毕业设计(论文)液压板料折弯机机械部分设计.doc
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1、前 言一目的与要求毕业设计(论文)的基本教学目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高分析与解决实际问题的能力。毕业设计(论文)应从各个方面培养学生的能力。毕业设计(论文)要按照各专业毕业设计(论文)教学大纲要求进行,毕业设计(论文)的时间按培养计划执行。提倡将毕业设计(论文)的开始时间提前,以便让学生尽早介入毕业设计(论文)工作。二设计的主要任务1调查研究、查阅、获取、分析、综合文献资料。2方案论证、分析比较。3设计、计算、绘图与标准规范的正确选择。4本专业常用手段、设备的应用及相关实验数据的获取及分析处理。5外文阅读能力,计算机应用。6撰写设计说明书或论文报告。7语言表
2、达、思辩能力,阐述观点准确、清楚回答问题。三选题意义随着科学技术在机械行业的不断应用,传统工业机械制造业的道了不断发展。折弯机是一种折弯金属板料的机器,在机械行业中占有重要的地位,是机械制造行业不可或缺的设备。折弯机种类繁多,有液压板料折弯机、液压板料数控折弯机、双联动液压折弯机、双联动液压数控折弯机等。由于工作环境和经济方面的要求,本次设计选择液压板料折弯机的后挡料调节装置,它是折弯机的核心部位。由于后挡料调节装置的出现给操作人员带来诸多方便。 第1章 概述1.1折弯机的选择1.1.1液压板料折弯机的简介液压折弯机按同步方式又可分为:扭轴同步、机液同步,和电液同步。液压折弯机按运动方式又可分
3、为:上动式、下动式。包括支架、工作台和夹紧板,工作台置于支架上,工作台由底座和压板构成,底座通过铰链与夹紧板相连,底座由座壳、线圈和盖板组成,线圈置于座壳的凹陷内,凹陷顶部覆有盖板。使用时由导线对线圈通电,通电后对压板产生引力,从而实现对压板和底座之间薄板的夹持。由于采用了电磁力夹持,使得压板可以做成多种工件要求,而且可对有侧壁的工件进行加工。折弯机可以通过更换折弯机模具,从而满足各种工件的需求!1.1.2液压板料折弯机的工作原理折弯机包括支架、工作台和夹紧板,工作台置于支架上,工作台由底座和压板构成,底座通过铰链与夹紧板相连,底座由座壳、线圈和盖板组成,线圈置于座壳的凹陷内,凹陷顶部覆有盖板
4、。使用时由导线对线圈通电,通电后对压板产生引力,从而实现对压板和底座之间薄板的夹持。由于采用了电磁力夹持,使得压板可以做成多种工件要求,而且可对有侧壁的工件进行加工,操作上也十分简便。液压板料折弯机采用液压电器控制,滑块行程可以任意调节,并具有点动等动作规范,采用点动规范可方便的进行调模和调整。液压板料折弯机性能可靠,是理想的板料成型设备之一,它广泛应用于飞机、汽车、造船、电器、机械、轻工等行业,生产效率高。a. 滑块滑块为钢板焊接机构,通过滑块导轨与机架相连,油缸紧定在左右立柱上,油缸的活塞杆通过螺钉与滑块相连,保证滑块同步运动。b.机械挡块调整机构为了提高工作精度,位于机架两侧的油缸内设有
5、机械挡块左右油缸顶端通过手轮传动涡轮杆,而使螺杆传动,螺母做上下移动,限制了活塞杆下死点的位置,从而达到控制滑块下死点位置精度和重复定位精度,为保证工件的全长范围内的工作精度,两油缸中的机械挡块位置必须相同。c.同步机构滑块在行程中同步,采用机械同步机构,机构简单,稳定可靠,具有所需的同步精度,一般不需要维修,能保持较长时间的使用。d.前托料架、后挡料(后挡料调节装置)前托料架由手动调节,后当料调节装置由电动机、皮带、齿轮、丝杠螺母、挡料架和编码器完成前后移动,由手动微调。挡料的高低可由手动调节。e.模具即使您有满架子的模具,勿以为这些模具适合于新买的机器。必须检查每件模具的磨损,方法是测量凸
