[机械毕业设计论文]四辊卷板机设计说明书

1、摘 要本说明书是按照所设计的卷板机内容撰写的，主要包括卷板机轴辊的受力分析、电动机的选择、主减速器的设计、侧辊传动系统的设计、下辊液压传动系统的设计以及对下辊液压同步控制系统进行了研究。从而保证了下辊在上升的过程中始终能够保持两端同步。四辊卷板机主要为锅炉厂辊制锅炉圆筒而设计，它可以用于各种型号锅炉圆筒的生产和加工，也在造船、石油化工、航空、水电、装潢、及电机制造等工业领域得到了广泛的应用，用以把金属板料卷制成圆筒、圆锥以及弧形板等各种零件。该四辊卷板机利用其四个辊筒的空间布置，最大范围地减少了剩余直边的出现、降低了生产本钱、提高了生产效率。关键词：四辊卷板机 辊制 剩余直边 弧形板如需要图纸

2、等资料，联系QQ1961660126研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，正文之后一般应列出参考文献表引文应以原始文献和第一手资料为原那么。所有引用别人的观点或文字，无论曾否发表，无论是纸质或电子版，都必须注明出处或加以注释。凡转引文献资料，应如实说明。对已有学术成果的介绍、评论、引用和注释，应力求客观、公允、准确。伪注、伪造、篡改文献和数据等，均属学术不端行为致谢一项科研成果或技术创新,往往不是单独一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助.因此,在许多论文的末尾都列有致谢1) 著录参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据，也反映出该论文的起

3、点和深度。2) 著录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。3) 著录参考文献能起索引作用。4) 著录参考文献有利于节省论文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, De

4、de. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和辩论合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在辩论时被评为不合格，那么就不会授予他学位。有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既如需要图纸等资料，联系QQ1961660126是学位论文又是毕业论文

5、中华人民共和国国家标准VDC 001.81、CB 7713-87号文件给学术论文的定义为：学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。斯蒂芬梅森因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合历史唯物主义和唯物辩证法，符合“实事求是、“有的放矢、“既分析

6、又综合 的科学研究方法。一般普通刊物省级、国家级审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。3.期刊的级别问题。国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。如需要图纸等资料，联系QQ1961660126AbstractThis statement is in accordance with the design cylinder content written mainly include the pr

7、essure analysis of cylinder axle roller, electric motors choice, the reducer design, lateral roller drive train system design, the design of the roller hydraulic drive train system on the roller and hydraulic control systems simultaneously conducted research. Thereby ensuring an increase in the cour

8、se of the roller always able to maintain both simultaneously. The four cylinder roller machine mainly boiler plant roller system designed boilers cones, which can be used for various types of boilers cones production and processing are also shipbuilding, petrochemical, aviation, utilities, furniture

9、, and electrical manufacturing industries widely applied to the metal plate material volumes produced cones, circular cone arc boards and various parts. The four cylinder roller machine use its four roller cylinders space layout, the greatest scope to reduce the margin in the remaining departments,

10、reducing production costs, improving production efficiency.Key words: four-cylinder roller machine Roller machineLeft straight-side Arc board目 录摘 要 Abstract第1章：绪 论1111.3 W12 40X2000型四辊卷板机的用途31.4 传动系统设计4第2章：卷板机轴辊受力分析4 455第3章 ：电动机的选择与计算999第4章：主减速器的设计10电动机型号确实定10传动比的分配11传动系统的运动和动力参数设计11高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算

11、134.4.1选择精度等级，材料和齿数134.4.2 按齿面接触强度设计141617184.5.1选择精度等级，材料和齿数184.5.2 按齿面接触强度设计1820224.6 低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算224.6.1选择精度等级，材料和齿数224.6.2 按齿面接触强度设计23252627第5章: 侧辊传动系统的设计31侧辊电动机确实定31侧辊减速器确实定32 5. 3蜗轮蜗杆传动设计 31第6章：下辊筒液压缸的设计35下辊液压系统的工作原理35下辊筒液压缸设计36第7章：辊筒轴的强度校核41第8章：专题论文43前言43四辊卷板机工作原理43液压同步控制系统研究及设计原理45结论46结束

