H梁翼板矫平机毕业设计机械CAD图纸.doc

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1、本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828 青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： H梁翼板矫平机设计 姓 名： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 号： 指导教师： 2011年6月18日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

2、论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日指 导 教 师 签 名： 日期： 年 月 日目 录 摘要IAbstractII1 绪论11.1 本课题的来源、

3、意义、目的11.2 本课题需解决的主要问题11.3 本课题在国内的研究状况及发展趋势22 矫直机总体方案设计32.1 矫直机结构分析32.2 输送传动方案32.3 压下装置工作原理的描述42.4 压下调整方案的确定43 矫直机下压装置的设计计算73.1 矫直机矫直力与弯矩的计算73.2 丝杠螺母的设计分析83.2.1 丝杠螺母的耐磨性计算83.2.2 螺旋副自锁条件的校核93.2.3 螺纹牙的强度校核93.3 压下系统的电动机和减速机的选择103.4 齿轮系统的设计计算113.5 压辊的设计计算124 矫直机输送系统的设计计算154.1 矫直机顶辊的设计计算154.2 主电机和主减速器的选择1

4、54.2.1 主电机的选择154.2.2 主减速器的选择164.3 输送系统轴的设计174.2.1 输出轴上的功率及扭矩174.2.3 作用于轴上的力和弯矩184.2.4 确定轴的最小直径194.2.5 轴各处尺寸的确定204.4 联轴器和轴承的选择205 结论22参考文献23致 谢24H梁翼板矫平机设计摘要本文阐述了H梁翼板矫平机的设计过程。课题主要完成了H梁翼板矫直机的总体结构设计、输送系统的设计及下压装置的设计问题。参考查阅了国内多种型号的H梁翼板矫平机，经过多种方案的对比最后确定了经济合理的，且符合工业生产需求的整体方案。传动系统采用动力电机通过联轴器带动输送轴上顶辊的转动；下压系统采

5、用齿轮减速和丝杠螺母传动机构带动压辊的升降运动。传动系统的设计和下压系统的设计可以实现对焊接H型钢翼板纵向弯曲的半自动矫直工作。通过比较精确的设计计算及各种参考方案和参考资料最终设计出了满足课题要求且有实际应用价值的H梁翼板矫平机。关键词：H型钢；矫直机；输送系统；下压装置IIThe Design of H Beam Wing Flatten MachineAbstractIn this paper, the design process of H beam flange straightening machine is clearly illustrated. This issue is m

6、ainly in term to the design of the overall structure of the H beam flange straightening machine, the transportation system, as well as the pressure device. After reference to various modes of domestic H beam flange straightening machines and thorough contrast, finally, the rational scheme which sati

7、sfys the needs of manufacture is made. In transmission agent, electro-motor which is used to drive the uplifting roller through clutch is adopted. Gear deceleration and leading screw system which drive the pressing roller up and down are made use in pressure system. Transmission system design and pr

8、essing system design can achieve the semi-automatic straightening work of the welding and vertically bending H beam flange . Through more precise calculations and various references to programs and materials, the H beam flange straightening machine which meets the final requirements of the subject a

9、nd has practical value is designed .Keywords: H beam; straightening machine; conveyor system; under the pressure device 本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828 1 绪论本次设计的题目是H梁翼板矫平机，在设计中完成了输送系统的主要零部件设计，压下系统的主要零部件设计以及机器的整体结构设计。对主要零件进行了校核。本机器的设计可以大幅降低工人的劳动强度及改善工人的工作环境，可以达到更好的经济效益。1.1 本课题的来源、意义、目的随着社会现代化的发展，焊接H型钢被广

