自动弯管机设计.doc
《自动弯管机设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动弯管机设计.doc(32页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、湖南工学院2023届毕业设计(论文)说明书 设计(论文)题目:自动弯管机装置及其电器设计院(系)、部: 机械工程系 学生姓名: 张晓伟 指导教师: 黄开有 职称 副专家 专 业: 机电一体化 班 级: 0402 起讫时间: 2023.4-2023.5 目 录目录1第一章 绪论21.1 弯管机在工业中的地位和各种弯管机的性价比21.2 弯管机的基本原理与选择3第二章 弯管机的设计42.1 工件的工艺分析52.2 计算弯曲力矩52.3 电机的选取62.4 传动比的计算与各传动装置的运动参数82.5 皮带与皮带轮的计算与选取92.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选取92.7 联轴器的计算与选取102.8
2、轴承的选取102.9 轴的初步计算与设计及校核142.10 齿轮的计算与设计172.11 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计182.12 轴套的结构设计192.13 盖板的结构设计与计算202.14 机身的结构设计与计算212.15 弯管机的重要参数22第三章 挡料架的结构设计233.1 挡料架的结构设计23第四章 用电器选择与电路244.1 各用电器的选择与电路设计24设计总结27参考文献28第1章 绪 论1.1 弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比:现今工业发达,无论是哪一种机器设备、健身器材、家具等几乎都有结构钢管,有导管,用以输油、输气、输液等,而在飞机、汽车及其发动机,健身器
3、材,家具等等占有相称重要的地位。各种管型品种之多、数量之大、形状之复杂,给导管的加工带来了不少的困难。对于许多小公司,家庭作坊,或者大公司中需要配管的场合,如工程机械上的压力油管,机床厂的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等等,这些场合也许不需要功能全的弯管机,且加工的管件的难度不高,简易手动型的弯管机很也许适应。这系列弯管机采用手动夹紧,机械弯曲,机器结构简朴,控制元件很少,因此价格上比较容易被用户接受。市面上现有的自动弯管机大多数是液压的,数控的(如图1-1,1-2),也有机械传动的,但它们的占地面积较大(长度在2.54m之间),价格昂贵(25万元人民币或更多),然而大多数用户都需求是是小
4、占地面积小价格便宜使用方便的自动本设计便是朝这方面的用途方面设计的自动弯管机,设计出一种价格便宜,占地面积少,使用方便的自动弯管机(长0.9M,宽0.8M,高1.1M,价格9000元人民币左右),并着手对弯管机的性能更进一步的强化,使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用制动电机以提高弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统,方便操作。 液压弯管机1-1 数控弯管机1-21.2 弯管机的基本原理与选择弯管机的弯曲原理,在普通情况下有以下二种情况,即滚弯式与缠绕式。如下图1-1、1-2分别是弯管原理图。 图 1-3 图 1-4两者各有优缺陷:缠绕式重要用于方管的弯曲其结构复杂,而滚弯式重要用于圆管
5、弯曲也可用于方管弯曲但没有缠绕式好,但结构简朴。故本弯管机采用滚弯式。弯管的环节大体是: 1.留出第1段直线段长度,并夹紧管子。 2.弯曲。 3.松开夹紧块,取出管子,使模具复位。按管形标准样件在检查夹具上检查管形,并校正。4.反复第1步,直至弯完管子为止。第二章 弯管机设计2.1 工件工艺分析此工作件采用的直径为30mm,厚为2mm的无缝钢管做为弯管件,材料为10号钢,其最小弯曲半径为60mm,而弯曲件的弯曲半径为100mm,固其符合加工工艺性。弯管件规定不能有裂纹,不能有过大的外凸,不能有皱纹。其工件如图2-1,2-1.1。 图 2-1 图 2-1.12.2 计算弯曲力矩由弯管力矩公式 由
