《镀锌薄钢板的管道咬口机的结构设计》12000字

第绪论1.1选题背景随着社会现代化建设的进行，中央空调系统被用于城市楼房的情形越来越普遍，因此通风管道材料的需求量每年都在增加。据暖通协会最新调查数据，2010年我国通风管道材料就拥有2.5亿平方米以上的市场需求量，每年仍旧以近两成的速度增加。发展到如今，通风管道的市场需求量更是达到了更大的规模。而在风管材料的选择上，镀锌薄钢板这种材料占到了很大的比重。将未处理的钢板直接泡在处于溶液状态的锌中，让薄锌层包裹在钢板表面之后，便可得到镀锌薄钢板。经过镀锌处理的薄钢板能够大大加强抵抗大气环境的腐蚀，常温下加工的塑性变形能力也很好，而且生产加工的成本较低，所以在生产风机管道的产业中通常选择将镀锌薄钢板作为原材料。风管在传统制作中主要通过手工方法，比如生产方形风管，需要手工切割左右、顶部和底部的板材，然后将左右、顶部和底部的板材组合起来，形成带有钉子固定的风管。这种生产方式需要密集的劳动力，效率极低，制造成的风管容易漏气也不那么防水。因此，市面上开始出现了一些管道咬口机来替代人工加工风管，目前咬口机已经向国外输送了接近60万台，已经达到了任何一年都无法达到的高度。咬口机的迅猛发展不仅带动了国内GDP的高速发展还对我国在国际地位上的提高都有卓越的表现。在现代化建设大力进行的社会背景下，迎合通风管道庞大的市场需求而设计出来的管道咬口机，在升级生产模式、解放劳动力、提高生产效率、发展经济效益等方面更是有着显而易见的重要意义。1.2国内外发展现状管道咬口机的核心技术是辊压成型技术，也被称为滚压成型、辊轧成型、冷弯成型。辊压成型过程中会涉及到许多复杂的问题，包括板材在成型时的纵向和横向的弹性、塑性形变规律，辊轮组与板材的接触情况等，再加上板材特性及厚度、截面形状的复杂程度等种种因素都会影响到成型过程，从而导致成型工艺参数的设计和辊轮设计具有非常大的复杂性。因此在传统的生产方式中，成型工艺参数和辊轮的设计只能依靠经验去确定，在制作出原型机后经过多次调试和修改参数才能得出最终的机器，很多的资源和人力会被浪费掉。随着计算机技术的不断发展，利用计算机辅助设计技术（CAD/ACE）和有限元分析数值模拟技术去解决这些复杂的问题是一种很好的方法。我国引入辊压成型技术的时间大概是上个世纪末期，因其加工效率高和工艺简单的优点促进我国对辊压成型技术的研究。在发展进程中，首先使用CAD/CAE技术的是北方工业大学。将我国的辊压成型技术与国外进行对比，成型设备方面和成型工艺方面仍存在明显的差距。成型设备上，国外的设备工序集成度高，能完成多种工序，而国内的设备工序单一，自动化程度也稍逊一筹。成型工艺方面，我国大体上只能完成单一截面成型，与国外的CTA成型、柔性辊压成型等多种成型工艺相比仍有很大差距需要去弥补。因此国外咬口机先进的制造技术依旧是我国目前无法觊觎的，主要体现在以下几点：1、机器做工的精密程度。想要制造的咬口机更为精密，就要从它的切削、磨削以及研磨等加工中体现出来，这样所制造出来的机器除了机械结构更为紧密之外，它的实用性以及使用寿命也会更高。2、自动一体化的程度。目前国外的一体化的技术已经非常的成熟了，这一技术除了能够增强工作效率之外，还能让制造出来的咬口机质量更好。除此以外，有了自动一体化技术的驻足，能够代替人工在比较危险的工作环境工作，并且不会产生任何的影响。3、信息技术的植入以及产出。信息技术的提取需要花费大量的财力物力以及时间成本，为了能够得到对于咬口机研究的有用信息，国外对咬口机的研究已经长达十年之久。