U型钣金成型机设计

摘要

本设计的U型钺金成型机是用冷弯技术达成折弯的目的，说到底就是对冷弯过程的研究分

析。冷弯成型是一种高效、清洁、低成本、稳定、节能、节材的加工工艺，对于这一钟加工工

艺的叫法有许多种，冷弯成型、冷弯型钢、滚轧成型、滚压成型、冷轧成型等.通过对加工产品

的材料、厚度、折弯半径等多个方面的分析，制定合理的折弯道次以及折弯角度，快而精的加

工出合格的U型钺金.计算好镀金的总宽度，制定合理的轧辐宽度，通过公式计算，得出合理的

折弯道次数和每个道次所折弯的角度度数。根据折弯角度计算每个道次所需要的折弯工作功率,

进而选择工作电机，再设计链轮减速以及选择链条型号.根据技术要求分析冲压的步骤和位置，

计算冲裁压力，选择液压缸型号。链轮传动机构负责减速和力的传递，包括选型的电动机；板

料成型机构负责饭金的移动和折弯，包括送料辐和工作辐，以及定位轧辐的轴承座、轴承等；液

压冲裁机构负责对板金的冲裁和剪断，主要为选型的液压缸和刀具。该设计过程需要综合运用

所学到的知识和技能，在设计中能够提高实际问题的分析能力和解决能力，能够拓展知识领域，

增加了学习新知识的能力。

关键词：冷弯成型，轧辐，链传动

ABSTRACT

ThedesignoftheUtypeofsheetmetaIformingmachineistoachievethepurpose

ofbendingbendingtechnology,inthefinalanalysisistheresearchandanalysisof

thecoldbendingprocessoCoIdrolIformingisakindofhighefficient,clean,the

processingtechnologyoflowcost,stabiIity,energysaving,materiaIsaving,forthe

namesofthecIockprocessingtechnoIogyhasmanykinds,coldrolIforming,cold——formed

steeI,roIIingroIIingforming,rolIforming,coldrolIformingoThroughtheanalysis

ofthemateriaIs,thickness,bendingradiusandotheraspectsoftheprocessingproducts,

makeareasonabIebendtimeandbendingangle,fastandpreciseprocessingofquaIified

UtypesheetmetaIoCaIcuIatethetotaIwidthofthesheetmetaI,todeveIopareasonabIe

rolIwidth,throughthecalculationoftheformula,anddrawareasonabIenumberof

bendsandtheangleofeachroadbendingangle。Accordingtothebendingangleto

caIcuIatetherequiredbendingworkpower,andthenseIecttheworkingmotor,andthen

designthechainwheeIdecelerationasweIIasthechoiceofchainmodeI.According

tothetechnicaIrequirementsofthestampingprocessandtheIocationofthecalculation

ofpunchingpressure,seIectthehydrauIiccylindermodeI。ChainwheeItransmission

mechanismisresponsibIeforslowingdownandforcetransfer,includingtheseIection

ofthemotor;sheetmetaIformingmechanismresponsibIeformobiIeandbendingofsheet

metaI,includingfeedingrolIandworkroll,androlIpositioningbearingseat,bearing;

hydrauIicdiecuttingmechanismresponsibIeforsheetmetaIpunchingandshearing,

mainlyfortheseIectionofhydrauliecylinderandthetool.Thedesignprocessneeds

tobeintegratedwiththeknowledgeandskillsIearnedinthedesigncanimprovethe

actuaIprobIemanalysisandsoIvingabiIity,canexpandthefieIdofknowledge,increase

theabilitytoIearnnewknowledge.

