電動銅管彎管機設(shè)計
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目 錄
目錄………………………………………………………………………………………………1
第一章 緒論……………………………………………………………………………………2
1.1 彎管機在工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比……………………………………………2
1.2 彎管機的基本原理與選擇……………………………………………………………………3
第二章 彎管機的設(shè)計……………………………………………………………………4
2.1 工件的工藝分析………………………………………………………………………………5
2.2 計算彎曲力矩…………………………………………………………………………………5
2.3 電機的選取……………………………………………………………………………………6
2.4 傳動比的計算與各傳動裝置的運動參數(shù)……………………………………………………8
2.5 皮帶與皮帶輪的計算與選取…………………………………………………………………9
2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計算與選取………………………………………………………………9
2.7 聯(lián)軸器的計算與選取…………………………………………………………………………10
2.8 軸承的選取……………………………………………………………………………………10
2.9 軸的初步計算與設(shè)計及校核…………………………………………………………………14
2.10 齒輪的計算與設(shè)計……………………………………………………………………………17
2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………18
2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………………19
2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算………………………………………………………………………20
2.14 機身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算………………………………………………………………………21
2.15 彎管機的主要參數(shù)……………………………………………………………………………22
第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………23
3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………………………23
第四章 用電器選擇與電路………………………………………………………………24
4.1 各用電器的選擇與電路設(shè)計…………………………………………………………………24
設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………………………………………27
參考文獻……………………………………………………………………………………………28
第1章 緒 論
1.1 彎管機在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比：
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達，無論是哪一種機器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機、汽車及其發(fā)動機，健身器材，家具等等占有相當重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復雜，給導管的加工帶來了不少的困難。對于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機械上的壓力油管，機床廠的液壓管道發(fā)動機的油管健身器材的彎管等等，這些場合可能不需要功能全的彎管機，且加工的管件的難度不高，簡易手動型的彎管機很可能適應(yīng)。這系列彎管機采用手動夾緊，機械彎曲，機器結(jié)構(gòu)簡單，控制元件極少，因此價格上比較容易被用戶接受。
市面上現(xiàn)有的自動彎管機大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的(如圖1-1,1-2)，也有機械傳動的，但它們的占地面積較大(長度在2.5~4m之間)，價格昂貴(2~5萬元人民幣或更多)，然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價格便宜使用方便的自動
本設(shè)計便是朝這方面的用途方面設(shè)計的自動彎管機，設(shè)計出一種價格便宜,占地面積少,使用方便的自動彎管機（長0.9M，寬0.8M，高1.1M，價格9000元人民幣左右），并著手對彎管機的性能更進一步的強化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動電機以提高彎曲機的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。
1.2 彎管機的基本原理與選擇
彎管機的彎曲原理,在普通情況下有以下二種情況，即滾彎式與纏繞式。
如下圖1-1、1-2分別是彎管原理圖。
二者各有優(yōu)缺點：
