)計計算5．1傳動方案的分析和擬定卷板機所需的大功率，利用減速機由一臺主電動機傳遞到兩臺軋輥上。為避免兩下輥干涉，采取對稱構(gòu)造的形式。在本次設(shè)計中，選擇應(yīng)用展開式減速器。具體如圖5.1所示：圖5.1減速器結(jié)構(gòu)圖5．2減速器傳動裝置總的傳動比和各級傳動比的分配5.2.1總的傳動比5.2.2傳動比的分配（5.1）基于潤滑層面來看，為了保證兩級大齒輪直徑相符合，取值為：因此則可得出：（5.2）5．3傳動裝置各軸的參數(shù)計算5.3.1各軸轉(zhuǎn)速5.3.2各軸功率5.3.3各軸轉(zhuǎn)矩（5.3）將以上結(jié)果列入到表5.1中，便于進行查閱。5.4齒輪傳動設(shè)計針對合金結(jié)構(gòu)鋼而言，塑性與韌性更好一些，同時表現(xiàn)出良好的綜合力學(xué)性能，結(jié)合軋機的工作特征：功率大，速度比較低，以及交變載荷等，所以本設(shè)計采用了合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr。為提升箱體強度，材質(zhì)選用的是鑄鋼或者鑄鐵。5.4.1第一級傳動設(shè)計1.齒輪參數(shù)選擇{12}1）采用圓柱直齒傳動的方式。2）材料熱處理：由于具有比較大的傳遞功率，產(chǎn)生嚴重磨損現(xiàn)象，可以適當減弱齒輪強度，表5.1減速器參數(shù)表齒輪材料所采用的即為，應(yīng)對表面采取調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度則可表示為。3）精度等級的選擇：選取為7級精度。3）小齒輪數(shù)的選擇：，取齒數(shù)比：因為斜齒取值為2.按齒面接觸強度計算和確定齒輪尺寸[15]mm(5.5)(1)確定公式內(nèi)各參數(shù)a)試選載荷系數(shù)：b)小齒輪傳遞扭矩：c)[15]：材料彈性影響系數(shù)則可表示為[15]：取值為e)大小齒輪所產(chǎn)生的接觸疲勞強度極限則可表示為[15]：f)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的計算公式如下所示：g)接觸疲勞壽命系數(shù)[15]的數(shù)值如下所示：h)接觸疲勞許用應(yīng)力[15]的計算公式如下所示：安全系數(shù)取值為(5.7)因此：（2）計算a)對小齒輪分度直徑d1t進行計算，根據(jù)式5.1則可得出，計算公式如下所示：b)圓周速度V的計算公式如下所示：（5.8）（5.9）e)載荷系數(shù)：根據(jù)v=2.621m/s，7級精度載荷系數(shù)的計算公式如下所示：f)分度圓直徑的計算公式如下所示：3.按齒根彎曲強度設(shè)計[15](5.10)(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值a)對于大小齒輪來說，彎曲疲勞強度極限[15]的數(shù)值為：b)彎曲疲勞壽命系數(shù)[15]的數(shù)值則可表示為：c)彎曲疲勞許用應(yīng)力的計算公式如下所示：安全系數(shù)取值為S＝1.4d)載荷系數(shù)K的計算公式如下所示：e)齒形系數(shù)[15]的數(shù)值結(jié)果表示為：f)應(yīng)力校正系數(shù)[15]：g)對大小齒輪的進行計算，通過進行對比分析，計算公式如下所示：因此，相比之下小齒輪具有更大的數(shù)值。(2)模數(shù)設(shè)計算[9]相比于齒根彎曲疲勞計算模量來說，齒面接觸疲勞強度計算模量m顯著更大，所以，在彎曲強度模數(shù)表示為m=1.68mm，在圓整模數(shù)表示為m=2mm。通過進行修正之后，分度圓直徑則可表示為d1＝64mm。