Keywords：ColdroIIforming,roller,chaindrive

目录

1绪论---------------------------------------------------------1

1o1选题背景及其意义-------------------------------------------1

1o2国内外研究现状与发展趋势----------------------------------2

2设计主要的研究内容------------------------------------------3

201冷弯成型的基本工作原理------------------------------------3

2.2主要设计内容-----------------------------------------------4

2。3技术要求---------------------------------------------------5

3总体设计方案------------------------------------------------7

4成型机的设计与计算------------------------------------------8

4.1折弯角度的设计计算------------------------------------------8

402电动机的选型----------------------------------------------11

4.3链传动的计算-----------------------------------------------21

4。4计算轧短尺寸----------------------------------------------29

4-5液压缸选型计算---------------------------------------------43

4o6送料辐轴的计算与校核-------------------------------------45

5结论------------------------------------------------------------53

参考文献----------------------------------------------------------55

致谢-------------------------------------------------------------57

1绪论

1o1选题背景及其意义

随着我国工业的发展，近年来，冷弯技术应用的范围越来越广，由原来的普通结构的小范围

使用，到现在的建筑结构、轻工机械、电气、家电、家具、装饰、集装箱、交通设施、汽车、

机车车辆、起重机械、电梯等，都被应用。

冷弯成型技术在实际应用方面具有很好的优点，粗成型段采用共用辐与更换辐组合方式，

更换产品规格时，部分机架的轧辐不必更换，可节省部分轧辐的储备量。辐型曲线简单，制造与

修复方便，轧辐重复利用率高，平辐用组合辐片，粗成型段为六机架，立辐群轧辐倾斜布置，车

辐体积小，比传统辐式成型机轧辐重量减轻1/3以上，设备结构更紧凑.

而对于U型钺金来说，结构不算复杂，但用量却特别大，所以，应用冷弯成型技术，可以有

效的缩短工期，节约劳力资源，节约材料成本，减少人员投入。

例如，在建筑行业中，轻型钢结构的厂房，具有缩短施工周期，减少用钢量，工程综合造价低

等特点，已经早已被广泛应用.在汽车制造业中，载重汽车及大型客车的车厢I边框、墙板、底板、

车体框架、底部大梁及车门窗框等，都是可以用冷弯技术加工生产，即节约用钢量，有提高产

量；小客车及轿车的冷弯型钢需要量不大，但其用于制作门窗框件、各种导轨、构件及装饰件

等，断面复杂、尺寸精度高。现在冷弯成型的材料也不单单是碳素钢，还有镀锌板、不锈钢等，

还有要求高的冷弯型钢。

而本次选题的意义就是通过对冷弯成型的应用，完成U型镀金的一次成型。扩大冷弯成型的

应用范围，增加冷弯成型技术对工业的影响程度。在这过程中，肯定是会遇到各种各样的问题，

而努力去发现问题并解决问题，就是我在这次设计中的宝贵收获，并让我有机会更加深入的了解

冷弯成型技术的发展和应用.

1.2国内外研究现状与发展趋势

目前，我国自主设计和研制的加工设备，从整体上看与国际先进水平相比还有很大的差距，

但某些技术正在追赶世界先进水平。对于冷弯成型来说，多种成型形式正在被研究开发，俄罗斯

切列波维茨克钢铁厂发明了生产冲孔冷弯型钢的技术；日本拓殖大学的小奈宏教授论述了用计

算机控制的冷弯成型机械的变截面型钢成型技术及设备组成；瑞典Ortic公司和德国Bemo公司

共同开发了一种关于冷弯型钢的弯曲截面和可变形状截面的辐弯成型方式即Monroe方式；英国

则在研制冷弯系统，特点是设计，对整条冷弯生产线上的设备进行设计，可以应付各种不一样

的冷弯产品。

近年来，轻型钢结构被广泛应用于发达国家的建筑业中，对于美国、英国、西欧等发达国

家，小到居民住宅，大到购物中心、机场、写字楼等，冷弯型钢产品都是第一大用户。美国在

轻钢结构体系的分析、应用方法、设计理论、生产加工工艺技术上已经非常完善，发明了许多

专利，并且与其配套的设计软件也十分实用，能在短时间内完成绘图、设计、工程量统计和报

价等工作。再加上有限元技术的迅速发展，商业化的大型有限元软件也为冷弯成型的成型工艺

提供了很好的设计平台，使冷弯成型能往更复杂、更困难的成型方向发展，同时也推动了现在冷

弯成型的主流设计方向，既以设计软件为主要设计平台的设计发展方向。

我国在华北、东北、华东地区，对冷弯成型技术应用的比较多，主要用于建筑门窗、货架、

家用电器、交通运输等行业。主要产品有卷边或非卷边的C形、Z形钢和角钢、闭口方矩形管和

圆管，还有一些异形复杂断面型钢、多种波形、带孔的孔型钢等.