12、语47致谢48参考文献49附录1中文译文50附录2英文原文77第1章 绪 论近些年随着原子能、石油化工、海洋开发、宇航、军工等部门的迅速开展，卷板机作业的范围正在不断的扩大，要求也在不断提高，现在卷板机已经广泛应用于锅炉、造船、石油化工、航空、水电、装潢、金属结构等行业中，用于将金属板材卷制成圆柱、圆锥或者将任意形状卷曲成圆柱形或其一局部。卷板按照工作状况分为：冷卷和热卷两种。冷卷的精度高，操作方便，要求钢板不能有缺口及裂缝等缺陷，有时还需在滚弯前进行正火或退火处理。热卷的最大缺陷是产生氧化皮及明显热膨胀。因此，只有当弯制的板超过机器的冷卷能力或弯曲较大时，才能使用热卷法，但冷卷的板料厚度范围

13、目前正在日益扩大。生产也应根据不同卷制方法的特点结合具体情况适中选用。例如有些不允许冷卷的刚度太差，而且弯曲困难。如果采用温卷的方法就比拟适宜。卷板机按照辊筒数量布置形式分为：四辊式卷板机和三辊式卷板机，其中三辊又可以分为对称式和不对称式两种。对称式三辊卷板机：结构紧凑，重量轻，易于制造、维修，投资小，两侧辊可以作得很近，成形准确。但是剩余直边大，一般对称三辊卷板机减小剩余直边比拟麻烦。如图1.1-1所示不对称三辊卷板机是一根下辊轴和上辊轴中心水平距离到极小位置，另一根下辊轴放在侧边，所以滚出的零件仅起始端有直边。这样在滚零件时，正反两次辊制就可以消除直边问题。如图1.1-2所示其缺点为：在滚

14、弯时大大增加了辊轴的弯曲力，使辊轴容易弯曲，影响零件的精度，坯料需要调头，弯边，操作不方便，辊筒受力较大，弯卷能力较小。卷板机按辊位调节方式可以分为：上调式和下调式两种，其中上调式可以分为横竖上调式机械或液压调节；垂直上调式；下调式又可以分为不对称下调式机械或液压调节；对称下调式含垂直下调式液压调节水平下调式液压调节。垂直下调式：结构简单、紧凑；剩余直边小，有时设计成上辊可以沿轴向抽出的结构。它的缺点是：弯板时，板料有倾斜动作，对热卷及重型工件不平安，长坯料必须先经初弯，否那么会碰地面。水平下调式：较四辊卷板机的结构紧凑，操作方便剩余直边小，坯料始终保持在同一水平面，进料平安方便。其缺点是：上

15、辊轴承间距较大，坯料对中不如四辊卷板机方便。横竖上调式：如图1.1-3，调节辊筒的数目最少，具有各种三辊的优点，而且剩余直边小。其缺点：设计时结构复杂不易处理。 卷板机按照辊筒方位，可以分为立式和卧式。按上辊受力类型，可以分为闭式上辊中部有托辊和开式上辊无中部托辊，其中开式又可以分为有反压力装置的和无反压力装置的。立式：如图1.1-4，消除了氧化皮压伤，矩形板料可保证垂直进入辊间，防止扭斜，卷薄壁大直径，长条料等刚性较差的工件时，没有因自重而下榻的现象，板样测量较准，占地面积小。其缺点是：短工件只能在辊筒下部卷制，辊筒受力不均匀，易呈锥形；工件下端面与支撑面摩擦影响上下曲率的均匀性，卸料及工件