齒數(shù)Z1、、Z2計算公式如下所示：β確定：取值為=241mm4.幾何尺寸計算a)對于兩齒輪來說，分度圓直徑的計算公式如下所示：b)中心距：計算公式如下所示：c)齒寬的計算公式如下所示：取值為：b1=65，b2=60。5.驗算N（5.11）N/m因此得出，所提出的假設(shè)合理。5.4.2第二級傳動設(shè)計：(所用公式和5.4.1相同）1．齒輪參數(shù)選擇2）材料熱處理：傳遞功率向相對比較大，受到嚴重磨損，會降低齒輪強度，材料采用的是40Cr，對表面部分采取調(diào)質(zhì)處理，硬度48－55HRC。2．按齒面接觸強度設(shè)計由公式5.1(1)確定公式內(nèi)各參數(shù)(2)計算a)小齒輪分度直徑d1t計算公式如下所示：＝71.44mmb)圓周速度的計算公式如下所示：m/s(5.12)c)齒寬b的計算公式如下所示：d)齒寬與齒高之比b/h的計算公式如下所示：(5.13)3.按齒根彎曲強度設(shè)計根據(jù)公式5.2(1)確定公式內(nèi)的各參數(shù)(5.14)g)對大小齒輪的進行計算，經(jīng)過對比后，計算公式如下所示：(5.15)因為：因此小齒輪具有比較小的數(shù)值。(2)模數(shù)設(shè)計計算相比之下，齒面接觸疲勞強度怎么算模量m顯著更大，彎曲強度模數(shù)m=3.227mm，圓模量m=4毫米。分度圓直徑則可表示為d1=71.744mm。齒數(shù)4.幾何尺寸計算a兩齒輪的分度圓直徑的計算公式如下所示：5.驗算：(5.16)因此：所提出的假設(shè)是合理的。5.4.3第三級傳動設(shè)計：(所用公式和5.4.1相同）1．齒輪參數(shù)選擇1）采用圓柱直齒傳動2）材料熱處理：齒面硬度則可表示為3）精度等級：所采用的是7級精度4）選取小齒輪數(shù)：齒數(shù)比則可表示為：2．按齒面接觸強度設(shè)計由公式5.1(1)確定公式內(nèi)各參數(shù)a)選擇載荷系數(shù)：b)小齒輪傳遞扭矩的計算公式為：c)得齒寬系數(shù)[15的計算公式為]：彈性影響系數(shù)則可表示為：d)對于大小齒輪來說，接觸疲勞強度極限[15]的計算公式如下所示：MPaf)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的計算公式如下所示：g)接觸疲勞壽命系數(shù)[15]的計算結(jié)果為：h)接觸疲勞許用應(yīng)力[15]的計算公式如下所示：安全系數(shù)取值為S＝1(2)計算a)小齒輪分度直徑d1t的計算公式如下所示：=118.08mmb)圓周速度的計算公式如下所示：(5.17)(5.18)齒高：齒高之比：e)載荷系數(shù)的計算公式如下所示：動載荷系數(shù)[15]的計算公式為：因此載荷系數(shù)則可表示為：f)按照實際載荷系數(shù)，對分度圓直徑進行校正：g)模數(shù)m：3.按齒根彎曲強度設(shè)計[15](1)確定公式內(nèi)的各參數(shù)a)查文獻[15]可知，對于大小齒輪來說，彎曲疲勞強度極限的計算公式如下所示：b)查文獻[15]可知，彎曲疲勞壽命系數(shù)的計算公式如下所示：c)彎曲疲勞許用應(yīng)力[15]的計算公式如下所示：安全系數(shù)取值為S＝1.4d)載荷系數(shù)K的計算公式如下所示：e)齒形系數(shù)[15]取值為：f)應(yīng)力校正系數(shù)[15]取值為：g)對大小齒輪的進行計算，相對比后，計算結(jié)果如下所示：因此小齒輪具有比較大的數(shù)值。2）模數(shù)設(shè)計計算mm齒面接觸疲勞強度怎么算模量m顯著更大，彎曲強度模數(shù)表示為m=4．976mm，圓模量表示為m=5mm。分度圓直徑即為d1=124mm。齒數(shù)4.