为了能够与国际接轨，我国大力引进国外的先进技术，开设合资公司共同对咬口机进行制造生产，重金聘请国外专家进行指导，经过两方的精准磨合，咬口机的零部件再也不用从国外进口，相对于以往来说产品质量以及技术水平都有所提高，但是仍然与国外许多发达国家有一定的差距。而欧美等发达国家在2010年之后，为了促进咬口机的智能化发展，在咬口机的制造上不断的创新，引用新的技术来让咬口机改新换代，让咬口机的发展更上一层台阶。在这上面他们这些国家也是不惜血本的加大投入，当然付出必有回报，如今咬口机在这些国家当中的性能已经不是其他国家能够媲美的了。1.3研究目的目前市面上风管生产线的咬口机大多只能在一次流水线中对一块板材的单侧边进行折边加工，加工效率较差，而部分改进后的咬口机尽管可以对板材两边进行加工，但是其在加工精度上还是会存在一定问题。有的咬口机进行辊压加工时，因辊压过程中的板材前后厚度不一致，或者因为辊压的辊轮直径不一致，导致辊压加工行进速度和回程速度均不一致，其有可能造成辊轮损坏。且易因辊压的板材厚度过高产生过载现象，设备过载时如果未设置保险装置，易造成设备毁坏。本文研究的主要问题在于如何合理、有效地设计出一系列的辊轮，通过辊压成型的技术对镀锌薄钢板加工成型时，能将平整的钢板截面在加工后得到单立和单平两种咬口类型的横截面，并将两种功能结合到同一台管道咬口机上。在解决加工功能单一的同时，结合镀锌薄钢板特点设计出能满足生产需求、具备创新构思的理想机器。1.4研究内容本课题主要内容为“咬口机机械结构设计”，重点设计咬口机的机械结构，了解咬口机的工作原理及紧固件生产工艺基本知识，及应用现状，熟悉其优缺点，学习机械设计方法，完成咬口机设计，并能够灵活应用所学知识进行自动化机械装置设计，从而达到熟悉自动化机械装置的设计能力。本次设计中具体的工作内容如下：完成咬口机基本机械结构的设计方案；分析镀锌薄钢板的力学性能以确定咬口机的基本参数分析单平、单立咬口的成型过程以设计辊轮组；对传动系统中的零部件进行计算校核；完成重要零件的设计并绘制图纸；完成咬口机整机的三维建模及装配图。2管道咬口机简介2.1核心技术介绍管道咬口机的核心技术为辊压成型技术，辊压成型（coldrollforming）这一工艺有多种叫法，辊轧成型或辊压成型的叫法是从英文翻译过来的，冷弯成型或冷弯型钢的叫法则是从俄文翻译过来，这种叫法也多被钢铁冶金行业使用。该技术主要是建立在所使用材料的物理性质基础上的。依靠材料的塑性移动进行适度的滚压，在此基础上把材料加工成人们所需的各种零部件产品。辊压成型是指利用表面光滑或加工有一定形状的旋转轧辊对原料进行压延，制得一定形状产品的操作。在辊压操作时，物料与轧辊直接接触而发生变形，辊压前物料厚度，辊压后物料厚度，称为绝对压下量。在辊压过程中，料层内部因压力方向不同而呈现出不同的流动状态。在轧辊工作区前段的辊压初期，因轧辊对于料层的径向压力较小，因摩擦作用，料层表面速度接近轧辊表面速度，而内部则相对于料层表面呈反向流动，其速度值甚至大于物料表面的向前运动速度值。进入轧距附近后轧辊压力急剧增大，料层内部所受到的压力接近表面处的压力，而且料层表面与内部的速度相对运动减少，整体运动速度加快，当通过轧距后的瞬间，因轧辊压力作用，物料内部开始相对于表层向前流动，料层中心部分向前移动速度高于轧辊表面速度，轧辊的径向压力迅速下降。2.2成型特点辊压成型技术是一种连续进行的线接触施工工艺技术，与其他施工工艺相比，需要的变形力较小。