16、放平料不方便，非矩形坯料支持不稳定。闭式：如图1.1-5 没有活动轴承机构结构较简单，上辊加中间支承辊后可作得很细可弯到较大的曲率，上辊刚度好，工件母线直线度好，下辊间距小，可卷薄板且曲率较准确，上辊行程大，有足够的位置装模具，可以作长拆边机用，但只能卷制圆心角小于180度的弧形板。 图1.1-5 闭式卷板机 图1.1-6 四辊卷板机四辊卷板机有四个辊，如图1.1-6所示上辊是主动辊，下辊可以上下移动，用以夹紧钢板，两个侧辊可以沿斜向升降，在四辊卷板机上可进行钢板的预弯工作，它靠下辊的上升，将钢板端头压紧在上下辊之间，再利用侧辊的移动使钢板端部发生弯曲变形，从而到达所要求的曲率。它的优点是：预

17、弯及卷圆时，钢板可不调头。上下辊能夹紧钢板，防止弯曲时滑脱。侧辊能起定位作用，在进料时可使钢板找正。便于弯曲锥形件，椭圆形件及仿形加工。综合以上各种卷板机的综合特点，在本次毕业设计中我选择了W12 40X2000型四辊卷板机进行设计1.3 W12X2000型四辊卷板机的用途W12X2000型四辊卷板机是专供金属板的卷曲和弯曲圆筒之用，是锅炉、造船、石油化工、水泥、电机及电器制造业中的主要设备之一。在常温的情况下，它可以将长达2m，厚度达40mm的钢板弯曲成圆柱面、圆锥面或任意形状的柱面或其一局部，在加热的情况下，它可以将长达2m,厚度达70mm的钢板卷曲成圆柱形或其一局部，它可以对一些厚度大，

18、用常规方法无法弯卷的钢板进行加工，在加工的过程中它还可以对金属板端部进行直接弯曲，免去了端部预弯的工序，这是四辊卷板机比一般三辊卷板机优越之处。因此，W12X2000型四辊卷板机在锅炉、造船、石油化工、水泥、电机及电器制造业中得到了广泛应用。同时，这种设备的上市大大减轻了工人的劳动强度，提高了企业的效益。1.4 传动系统设计W12 40X2000型四辊卷板机是以上辊为主动辊，由主电动机通过主减速器及联轴器，从而带动上辊工作，下辊的作用是提供一定的向上力，设该力为夹紧力W，与上辊一起夹紧所卷钢板，使上辊与被卷钢板间产生足够的摩擦力，在上辊旋转时能够带动钢板运动。两个侧辊用以形成卷筒所需的曲率，使

19、板料到达所需的目的。在我设计的这台四辊卷板机中，我采用了由主电动机通过主减速器以及联轴器，从而带动上辊的旋转。而下辊的运动我采用在下辊的两端各放一个液压缸，通过液压缸内的液压油作用于活塞而使下辊能够实现上下的升降运动，以便夹紧钢板，用液压系统来控制下辊筒的升降以及两个液压缸在上升的过程中保持同步上升。在下辊的两侧设有两个侧辊，两个侧辊分别由两个电动机通过两个单级减速器以及联轴器带动；两个电动机可以分别单独控制也可以同时控制，两个侧辊可以沿着机架导轨做倾斜运动，通过丝杆丝母蜗轮蜗杆传动。第2章 卷板机轴辊受力分析板料的最大变形弯矩 M 板料具有原始曲率半径R1时的初始变形弯矩 式中：截面的形状系

20、数，矩形断面取 材料的相对强化模数，对于30，35钢取 W为横截面的断面模数，矩形截面 ，(B为材料宽度，为板材的屈服极限，35钢=250MPa)；那么W=R 为弯曲最小半径，在最大弯矩产生于板材弯成上辊半径时，得到弯曲的最小半径。，为上辊直径，mm; B为板材厚度，mm。为板材屈服极限 =250MPa为板料由平板开始弯曲时的初始变形弯矩 kgfmm kgfmm式中：、分别为板料、万向接送和主动辊的重量kg d-主动辊轴颈的直径mm -滑动摩擦系数。用青铜轴套时，取所以对取那么： kgfmm侧辊所受的力为 =辊筒所受到的力为 =那么=将板料从平板弯曲到时消耗于板料变形的扭矩因为，所以消耗于摩擦

