轧辊机课程设计说明书.doc

一、工作原理及工艺动作分解根据工艺过程，由两个执行机构完成：送料机构、轧制机构。其中必需完成的动作：送料、轧制送料：采用送料辊连续运动送料轧制：由工作辊将铸坯轧制成一定尺寸的方形、矩形或圆形截面坯料此轧辊机为垂直四辊轧制，水平轧辊要和竖直轧辊交替工作，避免发生碰撞，且轧辊啮入角要足够小，以免影响送料辊的工作；送料辊采用传动系统带动滚轮利用摩擦来工作。送料辊将坯料送到指定位置，竖直轧辊开始轧制，之后脱离工作行程进入返回行程，同时水平轧辊开始进入工作行程，依次交替进行。二、设计方案方案一铰链五杆机构, 出于铰链五杆机构是两自由度机构，所以可精确实现要求的任意轨迹，且构件尺寸可在很大范围内任选，但需要给两个主动件，如取连架杆AB、DE为主动件，它们的转角与所要实现的轨迹mm有关，即与，有关。通常，要精确实现该两主动件间的运动关系是比较麻烦的，如无必要，可用近似方法实现。联系两主动件间运动关系的机构常用齿轮机构、凸轮机构、连杆机构等。方案二：采用凸轮连杆机构，凸轮为主动件，带动连杆1和推杆4，在设计此机构时，先根据结构条件选定构件1、2及3的尺寸，并设在构件1等速回转的同时，连杆上的M点沿预定轨迹曲线mm运动，这时构件4的运动即可确定，于是可求得构件4与构件1的运动关系；然后按此关系设计出与构件1固连的凸轮轮廓曲线。此设计虽然比较简单，但是凸轮轮廓曲线较复杂，不容易制作，对于技术要求过高，考虑到生产效率问题，我不打算用此设计。方案三采用四杆机构，AB杆为主动件，带动连杆BC，在设计此机构时，先根据结构条件选定构件AB、BC、CD的尺寸，并设在构件AB等速回转的同时，连杆上的M点沿预定轨迹曲线mm运动，这时构件BC的运动即可确定，于是可求得构件CD与构件AB的运动关系；。可实现复杂轨迹的设计要求，可以传动较大动力，几何形状简单便于加工。但不能准确实现轨迹，且累计误差较大：不适于用在高速场合。总结：经过评定与判断，我还是觉得方案一较好，以下给出具体设计。三、尺寸计算1、尺寸设计（见参考文献【2】 (德) K. 洛克, K.-H. 莫德勒编著 机械原理分析、综合、优化 北京：机械工业出版社，2003 第二章 机构系统学 2.6.5四杆机构的连杆曲线中图2.51 曲柄摇杆机构不同连杆点K的连杆曲线）根据M点轨迹选取较接近的图，查出各杆杆长，具体尺寸如图验证行程速比系数K 1.22、机构运动及力的分析 （数学模型）（1）运动分析（杆组法）,- 16 - M点和E点是一个（2） 机构力的分析解析法： 如图4.2.2所示(M是将轧辊的重力和阻力和BCM重力都转移到B点上的力矩) 对于BC杆对于AB杆（如图4.2.2）所示 对于CD杆（如图4.2.3） 图4.2.2 图4.2.3 解得：等效阻力矩 等效转动惯量其中 ； ； ； 、为杆AB、杆BCM、杆CM质心的速度。3、 传动系统调整制造误差引起的轨迹变化或更换轧辊后要求开口度有稍许变化，所选机构应能便于调节轧辊中心的轨迹。轧辊中心点M的轨迹满足上图中的曲线，开口度h应大于140mm,咬入角大约为25，坯料的单边最大压下量约为50mm，从咬入到平整段结束的长度约270mm，平整阶段长度L约为100mm.。由于 L100mm,生产率为1500mm/min, 所以曲柄转速=15r/min rad/s又因为，电机转速为14501500rpm,取1500rpm 所以，i=100由于传动比较大，我们采用了混合轮系作为传动机构，该机构具有结构紧凑，体积小，能传动大功率的特点。传动系统如图各齿轮齿数机传动比计算如下：各轮齿数：=26 =50 =18 =94 =18 =35 =88 带轮直径：=125mm =200mm所以传动比=1.6对差动轮系来说，有 即 (a)对定轴轮系来说，有 即 (b) 由于齿轮3和3为一个构件，故 (c) 将(c)式带入(a)式得 整理后可得 故 啮入角等的分析在轧制过程中，轧件要受到向后的推力，为使推力尽量小些，以减轻送料辊的载荷，故要求轧辊与轧件开始接触时的啮入角尽量小些。约取25左右，坯料的单边最大压下量约50mm，从咬入到平整段结束的长度约270mm。如下图所示：各个量之间的定性分析：四、原动机的选择与装配要求：1）原动机的选择适用性分析：(a)该机构需要长时间的连续转动且具有稳定的速度，即要求原动件具有恒定的速度，即需要电机有恒定的转速。(b)笼型三相异步电动机具有结构简单，体积小，易维护，价格低，寿命长，连续运行性好。转速受负载转矩波动影响小，刚好满足轧辊机构的要求。(c)机构设计要求轧辊中心点M平均速度为v=45mm/s，返回的平均速度为工作行程三倍。两凸轮设计时的分度为30度，故凸轮转速n=(30/360)*(45/100)=3/80(r/s)=2.25(r/min) 。(d)轧辊机构对功率的要求较高，故对电动机的输出转矩要求较高。同时还需考虑变速问题和经济因素。结论：动力选择三相异步电动机，同步转速 750r/min(8极),50HZ,380V2）原动机装配要求需求分析：(a)必须保证两连杆同步同速旋转，且连杆转速稳定在2.25r/min左右。(b)机构变速过程对噪声、轴力等都无特殊要求，故可选取直齿轮变速或变速箱变速。(c)输入与输出的传动比i=750/2.25(d)装配位置有诸多影响因素结论：电机轴心位于两连杆圆心连线的垂直平分线上，两主动曲柄同轴装配的两齿轮齿数模数完全相同，且同时与主动轴上齿轮外啮合。输入输出传动比i=750/2.25，即主动从动轮齿数比为2.25/750 。五、运动循环图送料辊停止送料停止 0 140 180 320360铅垂面轧辊轧制平整空回行程水平面轧辊空回行程轧制平整 心得体会机械原理课程设计接近尾声，经过两周的奋战我们的课程设计终于完成了，课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我们今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础 课程设计真的有点累然而，当我一着手整理自己的设计成果，漫漫回味这两周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消 虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到