6、于弯管时弯曲半径越小所用的力矩越大,故以钢管在最小半径弯曲时的力矩来做为管的弯曲弯力矩。其式如下2-1 (2-1) 其中 为弹性应力r为管材内径t为管材壁厚为屈服应力为中性层的弯曲半径=2420 Nm 2.3 电机选取由经验选取弯管机的弯管速度为8r/min则有 P=M*=2 KW (2-2)由工作功率为2KW 所以电机功率P= (2-3)、分别为带传动、蜗轮传动、联轴器、齿轮、轴承的传动效率。取=0.96、=0.9、=0.99、=0.97、=0.98则P=2.5 KW由于弯管机需要弯多种型式的钢型,固选用较大功率的电机以使弯管机可以合用更大的弯曲范围,又由于弯曲机需要固有制动功能故选用配有制
7、动功能的电机,且电机正反的频率过大,所以电机转速不宜过大,现取电机的转速为960r/min为宜。故选用电机的型号为YEP132S-6,其基本性能如表12.1 表2.1YEP132-6的重要性能参数型号功率满载时堵转转矩最大转达矩静制动转达矩不小于空载制动时间不大于噪声转速电流效率功率因数YEP132S-63KW960r/min8.8A77%0.672.22.2294Nm04/s71/db 电机的重要安装尺寸如下 图2-2 表12.2 电机的安装尺寸 单位(mm)型号ABCDEFGHILYEP-132S-6280140893880315216132210515 2.4 传动比的计算与各传动装置的
8、运动与参数由电机转速N1=960r/min ,而弯管机的速度初拟为N5 =8r/min所以 总传动比 =N1/N5=120由皮带轮的传动比为14 所以取皮带轮的传动比=2.5,由于单付齿轮的传动比为18 。便拟定取齿轮传动比=3,则蜗轮蜗杆的传动比=16,蜗轮的传动比不大这有助于提高蜗轮的寿命。为进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩(或功率)。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为1轴、2轴以及, 为相邻两轴间的传动比;, 为相邻两轴间的传动效率;P1,P2 为各轴的输入功率(Kw);T1 ,T2 为各轴的输入转矩(Nm);N1 ,N2 为各轴的转速(r/min);(1) 各轴转速电机
9、轴转速Nm=960 r/min蜗轮小轴端N1=384 r/min (2-4) 蜗轮大轴端N2=24 r/min 小齿轮转速 N3= N2=24 r/min 大齿轮转速N4=8 r/min工作台转速N5= N4=8 r/min(2) 各轴的输入功率电机输出功率 P0=3KW蜗轮小轴输入功率 P1= P0*=3*=3*0.96=2.88KW (2-5)蜗轮大轴输入功率 P2= P1= P1*=2.88*0.9=2.59KW齿轮小轴输入功率 P3= P2*= P2*=2.59*0.99=2.56KW齿轮大轴输入功率 P4= P3= P3*=2.56*0.972=2.41KW工作台输入功率 = P4*
10、= P4*=2.41*0.972*0.98=2.22KW(3) 各轴输入转矩电机输出转矩 =9550*=9500*=29.84 Nm (2-6)蜗轮小轴输入转矩 =*=29.84*2.5*0.96=71.62 Nm蜗轮大轴输入转矩 =*=71.62*16*0.9=1031.27 Nm齿轮小轴输入转矩 =*=1031.27*0.99=1020.96 Nm齿轮大轴输入转矩 =*=1020.96*3*0.972=2881.86 Nm工作台输入转矩 =*=2881.86*0.972*0.98=2657.31 Nm2.5 皮带轮与皮带的计算与选择由电机转速与功率,拟定了采用普通A型皮带作为传动带。由A型
11、带的小带轮最小直径为70mm,故定小带轮直径为=100mm皮带速度验算=5.03 (2-7)所以5带的根数 z= (2-11)其中取 =00.97KW=0.11KW=0.96=0.99可得 z=2.92取z=32.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择由于蜗轮蜗杆的安装为蜗杆在蜗轮的侧面所以选用CWS型的蜗轮蜗杆减速器,又由于 蜗轮大轴输入转矩 =1031.27 Nm蜗轮小轴输入功率 P1=2.88 KW传动比 =16所以选用蜗轮蜗杆的型号为1 CWS-125 JB/T 7935其基本性能如表2-2 表12-2 蜗轮减速器的重要友参数型号公称传动比转速中心距额定输入功率额定输出转矩CWS-125167