我国目前对冷弯成型的应用还是没国外的多，需要继续加深数学模型的建立、理论知识的

补充、CAD软件的开发、生产经验的积累，国外技术的引进研究等。我抓住U型镀金的特点，以

及U型板金目前的生产方式和应用范围，决定为我国国民经济及钢产业做出一点微不足道的贡

献，即设计一个U型镀金的冷弯成型机。

2设计主要的研究内容

2.1冷弯成型的基本工作原理

冷弯成型的主要对象是轧钢，轧钢通过成型机的送料辐,调整进入成型机的方向以及给予轧

钢初速度。再与多对工作辐的挤压折弯过后，渐渐地形成所需要的形状。

在这过程中，主要是利用了材料的可弯曲性能，用硬度大于轧钢的材料制造的轧辐，在一定

推力的推动挤压下，将材料弯曲，并保证轧辐不在这个过程中被磨损。这之中关键的就是轧辐

之间的位置精确性以及轧辐材料的可靠性，本次设计中，轧钢的材料为Q235,其布氏硬度在140HB

左右，轧辐材料为9Cr,硬度在260HB左右，完全可以在折弯轧钢的情况下自身不变形。

给轧钢一定的压力，其变形量不会产生永久变形，这个压力施加在送料辐上，上下送料辐

的外径距离小于材料厚度，能给材料足够的压力，增加送料辐与轧钢的接触面积，提高静摩擦

力，提高轧钢前进的能量。工作辐每一道的折弯角度都不一样，通过合理的公式计算来设计角

度，工件的目标折弯角度是90度,但是要考虑到材料变形后的回弹，本文采取的办法是在最后

一个道次之前，即倒数第二道的时候，总的折弯角度达到92度，以一定的超过量，来进行余量

矫正，最后一道90度是为了给之后的裁断做固定之用。

2.2主要设计内容

(1)轧钢的宽度和折弯角度

通过已知的产品要求，计算轧钢的宽度，即产品展平后的宽度，改计算要涉及到材料的折弯系数，

再计算每个道次的折弯角度.

(2)电机、液压缸的选型

计算每个道次的工作功率，将各阶段功率相加，以计算得出的工作总功率来选合适的电动

机。分析产品的设计要求，计算冲裁力，选型液压缸.

(3)成型机的传动设计

主要为链传动，通过计算任务要求的加工速度，利用链轮减速减速到符合工作要求，用一条

长链条负责传动每个道次的轧辐。

(4)轧辐的尺寸计算

每个工作辐都不一样，计算一个道次的2个轧混，通常是一起计算，各尺寸计算公式中，各

有影响。

(5)轴的强度校核

通过之前的计算工作功率，分析哪个轴的受力最大，校核这根轴的强度，画受力分析图和转

矩弯矩图。

2.3技术要求

利用冷弯成型技术，将2mm厚的轧钢，材料为低碳钢Q235,冷弯成U型形状，折弯内侧半

径为0.8mm,并在前后两头冲压出腰型孔，冷弯成型速度不低于0.2m/s,产品的最终尺寸如图

2-1：

c

LE

图2-1U型板金成型尺寸

为方便后面的计算，定半径0.8mm为：〃=。・8加加；

厚度2mm为：t=2mm；

至于折弯前的镀金宽度则需要自己另外计算，精确到小数点后两位。

3总体设计方案

分析产品的设计要求，从加工进度开始，轧钢进入成型机开始，先由送料辐和机体上的固

定轨道来矫正方向和给与速度，在送料辐和第一道工作辐之间，有液压缸所驱动冲压装置，将

腰型孔和边料冲裁去除.之后在多对工作辐的工作下，使轧钢达到产品要求的形状尺寸，再有最

后的液压冲裁装置将其剪断。

从传动路线开始，由电动机提供动力，经过多对链轮减速将转速将到满足设计要求，上下

轧辐有分主动轮和从动轮，一般都是设计下轧辐为主动轮，上轧辐为从动轮.