21、阻力的扭矩式中：f-滚动摩擦系数mm滚筒与板料间。冷卷f=0.8mm热卷f=2 mm，工作辊与支承辊间f=0.3mm.、分别为a、b、c、辊轴径，其中=288mm, =240mm,=204mm。所以将上面数值代入得：板料松紧的摩擦阻力 =送进板料所需的拉力T拉力在轴承中所引起的摩擦损失 机器送板料的总力矩式中；-辊筒与未加工板料见滑动摩擦系数驱动扭矩作用在卷板机辊子上的压力弯曲力式中： -钢板材料的屈服极限 b-钢板的宽度(m) h-钢板厚度(mm) t-两侧辊间的中心距mm作用在卷板机辊子上的弯曲扭矩式中：D-辊子辊身直径 r-能够卷最小钢管直径 那么： 第3章 电动机的选择与计算确定式中各

22、参数的值：d-辊筒的轴径v-辊身线速度=考虑到工作机器的平安系数，取功率为45KW的主电动机。 由于四辊卷板机在工作中没有什么特殊的要求，因此在本次设计中我选用Y系列的电动机。Y系列的电动机具有效率高，性能好，噪声小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便的特点，主要应用于灰尘多、土扬水溅的场合、如农用机械、矿山机械、搅拌机、碾米机等，为一般用途电动机。根据前面计算的结果，主电动机选择Y280M-8型三相异步电动机，额定功率45KW，满载转速740r/min，额定转矩1.8，最大转矩2.0，质量592kg.第4章 主减速器的设计按照设计要求以及工作条件选用Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压3

23、80V。电动机型号的选择，根据前面计算的结果，主电动机选择Y280M-8型三相异步电动机，额定功率45KW，满载转速740r/min，额定转矩1.8，最大转矩2.0，质量592kg.减速器中各局部的传动效率如下：-联轴器效率，-闭式圆柱齿轮传动效率，-一对滚动轴承效率，-主辊的传动效率，那么各局部的传动效率：12=(2)工作辊的旋转转速= 取=4r/min传动比的分配总传动比=由传动方案可知： ； 所以本设计的三级减速器的总传动比为,主减速器传动系统各级传动比的分配如下： 1.传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：0 轴：电动机轴 1轴：减速器的高速轴 2 轴减速器的中间轴 3 轴减速器的另

24、一根中间轴4 轴减速器的低速轴将上述计算结果和传动比及传动效率汇总如表4-1轴 号电 动 机三 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器 0 轴 1 轴 2 轴3 轴4 轴转速n(r/min) 740740功率Pkw45转矩TNmL两轴联接件、传动件联轴器齿轮齿轮齿轮传动比i15传动效率4.4 高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算4.4.1选择精度等级，材料和齿数1材料及热处理。由表10-1选得大、小齿轮的材料均为40Cr并经调质及外表淬火，齿面硬度为4855HRC。外表淬火，轮齿变形不大，故精度等级、大小齿轮的齿数以及螺旋角分别为：精度等级为7级，小齿轮齿数、大齿轮的齿数。选取螺旋角，初选螺旋角4.4.2

25、 按齿面接触强度设计确定公式内的各计算数值：2. 由文献1，选取区域系数3.由文献1，查得 4.因大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取小的齿宽系数，5.由文献1，查得。6.计算接触疲劳许用应力失效概率1%，平安系数S=1=由文献1，查得 2试算小齿轮的分度圆直径 3)计算圆周速度4计算齿宽b及模数5计算纵向重合度计算载荷系数K根据 ，7级精度，查文献1，取，由文献1，查得，从文献1中的硬齿面；齿轮栏中查得小齿轮相对支承非对称布置，6级精度，时，=考虑齿轮为7级精度，取，故载荷系数另由文献1，查得。按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数 1确定计算参数2.由文献1，查得齿轮的弯曲疲劳强度极限3

