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1、哈尔滨理工大学学士学位论文辊式卷板机结构设计摘 要本设计是关于对称式三辊卷板机的设计，主要对卷板机上、下辊及减速器进行设计和计算。位置的分析和经验模型 本文研究的水平对称式卷板机特点如下：采用水平下调式，即下辊可作水平移动，可实现不用调头便可预弯端头，使进料、对中、预弯、卷圆、矫圆整个卷板过程连续完成，利于提高生产效率，降低工人劳动强度；设置板料对中装置和支承辊装置，利于提高卷板精度和卷板质量；采用全液压驱动，使设备结构简化，便于卷板过程中的速 度和压力控制，起停、换向灵活，运行平稳，操作方便；结构简单， 便于操作和维护维修，符合现场技术工人的操作和维修水平，高效实用。 设计前部分详细阐述了卷
2、板机上、下辊结构设计和受力分析。板机结构型式为三辊对称式, 在该结构中上辊下压提供压力,两下辊做旋转运动,为卷制板材提供扭矩。它具有结构简单、体积小、重量轻、经济、等优点。动力源则选择了YZ系列YZ160L6型电机，其工作特性优于Y系列电机，适用于有轻微震动，正反转且转速不高的场合。 总体设计后部分所涉及的减速器采用了三级展开式圆柱齿轮结构。齿轮材料为40Cr，并经调质及表面淬火。校核齿轮、轴、键、轴承确保了设计的实际可行性。关键词卷板机结构设计；电动机；减速器；齿轮50Design of the symmwtry rolling machine AbstractThis design is
3、about the three-roller symmwtry rolling machine,mainly calcats the up and down roller and the decelerator.The charact type of level eristic of level adjust below three rollers Rolling Machine in thisinvestigation is as follows.Using the adjust,the end can be bendedwithout turn around and the whole p
4、rocess of plate coiling including entering、center adjusting、pre-bending、coiling、cylinder proofread can be completedcontinuously;due to whole hydraulic pressure driving protocol,the structure wassimplified,and speed and pressure was easily controlled in the process of platecoiling;The setup of the ce
5、nter adjusting and the equip of supporting,the preciseand quality of plate coiling was improved;owing to the simplified structure,theoperation and maintenance is easy to carried out.During the front process of the design,the rolling machines structucre design and the analysis of strength are describ
6、ed. The rolling machine structure is three-roller symmetry. Pressure provides pressure under owing structure the above-average roller , the roller does revolution sport under two , sheet material provides moment of torsion to roll of system.It has a series of advantages such as simply structure,smal
7、l volume,light weight,economical and so on.YZ type YZ-160L-6 motor is selected as the power source,which adapts situation such as slience quenching and light reverse velocity.The last part of the paper is ahout decelerator which is choosing triple expanding columm gear constiuction .The material of
8、gear is 40Cr which has been hardening surface.The gears, axes, keys, bearings are checked, so to confirm this design is practicalKeywordsRolling machine；Motor；Decelerator； Gear目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 概述11.2 卷板机的原理21.2.1 卷板机的运动形式21.2.2 弯曲成型的加工方式21.3 卷板机的发展趋势31.4 本章小结4第2章 方案的论证及确定52.1 方案的确定52.1.1