在进行生产时，可以进行多个工件的作业，与传统的技术相比，不仅效率提高，成品率也提高了不少。与其他的成型工艺相比，辊压成型技术不仅有节约资金材料以及施工时间的特点，在产品的生产上也有许多明显的优点：能生产出质量高的产品，生产的产品在强度上往往高于目标参数。将这种工艺应用在加工长短难以切削的工件上是最合适的，不仅保证了产品质量，还可以减少产品出厂时间，大大节约了一笔资金。在进行大量的工件生产时选用这种技术，可以得到最可观的经济效益。2.3工作过程图2-1成型过程管道咬口机在进行作业时，以电机为动力源经各齿轮和传动轴使一系列带有成型槽的辊轮做旋转运动。在常温下将板材送进管道咬口机两组辊轮的中心，能够让旋转的辊轮在咬紧板材后实现材料送进的功能，与此同时，依序排列的辊轮组对板材依次弯曲成型，最终加工出理想的咬口形状。大致成型方法如图2-1图2-1成型过程3管道咬口机的结构方案3.1功能结构方案在本次设计中，为实现在一台管道咬口机完成单平、单立两种类型咬口样式的作业目标，采取在在台面上平行安装单平成型辊轮组和单立成型辊轮组的方法。这种方法虽然在工作时不可避免的提高了电机的工作负载，但是能满足同时加工两种类型咬口的工作需求，大大提高了生产效率。3.2传动方案在管道咬口机传动方案的设计中，采用竖直放置的调速电机为原动机，经一对圆锥齿轮将动力传递到水平放置的下辊轮主轴，下辊轮主轴的两端都装有辊轮和传动齿轮，该传动齿轮用于带动相对的上辊轮主轴做反向运动，每对主轴之间设一中间齿轮，以保证每对辊轮的转速相等。选用调速电机，因其启动平滑而力矩大的优点适用于管道咬口机轧制力的工作需求，而且调速范围广易于控制能满足不同的速度要求，免去减速器设计的同时能一定程度上减小管道咬口机的体积。锥齿轮的选用，则是因为它能完成电机和主轴的传动的同时还具有降低噪音、减少工作震动的优点。3.3主体结构管道咬口机的主体结构如图3-1所示：图3-1咬口机结构图1机座2电机3锥齿轮4主轴5定位块6单立第一组辊轮7主轴传动齿轮8单立第二组辊轮9中间齿轮10单立第三组辊轮11单立第四组辊轮12单立第五组辊轮13单立第六组辊轮14单立第七组辊轮15单立第八组辊轮16单平第一组辊轮17单平第二组辊轮18单平第三组辊轮19单平第四组辊轮20单平第五组辊轮21单平第六组辊轮22单平第七组辊轮23单平第八组辊轮24辊轮安装侧板25辊轮间隙调节螺杆工作原理：辊轮安装侧板24有两块，对称安装在机座1的台面上，辊轮安装侧板24可以安装8对主轴4，每对主轴4上下方向安装，每根主轴4上装有主轴传动齿轮7、两侧装有单平、单立辊轮各一个，不同组的辊轮形状各不同，第一组辊轮为校平辊轮，形状一样，其他每组中的两个辊轮形状也不同；锥齿轮3有一对，一个装在电机2上，一个装在每对主轴4的下主轴上，电机2安装在机座1上，电机2通过锥齿轮3传动带动第一对主轴4的下面轴转动，每对主轴4上有一对啮合主轴传动齿轮7，可使这对主轴反向转动，从第一对主轴4到第八对主轴4中间装有中间齿轮9，通过中间齿轮9的作用，使的第一对主轴4到第八对主轴4转动方向和转速均一致（上排与下排转动方向相反）；机座1的工作台面上装有定位块5，通过调节定位块5可以折出不同尺寸的单平和单立咬口；工作时将钣金贴紧定位块5往前推，每对辊轮在电机2的作用下相向转动，每对辊轮之间的间隙与钣金的厚度一致，通过摩擦力的作用，辊轮带着钣金依次通过每组辊轮，由于的形状不一样，钣金出来后形状依次发生变化，（以单立咬口为例）通过每组辊轮的作用，得到想要的形状（以单立咬口为例每次出来后，角度递增15度），为了适用于不同厚度的钣金，通过辊轮间隙调节螺杆25来调节每组辊轮的间隙来实现。