在轧辐设计上，需要考虑到传动环节上的功率损失.理论上来说，工件轧钢前进的速度与轧

辐的线速度相同，虽然是用一根链条链接所有轧辐，但还是会出现转速上的微小差异，为了避免

不必要的相对位移和滑动摩擦，适当的逐次增加轧辐驱动半径的直径，让周长变大，在转速变小

的情况下而保持线速度的基本持平，对提高工件表面的光滑度、精确度、水平度等.电动机减速

后，轴的转矩会变大，负责传动的链条所承受的力也会变大，所以，负责轧辐传动的链条应该是

型号最大的链条.该成型机只负责轧钢的成型和冲裁，对于成型前的轧钢支架与轨道，以及裁断

后的安放与保存，不在设计之内.

初步设计该成型机的总长度为5000mm,工作高度为1260mm，总高度与所选型的液压缸的高

度有关，需要另行计算。轧辐轴上的轴承座，都是上下分离可拆卸式的，便于更换维修。

4成型机的设计与计算

4O1折弯角度的设计计算

401.1计算板金宽度

首先，要计算出该产品的展开宽度，要先计算出拐角的折弯中心长度，通过公式:

I_TiaP_7ia{r-\-kf)(4-1)

一旃一~180°

K为折弯系数，由工的值来确定;

r为半径，t为厚度。

当&=90。时，-=—=0.4,查图可得：k=0o35;

t2

,+7ix90°x(0.8+0.35x2)____

I=------------=------------------------------=2.355mm

1800180°

所以，总宽度为：

£=50-2-0.8+100-2x2-2x0.8+50-2-0.8+2x2,335

=193.51mm

查阅相关文献资料，将折弯道次定为7道次较为合理。其中，为降低材料的弹性变形的影响,

第6道次的折弯角度为92。，第7道次折弯角度为90。。

4.1.2计算折弯角度

第1折弯道次至第5折弯道次的折弯角度通过公式计算得出：

cosq=l+(l-cos%)2x(—)3-3x(—)2(4—2)

i为折弯道次数；

%为第6折弯道次折弯角度，4=92。;

N为该过程总折弯道次数N=6；

第一道次的折弯角度为:

32

COS。］=1+(1-cos^)2x(—)-3x(—)

0NN

20—3也

-14-(1-cos92°)=0.9233

r.a=cot0.9233=22.6°

第二道次的折弯角度为:

cos®2=1+(1-COS%)2x(£)3-3x年”

2

=l+(l-cos920)2x(|)3-3X(|)J=0.7314

.•.劣=cot0.7314=43.0°

第三道次的折弯角度为:

cos&=1+(1-cos%2x(小?-3x(j)2

=l+(l-cos920)2X(-)3-3X(-)2=0.4826

66

，4=cot0.4826=61.1°

第四道次的折弯角度为:

cosg=1+(1-cos^)2x(()3-3X(()2

l+(l-cos920)2X(：)3_3X(\)2]

=0.2334

4=cot0.2334=76.5°

第五道次的折弯角度为:

cosg=l+(l-cos^))2x(—)3-3x(—)2

NN

=l+(l-cos92°)2x=0.0418

.-.^=cotO.(M18=87.6°

4.2电动机的选型

为了实现输出稳定、价格低廉、使用普遍、维修更换方便等现实的使用需求，初步选定于

三相异步丫型电机，计算每个轧辐道次的工作功率，计算它们的总功率，来选择合适的电动机。

40201送料辐功率计算

在工作辐的7个道次之前，还有一个负责给工件提供初始速度的送料辐.计算送料辐的工作

功率，需要考虑工件的材料应变、弹性极限、弹性模量等问题。送料辐与轧钢之间的位置和形变

之间的关系如图4—1:

轧钢材料为低碳钢Q235,厚度t=2mm,查资料得:

弹性模量E=200GPa;

弹性极限%,=200M以

轧辐材料为9Cr,表面镀青铜；

查表得轧辐与材料为Q235的轧钢的表面静摩擦系数：〃=0.2

应变公式：

(4—3)