26、.由文献1，查得弯曲疲劳寿命系数，4.计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳平安系数，5.计算大、小齿轮的并加以比拟比照计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准模数m=3，取分度圆直径。取，那么。1计算中心距将中心距圆整为278mm.2) 按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，等不必修正。计算大、小齿轮的分度圆直径计算齿轮的宽度取，4.5.1选择精度等级，材料和齿数1材料及热处理。由表10-1选得大、小齿轮的材料均为40Cr并经调质及外表淬火，齿面硬度为4855HRC。外表淬火，轮齿变形不大，故精度等级、大小齿轮的齿数以及螺旋角分别为：精度等级为7

27、级，小齿轮齿数、大齿轮的齿数。选取螺旋角，初选螺旋角4.5.2. 按齿面接触强度设计1确定公式内的各计算数值：2. 由文献1，选取区域系数3.由文献1，查得 4.因大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取小的齿宽系数，5.由文献1，查得。6.计算接触疲劳许用应力失效概率1%，平安系数S=1=由文献1，查得 2试算小齿轮的分度圆直径3)计算圆周速度计算齿宽b及模数计算纵向重合度计算载荷系数K根据 ，7级精度，查文献1，取，由文献1，查得，从文献1中的硬齿面齿轮栏中查得小齿轮相对支承非对称布置，6级精度，时；=考虑齿轮为7级精度，取，故载荷系数另由文献1，查得。按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数

28、1确定计算参数2.由文献1，查得齿轮的弯曲疲劳强度极限3.由文献1，查得弯曲疲劳寿命系数，4.计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳平安系数，5.计算大、小齿轮的并加以比拟2设计计算比照计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准模数m=3，取分度圆直径。取，那么1计算中心距将中心距圆整为468mm.2) 按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，等不必修正3)计算大、小齿轮的分度圆直径4)计算齿轮的宽度取，4.6 低速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算：4.6.1选择精度等级，材料和齿数1材料及热处理。由表10-1选得大、小齿轮的材料均为40Cr并经调质及外表

29、淬火，齿面硬度为4855HRC。2)外表淬火，轮齿变形不大，故精度等级、大小齿轮的齿数以及螺旋角分别为：精度等级为7级，小齿轮齿数28、大齿轮的齿数。 3选取螺旋角，初选螺旋角4.6.2. 按齿面接触强度设计1).确定公式内的各计算数值2. 由文献1，选取区域系数3.由文献1，查得 4.因大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取小的齿宽系数，5.由文献1，查得。6.计算接触疲劳许用应力失效概率1%，平安系数S=1=由文献1，查得 2试算小齿轮的分度圆直径3) 计算圆周速度4计算齿宽b及模数5计算纵向重合度6计算载荷系数K根据 ，7级精度，查文献1，取，由文献1，查得，从文献1中的硬齿面齿轮栏中查得小齿轮

30、相对支承非对称布置，6级精度，时，=考虑齿轮为7级精度，取，故载荷系数另由文献1，查得。7按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径8计算模数1确定计算参数2.由文献1，查得齿轮的弯曲疲劳强度极限3.由文献1，查得弯曲疲劳寿命系数，4.计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳平安系数 5.计算大、小齿轮的并加以比拟2设计计算比照计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准模数m=8.5，取分度圆直径。取，那么。计算中心距将中心距圆整为468mm.2) 按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，等不必修正。3计算大、小齿轮的分度圆直径4计算齿轮的宽度取，主减速器中

31、所有齿轮的根本参数如下表：轴 号高速级齿轮 中间级齿轮低速级齿轮齿 数241562514028140法面模数3分度圆直径744821427942451226齿根圆直径4781357872341215齿顶圆直径77485800中 心 距278468736齿 宽55529085175172螺旋升角齿轮精度等级7 级7级7级轴上小齿轮的直径娇小，采用齿轮轴结构，轴的材料选用45号钢调质。轴的受力简图如下：图4.7-1 轴的受力简图图4.7-2 轴在水平面内的受力图图4.7-3. 轴在垂直面内的受力图图4.7-4 轴在水平面内的弯矩图图4.7-5 轴在垂直面内的弯矩图图4.7-6 轴的合成弯矩图图4.

