三辊卷板机设计方案.docx
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三辊卷板机设计方案
三辊卷板机设计方案
三辊卷板机设计方案
摘要
卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。
该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。
本文设计的是三辊卷板机。
通过对几种运动方案的分析比较，最终决定采用设计加工尺寸为12?
2000的对称式三辊卷板机。
该设备主要由辊子、机身、动力传递部件和电机等组成。
通过已知设计参数确定了辊子的直径和长度，然后确定上辊和下辊的传动方案。
为了保证下面两辊的同步运动，采用减速器输出轴安装齿轮与下辊的齿轮成角度啮合，上辊采用蜗轮蜗杆保证两端的上下运动。
然后对辊子、齿轮、轴、键等关键零件进行了强度校核，最后进行了机架的设计。
通过本次设计，对三棍卷板机的组成原理及结构有了深刻的认识，设计结果与实际相符，满足使用要求。
关键词：
卷板机；减速器；压下系统；蜗轮蜗杆
1绪论....................................................................................................................1
1.1概述...........................................................................................................................11.2卷板机的原理............................................................................................................3
1.2.1卷板机的运动形式........................................................................................31.2.2弯曲成型的加工方式.....................................................................................41.3卷板机的发展趋势..................................................................................................7
2总体设计方案的确定........................................................................................9
2.1方案的论证...............................................................................................................9
2.1.1方案1双辊卷板机......................................................................................92.1.2方案2三辊卷板机....................................................................................102.1.3方案3四辊卷板机....................................................................................112.2方案的确定.............................................................................................................122.3本章小结..................................................................................................................12
3传动系统设计..................................................................................................13
3.1传动方案的分析及确定.........................................................................................13
3.1.1齿轮传动......................................................................................................133.1.2带传动...........................................................................................................143.2传动系统的确定.....................................................................................................15
3.2.1主传动系统的确定......................................................................................153.2.2副传动系统的确定.......................................................................................153.3本章小结.................................................................................................................16
4下辊驱动系统的设计......................................................................................17
4.1上下辊的参数选择计算..........................................................................................174.2主电机的功率确定.................................................................................................18
4.2.1受力分析.......................................................................................................184.2.2主电机功率的确定.......................................................................................204.3本章小结..................................................................................................................21
5减速器的设计计算..........................................................................................22
5.1传动方案的分析和确定.........................................................................................225.2减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配.............................................22
5.2.1总的传动比..................................................................................................225.2.2传动比的分配..............................................................................................225.3传动装置各轴的参数计算......................................................................................23
5.3.1各轴转速......................................................................................................235.3.2各轴功率......................................................................................................235.3.3各轴转矩......................................................................................................24
5.4齿轮传动设计与校核..............................................................................................24
5.4.1高速级齿轮设计...........................................................................................245.4.2中速级齿轮设计...........................................................................................285.4.3低速级齿轮设计...........................................................................................325.5轴的设计与校核......................................................................................................36
5.5.1轴3的设计...................................................................................................365.5.2轴4的设计...................................................................................................375.5.3轴2的设计...................................................................................................385.5.4轴1的设计...................................................................................................395.5.5轴的校核......................................................................................................405.6轴承的选择与校核..................................................................................................46
5.6.1轴承的选择...................................................................................................465.6.2轴承的校核...................................................................................................465.7各轴上键的选择与校核..........................................................................................48
5.7.1键的选择.......................................................................................................485.7.2键的校核.......................................................................................................485.8本章小结..................................................................................................................49
6压下系统的设计..............................................................................................50
6.1电机选择..................................................................................................................50
6.1.1驱动功率计算...............................................................................................506.1.2电动机选型...................................................................................................506.2螺旋副设计与校核..................................................................................................516.3蜗轮蜗杆设计与校核..............................................................................................52
6.3.1参数计算.......................................................................................................526.3.2蜗杆机构设计及校核...................................................................................536.4上、下辊的设计与校核..........................................................................................56
6.4.1上、下辊的结构设计...................................................................................566.4.2上下辊结构优化设计...................................................................................566.4.3上、下辊校核...............................................................................................586.5本章小结..................................................................................................................60
7机架的设计.......................................................................................................61
7.1全焊钢结构的优点..................................................................................................617.2机架参数的确定......................................................................................................617.3机架的焊接工艺......................................................................................................617.4本章小结..................................................................................................................62
8结论...................................................................................................................63参考文献..............................................................................................................64英文原文..............................................................................................................65中文译文..............................................................................................................72
1绪论
1.1概述
卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。
根据三点成圆的原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。
该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。
卷板机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。
凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用卷板机辊制。
其在汽车、军工等各个方面都有应用。
根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用的器械。
在国外一般以工作辊的配置方式来划分。
国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类，一般分为：
1）、三辊卷板机：
包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机等。
从驱动方式分三辊卷板机有机械式和液压式两种。
机械式三辊卷板机分为对称式和非对称式。
机械三辊对称式卷板机：
其上辊在两个下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过丝杠丝母蜗杆传动而获得，两个下辊作旋转运动，通过减速器的输出齿轮与下辊齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。
该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。
图1-1机械对称式三辊卷板机
1
机械三辊非对称式卷板机：
该机结构型式为三辊非对称式，上辊为主传动，下辊作垂直升降运动，以便夹紧板材，并通过下滚齿轮与上辊齿轮啮合，同时作为主传动；边辊作倾升降运动，具有预弯和卷圆双重功能。
机构紧凑，操作维修方便。
液压式三辊卷板机：
该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速器输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。
上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，使用于超长规格各种截面形状灌。
图1-2液压式三辊卷板机
该机为上调式对称三辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件，本机两个下辊为主动辊，上辊为从动辊。
它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。
2）四辊卷板机：
分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。
3）特殊用途卷板机：
有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用途卷板机等。
卷板机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型卷板机中仍广泛应用。
在低速大扭矩的卷板机上，因传动系统体积庞
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