6、模前端至台肩的长度和凹模台肩之间的长度。对于常规模具,每英尺偏差应在0.001英寸左右,而且总长度偏差不大于0.005英寸。至于精磨模具,每英尺精度应该是0.0004英寸,总精度不得大于0.002英寸。最好把精磨模具用于CNC折弯机,常规模具用于手动折弯机。f.电器系统图1.1 传动方案1.1.3选择原因 折弯机的的种类繁多,根据主动力机的个数分单机板料折弯机和双机板料折弯机等,根据系统的不同分为液压板料折弯机和数控板料折弯机等。由于用户要求折弯机的最大折弯宽度为8米,且操作简单,性价比高,维修简单,可选用液压板料折弯机。因为:(1)在操作上,液压板料折弯机采用电钮控制,简单明了,容易操作。液
7、压板料折弯机不像数控板料折弯机,操作人员必须有一定的编程基础,从而才能操作机器。液压板料折弯机的操作人员只需经过简单的培训,就能熟练的操作机器,这样就在无形中为用户节省了资源。(2)在性价比上,液压板料折弯机精度高,但是其核心数控系统一般都是源自进口,价格昂贵,一般用户难以接受。所以液压板料折弯机是首选。(3)在维修上,液压板料折弯机的技术含量低,维修简单,技术问题也更容易解决。有以上所述,为了更好的满足用户的需要,我们选用液压板料折弯机。第2章 电动机的选用选择YU80-M6B3 1.5KW 970r/min电动机。YU系列电动机为微型单项电阻起步异步电动机,该电动机具有高效、节能、启动转矩
8、大、性能好、噪音低、可靠性高、功率等级和安装尺寸符合IEC标准以及使用方便等特点,适用于不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。第3章 带的传动设计3.1概述3.1.1带传动的特点带传动是靠张紧在带轮上的挠性元件带传动远东和动力的一种形式,带传动是一种结构简单、传动平稳、能缓和冲击、能实现两轴距离较远的传动。3.1.2带传动的类型及应用在带传动中,常用的有平带传动、V带传动、多楔传动和同步带传动。在一般的机械传动中,应用最广的就是V带传动。V带的横截面是等腰梯形,带轮也作出相应的轮槽。传动时,V带只和轮槽的两个侧面接触,即以两侧面为工作面,根据槽面摩擦原理,在同样的张紧力下V带传动较平带传动产生更大
9、的摩擦力。这是V带传动的最主要优点。再加上V带允许的传动比大,结构较紧凑,以及V带多以标准化并大量生产等优点,因而V带传动的应用比平带传动广泛的多。3.2 V带的设计计算3.2.1 由上所述,选用V带传动带的失效形式是:(1)带打滑(2)带疲劳断裂(3)带工作面磨损因此设计V带的依据是:在保证带不打滑的前提下,具有一定的疲劳强度和寿命,这也是带传动的设计准则。3.2.2 已知数据电动机的额定功率 =1.5KW电动机的转速=970r/min从动轴的转速=490r/min每天工作时间t=10h3.2.3设计计算(1)确定功率查得工作情况系数=1.1=1.11.5KW=1.65KW (3-1)(2)
10、选取普通V型带根据=1.65KW和=970r/min,确定为Z型。(3)传动比 =1.98 (3-2)(4)小带轮基准直径 考虑结构紧凑,取=71mm(5)大带轮基准直径 =i(1-)(3-3) 通常取弹性滑动率=0.02,故=1.98 取=140mm (6)验算带速=30 (3-4)(7)初定中心距 =270mm因 (3-5) (8)计算带的长度 = (3-6) 选取节线长度的V带。实际中心距a (3-7)(9)小带轮包角=180-57.3=166120 (3-8)(10)单根V带的额定功率p根据带型及转速查得功率为0.23K (11)单根V带的额定功率增量p因为传动不不等于1,所以根据带型
11、、转速及传动比查得p=0.02KW(12)带的根数Z= (3-9)包角修正系数=0.98 带长修正系数=1.03Z=6.5根 取Z=7,因为装置经常不满载工作(14)单根V带的初张紧立FF=500 (3-10)其中m为单位长度质量(kg/m)得m=0.06kg/mF=51.6N(15)有效圆周力FF=458.3N (3-11)(16)作用在轴上的力FF=2FZsin (3-12)(17)所用规格Z90073.3 V带轮的设计3.3.1 V带轮设计要求设计时应满足的要求有:质量小;结构工艺性好;无过大的铸造内应力;质量分布均匀;转速高时要求经过动平衡;轮槽加工面要求精细,以减少带的磨损;各槽的尺