32、7-7 轴的合成转矩图图中：a)计算齿轮的啮合力b)求水平面内的支承反力，做水平面内的弯矩图C求垂直面内的支承反力，作垂直面内的弯矩图=4152Nd)求支成承反力，作轴的合成弯矩图、转矩图 =按经验公式，减速器输入轴的轴端直径参考联轴器标准孔直径，取减速器高速轴的轴端直径。第5章 侧辊传动系统的设计侧辊电动机选择Y180L-8型三相异步电动机，额定功率11kw，满载转速730r/min,堵转转矩1.7，最大转矩2.0。在侧辊传动系统中，侧辊电动机通过一个单级减速器把扭矩传到丝杆丝母蜗轮蜗杆传动副，这样既到达了传递扭矩的作用，同时也改变了运动方向。单级圆柱齿轮减速器：传动轴线平行，结构简单，精度

33、易保证，而且应用广泛，直齿一般圆周速度v=2550m/s，应用于重负荷场合，但也用语重载低速的场合。因此我选用了ZD15-8型单级减速器由于侧辊的上升速度为80mm/min，丝杆的螺距为16mm,故蜗轮的转速，因此，此时单级减速器分得的传动比为3.25，而蜗轮蜗杆分得的传动比为28。根据GB/T 10085-1988 的推荐，采用渐开线蜗杆ZI考虑到蜗杆传递的功率不大，速度也很小，故蜗杆采用45钢，因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了 节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而铁芯用灰铸铁HT100制造。根据

34、闭式蜗杆传动的设计准那么，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由文献2查得，传动中心距确定作用在蜗轮上的转矩 按，估算效率，那么2)确定载荷系数K因工作载荷比拟稳定，故载荷分布不均匀系数，由文献2，选取使用系数；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数1.05；那么3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故=1604)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值/a=0.35,从文献2中查得=2.9。5)确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，从文献2中得蜗轮的根本许用应力应力循环次数 寿命系

35、数 那么 6计算中心距取中心距a=250mm，因i=28,从文献2中取模数m=12.5mm,蜗杆分度圆，这时，由文献2，查得接触系数，因为，因此以上计算结果可用。1)蜗杆轴向齿距；直径系数q=10;齿顶圆直径；齿根圆直径；分度圆导程角；蜗杆轴向齿厚。蜗轮蜗轮齿数； 变位系数；验算传动比 ，这时传动比误差为=7.1%，是允许的。蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉母圆半径 当量齿数 根据，从文献2中查得齿形系数。螺旋角系数 许用弯曲应力 从文献中查得铸锡磷青铜ZCuSn10P1制造的蜗轮的根本许用弯曲应力。寿命系数 弯曲强度是满足的第6章 下辊筒液压缸的设计四辊卷板机下辊筒的升

36、降我采用液压传动的方式来控制，由于下辊筒在运动的过程中对速度的要求不高，液压传动具有传动平稳，易于实现过载保护，易于实现自动化的特点。因此在下辊的传动方式中，我选择了采用液压传动。下辊筒两端的压缸在上升的过程中要求一定要同步，在下辊筒上升的过程中要求下辊筒与上辊筒的轴线保持平行，如果在下辊上升的过程中出现一端上升的速度快，而另一端上升的慢的情况。这样卷制出来圆筒就会一头大一头小的喇叭筒形状，造成加工缺陷。我设计的这套液压控制系统的工作原理图如图1-2所示当1DT电磁铁带电时，使得3DT、4DT电磁铁得电，油缸A口进油，使得辊子两端升起，B口回油。完成下辊筒的上升，假设在上升的过程中油缸1的一段