E

将弹性模量和弹性极限代入公式：

4200xlO6._

£•=-=---------T-=1X1m03

E200x109

又因为：

AhAh

£=——=—(4一4)

ht

所以：

△h=£•t=1x10"x2=2x103mm

-=1

2

r为轧辐的驱动半径r=1;

根据勾股定理：

(4—5)

=x=7r0r-Ah/2)2=Vlltf-aiO-lxlO_3)2=0.469mm

所以，受到挤压的投影面积为：

A=2xL=2x0.469x193.51=181.5\mm2

轧钢的弹性形变的弹力为：

照=邛=200x1炉x181.51x10'=36302N

送料辐与轧辐之间的摩擦力为：

fa=Fp=36302x0.2=7260AN

工作功率计算公式为：

P=fV(4-6)

其中，/为轧辐与轧钢之间的摩擦力；

V为轧钢前进的速度，可看做是送料辐的线速度,按要求V=0.2m/s;

所以，送料辐工作时所需要的工作功率为：

4=y0V=4954x0.2=1452.08W

4。2.2工作辐功率计算

工作辐负责对轧钢的折弯，需要计算对轧钢的折弯压力：

F=蝗”(1+生)(4-7)

hb：

F为折弯压力；

b为轧钢折弯前后的宽度；

t为轧钢厚度，t=2mm;

%为轧钢的抗拉极限，查表得：0,=400MPa;

工作辐第一道次的工作功率：

为了节省计算量和时间，对于每个道次折弯后的形状尺寸，我用UG8。5软件进行建模，并

通过设定折弯系数、钺金材料、折弯半径等参数，对钺金进行折弯和展平，然后测量折弯后的宽

度，并投影标注出来。

第一道次折弯22.6°后的截面图如图4一2：

图4-2第一次折弯后截面图

所以，b[=182.7mm;

第一道次的折弯压力为:

功率为:

4=印=2211.1x0.2=442.22W

第二道次折弯43.0°,折弯后截面如图4-3:

图4—3第二次折弯后截面图

所以，b2=168.Stwn;

第二道次的折弯压力为:

尸b,t2a4-182.7x22x500八4x2

E——^h-(Z11+—)=---------------------x(l+)=2267.3N

b2b2168.8168.8

功率为:

P2=F2V=2267,3X0.2=453.46W

第三道次折弯61。1°,折弯后截面如图4一4:

图4—4第一次折弯后截面图

所以，&=146Amm;

第三道次的折弯压力为：

居必（1+史）J68.8X2X%（I+3=2437.3N

b3b3146.1146.1

功率为：

6=6丫=2437.3x0.2=487.46W

第四道次折弯角度为76.5°,折弯后截面如图4-5：

122.4

图4-5第四次折弯后截面图

所以，b4=122Amm;

第四道次的折弯压力为:

22

「b.t(j八4/146.1X2X5004x2

玛=廿h+矛x(l+)=2543.3N

122.4122.4

功率为:

2=KV=2543.3x0.2=508.66W

第五道次折弯角度为87。6°,折弯后截面如图4一6:

图4-6第五次折弯后截面图

所以，b5=104.Ornm;

第五道次的折弯压力为:

片:41+电）1224x2^x5004x2

x(l+-------)=2534.9N

仇仇104.0104.0

功率为:

P5=Fy=2534.9x0.2=506.98W

第六道次折弯角度为92°,折弯后截面如图4-7:

图4-7第六次折弯后截面图

所以，b6=96.6nvn;

第六道次的折弯压力为:

T呜）=104x2^x5004x2

x(l+——)=2331.5N

96.696.6

功率为:

6=k丫=2331.5x0.2=466.3W

第七道次的折弯角度为90°,即最后成型形状，%=100/咖

所以，第七道次的折弯压力为：

尸7=四（I+%=966x22x5。。x（1+4x22086.6N

b-,伪100100

功率为：P,=F1V=2086.6x0.2=417.32W

为方便查看和之后的计算，整理之前所计算的数据如表4-1：

表4—1各道次轧辐功率计算结果

工作功率

折弯角度折弯后宽度b折弯压力p

道次

0(mm)F(N)(W)