10、泛的应用于多种行业。实习期间参观山东鸿达集团的焊接H型钢生产基地，工厂内采用先拼接，而后采用埋弧自动焊或二氧化碳气体保护焊将之焊接为H型钢，焊接后H型钢的上下翼缘板出现较大的角变形，并且有旁弯现象。焊接H型梁完成焊接后要投入工程中使用，还要对翼缘板进行重要的矫直工作，以使其达到工程使用标准1。焊接H型钢梁主要在公路桥梁、煤矿井架、建筑、轮船制造等行业应用最为常见。现代工业中焊接H型钢正在逐步取代轧制工字钢的使用，所以在工厂内批量机械化生产焊接H型钢已成当务之急2-3。若要焊接H型钢梁满足工程需求，必须进行翼缘板的矫直工作，以使焊接H型钢达到使用标准。H型钢梁的翼缘板矫正主要有两种方法；一是机械

11、矫正法，另外一种是使用千斤顶校正，同时锤击变形来控制变形，使得工人工作量大，劳动强度大，工作环境差，同时还导致生产效率低，生产周期长，没有达到很好的经济效益，而且需要有经验的老工人来完成工作4。因此设计研制一台焊接H型钢翼缘板矫直机具有重要的工程实际意义。1.2 本课题需解决的主要问题本课题主要是设计焊接H型钢翼缘板矫平机，使焊接H型钢翼缘板发生机械变形以达到矫直的目的。由于是完整机器的设计，需要满足特定的工程要求，所以需要解决的主要问题有以下三点：（1）焊接H型钢翼缘板矫平机的总体结构设计。 包括整体外形尺寸，机架，底座，零件组合方案。（2）焊接H型钢翼缘板矫平机的加压装置设计。 包括动力系

12、统，传动方式，传动机构等的设计。（3）焊接H型钢翼缘板矫平机的输送系统设计。 包括动力的选择，传动形式，如何实现传动。本课题设计的矫平机主要应用机械滚压加压的方式使焊接H型钢梁翼缘板产生塑性变形达到矫直的目的，加压装置的设计采用机械加压装置同时能自动完成翼缘板的矫平工作。1.3 本课题在国内的研究状况及发展趋势机械制造业是国家重工业的基础工业，机械制造同样代表着一个国家的经济水平，代表着国家的生产力!而随着全球经济的发展，工业发展水平对一个国家越来越显得重要，而很多工业的建设，工业的发展都离不开钢构件。焊接H型钢梁是其中应用最为广泛的一种钢构件3。近年来，焊接H型钢越来越广泛的运用于公路桥梁、

13、煤矿井架、建筑、轮船制造等行业。随着焊接H型钢逐渐替代轧制工字钢的使用，在工厂内机械化生产焊接H型钢已成当务之急6。H型钢的制作看似简单，但如果控制不严，不讲究制作工序就容易产生较大的变形，增加产品的制造成本，更有可能使工件报废1。随着生产和生活的需求，工厂内正在机械的批量生产焊接H型钢，H型钢几乎都为焊接组成，焊接过程中翼缘板会产生变形，因此H型钢投入工程使用前都要进行矫直工作，目前我国的焊接H型钢矫直工作主要用两种方法，一种是机械矫直，另外一种是使用千斤顶校正，同时锤击变形来控制变形，使得工人工作量大，劳动强度大，工作环境差，同时还导致生产效率低，生产周期长，没有达到很好的经济效益12。目

14、前国内有几种焊接H型钢翼板矫平机，由黑龙江哈尔滨市太平区 宏图街165号四海股份有限公司研制的卧式翼缘矫正机，此机器有效的提高了工作效率改善了工作条件。但其采用多辊的设计，虽然可以完成多种型钢的矫直工作，但是其对焊接H型钢的矫直工作效率低，精度不够高。此种机器占用工地比较大，生产成本高，不宜用来专用矫直H型钢翼缘。2007年由广东省一家厂商生产的H型钢翼缘矫直机，其矫正装置由动力电机和两个齿轮副及压辊组成，输送系统无需电动机的带动而使其自发运动，此机器虽然能节省部分电力，但是实际的工作效率低，所需的齿轮副也是比较大的，占用空间相对较大，给操作带来了一定的困难7-8。总的来说目前H型钢的加工正在