37、到达了指定刻度时，油缸2一段尚未到达，那么电磁铁3DT断电，油缸1停止进油，直至油缸2一端也到达指定刻度时，4DT电磁铁断电。由此来保证四辊卷板机在加工过程中，下辊与上辊之间间隙保持一致，实现下辊的轴线与上辊的轴线始终保持平行。当2DT电磁铁带电时，使3DT、4DT电磁铁得电，B口进油，使辊子下降，A口回油。 图6.1-1 下辊筒液压系统的工作原理图估算需要克服的总负载力F-负载力 那么： 液压缸的机械效率：确定液压缸的有效工作压力P，查表取卷板机的工作压力P=16MPa计算液压缸的内径、活塞直径D和活塞杆直径d当无杆腔受力时：当有杆腔受力时：确定式中个参数数值D-液压缸内径mmd-活塞杆直径

38、mmd=(0.3-0.5)D=40mmP-液压缸有效工作压力MPaF-液压缸最大牵引力N那么：液压缸缸筒长度L确实定液压缸的缸筒长度=活塞行程+活塞宽度+活塞导向长度+活塞密封长度+其他长度确定式中各参数的数值：活塞的行程L=200mm活塞的最小导向长度H：其中：L-活塞行程 D-缸筒直径 圆整后，取H=70mm活塞宽度取B=95mm导向套滑动面长度A当D80mm时， A=0.6-1.0d=32mm计算L=32+95+70+300=397mm图6.2-1 液压缸内个段长度四、液压缸的强度和刚度校核1. 缸筒壁厚的校核确定式中个参数的数值：-缸筒内的最大工作压力-缸筒材料的许用应力，=，为材料的

39、抗拉强度，n为平安系数，一般取n=3.5-5,那么D-缸筒内径圆整后取 因为126.38故该液压缸的壁厚合格。其中：D-缸筒内径 -缸筒的工作压力-缸筒材料的许用应力那么： 取，缸底的厚度为16mm。确定式中个参数的数值：-螺栓螺纹的底径 K-螺栓拧紧系数，一般K=1.2-2.5，取K=2 F-液压缸的最大作用力Z-螺栓个数-螺栓材料的许用应力，=，为螺栓材料的屈服极限，n为平安系数，一般取n=1.2-2.5，取n=2., 那么。那么： 取=8mm-活塞杆材料的许用应力，=，为材料的抗拉强度，n为平安系数，一般取1.4，那么=436MPaF-活塞杆所受的负载力，F=23300Nd-活塞杆直径因

40、为8.25, 那么活塞杆直径合格。第7章 辊筒轴的强度校核为保证卷出的圆筒不变形，辊筒要有足够的弯曲强度。辊筒总受合力 支座反力 所受均布力 辊筒最大弯矩中心C处 弯曲模量 弯曲应力 对于辊筒材料为45钢所以弯曲强度适宜。至此本设备的规格性能已全部确定，归纳如下：.本机器的技术参数如下mm钢板的最大厚度mm40钢板的最大宽度mm2000钢板的屈服极限MPa 250满载最小弯曲直径mm1400上辊直径mm 480下辊直径mm 400侧辊直径mm 340弯板速度(m/min) 6下辊的上升速度mm/min 80下辊的最大行程mm 200工作状态 冷卷主减速器的传动比 180辅助减速器的传动比 主电

41、动机功率(KW) 45电动机转数(r/min) 740液压系统的工作压力MPa 16第8章 专题论文四辊卷板机液压同步控制系统的研究摘要：介绍了液压同步控制系统的组成、四辊卷板机下辊液压同步控制系统的工作原理。液压同步系统在工业生产中应用很广泛，如卷板机、大型压力机、大型液折边机等。这类机械设备能否生产出合格产品或工件，液压缸的同步精度起着关键的作用。液压缸同步是指两个或两个以上液压缸同时运动时，不管各自的负载如何，都保持相同的运动速度或位移。液压缸制造精度误差、液压控制系统的液压损失、空气的混入及外界负载偏置和结构变形等，都是影响液压缸同步精度的因素。由于不同机械设备对液压缸同步精度的要求有