纏繞式主要用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復雜，而滾彎式主要用于圓管彎曲也可用于方管彎曲但沒有纏繞式好，但結(jié)構(gòu)簡單。故本彎管機采用滾彎式。
彎管的步驟大致是：
1.留出第1段直線段長度，并夾緊管子。
2.彎曲。
3.松開夾緊塊，取出管子，使模具復位。按管形標準樣件在檢驗夾具上檢查管形，并校正。
其工作過程，電源線接上，把電源打開，此時電機是不通電的。當按下SB1時接觸器KM1線圈得電，此時三對主觸頭閉合,一個常開開關(guān)KM1閉合通電，而另一個常閉開關(guān)KM1則打開斷電，且此時電機正轉(zhuǎn)，進行彎曲工作，當彎曲到定角度時（此角度由彎曲角度的大小而調(diào)整）碰到了行程開關(guān)X1,則接觸器KM1線圈斷電, 三對主觸頭斷開,一個常開開關(guān)KM1斷開 ,即電機斷電，由于電機是旁磁制動電機,故電機很快停止運轉(zhuǎn)，常閉開關(guān)閉合。此時彎曲過程已經(jīng)完成，之后按下SB2,則接觸器KM2線圈得電，此時三對主觸頭閉合,一個常開開關(guān)KM2閉合通電，而另一個常閉開關(guān)KM2則打開斷電,此時電機反轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)回到初始位置時由于碰到了行程開關(guān)X2,則接觸器KM2線圈斷電，三對主觸頭斷開，一個常開開關(guān)KM2斷開，電機停止。
當再次按下SB1時，則得反復工作。
其中電路中設(shè)有過載保護、短路保護。
當在工作中時，電路中具有自鎖功能，因而不用怕操作者不小心按錯鍵而出事故。但當工作中出現(xiàn)意外時，只要轉(zhuǎn)動電源開關(guān)，把電源開關(guān)斷開即可使電機停轉(zhuǎn)，之后處理意外后轉(zhuǎn)動電源開關(guān)使電源通電便可繼續(xù)進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進行工作。
操作過程及其分析設(shè)鋼管所需的成形角為 ，彎曲模設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角為 ，剎車后的空行程角為 ，鋼管回彈角為 ，那么 ＝+ - 。由公式得，當 ， 很小時 = 據(jù)此先將彎曲模下的調(diào)角桿按要求在轉(zhuǎn)盤刻度上調(diào)至接近所需的 角，然后將方鋼穿過彎曲模的上下底板，使用注銷、固定塊將鋼管固定下來。轉(zhuǎn)動擋料架的手柄，使擋料架的浚住頂住鋼管。按下正轉(zhuǎn)開關(guān)SB1，彎曲模工作。通過試彎1一2次后，設(shè)定一個準確的 角，以后即可作批量生產(chǎn)。在電機正轉(zhuǎn)停后，取出鋼管，再啟動反轉(zhuǎn)開關(guān)彎曲彎回復到原位。
由回彈系數(shù) K = （4-1）
由于材料是10鋼，且彎曲半徑為R=100mm，管厚t=2mm
則 = =25
故其回彈系數(shù)K=0.97
剛 = = =
故回彈角 =3.70
由于電動機采用旁磁制動方式剎車，故回空行程角很小或是約等于0
所以彎曲模的轉(zhuǎn)角
設(shè)計總結(jié)
近兩個月的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了，通過這些天的設(shè)計學習，自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響?，F(xiàn)在就談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計過程中的認識和體會。
首先，我學會了查閱資料和獨立思考。我的課題是自動彎管機裝置及其電器設(shè)計。當開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里面是一片迷茫，不知從何入手，甚至連彎管機是什么樣的都不知道，幸好在黃老師的指導下及時理清了頭緒，避免了走很多的彎路。認真翻閱相關(guān)資料如《機械設(shè)計手冊》，自動彎管機的設(shè)計與鋼筋彎曲機的改進論文與書籍等，我開始了自己的設(shè)計思想，確定了自己的設(shè)計方案。我的課題除了彎管機的結(jié)構(gòu)的設(shè)計之外，還有其控制電路設(shè)計。
由于，彎管機的結(jié)構(gòu)較復雜且零件較多但由于論文上已有一定的結(jié)構(gòu)模型，故我憑著模型以及黃老師對我的講解，我慢慢的認清了彎管機的全部結(jié)構(gòu)，故我對我自己的一些想法與應(yīng)用思想都設(shè)計到彎管機中去，把原有的模型做適當?shù)母倪M。使結(jié)構(gòu)更合乎生產(chǎn)安裝以及多樣化使用的要求。每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、完善的過程。在設(shè)計過程中運用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。這個過程也是一個學習的過程。
其次，認識到實踐的重要性。這次設(shè)計我做了很多重復工作、無用功，但是這些重復工作和無用功積累了設(shè)計經(jīng)驗。同時也認識到設(shè)計不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進行實際操作。另外，也應(yīng)從多個角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因為即使想的很完美，但到實際的設(shè)計時會遇到很多想不到的實際問題。