4结构设计4.1辊轮组的设计4.1.1零件分析本设计中管道板材的材料选择的是牌号DX51D+Z或牌号DX51D+ZF的镀锌薄钢板，料厚0.5~1.5mm，查表可知这种镀锌薄钢板公称厚度为0.3~5.0mm的屈服强度在140~300ReL或Rp0.2/MPa之间，则辊轮在加工时能满足300R图4-1单立图4-1单立、单平的咬口截面4.1.2辊轮基准点为了保证镀锌薄钢板能在成型过程中顺滑地向前平稳移动，需要选取在整个轧制成型过程中截面几乎不发生形变的点作为辊轮组的基准点。由此基准点确定的轧制成型垂直导向基准线约束辊轮组的轧制成型面，使成型面在纵向上保持一致。在水平方向上，将第一组辊轮在基准点的直径作为辊轮组的基准直径，接下来的辊轮组在变化直径时以此作为基准。基准点如图4-2所示。图4-2单立、单平辊轮的基准点4.1.3弯曲角度辊轮在对钢板进行轧制加工的工程中，需要由一定的弯曲角度限制，角度过大会导致轧制过程卡顿、板材产生褶皱的不良情况；角度过小的话，轧制工步繁琐，浪费零件材料。在本次对单立、单平辊轮的成型辊轮设计中，每组辊轮组取15°~30°的变化。4.1.4花型展开图和成型顺序根据咬口截面形状，按轧制成形的相反顺序，将弯曲的板材逐渐展开成平整的原始状态板材。按同一基准点，将展开的形状叠放在一起，就可得到板材轧制过程叠加图，也叫花型展开图。花型展开图展开的过程也就是，板材轧制成型的过程，辊轮形状的设计也是依据于此。单平、单立辊轮的花型展开图如图4-3。辊轮在轧制镀锌薄钢板的成型顺序也是依照花型图的标号顺序来进行。图4-3单立、单平咬口花型展开图4.1.5辊轮直径与辊轮数虽然花型展开图上看，辊轮的基准点在水平上重合，但在实际情况中基准点位置的各个辊轮的直径并不完全相同，而是以第一组辊轮的直径基准进行适当的变化。从第一组辊轮往后的每一组辊轮直径都依次增大1mm，稍微增大的直径会让辊轮组的成型速度依次微量增加，以保证板材在轧制成型过程中出现堆积的情况。在辊轮的设计中，辊轮数组的确定面对的情形很复杂，目前并无合适的公式能够对其进行精确的计算。在实际情况中，一般会按照经验根据花型展开图去确定辊轮组数，只要设计的辊轮组数能够流畅地完成板材的轧制，保证板材成型到位即可。在本设计中，则对单立、单平的轧制成型均设置了8组辊轮。4.1.6辊轮组的最终设计经过分析咬口的截面形状，完成辊轮基准点的确定并结合辊轮成型过程分析之后，最终得到辊轮组机构设计如图4-4所示。在辊轮制造中使用的材料有很多，最常用的是钢、铸铁、有的场合，使用非金属材料。根据辊轮材料的引入，本设计中辊轮的材料选用40Cr钢。图4-4辊轮形状4.2各轴的参数的计算一、需要将驱动轴的转速计算出来。查书机械设计及其使用[M]第315页得出转速选择的范围在700~1000r/min之间，取n1=960r/min。二、需要将惰轮轴的转速转速计算出来查书机械设计及其使用[M]第556页得出：d∝、m∝，在机构紧密的过程当中比较适合使用。