15、朝机械化、自动化、高效益化发展。所以迫切需要一种专用的翼缘矫直机来实现工业加工目的。242 矫直机总体方案设计2.1 矫直机结构分析焊接H型钢翼板矫平机设计方案可以采用如下几种：方案一：采用2-1-2型五辊矫直机，这种矫直机的优点是适用范围广，表面精度好，可以一机多用。缺点为上辊稳定性低，传动系统复杂，需成本较高，维护保养费用较高，方案二：采用两辊式矫直机，此矫直机是使用数量最多的矫直机之一。这种矫直机为焊接H型钢梁专用矫直机，具有制造成本低，维护方便简单，稳定性高，矫直表面质量好，操作方便等优点。方案三：采用卧式翼缘矫正机，此矫正机优点是一次性矫直焊接H型钢梁，取消了翻转机构的占用空间，提高

16、了工作效率。缺点是操作复杂，制造成本高，矫直机构复杂，维护复杂。综上分析，采用方案二。2.2 输送传动方案焊接H型钢梁翼缘板矫直机的输送系统传动方式有齿轮和联轴器传动两种传动方式。 方案一：输送系统齿轮传动如图2-1所示 图2-1 H型钢翼缘板矫直机齿轮传动1-主传动轴 2-从动齿轮 3-主动齿轮 4-减速机 5-电动机此图为主动输送为齿轮传动的H型钢翼缘板矫直机，它是由两个齿轮及一个减速机而带动输送轴转动。这种传动比较紧凑，并且传动比可以通过更换不同的齿轮可以调整，但是传动轴和输送轴不在同一直线上，安装时会占用较大的空间，其强度也受限制。此外，有齿轮系统包含在轴上，润滑及密封也不太方便。方案

17、二：输送系统联轴器传动如图2-2所示图2-2 H型钢翼缘板矫直联轴器传动结构图1-主传动轴 2-联轴器 3-减速机 4-电动机滑块联轴器的一端与减速机相联，滑块另外一端与输送轴连接，电动机与减速机是配套的，和减速机进端相连接。这种传动方式使润滑、维修及换辊等工作得到改善。此图为输送系统联轴器传动矫直机。这种矫直机采用联轴器传动比较普遍，其优越性更大。电动机和减速机体可单独固定在地上，与矫直机工作体分离较远距离，使结构明显优化。具有调节方便，拆装维护方便，机器本体与传动系统的震动相互不干扰等一系列优点。 2.3 压下装置工作原理的描述为适应不同规格钢管能在矫直机中顺利的实现矫直，上横梁装配必须实

18、现以下功能：（1）应不同规格的待矫直H型钢翼缘，上、下工作辊系中的压辊与顶辊的辊距要求可调，并且必须能够同时承受上工作辊系传递给机架的反力。（2）要使矫直机能稳定流畅、矫直精确的工作，在工作过程中必须使压辊与顶辊保持平稳，不能上下窜动；保证矫直辊辊面与翼缘板能够良好的接触，矫直辊必须在宽度方向上能够调整。（3）矫直机要达到高精度，稳定的工作条件，上、下工作辊必须能保持规定的距离，在工作过程中不能随意改变距离，要求传动丝杠能自锁。2.4 压下调整方案的确定为了达到上述工作原理的要求，以下分别对上述三点要求进行阐述：（1）矫直机要适应不同规格焊接H型钢的矫直工作，压辊和顶辊的辊距要求可调。这一要求

19、，我们采取三种方案分别加以比较和分析。压辊和顶辊的辊距调整有很多种方案可以实现：方案一：采用电动机通过减速电机而带动齿轮齿条机构：此机构优点：可以通过机械制动实现压辊准确定位并自动锁紧，工作较容易实现，但工作可靠性不高。此机构缺点：传动机构设计安装相对笨拙、复杂，设计制造成本较高，可靠性又相对一般。方案二：机架上安装液压装置通过液压缸推、拉来实现压辊上下的移动。此机构优点：设计结构简单，制造维护成本相对低廉，控制操作简单方便。此机构缺点：由于液体具有可压缩性且液压传动的准确性随着油温高低的变化会表现出较为明显的变动，因此压辊和顶辊调整好后很难保证相互的准确位置不在变动，这样矫直机的工作精度比较