12、50r/min125mm7.781KW1400 Nm2.7 联轴器的计算与选择由于此联轴器承受的力矩相对较大,且顾及性价比轴孔径的配合关系且弹性柱销齿式联轴器的结构简朴,制造容易,不需用专用的加工设备,工作是不需润滑,维修方便,更换易损件容易迅速,费用低,因此选用弹性柱销齿式联轴器。由于 =1020.96 Nm且蜗轮蜗杆的蜗轮轴径为55mm 故选用ZL4联轴器,其型号为 ZL4GB50151985其重要尺寸及参数如表2-3 表12-3联轴器的重要参数 未标单位(mm)型号许用转矩Nm许用转速r/min轴孔直径轴孔长度外径凸圆厚度转动惯量(kgm2)重量(Kg)ZL41600400040,45,
13、50,5511284158890.04614.82.8 轴承的选择由于弯管机需要一个平稳的平台且轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故不能选用深沟滚子轴承。且轴承受力不大,转速也较低,故可选用圆锥滚子轴承,且可选取外径较小的以使空间更紧凑和减少成本。选用32912和32918二种圆锥轴承。其重要参数及基本尺寸如表2-4 表12-4轴承的重要参数 未注单位(mm)型号小径外径厚度内圈厚度外圈厚度额定载荷极限转速重量32912608517161434.5KN4000r/min0.24kg329189012523221977.8KN3200r/min0.79kg2.9 轴的初步计算与设计及校核初步计算
14、轴径选取轴的材料为45钢,调质解决。 (2-12)P为轴所传递的功率,KW为轴的转速,r/minA由轴的许用切应力所拟定的系数,其值可取A=现在取A=115则 =54.54 mm取 =55mm则 =77.09mm取 =85 mm为了满足半联轴器的轴向定位规定,故在轴与联轴器相接间需制出一个轴肩,由于半联轴器的连接长度为L=84mm又因轴段长度比L要短些故取L1为82mm,且轴径与半联轴器直径同样取d1=55mm。轴肩后却是齿轮段,于是轴承的关系故取d2为60mm,取轴承端盖的总厚度为42mm(由箱体及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的规定,取端盖的外端面与半联
15、轴器左端面间的距离L2=10mm,由于轴承是由轴承座支撑住的,故取轴承座的高厚为25mm,取齿轮与轴承座之间的距离为15mm由于齿轮的宽度为175mm,齿轮左端需制出一个轴肩,由齿轮与轴承座之间的距离为15mm且轴承座与轴承之间的距离相差为8mm,则此轴肩的长度为23mm,又由于轴承的厚度为17mm则轴肩之至左端要比轴承的厚度要长一点,取18mm,其直径为60mm。至此,已初步拟定了轴的各段直径和长度。齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。查得键的截面为 b*h=18*11键槽用键槽刀加工,长为160mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6;同样
16、,半联轴器与轴的联接,选用平键为16mm*10mm*70mm,半联轴器的配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为n6。取轴端倒角为2*450。轴上载荷的计算与轴的校核=4861 N (2-13)=1794 N (2-14)=830.9 N (2-15)由轴的结构尺寸及安装条件可知,作为得支梁的轴的支承跨距a=221 mm,从轴的结构图以及弯矩各扭矩图中可以看出截面C是危险截面。现将计算出的截面C处的、的值如表2-5 表2-5载荷水平面H垂直面V支反力F=2430.5N =2430.5N=1005.7N =794 N弯矩M=268570 N/mm=1
17、11129 N/mm =87734N/mm总弯矩=290653 N/mm =282536 N/mm扭矩T=1 020 960N/mm轴的弯矩图:图2-4进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强度。则由=31.39Mpa (2-16)前已选定轴的材料为45钢,调质解决,可得=60Mpa 因此,故安全故小轴的结构尺寸如图2-5 图2-5由于大轴的结构设计与计算大部分与小轴类同。故在此,类同的省略,且经验算此轴也为安全轴。由于轴不是与半联轴器相连,而是与工作台即弯曲模。由于转矩较大且规定工作台要较为平稳及误差小,由此轴与弯曲模的连接采用矩形花键连接。由静联接有 (2-1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动 弯管 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。