幾何尺寸計算a)分度圓直徑的計算公式如下所示：b)中心距：c)齒寬：取值為b1=115b2=1105.驗算NN/m因此，本次提出的假設(shè)是合理的。5.5蝸輪、蝸桿的傳動設(shè)計按照蝸桿形狀的不同，則可分為以下幾種類型，即圓柱蝸桿傳動，環(huán)面蝸桿傳動蝸桿傳動以及圓錐蝸桿傳動。針對環(huán)面蝸桿傳動而言，嚙合齒數(shù)相對比較多，所以齒的受力狀況也有所提升，具有更高的承載能力。卷板機上輥在運動過程中，強度要求較高，因此本設(shè)計采用了包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動。5.5.1材料選擇：蝸桿的選材為40Cr，在表面部分采取淬火處理，硬度為HRC50，齒面粗糙度Ra0.8蝸輪的選材為ZCuSn10P1，傳動精度為8級，三棍卷板機間隙運行。5.5.2參數(shù)的設(shè)計：1.求傳動的中心距書[1]：kw（5.19）其中，對于K1、K2、K3、K來說，所表示的數(shù)值分別為：1、1.0、0.8、1由[1]得則可得出，a=175mm，標準值的取值為a=180mm2.主要幾何尺寸計算[1]其他參數(shù)為[1]：明確蝸桿螺旋修形量以及修緣量[1]，計算公式如下所示：5.6軸的設(shè)計校核計算：5.6.1四個軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：各軸選材為40Cr[1]，取值為A=104.5mm。I軸：取，對于I軸來說，則可采用齒輪軸。具體結(jié)構(gòu)詳見下圖5.1所示圖5.1軸Ⅰ結(jié)構(gòu)圖軸II：d≥A取值為具體結(jié)構(gòu)詳見下圖5.2所示圖5.2軸Ⅱ結(jié)構(gòu)圖軸III：Ad≥A取值為d具體結(jié)構(gòu)詳見下圖5.3所示圖5.3軸Ⅲ結(jié)構(gòu)圖軸Ⅳ：查表15-3則可得出：取值為具體結(jié)構(gòu)詳見下AB圖5.4所示：ABⅦⅤⅥⅣⅢⅡⅠⅦⅤⅥⅣⅢⅡⅠ圖5.4軸Ⅳ圖針對小軸直徑dⅠ－Ⅱ而言，由于與聯(lián)軸器孔徑相匹配，則可選擇聯(lián)軸器。對聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩進行計算，則可得出：（5.33）選用ZL10，公稱轉(zhuǎn)矩表示為。5.6.2軸的校核計算：1.軸的彎矩計算軸的軸承跨距為。如圖5.4可知，在豎井中，B段即為危險段。繪制了豎井、扭矩圖以及等效彎矩圖5.6。B面受力分析：c)求圓周力:Ne)求支反力：g)總彎矩：h)扭矩：(α＝0.6)i)當量彎矩的計算公式如下所示：FtFtMca(N.mm)αT(N.mm)M(N.mm)MV(N.mm)RV1FtRV2RH1FtRH1Mca(N.mm)αT(N.mm)M(N.mm)MV(N.mm)RV1FtRV2RH1FtRH1RV1RH2RV2RH2MH(N.mm)Fr圖5.6軸Ⅳ彎扭距圖以上結(jié)果匯總至表5.2中，具體如下所示：2.軸強度校核[1]（5.34）[σ-1]=70MPa，由于<[σ-1]=70MPa，因此符合安全要求。3.軸疲勞強度校核(1)確定危險截面相比于Ⅵ、Ⅶ處來說，截面A、Ⅱ、Ⅲ受力顯著更小，因此無需校核。在本次研究中，僅需校核截面Ⅵ。即使截面B處具有較大應(yīng)力，但是截Ⅵ比較小，因此無需校核截面B。(2)截面Ⅶ左側(cè)g．軸的選材為40，查閱文獻[1]則可得出：：（）軸未經(jīng)表面強的化處理：，（5.38）則：因此符合安全要求。(3)截面IV右側(cè)g．查閱資料[1]則可得出：，因此：，i．在軸IV右截面位置處，安全系數(shù)的計算公式如下所示：（5.39）則：因此符合安全要求。(5)軸承的選擇a．軸I、軸II、軸Ⅲ軸承的選擇因為軸向