20、难以得到保证。方案三：采用电动机通过减速电机来带动螺旋副机构来实现压辊的升降：如图2-3所示。此机构优点：结构简单，便于加工，控制维护方便，调整精确度较高此机构缺点：丝杠螺旋机构传动效率较低；综上所述，方案三虽然有传动效率低的不足，但此方案适用于调整，在调整结束后进入稳定矫直工作阶段后，固定不动。所以采用方案三（2）要实现稳定、精确矫直、在工作过程中压辊不能上、下窜动，也就是压辊必须紧密的与升降体在一起，不能有任何动态或静态问题，有两种方案：方案一：采用焊接方法实现升降体与丝杠的链接：优点：结构简单，操作容易方便，成本低。缺点：在焊接过程中如果出现焊后不水平的现象，则机器不能正常运转，且焊接后

21、拆装和维护都变的比较复杂，不利于机械化生产。方案二：采用螺杆与螺母相配合来实现升降体与丝杠的链接：优点：结构简单，成本低，在链接后如果没有人工放松螺母和螺杆，那么很不容易使传动部件松动，有很好的经济效益。 缺点：拆装不太方便。综合两种方案，考虑经济性和实用性选用方案二。图2-3 采用减速电机带动螺旋副传动简图1-电动机 2-摆线针轮电机直联型电机减速速器 3-升降体连接件 4-升降体 5-压辊轴 6-大齿轮 7-轴承 8-丝母 9-丝杠 10-压辊 11-轴承3 矫直机下压装置的设计计算下压装置是H梁翼板矫平机的重要组成部分，此部分的设计精度对焊接H梁的生产质量有重要的影响。它的传动部分是由动

22、力电机、减速器、齿轮减速机构、丝杠螺母传动机构组成；压力装置是由升降体、压辊轴和压辊组成。下压装置主要结构见第二章图2-3所示。3.1 矫直机矫直力与弯矩的计算当压辊压下H型钢翼缘板的传动过程中，中间顶辊所受的矫直力最大，所以在以下的丝杠设计以及辊轴的验算校核过程之中都用此力来计算。H型钢规格；mm。而从文献11中可知翼缘板的变形属于是弯曲变形，而且是属于V形件弯曲变形。由文献9中公式可知： （3-1） 以上公式中：b为翼缘板最大宽度，单位m； t为翼缘板得最大厚度，单位m； 为压辊与翼缘板接触长度，单位m； 为H型钢屈服极限，单位MP；所以我们得矫直力：N=58.75 KN在其后的丝杠主轴的

23、校核设计中也都是选用此力。 由文献11中公式可知： （3-2）以上公式中：为弯矩，单位； 为矫直力，单位； 为接触长度，单位；所以得： 3.2 丝杠螺母的设计分析丝杠螺母在下压装置把转动转换成上下直线运动。由文献6第1卷查得丝杠采用45钢淬火，其抗拉强度MPa，屈服强度MPa，螺母材料考虑到速度低用铝青铜ZcuAl10Fe3。3.2.1 丝杠螺母的耐磨性计算 由文献10第二卷中表15.2-3可知： （3-3）以上公式中：为螺纹的中径，单位为mm； 为丝杠螺母螺纹的牙形高度，单位为mm；为材料的许用压强，单位为MPa；为作用于螺杆上的轴向载荷，单位为N； 为丝杠螺母的螺距，单位为mm； 此处可根

24、据螺母的形式选定，而对于整体式螺母，由于磨损后不能调整，所以取1.22.5，取。需要考虑到丝杠对强度要求较高且属于单向受力，采用锯齿形的螺纹。 30锯齿形螺纹。由文献6第二卷表15.2-10可以查得许用压强MPa。取MPa所以得：mm查文献10第2卷表5-1-13，可以得到螺纹的基本尺寸：mm；mm；mm；mm； mm；mm 螺母高度： （3-4） 以上公式中：H为螺母高度，单位； 为系数，整体式螺母； 为螺杆中径，单位；所以得： mm 同时考虑到实际需要取mm旋合圈数： （3-5）以上公式中：Z为旋合圈数；H为螺母高度，单位mm；P为螺距，单位mm；所以得： ，所以3.2.2 螺旋副自锁条件