送料0193.51363021452O08

第一道次2206182.72211.1442o22

第二道次43.0168.82267O3453.46

第三道次61.1146O12437.3487.46

第四道次76.5122.42543o3508.66

第五道次87.6104.02534.9506.98

第六道次9296.62331o5466.3

第七道次901002086o6417o32

所以，总的工作功率为：

々=4+6+…+吕

=1452.08+442.22+453.46+487.46+508.66+506.98+466.3+417.32

=4734.16卬

电动机减速采用链条三级减速，链条的传动效率为0。96,所以总功率为:

5050.93W

(0.96)3

所以，电动机选取为：丫型三相异步电动机Y160M2—8

其中额定功率4=5.5KW;

转速-720r/min=12r/s;

4O3链传动的计算

设工作辐与送料辐的工作直径一样为D=220mm,工作辐线速度要求匕加=0.2%

根据线速度公式：V=推得转速公式为:

V

n=——(4—8)

兀D

嗑=12

〃min=1737；4n

兀D3.14x0.22

所以，链轮减速后的送料及工作转速取20r/min.

由于电动机的转速为：〃电=720/7min=12r/s,减速后的转速为20r/min.

所以，总的减速比为：

.720»

la=---=36

总20

查阅相关资料，得知链条减速的单次减速比不能超过7,同时考虑到转矩的逐渐增大以

及链条宽度和节距也逐渐增大，故将减速分为3级减速，减速比分别为：

Zj=6,z2=3,z3=2

4.3.1一级减速计算

取小链轮齿数为：4=19;

则，大链轮齿数：

z2=Zj/j=19x6=114

计算功率公式：

P,“=KAKZP（4—9）

显为工况系数，查表得：K.=1.0;

Kz为主动链轮齿数系数，查图得：（=1.37;

P为主动链轮功率，所以：

=1X1.37X5.5=7.535KW

匕=KAK7P

根据以=7.535KW,%，查图可得：链条型号为10A;

查表可得：链条节距为P1=15.875rnm。

初选中心距：

4=(30〜50)〃=(30〜50)x15.875=476.25〜793.75〃2m

链长节数为：

L,=2幺+兔士&+(三』2

p22万％

~70019+114,114一19、215.875

15.87522x3.14700

=159.87

取Lx160

『二吐%.484

z2-114-19

链传动最大中心距为：

。,3=加[24-(4+22)](470)

九为中心距计算系数，查表得力=0.23588

所以，

4max=/M24—(Z]+Z2)]

=0.23588x15.875x(2x160-(19+114)]

=100.24mm

选中心距4=700mw

4.3.2二级减速计算

取小链轮齿数为：Z3=21;

则，大链轮齿数：

z4=z3i2=21x3=63;

KA为工况系数，查表得：KA=1.0;

Kz为主动链轮齿数系数，查图得：q=1.22;

P为主动链轮功率；

6=或x0.96x0.99=5.2272KW

所以，

Pca=KAKZP{=1X1.22X5.2272=6.38

才艮据匕,=6.38/nv,

々=〃|XL=720X'=120%11n

查图可得：链条型号为16A;查表可得：链条节距为p2=25.4mm。

初选中心距:

4=(30〜50)〃2=(30〜50)x25.4=762~1270mm

链长节数为:

乙2互+马士幺+(立3)2三

p222万a2

.100021+6363-2125.4

=2x-----+-------+(z--------yx2x----

25.422x3.141000

=121.88

取A,=122

上~-Z)122-2"1=2.05

Z4-Z、63—21

工为中心距计算系数，查表得工=0.24643

所以,

amax=/P2[242—(Z4+Z3)]

=0.24643x25.4x[2xl22-(21+63)]

=1001.49mm

选中心距4=1000mm

4O3O3三级减速计算

取小链轮齿数为：z5=19;

则，大链轮齿数：

z6=z5z3=19x2=38;

（为工况系数，查表得：S=1.0；

Kz为主动链轮齿数系数，查图得：勺=1.1；

P为主动链轮功率：

2=占x0.96x0.99=4.97XW

所以，

匕=K4Kzl=1*1.1x4.97=5.467KW

才艮据=5.467KW,

n3=H,x=120xg=40

查图可得：链条型号为16A;查表可得：链条节距为〃3=44.45加〃。

初选中心距:

«3=(30~50)P3=(30〜50)x44.45=1333.5〜2222.5mm

链长节数为:

人=2刍+二±乏+(三二幺)2乌

凸227的

c150019+38,38—19、244.45

X-------

44.4522x3.141500

=91.56

取心=92

"He2

链传动最大中心距为:

z

“max=/|P[2Ap3—(Z5+6)]

工为中心距计算系数，查表得力=0.24883

所以，

“max=—(Z6+Z5)]

=0.24883x44.45x[2x92-(19+38)]

=1404.68mm

选中心距巴=1400nv?i

计算链速：

40x19x44.45

u=———'—=-=---0--.-5-6--3--V---O----

360x100060x1000/S

计算有效圆周力：

1000_1000X4.97

■-9272AN

△匕0.536

计算压轴力：

Fp=",(4-11)

其中，KR,为压轴力系数，取1。15

所以，

Fp3=KFpFe3=1.15x9272.4a10663N

4.3o4工作传动链条计算

该传动链条链接工作辐和送料辐，链轮的大小及齿数都一致，保证转速的一致性，防

止出现相对位移和滑动摩擦.所以，传动比i=l。

通过查阅相关资料，选取合适的齿数，z7=17

"为工况系数，查表得：=

Kz为主动链轮齿数系数，查图得：Q=1.55;

P为主动链轮功率；

6=£x0.96x0.99=4.72KW

所以，

匕，=七七片=1x1.55x4.72=7.316KW

才艮据E〃=7.316KW,

n4=n3x=40x=2011n

查图可得：链条型号为32A;查表可得：链条节距为“4=50.8mm.

选中心距：a4-000mm

链长节数为:

,a.z+z-,,400017+17

Lp422+」7~工=2x----+------=174.45

A250.82

取卬=175

将上述主要计算结果整理为表4—2：

表4-2各级减速传动计算结果

减速链条小链轮大链轮链节中心距链条节传动比

级数型号齿数齿数数(mm)距(mm)

4一级10A1911416070015.8756

.4计减速

算轧

二级16A2163122100025O43

辐尺

减速

寸

三级28A193892140044o452

每

减速

一道

工作36A1717175400050.81

次轧

传动

辐由2

个轧

辐组成，分上辐和下辐，由于电动机输出的力通过链轮链条传递给下辐，上辐不主动提供力，所以

驱动直径指的是下辐的最小直径.送料辐与所有工作辐之间用一根链条传动，保证每道轧辐的转

速都相同，减少相对位移。机器在工作中，随着传动的增多，势必会有能量损失，为防止后面的

工作辐由于能量或功率减小而相对于送料辐转速变小，产生相对位移，增大摩擦阻力，使轧钢

拱起的现象，每道工作辐的驱动直径依次加0。5mm，便可增大轧辐的线速度，弥补之前的速度损

失。因为增加了驱动直径，所以没对工作辐之间的中心距也要依次加1mm。

计算轧辐尺寸之前，先要计算工件完成后的每段尺寸，如图4-8：

其中，A=47.2znm,2.355mm,=94.4/WM

送料辐的驱动直径取4=220/咖；

送料辐总长度L取250mm,为安装调试方便，工作辐总长度和送料辐的总长度一样，都是

250mm.

轧辐尺寸样式如图4—9：

图4-9轧辑尺寸样式图

4.401第一道次轧辐尺寸计算

第一道工作辐的驱动半径为：

DOAi=DOBl=220.5mm

计算上辐扎的圆角半径R:

0180°L,.180°x2.355____

R=---------kt--------------------0.35x2=5.27mm(4—12)

油、3.14x22.6°

nOQ£o

/.n-R•tan—=5.27xtan―:—=1.05mm(4•-13)

22

Q226。

m=(R+1)•=(5.274-2)xtan——=1.45mm(4——14)

h-L3+2m-94.44-2x1.45=97.3mm(4-15)

b=(L+m)cosq+20

3](4——16)

=(47.2+1.45)xcos22.6°+20=64.91mm

。=4+2〃=94.4+2x1.05=96.5mm(4-17)

(4—18)

Dj=DOM+1bytan。]=220.5+2x