在設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是彎管機的、以及各種標準件如蝸輪減速器，接觸器等沒有親眼見過不知道其具體大小與工作情況，只能憑著手冊的說明而想像，彎管力矩的計算方法也沒有一條統(tǒng)一的式的，只能憑著經(jīng)驗式子來進行計算，其次由于條件不足缺乏實驗性，等等多種原因使我的設(shè)計是沒有完全的根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，而做出來的，難免有些缺點和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠提出寶貴修改意見。
最后，衷心感謝黃開有老師對我的悉心指導，使我在大學里最后一段時間里學習到了很多有用的東西。
參考文獻
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2011 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 （論文）題目 ： 電動銅管彎管機設(shè)計 院 (系 )、部： 學生姓名： 指導教師： 專 業(yè)： 班 級： 起訖時間： 目 錄 目錄 ……………………………………………………………………………………………… 1 第一章 緒論 …………………………………………………………………………………… 2 彎管機在工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比 …………………………………………… 2 彎管機的基本原理與選擇 …………………………………………………………………… 3 第二章 彎管機的設(shè)計 …………………………………………………………………… 4 工 件的工藝分析 ……………………………………………………………………………… 5 計算彎曲力矩 ………………………………………………………………………………… 5 電機的選取 …………………………………………………………………………………… 6 傳動比的計算與各傳動裝置的運動參數(shù) …………………………………………………… 8 皮帶與皮帶輪的計算與選取 ………………………………………………………………… 9 蝸輪蝸桿減速箱的計算與選取 ……………………………………………………………… 9 聯(lián)軸器的計算與選取 ………………………………………………………………………… 10 軸承的選取 …………………………………………………………………………………… 10 軸的初步計算與設(shè)計及校核 ………………………………………………………………… 14 輪的計算與設(shè)計 …………………………………………………………………………… 17 小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………… 18 套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………… ………………………………… 19 板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 ……………………………………………………………………… 20 身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 ……………………………………………………………………… 21 管機的主要參數(shù) …………………………………………………………………………… 22 第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………… 23 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………………………………… 23 第四章 用電器選擇與電路 ……………………… ……………………………………… 24 各用電器的選擇與電路設(shè)計 ………………………………………………………………… 24 設(shè)計總結(jié) ………………………………………………………………………………………… 27 參考文獻 …………………………………………………………………………………………… 28 第 1章 緒 論 管機在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比： 現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達， 無論是哪一種機器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機、汽車及其發(fā)動機，健身器材，家具等等占有相當重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復雜，給導管的加工帶來了不少的困難。 對于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機械上的壓力油管，機床廠的液壓管道 發(fā)動機的油管健身器材的彎管等 等，這些場合可能不需要功能全的彎管機，且加工的管件的難度不高，簡易手動型的彎管機很可能適應(yīng)。這系列彎管機采用手動夾緊， 機械彎 曲，機器結(jié)構(gòu)簡單，控制元件 極少 ，因此價格上比較容易被用戶接受。 