12、寸和角度应保持一定的精度,以使载荷分布均匀。3.3.2 V带轮的材料带轮的材料Q235-A3.3.3V带轮的结构尺寸因为V带轮的基准直径,且,V带轮由7根皮带带动带轮宽很窄,所以带轮采用实心结构。由Z9007可知带轮的尺寸结构:基准宽度(节宽)=8.5mm基准线上槽深取=2.0mm基准线下槽深取=7.0mm槽间宽ee=0第一槽对称面端面距离ff=7.0mm最小轮缘厚mm带轮宽BB=(z-1)e+2f=14mm (3-13)外径=71+22.0mm=75mm(3-14)140+22.0mm=144mm轮槽角=34=38 图3.1大带轮 图3.2小带轮第4章 齿轮的设计4.1概述4.1.1齿轮的传
13、动特点齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一,形式很多,应用广泛,传动的功率可达十万千瓦,圆周速度可达200m/s齿轮传动的特点有:(1)效率高,在常用的间歇传动中,以齿轮传动的效率最高。(2)结构紧凑,在同样的使用条件下,齿轮传动所需的空间尺寸一般较小。(3)工作可靠,寿命长,工作可靠。(4)传动比稳定,传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动得以广泛应用也是由于具有这一特点。(5)齿轮传动的制造及安装精度要求高,价格昂贵,且不宜适用于传动距离较大的场合。4.1.2齿轮传动的类型及应用齿轮传动可做成开式,半开式及闭式。在农业机械,建筑机械以及简单的机械设备中,有一些齿轮传动没有防尘罩或机
14、壳,齿轮完全暴露在外边,这叫做开式齿轮传动。这种传动不仅外界杂物容易侵入,而且润滑不良,因此工作条件不好,齿轮容易受到磨损,只适用于低速传动。当齿轮传动装有简单的防护罩,而且还把大齿轮部分浸如润滑油中,则称为半开式齿轮传动。工作条件虽有所改善,但不能做到完全防止外界杂物进入,润滑条件也不是很理想。而汽车,机床,航空发动机等所用的齿轮传动,都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体内,这称为闭式齿轮传动。相比之下它的润滑及防护条件最好,多用于重要场合。4.1.3齿轮传动的失效形式齿轮的失效主要是轮齿的失效,而轮齿的失效形式又是多种多样的,常见的有:齿轮断裂;齿面磨损;齿面点蚀;齿面胶合;塑性变形。除
15、了这五种形式外,还可能出现过热和由于多种原因造成的腐蚀与裂纹等等。4.2齿轮传动的设计计算4.2.1已知数据输入功率=1.5KW小齿轮的转速=490r/min 齿数比 工作寿命(每年工作300天)t=15年4.2.2选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)选用直齿轮传动(2)折弯机的后挡料调节装置(3)材料选择 小齿轮的材料为40C,硬度为280HBS,大齿轮材料为45 钢硬度为240HBS(4)选小齿轮的齿数为Z=20,大齿轮的齿数为Z=804.2.3按齿面的接触强度设计由设计计算公式 (4-1)进行计算。确定公式内的各计算数值(1) 计算载荷系数=1.3齿宽系数取弹性影响系数(2) 小齿轮
16、传递的矩 (4-2)(3) 按硬齿面设计得小齿轮的接触疲劳强度极限,大齿轮的接触疲劳强度极限 (4) 计算齿轮的工作应力循环次数 (4-3) 其中,j为齿轮每转一周时,同一齿面啮合的次数;为齿轮的工作寿命(单位为小时)(5)取接触疲劳寿命系数 (6)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%,安全系数为S=1公式 (4-4)得(7)计算小齿轮的分度圆直径,将的最小值代入公式中得 (4-5)取计算圆周速度vV= (4-6)计算齿宽bB=(4-7)计算齿宽与齿高之比b/h模数m= (4-8)齿高h=2.25m=4.50mm 得b/h=40/4.50=8.89计算载荷系数根据速度等于1.03m/s,7级
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