但是会增加空载功率N空气和噪音的LP的数值：N空=)KW式中：da大的平均直径-所有的中间杂志（毫米）；图4-5电机转速图查书机械设计及其使用[M]第335页得出各轴转矩计算如下：电动机轴2轴4轴机-2轴机-6锥齿轮轴7锥齿轮各参数值列表如下：表4-1各轴参数4.3轴齿轮的计算4.3.1常见材料及热处理查书机械设计及其使用[M]第856页得出常用的齿轮材料见表4-2：表4-2常用齿轮的材料及其力学性能通常对上表材质的比较而言，机械6锥齿轮的材质选择使用40Cr是较为合适的，直齿轮的材质选择使用20CrMnTi是较为合适的，机械3双齿轮的材质选择使用20CrMnTi是较为合适的。4.3.2圆锥齿轮的各参数设计计算已知：齿数=36，模数=2，配对齿轮齿数=20，模数=2查书机械设计及其使用[M]第56页得出分度圆直径：查书机械设计及其使用[M]第55页得出分度圆锥角：查书机械设计及其使用[M]第25页得出齿顶高：查书机械设计及其使用[M]第565页得出齿根高：查书机械设计及其使用[M]第345页得出全齿高：查书机械设计及其使用[M]第55页得出顶隙c：查书机械设计及其使用[M]第565页得出齿顶圆直径：查书机械设计及其使用[M]第565页得出齿根圆直径：查书机械设计及其使用[M]第345页得出锥矩：查书机械设计及其使用[M]第235页得出齿顶角：查书机械设计及其使用[M]第65页得出齿根角：查书机械设计及其使用[M]第23页得出当量齿角：查书机械设计及其使用[M]第43页得出根锥角：查书机械设计及其使用[M]第65页得出顶锥角：查书机械设计及其使用[M]第12页得出当量齿轮分度圆半径：查书机械设计及其使用[M]第234页得出当量齿轮齿顶圆半径：查书机械设计及其使用[M]第435页得出当量齿轮齿顶压力角：查书机械设计及其使用[M]第12页得出不发生根切的最少齿数：4.3.3受力分析为了能够让受力分析更加的简单，所以需要让你荷沿齿宽均匀分布，得出的公式如下所示：计算结果如下：4.3.4计算载荷通过上述的受力分析得出，和都是作用在齿轮上的名义载荷。为了将载荷精确的计算出来，因此还要对原动力机械与工作机械振动与冲击、齿轮啮合过程中的动态载荷进行一定的思量，并且还需将其周向力计算出来：式中：Ｋ在其中设计所示的为载荷系数K=其中：在其中设计所示的为利用系数来考虑原动机引起的动态负载的影响和机器的工作特性。该值可以检查如下：4-4：表4-3使用系数通过上表的研究与观察得出。数值：=1.25在其中设计所示的为动载系数，数值：=1.3在其中设计所示的为齿轮的载荷分布系数，数值：=1.2在其中设计所示的为用齿间的载荷分布系数来考虑不同载荷分布对齿轮轮齿的影响，数值：=1。因此得出：K=F4.3.5齿面接触疲劳强度的校核1.将许应力确定下来之后，需要检测《机械工艺装置简要说明书》P368页图10—38得=1500MPa，=1.0~1.2，取=1.1，=2，所以：2.需要将齿面接触疲劳强度条件进行相应的验算计算工作转矩:T=9.55×查书机械设计及其使用[M]第3页得出载荷系数K=1.95查书机械设计及其使用[M]第345页得出=2.5，=，因为不是很多，=0.90需要将计算齿面接触应力计算出来:1247.75MP<最后通过计算结果分析之后，能够与本次的设计相吻合。4.3.6轮齿弯曲强度的校核1）将许应力确定下来之后，查《机械工艺装置简要说明书》P368页图10—38得=480MPa。=1.4～1.5，取=1.5；u=1.8，所以：需要将齿弯曲强度条件进行相应的验算，计算工作转矩：T=9.55×1查书机械设计及其使用[M]第3页得出确定载荷系数K=1.95，取0.80需要将轮齿弯曲应力计算出来σ最后通过计算结果分析之后，能够与本次的设计相吻合。