市面上現(xiàn)有的自動彎管機大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的 (如圖 1也有機械傳動的，但它們的占地面積較大 (長度 在 m 之間 )，價格昂貴 (2~5 萬元人民幣或更多 )，然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價格便宜使用方便的自動 本設(shè)計便是朝這方面的用途方面設(shè)計的自動彎管機，設(shè)計出一種價格便宜 ,占地面積少 ,使用方便的自動彎管機（長 格 9000元人民幣左右），并著手對彎管機的性能更進一步的強化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動電機以提高彎曲機的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。 液壓彎管機 1 數(shù)控彎管機 1管機的基本原理與選擇 彎管機的彎曲原理 ,在普通情況下有以下二種情況，即滾彎式與纏繞式。 如下圖 11別是彎管原理圖。 彎管模滾彎式纏繞式彎管模夾緊塊導 板圖 1 圖 1者各有優(yōu)缺點 ： 纏繞式主要 用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復雜，而滾彎式主要用于圓管彎曲也可用于方管彎曲但沒有纏繞式好，但結(jié)構(gòu)簡單。故本彎管機采用滾彎式。 彎管的步驟大致是： 段直線段長度，并夾緊管子。 出管子，使模具復位。按管形標準樣件在檢驗夾具上檢查管形，并校正。 步，直至彎完管子為止。 第二章 彎管機設(shè)計 件工藝分析 此工作件采用的直徑為 30為 2料為 10號鋼，其最小彎曲半徑為 60彎曲件的彎曲半徑為 100其符合加工工藝性。彎管件要求不能有裂紋，不能有過大的外凸 ,不能有皺紋。其工件如圖 2 圖 2 圖 算彎曲力矩 由彎管力矩公式 由于彎管時彎曲半徑越小所用的力矩越大，故以鋼管在最小半徑彎曲時的力矩來做為管的彎 曲彎力矩。其式如下 238433t ? ????(2 其中 s?為彈性應(yīng)力 b?為屈服應(yīng)力 ? 為中性層的彎曲半徑 238 * 3 3 3 * 2 * 2 6 4 * * 2 0 8 * 2 * 2 63 * 9 53M???=2420 N· m 電機選取 由經(jīng)驗選取彎管機的彎管速度為 8r/有 P=M*? = 8 * 22346 *60?? 2 (2由工作功率為 2所以電機功率 P=41 2 3 4 5P?? ? ? ?工 (21?、2?、3?、4?、5?分別為帶傳動、蝸輪傳動、聯(lián)軸器、齒輪、軸承的傳動效率。取1?=?=?=?=?=P=420 . 9 6 * 0 . 9 * 0 . 9 9 * 0 . 9 7 * 0 . 9 8=W 由于彎管機需要彎多種型式的鋼型，固選用較大功率的電機以使彎管機能夠適用更大的彎曲范圍，又由于彎曲機需要固有制動功能故選用配有制動功能的電機，且電機正反的頻率過大，所以電機轉(zhuǎn)速不宜過大，現(xiàn)取電機的轉(zhuǎn)速為 960r/宜。故選用電機的型號為 基本性能如表 [1] 型號 功率 滿載時 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)達矩 靜制動轉(zhuǎn)達矩不小于 空載制動時間不大于 噪聲 轉(zhuǎn)速 電流 效率 功率因數(shù) 60r/7% 9． 4N· m 0． 4/s 71/機的主要安裝尺寸如下 1 4089φ3847 58028 021 6315132 表 [1]機的安裝尺寸 單位（ 型號 A B C D E F G H I L 80 140 89 38 80 315 216 132 210 515 動比的計算與各傳動裝置的運動與參數(shù) 由電機轉(zhuǎn)速 60r/而彎管機的速度初擬為 8r/以 總傳動比 =5=120 由皮帶輪的傳動比為 1~4 所以取皮帶輪的傳動比1i=于單付齒輪的傳動比為 1~8 。便擬定取齒輪傳動比3i=3,則蝸輪蝸桿的傳動比2i=16,蝸輪的傳動比不大這有利于提高蝸輪的壽命。 為進行傳動件的設(shè)計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。 如將傳動裝置各軸 由高速至低速依次定為 1軸、 2軸……以及 1i,2i, … 為相鄰兩軸間的傳動比； 01?，12?… 為相鄰兩軸間的傳動效率； 為各軸的輸入功率（ 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（ N· m）； 為各軸的轉(zhuǎn)速（ r/ （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 電機軸轉(zhuǎn)速 60 r/輪小軸端 84 r/ （ 2 蝸輪大軸端 138416 =24 r/齒輪轉(zhuǎn)速 4 r/齒輪轉(zhuǎn)速 243=8 r/作臺轉(zhuǎn)速 r/ 2） 各軸的輸入功率 電機輸出功率 輪小軸輸入功率 1?=3*1?=3* （ 2 蝸輪大軸輸入功率 ?=輪小軸輸入功率 3?= ?=輪大軸輸入功率 24?=作 臺輸入功率 5?= 24?*5?= 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機輸出轉(zhuǎn)矩 0T=9550*09500* 3960 = N· m （ 2 蝸輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 1T=0T*1i*1?=N· m 蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 2T=1T*2i*2?=6*N· m 齒輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 3T=2T*3?