25、的校核螺纹升角： （3-6）以上公式中：为螺纹升角，单位度； P为螺距，单位mm； 为螺杆中径，单位mm；所以得： 则： 证明此螺旋副自锁可靠。3.2.3 螺纹牙的强度校核由文献11中的表5-13可知螺母螺牙的许用应力，青铜材料的需用应力 MPa，MPa，而工作过程中载荷几乎为静载，而青铜材料的强度较高，所以许用应力取较大值。螺纹牙处的危险截面剪切强度为： （3-7） 螺纹牙处的危险截面弯曲强度为： （3-8） 以上公式中：为螺纹牙根部的厚度，对于30锯齿形螺纹，。单位为mm； 为螺纹大经，单位； 为矫直力，单位； 为螺纹旋合圈数； 和为许用强度，单位MPa；所以得：MPaMPaMPaMPa多

26、以螺纹的剪切强度和弯曲强度都满足要求。3.3 压下系统的电动机和减速机的选择由文献10表15.2-3。设总的摩擦力矩为： （3-9）以上公式中：为螺纹的摩擦力矩，单位；为轴承的摩擦力矩，单位；丝杠所受到的横向力为： （3-10）丝杠所受到的摩擦阻力为： （3-11） 以上公式中：为作用于螺纹上的正压力，单位N；N为矫直力，单位N； 为锯齿形螺纹工作面牙形斜角；为摩擦系数；为螺旋升角； 由文献10第1卷中的表1.1-7摩擦系数，所以得： Nmm Nmm Nmm=790 Nm螺杆所受的扭矩： （3-12） 以上公式中：为轴承的传动效率；为联轴器的传动效率；查文献11可知： 所以 初选丝杠的下压速度

27、为mm/s， 初定电机输出转速： （3-13）以上公式中：P为螺距，单位mm； 为转速，单位；所以得： r/min因为 （3-14）所以 KW由文献12表10-1标准电动机选择：选电机Y90S-4；电机功率为1.1Kw；满载转速r/min由文献10第三卷中表18.1-96选择减速机型号：ZLD 1.1-4A-59 JB/T2982-1994；输出转速为23.3 。3.4 齿轮系统的设计计算下压装置中齿轮系统起到减速作用。由文献13中表10-1可选择齿轮材料为HT300，精度等级为7级精度，初步选择小齿轮齿数为40，大齿轮齿数为120；根据应用条件选择为直齿圆柱齿轮传动。（1）按齿面接触强度设计

28、按下式进行 （3-15）以上公式中：为传动比；为载荷系数；为弹性影响系数；为疲劳强度；为齿宽系数；由文献13知：其中=1.3；=143.7 ；=4；=0.4；所以得： 97.67mm（2）计算圆周速度V： （3-16）以上公式中：为圆周速度，单位； 为转速，单位；所以得： V=1.26m/s（3)计算齿宽与齿高比齿宽 模数 齿高 所以 （4）按齿根弯曲强度计算可以得到同样的数值，为了安全我们取较大的数值： =40；=120；=120mm；=360mm；=50；3.5 压辊的设计计算 初步确定辊径大小： 由文献9中公式得： mm 时： （3-17） 以上公式中： 矫直辊最大直径，单位为mm； H

29、型钢腹板最小高度，单位为mm；若取其系数为0.9，则辊径为：mm初步确定辊子长度：由文献9中公式得：mm时： （3-18） 取系数为0.7，则辊子长度为：mm实际生产中为了有利于压辊与H型钢翼缘板的接触，更好的达到矫直效果，压辊有一锥度如图3-1。为了便于压辊辊面与H型钢梁翼缘板更充分接触，为了达到最好的矫直效果，翼缘板需要矫枉过正，因为有弯曲回弹现象的存在。压辊轮廓应设计出相应的锥度，因为翼缘板矫枉过正是有弯曲角的，所以压辊有合适的锥度会更利于翼缘板矫直的进行。图3-1压辊的倾斜度由文献14中第公式可知： 则 （3-19）以上公式中：M为卸载弯矩，其值等于加载时的弯矩； E为弹性模量； I为