4.4锥齿轮轴的设计计算及校核4.4.1锥齿轮部分主要参数设计计算已知：齿数=20，模数=2，配对齿轮齿数=36，模数=2查书机械设计及其使用[M]第36页得出分度圆直径：查书机械设计及其使用[M]第32页得出分度圆锥角：查书机械设计及其使用[M]第562页得出齿顶高：查书机械设计及其使用[M]第62页得出全齿高：查书机械设计及其使用[M]第23页得出顶隙c：查书机械设计及其使用[M]第25页得出齿顶圆直径：查书机械设计及其使用[M]第52页得出齿根圆直径：查书机械设计及其使用[M]第145页得出锥矩：查书机械设计及其使用[M]第562页得出齿顶角：查书机械设计及其使用[M]第31页得出齿根角：查书机械设计及其使用[M]第15页得出当量齿角：查书机械设计及其使用[M]第145页得出根锥角：查书机械设计及其使用[M]第51页得出顶锥角：查书机械设计及其使用[M]第52页得出当量齿轮分度圆半径：查书机械设计及其使用[M]第115页得出当量齿轮齿顶圆半径：查书机械设计及其使用[M]第347页得出当量齿轮齿顶压力角：4.4.2轴端部分参数设计良好的轴端设计能够将机器的外形与尺寸更好的展现出来，并且能够让设计方案有很大的改进空间，因此需要符合下列几个条件：（1）让轴类零件更好的安装、拆卸与维护；（2）需要具备良好的加工工艺；（3）锥齿轮的轴端的结构需要与所设计的CAD图纸相吻合。4.4.3锥齿轮轴的固定为了确保锥齿轮的固定状态以及它的装配质量，齿轮轴的中心与手动起升系统的齿轮轴要处于相对较高的位置。锥齿轮和锥齿轮轴线的垂直度不能超过210°的主要原因是为了让齿轮轴的轴向位置能够更加方便的被调整。4.5II轴齿轮设计计算及校核4.5.1尺寸设计计算查书机械设计及其使用[M]第52页得出齿数：z=36；查书机械设计及其使用[M]第356页得出模量:m=2；查书机械设计及其使用[M]第125页得出节圆直径：D=72查书机械设计及其使用[M]第123页得出齿顶：；查书机械设计及其使用[M]第735页得出齿根高：；查书机械设计及其使用[M]第25页得出顶隙：；查书机械设计及其使用[M]第263页得出齿顶圆直径：=76；查书机械设计及其使用[M]第2页得出齿根圆直径：；查书机械设计及其使用[M]第21页得出齿高：；查书机械设计及其使用[M]第45页得出基圆直径：；查书机械设计及其使用[M]第67页得出齿距：P=πm=6.28；查书机械设计及其使用[M]第576页得出齿厚：S=P/2=3.14；查书机械设计及其使用[M]第73页得出齿槽宽:e=P/2=3.14;查书机械设计及其使用[M]第15页得出参考中心距：将各参数列入表4-4：表4-4齿轮设计参数4.5.2结构分析图4-3为齿轮的结构设计。图4-3齿轮4.5.3受力分析定向力可分为圆形力和径向力：F计算结果为：4.6轴承选择与校核4.6.1轴承的分类通过对以往的学习以及相关经验来说,支撑轴当中的零部件就是轴承，轴承的主要作用是用来做摩擦工作的，因此它具有滑动摩擦和和滚动摩擦两种类别，滑动摩擦就是我们所说的滑动轴承，而滚动摩擦顾名思义就是我们所说的滚动摩擦。在对于滚动轴承的使用当中，我们得知它的摩擦系数不是很大，并且起动阻力较小以及维护润滑也不是特别的麻烦，因此滚动轴承是机械装置当中的首选轴承。但是又因为滚动轴承径向的尺寸大小偏大，所以对于工作运行在中、低速的机器来说是最为合适的。滑动轴承则与滚动轴承正好相反，滚动轴承不适用的场合就需要使用到滑动轴承，特别是对于工作转速高，冲击和振动都比较大的场合当中应用是非常广泛的。