=N· m 齒輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 4T=3T* 24?*3i=*N· m 工作臺輸入轉(zhuǎn)矩 5T=4T* 24?*5?=N· m 帶輪與皮帶的計算與選擇 由 電機轉(zhuǎn)速與功率，確定了采用普通 A 型皮帶作為傳動帶。 由 A 型帶的小帶輪最小直徑為 70定小帶輪直徑為1d=100帶速度驗算 1060 *1000 ? = 3 * 1 0 0 * 9 6 06 0 * 1 0 0 0 = （ 2 所以 5 0120 帶的根數(shù) z=? ?0 K K???帶帶(2其中取 ?帶 =? =K=得 z=? ?30 . 9 7 0 . 1 1 * 0 . 9 6 * 0 . 9 9?= z=3 輪蝸桿減速箱的計算與選擇 因為蝸輪蝸桿的安裝為蝸桿在蝸輪的側(cè)面所以選用 的蝸輪蝸桿減速器，又因為 蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 2T=· m 蝸輪小軸輸入功率 動比 i =16 所以選用蝸輪蝸桿的型號為 [1] 7935 其基本性能如表 2 [1]2輪減速器的主要友參數(shù) 型號 公稱傳動比 轉(zhuǎn)速 中心距 額定輸入功率 額定輸出轉(zhuǎn)矩 6 750r/25400 N· m 軸器的計算與選擇 由于此 聯(lián)軸器承受的力矩相對較大，且顧及性價比軸孔徑的配合關(guān)系且彈性柱銷齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，不需用專用的加工設(shè)備，工作是不需潤滑，維修方便，更換易損件容易迅速，費用低，因此選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。 由于 3T= N· m 且蝸輪蝸桿的蝸輪軸徑為 55故選用 其型號為 1255 84J D X 1985 其主要尺寸及參數(shù)如表 2表 [1]2軸器的主要參數(shù) 未標單位（ 型號 許用轉(zhuǎn)矩 N· m 許用轉(zhuǎn)速 r/孔直徑 軸孔長度 外徑 凸圓厚度 轉(zhuǎn)動慣量(重量(600 4000 40,45,50,55 112 84 158 89 承的選擇 由于彎管機需要一個平穩(wěn)的平臺且軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故不能選用深溝滾子軸承。且軸承受力不大，轉(zhuǎn)速也較低，故可選用圓錐滾子軸承，且可選取外徑較小的以使空間更緊湊和降低成本。選用 32912和 32918二種圓錐軸承。 其主要參數(shù)及基本尺寸如表 2 表 [1]2 未注單位（ 型號 小徑 外徑 厚度 內(nèi)圈厚度 外圈厚度 額定載荷 極限轉(zhuǎn)速 重量 32912 60 85 17 16 14 000r/2918 90 125 23 22 19 200r/的初步計算與設(shè)計及校核 初步計 算軸徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3* 2P 為軸所傳遞的功率， KW n 為軸的轉(zhuǎn)速， r/ 由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)，其值可取 A=103~126 現(xiàn)在取 A=115 則 34 2 . 5 61 1 5 * 24d ?= 4d=55 35 2 . 4 11 1 5 * 8d ?= 5d=85 了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，故在軸與聯(lián)軸器相接間需制出一個軸肩，由于半聯(lián)軸器的連接長度為 L=84要短些故取 2軸徑與半聯(lián)軸器直徑一樣取 5肩后卻是齒輪段，于是軸承的關(guān)系故取 0軸承端蓋的總厚度為 42箱體及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離0于軸承是由軸承座支撐住的，故取軸承座的高厚為 25齒輪與軸承座之間的距離為 15于齒輪的寬度為 175輪左端需制出一個軸肩，由齒輪與軸承座之間的距離為 15此軸肩的長度為 23因為軸承的厚度為 1718直徑為 60 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。查得鍵的截面為 b*h=18*11 鍵槽用鍵槽刀加工，長為 160時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為1600聯(lián)軸器的配合為 H7/動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 軸端倒角為 2*450。 軸上載荷的計算與軸的校核 3 1 0 2 0 T N m?352d? = 32 * 1 0 2 0 * 1 0420 =4861 N (200t a n t a n 2 04 8 6 1 *c o s c o s 9 . 7??=1794 N (20* t a n 4 8 6 1 * t a n 9 . 7??= (2由軸的結(jié)構(gòu)尺寸及安裝條件可知，作為得支梁的軸的支承跨距 a=221 軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩各扭矩圖中 可以看出截面 將計算出的截面 M、 M 的值如表 2 2荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 12 294 N 彎矩 M 68570 N/11129 N/7734N/彎矩 1M=290653 N/2M=282536 N/矩 T 3T=1 020 960N/的彎矩圖 : 圖 2行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。