30、弯曲毛坯截面惯性矩，；由文献12中公式可知： = （3-20）所依我们可以得到应变中性层曲率变化量： mm （3-21）所以得弯曲角： （3-22）因此根据工厂内的实际情况和和参考的资料，同时参照同类型的设备和相关标准，最后我们确定压辊辊形的工艺参数为：mm；mm； 4 矫直机输送系统的设计计算性能平稳的输送系统是保证矫直机能平稳工作的重要条件。通过第二章对输送系统传动方案的分析，我们采用动力电机通过联轴器带动主轴和顶辊转动的传动方案，此种传动方案可以有效节省占用空间，提高了工地利用率。主要包括顶辊的设计计算，电机的选择，减速机的选择及轴的设计计算。4.1 矫直机顶辊的设计计算初步确定顶辊辊径

31、大小： 由文献9中公式得： mm时： （5-1） 以上公式中：为矫直辊最大直径，单位为mm； 为H型钢翼板最小宽度，单位为mm；若取其系数为1.5，则辊径为：初步确定顶辊辊子长度：由文献9中公式得：mm时： （5-2） 以上公式中： 为辊子长度，单位mm； 为矫直辊直径，单位为mm； 取系数为0.4，则辊子长度为：4.2 主电机和主减速器的选择参考同类机床的设计参数，设定H梁翼缘板的矫正速度为9。4.2.1 主电机的选择由文献14中可知： （5-3）以上公式中：为输送力，单位N； 为矫直力，单位N；取最大系数进行计算，所以得： 则可以得最大输送功率： （5-4）以上公式中：为功率，单位； 为输

32、送力，单位； 输送速度，单位；所以得： 在以上的计算中忽略了轴及轴承的摩擦消耗功率，忽略了联轴器的耗损功率，所以在选择时应选择功率比计算数值偏大的电动机。由文献12表10-1标准电动机选择：选电机Y160M-4；转速为1400 r/min，电机功率为11，满载转速。4.2.2 主减速器的选择我们可知矫正速度： （5-5）以上公式中：为矫正速度，单位； 为顶辊半径，单位； 为主轴转速，单位；所以得： 传动比： 输送系统的减速器所需减速比较大，同时要水平卧式安装，且与电动机拆装要方便，减速器要适用于冶金行业。由文献10中表18.1-114选择减速器型号：TZSD 425-145.7-10.49。为

33、直联电机型同轴式圆柱齿轮减速器。4.3 输送系统轴的设计传动轴是H型钢梁翼缘矫直机输送系统的主要设计部件之一，它主要是承担矫直力和H梁顶辊的重量，受到一部分弯矩，扭转力。输送系统的主轴选用直轴形式传递，且要选用直轴中的阶梯轴。输送系统轴的结构如图5.1所示。5.1轴的结构如图所示1-轴肩；2-键槽；3-主轴；4.2.1 输出轴上的功率及扭矩由文献13可知： (5-6）以上公式中：为输送电机功率，单位kW；为减速机传动效率；为联轴器传动效率；所以得： 由文献13可知： （5-7） 以上公式中：T为扭矩，单位Nmm； 为输入功率，单位kW； 为主轴转速，单位；所以得： 4.2.3 作用于轴上的力和

34、弯矩作用在轴上的力主要是矫直力和顶辊重力以及H型钢的重力。在这些作用力中重力作用很小，影响可以忽略不计。在这里只矫直力进行计算。矫直力几乎是相对于矫直机顶辊左右对称的力。取最大的矫直力进行计算。矫直机主轴除了承受矫直力外还有一个由矫直力而来的摩擦力，也就是带动H型钢前进的动力。此力的影响同矫直力比起来同样可以忽略不计算。轴的弯矩扭矩图见图5.1所示。从轴的结构图及弯矩和扭矩图中可以看出顶辊截面是轴的危险截面：在此处总弯矩为 （5-8）以上公式中：为弯矩，单位； 为总压力，单位；所以得： 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，又因工件为脉动循环所以取则轴的计算应力为 (5-9