4.6.2滚动轴承及类型滚动轴承的顾名思义需要通过零部件之间的滚动接触来让零部件进行转动。对于普遍使用的滚动轴承来说，它们的标准化能够为以后的机械设计节省掉许多的时间的烦恼。滚动轴承的类别比较多元化，在这里我们根据轴承受载荷的作用方向来进行区分：通过径向接触到的轴承通过向心角接触到的轴承通过轴向接触到的轴承4.6.3滚动轴承的失效形式在滚动轴承运行工作的同时，因为每个零部件之间都会有一定的间隙，因此它的受力状况也会出现不定时的偏差。在滚动轴承运行工作的同时，它所受到的载荷力也在随时发生改变，滚动体中心的圆周速度能够作为它频率变化的参考依据。假如使用的是角接触轴承的话，就需要让下半圈滚动体全部处于受载的工作状态当中。通过对以往的学习以及相关经验来说，滚动轴承有两种不一样的失效形式，它们分别是疲劳点蚀以及塑性变形。4.6.4轴承的选择计算查表，得e=0.234因查表知得计算轴承的寿命已知球轴承，因工作温度低于120℃，得=1按公式得所以，选6005深沟球轴承合用同理，可以计算锥齿轮轴上所选的深沟球轴承6010GB/T276—96也合用。4.6.5校核Ⅱ轴轴承是否满足工作要求（1）画轴承的受力简图图5.1轴承的受力图（2）求轴承径向支反力、①垂直平面支反力、②水平面支反力、③合成支反力、（3）求两端面轴承的派生轴向力、（4）确定轴承的轴向载荷、由于因此轴承1被放松：轴承2被放松：（5）算轴承的当量载荷、查[3]表13-5：可得：e=0.68查[3]表有：，取得：查[3]表有：，取，得：因为Pr2（6）校核所选轴承由于两支承用相同的轴承，故按当量动载荷较大的轴承2计算，滚子轴承的0.68，查[3]表13-6取冲击载荷系数1.2，查[3]表13-7取温度系数1.0，计算轴承工作寿命：结论：选定的轴承合格，轴承型号最终确定为：7209AC。4.7键的选择通过对以往的学习以及相关经验来说键的种类很多，较为常用的键联结有平键联结、半圆联结和楔键联结以及各种花键。其中平键联结的综合性能是最好的，主要原因是通过以往的使用总结，它的结构最为简单，并且制造起来也非常的节约成本，易于安装与拆卸，能够最大限度的承受载荷带来的冲击，因此平键联结的使用范围也是最为广泛的。半圆联结是由两个侧面来当作工作面的，它作为连键联结的话会导致轴的强度变低，所以只适合在传递不是很多的扭矩当中应用。楔键联结的使用主要是在大齿轮以及V带轮上。花键联结的应用较为安全可靠，在扭矩较大的场合当中也能够灵活应用，花键联结的导向性能以及对中性能都是很好的，在机械装置的制造使用当中应用颇为广泛。在对键进行选择的同时要对它的类型以及尺寸上面做最大范围的考虑，键的类型要与键联结的结构相关联，键的尺寸大小要与规定的强度以及规格来思量，其中b表示的是键宽，h表示的是键高，L表示的是键的长度。键截面的尺寸大小按照公式来进行相应的计算。通过对以往的学习以及相关经验来说锥齿轮轴上的轴头处选平键联结，B型66L=10GB1095-79。4.8键联结强度计算根据连接计算公式：因此有：已知明显，所以它的强度能够与本次的设计相吻合。4.8.1主动轴上键的强度校核大型锥齿轮与轴间的强度校核（1）普通平键的头（类型）根据轴的直径D=40mm和轮廓长度L=48mm，参考文献[3]表6-1，选择键12×8。（2）强度检查45钢的关键材料，参考[3]表6-2，容许应力[]=100~120MPa。