42、所不同，其机械结果的简繁程度、本钱上下也都有所不同。采用那种方案来保证同步精度，要根据具体机械设备工作状况而定。下面针对四辊卷板机同步控制问题进行一些研究。四辊卷板机由四个辊子组成，上辊为主传动且上辊位置固定，下辊两端由液压缸带动升降。下辊升起可使其与上辊夹紧板材头部，按需要改变侧辊与上辊的距离进行弯曲板材两端头部。然后下辊下降，两个侧辊升起，板材弯卷成圆柱形。四辊卷板机的下辊的作用是提供一定的向上力，设该力为夹紧力W，与上辊一起夹紧所卷钢板，使上辊与被卷钢板间产生足够的摩擦力，在上辊旋转时能够带动钢板运动。此外，在两侧辊作用卷板时，下辊还起支承点作用。四辊卷板机下辊筒的升降我采用液压传动的方

43、式来控制，因为下辊的重量本身就很大，在卷板的过程中下辊还要有给上辊一个向上力，使上辊与被卷钢板间产生足够的摩擦力，使上辊与下辊在卷板的过程中能够始终保持夹紧工件，在上辊旋转时，能带动钢板运动。在下辊运动的过程中要求下辊筒可以升高也可以下降到不超过200mm的任意高度上。由于下辊在运动的过程中对速度的要求不高，液压传动具有传动平稳，易于实现过载保护，易于实现自动化的特点。因此在下辊的传动方式上面，我选择了采用液压传动。在四辊卷板机卷板的过程中要求下辊两端液压缸不仅提供压力，还应该具有保压的功能。在设计时下辊的作用力夹紧力W小于所卷钢板受压状态时塑性变形所需要的力。图1为上、下两辊的正确工作状态，

44、这时上、下两辊轴线平行，在这种状态下，夹紧力W均匀地作用在钢板整个宽度L上，这时夹紧力不会使钢板产生局部塑性变形，所卷制出的工件是合格的。图8-1 上、下两辊的正确工作状态而在实际的加工过程中，如果钢板放置时偏离辊子中间位置，那么下辊两端所受到的力就会不均匀，使得下辊轴线与上辊轴线处于不平行状况时，夹紧力W不是均匀地作用在钢板整个宽度线上，而是出现了集中载荷F。并且钢板的一端与压辊呈现点接触状态，造成所接触局部发生塑性变形，在卷制圆筒时出现一端被压迫，使圆筒一端直径变大。造成上、下两辊轴线不平行的根本原因是由于作用在下辊两端的液压缸在运动中的不同步。所以所就此问题设计了这套四辊卷板机液压缸同步

45、控制系统。图8-2 上、下两辊非正常工作状态在本设备中的液压同步控制系统我采用了开关量控制，即采用电磁换向阀直接进行控制的方法。开关量一般应用在开环控制回路中，电磁换向阀能够起到控制油路通、断的作用，通过控制电磁换向阀是否带电即可控制油路的通、断。当1DT电磁铁带电时，使得3DT、4DT电磁铁得电，油缸A口进油，使得辊子两端升起，B口回油。假设油缸1的一段到达了指定刻度时，油缸2一段尚未到达，那么电磁铁3DT断电，油缸1停止进油，直至油缸2一端也到达指定刻度时，4DT电磁铁断电。由此来保证四辊卷板机在加工过程中，下辊与上辊之间间隙保持一致，实现下辊的轴线与上辊的轴线始终保持平行。2DT电磁铁带电时，3DT、4DT电磁铁得电，B口进油，使辊子下降，A口回油。 图8-3 四辊卷板机液压系统工作原理图这样对设置在两个支路中的电磁换向阀的控制，即可以实现对下辊两侧的液压缸进行同步控制，从而可以实现上辊和下辊的轴线在工作的过程中保持平行，防止了次品的产生， 大大提高了工作效率。结束语我所设计的这台四辊卷板机由四个辊筒所组成，其中一个上辊、两个侧辊和一个下辊。最大可以将40mm厚、2m长的钢板卷曲成圆柱、圆锥或其一局部。上辊为主传动，由主电动机通过主减速器和联轴器与上辊筒相连