35、)以上公式中：为工作强度，单位； 为轴弯矩，单位； 为扭矩，单位；抗弯截面系数；矩形截面为；所以得： 又因为，则 ，安全。图5.1轴的弯矩扭矩图4.2.4 确定轴的最小直径由文献13 中表15-3初步估算轴的直径。选取轴的材料45钢调质处理。 (5-10)以上公式中：为轴的最小直径，单位；由文献1表15-3取=100； 为功率，单位kW； 为转速，单位；所以得： 在安全系数允许内，可取最小直径4.2.5 轴各处尺寸的确定前面我们确定了矫直机顶辊的直径和长度,确定一直径要大于轴的最小直径处即可，我们取可满足我们需要的强度要求，同时可以满足轴肩定位的要求。1-2处需要安装标准轴承支座，同时是轴承安

36、装处，根据标准轴承支座的数据可取，也可以满足一定的空闲空间需求。为了满足顶辊的轴向定位需要，我们在2-3处设置一轴肩对顶辊进行定位，轴肩的长度=12；由顶辊的长度我们可得到3-4处的长度，此处长度应该略小于顶辊长度 ；顶辊的另外一端采用轴向套筒定位，4-5处需要设置套筒和轴承支座，同时连接下底座外的联轴器，所以需要较长，结合下底座的尺寸取；根据前面的计算及轴的设计条件可得；在轴的1-2和4-5处需要放置轴承，所以及。 轴的各处尺寸参数见图5.2所示。图5.2 输送轴的各部分尺寸4.4 联轴器和轴承的选择联轴器在机器中通常用作传动部件，连接轴与轴来传递转矩。输送系统动力电机输出转速和功率相对平稳

37、，为了得到更好的传动效果，使机器运行平稳，这里选择可移式刚性联轴器，可以补偿两轴的径向相对位移。由文献10表22.3-1选择金属滑块联轴器(JB/ZQ4384-1986), ，许用转矩；进行校核： （5-11）以上公式中：为理论转矩，单位； 、为驱动功率（kW）和转速（r/min）； 为工作系数；为动力机系数；为启动系数；为温度系数；由文献10表22.1-1可知：；所以得：，合格。因输送系统轴主要承受径向力，工作于室温条件下，所以选用深沟球轴承。由文献2中表6-1，并参照工作要求选择深沟球轴承6320。5 结论以上阐述了H梁翼板矫平机的设计过程。论文主要完成了H梁翼板矫直机的总体结构设计、输送

38、系统的设计及下压装置的设计问题。在设计方案选择问题上，鉴于目前的焊接H梁矫平机在国内发展的不足，而造成工人的劳动强度大、生产率低、加工精度难以保证的现状，参考查阅了国内多种型号的H梁翼板矫平机，大胆结合了现有H梁翼板矫平机的特点，经过多种方案的对比最后确定了经济合理的，且符合工业生产需求的最终方案。在输送系统的设计中对比了两种传动方案，根据齿轮的传动特点和联轴器的传动特点，我们选择了结构更为紧凑的联轴器传动带动输送轴和顶辊的转动。采用这种传动可以节省占用空间。在下压系统的设计中，为了解决传动比大的问题，通过计算采用了摆线针轮减速器和齿轮减速共同减速的方法，达到了需要的转速；通过丝杠螺母的设计使得转动变为直线运动，实现了升降体的上下运动。传动系统的设计和下压系统的设计可以实现焊接H型钢翼板纵向弯曲的半自动矫直工作。大幅度降低了工人的劳动强度，改善了工人的工作环境，提高了生产效率。通过比较精确的设计计算及各种参考方案和参考资料最终设计出了满足课题要求且有实际应用价值