則由 ? ? 2213 ?? = ? ? 2232 9 0 6 5 3 0 . 6 * 1 0 2 0 9 6 00 . 1 * 6 0? = (2前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，可得 ? ?1??=60此? ?1??，故安全 故小軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 2 2于大軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 大部分與小軸類同。故在此，類同的省略，且經(jīng)驗算此軸也為安全軸。 由于軸不是與半聯(lián)軸器相連，而是與工作臺即彎曲模。由于轉(zhuǎn)矩較大且要求工作臺要較為平穩(wěn)及誤差小，由此軸與彎曲模的連接采用矩形花鍵連接。 由靜聯(lián)接有 ? ?32 * 1 0pz h ???(2 對矩形花鍵進行驗算。 載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般取 ? =取 ? =鍵的齒數(shù) z =8 花鍵齒側(cè)面工作高度 h =28 622h ??=3 (2齒的工作長度 l =80鍵平均直徑 Dd?68 622?=60 (2故有p? ?32 * 2 6 5 7 * 1 00 . 7 5 * 8 * 3 * 8 0 * 6 5= ?p? =100~140 (2故此矩形花鍵安全 另外，為了緊固彎曲模在軸上，從而在軸端鉆了螺紋孔，其規(guī)格為 0的主要尺寸及其結(jié)構(gòu)如下圖 2 2輪的計算與設(shè)計 由于齒輪傳動只有一對，為利于機器的平穩(wěn)，壽命及制造方便，故選用直齒齒輪傳動。此機器為一般工作機器，速度不高故選用 7級精度采用鍛造制造。材料選擇小齒輪材料為 40質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240者材料硬度差為 40齒面接角強度設(shè)計 213112 . 3 2 *t ???? ????(2式中 取載荷系數(shù) 小齒輪傳遞的傳矩 1T=· m 取齒寬系數(shù) d?==1 查得材料的彈性影響系數(shù) ?=550 小齒輪的接觸疲勞強度極限1?=600取值代入公式 則得 113.9 于小齒輪直徑為 55為了達到12*1 140以齒輪中心矩 ? ?1 12= ? ?140132 ?=280 (2初步定 a =280 一般1z=17~ 30， ? =08 ~ 015 初選 1z=23， ? = 010 ，則2z=9 則 m= 122 = 02 * 2 8 0 c o s 1 02 3 6 9?= (2取 m=6 則 12 2 = 02 * 2 8 0 c o s 1 (2取 1292 則按2z= 1z=23 , 2z=69 則 ? = ? ?121c o z = (2則小齒輪 1 齒輪 2齒厚 1=40=168 大齒輪厚 2b=170小齒輪厚取 1b=175算齒輪 ,由 12 2 *103=14571 N (2200N/ 合適 (2大、小齒輪的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 22 2齒輪 圖 2齒輪 小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮到綜合性能故都采用 45號鋼，由于軸主要是由鋼板支撐，但由于鋼板不能選用太厚，而軸承的厚度又是過厚故采用加入軸承座用螺釘緊固于鋼板從而來支持軸承，從而支持軸，這樣較于用軸承套焊接于鋼板上或是用超厚鋼板來支持軸與軸承大大的降低了成本，同時也便于安裝和維修。由于受力不大所以采用四根 經(jīng)足夠支撐。 它的的結(jié)構(gòu)及尺寸圖 222222 2軸前端蓋 圖 2圖 2 圖 2軸承座 圖 2小軸后端蓋 圖 2小軸前端蓋 套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于軸套的厚度 s 在 間 小軸軸徑為 60 故取小軸的軸套厚度為 6軸軸徑為 90 故取大軸的軸套厚度為 8軸套的材料為 45 鋼，為能與軸與軸承之間的更好，更耐久的配合，故把軸套進行調(diào) 質(zhì)處理，軸套的結(jié)構(gòu)其尺寸如圖 22 2軸軸套 圖 2 小軸軸套 板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 由于在蓋板上需裝好多零件，如行程開關(guān)，擋料架，大小齒輪軸的端蓋以及用于安裝定位的孔。故蓋板采用厚度為 205鋼。此 蓋板的長與度主要是由電機與蝸輪蝸桿所占的空間位置所取定的，由于 電機與蝸輪蝸桿的中心距 a=大飛輪的分度圓直徑為 50機的安裝地腳寬為 80壁至電機腳的空間長度 0壁到大飛輪的空間長度 10厚取 0因蓋板要比壁凸出 以便于與壁配合 0蓋板長度 L=2* 2*+ ++ a= L=1025板的寬厚主要跟大齒輪的位置及電機各自的相互空間位置有關(guān) 取齒輪端到壁的距離 00輪另一端到壁的距離 60 同大齒輪的 20 B=2+00+160+420=680得蓋板尺寸車 B*L*h=680*1025*20(結(jié)合其它結(jié)構(gòu)需要，故其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2 圖 2身的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 由于機身支撐了整套機器的零件，故機身采用厚鋼板及鋼管焊接而成，由于機器重且機器性能要求平穩(wěn)，故用地腳螺釘來緊固機器以減少機器的振動， 腳板采用 45鋼厚 10寸為 B*L*h=80*120*10（ 四個腳來支撐機器。 