键的工作长度为40mm，根据参考文献[3]公式（6-1）不得不挤压应力：<[]，键选的合适。车轮与轴之间的粘结强度校核（1）普通平键的头（类型）根据D＝25mm轴的直径，检查参考[3]表6-1，选择键8x7。（2）强度45钢的关键材料，核对参考文献[3]6-2，所以容许应力[]=100~120MPa。=50mm的关键工作长度，根据参考文献[3]公式（6-1）压应力：<[]，键选的合适。4.8.2从动轴键的强度校核检查离合器和从动轴之间的强度（1）普通平键的头（类型）根据轴的直径D=20mm，参考文献[3]表6-1，选择键6×6。（2）强度检查45钢的关键材料，核对参考文献[3]6-2，所以容许应力[]=100~120MPa。=50mm的关键工作长度，根据参考文献[3]公式（6-1）压应力：<[]，键选的合适。5咬口机三维建模5.1SolidWorks三维建模技术SolidWorks软件的存在为汽车，交通，航空航天等产业提供了便利的条件，因此SolidWorks软件在此类行业的应用生产中使用的规模也颇为庞大。它除了能够让零件在三维空间得以展现，还不缺失二维制图的的功能，并且与其他三维软件的兼容措施也不容小觑，除了运动仿真的运用，还能够对有限元进行相应的分析。通过世界上研发出来的第一台Windows3dCAD系统为SolidWorks软件的出现奠定了一定的基础。CAD技术的出现为机械行业的进步与稳固发展也做出了很大的贡献5.2咬口机三维建模咬口机的三维模型如图5-1所示。图5-1SolidWorks三维模型建模如下首先选取前基准面，进行草绘。操作过程如下：1、用鼠标点击草绘按钮，选取前视基准面绘制草图。2、绘制好该特征的草图之后，点击拉伸按钮进行特征生成，旋转按钮里面具有参数选择的功能，可以设置厚度，选取不同类型尺寸的生成。同理，其他主要运动构件的三维模型，方法基本一致，只是使用的特征按钮不一样，操作方法基本相同。固定轴如下图所示。图5-2固定轴上盖板的三维模型如图5-3所示，通过拉伸切除命令得出。图5-3上盖板滑块三维建模如图5-4所示，通过拉伸切除、阵列命令即可得到。图5-4滑块工作台的模型如图5-5所示，通过拉伸，阵列扫描命令，即可求得所得模型。图5-5工作台出于篇幅有限，其他零件的模型就不再一一赘述，详见3D图档。5.3咬口机装配通过对以往的学习以及相关经验来说在装配咬口机的同时需要对它的每一个零件与之贴合的安装在一起，不管是角与角之间还是面与面之间，紧密贴合是最为重要的，因此同心轴装配的好方法就体现了出来。紧接着就是对咬口机的装配进行详细的介绍。在3D软件当中有装配的界面，需要将零部件放在一边，能够方便装配，在把装配的文件夹打开，打开之后就需要做如下的操作了：使用鼠标点击新建的按钮，整体形式选择的就是一个文件夹，需要再点击装配体按钮，再对装配的文件进行选择，最后把装配的页面打开。通过对以往的学习以及相关经验来说在装配的同时，需要经常使用同心、重合、距离等相关的命令，所以需要在整体设置当中将自己较为趁手的快捷键设置好。图5-6咬口机6总结在本次设计中，充分考虑了镀锌薄钢板通风管道的特性，根据辊压成型技术完成了能加工单立、单平咬口的管道咬口机的结构设计。在设计过程中，用简化解析法分析了单立、单平咬口的截面形状，分析两种咬口的加工工艺，从而设计出了对应的辊轮组。再结合辊轮的工作功率要求和管道的成型速度要求完成电机的计算选型，在此基础上完成工作轴的计算设计，便完成了管道咬口机的大体设计。将两组辊轮整合完成的管道咬口