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1、 三辊卷板机设计 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、下辊与减速器进行设计和计算。设计前部分详细阐述了卷板机上、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与的减速器采用了三级展开式圆柱齿轮结构。齿轮材料为40Cr，并经调质与表面淬火。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；电动机；减速器；键；齿轮Thre
2、e Roller Bending Machine DesignAbstractThis design is about the three-roller symmwtry rolling machine,mainly calcats the up and down roller and the decelerator During the front process of the design,the rolling machines structucre design and the analysis of strength are described. The rolling machin
3、e 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,small volume,light weight,
4、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 gear is 40Cr which ha
5、s been hardening surface.The gears, axes, keys, bearings are checked, so to confirm this design is practicalKey words: Rolling machine；Motor；Decelerator；Key；Gear 目 录1绪 论 11.1 概述11.2 卷板机的发展趋势32般小型卷板机结构与特点分析42.1 辊卷板机42.2 三辊卷板机52.2.1 对称式三棍卷板机结构与特点52.2.2 不对称三辊卷板机特点52.3 方案的确定63 传动设计73.1 传动方案的分析与确定73.2 主传
6、动系统的确定83.2.1 副传动系统的确定84 动力设计94.1 主电机的选择和计算94.1.1 上下辊的参数选择计算94.1.2 主电机的功率确定104.2 上辊的设计计算校核204.2.1上辊结构设计与受力图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 上辊在卸料时的校核224.3 下辊设计计算与校核234.3.1 下辊结构与受力图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255 减速器的设计计算285.1 传动方案的分析和确定285.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配2
7、85.2.1 总的传动比285.3 传动装置各轴的参数计算295.3.1 各轴转速295.3.2 各轴功率295.3.3 各轴转矩295.4 齿轮传动设计305.4.1 第一级传动设计305.4.2 第二级传动设计345.4.3 第三级传动设计375.5 蜗轮、蜗杆的传动设计405.5.1 材料选择405.5.2 参数的设计405.6 轴的设计校核计算425.6.1 四个轴的结构设计425.6.2 轴的校核计算435.7 轴承校核475.7.1 轴承参数475.7.2 求轴承受到的径向力485.7.3 验算轴承寿命485.8 键的校核486 设备的维护、润滑与维修507 设计可行性分析517.
8、1 设备的经济性分析527.1.1 设备合理使用期的估算52结 论 54致 55参考文献56 / 1绪 论1.1 概述卷板机是一种常见的机械装备，它是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。根据三点成圆的原理，利用工作辊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、化工、木工、金属结构与其它机械制造行业。卷板机采用机械传动以有几十年的历史，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。卷板机作为一个普遍的机器，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
9、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。卷板机由于使用的领域不同，种类也就不同。从辊数上分三辊卷板机和四辊卷板机。三辊又分对称式三辊卷板机，水平下调式三棍卷板机，弧线下调式卷板机，上辊万能式三辊卷板机，液压数控卷板机。从传动上分机械式和液压式。 从卷板机的发展上说，上辊万能式最落后，水平下调式略先进，弧线下调式最高级。 三辊卷板机三辊卷板机有机械式和液压式：机械式三辊卷板机分为对称和非对称。 机械式三辊对称式卷板机 ：机械式三辊对称式卷板机性能特点：该机结构型式为三辊对称式，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
10、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。该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。 机械三辊非对称式卷板机主要特点：该机结构型式为三辊非对称式，上辊为主传动，下辊垂直升降运动，以便夹紧板材，并通过下辊齿轮与上辊齿轮啮合，同时作为主传动；边辊作倾升降运动，具有预弯和卷圆双重功能。结构紧凑，操作维修方便。 液压式三辊对称卷板机主要特点：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，适用于超长规格各种截面形状罐。 为上调式对称式三
11、辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定围的锥形工件，本机种两下辊为主动辊，上辊为从动辊。它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构与机械制造行业。 适合用于金属板材的弯曲变形，可卷制圆形，弧形和一定围的锥形工件，并有板材端部预弯功能，本机型两个下辊为主动辊可水平移动，上辊为从动辊可上下移动，移动方式有机械式和液压式，传动轴均采用万向连轴器连接。 机械式三辊对称式卷板机性能特点：该机结构型式为三辊对称式，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。该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯
12、。 液压式三辊对称卷板机主要特点：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，适用于超长规格各种截面形状罐.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
13、式卷板机。国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。卷板机是一种通用性与适应性较高的弯曲整形机械。为提高卷板机的工作效率，提高制品的加工精度，减轻劳动强度，改善工作条件，通常采用板料送料工作台、辅助操作机械、托架平台以与支承滚道等辅助设备。国外有些厂家已有配上自动焊接机、下料机械手等成线或单元供货。1.2 卷板机的发展趋势在近十年我国卷板机工业正在步入一个快速发展的
14、时代，也是我国人民经济的重要产业，对我国人民的作用也越来越大，而我国也会在其在装备工业上的投入力度大大加强，在市场经济的刺激下，产品的更换也要求卷板机装备工业不断在技术和工艺上取得更大的优势：1.从国家计委立项的情况看，卷板机工业1000万以上投入的项目达近百项；2.卷板机工业已建项目的二期改造也将会产生一个很大的用户群；3.由于卷板机的高利润，促使各地政府都纷纷投资（国家投资、外资和民间资本）卷板机制造。其次，跨国公司都开始将最新的车型投放到中国市场，并计划在中国加大投资力度，扩大产能，以争取中国更大的市场份额。民营企业的崛起以与机制的敏锐使其成为卷板机工业的新宠，民营企业已开始成为卷板机装
15、备市场一个新的亮点。卷板机制造业作为机床模具产业最大的买方市场，其中进口设备70%用于卷板机，同时也带动了焊接、涂装、检测、材料应用等各个行业的快速发展。卷板机制造业的技术革命，将引起装备市场的结构变化：数控技术推动了卷板机制造企业的历史性的革命，数控机床有着高精度、高效率、高可靠性的特点，引进数控设备在增强企业的应变能力、提高产品质量等方面起到了很好的作用，促进了我国机械工业的发展。因此，至2010年，卷板机工业对制造装备的需求与现在比将增长12%左右，据预测，卷板机制造业：对数控机床需求将增长26%；对压铸设备的需求将增长16%；对纤维复合材料压制设备的需求增长15%；对工作压力较高的挤或冲压设备需求增长12%；对液压成形设备需求增长8%；对模具的需求增长36%；对加工中心需求增长6%；对硬车削和硬铣消机床的需求增长18%；对切割机床的需求增长30%；对精密加工设备的需求增长34%；对特种与专用加工设备需求增长23%；对机器人和制造自动化装置的需求增