支撐鋼管采用 20 號方管鋼。型號為 60*60*4 地腳高度取 0用 45號厚為 20慮中板與與底板是距離過及支撐齒輪的問題，故在兩側(cè)多加二個鋼板以增加機身的強度。側(cè)板的尺寸 B*L*h= 487*540*20(且在二側(cè)有碟結(jié)配合后用薄鐵板把前后面給圍住。 蓋板與中板之間是齒輪的箱體機構(gòu)，四邊都采用 45號鋼，厚度為 20讓機身與蓋板容易裝拆，以便齒輪箱內(nèi)各零件容易裝拆與維修，故采用蓋板與機身用螺釘連接。采用四個螺釘連接。在方管上焊接一塊 45號鋼厚為 20鋼板，尺寸 B*L*h=80*80*20(機身的基本尺寸及其結(jié)構(gòu)如圖 2 圖 2管機的主要參數(shù) 電 源： 380相交流電 電機功率： 3形尺寸： B*L*H=680*1025*1060 最大彎曲力矩： 2657N*m 彎曲半徑范圍： 300 最大彎曲角度： 2000 彎曲速度： 8r/機重量：大約 M=300第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 擋料架在彎管機上的作用主要是用來擋彎曲鋼管時的反力，同時也具有定位的作用。 有如同夾具一般。 由于本彎管機是采用滾彎式的彎管原理，故鋼管與擋料輪的接觸面較不大，故擋料輪的硬度不能比鋼管的硬，故采用黃銅作為擋料輪的材料。 擋料輪的結(jié)構(gòu)主要由擋料輪、擋料軸、擋料輪架、軸承、鍵、軸蓋、擋料座、螺紋桿、手輪等一些組成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計上，由于彎管時不同型號的彎曲半徑相差可能會很大，但由于 單純在擋料輪架的調(diào)整來調(diào)整彎曲半徑遠遠不足，故采用擋料架具有不同的定位安裝位置，以增加擋料架與彎曲模的調(diào)整范圍。設(shè)計了在擋料架上的調(diào) 范圍為 50在位置調(diào)整的范圍可達 100總調(diào)整范圍有 150 鎖緊螺紋采用自鎖螺紋，用手輪鎖緊。滾輪主要由軸支持再結(jié)合二個滾子軸承而裝于擋料輪架上，這樣滾輪滾動時的滾動摩擦小有利于提高彎管的合格率。 采用普通黃銅 料作為其直徑 D=100度 H=60料軸采用 45 號鋼軸徑 0料輪架采用 45 號鋼尺寸為 B*L*h=80*84*100(軸承采用深溝滾子軸承 B*D*d=7*32*20 鍵采用 45號鋼其 尺寸為 B*L*h=4*6*40（ 擋料座采用 45 號鋼其尺寸為 B*L*h=100*190*95(螺紋桿采用 45 號鋼其尺寸為 d*L=16*145(手輪的尺寸為 d*D=12*100(軸蓋采用 45號鋼其尺寸為 D*H=56*20（ 擋料架的主要尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 3 圖 3四章 用電器選擇與電路 用電器的選擇與電路設(shè)計 由于此彎管機采用的是半自動的形式，故采用二個行程開關(guān)和二個交流接觸電器等組成其電路。由于電機的功率為 3800交流電。 故選用行程開關(guān)的型號 [1])， 接觸器型選用 [1]2常閉 2常開，其工作功率為 4 按鈕使用普通型平鈕二個，型號 [1]為 電源開關(guān)選用 能轉(zhuǎn)換開關(guān)型號 [1]為 工作功率為 短路保護熔斷器選用 [1]定功率為 4 過載保護采用 [1]系列熱繼電器 其控制功率為 380*3=1124W,因為有二根線所以總功率為 1124*3=3372 電源線采用 [1]B）即常用銅芯聚氯乙烯絕緣電線 4平方毫米的銅線線芯結(jié)構(gòu)為 7*額定電壓為 600V 其電路設(shè)計如下 圖 4其工作過程，電源線接上，把電源打開，此時電機 是不通電的。當按下 接觸器 圈得電，此時三對主觸頭閉合 ,一個常開開關(guān) 合通電，而另一個常閉開關(guān) 打開斷電，且此時電機正轉(zhuǎn)，進行彎曲工作，當彎曲到定角度時（此角度由彎曲角度的大小而調(diào)整）碰到了行程開關(guān) 接觸器 圈斷電 , 三對主觸頭斷開 ,一個常開開關(guān) 開 ,即電機斷電，由于電機是旁磁制動電機 ,故電機很快停止運轉(zhuǎn)，常閉開關(guān)閉合。此時彎曲過程已經(jīng)完成，之后按下 接觸器圈得電，此時三對主觸頭閉合 ,一個常開開關(guān) 合通電，而另一個常閉開關(guān) 打開斷電 ,此 時電機反轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)回到初始位置時由于碰到了行程開關(guān) 接觸器 圈斷電，三對主觸頭斷開，一個常開開關(guān) 開，電機停止。 當再次按下 ，則得反復工作。 其中電路中設(shè)有過載保護、短路保護。 當在工作中時，電路中具有自鎖功能，因而不用怕操作者不小心按錯鍵而出事故。但當工作中出現(xiàn)意外時，只要轉(zhuǎn)動電源開關(guān)，把電源開關(guān)斷開即可使電機停轉(zhuǎn)，之后處理意外后轉(zhuǎn)動電源開關(guān)使電源通電便可繼續(xù)進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進行工作。 