9、方案1双辊卷板机52.1.2 方案2 三辊卷板机62.1.3 方案3四辊卷板机62.2 方案的确定72.3 本章小结7第3章 传动设计83.1 传动方案的分析83.1.1 齿轮传动83.1.2 皮带传动93.2 传动系统的确定93.2.1 主传动系统的确定93.2.2 副传动系统的确定93.3 本章小结10第4章 动力设计114.1 主电机的选择和计算114.1.1 上下辊的参数选择计算114.1.2 主电机的功率确定114.2 上辊的设计计算及校核204.2.1 上辊结构设计及受力图204.2.2 刚度校核204.2.3 上辊强度校核214.2.4 疲劳强度安全强度校核214.2.5 上辊在
10、卸料时的校核224.3 下辊设计计算及校核234.3.1 下辊结构及示意图234.3.2 下辊刚度校核244.3.3 下辊弯曲强度校核244.3.4 下辊疲劳强度校核254.4 本章小结27第5章 减速装置的设计计算285.1 传动方案的分析和拟定285.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配285.2.1 总的传动比285.2.2 传动比的分配285.3 传动装置各轴的参数计算285.3.1 各轴转速285.3.2 各轴功率295.3.3 各轴转矩295.4 齿轮传动设计295.4.1 第一级传动设计295.4.2 第二级传动设计335.4.3 第三级传动设计355.5 涡轮、蜗杆传
11、动设计385.5.1 材料选择：385.5.2 参数的设计：385.6 轴的设计校核及计算：405.6.1 四个轴的结构设计405.6.2 轴的校核计算415.7 轴承校核455.7.1 参数455.7.2 求轴承收到的径向力455.7.3 验算轴承寿命455.8 键的校核465.9 减速箱体的结构设计和齿轮、轴承的润滑465.9.1 箱体参数465.9.2 减速器齿轮、轴承的润滑465.10 本章小结46结论48参考文献49致谢50附录错误!未定义书签。第1章 绪论1.1 概述机械加工行业在我国有着举足轻重的地位，它是国家的国民经济命脉。作为整个工业的基础和重要组成部分的机械制造业，任务就是
12、为国民经济的各个行业提供先进的机械装备和零件。它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志，因此非常值得重视和研究。卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其它形状工件的通用设备。根据三点成圆的原理，利用工件相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。该产品广泛用于锅炉、造船、石油、木工、金属结构及其它机械制造行业。卷板机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用卷板机辊制。其在汽车，军工等各个方面都有应用。根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用的器械。在国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内
13、普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类，一般分为：1.三辊卷板机：包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机等。2.四辊卷板机：分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。3.特殊用途卷板机：有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用途卷板机等。卷板机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型卷板机中仍广泛应用。在低速大扭矩的卷板机上，因传动系统体积庞大，电动机功率大，起动时电网波动也较大，所以越来越多地采用液压传动。近年来，有以
14、液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的卷板机，也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式卷板机。卷板机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。国内外采用冷卷方法较多。冷卷精度较高，操作工艺简便，成本低廉，但对板材的质量要求较高(如不允许有缺口、裂纹等缺陷），金相组织一致性要好。当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作能力时，在设备允许的前提下可采用热卷的方法。有些不允许冷卷的板材，热卷刚性太差，则采用温卷的方法。1.2 卷板机的原理1.2.1 卷板机的运动形式卷板机的运动形式可以分为主运动和辅运动两种形式的运动
15、。主运动是指构成卷板机的上辊和下辊对加工板材的旋转、弯折等运动，主运动完成卷板机的加工任务。辅运动是卷板机在卷板过程中的装料、下料及上辊的升降、翘起以及倒头架的翻转等形式的运动。该机构形式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过丝杆丝母蜗杆传动而获得,两下辊作旋转运动,通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合,为卷制板材提供扭矩。图1-1 三辊卷板机工作原理图由图1-1：主运动指上辊绕O1，下辊分别绕O2、O3作顺时针或逆时针旋转。辅运动指上辊的上升或下降运动，以及上辊在O1垂直平面的上翘、翻边运动等。1.2.2 弯曲成型的加工方式在钢结构制作中弯制成型的加工主要是卷板(滚圆)、弯曲(煨弯)、折边和模具压制等几种加工方法。弯制成型的加工工序是由热加工或冷加工来完成的。滚圆是在外力的作用下，使钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形(中层纤维不变）。当圆筒半径较大时，可在常温状态下卷圆，如半径较小和钢板较厚时，应将钢板加热后卷圆。在常温状态下进行滚圆钢板的方法有：机械滚圆、胎模压制和手工制作三种加工方法。机械滚圆