操作過程及其分析 設(shè)鋼管所需的成形角為 ? ，彎曲 模設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角為 ? ，剎車后的空行程角為 ? ，鋼管回彈角為 ? ，那么 ? ＝ +? -? 。由公式得，當 ? ， ? 很 小時 ? =?據(jù)此先將彎曲模下的調(diào)角桿按要求在轉(zhuǎn)盤刻度上調(diào)至接近所需的 ? 角，然后將方鋼穿過彎曲模的上下底板，使用注銷、固定塊將鋼管固定下來。轉(zhuǎn)動擋料架的手柄，使擋料架的浚住頂住鋼管。按下正轉(zhuǎn)開關(guān) 曲模工作。通過試彎 1 一 2次后，設(shè)定一個準確的 ? 角，以后即可作批量生產(chǎn)。在電機正轉(zhuǎn)停后，取出鋼管，再啟動反 轉(zhuǎn)開關(guān)彎曲彎回復到原位。 由回彈系數(shù) K = 0??（ 4 由于材料是 10 鋼，且彎曲半徑為 R=100厚 t=2*2002*2=25 故其回彈系數(shù) K= ? = 0K?= 故回彈角 ? =于電動機采用旁磁制動方式剎車，故回空行程角很小或是約等于 0 所以彎曲模的轉(zhuǎn)角 ? =? -? +? = 設(shè)計總結(jié) 近兩個月的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了，通過這些天的設(shè)計學習，自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響。現(xiàn)在就談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計過程中的認識和體會。 首先，我學會了查閱資料和獨立思考。我的課題是自動彎管機裝置及其電器設(shè)計。當開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里面是一片迷茫，不知從何入手，甚至連彎管機是什么樣的都不知道，幸好在黃老師的指導下及時理清了頭緒，避免了走很多的彎路。認真翻閱相關(guān)資料如《機械設(shè)計手冊》，自動彎管機的設(shè)計與鋼筋彎曲機的改進論文與書籍等，我開始了自 己的設(shè)計思想，確定了自己的設(shè)計方案。我的課題除了彎管機的結(jié)構(gòu)的設(shè)計之外，還有其控制電路設(shè)計。 由于，彎管機的結(jié)構(gòu)較復雜且零件較多但由于論文上已有一定的結(jié)構(gòu)模型，故我憑著模型以及黃老師對我的講解，我慢慢的認清了彎管機的全部結(jié)構(gòu)，故我對我自己的一些想法與應(yīng)用思想都設(shè)計到彎管機中去，把原有的模型做適當?shù)母倪M。使結(jié)構(gòu)更合乎生產(chǎn)安裝以及多樣化使用的要求。每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、完善的過程。在設(shè)計過程中運用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。這個過程也是一個學習的過程。 其次，認識到實踐的重要性。這次設(shè)計我 做了很多重復工作、無用功，但是這些重復工作和無用功積累了設(shè)計經(jīng)驗。同時也認識到設(shè)計不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進行實際操作。另外，也應(yīng)從多個角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因為即使想的很完美，但到實際的設(shè)計時會遇到很多想不到的實際問題。 在設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是彎管機的、以及各種標準件如蝸輪減速器，接觸器等沒有親眼見過不知道其具體大小與工作情況，只能憑著手冊的說明而想像，彎管力矩的計算方法也沒有一條統(tǒng)一的式的，只能憑著經(jīng)驗式子來進行計算，其次由于條件不足 缺乏實驗性，等等多種原因使我的設(shè)計是沒有完全的根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，而做出來的，難免有些缺點和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠提出寶貴修改意見。 最后，衷心感謝黃開有老師對我的悉心指導，使我在大學里最后一段時間里學習到了很多有用的東西。 參考文獻 [1]. 徐灝，機械設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社， 2001， 9 [2]. 濮良貴、紀名剛，機械設(shè)計 . 第七版 等教育出版社， 2001， 6 [3]. 羅圣國、李平林、張立乃 ，機械設(shè)計課程設(shè)計指導書 . 第二版 等教育出版社， 2001， 4 [4]. 王光銓，機床電力拖動與控制 械工業(yè)出版社， 2001， 7 [5]. 曾紀進，自動彎管機與鋼筋管曲機的改進 工機械， 1998 [6]. 劉江南 郭克希 , 機械設(shè)計基礎(chǔ) . 湖南大學出版社 ,2005 [7]. 梁景凱 , 機電一體化技術(shù)與系統(tǒng) . 機械工業(yè)出版社 ,1999 [8]. 成大先 . 機械設(shè)計圖冊 (第 5 卷 )[M]學工業(yè)出版社， 2000 [9]. 東北工學院 . 機械零件零件設(shè)計手冊 [M] 冶 金工業(yè)出版社 ,1979 [10]. 李維榮 M]國標準出版社， 2001 [11]. 劉鴻文 . 材料力學 [M]等教育出版社， 12]. 鄒慧君 . 機械原理課程設(shè)計手冊 [M]等教育出版社， 1998